JP5398751B2 - Component mounting method and component mounting apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、半導体チップ等の電子部品を基板に実装する部品実装方法および部品実装装置に関する。   The present invention relates to a component mounting method and a component mounting apparatus for mounting an electronic component such as a semiconductor chip on a substrate.

従来より、荷重制御から位置制御への切換に際し、搭載ツールの制御切換動作に伴って生じる応答遅れに応じて、遡及タイミングにおいて、昇降押圧機構による押圧荷重を減少させる部品実装方法および部品実装装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の部品実装方法および部品実装装置は、回路基板に電子部品を実装するにあたって、ステージに回路基板を載置するとともに、ボンディングヘッドに電子部品を保持させる。 Conventionally, when switching from load control to position control, a component mounting method and a component mounting apparatus for reducing a pressing load by an elevating pressing mechanism at a retroactive timing according to a response delay caused by a control switching operation of a mounting tool have been provided. It is known (see, for example, Patent Document 1).
In the component mounting method and the component mounting apparatus described in Patent Document 1, when mounting an electronic component on a circuit board, the circuit board is placed on a stage and the bonding head holds the electronic component.

また、特許文献１に記載の部品実装方法および部品実装装置は、ステージに対してボンディングヘッドを近接させる。
そして、特許文献１に記載の部品実装方法および部品実装装置は、回路基板に形成されたパッドに対して回路基板に設けられたバンプを接触させ、続いてバンプが樽形状に変形するまで、超音波も併用して押圧が行われる。 Moreover, the component mounting method and component mounting apparatus described in Patent Document 1 bring the bonding head close to the stage.
Then, the component mounting method and component mounting apparatus described in Patent Document 1 contact the bumps provided on the circuit board with the pads formed on the circuit board, and then continue until the bumps are deformed into a barrel shape. Pressing is performed using sound waves in combination.

特開２００５−２３６１７３号公報（図４、段落００２９）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-236173 (FIG. 4, paragraph 0029)

従来の部品実装装置では、バンプの変形を直接的に測定することはなく、ボンディングヘッドの高さのみを計測し、ボンディングヘッドが所定高さとなったときにバンプが所望形状に変形したとすることが一般的である。
しかしながら、近年では、メッキ処理が施されたバンプが多用されている。このようなバンプは堅い材料を用いているために、従来に比較して変形に要する押圧力が大きくなっている。 In conventional component mounting equipment, bump deformation is not measured directly, but only the height of the bonding head is measured, and the bump is deformed to a desired shape when the bonding head reaches a predetermined height. Is common.
However, in recent years, bumps that have been subjected to plating have been frequently used. Since such bumps are made of a hard material, the pressing force required for deformation is larger than in the prior art.

このため、メッキ処理が施されたバンプを押圧する際、回路基板を支持するステージの撓み代がボンディングヘッドの高さ位置に影響を及ぼし、正確な計測が行えず、回路基板に対するバンプの接続不良が生じる虞がある。
このように、特許文献１はステージの撓み量を考慮していないため、例えばバンプの変形量が約２〜３μｍであって、ステージの撓み量が約５μｍの場合、ステージの撓み量にバンプの変形量が埋まってしまう。 For this reason, when pressing bumps that have been plated, the deflection of the stage that supports the circuit board affects the height position of the bonding head, making accurate measurement impossible, and poor bump connection to the circuit board. May occur.
As described above, since Patent Document 1 does not consider the amount of bending of the stage, for example, when the amount of deformation of the bump is about 2 to 3 μm and the amount of bending of the stage is about 5 μm, the amount of bending of the bump is included in the amount of bending of the stage. The amount of deformation is buried.

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成によりバンプの変形量を正確に計測できる部品実装方法および部品実装装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a component mounting method and a component mounting apparatus that can accurately measure the deformation amount of a bump with a simple configuration.

本発明に係る部品実装方法は、板状の本体の片面に複数のバンプを有する電子部品をボンディングヘッドに保持させるとともに、前記各バンプにそれぞれ複数のパッドが対面するように回路基板をステージに保持させ、前記各バンプおよび前記各パッドを接触させてから、前記各バンプが所定の形状に変形するまで前記ボンディングヘッドの実装荷重で前記電子部品を前記回路基板に対して近接させることにより前記電子部品を前記回路基板に実装する部品実装方法であって、あらかじめ前記電子部品および前記回路基板を保持させない状態において、前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを接触させた状態から前記実装荷重で押圧させることにより前記ステージのステージ撓み量を計測する撓み量計測工程を行い、次に、前記電子部品および前記回路基板をそれぞれ保持させた状態で前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを近接させることにより前記回路基板に対して前記電子部品を接触させたときの前記ボンディングヘッドの第１位置を計測する第１位置計測工程を行い、続いて、前記実装荷重により前記回路基板に対して前記電子部品を押圧する実装工程を行い、前記実装工程の終了後に前記実装荷重を維持したままの状態で前記ボンディングヘッドの第２位置を計測する第２位置計測工程を行い、前記ステージ撓み量、前記第１位置および前記第２位置から前記各バンプの変形量を算出するバンプ変形量算出工程を行う。   In the component mounting method according to the present invention, an electronic component having a plurality of bumps on one side of a plate-like main body is held on a bonding head, and a circuit board is held on a stage so that a plurality of pads face each bump. The electronic component is brought close to the circuit board with a mounting load of the bonding head until the bumps and the pads are brought into contact with each other until the bumps are deformed into a predetermined shape. Is mounted on the circuit board by pressing with the mounting load from a state in which the bonding head is in contact with the stage in a state in which the electronic component and the circuit board are not held in advance. A deflection amount measuring step for measuring a stage deflection amount of the stage is performed, and then the electronic The first position of the bonding head when the electronic component is brought into contact with the circuit board is measured by bringing the bonding head close to the stage while holding the product and the circuit board. Performing a first position measuring step, and subsequently performing a mounting step of pressing the electronic component against the circuit board by the mounting load, and maintaining the mounting load after completion of the mounting step. A second position measurement step of measuring a second position of the head is performed, and a bump deformation amount calculation step of calculating a deformation amount of each bump from the stage deflection amount, the first position, and the second position is performed.

本発明に係る部品実装装置は、板状の本体の片面に複数のバンプを有する電子部品を保持するボンディングヘッドと、前記各バンプにそれぞれ複数のパッドが対面するように回路基板を保持するステージとを備え、前記各バンプおよび前記各パッドを接触させてから、前記各バンプが所定の形状に変形するまで前記ボンディングヘッドの実装荷重で前記電子部品を前記回路基板に対して近接させることにより前記電子部品を前記回路基板に実装する部品実装装置であって、前記電子部品および前記回路基板を保持しない状態において、前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを接触させた状態から前記実装荷重で押圧させることにより前記ステージのステージ撓み量を計測する撓み量計測工程と、前記電子部品および前記回路基板をそれぞれ保持させた状態で前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを近接させることにより前記回路基板に対して前記電子部品を接触させたときの前記ボンディングヘッドの第１位置を計測する第１位置計測工程と、前記実装荷重により前記回路基板に対して前記電子部品を押圧する実装工程と、前記実装工程の終了後に前記実装荷重を維持したままの状態で前記ボンディングヘッドの第２位置を計測する第２位置計測工程と、前記ステージ撓み量、前記第１位置および前記第２位置から前記各バンプの変形量を算出するバンプ変形量算出工程とを備える。   A component mounting apparatus according to the present invention includes a bonding head that holds an electronic component having a plurality of bumps on one side of a plate-like main body, and a stage that holds a circuit board so that a plurality of pads face each of the bumps. The electronic component is brought close to the circuit board with a mounting load of the bonding head until each bump and each pad are brought into contact with each other until the bump is deformed into a predetermined shape. A component mounting apparatus for mounting a component on the circuit board by pressing the bonding head from the state in which the bonding head is in contact with the stage in a state where the electronic component and the circuit board are not held. A deflection amount measuring step for measuring a stage deflection amount of the stage; and the electronic component and the circuit board. A first position measuring step of measuring a first position of the bonding head when the electronic component is brought into contact with the circuit board by bringing the bonding head close to the stage while being held And a mounting step of pressing the electronic component against the circuit board by the mounting load, and a second position of the bonding head measured with the mounting load maintained after the mounting step is completed. A position measuring step, and a bump deformation amount calculating step of calculating a deformation amount of each bump from the stage deflection amount, the first position, and the second position.

本発明に係る部品実装方法および部品実装装置によれば、簡易な構成によりバンプの変形量を正確に計測できるという効果を奏する。   According to the component mounting method and the component mounting apparatus of the present invention, there is an effect that the deformation amount of the bump can be accurately measured with a simple configuration.

本発明に係る一実施形態の部品実装装置の全体の外観斜視図1 is an overall perspective view of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明に係る一実施形態の部品実装方法の撓み量計測工程の前段の側面図The side view of the front | former stage of the bending amount measurement process of the component mounting method of one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態の部品実装方法の撓み量計測工程の後段の側面図The side view of the back | latter stage of the deflection amount measurement process of the component mounting method of one Embodiment which concerns on this invention 本発明に係る一実施形態の部品実装方法に用いるテーブルTable used for component mounting method according to one embodiment of the present invention 本発明に係る一実施形態の部品実装方法におけるボンディングヘッドと荷重との関係を説明するタイミングチャートTiming chart for explaining the relationship between the bonding head and the load in the component mounting method according to an embodiment of the present invention 本発明に係る一実施形態の部品実装方法の第１位置計測工程の側面図The side view of the 1st position measurement process of the component mounting method of one embodiment concerning the present invention. 本発明に係る一実施形態の部品実装方法の実装工程の側面図The side view of the mounting process of the component mounting method of one Embodiment concerning this invention 本発明に係る一実施形態の部品実装方法の第２位置計測工程の側面図The side view of the 2nd position measurement process of the component mounting method of one embodiment concerning the present invention.

以下、本発明に係る一実施形態の部品実装方法および部品実装装置について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明に係る一実施形態の部品実装方法を実行する部品実装装置１０は、板状の本体１２の片面に複数のバンプ１３を有する電子部品である半導体チップ１４（図３参照）を保持するボンディングヘッド１１を備える。
また、部品実装装置１０は、各バンプ１３にそれぞれ複数のパッド１６が対面するように回路基板１７を保持する基板保持部１５とを備える。 Hereinafter, a component mounting method and a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a component mounting apparatus 10 that executes a component mounting method according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor chip 14 (FIG. 1) that is an electronic component having a plurality of bumps 13 on one side of a plate-like body 12. 3) is provided.
In addition, the component mounting apparatus 10 includes a board holding unit 15 that holds the circuit board 17 so that the plurality of pads 16 face each bump 13.

そして、部品実装装置１０は、各バンプ１３および各パッド１６を接触させてから、各バンプ１３が所定の形状に変形するまで基板保持部１５を構成するステージ３０に対してボンディングヘッド１１を実装荷重で押圧させることにより、半導体チップ１４を回路基板１７に実装する。
さらに、部品実装装置１０は、半導体チップ１４と回路基板１７とを保持しない状態で、ステージ３０に対してボンディングヘッド１１を接触させてから実装荷重で押圧させてステージ３０のステージ撓み量を計測する撓み量計測工程を備える。 Then, the component mounting apparatus 10 mounts the bonding head 11 on the stage 30 constituting the substrate holding unit 15 until the bumps 13 and the pads 16 are brought into contact with each other until the bumps 13 are deformed into a predetermined shape. The semiconductor chip 14 is mounted on the circuit board 17 by pressing with the circuit board 17.
Further, the component mounting apparatus 10 measures the amount of stage deflection of the stage 30 by bringing the bonding head 11 into contact with the stage 30 and pressing it with a mounting load without holding the semiconductor chip 14 and the circuit board 17. A deflection amount measuring step is provided.

さらにまた、部品実装装置１０は、半導体チップ１４および回路基板１７をそれぞれ保持させた状態でステージ３０に対してボンディングヘッド１１を近接させる。
そして、部品実装装置１０は、回路基板１７に対して半導体チップ１４を接触させたときのボンディングヘッド１１の第１位置を計測する第１位置計測工程を備える。
また、部品実装装置１０は、実装荷重により回路基板１７に対して半導体チップ１４を押圧する実装工程と、実装工程の終了後に実装荷重を維持したままの状態でボンディングヘッド１１の第２位置を計測する第２位置計測工程とを備える。
加えて、部品実装装置１０は、ステージ撓み量、第１位置および第２位置から各バンプ１３の変形量を算出するバンプ変形量算出工程を備える。 Furthermore, the component mounting apparatus 10 brings the bonding head 11 close to the stage 30 while holding the semiconductor chip 14 and the circuit board 17 respectively.
Then, the component mounting apparatus 10 includes a first position measuring step for measuring the first position of the bonding head 11 when the semiconductor chip 14 is brought into contact with the circuit board 17.
In addition, the component mounting apparatus 10 measures the second position of the bonding head 11 while maintaining the mounting load after the mounting process in which the semiconductor chip 14 is pressed against the circuit board 17 by the mounting load. And a second position measuring step.
In addition, the component mounting apparatus 10 includes a bump deformation amount calculation step of calculating the deformation amount of each bump 13 from the stage deflection amount, the first position, and the second position.

図１に示すように、部品実装装置１０は、基台１８上に、部品供給ステージ１９と、ユニット集合ステージ２０と、基板保持部１５とがＹ方向に配列されている。
部品供給ステージ１９に備えられたウェハ保持テーブル２１には、実装対象となる電子部品である複数の半導体チップ１４が配列された半導体ウェハ２２が保持されている。
ユニット集合ステージ２０は、直動機構２３によってＸ方向に往復動する移動テーブル２４に、ツールストッカ２５，部品回収部２６，較正基準マーク２７，中継ステージ２８，アンダーカメラ２９等の機能ユニットを集合的に配設した構成となっている。
基板保持部１５は、回路基板１７を保持するステージ３０がＸＹテーブル機構３１によって水平駆動される構成となっており、回路基板１７上に半導体チップ１４が実装される。
部品供給ステージ１９の上方とユニット集合ステージ２０の上方との間において、Ｙ方向に移動するとともにＸ方向に進退するピックアップヘッド３２を備える。 As shown in FIG. 1, in the component mounting apparatus 10, a component supply stage 19, a unit assembly stage 20, and a board holding unit 15 are arranged on a base 18 in the Y direction.
A wafer holding table 21 provided in the component supply stage 19 holds a semiconductor wafer 22 on which a plurality of semiconductor chips 14 that are electronic components to be mounted are arranged.
The unit assembly stage 20 collects functional units such as a tool stocker 25, a parts collection unit 26, a calibration reference mark 27, a relay stage 28, and an under camera 29 on a moving table 24 that reciprocates in the X direction by a linear motion mechanism 23. It has the composition arranged in.
The substrate holding unit 15 is configured such that the stage 30 that holds the circuit board 17 is horizontally driven by the XY table mechanism 31, and the semiconductor chip 14 is mounted on the circuit board 17.
A pickup head 32 that moves in the Y direction and advances and retreats in the X direction is provided between the part supply stage 19 and the unit assembly stage 20.

部品供給ステージ１９と、ユニット集合ステージ２０と、基板保持部１５との上方には、基台１８のＸ方向の端部に位置するＹ軸フレーム３３が支持ポスト３４によって両端部を支持されてＹ方向に架設されている。
Ｙ軸フレーム３３の前面には、第１ヘッド３５をリニアモータ駆動によりＹ方向に案内して駆動するヘッド移動機構３６が組み込まれている。
第１ヘッド３５には、半導体チップ１４を保持して回路基板１７に搭載する機能を有する搭載ユニット３７が装着されている。搭載ユニット３７はボンディングヘッド１１を有する。 Above the component supply stage 19, the unit assembly stage 20, and the board holding unit 15, a Y-axis frame 33 positioned at the end of the base 18 in the X direction is supported at both ends by support posts 34. It is erected in the direction.
On the front surface of the Y-axis frame 33, a head moving mechanism 36 for incorporating and driving the first head 35 in the Y direction by linear motor driving is incorporated.
A mounting unit 37 having a function of holding the semiconductor chip 14 and mounting it on the circuit board 17 is mounted on the first head 35. The mounting unit 37 has a bonding head 11.

部品供給ステージ１９と中継ステージ２８と基板保持部１５との上方には、位置認識のために第１カメラ３８と、第２カメラ３９とが配置されている。
第１カメラ３８は、部品供給ステージ１９において取り出し対象の半導体チップ１４を撮像する。
第２カメラ３９は、部品供給ステージ１９から取り出されて中継ステージ２８に位置補正のために仮置きされた半導体チップ１４を撮像する。 A first camera 38 and a second camera 39 are disposed above the component supply stage 19, the relay stage 28, and the board holding unit 15 for position recognition.
The first camera 38 images the semiconductor chip 14 to be taken out at the component supply stage 19.
The second camera 39 images the semiconductor chip 14 taken out from the component supply stage 19 and temporarily placed on the relay stage 28 for position correction.

ユニット集合ステージ２０に配置されたアンダーカメラ２９は、部品供給ステージ１９から取り出された半導体チップ１４を下方から撮像する。
半導体ウェハ２２は、ウェハシート４０に複数の半導体チップ１４を所定の配列で貼着した構成となっている。ウェハシート４０には、能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢で個片に分割された状態の複数の半導体チップ１４が貼着保持されている。 The under camera 29 arranged on the unit assembly stage 20 images the semiconductor chip 14 taken out from the component supply stage 19 from below.
The semiconductor wafer 22 has a configuration in which a plurality of semiconductor chips 14 are bonded to a wafer sheet 40 in a predetermined arrangement. A plurality of semiconductor chips 14 in a state of being divided into individual pieces in a face-up posture with the active surface facing upward are adhered and held on the wafer sheet 40.

部品実装装置１０は、部品取り出し動作において、ＸＹテーブル機構３１を駆動してウェハシート４０をＸＹ方向に水平移動させる。
これにより、部品実装装置１０は、ウェハシート４０に貼着された複数の半導体チップ１４のうち、取り出し対象となる所望の半導体チップ１４をピックアップ作業位置に位置させる。 In the component removal operation, the component mounting apparatus 10 drives the XY table mechanism 31 to move the wafer sheet 40 horizontally in the XY directions.
Thereby, the component mounting apparatus 10 positions a desired semiconductor chip 14 to be taken out of the plurality of semiconductor chips 14 attached to the wafer sheet 40 at the pickup work position.

部品供給ステージ１９の上方には、半導体チップ１４を吸着して保持するピックアップヘッド３２が配置されている。
ピックアップヘッド３２は、ピックアップアーム４１に保持されており、ピックアップアーム４１は、Ｙ軸フレーム３３の下面に縣吊して配置されたピックアップヘッド移動機構４２から、部品供給ステージ１９の上方に延出して設けられている。
ピックアップヘッド移動機構４２は、駆動により、ピックアップアーム４１がＸＹＺ方向に移動するとともに、Ｘ方向の軸廻りに回転する。 A pickup head 32 that adsorbs and holds the semiconductor chip 14 is disposed above the component supply stage 19.
The pickup head 32 is held by a pickup arm 41, and the pickup arm 41 extends above the component supply stage 19 from a pickup head moving mechanism 42 that is suspended from the lower surface of the Y-axis frame 33. Is provided.
When the pickup head moving mechanism 42 is driven, the pickup arm 41 moves in the X, Y, and Z directions and rotates about the X direction axis.

これにより、ピックアップヘッド３２は、部品供給ステージ１９の上方およびユニット集合ステージ２０の上方との間でＹ方向に移動するとともにＸ方向に進退する。
そのため、ピックアップヘッド３２は、部品供給ステージ１９から半導体チップ１４をピックアップして、ユニット集合ステージ２０に設けられた中継ステージ２８に移送する動作を行う。
また、必要時に、ピックアップヘッド３２をピックアップ作業位置の上方からＸ方向に退避させることが可能となっている。
そして、ピックアップアーム４１は、回転させることによりピックアップヘッド３２を反転させて、半導体チップ１４の姿勢を表裏反転させることができる。 As a result, the pickup head 32 moves in the Y direction between the upper part of the component supply stage 19 and the upper part of the unit assembly stage 20, and moves forward and backward in the X direction.
Therefore, the pickup head 32 performs an operation of picking up the semiconductor chip 14 from the component supply stage 19 and transferring it to the relay stage 28 provided in the unit assembly stage 20.
Further, when necessary, the pickup head 32 can be retracted in the X direction from above the pickup work position.
Then, the pickup arm 41 can reverse the pickup head 32 by rotating to reverse the posture of the semiconductor chip 14.

部品回収部２６は、部品供給ステージ１９から取り出された後に、不良部品や混入した異種部品等回路基板１７への実装が不適と判断された部品を廃棄回収する機能を有している。
較正基準マーク２７は、熱伸縮によって生じる機構的な位置誤差を、上方に配設された第２カメラ３９により撮像して較正するために設けられた基準マークである。
中継ステージ２８は、部品供給ステージ１９と基板保持部１５との間に配置されてツールストッカ２５と一体的に設けられた形態となっている。
中継ステージ２８には、部品供給ステージ１９からピックアップヘッド３２により取り出された半導体チップ１４が位置補正のために載置される。 The component collection unit 26 has a function of discarding and collecting components that are determined to be unsuitable for mounting on the circuit board 17 such as defective components or mixed different components after being taken out from the component supply stage 19.
The calibration reference mark 27 is a reference mark provided to calibrate a mechanical position error caused by thermal expansion and contraction by imaging with a second camera 39 disposed above.
The relay stage 28 is disposed between the component supply stage 19 and the substrate holding unit 15 and is provided integrally with the tool stocker 25.
On the relay stage 28, the semiconductor chip 14 taken out from the component supply stage 19 by the pickup head 32 is placed for position correction.

基板保持部１５は、ＸＹテーブル機構３１上に回路基板１７を保持するステージ３０を設けた構成となっている。
基板保持部１５には、半導体チップ１４をステージ３０に保持された回路基板１７に実装するための実装作業位置が設定されており、第２カメラ３９が実装作業位置に対応して配置されている。
そして、ＸＹテーブル機構３１が駆動されることにより、ステージ３０は回路基板１７とともにＸＹ方向に水平移動され、回路基板１７に設定された任意の部品実装点を実装作業位置に位置させることができる。 The substrate holding unit 15 has a configuration in which a stage 30 for holding the circuit board 17 is provided on the XY table mechanism 31.
A mounting work position for mounting the semiconductor chip 14 on the circuit board 17 held on the stage 30 is set in the substrate holding unit 15, and the second camera 39 is arranged corresponding to the mounting work position. .
When the XY table mechanism 31 is driven, the stage 30 is moved horizontally in the XY direction together with the circuit board 17, and any component mounting point set on the circuit board 17 can be positioned at the mounting work position.

第１ヘッド３５は、Ｙ軸フレーム３３に設けられたヘッド移動機構３６の前面において、２条のガイドレール４３によりＹ方向にガイドされる。
これらガイドレール４３の間には、第１ヘッド３５をＹ方向に駆動するためのリニアモータを構成するラック４４が配置されている。 The first head 35 is guided in the Y direction by two guide rails 43 on the front surface of the head moving mechanism 36 provided on the Y-axis frame 33.
A rack 44 constituting a linear motor for driving the first head 35 in the Y direction is disposed between the guide rails 43.

搭載ユニット３７は、実装対象の部品である半導体チップ１４を保持する機能を有しており、第１ヘッド３５がＹ方向に水平移動されて昇降される。
そして、搭載ユニット３７は、部品供給ステージ１９から供給された半導体チップ１４を、ステージ３０に保持された回路基板１７に搭載する。
このとき、搭載ユニット３７が装着された第１ヘッド３５による実装形態としては、以下の３形態があり、それぞれを選択的に実行できる。 The mounting unit 37 has a function of holding the semiconductor chip 14 that is a component to be mounted, and the first head 35 is moved horizontally in the Y direction and moved up and down.
The mounting unit 37 mounts the semiconductor chip 14 supplied from the component supply stage 19 on the circuit board 17 held on the stage 30.
At this time, there are the following three forms of mounting by the first head 35 to which the mounting unit 37 is mounted, and each can be selectively executed.

第１の形態は、ピックアップヘッド３２により部品供給ステージ１９から取り出されて中継ステージ２８上に載置された半導体チップ１４を搭載ユニット３７によって保持して回路基板１７に搭載するプリセンタ実装形態である。
第２の形態は、部品供給ステージ１９の半導体チップ１４を搭載ユニット３７により直接保持して回路基板１７に搭載するダイレクト実装形態である。
第３の形態は、ピックアップヘッド３２により部品供給ステージ１９から取り出されて表裏反転状態でピックアップヘッド３２に保持された半導体チップ１４を搭載ユニット３７により保持して回路基板１７に搭載するフェイスダウン実装形態である。 The first form is a pre-center mounting form in which the semiconductor chip 14 taken out from the component supply stage 19 by the pickup head 32 and placed on the relay stage 28 is held by the mounting unit 37 and mounted on the circuit board 17.
The second form is a direct mounting form in which the semiconductor chip 14 of the component supply stage 19 is directly held by the mounting unit 37 and mounted on the circuit board 17.
The third mode is a face-down mounting mode in which the semiconductor chip 14 taken out from the component supply stage 19 by the pickup head 32 and held on the pickup head 32 in a reversed state is held by the mounting unit 37 and mounted on the circuit board 17. It is.

図２に示すように、部品実装方法では、撓み量計測工程の前段において、あらかじめ半導体チップ１４および回路基板１７を保持しない状態で、ボンディングヘッド１１をステージ３０に対して押圧させ、ボンディングヘッド１１の高さＨ１を計測する。
図３に示すように、部品実装方法では、撓み量計測工程の後段において、ステージ３０に対するボンディングヘッド１１の押圧によりステージ３０が撓み、これに伴うボンディングヘッド１１の高さＨ２と高さＨ１との偏差を計測する。 As shown in FIG. 2, in the component mounting method, the bonding head 11 is pressed against the stage 30 without holding the semiconductor chip 14 and the circuit board 17 in advance before the deflection amount measuring step. The height H1 is measured.
As shown in FIG. 3, in the component mounting method, the stage 30 bends due to the pressing of the bonding head 11 against the stage 30 in the subsequent stage of the deflection amount measuring step, and the height H2 and the height H1 of the bonding head 11 associated therewith. Measure the deviation.

図４に示すように、部品実装装置１０は、あらかじめ半導体チップ１４および回路基板１７を保持しない状態でボンディングヘッド１１をステージ３０に対して押圧させる。
これにより、部品実装装置１０は、ステージ３０のステージ撓み量の計測に基づいて作成されたテーブル５０を格納する。
このテーブル５０は、ステージ３０に対するボンディングヘッド１１の荷重値に応じて、ステージ３０のステージ撓み量が階段状に設定される。
なお、図４中、ボンディングヘッド１１の高さ位置を示す実線は実測値である。 As shown in FIG. 4, the component mounting apparatus 10 presses the bonding head 11 against the stage 30 without holding the semiconductor chip 14 and the circuit board 17 in advance.
Thereby, the component mounting apparatus 10 stores the table 50 created based on the measurement of the stage deflection amount of the stage 30.
In this table 50, the stage deflection amount of the stage 30 is set in a step shape according to the load value of the bonding head 11 with respect to the stage 30.
In FIG. 4, the solid line indicating the height position of the bonding head 11 is an actual measurement value.

図５に示すように、部品実装装置１０は、時点Ｔ１において、半導体チップ１４および回路基板１７をそれぞれ保持した状態でステージ３０に対してボンディングヘッド１１を近接させる。
そして、部品実装装置１０は、回路基板１７に対して半導体チップ１４を接触させたときのボンディングヘッド１１の第１位置（図６参照）Ａ１を計測する第１位置計測工程を実行する。 As shown in FIG. 5, the component mounting apparatus 10 brings the bonding head 11 close to the stage 30 while holding the semiconductor chip 14 and the circuit board 17 at time T 1 .
Then, the component mounting apparatus 10 executes a first position measuring step of measuring the first position (see FIG. 6) A1 of the bonding head 11 when the semiconductor chip 14 is brought into contact with the circuit board 17.

次に、部品実装装置１０は、時点Ｔ２〜時点Ｔ４までの間に、実装荷重を段階的あるいは連続的に増大させることにより回路基板１７に対して半導体チップ１４を押圧する実装工程を実行する。
これにより、図８に示すように、各バンプ１３が俵形状に変形して各パッド１６に圧着されるとともに、ステージ３０が撓む。
そして、部品実装装置１０は、実装工程の終了後に、ステージ３０に対するボンディングヘッド１１の実装荷重を維持したままの状態（時点Ｔ５）でボンディングヘッド１１の第２位置Ａ２を計測する第２位置計測工程を実行する。 Next, the component mounting apparatus 10 executes a mounting process of pressing the semiconductor chip 14 against the circuit board 17 by increasing the mounting load stepwise or continuously between the time T 2 and the time T 4. To do.
As a result, as shown in FIG. 8, each bump 13 is deformed into a bowl shape and is crimped to each pad 16, and the stage 30 is bent.
The component mounting apparatus 10, after the mounting step is completed, a second position measuring for measuring a second position A2 of the bonding head 11 in a state maintaining the mounting load of the bonding head 11 relative to the stage 30 (time T 5) Execute the process.

続いて、テーブル５０から求めたステージ撓み量、ボンディングヘッド１１の第１位置Ａ１および第２位置Ａ２から各バンプ１３の変形量を算出するバンプ変形量算出工程を実行する。
具体的には、ボンディングヘッド１１の第１位置Ａ１および第２位置Ａ２の差から、さらに実装荷重に対応したステージ撓み量を減算する。
すなわち、このバンプ変形量算出工程では、実装荷重に対応したステージ撓み量がボンディングヘッド１１の第１位置Ａ１および第２位置Ａ２の差から減算されているため、各バンプ１３の実際の変形量が正確に算出される。
なお、図５に示す補正値は、実測値からステージ撓み量を減算したものである。 Subsequently, a bump deformation amount calculating step of calculating the deformation amount of each bump 13 from the stage deflection amount obtained from the table 50 and the first position A1 and the second position A2 of the bonding head 11 is executed.
Specifically, the stage deflection amount corresponding to the mounting load is further subtracted from the difference between the first position A1 and the second position A2 of the bonding head 11.
That is, in this bump deformation amount calculation step, since the stage deflection amount corresponding to the mounting load is subtracted from the difference between the first position A1 and the second position A2 of the bonding head 11, the actual deformation amount of each bump 13 is determined. Calculated accurately.
The correction value shown in FIG. 5 is obtained by subtracting the stage deflection amount from the actual measurement value.

以上、説明したように一実施形態の部品実装方法および部品実装装置１０によれば、簡易な構成により正確な計測ができる。   As described above, according to the component mounting method and the component mounting apparatus 10 of the embodiment, accurate measurement can be performed with a simple configuration.

なお、前述した実施形態では、実装工程終了後にステージ３０に対するボンディングヘッド１１の実装荷重を維持したままの状態でバンプ変形量算出工程を行っていたが、バンプ変形量算出工程は実装工程の途中で随時あるいは逐一行ってもよい。   In the above-described embodiment, the bump deformation amount calculation process is performed in a state where the mounting load of the bonding head 11 with respect to the stage 30 is maintained after the mounting process is completed. However, the bump deformation amount calculation process is performed in the middle of the mounting process. It may be performed at any time or one by one.

例えば、あらかじめ各バンプ１３のうちのいずれかが不良品、例えば初期高さ寸法が許容寸法未満であった場合、各バンプ１３の初期高さ寸法が許容範囲以上に不揃いであった場合、各バンプ１３のうちのいずれが欠損している場合、回路基板１７に許容範囲上の反りが生じている場合、設備側に撓みが生じている場合には、前述した実装工程において、時点Ｔ１におけるボンディングヘッド１１の高さ位置が極端に下方となる可能性がある。
これらの場合、時点Ｔ１〜時点Ｔ４の間において、実測値と、テーブル５０に格納されているステージ撓み量との間に大きな偏差が生ずるために、実装工程の途中において、不具合品を判別できる。また、バンプ、電子部品、回路基板等が良品であっても、実装工程の途中で例えば圧壊した場合も同様に判別できる。
このようなバンプ変形量算出工程では、実装工程が終了する以前に不良品や設備の不具合等を判別できるため、工程時間を短縮できる。 For example, if any of the bumps 13 is defective in advance, for example, if the initial height dimension is less than the allowable dimension, if the initial height dimension of each bump 13 is more than the allowable range, In the case where any of 13 is missing, the circuit board 17 is warped in an allowable range, or the equipment side is warped, the bonding at the time T 1 is performed in the mounting process described above. The height position of the head 11 may become extremely downward.
In these cases, since a large deviation occurs between the actual measurement value and the stage deflection amount stored in the table 50 between the time point T 1 and the time point T 4 , the defective product is identified during the mounting process. it can. Even when bumps, electronic components, circuit boards, and the like are non-defective products, it can be similarly determined if they are crushed during the mounting process.
In such a bump deformation amount calculating process, since defective products and equipment defects can be determined before the mounting process is completed, the process time can be shortened.

なお、本発明の部品実装方法および部品実装装置において部品供給ステージ，ユニット集合ステージ等は、前述した一実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。   In the component mounting method and component mounting apparatus of the present invention, the component supply stage, unit assembly stage, and the like are not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.

以上述べたように、本発明の部品実装方法および部品実装装置によれば、簡易な構成により正確な計測ができるものである。
以上の結果として、高品質な電子部品を提供できるとともに生産性を向上でき、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。 As described above, according to the component mounting method and the component mounting apparatus of the present invention, accurate measurement can be performed with a simple configuration.
As a result, it is possible to provide high-quality electronic components and improve productivity, and the industrial applicability of the present invention can be said to be great.

１０ 部品実装装置
１１ ボンディングヘッド
１２ 本体
１３ バンプ
１４ 半導体チップ（電子部品）
３０ ステージ
１６ パッド
１７ 回路基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Component mounting apparatus 11 Bonding head 12 Main body 13 Bump 14 Semiconductor chip (electronic component)
30 stages 16 pads 17 circuit boards

Claims (2)

板状の本体の片面に複数のバンプを有する電子部品をボンディングヘッドに保持させるとともに、前記各バンプにそれぞれ複数のパッドが対面するように回路基板をステージに保持させ、
前記各バンプおよび前記各パッドを接触させてから、前記各バンプが所定の形状に変形するまで前記ボンディングヘッドの実装荷重で前記電子部品を前記回路基板に対して近接させることにより前記電子部品を前記回路基板に実装する部品実装方法であって、
あらかじめ前記電子部品および前記回路基板を保持させない状態において、前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを接触させた状態から前記実装荷重で押圧させることにより前記ステージのステージ撓み量を計測する撓み量計測工程を行い、
次に、前記電子部品および前記回路基板をそれぞれ保持させた状態で前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを近接させることにより前記回路基板に対して前記電子部品を接触させたときの前記ボンディングヘッドの第１位置を計測する第１位置計測工程を行い、
続いて、前記実装荷重により前記回路基板に対して前記電子部品を押圧する実装工程を行い、
前記実装工程の終了後に前記実装荷重を維持したままの状態で前記ボンディングヘッドの第２位置を計測する第２位置計測工程を行い、
前記ステージ撓み量、前記第１位置および前記第２位置から前記各バンプの変形量を算出するバンプ変形量算出工程を行う部品実装方法。 While holding the electronic component having a plurality of bumps on one side of the plate-shaped main body on the bonding head, the circuit board is held on the stage so that each of the bumps faces each of the bumps,
The electronic component is brought close to the circuit board by a mounting load of the bonding head until the bumps and the pads are brought into contact with each other until the bumps are deformed into a predetermined shape. A component mounting method for mounting on a circuit board,
A deflection amount measuring step of measuring a stage deflection amount of the stage by pressing with the mounting load from a state where the bonding head is in contact with the stage in a state where the electronic component and the circuit board are not held in advance. Done
Next, when the electronic component is brought into contact with the circuit board by bringing the bonding head close to the stage while holding the electronic component and the circuit board, Performing a first position measuring step for measuring one position;
Subsequently, performing a mounting step of pressing the electronic component against the circuit board by the mounting load,
Performing a second position measuring step of measuring the second position of the bonding head in a state where the mounting load is maintained after completion of the mounting step;
A component mounting method for performing a bump deformation amount calculating step of calculating a deformation amount of each bump from the stage bending amount, the first position, and the second position. 板状の本体の片面に複数のバンプを有する電子部品を保持するボンディングヘッドと、
前記各バンプにそれぞれ複数のパッドが対面するように回路基板を保持するステージとを備え、
前記各バンプおよび前記各パッドを接触させてから、前記各バンプが所定の形状に変形するまで前記ボンディングヘッドの実装荷重で前記電子部品を前記回路基板に対して近接させることにより前記電子部品を前記回路基板に実装する部品実装装置であって、
前記電子部品および前記回路基板を保持しない状態において、前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを接触させた状態から前記実装荷重で押圧させることにより前記ステージのステージ撓み量を計測する撓み量計測工程と、
前記電子部品および前記回路基板をそれぞれ保持させた状態で前記ステージに対して前記ボンディングヘッドを近接させることにより前記回路基板に対して前記電子部品を接触させたときの前記ボンディングヘッドの第１位置を計測する第１位置計測工程と、
前記実装荷重により前記回路基板に対して前記電子部品を押圧する実装工程と、
前記実装工程の終了後に前記実装荷重を維持したままの状態で前記ボンディングヘッドの第２位置を計測する第２位置計測工程と、
前記ステージ撓み量、前記第１位置および前記第２位置から前記各バンプの変形量を算出するバンプ変形量算出工程とを備える部品実装装置。 A bonding head for holding an electronic component having a plurality of bumps on one side of a plate-shaped main body;
A stage for holding the circuit board so that a plurality of pads face each bump,
The electronic component is brought close to the circuit board by a mounting load of the bonding head until the bumps and the pads are brought into contact with each other until the bumps are deformed into a predetermined shape. A component mounting apparatus for mounting on a circuit board,
In a state where the electronic component and the circuit board are not held, a deflection amount measuring step of measuring a stage deflection amount of the stage by pressing with the mounting load from a state where the bonding head is in contact with the stage;
A first position of the bonding head when the electronic component is brought into contact with the circuit board by bringing the bonding head close to the stage while holding the electronic component and the circuit board. A first position measuring step for measuring;
A mounting step of pressing the electronic component against the circuit board by the mounting load;
A second position measuring step of measuring the second position of the bonding head in a state where the mounting load is maintained after the mounting step is completed;
A component mounting apparatus comprising: a bump deformation amount calculating step of calculating a deformation amount of each bump from the stage bending amount, the first position, and the second position.
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