JP5608829B1 - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実装体に載置された電子部品に対する熱の影響を低減する。
【解決手段】 実装体１００に予め載置された複数の電子部品３００を加熱し上下方向へ移動可能とされたヒーター１１ｂを有すると共に水平方向において並ぶ複数のボンディングヘッド９と、実装体が載置され水平方向へ移動可能とされた移動ステージ２７と、複数のボンディングヘッドの下方において複数のボンディングヘッドに対向して位置されると共に加熱器を有し移動ステージが移動されて実装体の一部が複数のボンディングヘッドの真下に位置されたときに実装体を移動ステージから受け取り実装体の一部が載置されるボンディングステージ３７とを備え、実装体がボンディングステージに受け取られたときに複数のボンディングヘッドが下方へ移動されて電子部品に押し付けられると共に電子部品と実装体がヒーターと加熱器によって上下方向から加熱される。
【選択図】図１９

Description

本発明は、複数のボンディングヘッドを有し各ボンディングヘッドのヒーターによって電子部品を加熱し電子部品をそれぞれ所定の位置に接合する部品実装装置についての技術分野に関する。

特開２００９−１３０３１３号公報 特開２０１２−１１４３８２号公報

ボンディングヘッドを有し電子部品を基板等の実装体の所定の位置に半田付け等により接合して実装する部品実装装置がある。

このような部品実装装置には、基板や半導体ウエハ等の実装体の接合部に電子部品の接合部が押し当てられ、上下から一対のプレスヒーターによって実装体と電子部品が押圧されて接合部同士が接合されるように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された部品実装装置にあっては、実装体の接合部に電子部品の接合部が押し当てられた状態において一対のプレスヒーターによって加熱及び加圧が行われることにより、半田を含む接合部が溶融されて電子部品が実装体に接合される。

また、部品実装装置には、複数のボンディングヘッドが並んで配置され、ボンディングヘッドの各吸着部に設けられたヒーターによって各電子部品が加熱されて各電子部品が同時に実装体に接合されるように構成されたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載された部品実装装置にあっては、複数のボンディングヘッドの並び方向へ複数のボンディングヘッドが一体になって移動可能にされている。ボンディングステージには実装体が載置され、ボンディングステージにはホットプレート等の加熱器が組み込まれている。

ボンディングステージに載置された実装体には予め複数の電子部品が所定の間隔で載置されており、実装体が複数のボンディングヘッドの下方に搬送されると、複数のボンディングヘッドが下降されて各ボンディングヘッドが電子部品に押し当てられて電子部品がそれぞれ各吸着部によって吸着される。このとき実装体に載置された各電子部品は、ボンディングステージに組み込まれた加熱器によって予め加熱されて所定の温度に高められている。続いて、電子部品をそれぞれ吸着した各ボンディングヘッドが微少に上下動されて各電子部品の高さ位置が調整されると共にボンディングヘッドにそれぞれ設けられたヒーターによって各電子部品が加熱され電子部品が実装体の接続端子に半田付けによって接合されて実装される。

上記のような複数の吸着部による電子部品の実装作業は、複数の吸着部やボンディングステージが前後方向や左右方向に断続的に移動されることにより吸着部の数単位、例えば、６個の吸着部が設けられている場合には、６個ずつの電子部品の実装作業が繰り返し行われ、実装体に載置されている全ての電子部品の接合が終了することにより実装作業が完了する。

特許文献２に記載された部品実装装置にあっては、複数のボンディングヘッドによって一度に複数の電子部品の実装体に対する実装作業が行われるため、製品の製造時間の短縮化を図ることができ製造コストの低減を図ることが可能にされている。

ところが、ボンディングステージに加熱器が組み込まれ実装体に載置された全ての電子部品が加熱器によって加熱される構成においては、複数の吸着部によって実装作業が行われる電子部品以外の電子部品にも実装作業が完了するまで継続して加熱器による加熱が行われる。

従って、実装作業が行われない電子部品に対しても継続して加熱器による熱の影響が付与されるため、これらの電子部品を接合するための半田（ペースト）やアンダーフィル等の変質や劣化が生じるおそれがあると共に電子部品に継続して付与される熱の影響により電子部品の動作不良が生じるおそれもある。

そこで、本発明部品実装装置は、上記した問題点を克服し、実装体に載置された電子部品に対する熱の影響を低減することを目的とする。

第１に、本発明に係る部品実装装置は、実装体に予め載置された複数の電子部品を加熱し上下方向へ移動可能とされたヒーターを有すると共に水平方向において並ぶ複数のボンディングヘッドと、前記実装体が載置され水平方向へ移動可能とされた移動ステージと、前記複数のボンディングヘッドの下方において前記複数のボンディングヘッドに対向して位置されると共に加熱器を有し前記移動ステージが移動されて前記実装体の一部が前記複数のボンディングヘッドの真下に位置されたときに前記実装体を前記移動ステージから受け取り前記実装体の一部が載置されるボンディングステージとを備え、水平方向において前記ボンディングステージと離隔して位置され前記実装体が前記ボンディングステージに受け取られたときに前記実装体の一部が載置される保持ステージが設けられ、前記実装体が前記ボンディングステージに受け取られたときに前記複数のボンディングヘッドが下方へ移動されて前記電子部品に押し付けられると共に前記電子部品と前記実装体が前記ヒーターと前記加熱器によって上下方向から加熱されるものである。

これにより、ボンディングステージに実装体の一部が載置された状態において複数のボンディングヘッドの各ヒーターとボンディングステージの加熱器とによって複数の電子部品と実装体の一部とが上下方向から加熱される。

第２に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記ヒーターとしてパルスヒーターが用いられることが望ましい。

これにより、吸着部に押さえられた状態でヒーターによって電子部品に対する急速な加熱と冷却が行われる。

第３に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記加熱器としてパルスヒーターが用いられることが望ましい。

これにより、加熱器によって実装体と電子部品に対して急速な加熱と冷却が行われる。

第４に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記ヒーターとしてコンスタントヒーターが用いられることが望ましい。

これにより、吸着部に押さえられた状態でヒーターによって電子部品に対する一定温度での加熱と冷却が行われる。

第５に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記加熱器としてコンスタントヒーターが用いられることが望ましい。

これにより、加熱器によって実装体と電子部品に対して一定温度での加熱と冷却が行われる。

第６に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記移動ステージに前記実装体が載置されるステージ部が設けられ、前記ステージ部が上下方向へ移動可能とされることが望ましい。

これにより、実装体が移動ステージの上下方向への移動に伴って昇降される。

第６に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、水平方向において前記ボンディングステージと離隔して位置され前記実装体が前記ボンディングステージに受け取られたときに前記実装体の一部が載置される保持ステージが設けられることが望ましい。

これにより、実装体がボンディングステージに受け取られたときに実装体がボンディングステージと保持ステージによって保持される。

第７に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記保持ステージに前記実装体の一部を吸引して前記実装体を保持する吸引機構が設けられ、前記実装体が前記保持ステージに吸引されて保持された状態において前記保持ステージが移動され前記実装体の前記ボンディングステージに対する位置が変化されることが望ましい。

これにより、移動ステージによって実装体をボンディングステージから一旦持ち上げて実装体のボンディングステージに対する位置を変化させる必要がない。

第８に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記保持ステージが水平方向において前記移動ステージと同じ方向へ移動可能とされ、前記保持ステージと前記移動ステージを案内するガイドレールが設けられることが望ましい。

これにより、保持ステージと移動ステージが何れもガイドレールによって案内される。

第９に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記保持ステージが二つ設けられ、前記二つの保持ステージが水平方向において前記移動ステージを挟んで反対側に位置されることが望ましい。

これにより、実装体の水平方向における移動位置に拘わらず実装体を第１の保持ステージ又は第２の保持ステージによって保持することが可能になる。

第１０に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記二つの保持ステージにそれぞれ前記実装体が載置される保持部が設けられ、前記保持部がそれぞれ上下方向へ移動可能とされることが望ましい。

これにより、水平方向における移動位置に応じて実装体が一方の保持部の上下方向への移動によって一方の保持部に保持される。

第１１に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記保持ステージが水平方向において前記移動ステージに近付く方向へ付勢され、前記移動ステージに、前記保持ステージに前記保持ステージが付勢される方向と反対方向から接触されて前記保持ステージを前記移動ステージの移動に伴って移動させる連動部が設けられることが望ましい。

これにより、移動ステージの水平方向への移動に伴って保持ステージが移動され、保持ステージを移動させるための専用の駆動機構を必要としない。

第１２に、上記した本発明に係る部品実装装置においては、前記ボンディングステージが固定された状態で配置され、前記移動ステージに前記保持ステージの前記移動ステージに近付く方向への移動を規制して前記保持ステージを所定の位置で停止させる停止用ストッパーが設けられ、前記保持ステージが前記停止用ストッパーに接触したときに前記連動部の前記保持ステージとの接触が解除されることが望ましい。

これにより、保持ステージが停止用ストッパーによって所定の位置で停止され、保持ステージの過度の移動が規制される。

本発明によれば、ボンディングステージに実装体の一部が載置された状態において複数のボンディングヘッドの各ヒーターとボンディングステージの加熱器とによって一部の電子部品と実装体の一部とが上下方向から加熱されるため、実装体に載置された全ての電子部品と実装体の全体が継続して加熱されず、実装体に載置された電子部品に対する熱の影響を低減することができる。

図２乃至図２８と共に本発明部品実装装置の実施の形態を示すものであり、本図は、部品実装装置の概略斜視図である。 図１とは異なる方向から見た状態で示す部品実装装置の概略斜視図である。 部品実装装置を一部を省略して示す概略正面図である。 部品実装装置を一部を省略して示す概略側面図である。 部品実装装置の概略平面図である。 吸着部にツールが吸着されて保持された状態を示す拡大斜視図である。 ボンディングヘッドの一部とツールとツールホルダーの一部とを示す分解斜視図である。 部品実装装置を一部を断面にして示す概略側面図である。 移動ステージ、保持ステージ及びボンディングステージ等を示す概略側面図である。 部品実装装置とその周辺の各装置とを示す概略図である。 半導体ウエハに積層体が仮置き状態で載置された状態を示す概略正面図である。 半導体ウエハに積層体が仮置き状態で載置された状態を示す概略斜視図である。 図１４乃至図２８と共に部品実装装置の動作を示すものであり、本図は、ツールホルダーが前方へ移動されて所定のツールがボンディングヘッドの真下に位置された状態を示す概略拡大側面図である。 図１３に引き続き、ツールが吸着部によって吸着された状態を示す概略拡大側面図である。 図１４に引き続き、移動部が後方へ移動されて吸着部に保持されたツールの真下にツール認識カメラが位置された状態を示す概略拡大側面図である。 図１５に引き続き、ツール認識カメラによって順にツールが撮影されている状態を示す概略拡大正面図である。 図１６に引き続き、半導体ウエハを保持した移動部が後方へ移動され、部品認識カメラの真下に最も後側に位置された積層体が位置され部品認識カメラによって電子部品が撮影されている状態を示す概略拡大側面図である。 図１７に引き続き、半導体ウエハを保持した移動部が後方へ移動された状態を示す概略側面図である。 図１８に引き続き、移動ステージが下方へ移動され、半導体ウエハが第１の保持ステージとボンディングステージに載置された状態を示す概略側面図である。 図１９に引き続き、ボンディングヘッドの左右方向及び前後方向への調整と吸着部の回転方向における調整とが行われ吸着部に保持されているツールが電子部品の真上に位置された状態を一部を断面にして示す概略拡大正面図である。 図２０に引き続き、吸着部が下方へ移動され、ツールが積層体に上方から押し付けられた状態を一部を断面にして示す概略拡大正面図である。 図２１に引き続き、ヒーターによってツールを介して半田と機能性材料が加熱され、半田と機能性材料が溶融された状態を一部を断面にして示す概略拡大正面図である。 図２２に引き続き、第１の保持ステージの移動によって半導体ウエハが後方へ移動された状態を示す概略側面図である。 図２３に引き続き、第１の保持ステージの移動が停止された状態を示す概略側面図である。 図２４に引き続き、半導体ウエハが第２の保持ステージとボンディングステージに載置された状態を示す概略側面図である。 図２５に引き続き、第２の保持ステージの移動によって半導体ウエハが後方へ移動された状態を示す概略側面図である。 図２６に引き続き、第２の保持ステージの移動によって半導体ウエハがさらに後方へ移動された状態を示す概略側面図である。 図２７に引き続き、移動ステージのステージ部が上方へ移動され半導体ウエハがステージ部に保持された状態を示す概略側面図である。

以下に、本発明部品実装装置を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

部品実装装置には複数のボンディングヘッドが並んで配置されている。以下には、ボンディングヘッドが並ぶ方向を左右方向として説明する。尚、以下に示す上下前後左右の方向は説明の便宜上のものであり、本技術の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。

＜部品実装装置の構成＞
先ず、部品実装装置１の構成について説明する。

部品実装装置１は床面等に設置される基台２と基台２の上側に配置された支持フレーム３、３とを有している（図１乃至図５参照）。

基台２の内側には図示しない各種の制御部が配置されている。

支持フレーム３、３は基台２の上面における後端寄りの位置に左右に離隔して取り付けられている。

支持フレーム３、３間には連結板４が取り付けられている。連結板４の上面側には左右に延び上方に突出されたガイド突部４ａ、４ａが前後に離隔して設けられている。連結板４上には左右に離隔して第１の駆動モーター５、５、・・・が取り付けられている。第１の駆動モーター５、５、・・・は、例えば、左右にそれぞれ三つずつが配置されている。

連結板４には左右方向において並ぶ、例えば、六つの移動ベース６、６、・・・が左右方向へ移動自在に支持されている。移動ベース６、６、・・・の下面側にはそれぞれ左右に延び下方に突出された被ガイド突部６ａ、６ａが前後に離隔して設けられている。移動ベース６、６、・・・は被ガイド突部６ａ、６ａ、・・・がガイド突部４ａ、４ａに案内されそれぞれ第１の駆動モーター５、５、・・・によって各別に左右方向へ移動可能とされている。

移動ベース６、６、・・・の上面側にはそれぞれ前後に延び上方に突出された案内突部６ｂ、６ｂ、・・・が設けられている。移動ベース６、６、・・・上にはそれぞれ第２の駆動モーター７、７、・・・が取り付けられている。

移動ベース６、６、・・・にはそれぞれ移動部材８、８、・・・が前後方向へ移動自在に支持されている。移動部材８、８、・・・の下面側にはそれぞれ下方に突出された被案内突部８ａ、８ａ、・・・が前後に離隔して設けられている。移動部材８、８、・・・は被案内突部８ａ、８ａ、・・・が案内突部６ｂ、６ｂ、・・・に案内されそれぞれ第２の駆動モーター７、７、・・・によって各別に前後方向へ移動可能とされている。

移動部材８、８、・・・の前面にはそれぞれボンディングヘッド９、９、・・・が取り付けられている。ボンディングヘッド９は、図６に示すように、上下方向に延びる被取付ベース１０と被取付ベース１０に対して上下方向へ移動可能かつ上下方向に延びる軸Ｓを支点として回転可能とされた駆動体１１とを有し、駆動体１１の下端部が吸着部１１ａとして設けられ被取付ベース１０から下方に突出されている。駆動体１１には吸着部１１ａの内側に配置されたヒーター１１ｂが設けられ（図７参照）、ヒーター１１ｂとしては、例えば、パルスヒーターが用いられている。ヒーター１１ｂの下面は吸着部１１ａの下面と上下方向における位置が略一致されている。

このように部品実装装置１にあっては、ヒーター１１ｂとしてパルスヒーターが用いられているため、温度の昇降速度が速いと共に温度の均一性に優れ、加熱時及び冷却時における動作時間の短縮化及び製造物の品質に関するばらつきの抑制を図ることができる。尚、ヒーター１１ｂとしてコンスタントヒーターが用いられていてもよい。コンスタントヒーターが用いられる場合には、一定温度での加熱と冷却が行われ、簡単な制御によって加熱と冷却が行われるため、部品実装装置１の製造コストの低減を図ることが可能になる。

被取付ベース１０、１０、・・・の内部にはそれぞれ図示しない第３の駆動モーターが配置されている。駆動体１１、１１、・・・は第３の駆動モーターによってそれぞれ被取付ベース１０、１０、・・・に対して各別に上下方向へ移動可能とされている。

被取付ベース１０、１０、・・・の前面にはそれぞれ回転用モーター１２、１２、・・・が取り付けられている（図１乃至図５参照）。駆動体１１、１１、・・・は回転用モーター１２、１２、・・・によってそれぞれ被取付ベース１０、１０、・・・に対して軸Ｓ、Ｓ、・・・を支点として各別に回転可能とされている。

ボンディングヘッド９、９、・・・は左右方向へ各別に移動可能とされている。ボンディングヘッド９の左右方向への移動は、第１の駆動モーター５によって移動ベース６及び移動部材８が連結板４に対して左右方向へ移動されることにより移動ベース６及び移動部材８の移動に伴って行われる。

また、ボンディングヘッド９、９、・・・は前後方向へも各別に移動可能とされている。ボンディングヘッド９の前後方向への移動は、第２の駆動モーター７によって移動部材８が移動ベース６に対して前後方向へ移動されることにより移動部材８の移動に伴って行われる。

被取付ベース１０、１０、・・・のうち所定の被取付ベース１０の前面には部品認識カメラ１３が取り付けられている。部品認識カメラ１３は被取付ベース１０に取り付けられているため、被取付ベース１０の左右方向及び前後方向への移動に伴って左右方向及び前後方向へ移動される。部品認識カメラ１３は部品認識カメラ１３より下方に存在する対象物を画像認識する機能を有し、後述する電子部品の水平方向における位置及び水平方向における回転方向の向きを認識する。

連結板４には下面側に支持体１４が取り付けられている（図８参照）。支持体１４は上下方向を向く略平板状の支持ベース１５と支持ベース１５から上方に突出された被取付部１６とを有し、被取付部１６が連結板４の下面に取り付けられている。支持ベース１５の下面側には前後に延び下方に突出されたガイド突条１５ａ、１５ａが左右に離隔して設けられている。支持体１４の下面には移動用モーター１７が取り付けられている。

支持ベース１５にはツールホルダー１８が前後方向へ移動自在に支持されている。ツールホルダー１８は上下方向を向く平板状の保持面部１９と保持面部１９の後端部から上方に突出された被ガイド用突部２０、２０とを有している。保持面部１９には上方に開口された配置凹部１９ａ、１９ａ、・・・が前後左右に等間隔に離隔して形成されている。

ツールホルダー１８は被ガイド用突部２０、２０がガイド突条１５ａ、１５ａに案内され移動用モーター１７によって前後方向へ移動可能とされている。

ツールホルダー１８にはツール２１、２１、・・・が保持される（図７参照）。ツール２１は、例えば、高熱伝導材料によって形成され、矩形の平板状に形成された上下方向を向く被吸着面部２２と被吸着面部２２の下面に連続された押付部２３とが一体に形成されて成り、押付部２３は直方体状に形成されている。

押付部２３は外形が被吸着面部２２の外形より一回り小さくされ、被吸着面部２２の外周部を除く部分に連続されている。

ツール２１、２１、・・・はそれぞれ押付部２３、２３、・・・が配置凹部１９ａ、１９ａ、・・・に挿入されてツールホルダー１８に保持される。

基台２の上面には案内部２４が設けられている（図１乃至図５参照）。案内部２４は上下方向を向くベース台２４ａとベース台２４ａから上方に突出された一対のガイドレール２４ｂ、２４ｂとを有している。ガイドレール２４ｂ、２４ｂは前後方向に延び左右に離隔して設けられている。

案内部２４のベース台２４ａには駆動機構２５が配置されている。駆動機構２５には駆動モーター２５ａと駆動モーター２５ａの駆動力によって回転されるリードスクリュー２５ｂとが設けられ、駆動モーター２５ａがベース台２４ａの後端部に配置されている。駆動モーター２５ａの駆動力によってリードスクリュー２５ｂが回転されると、被ガイド部２８ｂ、２８ｂがガイドレール２４ｂ、２４ｂに案内されて移動部２６がリードスクリュー２５ｂの回転方向に応じて前後方向へ移動される。

案内部２４には移動部２６が前後方向へ移動自在に支持されている。移動部２６は移動ステージ２７と移動ベース２８を有し、移動ステージ２７と移動ベース２８が一体になって前後方向へ移動可能とされている（図４、図８及び図９参照）。移動部２６は前方の移動端である準備位置と後方の移動端との間で移動される。

移動ステージ２７は下側に位置された基端部２９と基端部２９に対して上下方向へ移動可能とされた昇降軸３０と昇降軸３０の上端部に結合され上下方向を向く平板状のステージ部３１とを有している。

基端部２９には前方に突出された第１の連動部２９ａと後方に突出された第２の連動部２９ｂとが設けられている。

移動ステージ２７のステージ部３１には上方に開口された図示しない複数の吸引孔を有する吸引機構が設けられ、ステージ部３１が実装体である後述する半導体ウエハを吸引して保持する機能を有している。

移動ステージ２７は基端部２９が移動機構２５のリードスクリュー２５ｂに螺合され、駆動モーター２５ａの駆動力によるリードスクリュー２５ｂの回転に伴って前後方向へ移動される。

移動ベース２８は上下方向を向き左右に延びる板状に形成されたベース板部２８ａとベース板部２８ａの左右両端部から下方に突出された被ガイド部２８ｂ、２８ｂとベース板部２８ａの左右方向における中央部から後方に突出された取付突部２８ｃとを有している。移動ベース２８は被ガイド部２８ｂ、２８ｂがそれぞれ案内部２４のガイドレール２４ｂ、２４ｂに前後方向へ摺動自在に支持されている。

移動ベース２８はベース板部２８ａが移動ステージ２７の基端部２９に結合されている。従って、移動ステージ２７と移動ベース２８はリードスクリュー２５ｂの回転に伴って前後方向へ一体になって移動される。

移動ベース２８における取付突部２８ｃの後端部にはツール認識カメラ３２が取り付けられている。ツール認識カメラ３２は移動ベース２８に取り付けられているため、移動ステージ２７と一体になって移動される移動ベース２８の前後方向への移動に伴って前後方向へ移動される。ツール認識カメラ３２はツール認識カメラ３２より上方に存在する対象物を画像認識する機能を有し、ツール２１の水平方向における位置及び水平方向における回転方向の向きを認識する。

案内部２４には移動ステージ２７の前側において第１の保持ステージ３３が前後方向へ移動自在に支持されている。第１の保持ステージ３３は上下方向を向き左右に延びる板状に形成されたベース部３３ａとベース部３３ａの左右両端部から下方に突出された被案内部３３ｂ、３３ｂとベース板部３３ａの左右方向における中央部から上方に突出された柱状部３３ｃと柱状部３３ｃに対して上下方向へ移動可能とされた移動軸３３ｄと移動軸３３ｄの上端部に結合され上下方向を向く平板状の保持部３３ｅとを有している。

第１の保持ステージ３３は被案内部３３ｂ、３３ｂがそれぞれ案内部２４のガイドレール２４ｂ、２４ｂに前後方向へ摺動自在に支持されている。

第１の保持ステージ３３の保持部３３ｅには上方に開口された図示しない複数の吸引孔を有する吸引機構が設けられ、保持部３３ｅが実装体である半導体ウエハを吸引して保持する機能を有している。

第１の保持ステージ３３は第１の付勢機構３４によって後方へ付勢されている。第１の付勢機構３４は基台２に固定されたシリンダー３４ａとシリンダー３４ａに前後方向へ移動自在に支持されたピストン３４ｂと後端部がピストン３４ｂに連結された連結軸３４ｃとを有している。第１の付勢機構３４は連結軸３４ｃの前端部が第１の保持ステージ３３のベース部３３ａに連結されている。

第１の付勢機構３４においては、ピストン３４ｂがシリンダー３４ａに対して後方へ移動される方向への力が付与されている。従って、連結軸３４ｃを介してピストン３４ｂに連結された第１の保持ステージ３３が第１の付勢機構３４によって後方へ付勢される。

案内部２４には移動ステージ２７の後側において第２の保持ステージ３５が前後方向へ移動自在に支持されている。第２の保持ステージ３５は上下方向を向き左右に延びる板状に形成されたベース部３５ａとベース部３５ａの左右両端部から下方に突出された被案内部３５ｂ、３５ｂとベース板部３５ａの左右方向における中央部から上方に突出された柱状部３５ｃと柱状部３５ｃに対して上下方向へ移動可能とされた移動軸３５ｄと移動軸３５ｄの上端部に結合され上下方向を向く平板状の保持部３５ｅとを有している。

第２の保持ステージ３５は被案内部３５ｂ、３５ｂがそれぞれ案内部２４のガイドレール２４ｂ、２４ｂに前後方向へ摺動自在に支持されている。

第２の保持ステージ３５の保持部３５ｅには上方に開口された図示しない複数の吸引孔を有する吸引機構が設けられ、保持部３５ｅが実装体である半導体ウエハを吸引して保持する機能を有している。

第２の保持ステージ３５は第２の付勢機構３６によって前方へ付勢されている。第２の付勢機構３６は基台２に固定されたシリンダー３６ａとシリンダー３６ａに前後方向へ移動自在に支持されたピストン３６ｂと前端部がピストン３６ｂに連結された連結軸３６ｃとを有している。第２の付勢機構３６は連結軸３６ｃの後端部が第２の保持ステージ３５のベース部３５ａに連結されている。

第２の付勢機構３６においては、ピストン３６ｂがシリンダー３６ａに対して前方へ移動される方向への力が付与されている。従って、連結軸３６ｃを介してピストン３６ｂに連結された第２の保持ステージ３５が第２の付勢機構３６によって前方へ付勢される。

基台２には移動ステージ２７と第２の保持ステージ３５の間にボンディングステージ３７が配置されている。ボンディングステージ３７は基台２に取り付けられた取付台部３８と取付台部３８上に配置された加熱テーブル３９とを有している。

取付台部３８は下方に開口されたコ字状に形成され、移動機構２５のリードスクリュー２５ｂを跨いだ状態で配置されている。取付台部３８には前方に突出された第１の停止用ストッパー３８ａと後方に突出された第２の停止用ストッパー３８ｂとが設けられている。

加熱テーブル３９は横長の形状に形成され、ボンディングヘッド９、９、・・・の真下において吸着部１１ａ、１１ａ、・・・に対向して位置されている。

加熱テーブル３９には加熱器４０、４０が組み込まれている。加熱器４０、４０は、例えば、加熱テーブル３９に載置される半導体ウエハに一定の加熱量を付与する所謂コンスタントヒーターである。但し、加熱器４０、４０はパルスヒーターであってもよい。加熱器４０としてコンスタントヒーターが用いられる場合には、一定温度での加熱と冷却が行われ、簡単な制御によって加熱と冷却が行われるため、部品実装装置１の製造コストの低減を図ることが可能になる。また、加熱器４０としてパルスヒーターが用いられる場合には、温度の昇降速度が速いと共に温度の均一性に優れ、加熱時及び冷却時における動作時間の短縮化及び製造物の品質に関するばらつきの抑制を図ることができる。

＜周辺装置の構成＞
部品実装装置１の周辺には部品装着装置５００と実装体搬入装置６００と実装体搬出装置７００が配置されている（図１０参照）。尚、実装体搬入装置６００と実装体搬出装置７００は、例えば、それぞれ実装体搬入部と実装体搬出部として部品実装装置１の構造の各一部として設けられていてもよい。

部品装着装置５００は、図１１に示すように、実装体として用いられる半導体ウエハ１００上に機能性材料２００、２００、・・・を介して電子部品３００、３００、・・・が複数段積層されて構成された積層体４００を仮置き状態で載置する装置である。尚、機能性材料２００は電子部品３００の下面に貼り付けられ、図１１には、バンプ３０１、３０１、・・・を誇張して示したため機能性材料２００が大きく波打った状態にされているが、実際には、バンプ３０１、３０１、・・・は小突起であるため、機能性材料２００は略平面状の状態で電子部品３００の下面に貼り付けられる。半導体ウエハ１００には部品装着装置５００によって縦横に等間隔に離隔した状態で多数の積層体４００、４００、・・・が仮置き状態で載置される（図１２参照）。

尚、機能性材料２００としては、例えば、接着材料や封止材料や補強材料としての機能を有するペースト状又はフィルム状の材料等が用いられ、具体的には、アンダーフィル材やノンコンタクトフィルムやノンコンタクトペースト等と称される各種の材料が用いられる。

実装体搬入装置６００は部品装着装置５００と部品実装装置１の間に位置され、搬入用コンベア６０１を有している（図１０参照）。搬入用コンベア６０１は左右に離隔して位置された送りローラー６０１ａ、６０１ａと送りローラー６０１ａ、６０１ａによって送られる搬送ベルト６０１ｂとを有している。

実装体搬出装置７００は部品実装装置１を挟んで実装体搬入装置６００の反対側に位置され、搬出用コンベア７０１を有している。搬出用コンベア７０１は左右に離隔して位置された送りローラー７０１ａ、７０１ａと送りローラー７０１ａ、７０１ａによって送られる搬送ベルト７０１ｂとを有している。

尚、実装体搬出装置７００においては、急激な冷却による半導体ウエハ１００の反り等を防止するために保温する図示しない保温ヒーターが設けられていてもよい。

実装体搬入装置６００は半導体ウエハ１００を部品装着装置５００から移動部２６における移動ステージ２７のステージ部３１に搬入する機能を有し、実装体搬出装置７００は半導体ウエハ１００をステージ部３１から搬出して所定の位置まで搬送する機能を有している。

半導体ウエハ１００上には所定の回路パターンが形成され、回路パターンの各端部に接続端子１０１、１０１、・・・が形成されている（図１１参照）。半導体ウエハ１００上には接続端子１０１、１０１、・・・を覆う状態で予め機能性材料２００、２００、・・・と電子部品３００、３００、・・・によって構成された積層体４００、４００、・・・が部品装着装置５００によってそれぞれ仮置き状態で載置されている（図１１及び図１２参照）。電子部品３００、３００、・・・の上下両面にはそれぞれバンプ３０１、３０１、・・・が縦横に離隔して設けられている。パンプ３０１、３０１、・・・の先端部にはそれぞれ接合材料として用いられた半田３０２、３０２、・・・が塗布されている。尚、接合材料は半田３０２に限られることはなく、溶融可能な他の金属材料であってもよい。

積層体４００は最下段において半田３０２、３０２、・・・が機能性材料２００を介して接続端子１０１、１０１、・・・の真上に位置されると共に最下段より上段において下側の電子部品３００の上面側に位置された半田３０２、３０２、・・・がそれぞれ機能性材料２００を介して上側の電子部品３００の下面側に位置された半田３０２、３０２、・・・の真下に位置されている。

＜部品実装装置の動作＞
次に、電子部品３００、３００、・・・が互いに接合されると共に最下段の電子部品３００が半導体ウエハ１００に接合されるときの部品実装装置１の実装動作（接合動作）について説明する。

先ず、実装体搬入装置６００によって半導体ウエハ１００が部品実装装置１に搬入される前の各部の初期状態について説明する。

移動部２６は、初期状態において、前方の移動端である準備位置にある（図８及び図９参照）。このとき第１の付勢機構３４によって後方へ付勢されている第１の保持ステージ３３は、移動ステージ２７の第１の連動部２９ａに前方から接して前方の移動端において移動が停止されている。

一方、第２の付勢機構３６によって前方へ付勢されている第２の保持ステージ３５は、ボンディングステージ３７の第２の停止用ストッパー３８ｂに後方から接して前方の移動端において移動が停止されている。

移動部２６の移動ステージ２７と第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５においては、初期状態にあるときに、移動ステージ２７のステージ部３１が最も高い位置にあり、第１の保持ステージ３３の保持部３３ｅはステージ部３１より低い位置にあり、第２の保持ステージ３５の保持部３５ｅは保持部３３ｅより低い位置にある。

ツールホルダー１８は初期状態において後方の移動端に保持されている（図８参照）。

ボンディングヘッド９、９、・・・は、初期状態において、駆動体１１、１１、・・・が上方の移動端に位置され、左右方向における間隔であるピッチが最も狭くされた状態にされている（図１乃至図３参照）。

実装動作に際しては、先ず、実装体搬入装置６００による半導体ウエハ１００の部品実装装置１への搬入前の事前動作が行われる。

事前動作として、先ず、ツールホルダー１８が移動用モーター１７によって前方へ移動される（図１３参照）。ツールホルダー１８が前方へ移動されることにより、所定のツール２１、２１、・・・がボンディングヘッド９、９、・・・の真下に位置される。この所定のツール２１、２１、・・・は、この後に搬入される半導体ウエハ１００に仮置きされた積層体４００、４００、・・・に応じた大きさのものである。

続いて、ボンディングヘッド９、９、・・・において駆動体１１、１１、・・・が下方へ移動される。このとき吸着部１１ａ、１１ａ、・・・に負圧が付与されており、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってそれぞれツール２１、２１、・・・が吸着されてツールホルダー１８から取り出され、駆動体１１、１１、・・・が上方へ移動されて吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってそれぞれツール２１、２１、・・・が保持される（図１４参照）。

ツールホルダー１８から吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってそれぞれツール２１、２１、・・・が取り出されると、ツールホルダー１８は後方の移動端まで移動される。

続いて、事前動作として、移動部２６が後方へ移動され、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・に保持されたツール２１、２１、・・・の真下にツール認識カメラ３２が位置される（図１５参照）。このとき後方へ付勢されている第１の保持ステージ３３は移動部２６と一体になって後方へ移動される。ツール２１、２１、・・・の真下にツール認識カメラ３２が位置されると、ボンディングヘッド９、９、・・・が左右方向へ移動されて、順次、ツール２１、２１、・・・がツール認識カメラ３２の真上を通過され、ツール認識カメラ３２によって順にツール２１、２１、・・・が撮影される（図１６参照）。ツール認識カメラ３２による吸着部１１ａ、１１ａ、・・・に吸着されている全てのツール２１、２１、・・・の撮影が終了すると、ボンディングヘッド９、９、・・・は左右方向へ移動されピッチが最も狭くされた初期状態に戻り、移動部２６は前方の移動端まで移動されて初期状態の位置である準備位置に戻る。第１の保持ステージ３３も移動部２６の第１の連動部２９ａに押圧されて移動部２６と一体になって前方へ移動され前方の移動端に戻る。

ツール認識カメラ３２によってツール２１が撮影されると、撮影された画像データに基づいて撮影されたツール２１の水平方向における位置及び向きが認識される。水平方向における位置は前後方向における位置（座標）と左右方向における位置（座標）であり、水平方向における向きは上下方向に延びる軸を支点とした回転方向における基準位置に対する向き（回転角度）である。

上記した事前動作が終了すると、実装体搬入装置６００によって積層体４００、４００、・・・が仮置き状態で載置された半導体ウエハ１００が移動部２６における移動ステージ２７のステージ部３１に搬入される。ステージ部３１に搬入された半導体ウエハ１００はステージ部３１に吸引されて保持される。このとき半導体ウエハ１００は中央部がステージ部３１に吸引されて保持される。

移動ステージ２７のステージ部３１によって半導体ウエハ１００が保持されると、移動部２６が後方へ移動され、最も後側に位置された積層体４００又は最も前側に位置された積層体４００が部品認識カメラ１３の真下に位置される（図１７参照）。このとき後方へ付勢されている第１の保持ステージ３３は移動部２６と一体になって後方へ移動される。

積層体４００が部品認識カメラ１３の真下に位置されると、ボンディングヘッド９、９、・・・が左右方向へ移動され、又は、移動部２６が前後方向へ移動されて、順次、積層体４００、４００、・・・が部品認識カメラ１３の真下を通過され、部品認識カメラ１３によって順に積層体４００、４００、・・・における最上段の電子部品３００、３００、・・・が撮影される。部品認識カメラ１３による最上段の全ての電子部品３００、３００、・・・の撮影が終了すると、ボンディングヘッド９、９、・・・は左右方向へ移動されピッチが最も狭くされた初期状態に戻り、移動部２６は前方の移動端まで移動されて初期状態の位置である準備位置に戻る。第１の保持ステージ３３も移動部２６の第１の連動部２９ａに押圧されて移動部２６と一体になって前方へ移動され前方の移動端に戻る。

部品認識カメラ１３によって最上段の電子部品３００が撮影されると、撮影された画像データに基づいて撮影された電子部品３００の水平方向における位置及び向きが認識される。水平方向における位置は前後方向における位置（座標）と左右方向における位置（座標）であり、水平方向における向きは上下方向に延びる軸を支点とした回転方向における基準位置に対する向き（回転角度）である。

続いて、ボンディングヘッド９、９、・・・による積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が開始される。接合動作が開始されるときには、移動部２６が後方へ移動され、後方へ付勢されている第１の保持ステージ３３も移動部２６と一体になって後方へ移動され、半導体ウエハ１００の後端部に載置されている第１列目の積層体４００、４００、・・・がそれぞれツール２１、２１、・・・の真下に位置され、半導体ウエハ１００の後端部がボンディングステージ３７における加熱テーブル３９の真上に位置される（図１８参照）。このとき、例えば、第１列目の積層体４００、４００、・・・は複数個置きにツール２１、２１、・・・の真下に位置される。

積層体４００、４００、・・・がそれぞれツール２１、２１、・・・の真下に位置されると、続いて、移動ステージ２７のステージ部３１が下降されて半導体ウエハ１００の後端部が加熱テーブル３９に載置され半導体ウエハ１００の前端部が第１の保持ステージ３３の保持部３３ｅに載置される（図１９参照）。ステージ部３１は半導体ウエハ１００から下方に退避された位置まで下降され、半導体ウエハ１００がステージ部３１から加熱テーブル３９と保持部３３ｅに受け渡される。

ステージ部３１から受け渡され加熱テーブル３９と保持部３３ｅに受け取られた半導体ウエハ１００は保持部３３ｅに吸引されて保持される。半導体ウエハ１００が加熱テーブル３９と保持部３３ｅに載置され保持部３３ｅに保持されると、加熱テーブル３９に組み込まれた加熱器４０、４０によって半導体ウエハ１００の後端部と半導体ウエハ１００の後端部に載置された第１列目の積層体４００、４００、・・・とが下方から加熱される。

半導体ウエハ１００が保持部３３ｅに保持されたときには、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によって保持されている各ツール２１、２１、・・・のツール認識カメラ３２による認識結果と真下に位置された最上段の各電子部品３００、３００、・・・の部品認識カメラ１３による認識結果とに基づいて、各ツール２１、２１、・・・の位置及び向きが真下に位置する最上段の各電子部品３００、３００、・・・の位置及び向きに一致される。即ち、各ツール２１、２１、・・・の位置及び向きが真下に位置する最上段の各電子部品３００、３００、・・・の位置及び向きに一致されるように、ボンディングヘッド９、９、・・・が第１の駆動モーター５、５、・・・によって各別に左右方向へ微少に移動されて調整されると共に第２の駆動モーター７、７、・・・によって各別に前後方向へ微少に移動されて調整され、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・が回転用モーター１２、１２、・・・によって各別に微少に回転されて調整される。

このようなボンディングヘッド９の左右方向及び前後方向への調整と吸着部１１ａの回転方向における調整とが行われることにより、吸着部１１ａに保持されているツール２１の中央部と真下に位置されている電子部品３００の中央部とが上下方向において一致されると共にツール２１の水平方向における向きと電子部品３００の水平方向における向きとが一致される（図２０参照）。

続いて、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・がそれぞれ下方へ移動され、ツール２１、２１、・・・がそれぞれ積層体４００、４００、・・・に上方から押し付けられる（図２１参照）。

尚、最上段に位置する電子部品３００の上面にもバンプ３０１、３０１、・・・が設けられている場合もあるが、この場合にはツール２１における押付部２３の下面側に下方に開口された挿入凹部が形成されていることが望ましい。ツール２１に形成される挿入凹部は前後左右に離隔して形成されていてもよく、前後方向又は左右方向に延びる直線状に形成されていてもよい。ツール２１に挿入凹部が形成されている場合には、ツール２１が積層体４００に上方から押し付けられたときに、各バンプがそれぞれ挿入凹部に挿入される。

このように最上段に位置する電子部品３００の上面に形成された各バンプがそれぞれ挿入凹部に挿入されることにより、バンプ３０１、３０１、・・・の先端部に塗布された半田３０２、３０２、・・・にツール２１、２１、・・・が接触されず、半田３０２、３０２、・・・のバンプ３０１、３０１、・・・からの脱落や半田３０２、３０２、・・・の意図しない溶融を防止することができる。

ツール２１、２１、・・・がそれぞれ積層体４００、４００、・・・に上方から押し付けられると、駆動体１１、１１、・・・に設けられたヒーター１１ｂ、１１ｂ、・・・によってそれぞれツール２１、２１、・・・を介して第１列目の積層体４００、４００、・・・が加熱される。従って、第１列目の積層体４００、４００、・・・の半田３０２、３０２、・・・と機能性材料２００、２００、・・・がヒーター１１ｂ、１１ｂ、・・・によって加熱される。

このとき加熱器４０、４０によって半導体ウエハ１００の後端部と半導体ウエハ１００の後端部に載置された第１列目の積層体４００、４００、・・・とが下方から加熱されており、半導体ウエハ１００の後端部と第１列目の積層体４００、４００、・・・とはヒーター１１ｂ、１１ｂ、・・・と加熱器４０、４０によって上下方向から加熱される。

加熱された半田３０２、３０２、・・・と機能性材料２００、２００、・・・は溶融され、半田３０２、３０２、・・・が機能性材料２００、２００、・・・を押し破るようにしてそれぞれ接続端子１０１、１０１、・・・又は半田３０２、３０２、・・・同士が接触される（図２２参照）。

このときヒーター１１ｂとしてパルスヒーターが用いられているため、積層体４００は吸着部１１ａに押さえられた状態で急速に加熱と冷却による半田３０２、３０２、・・・と機能性材料２００、２００、・・・の溶融及び溶融後の固化が行われる。従って、半田３０２、３０２、・・・と機能性材料２００、２００、・・・に対する温度の急速な昇降状態を確保することができると共に接合部分の浮き上がりを防止し信頼性の高い接合状態を確保して製造物の品質のばらつきを抑制することができる。

また、加熱器４０、４０としてパルスヒーターが用いられている場合には、半導体ウエハ１００と積層体４００、４００、・・・に上下両側からパルスヒーターによる加熱が行われ、半田３０２、３０２、・・・と機能性材料２００、２００、・・・に対する温度の一層急速な昇降状態を確保することができると共に接合部分の浮き上がりを防止し信頼性の一層高い接合状態を確保して製造物の品質のばらつきを一層抑制することができる。

機能性材料２００、２００、・・・は溶融された後に固化されるため、電子部品３００、３００、・・・を周囲から覆い最下段の電子部品３００の下面と半導体ウエハ１００の上面との間に充填されて電子部品３００が機能性材料２００によって半導体ウエハ１００に接着されると共に電子部品３００、３００、・・・間に充填されて電子部品３００、３００、・・・同士が機能性材料２００、２００、・・・によって接着される。

続いて、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってツール２１、２１、・・・が吸着された状態で駆動体１１、１１、・・・が上方へ向けて移動される。駆動体１１、１１、・・・が上方へ向けて移動されることにより、積層体４００、４００、・・・に対する吸着部１１ａ、１１ａ、・・・による押付状態が解除される。駆動体１１、１１、・・・は上方の移動端まで移動され、積層体４００、４００、・・・に対する吸着部１１ａ、１１ａ、・・・による押付状態が解除されることにより、一度に６個の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が完了する。

駆動体１１、１１、・・・が上方の移動端まで移動されると、ボンディングヘッド９、９、・・・が積層体４００、４００、・・・の１ピッチ分だけ左右方向へ移動され、続いて、上記と同様にしてボンディングヘッド９、９、・・・による別の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が行われる。このボンディングヘッド９、９、・・・の１ピッチずつの移動と第１列目の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作は繰り返し行われる。

最も後側に位置された第１列目の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が終了すると、再び移動部２６が第１の保持ステージ３３とともに後方へ移動され、後側から第２列目の積層体４００、４００、・・・がそれぞれツール２１、２１、・・・の真下に位置される（図２３参照）。このとき保持部３３ｅに保持されている半導体ウエハ１００は加熱テーブル３９上を摺動される。

第２列目の積層体４００、４００、・・・がそれぞれツール２１、２１、・・・の真下に位置されると、上記と同様にしてボンディングヘッド９、９、・・・による第２列目の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が行われる。このとき半導体ウエハ１００の後端寄りの部分と第２列目の積層体４００、４００、・・・とがヒーター１１ｂ、１１ｂ、・・・と加熱器４０、４０によって上下方向から加熱される。

以下、同様にして後側から第３列目以降の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が行われる。

積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が行われているときには、移動部２６と一体になって移動される第１の保持ステージ３３の後方への移動に伴って半導体ウエハ１００が間歇的に後方へ移動され、後方へ移動される途中において第１の保持ステージ３３がボンディングステージ３７の第１の停止用ストッパー３８ａに接触され又は近接される（図２４参照）。このとき半導体ウエハ１００は中央部が加熱テーブル３９に載置されている。

その後、第１の保持ステージ３３の保持部３３ｅが下降されると共に第２の保持ステージ３５の保持部３５ｅが上昇される（図２５参照）。従って、半導体ウエハ１００は中央部が加熱テーブル３９に載置された状態で後端部が保持部３５ｅに載置され、保持部３５ｅに吸引されて保持され半導体ウエハ１００が第１の保持ステージ３３から第２の保持ステージ３５に受け渡される。

半導体ウエハ１００が第１の保持ステージ３３から受け渡され第２の保持ステージ３５に受け取られると、移動部２６は間歇的に後方へ移動され、移動部２６の第２の連動部２９ｂによって前方へ付勢されている第２の保持ステージ３５が後方へ押圧され、第２の保持ステージ３５が移動部２６と一体になって後方へ移動されていく（図２６参照）。このとき保持部３５ｅに保持されている半導体ウエハ１００は加熱テーブル３９上を摺動される。また、第１の保持ステージ３３はボンディングステージ３７の第１の停止用ストッパー３８ａに接触されて後方への移動が停止されている。

移動部２６と第２の保持ステージ３５が間歇的に後方へ移動され、半導体ウエハ１００の前端部に載置されている最も前側の積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が終了すると、半導体ウエハ１００に載置された全ての積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が終了する（図２７参照）。

半導体ウエハ１００に載置された全ての積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が終了すると、ステージ部３１が上昇されて半導体ウエハ１００が加熱テーブル３９及び保持部３５ｅから持ち上げられ、半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７と第２の保持ステージ３５からステージ部３１に受け渡される（図２８参照）。半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７と第２の保持ステージ３５から受け渡されステージ部３１に受け取られると、第２の保持ステージ３５の保持部３５ｅが下降される。このとき半導体ウエハ１００は中央部がステージ部３１に吸引されて保持される。

上記のように、部品実装装置１にあっては、半導体ウエハ１００がステージ部３１に保持されるときに中央部が吸引されて保持されるため、半導体ウエハ１００のステージ部３１に対する安定した保持状態を確保することができる。

その後、移動部２６が前方の移動端である準備位置まで移動される（図９参照）。このとき後方へ付勢され第１の停止用ストッパー３８ａによって移動が停止されていた第１の保持ステージ３３は、第１の連動部２９ａによって押圧されて移動部２６と一体になって前方へ移動され初期状態に戻る。また、第２の保持ステージ３５は移動部２６と一体になって前方へ移動され、第２の停止用ストッパー３８ｂに接触されて移動が停止され初期状態に戻る。

ボンディングヘッド９、９、・・・は、駆動体１１、１１、・・・が上方の移動端に位置され、左右方向における間隔であるピッチが最も狭くされた状態にされ、初期状態に戻る。

尚、引き続いて新たな半導体ウエハ１００に載置された積層体４００、４００、・・・に対する接合動作が行われない場合には、ツールホルダー１８が前方へ移動され、吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってそれぞれ保持されていたツール２１、２１、・・・が配置凹部１９ａ、１９ａ、・・・に挿入され、駆動体１１、１１、・・・が上方へ移動されると共にツールホルダー１８が再び後方の移動端まで移動される動作が行われる。

移動部２６が準備位置まで移動されると、移動ステージ２７による半導体ウエハ１００に対する吸引が停止されて半導体ウエハ１００の保持状態が解除される。移動ステージ２７による半導体ウエハ１００の保持状態が解除されると、半導体ウエハ１００は実装体搬出装置７００に保持され、実装体搬出装置７００によって所定の位置まで搬出される。

尚、上記には、半導体ウエハ１００が移動ステージ２７に搬入される前の事前準備としてツール認識カメラ３２によるツール２１、２１、・・・の撮影が行われる例を示したが、半導体ウエハ１００が移動ステージ２７に搬入された状態において移動ベース２８が後方へ移動されて吸着部１１ａ、１１ａ、・・・によってツール２１、２１、・・・が吸着されツール認識カメラ３２によるツール２１、２１、・・・の撮影が行われるようにしてもよい。

上記したように、部品実装装置１にあっては、半導体ウエハ１００が載置される移動ステージ２７のステージ部３１が上下方向へ移動可能とされているため、半導体ウエハ１００がステージ部３１の上下方向への移動に伴って昇降され、半導体ウエハ１００を吸着部１１ａ、１１ａ、・・・とボンディングステージ３７の加熱テーブル３９との間に挿入してボンディングステージ３７に確実に受け渡すことができる。

また、水平方向においてボンディングステージ３７と離隔して位置され半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７に受け取られたときに半導体ウエハ１００の一部が載置される第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５が設けられている。

従って、半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７に受け取られたときに半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７と第１の保持ステージ３３又はボンディングステージ３７と第２の保持ステージ３５によって保持され、半導体ウエハ１００が安定して保持された状態において電子部品３００、３００、・・・と半導体ウエハ１００を加熱することができる。

さらに、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５に半導体ウエハ１００の一部を吸引して半導体ウエハ１００を保持する吸引機構が設けられ、半導体ウエハ１００が第１の保持ステージ３３又は第２の保持ステージ３５に吸引されて保持された状態において第１の保持ステージ３３又は第２の保持ステージ３５が移動され半導体ウエハ１００のボンディングステージ３７に対する位置が変化される。

従って、移動ステージ２７によって半導体ウエハ１００をボンディングステージ３７から一旦持ち上げて半導体ウエハ１００のボンディングステージ３７に対する位置を変化させる必要がなく、接合作業の迅速化を図ることができる。

さらにまた、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５が水平方向において移動ステージ２７と同じ方向へ移動可能とされ、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５と移動ステージ２７を案内するガイドレール２４ｂ、２４ｂが設けられている。

従って、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５と移動ステージ２７が何れもガイドレール２４ｂ、２４ｂによって案内されるため、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５と移動ステージ２７を各別に案内する案内部を必要とせず、部品点数の削減による機構の簡素化及び製造コストの低減を図ることができる。

また、部品実装装置１には第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５の二つの保持ステージが設けられ、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５が移動ステージ２７を挟んで反対側に位置されている。

従って、半導体ウエハ１００の水平方向における移動位置に拘わらず半導体ウエハ１００の端部が半導体ウエハ１００を第１の保持ステージ３３又は第２の保持ステージ３５によって保持することが可能になり、半導体ウエハ１００がより一層安定して保持された状態において電子部品３００、３００、・・・と半導体ウエハ１００を加熱することができる。

さらに、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５にそれぞれ半導体ウエハ１００が載置される保持部３３ｅと保持部３５ｅが設けられ、保持部３３ｅと保持部３５ｅがそれぞれ上下方向へ移動可能とされている。従って、水平方向における移動位置に応じて半導体ウエハ１００が保持部３３ｅと保持部３５ｅの上下方向への移動によって保持部３３ｅ又は保持部３５ｅに保持され、半導体ウエハ１００を簡素な動作により第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５の間で確実に受け渡すことができる。

さらにまた、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５が水平方向において移動ステージ２７に近付く方向へ付勢され、移動ステージ２７に、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５に付勢される方向と反対方向から接触されて第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５を移動ステージ２７の移動に伴って移動させる第１の連動部２９ａと第２の連動部２９ｂが設けられている。

従って、移動ステージ２７の水平方向への移動に伴って第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５が移動され、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５を移動させるための専用の駆動機構を必要とせず、部品実装装置１の構造の簡素化による製造コストの低減を図ることができる。

加えて、第１の保持ステージ３３が第１の停止用ストッパー３８ａに接触したときに第１の連動部２９ａの第１の保持ステージ３３との接触が解除され、第２の保持ステージ３５が第２の停止用ストッパー３８ｂに接触したときに第２の連動部２９ｂの第２の保持ステージ３５との接触が解除される。

従って、第１の保持ステージ３３が第１の停止用ストッパー３８ａによって所定の位置で停止され、第２の保持ステージ３５が第２の停止用ストッパー３８ｂによって所定の位置で停止されるため、第１の保持ステージ３３と第２の保持ステージ３５の過度の移動が規制され、動作の適正化を図ることができる。

＜まとめ＞
以上に記載した通り、部品実装装置１にあっては、半導体ウエハ１００がボンディングステージ３７に受け取られたときに複数の吸着部１１ａ、１１ａ、・・・が下方へ移動されてそれぞれ電子部品３００、３００、・・・に押し付けられると共に半導体ウエハ１００に載置された一部の積層体４００、４００、・・・と半導体ウエハ１００の一部がヒーター１１ｂ、１１ｂ、・・・と加熱器４０、４０によって上下方向から加熱される。

従って、半導体ウエハ１００において接合作業が行われる電子部品３００、３００、・・・が載置されている部分の下側からのみ加熱器４０、４０によって加熱が行われるため、接合作業が行われない電子部品３００、３００、・・・に対して継続して加熱器４０、４０による熱の影響が付与され難く、接合作業が行われない電子部品３００、３００、・・・に対する熱の影響を低減することができる。

このように接合作業が行われない電子部品３００、３００、・・・に対する加熱器４０、４０による熱の影響が低減されるため、これらの電子部品３００、３００、・・・を接合するための半田３０２、３０２、・・・や機能性材料２００、２００、・・・等の変質や劣化を抑制することができると共に電子部品３００、３００、・・・の動作不良の発生を抑制することができる。

尚、他の部品実装装置（従来の部品実装装置）には、部品保管部から複数の吸着部によってそれぞれ電子部品３００、３００、・・・を吸着して取り出し、部品搬入装置６００によって搬入された半導体ウエハ１００上に吸着した電子部品３００、３００、・・・を移動させて載置し、その状態で続けて電子部品３００、３００、・・・の接合動作を行うようにしたものがある。従って、このような部品実装装置にあっては、半導体ウエハ１００に対する電子部品３００、３００、・・・の載置動作（載置工程）と電子部品３００、３００、・・・の接合動作（接合工程）とが交互に繰り返し行われる。

一方、部品実装装置１にあっては、実装体搬入装置６００によって半導体ウエハ１００が搬入され、搬入された半導体ウエハ１００に予め仮置き状態にされた電子部品３００、３００、・・・に対して接合動作（接合工程）が行われる。従って、載置動作と接合動作を交互に繰り返し行う必要がなく、電子部品３００、３００、・・・に対する接合動作を連続して行うことができ、電子部品３００、３００、・・・の接合動作に関する単位時間当たりの生産能力（ＵＰＨ：Utility Per Hour）が高く、生産性の向上を図ることができる。

＜その他＞
上記には、複数の電子部品３００、３００、・・・が上下方向において積層された所謂チップオンチップの積層体４００に対する接合が行われる例を示したが、部品実装装置１によって接合される対象はチップオンチップの積層体４００に限られることはなく、単一の電子部品３００であってもよい。

また、上記には、電子部品３００の上下両面にそれぞれバンプ３０１、３０１、・・・が設けられている例を示したが、例えば、一つの電子部品が半導体ウエハ１００に接合される場合には上下両面にバンプが設けられている必要はなく、下面側のみにバンプが設けられていてもよい。

さらに、上記には、積層体４００、４００、・・・が配置される実装体として半導体ウエハ１００を例として示したが、実装体は半導体ウエハ１００に限られることはなく、回路基板や電子部品であってもよい。実装体が電子部品の場合には、電子部品に電子部品３００が接合される所謂チップオンチップとされる。

加えて、上記には、ツール２１によって積層体４００が下方に押し付けられる例を示したが、例えば、ツール２１が設けられず、吸着部１１ａによって積層体４００が下方に押し付けられるように構成することも可能である。

１…部品実装装置
９…ボンディングヘッド
１１ｂ…ヒーター
２４ｂ…ガイドレール
２７…移動ステージ
２９ａ…第１の連動部
２９ｂ…第２の連動部
３１…ステージ部
３３…第１の保持ステージ
３３ｅ…保持部
３５…第２の保持ステージ
３５ｅ…保持部
３７…ボンディングステージ
３８ａ…第１の停止用ストッパー
３８ｂ…第２の停止用ストッパー
４０…加熱器
１００…半導体ウエハ（実装体）
３００…電子部品

Claims (12)

1. 実装体に予め載置された複数の電子部品を加熱し上下方向へ移動可能とされたヒーターを有すると共に水平方向において並ぶ複数のボンディングヘッドと、
   前記実装体が載置され水平方向へ移動可能とされた移動ステージと、
   前記複数のボンディングヘッドの下方において前記複数のボンディングヘッドに対向して位置されると共に加熱器を有し前記移動ステージが移動されて前記実装体の一部が前記複数のボンディングヘッドの真下に位置されたときに前記実装体を前記移動ステージから受け取り前記実装体の一部が載置されるボンディングステージとを備え、
   水平方向において前記ボンディングステージと離隔して位置され前記実装体が前記ボンディングステージに受け取られたときに前記実装体の一部が載置される保持ステージが設けられ、
   前記実装体が前記ボンディングステージに受け取られたときに前記複数のボンディングヘッドが下方へ移動されて前記電子部品に押し付けられると共に前記電子部品と前記実装体が前記ヒーターと前記加熱器によって上下方向から加熱される
   部品実装装置。
2. 前記ヒーターとしてパルスヒーターが用いられた
   請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記加熱器としてパルスヒーターが用いられた
   請求項１又は請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記ヒーターとしてコンスタントヒーターが用いられた
   請求項１又は請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記加熱器としてコンスタントヒーターが用いられた
   請求項１又は請求項２に記載の部品実装装置。
6. 前記移動ステージに前記実装体が載置されるステージ部が設けられ、
   前記ステージ部が上下方向へ移動可能とされた
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の部品実装装置。
7. 前記保持ステージに前記実装体の一部を吸引して前記実装体を保持する吸引機構が設けられ、
   前記実装体が前記保持ステージに吸引されて保持された状態において前記保持ステージが移動され前記実装体の前記ボンディングステージに対する位置が変化される
   請求項１乃至請求項６の何れかに記載の部品実装装置。
8. 前記保持ステージが水平方向において前記移動ステージと同じ方向へ移動可能とされ、
   前記保持ステージと前記移動ステージを案内するガイドレールが設けられた
   請求項１乃至請求項７の何れかに記載の部品実装装置。
9. 前記保持ステージが二つ設けられ、
   前記二つの保持ステージが水平方向において前記移動ステージを挟んで反対側に位置された
   請求項１乃至請求項８の何れかに記載の部品実装装置。
10. 前記二つの保持ステージにそれぞれ前記実装体が載置される保持部が設けられ、
    前記保持部がそれぞれ上下方向へ移動可能とされた
    請求項９に記載の部品実装装置。
11. 前記保持ステージが水平方向において前記移動ステージに近付く方向へ付勢され、
    前記移動ステージに、前記保持ステージに前記保持ステージが付勢される方向と反対方向から接触されて前記保持ステージを前記移動ステージの移動に伴って移動させる連動部が設けられた
    請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の部品実装装置。
12. 前記ボンディングステージが固定された状態で配置され、
    前記移動ステージに前記保持ステージの前記移動ステージに近付く方向への移動を規制して前記保持ステージを所定の位置で停止させる停止用ストッパーが設けられ、
    前記保持ステージが前記停止用ストッパーに接触したときに前記連動部の前記保持ステージとの接触が解除される
    請求項１１に記載の部品実装装置。

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