JP6490522B2 - Semiconductor mounting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体実装装置に関する。詳しくは、半導体素子であるチップ部品等を回路基板に実装する半導体実装装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor mounting apparatus. Specifically, the present invention relates to a semiconductor mounting apparatus for mounting a chip component or the like, which is a semiconductor element, on a circuit board.
従来、銅配線等の導電体からなる回路を有する基板のパターンの高精度化、微細化に対応するため、半導体素子からなるチップ部品を回路基板に形成されたパッドに接着剤によって仮固定する仮圧着工程と、パッドに仮固定されたチップ部品のバンプとパッドとを接合させる本圧着工程とから構成される半導体実装装置が知られている。例えば特許文献1の如くである。このような半導体実装装置において、隣接するチップ部品に対する熱の影響を回避するために、複数のチップ部品を同時に加熱および加圧して回路基板に接続する本圧着装置の実装用ヘッド(加圧加熱装置の加熱加圧ヘッド)が知られている。例えば特許文献2の如くである。
Conventionally, in order to cope with higher precision and miniaturization of a pattern of a substrate having a circuit made of a conductor such as copper wiring, a temporary provision is made to temporarily fix a chip component made of a semiconductor element to a pad formed on the circuit board with an adhesive. 2. Description of the Related Art A semiconductor mounting apparatus is known that includes a crimping process and a main crimping process for joining a bump and a pad of a chip component temporarily fixed to the pad. For example, it is like
特許文献2に記載の加圧加熱装置の加熱加圧ヘッドは、仮固定された複数のチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを吸収するためにチップ部品と接触する複数のアタッチメント(加熱加圧ツール)とヒーターブロックとの間に弾性体が設けられている。加熱加圧ヘッドは、加圧時に弾性体がたわむことで複数のチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを吸収し、均一に加圧できるように構成されている。特許文献2に記載の技術は、チップ部品の加圧方向の位置のばらつきに応じて各弾性体が独立してたわむ。このため、弾性体の加熱や加圧を原因とする経時変化の進行具合は、各アタッチメントが加圧する回数によって異なる。したがって、加熱加圧ヘッドは、各弾性体の経時変化の差によってたわみ量やへたり量にばらつきが生じ、チップ部品の不均一な加圧による接合不良が発生する可能性があった。
The heating and pressurizing head of the pressurizing and heating apparatus described in
本発明の目的は、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる半導体実装装置の提供を目的とする。 The object of the present invention is to grasp the change with time of the pressure head by fixing the chip component to the circuit board, and to suppress the occurrence of defective bonding of the chip component due to the variation in the pressed state due to the change over time. An object of the present invention is to provide a semiconductor mounting device that can be used.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、本発明は、チップ部品を加圧して回路基板の所定位置に固定する加圧ヘッドを備える半導体実装装置において、回路基板に対する加圧ヘッドの位置から、その位置で加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数を算出し、前記チップ部品の数に基づいて加圧ヘッドの加圧力を変更し、前記加圧ヘッドがチップ部品を加圧するとともに、前記加圧ヘッドにおけるチップ部品を加圧した位置毎に、チップ部品を加圧した回数を積算するものである。 That is, according to the present invention, in a semiconductor mounting apparatus including a pressure head that pressurizes a chip component and fixes it to a predetermined position on a circuit board, the pressure head simultaneously pressurizes the position from the position of the pressure head relative to the circuit board. The number of chip parts is calculated, the pressure of the pressure head is changed based on the number of chip parts, the pressure head presses the chip parts, and the position at which the chip parts are pressed in the pressure head Each time, the number of times the chip component is pressurized is integrated.
本発明は、前記加圧ヘッドが、チップ部品に接触する複数のアタッチメントと、各アタッチメントを独立して支持する複数の弾性体とを備え、各アタッチメントに接触するチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを弾性体によって吸収するように構成され、アタッチメント毎にチップ部品を加圧した回数を積算するものである。 In the present invention, the pressure head includes a plurality of attachments that contact the chip component, and a plurality of elastic bodies that independently support the attachments, and the position of the chip component that contacts each attachment in the pressure direction. The variation is configured to be absorbed by the elastic body, and the number of times the chip component is pressed for each attachment is integrated.
本発明は、任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、その旨の通知と前記加圧ヘッドの交換とのうち少なくとも一方の処理を行うものである。 The present invention includes distance detection means for measuring a distance from an arbitrary reference position to each attachment, and the number of times of pressing the chip component of at least one attachment among the number of times of pressing the chip component of each attachment is predetermined. If the number of times is greater than the number of times, the difference between the maximum value and the minimum value of the number of times the chip part of each attachment has been pressed exceeds a predetermined number of times, or the distance to each attachment detected by the distance detection means When the change amount of the distance of at least one attachment among the change amounts becomes equal to or larger than the predetermined change amount, at least one of the notification and the replacement of the pressure head is performed.
本発明は、任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、各アタッチメントの弾性体の状態を同一にする加熱処理または加圧処理のうち少なくとも一方の処理を行うものである。 The present invention includes distance detection means for measuring a distance from an arbitrary reference position to each attachment, and the number of times of pressing the chip component of at least one attachment among the number of times of pressing the chip component of each attachment is predetermined. If the number of times is greater than the number of times, the difference between the maximum value and the minimum value of the number of times the chip part of each attachment has been pressed exceeds a predetermined number of times, or the distance to each attachment detected by the distance detection means When the amount of change in the distance of at least one attachment among the amount of change in the amount exceeds a predetermined amount of change, at least one of heat treatment or pressure treatment that makes the state of the elastic body of each attachment the same It is.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明においては、加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数に関わらず、一つのチップ部品に対して加える力が等しくなり、加圧ヘッドの加圧による経時変化が均一になる。また、加圧ヘッド内のチップ部品を加圧した部分において加圧した回数の分布が考慮される。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。 In the present invention, the force applied to one chip component is equal regardless of the number of chip components simultaneously pressurized by the pressure head, and the change with time due to the pressure of the pressure head becomes uniform. In addition, the distribution of the number of times the chip component in the pressure head is pressed is considered. As a result, it is possible to grasp the change with time of the pressure head caused by fixing the chip component to the circuit board, and to suppress the occurrence of bonding failure of the chip component due to the variation in the pressed state due to the change with time.
本発明においては、各アタッチメントを支持する弾性体毎の使用状態が検出される。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。 In the present invention, the usage state of each elastic body that supports each attachment is detected. As a result, it is possible to grasp the change with time of the pressure head caused by fixing the chip component to the circuit board, and to suppress the occurrence of bonding failure of the chip component due to the variation in the pressed state due to the change with time.
本発明においては、加圧ヘッドの加圧による経時変化が定量的な評価に基づいて判断されるとともにその経時変化のばらつきが一定の範囲内に抑えられる。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。 In the present invention, the change over time due to the pressurization of the pressure head is judged based on quantitative evaluation, and the variation in the change over time is suppressed within a certain range. As a result, it is possible to grasp the change with time of the pressure head caused by fixing the chip component to the circuit board, and to suppress the occurrence of bonding failure of the chip component due to the variation in the pressed state due to the change with time.
本発明においては、加圧ヘッドの加圧による経時変化が定量的な評価に基づいて判断されるとともにアタッチメント間の経時変化のばらつきが一定の範囲内に抑えられる。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。 In the present invention, the temporal change due to the pressure of the pressure head is determined based on quantitative evaluation, and the variation of the temporal change between attachments is suppressed within a certain range. As a result, it is possible to grasp the change with time of the pressure head caused by fixing the chip component to the circuit board, and to suppress the occurrence of bonding failure of the chip component due to the variation in the pressed state due to the change with time.
まず、図1から図5を用いて、本発明に係る半導体実装装置における第一実施形態である半導体実装装置1について説明する。以下の説明では仮圧着装置2から本圧着装置12へ回路基板Cを搬送する方向をX軸方向、これに直交するY軸方向、後述の仮圧着用ヘッド7および本圧着用ヘッド17の回路基板Cに垂直な移動方向をZ軸方向、Z軸を中心として回転する方向をθ方向として説明する。なお、本実施形態においては、半導体実装装置1として仮圧着装置2と本圧着装置12とがそれぞれ構成されているが、これに限定されるものではない。また、本実施形態において、回路基板Cとチップ部品Dとを接着する接着剤である熱硬化性樹脂からなる非導電性フィルム(以下、単に「NCF」と記す)は、予めチップ部品Dのはんだを覆うように貼り付けられているものとするがこれに限定されるものではなく、回路基板C側に貼り付けられていてもよい。
First, the
図1に示すように、半導体実装装置1は、回路基板Cにチップ部品Dを実装するものである。半導体実装装置1は、仮圧着装置2、本圧着装置12、搬送装置23(図3参照)および制御装置24(図3参照)を具備している。
As shown in FIG. 1, the
半導体実装装置1の一部を構成する仮圧着装置2は、接着剤であるNCFによって回路基板Cにチップ部品Dを仮固定するものである。仮圧着装置2は、仮圧着用基台3、仮圧着用ステージ4、仮圧着用支持フレーム5、仮圧着用ユニット6、加圧ヘッドである仮圧着用ヘッド7、仮圧着用ヒーター8(図2(a)参照)、仮圧着用アタッチメント9(図2(a)参照)、距離測定手段である仮圧着用変位センサ10および仮圧着用画像認識装置11(図3参照)を具備している。
A temporary
仮圧着用基台3は、仮圧着装置2を構成する主な構造体である。仮圧着用基台3は、十分な剛性を有するようにパイプ材等を組み合わせて構成されている。仮圧着用基台3は、仮圧着用ステージ4と仮圧着用支持フレーム5とを支持している。
The temporary crimping
仮圧着用ステージ4は、回路基板Cを保持しつつ、任意の位置に移動させるものである。仮圧着用ステージ4は、仮圧着用駆動ユニット4aに回路基板Cを吸着保持できる仮圧着用吸着テーブル4bが取り付けられて構成されている。仮圧着用ステージ4は、仮圧着用基台3に取り付けられ、仮圧着用駆動ユニット4aによって仮圧着用吸着テーブル4bをX軸方向、Y軸方向およびθ方向に移動できるように構成されている。すなわち、仮圧着用ステージ4は、仮圧着用基台3上において仮圧着用吸着テーブル4bに吸着された回路基板CをX軸方向、Y軸方向、θ方向に移動できるように構成されている。なお、本実施形態において仮圧着用ステージ4は、吸着により回路基板Cを保持しているがこれに限定されるものではない。
The temporary crimping
仮圧着用支持フレーム5は、仮圧着用ユニット6を支持するものである。仮圧着用支持フレーム5は、板状に形成され、仮圧着用基台3の仮圧着用ステージ4の近傍からZ軸方向にむかって延びるように構成されている。
The temporary pressure
加圧ユニットである仮圧着用ユニット6は、仮圧着用ヘッド7を移動させるものである。仮圧着用ユニット6は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。仮圧着用ユニット6は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット6は、仮圧着用ヘッド7の移動方向が回路基板Cに対して垂直なZ軸方向になるように仮圧着用支持フレーム5に取り付けられている。つまり、仮圧着用ユニット6は、Z軸方向の駆動力(加圧力)を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット6は、サーボモータの出力を制御することによりZ軸方向の加圧力である仮圧着荷重Ftを任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、仮圧着用ユニット6は、サーボモータとボールねじとの構成としたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータや油圧アクチュエータから構成してもよい。
The temporary pressure bonding unit 6 that is a pressure unit moves the temporary
仮圧着用ヘッド7は、仮圧着用ユニット6の駆動力をチップ部品Dに伝達するものである。仮圧着用ヘッド7は、仮圧着用ユニット6を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。また、仮圧着用ユニット6は、仮圧着用ステージ4と対向するように配置されている。つまり、仮圧着用ヘッド7は、仮圧着用ユニット6によってZ軸方向に移動されることで仮圧着用ステージ4に近接できるように構成されている。図2(a)に示すように、仮圧着用ヘッド7には、仮圧着用ヒーター8、仮圧着用アタッチメント9および仮圧着用変位センサ10が設けられている。
The temporary crimping
図2(a)に示すように、仮圧着用ヒーター8は、チップ部品Dを加熱するためのものである。仮圧着用ヒーター8は、カートリッジヒータから構成され、仮圧着用ヘッド7に形成された孔等に組み込まれている。本実施形態において、仮圧着用ヒーター8は、カートリッジヒータから構成されているがこれに限定されるものではなく、ラバーヒーター等、チップ部品Dを加熱することができるものであればよい。また、仮圧着用ヒーター8は、仮圧着用ヘッド7に組み込まれているがこれに限定されるものではなく、仮圧着用ステージ4に組み込んで、仮圧着用ステージ4側から回路基板Cを介してNCFを加熱する構成でもよい。
As shown in FIG. 2A, the provisional
仮圧着用アタッチメント9は、チップ部品Dを保持するものである。仮圧着用アタッチメント9は、仮圧着用ヘッド7に仮圧着用ステージ4と対向するように設けられている。仮圧着用アタッチメント9は、チップ部品Dを位置決めしながら吸着保持できるように構成されている。また、仮圧着用アタッチメント9は、仮圧着用ヒーター8によって加熱されるように構成されている。つまり、仮圧着用アタッチメント9は、チップ部品Dを位置決め保持するとともに、仮圧着用ヒーター8からの伝熱によってチップ部品Dに貼り付けられているNCFを加熱できるように構成されている。
The temporary crimping
仮圧着用変位センサ10は、任意の基準位置からの仮圧着用ヘッド7のZ軸方向の距離を測定するものである。仮圧着用変位センサ10は、各種レーザー光を利用した変位センサから構成される。仮圧着用変位センサ10は、仮圧着完了時の仮圧着用ヘッド7のZ軸方向の任意の基準位置からの距離Lt(図4(a)参照)を測定できるように構成されている。なお、本実施形態において、仮圧着用変位センサ10はレーザー光を利用したものから構成されているがこれに限定されるものではなく、超音波を利用したものや、リニアスケール、サーボモータのエンコーダから算出するものから構成されていてもよい。
The temporary
図3に示すように、仮圧着用画像認識装置11は、画像によってチップ部品Dと回路基板Cとの位置情報を取得するものである。仮圧着用画像認識装置11は、仮圧着用ステージ4に吸着保持されている回路基板Cの位置合わせマークと仮圧着用アタッチメント9に保持されているチップ部品Dの位置合わせマークとを画像認識して、回路基板Cとチップ部品Dとの位置情報を取得するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the temporary press-bonding
図1に示すように、本圧着装置12は、チップ部品Dのはんだを溶着するとともにNCFを硬化させることによってチップ部品Dを回路基板Cに固定するものである。本圧着装置12は、本圧着用基台13、本圧着用ステージ14、本圧着用支持フレーム15、本圧着用ユニット16、加圧ヘッドである本圧着用ヘッド17、本圧着用ヒーター18(図2(b)参照)、本圧着用アタッチメント19(図2(b)参照)、本圧着用画像認識装置20(図3参照)、本圧着用変位センサ21および通知手段22(図3参照)を具備している。
As shown in FIG. 1, the crimping
本圧着用基台13は、本圧着装置12を構成する主な構造体である。本圧着用基台13は、十分な剛性を有するようにパイプ材等を組み合わせて構成されている。本圧着用基台13は、本圧着用ステージ14と本圧着用支持フレーム15とを支持している。
The main
本圧着用ステージ14は、回路基板Cを保持しつつ、任意の位置に移動させるものである。本圧着用ステージ14は、本圧着用駆動ユニット14aに回路基板Cを吸着保持できる本圧着用吸着テーブル14bが取り付けられて構成されている。本圧着用ステージ14は、本圧着用基台13に取り付けられ、本圧着用駆動ユニット14aによって本圧着用吸着テーブル14bをX軸方向、Y軸方向およびθ方向に移動できるように構成されている。すなわち、本圧着用ステージ14は、本圧着用基台13上において本圧着用吸着テーブル14bに吸着された回路基板CをX軸方向、Y軸方向、θ方向に移動できるように構成されている。なお、本実施形態において本圧着用ステージ14は、吸着により回路基板Cを保持しているがこれに限定されるものではない。
The main crimping
本圧着用支持フレーム15は、本圧着用ユニット16を支持するものである。本圧着用支持フレーム15は、略板状に形成され、本圧着用基台13の本圧着用ステージ14の近傍からZ軸方向にむかって延びるように構成されている。
The main pressure
加圧ユニットである本圧着用ユニット16は、本圧着用ヘッド17を移動させるものである。本圧着用ユニット16は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。本圧着用ユニット16は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。本圧着用ユニット16は、本圧着用ヘッド17の移動方向が回路基板Cに対して垂直なZ軸方向になるように本圧着用支持フレーム15に取り付けられている。つまり、本圧着用ユニット16は、Z軸方向の駆動力(加圧力)を発生できるように構成されている。本圧着用ユニット16は、サーボモータの出力を制御することによりZ軸方向の加圧力である本圧着荷重Fpを任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、本圧着用ユニット16は、サーボモータとボールねじとの構成としたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータや油圧アクチュエータから構成してもよい。
The main
加圧ヘッドである本圧着用ヘッド17は、本圧着用ユニット16の駆動力をチップ部品Dに伝達するものである。本圧着用ヘッド17は、本圧着用ユニット16を構成している図示しないボールねじナットに着脱自在に取り付けられている。また、本圧着用ヘッド17は、本圧着用ステージ14と対向するように配置されている。つまり、本圧着用ヘッド17は、本圧着用ユニット16によってZ軸方向に移動されることで本圧着用ステージ14に近接できるように構成されている。本圧着用ヘッド17には、本圧着用ヒーター18および複数の本圧着用アタッチメント19が設けられている。
The main
図2(b)に示すように、本圧着用ヒーター18は、チップ部品Dを加熱するためのものである。本圧着用ヒーター18は、カートリッジヒータから構成され、本圧着用ヘッド17に形成された孔等に組み込まれている。本実施形態において、本圧着用ヒーター18は、カートリッジヒータから構成されているがこれに限定されるものではなく、ラバーヒーター等、チップ部品Dを加熱することができるものであればよい。また、本圧着用ヒーター18は、複数の本圧着用アタッチメント19を一括して加熱する構成であるがこれに限定するものではなく、本圧着用アタッチメント19毎に本圧着用ヒーターを設けて個別に制御してもよい。
As shown in FIG. 2B, the main crimping
本圧着用アタッチメント19は、チップ部品Dを加圧するものである。本圧着用アタッチメント19は、本圧着用ヘッド17に本圧着用ステージ14と対向するように複数設けられている。本圧着用アタッチメント19は、仮圧着されたチップ部品DのZ軸方向のばらつきを吸収するための弾性部材であるゴム部材19aによって本圧着用ヘッド17に支持されている。各本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aは、互いに独立して変形するように構成されている。さらに、本圧着用アタッチメント19は、ゴム部材19aを介して本圧着用ヒーター18によって加熱されるように構成されている。つまり、本圧着用アタッチメント19は、本圧着用ヒーター18からの伝熱によってチップ部品Dを加熱し、かつ本圧着荷重Fpに応じてゴム部材19aが変形しながらチップ部品Dを加圧できるように構成されている。
The main
図3に示すように、本圧着用画像認識装置20は、画像によって回路基板Cとチップ部品Dとの位置情報を取得するものである。本圧着用画像認識装置20は、回路基板Cの位置合わせマークと回路基板Cに仮固定されたチップ部品Dの位置合わせマークとを画像認識して、回路基板Cとチップ部品Dとの位置情報を取得するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the main-compression
図1から図3に示すように、本圧着用変位センサ21は、本圧着用基台13や本圧着用ステージ14等の任意の基準位置から所定位置に配置された本圧着用ヘッド17の本圧着用アタッチメント19までの距離を測定するものである。本圧着用変位センサ21は、各種レーザー光を利用した変位センサから構成される。本圧着用変位センサ21は、任意の基準位置から所定位置に配置された本圧着用ヘッド17の各本圧着用アタッチメント19までのZ軸方向の距離Lp(図2(b)参照)を測定できるように構成されている。なお、本実施形態において、本圧着用変位センサ21はレーザー光を利用したものから構成されているがこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the main-
図3に示すように、通知手段22は、オペレーターに本圧着装置12の状態を通知するものである。通知手段22は、画像表示装置、スピーカー、警告灯、信号の送信装置等から構成される。本実施形態において、通知手段22は、本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により劣化していると判断された際に画像表示、警報の発報、警告灯の点灯等によってその旨をオペレーターに通知したり、図示しない上位の制御装置にその旨の信号を伝達したりする。
As shown in FIG. 3, the notification means 22 notifies the operator of the state of the main crimping
搬送装置23は、仮圧着装置2と本圧着装置12との間で回路基板Cの受け渡しを行うものである。搬送装置23は、仮圧着装置2の仮圧着用ステージ4で複数のチップ部品Dが仮圧着された回路基板Cを本圧着装置12の本圧着用ステージ14に搬送できるように構成されている。
The conveying
制御装置24は、仮圧着装置2、本圧着装置12および搬送装置23等を制御するものである。制御装置24は、実体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であってもよい。制御装置24は、図示しない上位の制御装置に接続され、仮圧着装置2、本圧着装置12および搬送装置23等を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
The
制御装置24は、仮圧着用ステージ4と本圧着用ステージ14とに接続され、仮圧着用ステージ4と本圧着用ステージ14とのX軸方向、Y軸方向、θ方向の移動量をそれぞれ制御することができる。
The
制御装置24は、仮圧着用ヒーター8と本圧着用ヒーター18とに接続され、仮圧着用ヒーター8と本圧着用ヒーター18との温度をそれぞれ制御することができる。特に、制御装置24は、本圧着用ヘッド17の加圧時における平均温度をNCFの硬化温度以上、かつはんだの融点以上である一定範囲内の温度に維持することができる。
The
制御装置24は、仮圧着用ユニット6と本圧着用ユニット16とに接続され、仮圧着用ユニット6と本圧着用ユニット16とのZ軸方向の加圧力をそれぞれ制御することができる。
The
制御装置24は、仮圧着用アタッチメント9に接続され、仮圧着用アタッチメント9の吸着状態を制御することができる。
The
制御装置24は、仮圧着用画像認識装置11と本圧着用画像認識装置20とに接続され、仮圧着用画像認識装置11と本圧着用画像認識装置20とをそれぞれ制御し、チップ部品Dと回路基板Cとの位置情報を取得することができる。
The
制御装置24は、搬送装置23に接続され、搬送装置23を制御することができる。
The
制御装置24は、仮圧着用変位センサ10に接続され、仮圧着用変位センサ10から仮圧着完了時のチップ部品DのZ軸方向の距離を取得することができる。特に、制御装置24は、仮固定時のチップ部品DのZ軸方向ばらつきが基準範囲Ltt以内か否かを判断する。
The
制御装置24には、回路基板Cにおけるチップ部品Dの仮圧着可能位置Ptの情報および基準本圧着範囲Apの情報を図示しない上位の制御装置から取得している。ここで、仮圧着可能位置Ptは、回路基板Cに配線不良等の問題がなくチップ部品Dを仮固定可能な位置である。基準本圧着範囲Apは、本圧着用ヘッド17によって同時に加圧される仮圧着可能位置Ptの範囲であり、全ての仮圧着可能位置Ptが複数の基準本圧着範囲Apのいずれかに含まれている(図6参照)。
The
以上より、図4(a)に示すように、半導体実装装置1は、回路基板Cにチップ部品Dを固定する実装方法における仮圧着工程として、仮圧着装置2の仮圧着用ステージ4に回路基板Cを吸着保持する。一方、半導体実装装置1は、チップ部品Dを仮圧着装置2の仮圧着用ヘッド7によって吸着保持しつつ仮圧着温度Tt(図5参照)に加熱する。次に、半導体実装装置1は、回路基板Cにおける仮圧着可能位置Pt(図4(a)における仮圧着可能位置Pt(2))にチップ部品Dを仮圧着荷重Ftで加圧することで回路基板Cに仮固定する。同様にして、半導体実装装置1は、回路基板Cにおける他の仮圧着可能位置Pt(図4(a)における仮圧着可能位置Pt(3))に順次チップ部品Dを仮固定する。次に、半導体実装装置1は、搬送装置23で回路基板Cを仮圧着装置2の仮圧着用ステージ4から本圧着装置12の本圧着用ステージ14に搬送する。
As described above, as shown in FIG. 4A, the
図4(b)に示すように、半導体実装装置1は、回路基板Cにチップ部品Dを固定する実装方法における本圧着工程として、本圧着装置12は、本圧着用ステージ14に回路基板Cを吸着保持する。次に、半導体実装装置1は、本圧着温度Tp(図5参照)に加熱しつつ基準本圧着範囲Apに仮固定されている複数のチップ部品Dを同時に本圧着装置12の本圧着用ユニット16によって算出した本圧着荷重Fpで加圧することで回路基板Cに固定する。同様にして、半導体実装装置1は、他の基準本圧着範囲Apに仮固定されている複数のチップ部品Dを順次固定する。この際、回路基板Cに仮固定された複数のチップ部品DのZ軸方向の位置のばらつきは、本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aがそれぞれ独立して変形することにより吸収される。
As shown in FIG. 4 (b), the
このように構成することで、半導体実装装置1は、仮圧着装置2で連続的にチップ部品Dを回路基板Cの仮圧着可能位置Ptに仮固定した後に、本圧着装置12で同時に複数のチップ部品Dを回路基板Cに固定することができる。このため、図5に示すように、半導体実装装置1は、仮圧着装置2の仮圧着時における仮圧着用ヘッド7の温度を仮圧着温度Ttに維持し、本圧着装置12の本圧着時における本圧着用ヘッド17の温度を本圧着温度Tpに維持するだけでよい。従って、半導体実装装置1は、一実装サイクル毎に仮圧着用ヘッド7と本圧着用ヘッド17との冷却を行う必要がなく温度管理が容易になり、仮圧着および本圧着の接合不良の発生を抑制することができる。また、半導体実装装置1は、本圧着装置12の本圧着時における各本圧着用アタッチメント19のZ軸方向の位置がゴム部材19aの変形によって調整される。従って、半導体実装装置1は、同時に加圧する複数のチップ部品DのZ軸方向の位置がばらついていても本圧着用アタッチメント19毎にZ軸方向の位置の調整をすることなく複数のチップ部品Dを均一に加圧するので、本圧着における接合不良の発生を抑制することができる。
With this configuration, the
以下では、図6から図9を用いて、本発明に係る半導体実装装置1の本圧着工程における本圧着装置12の本圧着荷重制御と本圧着用ヘッド交換制御について説明する。
Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 9, the main pressure bonding load control and the main pressure bonding head replacement control of the main
半導体実装装置1の制御装置24には、回路基板Cにおけるチップ部品Dの仮圧着可能位置Ptの情報と基準本圧着範囲Apの情報とを図示しない上位の制御装置から取得している。つまり、半導体実装装置1の制御装置24は、基準本圧着範囲Apの情報と仮圧着可能位置Ptの情報とから、各基準本圧着範囲Ap内において回路基板Cの仮圧着可能位置Ptに仮固定されているチップ部品Dの数を算出することができる。
The
図6に示すように、各基準本圧着範囲Ap内の仮圧着可能位置Ptに仮固定されたチップ部品Dの数は、回路基板Cにおける各基準本圧着範囲Apの位置や、回路基板Cの状態によって異なる。例えば、図6における基準本圧着範囲Ap(1)に仮固定されているチップ部品Dは3個であり、基準本圧着範囲Ap(2)に仮固定されているチップ部品Dは2個である。半導体実装装置1は、本圧着荷重制御として、各基準本圧着範囲Ap内の仮圧着可能位置Ptに仮固定されたチップ部品Dの数をそれぞれ算出する。次に、半導体実装装置1は、算出した各基準本圧着範囲Apにおけるチップ部品Dの数と一個のチップ部品Dを固定するために必要な単位本圧着荷重UFpとに基づいて各基準本圧着範囲Apの加圧力である本圧着荷重Fpをそれぞれ算出する。半導体実装装置1は、基準本圧着範囲Ap毎に対応する本圧着荷重Fpでチップ部品Dを本圧着用ヘッド17によって加圧する。
As shown in FIG. 6, the number of chip parts D temporarily fixed at the temporary press-bondable position Pt in each reference main press-bonding range Ap is determined based on the position of each reference main press-bonding range Ap on the circuit board C or the circuit board C. It depends on the situation. For example, in FIG. 6, there are three chip components D that are temporarily fixed in the reference main pressure bonding range Ap (1), and there are two chip components D that are temporarily fixed in the reference main pressure bonding range Ap (2). . The
この際、図7(a)に示すように、半導体実装装置1の本圧着用ヘッド17は、基準本圧着範囲Ap(1)を加圧する場合、各本圧着用アタッチメント19を構成する第1アタッチメント19A、第2アタッチメント19B、第3アタッチメント19Cおよび第4アタッチメント19Dのうち、第2アタッチメント19B、第3アタッチメント19Cおよび第4アタッチメント19Dによってチップ部品Dを加圧する。一方、図7(b)に示すように、本圧着用ヘッド17は、基準本圧着範囲Ap(2)を加圧する場合、第1アタッチメント19Aと第4アタッチメント19Dとによってチップ部品Dを加圧する。つまり、本圧着用ヘッド17は、加圧する基準本圧着範囲Apとその仮圧着可能位置Ptとによって第1アタッチメント19A、第2アタッチメント19B、第3アタッチメント19Cおよび第4アタッチメント19Dのうちチップ部品Dに接触しないものが生じる。このため、第1アタッチメント19A、第2アタッチメント19B、第3アタッチメント19Cおよび第4アタッチメント19Dは、チップ部品Dを加圧した回数(以下、単に「加圧回数Np」と記す)に差異が生じる。
At this time, as shown in FIG. 7A, when the main press-
半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド交換制御として、本圧着装置12の本圧着用ユニット16によって本圧着用ヘッド17がチップ部品Dを加圧した回数Nを積算する。さらに、半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド17におけるチップ部品Dを加圧した位置に相当する本圧着用アタッチメント19毎の加圧回数Npを積算する。すなわち、半導体実装装置1は、各本圧着用アタッチメント19のうちチップ部品Dを加圧する本圧着用アタッチメント19のゴム部材19aの変形した回数を積算している。
The
次に、半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド交換制御として、図8(a)に示すように、積算した各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt以上になった場合、図8(b)に示すように、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt以上になった場合、または図8(c)に示すように、距離検出手段である変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント19までの距離の変化量ΔLpのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の距離の変化量ΔLpが所定変化量ΔLpt以上になった場合、その本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により適切にチップ部品Dを加圧できないと判断し、その旨を通知手段(図3参照)がオペレーターや上位の制御装置に通知する。この際、半導体実装装置1は、回路基板Cの仮圧着可能位置Ptの配置から、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが小さくなるように基準本圧着範囲Apを予め算出している。また、回路基板Cや本圧着用ヘッド17を回転させて回数差ΔNpが小さくなるように制御してもよい。なお、本実施形態において、半導体実装装置1は、各本圧着用アタッチメント19において上述の条件のうちいずれか一つの条件を満たした場合に通知を行う構成としたがこれに限定されるものではなく、いずれか一つまたは二つの条件のみでの判断や、選択した複数の条件をすべて満たす場合に通知を行う構成でもよい。
Next, as shown in FIG. 8A, the
さらに、図9に示すように、半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド交換制御として、上述の通知手段22に加えて本圧着装置12の本圧着用ヘッド17を自動的に交換可能に構成してもよい。半導体実装装置1の本圧着装置12は、複数の本圧着用ヘッド17(本実施形態において、第1本圧着用ヘッド17aおよび第2本圧着用ヘッド17b)を具備している。第1本圧着用ヘッド17aおよび第2本圧着用ヘッド17bは、本圧着用ユニット16に支持されている。第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとは、本圧着用ユニット16に対してZ軸方向に移動可能に構成されている。さらに、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとは、図示しないアクチュエータによって本圧着用ステージ14に近接している位置(以下、単に「加圧位置Pf」と記す)と本圧着用ステージ14から離間している位置(以下、単に「待機位置Pw」と記す)とに切り替え可能に構成されている。
Further, as shown in FIG. 9, the
半導体実装装置1は、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとのうちいずれか一方(本実施形態において第1本圧着用ヘッド17a)を図示しないアクチュエータによって加圧位置Pfに移動させ、他方(本実施形態において第2本圧着用ヘッド17b)を図示しないアクチュエータによって待機位置Pwに移動させる。半導体実装装置1は、加圧位置Pfにある第1本圧着用ヘッド17aのみによってチップ部品Dを加圧する。半導体実装装置1は、第1本圧着用ヘッド17aにおけるチップ部品Dを加圧した本圧着用アタッチメント19毎の加圧回数Npを積算する。
In the
半導体実装装置1は、第1本圧着用ヘッド17aにおいて積算した各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt以上になった場合(図8(a)参照)、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt以上になった場合(図8(b)参照)、または変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント19までの距離Lpの変化量ΔLpのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の距離の変化量ΔLpが所定変化量ΔLpt以上になった場合(図8(c)参照)、本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により適切にチップ部品Dを加圧できないと判断し、その旨をオペレーターや上位の制御装置に通知する。さらに、半導体実装装置1は、第1本圧着用ヘッド17aの位置を図示しないアクチュエータによって加圧位置Pfから待機位置Pwに切り替え、第2本圧着用ヘッド17bの位置を図示しないアクチュエータによって待機位置Pwから加圧位置Pfに切り替える。なお、本実施形態において、半導体実装装置1は、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとをZ軸方向の位置を切り替える構成としたがこれに限定するものではなく、周知のオートツールチェンジャー等によって第1本圧着用ヘッド17aを図示しない予備ヘッドラックにある第2本圧着用ヘッド17bと交換する構成でもよい。
In the
以下では、図10から図13を用いて、本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置1の制御態様について具体的に説明する。なお、以下の制御態様において、仮圧着用ヒーター8は、チップ部品Dを仮圧着温度Ttに加熱するために必要な温度に予め維持され、本圧着用ヒーター18は、チップ部品Dを本圧着温度Tpに加熱するために必要な温度に予め維持されているものとする。また、本圧着装置12は、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bを具備し、第1本圧着用ヘッド17aが加圧位置Pfに配置され、第2本圧着用ヘッド17bが待機位置Pwに配置されているものとする。
Below, the control aspect of the
図10に示すように、ステップS100において、制御装置24は、上位の制御装置から基準本圧着範囲Apの情報および仮圧着可能位置Ptの情報を取得し、ステップをステップS200に移行させる。
As shown in FIG. 10, in step S100, the
ステップS200において、制御装置24は、仮圧着工程制御Aを開始し、ステップをステップS210に移行させる(図11参照)。そして、仮圧着工程制御Aが終了するとステップをステップS300に移行させる。
In step S200, the
ステップS300において、制御装置24は、同時に本圧着される各チップ部品Dを回路基板Cに仮固定した際の距離Ltのうち、最大である距離Ltmaxと最小であるLtminとの差(仮固定時のチップ部品DのZ軸方向ばらつき)が基準範囲Ltt以下か否か判断する。
その結果、仮固定されたチップ部品DのZ軸方向ばらつきが基準範囲Ltt以下であると判定した場合、制御装置24はステップをステップS400に移行させる。
一方、仮固定されたチップ部品DのZ軸方向ばらつきが基準範囲Ltt以下でないと判定した場合、すなわち、仮固定不良と判定した場合、制御装置24はステップを終了する。
In step S300, the
As a result, when it is determined that the Z-axis direction variation of the temporarily fixed chip part D is equal to or less than the reference range Ltt, the
On the other hand, when it is determined that the variation in the Z-axis direction of the temporarily fixed chip part D is not less than or equal to the reference range Ltt, that is, when it is determined that the temporary fixing is defective, the
ステップS400において、制御装置24は、本圧着工程制御Bを開始し、ステップをステップS410に移行させる(図12参照)。そして、本圧着工程制御Bが終了するとステップをステップS500に移行させる。
In step S400, the
ステップS500において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17の加圧回数が所定回数に到達しているか否か判断する。
その結果、本圧着用ヘッド17の加圧回数が所定回数に到達していると判定した場合、制御装置24はステップをステップS600に移行させる。
一方、本圧着用ヘッド17の加圧回数が所定回数に到達していないと判定した場合、制御装置24はステップを終了する。
In step S500, the
As a result, when it is determined that the number of pressurizations of the main
On the other hand, if it is determined that the number of pressurizations of the main
ステップS600において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17の加圧回数における本圧着用変位センサ21が距離を測定するために積算している距離測定用回数をリセットし、ステップをステップS700に移行させる。
In step S600, the
ステップS700において、制御装置24は、本圧着用ヘッド交換制御Cを開始し、ステップをステップS710に移行させる(図13参照)。そして、本圧着用ヘッド交換制御Cが終了するとステップを終了させる。
In step S700, the
図11に示すように、仮圧着工程制御AのステップS210において、制御装置24は、搬送装置23によって図示しない上流工程から搬送された回路基板Cを仮圧着用ステージ4の仮圧着用吸着テーブル4bによって吸着保持し、ステップをステップS220に移行させる。
As shown in FIG. 11, in step S <b> 210 of the temporary pressure bonding process control A, the
ステップS220において、制御装置24は、チップ部品Dを仮圧着用ヘッド7の仮圧着用アタッチメント9によって吸着保持し、ステップをステップS230に移行させる。
In step S220, the
ステップS230において、制御装置24は、仮圧着用画像認識装置11によって仮圧着用ヘッド7の仮圧着用アタッチメント9に吸着保持されているチップ部品Dの位置合わせマークと仮圧着用ステージ4に吸着保持されている回路基板Cの位置合わせマークとの画像情報を取得し、ステップをステップS240に移行させる。
In step S <b> 230, the
ステップS240において、制御装置24は、取得した回路基板Cとチップ部品Dとの画像情報に基づいて、回路基板Cとチップ部品Dとの位置合わせのための仮圧着用ステージ4のX軸方向、Y軸方向、θ方向の座標位置を算出するとともに、仮圧着用ステージ4の仮圧着用吸着テーブル4bを仮圧着用駆動ユニット4aによって移動させ、ステップをステップS250に移行させる。
In step S240, the
ステップS250において、制御装置24は、チップ部品Dを仮圧着用ユニット6によって回路基板Cの仮圧着可能位置Ptに仮圧着荷重Ftで所定時間加圧して仮固定し、ステップをステップS260に移行させる。
In step S250, the
ステップS260において、制御装置24は、仮圧着用変位センサ10によって任意の基準位置から回路基板Cの仮圧着可能位置Ptに仮固定されたチップ部品D(仮圧着用ヘッド7)のZ軸方向の距離Ltを取得し、ステップをステップS270に移行させる。
In step S260, the
ステップS270において、制御装置24は、回路基板Cの全ての仮圧着可能位置Ptにチップ部品Dが仮固定されているか否か判断する。
その結果、回路基板Cの全ての仮圧着可能位置Ptにチップ部品Dが仮固定されていると判定した場合、制御装置24は仮圧着工程制御Aを終了してステップをステップS300に移行させる(図10参照)。
一方、回路基板Cの全ての仮圧着可能位置Ptにチップ部品Dが仮固定されていないと判定した場合、制御装置24はステップをステップS220に移行させる。
In step S <b> 270, the
As a result, when it is determined that the chip component D is temporarily fixed to all the temporary press-bondable positions Pt of the circuit board C, the
On the other hand, when it is determined that the chip component D is not temporarily fixed at all the temporary press-bondable positions Pt of the circuit board C, the
図12に示すように、本圧着工程制御BのステップS410において、制御装置24は、回路基板Cの各基準本圧着範囲Ap内に仮固定されたチップ部品Dの数と一個のチップ部品Dを固定するために必要な単位本圧着荷重UFpとに基づいて各基準本圧着範囲Apの加圧力である本圧着荷重Fpをそれぞれ算出する。
As shown in FIG. 12, in step S410 of the main crimping process control B, the
ステップS420において、制御装置24は、搬送装置23によって仮圧着用ステージ4から搬送された回路基板Cを本圧着用ステージ14の本圧着用吸着テーブル14bによって吸着保持し、ステップをステップS430に移行させる。
In step S420, the
ステップS430において、制御装置24は、本圧着用画像認識装置20によって本圧着用ステージ14に吸着保持されている回路基板Cの位置合わせマークの画像情報を取得し、ステップをステップS440に移行させる。
In step S430, the
ステップS440において、制御装置24は、回路基板Cの画像情報に基づいて、回路基板Cの位置合わせのための本圧着用ステージ14のX軸方向、Y軸方向、θ方向の座標位置を算出するとともに、本圧着用ステージ14の本圧着用吸着テーブル14bを本圧着用駆動ユニット14aによって移動させ、ステップをステップS450に移行させる。
In step S440, based on the image information of the circuit board C, the
ステップS450において、制御装置24は、加圧する基準本圧着範囲Apの本圧着荷重Fpで基準本圧着範囲Ap内に仮固定されている複数のチップ部品Dを本圧着用ユニット16によって所定時間加圧して固定し、ステップをステップS460に移行させる。
In step S450, the
ステップS460において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17がこれまでにチップ部品Dを加圧した回数に1を加えるとともに加圧した基準本圧着範囲Apにおいてチップ部品Dを加圧した本圧着用アタッチメント19のこれまでの加圧回数Npに1をそれぞれ加え、ステップをステップS470に移行させる。
In step S460, the
ステップS470において、制御装置24は、本圧着用ユニット16による全てのチップ部品Dの回路基板Cへの固定が終了したか否か判断する。
その結果、本圧着用ユニット16による全てのチップ部品Dの回路基板Cへの固定が終了したと判定した場合、制御装置24は本圧着工程制御Bを終了してステップをステップS500に移行させる(図10参照)。
一方、本圧着用ユニット16による全てのチップ部品Dの回路基板Cへの固定が終了していないと判定した場合、制御装置24はステップをステップS430に移行させる。
In step S470, the
As a result, when it is determined that the fixing of all the chip components D to the circuit board C by the main crimping
On the other hand, when it is determined that the fixing of all the chip components D to the circuit board C by the main crimping
図13に示すように、本圧着用ヘッド交換制御CのステップS710において、制御装置24は、本圧着用変位センサ21によって所定位置に配置した本圧着用ヘッド17の各本圧着用アタッチメント19までのZ軸方向の距離Lpを測定し、ステップをステップS720に移行させる。
As shown in FIG. 13, in step S <b> 710 of the main press-bonding head replacement control C, the
ステップS720において、制御装置24は、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt未満であると判定した場合、制御装置24はステップをステップS730に移行させる。
一方、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt未満でないと判定した場合、制御装置24はステップをステップS750に移行させる。
In step S720, the
As a result, when it is determined that the pressurization frequency Np of each main
On the other hand, when it is determined that the number of pressurizations Np of at least one main-
ステップS730において、制御装置24は、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt未満であると判定した場合、制御装置24はステップをステップS740に移行させる。
一方、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt未満でないと判定した場合、制御装置24はステップをステップS750に移行させる。
In step S730, the
As a result, when it is determined that the number difference ΔNp between the maximum value and the minimum value of the number of pressurizations Np of each main
On the other hand, when it is determined that the number difference ΔNp between the maximum value and the minimum value of the number of pressurizations Np of each main
ステップS740において、制御装置24は、本圧着用変位センサ21が測定した各本圧着用アタッチメント19までの距離Lpの初期値からの変化量ΔLpが所定変化量ΔLpt未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント19までの距離の初期値からの変化量が所定変化量ΔLpt未満であると判定した場合、制御装置24は本圧着用ヘッド交換制御Cを終了してステップを終了させる(図10参照)。
一方、各本圧着用アタッチメント19までの距離の初期値からの変化量のうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の変化量が所定変化量ΔLpt未満でないと判定した場合、制御装置24はステップをステップS750に移行させる。
In step S740, the
As a result, when it is determined that the amount of change from the initial value of the distance to each main crimping
On the other hand, when it is determined that the change amount of at least one main crimping
ステップS750において、制御装置24は、本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により劣化している旨の通知を通知手段22によってオペレーターへの通知や上位の制御装置への伝達を行い、ステップをステップS760に移行させる。
In step S750, the
ステップS760において、制御装置24は、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとのうち加圧位置Pfにある方を図示しないアクチュエータによって待機位置Pwに切り替え、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとのうち待機位置Pwにある方を図示しないアクチュエータによって加圧位置Pfに切り替え、本圧着用ヘッド交換制御Cを終了してステップを終了させる(図10参照)。
In step S760, the
このように構成することで、半導体実装装置1は、本圧着工程において、本圧着用ヘッド17の本圧着用アタッチメント19を支持するゴム部材19aに過度な荷重が加わることがない。つまり、本圧着用ヘッド17が同時に加圧するチップ部品Dの数に関わらず、一つのチップ部品Dに対して加える力が等しくなり、加圧ヘッドの加圧による経時変化が均一になる。また、半導体実装装置1は、仮固定されているチップ部品Dの個数や位置に関わらず、各本圧着用アタッチメント19を支持するゴム部材19a毎の使用状態が検出される。つまり、ゴム部材19aの経時変化をその使用状態である各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npによって間接的に把握し、その経時変化に基づいて加圧状態のばらつきの発生を通知することができる。さらに、半導体実装装置1は、定量的な評価によるゴム部材19aの加圧回数Npによる経時変化に基づいてチップ部品Dを加圧している第1本圧着用ヘッド17aを第2本圧着用ヘッド17bに交換することによりゴム部材19aの経時変化によるばらつきを一定の範囲内に抑えられる。これにより、加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品Dの接合不良の発生を抑制することができる。なお、本実施形態において、半導体実装装置1は、本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により劣化している旨の通知と、第1本圧着用ヘッド17aと第2本圧着用ヘッド17bとの交換とを共に実施しているがこれに限定するものでなく、どちらか一方だけ実施する構成でもよい。
With this configuration, the
次に、図14を用いて、本発明に係る半導体実装装置1の第二実施形態として、半導体実装装置1の本圧着工程における本圧着装置12の本圧着用ヘッド17の均一化処理制御について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
Next, with reference to FIG. 14, as a second embodiment of the
図14(a)に示すように、半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド17の均一化処理制御として、本圧着装置12において積算した各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npが所定回数Npt以上になった場合(図8(a)参照)、各本圧着用アタッチメント19の加圧回数Npの最大値と最小値との回数差ΔNpが所定回数差ΔNpt以上になった場合(図8(b)参照)、変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント19までの距離の変化量ΔLpのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント19の距離の変化量ΔLpが所定変化量ΔLpt以上になった場合(図8(c)参照)、その本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aが経時変化により適切にチップ部品Dを加圧できないと判断する。そして、図14(b)に示すように、半導体実装装置1は、本圧着用ヘッド17を本圧着用ステージ14または図示しない均一化用ステージに所定の均一化温度Teおよび均一化荷重Feで所定の均一化時間だけ加圧する。これにより、各本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aの経時変化によるZ軸方向のへたりが均一化される。なお、本実施形態において、半導体実装装置1は、各本圧着用アタッチメント19において上述の条件のうちいずれか一つの条件を満たした場合に通知を行う構成としたがこれに限定されるものではなく、いずれか一つまたは二つの条件のみでの判断や、選択した複数の条件をすべて満たした場合に判断する構成でもよい。
As shown in FIG. 14A, the
以下では、図15と図16とを用いて、本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置1の制御態様について具体的に説明する。
Below, the control aspect of the
図15に示すように、ステップS600において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17の加圧回数における本圧着用変位センサ21が距離を測定するために積算している距離測定用回数をリセットし、ステップをステップS800に移行させる。
As shown in FIG. 15, in step S <b> 600, the
ステップS800において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17均一化処理制御Dを開始し、ステップをステップS810に移行させる(図16参照)。そして、本圧着用ヘッド17均一化処理制御Dが終了するとステップを終了させる。
In step S800, the
図16に示すように、本圧着用ヘッド交換制御CのステップS810からステップS850までは、すでに説明した本圧着用ヘッド交換制御CのステップS710からステップS750までと同一であるためその説明を省略する。 As shown in FIG. 16, steps S810 to S850 of the main crimping head replacement control C are the same as steps S710 to S750 of the main crimping head replacement control C already described, and thus description thereof is omitted. .
ステップS860において、制御装置24は、本圧着用ヘッド17を本圧着用ステージ14または図示しない均一化用ステージに所定の均一化温度Teおよび均一化荷重Feで所定の時間だけ加圧し、本圧着用ヘッド17均一化処理制御Dを終了してステップを終了させる(図15参照)。
In step S860, the
このように構成することで、半導体実装装置1は、本圧着工程において、把握したゴム部材19aの経時変化に基づいて、各本圧着用アタッチメント19を支持しているゴム部材19aのZ軸方向のへたりが均一化されるので、本圧着用ヘッド17を交換することなく加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品Dの接合不良の発生を抑制することができる。なお、本発明に係る第一実施形態および第二実施形態において、半導体実装装置1は、回路基板Cにチップ部品Dを固定するものとしたがこれに限定されるものでなく、回路基板Cに複数のチップ部品Dを積層させて固定する構成でもよい。また、半導体実装装置1は、本圧着用ステージ14による移動機構を有しているが、これに限定されない。
By configuring in this way, the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
1 半導体実装装置
2 仮圧着装置
17 本圧着用ヘッド
C 回路基板
D チップ部品
Pt 仮圧着可能位置
Fp 本圧着荷重
Np 加圧回数
DESCRIPTION OF
Claims (4)
回路基板に対する加圧ヘッドの位置から、その位置で加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数を算出し、前記チップ部品の数に基づいて加圧ヘッドの加圧力を変更し、
前記加圧ヘッドがチップ部品を加圧するとともに、
前記加圧ヘッドにおけるチップ部品を加圧した位置毎に、チップ部品を加圧した回数を積算する半導体実装装置。 In a semiconductor mounting apparatus including a pressure head that pressurizes and fixes a chip component at a predetermined position on a circuit board.
From the position of the pressure head with respect to the circuit board, calculate the number of chip parts that the pressure head simultaneously presses at that position, and change the pressure of the pressure head based on the number of the chip parts,
While the pressure head pressurizes the chip component ,
A semiconductor mounting apparatus that integrates the number of times the chip component is pressed at each position where the chip component is pressed in the pressure head .
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