JP7368962B2 - 実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の実装領域が並設されたテープ状回路基板に電子部品を実装する実装装置に関する。

実装装置は、ダイボンダ又はフリップチップボンダとも呼ばれ、ＣＯＦテープやＴＡＢテープ等のテープ状回路基板（以下、「テープ」と称する。）の実装領域に電子部品を載置し、実装領域と電子部品とを挟持しながら加圧及び加熱する。これにより、実装装置は、テープの実装領域に電子部品を電気的及び機械的に接続する。

この実装装置は、テープの下面に面接触するボンディングステージと、電子部品を保持してテープに載置するボンディングヘッドを有する。ボンディングヘッドとボンディングステージは加熱されており、ボンディングヘッドが保持した電子部品をテープに押し付けることで、電子部品とテープに伝熱し、電子部品の電極とテープの実装領域の配線回路パターンとが接合される。

テープは加熱により伸張する。そのため、電子部品の実装領域（実装領域の回路）は、テープの加熱による伸張を見越して統一的に小さく形成されている。即ち、ボンディングヘッドとボンディングステージは各実装領域に対して同一熱量を伝熱することが要求され、ボンディングヘッドとボンディングステージの温度は安定的であることが要求されている。

しかし、実装装置の運転開始からある程度の時間が経過するまでは、ボンディングヘッドとボンディングステージの温度は不安定である。即ち、運転開始初期の段階では、ボンディングヘッドからボンディングステージに熱が移動し、ボンディングヘッドの温度が低下してしまう。ある程度の時間が経過すると、ボンディングステージとボンディングヘッドとの間の熱勾配は緩やかになり、ボンディングヘッドからボンディングステージへの熱移動も少なくなり、温度は安定に向かう。

このように、多数の電子部品を順番に実装していく際、初期の実装におけるボンディングヘッドとボンディングステージの温度と、ある程度の時間が経過した後の実装におけるボンディングヘッドとボンディングステージの温度とは異なることとなる。従って、運転開始から初期の実装時には、テープが所望の伸び方をせず、実装精度が低下してしまう。

ここで、実装装置の運転開始前に、ボンディングヘッドを平衡温度まで加熱しておくエージング動作が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１において、エージング動作は実装の偽装動作である。エージング動作では、半導体チップが無い状態で、実装の動作と同じように、ヒータレール上のリードフレームなどの基材にボンディングヘッドを接近及び離反させる。これにより、ボンディングヘッドへの熱移動がエージング動作中に発生し、ボンディングヘッドの温度が本動作前に安定する。従って、初期の実装からボンディングヘッドの温度は安定し、初期に実装された電子部品の実装精度の低下が抑制される。

特開２００８－２７０３５９号公報

特許文献１は、電子部品をリードフレーム等の基材に配置することを前提としている。仮に、このような特許文献１の技術を上述したＣＯＦテープ等のテープに電子部品を実装する実装装置に適用したとすると、エージング動作時によってテープの同じ箇所が長時間に亘って熱に晒され続け、また同じ箇所が幾度となくボンディングヘッドとの接触を繰り返し、薄く柔軟なテープ或いはテープ上に形成された配線回路パターンがダメージを受ける虞がある。

そこで、テープを配置せず、エージング動作を実行することが考えられる。しかし、エージング動作が終わった後、速やかに実装の本動作に移ることはできず、テープを配置する作業を介在させなければならない。そうすると、実装の本動作に移る頃には、ボンディングヘッドとボンディングステージの温度が安定的な温度から変化してしまい、エージング動作が実効的でなくなる虞がある。

本発明が解決しようとする課題は、テープの損傷を防止しつつ、温度を安定させたまま実装の本動作を実行できる実装装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る実装装置は、テープ状回路基板に並設された実装領域に電子部品を実装する実装装置であって、前記テープ状回路基板を架け渡す搬送路を有し、前記実装が行われる本動作において前記搬送路に沿った搬送経路で前記テープ状回路基板を走行させるテープ走行手段と、前記テープ状回路基板の前記搬送経路に配置可能とされ、前記テープ状回路基板を下面から支持するボンディングステージと、前記ボンディングステージに支持された前記テープ状回路基板の前記実装領域に前記電子部品を押し付けて加熱するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッド、又はこれに加えて前記ボンディングステージを加熱するヒータと、を備え、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージは、前記本動作において、第１の時間の間、前記実装領域に前記電子部品を押し付ける近接状態と、第２の時間の間、前記近接状態よりも離間した離間状態となるように近接と離間とを繰り返し、前記本動作に先立つエージング動作として、前記テープ状回路基板の前記搬送経路上から外れたテープ外ポジションに移動し、当該テープ外ポジションにおいて、前記ボンディングヘッドは、前記エージング動作において、前記第１の時間と同じ時間の間、前記ボンディングステージに対して接触若しくは近接し、前記第２の時間の間、前記ボンディングステージに対して離間することを繰り返しながら、前記ヒータにより加熱されること、を特徴とする。

前記テープ状回路基板の前記搬送経路上から外れたクリーニングポジションで前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージを清掃するクリーナを備え、前記テープ外ポジションは、前記クリーニングポジションに設定されるようにしてもよい。

前記ボンディングヘッドの移動を制御するボンディングヘッド制御部と、前記ボンディングステージの移動を制御するボンディングステージ制御部と、前記ヒータを制御する加熱制御部と、を有する制御部を備え、前記制御部は、前記ボンディングヘッド制御部及び前記ボンディングステージ制御部を制御して、前記ボンディングヘッド及び前記ボンディングステージを、前記本動作が行われる実装ポジションから前記テープ外ポジションに移動させ、前記テープ外ポジションにおいて前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとを接触若しくは近接するように移動させ、前記加熱制御部を制御して前記ヒータを駆動させて前記エージング動作を制御するようにしてもよい。

前記制御部は、前記搬送路に前記テープ状回路基板の架け渡しが完了した後に前記エージング動作を実行するようにしてもよい。

実装予定の前記電子部品を待機させる部品供給部と、前記部品供給部から次に実装する前記電子部品を受け取って、前記ボンディングヘッドに渡すピックアップヘッドと、を備え、前記ピックアップヘッドは、前記本動作時に、前記テープ外ポジションで前記ボンディングヘッドに前記電子部品を受け渡すようにしてもよい。

前記ヒータは、前記ボンディングヘッド、前記ボンディングステージ又は両方に備えられるようにしてもよい。

前記ヒータは、前記エージング動作の間、前記ボンディングステージ上に載置されるようにしてもよい。

本発明によれば、テープ状回路基板の損傷を防止しつつ、温度を安定させたまま実装の本動作を実行できる。

第１の実施形態に係る実装装置の構成を示す平面図である。 第１の実施形態に係る実装装置の構成を示す側面図である。 ヒータの位置及び制御部の構成を示す模式図である。 第１の実施形態に係る実装装置の本動作の第１の過程を示す模式図である。 第１の実施形態に係る実装装置の本動作の第２の過程を示す模式図である。 第１の実施形態に係る実装装置の本動作の第３の過程を示す模式図である。 第１の実施形態に係り、ボンディングヘッドの昇降タイミングを示すタイムチャートである。 第１の実施形態に係る実装装置のエージング動作の第１の過程を示す模式図である。 第１の実施形態に係る実装装置のエージング動作の第２の過程を示す模式図である。 第１の実施形態に係り、本動作とエージング動作でボンディングヘッドとボンディングステージとの接触及び離間のタイミングを比較するグラフである。 第１の実施形態に係り、（ａ）は、エージング動作におけるボンディングヘッドとボンディングステージの接触及び離間のタイミングを示すタイムチャートであり、（ｂ）は、ボンディングヘッドの温度変化を示すグラフであり、（ｃ）はボンディングステージの温度変化を示すグラフである。 第１の実施形態に係る実装装置のクリーニング動作を示す模式図である。 第２の実施形態に係る実装装置の構成を示す側面図である。

（第１の実施形態）
（全体構成）
本発明に係る実装装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は実装装置１の構成を示す上面図である。図２は実装装置１の構成を示す側面図であり、説明の都合上、後述のローダ４２及びアンローダ４３を省いている。図３は、実装装置１が備える制御部８の構成を示すブロック図である。実装装置１は、ダイボンダ又フリップチップボンダとも呼ばれ、テープ状回路基板３００（以下、「テープ３００」と称する。）の実装領域３０１に電子部品１００を押し付け、また実装領域３０１と電子部品１００を加熱する。これにより、実装装置１は、テープ３００の実装領域３０１に電子部品１００を電気的及び機械的に接続する。

実装方式は例えばＣＯＦ（Chip On Film）方式である。テープ３００は、ポリイミド等により成るフィルムであり、実装領域３０１が帯の長手方向（帯方向）に沿って一定間隔で並設されている。実装領域３０１には、配線回路パターンが形成されている。実装領域３０１の配線回路パターンは、実装時の加熱によってテープ３００が伸びることを見越して、伸長後に所望の大きさになるよう、一律に小さく形成されている。

電子部品１００はバンプ電極で実装領域３０１の配線回路パターンに直接接続される。この電子部品１００は、電子回路に使用される部品であり、ＭＥＭＳ、半導体素子、抵抗及びコンデンサ等のチップが含まれ、半導体素子にはトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ及びサイリスタ等のディスクリート半導体、並びにＩＣやＬＳＩ等の集積回路が含まれる。

このような実装装置１は、テープ走行手段としての搬送路４１、ローダ４２及びアンローダ４３を備える。搬送路４１、ローダ４２及びアンローダ４３は、テープ３００が実装ポジション９１を通るようにテープ３００を架設し案内する。また、搬送路４１、ローダ４２及びアンローダ４３は、実装ポジション９１に各実装領域３０１を停止させるように、テープ３００を間欠的に走行させる。実装ポジション９１は、実装処理が予定される箇所であり、電子部品１００とテープ３００とを電気的及び機械的に接続する予定の定位置である。

また、実装装置１は、部品供給手段としての部品供給部５とピックアップヘッド６を備える。部品供給部５は、電子部品１００を並べて待機させている。ピックアップヘッド６は、部品供給部５から電子部品１００を受け取り、テープ外ポジション９２に移送する。テープ外ポジション９２は、搬送路４１から外れた位置であり、テープ３００の搬送経路から外れた位置である。

更に、実装装置１は、実装手段としてのボンディングヘッド２とボンディングステージ３を備える。ボンディングステージ３は実装ポジション９１に配置可能に構成され、実装ポジション９１に実装領域３０１が停止されたテープ３００の下面を支持する。ボンディングヘッド２は、テープ外ポジション９２にて電子部品１００をピックアップヘッド６から引き取り、実装ポジション９１に移送する。そして、ボンディングヘッド２は、実装ポジション９１にて、ボンディングステージ３に支持されたテープ３００の実装領域３０１に電子部品１００を押し付け、加熱する。

テープ外ポジション９２の主たる用途は、ボンディングヘッド２とピックアップヘッド６による電子部品１００の受け渡しである。このテープ外ポジション９２は、後述するように、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度を安定させる前処理動作における温度安定化ポジションを兼ねている。

更に、実装装置１は、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３をテープ外ポジション９２にて清掃するクリーナ７を備えている。即ち、テープ外ポジション９２は、クリーナ７によってボンディングヘッド２とボンディングステージ３を清掃するクリーニングポジションも兼ねている。また、図３に示すように、実装装置１は、これら各ハードウェア要素を制御する制御部８を備えている。

（テープ走行手段）
搬送路４１は、テープ３００をガイドする一対のレール４１１を有する。テープ３００は、この両レール４１１に案内されながら間欠的に走行する。テープ３００の１ピッチ当たりの走行距離は、隣り合う実装領域３０１の中心間距離と一致する。テープ３００を繰り出すローダ４２とテープ３００を巻き取るアンローダ４３は、搬送路４１の両端側に設置されており、テープ３００は搬送路４１を通り、ローダ４２とアンローダ４３に架け渡される。

（実装手段）
ボンディングヘッド２は実装ポジション９１とテープ外ポジション９２に移動可能に設けられる。ボンディングヘッド２は、テープ外ポジション９２で電子部品１００を保持し、実装ポジション９１に移動して下降し、電子部品１００を直下のテープ３００に押し付けながら加熱する。ボンディングステージ３は、実装ポジション９１において、上昇して搬送路４１の隙間４１２に入り込み、ボンディングヘッド２によって上から加圧されるテープ３００の下面と面接触して、電子部品１００とテープ３００とを下から支持しながら加熱する。また、ボンディングステージ３もテープ外ポジション９２に移動可能に設けられる。

このボンディングヘッド２は平坦な下面を有する。平坦な下面は電子部品１００の保持面であり、保持面には電子部品１００を吸引するための吸引孔が形成されている。ボンディングステージ３は平坦な上面を有する。平坦な上面はテープ３００の下面と面接触する支持面である。

また、図３に示すように、ボンディングヘッド２にはヘッド側ヒータ２１が埋設され、ボンディングステージ３にはステージ側ヒータ３１が埋設されている。ヘッド側ヒータ２１及びステージ側ヒータ３１は例えばパルスヒータ等である。ヘッド側ヒータ２１は、ボンディングヘッド２を加熱し、ステージ側ヒータ３１は、ボンディングステージ３を加熱する。ポリイミド等により成るテープ３００と面接触するボンディングステージ３は、温度制限がボンディングヘッド２よりも厳しく、ボンディングヘッド２はボンディングステージ３よりも高温である。

尚、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３は、低熱膨張係数の材料が使用されることが好ましい。低熱膨張係数の材料としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０及びセラミック等が挙げられる。ボンディングヘッド２とボンディングステージ３が低熱膨張係数の材料により形成されることで、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の熱膨張に起因する、電子部品１００と実装領域３０１とのズレを抑制する。

このようなボンディングヘッド２は、実装ポジション９１で下降するための昇降機構２２及び実装ポジション９１とテープ外ポジション９２に移動するための平行移動機構２３に取り付けられている。また、ボンディングステージ３は、実装ポジション９１で上昇するための昇降機構３２及び実装ポジション９１とテープ外ポジション９２に移動するための平行移動機構３３に取り付けられている。

昇降機構２２、平行移動機構２３、昇降機構３２及び平行移動機構３３は、例えばモータによって駆動されるボールネジ機構である。昇降機構２２及び昇降機構３２の移動方向は上下方向（Ｚ方向）、平行移動機構２３及び平行移動機構３３の移動方向は、高さ一定で実装ポジション９１とテープ外ポジション９２を通るＹ方向である。つまり、実装ポジション９１とテープ外ポジション９２は、Ｙ方向に沿う直線上に設定されている。

更に、実装装置１は、上下二視野カメラ１１、ボンディングヘッド２が取り付けられる位置補正機構２４を備えている。上下二視野カメラ１１は、搬送路４１上であって実装ポジション９１の直上に差し入れ可能に移動し、実装ポジション９１に位置付けられた電子部品１００と実装領域３０１の位置を撮像する。位置補正機構２４は、例えばモータによって駆動されるボールネジ機構であり、ボンディングヘッド２を搬送路４１に沿う方向（Ｘ方向）に移動させ、搬送路４１の延び方向に沿った位置ズレを補正する。搬送路４１と直交する方向（Ｙ方向）に沿った位置ズレは、平行移動機構２３によって補正される。

（部品供給手段）
部品供給部５は、電子部品１００が二次元方向に並べられたウエーハシート２００を保持する。電子部品１００は、バンプ電極が形成された電極形成面が上を向いたフェイスアップ状態で貼着されている。そして、部品供給部５は、電子部品１００をピックアップポジション９３に一つずつ位置させる。ピックアップポジション９３は、部品供給部５からピックアップヘッド６が電子部品１００をピックアップする箇所である。

部品供給部５は、ピックアップポジション９３に電子部品１００を精度良く位置させるため、ピックアップ予定の電子部品１００とピックアップポジション９３との位置関係を識別するカメラ５１を備える。ピックアップヘッド６は、先端に電子部品１００を保持する平坦な保持面を有し、保持面には負圧が発生する吸着孔が形成されている。また、ピックアップヘッド６は、昇降機構６１、平行移動機構６２及び反転機構６３に取り付けられている。

昇降機構６１は、ピックアップポジション９３にてピックアップヘッド６を部品供給部５に向けて接近又は離間させる。平行移動機構６２は、ピックアップヘッド６をピックアップポジション９３とテープ外ポジション９２との間で移送する。これら昇降機構６１及び平行移動機構６２は、例えば昇降機構２２、平行移動機構２３、昇降機構３２及び平行移動機構３３と同じくボールネジ機構である。反転機構６３は、電子部品１００を保持したピックアップヘッド６を上下逆さまに反転させる。この反転機構６３は、例えば、ピックアップヘッド６を高さ一定に延びる回転軸で軸支する回転モータであり、回転軸を１８０°回転させる。

これにより、ピックアップヘッド６は、ピックアップポジション９３にて電子部品１００を部品供給部５からピックアップし、テープ外ポジション９２に移動し、待ち構えるボンディングヘッド２に電子部品１００を受け渡す。このとき、ボンディングヘッド２の保持面は下方を向いているので、ピックアップヘッド６は、電子部品１００をピックアップポジション３でピックアップしてから、ボンディングヘッド２へ電子部品１００を受け渡すまでの間に、上下反転する。

（クリーナ）
クリーナ７は、例えば、上下両面に砥石を有し、平行移動機構７１に取り付けられている。平行移動機構７１は、クリーナ７を搬送路４１に沿う方向（Ｘ方向）に移動させることで、待避ポジションからテープ外ポジション９２へ移動させる。例えば、平行移動機構７１は、モータによって駆動されるボールネジ機構である。テープ外ポジション９２では、クリーナ７は、ボンディングヘッド２及びボンディングステージ３の間に位置する。ボンディングヘッド２の下降、及びボンディングステージ３の上昇により、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３をクリーナ７の上下面に存在する砥石に接触させる。そして、相対的に一方を揺動させると、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３を清掃することができる。

（制御部）
制御部８は、ＣＰＵ又はＭＰＵとも呼ばれる演算制御装置、ＲＡＭとも呼ばれる主記憶装置、ＨＤＤ又はＳＳＤ等の外部記憶装置、及び実装装置１の各ハードウェア構成に制御信号を送受信するインターフェースを備える所謂コンピュータである。この制御部８は、外部記憶装置に記憶されたプログラム及びデータを主記憶装置に展開し、演算制御装置でプログラムを実行し、実行結果に応じた駆動信号をインターフェースを通じて出力することで、実装装置１を制御する。

この制御部８は、プログラムの処理により、主に演算制御部とインターフェースにより構成されるボンディングヘッド制御部８２、ボンディングステージ制御部８３、テープ走行制御部８４、ピックアップ制御部８５、クリーナ制御部８７、加熱制御部８８及び計時部８９を備える。ボンディングヘッド制御部８２とボンディングステージ制御部８３を更に詳細に説明すると、ボンディングヘッド制御部８２は、昇降制御部８２２と平行移動制御部８２３を備え、ボンディングステージ制御部８３は、昇降制御部８３２と平行移動制御部８３３を備える。

計時部８９は、タイミング信号を出力する。ボンディングヘッド制御部８２は、本動作、前処理動作又はクリーニング動作に応じて、タイミング信号に基づいてタイミングを計りながら、ボンディングヘッド２を所定距離で昇降させ、所定距離で平行移動させる駆動信号を出力する。ボンディングステージ制御部８３は、前処理動作又はクリーニング動作に応じて、タイミング信号に基づいてタイミングを計りながら、ボンディングステージ３を所定距離で昇降させ、所定距離で平行移動させる駆動信号を出力する。加熱制御部８８は、本動作及び前処理動作時、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１のオンオフの駆動信号を出力する。

テープ走行制御部８４は、本動作時、タイミング信号に基づいてタイミングを計りながら、ローダ４２及びアンローダ４３の繰り出し及び巻き取りの駆動信号を出力する。ピックアップ制御部８５は、本動作時、タイミング信号に基づいてタイミングを計りながら、ピックアップヘッド６を所定距離で昇降させ、所定距離で平行移動させ、所定の反転角度で反転させ、部品供給部５の２次元方向に移動させる駆動信号を出力する。クリーナ制御部８７は、クリーニング動作時、タイミング信号に基づいてクリーナ７を所定距離で平行移動させる駆動信号を出力する。

（動作）
（本動作）
この制御部８による制御下での実装装置１の本動作を図４乃至図７を参照しつつ説明する。本動作は、電子部品１００をテープ３００の実装領域３０１に実装する動作である。本動作は、テープ３００が搬送路４１を通るように架け渡され、また後述のエージング動作によりボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度が安定化した後に実行される。

まず、図４に示すように、部品供給部５は、ピックアップ予定の電子部品１００をピックアップポジション９３に位置合わせする。ピックアップヘッド６は、ピックアップポジション９３で下降し、電子部品１００を吸着保持し、部品供給部５から離れるように再上昇する。そして、ピックアップヘッド６は、テープ外ポジション９２に向かう。テープ外ポジション９２への移動中又は移動後、ピックアップヘッド６は、１８０°反転する。

ボンディングヘッド２は、テープ外ポジション９２に向けて平行移動し、テープ外ポジション９２で下降する。そして、ボンディングヘッド２は、ピックアップヘッド６から電子部品１００を吸着保持して受け取る。このとき、ピックアップヘッド３は、真空破壊又は大気開放により電子部品１００を離す。

図５に示すように、電子部品１００を受け取ったボンディングヘッド２は、実装ポジション９１に向かい、実装ポジション９１で下降する。ボンディングステージ３は、実装ポジション９１で搬送路４１上のテープ３００を下から支えている。ローダ４２及びアンローダ４３は、テープ３００の走行を停止させて、実装ポジション９１に実装領域３０１を位置させている。

ボンディングヘッド２は、電子部品１００をテープ３００上の実装領域３０１に押し付けて加熱する。この押し付け及び加圧により、電子部品１００が実装領域３０１に電気的及び機械的に接続される。

図６に示すように、一個の電子部品１００の実装が終了すると、ボンディングヘッド２は、電子部品１００を離して上昇し、次の電子部品１００を受け取るためにテープ外ポジション９２に向かう。ピックアップヘッド６は、電子部品１００をボンディングヘッド２に受け渡した後、次の電子部品１００をピックアップするためにピックアップポジション９３に向かう。部品供給部５は、次の電子部品１００をピックアップポジション９３に位置させるように二次元方向に移動する。ローダ４２とアンローダ４３は、テープ３００の繰り出し及び巻き取りにより、テープ３００を走行させ、電子部品１００が実装された実装領域３０１の隣に位置する空の実装領域３０１を実装ポジション９１に停止させる。

図７は、ボンディングヘッド２の動作タイミングを示すタイムチャートである。図７に示すように、ボンディングヘッド２は、ボンディングステージ３に対して近接状態と離間状態となるような動作を繰り返す。近接状態では、実装ポジション９１にて電子部品１００をテープ３００に押し付けて加熱するために、ボンディングヘッド２は、ボンディングステージ３に近接する。離間状態は、電子部品１００の実装完了後、ボンディングステージ３から離れ、次の電子部品１００をテープ外ポジション９２で受け取って、電子部品１００を実装領域３０１に接触させることで、再び近接状態になるまでの状態をいう。

各近接状態では同一の時間Ｓ１が費やされる。各離間状態では同一の時間Ｓ２が費やされる。即ち、ボンディングヘッド２は、本動作中、同一の接近・離間パターンを繰り返す。この接近・離間パターンは、ボンディングヘッド２がボンディングステージ３に近接するタイミング、近接している時間Ｓ１、ボンディングステージ３から離間するタイミング、及び離間している時間Ｓ２を要素とし、近接している場所、離間中の移動内容は当該接近・離間パターンの要素には含まれない。

（クリーニング動作）
上述した本動作による電子部品１００の実装を繰り返すと、ボンディングヘッド２やボンディングステージ３に汚れ等が付着するため、予め設定された時間毎、或いは、予め設定された実装回数毎にクリーニング動作を実行する。クリーニング動作時には、図１２に示すように、ボンディングヘッド２、ボンディングステージ３及びクリーナ７は、テープ外ポジション９２に移動する。ボンディングヘッド２は下降してクリーナ７の上面の砥石に接触して揺動する。ボンディングステージ３は上昇してクリーナ７の下面の砥石に接触して揺動する。クリーニングが完了したら、クリーナ７はテープ外ポジション９２から外れた待避ポジションに退避する。

（前処理動作）
制御部８による制御下での実装装置１の前処理動作を図８乃至図１１を参照しつつ説明する。前処理動作は、本動作に先立って行われ、テープ架設動作及びエージング動作を含む。テープ架設動作では、ローダ４２にテープ３００を繰り出させ、テープ３００を搬送路４１内にセットし、テープ３００をアンローダ４３に巻き付ける。テープ架設動作は、エージング動作前、又はエージング動作と並行してエージング動作の完了までには終了させておく。

本動作に先立つエージング動作において、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１はオンにされて本動作と同じ動作条件（例えば、本動作と同じ単位時間当たりの熱量つまり、本動作と同じ設定温度）で、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３を加熱する。ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１は、前処理動作が終わり、本動作に移るまで継続的にオンにされて本動作と同じ単位時間当たりの熱量を発し、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３を加熱し続ける。

エージング動作では、加熱中、図８に示すように、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３を、共にテープ外ポジション９２に位置させ、お互いを離間させる。そして、まず、ボンディングステージ３をテープ３００を支持する高さと同じ高さまで上昇させ、その後、図９に示すように、ボンディングヘッド２を下降させる。これにより、ボンディングヘッド２の保持面をボンディングステージ３の支持面に接触又は近接させる。近接したときのボンディングヘッド２とボンディングステージ３の距離は、電子部品１００とテープ３００の厚みに相当する距離、又は電子部品１００とテープ３００がある場合の熱伝導量と同一になる距離が好ましい。

図８に示す離間状態と図９に示す接触又は近接状態（以下、接触又は近接状態を単に接触状態という）を例えば２０～３０回以上の所定回数繰り返す。２０～３０回以上の繰り返す回数は例示であり、安定した温度を達成するのに必要な繰り返しの回数は、経験によって、実験によって、計算によって、又はシミュレーションによって導くことができる。エージング動作における離間状態は、図７に示す本動作における離間状態と同じ時間Ｓ２だけ持続させる。接触状態は、図７に示す本動作における近接状態と同じ時間Ｓ１だけ持続させる。即ち、図１０の（ｂ）に示すように、エージング動作では、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３は、テープ外ポジション９２にて、テープ３００及び電子部品１００が無い状態で、本動作と同じ接近・離間パターンで動作する。尚、図１０の（ａ）は本動作での接近・離間パターンを示す。

図１１の（ａ）は、エージング動作におけるボンディングヘッド２の離間状態及び接触状態のタイミングを示すタイムチャートであり、（ｂ）は、エージング動作におけるボンディングヘッド２の温度変化を模式的に示すグラフであり、（ｃ）はエージング動作におけるボンディングステージ３の温度変化を模式的に示すグラフである。

図１１に示すように、エージング動作の初期では、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度差が大きい。ボンディングヘッド２はボンディングステージ３よりも温度が高い。そのため、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３が接触又は近接している時間Ｓ１の間、ボンディングヘッド２は大幅に温度低下し、ボンディングステージ３は大幅に温度上昇する。

一方、ボンディングヘッド２と室温の差は大きく、ボンディングステージ３と室温との差は小さい。そのため、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３が離間している時間Ｓ２の間、ボンディングヘッド２の温度上昇は小幅であり、ボンディングステージ３の温度低下は小幅である。従って、図１１中、４回目に離間状態と接触状態とを繰り返すまでは、ボンディングヘッド２の温度低下が続き、ボンディングステージ３の温度上昇が続く。

しかし、ボンディングヘッド２の温度低下が続き、ボンディングステージ３の温度上昇が続いたため、エージング動作の後期では、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度差が初期と比べて小さくなる。そのため、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３が接触又は近接している時間Ｓ１の間、ボンディングヘッド２の温度低下は初期と比べて小幅になり、ボンディングステージ３の温度上昇は初期と比べて小幅になる。

一方、ボンディングヘッド２の温度低下が続いたため、ボンディングヘッド２と室温との差は小さくなる。また、ボンディングステージ３の温度上昇が続いたため、ボンディングステージ３と室温との差は大きくなる。そのため、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３が離間している時間Ｓ２の間、ヘッド側ヒータ２１によって加熱されたボンディングヘッド２の温度上昇は初期と比べて大きくなり、ボンディングステージ３の温度低下は初期と比べて大きくなる。

やがて、時間Ｓ１の際のボンディングヘッド２の温度低下と時間Ｓ２の際のボンディングヘッド２の温度上昇が均衡する。尚、図１１は、５回目以降で、ボンディングヘッド２の温度上限Ｔ１、温度下限Ｔ２、温度低下率及び温度上昇率がそれぞれほぼ一定の値を維持することとなり、移動平均値が一定に安定する状態を模式的に示したものである。また、時間Ｓ１の際のボンディングステージ３の温度上昇と時間Ｓ２の際のボンディングステージ３の温度低下が均衡し、図１１は、５回目以降で、ボンディングステージ３の温度上限Ｔ３、温度下限Ｔ４、温度低下率及び温度上昇率がそれぞれほぼ一定の値を維持することとなり、移動平均値が一定に安定する状態を模式的に示したものである。即ち、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度は、５回目以降、各回とも同じ温度変化パターン及び温度変化量となり安定する。

以上の前処理動作が終了したときには、既にテープ３００は架け渡されており、テープ３００において最初に電子部品１００が実装される実装領域３０１が実装ポジション９１に位置付けられているので、速やかに本動作に移行可能となっている。従って、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度が安定したまま、最初の実装から最後の実装までテープ３００には、同じ温度上限Ｔ１及びＴ３（尚、Ｔ１≠Ｔ３）、同じ温度下限Ｔ２及びＴ４（尚、Ｔ２≠Ｔ４）、同じ温度低下率及び同じ温度上昇率で一定の平均値の熱がかけられる。そうすると、最初の実装から最後の実装まで、実装領域３０１の熱による伸び方は均一化され、全ての実装領域３０１に対して全ての電子部品１００を同じ精度で実装することができる。

また、この前処理動作の間、ユーザがボンディングヘッド２とボンディングステージ３の各安定した温度を設定する試行錯誤は行われていない。前処理動作では、テープ外ポジション９２にて本動作と同じタイミングでボンディングヘッド２とボンディングステージ３の接触又は近接と離間を繰り返しているだけでよい。

（作用効果）
以上のように、実装領域３０１に電子部品１００を実装する実装装置１は、搬送路４１とボンディングヘッド２とボンディングステージ３を備えるようにした。搬送路４１は、実装領域３０１が帯方向に並設されたテープ３００が走行する。ボンディングステージ３は、搬送路４１によるテープ３００の搬送経路に配置可能とされ、テープ３００を下面から支持する。ボンディングヘッド２は、電子部品１００を保持してボンディングステージ３に支持されたテープ３００の実装領域３０１に押し付けて加熱する。ボンディングヘッド２とボンディングステージ３には、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１を備える。

そして、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３は、テープ３００に電子部品１００を実装する実装の本動作に先立つエージング動作として、テープ３００から外れたテープ外ポジション９２に移動し、テープ外ポジション９２で接触又は近接と、離間を繰り返しながら加熱される。

これにより、テープ３００を搬送路４１に架け渡した状態で、または、架け渡しつつ、エージング動作を実施できる。より具体的には、エージング動作の開始時、または、エージング動作が完了するまでに、テープ３００において最初に電子部品１００が実装される実装領域３０１を実装ポジション９１に位置させておくことができる。そうすると、エージング動作後にテープ３００を架け渡す作業が介在することによって、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度が安定した温度から変化してしまうことを抑制でき、実装精度が更に向上する。

しかも、エージング動作は、実装ポジション９１のテープ３００の搬送路４１から外れたポジションであるテープ外ポジション９２に移動して実施されるので、エージング動作中のボンディングヘッド３の熱（輻射熱）によって、搬送路４１に架け渡されたテープ３００が加熱されることが防止できる。これにより、テープ３００に不用意な熱膨張が発生したり、加熱による損傷を受けたりすることが防止可能となる。したがって、実装精度の更なる向上が期待できるうえ、実装品質も向上させることができる。

尚、テープ３００を搬送路４１に架け渡した状態でエージング動作を実行する場合、テープ３００の最初の実装領域３０１の実装ポジション９１への位置付けが完了したことを受けて、エージング動作を自動的に開始させるようにしてもよい。例えば、制御部８は、テープ走行制御部８４からの信号により、テープ３００の最初の実装領域３０１が実装ポジション９１で停止したことを示す信号をテープ走行制御部８４から受け取る。そして、この信号受信を契機に、ボンディングヘッド制御部８２及びボンディングステージ制御部８３は、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の動きがエージング動作となるように駆動信号を出力する。これにより、テープ架設動作を行なうだけで、エージング動作を自動的に実行し完了させることが可能となる。

また、エージング動作を行うテープ外ポジション９２は、クリーナ７でボンディングヘッド２とボンディングステージ３を清掃する位置とした。これにより、テープ外ポジション９２へ位置させる移動機構をエージング動作のために使用することができる。但し、エージング動作もクリーニング動作も電子部品１００の受渡し動作も、テープ３００から外れた位置であれば、共通の場所であっても異なる場所であっても、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の温度の安定化に差し支えはない。

この実装装置１では、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１の両方を備えるようにしたが、所望の温度に安定化することができれば、何れか一方を備えるようにしてもよい。但し、ボンディングヘッド２にヘッド側ヒータ２１を設置すれば、テープ３００に接していないボンディングヘッド２の温度をより高く設定することができ、電子部品１００とテープ３００の実装領域３０１との接合時間を短縮できる。但し、所望温度に近い範囲で安定化させ、また素早く安定化させるためには、ステージ側ヒータ３１も設置することが望ましい。

また、本動作を完全に模擬するために、ボンディングステージ３上にダミーの電子部品１００とダミーのテープ３００の欠片を重ねて載置しておき、これらダミーを挟み込みながらエージング動作を行うようにしてもよい。電子部品１００とテープ３００を介した伝熱態様も再現でき、本動作で安定した温度とエージングで安定した温度とを精度良く一致できる。即ち、本動作の初期における実装においての温度変化が更に抑制される。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ボンディングヘッド２は、エージング動作として、実装の本動作を模擬した動作タイミングで、ボンディングステージ３に接触又は近接と、ボンディングステージ３からの離間とを交互に所定回数繰り返すようにした。但し、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３の加熱方法としては、これに限らない。

例えば、図１３に示すように、実装装置１は、エージング動作時のみ設置され、実装の本動作では除かれるヒータ１２を備えている。ヒータ１２は、エージング動作時に作業者によってボンディングステージ３上に載置される。ボンディングヘッド２は、テープ外ポジション９２でボンディングステージ３に向けて移動する。そして、ボンディングステージ３上のヒータ１２と近接又は接触を所定時間維持する。換言すれば、ボンディングヘッド２は、ヒータ１２が載ったボンディングステージ３に近接又は接触する。近接又は接触する所定時間は、安定した温度に達する時間であり、経験によって、実験によって、計算によって、又はシミュレーションによって導いておく。

所定時間が経過すると、ヒータ１２は、作業者によって取り除かれても良いし、ボンディングヘッド２によって吸着保持されて、実装ポジション９１やテープ外ポジション９２とは別の場所に移動させられるようにしてもよい。ボンディングヘッド２によってヒータ１２が取り除かれる方式の場合には、自動的に実装の本動作に移行することができる。

ヒータ１２に加えて、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１もオンにして、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３により多くの熱を与え、エージング動作に要する時間を短縮してもよい。ヒータ１２はボンディングステージ３に配置せず、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１をオンにして、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３を所定時間接触又は離間させ続け、ヘッド側ヒータ２１とステージ側ヒータ３１のみによって加熱を行うエージング動作を行うようにしてもよい。

尚、所定時間を経験又は実験的に導く方法としては次のような手法が挙げられる。即ち、熱電対等の温度計を、ボンディングステージ３に載置し、又はボンディングヘッド２に取り付け、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３とを接触又は近接させる。温度計が示す温度変化を観察し、温度が安定するまでに要した時間を計り、測定結果を所定時間とすればよい。同様に、エージング動作として実装の本動作を模擬するように、ボンディングヘッド２とボンディングステージ３とが近接状態と離間状態とを繰り返す場合についても、この繰り返し回数を経験又は実験的に導く方法として、温度計によって温度の安定が検出されるまでの繰り返し回数をカウントすればよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１ 実装装置
１１ 上下二視野カメラ
１２ ヒータ
２ ボンディングヘッド
２１ ヘッド側ヒータ
２２ 昇降機構
２３ 平行移動機構
２４ 位置補正機構
３ ボンディングステージ
３１ ステージ側ヒータ
３２ 昇降機構
３３ 平行移動機構
４１ 搬送路
４１１ レール
４１２ 隙間
４２ ローダ
４３ アンローダ
５ 部品供給部
５１ カメラ
６ ピックアップヘッド
６１ 昇降機構
６２ 平行移動機構
６３ 反転機構
７ クリーナ
７１ 平行移動機構
８ 制御部
８２ ボンディングヘッド制御部
８２２ 昇降制御部
８２３ 平行移動制御部
８３ ボンディングステージ制御部
８３２ 昇降制御部
８３３ 平行移動制御部
８４ テープ走行制御部
８５ ピックアップ制御部
８７ クリーナ制御部
８８ 加熱制御部
８９ 計時部
９１ 実装ポジション
９２ テープ外ポジション
９３ ピックアップポジション
１００ 電子部品
２００ ウエーハシート
３００ テープ状回路基板（テープ）
３０１ 実装領域

Claims (8)

1. テープ状回路基板に並設された実装領域に電子部品を実装する実装装置であって、
   前記テープ状回路基板を架け渡す搬送路を有し、前記実装が行われる本動作において前記搬送路に沿った搬送経路で前記テープ状回路基板を走行させるテープ走行手段と、
   前記テープ状回路基板の前記搬送経路に配置可能とされ、前記テープ状回路基板を下面から支持するボンディングステージと、
   前記ボンディングステージに支持された前記テープ状回路基板の前記実装領域に前記電子部品を押し付けて加熱するボンディングヘッドと、
   前記ボンディングヘッド、又はこれに加えて前記ボンディングステージを加熱するヒータと、
   を備え、
   前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージは、
   前記本動作において、第１の時間の間、前記実装領域に前記電子部品を押し付ける近接状態と、第２の時間の間、前記近接状態よりも離間した離間状態となるように近接と離間とを繰り返し、
   前記本動作に先立つエージング動作として、前記テープ状回路基板の前記搬送経路上から外れたテープ外ポジションに移動し、
   当該テープ外ポジションにおいて、前記ボンディングヘッドは、前記エージング動作において、前記第１の時間と同じ時間の間、前記ボンディングステージに対して接触若しくは近接し、前記第２の時間の間、前記ボンディングステージに対して離間することを繰り返しながら、前記ヒータにより加熱されること、
   を特徴とする実装装置。
2. 前記テープ状回路基板の前記搬送経路上から外れたクリーニングポジションで前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージを清掃するクリーナを備え、
   前記テープ外ポジションは、前記クリーニングポジションに設定されること、
   を特徴とする請求項１記載の実装装置。
3. 前記ボンディングヘッドの移動を制御するボンディングヘッド制御部と、
   前記ボンディングステージの移動を制御するボンディングステージ制御部と、
   前記ヒータを制御する加熱制御部と、を有する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記ボンディングヘッド制御部及び前記ボンディングステージ制御部を制御して、前記ボンディングヘッド及び前記ボンディングステージを、前記本動作が行われる実装ポジションから前記テープ外ポジションに移動させ、前記テープ外ポジションにおいて前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとを接触若しくは近接するように移動させ、
   前記加熱制御部を制御して前記ヒータを駆動させて前記エージング動作を制御すること、
   を特徴とする請求項１又は２記載の実装装置。
4. 前記制御部は、前記搬送路に前記テープ状回路基板の架け渡しが完了した後に前記エージング動作を実行すること、
   を特徴とする請求項３記載の実装装置。
5. 実装予定の前記電子部品を待機させる部品供給部と、
   前記部品供給部から次に実装する前記電子部品を受け取って、前記ボンディングヘッドに渡すピックアップヘッドと、
   を備え、
   前記ピックアップヘッドは、前記本動作時に、前記テープ外ポジションで前記ボンディングヘッドに前記電子部品を受け渡すこと、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の実装装置。
6. 前記ヒータは、前記ボンディングヘッドおよび前記ボンディングステージのいずれか一方又は両方に備えられること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の実装装置。
7. 前記ヒータは、前記エージング動作の間、前記ボンディングステージ上に載置されること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の実装装置。
8. 前記エージング動作において、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージが近接したときの両者の距離は、前記電子部品と前記テープ状回路基板の厚みに相当する距離であること、
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の実装装置。

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