JPH113911A - 電子部品接合方法及び装置 - Google Patents
電子部品接合方法及び装置Info
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- JPH113911A JPH113911A JP15484897A JP15484897A JPH113911A JP H113911 A JPH113911 A JP H113911A JP 15484897 A JP15484897 A JP 15484897A JP 15484897 A JP15484897 A JP 15484897A JP H113911 A JPH113911 A JP H113911A
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Abstract
力を求めるための試験的な接合を行うことなく容易に電
子部品を接合する。 【解決手段】 電子部品と基板との接合箇所の温度や圧
力と検出手段による温度や圧力の検出値との相関を予め
測定する相関測定工程と、測定した相関を主制御手段に
初期設定する相関設定工程と、接合箇所の温度や圧力を
主制御手段に入力する入力工程と、主制御手段が相関に
基づいて温度や圧力の制御手段の制御温度や制御圧力を
計算する制御値計算工程と、主制御手段から温度や圧力
の制御手段ヘ制御温度や制御圧力を通知する制御値通知
工程と、温度や圧力の制御手段が通知された制御温度や
制御圧力で制御を行う制御工程とを有する。
Description
品を直接回路基板上に実装するフリップチップ実装にお
いて、温度や圧力を加えて接合する場合に好適に適用で
きる電子部品接合方法及び装置に関するものである。
するためにICなどの電子部品を直接回路基板上に実装
するフリップチップ実装が用いられてきている。電子部
品を回路基板に接合する工法の中で、電子部品の電極部
分にバンプを形成し、温度及び圧力を加えてバンプを基
板電極上に接合する工法が多く用いられている。また、
液晶パネルに駆動用ICを実装するに際しても、予め異
方性導電フィルムを貼り付けた液晶パネルに電子部品を
実装した後、温度及び圧力を加えることにより異方性導
電フィルムの導電粒子を介して液晶パネルと電子部品と
の電気的接続を行い、同時に異方性導電フィルムを硬化
させて電子部品を固定する工法が広く用いられている。
御方法の一例について説明する。
て基板3上に実装する実装ヘッド1には、発熱体と温度
検出手段及び加圧手段と圧力検出手段が備えられてい
る。通常、温度に関してはヒータ10による発熱と熱電
対9による検出を、圧力に関しては電空レギュレータ1
1に接続された加圧シリンダ12による加圧とロードセ
ル13による検出が多く用いられている。電子部品2の
電極には基板3と接合するためのバンプが半田あるいは
金などの材質で形成されている。
2を保持した後、位置合わせして基板3上に実装する。
基板3上に実装した状態でヘッド1のヒータ10の出力
を制御して電子部品2に温度を加えると同時に、電空レ
ギュレータ11を制御して加圧シリンダ12にて圧力を
加えることによってバンプが基板3上に接合される。
って検出する温度が予め温度制御手段5に入力してある
設定温度になるようにヒータ10への出力を制御する。
面では熱伝導・熱消費の状態に差があり、熱電対9の検
出温度と接合面の温度とは一致しない。従って、接合面
がバンプの接合特性に基づく接合温度になるような設定
温度を試験的な接合を行いながら調整して入力してい
る。
ドセル13によって検出する圧力が予め圧力制御手段6
に入力してある設定圧力になるように加圧手段への出力
を制御する。ロードセル13の検出圧力と接合面の圧力
とは通常摩擦力などの影響により一致しない。従って、
接合面がバンプの接合特性に基づく接合圧力になるよう
な設定圧力を試験的な接合を行いながら調整して入力し
ている。
おいては設定温度・設定圧力は電子部品2の制御データ
として装置に記憶させており、一連の動作に際して装置
はその電子部品2を接合する時に設定温度・設定圧力を
制御手段に自動的に設定して接合動作を行っている。
子部品接合装置では、接合面がバンプの接合特性に基づ
く接合温度及び接合圧力になるような設定温度及び設定
圧力を、試験的な接合を行いながら調整して入力する必
要があり、接合温度及び接合圧力が異なる電子部品の制
御データの作成に際してその都度設定温度及び設定圧力
を求める必要があるため、制御データの作成に労力を要
するという問題がある。
依存するため、同一部品の接合を複数の装置で行う場合
に装置毎に異なる制御データを作成しなければならず、
さらに労力を要するという問題がある。
部品を接合するための設定温度や設定圧力を求めるため
の試験的な接合を行うことなく容易に電子部品を接合で
きる電子部品接合方法及び装置を提供することを目的と
している。
法は、温度を加えて電子部品を基板上に接合する電子部
品接合方法において、電子部品と基板との接合箇所の温
度と温度検出手段の検出温度との相関を予め測定する温
度相関測定工程と、測定した相関を主制御手段に初期設
定する温度相関設定工程と、接合箇所の温度を主制御手
段に入力する温度入力工程と、主制御手段が相関に基づ
いて温度制御手段の制御温度を計算する制御温度計算工
程と、主制御手段から温度制御手段ヘ制御温度を通知す
る制御温度通知工程と、温度制御手段が通知された制御
温度で温度制御を行う温度制御工程とを有するものであ
る。
初期設定しておくことによって、部品の接合温度を決定
する制御データとして接合温度を入力すればよいため、
温度に関しての制御データを容易に作成することがで
き、また異なる機種でも同一の制御データを使用するこ
とができる。
測定工程で測定した接合箇所の温度と温度検出手段の検
出温度との相関を一次関数式で近似したときの傾きと切
片を初期設定すると、温度相関測定工程で求まる2つの
数値を入力するだけで容易に温度相関を設定することが
でき、初期設定を容易に行うことができる。
範囲に関して接合箇所の温度と温度検出手段の検出温度
との相関を予め測定する工程とし、温度の相関設定工程
を、複数の温度範囲に関して測定した相関を各々主制御
手段に初期設定する工程とし、制御温度計算工程を、主
制御手段が温度入力工程で入力した接合箇所の温度に該
当する温度範囲の相関に基づいて温度制御手段の制御温
度を計算する工程とすると、温度範囲によって相関の性
質が異なる場合であっても、制御データに入力する電子
部品の接合温度と実際の接合温度との一致をあらゆる温
度範囲において保つことができる。
合する電子部品接合方法においても、上記温度を加えて
接合する場合と同様の手順を適用することにより同様の
作用効果を奏することができる。また、温度と圧力を同
時に加えて接合する場合も同様の手順を適用することに
より同様の作用効果を奏することができる。
及び圧力を加えて電子部品を基板上に接合する電子部品
接合装置において、発熱体と温度検出手段及び加圧手段
と圧力検出手段とを有する電子部品接合手段と、発熱体
と温度検出手段を有する基板加熱手段と、温度検出手段
からの入力に基づいて発熱体を制御する温度制御手段
と、圧力検出手段からの入力に基づいて加圧手段を制御
する圧力制御手段と、電子部品と基板との接合温度及び
接合圧力を入力する主制御手段とを備え、主制御手段
は、電子部品接合手段に関して接合温度と温度検出手段
の検出温度との相関及び接合圧力と圧力検出手段の検出
圧力との相関を、基板加熱手段に関して接合温度と温度
検出手段の検出温度との相関を予め初期設定され、電子
部品と基板の接合温度及び接合圧力が入力した値となる
ように温度制御手段及び圧力制御手段の制御値を計算し
て制御しながら電子部品と基板を接合するように構成し
たものである。
合方法と同様の作用効果が得られるとともに、電子部品
と基板との接合温度を入力することにより、部品側と基
板側の双方から接合箇所に対して温度を加えることがで
き、電子部品を基板に接触する際の温度降下を防ぎ、安
定した接合を行うことができる。
設け、温度制御手段から検出温度を主制御手段へ通知
し、また圧力制御手段から検出圧力を主制御手段に通知
することによって、主制御手段が温度制御及び圧力相関
に基づいて接合温度及び接合圧力を推算し、表示手段に
表示するように構成すると、接合箇所の温度及び圧力状
態を作業者が把握できるため、接合条件に対する異常を
検知して接合異常を未然に防ぐことができる。
部品接合装置について、図1〜図4を参照して説明す
る。
あるヘッド1は電子部品2を保持しながら下降して基板
3上に実装する。ヘッド1に搭載された熱電対9及びヒ
ータ10は温度制御手段5に接続されており、電子部品
2に対して温度を加える。また、ヘッド1の上部には加
圧シリンダ12、電空レギュレータ11及びロードセル
13が搭載されて圧力制御手段6に接続されており、ヘ
ッド1が下降して電子部品2を基板3上に実装する際に
圧力を加える。温度制御手段5、圧力制御手段6は各々
閉ループによって温度制御・圧力制御を行うように構成
されている。基板3を保持するステージ4に設けられた
熱電対9とヒータ10も温度制御手段に接続されてお
り、基板3に対して温度を加える。
度制御手段5、圧力制御手段6と接続され、制御温度、
制御圧力を各々に通知する。温度制御手段5、圧力制御
手段6は通知された温度・圧力になるように制御を行
う。また、表示手段8は主制御手段7に接続され、通知
された温度・圧力を表示する。
工程を図3を参照して説明する。まず、ステップS1
で、ヘッド設定温度と接合箇所の温度相関、及びステー
ジ設定温度と接合箇所の温度相関を求める。相関はある
設定温度に対する接合箇所の温度を測定用の熱電対で測
定し、これを複数の温度に関して行うことによって求め
る。
制御手段7に初期設定する。通常温度相関は熱電対9及
びヒータ10の取付状態などの差によって装置毎に異な
るため、初期設定は各装置の初期調整段階に必ず行って
おく。
ータを作成するため、ステップS3で電子部品2の接合
温度を主制御手段7に入力する。電子部品2のバンプ材
質が半田の場合は半田が溶融する温度を基準に接合温度
を決定し、異方性導電フィルムを介して接合する場合は
フィルムの硬化温度を基準に決定することが一般的であ
る。つまり、接合温度は接合する電子部品2によって一
意的に決定できるといえる。
合動作を行う。接合動作を開始すると、ステップS4で
主制御手段7が温度制御手段5の制御温度を計算する。
計算はステップS2で初期設定した温度相関とステップ
S3で入力した接合温度に基づいて接合箇所の温度が接
合温度になるように制御温度を求める。次に、ステップ
S5で主制御手段7から温度制御手段5へ制御温度を通
知する。次に、ステップS6で温度制御手段5が通知さ
れた制御温度で温度制御を実行する。この温度制御は熱
電対9の検出温度に応じてヒータ10の出力を制御し、
これを周期的に行って制御温度を保つようにする。
を主制御手段7へ通知する。主制御手段7はステップS
8で通知された検出温度と温度相関に基づいて接合温度
を推算し、ステップS9で表示手段8に表示する。
して接合温度を入力して接合動作を行うだけで、接合箇
所が接合温度になる制御温度を自動的に計算して制御す
ると同時に推算される接合温度をモニタして接合状態を
把握することができる。
を参照して説明する。図4はヘッド設定温度60℃、8
0℃、100℃、120℃、140℃について接合箇所
の温度を測定したときの関係を表したグラフの一例であ
る。この温度範囲において、グラフは直線近似できる。
このときの接合箇所の温度(Y)と設定温度(X)の関
係を式で表すと、以下のようになる。
は、(1)式の傾き0.65と切片3.0を主制御手段
7に入力する。
温度が80℃の場合、ステップS4の計算は、 80=0.65*X+3.0 (2) となり、 X=118.5 (3) を得る。即ち、118.5℃で温度制御すれば、接合箇
所は80℃で制御されることになる。従って、(2)、
(3)式で得られた118.5℃を制御温度として温度
制御手段5へ通知し、温度制御手段5が118.5℃で
温度制御を行うことにより、接合温度80℃を実現す
る。
対9の検出温度が120.0℃であるとする。温度制御
手段5は120.0℃を主制御手段7へ通知し、主制御
手段7は(1)式に基づいて接合箇所温度(Y)が推算
できる。
で表示手段8に表示する。
場合の第2の実施形態について、図5、図6を参照して
主として相違点について説明する。
しても図4と同様の測定を行ったときのヘッド設定温度
と接合箇所の温度との関係を示す。この場合、20℃〜
60℃と60℃〜140℃では異なる直線近似ができ
る。20℃〜60℃の接合箇所の温度(Y)と設定温度
(X)との関係を式で表すと、以下のようになる。
際、温度範囲20℃〜60℃は(5)式の傾きと切片
を、温度範囲60℃〜140℃では(1)式の傾きと切
片を入力する。この場合、設定温度60℃(接合箇所の
温度42℃)が温度境界値となる。
プS13で、ステップS12において入力した制御デー
タである接合温度と上記温度境界値から該当する温度相
関を選択する。仮に接合温度が80℃の電子部品2を接
合する場合は温度境界値42℃より大きいため(1)式
が相関となり、接合温度が30℃の電子部品2を接合す
る場合は温度境界値42℃より小さいため(5)式が相
関となる。このように選択した相関を用いて制御温度の
計算あるいは接合温度の推算を上記実施形態と同様の要
領で行う。
本発明の第3の実施形態を図7を参照して説明する。ま
ず、ステップS20でヘッド設定圧力と接合箇所の圧力
の相関を求める。相関はある設定圧力に対する接合箇所
の圧力を測定用のロードセルで測定し、これを複数の圧
力に関して行うことによって求める。求めた圧力相関を
ステップS21で主制御手段7に初期設定する。通常、
圧力相関はヘッド1の上下摺動部の摩擦などの差によっ
て装置毎に異なるため、初期設定は装置の初期調整段階
で必ず行う。
成時に、ステップS22で電子部品2の接合圧力を入力
する。電子部品2のバンプ材質によって圧力が決まる場
合は1バンプ当たりの圧力にバンプ数を掛けた値を基準
に接合圧力を決定し、異方性導電フィルムを介して接合
する場合はフィルムの導電粒子が電気的に接合するため
につぶれる圧力を基準に決定することが一般的である。
主制御手段7が圧力制御手段6の制御圧力を計算する。
計算はステップS21で初期設定した圧力相関とステッ
プS22で入力した接合圧力に基づいて接合箇所が入力
した接合圧力になるような制御圧力を求める。ステップ
S24で主制御手段7から圧力制御手段6へ制御圧力を
通知する。次にステップS25で、圧力制御手段6がス
テップS24で通知された制御圧力で圧力制御を実行す
る。圧力制御はロードセル13の検出圧力に対して電空
レギュレータ11を介してシリンダエア圧を制御し、こ
れを周期的に行って制御圧力を保つようにする。また、
ステップS26でロードセル13の検出圧力を主制御手
段7へ通知する。主制御手段7はステップS27におい
て、通知された検出圧力と圧力相関に基づいて接合圧力
を推算し、ステップS28で表示手段8に表示する。
力を入力して接合動作を行うだけで、接合箇所が接合圧
力になる制御圧力を自動的に計算し制御すると同時に、
推算される接合圧力をモニタして接合状態を把握するこ
とができる。
2に温度を加えて接合する例と、圧力を加えて接合する
例を別々に説明したが、図1、図2の電子部品接合装置
では両方を同時に加えて接合しており、それぞれの効果
が発揮される。勿論、温度又は圧力を単独で加えて接合
する場合にも本発明を適用することによって上記効果を
発揮することは言うまでもない。
度相関を初期設定しておき、電子部品の接合温度を決定
する制御データとして接合温度を入力すると、温度相関
に基づいて制御温度を計算して温度制御するようにして
いるので、制御データとして接合温度を入力するだけで
よく、制御データを容易に作成することができ、また異
なる機種で同一の制御データを使うことができ、制御デ
ータ作成に要する時間と労力を低減することができる。
傾きと接片で初期設定するようにすると、容易に初期設
定することができる。
度相関を初期設定し、入力された接合温度に該当する温
度範囲の相関に基づいて制御温度を計算するようにする
と、温度範囲によって相関の性質が異なる場合であって
も制御データの接合温度と実際の接合温度との一致があ
らゆる温度範囲で保たれ、制御データを容易に作成でき
るとともに、接合温度に起因する接合不良を極力防止す
ることができる。
子部品接合方法においても、上記温度を圧力に代えるこ
とにより同様の効果が得られる。
する電子部品接合方法においても、温度と圧力の両方に
関して上記方法を適用することによりその効果を発揮す
ることができる。
ば、上記電子部品接合方法と同様の作用効果が得られる
と同時に、電子部品と基板との接合温度を入力すること
により部品側と基板側の双方から接合箇所に対して温度
を加えることができ、部品を基板に接触する際の温度降
下を防ぎ、安定した接合を行うことができる。
設け、検出温度及び検出圧力から推算した接合温度及び
接合圧力を表示手段に表示するように構成すると、接合
箇所の温度及び圧力状態を作業者が把握できるため、接
合条件に対する異常を検知して接合異常を未然に防ぐこ
とができる。
ブロック図である。
面から見た斜視図、(b)は装置背面から見た斜視図で
ある。
示すフローチャートである。
箇所の温度の相関の一例を示すグラフである。
示すフローチャートである。
箇所の温度の相関の一例を示すグラフである。
示すフローチャートである。
Claims (9)
- 【請求項1】 温度を加えて電子部品を基板上に接合す
る電子部品接合方法において、電子部品と基板との接合
箇所の温度と温度検出手段の検出温度との相関を予め測
定する温度相関測定工程と、測定した相関を主制御手段
に初期設定する温度相関設定工程と、接合箇所の温度を
主制御手段に入力する温度入力工程と、主制御手段が相
関に基づいて温度制御手段の制御温度を計算する制御温
度計算工程と、主制御手段から温度制御手段ヘ制御温度
を通知する制御温度通知工程と、温度制御手段が通知さ
れた制御温度で温度制御を行う温度制御工程とを有する
ことを特徴とする電子部品接合方法。 - 【請求項2】 温度の相関設定工程は、温度の相関測定
工程で測定した接合箇所の温度と温度検出手段の検出温
度との相関を一次関数式で近似したときの傾きと切片を
初期設定することを特徴とする請求項1記載の電子部品
接合方法。 - 【請求項3】 温度の相関測定工程は、複数の温度範囲
に関して接合箇所の温度と温度検出手段の検出温度との
相関を予め測定する工程であり、温度の相関設定工程
は、複数の温度範囲に関して測定した相関を各々主制御
手段に初期設定する工程であり、制御温度計算工程は、
主制御手段が温度入力工程で入力した接合箇所の温度に
該当する温度範囲の相関に基づいて温度制御手段の制御
温度を計算する工程であることを特徴とする請求項1記
載の電子部品接合方法。 - 【請求項4】 圧力を加えて電子部品を基板上に接合す
る電子部品接合方法において、電子部品と基板との接合
箇所の圧力と圧力検出手段の検出圧力との相関を予め測
定する圧力相関測定工程と、測定した相関を主制御手段
に初期設定する圧力相関設定工程と、接合箇所の圧力を
主制御手段に入力する圧力入力工程と、主制御手段が相
関に基づいて圧力制御手段の制御圧力を計算する制御圧
力計算工程と、主制御手段から圧力制御手段ヘ制御圧力
を通知する制御圧力通知工程と、圧力制御手段が通知さ
れた制御圧力で圧力制御を行う圧力制御工程とを有する
ことを特徴とする電子部品接合方法。 - 【請求項5】 圧力の相関設定工程は、圧力の相関測定
工程で測定した接合箇所の圧力と圧力検出手段の検出圧
力との相関を一次関数式で近似したときの傾きと切片を
初期設定することを特徴とする請求項4記載の電子部品
接合方法。 - 【請求項6】 圧力の相関測定工程は、複数の圧力範囲
に関して接合箇所の圧力と圧力検出手段の検出圧力との
相関を予め測定する工程であり、圧力の相関設定工程
は、複数の圧力範囲に関して測定した相関を各々主制御
手段に初期設定する工程であり、制御圧力計算工程は、
主制御手段が圧力入力工程で入力した接合箇所の圧力に
該当する圧力範囲の相関に基づいて圧力制御手段の制御
圧力を計算する工程であることを特徴とする請求項4記
載の電子部品接合方法。 - 【請求項7】 温度及び圧力を加えて電子部品を基板上
に接合する電子部品接合方法において、電子部品と基板
との接合箇所の温度及び圧力と温度及び圧力の検出手段
による検出値との相関を予め測定する温度及び圧力の相
関測定工程と、測定した相関を主制御手段に初期設定す
る温度及び圧力の相関設定工程と、接合箇所の温度及び
圧力を主制御手段に入力する入力工程と、主制御手段が
相関に基づいて温度及び圧力の制御手段の制御温度及び
制御圧力を計算する制御値計算工程と、主制御手段から
温度及び圧力の制御手段ヘ制御温度及び制御圧力を通知
する制御値通知工程と、温度及び圧力の制御手段が通知
された制御温度及び制御圧力で制御を行う温度及び圧力
の制御工程とを有することを特徴とする電子部品接合方
法。 - 【請求項8】 温度及び圧力を加えて電子部品を基板上
に接合する電子部品接合装置において、発熱体と温度検
出手段及び加圧手段と圧力検出手段とを有する電子部品
接合手段と、発熱体と温度検出手段を有する基板加熱手
段と、温度検出手段からの入力に基づいて発熱体を制御
する温度制御手段と、圧力検出手段からの入力に基づい
て加圧手段を制御する圧力制御手段と、電子部品と基板
との接合温度及び接合圧力を入力する主制御手段とを備
え、主制御手段は、電子部品接合手段に関して接合温度
と温度検出手段の検出温度との相関及び接合圧力と圧力
検出手段の検出圧力との相関を、基板加熱手段に関して
接合温度と温度検出手段の検出温度との相関を予め初期
設定され、電子部品と基板の接合温度及び接合圧力が入
力した値となるように温度制御手段及び圧力制御手段の
制御値を計算して制御しながら電子部品と基板を接合す
るように構成したことを特徴とする電子部品接合装置。 - 【請求項9】 温度及び圧力を表示する表示手段を設
け、温度制御手段が検出温度を主制御手段へ通知し、圧
力制御手段が検出圧力を主制御手段に通知し、主制御手
段が温度相関及び圧力相関に基づいて接合温度及び接合
圧力を推算して表示手段に表示するように構成したこと
を特徴とする請求項8記載の電子部品接合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15484897A JPH113911A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 電子部品接合方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15484897A JPH113911A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 電子部品接合方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH113911A true JPH113911A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15593230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15484897A Pending JPH113911A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 電子部品接合方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH113911A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000312076A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品接合方法及びそれを用いた装置 |
KR20200019237A (ko) * | 2017-08-22 | 2020-02-21 | 가부시키가이샤 신가와 | 실장 장치 및 온도 측정 방법 |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15484897A patent/JPH113911A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000312076A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品接合方法及びそれを用いた装置 |
KR20200019237A (ko) * | 2017-08-22 | 2020-02-21 | 가부시키가이샤 신가와 | 실장 장치 및 온도 측정 방법 |
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