JPWO2003041478A1 - 実装装置および実装方法 - Google Patents
実装装置および実装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2003041478A1 JPWO2003041478A1 JP2003543378A JP2003543378A JPWO2003041478A1 JP WO2003041478 A1 JPWO2003041478 A1 JP WO2003041478A1 JP 2003543378 A JP2003543378 A JP 2003543378A JP 2003543378 A JP2003543378 A JP 2003543378A JP WO2003041478 A1 JPWO2003041478 A1 JP WO2003041478A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recognition mark
- bonded
- mounting apparatus
- recognition
- optical path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
- H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
- H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
位置合わせ用認識マーク（４）が付された第１の被接合物（２）を、下方に配され、位置合わせ用認識マーク（５）が付された第２の被接合物（３）に実装する装置において、第１の被接合物用保持ツール（６）内に、各認識マーク（４，５）からの位置読み取り用光路（１０）を側方に変換する光路方向変換手段（９）が設けられ、かつ、ツール（６）の側方に、各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた認識手段（１１）が設けられる。接合時に第１の被接合物（２）を中央部で加圧できるようになり、位置ずれを防止するとともに加圧力の微少コントロールを可能にして、実装の精度および信頼性を大幅に向上することができる。
Description
技 術 分 野
本発明は、上面に認識マークが付された被接合物を上面側から保持して下方に配された被接合物に実装する実装装置と、その実装装置を用いた実装方法に関し、とくに、微小な被接合物を高精度で実装可能な実装装置および実装方法に関する。
背 景 技 術
被接合物同士を実装するに際しては、例えば、チップを基板上に実装するに際しては、チップと基板を所定の関係に位置合わせした後に両者を接合する必要がある。この位置合わせは、通常、チップに付されている位置合わせ用の認識マークと、基板に付されている位置合わせ用の認識マークとをカメラ等の認識手段によって読み取り、両マークの相対位置関係を所定の精度内に納めることにより行われている。
接合前に、例えば上方に配されるチップの認識マーク付与面と、下方に配される基板の認識マーク付与面とが対向される場合には、両者間に認識手段を挿入し、上下の認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を合わせることが可能である。
ところが、チップの上面に位置合わせ用の認識マークが付されている場合、とくにそのチップが実質的に不透明の材質からなる場合、チップと基板の認識マークを、間に位置させた認識手段で読み取ることができなくなる。したがってこのような場合、例えば図７に示すように、上面に位置合わせ用認識マーク１０２が付されたチップ１０１を、ガラス等の透明部材からなるツール１０３で上面側から吸着等により保持し、下方に配された基板１０４の上面側に付された位置合わせ用認識マーク１０５と、チップ１０１の上面の認識マーク１０２とを、上方に配置された認識手段１０６で読み取るようにしている。
しかし、図７に示したような構造では、ツール１０３を側方からチップ保持部まで延設する必要があり（例えば、図示の如くＬ字状に延びる部材に構成する必要があり）、位置合わせ後の接合時に、チップ１０１を基板１０４に対して加圧する場合、チップ１０１の中央部で加圧することはできず、Ｌ字状のツール１０３を下方に（Ｚ方向に）加圧することになる。そのため、ツール１０３にモーメントがかかり、該モーメントでツール１０３のチップ保持部が撓み、チップ１０１と基板１０４間の相対位置関係が狂ってしまうという問題がある。また、モーメントが生じるため、加圧力の微少なコントロールも難しい。
また、認識手段に上下方向の軸（Ｚ軸）があると、認識手段が撓みやすく、認識精度に影響が出やすい。
さらに、とくにチップが極めて微小なものの場合（例えば、０．２〜０．５ｍｍ程度の微小サイズのものの場合）、例えば図８に示すように、先端のサイズが小さいツール１０８で、認識手段１０６との干渉を回避しながらチップ１０９を保持しなければならないが、このようなツール１０８の先端部構造では、チップ１０９を吸着により保持させることは困難である。すなわち、ツール１０８の必要な剛性を確保しつつ、吸着ノズル構造（吸着のための吸引孔１１０を持つ構造）を採ることは困難である。このような微小チップ１０９の保持は、吸着以外の方法では有効な手段がないため、結局、微小チップ１０９の保持構造を構成できないこととなっている。
発 明 の 開 示
そこで、本発明の目的は、上面に位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方の第２の被接合物に、高精度で位置合わせして接合可能で、かつ、微小な第１の被接合物であっても容易に吸着により保持でき、高精度の位置合わせおよび接合が可能な実装装置、およびその実装装置を用いた実装方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る実装装置は、位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第２の被接合物に実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた認識手段を有することを特徴とするものからなる（第１の実装装置）。
上記本発明に係る実装装置においては、上記第２の被接合物の位置合わせ用認識マークは、第１の被接合物の接合位置外に付されていてもよく、第１の被接合物の接合位置内に付されていてもよい。第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、第１の被接合物の接合位置外に付されている場合には、上方から、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークの両方を直接読み取ることが可能である。第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、第１の被接合物の接合位置内に付されている場合には、アライメント時に、たとえば第２の被接合物の位置を、その認識マークが第１の被接合物に邪魔されることなく上方から読み取り可能な位置までオフセットし、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークを上方から読み取って両者の位置を認識した後、第２の被接合物の位置を元の位置方向に戻すとともに、前記位置認識情報に基づいて、第２の被接合物の第１の被接合物に対する相対位置を合わせてアライメントすることができる。後者の方法は、特に第１の被接合物が微小なものである場合、容易に実施することができる。
本発明において、第１の被接合物は、例えばチップからなり、第２の被接合物は、例えば基板からなる。ただし、本発明においてチップとは、例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど種類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全ての形態のものを含む。また、本発明において基板とは、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど種類や大きさに関係なくチップと接合させる側の全ての形態のものを含む。上記第１の実装装置においては、少なくとも第１の被接合物が実質的に不透明である場合にあっても、所望の高精度の接合が可能となる。
また、上記第１の実装装置においては、ツール内の上記光路方向変換手段の下部および側部は透明部材に構成される。光路方向変換手段としては、例えば、プリズムによって構成することができ、プリズムの内部を上記下部および側部における透明部材として構成し、プリズムの斜面を、全反射を利用した光路方向変換手段に構成できる。また、光路方向変換手段を、ミラー（反射鏡）によって構成することもできる。
上記第１の実装装置においては、第１の被接合物の保持方法は特に限定されないが、極めて微小な被接合物まで保持できるようにするためには、吸着による保持が好ましい。すなわち、上記ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられていることが好ましい。
また、上記第１の実装装置は、ツール内に光路方向変換手段が設けられるため、ツールに接合のための加熱手段（例えば、ヒータ）を設けることは難しい。そこで、代わりに、第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている構造を採用することが好ましい。
上記認識手段による各認識マークの読み取りは、基本的には可視光線を介して行うことができる。ただし、可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を介しての読み取りも有効である。例えば、第１の被接合物と第２の被接合物が可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を透過可能な材料からなる場合、第２の被接合物の下方にその可視光線以外の電磁波照射手段を設け、第１の被接合物および第２の被接合物における各認識マークの認識手段による読み取りが、下方から透過されてくる可視光線以外の電磁波を介して行われるようにすることができる。また、被接合物の認識マークが可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を透過しない材料からなる場合には、ツール側や認識手段側にその可視光線以外の電磁波照射手段を設け、第１の被接合物および第２の被接合物に向けて照射された電磁波の反射波を介して、認識手段による各認識マークの読み取りを行うようにすることができる。
また、上記第１の実装装置においては、第１の被接合物と第２の被接合物との接合に有効な硬化波や加熱波を照射するようにすることもできる。硬化波や加熱波の照射方法は特に限定されないが、例えば、第１の被接合物の上方から（例えば、ツール側から、あるいは認識手段設置位置から光路方向変換手段を介して）、照射することができる。例えば、第１の被接合物の上方から第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤（例えば、紫外線硬化型接着剤）を硬化可能な硬化波（例えば、紫外線）を照射する手段を有する構成や、第１の被接合物の上方から第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波（例えば、赤外線など）を照射する手段を有する構成とすることができる。
また、本発明に係る実装装置は、位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが第１の被接合物との接合範囲内でかつ認識手段による同一視野の範囲内に付された第２の被接合物に、少なくとも第１の被接合物を透過可能な光線を用いて位置合わせした後実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた前記認識手段を有することを特徴とするものからなる（第２の実装装置）。
この第２の実装装置においては、第１の被接合物の位置合わせ用認識マークと第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが認識手段による同一視野の範囲内に付されていればよいが、とくに実質的に同軸上に付されていることが好ましい。
また、この第２の実装装置においても、光路方向変換手段を、プリズムやミラーによって構成できる。また、ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられている構成を採用できる。また、第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている構造を採用することもできる。さらに、認識手段による各認識マークの読み取りが下方から透過されてくる可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を介して行われる構成を採用できる。
また、この第２の実装装置においても、第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤を硬化可能な硬化波を照射する手段を有する構成や、第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波を照射する手段を有する構成を採用できる。
本発明に係る実装方法は、上記のような第１の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば直線状に一列に配列するように）両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする方法からなる。第２の被接合物の認識マークが第１の被接合物の接合位置外に付されているか、第２の被接合物の認識マークが情報から読み取り可能なように第２の被接合物の位置がオフセットされるので、たとえ第１の被接合物が不透明のものであっても、その第２の被接合物の認識マークと第１の被接合物の認識マークを、第１の被接合物の不透明性に阻害されることなく、ともに読み取ることが可能になる。また、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば直線状に一列に配列するように）位置合わせされるので、認識手段が上下方向（Ｚ方向）に移動制御されなくても、両認識マークを実質的に認識手段の同じ視野内で読み取ることも可能になる。その結果、認識手段の上下方向（Ｚ方向）の移動制御の必要性を無くすることも可能となり、従来のＺ方向移動（摺動）機構における撓みや傾きなどに起因する精度不良の発生を防止でき、認識手段の移動制御構造の簡素化とともに位置合わせの一層の精度向上が可能となる。
また、本発明に係る実装方法は、上記のような第２の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば同軸上に配置されるように）両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする方法からなる。第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが、認識手段による同一視野の範囲内に（視野幅以下の範囲内に）配置され、その範囲内で所定の位置関係になるように位置合わせされるので、認識手段が上下方向（Ｚ方向）に関して移動制御されることの必要性を無くすることが可能となり、従来のＺ方向移動（摺動）機構における撓みや傾きなどに起因する精度不良の発生を防止でき、認識手段の移動制御構造の簡素化とともに位置合わせの一層の精度向上が可能となる。
上記のような本発明に係る実装装置においては、ツール内に光路方向変換手段が設けられ、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークは、ともに上方から、かつ、光路方向変換手段により側方に変換された光路を通しての位置情報として、側方に設けられた認識手段によって読み取られる。認識手段をツールの直上方に位置させなくてもよくなるから、位置合わせ後の接合時に、第１の被接合物をツールにより真上から加圧することが可能になり、加圧時にモーメントがかかる状態を排除して、高精度の実装が可能になる。また、真上から直接ツールを下降させて加圧すればよいので、下降機構に撓みや傾きが生じることも防止される。さらに、ツールの下面は、第１の被接合物を直接保持する構造を採ることができ、かつ、ツール自体に、認識手段との干渉を回避するための斜め延設構造等を採用する必要がなく、容易に剛体構造を採用できるため、ツールに必要な剛性を確保しつつ、容易にツールに吸着のための吸引孔を設けることができる。したがって、極めて微小な第１の被接合物まで、問題なく保持できるようになり、従来不可能であった微小チップの吸着保持、それを介した高精度の位置合わせおよび実装が可能となる。
このように、本発明に係る実装装置および実装方法によれば、第１の被接合物を保持するツール内に、認識マークの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を設け、かつ、ツールの側方に、変換された光路における各認識マーク読み取り用の認識手段を設けて、認識手段をツールの上方に位置させなくてもよいようにしたので、接合時に第１の被接合物を中央部で加圧できるようになり、位置ずれを防止するとともに加圧力の微少コントロールを可能にして、実装の精度および信頼性を大幅に向上することができる。
また、ツール等の移動制御機構における撓みや傾きも防止でき、実装の精度および信頼性を一層向上できる。さらに、極めて微小な被接合物まで確実にツールで保持できるようになり、従来困難であった微小チップの位置合わせおよび実装を容易に行うことができる。
さらに、認識マーク読み取り用光線として赤外線やＸ線などの電磁波を用いることにより、認識マークがチップの内部や下部に設けられていても認識することができる。つまり、第１の被接合物が透明であっても、不透明であっても認識できる。また、反射波を介して認識マークの読み取りを行う構成とすれば、ステージにヒータを設けることができる。本実装装置においては、ツール側に応答性の良い制御可能なヒータなどの加熱手段を設けることはできないが、硬化波を照射する手段を設けることにより、応答性良く接合剤を硬化させることができ、また、加熱波を照射する手段を設けることにより、応答性良く接合剤を加熱することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置を示している。本実施態様では、実装装置１は、上面に位置合わせ用の認識マーク４が付された実質的に不透明の第１の被接合物としてのチップ２を、下方に配されチップ２の接合位置外にチップ２との位置合わせ用の認識マーク５が付された第２の被接合物としての基板３に実装する装置に構成されている。ただし、チップ２は透明のものであってもよい。チップ２は、その上面側からツール６に吸着により保持される。吸着は、ツール６内に設けられ、ツール６の下面に開口した吸引孔７を通しての空気吸引によって行われる。
基板３は、その下面側からステージ８に保持されている。ステージ８は、本実施態様では、水平方向（Ｘ、Ｙ方向）と回転方向（θ方向）に位置および姿勢制御できるようになっており、それに伴って、チップ２に対する基板３の相対位置が調整される。チップ２を保持しているツール６は、本実施態様では、上下方向（Ｚ方向）に移動制御できるようになっており、それに伴って、チップ２が基板３に対して加圧されるようになっている。加圧は、ツール６の真上から、ひいては、保持されたチップ２の真上から行われるようになっている。なお、チップ２を保持するツール６、基板３を保持するステージ８の保持手段は、空気吸引（吸着保持手段）だけでなく、静電気による静電保持手段、磁気や磁石などによる磁気保持手段、複数の可動ツメによってチップや基板を挟む、あるいは単数の可動ツメによってチップや基板を押さえる機械的手段など、どのような形態であってもよい。
ツール６内には、光路方向変換手段としてのプリズム９が設けられており、プリズム９の斜面９ａで、下方からのチップ２の認識マーク４および基板３の認識マーク５からの位置読み取り用光線（本実施態様では、可視光線）の光路１０を、全反射により側方に方向変換するようになっている。プリズム９は透明ガラスからなるので、光路方向変換手段としてのプリズム９の斜面９ａの下部および側部は透明ガラスで構成されていることになる。このプリズム９で側方に方向変換された光路１０における、各認識マーク４、５の読み取り用の位置情報は、ツール６の側方に設けられた認識手段１１で読み取られる。認識手段１１は、本実施態様では、Ｘ、Ｙ方向に位置調整可能に設けられているが、場合によっては、Ｚ方向にも位置調整可能としてもよい。認識手段１１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラ、Ｘ線カメラなど、種類や大きさに関係なく認識マークを認識できる手段であれば、いかなる手段であってもよい。したがって、認識マーク読み取り用測定波としても、可視光線以外に、電磁波（例えば、赤外線、Ｘ線など）を使用できる。
また、本実施態様においては、ツール６にプリズム９を内蔵しているので、ツール６側に、保持しているチップ２を直接加熱するヒータは設置しずらいので、基板３を保持するステージ８に加熱用ヒータ１２が設けられている。これによって、接合時には、基板３側から、チップ２との接合部を実質的に直接加熱制御できるようになっている。
認識手段１１によるチップ２の認識マーク４および基板３の認識マーク５の読み取り、および、位置合わせは、本実施態様では、図２に示すように、チップ２の認識マーク４と、その外側に位置する基板３の認識マーク５が、認識手段１１の視野幅Ｗ以下の範囲内に配列するように行われる。この場合、認識マーク４と認識マーク５が直線状に一列に配列するように行われてもよい。これらの認識マーク４、５を１視野で読み取ることができれば、認識手段１１をＺ方向に移動制御する必要性は無くなり、単にＸまたはＹ方向に位置制御するだけで、焦点を合わせて、各認識マークを認識できるようになる。
なお、図示は省略するが、チップ２の上方から、チップ２と基板３との接合に有効な硬化波や加熱波を照射するようにすることもできる。例えば、上方からツール６を通して、あるいは、認識手段１１の位置からプリズム９の斜面９ａにより方向変換して、硬化波や加熱波を照射することができる。例えば、チップ２と基板３との接合に紫外線硬化型接着剤が用いられている場合には、硬化波として紫外線を照射することが有効である。また、チップ２と基板３との接合を直接加熱したり、ヒータ１２による加熱を補助したり、加熱をより迅速に行いたい場合などには、熱線、例えば、赤外線を照射することが有効である。
また、図１に示した実施態様では光路方向変換手段を構成するためにプリズム９を使用したが、例えば図３に示すように、ミラー２１（反射鏡）により光路方向変換手段を構成することもできる。この場合、ツール２２のミラー２１の下部および側部を形成する部材は、ガラス等の透明部材２３で構成しておけばよい。
また、上記実施態様では、認識マーク読み取りのために可視光線を用いたが、チップ２や基板３が電磁波（例えば、赤外線やＸ線など）を透過可能な材料からなる場合には、たとえ不透明な部材であっても、認識マーク読み取り用光線として電磁波（例えば、赤外線やＸ線など）を透過形態で使用することが可能である。例えば図４に示すように、基板３の下方に、例えばステージ８内またはその下方に赤外線照射手段３１を設け、下方から照射されてくる赤外線の光路３２中での認識マーク４、５を認識手段３３で読み取るようにすることができる。
また、赤外線やＸ線などの電磁波照射手段は、基板下部のみならず、例えば図５に示すように、認識手段４１内またはそれと同等の位置に、例えば電磁波照射手段としての赤外線照射手段４２を設け、該赤外線照射手段４２から照射された赤外線がプリズム９を介して下方へと方向変換され、チップ２や基板３の認識マーク４、５に当たって反射されてきた反射波４３を認識手段４１で認識するようにすれば、同様に、認識マーク４、５の位置を検出できる。
さらに、上記各実施態様では、基板３の認識マーク５をチップ２の認識マーク４の外側に設けるようにしたが、例えば図６に示すように、チップ２の基板３への接合範囲内に、基板３の認識マーク５を付すこともできる。この場合特に、認識手段の同じ視野範囲内に（認識手段の視野幅以下に）両認識マーク４、５を配置することが好ましい。図６に示した例では、両認識マーク４、５が同軸に配置されている。
また、基板３の認識マーク５をチップ２の基板３への接合範囲内に付す場合、特にチップ２が微小チップの場合、図示は省略するが、たとえば次のようにアライメントすることも可能である。すなわち、アライメントに際し、ステージ８を移動することにより、基板３の認識マーク５を光路変換手段を介して認識手段で上方から読み取り可能な位置まで基板３を移動し、基板３の認識マーク５およびチップ２の認識マーク４を読み取って記憶しておき、それら位置読み取り情報に基づいて、ステージ８を移動し基板３を元の位置方向に移動するとともに、基板３とチップ２の相対位置を所定の精度内に調整してアライメントを行うことも可能である。
上記のような実装装置１においては、図１に示したように、認識マーク４、５の位置を検出するための測定波の光路を光路方向変換手段としてのプリズム９で側方に変換して位置検出するようにしたので、ツール６の直上に認識手段１１を位置させる必要が無くなり、ツール６の中央部で、つまり、保持しているチップ２の中央部で、下方の基板３に対して加圧できるようになる。したがって、図７に示したようなモーメントはかからなくなり、接合時の位置ずれを防止して、実装精度を大幅に向上することができる。また、中央部で、モーメントを発生させることなく加圧できるので、加圧力を精度よく制御することが可能になり、加圧力の微少な変更を行うことも可能になる。その結果、容易に最適な加圧力に制御でき、接合を最適な条件で行うことができる。
また、真上から中央部で加圧できるので、摺動部の撓みや傾きに起因する、位置合わせ誤差や接合誤差の発生を防止することができ、一層精度のよい実装が可能になる。また、図２に示したように、認識マーク４、５を認識手段１１の視野幅Ｗ以内に所定の位置関係で位置合わせすれば、認識手段１１をＺ方向に移動制御しなくても位置合わせのための検出が可能になり、制御全体を簡素化できるとともに、移動制御要素が少ない分、位置合わせ精度の大幅な向上を図ることも可能になる。
さらに、図１に示したように、ツール６の上方に認識手段１１を位置させなくてもよいので、ツール６自体を剛性の高い構造に構成できるとともに、その高い剛性を確保しつつ、チップ２吸着のための吸引孔７を容易に形成することができる。吸引孔７は、平坦なツール６の下面に開口する形状とできるので、微小なチップ２であっても、問題なく確実に吸着保持できるようになる。したがって、従来困難であったサイズが０．２〜０．５ｍｍ程度の微小チップ２の位置合わせおよび接合が容易に行えるようになる。
さらにまた、本発明に係る実装装置は、接合部に対して硬化波や加熱波を容易に付与できる構造であり、接合の効率化、時間短縮、信頼性の向上などをはかることもできる。また、認識マークの測定波として赤外線やＸ線の使用も可能であり、本発明に係る実装装置は多様な展開をはかることができる。
産業上の利用可能性
本発明に係る実装装置および実装方法は、上面に認識マークが付された第１の被接合物を下方に配された第２の被接合物に実装するあらゆる実装装置に適用できる。とくに、微小な第１の被接合物を高精度で実装することが要求される装置に有効である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図２は、図１の装置における認識マークの位置合わせの一例を示す、チップと基板の平面図である。
図３は、本発明の別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図４は、本発明のさらに別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図５は、本発明のさらに別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図６は、本発明における別の認識マーク位置合わせ例を示す、チップと基板の平面図である。
図７は、従来の実装装置の一例を示す概略構成図である。
図８は、従来の実装装置の別の例を示す概略構成図である。
本発明は、上面に認識マークが付された被接合物を上面側から保持して下方に配された被接合物に実装する実装装置と、その実装装置を用いた実装方法に関し、とくに、微小な被接合物を高精度で実装可能な実装装置および実装方法に関する。
背 景 技 術
被接合物同士を実装するに際しては、例えば、チップを基板上に実装するに際しては、チップと基板を所定の関係に位置合わせした後に両者を接合する必要がある。この位置合わせは、通常、チップに付されている位置合わせ用の認識マークと、基板に付されている位置合わせ用の認識マークとをカメラ等の認識手段によって読み取り、両マークの相対位置関係を所定の精度内に納めることにより行われている。
接合前に、例えば上方に配されるチップの認識マーク付与面と、下方に配される基板の認識マーク付与面とが対向される場合には、両者間に認識手段を挿入し、上下の認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を合わせることが可能である。
ところが、チップの上面に位置合わせ用の認識マークが付されている場合、とくにそのチップが実質的に不透明の材質からなる場合、チップと基板の認識マークを、間に位置させた認識手段で読み取ることができなくなる。したがってこのような場合、例えば図７に示すように、上面に位置合わせ用認識マーク１０２が付されたチップ１０１を、ガラス等の透明部材からなるツール１０３で上面側から吸着等により保持し、下方に配された基板１０４の上面側に付された位置合わせ用認識マーク１０５と、チップ１０１の上面の認識マーク１０２とを、上方に配置された認識手段１０６で読み取るようにしている。
しかし、図７に示したような構造では、ツール１０３を側方からチップ保持部まで延設する必要があり（例えば、図示の如くＬ字状に延びる部材に構成する必要があり）、位置合わせ後の接合時に、チップ１０１を基板１０４に対して加圧する場合、チップ１０１の中央部で加圧することはできず、Ｌ字状のツール１０３を下方に（Ｚ方向に）加圧することになる。そのため、ツール１０３にモーメントがかかり、該モーメントでツール１０３のチップ保持部が撓み、チップ１０１と基板１０４間の相対位置関係が狂ってしまうという問題がある。また、モーメントが生じるため、加圧力の微少なコントロールも難しい。
また、認識手段に上下方向の軸（Ｚ軸）があると、認識手段が撓みやすく、認識精度に影響が出やすい。
さらに、とくにチップが極めて微小なものの場合（例えば、０．２〜０．５ｍｍ程度の微小サイズのものの場合）、例えば図８に示すように、先端のサイズが小さいツール１０８で、認識手段１０６との干渉を回避しながらチップ１０９を保持しなければならないが、このようなツール１０８の先端部構造では、チップ１０９を吸着により保持させることは困難である。すなわち、ツール１０８の必要な剛性を確保しつつ、吸着ノズル構造（吸着のための吸引孔１１０を持つ構造）を採ることは困難である。このような微小チップ１０９の保持は、吸着以外の方法では有効な手段がないため、結局、微小チップ１０９の保持構造を構成できないこととなっている。
発 明 の 開 示
そこで、本発明の目的は、上面に位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方の第２の被接合物に、高精度で位置合わせして接合可能で、かつ、微小な第１の被接合物であっても容易に吸着により保持でき、高精度の位置合わせおよび接合が可能な実装装置、およびその実装装置を用いた実装方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る実装装置は、位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第２の被接合物に実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた認識手段を有することを特徴とするものからなる（第１の実装装置）。
上記本発明に係る実装装置においては、上記第２の被接合物の位置合わせ用認識マークは、第１の被接合物の接合位置外に付されていてもよく、第１の被接合物の接合位置内に付されていてもよい。第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、第１の被接合物の接合位置外に付されている場合には、上方から、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークの両方を直接読み取ることが可能である。第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、第１の被接合物の接合位置内に付されている場合には、アライメント時に、たとえば第２の被接合物の位置を、その認識マークが第１の被接合物に邪魔されることなく上方から読み取り可能な位置までオフセットし、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークを上方から読み取って両者の位置を認識した後、第２の被接合物の位置を元の位置方向に戻すとともに、前記位置認識情報に基づいて、第２の被接合物の第１の被接合物に対する相対位置を合わせてアライメントすることができる。後者の方法は、特に第１の被接合物が微小なものである場合、容易に実施することができる。
本発明において、第１の被接合物は、例えばチップからなり、第２の被接合物は、例えば基板からなる。ただし、本発明においてチップとは、例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど種類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全ての形態のものを含む。また、本発明において基板とは、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど種類や大きさに関係なくチップと接合させる側の全ての形態のものを含む。上記第１の実装装置においては、少なくとも第１の被接合物が実質的に不透明である場合にあっても、所望の高精度の接合が可能となる。
また、上記第１の実装装置においては、ツール内の上記光路方向変換手段の下部および側部は透明部材に構成される。光路方向変換手段としては、例えば、プリズムによって構成することができ、プリズムの内部を上記下部および側部における透明部材として構成し、プリズムの斜面を、全反射を利用した光路方向変換手段に構成できる。また、光路方向変換手段を、ミラー（反射鏡）によって構成することもできる。
上記第１の実装装置においては、第１の被接合物の保持方法は特に限定されないが、極めて微小な被接合物まで保持できるようにするためには、吸着による保持が好ましい。すなわち、上記ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられていることが好ましい。
また、上記第１の実装装置は、ツール内に光路方向変換手段が設けられるため、ツールに接合のための加熱手段（例えば、ヒータ）を設けることは難しい。そこで、代わりに、第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている構造を採用することが好ましい。
上記認識手段による各認識マークの読み取りは、基本的には可視光線を介して行うことができる。ただし、可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を介しての読み取りも有効である。例えば、第１の被接合物と第２の被接合物が可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を透過可能な材料からなる場合、第２の被接合物の下方にその可視光線以外の電磁波照射手段を設け、第１の被接合物および第２の被接合物における各認識マークの認識手段による読み取りが、下方から透過されてくる可視光線以外の電磁波を介して行われるようにすることができる。また、被接合物の認識マークが可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を透過しない材料からなる場合には、ツール側や認識手段側にその可視光線以外の電磁波照射手段を設け、第１の被接合物および第２の被接合物に向けて照射された電磁波の反射波を介して、認識手段による各認識マークの読み取りを行うようにすることができる。
また、上記第１の実装装置においては、第１の被接合物と第２の被接合物との接合に有効な硬化波や加熱波を照射するようにすることもできる。硬化波や加熱波の照射方法は特に限定されないが、例えば、第１の被接合物の上方から（例えば、ツール側から、あるいは認識手段設置位置から光路方向変換手段を介して）、照射することができる。例えば、第１の被接合物の上方から第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤（例えば、紫外線硬化型接着剤）を硬化可能な硬化波（例えば、紫外線）を照射する手段を有する構成や、第１の被接合物の上方から第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波（例えば、赤外線など）を照射する手段を有する構成とすることができる。
また、本発明に係る実装装置は、位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが第１の被接合物との接合範囲内でかつ認識手段による同一視野の範囲内に付された第２の被接合物に、少なくとも第１の被接合物を透過可能な光線を用いて位置合わせした後実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた前記認識手段を有することを特徴とするものからなる（第２の実装装置）。
この第２の実装装置においては、第１の被接合物の位置合わせ用認識マークと第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが認識手段による同一視野の範囲内に付されていればよいが、とくに実質的に同軸上に付されていることが好ましい。
また、この第２の実装装置においても、光路方向変換手段を、プリズムやミラーによって構成できる。また、ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられている構成を採用できる。また、第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている構造を採用することもできる。さらに、認識手段による各認識マークの読み取りが下方から透過されてくる可視光線以外の電磁波（例えば赤外線など）を介して行われる構成を採用できる。
また、この第２の実装装置においても、第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤を硬化可能な硬化波を照射する手段を有する構成や、第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波を照射する手段を有する構成を採用できる。
本発明に係る実装方法は、上記のような第１の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば直線状に一列に配列するように）両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする方法からなる。第２の被接合物の認識マークが第１の被接合物の接合位置外に付されているか、第２の被接合物の認識マークが情報から読み取り可能なように第２の被接合物の位置がオフセットされるので、たとえ第１の被接合物が不透明のものであっても、その第２の被接合物の認識マークと第１の被接合物の認識マークを、第１の被接合物の不透明性に阻害されることなく、ともに読み取ることが可能になる。また、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば直線状に一列に配列するように）位置合わせされるので、認識手段が上下方向（Ｚ方向）に移動制御されなくても、両認識マークを実質的に認識手段の同じ視野内で読み取ることも可能になる。その結果、認識手段の上下方向（Ｚ方向）の移動制御の必要性を無くすることも可能となり、従来のＺ方向移動（摺動）機構における撓みや傾きなどに起因する精度不良の発生を防止でき、認識手段の移動制御構造の簡素化とともに位置合わせの一層の精度向上が可能となる。
また、本発明に係る実装方法は、上記のような第２の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に（例えば同軸上に配置されるように）両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする方法からなる。第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが、認識手段による同一視野の範囲内に（視野幅以下の範囲内に）配置され、その範囲内で所定の位置関係になるように位置合わせされるので、認識手段が上下方向（Ｚ方向）に関して移動制御されることの必要性を無くすることが可能となり、従来のＺ方向移動（摺動）機構における撓みや傾きなどに起因する精度不良の発生を防止でき、認識手段の移動制御構造の簡素化とともに位置合わせの一層の精度向上が可能となる。
上記のような本発明に係る実装装置においては、ツール内に光路方向変換手段が設けられ、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークは、ともに上方から、かつ、光路方向変換手段により側方に変換された光路を通しての位置情報として、側方に設けられた認識手段によって読み取られる。認識手段をツールの直上方に位置させなくてもよくなるから、位置合わせ後の接合時に、第１の被接合物をツールにより真上から加圧することが可能になり、加圧時にモーメントがかかる状態を排除して、高精度の実装が可能になる。また、真上から直接ツールを下降させて加圧すればよいので、下降機構に撓みや傾きが生じることも防止される。さらに、ツールの下面は、第１の被接合物を直接保持する構造を採ることができ、かつ、ツール自体に、認識手段との干渉を回避するための斜め延設構造等を採用する必要がなく、容易に剛体構造を採用できるため、ツールに必要な剛性を確保しつつ、容易にツールに吸着のための吸引孔を設けることができる。したがって、極めて微小な第１の被接合物まで、問題なく保持できるようになり、従来不可能であった微小チップの吸着保持、それを介した高精度の位置合わせおよび実装が可能となる。
このように、本発明に係る実装装置および実装方法によれば、第１の被接合物を保持するツール内に、認識マークの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を設け、かつ、ツールの側方に、変換された光路における各認識マーク読み取り用の認識手段を設けて、認識手段をツールの上方に位置させなくてもよいようにしたので、接合時に第１の被接合物を中央部で加圧できるようになり、位置ずれを防止するとともに加圧力の微少コントロールを可能にして、実装の精度および信頼性を大幅に向上することができる。
また、ツール等の移動制御機構における撓みや傾きも防止でき、実装の精度および信頼性を一層向上できる。さらに、極めて微小な被接合物まで確実にツールで保持できるようになり、従来困難であった微小チップの位置合わせおよび実装を容易に行うことができる。
さらに、認識マーク読み取り用光線として赤外線やＸ線などの電磁波を用いることにより、認識マークがチップの内部や下部に設けられていても認識することができる。つまり、第１の被接合物が透明であっても、不透明であっても認識できる。また、反射波を介して認識マークの読み取りを行う構成とすれば、ステージにヒータを設けることができる。本実装装置においては、ツール側に応答性の良い制御可能なヒータなどの加熱手段を設けることはできないが、硬化波を照射する手段を設けることにより、応答性良く接合剤を硬化させることができ、また、加熱波を照射する手段を設けることにより、応答性良く接合剤を加熱することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置を示している。本実施態様では、実装装置１は、上面に位置合わせ用の認識マーク４が付された実質的に不透明の第１の被接合物としてのチップ２を、下方に配されチップ２の接合位置外にチップ２との位置合わせ用の認識マーク５が付された第２の被接合物としての基板３に実装する装置に構成されている。ただし、チップ２は透明のものであってもよい。チップ２は、その上面側からツール６に吸着により保持される。吸着は、ツール６内に設けられ、ツール６の下面に開口した吸引孔７を通しての空気吸引によって行われる。
基板３は、その下面側からステージ８に保持されている。ステージ８は、本実施態様では、水平方向（Ｘ、Ｙ方向）と回転方向（θ方向）に位置および姿勢制御できるようになっており、それに伴って、チップ２に対する基板３の相対位置が調整される。チップ２を保持しているツール６は、本実施態様では、上下方向（Ｚ方向）に移動制御できるようになっており、それに伴って、チップ２が基板３に対して加圧されるようになっている。加圧は、ツール６の真上から、ひいては、保持されたチップ２の真上から行われるようになっている。なお、チップ２を保持するツール６、基板３を保持するステージ８の保持手段は、空気吸引（吸着保持手段）だけでなく、静電気による静電保持手段、磁気や磁石などによる磁気保持手段、複数の可動ツメによってチップや基板を挟む、あるいは単数の可動ツメによってチップや基板を押さえる機械的手段など、どのような形態であってもよい。
ツール６内には、光路方向変換手段としてのプリズム９が設けられており、プリズム９の斜面９ａで、下方からのチップ２の認識マーク４および基板３の認識マーク５からの位置読み取り用光線（本実施態様では、可視光線）の光路１０を、全反射により側方に方向変換するようになっている。プリズム９は透明ガラスからなるので、光路方向変換手段としてのプリズム９の斜面９ａの下部および側部は透明ガラスで構成されていることになる。このプリズム９で側方に方向変換された光路１０における、各認識マーク４、５の読み取り用の位置情報は、ツール６の側方に設けられた認識手段１１で読み取られる。認識手段１１は、本実施態様では、Ｘ、Ｙ方向に位置調整可能に設けられているが、場合によっては、Ｚ方向にも位置調整可能としてもよい。認識手段１１としては、例えば、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラ、Ｘ線カメラなど、種類や大きさに関係なく認識マークを認識できる手段であれば、いかなる手段であってもよい。したがって、認識マーク読み取り用測定波としても、可視光線以外に、電磁波（例えば、赤外線、Ｘ線など）を使用できる。
また、本実施態様においては、ツール６にプリズム９を内蔵しているので、ツール６側に、保持しているチップ２を直接加熱するヒータは設置しずらいので、基板３を保持するステージ８に加熱用ヒータ１２が設けられている。これによって、接合時には、基板３側から、チップ２との接合部を実質的に直接加熱制御できるようになっている。
認識手段１１によるチップ２の認識マーク４および基板３の認識マーク５の読み取り、および、位置合わせは、本実施態様では、図２に示すように、チップ２の認識マーク４と、その外側に位置する基板３の認識マーク５が、認識手段１１の視野幅Ｗ以下の範囲内に配列するように行われる。この場合、認識マーク４と認識マーク５が直線状に一列に配列するように行われてもよい。これらの認識マーク４、５を１視野で読み取ることができれば、認識手段１１をＺ方向に移動制御する必要性は無くなり、単にＸまたはＹ方向に位置制御するだけで、焦点を合わせて、各認識マークを認識できるようになる。
なお、図示は省略するが、チップ２の上方から、チップ２と基板３との接合に有効な硬化波や加熱波を照射するようにすることもできる。例えば、上方からツール６を通して、あるいは、認識手段１１の位置からプリズム９の斜面９ａにより方向変換して、硬化波や加熱波を照射することができる。例えば、チップ２と基板３との接合に紫外線硬化型接着剤が用いられている場合には、硬化波として紫外線を照射することが有効である。また、チップ２と基板３との接合を直接加熱したり、ヒータ１２による加熱を補助したり、加熱をより迅速に行いたい場合などには、熱線、例えば、赤外線を照射することが有効である。
また、図１に示した実施態様では光路方向変換手段を構成するためにプリズム９を使用したが、例えば図３に示すように、ミラー２１（反射鏡）により光路方向変換手段を構成することもできる。この場合、ツール２２のミラー２１の下部および側部を形成する部材は、ガラス等の透明部材２３で構成しておけばよい。
また、上記実施態様では、認識マーク読み取りのために可視光線を用いたが、チップ２や基板３が電磁波（例えば、赤外線やＸ線など）を透過可能な材料からなる場合には、たとえ不透明な部材であっても、認識マーク読み取り用光線として電磁波（例えば、赤外線やＸ線など）を透過形態で使用することが可能である。例えば図４に示すように、基板３の下方に、例えばステージ８内またはその下方に赤外線照射手段３１を設け、下方から照射されてくる赤外線の光路３２中での認識マーク４、５を認識手段３３で読み取るようにすることができる。
また、赤外線やＸ線などの電磁波照射手段は、基板下部のみならず、例えば図５に示すように、認識手段４１内またはそれと同等の位置に、例えば電磁波照射手段としての赤外線照射手段４２を設け、該赤外線照射手段４２から照射された赤外線がプリズム９を介して下方へと方向変換され、チップ２や基板３の認識マーク４、５に当たって反射されてきた反射波４３を認識手段４１で認識するようにすれば、同様に、認識マーク４、５の位置を検出できる。
さらに、上記各実施態様では、基板３の認識マーク５をチップ２の認識マーク４の外側に設けるようにしたが、例えば図６に示すように、チップ２の基板３への接合範囲内に、基板３の認識マーク５を付すこともできる。この場合特に、認識手段の同じ視野範囲内に（認識手段の視野幅以下に）両認識マーク４、５を配置することが好ましい。図６に示した例では、両認識マーク４、５が同軸に配置されている。
また、基板３の認識マーク５をチップ２の基板３への接合範囲内に付す場合、特にチップ２が微小チップの場合、図示は省略するが、たとえば次のようにアライメントすることも可能である。すなわち、アライメントに際し、ステージ８を移動することにより、基板３の認識マーク５を光路変換手段を介して認識手段で上方から読み取り可能な位置まで基板３を移動し、基板３の認識マーク５およびチップ２の認識マーク４を読み取って記憶しておき、それら位置読み取り情報に基づいて、ステージ８を移動し基板３を元の位置方向に移動するとともに、基板３とチップ２の相対位置を所定の精度内に調整してアライメントを行うことも可能である。
上記のような実装装置１においては、図１に示したように、認識マーク４、５の位置を検出するための測定波の光路を光路方向変換手段としてのプリズム９で側方に変換して位置検出するようにしたので、ツール６の直上に認識手段１１を位置させる必要が無くなり、ツール６の中央部で、つまり、保持しているチップ２の中央部で、下方の基板３に対して加圧できるようになる。したがって、図７に示したようなモーメントはかからなくなり、接合時の位置ずれを防止して、実装精度を大幅に向上することができる。また、中央部で、モーメントを発生させることなく加圧できるので、加圧力を精度よく制御することが可能になり、加圧力の微少な変更を行うことも可能になる。その結果、容易に最適な加圧力に制御でき、接合を最適な条件で行うことができる。
また、真上から中央部で加圧できるので、摺動部の撓みや傾きに起因する、位置合わせ誤差や接合誤差の発生を防止することができ、一層精度のよい実装が可能になる。また、図２に示したように、認識マーク４、５を認識手段１１の視野幅Ｗ以内に所定の位置関係で位置合わせすれば、認識手段１１をＺ方向に移動制御しなくても位置合わせのための検出が可能になり、制御全体を簡素化できるとともに、移動制御要素が少ない分、位置合わせ精度の大幅な向上を図ることも可能になる。
さらに、図１に示したように、ツール６の上方に認識手段１１を位置させなくてもよいので、ツール６自体を剛性の高い構造に構成できるとともに、その高い剛性を確保しつつ、チップ２吸着のための吸引孔７を容易に形成することができる。吸引孔７は、平坦なツール６の下面に開口する形状とできるので、微小なチップ２であっても、問題なく確実に吸着保持できるようになる。したがって、従来困難であったサイズが０．２〜０．５ｍｍ程度の微小チップ２の位置合わせおよび接合が容易に行えるようになる。
さらにまた、本発明に係る実装装置は、接合部に対して硬化波や加熱波を容易に付与できる構造であり、接合の効率化、時間短縮、信頼性の向上などをはかることもできる。また、認識マークの測定波として赤外線やＸ線の使用も可能であり、本発明に係る実装装置は多様な展開をはかることができる。
産業上の利用可能性
本発明に係る実装装置および実装方法は、上面に認識マークが付された第１の被接合物を下方に配された第２の被接合物に実装するあらゆる実装装置に適用できる。とくに、微小な第１の被接合物を高精度で実装することが要求される装置に有効である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図２は、図１の装置における認識マークの位置合わせの一例を示す、チップと基板の平面図である。
図３は、本発明の別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図４は、本発明のさらに別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図５は、本発明のさらに別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
図６は、本発明における別の認識マーク位置合わせ例を示す、チップと基板の平面図である。
図７は、従来の実装装置の一例を示す概略構成図である。
図８は、従来の実装装置の別の例を示す概略構成図である。
Claims (25)
- 位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第２の被接合物に実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた認識手段を有することを特徴とする実装装置。
- 前記第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、前記第１の被接合物の接合位置外に付されている、請求項１の実装装置。
- 前記第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが、前記第１の被接合物の接合位置内に付されている、請求項１の実装装置。
- 少なくとも前記第１の被接合物が実質的に不透明である、請求項１の実装装置。
- 前記ツール内の前記光路方向変換手段の下部および側部が透明部材からなる、請求項１の実装装置。
- 前記光路方向変換手段がプリズムによって構成されている、請求項１の実装装置。
- 前記光路方向変換手段がミラーによって構成されている、請求項１の実装装置。
- 前記ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられている、請求項１の実装装置。
- 前記第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている、請求項１の実装装置。
- 前記認識手段による各認識マークの読み取りが可視光線を介して行われる、請求項１の実装装置。
- 前記認識手段による各認識マークの読み取りが下方から透過されてくる赤外線を介して行われる、請求項１の実装装置。
- 前記認識手段による各認識マークの読み取りが上方から照射された赤外線の反射波を介して行われる、請求項１の実装装置。
- 前記第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤を硬化可能な硬化波を照射する手段を有する、請求項１の実装装置。
- 前記第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波を照射する手段を有する、請求項１の実装装置。
- 位置合わせ用認識マークが付された第１の被接合物を、下方に配され第１の被接合物との位置合わせ用認識マークが第１の被接合物との接合範囲内でかつ認識手段による同一視野の範囲内に付された第２の被接合物に、少なくとも第１の被接合物を透過可能な光線を用いて位置合わせした後実装する装置であって、前記第１の被接合物をその上面側から保持するツール内に、下方からの第１の被接合物の認識マークおよび第２の被接合物の認識マークからの位置読み取り用光路を側方に変換する光路方向変換手段を有し、かつ、前記ツールの側方に、前記光路方向変換手段からの光路における各認識マーク読み取りのために位置および焦点距離を調整可能に設けられた前記認識手段を有することを特徴とする実装装置。
- 第１の被接合物の位置合わせ用認識マークと第２の被接合物の位置合わせ用認識マークが実質的に同軸上に付されている、請求項１５の実装装置。
- 前記光路方向変換手段がプリズムによって構成されている、請求項１５の実装装置。
- 前記光路方向変換手段がミラーによって構成されている、請求項１５の実装装置。
- 前記ツールに、第１の被接合物を吸着により保持する吸引孔が設けられている、請求項１５の実装装置。
- 前記第２の被接合物をその下面側から保持するステージにヒータが設けられている、請求項１５の実装装置。
- 前記認識手段による各認識マークの読み取りが下方から透過されてくる赤外線を介して行われる、請求項１５の実装装置。
- 前記第１の被接合物と第２の被接合物との接合剤を硬化可能な硬化波を照射する手段を有する、請求項１５の実装装置。
- 前記第１の被接合物と第２の被接合物との接合部を加熱可能な加熱波を照射する手段を有する、請求項１５の実装装置。
- 請求項１ないし１４のいずれかに記載の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に配列するように両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする実装方法。
- 請求項１５ないし２３のいずれかに記載の実装装置を用いて、第１の被接合物の認識マークと第２の被接合物の認識マークが所定の位置関係に位置するように両被接合物を位置合わせした後、第１の被接合物を第２の被接合物に接合することを特徴とする実装方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339884 | 2001-11-05 | ||
| JP2001339884 | 2001-11-05 | ||
| PCT/JP2002/011496 WO2003041478A1 (fr) | 2001-11-05 | 2002-11-05 | Procede et dispositif de montage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2003041478A1 true JPWO2003041478A1 (ja) | 2005-03-03 |
Family
ID=19154169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003543378A Pending JPWO2003041478A1 (ja) | 2001-11-05 | 2002-11-05 | 実装装置および実装方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2003041478A1 (ja) |
| WO (1) | WO2003041478A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4503382B2 (ja) * | 2004-07-22 | 2010-07-14 | 富士機械製造株式会社 | 電子部品実装方法および装置 |
| JP2006202794A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Taiyo Kikai Seisakusho:Kk | 部品実装装置 |
| JP5077936B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2012-11-21 | ボンドテック株式会社 | 実装装置および実装方法 |
| JP4910831B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-04-04 | パナソニック株式会社 | 熱圧着ヘッド、部品実装装置および部品実装方法 |
| JP5413603B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2014-02-12 | 株式会社アドウェルズ | 実装装置およびアライメント方法 |
| DE102011104225B4 (de) * | 2011-06-15 | 2017-08-24 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren eines elektronischen Bauteils und / oder eines Trägers relativ zu einer Ausstoßeinrichtung |
| JP5839170B2 (ja) | 2011-09-03 | 2016-01-06 | Tdk株式会社 | ワーク搬送装置、並びにワーク処理装置及びワーク処理方法 |
| JP6070349B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-02-01 | 富士通株式会社 | 接合装置及び接合方法 |
| JP2015065383A (ja) | 2013-09-26 | 2015-04-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 部品実装装置 |
| JP6522735B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2019-05-29 | 株式会社Ｆｕｊｉ | 部品実装機 |
| JP6390978B2 (ja) * | 2016-02-05 | 2018-09-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体装置の製造装置 |
| JP6724421B2 (ja) * | 2016-03-02 | 2020-07-15 | Tdk株式会社 | 部品実装装置及び実装方法 |
| JP6390925B2 (ja) | 2016-05-11 | 2018-09-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 部品実装装置 |
| JP6547968B2 (ja) | 2016-11-08 | 2019-07-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 部品実装装置 |
| CN107131195A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-05 | 贵州中龙机电有限公司 | 一种半自动贴泡棉机和马达加工设备 |
| CN109421248A (zh) * | 2017-08-22 | 2019-03-05 | 蓝思智能机器人(长沙)有限公司 | 贴合机 |
| JP7098378B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2022-07-11 | 株式会社Fuji | 部品実装機 |
| CN113302725A (zh) * | 2019-01-23 | 2021-08-24 | 东丽工程株式会社 | 安装装置和安装方法 |
| JP7112341B2 (ja) | 2019-01-23 | 2022-08-03 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装装置および実装方法 |
| JP2023149605A (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-13 | サトーホールディングス株式会社 | Ｉｃチップ搭載装置、ｉｃチップ搭載方法 |
| JP2024040538A (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-26 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3088546B2 (ja) * | 1992-03-06 | 2000-09-18 | 松下電器産業株式会社 | 部品装着方法および部品装着装置 |
| JPH05267892A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 部品装着装置 |
| JP3620868B2 (ja) * | 1994-03-07 | 2005-02-16 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品実装装置および電子部品実装方法 |
| JPH08111600A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高精度実装用マーカー、高精度実装装置および高精度実装方法 |
| JPH10256795A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Morikawa Sangyo Kk | 電子部品取付け装置または電子部品取外し装置 |
| JPH1124753A (ja) * | 1997-07-02 | 1999-01-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 位置合わせ装置 |
| JP2930061B2 (ja) * | 1997-10-07 | 1999-08-03 | 日本電気株式会社 | 電子部品の実装位置調整治具 |
| JP3147845B2 (ja) * | 1998-02-13 | 2001-03-19 | 日本電気株式会社 | チップ部品接合装置および方法 |
| JP4077553B2 (ja) * | 1998-04-14 | 2008-04-16 | ヤマハ発動機株式会社 | 電子部品装着方法および電子部品装着装置 |
| JP2001217596A (ja) * | 1999-03-15 | 2001-08-10 | Toray Eng Co Ltd | チップ実装装置におけるアライメント方法 |
| JP2001244699A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 電極の観察方法。 |
-
2002
- 2002-11-05 WO PCT/JP2002/011496 patent/WO2003041478A1/ja active Application Filing
- 2002-11-05 JP JP2003543378A patent/JPWO2003041478A1/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003041478A1 (fr) | 2003-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2003041478A1 (ja) | 実装装置および実装方法 | |
| US9379082B2 (en) | Pressure application apparatus and pressure application method | |
| JP4167790B2 (ja) | チップ実装装置 | |
| KR100758811B1 (ko) | 발광소자의 장착방법 및 장착장치 | |
| US5903662A (en) | Automated system for placement of components | |
| CN109906029B (zh) | 电子部件安装装置以及电子部件安装方法 | |
| JP2007005494A (ja) | 部品実装装置及び部品実装方法、並びに、位置調整装置及び位置調整方法 | |
| JP3948551B2 (ja) | 実装方法および実装装置 | |
| US5764366A (en) | Method and apparatus for alignment and bonding | |
| JP6388338B2 (ja) | 電子部品装着装置および電子部品装着方法 | |
| JP3937162B2 (ja) | 部品実装装置および部品実装方法 | |
| JP4061108B2 (ja) | 実装装置 | |
| JP2003046184A (ja) | 光学製品組立装置および組立方法 | |
| JPH0482184B2 (ja) | ||
| JP3795024B2 (ja) | 接合方法および装置 | |
| JP2003142534A (ja) | アライメント方法および装置 | |
| JP2003218138A (ja) | 加熱接合方法および装置並びに加熱接合におけるキャリブレーション方法 | |
| US20230223290A1 (en) | Device and method for wafer bonding alignment | |
| JP2000076611A (ja) | マウント装置およびマウント方法 | |
| CN116960026A (zh) | 一种键合装置及键合方法 | |
| CN116960025A (zh) | 一种键合装置及键合方法 | |
| JP2003218133A (ja) | アライメント方法および装置並びにそれらに用いる被接合物 | |
| JP2001351262A (ja) | 光学ヘッド及び光学ヘッドの固定方法 | |
| JPH07335970A (ja) | 半導体装置の組み立て方法及び組み立て装置 | |
| WO2001091258A1 (fr) | Procede de montage de puce |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081017 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090226 |