KR20080017026A - 전자부품의 열 압착 툴, 및 전자부품의 실장장치 및실장방법 - Google Patents

전자부품의 열 압착 툴, 및 전자부품의 실장장치 및실장방법 Download PDF

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KR20080017026A
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KR
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electronic component
head
substrate
adsorption
unit
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Application number
KR1020077028989A
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다다히코 사카이
히데키 에이후쿠
데루아키 니시나카
Original Assignee
마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

전자부품 실장장치(90)의 열 압착 헤드(20)에 착탈 가능하게 장착된 열 압착 툴(50)은, 상기 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고 또한 상기 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부(51)와, 전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성되어서 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고 또한 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이(偏移)된 위치에 장착된 흡착부(52)를 포함한다. 이에 따라서, 멀티-피스 기판(80)의 구분된 복수 개의 단위 기판에 전자부품을 열 압착 툴로써 열 압착하여 실장할 때에, 실장전의 단위 기판상의 열경화성 접합재에 대한 열 압착 툴의 복사열에 의한 열적 악영향의 발생을 회피할 수 있다.

Description

전자부품의 열 압착 툴, 및 전자부품의 실장장치 및 실장방법{ELECTRONIC COMPONENT THERMO-COMPRESSION TOOL, AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING APPARATUS AND MOUNTING METHOD}
본 발명은, 플립 칩(flip chip) 등의 전자부품을 흡착하여 기판, 특히 복수의 단위 기판으로 구분된 멀티-피스(multi-piece) 기판에 열 압착하는 전자부품의 열 압착 툴(tool), 및 열 압착 툴에 흡착된 전자부품을 기판에 열 압착하여 실장(實裝)하는 전자부품의 실장장치 및 실장방법에 관한 것이다.
플립 칩 등의 접합용 범프(bump)가 형성된 전자부품을 기판에 본딩하여 실장하는 장치로서, 열 압착에 의해서 전자부품과 기판, 2 부재를 함께 접합하여 실장하는 전자부품 실장장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 타입의 전자부품 실장장치에 있어서는, 열 압착 툴에 흡착된 전자부품을 열경화성 수지 또는 이방성 도전재 등의 열경화성 접합재가 미리 도포된 기판에 압압(押壓)하면서 가열함으로써, 열경화성 접합재를 열경화시켜서 상기 2 부재의 접합을 실행한다(예로서 일본국 특허공개 공보 제2000-13005 A호 참조).
또한, 이러한 타입의 전자부품 실장장치에 있어서는, 전자부품의 실장 대상 기판으로서 멀티-피스 기판이 널리 이용되고 있다. 멀티-피스 기판은 복수의 단위 기판의 집합체이고, 각각의 단위 기판에 전자부품을 실장한 후, 각각의 단위 기판 사이를 절단하여 복수의 독립적인 단위 기판으로 분할된다.
도 11A 및 11B는 종래의 열 압착 툴에 의해서 전자부품을 멀티-피스 기판에 실장하는 상태를 나타낸다. 도 11A를 참조하면, 열 압착 헤드(100)의 저면(底面)에는 열 압착 툴(101)이 장착되어 있다. 열 압착 툴(101)은 세라믹스 등의 내열성 재료로 되어 있고, 판상(板狀)의 베이스부(101a)의 하면 중심(中心; center)에 전자부품의 흡착부(101b)가 돌출 배치되도록 구성되어 있다.
열 압착 헤드(100)의 저면 중심에는 제1흡인 구멍(102)이 형성되어 있고, 열 압착 툴(101)에는 흡인 구멍(102)과 연통하는 흡착 구멍(103)이 형성되어 있다. 또한, 흡인 구멍(102)의 양측에는 제2흡인 구멍(104)이 형성되어 있어서, 열 압착 툴(101)을 착탈 가능하게 흡착하여 지지한다. 또한, 열 압착 헤드(100)에는 히터(도시되어 있지 않음)가 내장되어 있고, 그 열 전도에 의해서 열 압착 툴(101)을 가열한다.
상기에 나타내는 바와 같은 이러한 전자부품 실장장치는, 실장되는 전자부품의 형태에 따라서 복수 타입의 열 압착 툴을 필요한 대로 교환할 수 있게 구성되어 있다. 각각의 열 압착 툴의 흡착부(101b)는, 각각의 전자부품의 크기 등의 형태에 대응하여 각각 형성되어 있지만, 각각의 열 압착 툴의 각 베이스부(101a)는, 열 압착 헤드(100)의 저면에 장착할 때의 호환성을 보장하기 위하여, 흡착부(101b)의 형태에 관계없이 모두 공통으로 형성되어 있다.
도 11B를 참조하면, 멀티-피스 기판(110)은 복수 개의 단위 기판(110a, 110b, 110c, ...)으로 구분되어 있다. 각각의 단위 기판(110a, 110b, 110c, ...)의 상면에는 복수의 전극(111)이 형성되어 있고, 각각의 전극(111)에는 전공정(前工程)에서 열경화성 접합재(112)가 미리 도포되어 있다. 이 전극(111) 상에 전자부품(P)의 범프(P')를 탑재하여 열 압착함으로써 열경화성 접합재(112)가 열 경화하여 전자부품(P)이 실장된다. 모든 단위 기판(110a, 110b, 110c, ...)에 전자부품(P)이 실장되면, 멀티-피스 기판(110)은 파선(破線) N을 따라서 절단되어서 분할된다.
최근, 전자기기의 소형화, 경량화에 따라서, 이것에 탑재되는 기판도 소형화하고 있다. 따라서, 멀티-피스 기판에서의 구분된 단위 기판도 소형화하여 인접하는 단위 기판의 피치가 좁아지고 있다. 이 때문에, 도 11A 및 11B에 나타내는 바와 같이, 멀티-피스 기판(110)의 중앙의 단위 기판(110e)에 전자부품(P)을 열 압착할 때, 실장 대상인 단위 기판(110e)에 인접하고 또한 전자부품이 실장되지 않은 단위 기판(110f∼110i)의 상면에도 열 압착 툴(101)이 접근한다. 열 압착 툴(101)은 가열되어 있으므로, 복사열 H가 실장전의 단위 기판(110f∼110i) 상의 열경화성 접합재(112)를 가열하여, 열경화성 접합재(112)는 실장전의 단계에서 경화가 진행하여 변질되는 등의 열적 악영향을 받는다. 그 결과, 예로서 전자부품(P)의 실장시에 필요로 하는 접합력을 발휘할 수 없는 지장의 원인이 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하는 것으로서, 멀티-피스 기판의 구분된 복수 개의 단위 기판에 전자부품을 열 압착하여 실장할 때에, 실장전의 단위 기판상의 열경화성 접합재에 대한 열 압착 툴의 복사열의 열적 악영향을 회피할 수 있는 전자부품의 열 압착 툴, 및 전자부품 실장장치 및 실장방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1특징에 의하면, 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써 기판에 전자부품을 실장하는 전자부품의 열 압착 툴로서, 상기 열 압착 툴은,
전자부품 실장장치의 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와,
전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이(偏移)된 위치에 장착된 흡착부를 포함하고,
상기 흡착부의 상기 흡착면에는, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 흡착 구멍이 형성되어 있고, 이 흡착 구멍은, 상기 베이스부의 장착면이 열 압착 헤드의 저면에 장착된 상태에서, 상기 열 압착 헤드의 상기 저면에 형성된 흡인 구멍과 연통하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴이 제공된다.
본 발명의 제2특징에 의하면, 제1특징에 있어서,
상기 흡착 구멍은 상기 베이스부의 장착면과, 상기 흡착부의 상기 흡착면을 관통하도록 형성되고,
상기 베이스부에는, 그 장착면에 상기 흡착 구멍과 연통하고 또한 상기 열 압착 헤드의 헤드측 흡인 구멍에 대향하도록 연통 홈부가 형성되고, 또한
상기 베이스부가 상기 헤드 저면에 장착된 상태에서 흡인 통로부는 상기 흡착 구멍과 상기 연통 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴이 제공된다.
본 발명의 제3특징에 의하면, 제1특징 또는 제2특징에 있어서, 상기 베이스부는 통상 구형상(矩形狀)의 판체(板體)이고, 상기 흡착부는 이 베이스부의 하면의 각부(角部)의 부근에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴이 제공된다.
본 발명의 제4특징에 의하면, 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 복수 개의 단위 기판으로 구분된 멀티-피스 기판의 각각의 단위 기판에 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써 전자부품을 실장하는 전자부품 실장장치로서, 상기 장치는,
멀티-피스 기판에 대하여 상하로 이동하는 열 압착 헤드와,
상기 멀티-피스 기판의 각각의 단위 기판과 상기 열 압착 헤드의 상대적인 위치 결정을 실행하는 위치 결정부와,
상기 열 압착 헤드에 착탈 가능하게 장착된 열 압착 툴을 구비하고,
상기 열 압착 툴은,
상기 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와,
전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 장착된 흡착부를 포함하고,
상기 흡착부의 상기 흡착면에는, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 흡착 구멍이 형성되어 있고, 이 흡착 구멍은, 상기 베이스부의 장착면이 열 압착 헤드의 저면에 장착된 상태에서, 상기 열 압착 헤드의 상기 저면에 형성된 흡인 구멍과 연통하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치가 제공된다.
본 발명의 제5특징에 의하면, 제4특징에 있어서, 상기 열 압축 툴에는,
상기 흡착 구멍이 상기 베이스부의 장착면과, 상기 흡착부의 상기 흡착면을 관통하도록 형성되고,
상기 베이스부에는, 그 장착면에 상기 흡착 구멍과 연통하고 또한 상기 열 압착 헤드의 헤드측 흡인 구멍에 대향하도록 연통 홈부가 형성되고, 또한
상기 베이스부가 상기 헤드 저면에 장착된 상태에서 흡인 통로부는 상기 흡착 구멍과 상기 연통 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치가 제공된다.
본 발명의 제6특징에 의하면, 제4특징 또는 제5특징에 있어서, 상기 열 압축 툴에서의, 상기 베이스부는 통상 구형상의 판체이고, 상기 흡착부는 이 베이스부의 하면의 각부(角部)의 부근에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치가 제공된다.
본 발명의 제7특징에 의하면, 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 미리 도포된 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써, 복수의 단위 기판으로 구분된 멀티-피스 기판의 각각의 단위 기판에 전자부품을 실장하는 전자부품 실장방법으로서, 상기 방법은,
전자부품 실장장치의 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와, 전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 장착된 흡착부를 포함하는 열 압착 툴의 흡착부에 전자부품을 흡착하여 지지하는 단계와,
흡착 및 지지된 전자부품과, 서로 인접하여 일렬로 배열된 제1, 제2 및 제3단위 기판 중의 제1단위 기판과의 위치를, 베이스부가 제2 및 제3단위 기판 위에 위치하지 않고 제1단위 기판 위에 위치하도록 위치 결정을 실행하는 단계와,
이어서, 열 압착 툴을 하강시킨 후 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써, 상기 제1단위 기판에 전자부품을 실장하는 단계와,
상기 열 압착 툴의 흡착부에 또 다른 전자부품을 흡착하여 지지하는 단계와,
이어서, 전자부품과, 상기 단위 기판들 중의 제2단위 기판과의 위치를, 베이스부가 제3단위 기판 위에 위치하지 않고 제2단위 기판 위에 위치하도록 위치 결정을 실행하는 단계를 포함하는 전자부품 실장방법이 제공된다.
본 발명의 제8특징에 의하면, 제7특징에 있어서, 상기 베이스부가 통상 구형상의 판체이고, 상기 흡착부가 이 베이스부의 하면의 각부의 부근에 설치되어 있는 열 압착 툴에 의해서, 각각의 단위 기판에의 전자부품의 실장이 실행되는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 열 압착 툴의 중심으로부터 편이된 위치에 전자부품 흡착부를 돌출하여 설치함으로써, 멀티-피스 기판의 구분된 복수 개의 단위 기판에 전자부품을 열 압착하여 순서대로 실장할 때에, 실장전의 단위 기판상의 열경화성 접합재의 상방에 열 압착 툴이 접근하지 않는다. 따라서, 열경화성 접합재에 대한 열 압착 툴의 복사열의 열적 악영향을 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 전자부품 실장장치의 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태의 전자부품 실장장치에 포함된 열 압착 헤드의 개략 측면도.
도 3은 본 발명의 하나의 실시형태의 전자부품 실장장치의 열 압착 헤드의 개략 저면도.
도 4A는 본 발명의 하나의 실시형태의 열 압착 툴의 개략 평면도.
도 4B는 본 발명의 하나의 실시형태의 열 압착 툴의 개략 측면도.
도 4C는 본 발명의 하나의 실시형태의 열 압착 툴의 개략 저면도.
도 5는 본 발명의 하나의 실시형태의 전자부품 실장장치에 포함된 관찰 유닛의 개략 사시도.
도 6은 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 전자부품 실장장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 하나의 실시형태의 전자부품 실장장치에 의한 본딩(bonding) 동작의 순서를 나타내는 플로차트.
도 8은 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 열 압착 헤드에 흡착된 전자부품과 관찰 유닛과 기판 간의 위치 관계를 나타내는 개략 측면도.
도 9는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 멀티-피스 기판의 개략 평면도.
도 10A는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 열 압착 툴에 의해서 전자부품을 멀티-피스 기판에 실장하는 상태를 나타내는 개략 측면도.
도 10B는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 열 압착 툴에 의해서 전자부품을 멀티-피스 기판에 실장하는 상태를 나타내는 개략 평면도.
도 11A는 종래의 열 압착 툴에 의해서 전자부품을 멀티-피스 기판에 실장하는 상태를 나타내는 개략 측면도.
도 11B는 종래의 열 압착 툴에 의해서 전자부품을 멀티-피스 기판에 실장하는 상태를 나타내는 개략 평면도.
도 12는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 열 압착 툴의 개략 하면도.
도 13은 기판에서의 각각의 전자부품의 실장 위치를 나타내는 개략 설명도.
본 발명의 설명을 진행하기 전에, 첨부 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 붙인 것을 염두에 두어야 한다.
이하, 본 발명의 하나의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조해서 상세히 설 명한다.
우선, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 전자부품 실장장치(90)의 전체 구성에 대하여, 이 장치의 사시도를 나타내는 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1을 참조하면, 기대(基臺)(1) 위에 가동(可動) 테이블(2)이 배치되어 있다. 가동 테이블(2)은 기대(1) 위에 배치된 수평 이동 기구(3)의 상면에 설치되어 있다. 가동 테이블(2) 위에는 기판 스테이지(4)와 열 압착 툴 스토커(5)가 병렬 배치되어 있다. 기판 지지 기구의 일례인, 기판 스테이지(4) 위에는 기판(80)이 지지되어 있다.
스토커(5) 위에는 실장 대상인 전자부품의 크기 또는 기타 형태에 대응하는 복수 타입의 열 압착 툴이 보관된다. 보관된 열 압착 툴은 열 압착 헤드(20)에 선택적으로 장착된다. 이 경우에는, 예로서, 종래부터 사용된 2개의 열 압착 툴(101)이 스토커(5) 위에 병렬 배치되어 있고, 본 발명에 의한 열 압착 툴(50)은 열 압착 헤드(20)에 장착되어 있다.
수평 이동 기구(3)의 구동에 의해서 가동 테이블(2)이 수평 이동함에 따라서, 기판 스테이지(4) 및 스토커(5)는 X 방향 또는 Y 방향으로 수평 이동한다. 이에 따라서, 기판 스테이지(4) 및 스토커(5)는 열 압착 헤드(20)에 대하여 위치 결정된다. 즉, 본 실시형태에서, 수평 이동 기구(3)는 위치 결정 장치의 일례이다.
기판 스테이지(4)의 양측에는, 기판 스테이지(4)에 대하여 기판(80)을 반출입하는 기판 반입 기구(10)와 기판 반출 기구(11)가 배치되어 있다. 기판 반입 기구(10)에는, 기판(80)을 기판 스테이지(4)로 운반하는 반입 암(10a)이 구비되어 있다. 또한, 기판 반출 기구(11)에는, 기판(80)을 하류로 운반하는 반출 암(11a)이 구비되어 있다. 여기서, 기판(80)의 반송(搬送) 방향을 X 방향으로 하고, 수평면 내에서 이 방향에 직교하는 방향을 Y 방향으로 하는 것을 유념해야 한다.
기판 스테이지(4)의 상방에는 열 압착 헤드(20)가 배치되어 있다. 열 압착 헤드(20)는, 기대(1) 위의 프레임(22)에 부착된 승강 기구(21)의 하부에 장착되어 있다. 열 압착 헤드(20)는, 승강 기구(21)의 구동에 의해서 상하로 이동하고, 하방에 위치 결정된 스토커(5) 상의 열 압착 툴을 그 저면에 흡착하여 장착한다. 또한, 열 압착 헤드(20)는, 하방에 위치 결정된 기판 스테이지(4)에 대하여 하강하여, 열 압착 툴에 의해서 흡착 지지된 전자부품(P)을 기판 스테이지(4) 위의 기판(80)에 열 압착한다.
도 1의 전자부품 실장장치(90)에 있어서, 열 압착 헤드(20)의 옆쪽에는 부품 공급부(30)가 배치되어 있다. 부품 공급부(30)는, 복수 개의 전자부품(P)이 그 범프 형성면을 상향(上向)으로 하여 수용된 트레이(31)를 탑재하는 트레이 탑재 테이블(32)과, 이 트레이 탑재 테이블(32)을 Y 방향으로 이동시키는 트레이 위치 결정 테이블(33)을 구비하고 있다.
부품 공급부(30)의 상방에는, 트레이(31)로부터 전자부품(P)을 픽업하여 열 압착 헤드(20)에 반송하는 전자부품 반송부(34)가 배치되어 있다. 이 전자부품 반송부(34)는, 반송 헤드(35)를 도면의 X축 방향을 따라서 부품 공급부(30)의 트레이(31)의 상방으로부터 열 압착 헤드(20)의 근방까지 왕복 이동시키는 반송 헤드 이동 테이블(36)을 구비하고 있으며, 이 반송 헤드 이동 테이블(36)은 프레임(22)의 전면에 부착되어 있다.
반송 헤드(35)는, 암(37)을 사이에 두고 부착된 흡착부(38)와, 이 흡착부(38)에 장착된 노즐(38a)을 구비하고 있다. 흡착부(38)는 암(37)의 선단에 회전할 수 있게 부착되어 있어서, 흡착부(38)의 회전에 의해서 노즐(38a)의 자세를 상향 및 하향(下向)으로 변경할 수 있다.
반송 헤드(35)는 암(37)을 상하로 이동시키는 승강 기구를 구비하여, 하향 자세의 노즐(38a)을 트레이(31)에 대하여 하강시켜서 전자부품(P)을 픽업한다. 그 후, 흡착부(38)를 회전시켜서 노즐(38a)을 상향으로 자세 변경하고, 반송 헤드 이동 테이블(36)의 작동에 의해서 반송 헤드(35)를 열 압착 헤드(20)의 근방까지 이동시킴으로써, 상향의 노즐(38a)에 범프 형성면을 하향으로 하여 지지된 전자부품(P)을 열 압착 헤드(20)의 바로 아래에 이송한다. 이 상태에서, 열 압착 헤드(20)를 하강시켜서, 전자부품(P)을 열 압착 헤드(20)의 저면에 장착된 열 압착 툴(50)에 흡착하여 지지한다.
도 1을 참조하면, 열 압착 헤드(20)의 하방에는 관찰 유닛(또는 촬상 기구)(40)이 배치되어 있다. 관찰 유닛(40)은 프레임(22)에 설치된 이동 기구(41)에 부착되어 있어서, 이동 기구(41)의 구동에 의해서 X 방향 또는 Y 방향으로 수평 이동할 수 있다. 관찰 유닛(40)은, 기판(80)과 전자부품(P)의 위치 조정 전에 그 사이에서 이동하여, 기판(80)과 전자부품(P)의 화상을 촬영한다. 상기 관찰 유닛(40)은, 전자부품(P)과 기판(80)의 열 압착시에는, 열 압착 헤드(20)의 하강 동작을 방해하지 않도록 프레임(22)을 향하여 후퇴한다.
이어서, 열 압착 헤드(20)의 구조를, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 열 압착 툴(50)이 열 압착 헤드(20)의 저면에 흡착되어 지지된 상태의 측면(부분 단면을 포함하는)을 나타낸다. 도 3은 열 압착 헤드(20)의 저면을 나타낸다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 열 압착 헤드(20)의 하부에는 가열부로서 세라믹 히터 등의 히터(23)가 장착되어 있다. 열 압착 헤드(20)의 중심에는 헤드측 흡인 구멍의 일례인 제1흡인 구멍(24)이 형성되어 있고, 제1흡인 구멍(24)의 양측에는 제2흡인 구멍(25)이 각각 형성되어 있으며, 각각 열 압착 헤드(20)의 저면에 개구(開口)되어 있다.
도 2에서, 제1흡인 구멍(24) 및 제2흡인 구멍(25)은, 각각, 제1밸브(26) 및 제2밸브(27)를 통하여 흡인 수단인 흡인 펌프(28)와 연통한다. 제1밸브(26) 및 제2밸브(27)는, 제어부(70)의 제어 지령에 따라서 밸브의 개폐를 실행함으로써, 제1흡인 구멍(24) 및 제2흡인 구멍(25)과, 흡인 펌프(28)와의 연통을 선택적으로 절환할 수 있게 한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 열 압착 헤드(20)의 저면은 구형(矩形)으로 형성되어 있고, 이 저면에는 평면으로 볼 때 구형의 프레임 형상의 흡인 홈(29)이 추가로 형성되어 있다. 제2흡인 구멍(25)은 이 흡인 홈(29)의 내부에 개구되어 있다. 또한, 저면의 대각(對角) 모서리 부분, 더욱 상세하게는, 도 3에 나타내는 바와 같이 좌상(左上) 모서리 부분과 우하(右下) 모서리 부분에는 한 쌍의 위치 결정 핀(20a)이 돌출되어 설치되어 있다.
이어서, 도 2 및 3 이외에, 도 4A, 4B 및 4C를 참조하여 열 압착 툴(50)에 대하여 설명한다. 도 4A는 열 압착 툴(50)의 평면도, 도 4B는 측면도, 도 4C는 저 면도이다. 열 압착 툴(50)은, 대략 구형상의 박판 부재로서 형성된 베이스부(51)와, 베이스부(51)의 하면(51b)의 각부(角部) 근방에 돌출되어 설치된 흡착부(52)를 구비하고 있다. 이 흡착부(52)는 실장 대상인 전자부품의 크기 또는 기타 형태에 대응하는 형태로 되어 있다. 한편, 베이스부(51)는 열 압착 헤드(20)의 저면의 형태에 대응하는 형태로 되어 있다. 본 실시형태의 설명은, 열 압착 툴(50)이, 베이스부(51)에 비하여 크기가 충분히 작은 흡착부(52)를 구비한 경우에 따른 것이다.
도 4A를 참조하면, 흡착부(52)는, 베이스부(51)의 하면에, 흡착부(52)의 중심(평면상의 중심) O가 베이스부(51)의 중심(평면상의 중심) O'로부터, 도면에서와 같이, 우측으로 'α', 하측으로 'β'만큼 편이된 위치에 배치되도록 형성되어 있다. 베이스부(51)의 하나의 대각 모서리 부분에는 한 쌍의 절개부(切開部)(50a)가 형성되어 있다. 열 압착 툴(50)을 열 압착 헤드(20)의 저면에 장착할 때에는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 열 압착 헤드(20)의 저면에 돌출되게 설치된 위치 결정 핀(20a)과 절개부(50a)가, 각각, 서로 맞물린다. 이에 따라서 열 압착 헤드(20)와 열 압착 툴(50)의 중심 위치의 조절이 실행된다.
도 4B를 참조하면, 열 압착 툴(50)에는, 흡착부(52)의 흡착면(하면)(52a)의 중심 O와 베이스부(51)의 장착면(도면에서 상면)에 개구되어 관통하도록 흡착 구멍(53)이 형성되어 있다. 또한, 베이스부(51)의 장착면(도면에서 상면)(51a)에는, 그 장착면(51a)의 중심 O'와 흡착 구멍(53)이 서로 연통하도록 연통 홈(54)이 형성되어 있다(도 4A 참조). 도 4C를 참조하면, 흡착부(52)의 흡착면(52a)에는 평면으로 볼 때 십자(十字) 형상의 십자 홈(52b)이 형성되어 있고, 흡착 구멍(53)은 그 십자 홈(52b)의 중심, 즉 십자 형상의 교차부에 개구되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 열 압착 툴(50)의 장착면(상면)(51a)을 열 압착 헤드(20)의 저면에 맞닿게 한 상태에서, 흡인 펌프(28)를 구동하는 동시에 제2밸브(27)를 열면, 제2흡인 구멍(25)과 연통하는 흡인 홈(29) 내의 압력이 감소하여 베이스부(51)의 장착면(51a)이 열 압착 헤드(20)의 저면에 흡착되어 지지된다. 이에 따라서, 열 압착 툴(50)을 열 압착 헤드(20)에 장착할 수 있다. 또한, 제2밸브(27)를 닫으면, 열 압착 툴(50)의 흡착 상태가 해제되어서 열 압착 툴(50)이 열 압착 헤드(20)로부터 분리된다.
도 2에 나타낸 열 압착 헤드(20)에는 열 압착 툴(50)이 장착되어 있는 상태이다. 베이스부(51)의 장착면(51a)에 형성된 연통 홈(54)은, 장착면(51a)이 열 압착 헤드(20)의 저면에 맞닿아서 흡인 통로부를 형성하게 됨으로써, 열 압착 헤드(20)의 제1흡인 구멍(24)과 흡착부(52)의 흡착 구멍(53)이 상기 흡인 통로부를 통하여 서로 연통된다. 이와 같이 연통된 상태에서 제1밸브(26)을 열면, 흡착부(52)의 십자 홈(52b) 내의 압력이 감소하여, 흡착면(52a)에 접촉되어 있는 전자부품(P)을 흡착하여 지지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전자부품(P)을 흡착면(52a)에 흡착하여 지지한 상태에서 히터(23)의 온도를 상승시키면, 열 압착 툴(50)의 장착면(51a)으로부터 열 압착 툴(50)에 열이 전달되어서 열 압착 툴(50) 전체의 온도가 상승한다. 이에 따라서 흡착면(52a)에 흡착되어 지지된 전자부품(P)에의 열 전달이 실현될 수 있다.
이어서, 촬상 기구의 일례인 관찰 유닛(40)에 대하여, 도 5에 나타내는 개략 구조도를 참조하여 설명한다.
관찰 유닛(40)의 렌즈 통부(筒部)(41)의 선단부, 즉, 도면에서 가까운 쪽의 단부 부근에는, 이 단부의 중심 가까이에 2개가 하나의 유닛인 프리즘(42)이 배치되어 있고, 이 프리즘(42)의 양측에 제1반사부(43a)와 제2반사부(43b)가 설치되어 있다. 제1반사부(43a)와 제2반사부(43b)의 후방에는 도면에 나타내는 바와 같이, 제1카메라(44a)와 제2카메라(44b)가 각각 배치되어 있다. 렌즈 통부(41)에는, 프리즘(42)을 사이에 두고 상하에 제1개구부(41a)와 제2개구부(41b)가 개구되어 있다.
도 5를 참조하면, 이 도면에 나타내는 상방으로부터 제1개구부(41a)를 통하여 입사하는 광선 'a'는, 프리즘(42)과 제1반사부(43a)에 의해서 반사되어서 제1카메라(44a)에 입사한다. 또한, 이 도면에 나타내는 하방으로부터 제2개구부(41b)를 통하여 입사하는 광선 'b'는, 프리즘(42)과 제2반사부(43b)에 의해서 반사되어서 제2카메라(44b)에 입사한다. 제1카메라(44a)와 제2카메라(44b)는 화상 인식부(45)와 전기적으로 접속되어 있고, 제1카메라(44a)와 제2카메라(44b)에 입사한 광선 'a', 'b'는 화상으로서 촬상되어서, 화상 인식부(45)에서 처리된다.
이어서, 전자부품 실장장치의 제어계에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 제어부(70)는 본딩 동작 처리부(71)와 저장부(72)를 포함하고, 전자부품 실장장치에 대한 동작 제어를 실행한다. 승강 기구(21)는 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 열 압착 헤드(20)를 상하로 이동시킨다. 열 압착 헤드(20)에 대한 위치(높이) 정보는 피드백되어서 본딩 동작 처리부(71)에 의해서 관리된다. 제1밸브(26) 및 제2밸브(27)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 밸브의 개폐 동작을 실행한다. 이에 따라서, 열 압착 헤드(20)에의 열 압착 툴(50)의 장착, 및 열 압착 툴(50)에의 전자부품(P)의 흡착과 지지를 실행한다. 가열부(히터)(23)는 동작 처리부(71)로부터의 지령에 의해서 소정의 온도까지 상승시켜서 열 압착 헤드(20)에 장착된 열 압착 툴(50)을 가열한다.
수평 이동 기구(3)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 가동 테이블(2) 위의 기판 스테이지(4) 및 스토커(5)에 의해서 각각 지지된 기판(80) 및 열 압착 툴(50)의 위치 결정을 실행한다. 기판(80) 및 열 압착 툴(50)에 대한 수평 위치 정보는 피드백되어서 본딩 동작 처리부(71)에 의해서 관리된다.
기판 반입 기구(10) 및 기판 반출 기구(11)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 기판 스테이지(4)에 대하여 기판(80)의 반입 및 반출을 각각 실행한다. 부품 공급 기구(39)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 트레이(31)에 수용된 전자부품(P)을 픽업하여 열 압착 헤드(20)에 장착된 열 압착 툴(50)에 인도한다.
관찰 유닛의 이동 기구(41)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 관찰 유닛(40)의 위치 결정을 실행한다. 관찰 유닛(40)에 배치된 제1카메라(44a) 및 제2카메라(44b)는, 본딩 동작 처리부(71)로부터의 동작 지령을 받으면, 전자부품(P)에 설치된 인식부 M1과 기판(80)에 설치된 인식부 M2(도 8 참조)를 촬상하여 화상을 포착한다. 포착된 화상은 화상 인식부(45)에서 처리되어서 전자부품(P)과 기판(80)의 위치 편이(偏移)가 인식된다. 화상 인식부(45)에서의 인식 결과에 따라서, 본딩 동작 처리부(71)에서 전자부품(P)과 기판(80)의 위치 조정을 위 한 위치 조정량의 산출을 실행한다. 이 위치 조정량에 따라서 기판 스테이지(4)를 수평 이동시켜서 기판(80)과 전자부품(P)과의 위치 조정이 실행된다. 식별부 M1, M2는 촬상된 화상에 의해서 식별될 수 있는 대상일 뿐이고, 예로서, 이러한 대상으로서 식별 마크부 또는 전극 등을 채택할 수도 있는 것을 염두에 두어야 한다.
저장부(72)에는 열 압착 툴 정보(72a) 및 열 압착 조건(72b) 등이 저장된다. 열 압착 툴 정보(72a)는, 열 압착 툴(50)의 크기와 열 압착 툴(50)에 있어서의 흡착부(52)의 편이량 α, β 등의 데이터를 포함한다. 열 압착 조건(72b)은, 각종 제어 파라미터 값, 열 압착시의 가열 온도, 압착 시간, 및 압착 가중 등의 데이터를 포함한다. 이러한 데이터는, 키보드 또는 디스크 드라이브 등의 조작/입력부(73)로부터 입력된다. 또한, 데이터 입력 안내, 전자부품 실장장치의 가동 상황 등은 액정 패널 또는 CRT 등의 표시부(74)에 표시된다.
이 전자부품 실장장치는 이상과 같이 구성되어 있다. 이어서, 전자부품 실장장치의 본딩 동작에 대하여, 도 7에 나타내는 플로차트를 참조하여 설명한다. 우선, 기판 스테이지(4) 상에 지지된 기판(80)의 임시적인 위치 결정을 실행한다(ST1). 도 8에 나타내는 개략 설명도에서, 흡착부(52)의 중심 O는 열 압착 툴(50)의 중심 O'로부터 X 방향으로 'α', Y 방향으로 'β'만큼 편이되어 있다(도 4A 참조). 따라서, 기판(80)의 임시적인 위치 결정을 위해서는, 기판(80)을 열 압착 툴(50)의 중심의 수직 하방으로부터 X 방향으로 'α', Y 방향으로 'β'만큼 이동한 위치에 이동시킨다. 이어서, 임시적으로 위치 결정된 기판(80)과 열 압착 툴(50)에 의해서 흡착된 전자부품(P)과의 사이에 관찰 유닛(40)을 이동시키고, 전 자부품(P)의 인식부 M1과 기판(80)의 인식부 M2의 화상을 제1카메라(44a)와 제2카메라(44b)로써 촬상하여 포착한다(ST2). 포착한 화상은 화상 인식부(45)에서 인식된다(ST3).
이어서, 화상 인식 결과에 따라서 기판(80)과 전자부품(P)과의 위치 조정에 필요한 조정량을 산출한다(ST4). 이 조정량에 따라서 기판 스테이지(4)를 이동시켜서 기판(80)과 전자부품(P)과의 위치 조정을 실행한다(ST5). 위치 조정이 완료되면, 전자부품(P)을 기판(80)에 압압(押壓)하면서 가열하여, 전자부품(P)과 기판(80)의 열 압착을 실행한다(ST6).
이어서, 전자부품(P)을 기판(80)에 열 압착하는 방법에 대하여, 도 9에 나타내는 기판(80)의 개략 평면도, 전자부품(P)이 기판(80)에 열 압착되는 상태를 나타내는 도 10A의 개략 측면도 및 도 10B에 나타내는 압착 상태의 개략 평면도를 참조하여 설명한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판(80)은 멀티-피스 기판이고, 복수 개의 단위 기판이 구분되어 있다. 따라서, 상기한 ST1∼ST6의 동작을 연속으로 실행함으로써, 모든 단위 기판에 전자부품(P)을 열 압착한다. 더욱 상세하게는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판(80)은 복수 개의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ..., 80h 및 80i)으로 구분되어 있다. 각각의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)은, 도면에서 점선으로 나타내는 바와 같이, 통상 동일한 크기와 형상을 가지며, 격자(格子) 형상으로 구분되어 있는 형태로 형성되어 있다. 또한, 각각의 단위 기판(80a) 등에는 전자부품(P)에 전기적으로 접속되는 복수의 전극(81)이 형성되어 있고, 또한 상기 전극(81)의 상면을 피복하도록 열경화성 접합재(83)가 도포되어 있다.
전자부품(P)과 각각의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)의 열 압착은, 도 9에 나타내는 화살표 A, B, C를 따라서 단위 기판(80a)으로부터 순차적으로 실행된다. 각각의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 대하여 상기의 ST1∼ST6의 동작을 계속해서 반복하여 실행하고, 각각의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 전자부품(P)을 각각 순차적으로 열 압착한다. 모든 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 전자부품(P)이 열 압착되면, 본딩 동작을 종료하고, 기판(80)을 기판 스테이지(4) 위로부터 다음 공정으로 반출한다(ST7).
도 10A 및 10B는, 단위 기판(80f)에 전자부품(P)을 열 압착하는 상태를 나타낸다. 도 10B를 참조하면, 단위 기판(80a∼80e)에는 전자부품(P)이 이미 실장되었고, 단위 기판(80g∼80i) 등에는 아직 실장되지 않았다.
도 10B에 나타내는 바와 같이, 열 압착 헤드(20)에 장착된 열 압착 툴(50)에는, 열 압착 헤드(20)측으로부터 보아서 우하(右下) 각부 쪽으로 편이된 위치에 흡착부(52)가 돌출되게 설치되어 있다. 그러므로, 흡착부(52)에 흡착된 전자부품(P)을 단위 기판(80f)에 열 압착할 때에 열 압착 헤드(20)가 하강해도, 전자부품(P)이 아직 실장되지 않은 단위 기판(80g, 80h, 80i)의 상방에 열 압착 툴(50)의 베이스부(51)가 접근하는 일은 발생하지 않고, 전자부품(P)이 이미 실장된 단위 기판(80b, 80c, 80e)에만 접근한다. 도 10A 및 10B의 개략도는 전자부품(P)을 열 압착 툴(50)로써 단위 기판(80e)에 열 압착하는 경우를 나타내지만, 어느 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 열 압착하는 경우에도 마찬가지이다. 도 9에 나타내는 화살표 A, B, C를 따라서 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 순차적으로 열 압착을 실행함으로써, 실장전의 어떠한 단위 기판의 상방에도 베이스부(51)가 접근하는 일은 절대로 발생하지 않고, 베이스부(51)가 접근하는 단위 기판은, 반드시 전자부품(P)이 이미 실장된 단위 기판이다.
예로서, 도 9에 나타내는 멀티-피스 기판(80)에 대하여, 일렬로 인접하여 배열된 제1단위 기판(80a), 제2단위 기판(80b) 및 제3단위 기판(80c)에 열 압착에 의한 전자부품(P)의 실장을 순차적으로 실행하는 경우에, 베이스부(51)가 각각의 단위 기판(80a∼80c) 중 제2 및 제3단위 기판(80b, 80c)의 상방에 위치하지 않고 제1단위 기판(80a)의 상방에 위치한 상태에서, 흡착부(52)와 제1단위 기판(80a)과의 위치 결정을 우선 실행한 후, 제1단위 기판(80a)에 전자부품(P)을 실장한다. 이어서, 베이스부(51)가 제3단위 기판(80c)의 상방에 위치하지 않고 제1 및 제2단위 기판(80a, 80b)의 상방에 위치한 상태에서, 흡착부(52)와 제2단위 기판(80b)과의 위치 결정을 실행한 후, 제2단위 기판(80b)에 전자부품(P)을 실장한다. 최종적으로, 흡착부(52)와 제3단위 기판(80c)과의 위치 결정을 실행한 후, 전자부품(P)을 실장한다. 이상과 같은 단계를 실행하면, 전자부품(P)이 실장되지 않은 어떠한 단위 기판의 상방에도 베이스부(52)가 위치하는 것을 항상 방지할 수 있다.
따라서, 가열된 열 압착 툴(50)의 하면으로부터 복사되는 복사열 H는, 전자부품(P)이 실장되지 않은 단위 기판에 배치된 열경화성 접합재(83)에 아무런 열적 영향을 주지 않는다. 이 결과, 예로서, 전자부품(P)의 열 압착 전에 열경화성 접합재(83)에 복사열 H가 인가되어서 열경화성 접합재(83)가 경화가 진행되어 변질되는, 어떠한 열적 악영향의 발생도 방지할 수 있게 된다. 따라서, 예로서, 실장 동 작시에 열경화성 접합재(83)가 필요로 하는 접합력을 발휘할 수 없는 지장의 발생을 미리 방지할 수 있다.
열 압착 툴(50)의 베이스부(51)는, 기판(80f)에 인접하는 단위 기판(80b, 80c 및 80e)의 상방에 접근하여 복사열 H가 영향을 주지만, 각각 전자부품(P)이 실장되어서 열경화성 접합재(83)가 열 경화된 단위 기판(80b, 80c 및 80e)은, 상기와 같은 악영향을 받지 않는다. 반대로, 상기와 같이 전자부품(P)이 이미 실장되어서 열 경화된 열경화성 접합재(83)에 복사열 H를 인가하면, 열경화성 접합재(83)의 추가적인 경화에 기여한다. 또한, 이러한 효과를 이용하면, 열 압착 툴(50)에 의한 전자부품(P)과 열경화성 접합재(83)와 열 압착 처리에 필요한 시간을 절약하면서, 열 압착 처리 이후에 베이스부(51)의 하면으로부터 인가되는 복사열 H를 이용하여 열경화성 접합재(83)의 추가적인 경화 처리를 실행하는 실장방법을 실시할 수 있게 된다. 이러한 실장방법으로써, 실장에 필요한 시간을 단축할 수 있어서 더욱 효율적인 실장을 실행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 흡착부(52)를 편이시켜서 형성한 열 압착 툴(50)을 열 압착 헤드(20)에 장착하고, 기판(80) 내의 구분된 복수 개의 단위 기판(80a, 80b, 80c, ...)에 대하여 소정의 순서로 실장을 실행한다. 이에 따라서, 전자부품(P)이 아직 실장되지 않은 단위 기판상의 열경화성 접합재가 복사열에 의한 열적 영향을 받는 것을 방지할 수 있어서, 열 압착 툴로부터의 복사열에 의한 열경화성 접합재의 변질 등의 열적 악영향을 배제할 수 있다.
여기서, 열 압착 툴(50)에 있어서의 베이스부(51)와 흡착부(52) 간의 배치 관계를 설명한다. 이 설명에 관련하여, 도 12는 본 실시형태의 열 압착 툴(50)의 개략적인 하면도를 나타내고, 도 13은 기판(80)상에 실장되는 각각의 전자부품(P)의 배치를 나타내는 개략 평면도를 나타낸다. 도 12의 개략적인 하면도는 주로 베이스부(51)와 흡착부(52) 간의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이므로, 기타의 상세한 구성부는 도시되어 있지 않은 것을 염두에 두어야 한다. 마찬가지로, 도 13의 개략적인 평면도는 주로 전자부품(P)의 배치를 설명하기 위한 도면이므로, 단위 기판 등은 도면에서 생략되어 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 열 압착 툴(50)에 있어서, 흡착부(52)의 배치는, 통상 구형상(矩形狀)의 흡착부(52)의 중심이 통상 구형상의 베이스부(51)의 중심으로부터 편이되도록 결정된다. 흡착부(52)의 경우, 예로서, 그 편이 위치는, X축 방향을 따라서 흡착부의 하나의 중심과 베이스부(51)의 하나의 근접 단부와의 사이의 거리가 d1이 되고, Y축 방향을 따라서 흡착부의 하나의 중심과 베이스부(51)의 하나의 근접 단부와의 사이의 거리가 d3이 되고, X축 방향을 따라서 흡착부(52)의 하나의 단부와 베이스부(51)의 단부와의 사이의 거리가 d2가 되고, 또한 Y축 방향을 따라서 흡착부(52)의 하나의 단부와 베이스부(51)의 단부와의 사이의 거리가 d4가 되는 형태로 결정된다.
이어서, 이러한 편이 위치를 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 일례로서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 복수의 전자부품(P)을, X축 방향으로 간격 피치 s1, Y 축 방향으로 간격 피치 s2의 매트릭스 형태로 배열되도록 기판(80)상에 실장하는 경우를 설명한다. 각각의 전자부품(P)은 X축 방향의 폭이 w1, Y축 방향의 폭이 w2, X축 방향의 인접하는 전자부품(P) 간의 갭 크기가 g1, Y축 방향의 인접하는 전자부품(P) 간의 갭 크기가 g2인 크기로 되어 있는 것으로 한다. 이어서, 도 13을 참조하면, 도면의 좌하(左下) 각부(角部)에 위치한 전자부품(P)에 대하여 열 압착 툴(50)(도면에서 파선(破線)으로 표시되어 있음)로써 열 압착을 실행하는 경우, 도면에서 볼 때, X축 방향으로 우측에 인접하는 전자부품(P)과 Y축 방향으로 상측에 인접하는 전자부품(P)의 각각이 최소한 베이스부(51)의 하방에 위치하지 않기 위해서는, X축 방향을 따라서 흡착부(52)의 중심과 베이스부(51)의 근접 단부와의 사이의 거리 d1과, Y축 방향을 따라서 흡착부(52)의 중심과 베이스부(51)의 근접 단부와의 사이의 거리 d3은, 기하학적인 관계로부터 이하의 식 (1)과 식 (2)의 조건을 만족시키도록 설정되는 것이 필요하다.
d1≤w1×1／2＋g1 ......(1)
d3≤w2×1／2＋g2 ......(2)
또한, 이러한 거리 d1과 d3이 식 (1)과 식 (2)의 조건을 만족시키도록 설정된 상태에서 소정 크기의 흡착부(52)가 배치되기 위해서는, X축 방향의 흡착부(52)의 단부와 베이스부(51)의 단부와의 사이의 거리 d2와, Y축 방향의 흡착부(52)의 단 부와 베이스부(51)의 단부와의 사이의 거리 d4가 가능한 한 작은 값, 예로서, 0(제로)에 설정되는 것이 바람직한 것을 생각할 수 있다. 그러나, 베이스부(51)의 표면 위의 열 분포의 균일성을 고려하면, 거리 d2와 d4를 0(제로)에 설정하는 것은, 베이스부(51)의 측면으로부터의 열 복사 등의 영향으로 인하여 흡착부(52)에의 열 전달을 열 분포가 균일하게 실행할 수 없게 한다. 따라서, 이러한 거리 d2와 d4를, 사용하는 베이스부(51)의 열적 특성(재료, 외형 등)을 고려하여 균일한 열 분포를 형성하는 관점에서 결정하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 열 압착 툴의 경우에, 실장되는 전자부품(P)의 크기에 따라서, 베이스부(51)가 35 ㎜×35 ㎜ 크기로 형성되고, 흡착부(52)는 1 ㎜ 내지 20 ㎜ 크기로 형성되어 있으며, 거리 d2와 d4는 균일한 열 분포의 형성을 위하여 1 ㎜ 이상이 되도록 결정되어 있다. 또한, 이 경우에, 베이스부(51)의 두께는 1 ㎜이고, 흡착부(52)의 두께는 1 ㎜이다.
상기 실시형태는, 전자부품 실장장치(90)에 있어서, 종래의 열 압착 툴(101)은 스토커(5)에 배치되지만 본 실시형태의 열 압착 툴(50)은 열 압착 헤드(20)에 장착되는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우만으로 한정되는 것은 아니다. 대신에, 예로서, 열 압착 툴(50)의 흡착부(52)와 크기가 상이한 흡착부를 중심으로부터 편이되도록 설치한 열 압착 툴을, 본 발명의 열 압착 툴로서 스토커(5)에 배치하는 경우가 있을 수도 있다.
또한, 열 압착 툴(50)에 있어서, 베이스부(51)와 흡착부(52)가 대략 구형상 (矩形狀)으로 형성된 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 베이스부와 흡착부의 형상으로서 여러 가지 형상을 채택할 수도 있다. 베이스부의 형상으로서는, 열 압착 헤드(20)의 저면(底面)의 외형에 일치하는 공통의 형상을 채택하는 것이 바람직하고, 흡착부의 형상은, 열 압착 처리의 대상인 전자부품(P)의 외형에 따라서 결정하는 것이 바람직하다.
상기의 각종 실시형태 중의 임의의 실시형태를 적절하게 조합함으로써, 그 효과들을 발휘할 수 있는 것을 유념해야 한다.
본 발명의 열 압착 툴, 및 전자부품 실장장치 및 실장방법에 의하면, 열 압착 툴의 중심으로부터 편이된 위치에 전자부품 흡착부를 돌출하여 설치함으로써, 멀티-피스 기판의 구분된 복수 개의 단위 기판에 전자부품을 열 압착하여 순서대로 실장할 때에, 실장전의 단위 기판상의 열경화성 접합재의 상방에 열 압착 툴이 접근하지 않으므로, 열경화성 접합재에 대한 열 압착 툴의 복사열에 의한 열적 악영향의 발생을 회피할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 전자부품을 열 압착 툴로써 흡착하여 멀티-피스 기판에 실장하는 플립 칩 등의 전자부품의 실장을 포함하는 분야에 유용하다.
본 발명을, 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시형태와 함께 충분히 설명하였지만, 당업자에게는 각종 변경 및 변형이 있을 수 있는 것이 명백한 것을 염두에 두어야 한다. 이러한 변경 및 변형은 첨부된 청구범위로부터 벗어나지 않는 한 청구범위에 의해서 정의된 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
2005년 6월 20일에 출원된, 명세서, 도면 및 청구범위를 포함하는 일본국 특 허 출원 제2005-178788호의 개시는 여기에 참조로서 전체적으로 포함된다.

Claims (8)

  1. 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써 기판에 전자부품을 실장하는 전자부품의 열 압착 툴로서, 상기 열 압착 툴은,
    전자부품 실장장치의 열 압착 헤드의 저면(底面)에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와,
    전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이(偏移)된 위치에 장착된 흡착부를 포함하고,
    상기 흡착부의 상기 흡착면에는, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 흡착 구멍이 형성되어 있고, 이 흡착 구멍은, 상기 베이스부의 장착면이 열 압착 헤드의 저면에 장착된 상태에서, 상기 열 압착 헤드의 상기 저면에 형성된 흡인 구멍과 연통하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착 구멍은 상기 베이스부의 장착면과, 상기 흡착부의 상기 흡착면을 관통하도록 형성되고,
    상기 베이스부에는, 그 장착면에 상기 흡착 구멍과 연통(連通)하고 또한 상 기 열 압착 헤드의 헤드측 흡인 구멍에 대향하도록 연통 홈부가 형성되고, 또한
    상기 베이스부가 상기 헤드 저면에 장착된 상태에서 흡인 통로부는 상기 흡착 구멍과 상기 연통 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스부는 통상 구형상(矩形狀)의 판체(板體)이고, 상기 흡착부는 이 베이스부의 하면의 각부(角部)의 부근에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품의 열 압착 툴.
  4. 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 복수 개의 단위 기판으로 구분된 멀티-피스 기판의 각각의 단위 기판에 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써 전자부품을 실장하는 전자부품 실장장치로서, 상기 장치는,
    멀티-피스 기판에 대하여 상하로 이동하는 열 압착 헤드와,
    상기 멀티-피스 기판의 각각의 단위 기판과 상기 열 압착 헤드의 상대적인 위치 결정을 실행하는 위치 결정부와,
    상기 열 압착 헤드에 착탈 가능하게 장착된 열 압착 툴을 구비하고,
    상기 열 압착 툴은,
    상기 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와,
    전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로 부터 편이(偏移)된 위치에 장착된 흡착부를 포함하고,
    상기 흡착부의 상기 흡착면에는, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 흡착 구멍이 형성되어 있고, 이 흡착 구멍은, 상기 베이스부의 장착면이 열 압착 헤드의 저면에 장착된 상태에서, 상기 열 압착 헤드의 상기 저면에 형성된 흡인 구멍과 연통하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 열 압축 툴에는,
    상기 흡착 구멍이 상기 베이스부의 장착면과, 상기 흡착부의 상기 흡착면을 관통하도록 형성되고,
    상기 베이스부에는, 그 장착면에 상기 흡착 구멍과 연통하고 또한 상기 열 압착 헤드의 헤드측 흡인 구멍에 대향하도록 연통 홈부가 형성되고, 또한
    상기 베이스부가 상기 헤드 저면에 장착된 상태에서 흡인 통로부는 상기 흡착 구멍과 상기 연통 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 열 압축 툴에서의, 상기 베이스부는 통상 구형상의 판체이고, 상기 흡착부는 이 베이스부의 하면의 각부(角部)의 부근에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
  7. 전자부품을 흡착하여 지지하는 동시에 미리 도포된 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써, 복수의 단위 기판으로 구분된 멀티-피스 기 판의 각각의 단위 기판에 전자부품을 실장하는 전자부품 실장방법으로서, 상기 방법은,
    전자부품 실장장치의 열 압착 헤드의 저면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 열 압착 헤드의 저면을 통하여 열 압착을 위한 열 전달에 의해서 가열이 실행되는 베이스부와, 전자부품의 크기에 대응하여 상기 베이스부의 하면보다 더 작게 형성된, 전자부품을 흡착하여 지지하는 흡착면을 구비하고, 상기 베이스부의 하면의 중심으로부터 편이된 위치에 장착된 흡착부를 포함하는 열 압착 툴의 흡착부에 전자부품을 흡착하여 지지하는 단계와,
    흡착 및 지지된 전자부품과, 서로 인접하여 일렬로 배열된 제1, 제2 및 제3단위 기판 중의 제1단위 기판과의 위치를, 베이스부가 제2 및 제3단위 기판 위에 위치하지 않고 제1단위 기판 위에 위치하도록 위치 결정을 실행하는 단계와,
    이어서, 열 압착 툴을 하강시킨 후 열경화성 접합재를 사이에 두고 전자부품을 열 압착함으로써, 상기 제1단위 기판에 전자부품을 실장하는 단계와,
    상기 열 압착 툴의 흡착부에 또 다른 전자부품을 흡착하여 지지하는 단계와,
    이어서, 전자부품과, 상기 단위 기판들 중의 제2단위 기판과의 위치를, 베이스부가 제3단위 기판 위에 위치하지 않고 제2단위 기판 위에 위치하도록 위치 결정을 실행하는 단계를 포함하는 전자부품 실장방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 베이스부가 통상 구형상의 판체이고, 상기 흡착부가 이 베이스부의 하면의 각부의 부근에 설치되어 있는 열 압착 툴에 의해서, 각각의 단위 기판에의 전자부품의 실장이 실행되는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장방법.
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