KR20160090329A - 실장 장치 및 실장 방법 - Google Patents

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토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 공법으로 실장할 때, 실장 사이클 타임을 단축하여 생산성이 향상되는 실장 장치 및 실장 방법을 제공하는 것. 구체적으로는, 서브 기판을 기판의 실장 블록에 가압하는 가압 수단과, 기판을 적재하는 기판 스테이지를 구비하고, 기판 스테이지는, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되어 있고, 기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역은, 기판의 실장 블록에 대응한 구획이며, 블록에 의해 구획되어 있고, 각 블록은, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 가열 수단을 구비하고 있는 블록과, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록으로 구성되고, 기판 반입 영역에, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 적어도 1개소 구비한 실장 장치 및 실장 방법을 제공한다.

Description

실장 장치 및 실장 방법 {MOUNTING DEVICE AND MOUNTING METHOD}
본 발명은, 반도체 칩이 실장된 기판에, 서브 기판을 더 적층하는 실장 장치 및 실장 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 칩이 실장된 기판의 고밀도 실장이 요구되고 있다. 고밀도 실장의 하나로서, 부품 내장 기판이나 부품 매립 기판, 내장형 기판이라고 불리는 기판이 있다. 부품 매립 기판의 일례를 도 7에 도시한다. 도 7은, 부품 매립 기판의 개략 측면도이며, 베이스 기판(50)에 반도체 칩(51)이 플립 칩 접속되고, 반도체 칩(51)의 주변에는 서브 기판(52)과 땜납 범프(53)에 의해 접속 가능한 전극 패드(54)가 배치되어 있다. 서브 기판(52)과 베이스 기판(50)은 위치 정렬된 후, 땜납 범프(53)와 전극 패드(54)가 열압착 공법으로 납땜 접합된다. 베이스 기판(50)과 반도체 칩(51)의 공극에는 수지(55)이 충전된다(예를 들어, 특허문헌 1에 개시하는 반도체 패키지).
도 8에 베이스 기판(50)과 서브 기판(52)의 개략 사시도를 도시한다. 베이스 기판(50)에는, 복수의 반도체 칩(51)이 실장되도록 되어 있다. 또한, 복수 개의 반도체 칩(51) 각각을 덮도록 서브 기판(52)이 실장된다. 예를 들어, 도 8의 베이스 기판(50)의 경우, 2매의 서브 기판(52)이 횡배열로 실장되어 있다. 이하, 서브 기판(52)에 대응하는 베이스 기판(50)의 실장 에어리어를 실장 블록이라고 칭한다. 도 8의 경우, 제1 실장 블록(301)과 제2 실장 블록(302)이 베이스 기판(50)에 마련되어 있다. 서브 기판(52)의 실장 시에, 베이스 기판(50)은 기판 스테이지(60)에 흡착 보유 지지되어 있다. 기판 스테이지(60)의 개략 평면도를 도 9에 도시한다. 기판 스테이지(60)는, 서브 기판(52)의 실장 블록에 대응하여, 제1 블록(61), 제2 블록(63)이라고 하는 것과 같이 블록마다 나뉘어져 있고, 각 블록에는 제1 스테이지 히터(62), 제2 스테이지 히터(64)가 매립되어 있다.
도 10에 제1 실장 블록(301), 제2 실장 블록(302)의 순으로 서브 기판(52)을 실장한 경우의 실장 사이클을 나타낸다. 제1 실장 블록(301)에 서브 기판(52)을 실장할 때, 제1 블록(61)의 제1 스테이지 히터(62)의 승온을 행하고, 소정의 시간, 가압과 가열이 행해진다. 그 후, 제1 스테이지 히터(62)는 오프 상태로 되어 자연 냉각이 개시된다. 서브 기판(52)에 설치되어 있는 땜납 범프(53)는 용융 온도에서 고상 온도 이하로 냉각되어 간다. 계속해서, 제1 블록(61)의 인접한 제2 블록(63)에 매립된 제2 스테이지 히터(64)의 승온을 개시한다. 제1 실장 블록(301)과 마찬가지로, 제2 실장 블록(302)에 서브 기판(52)이 소정 시간, 가압 및 가열된다. 그 후, 제2 스테이지 히터(64)가 오프 상태로 되어, 자연 냉각이 개시된다. 베이스 기판(50)은, 기판 스테이지(60)로부터 불출(반출)된다. 베이스 기판(50)의 전극 패드(54)에는, 납땜 접합 시에 금속 표면의 산화막을 제거하고 양호한 납땜 접합을 행하기 위한 플럭스(56)가 도포되어 있다. 플럭스(56)는, 휘발성이 있기 때문에 납땜 접합을 행하기 전에는 휘발되지 않은 온도로 유지되어 있을 필요가 있다. 그로 인해 기판 스테이지(60)가, 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하까지 자연 냉각한 후, 새로운 베이스 기판(50)을 기판 스테이지(60)에 투입(반입)할 수 있게 된다. 이와 같이, 1매의 베이스 기판(50)에의 실장 사이클은, 제1 실장 블록(301)의 납땜 접합 시간＋제2 실장 블록(302)의 납땜 접합 시간＋기판 스테이지(60)의 냉각시간(플럭스가 휘발되지 않는 온도로 될 때까지의 시간)의 관계로 된다. 또한, 한번 가열한 스테이지 히터를 오프하고 자연 냉각으로 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하까지 도달하는 시간과, 실장 블록 1개소에의 실장 시간은, 거의 동일한 시간을 필요로 하도록 되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-9713호 공보
그로 인해, 기판 스테이지(60)가 플럭스를 휘발시키지 않는 온도 이하로 될 때까지, 다음 베이스 기판을 투입(반입)할 수 없으므로, 실장 사이클 타임이 길어져 생산성이 올라가지 않는다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 과제는, 기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 공법으로 실장할 때, 실장 사이클 타임을 단축하여 생산성이 향상되는 실장 장치 및 실장 방법을 제공하는 것으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은,
기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 접합하는 실장 장치이며, 서브 기판을 기판의 실장 블록에 가압하는 가압 수단과,
기판을 적재하는 기판 스테이지를 구비하고,
기판 스테이지는, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되어 있고,
기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고,
기판 반입 영역과 기판 반출 영역은, 기판의 실장 블록에 대응한 구획이며, 블록에 의해 구획되어 있고,
각 블록은, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 가열 수단을 구비하고 있는 블록과, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록으로 구성되고,
기판 반입 영역에, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 적어도 1개소 구비하고,
기판을 기판 반입 영역에 투입한 후, 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지되어 있는 블록 이외의 블록에 대응하는 기판의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합한 후, 기판 반입 영역의 모든 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하고, 기판을 기판 반출 영역으로 이동하여, 서브 기판이 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 제어 수단을 구비한 실장 장치이다.
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 기판 스테이지에 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되고, 기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고 있다. 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지되어 있는 블록 이외의 블록에 대응하는 기판의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합한 후, 기판 반입 영역의 모든 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하고, 기판을 기판 반출 영역으로 이동하여, 서브 기판이 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하므로, 기판 반입 영역의 각 블록을 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지할 수 있다. 따라서, 최후의 실장 블록의 납땜 접합 후, 기판 스테이지의 블록이 냉각되는 시간까지 대기하는 일 없이, 새로운 기판을 기판 반입 영역에 투입할 수 있다. 그로 인해, 실장 사이클 타임을 단축하여, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하면, 1회의 납땜 접합 시간에, 플럭스를 휘발시키지 않는 온도까지 냉각되는 것으로 한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 실장 장치에 있어서,
기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 직렬로 배치되고, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역의 공통 영역에 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 구비한 실장 장치이다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역의 공통 영역을 구비하고 있으므로, 기판 반출 영역에서 기판의 최후의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합한 후, 기판의 불출을 행하면, 기판 반입 영역의 각 블록은 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지할 수 있고, 또한 공통화에 의한 설비의 공간 절약화를 도모할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 실장 장치에 있어서,
기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 직렬 또는 병렬로 배치되고, 기판 반출 영역에서 서브 기판을 기판에 납땜 접합 중에 새로운 기판을 기판 반입 영역에 투입하는 것을 제어하는 제어 수단을 구비한 실장 장치이다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 기판 반출 영역에서 서브 기판을 납땜 접합 중에 새로운 기판을 기판 반입 영역에 반입하므로, 1매의 기판에의 실장 사이클 타임을 단축할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2 또는 3에 기재된 실장 장치에 있어서,
가압 수단에 서브 기판을 가열하는 가열 수단을 구비한 실장 장치이다.
청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 가압 수단에 가열 수단을 구비하고 있으므로, 서브 기판이 기판 스테이지와 가압 수단으로부터 가열되어, 서브 기판의 납땜 접합을 단시간에 행할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 4에 기재된 실장 장치에 있어서,
기판 스테이지의 가열 수단에 냉각 수단을 구비한 실장 장치이다.
청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 기판 스테이지의 가열 수단에 냉각 수단을 구비하고 있으므로, 가열된 북을 냉각 수단에 의해 더욱 빠르게 냉각할 수 있으므로 1매의 기판에서의 실장 사이클을 단축할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명은,
기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 접합하는 실장 방법이며, 서브 기판을 기판의 실장 블록에 가압하는 가압 수단과,
기판을 적재하는 기판 스테이지를 구비하고,
기판 스테이지는, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되어 있고,
기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고,
기판 반입 영역과 기판 반출 영역은, 기판의 실장 블록에 대응한 구획이며, 블록에 의해 구획되어 있고,
각 블록은, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 가열 수단을 구비하고 있는 블록과, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록으로 구성되고,
기판 반입 영역에, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 적어도 1개소 구비하는 실장 장치를 사용하여,
기판을 기판 반입 영역에 투입하는 스텝과,
플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지되어 있는 블록 이외의 블록에 대응하는 기판의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 스텝과,
기판 반입 영역의 모든 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하는 스텝과,
기판을 기판 반출 영역으로 이동하는 스텝과,
서브 기판이 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 스텝과,
전체 실장 블록에 서브 기판이 납땜 접합된 기판을 기판 반출 영역으로부터 불출하는 스텝을 갖는 실장 방법이다.
청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 기판 반입 영역의 각 블록은, 기판 반출 영역에서 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합한 후, 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지할 수 있으므로, 새로운 기판을 기판 반입 영역에 투입할 수 있다. 그로 인해, 1매의 기판에의 서브 기판의 실장 사이클 타임을 단축할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 공법으로 실장할 때, 실장 사이클 타임을 단축하여 생산성이 향상되는 실장 장치 및 실장 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실장 장치의 개략 측면도이다.
도 2는 실장 블록이 2개소인 베이스 기판에 서브 기판을 납땜 접합하는 기판 스테이지의 개략 평면도이다.
도 3은 실장 장치의 동작 흐름도이다.
도 4는 실장 사이클을 설명하는 도면이다.
도 5는 기판 반입 영역과 기판 반출 영역의 블록의 일부가 공통의 블록인 기판 스테이지의 개략 평면도이다.
도 6은 기판의 실장 블록이 n개일 때에 사용하는 기판 스테이지의 개략 평면도이다.
도 7은 부품 매립 기판의 개략 측면도이다.
도 8은 베이스 기판과 서브 기판의 개략 사시도이다.
도 9는 기판 스테이지의 개략 평면도이다.
도 10은 종래의 실장 사이클을 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실장 장치(1)의 개략 측면도이다. 도 1에 있어서, 실장 장치(1)를 향해 좌우 방향을 X축, 전후 방향을 Y축, X축과 Y축으로 구성되는 XY 평면에 직교하는 축을 Z축(상하 방향), Z축 주위를 θ축으로 한다.
실장 장치(1)는, 베이스 기판(50)을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지(60)와, 서브 기판(52)을 흡착 보유 지지하는 본딩 헤드(8)와, 서브 기판(52)과 베이스 기판(50)에 마련된 위치 정렬 마크를 인식하는 2시야 카메라(13)와, 실장 장치(1) 전체를 제어하는 제어부(20)로 구성되어 있다.
기판 스테이지(60)는, 도시하고 있지 않은 흡인 펌프 등의 흡인 수단과 배관이 접속되어 있어, 기판 스테이지(60) 상의 베이스 기판(50)을 흡착 보유 지지할 수 있다. 또한, 기판 스테이지(60)는, 수평 방향(XY 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.
도 2에 기판 스테이지(60)의 개략 평면도를 도시한다. 기판 스테이지(60)는, 기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)으로 나뉘어져 있다. 서브 기판(52)이 실장되지 않은 베이스 기판(50)은 기판 반입 영역(60A)에 반입된다. 기판 반입 영역(60A)으로부터 기판 반출 영역(60B)으로의 베이스 기판(50)의 이동에는, 기판 이동 지그(25)가 사용된다. 기판 이동 지그(25)는, 예를 들어 베이스 기판(50)의 양 사이드를 파지하는 아암(26)과, 아암(26)을 수평 이동시키는 슬라이더(27)로 구성되어 있다. 기판 이동 지그(25)는, 본 발명의 기판 이동 수단에 대응한다.
기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)은, 베이스 기판(50)의 실장 블록에 대응하여 블록으로 나누어져 있다. 도 2는 베이스 기판(50)의 실장 블록이 2개소인 경우의 기판 스테이지(60)의 예를 도시한다. 기판 반입 영역(60A) 측의 블록을 각각, 제1 블록(61A), 제2 블록(63A)으로 한다. 또한, 기판 반출 영역(60B) 측의 실장 블록을 각각, 제1 블록(61B), 제2 블록(63B)으로 한다. 실장 블록을 가열하는 스테이지 히터는 2개소에 배치되어 있고, 각각 제1 블록(60A)에 제1 스테이지 히터(62), 제2 블록(63B)에 제2 스테이지 히터(64)가 매립되어 있다. 제1 스테이지 히터(62)와 제2 스테이지 히터(64)는 베이스 기판(50)에의 서브 기판(52)의 납땜 접합 시, 땜납을 용융할 수 있는 온도까지 가열 가능하게 되어 있다. 기판 반입 영역(60A) 측의 제2 블록(63A)과, 기판 반출 영역(60B) 측의 제1 블록(61B)에는 스테이지 히터는 매립되어 있지 않고, 베이스 기판(50)의 전극 패드(54)에 도포되어 있는 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있다.
본딩 헤드(8)는, Z축 방향 및 θ축 방향으로 이동 가능하고, 서브 기판(52)을 흡착 보유 지지하여, 베이스 기판(50)의 실장 블록에 가압 및 가열할 수 있도록 되어 있다. 또한, 본딩 헤드(8)는 도시하고 있지 않은 흡인 펌프 등의 흡인 수단과 배관이 접속되어 있어 서브 기판(52)을 흡착 보유 지지할 수 있도록 되어 있다. 본딩 헤드(8)는 본 발명의 가압 수단에 대응한다.
베이스 기판(50)과 서브 기판(52)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 플럭스(56)가 전사된 땜납 범프(53)를 베이스 기판(50)에 설치된 전극 패드(54)에 납땜 접합하는 구성으로 되어 있다. 또한, 베이스 기판(50)에는, 도 8에 도시하는 바와 같이 실장 블록이 제1 실장 블록(301), 제2 실장 블록(302)이 설치되어 있다. 베이스 기판(50)은, 본 발명의 기판에 대응한다.
이와 같이 구성된 실장 장치(1)를 사용하여, 서브 기판(52)이 실장되지 않은 베이스 기판(50)에 서브 기판(52)을 실장하고, 새로운 베이스 기판(50)을 투입(반입)하는 순서를 도 3의 동작 흐름도를 이용하여 이하에 설명한다.
먼저, 베이스 기판(50)을 기판 스테이지(60)의 기판 반입 영역(60A)에 투입(반입)한다(스텝 SP01).
다음으로, 제1 블록(61A)을 본딩 헤드(8)의 하측에 위치하도록 기판 스테이지(60)를 이동시킨다(스텝 SP02).
다음으로, 서브 기판(52)을 흡착 보유 지지한 본딩 헤드(8)와 베이스 기판(50) 사이에 2시야 카메라(13)가 삽입되어 베이스 기판(50)의 제1 실장 블록(301)과 서브 기판(52)의 위치 정렬이 행해진다(스텝 SP03).
다음으로, 제1 블록(61A)에 매립되어 있는 제1 스테이지 히터(62)를 승온한다(스텝 SP04).
다음으로, 본딩 헤드(8)가 하강하여, 베이스 기판(50)의 제1 실장 블록(301)에 서브 기판(52)을 가압한다. 제1 스테이지 히터(62)로부터의 가열에 의해, 서브 기판(52)의 땜납 범프(53)의 용융이 개시된다(스텝 SP05).
다음으로, 소정 시간의 베이스 기판(50)에의 가압 후, 서브 기판(52)의 흡착 보유 지지를 해제하고, 본딩 헤드(8)를 상승시켜, 제1 블록(61A)의 제1 스테이지 히터(62)를 오프한다. 땜납 범프(53)의 고상과 제1 블록(61A)의 자연 냉각이 개시된다(스텝 SP06).
다음으로, 베이스 기판(60)을 기판 반입 영역(60A)으로부터 기판 반출 영역(60B)으로 기판 이동 지그(25)를 사용하여 이동시킨다. 기판 반출 영역(60B)의 제1 블록(61B)은 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있으므로 베이스 기판(60)의 서브 기판(52)이 납땜 접합된 제1 실장 블록(301)은 냉각을 계속한다(스텝 SP07).
다음으로, 기판 스테이지(60)를 수평 이동시켜 기판 반출 영역(60B)의 제2 블록(63B)이, 본딩 헤드(8)의 하측에 오도록 한다(스텝 SP08).
다음으로, 서브 기판(52)을 흡착 보유 지지한 본딩 헤드(8)와 베이스 기판(50) 사이에 2시야 카메라(13)가 삽입되어 베이스 기판(50)의 제2 실장 블록(302)과 서브 기판(52)의 위치 정렬이 행해진다(스텝 SP09).
다음으로, 제2 블록(63B)에 매립되어 있는 제2 스테이지 히터(64)를 승온한다(스텝 SP10).
다음으로, 본딩 헤드(8)가 하강하여, 베이스 기판(50)의 제2 실장 블록(302)에 서브 기판(52)을 가압한다. 제2 스테이지 히터(64)로부터의 가열에 의해, 서브 기판(52)의 땜납 범프(53)의 용융이 개시된다(스텝 SP11).
다음으로, 소정 시간의 베이스 기판(50)에의 가압 후, 서브 기판(52)의 흡착 보유 지지를 해제하고, 본딩 헤드(8)를 상승시켜, 제2 블록(63B)의 제2 스테이지 히터(64)를 오프한다. 땜납 범프(53)의 고상과 제2 블록(63B)의 자연 냉각이 개시된다(스텝 SP12).
다음으로, 기판 반입 영역(60A)에 새로운 베이스 기판(50)을 투입(반입)한다. 기판 반입 영역(60A)의 제1 블록(61A) 및 제2 블록(63A)은, 스텝 SP10 내지 스텝 SP12 사이에, 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하로 되어 있다. 그로 인해, 새로운 베이스 기판(50)을 투입(반입)해도, 전극 패드(54)에 도포된 플럭스(56)는 휘발되지 않는다. 따라서, 제2 블록(63B)이 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하까지 대기하는 일 없이 새로운 베이스 기판(50)을 투입(반입)할 수 있으므로, 베이스 기판(50)의 1매의 실장 사이클을 단축할 수 있다(스텝 SP13).
다음으로, 기판 반출 영역(60B)으로부터 서브 기판(52)이 납땜 접합된 베이스 기판(50)을 불출(반출)한다(스텝 SP14).
이후, 스텝 SP02로 되돌아가, 새로운 베이스 기판(50)에의 서브 기판(52)의 납땜 접합을 계속한다.
이러한 실장 순서를 행한 경우의 실장 사이클을 도 4에 나타낸다. 도 4는 베이스 기판(50)에의 서브 기판(52)의 실장 시간을 횡축에 나타내고, 종축에 각 스테이지 히터의 승온 및 냉각의 온도 프로파일을 나타내고 있다. 1매의 기판의 실장 시간은, 제1 실장 블록(301), 제2 실장 블록(302)의 총합이 된다. 이것은, 새로운 베이스 기판(50)에의 서브 기판(52)의 실장 작업을 상기 제2 실장 블록(302)에서의 납땜 접합이 종료되는 대로 개시할 수 있으므로, 종래의 실장 사이클에 비해 실장 시간을 단축할 수 있게 된다.
도 5의 (a)는, 기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)이 직렬로 배치되고, 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록이, 기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)의 공통 영역에 설치되어 있는 경우의 기판 스테이지(60)를 도시하고 있다(기판 반입 영역(60A)을 일점 쇄선으로, 기판 반출 영역(60B)을 2점 쇄선으로 나타냈다). 도 2에서 사용한 기판 스테이지(60)에 대응하는 부호를 도 5의 (a)에 나타내면, 공통 영역은 제2 블록(63A)과 제1 블록(61B)이 동일한 블록으로 된다. 또한, 도 5의 (a)에, 제1 블록(61A)에 설치된 제1 스테이지 히터(62), 제2 블록(63B)에 설치된 제2 스테이지 히터(64)를 도 2와 마찬가지로 기입하고 있다.
도 5의 (a)의 기판 스테이지(60)의 경우, 베이스 기판(50)이 기판 반입 영역(60A)에 투입(반입)된 후, 제1 실장 블록(301)에 서브 기판(52)이 납땜 접합된다(도 5의 (b)에 도시하는 상태. 베이스 기판(50)은, 도 5의 (a)에 겹쳐 기재하였다). 그 후, 베이스 기판(50)이 기판 반출 영역(60B)으로 이동함과 함께, 제1 블록(61A)의 제1 스테이지 히터(62)를 오프한다. 기판 반출 영역(60B)에서, 제2 실장 블록(302)에의 서브 기판(52)의 납땜 접합이 행해진다(도 5의 (c)에 도시하는 상태. 베이스 기판은, 도 5의 (a)에 겹쳐 기재하였다). 이 동안에 기판 반입 영역(60A)의 제1 블록(61A)은, 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하까지 냉각된다. 기판 반입 영역(60A)의 제1 블록(61A)과 제2 블록(60B)은, 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하로 되었으므로, 기판 반출 영역(60B)에서 서브 기판(52)을 납땜 접합 후, 베이스 기판(50)을 불출(반출)함으로써, 바로 새로운 베이스 기판(50)을 기판 반입 영역(60A)에 투입(반입)할 수 있게 된다. 따라서, 도 4에 나타낸 베이스 기판(50)의 1매당의 실장 사이클을 얻을 수 있게 된다. 또한, 기판 스테이지(60)에 기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)의 공통 영역을 형성하였으므로 장치의 공간 절약화도 도모할 수 있다.
도 6의 (a)는, 베이스 기판(50)의 실장 블록이 n개소(n＞2)일 때에 사용하는 기판 스테이지(60)의 일례이다. 기판 스테이지(60)에는, 블록 수가 n개소인 기판 반입 영역(60A) 및 기판 반출 영역(60B)이 마련되어 있다. 기판 반입 영역(60A)의 블록에는 n-1개소에 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 스테이지 히터가 매립되고, 1개소만 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록을 설치하고 있다. 기판 반출 영역(60B)의 블록에는, 기판 반입 영역(60A)에서 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록에 대응한 블록에, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 스테이지 히터가 매립되고, 다른 블록은 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있다.
베이스 기판(50)은, 기판 반입 영역(60A)에 투입(반입)된 후, 서브 기판(52)이 차례로 납땜 접합되어 간다. 납땜 접합이 행해진 블록의 스테이지 히터는 오프되어 냉각되어 간다(도 6의 (b)에 도시하는 상태). 스테이지 히터가 매립된 블록을 사용하여, 베이스 기판(50)의 총 실장 블록 수－1까지 서브 기판(52)을 납땜 접합한 후, 베이스 기판(50)은 기판 반출 영역(60B)으로 이동하고, 최후의 실장 블록에 서브 기판(52)을 납땜 접합한다(도 6의 (c)에 나타내는 상태). 그 동안, 기판 반입 영역(60A)의 모든 블록은, 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하로 냉각된다. 그리고, 새로운 베이스 기판(50)을 기판 반입 영역(60A)에 투입(반입)할 수 있게 되므로, 도 4에 나타낸 베이스 기판(50)의 1매당 실장 사이클을 얻을 수 있게 된다.
이와 같이, 기판 스테이지(60)에 기판 반입 영역(60A)과 기판 반출 영역(60B)을 마련하고, 기판 반입 영역(60A)에 적어도 1개소, 플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록을 설치하여, 총 실장 블록 수－1개소까지 서브 기판(52)을 납땜 접합한 후, 기판 반출 영역(60B)으로 이동하고, 최후의 실장 블록(미실장 블록)에 서브 기판(52)을 납땜 접합하도록 하면, 전체 실장 블록에 서브 기판(52)을 납땜 접합한 후, 기판 스테이지(60)의 냉각 시간(플럭스(56)를 휘발시키지 않는 온도 이하까지의 시간)을 대기하는 일 없이, 새로운 베이스 기판(50)을 기판 스테이지(60)에 투입(반입)할 수 있으므로 실장 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 본딩 헤드(8)에 서브 기판(52)을 가열하는 가열 수단으로서 세라믹 히터 등을 구비하면, 납땜 접합의 시간이 더욱 단축되어 실장 사이클 타임의 단축으로 이어진다.
또한, 기판 스테이지(60)의 스테이지 히터가 매립된 블록에, 냉각수가 순환하는 냉수관 등의 냉각 수단을 매립하면, 서브 기판(52)의 납땜 접합 후, 신속하게 블록을 플럭스(56)가 휘발되지 않는 온도 이하까지 냉각할 수 있으므로, 실장 사이클 타임의 단축이 더욱 도모된다.
1 : 실장 장치
8 : 본딩 헤드
13 : 2시야 카메라
20 : 제어부
25 : 기판 이동 지그
26 : 아암
27 : 슬라이더
30 : 기판 반입 영역
40 : 기판 반출 영역
50 : 베이스 기판
51 : 반도체 칩
52 : 서브 기판
53 : 땜납 범프
54 : 전극 패드
55 : 수지
56 : 플럭스
60 : 기판 스테이지
60A : 기판 반입 영역
60B : 기판 반출 영역
61 : 제1 블록
61A : 제1 블록
61B : 제1 블록
62 : 제1 스테이지 히터
63 : 제2 블록
63A : 제2 블록
63B : 제2 블록
64 : 제2 스테이지 히터
301 : 제1 실장 블록
302 : 제2 실장 블록

Claims (6)

  1. 기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 접합하는 실장 장치이며, 서브 기판을 기판의 실장 블록에 가압하는 가압 수단과,
    기판을 적재하는 기판 스테이지를 구비하고,
    기판 스테이지는, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되어 있고,
    기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고,
    기판 반입 영역과 기판 반출 영역은, 기판의 실장 블록에 대응한 구획이며, 블록에 의해 구획되어 있고,
    각 블록은, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 가열 수단을 구비하고 있는 블록과, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록으로 구성되고,
    기판 반입 영역에, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 적어도 1개소 구비하고,
    기판을 기판 반입 영역에 투입한 후, 플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지되어 있는 블록 이외의 블록에 대응하는 기판의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합한 후, 기판 반입 영역의 모든 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하고, 기판을 기판 반출 영역으로 이동하여, 서브 기판이 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 제어 수단을 구비한, 실장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 직렬로 배치되고, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역의 공통 영역에 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 구비한, 실장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 직렬 또는 병렬로 배치되고, 기판 반출 영역에서 서브 기판을 기판에 납땜 접합 중에 새로운 기판을 기판 반입 영역에 투입하는 것을 제어하는 제어 수단을 구비한, 실장 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    가압 수단에 서브 기판을 가열하는 가열 수단을 구비한, 실장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    기판 스테이지의 가열 수단에 냉각 수단을 구비한, 실장 장치.
  6. 기판에 설치된 복수의 실장 블록마다 서브 기판을 납땜 접합하는 실장 방법이며, 서브 기판을 기판의 실장 블록에 가압하는 가압 수단과,
    기판을 적재하는 기판 스테이지를 구비하고,
    기판 스테이지는, 기판 반입 영역과 기판 반출 영역이 마련되어 있고,
    기판 반입 영역으로부터 기판 반출 영역으로 기판을 이동하는 기판 이동 수단을 구비하고,
    기판 반입 영역과 기판 반출 영역은, 기판의 실장 블록에 대응한 구획이며, 블록에 의해 구획되어 있고,
    각 블록은, 땜납이 용융되는 온도까지 가열 가능한 가열 수단을 구비하고 있는 블록과, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지되어 있는 블록으로 구성되고,
    기판 반입 영역에, 플럭스가 휘발되지 않는 온도 이하로 유지된 블록을 적어도 1개소 구비하는 실장 장치를 사용하여,
    기판을 기판 반입 영역에 투입하는 스텝과,
    플럭스가 휘발되지 않는 온도로 유지되어 있는 블록 이외의 블록에 대응하는 기판의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 스텝과,
    기판 반입 영역의 모든 가열 수단을 구비하고 있는 블록을 오프하는 스텝과,
    기판을 기판 반출 영역으로 이동하는 스텝과,
    서브 기판이 미실장의 실장 블록에 서브 기판을 납땜 접합하는 스텝과,
    전체 실장 블록에 서브 기판이 납땜 접합된 기판을 기판 반출 영역으로부터 불출하는 스텝을 갖는, 실장 방법.
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