TW201222693A - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method - Google Patents

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TW201222693A
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cooling
bonding
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Satoru Nagai
Yukitaka Sonoda
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Shinkawa Kk
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201222693 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電子零件構裝裝置之構造及以該電子零 件構裝裝置進行之電子零件之構裝方法。 【先前技術】 做為將半導體晶片於基板上構裝之方法，使用將於電 極形成有鮮料凸塊之具銲料凸塊之電子零件藉由熱壓接於 基板構裝之方法、於電子零件之電極成形金凸塊並於基板 之銅電極之表面設薄銲料之皮膜再將金凸塊之金與辉料熱 溶融接合之金銲料溶融接合、使用熱塑性樹脂或異方性導 電膜（AFC)等樹脂系之接著材之連接方法。此種連接方法 白係在將電子零件加熱而使電極上之銲料或接著劑溶融之 狀態下以壓接工JL將费·工φw — 〃 零件在基板按壓後，將鮮料或接 著材冷卻以使固I而於基板接合電子零件’ 因此’在用於此種接合之電子零件構裝裝置有提案具 備為了將鲜料加執至、玄 时 …，合‘狀態或將接著劑加熱至軟化狀態 r::、 後將銲料或接著劑冷卻之冷卻手段，縮 知加熱、冷卻之時間。 Ατ:專利絲1有提案於由為了按壓被加熱物之工且、 為了將工具加熱之陶瓷 生之熱往上述工具以外傳^斷=防止從陶莞加熱器產 上 、t·齡劫从 持具構成之接觸加熱裝置令，藉由於 述斷熱材及/或保持具設冷 藉由於 '、體用之通路將加熱器或斷 201222693 熱，或保持具急冷，可急速加熱至將接著㈣化或將鲜料 /奋融之，皿度且抑制急速使溫度降低之場合之裝置之熱變 形。 —此外，於專利文獻2有提案藉由具備將半導體晶片吸 著保持之構裝工具、將構裝工具之吸著部加熱之加熱器、 將半導體晶片對基板加壓加熱以使熱塑性樹脂溶融而構裝 時供給將熱塑性樹脂冷卻之氣體之流路而可圖將半導體晶 片以熱塑性樹脂構裝時之節拍時間之縮短之電子零件之構 裝裝置。 專利文獻1 :曰本特開2002_16091號公報 專利文獻2 :日本特開2〇〇9_766〇6號公報 容 内 明 發 [ [發明欲解決之課題] 然而，在記載於專利文獻丨之先前技術係於陶瓷加熱 器與斷熱材之間形成使冷卻媒體流動之流路，藉由於此冷 卻流路使冷卻空氣流動而冷卻陶瓷加熱器來進行吸著於安 褒於陶瓷加熱器之與斷熱材相反側之面之接合工具之半導 體晶片之冷卻者，有至冷卻半導體晶片為止花費時間之問 題。此外，在記載於專利文獻2之先前技術係從設於接合 工具之冷卻流路將冷卻空氣往半導體晶片之周邊吹送，從 半導體晶片之側面及熱塑性樹脂之側面進行半導體晶片、 熱塑性樹脂之冷卻者。然而，半導體晶片或熱塑性樹脂之 厚度比起其表面積非常薄，故即使對半導體晶片之 201222693 送冷卻空氣亦無法進行半導體晶片之全體之冷卻，最後仍 有花費為了冷卻之時間之問題。 本發明係以追求將電子零件構裝時之冷卻時間之縮短 為目的。 [解決課題之手段] 本發明之電子零件構裝裝置係一種電子零件構裝裝 置，透過熱溶融之接合金屬將電子零件之電極與基板之電 極接σ，將則述電子零件構裝於前述基板上，其特徵在於： 具備：被驅動於與前述基板接離方向且内藏加熱器之基體 部；具有密著固定於前述基體部之表面之帛i面與形成於 與前述第1面相反側之第2面且於其表面吸著保持前述電 :零：之台座，並以前述基體部之前述加熱器加熱而將吸 者於削述台座之表面夕Φ上 具；前述接合件熱壓接於基板之接合工 /、具有連通則述第1面與前述台座之側面 之冷卻流路。 压< w囬 本㈣之料料構裝^巾，可 前述冷卻流路係至少1一邙八μ, 接β工具之 使冷媒流動之流路，：可：；述述台座之表面之方向 該冷媒供給路包含設於側2 = °卩具有冷媒供給路， 將接合工具密著固定之表面且之冷媒入口、設於 媒往接合卫具之冷卻流路供給之冷^冷媒人I流入之冷 具之前述冷卻流路係以其—端與二:供給口；前述接合工 -端與設於前述台座側面之冷媒^冷媒供給口連通而另 面之延伸於沿前述台座表面之方口連通之設於前述第1 向之槽、覆蓋前述槽之前 201222693 述基體部之表面構成。 本發月之電子零件構裝裝置中，可係前述電子零件構 裝裝置具備：將前述基體部於與前述基板之接離方向驅動 之驅動部；檢出前述接合工具之與前述基板之接離方向之 位置之位置檢出部；將前述接合工具之冷卻流路開閉之遮 斷閥；以前述驅動部使前述接合工具之與前述基板之接離 f向之位置變化並使前述遮斷_閉之控制部；前述控制 部具有接合工具位置保持冷卻手段，該接合工具位置保持 冷卻手段係纟以前述加#器加#前述電 …基準位置往前述基板接近既定之距離之場二二 月’j述電子零件之電極與前述基板之電極之間之前述接合金 屬已熱溶融而保持此時之前述接合工具之對前述基板之接 離方向之位置並開啟前述遮斷閥而對前述接合工具之冷卻 流路供給冷媒以進行前述接合工具之冷卻。此外:、本發明 之電子零件構裝裝置中，可係前述電子零件係於電極上形 成凸塊；前述基板係於電極形成接合金屬之皮膜；前述控 制部進一步具有：基於來自前述位置檢出部之信號判斷前 述凸塊與前述皮膜之抵接之抵接檢出手段；於以該抵接檢 2手段判斷為前述凸塊與前述皮膜已抵接之場合將前述接 合工具之相對前述基板之位置設定為前述基準位置之美 位置設定手段。 土 本發月之電子零件構裝裝i中，可係、前述控制部進一 :有·之第2基準位置設定手段’在以前述基準位置設 定手段設定前述基準位置後前述接合工具之與前述基板之 7 201222693 :離：向之距離從增加變化為減少之場 述基板之位置設定為第2基準位置;J = 卻手段，在加熱前述電子零件且前述接合工 :判斷基準位置往前述基板接近第2既定距離之場 述接人子零件之電極與前述基板之電極之間之前 述心金屬已熱溶融而保持此時之前述接合工具之相對前 二：：之接離方向之位置，並開啟前述遮斷間而對前述接 σ ά冷心1路供給冷媒以進行前述接合工且。 本發明之電子零件構裝方法係一種電子零件構裝方 /套’透過熱溶融之接合全屬 極屬將電子零件之電極與基板之電 。冑^電子零件構裝於前述基板上，其特徵在於 準備具…驅動於與前述基板接離方向且内藏加 …基體部；具有密著固定於前述基體部之表面之第i 面與：成於與前述第i面相反側之第2面且於其表面吸著 呆持則述電子零件之台座與連通前述帛i面與前述台座之 則：之冷卻流路，ϋ以前述基體部之前述加熱器加熱而將 吸者於前述台座之表面之電子零件熱壓接於基板之接合工 ,:將前述基體部於與前述基板之接離方向驅動之驅動 ρ，杈出刖述接合工具之與前述基板之接離方向之位置之 位置檢出#;將前述接合卫具之冷卻流路開閉之遮斷闊； 之電子零件構裝農置之步驟；接合工具位置保持冷卻步 驟，在以前述加熱器加熱前述電子零件且前述接合工具從 基準位置往前述基板接近既定距離之場合判斷為前述電子 零件之電極與前述基板之電極之間之前述接合金屬已熱溶 201222693 融而保持此時之前述接合工具之相對前述基板之接離方向 之位置，並開啟前述遮斷閥而對前述接合工具之冷卻流路 供給冷媒以進行前述接合工具之冷卻。 [發明之效果] 本發明發揮可圖將電子零件構裝時之冷卻時間之縮短 之效果。 ' 【實施方式】 以下，針對本發明之實施形態參照圖面說明。如圖1 所示，本發明之電子零件構裝裝置⑽具備底座1〇 座1〇往上部延伸之機架11、從機架u之上部伸出之上邻 凸緣⑴於機架u之側面設於上下方向（z : 部W於導引部Η安裝為可於上下方向滑動之滑動7 固定於滑動部16並可與滑動部16 一起於上下 = 升降塊心固定於升降塊15之„17、〜螺帽17 = =桿，、固定於上部凸緣12並使進給螺桿 ：： 達…Μ於升降塊15之下部之音圈馬達2q、藉^馬 :達20於上下方向移動之桿部％、安裝於桿：圈 並於内部内藏陶究加熱器之陶究加熱器組# 夕端 究加熱器組件27之下端並吸著電子零件31之接f於陶 28、將基板42吸著固定之 〇工具 …圈…係將接合工具 驅動之驅動部。 同（Ζ方向） 々圖2(a)所不’陶究加熱器組件η係於基體部亦即 201222693 加熱器底座27a之内部安裝有薄陶究加熱 器底座27a之内部設有：為了於‘為 今於加熱 巧了於加熱器底座27a之 吸著接合工具28之第1真咖哄裟桃 田具工 具工及者槽95、吸引第丄真 槽95之第1空氣吸引路94、明⑸a 具工及者 及引設於接合工具28 28b突出之台座28c之下面28之笛 氣之第2空氣吸引路93。第二第2真空吸著槽98之空 接人工且28,卜面28 氣吸引路93係連通於設於 接口工具28之上面28a之真空槽 真空吸著設於台座28c之下面2 ’、’、，工槽96與 面28e之電子零件31之第2直 空吸著槽98之間係以第3空氣吸弓I路97連通。因此第2 路93可透過真空槽96與第3空氣 二 第2真空吸著槽98之空氣。接人 7及引 求項記載之第1面，接合工呈28 / 之上面28a係於請 載之第2面。 〃 28《下面抓係於請求項記 圖：⑴係顯示從圖2“)…箭頭之方向觀察之 之：工』之密著於加熱器底座⑺之第〗面亦即上面咖 圖，设於加熱器底座27a之下面之 ^ 以-點鏈線顯示。如圖2(b)所示，第^直:吸著槽95係 呈四角之管狀之槽。此外，如圖2 吸著槽95係 圓形且於加熱器底座27a之上下 圖2 (b)所示， 空氣吸引路94構成為連通於^真方向)延伸之第1 如圖者糟95之一部分。 係端=二=接合工具28之上…真空槽％ ； 工氣及引路93且另一端遠 W7之長圓形之槽。此外，圖2ί =通於第3空氣 Α之埤-s 圖2(C)係從圖2ra)之 A之前頭之方向觀察台座28 ®2(a)之 下面28e之圖。如圖2 (c) 10 201222693
。第1空氣吸引路 引口 92，於第1 空氣吸引口 空配管75。第2空氣吸引路93係連通於設於加熱器底座 27a之側面27b之第1空氣吸 92連接有於圖1顯示之第1真 27a之側面27b之第2空氣吸引口 91，於第2空氣吸引口 91連接有々於_ i顯示之第2真空配管。如圖1所示，第 1真空配管75、第2真空配管74係連接於真空裝置73，於 第1真工配管75、第2真空配管74之途中分別設有電磁閥 77 、 76 ° 於加熱器底座27a設有使用來冷卻加熱器底座27a之冷 媒亦即冷卻空氣流動之第1冷卻流路8 6、對第1冷卻流路 86供給冷卻空氣之第丄空氣供給路84、將用來冷卻接合工 具2 8之冷卻二氣對接合工具2 8供給之冷媒供給路亦即第2 空氣供給路83。第1冷卻流路86係在加熱器底座27a之陶 竞加熱器27h與接合工具28之間於沿加熱器底座27a之下 面之方向延伸’連通於設於加熱器底座27a之側面27b之第 1空氣出口 90。第1冷卻流路86係從加熱器底座27a之一 方之側面27b往另一方之側面27b延伸之1條或複數條流 路’其形狀可為圓形或四角或其他形狀，使從加熱器底座 27a之中央往各側面27b放射狀地延伸亦可。從設於加熱器 底座27a之側面27b之第1空氣入口 82流入第1空氣供給 路84之空氣係淥過第！冷卻流路86並將加熱器底座27a 冷卻後’從第1空氣出口 90往外部流出。 連通於設於加熱器底座27a之側面27b之第2空氣入口 201222693 81之第2空氣供給路8 伸至加埶哭λ π π 係在加熱器底座27a之内部往下延 T王力熱盗底座27a之γ品 '由2 2…面28b延伸至二連通於從接合工具28之上面 蛉路85 @ 〇座28c之厚度之途中之第3空氣供 ::仏弟2空氣供給路83之加熱器底座 成為對接合工具28供给冷卻空氣之冷媒供給口。於^ = 具28之台座28c設有於沿台座…之下面⑽之方向延伸 且連通於第3空氣供給路85與設於台座28。之側面別之 第2空亂出口 89之第2冷卻流路87。從設於加熱器底座 27a之側® 27b之第2空氣入口 81流入第2空氣供給路η 之冷卻空氣係在以加熱器底座27a之下面與接合工具Μ之 上面28a之接觸面流入第3空氣供給路85並從第3空氣供 給路85流經第2冷卻流路87而將接合工具28冷卻後，從 設於台座28c之側面28d之第2空氣出口 89往外部流出。 如圖2 ( b)、圖2 ( c)所示，第2冷卻流路87係從第3 工氣供給路8 5往台座2 8 c之側面2 8 d放射狀延伸之流路， 其剖面形狀為圓形或四角或其他形狀皆可。此外，第2 a 卻流路87係連通於第3空氣供給路85且係從台座28c之一 方之側面28d往另一方之側面28d延伸之流路亦可。 如圖2所示，於第1空氣入口 82連接有於圖1顯示之 第1空氣管72,於第2空氣入口 81連接有於圖1顯示之第 2空氣管71。如圖1所承，於第1空氣管72、第2空氣管 71分別設有節流閥68、67、流量計66、65、電磁閥64、 63。在電磁閥64、63之上流側第1空氣管72、第2空氣管 71會合而成為空氣供給管69。空氣供給管69係連接於壓 12 201222693 縮空氣源7 0 ’於空氣供給管6 9設有將從壓縮空氣源7 〇供 • 給之空氣壓力減壓至對第1空氣管72、第2空氣管71供給 之壓力之減壓閥69a。電磁閥64、63係分別將第1空氣管 72、第2空氣管71及連接於該第1空氣管72、第.2空氣管 71之第1空氣供給路84、第2空氣供給路83、第3空氣供 給路85第1冷卻流路86、第2冷卻流路87開閉之遮斷閥。 如圖1所示’音圈馬達20包含外箱2丨、沿外箱21之 内周固定之永久磁石之固定子22、配置於固定子22之内周 之可動子亦即線圈23 ^桿26係透過板彈簧25安裝於外箱 此外於彳干26係固定有L字形且於其垂直部分設有細 刻度之線性標度61。此外，於與線性標度61對向之外箱 21之外面安裝有讀取設於線性標度61之刻度之線性標度頭 ^線性標度61與線性標度頭62係構成檢出接合工具Μ :度方向之位置之位置檢出部線性標 =:。::圈:達20之線圈23係從電源二 台41之基板二載：41係於内部具備將吸著固定於接合載 係構成為可熱:载台加熱器Η 了以不圓不之驅動機構於χγ方向移動。 …二:°=内::行信號處理一與記憶 工具位置保持冷卻程式55 '第 f m4、接合 2接合工具位置土準位置设定程式56、第 馬達13係連接^式〜抵接檢出程式M。 、工制部5〇，構成為根據控制部5〇之 13 201222693 才曰令控制旋轉方向、旋韓 構成為根據控制部50之1令使:19係連接於控制部心 壓變化，陶竞加熱器組件27、載/n3輸出之電流、電 ^ 50> M ^ A Μ Μ i 0加熱器48係連接於控制 設於第1空氣管72、第2空氣二;之其發熱狀態。此外， 於第！真空配其71之電磁閥64、63與設 連接於Ϊ:: 第2真空配管74之電磁閥係 如圖3。W並構成為根據控制部％之指令開閉。 子文件^斤"1"於接合工具28之前端上下反轉吸著之電 =二係於表面設有複數電㈣，於該各電極32上形 基部34斑 金凸塊33係具有電極32側之圓板型之 1圓錐形且從基部34突出之突部35。此外，吸著 於銦番載台41之基板42係於表面形成有銅電極43， 厚二極43之表面形成有輝料皮臈44。此銲料皮膜44之 =度非常薄，係1G至心m程度。電極32、金凸塊33基 板之鋼電極43係配置為分別對向。. 如圖4所7F ’線性標度61係於線性標度本體61a上以 之節距L叹有刻度ό 1 b者《線性標度頭62係於内部 包含照射線性標度61之刻度㈣之光源、使來自光源之光 透過之光栅、檢出以線性標度61之刻度“b反射之光之受 '件處理從受光組件輸入之信號之信號處理部。從光 源射出之光係通過光栅後以線性標度6ι之刻度川反射，
在^光-極體之受光組件上生成干涉條紋。在線性標度61 往亥]度6 1 b之長度方向與線性標度頭62相對移動後，該干 V條紋移.動’從受光組件輸出刻度61b之節距L或節距L 201222693 之1/2之週期之正弦波信號。正弦波信號係其相位偏移卯 度之二相正弦波。線性標度頭02係以信號處理部基於上述 之一相正弦波之輸出差來輸出線性標度61與線性標度頭62 之相對移動量。移動量之檢出精度在刻度61b之節距L為 例如數以m之場合係lnm。 ^ 顯 一 僻取之冤于零仵構裝衣I 1UU將於圖3 ’、電子零件3 1接合於基板42之接合動作參照圖5製 圖7說明。在此，電子零件31係包含半導體晶片、電晶體、 一極體者。控制部5G係、使電磁閥77開啟並通過第i 配管75々從設於陶:光加熱器組件27之内部之於圖2顯示： 第1空軋吸引路94將空氣吸出以使第【真空吸著槽 内部為f空並將接合工具28於陶究加熱器組件27之下面 真空吸著。此外，於击丨| jtR $ 找兩 74 係使電磁間76開啟並通過第2 具工配管74從設於喻签士枯 於陶是加熱益組件27之内部之於圖 不 2空氣吸引路93、真空槽96、第3 *廣级引 將空氣吸出以使第2真空…引路叨 零件於接合工具28之台座 ^真工並將電子 之下面28e真空吸基 制部50係使接合載 具二及者。控 m 灯方向移動並如圖3所示，所 不進仃電子零件31之電極3 斤 m .. 丹吞板42之銅電極41 + 對位。在初期狀態下係於 3之 狀態，故冷卻空氣不會流入陶 熱窃組件2<7。 在對位元成後，控制部5()係如_ $ < 之時間^至t2所示，開始使接合卫 ^ 、圖6 降下動作。此降下動作係藉由使於圖從初為度降下之 、團1顯不之馬達13旋轉 15 201222693 而使進給螺桿1 8旋轉，使固定古诚 丈口疋有螺入有進給螺桿1 8之螺 帽1 7之升降塊1 5往下方向蒋叙办％ 门秒動來進行。控制部50係以馬 達13之旋轉角度檢出降下位署 年卜位置’判斷是否如圖5之步驟 S1 02所示，降下至於圖6鞯彔夕日疋〜 ..肩不之既定之高度Η厂在降下至 於圖6顯示之既定之高度η,德，么^ 1俊金凸塊33與銲料皮膜.44、 銅電極43會如圖7(a)所示相當接近，但於金凸塊”之 突部.35與銲料皮膜44之間還有間隙。在降下動作係音圈 馬達20、桿部26、接合工具28成為一體降下，故於安裝 於桿部26之線性標度61與音圈馬達2〇之外箱21之間不 會有高度之差產生，來自線性標度頭62之檢出信號不會從 初期輸出變動》 /後，在控制部50判斷為已降下至於圖6顯示之既定 之高度Η丨&，使馬達13停止以使降下動作停止，如圖5 之步驟S103所示，開始檢出於圖3顯示之金凸塊33之前 端抵接於基板42之銅電極43之銲料皮膜料之位置之搜尋 動作。如目6之時間1至t2所示，搜尋動作係將接合工呈 28之高度逐漸降低少許至金凸塊33之突部35之前端抵接 於銲料皮膜44之表面之動作。此動作係例如後述以使音圈 馬達20之往線圈23之通電電流變化來進行。 在控制部50輸出搜尋動作之降下位置之指令後，電源 19基於該降下位置之指令值將電流對音圈馬達2〇之線圈 23通電。之後，、線圈23往下方向移動，其前端24接觸桿 部26之上端。桿部26係以板彈簧25安裝於外箱21，故於 線圈23流動之電流增加且線圈23之前端24將桿部％壓 16 201222693 下，在板彈簧25對應於此壓下力而彎曲後，桿部26往下 方向移動且接合工具28之前端逐漸降下。在桿部26往下 方向移動後，於固定於桿部26之線性標度61鱼立 之外箱21之間之相對高度產生差異，故線性^度圈;6達2 檢出線性標度61之移動量。控制部5〇係基於此線性標度 頭62之檢出之信號之變化來取得接合工具28之降；二 置，並對降下位置之指令值施加回饋以調整從電源Μ輪出 之電流。之後，使於線圈23流動之電流逐漸增加而可進行 使接合工具28之前端逐漸降下之搜尋動作。 於搜尋動作之期間，控制部5〇係如圖5之步驟 所示，以抵接檢出手段監視金凸塊33之突部35之前端是 否已抵接於銲料皮膜44之表面。在金凸塊33之突部35 2 前端抵接於銲料皮膜44後，線圈23之往下方向之移動停 止，於以線性標度頭62檢出之降下位置與搜尋動作之際2 降下位置之&令值之間有差異產生。控制部5()係、於此降下 位置之指令值與以線性標度頭62檢出之降下位置之差超過 既定之間值之場合判斷為金凸塊33之突部35之前端已= 接於鲜料皮膜44 (抵接檢出步驟）。另外，線性標度61之 上下方向之位置係調整為金凸塊33之突部35之前端 於銲料皮膜44之際刻度61b之長度方向之中央來到 度：62之正面，故線性標度頭62可以金凸塊33之突部二 之前端抵接於銲料皮膜44之位置為巾⑴収上 動量。 爻移 如圖5之步驟8105、圖6之時間“所示，控制部 17 201222693 係在判斷為金凸塊33之突部35之前端抵接於銲料皮膜44 後，判斷接合工具28已到達基準高度H2，將此時之以線性 標度頭62檢出之高度Ha設定為接合工具28之基準高度（基 準位置）（基準位置設定）。此外，於圖7 ( b )顯示金凸 塊33之突部35之前端抵接於鮮料皮膜44之狀態。 控制部5 0係在設定基準刻度後，如圖5之步驟s丨〇 6 所示，進行接合工具28將基板42壓下之按壓荷重成為固 定之荷重固定動作。此動作可係例如使於音圈馬達2〇之線 圈23通電之電流之值成為大致固定，以使線圈23之前端 24將桿部26壓下之力成為固定。此外，亦可如前述設檢出 接合工具28將基板42壓下之按壓荷重之荷重感測器控 ^為使線圈23之電流變化以使以此荷重感測器檢出之㈣ 荷重成為岐。如圖5之步驟請7所示，控制部5〇係掏 取以線性標度頭62檢出之高度方向之移動量與基準高度仏 之差並將金凸塊33之突部35之前端抵接於銲料皮膜時 之從接合工具28之基準高度h2往基板42接近之距離亦即 從基準高度H2之向下之移動距離做為沈入量D來計算。控 制部5 〇係如圖5之步驟ς〗Λ Q 一 08所不開始沈入量D是否超過 既疋之閾值之監視。 圖6之從時間t至 3之間係金凸塊3 3之突部3 5之前 知不抵接於銲料皮膜44 , ^ ^ 故銲枓皮臈44之溫度係因於圖j 頁不之載台加轨4 8品达 …8而為與基板42之溫度相同之溫度。 另外’電子零件31#狃山》： 客士袖 藉由配置於接合工具28之上部之陶 瓷加熱器27h而加熱至更古、田 冲之陶 、主更阿溫。因此，在於圖6之時間 18 201222693 主凸塊33之突部35之前端抵接於銲料皮膜44後，熱開始 從金凸塊33之突部35之前端往銲料皮膜44傳遞。之後， 在到達圖6之時間“後，銲料皮膜44之溫度開始上升。之 後’在圖6之從時間“至^銲料皮膜料之溫度逐漸上升後， 銅电極43之,皿度亦跟隨上升，其結果，銅電極與銲料 皮膜44熱膨勝。在此期間，壓下荷重係固定，故接合工具 8之位置從金凸塊33之突部35之前端抵接於銲料皮膜44 時之基準高度仏逐漸上升’於時間係上升至高度H3。此 時，由於接合工具28之位置係比基準高度^高之高度h3, 故如圖6所示，從甚進古疮u ^ & 攸&早回度H2之向下之移動量D〆=h2-H3 ) 成為負值’故沈入量D沒有超過既定之閾值。 於於® 6 ..„貝示之時間t5係鲜料皮冑44 t溫度上升至鲜 料之溶融溫度亦即溫度T丨後，銲料皮膜44之溶融開始。此 .時，由於接合工具28係控制為成為按壓荷重固定，故如圖 7(c)所示，金凸塊33之突部35逐漸沈入溶融後之銲料皮 膜44之中。亦即，接合工具28之高度在於圖6顯示之時 間t5、高度h3從上升變化為下降。之後，降下後之突部35 之周圍藉由溶融後之銲料45包圍。如上述，在金凸塊33 之突部35之前端逐漸沈入溶融後之銲料皮膜44之中後， 接合工具28之高度成為比基準位置亦即基準高度H2低之 位置，從基準高度H2往下方之移動量亦即沈入量D逐漸成 為正值。之後，如圖6之時間t6所示，接合工具28之高度 成為高度比且沈入量D(=H2_H4)成為既定之值後，如圖 7(c)所示，於金凸塊33之空 见w之犬部35之前端與積極基板42 19 201222693 之銅電極4 3之間俾捏fL + mi Λ /1 A, MM4皮膜44讀心之厚度存在之狀 L。之<，在沈人量D超過岐之間值後，如圖$之步驟 测所示，控制部5Q判斷録料皮膜44已熱溶融並停止荷 =定控制’將接合工具28之高度以時間t6之高度_ 持為固定且開始將陶竟加熱器27卜接合工具Μ卻之接 合工具位置保持冷卻動作。 此動作係例如可檢出接合工具28之高度為高度札之 以線性標度頭62檢出之上下方向（Z方向）之移動 量’使往音圈馬達2〇之蝻isj & 之線圈23之通電電流變化以使與基 ，度η2之差為既定之間值以下。由於銲料皮膜44之厚度 為1〇至3〇心，故藉由將接合工具28之上下方向（ζ方向） ,位置以線性標度頭62以lnm程度量測、控制，可如圖7 c)所不，維持好凸塊33之突部35之前端與基板42 銅電極43之間係由銲料皮膜44形成之厚度數…狀 態0 工制β 50係在接合具位置保持冷卻動作開始後，使 正，將接合工具28加熱之陶究加熱器2%停止並對陶究加 ’’’、2 ’且件27、接合工具28供給冷卻空氣而冷卻，將吸著於 接合工具28及其前端之電子零件31與陶竞加熱m W &制部50係使於圖j顯示之電磁閥Ο、Μ成為 =啟’從第1空氣管72、第2空氣管71使冷卻空氣從於圖 2顯示之第！空氣入口 82、第2空氣入口81流入第i空氣 L。路84、第2空氣供給路83。流入第1空氣供給路84 之冷部空氣在設於陶免加熱器27h之下侧之第1冷卻流路 20 201222693 86之中於水平方向流動，將陶瓷加熱器27h與接合工具28 之間之加熱器底座27a之部分冷卻。流過第1冷卻流路86 並將加熱器底座27a冷卻後之空氣從第1空氣出口 90往外 部放出。此外，從第2空氣供給路83流入之冷卻空氣從第 2空氣供給路83流向第3空氣供給路85後，從第3空氣供 給路85進入第2冷卻流路87,於沿台座28c之下面28e之 方向流動，從設於台座28c之侧面28d之第2空氣出口 89 往外部放出。 如上述’從第1空氣入口 82、第2空氣入口 81流入之 空氣係將陶瓷加熱器27h之下部之加熱器底座27a之部分與 接合工具28冷卻，故可將吸著於接合工具28之前端之電 子零件31更有效地冷卻。因此，伴隨電子零件3丨之冷卻 旳於圖7 > w小宏ϋ观：>)仲芯逆々、伸，在維持金巴塊 33之突部35之前端與基板42之銅電極43之間係銲料皮膜 44之厚度為數V m之狀態之狀態下，金凸塊33之突部3ί 之周圍之銲料45逐漸冷卻。之後，如圖6之時間卜所示， 在鲜料皮膜44之溫度降低至鲜料之凝固溫度T3後，鐸料凝 固，如圖7⑷所示在金凸塊33之突部35之前端與基板 :銅電極43之間係銲料皮膜44之厚度為數心之狀態 、料45凝固而成為接合金屬46。 ^圖5之步驟SUQ所示，控制部5。係在既定之時間 二1 ’判斷為冷卻已完成’於圖6之時間卜使於圖1顯 不之電磁閥63、64成為關閉而停止冷卻空氣之流 ， 使電磁閥76成為關閉而停止來自第2空氣吸引路们之空 21 201222693 氣之吸引以解除第2真 可價98之真空，解除吸著固定 於接s工具28之台座28c ^ 下面28e之電子零件31之吸 者。之後，控制部5〇係如圖 之步驟S 111所不以馬達1 3 使進，.·σ螺桿1 8旋轉以彳丨接人τ β 具28上升至初期高度Η。而 結束電子零件3 1之接合。 如亡述’本實施形態之電子零件構裳裝置⑽係將陶 :加熱益27h之下部之加熱器底座…之 ^故可將吸著於接合卫具28之前端之電子零件接31°^ 效地冷郃，可於短時間使銲料45凝固，故可縮短接合時間。 此外，本實施形態之電子零件構裝裝χ 1〇〇係以接合工且 2'之沈入量D判斷輝料皮_之溶融，從荷重固定控制轉 換為接合工具位置保持冷卻控制，故將接合工具以之高度 、隹持於因銲料溶融而形成之微小之沈入量D之位置，故金 凸塊33之突部35之前端位於薄銲料皮膜44之厚度之中， 可在金凸塊33之突部35之前端不接觸基板42之銅電極a 之狀態下使銲料45凝固而進行電子零件3丨之構裝。此外， 可抑制金凸塊33之突部35與銅電極43接觸，可抑制金凸 塊33變形而與鄰接之金凸塊33接觸而成為不良品或因由 接觸所產生之荷重而電子零件31損傷，可使接合之品質提 在以上敘述之實施形態雖係說明在金凸塊3 3之突部3 5 之前端抵接於銲料皮膜44之狀態下，將接合工具28位於 基準高度H2之場合之線性標度61之刻度61b設定為基準刻 度’但如於圖6顯示之時間所示，在金凸塊33之突部35 22 201222693 之則端抵接於銲科皮膜44後，將位於接合卫具Μ之高度 從上升變化為下降時之高度H3之狀態之線性標度61之刻 度61 b以線性標度頭62讀取並做為第2基準刻度（第2基 準位置設定）亦可。在此場合，與先前說明之實施形態同 樣地’於沈入量為於圖6顯示之D2=H3-H4時從荷重固定控 制切換為接合工具位置保持冷卻控制（第2接合工且位^ 保持冷卻動作）。在此場合亦發揮與先前敘述之實施形離 同樣之效果。 參照圖8針對本發明之其他實施形態說明。對與已參 照圖1至圖7說明之部分相同之部分係給予相同 說明係省略。 现且 本實施形態係如圖8所示’設於陶究加熱器組件27、 接合工具28之第2空氣吸㈣93、真空槽96、第3 〇 吸引路Μ之位置及設於接合工具28之冷卻空氣流路= :不：，其餘之構成係與已參照圖1至圖7說明之實施形 如圖8⑴所示，從圖8(〇之3之箭頭之方向觀 於接合工具28之上面28a形成有十字型之四角剖面之槽 1〇:。在接，工具28因第1真空吸著槽％之真空而吸二 陶瓷力’、、' 益、’且件27之加熱斋底座2〜之下面後，槽部1〇; 之上面係藉由加熱器底座27a之下面覆蓋，槽部^ W成、、， 接合工具28之中心朝向四方之四角剖面之冷卻流路4從 空氣供給路83係.構成為連通於上述之槽部〖ο〗 2 之中央 第2空氣供給路83之加熱器底座心之下面端係成為^ 23 201222693 槽部m與加熱器底座27a構成之角型之冷卻流路供終 空氣之冷媒供給口。此外，圖8⑴係顯示從圖8(a)\ a之箭頭之方向觀察之台座28c之下面28e之圖。如圖8(。 所不，於台座28c係設有於沿台座28c之下面2“之方向延 伸且連通於設於各側面28d之各第3空氣出口 1〇4之第3 冷卻流路1()3。且於槽部1()1之台座28e之各側面叫側之 端部係設有從槽部1G1往接合工具28之厚度方向延伸且連 通於第3冷卻流路103之第4空氣供給路ι〇2。第3空氣吸 引路97係配置於不與先前已說明之槽部ι〇ι接觸之2置， 配合該位置配置有真空槽96、第2空氣吸引路93。 在空氣從第2空氣入口 81流入後’流入之冷卻空氣從 第2空氣供給路83流入槽部1〇1，在槽部ι〇ι之中往接合 工具28之四方流動並將接合工具28冷卻後，從第*空氣 供給路1 02往第3冷卻流路1 〇3流動並將接合工具28之台 座28c冷卻，從設於台座28c之各侧面28d之第3空氣出口 104往外部放出。 本實施形態係與先前已說明之實施形態發揮相同之效 果。此外，本實施形態係藉由將接合工具28之冷卻流路之 一部分以將設於接合工具28之上面28a之槽部1〇1以陶瓷 加熱器組件27之加熱器底座27a之下面覆蓋來構成，故冷 卻流路之加工變容易。 在本實施形態槽部1 〇 1之形狀雖係十字形，但只要能 以槽部與加熱器底座27&之下面構成將接合工具28冷卻之 冷卻流路，槽部之形狀為任何形狀皆可。此外，第3空氣 24 201222693 出口 104不設於台座28c之各側面2 J』，，、要至少於其 中之一之側面2 8 d設有1個即可。 以上已說明之各實施形態雖已說明將陶£加熱器組件 27、接合卫具28冷卻之第}冷卻流路％、第2冷卻流路 8 7、第3冷卻流路丄〇 3係藉由將電磁閥6 4、6 3開閉而開閉， 但使各電磁閥64、63為可流量調節之流量調節閥，基於冷 卻時間調整其開度，對應於冷卻時間使空氣流量變化： 可。此外，基於電子零件31之溫度等使其空氣流量 可〇 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之實施形態之電子零件構裝裝置之 構成之系統圖。 圖2係顯示本發明之實施形態之電子零件構裝裝置之 加熱器組件與接合工具之空氣流路之說明圖。 圖3係顯示設定於本發明之實施形態之電子零件構裝 裝置之電子零件與基板之說明圖。 圖4係顯示用於本發明之實施形態之電子零件構裝裝 置之線性標度之示意圖。 圖5係顯示本發明之實施形態之電子零件構裝裝置之 動作之流程圖。 圖6係顯示本發明之實施形態之電子零件構裝裝置之 動作中之接合工具之位置、冷卻空氣流量、按壓荷重、鮮 料皮膜之溫度變化之說明圖。 25 201222693 圖7係顯示藉由本發明之實施形態之電子零件構裝裝 而凸塊與銲料層金銲料溶接接合之步驟之說明圖。 圖 8 / 係顯示本發明之其他實施形態之電子零件構裝裝 熱器組件與接合工具之空氣流路之說明圖。 【主要元件符號說 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 27a 明】 基座 機架 上部凸緣 導引部 升降塊 滑動部 螺帽 進給螺桿 電源 音圈馬達 外箱 固定子 線圈 前端 板彈簧 桿 陶瓷加熱器組件 加熱器基座 26 201222693 27b 側面 27h 陶瓷加熱器 28 接合工具 28a 上面 28b 、 28e 下面 28c 台座 28d 側面 31 電子零件 32 電極 33 金凸塊 34 基部 35 凸部 41 接合載台 42 基板 43 銅電極 44 銲料皮膜 46 接合金屬 48 載台加熱器 50 控制部 51 CPU 52 記憶體 53 接合程式 54 基準位置設定程式 55 接合工具位置保持冷卻程式 27 201222693 56 第2基準位置設 57 第2接合工具位 58 控制用資料 59 抵接檢出程式 61 線性標度 61a 線性標度本體 61b 刻度 62 線性標度頭 63、 64 、 76 、 77 電磁閥 65、 66 流量計 67 ' 68 節流閥 69 空氣供給管 69a 減壓閥 70 壓縮空氣源 71 第1空氣管 72 第· 2空氣管 73 真空裝置 74 第2真空配管 75 第1真空配管 81 第2空氣入口 82 第1空氣入口 83 第2空氣供給路 84 第1空氣供給路 85 第3空氣供給路 28 201222693 86 第 1冷卻流路 87 第 2冷卻流路 89 第 2空氣出口 90 第 1空氣出口 91 第 2空氣吸引口 92 第 1空氣吸引口 93 第 2空氣吸引路 94 第 1空氣吸引路 95 第 1真空吸著槽 96 真空槽 97 第 3空氣吸引路 98 第 2真空吸著槽 100 101 電子零件構裝裝 槽 102 第 4空氣供給路 103 第 3冷卻流路 104 第 3空氣出口 29

Claims (1)

  1. 201222693 七、申請專利範圍： 卜—種電子零件構裝裝置，透過熱溶融 電子零件之雷托愈且4 ^ 女〇金屬將 牛之電極與基板之電極接合’將前述電子零件構裝 、』述基板上，其特徵在於： 具備： 、被驅動於與前述基板接離方向且内藏加熱器之基體 邵； 具有密著固定於前述基體部之表面之第」面與形成於 /、則述第1面相反側之笛9 rft Β ·ίΑ甘* , 之第2面且於其表面吸著保持前述電 “零：之台座，並以前述基體部之前述加熱器加熱而將吸 者於前述台座之表面之電子零件熱壓接於基板之工 具； 〇 别述接合工具具有連通前述第i面與前述台座之側面 之冷卻流路。 2、 如申請專利範圍第1項之電子零件構裝裝置，其中， 則述接合工具之前述冷卻流路係至少其一部分於沿前 迷σ座之表面之方向使冷媒流動之流路。 3、 如申請專利範圍第2項之電子零件構裝裝置，其中， 前述基體部具有冷媒供 側面且冷媒流入之冷媒入口 表面且將從前述冷媒入口流 路供給之冷媒供給口； 給路’該冷媒供給路包含設於 、設於將接合工具密著固定之 入之冷媒往接合工具之冷卻流 致則述接合工具之前述冷卻流路係以其一端與前述冷媒 供給口連通而另一端與設於前述台座側面之冷媒出口連通 201222693 之：：前述第」面之延伸於沿前述台座表面之方向之槽、 覆蓋別述槽之前述基體部之表面構成。 二、如申請專利範圍第…項中任—項之電子零件構 j裝置’其中， 前述電子零件構裝裝置具備： 將前述基體部於與前述基板之接離方向驅 部； 初 檢出前述接合工具之與前述基板之接離方向之位置之 位置檢出部； < 將前述接合工具之冷卻流路開閉之遮斷閥； 向之^述驅動部使前述接合工具之與前述基板之接離方 °二置變化並使前述遮斷閥開閉之控制部； 則这控制部具有接合工具位置保持冷卻手段，該接合 _置保持冷部手段係在以前述加熱器加熱前述電子零 p 2迹接合卫具從基準位置往前述基板接近以距離之 ::::為前述電子零件之電極與前述基板之電極之間之 ::其合金屬已熱溶融而保持此時之前述接合工具之相對 接：土板之接離方向之位置’並開啟前述遮斷閥而對前述 卻。工具之冷部流路供給冷媒以進行前述接合工具之冷 儿如申μ專利$!圍第4項之電子零件構裝裝置，其中， =述電子零件係於電極上形成凸塊； 、 1述基板係於電極形成接合金屬之皮膜； 前述控制部進—步具有： 31 201222693 基於來自前述位置檢出部之信號判斷前述凸塊與前述 皮膜之抵接之抵接檢出手段； 於以該抵接檢出手段判斷為前述凸塊與前述皮膜已抵 接之場合將前述接合工具之相對前述基板之位置設定為前 述基準位置之基準位置設定手段。 6>如中請專利範圍第5項之電子零件構裝裝置，其中， 前述控制部進一步具有： 第2基準位置設定手段，在以前述基準位置設定手段 設定前述基準位置後前述接合工具之與前述基板之接離方 = 巨離從增加變化為減少之場合將前述接合工具之相對 則述基板之位置設定為第2基準位置，· f 2接合工具位置保持冷卻手段，在 =接合工具從前述第2基準位置往前子: 之場合判斷為前述電子零件之電極與前述基板之 合金屬已熱溶融而保持此時之前述接合 八之相對前述基板之接離方向之位 閥而對前述接人工且夕久" 並開啟則述遮斷 工具之冷卻。° 路供給冷媒⑽行前述接合 電子^'之mu之接合金屬將 於前述基板上，二之電極接合，將前述電子零件構裝 蚁上，其特徵在於具有： 準備具有·· 部·被驅動於與前述基板接離方向且内藏加熱器之基體 32 201222693 ▲具有密著固定於前述基體部之表面之第！面與形成於 與刖述第1面相反側之第2面且 於其表面吸耆保持前述電 子零件之台座與連通前述第1面與前述台座之側面之冷卻 流路，並以前述基體部之前述加熱器加熱而將吸著於前述 台座之表面之電子零件熱壓接於基板之接合工具，· .將前述基體部於與前述基板之接離方。向驅動之驅動 部， 檢出前述接合工具之與前述基板之接離 位置檢出部； 將前述接合工具之冷卻流路開閉之遮斷閥； 之電子零件構裝裝置之步驟； 述電Ϊ合工具位置保持冷卻步驟，在以前述加熱器加熱前 定距Μ零件且前述接合工具從基準位置往前述基板接近既 極之間之ί合判斷為前述電子零件之電極與前述基板之電 a之前述接合金屬已熱溶融而保持此時之前述接合工 具·之相甜^_ w . 而對护、,、則 接離方向之位置，並開啟前述遮斷閥 ⑴述接合工具之冷卻流路供給冷媒以進行前述接合工 具之冷卻。 八、圖式： (如次頁） 33
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