TW201538041A - 零件構裝裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種確保電子零件對構裝體和其他電子零件之良好的接合狀態之零件構裝裝置。本發明的零件構裝裝置，係具備：複數個焊接頭(9)，具有對電子零件(300)進行加熱而使熔融材料(302)熔融之加熱器(11b)、及對按壓於電子零件之工具(21)進行吸附之吸附部(11a)；工具識別攝像機(24)，對吸附於吸附部之工具在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別；及零件識別攝像機(13)，對電子零件在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別，複數個吸附部能夠分別向上下方向、左右方向及前後方向單獨移動，並且能夠以上下延伸之軸為支點單獨旋轉，並且，以各工具的位置及朝向分別與被加熱及加壓之各電子零件的位置及朝向一致之方式，對各吸附部在前後左右之位置及旋轉方向上之朝向進行控制。

Description

零件構裝裝置

本發明係有關關於具有複數個焊接頭且藉由各焊接頭對電子零件分別進行加熱及加壓而進行構裝之零件構裝裝置之技術領域。

有一種零件構裝裝置，其具有焊接頭，且藉由焊接等將電子零件接合並構裝於基板和半導體晶片等構裝體的規定位置。

該種零件構裝裝置中有如下裝置，其藉由焊接頭的吸附部對形成為與電子零件的種類和大小相應之大小和形狀之工具進行吸附，且經由工具並藉由吸附部對電子零件進行加熱和加壓(例如參照專利文献1)。

在專利文献1中記載之零件構裝裝置中，在吸附部的下表面側設有加熱器，藉由吸附部對工具進行吸附而進行保持，且經由工具並藉由吸附部對電子零件進行吸附。對於被吸附之電子零件，藉由加熱器進行加熱，並且經由工具進行基於吸附部之加壓。

就電子零件而言，接合端子藉由基於加熱器之加熱而熔融，並且接合端子藉由加壓而按壓於在焊接載物台上載置之其他電子零件和半導體晶片等構裝體的接合端子，藉此接合構裝於構裝體上。

並且，零件構裝裝置中還有如下構成之裝置：複數個焊接頭排列配置，並且藉由設置於各焊接頭之加熱器對各電子零件進行加熱而將各電子零件同時接合於構裝體上(例如參照專利文献2)。

在專利文献2中記載之零件構裝裝置中，複數個焊接頭排列 配置，複數個焊接頭在其排列方向上可成為一體進行移動。在保持於焊接載物台上之構裝體上，以規定間隔預先載置有複數個電子零件，若構裝體藉由焊接載物台的移動而位於複數個焊接頭的下方，則複數個焊接頭下降而各焊接頭按壓於電子零件上，從而電子零件分別被各吸附部所吸附。接著，分別吸附有電子零件之各焊接頭稍微上下移動以調整各電子零件的高度位置，並且藉由分別設置於焊接頭之加熱器對各電子零件進行加熱，並藉由焊接將電子零件接合構裝於構裝體的連接端子上。

在專利文献2中記載之零件構裝裝置中，藉由複數個焊接頭一次性進行複數個電子零件對構裝體之構裝作業，因此能夠縮短產品製造時間，且能夠降低製造成本。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2008-251589號公報

專利文獻2：日本特開2012-114382號公報

然而，在如上述之電子零件的構裝製程中，由於零件構裝裝置各部的位置精度和相對於電子零件各部之位置精度等，各電子零件對構裝體之載置位置和工具相對於焊接頭之保持位置(吸附位置)等，有可能相對於預先規定之各基準位置偏離。

若發生該種相對於基準位置之偏離，則依據偏離的大小，電 子零件對構裝體之接合位置相對於適當的接合位置偏離，或者，吸附部和工具對電子零件之按壓位置相對於基準位置偏離，無法確保電子零件對構裝體的良好的接合狀態，有可能發生接合不良等不良情況。

尤其，在電子零件上層疊其他電子零件來構成複數段的電子 零件之所謂的疊層芯片中，隨著電子零件的段數增加容易發生傾倒，從而發生電子零件之間的接合不良之可能性增加。

並且，在構成為藉由複數個焊接頭將複數個電子零件同時接 合於構裝體上之零件構裝裝置中，各焊接頭和工具同時按壓於複數個電子零件，因此亦容易發生相對於基準位置之偏離，從而發生電子零件對構裝體之接合不良和電子零件之間的接合不良之可能性增加。

因此，本發明的零件構裝裝置克服上述問題點，其目的為確 保電子零件對構裝體和其他電子零件之良好的接合狀態。

第一、本發明之零件構裝裝置，其具備：複數個焊接頭，分別具有：加熱器，經由熔融材料對預先載置於構裝體上之複數個電子零件進行加熱而使前述熔融材料熔融；及吸附部，在對前述電子零件進行加熱時，對按壓於前述電子零件之工具進行吸附，並且，前述焊接頭經由前述工具對前述電子零件進行加熱及加壓；工具識別攝像機，對分別吸附於前述複數個吸附部之複數個前述工具在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別；及零件識別攝像機，對預先載置於前述構裝體上之前述複數個電子零件在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別，前述複數個吸附部 能夠分別向上下方向、左右方向及前後方向單獨移動，並且能夠以上下延伸之軸為支點單獨旋轉，依據藉由前述工具識別攝像機識別之前述各工具的位置及朝向和藉由前述零件識別攝像機識別之前述各電子零件的位置及朝向，以前述各工具的位置及朝向分別與被加熱及加壓之各電子零件的位置及朝向一致之方式，對前述各吸附部在前後左右之位置及旋轉方向上之朝向進行控制。

藉此，依據藉由工具識別攝像機識別之各工具的位置及朝向 和藉由零件識別攝像機識別之各電子零件的位置及朝向，分別按照各電子零件在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向來矯正各工具在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向，並將各工具按壓於各電子零件上。

第二、在上述本發明之零件構裝裝置中，複數個前述電子零 件以在上下方向上層疊之狀態預先載置於前述構裝體上，藉由前述零件識別攝像機，對最上段的前述電子零件在水平方向上之各位置及各朝向進行識別為較佳。

藉此，藉由零件識別攝像機，對最上段的電子零件在水平方 向上之位置及朝向進行識別，藉此，即使在層疊之電子零件的傾斜度加大之情況下，亦可以以各工具的位置及朝向分別與被加熱及加壓之各電子零件的位置及朝向一致之方式，對各吸附部在前後左右之位置及旋轉方向上之朝向進行控制。

第三、在上述本發明之零件構裝裝置中，前述零件識別攝像 機構裝於一個前述焊接頭上為較佳。

藉此，不需要用於使零件識別攝像機移動之專用機構。

第四、在上述本發明之零件構裝裝置中，設有移動載物台為 較佳，前述移動載物台上載置有前述構裝體且在前述焊接頭的下方向水平方向移動。

藉此，可連續進行基於複數個吸附部之對複數個電子零件之 接合動作。

第五、在上述本發明之零件構裝裝置中，前述工具識別攝像 機構裝於前述移動載物台上為較佳。

藉此，不需要用於使工具識別攝像機移動之專用機構。

第六、在上述本發明之零件構裝裝置中，設有保持複數個前述工具之工具夾具，前述工具夾具構裝於前述移動載物台上為較佳。

藉此，不需要用於使工具夾具移動之專用機構。

依本發明，依據藉由工具識別攝像機識別之各工具的位置及朝向和藉由零件識別攝像機識別之各電子零件的位置及朝向，分別按照各電子零件在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向來矯正各工具在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向，並將各工具按壓於各電子零件上，因此能夠確保電子零件對構裝體和其他電子零件之良好的接合狀態。

1‧‧‧零件構裝裝置

9‧‧‧焊接頭

11a‧‧‧吸附部

11b‧‧‧加熱器

13‧‧‧零件識別攝像機

17‧‧‧移動載物台

18‧‧‧工具夾具

21‧‧‧工具

23a‧‧‧插入凹部

24‧‧‧工具識別攝像機

100‧‧‧半導體晶片(構裝體)

300‧‧‧電子零件

301‧‧‧凸塊

302‧‧‧焊錫(熔融材料)

第1圖係與第2圖至第20圖一同表示本發明零件構裝裝置的實施方式之圖，本圖係零件構裝裝置的概略立體圖。

第2圖係以從與第1圖不同的方向觀察之狀態表示之零件構裝裝置的 概略立體圖。

第3圖係將零件構裝裝置的一部份省略表示之概略前視圖。

第4圖係將零件構裝裝置的一部份省略表示之概略側視圖。

第5圖係零件構裝裝置的概略俯視圖。

第6圖係表示工具吸附保持於吸附部之狀態之放大立體圖。

第7圖係表示焊接頭的一部份及工具和工具夾具的一部份之分解立體圖。

第8圖係表示零件構裝裝置和其周邊的各裝置之概略圖。

第9圖係層疊體以暫置狀態載置於半導體晶片上之狀態之概略前視圖。

第10圖係層疊體以暫置狀態載置於半導體晶片上之狀態之概略立體圖。

第11圖係與第12圖至第20圖一同表示零件構裝裝置的動作之圖，本圖係以局部截面方式表示各部的初始狀態之概略側視圖。

第12圖係後續第11圖表示移動部向後方移動而使規定工具位於焊接頭的正下方之狀態之概略放大側視圖。

第13圖係後續第12圖表示藉由吸附部吸附工具之狀態之概略放大側視圖。

第14圖係後續第13圖表示移動部向前方移動而使工具識別攝像機位於保持於吸附部之工具的正下方之狀態之概略放大側視圖。

第15圖係後續第14圖表示藉由工具識別攝像機依次拍攝工具之狀態之概略放大前視圖。

第16圖係後續第15圖表示保持半導體晶片之移動部向後方移動而位 於最後側之層疊體位於零件識別攝像機的正下方並藉由零件識別攝像機拍攝電子零件之狀態之概略放大側視圖。

第17圖係後續第16圖表示層疊體位於工具的正下方之狀態之概略放大前視圖。

第18圖係後續第17圖以局部截面方式表示進行焊接頭向左右方向及前後方向之調整和吸附部在旋轉方向上之調整而使保持於吸附部之工具位於電子零件的正上方之狀態之概略放大前視圖。

第19圖係後續第18圖以局部截面方式表示吸附部向下方移動而使工具從上方按壓於層疊體之狀態之概略放大前視圖。

第20圖係後續第19圖以局部截面方式表示藉由加熱器並經由工具對焊錫和功能性材料進行加熱而使焊錫和功能性材料熔融之狀態之概略放大前視圖。

以下，參照附圖對用於實施本發明零件構裝裝置之形態進行說明。

零件構裝裝置上排列配置有複數個焊接頭。以下，將焊接頭的排列方向設為左右方向來進行說明。另外，以下所示之上下前後左右方向係為方便說明而示出者，關於本技術的實施，並不限定於該些方向。

<零件構裝裝置的構成>

首先，對零件構裝裝置1的構成進行說明。

零件構裝裝置1具有設置於地面等之基台2、及配置於基台2的上側之支撐架3、3(參照第1圖至第5圖)。

在基台2的內側配置有未圖示之各種控制部。

在基台2的上表面中偏靠後端之位置以左右分離之方式構 裝有支撐架3、3。

在支撐架3、3之間構裝有連結板4。在連結板4的上表面 側，以前後分離之方式設有左右延伸且向上方突出之導引突部4a、4a。在連結板4上以左右分離之方式構裝有第1驅動馬達5、5、……。第1驅動馬達5、5、……例如左右分別配置有各三個。

在連結板4上，向左右方向移動自如地支撐有在左右方向上 排列之例如六個移動底座6、6、……。在移動底座6、6、……的下表面側，以前後分離之方式分別設有左右延伸且向下方突出之被導引突部6a、6a。 移動底座6、6、……設為被導引突部6a、6a、……由導引突部4a、4a引導且能夠分別藉由第1驅動馬達5、5、……向左右方向單獨移動。

在移動底座6、6、……的上表面側分別設有前後延伸且向 上方突出之引導突部6b、6b、……。在移動底座6、6、……上分別構裝有第2驅動馬達7、7、……。

在移動底座6、6、……上向前後方向移動自如地分別支撐 有移動構件8、8、……。在移動構件8、8、……的下表面側，以前後分離之方式分別設有向下方突出之被引導突部8a、8a、……。移動構件8、8、……設為被引導突部8a、8a、……由引導突部6b、6b、……引導且能夠分別藉由第2驅動馬達7、7、……向前後方向單獨移動。

在移動構件8、8、……的前表面分別構裝有焊接頭9、 9、……。如第6圖所示，焊接頭9具有向上下方向延伸之被構裝底座10 和相對於被構裝底座10能夠向上下方向移動且能夠以向上下方向延伸之軸S為支點進行旋轉之驅動體11，驅動體11的下端部作為吸附部11a而設置，且從被構裝底座10向下方突出。在驅動體11上設有配置於吸附部11a的內側之加熱器11b(參照第7圖)，作為加熱器11b，例如使用脈衝加熱器。加熱器11b的下表面與吸附部11a的下表面在上下方向上之位置大致一致。

如此，在零件構裝裝置1中，作為加熱器11b使用脈衝加熱 器，因此溫度的升降速度較快，並且溫度的均勻性優異，從而能夠縮短加熱時及冷却時之動作時間及抑制關於製造物品質之偏差。

在被構裝底座10、10、……的內部分別配置有未圖示之第3 驅動馬達。驅動體11、11、……能夠藉由第3驅動馬達分別相對於被構裝底座10、10、……向上下方向單獨移動。

在被構裝底座10、10、……的前表面分別構裝有旋轉用馬 達12、12、……(參照第1圖至第5圖)。驅動體11、11、……能夠藉由旋轉用馬達12、12、……分別相對於被構裝底座10、10、……以軸S、S、……為支點單獨旋轉。

焊接頭9、9、……能夠向左右方向單獨移動。移動底座6 及移動構件8藉由第1驅動馬達5相對於連結板4向左右方向移動，焊接頭9向左右方向之移動隨著移動底座6及移動構件8的移動而進行。

並且，焊接頭9、9、……亦能夠向前後方向單獨移動。移 動構件8藉由第2驅動馬達7相對於移動底座6向前後方向移動，焊接頭9向前後方向之移動隨著移動構件8的移動而進行。

在被構裝底座10、10、……中規定的被構裝底座10的前表 面構裝有零件識別攝像機13。由於零件識別攝像機13構裝於被構裝底座10上，因此隨著被構裝底座10向左右方向及前後方向的移動而向左右方向及前後方向移動。零件識別攝像機13具有對存在於比零件識別攝像機13更靠下方之對象物進行圖像識別之功能，對後述之電子零件在水平方向上之位置及水平方向上之旋轉方向的朝向進行識別。

如此，由於零件識別攝像機13構裝於能夠向左右方向及前 後方向移動之焊接頭9的被構裝底座10上，因此不需要用於使零件識別攝像機13移動之專用機構，從而能夠實現零件構裝裝置1的構造的簡化及製造成本的削減。

在基台2的上表面設有引導部14。引導部14具有朝向上下 方向之底座台14a和從底座台14a向上方突出之一對導軌14b、14b。導軌14b、14b向前後方向延伸且以左右分離之方式設置。

在引導部14上向前後方向移動自如地支撐有移動部15。移 動部15具有底座體16、移動載物台17及工具夾具18。移動部15在前方的移動端亦即準備位置與後方的移動端之間移動。

底座體16具有朝向上下方向且形成為板狀之底座板部 16a、及在底座板部16a的下表面以左右分離之方式構裝之被導引部16b、16b。底座體16的被導引部16b、16b向前後方向滑動自如地分別支撐於引導部14的導軌14b、14b。

移動載物台17具有朝向上下方向之平板狀的載物台部 17a、及從載物台部17a的下表面向下方突出之被構裝突部17b、17b，被構裝突部17b、17b構裝於底座體16中底座板部16a的上表面。

在移動載物台17的載物台部17a形成有向上方開口之未圖 示之複數個吸引孔，載物台部17a具有引並保持構裝體亦即後述之半導體晶片吸之功能。在載物台部17a組裝有未圖示之加熱器，並且構成為藉由加熱器對載置於載物台部17a之半導體晶片進行加熱而保溫成一定溫度。

工具夾具18具有朝向上下方向之平板狀的保持面部19、及 從保持面部19的後端部向下方突出之連結突部20，連結突部20連結於載物台部17a的前端部。在保持面部19，以前後左右等間隔分離之方式形成有向上方開口之配置凹部19a、19a、……。保持面部19的上表面位於與載物台部17a的上表面大致相同的高度。

另外，上述中示出了工具夾具18連結於載物台部17a的前 端部之例子，但相反地，工具夾具18亦可連結於載物台部17a的後端部。

在工具夾具18上保持有工具21、21、……(參照第7圖)。 工具21例如由高導熱材料形成，藉由形成為矩形平板狀且朝向上下方向之被吸附面部22和連結於被吸附面部22的下表面之按壓部23形成為一體而成，按壓部23形成為長方體狀。

按壓部23的外形比被吸附面部22的外形小一圈，連接於被 吸附面部22的除外周部以外之部份。

工具21、21、……分別藉由按壓部23、23、……插入到配 置凹部19a、19a、……而保持於工具夾具18。

在移動載物台17中載物台部17a的後端部構裝有工具識別 攝像機24。由於工具識別攝像機24構裝於移動載物台17上，因此可隨著移動載物台17向前後方向之移動而向前後方向移動。工具識別攝像機24 具有對存在於比工具識別攝像機24更靠上方之對象物進行圖像識別之功能，對工具21在水平方向上之位置及水平方向上之旋轉方向的朝向進行識別。

如此，工具識別攝像機24構裝於能夠向前後方向移動之移 動載物台17上，因此不需要用於使工具識別攝像機24移動之專用機構，從而能夠實現零件構裝裝置1的構造的簡化及製造成本的削減。

另外，上述中示出了工具識別攝像機24構裝於載物台部17a 的後端部之例子，但相反地，工具識別攝像機24亦可構裝於載物台部17a的前端部。

在引導部14的底座台14a上配置有驅動機構25。在驅動機 構25上設有驅動馬達25a和藉由驅動馬達25a的驅動力旋轉之絲桿25b，驅動馬達25a配置於底座台14a的後端部。若絲桿25b藉由驅動馬達25a的驅動力進行旋轉，則被導引部16b、16b由導軌14b、14b引導而使移動部15按照絲桿25b的旋轉方向向前後方向移動。

<周邊裝置的構成>

在零件構裝裝置1的周邊配置有零件裝配裝置500、構裝體搬入裝置600及構裝體搬出裝置700(參照第8圖)。另外，關於構裝體搬入裝置600和構裝體搬出裝置700，例如可以分別以構裝體搬入部和構裝體搬出部的形態作為零件構裝裝置1的構造的一部份而進行設置。

如第9圖所示，零件裝配裝置500係以暫置狀態載置層疊體400之裝置，該層疊體係在作為構裝體使用之半導體晶片100上經由功能性材料200、200、……將電子零件300、300、……層疊複數段而構成。另外， 功能性材料200貼附於電子零件300的下表面，第9圖中誇張示出了凸塊301、301、……，因此功能性材料200呈大幅起伏狀態，但凸塊301、301、……實際上為小突起，因此功能性材料200以大致平面狀的狀態貼附於電子零件300的下表面。在半導體晶片100上，藉由零件裝配裝置500以縱橫等間隔分離之狀態且以暫置狀態載置有多數個層疊體400、400、……(參照第10圖)。

另外，作為功能性材料200，例如使用具有作為黏結材料、 密封材料、增強材料的功能之漿料狀或薄膜狀的材料等，具體而言，使用稱作底部填充材料、非接觸式薄膜、非接觸式漿料等之各種材料。

構裝體搬入裝置600位於零件裝配裝置500與零件構裝裝置 1之間，具有搬入用輸送機601和保溫加熱器602(參照第8圖)。搬入用輸送機601具有以左右分離之方式放置之送料輥601a、601a和藉由送料輥601a、601a送料之輸送帶601b。保溫加熱器602配置於送料輥601a、601a之間。

構裝體搬出裝置700夾著零件構裝裝置1位於構裝體搬入裝 置600的相反側，具有搬出用輸送機701。搬出用輸送機701具有以左右分離之方式放置之送料輥701a、701a和藉由送料輥701a、701a送料之輸送帶701b。

另外，在構裝體搬出裝置700中，為了防止由急劇的冷却引起之半導體晶片100的翹曲等，亦可設置進行保溫之未圖示之保溫加熱器。

構裝體搬入裝置600具有將半導體晶片100從零件裝配裝置500向移動部15中移動載物台17的載物台部17a搬入之功能，構裝體搬出 裝置700具有將半導體晶片100從載物台部17a搬出並搬送至規定位置之功能。

在半導體晶片100上形成有規定電路圖案，在電路圖案的各 端部形成有連接端子101、101、……(參照第9圖)。在半導體晶片100上，藉由零件裝配裝置500以暫置狀態分別載置有層疊體400、400、……，該層疊體400、400、……以覆蓋連接端子101、101、……之狀態預先由功能性材料200、200、……和電子零件300、300、……構成(參照第9圖及第10圖)。在電子零件300、300、……的上下兩個表面，以縱橫分離之方式分別設有凸塊301、301、……。在凸塊301、301、……的前端部分別塗佈有作為熔融材料使用之焊錫302、302、……。另外，熔融材料並不限於焊錫302，亦可為能夠熔融之其他金屬材料。

層疊體400中，在最下段處，焊錫302、302、……經由功能 性材料200位於連接端子101、101、……的正上方，並且在比最下段更靠上段處，位於下側的電子零件300的上表面側之焊錫302、302、……經由功能性材料200分別位於處於上側的電子零件300的下表面側之焊錫302、302、……的正下方。

如上所述，在藉由零件裝配裝置500將層疊體400、400、…… 載置於半導體晶片100上之狀態下，將功能性材料200、200、……及焊錫302、302、……加熱成不熔融程度的規定溫度狀態。

如上所述，在構裝體搬入裝置600上設有保溫加熱器602， 當藉由搬入用輸送機601搬入以暫置狀態分別載置有功能性材料200、200、……和電子零件300、300、……之半導體晶片100時，藉由保溫加熱 器602對功能性材料200、200、……和焊錫302、302、……進行保溫。

並且，在構裝體搬出裝置700上設有保溫加熱器的情況下，當藉由搬出用輸送機701搬出接合有層疊體400、400、……之半導體晶片100時，藉由保溫加熱器對功能性材料200、200、……和焊錫302、302、……進行保溫。

<零件構裝裝置的動作>

接著，對電子零件300、300、……相互接合且最下段的電子零件300接合於半導體晶片100時之零件構裝裝置1的構裝動作進行說明。

首先，對藉由構裝體搬入裝置600將半導體晶片100搬入至零件構裝裝置1之前的各部的初始狀態進行說明。

移動部15在初始狀態下位於前方的移動端亦即準備位置，工具夾具18位於前方的移動端(參照第11圖)。

在初始狀態下，驅動體11、11、……位於上方的移動端，焊接頭9、9、……處於左右方向上的間隔亦即間距變最窄之狀態(參照第1圖至第3圖)。

當進行構裝動作之際，首先，在基於構裝體搬入裝置600將半導體晶片100搬入至零件構裝裝置1之前進行事前動作。

作為事前動作，首先，移動部15藉由驅動機構25向後方移動(參照第12圖)。藉由移動部15向後方移動，規定工具21、21、……位於焊接頭9、9、……的正下方。該規定工具21、21、……係與暫置於其後搬入之半導體晶片100上之層疊體400、400、……相應大小者。

接著，在焊接頭9、9、……中驅動體11、11、……向下方 移動。此時，負壓賦予至吸附部11a、11a、……並藉由吸附部11a、11a、……從工具夾具18分別吸附取出工具21、21、……，驅動體11、11、……向上方移動並藉由吸附部11a、11a、……分別保持工具21、21、……(參照第13圖)。

接著，作為事前動作，移動部15向前方移動，工具識別攝 像機24位於保持於吸附部11a、11a、……之工具21、21、……的正下方(參照第14圖)。若工具識別攝像機24位於工具21、21、……的正下方，則焊接頭9、9、……向左右方向移動，工具21、21、……依次通過工具識別攝像機24的正上方，藉由工具識別攝像機24依次拍攝工具21、21、……(參照第15圖)。若基於工具識別攝像機24的對吸附於吸附部11a、11a、……之所有的工具21、21、……之拍攝結束，則焊接頭9、9、……向左右方向移動而返回到間距變最窄之初始狀態，移動部15移動至前方的移動端而返回到初始狀態的位置亦即準備位置。

若藉由工具識別攝像機24拍攝到工具21，則依據所拍攝之 圖像資料對所拍攝之工具21在水平方向上之位置及朝向進行識別。水平方向上之位置係前後方向上的位置(座標)及左右方向上的位置(座標)，水平方向上之朝向係以向上下方向延伸之軸為支點之旋轉方向上相對於基準位置之朝向(旋轉角度)。

若上述事前動作結束，則以暫置狀態載置有層疊體400、 400、……之半導體晶片100藉由構裝體搬入裝置600搬入至移動部15中移動載物台17的載物台部17a。搬入至載物台部17a之半導體晶片100在載物 台部17a上被吸引並保持。

此時，藉由保溫加熱器602對半導體晶片100進行保溫，功 能性材料200、200、……保持為接近熔融溫度的高溫狀態而處於容易熔融之狀態。並且，在半導體晶片100搬入至載物台部17a之狀態下，亦藉由組裝於載物台部17a之加熱器對半導體晶片100及層疊體400、400、……進行保溫，從而保持功能性材料200、200、……和焊錫302、302、……的保溫狀態。

若藉由移動載物台17的載物台部17a保持半導體晶片100， 則移動部15向後方移動，位於最後側之層疊體400或位於最前側之層疊體400位於零件識別攝像機13的正下方(參照第16圖)。

若層疊體400位於零件識別攝像機13的正下方，則焊接頭 9、9、……向左右方向移動，或者，移動部15向前後方向移動，層疊體400、400、……依次通過零件識別攝像機13的正下方，藉由零件識別攝像機13依次拍攝層疊體400、400、……中最上段的電子零件300、300、……。若基於零件識別攝像機13之對最上段的所有的電子零件300、300、……之拍攝結束，則焊接頭9、9、……向左右方向移動而返回到間距變最窄之初始狀態，移動部15移動至前方的移動端而返回到初始狀態的位置亦即準備位置。

若藉由零件識別攝像機13拍攝到最上段的電子零件300， 則依據所拍攝之圖像資料對所拍攝之電子零件300在水平方向上之位置及朝向進行識別。水平方向上之位置係前後方向上的位置(座標)及左右方向上的位置(座標)，水平方向上之朝向係以向上下方向延伸之軸為支點之 旋轉方向上相對於基準位置之朝向(旋轉角度)。

接著，開始基於焊接頭9、9、……之對層疊體400、400、…… 之接合動作。當開始接合動作時，移動部15向後方移動，層疊體400、400、……分別位於工具21、21、……的正下方(參照第17圖)。此時，例如層疊體400、400、……每隔複數個位於工具21、21、……的正下方。

若層疊體400、400、……分別位於工具21、21、……的正 下方，則依據位於正上方之各工具21、21、……基於工具識別攝像機24之識別結果和位於正下方之最上段的各電子零件300、300、……基於零件識別攝像機13之識別結果，各工具21、21、……的位置及朝向與位於正下方之最上段的各電子零件300、300、……的位置及朝向變一致。亦即，以各工具21、21、……的位置及朝向與位於正下方之最上段的各電子零件300、300、……的位置及朝向一致之方式，使焊接頭9、9、……藉由第1驅動馬達5、5、……單獨向左右方向稍微移動而進行調整，並且藉由第2驅動馬達7、7、……單獨向前後方向稍微移動而進行調整，且使吸附部11a、11a、……藉由旋轉用馬達12、12、……單獨稍微旋轉而進行調整。

藉由進行該種焊接頭9向左右方向及前後方向之調整和吸 附部11a在旋轉方向上之調整，保持於吸附部11a之工具21的中央部與位於正下方之電子零件300的中央部在上下方向上變一致，並且，工具21在水平方向上之朝向與電子零件300在水平方向上之朝向變一致(參照第18圖)。

接著，吸附部11a、11a、……分別向下方移動，工具21、 21、……從上方分別按壓於層疊體400、400、……(參照第19圖)。

另外，也有在位於最上段之電子零件300的上表面亦設置凸 塊301、301、……之情況，此時在工具21中按壓部23的下表面側形成向下方開口之插入凹部為較佳。形成於工具21上之插入凹部可以以前後左右分離之方式形成，亦可以以向前後方向或左右方向延伸之直線狀形成。在工具21上形成有插入凹部之情況下，當工具21從上方按壓於層疊體400時，各凸塊分別插入到插入凹部。

如此，藉由在位於最上段之電子零件300的上表面形成之各 凸塊分別插入到插入凹部，工具21、21、……不會與塗佈於凸塊301、301、……的前端部之焊錫302、302、……接触，從而能夠防止焊錫302、302、……從凸塊301、301、……脫落或者焊錫302、302、……的未意圖之熔融。

另外，有在最上段的電子零件300的上側搭載經由凸塊 301、301、……接合之其他電子零件300和其他構造體之情況，但如上所述，藉由防止焊錫302、302、……從凸塊301、301、……脫落或者焊錫302、302、……的未意圖之熔融，能夠將該些其他電子零件300和其他構造體適當地搭載於電子零件300的上側。

若工具21從上方按壓於層疊體400，則藉由設置於驅動體 11之加熱器11b並經由工具21對電子零件300、300、……進行加熱。因此，藉由加熱器11b對焊錫302、302、……和功能性材料200、200、……進行加熱。經加熱之焊錫302、302、……和功能性材料200、200、……熔融，焊錫302、302、……壓破功能性材料200、200、……而連接端子101、101、……或焊錫302、302、……彼此分別接触(參照第20圖)。

此時，由於作為加熱器11b使用脈衝加熱器，因此層疊體 400以壓在吸附部11a之狀態，快速進行基於加熱及冷却之焊錫302、302、……和功能性材料200、200、……的熔融及熔融後的固化。因此，能夠確保對焊錫302、302、……和功能性材料200、200、……之溫度的快速升降狀態，並且防止接合部份的浮起並確保可靠性較高的接合狀態，從而能夠抑制製造物的品質偏差。

由於功能性材料200、200、……在熔融之後固化，因此從 周圍覆蓋電子零件300、300、……並填充於最下段的電子零件300的下表面與半導體晶片100的上表面之間，電子零件300藉由功能性材料200黏結於半導體晶片100上，並且填充於電子零件300、300、……之間，從而電子零件300、300、……彼此藉由功能性材料200、200、……黏結。

接著，在藉由吸附部11a、11a、……吸附工具21、21、…… 之狀態下，驅動體11、11、……朝向上方移動。藉由驅動體11、11、……朝向上方移動，可解除對層疊體400、400、……之基於吸附部11a、11a、……之按壓狀態。

驅動體11、11、……移動至上方的移動端，且吸附部11a、 11a、……移動至上方的移動端，藉此對6個層疊體400、400、……一次性完成接合動作。

若驅動體11、11、……移動至上方的移動端，則焊接頭9、 9、……向左右方向僅移動與層疊體400、400、……的1間距相應之量，接著，與上述同樣地進行基於焊接頭9、9、……之對其他層疊體400、400、……之接合動作。重複進行該焊接頭9、9、……的每1間距的移動和對層疊體 400、400、……之接合動作。

移動部15向左右方向或前後方向移動，以使未進行接合之 層疊體400、400、……分別依次位於工具21、21、……的正下方，並進行基於焊接頭9、9、……之對所有的層疊體400、400、……之接合動作。

若對載置於半導體晶片100上之所有的層疊體400、 400、……之接合動作結束，則移動部15向前方移動至前方的移動端亦即準備位置。若移動部15移動至準備位置，則移動載物台17停止吸引半導體晶片100，從而半導體晶片100的保持狀態被解除。

另外，當不對接著載置於新的半導體晶片100上之層疊體 400、400、……進行接合動作時，進行將分別藉由吸附部11a、11a、……保持之工具21、21、……插入到工具夾具18的配置凹部19a、19a、……之動作。

若基於移動載物台17之半導體晶片100的保持狀態被解除， 則半導體晶片100保持於構裝體搬出裝置700上，並藉由構裝體搬出裝置700搬出至規定位置。

另外，上述中示出了作為將半導體晶片100搬入移動載物台 17之前的事前準備進行基於工具識別攝像機24拍攝工具21、21、……之例子，但亦可在將半導體晶片100搬入移動載物台17之狀態下，使移動載物台17向後方移動，藉由吸附部11a、11a、……吸附工具21、21、……，並基於工具識別攝像機24拍攝工具21、21、……。

<總結>

如以上記載，在零件構裝裝置1中，依據藉由工具識別攝像 機24識別之各工具21、21、……的位置及朝向和藉由零件識別攝像機13識別之各電子零件300、300、……的位置及朝向，以各工具21、21、……的位置及朝向分別與各電子零件300、300、……的位置及朝向一致之方式，對各工具21、21、……在前後左右之位置及旋轉方向上之朝向進行控制。

因此，依據藉由工具識別攝像機24識別之各工具21、 21、……的位置及朝向和藉由零件識別攝像機13識別之各電子零件300、300、……的位置及朝向，按照各電子零件300、300、……在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向分別矯正各工具21、21、……在水平方向上之位置及旋轉方向上之朝向，並將各工具21、21、……按壓於各電子零件300、300、……，因此能夠確保電子零件300、300、……對半導體晶片100和其他電子零件300、300、……之良好的接合狀態。

並且，在零件構裝裝置1中，複數個電子零件300、300、…… 以在上下方向上層疊之狀態預先載置於半導體晶片100上，並藉由零件識別攝像機13對最上段的電子零件300在水平方向上之位置及朝向進行識別。

如此，在複數個電子零件300、300、……在上下方向上層 疊而成之所謂的疊層芯片中，隨著電子零件300、300、……的段數增加，層疊體400傾斜而發生傾倒之可能性增加，但如上所述，藉由零件識別攝像機13對最上段的電子零件300在水平方向上之位置及朝向進行識別，藉此即使在層疊體400的傾斜度增大之情況下，亦能夠確保電子零件300、300、……對半導體晶片100和其他電子零件300、300、……之良好的接合狀態。

另外，由於設有載置有半導體晶片100且在吸附部11a、 11a、……的下方向水平方向移動之移動載物台17，因此可連續進行基於複數個吸附部11a、11a、……之對複數個層疊體400、400、……之接合動作，從而能夠提高製造效率。

並且，由於在零件構裝裝置1上設有保持複數個工具21、 21、……之工具夾具18，且工具夾具18構裝於移動載物台17上，因此不需要用於使工具夾具18移動之專用機構，從而能夠進一步實現構造的簡化及製造成本的削減。

另外，其他零件構裝裝置(習知之零件構裝裝置)中有如下 裝置：藉由複數個吸附部從零件保管部分別吸附取出電子零件300、300、……，並使吸附之電子零件300、300、……移動而載置於藉由零件搬入裝置600搬入之半導體晶片100上，在該狀態下繼續進行電子零件300、300、……的接合動作。因此，在該種零件構裝裝置中，交替重複進行電子零件300、300、……對半導體晶片100之載置動作(載置製程)和電子零件300、300、……的接合動作(接合製程)。

另一方面，在零件構裝裝置1中，藉由構裝體搬入裝置600 搬入半導體晶片100，並對處於預先暫置於所搬入之半導體晶片100上之狀態之電子零件300、300、……進行接合動作(接合製程)。因此，無需交替重複進行載置動作和接合動作，能夠連續進行對電子零件300、300、……之接合動作，與電子零件300、300、……的接合動作有關之每單位時間的生產能力(UPH：Utility Per Hour)較高，從而能夠提高生產率。

<其他>

上述中示出了對複數個電子零件300、300、……在上下方 向上層疊而成之所謂的疊層芯片的層疊體400進行接合之例子，但藉由零件構裝裝置1接合之對象並不限於疊層芯片的層疊體400，亦可為單一電子零件300。

並且，例如，當將一個電子零件接合於半導體晶片100時，無需在上下兩個表面設置凸塊，可僅在下表面側設置凸塊。

另外，上述中，作為配置層疊體400、400、……之構裝體的例子，示出了半導體晶片100，但構裝體並不限定於半導體晶片100，亦可為電路基板和電子零件。當構裝體為電子零件時，設為電子零件上接合電子零件300之所謂的疊層芯片。

而且，上述中示出了藉由工具21向下方按壓層疊體400之例子，但亦可構成為例如不設置工具21而是藉由吸附部11a向下方按壓層疊體400。

11‧‧‧驅動體

11a‧‧‧吸附部

11b‧‧‧加熱器

21‧‧‧工具

22‧‧‧被吸附面部

23‧‧‧按壓部

100‧‧‧半導體晶片(構裝體)

101‧‧‧連接端子

200‧‧‧功能性材料

300‧‧‧電子零件

301‧‧‧凸塊

302‧‧‧焊錫(熔融材料)

400‧‧‧層疊體

Claims (9)

1. 一種零件構裝裝置，其特徵為，具備：複數個焊接頭，分別具有：加熱器，經由熔融材料對預先載置於構裝體上之複數個電子零件進行加熱而使前述熔融材料熔融；及吸附部，在對前述電子零件進行加熱時，對按壓於前述電子零件之工具進行吸附，並且，前述焊接頭經由前述工具對前述電子零件進行加熱及加壓；工具識別攝像機，對分別吸附於前述複數個吸附部之複數個前述工具在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別；及零件識別攝像機，對預先載置於前述構裝體上之前述複數個電子零件在水平方向上之各位置及各朝向進行圖像識別，前述複數個吸附部能夠分別向上下方向、左右方向及前後方向單獨移動，並且能夠以上下延伸之軸為支點單獨旋轉，依據藉由前述工具識別攝像機識別之前述各工具的位置及朝向和藉由前述零件識別攝像機識別之前述各電子零件的位置及朝向，以前述各工具的位置及朝向分別與被加熱及加壓之各電子零件的位置及朝向一致之方式，對前述各吸附部在前後左右之位置及旋轉方向上之朝向進行控制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之零件構裝裝置，其中，複數個前述電子零件以在上下方向上層疊之狀態預先載置於前述構裝體上，藉由前述零件識別攝像機，對最上段的前述電子零件在水平方向上之各位置及各朝向進行識別。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之零件構裝裝置，其中， 前述零件識別攝像機構裝於一個前述焊接頭上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之零件構裝裝置，其中，前述零件構裝裝置設有移動載物台，前述移動載物台載置有前述構裝體且在前述焊接頭的下方向水平方向移動。
5. 如申請專利範圍第2項所述之零件構裝裝置，其中，前述零件構裝裝置設有移動載物台，前述移動載物台載置有前述構裝體且在前述焊接頭的下方向水平方向移動。
6. 如申請專利範圍第3項所述之零件構裝裝置，其中，前述零件構裝裝置設有移動載物台，前述移動載物台載置有前述構裝體且在前述焊接頭的下方向水平方向移動。
7. 如申請專利範圍第4、5或6項所述之零件構裝裝置，其中，前述工具識別攝像機構裝於前述移動載物台上。
8. 如申請專利範圍第4、5或6項所述之零件構裝裝置，其中，前述零件構裝裝置設有保持對複數個前述工具之工具夾具，前述工具夾具構裝於前述移動載物台上。
9. 如申請專利範圍第7項所述之零件構裝裝置，其中，前述零件構裝裝置設有保持對複數個前述工具之工具夾具，前述工具夾具構裝於前述移動載物台上。