TW201916225A - 元件封裝裝置、元件封裝方法以及元件封裝基板製造方法 - Google Patents

元件封裝裝置、元件封裝方法以及元件封裝基板製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種可容易且更確實地拾取多行多列的元件,並可統一封裝至基板的元件封裝裝置以及元件封裝方法。移送部5在載置有儲存元件E的載體C的載台3、與載置有基板S的封裝台4之間移動,並且從載體C統一拾取多行多列的元件E,以將所拾取的多行多列的元件E統一移交至基板S。該移送部5保持與包含多行多列的元件E的區域相同或稍寬的黏接片材A。並且,移送部5將黏接片材A按壓至載體C而將多行多列的元件E貼附於黏接片材A,藉此,從載體C統一拾取多行多列的元件E。

Description

元件封裝裝置、元件封裝方法以及元件封裝基板製造方法
本發明是有關於一種元件封裝裝置、元件封裝方法以及元件封裝基板製造方法。
在形成有電路圖案(pattern)的基板上封裝半導體元件、電阻及電容器(condenser)等元件的元件封裝裝置正在普及。元件封裝裝置具有元件移送部,所述元件移送部在儲存(stock)有元件的元件供給體與封裝元件的基板之間往復。移送部從元件供給體逐個地拾取元件,將元件保持並搬送至基板為止,使元件脫離至基板上。在基板上,形成有異向導電膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)、異向導電膏(Anisotropic Conductive Paste,ACP)、非導電膜(Non Conductive Film,NCF)、非導電膏(Non Conductive Paste,NCP)或均質共晶焊料等導電性接合材料,將元件配置於基板後進行加熱加壓,藉此,將元件封裝至基板。
作為移送部對元件的保持方法,多採用真空吸附或靜電吸附等吸附。在採用真空吸附的情況下,在元件封裝裝置的移送部形成抽吸孔。在抽吸孔連接於具有壓縮機(compressor)或噴射器(ejector)的空氣壓迴路,在抽吸孔中產生負壓。移送部藉由負壓將元件吸附於抽吸孔,藉此來從元件供給體拾取元件並搬送至基板為止,藉由借助真空破壞或大氣開放等的負壓解除而將元件脫離至基板上。在採用靜電吸附的情況下,在基底(base)基板上形成多個凸(mesa)形結構體,在凸形結構體上設置電極及介電質層。具有該凸形結構體的靜電產生部成為針對元件的局部吸附點,藉由電壓施加產生的靜電而在各靜電產生部吸附元件。
近年來,元件的微小化正以非常快的速度(pace)發展。亦提出有一邊的尺寸為50 μm或10 μm等200 μm以下的元件。該些元件例如為50 μm或10 μm的迷你發光二極體(Light Emitting Diode,LED)或微型(micro)LED,作為RGB的各畫素而呈多行多列地排列於顯示器(display)用的顯示基板上,而且,作為背光(backlight)的發光體而排列於照明基板上。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特表2015-505736號公報
[發明所欲解決之問題] 在藉由移送部來吸附保持微小元件的情況下,必須準備比微小化的元件更小的抽吸孔或凸形結構體,難以使微小的元件與該些吸附部精度良好地彼此對位。例如,在以3 μm的抽吸孔來吸附10 μm的元件的情況下,元件與抽吸孔只要發生4 μm的位置偏離,元件便無法堵塞抽吸孔,從而導致抽吸力下降,或者元件落入抽吸孔中而傾斜,導致拾取失敗,或者元件在向基板的移送中脫落。
在元件與抽吸孔或凸形結構體等吸附部各為一個的情況下,藉由高精度地管理吸附部的位置,或者使吸附部與元件相對移動以高精度地修正彼此的位置,從而對於微小化的吸附部與元件,亦可使彼此的位置一致。然而,基於生產效率的觀點,亦有時迫切需要統一拾取多行多列的元件,並統一封裝至基板上。例如,在將LED作為畫素而搭載於顯示基板的情況下,若顯示基板支援4K,則對於RGB中的一色必須將至少800萬個以上的LED封裝至顯示基板,基於生產效率的觀點,必須統一拾取多行多列的LED,並統一封裝至基板。
在統一對多行多列的微小元件進行處理的情況下,多行多列的元件與多行多列的吸附部必須全部精度良好地分別一致。然而,與元件和吸附部各為一個的情況相比,要以可使多行多列的元件與多行多列的吸附部全部精度良好地對位的方式進行管理,難度很大。並且,要各別地修正所有元件與吸附部的位置近乎不可能,因此若多行多列元件的一部分與吸附部發生位置偏離,則難以解決此問題。
於是,因從元件供給體漏取元件,或者因吸附不充分地保持而在搬送中發生元件脫落,從而造成存在未封裝元件的區域的基板。即,導致製品的良率下降,或者需要逐個地利用元件來填補未封裝區域的後作業,從而導致生產效率下降。
本發明是為了解決如上所述的問題而提出,其目的在於提供一種可容易且更確實地統一拾取多行多列的元件並可統一封裝至基板的元件封裝裝置、元件封裝方法以及元件封裝基板製造方法。 [解決問題之手段]
為了達成所述目的,本發明的元件封裝裝置的特徵在於包括:供給台,載置呈陣列狀排列有元件的元件供給體;封裝台,載置呈陣列狀配置所述元件的基板;以及移送部,在所述供給台與所述封裝台之間多次往復移,每當返回所述供給台時,從所述元件供給體一次多行多列地拾取所述元件,每當到達所述封裝台時,將所拾取的所述多行多列的所述元件轉移至所述基板, 所述移送部包括:保持部,保持黏接片材,所述黏接片材是與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的片材,且黏接力因規定溫度而喪失或下降;以及加熱器(heater),當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述保持部加熱至所述規定溫度以上,將所述黏接片材按壓至所述元件供給體而使所述多行多列的元件貼附於所述黏接片材,藉此,從所述元件供給體一次拾取所述多行多列的元件,藉由加熱至所述規定溫度以上,使所拾取的所述元件從所述黏接片材剝離而統一轉移至所述基板。
亦可為,所述黏接片材是黏接力因規定溫度而喪失或下降的熱剝離片材,所述移送部具有:保持部,保持所述黏接片材;以及加熱器,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述保持部加熱至所述規定溫度以上。
亦可為,所述保持部的所述黏接片材的保持面具有矩形形狀,且一邊的長度為120 mm以下。
亦可為,所述保持部包含熱膨脹係數為18×10-6 /K以下的原料。
亦可為,所述元件供給體包括另一黏接片材,所述另一黏接片材的黏接力在比所述保持部的所述黏接片材低的溫度下喪失或下降,將所述元件呈陣列狀地貼附於所述另一黏接片材,所述加熱器在所述保持部拾取所述元件時,將所述保持部加熱至比所述保持部所保持的所述黏接片材的黏接力喪失或下降的溫度低,且為所述元件供給體所具備的所述另一黏接片材的黏接力喪失或下降的溫度以上的溫度。
亦可為,所述加熱器對所述保持部進行加熱而使其熱膨脹,直至經由所述黏接片材而由所述保持部所保持的所述多行多列的元件的配置位置適合於對所述基板的配置位置為止。
亦可為,在所述基板上,形成有藉由紫外線而固化的導電性接合材料,所述封裝台具有對所述基板的紫外線照射部,所述加熱器在所述紫外線照射部對所述基板照射紫外線,利用所述導電性接合材料將所述基板與所述多行多列的元件予以接合後,對所述頭部(head)進行加熱。
亦可包括:片材供給部,使帶狀的所述黏接片材行走,將黏接力未喪失或下降的區域供給至所述保持部。
亦可為,所述片材供給部包括切刀(cutter),所述切刀在所述帶狀的黏接片材的行走路徑中途,對所述保持部所保持的所述黏接片材進行沖切。
而且,為了達成所述目的,本發明的元件封裝方法是從呈陣列狀地排列有元件的元件供給體一次拾取多行多列的元件,並將所拾取的所述多行多列的元件統一轉移至基板,所述元件封裝方法的特徵在於包括:拾取步驟,將與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的黏接片材按壓至所述元件供給體,以將所述多行多列的元件貼附至所述黏接片材;以及封裝步驟,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述黏接片材加熱至所述黏接片材的黏接力喪失或下降的規定溫度以上,以使所述多行多列的元件從所述黏接片材剝離,多次重複所述拾取步驟與所述封裝步驟,從所述元件供給體逐次多行多列地拾取所述元件,並逐次多行多列地將所述元件轉移至所述基板。
而且,為了達成所述目的,本發明的元件封裝基板製造方法是從呈陣列狀地排列有元件的元件供給體一次拾取多行多列的元件,將所拾取的所述多行多列的元件統一封裝至基板,從而製造呈陣列狀地封裝有所述元件的元件封裝基板,所述元件封裝基板製造方法的特徵在於包括:拾取步驟,將與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的黏接片材按壓至所述元件供給體,以將所述多行多列的元件貼附至所述黏接片材;封裝步驟,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述黏接片材加熱至所述黏接片材的黏接力喪失或下降的規定溫度以上,以使所述多行多列的元件從所述黏接片材剝離;以及反覆步驟,多次重複所述拾取步驟與所述封裝步驟,從所述元件供給體逐次多行多列地拾取所述元件,並逐次多行多列地將所述元件轉移至所述基板,藉此來製造在所述基板上呈陣列狀地封裝有所述元件的元件封裝基板。 [發明的效果]
根據本發明,將移送部對元件的保持方法設為借助黏接片材的貼附,因此即便不使多行多列的元件全部各自對位至接腳點(pin point),亦可簡便且更確實地拾取多行多列的元件,並可統一封裝至基板。
對於本發明的元件封裝裝置及封裝方法的實施形態,參照圖式來進行詳細說明。
(第1實施形態) (概略結構) 圖1是表示元件封裝裝置的概略結構的示意圖。如圖1所示,載體C與基板S被搬入元件封裝裝置1內。載體C是呈陣列狀地儲存有元件E的元件供給體。所謂陣列狀,是指依照規定的圖案將元件E排列成多行多列的狀態,行方向與列方向的間隔相同或不同,例如為棋盤的格子狀配置、蜂巢圖形之類的鋸齒狀配置等。元件E是被用於電子電路的零件,包含微機電系統(Micro Electro Mechanical System,MEMS)與半導體元件、電阻及電容器等晶片(chip),半導體元件包含電晶體(transistor)、二極體(diode)、LED及閘流體(thyristor)等離散半導體與積體電路(Integrated Circuit,IC)或大規模積體電路(Large Scale Integration,LSI)等積體電路。LED包含所謂的迷你LED及微型LED。尤其,元件E包含一邊為200 μm以下的所謂微小零件。基板S是形成有電路圖案而成,例如為使迷你LED排列的背光用的照明基板、使RGB的各微型LED作為畫素而排列的顯示基板。
該元件封裝裝置1是將載體C上的元件E封裝於基板S的裝置。元件封裝裝置1從載體C一次拾取多行多列的元件E,並將所拾取的多行多列的元件E統一轉移至基板S。並且,該元件封裝裝置1藉由多次反覆拾取步驟與封裝步驟,從而製造呈陣列狀地排列有元件E的元件封裝基板,所述拾取步驟是指從載體C逐次多行多列地拾取元件E,並逐次多行多列地將元件E轉移至基板S。而且,該元件封裝裝置1將所轉移的元件E電性及機械地接合至基板S。此種元件封裝裝置1也被稱作晶粒接合(die bonding)裝置或晶片接合(chip bonding)裝置。
元件封裝裝置1具備載台3、封裝台4及移送部5。載台3是具有載置載體C的載置面的、載體C的供給台,在拾取位置(pickup position)21處停止。即,載台3使在載體C上以陣列狀的排列儲存的元件E中的成為拾取對象的多行多列的元件E群以其中央位置位於拾取位置21的方式而停止。封裝台4是具有載置基板S的載置面的、基板S的供給台,在封裝位置22處停止。即,封裝台4使基板S上的電路圖案中藉由移送部5來封裝多行多列的元件E群的電路圖案以其中央位置位於封裝位置22的方式而停止。
移送部5將元件E從載體C轉移至基板S。該移送部5在拾取位置21與封裝位置22之間多次往復移動。並且,移送部5每當返回載體C時,在拾取位置21處與載置於載台3的載體C對置,從載體C統一拾取多行多列的元件E。而且,移送部5每當到達封裝台4時,在封裝位置22處與載置於封裝台4的基板S對置,將所保持的多行多列的元件E統一移交至基板S。再者,將在拾取位置21處統一拾取多行多列的元件E的一連串動作稱作拾取步驟S1,將在封裝位置處將多行多列的元件E統一移交至基板S的一連串動作稱作封裝步驟S2。
移送部5對元件E的拾取方法為貼附。在移送部5上安裝有黏接片材A。黏接片材A如圖2所示,在單面具備與排列有多行多列的元件E的區域相同或稍寬的黏接區域A1。黏接區域A1內全部具有黏接力。換言之,不需要使多行多列的元件E全部各自對位至接腳點,只要各元件E接觸至黏接片材A的任何區域,黏接片材A便發揮黏接力來貼附各元件E。所謂稍寬的黏接區域A1,是指達到拾取預定元件E群與在該元件E群的一個外側鄰接的元件E之間的空間(space),但未達到該鄰接的元件E的範圍。
移送部5以下述方式來安裝該黏接片材A,即,在拾取位置21處黏接區域A1面向元件E,而在封裝位置22處黏接區域A1面向基板S。移送部5將黏接片材A按壓至載體C上的元件E,藉此,將元件E從載體C轉移至黏接片材A。而且,移送部5在使元件E接觸至基板S後,使黏接片材A的黏接力喪失或下降,從而使元件E從黏接片材A脫離至基板S。作為一例,此種黏接片材A為黏接力藉由規定溫度的熱而喪失或下降的熱剝離片材。
圖3(a)及圖3(b)表示熱剝離片材的一例。如圖3(a)及圖3(b)所示,黏接片材A具有基材A2與黏接層A3的雙層結構。黏接層A3包含黏著劑及發泡填料(filler)A4。發泡填料A4是在具有彈性的殼內填充藉由熱而氣化膨脹的物質而成。該黏接片材A中,發泡填料A4的體積藉由熱而膨脹,與元件E的黏著面積減少,藉此,對元件E的黏接力喪失或下降。即,移送部5在使元件E接觸至基板S後,對黏接片材A進行加熱,藉此,使元件E從黏接片材A剝離而移交至基板S。而且,作為熱剝離片材的示例,亦可為在黏著層內產生從固態向液態的相轉移者,只要可藉由熱來控制黏接力即可。
作為載體C保持元件E的形態,亦可使用該熱剝離性的黏接片材A。以下,在稱呼移送部5所具有的黏接片材A與載體C所具有的黏接片材A這兩者時,稱作黏接片材A,移送部5所具有的黏接片材A稱作支持片Ah,載體C所具有的黏接片材A稱作載體片材Ac。
例如,載體C是將玻璃板設為基底。在該玻璃板的表面黏著有載體片材Ac。載體片材Ac是以基材A2與玻璃板的表面對置的方式,使用黏著劑等而黏著。元件E被貼附於該載體片材Ac的黏接面。如圖4所示,載體片材Ac的黏接力喪失或下降的載體側剝離溫度T1比支持片Ah的黏接力喪失或下降的支持側剝離溫度T2低。例如,藉由借助發泡填料A4的填充率、發泡填料A4的大小、發泡填料A4內的物質選定而進行的氣化溫度的調整、借助選定發泡填料A4的殼的種類而進行的殼的彈性調整,可分別設定載體片材Ac與支持片Ah喪失黏接力的規定溫度。
移送部5在拾取步驟S1中,將支持片Ah按壓至載體片材Ac上的元件E,並且使載體片材Ac以載體側剝離溫度T1以上且小於支持側剝離溫度T2的溫度Te而發熱。藉此,移送部5維持支持片Ah的黏接力,且使載體片材Ac的黏接力喪失或下降,從而將元件E從載體片材Ac轉印至支持片Ah。
而且,為了元件E向基板S的接合,在基板S上預先形成有導電性接合材料。導電性接合材料是藉由合金接合、導電粒子壓接、凸塊壓接等,將基板S與元件E電性及機械地連接,並藉由加熱而固化。例如,作為導電性接合材料,在基板S上形成有ACF、ACP、NCF、NCP或均質共晶焊料。
對該導電性接合材料給予的製程(process)溫度T3被設定為比使支持片Ah的黏接力喪失或下降的支持側剝離溫度T2高。因此,移送部5在封裝步驟S2中,使元件E壓接至基板S上,而且,加熱至比支持側剝離溫度T2高的製程溫度T3為止,藉此,使支持片Ah的黏接力喪失或下降而使元件E剝離,且藉由導電性接合材料來將元件E電性及機械地連接至基板S。
(詳細結構) 進一步詳細說明以上的元件封裝裝置1。圖5是表示元件封裝裝置1的詳細結構的正面圖,圖6是表示元件封裝裝置1的詳細結構的側面圖。
如圖5及圖6所示,元件封裝裝置1除了載台3、封裝台4及移送部5以外,還具備基座6、片材供給部7、片材排出部8及升降部9。以下,將與基座6的上表面平行的1軸方向稱作X軸方向。Y軸方向是與基座6上表面平行且與X軸正交的方向,Z軸方向是與X軸及Y軸方向正交的高度方向,θ旋轉是指繞Z軸的旋轉。而且,將從基座6的上表面沿著Z軸方向朝基座6的外側離開的方向稱作上方,將從基座6的上表面沿著Z軸方向朝向基座6的內部方向的方向稱作下方。
基座6是上表面平坦的平台(table),設置載台3、封裝台4、移送部5、片材供給部7、片材排出部8及升降部9。在基座6內部,收容著具有對元件封裝裝置1的各部進行控制的中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)、唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)、隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)及信號發送電路的電腦(computer)或微電腦(micro computer)等控制部件11。而且,移送部5是藉由吸附來保持支持片Ah,在基座6中,收容有將成為抽吸力的負壓供給至移送部5的空氣壓迴路12,控制部件11設有信號發送電路,所述信號發送電路控制空氣壓迴路12內的電磁閥以切換負壓產生及負壓解除。
載台3具有沿X軸及Y軸方向呈二次元狀展開的載置面。該載台3具備X軸驅動機構31與Y軸驅動機構32,且在X軸方向及Y軸方向上可動。X軸方向的可動範圍包含拾取位置21與相對於載台3來搬入及排出載體C的搬入/排出位置。該X軸驅動機構31被用於載體C與移送部5的X軸方向的對位。而且,Y軸驅動機構32被用於載體C與移送部5的Y軸方向的對位。
作為該些X軸驅動機構31與Y軸驅動機構32,例如可採用滾珠螺桿機構。即,使導軌(rail)與滾珠螺桿沿著各可動方向延伸。滾珠螺桿包含旋轉馬達(motor)、螺桿及滑塊(slider),使滑塊螺合於螺桿,利用旋轉馬達來使螺桿軸旋轉。X軸驅動機構31是固定於Y軸驅動機構32的滑塊,且載於Y軸驅動機構32的導軌。載台3是固定於X軸驅動機構31的滑塊,且載於X軸驅動機構31的導軌。
封裝台4具有沿X軸及Y軸方向呈二次元狀展開的載置面。該封裝台4亦在X軸方向及Y軸方向上可動,且具備包含滾珠螺桿機構的X軸驅動機構41與Y軸驅動機構42。Y軸驅動機構42主要被用於載置於封裝台4的基板S的搬入及排出,而且被用於基板S與移送部5的Y軸方向的對位。而且,X軸驅動機構41被用於移送部5與基板S的X軸方向的對位。
拾取位置21與封裝位置22是在X軸方向上隔開間隔而設。在基座6上,設置有增高台61,所述增高台61比基座6上表面高一階,且沿著拾取位置21與封裝位置22的排列而延伸。移送部5被設置於增高台61,沿著連接拾取位置21與封裝位置22的直線而自走,而且,可朝向位於拾取位置21與封裝位置22的載台3與封裝台4而沿Z軸方向下降。
即,在增高台61上,沿著X軸方向而鋪設有導軌63。導軌63是在拾取位置21與封裝位置22之間移動的移送部5的導引部(guide)。導軌63具有到達位於拾取位置21的載台3與位於封裝位置22的封裝台4的長度。導軌63是由支持部64予以抓持。支持部64是支持移送部5的塊(block)體,進而,由包含旋轉馬達及利用旋轉馬達來軸旋轉的螺桿的滾珠螺桿65予以驅動。
支持部64朝向連接拾取位置21與封裝位置22的直線上而沿Y軸方向延伸。移送部5被安裝於該支持體64的延伸前端面67。在該延伸前端面67上,鋪設有沿Z軸方向延伸的導軌66。移送部5藉由抓持該導軌66而安裝於支持體64,且可沿Z軸方向滑動。
升降部9藉由下推可沿Z軸方向滑動的移送部5,從而使位於拾取位置21的移送部5朝向載台3下降,而且,使位於封裝位置22的移送部5朝向封裝台4下降。首先,在基座6上,豎立設置有支柱62,該支柱62位於增高台61的後方,且延伸得比移送部5高。該支柱62的上端朝Y軸方向彎曲,且推進至移送部5的移動軌跡正上方為止。升降部9被設置於該支柱62的延伸前端面69。
即,在支柱62的延伸前端面69上,鋪設有沿Z軸方向延伸的導軌91。而且,在支柱62的延伸前端面69上,與導軌91平行地設置有藉由旋轉馬達92而軸旋轉的螺桿93。進而,抓持該導軌91,而且螺合於螺桿93,而安裝有抵接塊94。該抵接塊94藉由旋轉馬達92的驅動而朝向移送部5下降,抵接於移送部5的上端,進而下推移送部5。移送部5藉由以未圖示的彈簧等為例的施力部件而朝上方受到施力,抵接塊94克服該施力部件而下推移送部5。當藉由抵接塊94離開移送部5,而抵接塊94的按壓力被解除時,移送部5將藉由施力部件而返回圖5及圖6所示的上升位置。
再者,移送部5可沿著導軌63而移動至拾取位置21與封裝位置22的正上方為止。因此,抵接塊94以至少將拾取位置21及封裝位置22這兩者收斂於範圍內的方式而在X軸方向上較長,無論移送部5位於何處位置,均可與移送部5抵接而下推。而且,移送部5亦可以沿X軸方向移動的狀態而連結至抵接塊94。
圖7是表示移送部5的詳細結構的方塊圖。移送部5是從靠近載台3或封裝台4的方向開始,在Z軸方向上,將頭部51、缸體(cylinder)52、θ旋轉部53及抵接塊支承部54沿Z軸方向予以連結而構成。而且,移送部5在頭部51與缸體52的列的旁邊,具備攝影機(camera)55。
頭部51是保持支持片Ah的保持部,而且,藉由發熱,從而對載體片材Ac、支持片Ah及基板S上形成的導電性接合材料進行加熱。缸體52例如為氣缸(air cylinder)等加壓源,藉由對頭部51施加負載,從而在拾取位置21處經由頭部51來將支持片Ah按壓至元件E,而且,在封裝位置22處經由頭部51來將元件E按壓至基板S。θ旋轉部53使頭部51繞Z軸旋轉,使載體C上的元件E與基板S上的電路圖案對位。抵接塊支承部54是與抵接塊94接觸的構件。攝影機55對移送部5與載體C、以及移送部5與基板S的相對位置偏離進行檢測。
該頭部51將支持片Ah的保持面51a朝向載台3及封裝台4。保持面51a是與載台3及封裝台4平行地展開的矩形,且平坦。該頭部51具有多孔質結構,或者具有吸附孔51b,或者具有多孔質結構與吸附孔51b這兩者。例如,頭部51是將具有多孔質結構的氮化鋁或氮化矽作為主材料的陶瓷(ceramic)。除此以外,頭部51例如亦可為不鏽鋼(stainless)製。在不鏽鋼製的頭部51的情況下,吸附孔51b是必要的。吸附孔51b避開元件E的正背面,例如貫設於支持片Ah的緣區域、或者元件E與元件E之間的空間。
對該頭部51施加負壓,頭部51藉由負壓,利用保持面51a來吸附保持支持片Ah。即,頭部51的多孔質結構內部或吸附孔51b與空氣壓迴路12連接,通過頭部51的多孔質結構,而且通過設於頭部51的貫穿孔51b,於保持面51a產生負壓,以吸附保持支持片Ah。另一方面,當關閉空氣壓迴路12而使施加至頭部51的負壓消失時,頭部51失去支持片Ah的保持力,支持片Ah脫離。控制部件11僅在移送部5位於片材排出部8時使負壓消失。藉此,支持片Ah朝向片材排出部8被排出。
進而,在該頭部51內,設置有加熱器56及鼓風機(blower)57。加熱器56例如為脈波加熱器等加熱源,對頭部51進行加熱,鼓風機57藉由空氣的噴出來對頭部51進行空氣冷卻。該加熱器56是由控制部件11予以控制。加熱器56在控制部件11的控制下,在元件E接觸基板S的期間,超過支持側剝離溫度T2而將頭部51加熱至製程溫度T3為止。而且,加熱器56在元件E接觸基板S之時以外,中斷或減弱加熱,鼓風機57在元件E接觸基板S之時以外,將頭部51冷卻至達到超過載體側剝離溫度T1而不足支持側剝離溫度T2的溫度段為止。
此處,頭部51依照與該材質相應的熱膨脹係數而膨脹。頭部51的膨脹使統一保持的多行多列的各元件E的位置分別位移。於是,元件E的電極與基板S的電極對不准,元件E與基板S有時會變得接觸不良。因此,理想的是,頭部51在元件E的尺寸為10 μm以上且200 μm以下、及從保持元件E開始直至封裝至基板S為止的頭部51的溫度變化為100℃以上且300℃以下,並且包含熱膨脹係數為18×10-6 /K以下的原料時,保持面51a的一邊為50 mm以下。SUS304的熱膨脹係數為17.3×10-6 /K,SUS430的熱膨脹係數為10.4×10-6 /K,陶瓷的熱膨脹係數為2.6~10.5×10-6 /K,因此此類材料較佳。
但是,即使為所述條件範圍,根據所要求的封裝精度、從保持元件E開始直至封裝至基板S為止的頭部51的溫度變化的大小、頭部51的熱膨脹係數的大小,亦可將保持面51a的一邊的大小設定為大於50 mm。即,封裝精度越低,頭部51的溫度變化越小,而且,熱膨脹係數越小,則保持面51a的大小可設定為越大。例如,當從保持元件E開始直至封裝至基板S為止的頭部51的溫度變化為100℃且熱膨脹係數為5×10-6 /K以下時,針對尺寸為10 μm以上且200 μm以下的元件E,可將保持面51a的一邊設定為120 mm。換言之,當元件E的尺寸為10 μm以上且200 μm以下、及從保持元件E開始直至封裝至基板S為止的頭部51的溫度變化為100℃以下,並且頭部51包含熱膨脹係數為5×10-6 /K以下的原料時,較佳為將保持面51a的一邊設為120 mm。
如圖8所示,片材供給部7準備支持片Ah。片材排出部8為容器,供丟棄黏接力喪失或下降的已使用的支持片Ah。片材供給部7與片材排出部8並設於拾取位置21與封裝位置22之間。
片材供給部7包含切刀收容體71、切刀72、供給捲軸(reel)73及收容捲軸74,將支持片Ah供給至移送部5的頭部51。在切刀收容體71的上表面穿設有矩形的槽。切刀72具有框形狀,被收容在該槽內。供給捲軸73與收容捲軸74被分開配置在切刀收容體71的兩旁。在供給捲軸73上,捲繞有帶狀的支持片Ah。支持片Ah在供給捲軸73與收容捲軸74之間,在行走路徑中途經由切刀收容體71而行走。即,支持片Ah是從供給捲軸73拉出,掛於切刀收容體71的上表面,並捲繞至收容捲軸74。框狀的切刀72的形狀及尺寸是與移送部5所具備的頭部51的保持面51a一致,即,與統一拾取的多行多列的元件E所排列的區域一致。
該片材供給部7使帶狀的支持片Ah行走,使黏接力未喪失或下降的區域對準切刀收容體71。並且,切刀收容體71使切刀72從槽出現,從帶狀的支持片Ah沖切出與頭部51相符的尺寸及形狀的支持片Ah。移送部5朝向片材供給部7下降,而且,藉由對頭部51供給負壓,從而抽吸保持經沖切的支持片Ah。
(詳細動作) 對此種元件封裝裝置1的動作進行說明。圖9是表示元件封裝裝置1的動作的流程圖。首先,在移送部5的頭部51安裝支持片Ah(步驟S01)。片材供給部7使切刀72從切刀收容體71出現。切刀72從掛於切刀收容體71的支持片Ah的帶,沖切出安裝至移送部5的支持片Ah。與沖切一前一後地,移送部5移動至片材供給部7的正上方。升降部9使移送部5朝向經沖切的支持片Ah下降。在移送部5的頭部51產生有負壓。移送部5抽吸支持片Ah的基材A2以保持支持片Ah。支持片Ah的黏接層A3露出於下表面。
保持有支持片Ah的移送部5移動至拾取位置21(步驟S02)。在拾取位置21處,載台3載著載體C而待機。即,在載體C上呈陣列狀儲存的元件E中的此次由移送部5拾取的多行多列的元件E群(以下稱作「拾取預定元件E群」)的中央位置被定位於拾取位置21的狀態下待機。當移送部5到達拾取位置21時,進行移送部5與載體C即拾取預定元件E群的對位(步驟S03)。
在步驟S03中,攝影機55對拾取預定元件E群進行拍攝。藉由控制部件11來分析攝影機55的圖像,當檢測出移送部5與拾取預定元件E群在X軸方向及Y軸方向的位置偏離以及繞Z軸的方向的偏離時,移送部5與載台3相對地移動,以消除該些偏離。在X軸方向的偏離中,移送部5及載台3均可沿X軸方向移動,因此其中一者或兩者運轉。
在偏離的檢測中,是藉由下述操作來進行,即,藉由圖像處理,對映照在圖像內的元件E群中的位於一個對角上的二個元件E的位置進行檢測。在圖像處理中,亦可進行二值化或輪廓加強,以使元件E群的對角變得明瞭。並且,運算對角的中點,取得運算結果與圖像內的基準點的差值。該差值為移送部5與拾取預定元件E群在X軸方向及Y軸方向的位置偏離。而且,關於繞Z軸的方向的偏離,藉由下述操作來消除,即,使θ旋轉部53運行,以使映照在圖像內的元件E群中的一個對角與基準線一致。
當移送部5與拾取預定元件E群的對位完成時,藉由移送部5從載體C拾取拾取預定元件E群(步驟S04)。如圖10所示,升降部9使移送部5朝向載台3的載體C下降,將所安裝的支持片Ah按壓至拾取預定元件E群。支持片Ah的黏接區域A1全部具有黏接力。因此,收斂在支持片Ah的投影區域內的元件E全部,即,拾取預定元件E群全部貼附於支持片Ah。此處,所述步驟S02~步驟S04相當於拾取步驟S1。
而且,如圖11所示,頭部51藉由基於加熱器56的加熱與鼓風機57的冷卻的溫度調整,被加熱至載體片材Ac的剝離溫度T1以上、且小於支持片Ah的剝離溫度T2的溫度Te。頭部51的熱經由載體片材Ac及元件E而傳導至載體片材Ac,或者作為來自頭部51的輻射熱而到達載體片材Ac。藉此,載體片材Ac中的頭部51的投影區域內被加熱至剝離溫度T1以上。載體片材Ac的該投影區域的黏接力喪失或下降,貼附於支持片Ah的元件E群從載體C側剝離。即,貼附於支持片Ah的元件E群不殘存於載體片材Ac而從載體片材Ac轉印至支持片Ah。以下,將貼附於支持片Ah後的拾取預定元件E群簡稱作「元件E群」。
當元件E群轉移至支持片Ah時,移送部5從拾取位置21向封裝位置22移動(步驟S05)。此時,封裝台4載著基板S而在封裝位置22處待機。即,在形成於基板S上的電路圖案中的此次要由移送部5封裝多行多列的元件E群的區域(以下稱作「封裝預定區域」)的中央位置被定位至封裝位置22的狀態下待機。當移送部5到達封裝位置22時,進行移送部5與基板S上的封裝預定區域的對位(步驟S06)。攝影機55對封裝預定區域的電路圖案進行拍攝。並且,控制部件11對移送部5與封裝預定區域在X軸方向及Y軸方向的位置偏離及繞Z軸的方向的偏離進行檢測,並使移送部5與封裝台4相對移動,以消除該些偏離。在偏離檢測中,例如只要以位於封裝預定區域的對角處的電路圖案上的電極墊(pad)為基準來算出位置偏離及方向的偏離即可。
當移送部5與基板S的對位完成時,藉由移送部5將元件E群封裝至基板S上(步驟S07)。如圖12所示,升降部9使移送部5下降,移送部5將元件E群統一按壓至基板S。即,旋轉馬達92運行,抵接塊94朝向移送部5下降。抵接塊94抵接於移送部5的抵接塊支承部54,將移送部5整體朝向基板S下推,使元件E群抵接於基板S。此時,對缸體52供給有按壓所需的壓力,因此元件E群以規定壓力被按壓至基板S。
如圖12所示,當元件E群抵接於基板S時,加熱器56將頭部51加熱至比支持片Ah的剝離溫度T2高的、用於利用導電性接合材料來將元件E群接合至基板S的製程溫度T3為止。亦可從元件E群接觸至基板S之前開始加熱,在元件E群剛剛接觸至基板S之後,頭部51的溫度通過剝離溫度T2。頭部51的熱傳導至支持片Ah,進而從支持片Ah經由元件E群而傳導至導電性接合材料。因此,如圖13所示,支持片Ah的黏接力喪失或下降,元件E群從支持片Ah剝離,從而元件E群被載置於基板S側。即,貼附於支持片Ah的元件E群不殘留於支持片Ah,而全部從支持片Ah轉印至基板S。
進而,頭部51達到製程溫度T3,藉此,利用導電性接合材料來將元件E群接合至基板S。此時,頭部51的溫度從拾取元件E群時的剝離溫度T1上升至製程溫度T3為止,且伴隨該溫度上升而熱膨脹。其中,頭部51的尺寸為50 mm以下,或者頭部51包含陶瓷或不鏽鋼等熱膨脹係數為18×10-6 /K以下的原料。因此,伴隨頭部51的熱膨脹的、各元件E的位置偏離收斂在容許範圍內,各元件E與基板S電性連接。此處,所述步驟S06~步驟S07相當於封裝步驟S2。
當元件E向基板S側的封裝完成時,移送部5丟棄已使用的支持片Ah(步驟S08)。移送部5向片材排出部8移動,供給至頭部51的負壓被解除。當對頭部51的負壓被解除時,安裝於移送部5的支持片Ah從頭部51脫落,並掉落至片材排出部8。
假設移送部5所保持的支持片Ah具有包含m行n列的元件E的尺寸及形狀。假設在載體C上儲存有a×m行b×n列的元件E。而且,假設在基板S上存在封裝c×m行d×n列的元件E的餘地。a、b、c及d為正的實數,理想的是為自然數。此時,移送部5在拾取位置21與封裝位置22之間往復,反覆進行支持片Ah的封裝、元件E的拾取、元件E的封裝及支持片Ah的丟棄,直至從載體C拾取完所有元件E為止,或者直至在基板S的封裝餘地上配置完所有元件E為止。即,反覆執行圖9所示的步驟S02~步驟S08。再者,若考慮移送部5從載體C無剩餘地取盡元件E,且將元件E無剩餘地全部封裝至基板S的電路圖案,則a、b、c及d較佳為設為自然數。
在移送部5反覆拾取與封裝的期間內,在片材供給部7中,供給捲軸73與收容捲軸74運行,支持片Ah的帶間歇地行走。已沖切的區域移向收容捲軸74側,未沖切的區域掛於切刀收容體71的上表面。切刀72從切刀收容體71出現,再次沖切支持片Ah。移送部5將新的支持片Ah再次安裝於頭部51,反覆進行拾取位置21處的新的m行n列元件E的拾取、與封裝位置22處的新拾取的m行n列元件E的封裝。藉此,元件封裝裝置1依序拾取載體C上的a×m行、b×n列的元件E群,並封裝至基板S上。
(效果) 如上所述,該元件封裝裝置1具備載台3、封裝台4及移送部5。載台3載置呈陣列狀地排列有元件E的載體C。封裝台4載置呈陣列狀地配置元件E的基板S。移送部5在載台3與封裝台4之間移動,並且從載體C統一拾取多行多列的元件E,並將所拾取的多行多列的元件E統一轉移至基板S。該移送部5保持與包含多行多列的元件E的區域相同或稍寬的支持片Ah。並且,移送部5將支持片Ah按壓至載體C而將多行多列的元件E貼附於支持片Ah,藉此,從載體C統一拾取多行多列的元件E。
支持片Ah在單面具備與包含多行多列的元件E的尺寸及形狀相同或稍寬的黏接區域A1,黏接區域A1內全部具有黏接力。因此,即便不使多行多列的元件E全部各自對位至接腳點,只要各元件E接觸至支持片Ah的任何區域,支持片Ah便可發揮黏接力來貼附各元件E。
因而,即使未如例如真空夾盤(chuck)般高精度地管理所有抽吸孔的開口位置,亦可簡便且更確實地拾取多行多列的元件E,從而可抑制元件E殘留於載體C,或者元件E在搬送中途脫落。而且,即使排列於載體C的元件E的排列有所改變,亦無須更換頭部51或支持片Ah,例如即使在多品種小批次(lot)地封裝元件E時,亦可使元件封裝裝置1連續運轉而無須使其暫停,從而生產效率提高。
尤其,該元件封裝裝置1適合於下述情況,即,使一邊為10 μm以上且200 μm以下左右的尺寸的元件E排列成多行多列而統一封裝至基板S。例如,元件封裝裝置1將迷你LED或微型LED作為背光用或者構成顯示畫面的畫素用而封裝於顯示基板。若為此種微小尺寸的元件E,則例如在使用真空吸附或靜電吸附時,只要抽吸孔或凸形結構體等吸附部稍大,元件E的位置便會變得不穩定,或者只要吸附部的形成位置稍許偏離,一部分元件E便無法保持。雖可使一個元件E與一處抽吸孔對位,但要以m行n列元件E與m行n列吸附部全部可精度良好地對位的方式進行管理,則非常困難,無法各別地修正所有元件E與吸附部的位置。
然而,該元件封裝裝置1中,即便不使多行多列的元件E全部各自對位至接腳點,只要各元件E接觸至支持片Ah的黏接區域A1,支持片Ah便可發揮黏接力來貼附各元件E,因此特別適合於使一邊為10 μm以上且200 μm以下左右的尺寸的元件E排列成多行多列而統一封裝至基板S的情況。當然,即使為超過200 μm的元件E,亦可藉由該元件封裝裝置1而統一轉移至基板S。
而且,支持片Ah是設為黏接力根據規定溫度而喪失或下降的熱剝離片材。移送部5具備作為頭部51而例示的保持部與加熱器56。頭部51保持黏接片材A,加熱器56在使多行多列的元件E接觸至基板S時,將頭部51加熱至規定溫度以上。
即,作為多行多列的元件E向基板S上的封裝方法,包括:拾取步驟S1,將與包含多行多列的元件E的區域相同或稍寬的支持片Ah按壓至元件供給體(載體C),以將多行多列的元件E貼附至支持片Ah;以及封裝步驟S2,當使多行多列的元件E接觸至基板S時,將支持片Ah加熱至支持片Ah的黏接力喪失或下降的規定溫度以上,以使多行多列的元件E從支持片Ah剝離。而且,作為在基板S上呈陣列狀地封裝有元件E的元件封裝基板的製造方法,多次反覆該拾取步驟S1與封裝步驟S2。
藉此,即便不使多行多列的元件E全部各自對位至接腳點,只要各元件E接觸至支持片Ah的黏接區域A1,支持片Ah便可發揮黏接力來貼附各元件E,並且可更確實地使元件E脫離至基板S,因此在將元件E轉印至基板S時,可防止元件E殘存於支持片Ah側。因此,封裝元件E的基板S的良率提高。而且,產生利用元件E來填補未能封裝的部位的、封裝後的後作業的可能性變低,製品的生產效率提高。
進而,經加熱的頭部51依照與該材質相應的熱膨脹係數而膨脹,使統一保持的多行多列的元件E分別位移。然而,本實施形態中,使頭部51的支持片Ah的保持面51a具有矩形形狀,且一邊的長度為50 mm以下。或者,使頭部51包含熱膨脹係數為18×10-6 /K以下的原料。藉此,可避免造成元件E的電極與基板S的電極對不准的程度的、元件E的位置偏離,從而抑制元件E與基板S的接觸不良。因而,即使頭部51受到加熱,封裝有元件E的基板S的良率亦可提高。而且,本實施形態中,使頭部51的支持片Ah的保持面51a具有矩形形狀,一邊的長度為120 mm以下,且使頭部51包含熱膨脹係數為5×10-6 /K以下的原料。藉此,與所述同樣,可避免造成元件E的電極與基板S的電極對不准的程度的、元件E的位置偏離,從而抑制元件E與基板S的接觸不良。
而且,載體C具備黏接力在比頭部51的支持片Ah低的溫度下喪失或下降的另一黏接片材A即載體片材Ac。該載體C是在載體片材Ac上呈陣列狀地貼附元件E而成。並且,加熱器56在頭部51拾取元件E時,將頭部51加熱至比頭部51所保持的支持片Ah的黏接力喪失或下降的溫度低、且比載體C所具備的載體片材Ac的黏接力喪失或下降的溫度高的溫度。
藉此,當支持片Ah貼附元件E時,載體C側容易分離元件E,因此在將元件E轉印至支持片Ah時,可防止元件E殘存於載體C側。因此,封裝有元件E的基板S的良率提高。而且,產生利用元件E來填補未能封裝的部位的、封裝後的後作業的可能性變低,製品的生產效率提高。進而,可對載體C分離元件E的時機(timing)進行控制,從而在載台3對載體C的移送時,元件E不會發生位置偏離,封裝時的接觸不良亦可更確實地得到防止。
再者,本實施形態中,以載體片材Ac亦為熱剝離片材的形態為例進行了說明,但只要是在元件E的拾取時可使元件E的保持力喪失或下降的片材,則並不限於此。例如,作為載體片材Ac,亦可使用與黏接面的法線方向的保持力比支持片Ah低的黏接片材。利用支持片Ah來貼附元件E後,使移送部5上升以離開載體C時,藉由載體片材Ac與支持片Ah的保持力之差,元件E自載體片材Ac剝離,從而可將元件E轉印至支持片Ah。
而且,如圖14所示,移送部5亦可具備傾斜機構58,該傾斜機構58沿著由Y軸與Z軸劃分形成的YZ平面來使頭部51與缸體52的列傾斜。傾斜機構58例如具備沿X軸方向延伸的旋轉軸、及使該旋轉軸進行軸旋轉的旋轉馬達。安裝有缸體52與頭部51的支架(bracket)固接於該旋轉軸。當使旋轉馬達驅動時,頭部51與缸體52沿著YZ平面來變更方向。
此時,只要使用攝影機55的拍攝圖像來檢測基板S上的封裝預定位置的翹曲即可。傾斜機構58根據所檢測出的翹曲來使頭部51與缸體52的列傾斜,以使基板S上的封裝預定位置與頭部51的保持面51a變得平行。亦可取代攝影機55而具備雷射(laser)照射裝置來檢測基板S的翹曲。雷射照射裝置具備雷射照射部與雷射受光部,利用雷射來掃描基板S,根據雷射受光部的受光時機來檢測基板S的翹曲,即,檢測雷射照射部與雷射掃描位置的距離。
藉此,即使大型的基板S發生翹曲,亦可精度良好地封裝元件E。而且,即使基板S發生翹曲,亦可消除基板S與元件E的氣隙(air gap),使所有元件E同時接觸至基板S後,使元件E自支持片Ah剝離。因此,可降低元件E脫離基板S的可能性,提高製品的良率。再者,若進一步設置沿著XZ平面來使頭部51與缸體52的列傾斜的傾斜機構58,則可應對朝向所有方向的翹曲。
而且,具備片材供給部7,該片材供給部7使帶狀的支持片Ah行走,以供給黏接力未喪失或下降的區域。藉此,即使將支持片Ah設為熱剝離片材,亦可效率良好地搬送元件E。而且,該片材供給部7具備在帶狀的支持片Ah的行走路徑中途沖切支持片Ah的切刀72。藉此,無須逐片地供給支持片Ah,可簡便且迅速地供給支持片Ah。
再者,亦可如圖15所示,在移送部5中配備片材供給部7。移送部5在頭部51的兩旁具備供給捲軸73與收容捲軸74。從供給捲軸73拉出的支持片Ah的帶掛於頭部51的保持面51a,並被捲繞至收容捲軸74。當將元件E貼附於支持片Ah的帶與保持面51a一致的區域,且該元件E藉由熱而剝離時,使供給捲軸73與收容捲軸74運行,將已使用的區域送往收容捲軸74側,使新的區域位於保持面51a。
此時,支持片Ah的帶的寬度方向(Y軸方向)的尺寸是形成為與配置多行多列的元件E的區域的寬度方向(Y軸方向)的尺寸相同或稍寬的寬度。頭部51的保持面51a中的支持片Ah的進給方向(X軸方向)的尺寸,即,在圖15中支持片Ah平坦地受到支持的部分的X軸方向的尺寸,是形成為與配置多行多列的元件E的區域的X軸方向的尺寸相同或稍寬的寬度。而且,在保持面51a的兩端形成的支持片Ah的彎折部可設為銳角。
若如此般在移送部5中配備片材供給部7,則可省去移送部5經由片材供給部7與片材排出部8的製程。因此,從新支持片Ah向頭部51的安裝開始,經過元件E的拾取與元件E的封裝,直至支持片Ah的替換為止的節拍時間(tack time)提高,製品的生產效率提高。
(第2實施形態) 接下來,參照圖式來詳細說明第2實施形態的元件封裝裝置1。對於與第1實施形態相同的結構及相同的功能,標註相同的符號並省略詳細說明。
如圖16所示,該元件封裝裝置1中,在頭部51中配備的加熱器56將頭部51加熱至各元件E的配置位置適合於基板S的適合溫度段T4為止。即,加熱器56對頭部51進行加熱而使其熱膨脹,使多行多列的各元件E的配置位置發生位移,以使得各元件E位於可電性接合至基板S的容許範圍。
適合溫度段T4被設定為包含支持片Ah的黏接力喪失或下降的支持側剝離溫度T2。即,只要比封裝於基板S的元件E的間隔窄地,將各元件E排列於載體片材Ac,且根據頭部51的材質及大小來調整線膨脹係數,並調整支持側剝離溫度T2,或者複合地使用該些操作,來設定適合溫度段T4與支持剝離溫度T2即可。
此種元件封裝裝置1中,從載體C拾取拾取預定元件E群,並使所拾取的元件E群接觸至基板S。此時,如圖17所示,加熱器56將頭部51加熱至包含支持側剝離溫度T2的適合溫度段T4為止,藉由頭部51的熱膨脹,使元件E的間隔適合於基板S的電路圖案而擴大,並且使元件E從支持片Ah剝離以解開與頭部51側的束縛,且將元件E群移交至基板S。藉此,藉由頭部51的熱膨脹,各元件E的位置精度良好地收斂至容許範圍內的適當位置P,各元件E與基板S電性連接,因此可抑制因頭部51的熱膨脹引起的良率下降。
再者,加熱器56進而將頭部51加熱至針對導電性接合材料的製程溫度T3為止。當經剝離的元件E群因支持片Ah的摩擦係數,受頭部51的熱膨脹拉拽而繼續位移以擴大間隔時,只要使適合溫度段T4與製程溫度T3一致即可。
或者,當通過包含支持側剝離溫度T2的適合溫度段T4時,即,當藉由頭部51的熱膨脹而元件E的間隔適合於基板S而擴大時,頭部51暫時解除負壓,以解開支持片Ah與頭部51的束縛,且將頭部51加熱至製程溫度T3為止。即使頭部51發生熱膨脹,未被頭部51抽吸的支持片Ah的伸展亦難以追隨頭部51的熱膨脹,對於由支持片Ah與基板S夾著的元件E群而言,在從適合溫度段T4到達製程溫度T3的過程中進一步擴大間隔的可能性亦變少。
(第3實施形態) 接下來,參照圖式來詳細說明第3實施形態的元件封裝裝置1。對於與第1實施形態或第2實施形態相同的結構及相同的功能,標註相同的符號並省略詳細的說明。
該元件封裝裝置1中,在基板S上形成有利用紫外線來固化或暫時固化的導電性接合材料。如圖18所示,封裝台4的載置面是具有比基板S小一圈的開口的甜甜圈(doughnuts)型,在封裝台4的下方,與封裝位置中心對位地配置有紫外線照射裝置59。基板S是將玻璃板設為基底,紫外線照射裝置59朝向基板S出射紫外線,透過基板S而照射至導電性接合材料。
圖19是表示第3元件封裝裝置1的封裝過程的動作的流程圖。升降部9使保持有多行多列的元件E的移送部5朝向封裝台4下降,缸體52將多行多列的元件E按壓至基板S。當元件E被按壓至基板S時(步驟S11),紫外線照射裝置59將紫外線照射至導電性接合材料,使導電性接合材料固化(步驟S12)。藉此,元件E固定於基板S。當元件E接合於基板S後,加熱器56將頭部51加熱至支持側剝離溫度T2為止(步驟S13)。頭部51的熱傳導至支持片Ah,支持片Ah使黏接力喪失或下降,以使接合於基板S的元件E從支持片Ah剝離。
當加熱器56將頭部51加熱至支持側剝離溫度T2為止時,頭部51會發生熱膨脹,但由於貼附於支持片Ah的多行多列的元件E已被固定於基板S,因此難以追隨於頭部51的熱膨脹而發生位移。因此,各元件E的位置可維持容許範圍內,從而可抑制因頭部51的熱膨脹引起的良率下降。
(其他實施形態) 以上,對本發明的實施形態及各部的變形例進行了說明,但該實施形態或各部的變形例是作為一例而提示,並不意圖限定發明的範圍。所述的該些新穎的實施形態能以其他的各種形態來實施,在不脫離發明主旨的範圍內,可進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形包含在發明的範圍或主旨中,並且包含在申請專利範圍所記載的發明中。
1‧‧‧元件封裝裝置
3‧‧‧載台
4‧‧‧封裝台
5‧‧‧移送部
6‧‧‧基座
7‧‧‧片材供給部
8‧‧‧片材排出部
9‧‧‧升降部
11‧‧‧控制部件
12‧‧‧空氣壓迴路
21‧‧‧拾取位置
22‧‧‧封裝位置
31、41‧‧‧X軸驅動機構
32、42‧‧‧Y軸驅動機構
51‧‧‧頭部
51a‧‧‧保持面
51b‧‧‧吸附孔
52‧‧‧缸體
53‧‧‧θ旋轉部
54‧‧‧抵接塊支承部
55‧‧‧攝影機
56‧‧‧加熱器
57‧‧‧鼓風機
58‧‧‧傾斜機構
59‧‧‧紫外線照射裝置
61‧‧‧增高台
62‧‧‧支柱
63、66、91‧‧‧導軌
64‧‧‧支持部
65‧‧‧滾珠螺桿
67、69‧‧‧延伸前端面
71‧‧‧切刀收容體
72‧‧‧切刀
73‧‧‧供給捲軸
74‧‧‧收容捲軸
92‧‧‧旋轉馬達
93‧‧‧螺桿
94‧‧‧抵接塊
A‧‧‧黏接片材
A1‧‧‧黏接區域
A2‧‧‧基材
A3‧‧‧黏接層
A4‧‧‧發泡填料
Ac‧‧‧載體片材
Ah‧‧‧支持片
C‧‧‧載體
E‧‧‧元件
S‧‧‧基板
S01~S08、S11~S13‧‧‧步驟
S1‧‧‧拾取步驟
S2‧‧‧封裝步驟
T1‧‧‧載體側剝離溫度
Te‧‧‧溫度
T2‧‧‧支持側剝離溫度
T3‧‧‧製程溫度
T4‧‧‧適合溫度段
圖1是表示第1實施形態的元件封裝裝置的概略結構的立體圖。 圖2是示意性地表示被安裝於移送部的黏接片材的立體圖。 圖3(a)及圖3(b)是包含熱剝離片材的黏接片材的剖面圖,圖3(a)表示加熱前,圖3(b)表示局部加熱後。 圖4是表示溫度與黏接力的關係及頭部的溫度位移的圖表。 圖5是表示第1實施形態的元件封裝裝置的詳細結構的正面圖。 圖6是表示第1實施形態的元件封裝裝置的詳細結構的側面圖。 圖7是表示移送部的詳細結構的圖。 圖8是表示片材供給部的詳細結構的圖。 圖9是表示第1實施形態的元件封裝裝置的動作的流程圖。 圖10是表示元件拾取步驟中的、支持片(holder sheet)對載體(carrier)上的元件的壓接狀態的示意圖。 圖11是表示元件拾取步驟中的、載體上的元件的剝離狀態的示意圖。 圖12是表示元件封裝步驟中的、元件向基板的壓接與加熱狀態的示意圖。 圖13是表示元件封裝步驟中的、元件從支持片的剝離與向基板的封裝狀態的示意圖。 圖14是表示具有傾斜機構的移送部的圖。 圖15是表示具有片材供給部的移送部的圖。 圖16是有關於第2實施形態的元件封裝裝置,是表示熱膨脹與元件位置偏離的圖表。 圖17是表示藉由熱膨脹來修正元件位置偏離的過程的示意圖。 圖18是有關於第3實施形態的元件封裝裝置,是表示載台的結構的圖。 圖19是表示第3元件封裝裝置的封裝過程的動作的流程圖。

Claims (10)

  1. 一種元件封裝裝置,其特徵在於,包括: 供給台,載置呈陣列狀排列有元件的元件供給體; 封裝台,載置呈陣列狀配置所述元件的基板;以及 移送部,在所述供給台與所述封裝台之間多次往復移,每當返回所述供給台時,從所述元件供給體一次多行多列地拾取所述元件,每當到達所述封裝台時,將所拾取的所述多行多列的所述元件轉移至所述基板, 所述移送部包括: 保持部,保持黏接片材,所述黏接片材是與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的片材,且黏接力因規定溫度而喪失或下降;以及 加熱器,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述保持部加熱至所述規定溫度以上, 將所述黏接片材按壓至所述元件供給體而使所述多行多列的元件貼附於所述黏接片材,藉此,從所述元件供給體一次拾取所述多行多列的元件,藉由加熱至所述規定溫度以上,使所拾取的所述元件從所述黏接片材剝離而統一轉移至所述基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的元件封裝裝置,其中 所述保持部包含熱膨脹係數為18×10-6 /K以下的原料。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的元件封裝裝置,其中 所述保持部的所述黏接片材的保持面具有矩形形狀,且一邊的長度為120 mm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的元件封裝裝置,其中 所述元件供給體包括另一黏接片材,在比所述保持部的所述黏接片材的溫度低的情況下,所述另一黏接片材的黏接力喪失或下降, 將所述元件呈陣列狀地貼附於所述另一黏接片材, 所述加熱器將所述保持部加熱至特定溫度,所述特定溫度為在所述保持部拾取所述元件時,比使所述保持部所保持的所述黏接片材的黏接力喪失或下降的溫度低,且比使所述元件供給體所具備的所述另一黏接片材的黏接力喪失或下降的溫度高的溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的元件封裝裝置,其中 所述加熱器對所述保持部進行加熱而使其熱膨脹,直至經由所述黏接片材而由所述保持部所保持的所述多行多列的元件的配置位置適合於對所述基板的配置位置為止。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的元件封裝裝置,其中 在所述基板上,形成有藉由紫外線而固化的導電性接合材料, 所述封裝台具有對所述基板的紫外線照射部, 所述加熱器在所述紫外線照射部對所述基板照射紫外線,利用所述導電性接合材料將所述基板與所述多行多列的元件予以接合後,對所述頭部進行加熱。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的元件封裝裝置,其包括: 片材供給部,使帶狀的所述黏接片材行走,將黏接力未喪失或下降的區域供給至所述保持部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的元件封裝裝置,其中 所述片材供給部包括切刀,所述切刀在所述帶狀的黏接片材的行走路徑中途,對所述保持部所保持的所述黏接片材進行沖切。
  9. 一種元件封裝方法,其特徵在於,是從呈陣列狀地排列有元件的元件供給體一次拾取多行多列的元件,並將所拾取的所述多行多列的元件統一轉移至基板,包括: 拾取步驟,將與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的黏接片材按壓至所述元件供給體,以將所述多行多列的元件貼附至所述黏接片材;以及 封裝步驟,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述黏接片材加熱至使所述黏接片材的黏接力喪失或下降的規定溫度以上,以使所述多行多列的元件從所述黏接片材剝離, 多次重複所述拾取步驟與所述封裝步驟,從所述元件供給體逐次多行多列地拾取所述元件,並逐次多行多列地將所述元件轉移至所述基板。
  10. 一種元件封裝基板製造方法,其特徵在於,是從呈陣列狀地排列有元件的元件供給體一次拾取多行多列的元件,將所拾取的所述多行多列的元件統一封裝至基板,從而製造呈陣列狀地封裝有所述元件的元件封裝基板,包括: 拾取步驟,將與包含所述多行多列的元件的區域相同或稍寬的黏接片材按壓至所述元件供給體,以將所述多行多列的元件貼附至所述黏接片材; 封裝步驟,當使所述多行多列的元件接觸至所述基板時,將所述黏接片材加熱至使所述黏接片材的黏接力喪失或下降的規定溫度以上,以使所述多行多列的元件從所述黏接片材剝離;以及 反覆步驟,多次重複所述拾取步驟與所述封裝步驟,從所述元件供給體逐次多行多列地拾取所述元件,並逐次多行多列地將所述元件轉移至所述基板,藉此來製造在所述基板上呈陣列狀地封裝有所述元件的元件封裝基板。
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