TW202338962A - 安裝裝置以及安裝方法 - Google Patents

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TW202338962A
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大河原聡史
羽根洋祐
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日商芝浦機械電子裝置股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種能夠減小每個電子零件的接合強度的差異的安裝裝置以及安裝方法。實施方式的安裝裝置(1)包括:搭載裝置(30),藉由將電子零件(2)的安裝面(2a)與基板(3)的安裝面(3a)貼合,將電子零件(2)搭載於基板(3);以及氣體供給裝置(60),具有在將電子零件(2)搭載於基板(3)之前,能夠插入至相向配置的電子零件(2)的安裝面(2a)與基板(3)的安裝面(3a)之間的噴附部(610),從噴附部(610)分別朝向電子零件(2)的安裝面(2a)及基板(3)的安裝面(3a)而沿與各安裝面(2a)、(3a)垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體。

Description

安裝裝置以及安裝方法
本發明涉及一種安裝裝置以及安裝方法。
將半導體晶片(semiconductor chip)等電子零件從晶圓(wafer)或托盤(tray)拾取(pickup),搬送至基板上,壓抵於基板而進行安裝。
此處,在將電子零件直接接合於基板的所謂直接接合(direct bonding)中,藉由將基板或電子零件的接合面淨化、活化後,使彼此接觸而進行接合。例如,如專利文獻1所示,在經過減壓的腔室(chamber)內,對基板或電子零件進行反應性離子蝕刻(reaction ion etching)或者N 2或O 2自由基(radical)的照射,由此進行使基板或電子零件的安裝面活化的親水化處理。另外,在以下說明中,有時將此種親水化表述為活化。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-68379號公報
[發明所要解決的問題]
例如,為了使基板或電子零件親水化而賦予的羥基會影響接合強度。但是,暫且賦予至接合面的羥基隨著時間經過會因脫離等而減少。在如上所述的現有技術中,在親水化裝置中使基板親水化,將使晶圓單片化為晶圓片材(wafer sheet)而貼附的狀態或載置於托盤的狀態的電子零件多個一次性地進行親水化處理後,將各者搬送至接合裝置,將電子零件一個一個地安裝於基板。如此,賦予羥基後到將電子零件安裝於基板為止的時間在每個電子零件中不同。因此,暫且賦予的羥基的量在每個電子零件中不同,在每個電子零件中接合強度產生差異。特別是,在接合裝置中,從晶圓片材或托盤開始供給的電子零件與結束供給的電子零件中,從羥基賦予到接合為止會產生大的時間差,電子零件的接合強度也大幅改變。此種狀況在帶來親水化的所有活化中相同。
本發明的實施方式的目的在於提供一種能夠減小每個電子零件的接合強度的差異的安裝裝置以及安裝方法。 [解決問題的技術手段]
為了達成所述目的,實施方式的安裝裝置包括:搭載裝置,藉由將電子零件的安裝面與基板的安裝面貼合,將所述電子零件搭載於所述基板;以及氣體供給裝置,具有在將所述電子零件搭載於所述基板之前,能夠插入至相向配置的所述電子零件的安裝面與所述基板的安裝面之間的噴附部,從所述噴附部分別朝向所述電子零件的安裝面及所述基板的安裝面而沿與各安裝面垂直的方向噴附包含由等離子體(plasma)所生成的活性種的氣體。
實施方式的安裝方法是將噴嘴(nozzle)插入至相向配置的電子零件的安裝面與基板的安裝面之間,從所述噴嘴分別朝向所述電子零件的安裝面及所述基板的安裝面而沿與各安裝面垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體,將所述電子零件的安裝面與所述基板的安裝面貼合,由此將所述電子零件搭載於所述基板。 [發明的效果]
在本發明的實施方式中,能夠減小每個電子零件的接合強度的差異。
參照圖式,對本發明的實施方式(以下,稱為本實施方式)進行具體說明。另外,圖式是示意圖,各部的尺寸、比率等包含為了易於理解而誇大的部分。
[概要] 如圖1~圖3所示,本實施方式的安裝裝置1包括:電子零件2的供給裝置10、拾取裝置20、搭載裝置30、基板載台40、檢測裝置50、氣體供給裝置60以及控制裝置70。安裝裝置1藉由下述方式進行安裝,即,將電子零件2由拾取裝置20從供給裝置10拾取並翻轉,交接至搭載裝置30,由搭載裝置30搭載於由基板載台40支撐的基板3。在所述搭載之前,由氣體供給裝置60將包含由等離子體所生成的活性種的氣體噴附至予以定位而相向配置的電子零件2及基板3的各者的安裝面。
電子零件2例如為矩形形狀的薄小片零件。在本實施方式中,電子零件2是將晶圓分割成單片的半導體晶片。半導體晶片在表背中的一面具有作為半導體元件發揮功能的功能面。所述電子零件2的功能面是在同一面內包含電極部與絕緣部且安裝於基板3的安裝面3a的安裝面2a(參照圖3)。基板3例如是呈矩陣(matrix)(行列)狀設置有供電子零件2搭載的多個區域的板體。各區域是在同一面內包含導電部與絕緣部且供電子零件2的安裝面2a安裝的安裝面3a。
[供給裝置] 供給裝置10是將電子零件2向拾取裝置20供給的裝置。供給裝置10使拾取對象的電子零件2移動至供給位置P1。供給位置P1是拾取裝置20拾取成為拾取對象的電子零件2的位置。供給裝置10包括:支撐貼附有多個電子零件2的片材(sheet)11的供給載台12、使供給載台12移動的載台移動機構13。作為所述載台移動機構13,例如可使用線性導軌(linear guide),所述線性導軌是藉由由伺服馬達(servomotor)驅動的滾珠螺桿(ball screw)機構,使滑件(slider)在軌道(rail)上移動。供給裝置10由載台移動機構13使介隔片材11由供給載台12支撐的多個電子零件2中拾取對象的電子零件2移動至供給位置P1。
此處,供電子零件2貼附的片材11是貼附於未圖示的晶圓環(wafer ring)的具有黏著性的晶圓片材。在片材11上呈矩陣(行列)狀配置有將晶圓單片化所得的多個電子零件2。在本實施方式中,電子零件2以安裝面2a在上方露出的面朝上(face up)狀態配置。
供給載台12是水平地支撐貼附有片材11的晶圓環的台。即,供給載台12介隔晶圓環而支撐貼附有電子零件2的片材11。供給載台12設置為藉由載台移動機構13可在水平方向上移動。片材11與供給載台12一起由載台移動機構13水平支撐,因此片材11及載置於所述片材11的電子零件2也可在水平方向上移動地設置。而且,供給載台12也可代替片材11來支撐載置有多個電子零件2的托盤。因而,載置於所述托盤的電子零件2也可將成為拾取對象的電子零件2定位於供給位置P1。
另外,如圖1所示,水平方向中,將供給裝置10與搭載裝置30排列的方向稱為X軸方向、與X軸正交的方向稱為Y軸方向。而且,將與片材11的平面正交的方向稱為Z軸方向或上下方向。但是,這些方向不限定安裝裝置1的設置方向。
[拾取裝置] 拾取裝置20是從供給裝置10拾取電子零件2,將所拾取的電子零件2交接至搭載裝置30的裝置。所述拾取裝置20包括:拾取噴嘴21、移動機構22、翻轉機構23、以及頂起機構24。
(拾取噴嘴) 拾取噴嘴21是抽吸電子零件2而進行保持,且解除抽吸而釋放電子零件2的機構。拾取噴嘴21包括噴嘴孔。噴嘴孔在拾取噴嘴21的前端的吸附面開口。噴嘴孔與包含真空泵(vacuum pump)等的負壓產生電路(未圖示)連通,藉由使所述電路產生負壓,將電子零件2抽吸至拾取噴嘴21的吸附面而進行保持。而且,藉由解除負壓而從吸附面解除電子零件2的保持狀態。
如圖1及圖2所示,移動機構22是使拾取噴嘴21在供給位置P1與交接位置P2之間往復移動,且使拾取噴嘴21在供給位置P1及交接位置P2升降的機構。另外,交接位置P2是拾取裝置20將在供給位置P1所拾取的電子零件2交接至下述作為接收部發揮功能的接合頭31的位置。供給位置P1及交接位置P2主要指XY方向的位置,未必指Z軸方向的位置。
(移動機構) 移動機構22具有裝配有拾取噴嘴21的臂部(arm)22a,藉由使臂部22a移動,而使拾取噴嘴21移動。移動機構22包括:滑動機構22b、升降機構22f。滑動機構22b藉由使裝配有拾取噴嘴21的臂部22a移動,使拾取噴嘴21在供給位置P1與交接位置P2之間往復移動。此處,滑動機構22b包括:與X軸方向平行地延伸且固定於支撐框架22c的軌道22d、以及在軌道22d上移行的滑件22e。雖未圖示,但滑件22e藉由由旋轉馬達驅動的滾珠螺桿、線性馬達等驅動。
升降機構22f藉由使裝配有拾取噴嘴21的臂部22a移動,而使拾取噴嘴21在上下方向上移動。具體而言,升降機構22f可使用線性導軌,所述線性導軌藉由由伺服馬達驅動的滾珠螺桿機構,使滑件在軌道上移動。即,藉由伺服馬達的驅動,使拾取噴嘴21沿著Z軸方向升降。
(翻轉機構) 翻轉機構23設置於拾取噴嘴21與移動機構22之間。此處,翻轉機構23是包含變更拾取噴嘴21的朝向的馬達(motor)等驅動源、滾珠軸承(ball bearing)等旋轉導件而成的致動器(actuator)。所謂變更朝向,是指沿上下方向旋轉0°~180°。
(頂起機構) 頂起機構24設置於供給裝置10的片材11的下方。頂起機構24包括:頂起體24a、支承(back up)體24b及未圖示的驅動機構。頂起體24a是包含多個塊體(block)的構件。支承體24b是以頂起體24a的長度方向與Z軸方向平行的方式設置。驅動機構設置於支承體24b,使頂起體24a的塊體從其內部進出或向其內部退避。所述進出或退避是在上下方向上進行。所述驅動機構例如包括:被導引至上下方向的軌道而移動的滑件、以及驅動滑件的氣缸(air cylinder)或凸輪(cam)機構。
[搭載裝置] 搭載裝置30是藉由將從拾取裝置20接收的電子零件2搬送至安裝位置P3,並搭載於基板3而進行安裝的裝置。安裝位置P3是將電子零件2安裝於基板3的位置。搭載裝置30包括:接合頭31、頭移動機構32、基板載台40。
(接合頭) 接合頭31是具有在交接位置P2從拾取噴嘴21接收電子零件2的作為接收部的功能,且將所述電子零件2在安裝位置P3安裝於基板3的裝置。接合頭31保持電子零件2且在安裝後解除保持狀態而釋放電子零件2。
具體而言,接合頭31包括噴嘴31a。噴嘴31a保持電子零件2,且解除保持狀態而釋放電子零件2。噴嘴31a包括噴嘴孔。噴嘴孔在噴嘴31a的前端的吸附面開口。噴嘴孔與包含真空泵等的負壓產生電路(未圖示)連通,藉由使所述電路產生負壓,將電子零件2抽吸至噴嘴31a的吸附面而進行保持。而且,藉由解除負壓而從吸附面解除電子零件2的保持狀態。
(頭移動機構) 頭移動機構32是使接合頭31在交接位置P2與安裝位置P3之間往復移動,且在交接位置P2及安裝位置P3升降的機構。本實施方式的頭移動機構32作為相對於基板3的安裝面3a定位電子零件2的安裝面2a的定位機構發揮功能。具體而言,頭移動機構32包括:滑動機構321、升降機構322。
滑動機構321使接合頭31在交接位置P2與安裝位置P3之間往復移動。此處,滑動機構321包括:與X軸方向平行地延伸且固定於支撐框架321a的兩條軌道321b、以及在軌道321b上移行的滑件321c。雖未圖示,但滑件321c藉由由旋轉馬達驅動的滾珠螺桿、線性馬達等來驅動。
另外,雖未圖示,但滑動機構321具有使接合頭31沿Y軸方向滑動移動的滑動機構。所述滑動機構也可由Y軸方向的軌道及在軌道上移行的滑件構成。滑件藉由由旋轉馬達驅動的滾珠螺桿、線性馬達等來驅動。升降機構322使接合頭31沿上下方向移動。具體而言,升降機構322可使用線性導軌,所述線性導軌藉由由伺服馬達驅動的滾珠螺桿機構,使滑件在軌道上移動。即,藉由伺服馬達的驅動,使接合頭31沿著Z軸方向升降。
[基板載台] 基板載台40是支撐用於安裝電子零件2的基板3的台。基板載台40設置於載台移動機構41。載台移動機構41是使基板載台40在XY平面上滑動移動,將基板3中的電子零件2的安裝預定位置定位於安裝位置P3的移動機構。載台移動機構41例如可使用線性導軌,所述線性導軌藉由由伺服馬達驅動的滾珠螺桿機構,使滑件在軌道上移動。
[檢測裝置] 檢測裝置50在安裝位置P3檢測安裝前的電子零件2的安裝面2a的位置及基板3的安裝面3a的位置(參照圖3、圖4)。本實施方式的檢測裝置50包括拍攝部50a,所述拍攝部50a在安裝位置P3拍攝電子零件2的安裝面2a及基板3的安裝面3a。而且,雖未圖示,但檢測裝置50包括:圖像處理部,對由拍攝部50a拍攝的圖像進行處理,擷取安裝面2a、安裝面3a的對準標記(alignment mark)的形狀;以及位置識別部,藉由檢測安裝面2a、安裝面3a的對準標記的重心、角等點,來識別兩者的位置關係。基於所述位置關係,搭載裝置30將電子零件2的安裝面2a的位置對準基板3的安裝面3a後進行安裝。規定的位置的檢測可藉由拍攝部50a所具有的電路進行,也可由後述控制裝置70進行。在由控制裝置70進行的情況下,檢測裝置50的功能的一部分由控制裝置70擔負。
本實施方式的拍攝部50a是能夠同時拍攝電子零件2與基板3的上下二視野相機。拍攝部50a在電子零件2的安裝前進入至接合頭31與基板載台40之間(參照圖4),利用接合頭31安裝時,退避至不干擾接合頭31的位置(參照圖3)。另外,拍攝部50a也可為個別地拍攝電子零件2與基板3的相機。
[氣體供給裝置] 如圖7所示,氣體供給裝置60是在大氣壓中產生等離子體的所謂大氣壓等離子體的等離子體產生裝置。氣體供給裝置60包括:噴附部610、主體部620、供給部630、電極部640、電源650、臂部660。另外,圖7中的噴附部610、主體部620是透視圖。如上所述,對電子零件2的安裝面2a及基板3的安裝面3a從噴附部610噴附大氣壓等離子體中所生成的活性種,而使所述表面淨化、活化。對安裝面2a、安裝面3a的活性種的噴附與氣體的噴出一起進行。氣體除可使用Ar、He等稀有氣體以外,還可使用N 2、O 2、H 2O(水蒸氣)等。
(噴附部) 噴附部610是在上下方向上延伸的直線狀的管,上方構成沿與安裝面2a垂直的方向延伸的第一噴嘴611,下方構成沿與安裝面3a垂直的方向延伸的第二噴嘴612。第一噴嘴611的前端成為開口611a,與安裝面2a相向。第二噴嘴612的前端成為開口612a,與安裝面3a相向。第一噴嘴611的剖面或開口611a的形狀、第二噴嘴612的剖面或開口611a的形狀可為與安裝面2a、安裝面3a對應的矩形,也可為圓形。另外,就使對安裝面2a、安裝面3a的處理同等的觀點而言,以第一噴嘴611與第二噴嘴612的長度、開口611a與安裝面2a的距離及開口612a與安裝面3a的距離相等的方式設定。藉由如此構成,從由下述電極部640所生成的等離子體的等離子體區域Z開始,開口611a、開口612a的距離相等,能夠使活性種的供給量一致。進而,因為開口611a與安裝面2a的距離和開口612a與安裝面3a的距離相等,所以能夠使供給至安裝面2a、安裝面3a的活性種的供給量一致。
(主體部) 主體部620是在內部構成有氣體的流路(以下稱為氣體流路R)的管狀的構件。主體部620例如由玻璃或氧化鋁所形成。而且,主體部620也為產生用於使氣體產生等離子體的放電的放電管。另外,在本實施方式中,主體部620的軸向為與安裝面2a、安裝面3a平行的方向。
產生等離子體的區域即等離子體區域Z是藉由放電使氣體電離,生成離子、電子、活性種(自由基)等產物的區域。此處所謂的活性種是具有不成對電子的分子或原子。如此,等離子體區域Z是成為產物的生成源的區域。
在主體部620的一端連接有所述噴附部610。主體部620內的等離子體區域Z中所生成的產物從噴附部610的第一噴嘴611噴附至安裝面2a,從第二噴嘴612噴附至安裝面3a。另外,在等離子體區域Z中也產生離子、電子。如果離子、電子到達安裝面2a、安裝面3a,則會對安裝面2a、安裝面3a造成損傷。等離子體區域Z中所產生的離子、電子的壽命比活性種短,因此在到達至第一噴嘴611的開口611a、第二噴嘴612的開口612a之前的期間消失。而且,從主體部620在噴附部610被上下分開,在所述分支的部分成為呈直角彎折的流路,離子、電子碰撞所述分支點的流路壁面也消失。因此,對於安裝面2a、安裝面3a,與氣體一起僅噴附活性種。
噴附部610可與主體部620連續地構成,也可構成為可裝卸地設置於主體部620而能夠更換。而且,在主體部620,在與噴附部610相反側設置有氣體的導入口620a。
(供給部) 供給部630是對主體部620內的氣體流路R供給氣體的裝置。作為氣體,如上所述,只要為藉由放電而發生等離子體化的氣體即可。供給部630包括:氣體源631、減壓閥632、調節部633。氣體源631是貯存有氣體的瓶(bombe)。減壓閥632是使氣體的壓力降低的閥、即調節器(regulator)。調節部633是調整氣體的流量的裝置。調節部633包括:質量流量計,測量流體的流量;以及質量流量控制器(Mass Flow Controller,MFC),具有控制流量的電磁閥。
氣體源631藉由配管連接於減壓閥632、調節部633,配管連接於主體部620的導入口620a。即,來自氣體源631的氣體導入至主體部620內而成為氣體流。主體部620的導入口620a與配管之間的間隙被氣密地密封。
(電極部) 電極部640藉由施加電壓而使氣體流路R內的氣體產生等離子體。即,電極部640藉由電壓的施加而使氣體流路R產生放電,使氣體電離。電極部640具有第一電極640a、第二電極640b。第一電極640a、第二電極640b是配置於隔著主體部620而相向的位置的導電性構件。第一電極640a、第二電極640b例如由鍍鎳的不銹鋼(steel use stainless,SUS)形成。所述第一電極640a、第二電極640b所夾著的氣體流路R成為等離子體區域Z的中心。
(電源) 電源650對第一電極640a、第二電極640b施加電壓。作為電源650,例如使用等離子體生成用的高頻電源或脈衝波電源。另外,在本實施方式中,第二電極640b成為接地側。
(臂部) 如圖2、圖7所示,臂部660是在前端設置有主體部620,使噴附部610的第一噴嘴611的開口611a、第二噴嘴612的開口612a在定位的安裝面2a、安裝面3a之間的位置、與從安裝面2a、安裝面3a退避的位置之間擺動的移動機構。藉由所述臂部660,第一噴嘴611定位於安裝面2a的正下方,第二噴嘴612定位於安裝面3a的正上方。
[控制裝置] 控制裝置70控制供給裝置10、拾取裝置20、搭載裝置30、基板載台40、檢測裝置50、氣體供給裝置60的啟動、停止、速度、動作時序(timing)等。控制裝置70為了實現安裝裝置1的各種功能而包括:執行程式(program)的處理器(processor)、存儲程式或動作條件等各種資訊的記憶體(memory)、驅動各元件的驅動電路等。而且,在控制裝置70連接有操作員(operator)輸入控制所需的指示或資訊的輸入裝置、用於確認裝置的狀態的輸出裝置。
[動作] 在如上所述的安裝裝置1中,參照所述的圖1~圖4、圖7、以及圖5、圖6及圖8的流程圖,來說明藉由拾取裝置20從供給裝置10拾取電子零件2,將所述電子零件2交接至搭載裝置30,在搭載裝置30中將電子零件2安裝於基板3的順序。在本實施方式中,在即將安裝之前,進行基於從氣體供給裝置60對安裝面2a、安裝面3a噴附活性種的表面的淨化或活化。
首先,藉由拾取裝置20,使拾取噴嘴21移動至頂起體24a所位於的供給位置P1,使拾取噴嘴21的前端與頂起體24a相向。另一方面,供給裝置10使供給載台12移動,使拾取對象的電子零件2位於供給位置P1。然後,拾取噴嘴21下降,逐漸接近於電子零件2。此時,頂起體24a上升,在頂起基準位置待機。
拾取噴嘴21下降至接觸基準位置而停止。此時,電子零件2由拾取噴嘴21與頂起體24a夾持。然後,在拾取噴嘴21停止的狀態下,藉由來自噴嘴孔的排氣而開始抽吸。在所述狀態下,頂起體24a上升,並且與此同步地拾取噴嘴21上升,當上升預先設定的規定量時,頂起體24a停止。然後,將藉由進一步上升的拾取噴嘴21所抽吸的電子零件2從片材11剝離,由此進行拾取。
拾取裝置20藉由翻轉機構23使拾取噴嘴21翻轉。拾取裝置20藉由移動機構22使拾取的電子零件2移動至交接位置P2。在交接位置P2,搭載裝置30的接合頭31待機,與經翻轉的拾取噴嘴21所保持的電子零件2相向。使接合頭31朝向拾取噴嘴21下降,利用接合頭31抽吸電子零件2而進行保持後,藉由拾取噴嘴21解除負壓,而將電子零件2交接至接合頭31。然後,接合頭31以從拾取噴嘴21離開的方式上升,並向安裝位置P3移動。
如此,電子零件2移動至安裝位置P3,如圖3所示,電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a相向(步驟S101)。接下來,如圖4所示,在接合頭31與基板3之間使作為上下二視野相機的拍攝部50a如箭頭所示進出,拍攝位於上方的電子零件2的安裝面2a的對準標記、及位於下方的基板3的安裝面3a的對準標記,檢測安裝面2a、安裝面3a的位置(步驟S102)。依據所檢測的位置,接合頭31進行電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a的定位(步驟S103)。如圖5中箭頭所示,拍攝部50a從安裝面2a、安裝面3a之間退避。
定位後,如圖5所示,臂部660使主體部620擺動,使噴附部610的第一噴嘴611的開口611a、第二噴嘴612的開口612a移動至已定位的安裝面2a、安裝面3a之間的位置(步驟S104)。然後,將來自供給部630的氣體從導入口620a導入至主體部620內,藉由電源650對電極部640施加電壓。如此,在主體部620內的氣體流路R產生放電,氣體電離。即,產生等離子體。
在產生了所述等離子體的等離子體區域Z中,藉由與大氣的反應而生成離子、電子、活性種等產物。這些產物中,離子、電子在噴附部610內消失,活性種與氣體流一起從第一噴嘴611的開口611a、第二噴嘴612的開口612a,如圖7所示,對安裝面2a、安裝面3a沿垂直方向噴附(步驟S105)。因此,安裝前的安裝面2a、安裝面3a被淨化,或被賦予羥基而親水化(活化)。然後,臂部660使主體部620擺動,使噴附部610從安裝面2a、安裝面3a之間的位置退避到不會影響安裝的位置(步驟S106)。
然後,如圖6的箭頭所示,藉由升降機構322使接合頭31下降,使經淨化、親水化的電子零件2的安裝面2a與經淨化、親水化的基板3的安裝面3a接觸而貼合,由此將電子零件2搭載於基板3而進行安裝(步驟S107)。安裝後的接合頭31解除所述電子零件2的保持,為了接收下一電子零件2而回到交接位置P2。
[效果] (1)本實施方式的安裝裝置1包括:搭載裝置30,藉由使電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a接觸而貼合,將電子零件2搭載於基板3;以及氣體供給裝置60,具有在將電子零件2搭載於基板3之前,能夠插入至相向配置的電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a之間的噴附部610,從噴附部610分別朝向電子零件2的安裝面2a及基板3的安裝面3a而沿與各安裝面2a、3a垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體。
而且,本實施方式的安裝方法是將噴附部610插入至相向配置的電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a之間,從噴附部610分別朝向電子零件2的安裝面2a及基板3的安裝面3a而沿與各安裝面2a、3a垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體,使電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a接觸而貼合,由此將電子零件2搭載於基板3。
在將多個電子零件2或供電子零件2載置的基板3一次性地進行活化處理後一個一個地進行安裝的情況下,在首先進行的安裝與最後進行的安裝之間,要花費用於安裝多個電子零件2的時間。即,隨著安裝進行,電子零件2的安裝面2a及基板3的安裝面3a的活化的狀態降低,電子零件2與基板3的接合強度降低。在本實施方式中的安裝中,如上所述,在電子零件2與基板3在安裝前相向配置的狀態、即,即將安裝前的狀態下,可將安裝面2a、安裝面3a一個一個地進行活化處理,因此在各電子零件2中,在活化後到安裝之前的期間不易產生差異,從而能夠減小每個電子零件2的接合強度的差異。
(2)噴附部610包括:第一噴嘴611,在與電子零件2的安裝面2a垂直的方向上延伸;以及第二噴嘴612,在與基板3的安裝面3a垂直的方向上延伸。因此,可使噴附至安裝面2a、安裝面3a的氣體流相對於安裝面2a、安裝面3a垂直。
噴附部610從與安裝面2a、安裝面3a垂直的方向噴附,因此安裝面2a、安裝面3a中的各個面內的活化處理不易產生偏差。在從相對於安裝面2a、安裝面3a為橫向或傾斜的方向噴附的情況下,從噴附部610的噴出位置到對安裝面2a、安裝面3a的面內的噴附位置產生差異。即,在安裝面2a、安裝面3a的面內產生距離噴附部610近的部分及遠的部分。由此,安裝面2a、安裝面3a的距離噴附部610近的部分及遠的部分中,活性種到達量產生差異,淨化、活化的狀態產生差異。但是,如本實施方式,藉由從與安裝面2a、安裝面3a垂直的方向噴附,使從噴出位置到噴附位置為止的距離在安裝面2a、安裝面3a內變得均勻。由此,在安裝面2a、安裝面3a的面內不產生距離噴附部610近的部分及遠的部分。因而,在安裝面2a、安裝面3a的面內均等地供給活性種,淨化、活化的處理均等地進行,從而能夠獲得充分的接合強度。
(3)第一噴嘴611的前端的開口611a及第二噴嘴612的前端的開口612a與電極部640的距離相等。因此,從利用電極部640的等離子體區域Z到開口611a、開口612a為止的距離相等,能夠使活性種的供給量在安裝面2a與安裝面3a中同等。因而,能夠使安裝面2a、安裝面3a的淨化、活化的處理同等,能夠獲得充分的接合強度。
(4)包括頭移動機構32,在從噴附部610噴附氣體之前,將相向配置的電子零件2的安裝面2a與基板3的安裝面3a進行定位。因此,可在即將安裝前進行的定位後進行活化處理,因此極力縮短從活化處理到安裝為止的時間,能夠抑制活性種的失活,能夠抑制活性種的供給量的減少而防止接合強度的降低。
[變形例] 本發明並不限定於所述實施方式。也可應用基本結構與所述實施方式相同的如下變形例。 (1)如圖9的(A)所示,也可使氣體供給裝置60具有與第一噴嘴611連通的第一氣體流路R1、以及與第二噴嘴612連通的第二氣體流路R2,將電極部640分別設置於第一氣體流路R1、第二氣體流路R2。例如,也可設置能夠藉由調節部633個別地控制氣體流量的第一主體部621、第二主體部622,分別設置第一電極部641、第二電極部642。由此,在電子零件2與基板3中易活化性不同的情況下,藉由改變所施加的電力,或改變氣體流量、氣體的供給時間,能夠分別調整淨化、活化的狀態。
另外,藉由改變第一噴嘴611、第二噴嘴612的長度、開口611a與安裝面2a的距離、開口612a與安裝面3a的距離,也可調整活化的程度。而且,藉由使噴附部610移動,改變對安裝面2a、安裝面3a的噴附位置,也可實現面內處理的均勻性。
而且,如圖9的(B)所示,也可將第一主體部621、第二主體部622配置於相反的方向。由此,容易配置氣體的配管路徑或電極的配線圈數等。另外,配管、配線的配置容易即可,未必為相反的方向。
(2)如圖10所示,也可分別在噴附部610的第一噴嘴611、第二噴嘴612設置第一電極部641、第二電極部642。由此,能夠使等離子體區域Z接近安裝面2a、安裝面3a,能夠抑制從產生開始到噴附至安裝面2a、安裝面3a為止的活性種的減少,能夠更高效率地噴附。
(3)如圖11所示,也可在噴附部610所噴附的氣體的周圍設置藉由流通氣體而產生氣簾(gas curtain)的筒部680。即,設置包圍噴附部610的筒部680,向所述筒部680內從未圖示的氣體供給裝置流通空氣、N 2、Ar、He等。氣體中的活性種的濃度若由氣簾包圍,則活性種不易外逃而濃度提高,因此能夠對安裝面2a、安裝面3a高效率地噴附活性種。而且,總體來說,氣體流路R的中心軸側高,外周側低,但因為外周側的活性種增強,所以對安裝面2a、安裝面3a所噴附的活性種的面內分布變得均勻。另外,如上所例示,用於產生此處所謂的氣簾的氣體是指即便與和活性種一起噴附的氣體反應也沒有問題的氣體。
(4)噴附部610只要為垂直地噴附至成為噴附對象的面的結構即可。因此,噴附部610也可不具有垂直延伸的噴嘴。例如,如圖12的(A)的側面圖、圖12的(B)的平面圖所示,也可在噴附部610的主體部的上下的面設置朝向安裝面2a、安裝面3a的開口611a、開口612a。
(5)也可可變地設置噴附部610與安裝面2a、安裝面3a的距離。例如,如圖13所示,也可為下述結構,即,藉由使第一主體部621、第二主體部622分別由未圖示的驅動機構上下移動,使得開口611a與安裝面2a的距離、開口612a與安裝面3a的距離發生改變。
[其他實施方式] 本發明並不限於所述實施方式,也包含將所述實施方式全部或任意組合的形態。進而,在不脫離發明的範圍的範圍內,這些實施方式可進行各種省略或置換、變更,該變形也包含於本發明。
1:安裝裝置 2:電子零件 2a:安裝面 3:基板 3a:安裝面 10:供給裝置 11:片材 12:供給載台 13:載台移動機構 20:拾取裝置 21:拾取噴嘴 22:移動機構 22a:臂部 22b:滑動機構 22c:支撐框架 22d:軌道 22e:滑件 22f:升降機構 23:翻轉機構 24:頂起機構 24a:頂起體 24b:支承體 30:搭載裝置 31:接合頭 31a:噴嘴 32:頭移動機構 40:基板載台 41:載台移動機構 50:檢測裝置 50a:拍攝部 60:氣體供給裝置 70:控制裝置 321:滑動機構 321a:支撐框架 321b:軌道 321c:滑件 322:升降機構 610:噴附部 611:第一噴嘴 611a:開口 612:第二噴嘴 612a:開口 620:主體部 620a:導入口 621:第一主體部 622:第二主體部 630:供給部 631:氣體源 632:減壓閥 633:調節部 640:電極部 640a:第一電極 640b:第二電極 641:第一電極部 642:第二電極部 650:電源 660:臂部 680:筒部 P1:供給位置 P2:交接位置 P3:安裝位置 R:氣體流路 R1:第一氣體流路 R2:第二氣體流路 S101~S107:步驟 Z:等離子體區域
圖1是表示實施方式的安裝裝置的正面圖。 圖2是表示實施方式的安裝裝置的平面圖。 圖3是圖1的A-A剖面圖,是表示電子零件與基板相向配置的狀態的圖。 圖4是圖1的A-A剖面圖,是表示為了拍攝電子零件與基板的安裝面而使拍攝部進入至接合頭(bonding head)與基板載台間的狀態的圖。 圖5是圖1的A-A剖面圖,是表示為了對電子零件與基板的安裝面噴附氣體而使噴附部進入至接合頭與基板載台間的狀態的圖。 圖6是圖1的A-A剖面圖,是表示將保持於接合頭的電子零件搭載於基板上的狀態的圖。 圖7是表示氣體供給裝置的結構的部分透視側面圖。 圖8是表示實施方式的安裝順序的流程圖(flowchart)。 圖9是表示使氣體流路及電極分別為電子零件側及基板側的變形例的說明圖。 圖10是表示在噴附部設置有電極的變形例的說明圖。 圖11是表示使用氣簾(air curtain)的變形例的說明圖。 圖12是表示沒有噴嘴的噴附部的變形例的側面圖(A)、平面圖(B)。 圖13是表示與安裝面的距離可變的噴附部的變形例的側面圖。
2:電子零件
2a:安裝面
3:基板
3a:安裝面
31a:噴嘴
40:基板載台
610:噴附部
611:第一噴嘴
611a:開口
612:第二噴嘴
612a:開口
620:主體部
620a:導入口
630:供給部
631:氣體源
632:減壓閥
633:調節部
640:電極部
640a:第一電極
640b:第二電極
650:電源
660:臂部
R:氣體流路
Z:等離子體區域

Claims (8)

  1. 一種安裝裝置,包括: 搭載裝置,藉由將電子零件的安裝面與基板的安裝面貼合,將所述電子零件搭載於所述基板;以及 氣體供給裝置,具有在將所述電子零件搭載於所述基板之前,能夠插入至相向配置的所述電子零件的安裝面與所述基板的安裝面之間的噴附部,從所述噴附部分別朝向所述電子零件的安裝面及所述基板的安裝面而沿與各安裝面垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體。
  2. 如請求項1所述的安裝裝置,其中, 所述噴附部包括: 第一噴嘴,在與所述電子零件的安裝面垂直的方向上延伸;以及 第二噴嘴,在與所述基板的安裝面垂直的方向上延伸。
  3. 如請求項2所述的安裝裝置,其中, 在所述第一噴嘴及所述第二噴嘴設置有電極部,所述電極部藉由施加電壓而使所述氣體產生等離子體。
  4. 如請求項1所述的安裝裝置,其中, 所述噴附部具有在內部形成有所述氣體的流路的管狀的主體部, 在所述主體部設置有電極部,所述電極部藉由施加電壓而使所述氣體產生等離子體。
  5. 如請求項2所述的安裝裝置,其中, 所述氣體供給裝置包括: 第一氣體流路,與所述第一噴嘴連通;以及 第二氣體流路,與所述第二噴嘴連通, 藉由施加電壓而使所述氣體產生等離子體的電極部分別設置於所述第一氣體流路及所述第二氣體流路。
  6. 如請求項1所述的安裝裝置,其中, 設置有筒部,所述筒部藉由使氣體流通而在所述噴附部所噴附的所述氣體的周圍產生氣簾。
  7. 如請求項1至6任一項所述的安裝裝置,其中, 所述氣體包含N 2、O 2、Ar、He、H 2O中的至少一種。
  8. 一種安裝方法,包括: 將噴嘴插入至相向配置的電子零件的安裝面與基板的安裝面之間, 從所述噴嘴分別朝向所述電子零件的安裝面及所述基板的安裝面而沿與各安裝面垂直的方向噴附包含由等離子體所生成的活性種的氣體, 將所述電子零件的安裝面與所述基板的安裝面貼合,由此將所述電子零件搭載於所述基板。
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