TWI440105B - 電子零件安裝頭、電子零件安裝裝置及電子零件安裝方法 - Google Patents

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Description

電子零件安裝頭、電子零件安裝裝置及電子零件安裝方法 發明領域
本發明係有關於一種利用超音波，將電子零件安裝於電路基板之技術。
 發明背景
習知，在將電子零件安裝於印刷基板等電路基板之裝置中，利用各種將電子零件之電極與電路基板之電極接收之方法，而可在短時間且以較低溫封裝電子零件之方法之一已知有利用超音波之接合方法(以下，稱為「超音波接合」)。在超音波接合中，以超音波振動使按壓於電路基板之電子零件振動，以將電子零件之電極(例如形成凸塊)與電路基板之電極電性接合。
在進行此種超音波接合之電子零件安裝裝置中，同時進行對電子零件之超音波振動施加及將電子零件或電路基板之電極加熱，藉此，提高接合強度，以提高封裝品質。此種加熱通常藉從與安裝電子零件側相反之側將電路基板加熱來進行。
另一方面，由於不宜將電路基板全體以高溫加熱，故在專利文獻1中揭示於封裝時，將半導體晶片加熱，以提高接合強度之技術。在專利文獻1中，藉於設置在接合頭之雷射吸收體照射雷射光，而使雷射吸收體發熱，來自該雷射吸收體之熱經由熱傳導板傳達至為接合頭所吸著之半導體 晶片。
專利文獻1：日本專利公開公報2003-258037號
 發明概要
然而，在專利文獻1之裝置中，由於於接合頭外部設置雷射振盪器或將雷射光引導至接合頭之光纖，於接合頭內部設置引導雷射光之鏡、雷射吸收體或熱傳導板等各種零件，故接合頭或裝置構造複雜化，導致裝置成本上升。
從使裝置構造簡單化之觀點，宜於保持電子零件之零件保持部設置作為加熱部之電熱式加熱器，藉熱傳導，將零件保持部及電子零件加熱。然而，由於以加熱器為代表之加熱部之壽命較短，故一旦將加熱器以不可更換之狀態固定於零件保持部時，則無法長期使用零件保持部。反之，若將加熱器安裝成可更換時，經由零件保持部施加於電子零件之超音波振動特性產生變化，有無法獲得所期之接合強度之虞。
因而，本發明之目的在於解決上述問題，其在於提供當一面將電子零件加熱，一面對電路基板以超音波接合時，即使更換電熱式加熱器，仍可將施加於電子零件之超音波振動特性維持一定，以進行電子零件安裝之電子零件安裝裝置及方法。
為達成上述目的，本發明構成如下。
根據本發明第1態樣，提供一種電子零件安裝裝置，其係利用超音波，將電子零件安裝於電路基板者，並包含有 用以保持電子零件之零件保持部、安裝前述零件保持部之支撐部、以非接觸前述零件保持部之狀態固定於前述支撐部，藉施加輻射熱，將呈以前述零件保持部保持之狀態之電子零件加熱之加熱部、經由前述零件保持部，將超音波振動施加於前述電子零件之超音波振動子及經由前述支撐部及前述零件保持部將前述電子零件朝向前述電路基板按壓之按壓機構。
根據本發明第2態樣，提供一種第1態樣所記載之電子零件安裝裝置，其中於前述零件保持部形成供前述加熱部插入之孔部，呈不接觸前述孔部內側表面而插入前述孔部之狀態之前述加熱部為前述支撐部保持。
根據本發明第3態樣，提供一種第2態樣所記載之電子零件安裝裝置，其中前述孔部係於與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向垂直之方向形成之貫穿孔，前述加熱部從前述貫穿孔兩側為前述支撐部所保持。
根據本發明第4態樣，提供一種第2態樣所記載之電子零件安裝裝置，其中前述零件保持部具有形成上述孔部，與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向平行延伸之振動傳達構件及安裝於前述振動傳達構件之一端，以保持前述電子零件之保持器具；在前述振動傳達構件中，前述孔部之中心軸與前述振動傳達構件之中心軸垂直相交，並且，前述孔部相對於包含前述孔部之前述中心軸及前述振動傳達構件之前述中心軸的面呈面對稱。
根據本發明第5態樣，提供一種第2態樣所記載之電子 零件安裝裝置，其中前述加熱部為電熱式加熱器，於前述加熱器表面與前述孔部內側表面間設置7.5μm以上100μm以下之間隙。
根據本發明第6態樣，提供一種第2態樣所記載之電子零件安裝裝置，其中前述零件保持部具有形成供前述加熱部插入之前述孔部，並且，於其一端部安裝前述超音波振動子，並與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向平行延伸之振動傳達構件及安裝於前述振動傳達構件之另一端，以保持前述電子零件之保持器具；在前述振動傳達構件中，前述孔部配置於前述另一端部附近，前述加熱部配置於前述另一端部附近。
根據本發明第7態樣，提供一種第1態樣所記載之電子零件安裝裝置，其中前述支撐部僅於前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之節部支撐前述零件保持部。
根據本發明第8態樣，提供一種第7態樣所記載之電子零件安裝裝置，該電子零件安裝裝置更包含有溫度計，該溫度計係以非接觸前述零件保持部之狀態，測量前述零件保持部之溫度或保持於前述零件保持部之電子零件之溫度者。
根據本發明第9態樣，提供一種第1態樣所記載之電子零件安裝裝置，該電子零件裝置更包含有熱電偶，該熱電偶係插入形成於前述零件保持部之孔部，以非接觸前述零件保持部之狀態，測量前述零件保持部之溫度者。
根據本發明第10態樣，提供一種電子零件安裝頭，其係用於利用超音波，將電子零件安裝於電路基板之電子零 件安裝裝置者，並包含有用以保持電子零件之零件保持部、安裝前述零件保持部之支撐部、以非接觸前述零件保持部之狀態固定於前述支撐部，藉施加輻射熱，將呈以前述零件保持部保持之狀態之電子零件加熱之加熱部及經由前述零件保持部，將超音波振動施加於前述電子零件之超音波振動子。
根據本發明第11態樣，提供一種電子零件安裝方法，其係利用超音波，將電子零件安裝於電路基板者，其步驟係：從以非接觸零件保持部之狀態固定於支撐部之加熱部施加輻射熱，經由上述零件保持部，將前述電子零件加熱，並且，經由前述零件保持部，於前述電子零件施加超音波振動，並將前述電子零件朝向前述電路基板按壓，以將前述電子零件安裝於前述電路基板。
根據本發明，當一面將電子零件加熱，一面對電路基板以超音波接合時，即使更換電熱式加熱器，仍可將施加於電子零件之超音波振動特性維持一定。即，在本發明中，採用藉施加輻射熱，以將電子零件加熱之加熱部以不與將從超音波振動子傳達之超音波振動傳達至電子零件之零件保持部接觸之狀態為支撐部所支撐的結構。藉採用此種結構，加熱部在支撐部之支撐(即可更換之支撐)與零件保持部之超音波振動之傳達即使為非接觸之關係，仍不致相互造成影響。因而，可使施加於電子零件之超音波振動之特性穩定化，藉超音波接合，可確實地進行電子零件在電路基板之安裝。
本發明之該等及其他目的與特徵從與所附圖式之較佳實施形態相關的以下記述可明白。
圖式簡單說明
第1圖係本發明第1實施形態之電子零件安裝裝置之正面圖。
第2圖係電子零件安裝裝置之平面圖。
第3圖係將電子零件安裝頭擴大顯示之正面圖。
第4圖係將電子零件安裝頭擴大顯示之左側面圖。
第5A圖係顯示電子零件安裝流程之流程圖。
第5B圖係顯示電子零件安裝流程之流程圖。
第6圖係將本發明第2實施形態之電子零件安裝頭擴大顯示之正面圖。
第7圖係顯示電子零件安裝流程一部份之流程圖。
第8圖係顯示電子零件安裝頭另一例之正面圖。
第9圖係顯示電子零件安裝頭又另一例之左側面圖。
 較佳實施例之詳細說明
在繼續本發明之記述前，在所附圖式中，相同之零件附上相同之參考標號。以下，依圖式，詳細說明本發明實施形態。
(第1實施形態)
第1圖係本發明第1實施形態之電子零件安裝裝置1結構戈久正面圖，第2圖係電子零件安裝裝置1之平面圖。電子零件安裝裝置1係所謂之覆晶封裝裝置，其係將精細之電 子零件翻轉後，利用超音波，將電子零件安裝於印刷基板等電路基板9上，同時進行電極之接合(即，封裝電子零件)者。
如第1圖及第2圖所示，電子零件安裝裝置1具有保持電路基板9之基板保持部2，於基板保持部2之(+Z)側設置將電子零件安裝於保持於基板保持部2之電路基板9的安裝機構3。於基板保持部2之(-X)側設置將電子零件供給至安裝機構3之零件供給部4。於基板保持部2與零件供給部4間設置拍攝以零件供給部4供給至安裝機構3之電子零件的拍攝部5及回收電子零件之零件回收機構61、62。在電子零件安裝裝置1中，藉該等機構以第1圖所示之控制部10予以控制，以進行對電路基板9之電子零件之安裝。
基板保持部2具有保持電路基板9之台21及使台21於第1圖及第2圖中之Y方向移動之台移動機構22。安裝機構3具有電子零件安裝頭31、使電子零件安裝頭31於X方向移動之安裝頭移動機構32、使電子零件安裝頭31於Z方向移動(即，升降)之升降機構34(參照第1圖)。此外，在本第1實施形態中，X方向及Y方向係於水平面內垂直相交之方向，Z方向係與X方向及Y方向垂直相交之方向、即鉛直方向。又，x、Y及Z方向之「+」方向係表示以圖中箭頭所示之方向，「-」方向係表示與箭頭反向之方向。
第3圖及第4圖係將電子安裝零件頭31擴大顯示之正面圖及左側面圖。在第3圖及第4圖中，亦一併顯示保持於電子零件安裝頭31之電子零件91(在第6圖、第8圖及第9圖中亦相同)。如第3圖所示，電子零件安裝頭31具有保持電子 零件91之零件保持部33、配置於零件保持部33之(+X)側之端部，並且，經由零件保持部33，將超音波振動施加於電子零件91之作為振盪部之超音波振動子35、安裝零件保持部33之支撐部36及配置於零件保持部33之(-X)側之端部附近之作為加熱部一例之電熱式加熱器37。
如第4圖所示，電子零件安裝頭31於零件保持部33之(+Y)側更具有以非接觸零件保持部33之狀態測量保持於零件保持部33之電子零件91之溫度的光纖型放射溫度計38。放射溫度計38安裝於支撐部36，相對於零件保持部33呈固定狀態。此外，在第3圖中，為容易理解圖式，而省略放射溫度計38之圖示。
如第3圖所示，支撐部36具有從(+Y)側及(-Y)側支撐零件保持部33之保持部支撐構件361，保持部支撐構件361僅於零件保持部33因超音波振動子35產生振動之節部(即節點部)335連接於零件保持部33。
零件保持部33具有為大致於X方向延伸之柱狀驅動傳達構件之一例，而安裝超音波振動子之承架332及可裝卸地安裝於承架332之(-X)側之端部，並且，吸著保持電子零件91之保持器具331。保持器具331以具有適合電子零件91之安裝之振動特性及振動傳達特性之不鏽鋼形成，並於中心部具有利用於電子零件91之吸引吸著之真空吸引用吸引路徑。
略呈四角柱狀之零件保持部33之承架332之中心軸330隨著接近超音波振動子35(即朝向(+X)側)，而於略往(+Z)側上升之方向延伸。超音波振動子35在零件保持部33之振 動方向、亦即承架332之振動方向與中心軸330平行。換言之，零件保持部33之承架332大致呈與超音波振動子35之振動方向平行延伸之四角柱狀。在第1圖所示之電子零件安裝裝置中，由於保持於基板保持部2之電路基板9之主面與XY平面平行，故零件保持部33之振動方向相對於電路基板9之主面稍微傾斜。此外，在本第1實施形態中，零件保持部33因超音波振動子35產生之振動振幅約1μm。
於第3圖及第4圖所示之零件保持部33形成使承架332貫穿Y方向之貫穿孔(即，與零件保持部33因超音波振動子35產生振動之方向垂直之貫穿孔)的孔部333，與孔部333之中心軸334垂直之截面呈圓形。如第3圖所示，孔部333之中心軸334與零件保持部33之中心軸330垂直相交。
在孔部333，略呈圓柱狀之加熱器37使其中心軸與孔部333之中心軸334一致而插入。加熱器37藉從孔部333兩側(即(+Y)側及(-Y)側)為支撐部36之加熱器支撐構件362所保持，而以非接觸孔部333之內側面之狀態相對於支撐部36呈固定。加熱器支撐構件362以斷熱構件形成。可解除加熱器支撐構件362對加熱器37之保持，加熱器37採用可更換之結構。
在本第1實施形態中，加熱器37之外徑及孔部333之徑分別為3.1mm及3.3mm。即，在以孔部333之中心軸334為中心之徑方向上，於加熱器37之表面與孔部333之內側面間設置間隙，此間隙之尺寸為100μm。在第3圖及第4圖中，為圖示方便，將該距離描繪成較實際大。
在第3圖及第4圖所示之電子零件安裝頭31中，藉將加 熱器37通電，從加熱器37對零件保持部33以非接觸狀態施加輻射熱，經由零件保持部33(即，承架332及保持器具331)，將保持於保持器具331之電子零件91加熱。
從對電子零件91有效率地施加輻射熱之觀點，加熱器37與零件保持部33宜接近，加熱器37表面與孔部333內側面間之距離宜在100μm以下。從不使加熱器37接觸孔部333之內側面之觀點，加熱器37之表面與孔部333之內側面間之距離宜在對JIS(日本工業規格)B0401「尺寸公差及嵌合」之H7之上限值(12μm)加上零件保持部33之超音波振動振幅(1μm)之值的一半(6.5μm)再加上非接觸之充裕空間(1μm)之值以上、亦即7.5μm以上。
此外，當利用直徑不同之加熱器37或零件保持部33之振幅不同時，適當變更孔部333之徑及加熱器37表面與孔部333內側面間之距離。此時，加熱器37表面與孔部333內側面間之距離宜在100μm以下，宜在對JIS(B0401)之H7之上限值(12μm)加上零件保持部33之超音波振動振幅(1μm)之值的一半(6.5μm)再加上非接觸之充裕空間(1μm)之值以上。
如第1圖及第2圖所示，零件供給部4具有將電子零件配置於預定位置之零件配置部41、從零件配置部41取出電子零件而保持之供給頭42、使供給頭42於X方向移動之供給頭移動機構43、使供給頭42旋動及稍微升降之旋動機構44。零件配置部41具有載置多數電子零件之零件托盤411、保持零件托盤411之台412、使零件托盤411與台412一同於X方向 及Y方向移動之托盤移動機構413。
如第1圖所示，供給頭42具有將以吸著保持之電子零件供給至電子零件安裝頭31之零件保持部33(參照第3圖)之供給筒夾421。供給筒夾421於中心部具有真空吸引用吸引路徑，藉從形成於前端之吸引口進行吸引，而吸著保持電子零件。
在第1圖及第2圖所示之零件供給部4中，安裝於電路基板9之預定多數電子零件將形成有接合於電路基板9之電極部之側之面(封裝後之狀態之下面，以下，稱為「接合面」)朝向(+Z)側(即，與安裝於電路基板9之方向反向)而載置於零件托盤411上。此外，在本第1實施形態中，電子零件之電極部為以金(Au)形成於電極圖形上之突起凸塊，根據封裝方法或封裝之電子零件不同，電極部可為鍍覆凸塊，或電極圖形本身。凸塊亦可設置於電路基板9之電極上以取代設置於電子零件之電極圖形。
拍攝部5設置於在安裝頭行動機構32之電子零件安裝頭31(特別是零件保持部33)之移動路徑上，且不與電子零件安裝頭31之移動干擾之位置(在本實施形態中為移動路徑之正下方)，從(-Z)側拍攝保持於零件保持部33之電子零件。設置於基板保持部2與拍攝部5間之零件回收機構61亦配置於在安裝頭行動機構32之電子零件安裝頭31(特別是零件保持部33)之移動路徑上，且不與電子零件安裝頭31之移動干擾之位置，依需要，回收零件保持部33保持之電子零件。安裝於台412之(+X)側之零件回收機構62亦藉托盤移 動機構413而與台412一體地於X方向及Y方向移動，依需要，回收供給筒夾421保持之電子零件。
第5A圖及第5B圖係顯示電子零件安裝裝置1之電子零件之安裝流程的流程圖。此外，在第5A圖及第5B圖中，G1及G2係表示各流程圖間之圖式上之相關標的之標號。以電子零件安裝裝置1將電子零件安裝於電路基板9時，首先使多數電子零件之接合面朝向(+Z)側而載置之零件托盤411以移動機構413預先移動至位於第1圖中之(-X)側之供給頭42下方，電子零件之接合面為供給筒夾421所吸著保持(步驟S11)。接著，供給頭42一面翻轉，一面以供給頭移動機構43移動至(+X)方向，而位於第1圖中以二點鏈線所示之遞接位置(步驟S12)。在電子零件安裝裝置1中，電子零件安裝頭31預先位於第1圖中以二點鏈線顯示之遞接位置，供給筒夾421與電子零件安裝頭31之保持器具331(參照第3圖)相對。
接著，藉升降機構34，電子零件安裝頭31稍微下降，電子零件之上面為零件保持部33所吸引吸著，並且，停止供給筒夾421之吸引，零件保持部33從供給筒夾421接收電子零件，將之吸著保持於保持器具331前端。在第3圖所示之電子零件安裝頭31中，預先進行對加熱器37之通電，將零件保持部33加熱，以零件保持部33保持電子零件91，並且，經由零件保持部33，開始對電子零件91之加熱(步驟S13)。
當電子零件91之供給結束時，藉第1圖所示之升降機構 34，電子零件安裝頭31稍微上升，供給頭42退回至原本之位置。同時進行供給頭42之退回及電子零件安裝頭31移動至拍攝部5之正上方，以拍攝部5拍攝保持於零件保持部33之電子零件91(參照第3圖)(步驟S14)。
來自拍攝部5之輸出之圖像資料送至控制部10，比較已取得之電子零件91之圖像資料與預先記憶之電子零件91之圖像資料，以測出電子零件91之姿勢(即，電子零件91之位置與方向)。然後，依檢測結果，修正電子零件91之姿勢(步驟S15)。此外，藉控制部10，判斷電子零件91之姿勢為無法修正之狀態(即產生吸著錯誤)時，則中止電子零件91之安裝動作，電子零件安裝頭31移動至零件回收機構61上方，以零件回收機構61回收以零件保持部33之空氣吹送等而從零件保持部33分離之電子零件91。
接著，電子零件安裝頭31以安裝頭移動機構32移動至(+X)方向，位於電路基板9上之電子零件91之安裝預定位置上方(以下稱為「安裝位置」)(步驟S16)。在電子零件安裝頭31中，從步驟13之電子零件91之保持繼續進行電子零件91之加熱，當電子零件安裝頭31位於安裝位置時，以第4圖所示之放射溫度計38測量電子零件91之溫度(步驟S17)。放射溫度計38之輸出送至控制部10(參照第1圖)，在控制部10中，確認電子零件91之溫度是否與預定溫度(在本實施形態中約200℃，以下稱為「設定溫度」)相等(步驟S18)。
當電子零件91之溫度與設定溫度相等時，以第1圖所示之升降機構34，電子零件安裝頭31朝電路基板9下降，使形 成於電子零件91之接合面之電極部接觸電路基板9上之電極。然後，一面從第3圖所示之超音波振動子35經由零件保持部33、亦即承架332及保持器具331，將超音波振動施加於電子零件91，一面以升降機構34，將電子零件91相對於電路基板9按壓。藉此，電子零件91對電路基板9以電性接合，於安裝電子零件91之同時，進行電性接合(即，封裝)(步驟S19)。之後，已停止對電子零件91之吸引之電子零件安裝頭31以升降機構34，離開電子零件91後上升，而完成電子零件91之安裝。在電子零件安裝裝置1中，升降機構34發揮經由電子零件安裝頭31(即，支撐部36及零件保持部33)，將電子零件91相對於電路基板9按壓之按壓機構之作用。
另一方面，因外部亂流之影響等，電子零件91之溫度與設定溫度不同時(正確而言為不在以設定溫度為基準之容許範圍內之溫度時)，則中斷電子零件91之安裝，同時，依警報燈之亮滅等，將溫度異常通知作業員(步驟S181)，依放射溫度計38之輸出，以控制部10調整加熱器37之輸出(即，加熱器37之溫度)(步驟S182)。然後，返回步驟S17，再度以放射溫度計38測量電子零件91之溫度，確認是否與設定溫度相等，當電子零件91之溫度與設定溫度相等時，便再開始電子零件91之安裝(步驟S17~S19)。此外，加熱器37之輸出之調整亦可依放射溫度計38之測量結果，以手動進行。
如以上所說明，在電子零件安裝裝置1中，藉以非接觸零件保持部33之狀態固定之加熱器37之輻射熱，經由零件 保持部33將電子零件91加熱。因而，在不使經由零件保持部33施加至電子零件91之超音波振動之特性變化下，加熱器37相對於零件保持部33可易裝卸。換言之，即使更換電熱式加熱器37，施加至電子零件91之超音波振動之特性仍維持一定。結果，藉更換壽命較電子零件頭31之其他結構短之加熱器37，可維持電子零件91對電路基板9之高接合信賴性(即，封裝之質)，並且可長期使用電子零件安裝頭31。又，藉於電子零件之加熱利用電熱式加熱器37，可防止電子零件安裝頭31及電子零件安裝裝置1之構造複雜化，而可抑制裝置成本之上升。
在電子零件安裝裝置1之電子零件頭31中，藉於零件保持部33之孔部333插入加熱器37，加熱器37之周圍為零件保持部33所包圍。因此，加熱器37之輻射熱可有效地施加至零件保持部33，而可有效地將零件保持部33及電子零件91加熱。
在電子零件安裝頭31中，藉令孔部333為與零件保持部33之振動方向垂直之貫穿孔，在不增長有關中心軸330方向之電子零件安裝頭31之長度下，可將加熱器37相對於零件保持部33固定，故可使電子零件安裝頭31小型化。由於在不於保持器具331形成孔部下，可將加熱器37配置於電子零件91附近，故不使零件保持部33之構造複雜化，而可有效地將電子零件91加熱。進而，藉從孔部333兩側保持加熱器37，可將加熱器37以非接觸零件保持部33之狀態確實地支撐，故可更縮小加熱器37之表面與孔部33內側面間之距離。
在電子零件安裝頭31中，截面圓形之孔部333使其中心心軸與零件保持部33之中心軸330垂直交叉而形成於零件保持部33，藉此，防止零件保持部33之質量因孔部333之影響，在Z方向，從中心軸330上下偏移，而可減低孔部333對經由零件保持部33施加至電子零件91之超音波振動之特性之影響。
支撐加熱器37之支撐部36僅以零件保持部33因超音波振動子35產生振動之節部335支撐零件保持部33，藉此，可使加熱部37與零件保持部33輕易移動，同時，可減低支撐部對施加至電子零件91之超音波振動特性之影響。結果，當需零件保持部對支撐部36之裝卸時，不需對安裝時之些微差異對振動特性造成之影響過度關注，而可輕易進行零件保持部對支撐部36之安裝。
在電子零件安裝頭31中，藉超音波振動子35配置於與配置在零件保持部33之加熱器37之側之端部相反側的端部，即，藉儘可能將超音波振動子遠離加熱器37而配置，可抑制加熱器37之熱傳達至耐熱溫度較電子零件91低之超音波振動子35。結果，可使超音波振動子35之溫度在耐熱溫度(在本第1實施形態中約60℃)以下，而可將電子零件加熱至設定溫度。
在電子零件安裝裝置1中，藉以放射溫度計38在非接觸零件保持部33之狀態下測量電子零件91之溫度，而可在不對施加至電子零件91之超音波振動之特性造成影響下，正確取得電子零件91之溫度。藉依放射溫度計38之測量結 果，以控制部10自動調整加熱器37之輸出，可將電子零件91之溫度維持在設定溫度，故可更提高電子零件91之封裝之質。
(第2實施形態)
接著，就本發明第2實施形態之電子零件安裝裝置作說明。第6圖係將本第2實施形態之電子零件安裝裝置之電子零件安裝頭31a擴大顯示之正面圖。如第6圖所示，電子零件安裝頭31a包含有作為測量零件保持部33溫度之溫度計的熱電偶38a取代放射溫度計38。熱電偶38a插入作為形成於零件保持部33之承架332之(-X)側的端部之孔部的凹部336，以非接觸零件保持部33之狀態，測量零件保持部33之溫度。其他之結構與第1圖至第4圖相同，在以下之說明中附上相同標號。
本第2實施形態之電子零件安裝裝置之電子零件91封裝流程除了測量零件保持部33之溫度而非電子零件91之點外，其餘大致與上述第1實施形態相同。第7圖係顯示本第2實施形態之電子零件安裝裝置之電子零件91封裝流程一例之流程圖，第7圖所示之步驟S27、S27前後之步驟分別與第5A圖及第5B圖所示之步驟S11~S16及S18、S19、S181、S182相同。
當以本第2實施形態之電子零件安裝裝置將電子零件91安裝於電路基板9(參照第1圖)時，進行上述步驟S11~S16，保持電子零件91之電子零件安裝頭31a位於安裝位置。接著，以熱電偶38a測量零件保持部33之溫度後，送 至控制部10(參照第1圖)(第7圖：步驟S27)。於控制部10記憶顯示預先求出之零件保持部33之溫度與電子零件91之溫度之關係的資訊，依該資訊與熱電偶38a之輸出，以控制部10算出電子零件91之溫度(步驟S271)。
之後，與上述第1實施形態同樣地，確認電子零件91之溫度與設定溫度相等後，將電子零件91相對於電路基板9封裝(步驟S18、S19)。又，當電子零件91之溫度與設定溫度不同時，於進行對作業員之通知及加熱器37之輸出調整(步驟S181、S182)後，返回步驟S27，再度測量零件保持部33之溫度。
如以上所說明，在本第2實施形態之電子零件安裝裝置中，與上述第1實施形態同樣地，藉以非接觸零件保持部33之狀態固定之加熱器37之輻射熱，經由零件保持部33將電子零件91加熱。藉此，一面將電子零件91加熱，一面以超音波接合於電路基板時，即使更換電熱式加熱器37，施加至電子零件91之超音波振動之特性仍維持一定。藉以熱電偶38a，在非接觸零件保持部33之狀態下，測量零件保持部33之溫度，以求出電子零件91之溫度，可在不對施加至電子零件91之超音波振動之特性造成影響下，正確取得電子零件91之溫度。
在本第2實施形態之電子零件安裝裝置中，熱電偶38a係利用柔軟之素線型熱電偶或細式型熱電偶等時，熱電偶38a以接觸凹部336內側面之狀態固定於零件保持部33亦可。藉此，在幾乎不對施加於電子零件91之超音波之特性 造成影響下，可較熱電偶38a之非接觸式測量，更正確取得零件保持部33之溫度，而可更正確求出電子零件91之溫度。又，熱電偶38a插入至形成於插入加熱器37之零件保持部33之孔部333內側面的溝部亦可。
以上，就本發明各實施形態作了說明，本發明不限於上述實施形態，可進行各種變更。
在上述實施形態之電子零件安裝裝置之電子零件安裝頭中，供加熱器37插入之孔部333之截面不必限定為圓形。從減低孔部333對施加於電子零件91之超音波振動之特性之觀點，只要孔部333之中心軸334與零件保持部33之中心軸330垂直相交，孔部333相對於包含兩中心軸330、334之面(即，在第3圖中包含中心軸330全體，於圖垂直地擴展之面)呈面對稱即可。因此，孔部333之截面為於零件保持部33之振動方向長之長圓形亦可。此時，由於加熱器37之表面與孔部333之距離在零件保持部33之振動方向增大，故可更確實防止加熱器37與孔部333之內側面之接觸。孔部333宜相對於包含與第3圖中之中心軸330之XZ平面平行之面(即，包含中心軸330，並垂直於電路基板(參照第1圖)之面)呈面對稱。
從在非接觸零件保持部33之狀態確實地支撐加熱器37之觀點，加熱器37宜從孔部333兩側保持，而有裝造構造上之限制等時，亦可依需於僅於孔部333之(+Y)側或(-Y)側保持。
在電子零件安裝頭方面，供加熱器37插入之孔部333為與零件保持部33之振動方向垂直之貫穿孔，如第8圖之正 面圖所示，亦可於零件保持部33之承架332之(-X)側之端部形成具有與零件保持部33因超音波振動子35產生振動之方向(即，零件保持部33之中心軸330方向)平行之中心軸的凹部作為孔部333a。此時，亦從插入至截面圓形之孔部333a之略圓柱狀加熱器37，以非接觸零件保持部33之狀態，施加輻射熱，藉此，在不使施加至電子零件91之超音波振動之特性變化下，一面經由零件保持部33，將電子零件91加熱，一面對電路基板以超音波接合。
又，加熱器37未必需插入至形成於零件保持部33之孔部333，在電子零件安裝頭中，如第9圖之左側面圖所示，於零件保持部33之(-X)側之端部附近(即，保持器具331附近)設置包圍零件保持部33之(+Y)側、(-Y)側及(+Z)側之所謂門型加熱器37a亦可。
在第1及第2實施形態之電子零件安裝頭中，零件保持部33未必需為保持器具331可相對於承架332裝卸而安裝之構造，保持器具及承架形成一體之零件保持部安裝於支撐部36亦可。
在電子零件安裝裝置中，保持器具所作之電子零件之保持不限於吸引吸著，亦可以電性或磁性吸著來保持。
就使用電熱式加熱器為加熱部一例之情形作了說明，加熱部不限於此種加熱器。加熱部只要為具有以非接觸方式進行加熱之功能者即可，例如可適用燈加熱器、電磁感應(IH)加熱裝置、熱風加熱器等。如此，當加熱部採用電熱式加熱器以外者時，加熱部之安裝位置及形成於承架332之 孔部333之形狀或配置等宜依加熱部之形狀或功能適當化。
電子零件安裝裝置適合發光二極體或半導體雷射等半導體發光元件之安裝，亦適合半導體發光元件以外之各種種類之電子零件、例如半導體之裸晶零件或SAW(Surface Acoustic Wave：表面聲波)濾波器等之安裝。
此外，藉適當組合上述各實施形態中任意之實施形態，可發揮各自具有之效果。
本發明參照所附圖式，充份記載較佳實施形態，對熟悉此技術之人而言自可明白各種變形或修正。應可了解此種變形或修正只要不脫離所附之申請專利範圍之本發明範圍，便包含於本發明範圍內。
參照於2006年5月9日提申之日本專利申請案No.2006-129991號之說明書、圖式及申請專利範圍之全體揭示內容，並該內容納入本說明書中。
本發明可利用於利用超音波，將電子零件安裝於電路基板之各種技術。
1‧‧‧電子零件安裝裝置
2‧‧‧基板保持部
3‧‧‧安裝機構
4‧‧‧零件供給部
5‧‧‧拍攝部
9‧‧‧電路基板
10‧‧‧控制部
21‧‧‧台
22‧‧‧台移動機構
31‧‧‧電子零件安裝頭
31a‧‧‧電子零件安裝頭
32‧‧‧安裝頭移動機構
33‧‧‧零件保持部
34‧‧‧升降機構
35‧‧‧超音波振動子
36‧‧‧支撐部
37‧‧‧電熱式加熱器
38‧‧‧放射溫度計
38a‧‧‧熱電偶
41‧‧‧零件配置部
42‧‧‧供給頭
43‧‧‧供給頭移動機構
44‧‧‧旋動機構
61‧‧‧零件回收機構
62‧‧‧零件回收機構
91‧‧‧電子零件
330‧‧‧中心軸
331‧‧‧保持器具
332‧‧‧承架
333‧‧‧孔部
334‧‧‧中心軸
335‧‧‧節部
336‧‧‧凹部
361‧‧‧保持部支撐構件
362‧‧‧加熱器支撐構件
411‧‧‧零件托盤
412‧‧‧台
413‧‧‧托盤移動機
421‧‧‧供給筒夾
第1圖係本發明第1實施形態之電子零件安裝裝置之正面圖。
第2圖係電子零件安裝裝置之平面圖。
第3圖係將電子零件安裝頭擴大顯示之正面圖。
第4圖係將電子零件安裝頭擴大顯示之左側面圖。
第5A圖係顯示電子零件安裝流程之流程圖。
第5B圖係顯示電子零件安裝流程之流程圖。
第6圖係將本發明第2實施形態之電子零件安裝頭擴大顯示之正面圖。
第7圖係顯示電子零件安裝流程一部份之流程圖。
第8圖係顯示電子零件安裝頭另一例之正面圖。
第9圖係顯示電子零件安裝頭又另一例之左側面圖。
1‧‧‧電子零件安裝裝置
2‧‧‧基板保持部
3‧‧‧安裝機構
4‧‧‧零件供給部
5‧‧‧拍攝部
9‧‧‧電路基板
21‧‧‧台
22‧‧‧台移動機構
31‧‧‧電子零件安裝頭
32‧‧‧安裝頭移動機構
34‧‧‧升降機構
10‧‧‧控制部
41‧‧‧零件配置部
42‧‧‧供給頭
43‧‧‧供給頭移動機構
44‧‧‧旋動機構
61‧‧‧零件回收機構
62‧‧‧零件回收機構
411‧‧‧零件托盤
412‧‧‧台
413‧‧‧托盤移動機
421‧‧‧供給筒夾

Claims (10)

  1. 一種電子零件安裝裝置，係利用超音波，將電子零件安裝於電路基板者，其包含有：零件保持部，係用以保持電子零件者；支撐部，係安裝前述零件保持部者；加熱部，係以非接觸前述零件保持部之狀態固定於前述支撐部，藉施加輻射熱，將呈以前述零件保持部保持之狀態之電子零件加熱者；超音波振動子，係經由前述零件保持部，將超音波振動施加於前述電子零件者；及按壓機構，係經由前述支撐部及前述零件保持部，將前述電子零件朝向前述電路基板按壓者，其中於前述零件保持部形成有供前述加熱部插入之孔部，且呈不接觸前述孔部內側表面而插入前述孔部之狀態之前述加熱部為前述支撐部所保持。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，其中前述孔部係形成於與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向垂直之方向的貫穿孔，且前述加熱部從前述貫穿孔兩側為前述支撐部所保持。
  3. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，其中前述零件保持部具有：振動傳達構件，係形成有上述孔部，且與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向平行延伸者；及 保持器具，係安裝於前述振動傳達構件之一端，以保持前述電子零件者；在前述振動傳達構件中，前述孔部之中心軸與前述振動傳達構件之中心軸垂直相交，並且，前述孔部相對於包含前述孔部之前述中心軸及前述振動傳達構件之前述中心軸的面呈面對稱。
  4. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，其中前述加熱部為電熱式加熱器，且於前述加熱器表面與前述孔部內側表面間設有7.5μm以上100μm以下之間隙。
  5. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，其中前述零件保持部具有：振動傳達構件，係形成供前述加熱部插入之前述孔部，並且，於其一端部安裝前述超音波振動子，並與前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之方向平行延伸者；及保持器具，係安裝於前述振動傳達構件之另一端，以保持前述電子零件者；在前述振動傳達構件中，前述孔部配置於前述另一端部附近，且前述加熱部配置於前述另一端部附近。
  6. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，其中前述支撐部僅於前述零件保持部因前述超音波振動子產生振動之節部支撐前述零件保持部。
  7. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，更包含有：溫度計，係以非接觸前述零件保持部之狀態，測量前述 零件保持部之溫度或保持於前述零件保持部之電子零件之溫度者。
  8. 如申請專利範圍第1項之電子零件安裝裝置，更包含有：熱電偶，係插入形成於前述零件保持部之孔部，以非接觸前述零件保持部之狀態，測量前述零件保持部之溫度者。
  9. 一種電子零件安裝頭，係用於利用超音波，將電子零件安裝於電路基板之電子零件安裝裝置者，其包含有：零件保持部，係用以保持電子零件者；支撐部，係安裝前述零件保持部者；加熱部，係固定於前述支撐部，且以不接觸形成於前述零件保持部之孔部之內側表面之狀態插入前述孔部，且以非接觸前述零件保持部之狀態施加輻射熱，藉此將呈以前述零件保持部保持之狀態之前述電子零件加熱者；及超音波振動子，係經由前述零件保持部，將超音波振動施加於前述電子零件者。
  10. 一種電子零件安裝方法，係利用超音波，將電子零件安裝於電路基板者，其步驟包含：從加熱部以非接觸保持電子零件之前述零件保持部之狀態，施加輻射熱，經由上述零件保持部，將前述電子零件加熱，且前述加熱部是固定於用以支撐零件保持部之支撐部，且以不接觸形成於前述零件保持部之孔部之內側表面之狀態插入前述孔部，並且，經由前述零 件保持部，於前述電子零件施加超音波振動，並將前述電子零件朝向前述電路基板按壓，以將前述電子零件安裝於前述電路基板。
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