(57)【要約】【課題】ホーンを軽量化することで、半導体チップを実装する際のタクトタイムを短縮できるようにした超音波実装ツールを提供することにある。【解決手段】４つの側壁を有するとともに軸方向に沿う貫通孔２２ｂによって中空状に形成され、内部には軸方向に沿う芯部２２ｃが上記側壁と一体的に設けられた断面形状が四角形のホーン２２と、ホーンの軸方向の一端に接続されホーンを軸方向に超音波振動させる振動子２３と、ホーンの外面の４つの面のうちの１つの面の振動が最大となる部分に設けられた半導体チップを保持するツール部２４を具備する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を被実装部材に押圧荷重と超音波振動によって実装するための超音波実装ツールであって、
４つの側壁を有するとともに軸方向に沿う貫通孔によって中空状に形成され、内部には軸方向に沿う芯部が上記側壁と一体的に設けられた断面形状が四角形のホーンと、
このホーンの軸方向の一端に接続され上記ホーンを上記軸方向に超音波振動させる振動子と、
上記ホーンの４つの面のうちの１つの面の振動が最大となる部分に設けられた上記電子部品を保持するツール部と
を具備したことを特徴とする超音波実装ツール。
【請求項２】
上記芯部は断面形状が十字状であって、
上記芯部と上記側壁との間には４つの上記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の超音波実装ツール。
【請求項３】
上記ホーンの上記芯部の断面形状は直線状であって、
上記芯部と上記側壁との間には２つの上記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の超音波実装ツール。
【請求項４】
上記ホーンの上記芯部の断面形状は４つの突出部を有する十字状であって、
各突出部の先端面には上記芯部の周囲を囲んで上記側壁を構成する４つの板材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波実装ツール。
【請求項５】
電子部品を被実装部材に押圧荷重と超音波振動によって実装するための電子部品の実装装置であって、
上下方向と水平方向のうちの少なくとも上下方向に駆動される可動部と、
上面に上記被実装部材が載置されるステージと、
上記可動部に取り付けられ上記電子部品を保持してこの電子部品に超音波振動を付与し、その超音波振動と上記可動部の下降による押圧力とで上記電子部品を上記ステージ上の上記被実装部材に実装する超音波実装ツールを具備し、
上記超音波実装ツールは請求項１に記載された構成であることを特徴とする電子部品の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は基板に半導体チップなどの電子部品を超音波振動によって実装する超音波実装ツール及び電子部品の実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、電子部品であるバンプ付きの半導体チップを被実装部材としてのポリイミド製のテープ状部材などの基板に実装する場合、この半導体チップに押圧荷重と超音波振動を与えて上記基板に実装する方法が知られている。つまり、半導体チップを基板の被接合面に所定の圧力で加圧しながら超音波振動を与え、基板に形成されたリードと半導体チップのバンプとの接触部分を接合させるというものである。
【０００３】
このような実装は超音波実装ツールを用いて行われる。超音波実装ツールは断面形状が四角形状をなしたホーンを有する。このホーンの長手方向の一端には振動子が接続固定されている。この振動子には超音波発振器が接続される。この超音波発振器は上記振動子にたとえば４０ｋＨｚの高周波電圧を印加する。それによって、振動子が駆動されて超音波振動するから、その振動波によって上記ホーンも超音波振動する。つまり、ホーンは長手方向である、横方向に超音波振動する。
【０００４】
上記ホーンの軸方向の中途部の振動が最大となる部分の下面には上記半導体チップを吸着保持するツール部が突出形成されている。このツール部の下端面である、吸着面には複数の吸引孔が開口形成されていて、この吸引孔に生じる吸引力によって上記半導体チップが上記吸着面に吸着保持される。
【０００５】
上記ツール部に半導体チップが吸着保持されたならば、上記超音波実装ツールを下降させて半導体チップを基板に所定の圧力で押圧し、それと同時に超音波実装ツールを軸方向に超音波振動させることで、上記半導体チップを上記基板に実装するようにしている。
【０００６】
上記ホーンには上述したように下面に上記ツール部が設けられている。このツール部の大きさは、基板に実装される半導体チップの大きさに応じて異なる大きさとなる。つまり、矩形状の半導体チップの大きさが大きくなれば、上記ツール部の吸着面もその半導体チップを確実に吸着保持できる面積を有する大きさに設定されることになる。
【０００７】
しかしながら、半導体チップの大きさが大きくなった場合、単にツール部を大きくして吸着面の面積を大きくすればよいというものではなく、吸着面の大きさに応じて上記ツール部が下面に取り付けられる上記ホーンの断面形状も大きくしなければならない。
【０００８】
つまり、断面形状が四角形状のホーンを大径化し、その下面の幅寸法を少なくとも上記ツール部の幅寸法と同等にしなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４２８８３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記ツール部の幅寸法を大きくして上記ホーンを大径化すると、そのホーンの質量（重量）が大幅に増大することになる。上記ホーンは通常、高速度鋼などの鉄系の金属材料によって角柱状に形成されている。したがって、上記ホーンが大径化すれば、質量が大幅に増大することが避けられない。
【００１１】
一方、半導体チップを基板に実装する際、上記ホーンが設けられた超音波実装ツールは水平方向及び上下方向に駆動される。つまり、上記超音波実装ツールは、ピックアップツールによって供給部からピックアップされた半導体チップを受け取ったならば、水平方向に駆動されて上記半導体チップを基板の上方の実装位置に位置決めされる。ついで、下降方向に駆動されることで、上記半導体チップが上記基板に実装されるようになっている。
【００１２】
そのため、半導体チップを基板に実装するために要するタクトタイムは、上記超音波実装ツールの移動速度によって大きく左右されることになる。
【００１３】
しかしながら、上述したように上記ホーンの質量が半導体チップの大きさに応じて増大すると、このホーンが組み込まれた上記超音波実装ツールは移動時の慣性力が増大するから、この超音波実装ツールを移動させて所定の位置に位置決めするため要する時間も長く掛かることになる。
【００１４】
つまり、超音波実装ツールの質量が増大すると、停止状態から動き始めるまでに時間が掛かったり、動いている状態から停止させて振動が収まるまでにも時間が掛かるということがある。それによって、上記超音波実装ツールを用いて半導体チップを基板に実装するために要するタクトタイムが長くなるから、生産性の向上にも限界が生じるということがあった。
【００１５】
この発明は、電子部品が大きくなることで、ホーンを大径化しても、このホーンの質量の増大を抑制することで、電子部品を被実装部材に実装するために要するタクトタイムを短縮することができるようにした超音波ツール及びこの超音波ツールを用いた電子部品の実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明は、電子部品を被実装部材に押圧荷重と超音波振動によって実装するための超音波実装ツールであって、
４つの側壁を有するとともに軸方向に沿う貫通孔によって中空状に形成され、内部には軸方向に沿う芯部が上記側壁と一体的に設けられた断面形状が四角形のホーンと、
このホーンの軸方向の一端に接続され上記ホーンを上記軸方向に超音波振動させる振動子と、
上記ホーンの４つの面のうちの１つの面の振動が最大となる部分に設けられた上記電子部品を保持するツール部と
を具備したことを特徴とする超音波実装ツールにある。
【００１７】
上記芯部は断面形状が十字状であって、
上記芯部と上記側壁との間には４つの上記貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１８】
上記ホーンの上記芯部の断面形状は直線状であって、
上記芯部と上記側壁との間には２つの上記貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１９】
上記ホーンの上記芯部の断面形状は４つの突出部を有する十字状であって、
各突出部の先端面には上記芯部の周囲を囲んで上記側壁を構成する４つの板材が取り付けられていることが好ましい。
【００２０】
この発明は、電子部品を被実装部材に押圧荷重と超音波振動によって実装するための電子部品の実装装置であって、
上下方向と水平方向のうちの少なくとも上下方向に駆動される可動部と、
上面に上記被実装部材が載置されるステージと、
上記可動部に取り付けられ上記電子部品を保持してこの電子部品に超音波振動を付与し、その超音波振動と上記可動部の下降による押圧力とで上記電子部品を上記ステージ上の上記被実装部材に実装する超音波実装ツールを具備し、
上記超音波実装ツールは請求項１に記載された構成であることを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、ホーンを、４つの側壁を有するとともに軸方向に沿う貫通孔によって中空状に形成されていて、内部には軸方向に沿う芯部が上記側壁と一体的に設けられた断面形状が四角形とした。
【００２２】
そのため、ホーンが中空状であることによって、電子部品が大きくなってもその質量の増大を抑制できるから、電子部品の実装に要するタクトタイムを短縮し、生産性の向上を図ることができる。
【００２３】
しかも、ホーンの内部には軸方向に沿う芯部が側壁と一体的に設けられているから、この芯部によってホーンの剛性が確保されるため、ホーンが負荷によって撓みが生じるようなことなく、確実に横方向に超音波振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態の実装装置の概略的構成を示す側面図。
【図２】図１の実装装置の正面図。
【図３】超音波実装ツールのホーンのツール部とバランス部材が取り付けられた部分を拡大して示す図。
【図４】超音波実装ツールのホーンの断面図。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示す超音波実装ツールの正面図。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す超音波実装ツールの正面図。
【図７】この発明の第４の実施の形態を示す超音波実装ツールのホーンの断面図。
【図８】この発明の第５の実施の形態を示す超音波実装ツールのホーンの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。  
図１乃至図４はこの発明の第１の実施の形態を示す。図１は後述する構成の超音波実装ツール２１が用いられた実装装置の側面図で、図２は正面図である。図１に示すように、この実装装置は装置本体１を備えている。この装置本体１にはＹガイド体２がＹ方向に沿って設けられ、このＹガイド体２にはＹ可動体３が矢印で示すＹ方向に駆動可能に設けられている。
【００２６】
上記Ｙ可動体３の前端面には上下方向に所定間隔で離間した一対のＸガイド体４がＸ方向に沿って設けられている。このＸガイド体４にはＸ可動体５が駆動可能に設けられている。このＸ可動体５は側面形状が逆Ｌ字状に形成されていて、この垂直壁５ａの外面に上記Ｘガイド体４に移動可能に係合する受け部６が設けられている。
【００２７】
上記Ｘ可動体５の垂直壁５ａの内面には上下方向に沿って一対のＺガイド体７がＸ方向に所定間隔で離間して設けられている。このＺガイド体７にはＺ可動体８が矢印Ｚで示す上下方向に駆動可能に設けられている。このＺ可動体８の上面と、上記Ｘ可動体５の水平壁５ｂの下面との間には複数、たとえば４つのばね１１が張設されていて、上記Ｚ可動体８を上昇方向に付勢している。
【００２８】
上記Ｘ可動体５の水平壁５ｂの上面にはシリンダやリニアモータなどのＺ駆動源１２が軸線を垂直にして設けられている。このＺ駆動源１２のロッド１３の先端には押圧部材１４が設けられている。この押圧部材１４は上記Ｚ可動体８の上面に回転軸線を水平にして設けられたローラ１５に当接している。したがって、上記Ｚ駆動源１２のロッド１３が突出方向に付勢されると、上記Ｚ可動体８をばね１１の復元力に抗して下降方向に駆動させることができるようになっている。
【００２９】
上記Ｚ可動体８の下面にはθ駆動源１６が設けられている。このθ駆動源１６によって回転駆動されるθ可動体１７には超音波実装ツール２１が取り付けられている。この超音波実装ツール２１は図４に示すように断面形状が四角形状をなしたホーン２２を有する。このホーン２２の長手方向一端には振動子２３が連結固定されている。
【００３０】
上記振動子２３には図示しない発振器が接続されていて、この発振器からたとえば４０ｋＨｚの高周波電圧が上記振動子２３に印加される。それによって、上記振動子２３が駆動され、この振動子２３とともに上記ホーン２２が超音波振動する。つまり、上記ホーン２２は図２に示す軸線Ｏ方向に伸縮する横振動をする。
【００３１】
上記ホーン２２の長さ寸法は、上記振動子２３で発生する超音波振動の１波長の長さに設定されている。それによって、上記ホーン２２には長手方向の中央部及び両端部の３箇所に超音波振動の腹となる、振幅が最大となる部分があり、そのうちの長手方向中央部の下面にはツール部２４が設けられている。
【００３２】
上記ツール部２４は、図３と図４に示すように四角形状の第１のベース部２４ａを有し、この第１のベース部２４ａの一側面（下面）には後述する電子部品としての鎖線で示す矩形状の半導体チップＣに対応する大きさの矩形状をなした保持加圧部２５が第２のベース部２５ａを介して設けられている。なお、保持加圧部２５は第２のベース部２５ａを設けずに、第１のベース部２４ａに直接、設けるようにしてもよい。
【００３３】
上記第１のベース部２４ａは、上記ホーン２２の下面にねじ２６ａによって着脱可能に取り付け固定されている。上記保持加圧部２５には図示しない吸引孔が開口形成されている。この吸引孔には図示しない吸引ポンプの吸引力が作用するようになっていて、それによって上記保持加圧部２５には上記半導体チップＣが吸着保持される。
【００３４】
上記ホーン２２の上面には、下面に設けられた上記ツール部２４に対応する長手方向の中央部である、振動波の腹の部分に、上記ツール部２４の上記ねじ２６ａを含む質量と同じ質量のバランス部材２７が設けられている。
【００３５】
上記バランス部材２７は、上記ツール部２４とほぼ同じ大きさの矩形状の第１の板材２７ａの上面にこれよりも小さな第２の板材２７ｂを接合してなり、上記第１の板材２７ａの四隅部を上記ホーン２２の上面にねじ２６ｂによって着脱可能に取り付け固定されている。そして、ねじ２６ｂを含む上記バランス部材２７の質量が上記ツール部２４の質量と同じになるよう設定されている。なお、上記バランス部材２７は上記ホーン２２と一体形成してもよい。
【００３６】
図４に示すように、上記ホーン２２は上述したように断面の外形状が四角形状であるが、放電加工などによって周囲に薄い板状の側壁２２ａを残し、四隅部には軸方向に貫通する４つの貫通孔２２ｂが穿設されている。
【００３７】
それによって、上記ホーン２２は４つの側壁２２ａ及びこの４つの側壁２２ａによって囲まれた十字状の芯部２２ｃによって構成されている。つまり、この芯部２２ｃは中心部から上下方向と左右方向に同じ長さで突出する４つの突出部２２ｄを有する形状となっていて、４つの側壁２２ａと芯部２２ｃとが一体となっている。
【００３８】
上記ホーン２２に軸方向に貫通する４つの貫通孔２２ｂを形成することで、このホーン２２は中空状となるから、質量が大幅に低減されている。たとえば、４つの貫通孔２２ｂの面積を、ホーン２２の全体の断面積の２分の１とすれば、ホーン２２の質量を、このホーン２２が中実の場合の約半分にすることができる。
【００３９】
また、４つの側壁２２ａと芯部２２ｃとが一体となっていることで、４つの貫通孔２２ｂによってホーン２２を中空状とし、上記側壁２２ａを薄肉にしてホーン２２の質量を大幅に低減させるようにしても、上記ホーン２２は上記芯部２２ｃによって十分な剛性を維持することができる。つまり、ホーン２２を上記振動子２３によって超音波振動させても、このホーン２２は上下方向に撓むことなく軸方向に振動する剛性を備えることができる。
【００４０】
さらに、上記ホーン２２の断面形状は軸線Ｏを中心とする上下方向（Ｙ方向）及び幅方向（Ｘ方向）に対して対称の形状となっている。そのことによって、上記ホーン２２は横方向に確実に超音波振動するから、発振効率を高めることができるばかりか、実装精度を向上させることもできる。
【００４１】
図１と図２に示すように、上記ホーン２２の上面には、このホーン２２と同じ幅寸法で、長さ寸法がホーン２２よりも短い帯板状のブラケット２８が長手方向中央部の下面を上記バランス部材２７の第２の板材２７ｂの上面に接触させて設けられている。このブラケット２８の両端部はそれぞれねじ２９によって上記ホーン２２の横振動が最小となる、振動波の節の部分に連結固定されている。なお、ねじ２９は上記ホーン２２の芯部２２ｃにねじ込まれている。
【００４２】
上記ブラケット２８の両端部分と上記バランス部材２７に接触した部分との間の部分は、この部分の剛性をブラケット２８の他の部分よりも低くする低剛性部２８ａに形成されている。上記低剛性部２８ａはブラケット２８の幅方向に貫通する空洞によって形成されている。この空洞はブラケット２８の長手方向に沿って長いＨ形状で、隅部は応力集中を避けるようＲ状に形成されている。
【００４３】
したがって、上記ブラケット２８を上記ホーン２２に上記バランス部材２７を介して固定するため、ブラケット２８の両端部のねじ２９をホーン２２に締め込むと、ブラケット２８の空洞部３０が形成された低剛性部２８ａが弾性変形して湾曲する。
【００４４】
そのため、ブラケット２８の両端部分をホーン２２にねじ２９によって連結固定しても、このブラケット２８の長手方向中央部分とバランス部材２７とは面接触状態が維持されることになる。
【００４５】
上記ブラケット２８は、上記バランス部材２７に接触した部分の上面が上記θ可動体１７の下面に取り付け固定される。したがって、上記超音波実装ツール２１はＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動可能となっている。
【００４６】
図１と図２に示すように、上記超音波実装ツール２１の下方にはヒータ３１ａが内蔵されたステージ３１が配設されている。このステージ３１は、詳細は図示しないがＸ、Ｙ、及びＺ方向に駆動可能となっている。ステージ３１の上面にはポリイミド製のテープ状部材などの基板３２が供給載置される。
【００４７】
上記基板３２に対して上記超音波実装ツール２１のツール部２４が位置決めされて下降する。それによって、ツール部２４に保持された半導体チップＣがＺ可動体８による加圧力と、ホーン２２の横振の超音波振動によって上記基板３２に圧着される。
【００４８】
このように構成された実装装置においては、超音波実装ツール２１の振動子２３を作動させてホーン２２を超音波振動させる。そして、このホーン２２のツール部２４の保持加圧部２５に吸着保持されて上記ホーン２２とともに超音波振動する半導体チップＣを、基板３２に所定の加圧力で押圧する。それによって、上記半導体チップＣは上記基板３２に実装されることになる。
【００４９】
上記ホーン２２は下面の振動の振幅が最大となる腹の部分にツール部２４が設けられ、上面の上記ツール部２４と対応する部分には上記ツール部２４と同じ質量のバランス部材２７が設けられている。それによって、上記ホーン２２は軸線Ｏを中心とする下側部分と上側部分の質量が同じに設定されている。
【００５０】
そのため、ホーン２２を振動子２３によって超音波振動させると、このホーン２２は軸線Ｏを中心とする下側部分と上側部分の質量が同じであるため、軸方向に対して伸縮する横方向だけに超音波振動し、上下方向に振動することがない。つまり、ホーン２２は上下方向に撓みながら超音波振動するということがない。
【００５１】
それによって、上記ツール部２４の保持加圧部２５に吸着保持された半導体チップＣは基板３２の板面に対して平行方向に振動するから、半導体チップＣを損傷させるようなことなく、基板３２に確実に圧着することができる。
【００５２】
しかも、半導体チップＣが基板３２の板面に対して平行に振動することで、ホーン２２が軸線０方向に対して円滑に伸縮しながら超音波振動するから、ホーン２２が撓んで振動する場合に比べ、ホーン２２に加わる負荷が増大することで、ホーン２２の発振効率が大きく低下するということのない。つまり、ホーン２２の発振効率を充分に高めることができる。
【００５３】
上記ホーン２２には軸方向に貫通する４つの貫通孔２２ｂが形成されている。それによって、ホーン２２の質量は貫通孔２２ｂが形成されていない中実状の場合に比べて大幅に低減されている。つまり、超音波実装ツール２１の質量が低減される。
【００５４】
上記ホーン２２の質量が低減されれば、このホーン２２のツール部２４の保持加圧部２５によって半導体チップＣを図示しない受け渡しツールから受け取ってステージ３１上の基板３２に実装するために、上記超音波実装ツール２１（ホーン２２）を水平方向及び上下方向に移動させて位置決めする際、その移動及び位置決めに要するタクトタイムを大幅に短縮することができる。しかも、停止時の超音波実装ツール２１の振動を抑制することができる。
【００５５】
つまり、ホーン２２の水平方向及び上下方向に対する移動と位置決めは、このホーン２２の質量に大きく左右されることになるから、ホーン２２の質量が低減されることで、ホーン２２の移動及び位置決めに要するタクトタイムを短縮し、半導体チップＣの実装効率及び実装精度を向上させることができることになる。
【００５６】
しかも、上記ホーン２２は中空状であるが、内部には芯部２２ｃが軸方向の全長にわたって設けられている。そのため、上記ホーン２２は質量を低減させるために側壁２２ａを薄くしても、上記芯部２２ｃによって剛性が確保されるから、上記振動子２３を作動させて超音波振動させたときに、上下方向や左右方向に撓むことなく、横方向、つまり軸線方向に対して伸縮する方向に確実に超音波振動する。それによって、ツール部２４に保持された半導体チップＣは基板３２に確実に実装されることになる。
【００５７】
つまり、上記ホーン２２の内部に芯部２２ｃを設けたことで、４つの側壁２２ａを薄くしてホーン２２の質量を大幅に低減させても、ホーン２２が確実に超音波振動する剛性を確保することができるため、半導体チップＣの実装精度を確実に維持することができる。
【００５８】
上記実施の形態では、ねじ２６ｂを含むバランス部材２７の質量を、ねじ２６ａを含むツール部２４の質量と同じに設定した。ところで、基板３２に実装される半導体チップＣがたとえば数ｍｍ角程度の小さな場合には、実装時に半導体チップＣを基板３２に加圧する加圧力があまり大きくない。
【００５９】
そのため、半導体チップＣの実装時にホーン２２が加圧力の反力として受ける力もあまり大きくならないから、その反力がツール部２２の下面側に質量として作用してツール部２２に撓み振動が生じることはほとんどない。
【００６０】
つまり、バランス部材２７の質量をツール部２４の質量と同じに設定することで、ホーン２２に撓み振動が発生するのを防止することができる。
【００６１】
しかしながら、半導体チップＣの大きさがたとえば数十ｍｍ角程度に大きくなると、実装時の加圧力も大幅に増大するから、ホーン２２に作用する反力も大きくなり、その反力に相当する質量がホーン２２の下面側に付加されたとみなすことができる。
【００６２】
したがって、半導体チップＣが大きくなって半導体チップＣの実装時の加圧力を大きくなる場合には、バランス部材２７の質量を、ホーン２２に作用する実装時の加圧力の反力を加味した質量に設定する。すなわち、バランス部材２７の質量に加圧力の半分を加味すればよい。
【００６３】
それによって、半導体チップＣを基板３２に実装する際の加圧力が増大してその反力がホーン２２の下面に加わっても、その反力を加味した質量のバランス部材２７によってホーン２２に撓み振動が発生するのを防止することができる。
【００６４】
つまり、バランス部材２７の質量は、基板３２に半導体チップＣを実装するときの加圧力の大きさ、つまり半導体チップＣの大きさを考慮して設定することで、半導体チップＣを実装するときの加圧力が変化した場合でも、ホーン２２に撓み振動が生じるのを防止することができる。
【００６５】
上記ホーン２の上面に設けられたバランス部材２７にはブラケット２８が圧接するから、上記ブラケット２８の圧接力がバランス部材２７の質量を実質的に増大させることになる。
【００６６】
したがって、バランス部材２７の質量を、ホーン２２に作用する実装時の加圧力の反力とともに、上記バランス部材２７に対するブラケット２８の圧接力を加味して設定することで、超音波振動するホーン２２に撓み振動が生じるのをさらに確実に防止することができる。
【００６７】
上記バランス部材２７は上記ホーン２２の上面にねじ２６ｂによって着脱可能に取り付けられている。そのため、バランス部材２７を異なる質量のものに交換する際、その交換を容易に行なうことができる。
【００６８】
上記ツール部２４は、その第１のベース部２４ａの四隅部が上記ホーン２２の下面にねじ２６ａによって着脱可能に取り付けられている。そのため、長期の使用によって上記ツール部２４の保持加圧部２５が所定以上に磨耗した場合、上記ツール部２４の交換を容易に行なうことができる。
【００６９】
ところで、従来、上記ツール部２４はホーン２２の下面にねじ込み方式で着脱可能に取り付けられていた。その場合、磨耗したツール部２４を取り外し、新たなツール部２４をホーン２の下面にねじ込むと、上記ツール部２４の保持加圧部２５の上記ホーン２２の下面に対する取り付け角度が元の状態から周方向に数度ずれるということが発生し易かった。
【００７０】
しかしながら、上記ツール部２４はホーン２２の下面にねじ２６ａによって着脱可能に取り付ける構造としている。そのため、ツール部２４を新たなものに交換した場合にも、その保持加圧部２５の上記ホーン２２の下面に対する取り付け角度を元の状態と同じ角度、つまり常に一定の角度に設定することができる。
【００７１】
それによって、ツール部２４を交換しても、保持加圧部２５の取り付け角度が周方向にずれるのを防止できるから、保持加圧部２５による半導体チップＣの保持状態がずれ、基板３２に対する半導体チップＣの実装精度の低下を招くのを防止することができる。
【００７２】
上記第１の実施の形態では、上記ホーン２２の長さ寸法を振動子２３で発生する超音波振動の１波長とすることで、上記ホーン２２の長手方向の中途部及び両端部の３箇所が超音波振動の振幅が最大となる腹となる。
【００７３】
そして、そのうちの、長手方向中央部の上面、つまりツール部２４が設けられた下面に対応する上面に、ツール部２４と同じ質量或いはホーン２２に作用する実装時の加圧力の反力を加味した質量のバランス部材２７を設けるようにした。
【００７４】
それに代わって、図５に示す第２の実施の形態のように、バランス部材をツール部２４の半分の質量の２つのバランス部材２７ｃ，２７ｃに分割し、各バランス部材２７ｃ，２７ｃを、上記ホーン２２の長手方向両端部の振幅が最大となる部分の上面にそれぞれねじ２６ｂ（図示せず）によって着脱可能に取り付けるようにしてもよい。
【００７５】
その場合、同図に鎖線で示すように、ブラケット２８の下面に凸部２８ｂを設け、この凸部２８ｂをホーン２２の上面に圧接させれば、超音波実装ツール２１をθ可動体１７にブラケット２８を介して取り付けることができる。
【００７６】
このように、バランス部材２７ｃ，２７ｃを２つに分けて設けるようにしても、第１の実施の形態と同様、ホーン２２の軸線Ｏを中心とする下側部分と上側部分との質量のバランスを同じにすることができるから、ホーン２２を超音波振動させたときに、このホーン２２に圧縮方向の横振動以外の、撓み振動が発生するのを防止することができる。
【００７７】
図６はこの発明の第３の実施の形態である。第１の実施の形態では超音波実装ツール２１のホーン２２の長さ寸法を、振動子２３で発生する超音波振動の１波長の長さに設定したが、この実施の形態ではホーン２２の長さ寸法が超音波振動の波長の半分の長さに設定されている。
【００７８】
その場合、上記ホーン２２に軸方向の両端部が超音波振動の振幅が最大となる腹となるから、ツール部２４とバランス部材２７は上記ホーン２２に軸方向の先端部或いは振動子２３側の後端部、この実施の形態では先端部に設ける。
【００７９】
このような構成であっても、上記第１の実施の形態と同様、ホーン２２を伸縮方向にだけ確実に超音波振動させることができる。
【００８０】
図７は放電加工されるホーン２２の断面形状の変形例を示す第４の実施の形態である。この実施の形態ではホーン２２に形成される芯部２２ｃを上記第１の実施の形態の十字形状から、中心部から左右方向に突出した２つの突出部２２ｄを除去した形状となっている。この場合、ホーン２２の軸方向に貫通する貫通孔２２ｂは上記芯部２２ｃの左右に位置する２つとなる。
【００８１】
このような形状とすることで、芯部２２ｃが４つの突出部２２ｄを有する場合に比べてさらにホーン２２の質量を低減することができるから、半導体チップＣの実装時におけるタクトタイムをより一層、短縮することが可能となる。
【００８２】
なお、この第４の実施の形態において、図示はしないが、上記芯部２２ｃの中芯部に貫通孔２２ｂを形成し、ホーン２２の質量をさらに低減させるようにしてもよい。
【００８３】
図８はホーン２２の変形例を示す第５の実施の形態で、この実施の形態では上記ホーン２２の芯部２２ｃの形状が第１の実施の形態のように十字状の場合であって、ホーン２２に放電加工によって貫通孔２２ｂを形成する代わりに、芯部２２ｃだけを放電加工によって形成し、この芯部２２ｃの周囲に、側壁２２ａを形成する４枚の板材３４を上記芯部２２ｃの各突出部２２ｄの端面にねじ止め或いは接着などの固定手段によって固定して設け、上記ホーン２２を構成するようにしている。
【００８４】
なお、隣り合う各板材３４の側端は、接着や溶接などの手段で固定してもよいし、固定しなくてもよいが、固定した方が芯部２２ｃと板材３４とが一体的に確実に超音波振動し易くなる。
【００８５】
このように、分断された芯部２２ｃと板材３４を一体化してホーン２２としても、第１の実施の形態のホーン２と同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
上記第１の実施の形態ではツール部２４とバランス部材２７をホーン２２と別体とし、ホーン２２の下面と上面にそれぞれねじ２６ａ，２６ｂによって着脱可能に取り付けるようにしたが、ホーン２２を放電加工する際に、上記ツール部２４とバランス部材２７をホーン２２と一体加工するようにしてもよい。その場合、ねじ２６ａ，２６ｂが不要になるから、上記ツール部２４とバランス部材２７の質量に上記ねじ２６ａ，２６ｂの質量は含まれないことになる。
【００８７】
また、上記ツール部２４とバランス部材２７をホーン２２にねじ止め固定する場合であっても、ねじ２６ａと２６ｂを同じ質量とすれば、これらの質量を無視できるから、バランス部材２７をツール部２４と同じ質量とすればよい。
【００８８】
また、上記半導体チップＣの質量を考慮せず、ツール部２４の質量に対してバランス部材２７の質量を設定したが、半導体チップＣのサイズが大きくなった場合にはこの半導体チップＣの質量も考慮してバランス部材２７の質量を設定した方がよい。
【００８９】
それによって、ホーン２２の超音波振動がより一層、撓み方向に振動するのが防止された横振動となるから、半導体チップＣの実装を発振効率の低下を招くことなく、確実に行なうことが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
２１…超音波実装ツール、２２…ホーン、２２ａ…側壁、２２ｂ…貫通孔、２２ｃ…芯部、２２ｄ…突出部、２３…振動子、２４…ツール部、２４ａ…ベース部、２５…保持加圧部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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