(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、
前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着を解除し、
前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法。
【請求項２】
電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに吸着保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、
前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着および前記ボンディングステージによる前記回路基板の吸着保持を解除し、
前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板に搭載する電子部品の搭載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品搭載装置は、図５に示すように、電子部品１を収納するトレイ２と、Ｘ方向に移動する機能と昇降する機能とを有し電子部品１を真空吸着してハンドリングするボンディングヘッド３と、回路基板４を吸着保持するボンディングステージ５と、Ｙ方向に移動する機能を有しボンディングステージ５およびトレイ２を固定するスライドベース６と、Ｘ，Ｙ両方向に移動可能な画像認識光学系７などで構成されている。この画像認識光学系７は、視野切り替えて、この画像認識光学系７の下方に位置する回路基板４およびこの画像認識光学系７の上方に位置する電子部品１の位置認識をするものである。
【０００３】
図６に示すように、ボンディングヘッド３の先端部には、ボンディングツール９の吸着保持を行うツールホルダ８と、電子部品１の吸着保持を行うボンディングツール９と、ツールホルダ８に挿入されていてツールホルダ８とボンディングツール９とを介して電子部品１の加熱を行うヒータ１０とが設けられている。このツールホルダ８には、電子部品１の吸着用の空気が通過する吸引用穴１１と、ボンディングツール９の吸着用の空気が通過する吸引用穴１２とが設けられている。
【０００４】
従来の電子部品搭載装置において、電子部品を回路基板に搭載する動作について具体的に説明する。
まず、ボンディングヘッド３とスライドベース６とを所定の位置まで移動させて、ボンディングヘッド３を下降させてトレイ２の上の電子部品１をピックアップする。ボンディングヘッド３とスライドベース６とを再度移動させて電子部品１を回路基板４に搭載する為の粗位置決めを行う。
【０００５】
回路基板４の上の特徴点を視野内におさめる位置まで画像認識光学系７を移動させて、特徴点の画像認識を行い、回路基板４の位置確認を行う。次に、電子部品１の上の特徴点を視野内におさめる位置まで画像認識光学系７を移動させて、特徴点の画像認識を行い、電子部品１の位置確認を行う。
【０００６】
回路基板４および電子部品１の画像認識結果に基づいて、回路基板４および電子部品１の位置補正を行った後に、図７に示すように、電子部品１を吸着した状態（吸着ＯＮ状態）でボンディングヘッド３を上死点Ｐ１から下死点Ｐ２まで下降させる。この下死点Ｐ２に到達した時に、電子部品１が回路基板４に接触する。
【０００７】
この状態で、ボンディングヘッド３の温度をＴ１からＴ２まで上昇させ、Ｔ２をある期間維持した後にＴ３まで冷却する。ボンディングヘッド３の温度は、Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１の関係である。なお、ボンディングヘッド３の温度をＴ１からＴ２まで上昇させてからＴ３まで冷却する期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）を加熱処理期間と呼ぶ。
【０００８】
このボンディングヘッド３の温度がＴ３まで冷却されると、電子部品１の吸着を解除し（吸着ＯＦＦ状態）、ボンディングヘッド３を下死点Ｐ２から上死点Ｐ１まで上昇させる。
【０００９】
なお、回路基板４は、図７に示すように、ボンディングステージ５に吸着保持（吸着ＯＮ状態）された状態を継続している。
ここで、加熱処理期間における接合部周辺の状態について説明する。
【００１０】
図８に示すように、ボンディングツール９の吸引用穴１１から空気を吸引方向Ｂに吸引することで、電子部品１がボンディングツール９に吸着保持され、同様に、ボンディングステージ５の吸引用穴１３から空気を吸引方向Ａに吸引することで、回路基板４がボンディングステージ５に吸着保持されている。また、電子部品１と回路基板４とが導通を得るように、電子部品１に形成された突起状のバンプ１５と回路基板４の上に形成されたランド１６とを接触させている。
【００１１】
熱硬化性接着剤１７は、この加熱処理を行う前に予め回路基板４の上に塗布されており、ボンディングヘッド３のヒータ１０により電子部品１が加熱された時に電子部品１と回路基板４とを接合しながら硬化を始めるとともに、熱収縮が起こり電子部品１を回路基板４に押さえつける役割を果たす。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の電子部品の搭載方法では、図８に示すように、ボンディングツール９の吸引用穴１１から空気を吸引方向Ｂに吸引して電子部品１をボンディングツール９に吸着しているので、電子部品１とボンディングツール９との間の若干の隙間２０から空気の吸い込みが発生し、加熱処理工程において、熱硬化性接着剤１７の揮発分１８が隙間２０から吸い込まれて電子部品１とボンディングツール９が接着されることがある。
【００１３】
そこで、熱硬化性接着剤１７の揮発分１８による電子部品１とボンディングツール９との接着を防ぐために、熱硬化性接着剤１７の塗布量を制限していたが、十分な接合信頼性が確保できないという問題がある。
【００１４】
また、熱硬化性接着剤１７が電子部品１の外周に沿って上昇して隙間２０から吸い込まれて電子部品１とボンディングツール９とが接着されることもあり、前述の場合と同様に熱硬化性接着剤１７の吸い込みを防止するために熱硬化性接着剤１７の塗布量を制限していたが、十分な接合信頼性が確保できないという問題がある。
【００１５】
また、熱硬化性接着剤１７の加熱により回路基板４は加熱位置２１を中心に熱膨張してボンディングステージ５に対してＳ方向にスライドしようとするが、回路基板４はボンディングステージ５に吸着保持されており、ボンディングステージ５の吸引用穴１３が高密度に形成されていて吸着力の強い部分２３ではＳ方向にスライドすることができない。吸着力の強い部分２３の以外の部分は吸着力の強い部分２３に比べてＳ方向にスライドしやすいので、電子部品１の搭載位置ズレが生じるという問題がある。
【００１６】
本発明は、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止する電子部品の搭載方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品の搭載方法は、熱硬化性接着剤の加熱処理工程において、ワークの吸着保持を解除した状態でこの熱硬化性接着剤を硬化させるものである。
【００１８】
本発明によると、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着を解除し、前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法としたものであり、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【００２０】
本発明の請求項２に記載の発明は、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに吸着保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着および前記ボンディングステージによる前記回路基板の吸着保持を解除し、前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法としたものであり、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【００２２】
以下、本発明の電子部品の搭載方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態）
本実施の形態の電子部品の搭載方法は、図１，図２に示すように、電子部品１をボンディングヘッド３で吸着してボンディングステージ５に保持された回路基板４に搬送し、このボンディングヘッド３とボンディングステージ５とで挟持して加熱して電子部品１を回路基板４に熱硬化性接着剤１７でボンディングするに際し、図３に示すように、熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程では全期間においてワークの吸着保持を解除し、熱硬化性接着剤１７の硬化後に前記の挟持を解除するものである。
【００２３】
本実施の形態の電子部品搭載装置には、従来の電子部品搭載装置に加えて、熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程の全期間においてワークの吸着保持を解除する制御手段（図示せず）が設けられている。なお、この制御手段は、前記加熱処理工程の一部の期間においてワークの吸着保持を解除することもできる。
【００２４】
この電子部品搭載装置において、電子部品１と回路基板４との間に塗布された加熱硬化性接着剤１７を加熱処理する動作について具体的に説明する。
なお、電子部品１をトレイ２からピックアップして回路基板４の目的位置に載置するまでは、従来と同様に画像認識して行うため、ここではその説明を省略する。
【００２５】
図３に示すように、電子部品１を吸着した状態（吸着ＯＮ状態）でボンディングヘッド３を上死点Ｐ１から下死点Ｐ２まで下降させる。この下死点Ｐ２に到達した時に電子部品１が回路基板４に接触する。電子部品１と回路基板４とは、ボンディングヘッド３とボンディングステージ５によって挟持されている。また、電子部品１と回路基板４とは、図４に示すように、電子部品１の突起状のバンプ１５と回路基板４のランド１６とを接触させることで導通を得ている。
【００２６】
この下死点Ｐ２に到達した時刻ｔ１から加熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程が開始する。
図３に示すように、この時刻ｔ１の時点で、電子部品１の吸着および回路基板４の吸着を解除する（吸着ＯＦＦ状態）。図４に示すように、電子部品１の吸着および回路基板４の吸着を解除しているので、ボンディングツール９の吸引用穴１１から空気が吸引されることがなく、また、ボンディングステージ５の吸引用穴１３から空気が吸引されることもない。
【００２７】
ボンディングヘッド３とボンディングステージ５によって電子部品１と回路基板４とを挟持した状態でボンディングヘッド３の温度をＴ１からＴ２まで上昇させて、Ｔ２をある期間維持した後にＴ３まで冷却する。
【００２８】
ボンディングヘッド３の温度がＴ３まで冷却されると、加熱硬化性接着剤１７は硬化しており、このボンディングヘッド３の温度がＴ３に到達した時刻ｔ２に、加熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程が終了する。
【００２９】
ボンディングヘッド３を下死点Ｐ２から上死点Ｐ１まで上昇させて、ボンディングヘッド３とボンディングステージ５による挟持を解除する。
このように加熱硬化性接着剤１７を加熱処理して、電子部品１を回路基板４に搭載する。
【００３０】
以上のことより、熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程の全期間に、電子部品１の吸着保持を解除することにより、図４に示すように、ボンディングツール９の吸引用穴１１からの電子部品１を吸着する吸入空気を発生しないようにしているので、従来のように熱硬化性接着剤１７の揮発分１８や電子部品１の外周に沿って上昇した熱硬化性接着剤１７などが電子部品１とボンディングヘッド３との僅かの隙間２０から吸い込まれて電子部品１とボンディングヘッド３とが接着されることを解消することができる。従って、熱硬化性接着剤１７の塗布量を従来のように制限する必要がないので、熱硬化性接着剤１７の塗布量を増加させることができ、接合信頼性を十分に確保することができる。
【００３１】
また、熱硬化性接着剤１７の加熱処理工程の全期間に、回路基板４の吸着保持を解除することにより、図４に示すように、電子部品１が加熱されることで、加熱位置２１を中心にＳ方向にスライドしようとする回路基板４の熱膨張が、従来のようにボンディングステージ５の回路基板４を吸着する吸着力の強い部分２３の影響を受けて妨げられることがないので、電子部品１の搭載位置ズレを防止することができ、高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【００３２】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程において、電子部品の吸着保持と回路基板の吸着保持とを解除しているが、電子部品の吸着保持のみを解除する場合では、電子部品とボンディングヘッドとが接着されるようなことがないので、熱硬化性接着剤の塗布量を制限することなく増加させることができ、高い接合信頼性を十分に確保することができ、回路基板の吸着保持のみを解除する場合では、電子部品の搭載位置ズレを防止することができ、高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【００３３】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の全期間においてワークの吸着保持を解除しているが、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の一部の期間においてワークの吸着保持を解除する場合であっても、従来に比べて高い接合信頼性と高い接合品質とを得ることができる。
【００３４】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時に全期間にわたってワークの吸着保持を解除しているが、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたってワークの吸着保持を解除する場合であっても、従来に比べて高い接合信頼性と高い接合品質とを得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品の搭載方法によれば、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドとボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、熱硬化性接着剤の加熱処理工程では全期間または一部の期間でワークの吸着保持を解除し、熱硬化性接着剤の硬化後にボンディングヘッドとボンディングステージとの挟持を解除することにより、ワークの吸着保持による吸入空気による熱硬化性接着剤の吸い込みを発生させないので、熱硬化性接着剤の塗布量を制限することなく増加させることができ、高い接合信頼性を十分に確保することができる。
【００３６】
また、回路基板の熱膨張が回路基板の吸着保持によって妨げられることがないので、電子部品の搭載位置ズレを防止することができ、より高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品搭載装置の全体構成を示す外観斜視図
【図２】同実施の形態のボンディングヘッド先端部の斜視図
【図３】同実施の形態のワークの吸着のタイミングチャートを示す図
【図４】同実施の形態の接合部周辺の断面図
【図５】従来の電子部品搭載装置の全体構成を示す外観斜視図
【図６】従来のボンディングヘッド先端部の斜視図
【図７】従来のワークの吸着のタイミングチャートを示す図
【図８】従来の接合部周辺の断面図
【符号の説明】
１  電子部品
３  ボンディングヘッド
４  回路基板
５  ボンディングステージ
１７  熱硬化性接着剤
１８  揮発分
２０  隙間
【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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