JP2023138347A - Mounting device and mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実装装置及び実装方法に関する。 The present invention relates to a mounting apparatus and a mounting method.
半導体チップなどの電子部品を、ウェーハやトレイからピックアップし、基板の上に搬送し、基板に押し付けて実装することが行われている。 Electronic components such as semiconductor chips are picked up from wafers or trays, transported onto a substrate, and mounted by pressing them against the substrate.
ここで、電子部品を、基板に直接接合を行う、いわゆるダイレクトボンディングにおいては、基板又は電子部品の接合面を清浄化し、活性化させた上で、互いを接触させることにより接合している。例えば、特許文献1に示すように、減圧されたチャンバ内において、基板又は電子部品に対して、反応性イオンエッチングやN2又はO2ラジカルの照射を行うことにより、基板又は電子部品の実装面を活性化させる親水化処理を行っている。なお、以下の説明では、このような親水化を活性化と表現する場合がある。
Here, in so-called direct bonding, in which electronic components are directly bonded to a substrate, the bonding surfaces of the substrate or electronic components are cleaned and activated, and then they are bonded by bringing them into contact with each other. For example, as shown in
例えば、基板や電子部品を親水化するために付与される水酸基は接合強度に影響する。しかし、接合面に一旦付与された水酸基は、時間の経過と共に脱離などによって減少する。上記のような従来技術においては、親水化装置において基板を親水化し、ウェーハがウェーハシートに個片化して貼り付けられた状態やトレイに載置された状態の電子部品を複数一括で親水化処理してから、それぞれをボンディング装置まで搬送し、電子部品を1つずつ基板へ実装する。すると、水酸基を付与してから電子部品を基板へ実装するまでの時間が、電子部品毎に相違することになる。このため、一旦付与した水酸基の量が電子部品毎に異なることになり、電子部品毎に接合強度に差が発生してしまう。特に、ボンディング装置において、ウェーハシートやトレイからの供給のはじめの電子部品と終わりの電子部品とでは、水酸基付与から接合までに大きな時間差が生じることになり、電子部品の接合強度も大きく変わってしまう。このような状況は、親水化をもたらす活性化すべてにおいて同様である。 For example, hydroxyl groups added to make substrates and electronic components hydrophilic affect bonding strength. However, the hydroxyl groups once attached to the bonding surface decrease over time due to desorption, etc. In the conventional technology described above, the substrate is made hydrophilic in a hydrophilic device, and the wafer is individually attached to a wafer sheet or electronic components placed on a tray are subjected to hydrophilic treatment at once. Then, each is transported to a bonding device, and the electronic components are mounted on the board one by one. As a result, the time required from providing the hydroxyl group to mounting the electronic component on the substrate differs depending on the electronic component. For this reason, the amount of hydroxyl groups once applied differs from electronic component to electronic component, resulting in a difference in bonding strength between electronic components. In particular, in bonding equipment, there is a large time difference between the first electronic component and the last electronic component supplied from a wafer sheet or tray, from the addition of hydroxyl groups to the time of bonding, resulting in a large difference in the bonding strength of the electronic components. . This situation is similar for all activations that result in hydrophilization.
本発明の実施形態は、電子部品毎の接合強度の差を低減できる実装装置及び実装方法を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention aim to provide a mounting apparatus and a mounting method that can reduce differences in bonding strength between electronic components.
上記の目的を達成するために、実施形態の実装装置は、電子部品の実装面と基板の実装面とを合わせることにより、前記電子部品を前記基板に搭載する搭載装置と、前記電子部品の前記基板への搭載の前に、対向配置された前記電子部品の実装面と前記基板の実装面との間に挿入可能な吹付部を有し、プラズマにより生成された活性種を含むガスを、前記吹付部から前記電子部品の実装面と前記基板の実装面のそれぞれに向けて、各実装面に垂直な方向に吹き付けるガス供給装置と、を有する。 In order to achieve the above object, the mounting apparatus of the embodiment includes a mounting apparatus that mounts the electronic component on the board by aligning the mounting surface of the electronic component with the mounting surface of the board; Before mounting on the board, a blowing section is provided that can be inserted between the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the board, which are arranged to face each other, and a gas containing active species generated by plasma is supplied to the board. A gas supply device is provided that sprays a gas from a spraying unit toward each of the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the substrate in a direction perpendicular to each mounting surface.
実施形態の実装方法は、対向配置された電子部品の実装面と基板の実装面との間にノズルを挿入し、プラズマにより生成された活性種を含むガスを、前記ノズルから前記電子部品の実装面と前記基板の実装面のそれぞれに向けて、各実装面に垂直な方向に吹き付け、前記電子部品の実装面と前記基板の実装面とを合わせることにより、前記電子部品を前記基板に搭載する。 In the mounting method of the embodiment, a nozzle is inserted between the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the board, which are arranged to face each other, and a gas containing active species generated by plasma is supplied from the nozzle to the mounting surface of the electronic component. The electronic component is mounted on the board by spraying in a direction perpendicular to each mounting surface toward each of the mounting surfaces of the electronic component and the mounting surface of the board, and aligning the mounting surface of the electronic component with the mounting surface of the board. .
本発明の実施形態では、電子部品毎の接合強度の差を低減できる。 In embodiments of the present invention, differences in bonding strength between electronic components can be reduced.
本発明の実施の形態(以下、本実施形態と呼ぶ)について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図面は模式図であって、各部のサイズ、比率等は、理解を容易にするために誇張している部分を含んでいる。 An embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be specifically described with reference to the drawings. Note that the drawings are schematic diagrams, and the sizes, proportions, etc. of each part include parts that are exaggerated for easy understanding.
[概要]
図1~図3に示すように、本実施形態の実装装置1は、電子部品2の供給装置10、ピックアップ装置20、搭載装置30、基板ステージ40、検出装置50、ガス供給装置60及び制御装置70を有する。実装装置1は、電子部品2を、供給装置10からピックアップ装置20によってピックアップして反転させて、搭載装置30に受け渡し、搭載装置30によって基板ステージ40に支持された基板3に搭載することにより実装する。この搭載の前に、位置決めして対向配置された電子部品2と基板3のそれぞれの実装面に、ガス供給装置60によって、プラズマにより生成された活性種を含むガスを吹き付ける。
[overview]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
電子部品2は、例えば、矩形状の薄小片部品である。本実施形態では、電子部品2は、ウェーハを個片に分割した半導体チップである。半導体チップは、表裏のうち一面に半導体素子として機能する機能面を有する。この電子部品2の機能面は、電極部と絶縁部を同一面内に含み、基板3の実装面3aに実装される実装面2aである(図3参照)。基板3は、例えば、電子部品2が搭載される複数の領域が、マトリクス(行列)状に設けられた板体である。各領域は、導電部と絶縁部を同一面内に含み、電子部品2の実装面2aが実装される実装面3aである。
The
[供給装置]
供給装置10は、電子部品2をピックアップ装置20へと供給する装置である。供給装置10は、ピックアップ対象の電子部品2を供給位置P1に移動させる。供給位置P1とは、ピックアップ装置20が、ピックアップ対象となる電子部品2をピックアップする位置である。供給装置10は、複数の電子部品2が貼り付けられたシート11を支持する供給ステージ12、供給ステージ12を移動させるステージ移動機構13を備える。このステージ移動機構13としては、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。供給装置10は、ステージ移動機構13によって、供給ステージ12にシート11を介して支持される複数の電子部品2のうち、ピックアップ対象の電子部品2を供給位置P1に移動させる。
[Feeding device]
The
電子部品2が貼り付けられるシート11は、ここでは、図示しないウェーハリングに貼り付けられた粘着性を有するウェーハシートである。シート11上にはウェーハを個片化した複数の電子部品2がマトリクス(行列)状に配置されている。本実施形態では、電子部品2は、実装面2aが上方に露出したフェイスアップ状態で配置されているものとする。
The
供給ステージ12は、シート11が貼り付けられたウェーハリングを水平に支持する台である。つまり、供給ステージ12は、電子部品2が貼り付けられたシート11を、ウェーハリングを介して支持する。供給ステージ12は、ステージ移動機構13によって、水平方向に移動可能に設けられている。シート11は、供給ステージ12とともにステージ移動機構13に水平に支持されているため、シート11及び当該シート11に載せられた電子部品2もまた、水平方向に移動可能に設けられている。また、供給ステージ12は、シート11に代えて、複数の電子部品2が載置されているトレイを支持することも可能である。したがって、このトレイに載置される電子部品2も、ピックアップ対象となる電子部品2を供給位置P1に位置付けることができる。
The
なお、図1に示すように、水平方向のうち、供給装置10と搭載装置30が並ぶ方向をX軸方向、X軸に直交する方向をY軸方向という。また、シート11の平面に直交する方向をZ軸方向または上下方向とする。但し、これらの方向は実装装置1の設置方向を限定するものではない。
As shown in FIG. 1, in the horizontal direction, the direction in which the
[ピックアップ装置]
ピックアップ装置20は、供給装置10から電子部品2をピックアップし、ピックアップした電子部品2を搭載装置30に受け渡す装置である。このピックアップ装置20は、ピックアップノズル21と、移動機構22と、反転機構23と、突き上げ機構24とを備える。
[Pickup device]
The
(ピックアップノズル)
ピックアップノズル21は、電子部品2を吸引して保持し、また吸引を解除して電子部品2を解放する機構である。ピックアップノズル21は、ノズル孔を備える。ノズル孔は、ピックアップノズル21の先端の吸着面に開口する。ノズル孔は真空ポンプ等を含む負圧発生回路(図示せず)と連通しており、当該回路が負圧を発生させることによって、ピックアップノズル21の吸着面に電子部品2を吸引して保持する。また、負圧を解除することで吸着面から電子部品2の保持状態を解除する。
(Pickup nozzle)
The
移動機構22は、図1及び図2に示すように、供給位置P1と受け渡し位置P2との間でピックアップノズル21を往復移動させ、また、供給位置P1及び受け渡し位置P2でピックアップノズル21を昇降させる機構である。なお、受け渡し位置P2とは、ピックアップ装置20が、供給位置P1でピックアップした電子部品2を後述する受取部として機能するボンディングヘッド31に受け渡す位置である。供給位置P1及び受け渡し位置P2は、主にXY方向の位置を意味し、必ずしもZ軸方向の位置を意味するものではない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving
(移動機構)
移動機構22は、ピックアップノズル21が取り付けられたアーム22aを有し、アーム22aを移動させることにより、ピックアップノズル21を移動させる。移動機構22は、スライド機構22b、昇降機構22fを備える。スライド機構22bは、ピックアップノズル21が取り付けられたアーム22aを移動させることにより、ピックアップノズル21を供給位置P1と受け渡し位置P2との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構22bは、X軸方向と平行に延び、支持フレーム22cに固定されたレール22dと、レール22d上を走行するスライダ22eとを有する。スライダ22eは、図示はしないが、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。
(Moving mechanism)
The moving
昇降機構22fは、ピックアップノズル21が取り付けられたアーム22aを移動させることにより、ピックアップノズル21を上下方向に移動させる。具体的には、昇降機構22fは、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、ピックアップノズル21がZ軸方向に沿って昇降する。
The
(反転機構)
反転機構23は、ピックアップノズル21と移動機構22の間に設けられている。反転機構23は、ここでは、ピックアップノズル21の向きを変更するモータ等の駆動源、ボールベアリング等の回転ガイドを含んでなるアクチュエータである。向きを変更するとは、上下方向に0°~180°回転させることである。
(Reversing mechanism)
The reversing
(突き上げ機構)
突き上げ機構24は、供給装置10のシート11の下方に設けられている。突き上げ機構24は、突き上げ体24a、バックアップ体24b及び図示しない駆動機構を有する。突き上げ体24aは、複数のブロックからなる部材である。バックアップ体24bは、突き上げ体24aが、長さ方向がZ軸方向に平行になるように設けられている。駆動機構は、バックアップ体24bに設けられ、突き上げ体24aのブロックをその内部から進出またはその内部へと退避させる。この進出または退避は、上下方向に行われる。この駆動機構は、例えば、上下方向のレールにガイドされて移動するスライダと、スライダを駆動するエアシリンダやカム機構を含む。
(Pushing up mechanism)
The push-up
[搭載装置]
搭載装置30は、ピックアップ装置20から受け取った電子部品2を実装位置P3まで搬送し、基板3に搭載することにより実装する装置である。実装位置P3とは、電子部品2を基板3に実装する位置である。搭載装置30は、ボンディングヘッド31、ヘッド移動機構32、基板ステージ40を有する。
[Installed equipment]
The mounting
(ボンディングヘッド)
ボンディングヘッド31は、受け渡し位置P2でピックアップノズル21から電子部品2を受け取る受取部としての機能を有し、また当該電子部品2を実装位置P3で基板3に実装する装置である。ボンディングヘッド31は、電子部品2を保持し、また実装後は保持状態を解除して電子部品2を解放する。
(bonding head)
The
具体的には、ボンディングヘッド31は、ノズル31aを備える。ノズル31aは、電子部品2を保持し、また保持状態を解除して電子部品2を解放する。ノズル31aは、ノズル孔を備える。ノズル孔は、ノズル31aの先端の吸着面に開口する。ノズル孔は真空ポンプ等を含む負圧発生回路(図示せず)と連通しており、当該回路が負圧を発生させることによって、ノズル31aの吸着面に電子部品2を吸引して保持する。また、負圧を解除することで吸着面から電子部品2の保持状態を解除する。
Specifically, the
(ヘッド移動機構)
ヘッド移動機構32は、ボンディングヘッド31を、受け渡し位置P2と実装位置P3との間で往復移動させ、また、受け渡し位置P2及び実装位置P3で昇降させる機構である。本実施形態のヘッド移動機構32は、基板3の実装面3aに対して電子部品2の実装面2aを位置決めする位置決め機構として機能する。具体的には、ヘッド移動機構32は、スライド機構321、昇降機構322を備える。
(Head movement mechanism)
The
スライド機構321は、ボンディングヘッド31を受け渡し位置P2と実装位置P3との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構321は、X軸方向と平行に延び、支持フレーム321aに固定された2本のレール321bと、レール321b上を走行するスライダ321cとを有する。スライダ321cは、図示はしないが、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。
The
なお、図示はしないが、スライド機構321は、ボンディングヘッド31をY軸方向にスライド移動させるスライド機構を有している。このスライド機構も、Y軸方向のレールとレールを走行するスライダによって構成できる。スライダは、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。昇降機構322は、ボンディングヘッド31を上下方向に移動させる。具体的には、昇降機構322は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、ボンディングヘッド31がZ軸方向に沿って昇降する。
Although not shown, the
[基板ステージ]
基板ステージ40は、電子部品2を実装するための基板3を支持する台である。基板ステージ40は、ステージ移動機構41に設けられている。ステージ移動機構41は、基板ステージ40をXY平面上でスライド移動させ、基板3における電子部品2の実装予定位置を実装位置P3に位置付ける移動機構である。ステージ移動機構41は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。
[Substrate stage]
The
[検出装置]
検出装置50は、実装位置P3において、実装前の電子部品2の実装面2aの位置及び基板3の実装面3aの位置を検出する(図3、図4参照)。本実施形態の検出装置50は、実装位置P3において、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとを撮像する撮像部50aを有する。また、検出装置50は、図示はしないが、撮像部50aにより撮像された画像を処理して、実装面2a、3aのアライメントマークの形状を抽出する画像処理部、実装面2a、3aのアライメントマークの重心、角等の点を検出することにより、両者の位置関係を認識する位置認識部を有する。この位置関係に基づいて、搭載装置30は基板3の実装面3aに対して電子部品2の実装面2aの位置を合わせてから実装する。所定の位置の検出は、撮像部50aが有する回路によって行っても、後述する制御装置70が行ってもよい。制御装置70が行う場合、検出装置50の機能の一部を、制御装置70が担う。
[Detection device]
The
本実施形態の撮像部50aは、電子部品2と基板3を同時に撮像可能な上下二視野カメラである。撮像部50aは、電子部品2の実装前に、ボンディングヘッド31と基板ステージ40との間に進入し(図4参照)、ボンディングヘッド31による実装の際には、ボンディングヘッド31と非干渉となる位置に退避する(図3参照)。なお、撮像部50aは、電子部品2と基板3を個別に撮像するカメラであってもよい。
The
[ガス供給装置]
ガス供給装置60は、図7に示すように、大気圧中でプラズマを発生させる、いわゆる大気圧プラズマのプラズマ発生装置である。ガス供給装置60は、吹付部610、胴部620、供給部630、電極部640、電源650、アーム660を有する。なお、図7における吹付部610、胴部620は透視図である。上記のように、電子部品2の実装面2a及び基板3の実装面3aに大気圧プラズマ中に生成された活性種を吹付部610から吹き付けて、その表面を清浄化、活性化させる。実装面2a、3aに対する活性種の吹き付けは、ガスの吹き出しとともに行われる。ガスは、Ar、Heなどの希ガスの他、N2、O2、H2O(水蒸気)などを用いることができる。
[Gas supply device]
As shown in FIG. 7, the
(吹付部)
吹付部610は、上下方向に延びた直線状の管であり、上方は実装面2aに垂直な方向に延びた第1のノズル611、下方は実装面3aに垂直な方向に延びた第2のノズル612を構成する。第1のノズル611の先端は開口611aとなっていて、実装面2aに対向する。第2のノズル612の先端は開口612aとなっていて、実装面3aに対向する。第1のノズル611の断面又は開口611aの形状、第2のノズル612の断面又は開口611aの形状は、実装面2a、3aに合わせた矩形であってもよいし、円形であってもよい。なお、実装面2a、実装面3aに対する処理を同等とする観点から、第1のノズル611と第2のノズル612の長さ、開口611aと実装面2aの距離と開口612aと実装面3aの距離が等しくなるように設定されている。このように構成することにより、後述する電極部640によって生成されるプラズマのプラズマ領域Zから、開口611a、612aの距離が等しくなり、活性種の供給量を揃えることが可能となる。さらには、開口611a、612aと実装面2a、3aとの距離が等しいことから、実装面2a、3aに供給される活性種の供給量を揃えることが可能となる。
(Spraying section)
The
(胴部)
胴部620は、内部にガスの流路(以下、ガス流路Rとする)が構成された管状の部材である。胴部620は、例えば、ガラス又はアルミナにより形成されている。また、胴部620は、ガスにプラズマを発生させるための放電が生じる放電管でもある。なお、本実施形態においては、胴部620は、軸方向が実装面2a、3aと平行な方向である。
(torso)
The
プラズマが発生する領域であるプラズマ領域Zは、放電によりガスが電離して、イオン、電子、活性種(ラジカル)などの生成物が生成される領域である。ここでいう活性種とは、不対電子を持つ分子や原子のことである。このように、プラズマ領域Zは、生成物の生成源となる領域である。 The plasma region Z, which is a region where plasma is generated, is a region where gas is ionized by discharge and products such as ions, electrons, and active species (radicals) are generated. The active species here refers to molecules or atoms with unpaired electrons. In this way, the plasma region Z is a region that serves as a generation source of products.
胴部620の一端に、上記の吹付部610が接続されている。胴部620内のプラズマ領域Zにおいて生成された生成物は、吹付部610の第1のノズル611から実装面2aに吹き付けられ、第2のノズル612から実装面3aに吹き付けられる。なお、プラズマ領域Zにおいてはイオン、電子も発生する。イオン、電子が実装面2a、3aに到達すると、実装面2a、3aにダメージを与えることになる。プラズマ領域Zにおいて発生したイオン、電子は、活性種よりも寿命が短いため、第1のノズル611の611a、第2のノズル612の開口612aに達するまでの間に消失する。また、胴部620から吹付部610で上下に分かれ、この分岐の部分で直角に折れ曲がる流路となっており、イオン、電子は、この分岐点の流路壁面に衝突しても消失する。このため、実装面2a、3aには、ガスとともに活性種のみが吹き付けられる。
The above-mentioned
吹付部610は、胴部620と連続的に構成されていても、胴部620に着脱可能に設けられ、交換できるように構成されていてもよい。また、胴部620には、吹付部610と反対側に、ガスの導入口620aが設けられている。
The
(供給部)
供給部630は、胴部620内のガス流路Rにガスを供給する装置である。ガスとしては、上記のように、放電によりプラズマ化するガスであればよい。供給部630は、ガス源631、減圧弁632、調節部633を有する。ガス源631は、ガスを貯留したボンベである。減圧弁632は、ガスの圧力を低下させる弁、つまりレギュレータである。調節部633は、ガスの流量を調整する装置である。調節部633は、流体の流量を計測する質量流量計と、流量を制御する電磁弁を有するマスフローコントローラ(MFC)により構成される。
(Supply Department)
The
ガス源631は、配管によって減圧弁632、調節部633に接続され、配管は胴部620の導入口620aに接続されている。つまり、ガス源631からのガスは、胴部620内に導入されてガス流となる。胴部620の導入口620aと配管との間の隙間は気密に封止されている。
The
(電極部)
電極部640は、電圧が印加されることにより、ガス流路R内のガスにプラズマを発生させる。つまり、電極部640は、電圧の印加によりガス流路Rに放電を生じさせて、ガスを電離させる。電極部640は、第1の電極640a、第2の電極640bを有する。第1の電極640a、第2の電極640bは、胴部620を挟んで対向する位置に配置された導電性の部材である。第1の電極640a、第2の電極640bは、例えば、NiめっきされたSUSにより形成されている。この第1の電極640a、第2の電極640bに挟まれたガス流路Rが、プラズマ領域Zの中心となる。
(electrode part)
The
(電源)
電源650は、第1の電極640a、第2の電極640bに電圧を印加する。電源650としては、例えば、プラズマ生成用の高周波電源又はパルス波電源を用いる。なお、本実施形態では、第2の電極640bが接地側となっている。
(power supply)
A
(アーム)
アーム660は、図2、図7に示すように、先端に胴部620が設けられ、吹付部610の第1のノズル611の開口611a、第2のノズル612の開口612aを、位置決めされた実装面2a、3aの間の位置と、実装面2a、3aから退避する位置との間で揺動させる移動機構である。このアーム660によって、第1のノズル611は実装面2aの直下に、第2のノズル612は実装面3aの直上に位置決めされる。
(arm)
As shown in FIGS. 2 and 7, the
[制御装置]
制御装置70は、供給装置10、ピックアップ装置20、搭載装置30、基板ステージ40、検出装置50、ガス供給装置60の起動、停止、速度、動作タイミング等を制御する。制御装置70は、実装装置1の各種の機能を実現するべく、プログラムを実行するプロセッサ、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路等を有する。また、制御装置70には、オペレータが制御に必要な指示や情報を入力する入力装置、装置の状態を確認するための出力装置が接続されている。
[Control device]
The
[動作]
以上のような実装装置1において、ピックアップ装置20により供給装置10から電子部品2をピックアップし、当該電子部品2を搭載装置30に受け渡し、搭載装置30において電子部品2を基板3に実装する手順を、上記の図1~図4、図7に加えて、図5、図6及び図8のフローチャートを参照して説明する。本実施形態では、実装の直前に、ガス供給装置60から実装面2a、3aに活性種を吹き付けることによる表面の清浄化や活性化を行う。
[motion]
In the mounting
まず、ピックアップ装置20によって、ピックアップノズル21を突き上げ体24aが位置する供給位置P1に移動させ、ピックアップノズル21の先端と突き上げ体24aを対向させる。一方、供給装置10は、供給ステージ12を移動させ、供給位置P1にピックアップ対象の電子部品2を位置させる。この後、ピックアップノズル21が降下して、電子部品2に接近して行く。このとき、突き上げ体24aは上昇して突き上げ基準位置で待機させておく。
First, the
ピックアップノズル21が接触基準位置まで下降して停止する。このとき、電子部品2はピックアップノズル21と突き上げ体24aによって挟持される。そして、ピックアップノズル21が停止した状態で、ノズル孔からの排気によって吸引を開始する。この状態で、突き上げ体24aが上昇するとともに、これと同期してピックアップノズル21が上昇して、あらかじめ設定された所定量上昇すると突き上げ体24aは停止する。そして、さらに上昇するピックアップノズル21によって吸引された電子部品2が、シート11から引き剥がされることにより、ピックアップされる。
The
ピックアップ装置20は、反転機構23によって、ピックアップノズル21を反転させる。ピックアップ装置20は、移動機構22によって、受け渡し位置P2にピックアップした電子部品2を移動させる。受け渡し位置P2では、搭載装置30のボンディングヘッド31が待機しており、反転したピックアップノズル21に保持された電子部品2と対向する。ピックアップノズル21に向けてボンディングヘッド31を下降させ、ボンディングヘッド31で電子部品2を吸引して保持した後、ピックアップノズル21が負圧を解除することにより、ボンディングヘッド31へと電子部品2を受け渡す。この後、ボンディングヘッド31は、ピックアップノズル21から離間するように上昇、実装位置P3へと移動する。
The
このように、電子部品2が実装位置P3に移動して、図3に示すように、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとが対向する(ステップS101)。次に、図4に示すように、ボンディングヘッド31と基板3との間に上下二視野カメラである撮像部50aを矢印で示すように進出させ、上方に位置する電子部品2の実装面2aのアライメントマークと、下方に位置する基板3の実装面3aのアライメントマークとを撮像し、実装面2a、3aの位置を検出する(ステップS102)。検出された位置に従って、ボンディングヘッド31は、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとの位置決めを行う(ステップS103)。撮像部50aは、図5に矢印で示すように、実装面2a、3aの間から退避する。
In this way, the
位置決めの後、図5に示すように、アーム660が胴部620を揺動させて、吹付部610の第1のノズル611の開口611a、第2のノズル612の開口612aを、位置決めされた実装面2a、3aの間の位置に移動させる(ステップS104)。そして、供給部630からのガスを、導入口620aから胴部620内に導入し、電源650により、電極部640に電圧を印加する。すると、胴部620内のガス流路Rに放電が生じて、ガスが電離する。つまり、プラズマが発生する。
After positioning, as shown in FIG. 5, the
このプラズマが発生したプラズマ領域Zにおいて、大気との反応によりイオン、電子、活性種等の生成物が生成される。これらの生成物のうち、イオン、電子は吹付部610内で消失し、活性種がガス流とともに第1のノズル611の開口611a、第2のノズル612の開口612aから、図7に示すように、実装面2a、3aに対して垂直方向に吹き付けられる(ステップS105)。このため、実装前の実装面2a、3aが清浄化されたり、水酸基が付与されたりして親水化(活性化)される。そして、アーム660が胴部620を揺動させて、吹付部610を実装面2a、3aの間の位置から、実装に影響の無い位置に退避させる(ステップS106)。
In the plasma region Z where this plasma is generated, products such as ions, electrons, and active species are generated by reaction with the atmosphere. Among these products, ions and electrons disappear in the
その後、図6の矢印に示すように、昇降機構322によりボンディングヘッド31を下降させ、清浄化、親水化した電子部品2の実装面2aを、清浄化、親水化した基板3の実装面3aに接触させて合わせることで、電子部品2を基板3に搭載して実装する(ステップS107)。実装後のボンディングヘッド31は、当該電子部品2の保持を解除し、次の電子部品2を受け取るために受け渡し位置P2に戻る。
Thereafter, as shown by the arrow in FIG. 6, the
[効果]
(1)本実施形態の実装装置1は、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとを接触させて合わせることにより、電子部品2を基板3に搭載する搭載装置30と、電子部品2の基板3への搭載の前に、対向配置された電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとの間に挿入可能な吹付部610を有し、プラズマにより生成された活性種を含むガスを、吹付部610から電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aのそれぞれに向けて、各実装面2a、3aに垂直な方向に吹き付けるガス供給装置60と、を有する。
[effect]
(1) The mounting
また、本実施形態の実装方法は、対向配置された電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとの間に吹付部610を挿入し、プラズマにより生成された活性種を含むガスを、吹付部610から電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aのそれぞれに向けて、各実装面2a、3aに垂直な方向に吹き付け、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aと接触させて合わせることにより、電子部品2を基板3に搭載する、
Furthermore, in the mounting method of the present embodiment, a
複数の電子部品2や、電子部品2が載置される基板3を一括で活性化処理した後で1つ1つ実装する場合には、はじめに行われる実装と、最後に行われる実装との間に、複数の電子部品2を実装するための時間がかかる。つまり、実装が進むにしたがって、電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aの活性化の状態が低下することになり、電子部品2と基板3との接合強度が低下してしまう。本実施形態での実装では、上記のように、電子部品2と基板3が実装前に対向配置された状態で、すなわち実装直前の状態で、実装面2a、3aを1つ1つ活性化処理できるため、各電子部品2において、活性化後に実装するまでの時間に差が生じ難くなり、電子部品2毎の接合強度の差を低減できる。
When mounting multiple
(2)吹付部610は、電子部品2の実装面2aに垂直な方向に延びた第1のノズル611と、基板3の実装面3aに垂直な方向に延びた第2のノズル612と、を有する。このため、実装面2a、3aに吹き付けられるガス流を、実装面2a、3aに対して垂直にすることができる。
(2) The
吹付部610は、実装面2a、3aに垂直な方向から吹き付けるので、実装面2a、3aにおけるそれぞれの面内の活性化処理にばらつきが生じ難い。実装面2a、3aに対して横または傾斜した方向から吹き付ける場合には、吹付部610の吹き出し位置から、実装面2a、3aの面内に対する吹き付け位置に相違が生じる。つまり、実装面2a、3aの面内において、吹付部610から近い部分と遠い部分が生じる。これによって、実装面2a、3aの吹付部610に近い部分と遠い部分では、活性種の到達する量に差が生じ、清浄化、活性化の状態に差がつくことになる。しかし、本実施形態のように、実装面2a、3aに垂直な方向から吹き付けることにより、吹き出し位置から吹き付け位置までの距離が実装面2a、3a内で均一となる。これにより、実装面2a、3aの面内において、吹付部610から近い部分と遠い部分が生じない。したがって、実装面2a、3aの面内において均等に活性種が供給され、清浄化、活性化の処理が均等に行われ、十分な接合強度を得ることができる。
Since the
(3)第1のノズル611の先端の開口611aと第2のノズル612の先端の開口612aとは、電極部640との距離が等しい。このため、電極部640によるプラズマ領域Zから、開口611a、612aまでの距離が等しくなり、活性種の供給量を実装面2aと実装面3aとで同等にすることができる。したがって、実装面2a、3aの清浄化、活性化の処理を同等にでき、十分な接合強度を得ることができる。
(3) The
(4)吹付部610からガスを吹き付ける前に、対向配置された電子部品2の実装面2aと基板3の実装面3aとを位置決めするヘッド移動機構32を有する。このため、実装直前に行われる位置決め後に、活性化処理を行うことができるので、活性化処理か実装までの時間を極力短くして、活性種の失活を抑制し、活性種の供給量の減少を抑えて接合強度の低下を防ぐことができる。
(4) The
[変形例]
本発明は、上記の実施形態には限定されない。上記の実施形態と基本的な構成は同様として、以下のような変形例も適用可能である。
(1)図9(A)に示すように、ガス供給装置60が、第1のノズル611へ連通した第1のガス流路R1と、第2のノズル612へ連通した第2のガス流路R2とを有し、電極部640が、第1のガス流路R1、第2のガス流路R2のそれぞれに設けられていてもよい。例えば、調節部633によってガス流量を個別に制御可能な第1の胴部621、第2の胴部622を設け、それぞれに第1の電極部641、第2の電極部642を設けてもよい。これにより、電子部品2と基板3とで活性化し易さが異なる場合に、印加する電力を変えたり、ガス流量、ガスの供給時間を変えることによって、清浄化、活性化の状態をそれぞれで調整することができる。
[Modified example]
The invention is not limited to the embodiments described above. Although the basic configuration is the same as that of the above embodiment, the following modifications are also applicable.
(1) As shown in FIG. 9(A), the
なお、第1のノズル611、第2のノズル612の長さ、開口611aと実装面2aの距離、開口612aと実装面3aの距離を変えることによっても、活性化の程度を調整できる。また、吹付部610を移動させて、実装面2a、3aに対する吹き付け位置を変えることにより、面内処理の均一性を図ってもよい。
Note that the degree of activation can also be adjusted by changing the lengths of the
また、図9(B)に示すように、第1の胴部621、第2の胴部622を相反する方向に配置してもよい。これにより、ガスの配管経路や電極の配線回りなどを配置することが容易となる。なお、配管・配線の配置が容易となれば良く、必ずしも相反する方向とする必要はない。
Further, as shown in FIG. 9(B), the
(2)図10に示すように、吹付部610の第1のノズル611、第2のノズル612のそれぞれに、第1の電極部641、第2の電極部642を設けてもよい。これにより、プラズマ領域Zを実装面2a、3aに近づけることができ、発生してから実装面2a、3aに吹き付けられるまでの活性種の減少を抑えて、より効率良く吹き付けることができる。
(2) As shown in FIG. 10, the
(3)図11に示すように、吹付部610が吹き付けるガスの周囲に、ガスを流通させることによりガスカーテンを生じさせる筒部680が設けられていてもよい。つまり、吹付部610を囲う筒部680を設け、この筒部680内に図示しないガス供給装置から、空気、N2、Ar、Heなどを流す。ガス中の活性種の濃度は、エアカーテンによって囲まれると、活性種が外に逃げ難くなり濃度が高まるので、活性種を実装面2a、3aに対して効率良く吹き付けることができる。また、概ね、ガス流路Rの中心軸側が高く、外周側が低いが、外周側の活性種が増強されるため、実装面2a、3aに対して吹き付けられる活性種の面内分布が均一となる。なお、ここでいうガスカーテンを生じさせるためのガスとは、上記で例示したように、活性種とともに吹き付けられるガスと反応しても問題のないガスを言う。
(3) As shown in FIG. 11, a
(4)吹付部610は、吹き付け対象となる面に垂直に吹き付ける構成であればよい。このため、吹付部610は、垂直に伸びるノズルを有していなくてもよい。例えば、図12(A)の側面図、(B)の平面図に示すように、吹付部610の胴部の上下の面に、実装面2a、3aに向かう開口611a、612aが設けられていてもよい。
(4) The
(5)吹付部610は、実装面2a、3aとの距離を可変に設けられていてもよい。例えば、図13に示すように、第1の胴部621、第2の胴部622が、それぞれ図示しない駆動機構によって上下動することにより、開口611aと実装面2aとの距離、開口612aと実装面3aとの距離が変えられる構成としてもよい。
(5) The
[他の実施形態]
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but also includes forms in which all or any of the above-described embodiments are combined. Furthermore, various omissions, substitutions, and changes can be made to these embodiments without departing from the scope of the invention, and such modifications are also included in the present invention.
1 実装装置
2 電子部品
2a 実装面
3 基板
3a 実装面
10 供給装置
11 シート
12 供給ステージ
13 ステージ移動機構
20 ピックアップ装置
21 ピックアップノズル
22 移動機構
22a アーム
22b スライド機構
22c 支持フレーム
22d レール
22e スライダ
22f 昇降機構
23 反転機構
24 突き上げ機構
24a 突き上げ体
24b バックアップ体
30 搭載装置
31 ボンディングヘッド
31a ノズル
32 ヘッド移動機構
40 基板ステージ
41 ステージ移動機構
50 検出装置
50a 撮像部
60 ガス供給装置
70 制御装置
321 スライド機構
321a 支持フレーム
321b レール
321c スライダ
322 昇降機構
610 吹付部
611 第1のノズル
611a 開口
612 第2のノズル
612a 開口
620 胴部
620a 導入口
621 第1の胴部
622 第2の胴部
630 供給部
631 ガス源
632 減圧弁
633 調節部
640 電極部
640a 第1の電極
640b 第2の電極
641 第1の電極部
642 第2の電極部
650 電源
660 アーム
680 筒部
1 Mounting
Claims (8)
前記電子部品の前記基板への搭載の前に、対向配置された前記電子部品の実装面と前記基板の実装面との間に挿入可能な吹付部を有し、プラズマにより生成された活性種を含むガスを、前記吹付部から前記電子部品の実装面と前記基板の実装面のそれぞれに向けて、各実装面に垂直な方向に吹き付けるガス供給装置と、
を有することを特徴とする実装装置。 a mounting device that mounts the electronic component on the board by aligning the mounting surface of the electronic component with the mounting surface of the board;
Before mounting the electronic component on the substrate, a spraying section is provided that can be inserted between the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the substrate, which are arranged to face each other, and the active species generated by plasma is sprayed. a gas supply device that sprays a gas containing gas from the spraying section toward each of the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the substrate in a direction perpendicular to each mounting surface;
A mounting device characterized by having:
前記電子部品の実装面に垂直な方向に延びた第1のノズルと、
前記基板の実装面に垂直な方向に延びた第2のノズルと、
を有することを特徴とする請求項1記載の実装装置。 The spraying section is
a first nozzle extending in a direction perpendicular to the mounting surface of the electronic component;
a second nozzle extending in a direction perpendicular to the mounting surface of the substrate;
The mounting apparatus according to claim 1, characterized in that it has:
前記胴部には、電圧を印加することにより前記ガスにプラズマを発生させる電極部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の実装装置。 The blowing section has a tubular body in which the gas flow path is formed,
2. The mounting apparatus according to claim 1, wherein the body part is provided with an electrode part that generates plasma in the gas by applying a voltage.
前記第1のノズルへ連通した第1のガス流路と、
前記第2のノズルへ連通した第2のガス流路と、
を有し、
電圧を印加することにより前記ガスにプラズマを発生させる電極部が、前記第1のガス流路と前記第2のガス流路のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項2記載の実装装置。 The gas supply device includes:
a first gas flow path communicating with the first nozzle;
a second gas flow path communicating with the second nozzle;
has
The mounting according to claim 2, wherein an electrode portion that generates plasma in the gas by applying a voltage is provided in each of the first gas flow path and the second gas flow path. Device.
プラズマにより生成された活性種を含むガスを、前記ノズルから前記電子部品の実装面と前記基板の実装面のそれぞれに向けて、各実装面に垂直な方向に吹き付け、
前記電子部品の実装面と前記基板の実装面とを合わせることにより、前記電子部品を前記基板に搭載する、
ことを特徴とする実装方法。 Insert a nozzle between the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the board, which are arranged opposite to each other,
Spraying a gas containing active species generated by plasma from the nozzle toward each of the mounting surface of the electronic component and the mounting surface of the substrate in a direction perpendicular to each mounting surface,
mounting the electronic component on the board by aligning the mounting surface of the electronic component with the mounting surface of the board;
An implementation method characterized by:
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