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JP2009277920A - Electronic component packaging method - Google Patents

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JP2009277920A
JP2009277920A JP2008128288A JP2008128288A JP2009277920A JP 2009277920 A JP2009277920 A JP 2009277920A JP 2008128288 A JP2008128288 A JP 2008128288A JP 2008128288 A JP2008128288 A JP 2008128288A JP 2009277920 A JP2009277920 A JP 2009277920A
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JP
Japan
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load
electronic component
control
current
component mounting
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JP2008128288A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Hosoya
直人 細谷
Tamotsu Kawai
有 川合
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

【課題】長時間押圧する場合においても押圧荷重は安定し続け、高い実装品質を確保する。
【解決手段】VCM3を電流制御にて押圧状態にし、サーボモータ6を位置制御してノズル1を装着位置方向に下降して、電子部品Pが回路基板Sに当接したことを確認する。さらに、所定の押し込み量だけ電子部品Pを下降させ、VCM3を電流制御から荷重フィードバック制御に切り替え、任意時間Tで初期到達荷重Pまで立ち上げて、この荷重Pが安定する任意時間Tの経過後、電流制御に切り替えて所定の時間だけ押圧荷重する。この荷重Pが安定した任意時間T経過後は、荷重フィードバック制御は行わずに電流制御に切り替えることで、押圧荷重の経時的な不安定さの影響は受けずドリフトを抑制することができる。この荷重安定化によって接合不良の発生率を低減することが可能となる。
【選択図】図2
A pressing load continues to be stable even when pressed for a long time, and high mounting quality is ensured.
VCM 3 is pressed by current control, servo motor 6 is position controlled, nozzle 1 is lowered in the mounting position direction, and it is confirmed that electronic component P is in contact with circuit board S. Further, the electronic component P is lowered by a predetermined pushing amount, the VCM 3 is switched from current control to load feedback control, is raised to the initial ultimate load P 1 at an arbitrary time T 0 , and the arbitrary time T at which the load P 1 is stabilized. After the elapse of 1, the pressure is switched to the current control for a predetermined time. Any time T 1 after which the load P 1 is stabilized, by switching to the current control without the load feedback control, the influence of the temporal instability of the pressing load can be suppressed drift without being . This load stabilization makes it possible to reduce the incidence of defective bonding.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。   The present invention relates to an electronic component mounting method for mounting an electronic component on a circuit board.

従来の電子部品実装方法として、荷重検出手段を用いて荷重をフィードバックしながら電子部品を実装する方法がある(例えば、特許文献1参照)。以下、図12および図13を参照して、従来の電子部品実装方法を説明する。なお、図12は、特許文献1に記載された電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図であり、図13は部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図である。   As a conventional electronic component mounting method, there is a method of mounting an electronic component while feeding back a load using a load detection means (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, a conventional electronic component mounting method will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a component mounting head of the electronic component mounting apparatus described in Patent Document 1, and FIG. 13 is a diagram illustrating a specific example of controlling the operation of the component mounting head.

図12において、部品装着ヘッドはノズル1と、加圧シャフト2と、VCM(ボイスコイルモータ)3と、ボールネジ4と、ナット5と、サーボモータ6と、エンコーダ7と、回転軸用サーボモータ8と、回転軸用エンコーダ9と、ヘッドユニット10と、断熱ブロック11と、ベアリング12、13および14と、回転シャフト15と、力センサ16とを備えている。   In FIG. 12, the component mounting head includes a nozzle 1, a pressure shaft 2, a VCM (voice coil motor) 3, a ball screw 4, a nut 5, a servo motor 6, an encoder 7, and a rotary shaft servo motor 8. A rotary shaft encoder 9, a head unit 10, a heat insulating block 11, bearings 12, 13 and 14, a rotary shaft 15, and a force sensor 16.

ノズル1は、例えば空気圧力(負圧)によってその先端に電子部品Pを保持する。加圧シャフト2は、断熱ブロック11を介してノズル1の中心軸上の上方に配置され、ノズル1、断熱ブロック11および力センサ16を支持する。VCM3は加圧シャフト2の中心軸上に配置され、部品の厚み方向(中心軸方向)に可動子3aを駆動し加圧シャフト2を昇降させる。ボールネジ4は上下方向を軸方向として配置され、サーボモータ6の回転軸と連結される。回転軸用サーボモータ8は回転シャフト15を介して加圧シャフト2の中心軸を回転中心として加圧シャフト2を回転させ、ノズル1に保持された部品Pを当該回転方向に位置決めする。   The nozzle 1 holds the electronic component P at its tip by, for example, air pressure (negative pressure). The pressure shaft 2 is disposed above the central axis of the nozzle 1 through the heat insulation block 11 and supports the nozzle 1, the heat insulation block 11 and the force sensor 16. The VCM 3 is disposed on the central axis of the pressure shaft 2 and drives the movable element 3a in the thickness direction (center axis direction) of the component to move the pressure shaft 2 up and down. The ball screw 4 is disposed with the vertical direction as the axial direction, and is connected to the rotation shaft of the servo motor 6. The rotary shaft servomotor 8 rotates the pressure shaft 2 about the central axis of the pressure shaft 2 via the rotation shaft 15 to position the component P held by the nozzle 1 in the rotation direction.

ヘッドユニット10は、ボールネジ4と螺合するナット5が配置されており、サーボモータ6の駆動によりボールネジ4が回転すると昇降する。加圧シャフト2と断熱ブロック11の間には力センサ16が配置され、VCM3の推力によって電子部品Pを回路基板Sに押圧するときの荷重を検出する。   The head unit 10 is provided with a nut 5 that is screwed with the ball screw 4, and moves up and down when the ball screw 4 is rotated by driving of the servo motor 6. A force sensor 16 is disposed between the pressure shaft 2 and the heat insulation block 11 to detect a load when the electronic component P is pressed against the circuit board S by the thrust of the VCM 3.

次に、図12を参照しながら図13を用いて従来の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する。まず、VCM3を電流制御にてストローク下限で所定の推力を保持しながら押圧状態にする。サーボモータ6を位置制御してヘッドユニット10を装着位置方向に高速度で下降させ、電子部品Pが被装着物の回路基板Sに当接し、さらに回路基板Sに対して所定の押し込み量だけ下がった位置まで電子部品Pを下降させる。さらに、VCM3を力センサ16による荷重フィードバック制御に切り替え、目標荷重を出力させる。   Next, a specific example of controlling the operation of the conventional component mounting head will be described with reference to FIG. First, the VCM 3 is pressed while maintaining a predetermined thrust at the stroke lower limit by current control. The position of the servo motor 6 is controlled to lower the head unit 10 at a high speed in the direction of the mounting position, the electronic component P comes into contact with the circuit board S of the mounted object, and further lowers by a predetermined pushing amount with respect to the circuit board S. The electronic component P is lowered to the position. Further, the VCM 3 is switched to load feedback control by the force sensor 16 to output a target load.

この目標の所定時間が経過するまで荷重フィードバック制御にて目標荷重での押圧を行う。その後、VCM3を電流制御に切り替え、サーボモータ6の位置制御によってヘッドユニット10を所定の位置まで上昇させる。
特開2006−147640号公報
The target load is pressed by the load feedback control until the predetermined target time has elapsed. Thereafter, the VCM 3 is switched to current control, and the head unit 10 is raised to a predetermined position by position control of the servo motor 6.
JP 2006-147640 A

しかしながら、従来の電子部品実装方法では押圧荷重の動作中、力センサ16の荷重値を確認しながら荷重フィードバック制御を続けるため、長時間押圧する場合、力センサ16の経時的な不安定さより生じる検出誤差の拡大により押圧荷重のドリフトが生じる。これによって、電子部品の浮き上がり、部品ダメージ、回路の短絡といった品質上の問題が生じていた。   However, in the conventional electronic component mounting method, the load feedback control is continued while checking the load value of the force sensor 16 during the operation of the pressing load. Due to the increase in error, the pressure load drifts. This has caused quality problems such as lifting of electronic components, component damage, and short circuit.

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、長時間押圧する場合においても押圧荷重は安定し続け、高い実装品質を確保する電子部品実装方法を提供することを目的とする。   The present invention is directed to solving the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an electronic component mounting method that ensures stable mounting load and ensures high mounting quality even when pressing for a long time. And

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載した電子部品実装方法は、電子部品を基板に当接させ、さらに基板に押圧して実装する電子部品実装方法において、基板に当接した後の電子部品を押圧する加圧手段の荷重制御は、荷重検出手段の検出値に基づいた荷重フィードバック制御を行って初期到達荷重Pまで立ち上げ、以降の任意時間Tが経過した後は、電流または空気圧力制御に切り替えて荷重制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electronic component mounting method according to claim 1 of the present invention is the electronic component mounting method in which the electronic component is brought into contact with the substrate and further pressed against the substrate to be mounted. load control of the pressure means for pressing the electronic component after contact with the raised until initial arrival load P 1 performs load feedback control based on the detected value of the load detecting means, any time T 1 is elapsed since After that, load control is performed by switching to current or air pressure control.

また、請求項2〜6に記載した発明は、請求項1の電子部品実装方法において、初期到達荷重Pまで立ち上げた後の加圧手段の荷重制御は、任意時間Tが経過するまでは荷重検出手段の検出値に基づいた荷重フィードバック制御を行い、以降は荷重フィードバック制御中に、加圧手段に供給していた電流または空気圧力に基づいて定めた供給量により電流または空気圧力制御を行うこと、さらに、任意時間Tが経過した後の加圧手段に供給する電流または空気圧力は、荷重フィードバック制御中の供給量の平均値であること、また、初期到達荷重Pまで立ち上げた後の加圧手段の荷重制御は、基板に当接した電子部品の押圧開始から押圧完了するまでの時間に応じて、荷重フィードバック制御と電流または空気圧力制御とを切り替えること、または、基板に当接した電子部品の押圧期間中の最大設定荷重の値によって、荷重フィードバック制御と電流または空気圧力制御とを切り替えること、また、電子部品が基板に当接したことの検出は、電子部品の実装位置方向へ移動する変位を検出する変位検出手段によって行うことを特徴とする。 Further, the invention described in claim 2 to 6, in the electronic component mounting method of claim 1, the load control of the pressurizing means after the launch until initial arrival load P 1 until any time T 1 is passed Performs load feedback control based on the detection value of the load detection means. Thereafter, during load feedback control, the current or air pressure control is performed by the supply amount determined based on the current or air pressure supplied to the pressurization means. performing that, furthermore, a current or air pressure supplied to the pressurizing means after any time T 1 is passed, it is the average value of the supply amount during load feedback control, also raised until initial arrival load P 1 After that, the load control of the pressurizing means switches between the load feedback control and the current or air pressure control according to the time from the start of pressing of the electronic component in contact with the board to the completion of pressing. Or switching between load feedback control and current or air pressure control depending on the value of the maximum set load during the pressing period of the electronic component in contact with the substrate, and that the electronic component has contacted the substrate. The detection is performed by a displacement detection means for detecting a displacement that moves in the direction of the mounting position of the electronic component.

また、請求項7〜9に記載した発明は、請求項1〜5の電子部品実装方法において、電流または空気圧力制御によって加圧手段が行う荷重制御は、加圧手段に供給する電流または空気圧力を多段階に変化させること、また、初期到達荷重Pまで立ち上げた時点において、加圧手段に供給した電流または空気圧力の値に係数をかけて荷重に変換した値と、荷重検出手段により検出した値とを比較し、差分が所定値を超えたことを検出したとき、警告報知または実装動作を停止すること、また、加圧手段の押圧荷重が終了した時点において、加圧手段に供給していた電流または空気圧力の値に係数をかけて荷重に変換した値と、荷重検出手段により検出した値とを比較し、差分が所定値を超えたことを検出したとき、警告報知または実装動作を停止することを特徴とする。 Further, in the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 5, the load control performed by the pressurizing unit by the current or air pressure control is the current or air pressure supplied to the pressurizing unit. it is a change in multiple stages, also, at the time launched until initial arrival load P 1, and a value obtained by converting the load is multiplied by a coefficient to the value of current or air pressure supplied to the pressurizing means, the load detecting means Compared with the detected value, when it is detected that the difference exceeds the predetermined value, the warning notification or the mounting operation is stopped, and the pressing load of the pressing means is supplied to the pressing means. Compare the value of the current or air pressure that has been converted into a load by applying a coefficient to the value detected by the load detection means. Action It is characterized by stopping.

前記の実装方法によれば、電子部品が基板に当接した後、荷重検出手段に基づき荷重フィードバック制御を行って初期到達荷重Pまで立ち上げ、以降の任意時間Tが経過してからは、電流または空気圧力制御に切り替えるため、荷重検出手段の経時的な不安定さの影響のない安定した部品実装ができ、また、電子部品の当接したときの初期到達荷重Pの影響を抑え、実装装置の加圧手段や荷重検出手段の異常を検出して、電子部品の実装品質を確保することができる According to the mounting method, after the electronic component is in contact with the substrate, up until initial arrival load P 1 performs load feedback control based on the load detection means, it is after the elapse of an arbitrary time T 1 of the subsequent , to switch the current or air pressure control, can over time not affected by instability stable component mounting of the load detection means, suppressing the influence of the initial arrival load P 1 when the contact of the electronic component , It is possible to ensure the mounting quality of electronic parts by detecting abnormalities in the pressurizing means and load detecting means of the mounting device

本発明によれば、任意時間Tまで経過した後、荷重フィードバック制御から電流または空気圧力制御に切り替えることによって、電子部品を押圧する荷重のドリフトを抑制して、部品接合部の浮き上がり、部品ダメージ、回路の短絡といった実装に伴う電子部品の品質上の問題を防ぐことができるという効果を奏する。 According to the present invention, after the elapse until any time T 1, by switching the current or pneumatic pressure control from the load feedback control, to suppress the drift of the load for pressing the electronic components, floating of the component joint, the component damage In addition, there is an effect that it is possible to prevent a problem in quality of electronic parts due to mounting such as a short circuit.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る電子部品装着方法における電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図であり、図2は部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図であり、図3は電子部品Pに加わる荷重のプロファイルを示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a component mounting head of an electronic component mounting apparatus in an electronic component mounting method according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a specific example for controlling the operation of the component mounting head. FIG. 3 is a view showing a profile of a load applied to the electronic component P.

ここで、前記従来例を示す図12において説明した構成部材に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。   Here, components having the same functions corresponding to the components described in FIG. 12 showing the conventional example are given the same reference numerals, and the same applies to the following drawings.

図1において、部品装着ヘッドはノズル1と、加圧シャフト2と、VCM(ボイスコイルモータ)3と、ボールネジ4と、ナット5と、サーボモータ6と、エンコーダ7と、回転軸用サーボモータ8と、回転軸用エンコーダ9と、ヘッドユニット10と、ヒータ20と、ブロック21と、断熱ブロック11と、ベアリング12、13および14と、回転シャフト15と、力センサ16と、リニアスケールセンサ22と、スケール23と、ブラケット24を備えている。   In FIG. 1, the component mounting head includes a nozzle 1, a pressure shaft 2, a VCM (voice coil motor) 3, a ball screw 4, a nut 5, a servo motor 6, an encoder 7, and a rotary shaft servo motor 8. A rotary shaft encoder 9, a head unit 10, a heater 20, a block 21, a heat insulating block 11, bearings 12, 13 and 14, a rotary shaft 15, a force sensor 16, and a linear scale sensor 22. A scale 23 and a bracket 24 are provided.

ノズル1は、例えば空気圧力(負圧)によってその先端に電子部品Pを保持する。ヒータ20はブロック21に挿入されノズル1に熱を供給する。断熱ブロック11はブロック21の上方に配置され、図には記載されていない供給エアーもしくは供給水によって、上方への熱伝導を低減する。加圧シャフト2は、ブロック21、断熱ブロック11、力センサ16を介してノズル1の中心軸上の上方に配置され、ノズル1、ブロック21、断熱ブロック11および力センサ16を支持する。   The nozzle 1 holds the electronic component P at its tip by, for example, air pressure (negative pressure). The heater 20 is inserted into the block 21 and supplies heat to the nozzle 1. The heat insulation block 11 is disposed above the block 21 and reduces heat conduction upward by supply air or supply water not shown in the drawing. The pressure shaft 2 is disposed above the central axis of the nozzle 1 via the block 21, the heat insulation block 11, and the force sensor 16, and supports the nozzle 1, the block 21, the heat insulation block 11, and the force sensor 16.

加圧手段となるVCM3は加圧シャフト2の中心軸上に配置され、部品の厚み方向(中心軸方向)に可動子3aを駆動し加圧シャフト2を昇降させる。ボールネジ4は上下方向を軸方向として配置され、サーボモータ6の回転軸と連結される。回転軸用サーボモータ8は、回転シャフト15を介して加圧シャフト2の中心軸を回転中心として加圧シャフト2を回転させ、ノズル1に保持された電子部品Pを当該回転方向に位置決めする。   The VCM 3 serving as a pressurizing unit is disposed on the central axis of the pressurizing shaft 2 and drives the movable element 3a in the thickness direction of the component (the central axis direction) to move the pressurizing shaft 2 up and down. The ball screw 4 is arranged with the vertical direction as the axial direction, and is connected to the rotating shaft of the servo motor 6. The rotary shaft servomotor 8 rotates the pressure shaft 2 about the central axis of the pressure shaft 2 via the rotary shaft 15 to position the electronic component P held by the nozzle 1 in the rotation direction.

ヘッドユニット10は、ボールネジ4と螺合するナット5が配置されており、サーボモータ6の駆動によりボールネジ4が回転すると昇降する。力センサ16は、VCM3の推力によって電子部品Pを回路基板Sに押圧するときの荷重を検出する。VCM3の可動子3aにはブラケット24を介してリニアスケールのスケール23が配置されており、リニアスケールセンサ22によって可動子3aの変位量を確認可能になっている。   The head unit 10 is provided with a nut 5 that is screwed with the ball screw 4, and moves up and down when the ball screw 4 is rotated by driving of the servo motor 6. The force sensor 16 detects a load when the electronic component P is pressed against the circuit board S by the thrust of the VCM 3. A scale 23 of a linear scale is arranged on the mover 3a of the VCM 3 via a bracket 24, and the displacement amount of the mover 3a can be confirmed by the linear scale sensor 22.

次に、図2および図3を用いて本実施形態1の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する。   Next, a specific example of controlling the operation of the component mounting head according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、VCM3を電流制御にてストローク下限で所定の推力を保持しながら押圧状態にする。サーボモータ6を位置制御してヘッドユニット10を装着位置方向に下降させる。このとき、電子部品Pが被装着物の回路基板Sに当接したときにリニアスケールセンサ22の検出値が変化することから、電子部品Pが回路基板Sに当接したことを判断する。   First, the VCM 3 is pressed while maintaining a predetermined thrust at the stroke lower limit by current control. The position of the servo motor 6 is controlled to lower the head unit 10 toward the mounting position. At this time, since the detection value of the linear scale sensor 22 changes when the electronic component P comes into contact with the circuit board S of the mounted object, it is determined that the electronic component P has come into contact with the circuit board S.

さらに、回路基板Sに対して所定の押し込み量だけ下がった位置まで電子部品Pを下降させる。そして、VCM3を電流制御から力センサ16による荷重フィードバック制御に切り替え、任意時間Tをかけて初期到達荷重Pまで立ち上げ、以降の任意時間Tが経過してからは電流制御に切り替えて所定の時間だけ押圧荷重する。電流制御中は力センサ16の検出値は参照せず、所定の電流をVCM3に供給する制御を行う。その後、サーボモータ6の位置制御によってヘッドユニット10を所定の位置まで上昇させる。 Further, the electronic component P is lowered to a position where the circuit board S is lowered by a predetermined pushing amount. Then, the VCM 3 is switched from the current control to the load feedback control by the force sensor 16 and is raised to the initial ultimate load P 1 over an arbitrary time T 0 , and after the subsequent arbitrary time T 1 has elapsed, the current control is switched to the current control. A pressing load is applied for a predetermined time. During the current control, the detection value of the force sensor 16 is not referred to, and a control for supplying a predetermined current to the VCM 3 is performed. Thereafter, the head unit 10 is raised to a predetermined position by position control of the servo motor 6.

このように、任意時間T経過後は、力センサ16による荷重フィードバック制御は行わず、電流制御に切り替えることで、押圧荷重は力センサ16の経時的な不安定さの影響は受けずドリフトを抑制することができることとなる。また、図4は電子部品実装方法における従来の荷重プロファイルと、本発明の荷重プロファイルを比較したものである。 Thus, after any time T 1 has elapsed, without the load feedback control by the force sensor 16, by switching to the current control, the pressing load is temporal instability effects not undergo drift of the force sensor 16 It can be suppressed. FIG. 4 shows a comparison between the conventional load profile in the electronic component mounting method and the load profile of the present invention.

次に、本発明による荷重安定化の効果を、半導体実装を事例に説明する。図5はICチップを回路基板に接合する前と接合した後を示す断面図である。図5に示すように、ICチップ30に電極31が形成され、この電極31上に金バンプ32が形成されている。また、回路基板33の表面には前述の電極31に対向して電極34が形成され、さらに熱硬化性のシート35が予め回路基板33の上に貼り付けられている。ICチップ30は、電極31と電極34の位置合わせを行った後に回路基板33上に搭載し、ICチップ30の上方より熱と圧力を加え、シート35を熱収縮させ、接合を完了する。   Next, the effect of load stabilization according to the present invention will be described using a semiconductor mounting as an example. FIG. 5 is a cross-sectional view showing before and after the IC chip is bonded to the circuit board. As shown in FIG. 5, an electrode 31 is formed on the IC chip 30, and a gold bump 32 is formed on the electrode 31. Further, an electrode 34 is formed on the surface of the circuit board 33 so as to face the above-described electrode 31, and a thermosetting sheet 35 is pasted on the circuit board 33 in advance. The IC chip 30 is mounted on the circuit board 33 after the electrodes 31 and 34 are aligned, and heat and pressure are applied from above the IC chip 30 to thermally contract the sheet 35 to complete the bonding.

半導体実装の接合品質を確保するためには、安定した熱と圧力を加えることが必要である。加える圧力(荷重)が高いとICチップ30に図6に示すようなクラック36が生じたり、図7に示すような短絡37が生じたりするが場合がある。逆に加える荷重が低いと図8に示すような金バンプ32の浮き38が生じる場合がある。   In order to ensure the bonding quality of semiconductor mounting, it is necessary to apply stable heat and pressure. If the applied pressure (load) is high, the IC chip 30 may have a crack 36 as shown in FIG. 6 or a short circuit 37 as shown in FIG. On the contrary, when the load applied is low, the floating 38 of the gold bump 32 as shown in FIG. 8 may occur.

このため、図5に示す回路基板33上に当接したICチップ30の上方より熱と圧力を加え、シート35を熱収縮させて行った接合完了時に、図6〜図8に示した不具合の生じることない初期到達荷重Pとする。また、ICチップ30が回路基板33に当接し任意時間Tの経過後に初期到達荷重Pとなり、この荷重Pが安定する任意時間Tの経過後に、回路基板33上にICチップ30を接合して電子部品の実装を完了させる。このように、本発明の荷重安定化によって前述したような接合不良の発生率を低減することが可能となる。 Therefore, when the joining is completed by applying heat and pressure from above the IC chip 30 in contact with the circuit board 33 shown in FIG. An initial ultimate load P 1 that does not occur is assumed. Further, the IC chip 30 comes into contact with the circuit board 33 and becomes the initial reached load P 1 after the lapse of an arbitrary time T 0. After the lapse of the arbitrary time T 1 when the load P 1 is stabilized, the IC chip 30 is placed on the circuit board 33. Join and complete the mounting of the electronic components. As described above, it is possible to reduce the occurrence rate of the bonding failure as described above by the load stabilization of the present invention.

本実施形態1では電子部品Pと被装着物の回路基板Sが当接したことをリニアスケールセンサ22によって確認する構成とすることで押し込み量の変動を抑えている。その結果として品質はより安定化する。   In the first embodiment, the linear scale sensor 22 confirms that the electronic component P and the circuit board S of the mounted object are in contact with each other, thereby suppressing variations in the push-in amount. As a result, the quality becomes more stable.

なお、電流制御中にVCM3に供給する電流は、荷重フィードバック制御中にVCM3に供給していた電流に基づいて定めても構わない。例えば、初期到達荷重Pまで荷重を立ち上げた直後に、荷重フィードバック制御から電流制御に切り替え同一荷重を継続して加え続ける場合、初期到達荷重P立ち上げ完了時点にVCM3に供給していた電流を、電流制御中も継続して供給するという方法がある。 Note that the current supplied to the VCM 3 during the current control may be determined based on the current supplied to the VCM 3 during the load feedback control. For example, immediately after the load is raised to the initial ultimate load P 1, when switching from load feedback control to current control and continuing to apply the same load, the VCM 3 was supplied when the initial ultimate load P 1 was completed. There is a method of continuously supplying current even during current control.

また、初期到達荷重Pまで立ち上げた後に荷重フィードバック制御において、任意時間Tまで前述の荷重Pを加え、以降の電流制御においても荷重Pを加え続ける場合、荷重フィードバック制御において荷重Pを加えていたときにVCM3に供給していた電流の平均値を求め、以降の電流制御中にその平均値の電流を供給する方法がある。これらの方法によって電流制御中の荷重の絶対値精度をさらに高めることができ、電子部品の実装品質を確保することができる。 Further, a load of the feedback control after the launch until initial arrival load P 1, the load P 1 described above to any time T 1 addition, if also continues to apply a load P 1 in the subsequent current control, load P in the load feedback control There is a method of obtaining an average value of the current supplied to the VCM 3 when 1 is added and supplying the current of the average value during the subsequent current control. By these methods, the absolute value accuracy of the load during current control can be further increased, and the mounting quality of the electronic component can be ensured.

また、初期到達荷重Pまで立ち上げた後の荷重制御は、押圧開始から押圧完了までの時間によって任意時間Tの時間幅を切り替え、もしくは押圧期間中で初期到達荷重Pに収束するまでに変化する最大設定荷重の値によって、任意時間Tの時間幅を設定し、荷重フィードバック制御と電流制御を切り替えても構わない。この適切な切り替えによって、荷重精度の最も高い荷重制御を選択することができ、電子部品の実装品質を確保できる。 Further, initial arrival load P 1 load control after launch to switches the time width arbitrary time T 1 by the time to pressing completion from the start of pressing, or until it converges to the initial arrival load P 1 in pressing period the maximum setting load value that changes, set the time width arbitrary time T 1, it may be switched load feedback control and current control. By this appropriate switching, the load control with the highest load accuracy can be selected, and the mounting quality of the electronic component can be ensured.

また、電流制御中においてVCM3に供給する電流は多段階に変化(増加)させてもよい。これにより、初期到達荷重Pにおける影響を抑えることになり電子部品Pへのダメージをより低減することが可能となり、電子部品の実装品質を確保することができる。 Further, the current supplied to the VCM 3 during current control may be changed (increased) in multiple stages. Thus, it is possible to further reduce damage to the electronic component P becomes possible to suppress the influence of the initial arrival load P 1 and it can be secured mounting quality of the electronic components.

また、初期到達荷重Pまでの立ち上げ時において、VCM3に供給した電流値に係数をかけて荷重に変換した値と、力センサ16により検出した値とを比較し、差分が所定の値を超えたときに、警告報知または実装動作を停止するように制御する。これによって、力センサ16またはVCM3への電流供給手段の異常を発見することが可能となり、電子部品実装装置の正常な動作が確認維持できるため電子部品の実装品質を確保できる。 Further, at the time of start-up until initial arrival load P 1, and a value obtained by converting the load is multiplied by a coefficient to a current value supplied to the VCM 3, compared with the value detected by the force sensor 16, the difference is a predetermined value When it exceeds, control to stop the warning notification or mounting operation. This makes it possible to find an abnormality in the current supply means to the force sensor 16 or the VCM 3 and to confirm and maintain the normal operation of the electronic component mounting apparatus, thereby ensuring the mounting quality of the electronic components.

また、押圧荷重の終了した時点において、VCM3に供給していた電流値に係数をかけて荷重に変換した値と、力センサ16により検出した値とを比較し、差分が所定値を超えたことを検出したときに、警告報知または実装動作を停止するように制御する。これによって、力センサ16またはVCM3への電流供給手段の異常を発見することが可能となり、電子部品実装装置の正常な動作が確認維持できるため電子部品の実装品質を確保することができる。   In addition, when the pressing load is finished, the current value supplied to the VCM 3 is converted into a load by applying a coefficient to the value detected by the force sensor 16, and the difference exceeds a predetermined value. Control is performed so as to stop the warning notification or the mounting operation. As a result, it is possible to find an abnormality in the current supply means to the force sensor 16 or the VCM 3, and the normal operation of the electronic component mounting apparatus can be confirmed and maintained, so that the mounting quality of the electronic component can be ensured.

(実施形態2)
図9は本発明の実施形態2に係る電子部品装着方法における電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図であり、図10は部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図であり、図11は電子部品Pに加わる荷重のプロファイルを示す図である。また、本実施形態2は、前述した実施形態1の図1に示した構成における電流制御に代えて空気圧力制御としたものである。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a schematic diagram showing a component mounting head of an electronic component mounting apparatus in an electronic component mounting method according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining a specific example for controlling the operation of the component mounting head. FIG. 11 is a view showing a profile of a load applied to the electronic component P. In the second embodiment, air pressure control is used instead of the current control in the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment.

図9に示すように、25は加圧シリンダであり、25aは加圧シリンダ25のピストンロッドである。この加圧シリンダ25に所定の圧力の空気を供給することで、ピストンロッド25aに所定の推力が発生する。本実施形態2の加圧手段は加圧シリンダ25、ピストンロッド25aであり、実施形態1の図1に示す加圧手段がVCM3、可動子3aであった点と異なるが、他の構成においては実施形態1に同じであるので、その説明は省略する。   As shown in FIG. 9, 25 is a pressure cylinder, and 25 a is a piston rod of the pressure cylinder 25. By supplying air of a predetermined pressure to the pressurizing cylinder 25, a predetermined thrust is generated in the piston rod 25a. The pressurizing means of the second embodiment is a pressurizing cylinder 25 and a piston rod 25a, which is different from the pressurizing means shown in FIG. 1 of the first embodiment being the VCM 3 and the mover 3a. Since it is the same as Embodiment 1, the description is abbreviate | omitted.

また、図10および図11に示す本実施形態2の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例についても同様であり、図10および図11に示すように、実施形態1とは加圧手段が異なるために、実施形態1では電流制御としていた部分が、空気圧力制御となる点を除き動作は同じであるので、その説明は省略する。   The same applies to a specific example of controlling the operation of the component mounting head of the second embodiment shown in FIGS. 10 and 11, and as shown in FIGS. 10 and 11, the pressurizing means is different from that of the first embodiment. Therefore, since the operation is the same except that the current control in the first embodiment is the air pressure control, the description thereof is omitted.

本発明に係る電子部品実装方法は、任意時間Tまで経過した後、荷重フィードバック制御から電流または空気圧力制御に切り替えることによって、電子部品を押圧する荷重のドリフトを抑制して、部品接合部の浮き上がり、部品ダメージ、回路の短絡といった実装に伴う電子部品の品質上の問題を防ぐことができ、電子部品を回路基板に実装する方法として有用である。 Electronic component mounting method according to the present invention, after the elapse until any time T 1, by switching the current or pneumatic pressure control from the load feedback control, to suppress the drift of the load for pressing the electronic component, the component bonding portion It is possible to prevent problems with the quality of electronic components associated with mounting, such as lifting, component damage, and circuit shorting, and it is useful as a method for mounting electronic components on a circuit board.

本発明の実施形態1における電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図Schematic which shows the component mounting head of the electronic component mounting apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本実施形態1の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図The figure explaining the specific example which controls operation | movement of the component mounting head of this Embodiment 1. FIG. 本実施形態1の電子部品Pに加わる荷重のプロファイルを示す図The figure which shows the profile of the load added to the electronic component P of this Embodiment 1. 従来と本発明の荷重プロファイルの比較を示す図The figure which shows the comparison of load profile of former and this invention ICチップを回路基板に接合する前後を示す断面図Sectional drawing which shows before and after joining an IC chip to a circuit board 接合によりICチップに生じたクラックを示す図The figure which shows the crack which arose in IC chip by joining 接合によりICチップに生じた短絡を示す図The figure which shows the short circuit which arose in IC chip by joining 接合によりICチップに生じた浮きを示す図The figure which shows the float which arose in IC chip by joining 本発明の実施形態2における電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図Schematic which shows the component mounting head of the electronic component mounting apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本実施形態2の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図The figure explaining the specific example which controls operation | movement of the component mounting head of this Embodiment 2. FIG. 本実施形態2の電子部品Pに加わる荷重のプロファイルを示す図The figure which shows the profile of the load added to the electronic component P of this Embodiment 2. 従来の電子部品実装装置の部品装着ヘッドを示す概略図Schematic showing a component mounting head of a conventional electronic component mounting apparatus 従来の部品装着ヘッドの動作を制御する具体例を説明する図The figure explaining the specific example which controls operation | movement of the conventional component mounting head.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノズル
2 加圧シャフト
3 VCM
3a 可動子
4 ボールネジ
5 ナット
6 サーボモータ
7 エンコーダ
8 回転軸用サーボモータ
9 回転軸用エンコーダ
10 ヘッドユニット
11 断熱ブロック
12,13,14 ベアリング
15 回転シャフト
16 力センサ
20 ヒータ
21 ブロック
22 リニアスケールセンサ
23 スケール
24 ブラケット
25 加圧シリンダ
25a ピストンロッド
30 ICチップ
31,34 電極
32 金バンプ
33 回路基板
35 シート
36 クラック
37 短絡
38 浮き
1 Nozzle 2 Pressure shaft 3 VCM
3a Movers 4 Ball screw 5 Nut 6 Servo motor 7 Encoder 8 Rotating shaft servo motor 9 Rotating shaft encoder 10 Head unit 11 Heat insulation block 12, 13, 14 Bearing 15 Rotating shaft 16 Force sensor 20 Heater 21 Block 22 Linear scale sensor 23 Scale 24 Bracket 25 Pressure cylinder 25a Piston rod 30 IC chip 31, 34 Electrode 32 Gold bump 33 Circuit board 35 Sheet 36 Crack 37 Short circuit 38 Floating

Claims (9)

電子部品を基板に当接させ、さらに前記基板に押圧して実装する電子部品実装方法において、
前記基板に当接した後の電子部品を押圧する加圧手段の荷重制御は、荷重検出手段の検出値に基づいた荷重フィードバック制御を行って初期到達荷重Pまで立ち上げ、以降の任意時間Tが経過した後は、電流または空気圧力制御に切り替えて荷重制御することを特徴とする電子部品実装方法。
In the electronic component mounting method in which the electronic component is brought into contact with the substrate and further pressed against the substrate to be mounted,
Load control of the pressure means for pressing the electronic component after contact with the substrate, up until initial arrival load P 1 performs load feedback control based on the detected value of the load detecting means, any time since T An electronic component mounting method characterized in that after 1 elapses, load control is performed by switching to current or air pressure control.
前記初期到達荷重Pまで立ち上げた後の加圧手段の荷重制御は、任意時間Tが経過するまでは荷重検出手段の検出値に基づいた荷重フィードバック制御を行い、以降は前記荷重フィードバック制御中に、前記加圧手段に供給していた電流または空気圧力に基づいて定めた供給量により電流または空気圧力制御を行うことを特徴とする請求項1記載の電子部品実装方法。 The initial arrival load P 1 load control of the pressurizing means after the launch until the until any time T 1 is elapsed performs load feedback control based on the detected value of the load detecting means, thereafter the load feedback control 2. The electronic component mounting method according to claim 1, wherein current or air pressure control is performed by a supply amount determined based on the current or air pressure supplied to the pressurizing means. 前記任意時間Tが経過した後の加圧手段に供給する電流または空気圧力は、荷重フィードバック制御中の供給量の平均値であることを特徴とする請求項2記載の電子部品実装方法。 The arbitrary time T 1 is passed to a current or air pressure supplied to the pressurizing means after the electronic component mounting method according to claim 2, characterized in that the average value of the supply amount in the load feedback control. 前記初期到達荷重Pまで立ち上げた後の加圧手段の荷重制御は、基板に当接した電子部品の押圧開始から押圧完了するまでの時間に応じて、荷重フィードバック制御と電流または空気圧力制御とを切り替えることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装方法。 The initial load control of the pressurizing means after the launch reached the load P 1, depending on the time from contact with the start of pressing of the electronic component to the substrate until the pressing completion, the load feedback control and current or air pressure control The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the electronic component mounting method is switched. 前記初期到達荷重Pまで立ち上げた後の加圧手段の荷重制御は、基板に当接した電子部品の押圧期間中の最大設定荷重の値によって、荷重フィードバック制御と電流または空気圧力制御とを切り替えることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装方法。 Load control of the pressurizing means after the launch until said initial arrival load P 1 is the maximum set load value during the pressing period of the electronic component in contact with the substrate, and a control load feedback control and current or air pressure The electronic component mounting method according to claim 1, wherein switching is performed. 前記電子部品が基板に当接したことの検出は、前記電子部品の実装位置方向へ移動する変位を検出する変位検出手段によって行うことを特徴とする請求項1記載の電子部品実装方法。   2. The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the detection of the contact of the electronic component with the substrate is performed by a displacement detection unit that detects a displacement that moves in a direction of the mounting position of the electronic component. 前記電流または空気圧力制御によって加圧手段が行う荷重制御は、前記加圧手段に供給する電流または空気圧力を多段階に変化させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品実装方法。   6. The load control performed by the pressurizing unit by the current or air pressure control changes the current or air pressure supplied to the pressurizing unit in multiple stages. Electronic component mounting method. 前記初期到達荷重Pまで立ち上げた時点において、加圧手段に供給した電流または空気圧力の値に係数をかけて荷重に変換した値と、荷重検出手段により検出した値とを比較し、差分が所定値を超えたことを検出したとき、警告報知または実装動作を停止することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品実装方法。 Wherein in the initial time of arrival launched load to P 1, compares the value obtained by converting the load is multiplied by a coefficient to the value of current or air pressure supplied to the pressurizing means, and a value detected by the load detection unit, the difference 6. The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the warning notification or the mounting operation is stopped when it is detected that the value exceeds a predetermined value. 前記加圧手段の押圧荷重が終了した時点において、前記加圧手段に供給していた電流または空気圧力の値に係数をかけて荷重に変換した値と、荷重検出手段により検出した値とを比較し、差分が所定値を超えたことを検出したとき、警告報知または実装動作を停止することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品実装方法。   At the time when the pressing load of the pressurizing means is finished, the value converted to the load by multiplying the value of the current or air pressure supplied to the pressurizing means by a coefficient is compared with the value detected by the load detecting means. The electronic component mounting method according to claim 1, wherein when the difference is detected to exceed a predetermined value, the warning notification or the mounting operation is stopped.
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