TWI664681B - 安裝用頭及使用其之安裝裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種作為安裝用頭之正式壓接頭及安裝裝置，其可一面持續地加熱正式壓接用附屬件，一面確實地吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，而可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。本發明係一種作為安裝用頭之正式壓接用頭17，其係將晶片零件D加熱加壓而連接於電路基板C之特定位置者，且具備：附屬件20，其與晶片零件D接觸；正式壓接用加熱塊18，其加熱正式壓接用附屬件20；橡膠構件20a，其配置於正式壓接用附屬件20與正式壓接用加熱塊18之間，且於加壓時藉由正式壓接用附屬件20與正式壓接用加熱塊18而壓縮；及彈簧19，其連接於正式壓接用附屬件20與正式壓接用加熱塊18，且於加壓時變形而追隨於正式壓接用附屬件20。

Description

安裝用頭及使用其之安裝裝置

本發明係關於一種安裝用頭及使用其之安裝裝置。詳細而言，係關於一種將晶片零件等安裝於電路基板之安裝用頭及使用其之安裝裝置。

先前，已知有如下安裝裝置：為了應對具有包含銅配線等導電體之電路之基板之圖案之高精度化、微細化，而包含如下步驟：預壓接步驟，其係將包含半導體元件之晶片零件藉由接著劑而暫時固定於形成於電路基板之焊墊；及正式壓接步驟，其係使暫時固定於焊墊之晶片零件之凸塊與焊墊接合。例如，如專利文獻1。

於此種安裝裝置中，已知有如下正式壓接裝置之安裝用頭(加熱加壓頭)：為了避免熱對鄰接之晶片零件之影響，將複數個晶片零件同時加熱及加壓而連接於電路基板。例如，如專利文獻2。

專利文獻1所記載之安裝裝置係於預壓接裝置中將複數個晶片零件對準而暫時固定於配線基板後，於正式壓接裝置中將暫時固定之複數個晶片零件同時加熱及加壓而連接。專利文獻2所記載之正式壓接裝置之安裝用頭係為了吸收暫時固定之複數個晶片零件之加壓方向之位置差異，將與晶片零件接觸之複數個附屬件(加熱加壓工具)藉由兼備傳遞來自加熱塊之熱之作用之固持器而保持為於加壓方向滑動自如。安裝用頭係以如下方式構成：儘可能減小固持器與附屬件之間隙，以便將來自加熱塊之熱經由固持器而有效地傳遞至附屬件。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-232234號公報

[專利文獻2]日本專利特開2010-34423號公報

然而，專利文獻2所記載之安裝用頭係根據暫時固定之晶片零件之狀態，於加壓時作用將附屬件按壓至固持器之力。其結果，安裝用頭有附屬件於固持器內干涉而不能滑動，而無法吸收晶片零件之加壓方向之位置差異之可能性。進而，因附屬件傾斜，有時於晶片零件之安裝位置產生偏移。

本發明之目的係提供一種安裝用頭及安裝裝置，該安裝用頭可持續地加熱附屬件，且吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。

本發明所欲解決之問題係如以上所述，繼而說明用以解決該等問題之步驟。

即，本發明係一種安裝用頭，其係將晶片零件加熱及加壓而連接於電路基板之特定位置者，且具備：附屬件，其與晶片零件接觸；加熱塊，其加熱附屬件；彈性構件，其配置於附屬件與加熱塊之間，且於加壓時藉由附屬件與加熱塊而被壓縮；及熱傳導構件，其連接於附屬件與加熱塊，且於加壓時變形而追隨於附屬件。

本發明中，上述熱傳導構件包含彈簧，且保持上述附屬件。

本發明中，上述彈性構件係由厚度為0.1mm以上1mm以下之板狀構件構成。

本發明中，上述附屬件中之上述晶片零件所接觸之部分構成為 厚度為0.5mm以上5mm以下。

本發明中，於上述加熱塊中構成上述彈簧之內裝空間，且彈簧以彎曲之狀態配置於內裝空間。

本發明係一種安裝裝置，其藉由本發明之安裝用頭而加熱晶片零件，且以特定之荷重加壓而將晶片零件連接於電路基板。

作為本發明之效果，發揮如以下所示之效果。

於本發明中，於加壓時於附屬件與熱傳導構件之間不產生相對移動。藉此，可持續地加熱附屬件，且吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。

於本發明中，於加壓時彈簧以保持有附屬件之狀態彈性變形。藉此，可持續地加熱附屬件，且吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。

於本發明中，抑制加壓時因彈性構件之壓縮量之偏差所引起之附屬件之位置偏移，且確保為了吸收加壓方向之位置差異所必要之彈性構件之壓縮量。藉此，可持續地加熱附屬件，且吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。

於本發明中，抑制加壓時附屬件之變形。藉此，可持續地加熱附屬件，且吸收晶片零件之加壓方向之位置差異，可抑制晶片零件與配線基板之安裝位置偏移。

1‧‧‧安裝裝置

2‧‧‧預壓接裝置

3‧‧‧預壓接用基台

4‧‧‧預壓接用平台

4a‧‧‧驅動單元

4b‧‧‧吸附台

5‧‧‧預壓接用支持框架

6‧‧‧預壓接用單元

7‧‧‧預壓接用頭

8‧‧‧預壓接用加熱器

9‧‧‧預壓接用附屬件

10‧‧‧位移感測器

11‧‧‧預壓接用圖像辨識裝置

12‧‧‧正式壓接裝置

13‧‧‧正式壓接用基台

14‧‧‧正式壓接用平台

14a‧‧‧驅動單元

14b‧‧‧吸附台

15‧‧‧正式壓接用支持框架

16‧‧‧正式壓接用單元

16a‧‧‧安裝部

17‧‧‧正式壓接用頭

18‧‧‧正式壓接用加熱塊

18a‧‧‧正式壓接用加熱器

19‧‧‧彈簧

20‧‧‧正式壓接用附屬件

20a‧‧‧橡膠構件

21‧‧‧正式壓接用圖像辨識裝置

22‧‧‧搬送裝置

23‧‧‧控制裝置

24‧‧‧正式壓接用頭

25‧‧‧鋁片

25a‧‧‧固定具

26‧‧‧正式壓接用附屬件

26a‧‧‧橡膠構件

27‧‧‧正式壓接用頭

28‧‧‧框體

28a‧‧‧貫通孔

29‧‧‧正式壓接用附屬件

29a‧‧‧橡膠構件

29b‧‧‧突出部

30‧‧‧正式壓接用頭

31‧‧‧正式壓接用加熱塊

31a‧‧‧正式壓接用加熱器

31b‧‧‧內裝空間

31c‧‧‧扣合部

32‧‧‧彈簧

33‧‧‧正式壓接用附屬件

33a‧‧‧加工部

33b‧‧‧傳熱部

33c‧‧‧橡膠構件

C‧‧‧電路基板

Ca‧‧‧焊墊

D‧‧‧晶片零件

Da‧‧‧焊料

Fp‧‧‧正式壓接荷重

Ft‧‧‧預壓接荷重

L‧‧‧距離

Tp‧‧‧正式壓接溫度

Tt‧‧‧預壓接溫度

X‧‧‧軸方向

Y‧‧‧軸方向

Z‧‧‧軸方向

圖1係表示本發明第一實施形態之安裝裝置之整體構成之概略圖。

圖2係表示本發明第一實施形態之安裝裝置之預壓接用頭之構成之概略側視圖。

圖3(a)係表示本發明第一實施形態之正式壓接用頭之構成之概略 立體圖，(b)係表示本發明第一實施形態之正式壓接用頭之構成的側面之部分剖視圖。

圖4係表示本發明第一實施形態之安裝裝置之控制構成之方塊圖。

圖5(a)係表示本發明第一實施形態之安裝裝置之預壓接步驟中之晶片零件之暫時固定之態樣的預壓接用頭之側視圖，(b)係同樣地表示正式壓接步驟中之晶片零件之連接之態樣的正式壓接用頭之側面之部分剖視圖。

圖6係顯示表示本發明第一實施形態之正式壓接用頭之加壓時之溫度狀態之圖表的圖。

圖7(a)係表示本發明第一實施形態之正式壓接用頭之熱之傳導的側面之部分剖視圖，(b)係同樣表示附屬件移動之情形時之態樣的側面之部分剖視圖。

圖8(a)係表示本發明第一實施形態之安裝裝置之正式壓接步驟中將晶片零件加壓於電路基板之態樣的側面之部分剖視圖，(b)係同樣表示正式壓接步驟中向晶片零件之荷重由已硬化之NCF所分散之態樣的側面之部分剖視圖。

圖9(a)係表示本發明第二實施形態之安裝裝置之正式壓接步驟中之晶片零件之連接態樣的側面之部分剖視圖，(b)係表示本發明第二實施形態之正式壓接用頭之熱之傳導的側面之部分剖視圖。

圖10(a)係表示本發明第三實施形態之安裝裝置之正式壓接步驟中之晶片零件之連接態樣的側面之部分剖視圖，(b)係表示本發明第三實施形態之正式壓接用頭之熱之傳導的側面之部分剖視圖。

圖11(a)係表示本發明第四實施形態之安裝裝置之正式壓接步驟中之晶片零件之連接態樣的側面之側視圖，(b)係表示本發明第四實施形態之正式壓接用頭之熱之傳導的側面之側視圖。

首先，使用圖1至圖4，對本發明之安裝裝置1之一實施形態之安裝裝置1進行說明。於以下之說明中，將自預壓接裝置2向正式壓接裝置12搬送電路基板C之方向作為X軸方向，將與此正交之方向作為Y軸方向，將後述之預壓接用頭7及正式壓接用頭17之垂直於電路基板C之移動方向作為Z軸方向，將以Z軸為中心而旋轉之方向作為θ方向進行說明。再者，於本實施形態中，作為安裝裝置1之一實施形態分別構成有預壓接裝置2與正式壓接裝置12，但並非限定於此。又，於本實施形態中，作為接著電路基板C與晶片零件D之接著劑之包含熱硬化性樹脂之非導電性膜(以下，簡單記為「NCF」)係預先以覆蓋晶片零件D之焊料之方式貼附，但並非限定於此，亦可貼附於電路基板C側。

如圖1所示，安裝裝置1係於電路基板C安裝晶片零件D者。安裝裝置1具備預壓接裝置2、正式壓接裝置12、搬送裝置22(參照圖4)及控制裝置23(參照圖4)。

預壓接裝置2係藉由作為接著劑之NCF將晶片零件D對準並暫時固定於電路基板C者。預壓接裝置2具備預壓接用基台3、預壓接用平台4、預壓接用支持框架5、預壓接用單元6、預壓接用頭7、預壓接用加熱器8(參照圖2)、預壓接用附屬件9(參照圖2)及作為距離測定機構之位移感測器10、預壓接用圖像辨識裝置11(參照圖4)。

預壓接用基台3係構成預壓接裝置2之主要構造體。預壓接用基台3係組合管材料等而構成以具有充分之剛性。預壓接用基台3支持預壓接用平台4與預壓接用支持框架5。

預壓接用平台4一面保持電路基板C一面使其移動至任意位置。預壓接用平台4係於驅動單元4a安裝可吸附保持電路基板之吸附台4b而構成。預壓接用平台4安裝於預壓接用基台3，以藉由驅動單元4a可 將吸附台4b於X軸方向、Y軸方向及θ方向移動之方式構成。即，預壓接用平台4係以於預壓接用基台3上可將吸附於吸附台4b之電路基板C於X軸方向、Y軸方向、θ方向移動之方式構成。再者，於本實施形態中，預壓接用平台4係藉由吸附而保持電路基板C，但並非限定於此。

預壓接用支持框架5係支持預壓接用單元6者。預壓接用支持框架5係形成為板狀，以自預壓接用基台3之預壓接用平台4附近朝Z軸方向延伸之方式構成。

作為加壓單元之預壓接用單元6係使預壓接用頭7移動者。預壓接用單元6包含未圖示之伺服馬達與滾珠螺桿。預壓接用單元6係以使預壓接用頭7之移動方向成為相對於電路基板C垂直之Z軸方向之方式安裝於預壓接用支持框架5。預壓接用單元6係以藉由利用伺服馬達使滾珠螺桿旋轉而產生滾珠螺桿之軸向驅動力，從而使預壓接用頭7於Z軸方向移動之方式構成。即，預壓接用單元6係以產生Z軸方向之驅動力(加壓力)之方式構成。預壓接用單元6係以可任意地設定作為Z軸方向之加壓力之預壓接荷重Ft之方式構成。再者，於本實施形態中，預壓接用單元6係採用伺服馬達與滾珠螺桿之構成，但並非限定於此，亦可包含空壓致動器或油壓致動器。

預壓接用頭7係將預壓接用單元6之驅動力傳遞至晶片零件D者。預壓接用頭7安裝於構成預壓接用單元6之未圖示之滾珠螺桿螺母。又，預壓接用單元6係以與預壓接用平台4對向之方式配置。即，預壓接用頭7係以藉由預壓接用單元6於Z軸方向移動而可接近於預壓接用平台4之方式構成。如圖2所示，於預壓接用頭7，設置有預壓接用加熱器8、預壓接用附屬件9及位移感測器10。

預壓接用加熱器8係用以加熱晶片零件D者。預壓接用加熱器8包含筒式加熱器，且組入形成於預壓接用頭7之孔等。於本實施形態 中，預壓接用加熱器8包含筒式加熱器，但並非限定於此，只要為橡膠加熱器等可加熱晶片零件D者即可。又，預壓接用加熱器8組入預壓接用頭7，但並非限定於此，亦可為組入預壓接用平台4，自預壓接用平台4側隔著電路基板C而加熱NCF之構成。

預壓接用附屬件9係保持晶片零件D者。預壓接用附屬件9係以與預壓接用平台4對向之方式設置於預壓接用頭7。預壓接用附屬件9係以將晶片零件D定位並且可吸附保持該晶片零件D之方式構成。又，預壓接用附屬件9係以被預壓接用加熱器8加熱之方式構成。即，預壓接用附屬件9係以將晶片零件D定位保持，且藉由來自預壓接用加熱器8之傳熱可加熱貼附於晶片零件D之NCF之方式構成。

位移感測器10係測定預壓接用頭7於Z軸方向上距任意基準位置之距離者。位移感測器10包含利用各種雷射光之位移感測器10。位移感測器10係以可測定預壓接完成時預壓接用頭7於Z軸方向上距任意基準位置之距離L(參照圖5)之方式構成。再者，於本實施形態中，位移感測器10包含利用雷射光者，但並非限定於此，亦可包含利用超音波者、或由線性標度尺、伺服馬達之編碼器算出者。

如圖4所示，預壓接用圖像辨識裝置11係藉由圖像而取得晶片零件D與電路基板C之位置資訊者。預壓接用圖像辨識裝置11係以對吸附保持於預壓接用平台4之電路基板C之對位標記與保持於預壓接用附屬件9之晶片零件D之對位標記進行圖像辨識，而取得電路基板C與晶片零件D之位置資訊之方式構成。

如圖1所示，正式壓接裝置12係藉由晶片零件D之焊料之熔接而將晶片零件D連接於電路基板C者。正式壓接裝置12具備正式壓接用基台13、正式壓接用平台14、正式壓接用支持框架15、正式壓接用單元16、正式壓接用頭17及正式壓接用圖像辨識裝置21(參照圖4)。

正式壓接用基台13係構成正式壓接裝置12之主要構造體。正式 壓接用基台13係組合管材料等而構成以具有充分之剛性。正式壓接用基台13支持正式壓接用平台14與正式壓接用支持框架15。

正式壓接用平台14一面保持電路基板C一面使其移動至任意位置。正式壓接用平台14係於驅動單元14a安裝可吸附保持電路基板之吸附台14b而構成。正式壓接用平台14安裝於正式壓接用基台13，以藉由驅動單元14a可將吸附台14b於X軸方向、Y軸方向及θ方向移動之方式構成。即，正式壓接用平台14係以於正式壓接用基台13上可將吸附於吸附台14b之電路基板C於X軸方向、Y軸方向、θ方向移動之方式構成。再者，於本實施形態中，正式壓接用平台14係藉由吸附而保持電路基板C，但並非限定於此。

正式壓接用支持框架15係支持正式壓接用單元16者。正式壓接用支持框架15係形成為大致板狀，以自正式壓接用基台13之正式壓接用平台14附近朝Z軸方向延伸之方式構成。

作為加壓單元之正式壓接用單元16係使正式壓接用頭17移動者。正式壓接用單元16包含未圖示之伺服馬達、滾珠螺桿及安裝部16a(參照圖3)。正式壓接用單元16係以藉由利用伺服馬達使滾珠螺桿旋轉而產生滾珠螺桿之軸向驅動力(加壓力)，從而使未圖示之滾珠螺桿螺母於Z軸方向移動之方式構成。正式壓接用單元16係於滾珠螺桿螺母設置安裝部16a。正式壓接用單元16係以使安裝部16a之移動方向成為相對於電路基板C垂直之Z軸方向之方式安裝於正式壓接用支持框架15。即，正式壓接用單元16係以將Z軸方向之驅動力(加壓力)傳遞至安裝部16a之方式構成。正式壓接用單元16係以可任意地設定作為Z軸方向之加壓力之正式壓接荷重Fp之方式構成。再者，於本實施形態中，正式壓接用單元16係採用伺服馬達與滾珠螺桿之構成，但並非限定於此，亦可包含空壓致動器或油壓致動器。

如圖1與圖3所示，作為安裝用頭之正式壓接用頭17係將正式壓 接用單元16之驅動力(加壓力)傳遞至晶片零件D者。正式壓接用頭17安裝於正式壓接用單元16之安裝部16a。又，正式壓接用頭17係以與正式壓接用平台14對向之方式配置。即，正式壓接用頭17係以藉由正式壓接用單元16於Z軸方向移動而可接近於正式壓接用平台14之方式構成。正式壓接用頭17設置有正式壓接用加熱塊18、作為熱傳導構件之彈簧19及複數個正式壓接用附屬件20。

如圖3所示，正式壓接用加熱塊18係進行蓄熱者。正式壓接用加熱塊18包含作為熱傳導構件之鐵等金屬。正式壓接用加熱塊18形成為長方體，其一側側面安裝於正式壓接用單元16之安裝部16a。又，於正式壓接用加熱塊18上，於一側側面之背面側之另一側側面附近組裝有由筒式加熱器構成之正式壓接用加熱器18a。藉此，正式壓接用加熱塊18係以藉由正式壓接用加熱器18a而升溫至任意溫度之方式構成。於本實施形態中，正式壓接用加熱器18a包含筒式加熱器，但並非限定於此，只要為橡膠加熱器等可加熱正式壓接用附屬件20者即可。

作為熱傳導構件之包含金屬之彈簧19係保持正式壓接用附屬件20、且將正式壓接用加熱塊18所累積之熱傳遞至正式壓接用附屬件20者。如圖3(a)所示，彈簧19包含以板材包圍正式壓接用附屬件20之方式形成之板簧。彈簧19係以於頂部與底部接近之方向彈性變形之方式構成。彈簧19之底部連接於正式壓接用加熱塊18之另一側側面。於彈簧19之頂部，保持正式壓接用附屬件20。即，彈簧19係以藉由彈性變形而使保持於頂部之正式壓接用附屬件20於正式壓接用單元16之移動方向移動之方式構成。又，彈簧19配置於正式壓接用加熱器18a之附近。再者，於本實施形態中，將彈簧19設為板簧，但並非限定於此，亦可為疊板簧等。

正式壓接用附屬件20係與晶片零件D接觸而傳遞壓力與熱者。如 圖3(b)所示，正式壓接用附屬件20係以嵌入至彈簧19頂部之開口部分之方式被保持於彈簧19。藉此，正式壓接用附屬件20係隔著彈簧19而連接於正式壓接用加熱塊18。此時，正式壓接用附屬件20係以與晶片零件D接觸之面與正式壓接用平台14對向之方式配置。正式壓接用附屬件20係以晶片零件D所接觸之部分之厚度成為0.5mm以上5mm以下之方式構成。藉由如此般構成，正式壓接用附屬件20係抑制加壓時發生彎曲與傾斜。

於正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件20之間，配置有用以吸收經預壓接之晶片零件D之Z軸方向之差異(以下，簡稱為「安裝誤差」)的彈性構件即耐熱性橡膠構件20a。正式壓接用附屬件20係以根據複數個晶片零件D之安裝誤差而將橡膠構件20a藉由正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件20壓縮之方式構成。橡膠構件20a係由厚度為0.1mm以上1mm以下之板狀構件構成。藉由如此般構成，正式壓接用附屬件20確保吸收安裝誤差所需之橡膠構件20a之壓縮量，且抑制因橡膠構件20a之壓縮量之偏差所引起之位置偏移。再者，於本實施形態中，橡膠構件20a亦可不固定於正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件20。

如圖4所示，正式壓接用圖像辨識裝置21係藉由圖像而取得正式壓接用頭17與電路基板C之位置資訊者。正式壓接用圖像辨識裝置21構成為對正式壓接用頭17之對位標記與吸附保持於正式壓接用平台14之電路基板C之對位標記進行圖像辨識，而取得電路基板C與晶片零件D之位置資訊。再者，於本實施形態中，使用正式壓接用圖像辨識裝置21取得正式壓接頭17與電路基板C之位置資訊，但並非限定於此，並非必要。

搬送裝置22係於預壓接裝置2與正式壓接裝置12之間進行電路基板C之交接者。搬送裝置22係以於預壓接裝置2之預壓接用平台4可將 暫時固定有複數個晶片零件D之電路基板C搬送至正式壓接裝置12之正式壓接用平台14之方式構成。

控制裝置23係控制預壓接裝置2、正式壓接裝置12及搬送裝置22等者。控制裝置23實質上可為以匯流排連接CPU、ROM、RAM、HDD等之構成，或亦可為包含單晶片之LSI等之構成。控制裝置23為了控制預壓接裝置2、正式壓接裝置12及搬送裝置22等而儲存有各種程式或資料。

控制裝置23連接於預壓接用平台4與正式壓接用平台14，可分別控制預壓接用平台4與正式壓接用平台14之X軸方向、Y軸方向、θ方向之移動量。

控制裝置23連接於預壓接用加熱器8與正式壓接用加熱器18a，可分別控制預壓接用加熱器8與正式壓接用加熱器18a之溫度。尤其，控制裝置23可將正式壓接用頭17之加壓時之平均溫度維持於包含NCF之硬化溫度以上且焊料之熔點以上之溫度之一定範圍內。

控制裝置23連接於預壓接用單元6與正式壓接用單元16，可分別控制預壓接用單元6與正式壓接用單元16之Z軸方向之加壓力。

控制裝置23連接於預壓接用附屬件9，可控制預壓接用附屬件9之吸附狀態。

控制裝置23連接於預壓接用圖像辨識裝置11與正式壓接用圖像辨識裝置21，可分別控制預壓接用圖像辨識裝置11與正式壓接用圖像辨識裝置21，而取得晶片零件D與電路基板C、正式壓接用頭17與電路基板C之位置資訊。

控制裝置23連接於搬送裝置22，可控制搬送裝置22。

控制裝置23連接於位移感測器10，可自位移感測器10取得預壓接完成時之Z軸方向之距離。尤其，控制裝置23可判定暫時固定時之晶片零件D之Z軸方向差異是否為特定範圍外。

由以上可知，如圖5(a)所示，作為將晶片零件D暫時固定於電路基板C之預壓接步驟，安裝裝置1係將電路基板C吸附保持於預壓接裝置2之預壓接用平台4，並將晶片零件D藉由預壓接用單元6加熱至預壓接溫度Tt(參照圖6)且以預壓接荷重Ft加壓於電路基板C而暫時固定於電路基板C之特定位置。繼而，安裝裝置1以搬送裝置22將電路基板C自預壓接裝置2之預壓接用平台4搬送至正式壓接裝置12之正式壓接用平台14。繼而，如圖5(b)所示，作為於電路基板C連接晶片零件D之正式壓接步驟，安裝裝置1係將電路基板C吸附保持於正式壓接裝置12之正式壓接用平台14，並將複數個晶片零件D同時藉由正式壓接用單元16加熱至正式壓接溫度Tp(參照圖6)且以正式壓接荷重Fp加壓而連接於電路基板C。

藉由如此般構成，安裝裝置1可於以預壓接裝置2連續地將晶片零件D暫時固定於電路基板C之特定位置之後，以正式壓接裝置12同時將複數個晶片零件D連接於電路基板C。因此，如圖6所示，安裝裝置1只要將正式壓接裝置12之正式壓接時之正式壓接用頭17之溫度維持於正式壓接溫度Tp即可。因此，安裝裝置1無須於每一個安裝週期進行正式壓接用頭17之冷卻，而容易進行溫度管理，可提高處理量且抑制正式壓接之接合不良之產生。

以下，使用圖7，對傳遞本發明之安裝裝置1之正式壓接時之正式壓接用頭17之熱之態樣進行詳細說明。

如圖7(a)所示，安裝裝置1之控制裝置23使正式壓接用頭17之正式壓接用加熱器18a發熱。正式壓接用頭17係藉由正式壓接用加熱器18a之發熱而加熱正式壓接用加熱塊18。正式壓接用加熱塊18升溫至根據正式壓接用加熱器18a之發熱量、來自正式壓接用加熱塊18表面之放熱量、正式壓接用加熱塊18之體積及比熱容量決定之特定溫度。累積於升溫至特定溫度之正式壓接用加熱塊18之熱係通過彈簧19而傳 遞至正式壓接用附屬件20(參照圖7(a)淡墨箭頭符號)。正式壓接用附屬件20升溫至根據通過彈簧19供給之熱量、來自正式壓接用附屬件20表面之放熱量、正式壓接用附屬件20之體積及比熱容量決定之特定溫度。此時，控制裝置23係以使正式壓接用附屬件20之溫度達到正式壓接溫度Tp(參照圖6)之方式控制正式壓接用加熱器18a。

繼而，安裝裝置1之控制裝置23驅動正式壓接用單元16而使正式壓接用頭17朝接近於正式壓接用平台14之方向移動。正式壓接用附屬件20係當與晶片零件D接觸時，藉由正式壓接用單元16之加壓力壓縮橡膠構件20a而以正式壓接用加熱塊18為基準於Z軸方向移動(參照圖5(b))。

如圖7(b)所示，正式壓接用附屬件20係以嵌入至彈簧19頂部之開口部分之方式一體地保持於彈簧19。因此，正式壓接用附屬件20不於與作為熱傳導構件之彈簧19之間相對移動而於Z軸方向移動。即，彈簧19係以於連接於正式壓接用加熱塊18之狀態追隨於正式壓接用附屬件20之動作之方式彈性變形。藉此，於正式壓接用附屬件20，即使正式壓接用附屬件20因橡膠構件20a被壓縮而於Z軸方向移動，亦經由彈簧19自正式壓接用加熱塊18供給熱。

以下，使用圖8，對吸收本發明之安裝裝置1之正式壓接時的使用NCF之晶片零件D之Z軸方向之位置差異之構成進行說明。

如圖8(a)所示，安裝裝置1於正式壓接步驟中，藉由正式壓接用單元16而使正式壓接用附屬件20抵接於被暫時固定之晶片零件D。晶片零件D係藉由正式壓接用加熱器18a且隔著正式壓接用附屬件20而被加熱至特定之正式壓接溫度Tp。伴隨於此，貼附於晶片零件D之NCF與焊料Da被傳遞經加熱之晶片零件D之熱而被加熱至與晶片零件D大致相同之正式壓接溫度Tp。

安裝裝置1將加熱至正式壓接溫度Tp之晶片零件D藉由正式壓接 用單元16而以正式壓接加重Fp於Z軸方向加壓。晶片零件D係以藉由正式壓接用單元16向電路基板C加壓，而消除焊料與電路基板C之焊墊之間隙之方式接近。此時，晶片零件D之NCF由於被加熱至硬化溫度以上故而開始硬化。安裝裝置1於正式壓接步驟中使電路基板C之焊墊Ca與晶片零件D之焊料Da接觸直至晶片零件D之NCF完全硬化。即，安裝裝置1抑制因NCF之硬化所引起之電路基板C與晶片零件D之接合不良。

各晶片零件D中，自正式壓接用附屬件20所接觸之面至電路基板C之距離因安裝誤差而分別不同。因此，正式壓接用頭17將配置於正式壓接用附屬件20與正式壓接用加熱塊18之間之橡膠構件20a壓縮至正式壓接用附屬件20之根據距離而分別不同之厚度。因此，被正式壓接用頭17同時加壓之複數個晶片零件D中之電路基板C之焊墊Ca與焊料Da之間隙較其他晶片零件D之焊墊Ca與焊料Da之間隙大之晶片零件D係以大於施加於其他晶片零件D之荷重Fp1之荷重Fp2被加壓。然而，如圖8(b)所示，一晶片零件D由於因NCF硬化而將荷重Fp2以焊料Da與已開始硬化之NCF分散抵擋，故不會因加壓而使焊料Da過於潰散。

藉由使用如此般構成之正式壓接用頭17，於加壓時彈簧19以保持有正式壓接用附屬件20之狀態彈性變形，故於正式壓接用附屬件20與彈簧19之間不產生相對移動。又，藉由限制橡膠構件20a之厚度而抑制加壓時因橡膠構件20a之壓縮量之偏差所引起之正式壓接用附屬件20之位置偏移，且確保為了吸收安裝誤差所必要之橡膠構件20a之壓縮量。進而，藉由限制正式壓接用附屬件20之厚度而抑制加壓時之正式壓接用附屬件20之彎曲。藉此，可一面加熱正式壓接用附屬件20，一面以橡膠構件20a吸收晶片零件D之加壓方向之位置差異。

以下，使用圖9，對本發明之第二實施形態之正式壓接用頭24進 行說明。再者，於以下之實施形態中，關於與已經說明之實施形態相同之點，省略其具體說明，而以不同之部分為中心進行說明。

如圖9(a)所示，作為安裝用頭之正式壓接用頭24係將正式壓接用單元16(參照圖1)之驅動力(加壓力)傳遞至晶片零件D者。正式壓接用頭24設置有正式壓接用加熱塊18、作為熱傳導構件之鋁片25及複數個正式壓接用附屬件26。

作為熱傳導構件之包含鋁合金之鋁片25係將正式壓接用附屬件26包入而保持且將正式壓接用加熱塊18所累積之熱傳遞至正式壓接用附屬件26者。鋁片25係將鋁合金設為特定厚度之片狀者。鋁片25係以可變形為任意形狀之方式構成。鋁片25係以包入設置於正式壓接用加熱塊18之正式壓接用附屬件26之方式藉由固定具25a而連接於正式壓接用加熱塊18之另一側側面。即，鋁片25連接於正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件26。鋁片25由於以包入正式壓接用附屬件26之方式配置，故可以追隨於正式壓接用附屬件26之動作之方式變形。鋁片25配置於正式壓接用加熱塊18之正式壓接用加熱器18a附近。再者，於本實施形態中，將鋁片25之材質設為鋁合金，但並非限定於此，亦可為銅箔等。

正式壓接用附屬件26係與晶片零件D接觸而傳遞壓力與熱者。正式壓接用附屬件26連接有作為彈性構件之耐熱性之橡膠構件26a。並且，正式壓接用附屬件26係隔著橡膠構件26a而連接於正式壓接用加熱塊18。正式壓接用附屬件26係以根據複數個晶片零件D之安裝誤差而將橡膠構件26a藉由正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件26壓縮之方式構成。藉此，正式壓接用附屬件26可吸收經預壓接之晶片零件D之安裝誤差。正式壓接用附屬件26係以由整體可變形成任意形狀之鋁片25包入之方式被覆蓋。

以下，對傳遞本發明之安裝裝置1之正式壓接時之正式壓接用頭 24之熱之態樣進行詳細說明。

如圖9(b)所示，安裝裝置1之控制裝置23使正式壓接用頭24之正式壓接用加熱器18a發熱。累積於被升溫至特定溫度之正式壓接用加熱塊18之熱係通過鋁片25而傳遞至正式壓接用附屬件26(參照淡墨箭頭符號)。

繼而，安裝裝置1之控制裝置23驅動正式壓接用單元16而使正式壓接用頭24朝接近於正式壓接用平台14之方向移動。正式壓接用附屬件26係當與晶片零件D接觸時，藉由正式壓接用單元16之加壓力壓縮橡膠構件26a而以正式壓接用加熱塊18為基準於Z軸方向移動(參照圖9(a))。

正式壓接用附屬件26係以被鋁片25包入之方式一體地保持於鋁片25。因此，正式壓接用附屬件26不於與作為熱傳導構件之鋁片25之間相對移動而於Z軸方向移動。即，鋁片25係以於連接於正式壓接用加熱器18之狀態追隨於正式壓接用附屬件26之動作之方式變形。藉此，於正式壓接用附屬件26，即使正式壓接用附屬件26因橡膠構件26a被壓縮而於Z軸方向移動，亦經由鋁片25而自正式壓接用加熱塊18供給熱。

以下，使用圖10，對本發明之第三實施形態之正式壓接用頭27進行說明。

如圖10(a)所示，作為安裝用頭之正式壓接用頭27係將正式壓接用單元16(參照圖1)之驅動力(加壓力)傳遞至晶片零件D者。正式壓接用頭27設置有正式壓接用加熱塊18、熱傳導構件即框體28及複數個正式壓接用附屬件29。

作為熱傳導構件之包含金屬之框體28係保持正式壓接用附屬件29且將正式壓接用加熱塊18所累積之熱傳遞至正式壓接用附屬件29者。框體28形成有於矩形狀之區塊具有階梯部之貫通孔28a。框體28 係以使形成有貫通孔28a之開口部之側面中之形成有較大開口部之側面與正式壓接用加熱塊18之另一側側面接觸之方式由螺絲等緊固。即，框體28係以使貫通孔28a中之較小開口部與正式壓接用平台14對向之方式配置。又，框體28係配置於正式壓接用加熱塊18之正式壓接用加熱器18a附近。再者，於本實施形態中，將框體28設為矩形狀，但並非限定於此，亦可為圓柱形等。

正式壓接用附屬件29係與晶片零件D接觸而傳遞壓力與熱者。正式壓接用附屬件29配置於由正式壓接用加熱塊18之另一側側面與框體28所包圍之框體28之內部(貫通孔28a內)。又，於正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件29之間，配置有作為彈性構件之耐熱性之橡膠構件29a。正式壓接用附屬件29係以根據複數個晶片零件D之安裝誤差而將橡膠構件29a藉由正式壓接用加熱塊18與正式壓接用附屬件29壓縮之方式構成。藉此，正式壓接用附屬件29可吸收經預壓接之晶片零件D之安裝誤差。正式壓接用附屬件29滑動自如地插入於框體28之貫通孔28a中之較小開口部。進而，正式壓接用附屬件29設置有自側面朝X方向或Y方向突出之突出部29b，且突出部29b與框體28之貫通孔28a之階梯部分接觸。即，正式壓接用附屬件29係藉由使突出部29b與框體28之貫通孔28a之階梯部分接觸而保持於框體28。進而，正式壓接用附屬件29構成為以藉由滑動自如地插入於貫通孔28a而與框體28接觸之狀態於Z軸方向可移動。

以下，對傳遞本發明之安裝裝置1之正式壓接時之正式壓接用頭27之熱之態樣進行詳細說明。

如圖10(b)所示，安裝裝置1之控制裝置23使正式壓接用頭27之正式壓接用加熱器18a發熱。累積於升溫至特定溫度之正式壓接用加熱塊18之熱係通過框體28而傳遞至插入於框體28之貫通孔28a之正式壓接用附屬件29(參照淡墨箭頭符號)。

繼而，安裝裝置1之控制裝置23驅動正式壓接用單元16而使正式壓接用頭27朝接近於正式壓接用平台14之方向移動。正式壓接用附屬件29係當與晶片零件D接觸時，藉由利用正式壓接用單元16之加壓力壓縮橡膠構件29a而以正式壓接用加熱塊18為基準於Z軸方向移動(參照圖10(a))。

正式壓接用附屬件29係以與框體28之較小之開口部接觸之狀態被保持。因此，正式壓接用附屬件29係以於與作為熱傳導構件之框體28之間可熱傳導之狀態於Z軸方向移動。藉此，於正式壓接用附屬件29，即使正式壓接用附屬件29因橡膠構件19a被壓縮而於Z軸方向移動，亦經由框體28自正式壓接用加熱塊18供給熱。

以下，使用圖11，對本發明之第四實施形態之正式壓接用頭30進行說明。

如圖11(a)所示，作為安裝用頭之正式壓接用頭30係將正式壓接用單元16(參照圖1)之驅動力(加壓力)傳遞至晶片零件D者。正式壓接用頭30設置有正式壓接用加熱塊31、作為熱傳導構件之包含金屬之彈簧32及複數個正式壓接用附屬件33。

正式壓接用加熱塊31形成為長方體，其一側側面安裝於正式壓接用單元16之安裝部16a(參照圖3)。又，於正式壓接用加熱塊31，於一側側面之背面側之另一側側面附近組裝有由筒式加熱器構成之正式壓接用加熱器31a。於正式壓接用加熱塊31之另一側側面，構成彈簧32之內裝空間31b。內裝空間31b係由形成於正式壓接用加熱塊31之另一側側面之凹部或孔構成。內裝空間31b形成為可配置彈簧32之大小。又，於內裝空間31b之與正式壓接用平台14對向之側之開口部，構成支持彈簧32之扣合部31c。扣合部31c係由自內裝空間31b之開口部朝內側突出之凸部構成。扣合部31c形成為可支持彈簧32之大小。再者，於本實施形態中，內裝空間31b、扣合部31c係加工正式壓接用 加熱塊31而形成，但並非限定於此，亦可以特定之間隔配置複數個正式壓接用加熱塊31而構成內裝空間31b。又，亦可由安裝於正式壓接用加熱塊31之板狀構件等構成扣合部31c。

作為熱傳導構件之包含金屬之彈簧32係保持正式壓接用附屬件33、且將正式壓接用加熱塊31所累積之熱傳遞至正式壓接用附屬件33者。彈簧32係由壓縮彈簧構成。彈簧32配置於正式壓接用加熱塊31之內裝空間31b。此時，彈簧32之一側端被支持於正式壓接用加熱塊31之扣合部31c。即，彈簧32連接於正式壓接用加熱塊31。

正式壓接用附屬件33係與晶片零件D接觸而傳遞壓力與熱者。正式壓接用附屬件33包含將晶片零件D加壓及加熱之加工部33a、及自彈簧32對加工部33a傳遞熱之傳熱部33b。加工部33a形成為與晶片零件D之形狀對應之形狀。傳熱部33b係由棒狀構件形成。正式壓接用附屬件33係於傳熱部33b之一側端部連接加工部33a而構成。又，正式壓接用附屬件33構成為將傳熱部33b之另一側端部擴徑而可扣合彈簧32。正式壓接用附屬件33之傳熱部33b係滑動自如地插入於正式壓接用加熱塊31之內裝空間31b。並且，正式壓接用附屬件33之傳熱部33b之另一側端部扣合於彈簧32之另一側端。即，正式壓接用附屬件33連接於彈簧32。藉此，正式壓接用附屬件33係由內裝於正式壓接用加熱塊31之彈簧32所支持。

於正式壓接用加熱塊31與正式壓接用附屬件33之間，配置有作為彈性構件之耐熱性之橡膠構件33c。橡膠構件33c係於大致中央形成有供正式壓接用附屬件33之傳熱部33b插入之孔。即，橡膠構件33c係以包圍傳熱部33b之方式配置。藉由如此般構成，正式壓接用附屬件33確保為了吸收安裝誤差所必要之橡膠構件33c之壓縮量，且抑制由橡膠構件33c之壓縮量之偏差所引起之位置偏移。再者，於本實施形態中，橡膠構件33c亦可不固定於正式壓接用加熱塊31與正式壓接用 附屬件33。又，橡膠構件33c亦可分割配置於傳熱部33b之周圍。

正式壓接用附屬件33之傳熱部33b係構成為配置於正式壓接用加熱塊31之扣合部31c與傳熱部33b之另一側端部之間之彈簧32彎曲特定量之長度。即，正式壓接用附屬件33係以藉由彈簧32之彎曲而壓縮橡膠構件33c之狀態由正式壓接用加熱塊31所支持。正式壓接用附屬件33構成為以藉由滑動自如地插入於內裝空間31b而與彈簧32接觸之狀態於Z軸方向可移動。再者，於本實施形態中，由壓縮彈簧構成彈簧32，但並非限定於此，亦可為以將正式壓接用附屬件33吸引至正式壓接用加熱塊31之方式配置拉伸彈簧之構成。又，於本實施形態中，於一個正式壓接用附屬件33設置一個傳熱部33b與彈簧32，但並非限定於此，亦可為於一個正式壓接用附屬件33設置複數個傳熱部33b與彈簧32之構成。

以下，對傳遞本發明之安裝裝置1之正式壓接時之正式壓接用頭30之熱之態樣進行詳細說明。

如圖11(b)所示，安裝裝置1之控制裝置23(參照圖4)使正式壓接用頭30之正式壓接用加熱器30a發熱。累積於升溫至特定溫度之正式壓接用加熱塊31之熱係傳遞至由彈簧32所支持之正式壓接用附屬件33之傳熱部33b(參照淡墨箭頭符號)。

繼而，安裝裝置1之控制裝置23驅動正式壓接用單元16而使正式壓接用頭30朝接近於正式壓接用平台14之方向移動(參照圖1)。正式壓接用附屬件33係當與晶片零件D接觸時，藉由正式壓接用單元16之加壓力壓縮橡膠構件33c而以正式壓接用加熱塊31為基準於Z軸方向移動(參照圖11(a))。

正式壓接用附屬件33係以傳熱部33b與彈簧32接觸之狀態被保持。因此，正式壓接用附屬件33係以於傳熱部33b與彈簧32之間可熱傳導之狀態於Z軸方向移動。藉此，於正式壓接用附屬件33，即使正 式壓接用附屬件33因橡膠構件33c被壓縮而於Z軸方向移動，亦經由彈簧32自正式壓接用加熱塊31供給熱。

藉由使用如此般構成之正式壓接用頭30，以彈簧32彎曲之狀態支持正式壓接用附屬件33，故即使於加壓時橡膠構件33c被壓縮，於正式壓接用附屬件33與彈簧32之間亦不產生相對移動。又，正式壓接用頭30由於在正式壓接用加熱塊31之內部內裝有彈簧32，故無須於正式壓接用附屬件33之周圍配置彈簧等。藉此，可將複數個正式壓接用附屬件33接近而配置。藉此，可一面加熱正式壓接用附屬件33，一面以橡膠構件33c吸收晶片零件D之加壓方向之位置差異。

[產業上之可利用性]

本發明係關於一種安裝用頭及使用其之安裝裝置。詳細而言，可利用於將晶片零件等安裝於電路基板之安裝用頭及使用其之安裝裝置。

Claims (10)

1. 一種安裝用頭，其係將晶片零件加熱及加壓而連接於電路基板之特定位置者，且具備：附屬件，其與晶片零件接觸；加熱塊，其加熱附屬件；彈性構件，其配置於附屬件與加熱塊之間，且於加壓時藉由附屬件與加熱塊而被壓縮；及熱傳導構件，其連接於附屬件與加熱塊，且於加壓時變形而追隨於附屬件。
2. 如請求項1之安裝用頭，其中上述熱傳導構件包含彈簧，且保持上述附屬件。
3. 如請求項1或2之安裝用頭，其中上述彈性構件係由厚度為0.1mm以上1mm以下之板狀構件構成。
4. 如請求項1或2之安裝用頭，其中上述附屬件中上述晶片零件所接觸之部分構成為厚度為0.5mm以上5mm以下。
5. 如請求項3之安裝用頭，其中上述附屬件中上述晶片零件所接觸之部分構成為厚度為0.5mm以上5mm以下。
6. 如請求項1或2之安裝用頭，其中於上述加熱塊中構成上述彈簧之內裝空間，且彈簧以彎曲之狀態配置於內裝空間。
7. 如請求項3之安裝用頭，其中於上述加熱塊中構成上述彈簧之內裝空間，且彈簧以彎曲之狀態配置於內裝空間。
8. 如請求項4之安裝用頭，其中於上述加熱塊中構成上述彈簧之內裝空間，且彈簧以彎曲之狀態配置於內裝空間。
9. 如請求項5之安裝用頭，其中於上述加熱塊中構成上述彈簧之內裝空間，且彈簧以彎曲之狀態配置於內裝空間。
10. 一種安裝裝置，其藉由如請求項1至9中任一項之安裝用頭而加熱晶片零件，且以特定之荷重加壓而將晶片零件連接於電路基板。