CN102893383B - 接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法 - Google Patents

接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102893383B
CN102893383B CN201180023840.4A CN201180023840A CN102893383B CN 102893383 B CN102893383 B CN 102893383B CN 201180023840 A CN201180023840 A CN 201180023840A CN 102893383 B CN102893383 B CN 102893383B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electronic devices
components
fitting portion
formpiston
welding tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180023840.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102893383A (zh
Inventor
藤田亮
蛯原裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN102893383A publication Critical patent/CN102893383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102893383B publication Critical patent/CN102893383B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B29C65/081—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations having a component of vibration not perpendicular to the welding surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13144—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301—Bonding head
    • H01L2224/75302—Shape
    • H01L2224/75303—Shape of the pressing surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301—Bonding head
    • H01L2224/75302—Shape
    • H01L2224/7531—Shape of other parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75343—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure by ultrasonic vibrations
    • H01L2224/75353—Ultrasonic horns
    • H01L2224/75355—Design, e.g. of the wave guide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/757—Means for aligning
    • H01L2224/75743—Suction holding means
    • H01L2224/75745—Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/758—Means for moving parts
    • H01L2224/75801—Lower part of the bonding apparatus, e.g. XY table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/758—Means for moving parts
    • H01L2224/75821—Upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/759—Means for monitoring the connection process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/81201—Compression bonding
    • H01L2224/81205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

在现有的接合用工具中，有时很难进行高质量的超声波接合。接合用工具（5）包括：传递超声波振动的轴式凹模（51）；设于轴式凹模（51）的一端且产生超声波振动的超声波振动器（52）；以及用于对电子元器件（8）进行保持的电子元器件保持部（53），电子元器件保持部（53）包括：头部较细的阳模嵌合部（532）和将电子元器件（8）保持在与阳模嵌合部（532）相反一侧的电子元器件保持面（5311），在轴式凹模（51）的规定面上形成有与阳模嵌合部（532）的形状相对应的阴模嵌合部（5151），阳模嵌合部（532）隔着粘接层（516）与阴模嵌合部（5151）嵌合。

Description

接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法
技术领域
本发明涉及例如用于将电子元器件安装到电路板上的接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法。
背景技术
已知有各种方法用于将电子元器件中的凸出电极（bump electrode）与印刷电路板的电极接合。
例如，超声波接合方法就是其中的一种接合方法，能够在短时间内将电子元器件与电路板接合。
此处，超声波接合方法是指在将电子元器件按压在电路板上的同时，利用超声波振动来使该电子元器件发生振动，并因在接合面上的局部侧滑产生的表面皮膜的破坏及飞溅进行接合，利用这种接合而以原子水平将电子元器件的电极与电路板的电极电气接合。
以下，参照图10，对利用上述超声波接合方法的现有的接合用工具9的结构及动作进行说明。
另外，图10是现有的接合用工具9的示意主视图。
现有的接合用工具9是利用超声波振动器52使电子元器件8振动，来将电子元器件8与电路板81接合的装置（例如，参照专利文献1）。
接合用工具9包括轴式凹模（horn）91、超声波振动器52及电子元器件保持部93。
电子元器件保持部93具有筒状的阳模嵌合部932，在轴式凹模91上形成有与阳模嵌合部932的形状相对应的阴模嵌合部9151，阳模嵌合部932通过粘接层916而与阴模嵌合部9151嵌合。
在下面的说明中，使用用于确定三维空间的直角坐标系的、相互正交的三条实数直线即X轴、Y轴、Z轴。
轴式凹模91是长度方向为传递超声波振动的X方向的实质性棱柱。轴式凹模91具有与YZ平面平行的对称面S1、与XY平面平行的对称面S2及与ZX平面平行的对称面S3（未图示）。
在轴式凹模91的轴式凹模突出部915上形成具有与阳模嵌合部932的形状相对应的形状的阴模嵌合部9151，其中，上述轴式凹模突出部915在与XY平面平行的两个面内设置在（－Z）一侧的下表面上。阴模嵌合部9151是断面形状为长方形的槽。
电子元器件保持部93具有棱柱形的阳模嵌合部932和设在前端部531上、将电子元器件8保持在与阳模嵌合部932相反一侧的电子元器件保持面5311。阳模嵌合部932是断面形状为长方形的凸条。
此处主要参照图11和图12来对电子元器件保持部93的阳模嵌合部932隔着粘接层916而与轴式凹模91的阴模嵌合部9151嵌合的结构进行更详细地说明。
图11是现有接合用工具9的电子元器件保持部93附近的示意主视图。另外，图12是现有接合用工具9的赋予超声波振动的电子元器件保持部93附近的示意主视图。
阳模嵌合部932具有顶面F93、侧面F93′及F93″。
阴模嵌合部9151具有顶面F91、侧面F91′及F91″。
接合用工具9的制造可以通过以下方式进行：将用于形成粘接层916的焊料配置在阳模嵌合部932与阴模嵌合部9151之间，对阳模嵌合部932和阴模嵌合部9151一边加压一边加热，由此来形成粘接层916，并使阳模嵌合部932与阴模嵌合部9151嵌合。例如，最好将薄片状的焊料贴在阳模嵌合部932或阴模嵌合部9151的粘接面上，夹入电子元器件保持部93和轴式凹模91之间，一边加压一边使温度上升来使焊料熔融，然后再使温度下降。
此处，为了便于进行如上所述在薄片状焊料粘贴在粘接面的状态下将阳模嵌合部放入阴模嵌合部9151的深处的工序，必须确保阳模嵌合部932与阴模嵌合部9151之间有足够的间隙。
为此，顶面F93的宽度W93需要比底面F91的宽度W91小很多。
专利文献1：日本专利特许第3788351号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，采用上述现有的接合用工具9时，有时不能适应更高品质的超声波接合。
本发明人分析其原因如下。
即，若如上所述为了确保阳模嵌合部932与阴模嵌合部9151之间有足够的间隙而使宽度W93比宽度W91小很多，则在如上所述使焊料以熔融的状态夹入电子元器件保持部93与轴式凹模91并进行加压时，容易发生电子元器件保持部93在X方向上的移位。
一旦发生这样的移位，侧面F93′与侧面F91′之间的粘接层916的厚度t′便不等于侧面F93″与侧面F91″之间的粘接层916的厚度t″（即t′≠ｔ″）。
这样一来，电子元器件保持部93关于对称面S1的面对称性就可能在阳模嵌合部932与阴模嵌合部9151嵌合时受到影响。
其结果是，有时便无法实现良好的振动特性及振动传递特性。
此外，如图11所示，采用上述现有的接合用工具时，顶面F93与底面F91之间的粘接层916的厚度t反而容易缩小。
这样一来，如图12所示，作为与传递超声波振动的X方向正交的Z方向的变位而发生的轴式凹模91的扭曲就不会被粘接层916吸收，而是原封不动地传递到电子元器件保持部93，当电子元器件8的尺寸较大时等，有可能破坏电子元器件保持面5311的平坦性。
其结果是，有时会导致电子元器件8所受的超声波振动的均匀性变差。
有一种尺寸设计是使由轴式凹模突出部915及前端部531的挠曲振动引起的电子元器件保持面5311整体的倾斜与在共振状态下因其宽度变化产生的轴式凹模91主体挠曲、从而引起的轴式凹模突出部915的根部倾斜相抵，使电子元器件保持面5311整体保持接近水平的状态，但即便如此，也不能避免电子元器件保持面5311因上述的扭曲而受损。
考虑到上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种能够进行更高品质的超声波接合的接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明第1方案是一种接合用工具，包括：轴式凹模，该轴式凹模用于传递超声波振动；
超声波振动器，该超声波振动器设置在所述轴式凹模的一端并产生所述超声波振动；以及
电子元器件保持部，该电子元器件保持部用于对电子元器件进行保持，
所述电子元器件保持部具有头部较细的阳模嵌合部和将所述电子元器件保持在与所述阳模嵌合部相反一侧的电子元器件保持面，
在所述轴式凹模的规定面上，形成有与所述阳模嵌合部的形状相对应的阴模嵌合部，
所述阳模嵌合部隔着粘接层与所述阴模嵌合部嵌合。
本发明第2方案是在第1方案的接合用工具的基础上，所述阳模嵌合部是断面形状为梯形的凸条，
所述阴模嵌合部是断面形状为梯形的槽，
所述凸条的顶面隔着所述粘接层而与所述槽的底面相对，
所述凸条的顶面的宽度比所述槽的底面的宽度大。
第3方案是在是在第2方案的接合用工具的基础上，所述轴式凹模是长边方向为传递所述超声波振动的方向的实质性棱柱，
所述槽在所述棱柱的下侧的面上沿着与所述棱柱的长边方向正交的方向形成。
第4方案是在第3方案的接合用工具的基础上，所述凸条的顶面与所述槽的底面之间的所述粘接层的厚度比所述凸条的侧面与隔着上述粘接层而和所述凸条的侧面相对的所述槽的侧面之间的所述粘接层的厚度大。
第5方案是在第3方案的接合用工具的基础上，所述粘接层的厚度为200μm以下。
第6方案是在第3方案的接合用工具的基础上，所述电子元器件保持部的、与所述电子元器件保持面正交的方向上的高度与所述电子元器件保持部的、传递所述超声波振动的方向上的宽度之比（高度/宽度）为1/10以上。
第7方案是在第3方案的接合用工具的基础上，构成所述轴式凹模的材料的杨氏模量比构成所述粘接层的材料的杨氏模量大，
构成所述电子元器件保持部的材料的杨氏模量比构成所述粘接层的材料的杨氏模量大。
第8方案是在第3方案的接合用工具的基础上，构成所述粘接层的材料是焊料。
第9方案是一种电子元器件安装装置，包括：电路板保持部，该电路板保持部用于对电路板进行保持；
电子元器件供给部，该电子元器件供给部用于供给所述电子元器件；
电子元器件安装单元，该电子元器件安装单元用于将所供给的上述电子元器件安装在被保持的上述电路板上，
所述电子元器件安装单元具有电子元器件安装部，
所述电子元器件安装部具有按压单元和第1方案中记载的接合用工具，
所述推压单元通过所述接合用工具的所述电子元器件保持部来将所述电子元器件相对于所述电路板推压。
第10方案是第1方案的接合用工具的制造方法，包括以下步骤：
阳模嵌合部形成步骤，在该步骤中形成所述阳模嵌合部；
阴模嵌合部形成步骤，在该步骤中形成所述阴模嵌合部；
焊料配置步骤，在该步骤中将用于形成所述粘接层的焊料配置在所述阳模嵌合部与所述阴模嵌合部之间；以及
嵌合步骤，在该步骤中利用规定的夹具对所述阳模嵌合部和所述阴模嵌合部一边加压一边在恒温槽中加热，由此形成所述粘接层，并使所述阳模嵌合部与所述阴模嵌合部嵌合。
发明效果
根据本发明，可提供一种能进行更高品质的超声波接合的接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法。
附图说明
图1是本发明实施方式的电子元器件安装装置的示意主视图。
图2是本发明实施方式的电子元器件安装装置的示意俯视图。
图3是本发明实施方式的接合用工具的示意主视图。
图4是本发明实施方式的接合用工具的轴式凹模附近的示意仰视图。
图5是本发明实施方式的接合用工具的电子元器件保持部附近的示意主视图（之一）。
图6是本发明实施方式的接合用工具的赋予超声波振动的电子元器件保持部附近的示意主视图。
图7是本发明实施方式的接合用工具的电子元器件保持部附近的示意主视图（之二）。
图8是本发明实施方式的接合用工具的电子元器件保持部附近的示意主视图（之三）。
图9是本发明实施方式的接合用工具的电子元器件保持部附近的示意主视图（之四）。
图10是现有的接合用工具的示意主视图。
图11是现有的接合用工具的电子元器件保持部附近的示意主视图。
图12是现有的接合用工具的赋予超声波振动的电子元器件保持部附近的示意主视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细对本发明的实施方式进行详细说明。
首先，主要参照图1及图2来对本发明实施方式的电子元器件安装装置1的结构进行说明。
图1是本发明实施方式的电子元器件安装装置1的示意主视图。图2是本发明实施方式的电子元器件安装装置1的示意俯视图。
电子元器件安装装置1是所谓倒装片（flip chip）安装装置，将用于***LSI（大规模集成电路）等的微小电子元器件8（参照图3，下同）反转，且将该反转的电子元器件8同时安装和接合在安装对象、即印刷电路板等电路板81上。
电子元器件安装装置1包括：电路板保持部2、电子元器件安装单元3、电子元器件供给部4及摄像部11。
在电路板保持部2的（＋Z侧）、即上方侧设有电子元器件安装单元3，该电子元器件安装单元3用于将电子元器件8安装到被电路板保持部2保持的电路板81上。在电路板保持部2的（－X侧）设有将电子元器件8供给至电子元器件安装单元3的电子元器件供给部4。在电路板保持部2与电子元器件供给部4之间设有摄像部11，该摄像部11对利用电子元器件供给部4供给到电子元器件安装单元3的电子元器件8进行摄像。这些机构受控制部10控制并进行电子元器件8相对于电路板81的安装。
此处依次对电路板保持部2、电子元器件安装单元3、电子元器件供给部4及摄像部11的结构进行说明。
首先，电路板保持部2是对电路板81进行保持的单元。电路板保持部2包括对电路板81进行保持的载放台21和使载放台21沿Y方向移动的载放台移动机构22。
接着，电子元器件安装单元3是将所供给的电子元器件8安装到被保持的电路板81上的单元。电子元器件安装单元3包括：具有按压单元33及接合用工具5的电子元器件安装部31；以及使电子元器件安装部31沿X方向移动的安装部移动机构32。
按压单元33是利用接合用工具5的电子元器件保持部53（参照图3，下同）将电子元器件8推压到电路板81上的单元。按压单元33利用具有电动机（未图示）的升降机构而沿着Z方向移动，并具有转轴35，在转轴35的下端固定有工具支承部34（参照图3，下同）。
接合用工具5包括轴式凹模5（参照图3，下同）、超声波振动器52（参照图3，下同）及电子元器件保持部53。
接合用工具5还包括：配置在其上表面的板状支承台54（参照图3，下同）；以及固定在支承台54上的支承块541、542（参照图3，下同）。板状支承台54与位于按压单元33最下端且固定在转轴35的下端上的工具支承部34连接。接合用工具5就这样安装在按压单元33上并相对于电路板81而相对地升降。
后面对接合用工具5的结构进行更详细地说明。
电子元器件供给部4是供给电子元器件8的单元。电子元器件供给部4包括：将电子元器件8配置在规定位置上的电子元器件配置部41；将电子元器件8从电子元器件配置部41取出并予以保持的供给头42；使供给头42沿X方向移动的供给头移动机构43；以及使供给头42转动并稍微升降的转动机构44。
电子元器件配置部41包括：用于载放多个电子元器件8的电子元器件托盘411；对电子元器件托盘411进行保持的载放台412；使电子元器件托盘411与载放台412一起沿X方向及Y方向移动的托盘移动机构413。
在电子元器件托盘411上，使要安装到电路板81上的预定的多个电子元器件8处于安装后状态的下表面、即形成有与电路板81接合的电极部的接合面朝向上侧，从而以与安装到电路板81上的方向相反的方向载放。
供给头42包括供给用筒夹421，该供给用筒夹421将通过利用在前端部形成的吸引口吸附进行保持的电子元器件8供给至接合用工具5。
而电子元器件8可以是LED（发光二极管）片、半导体激光等半导体发光元件、封装的IC（集成电路）、电阻、电容器、微小的半导体裸片等半导体、SAW（表面声波）滤波器和摄像模块等半导体以外的电子元器件中的任意一种。电子元器件8的电极部既可以是在电子元器件8的电极图案上用金（Au）形成的突起凸出部，也可以根据电子元器件8而采用电镀凸出部等，还可以是电极图案本身。另外，也可以在电路板81的电极上设置突起凸出部来代替在电子元器件8的电极图案上形成的突起凸出部。另外，电路板81可以是用树脂形成的电路板，也可以是用玻璃及半导体等树脂以外的材料形成的电路板。
摄像部11是设置在通过安装部移动机构32移动的电子元器件安装部31的、特别是接合用工具5的移动路径的正下方，从（－Z）侧对保持在接合用工具5上的电子元器件8进行摄像的单元。摄像部11设置在不会与移动的电子元器件安装部31发生干涉的位置上。
在电路板81的（＋X）侧，设有研磨部7，该研磨部7对用于保持电子元器件8的接合用工具5的前端部531（参照图3，下同）进行研磨。研磨部7包括：具有平坦的水平研磨面711的片状研磨部件71；以及对研磨部件71进行保持的研磨部件保持部72，研磨部7安装在载放台21的（＋X）侧，通过载放台移动机构22而与载放台21一体地沿Y方向移动。
此处，主要参照图3和图4对接合用工具5的结构进行更详细地说明（在说明接合用工具5的结构的同时也对接合用工具5的制造方法进行说明）。
图3是本发明实施方式的接合用工具5的示意主视图。图4是本发明实施方式的接合用工具5的轴式凹模51附近的示意仰视图。
如上所述，接合用工具5包括轴式凹模51、超声波振动器52及电子元器件保持部53。
电子元器件保持部53具有头部较细的阳模嵌合部532，在轴式凹模51上形成有与阳模嵌合部532的形状相对应的阴模嵌合部5151，阳模嵌合部532隔着粘接层516与阴模嵌合部5151嵌合。
构成电子元器件保持部53的材料例如是超硬合金，在将电子元器件8安装到电路板81上时，这种超硬合金不易因受到来自电子元器件8的力而发生磨损。
为了保持理想的振动特性和振动传递特性，构成轴式凹模51的材料例如是与构成超声波振动器52的不锈钢等材料配合而选定的不锈钢。
为了使构成电子元器件保持部53的超硬合金和构成轴式凹模51的不锈钢基本上不发生超声波振动的传递损耗，构成粘接层516的材料例如是能够牢固地粘接的银焊料等焊料。
接合用工具5的制造可以通过以下方式进行：将用于形成粘接层516的焊料配置在阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151之间，利用规定的夹具对阳模嵌合部532和阴模嵌合部5151一边加压一边在恒温槽中加热，由此来形成粘接层516，并使阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151嵌合。例如，最好将薄片状的焊料贴在阳模嵌合部532或阴模嵌合部5151的粘接面上，夹入电子元器件保持部53和轴式凹模51之间，一边加压一边使温度上升来使焊料熔融，然后再使温度下降。
阳模嵌合部532头部较细，阴模嵌合部5151则是与阳模嵌合部532的形状相对应的形状。从而，在阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151之间即使不特意确保间隙，也能容易地进行将阳模嵌合部532放入阴模嵌合部5151的深处的工序，而上述间隙如上所述，有可能无法实现良好的振动特性和振动传递特性。
后面对电子元器件保持部52的阳模嵌合部532隔着粘接层516而与轴式凹模51的阴模嵌合部5151嵌合的结构进行更详细地说明。
此处，依次对超声波振动器52、轴式凹模51及电子元器件保持部53的结构进行更详细地说明。
超声波振动器52是设于轴式凹模51的（－X）侧的一端，利用压电元件（未图示）来产生超声波振动的单元。由超声波振动器52产生的超声波振动通过轴式凹模51作为纵向振动而传递到电子元器件保持部53，且经由电子元器件保持部53而作用至电子元器件8。
轴式凹模51是传递超声波振动的单元。
轴式凹模51是长边方向为传递超声波振动的X方向的实质性棱柱体。轴式凹模51将X方向设定为传递超声波振动的长边方向并具有长度L，且具有与YZ平面平行的对称面（即将上述的长度L一分为二的平面）S1、与XY平面平行的对称面S2以及与ZX平面平行的对称面S3。
轴式凹模51具有以超声波振动的规定频率来成为共振状态、且通过增幅来使超声波振动稳定的结构。
波腹点（anti nodal point）P1是表示与超声波振动的振幅在共振状态下最大的波腹相对应的X方向上的点。本实施方式中的超声波振动具有两个节点，更接近轴式凹模51的（－X）侧的一端的波节点（nodal point）P2及更接近轴式凹模51的（＋X）侧的另一端的波节点P3是表示与超声波振动的振幅在共振状态下几乎为零的节点相对应的X方向上的点。波腹点P1设置在对称面S1上，波节点P2及波节点P3则关于对称面S1而大致面对称地存在。
在轴式凹模51的轴式凹模突出部515上形成有与阳模嵌合部532的形状相对应的阴模嵌合部5151，该轴式凹模突出部515在与XY平面平行的两个面内的靠（－Z）一侧的下表面上，在X方向上以波腹点P1的位置为基准来设置。阴模嵌合部5151是断面形状为梯形的槽。并且，槽是在棱柱的与XY平面平行的两个面内的靠（－Z）一侧的下侧的面上，沿着与棱柱的长度方向、即X方向正交的Y方向形成的。
轴式凹模保持块511、512、513及514在轴式凹模51的与ZX平行的两个侧面上各设置两个。更具体地，轴式凹模保持块511及512设置在轴式凹模51的与ZX平行的两个面内的靠（－Y）侧的侧面上，轴式凹模保持块513及514设置在轴式凹模51的与ZX平行的两个面内的靠（＋Y）侧的侧面上。此外，轴式凹模保持块511及513在X方向上以波节点P2的位置为基准来设置，轴式凹模保持块512及514在X方向上以波节点P3的位置为基准来设置。
轴式凹模保持块511及513固定在支承块541上，轴式凹模保持块512及514固定在支承块542上。
此处，由于轴式凹模保持块511、512、513及514具有相同的结构，因此，对轴式凹模保持块511的结构进行详细说明。
轴式凹模保持块511具有在轴式凹模51的与ZX平面平行的两个面内的靠（－Y）侧的侧面上，以波节点P2的位置为基准设置的肋5112和与肋5112接合的本体5113。本体5113具有与肋5112邻接而沿肋5112的长边方向形成的切5114。轴式凹模保持块511通过轴式凹模固定螺钉5111而被固定在支承块541上，该轴式凹模固定螺钉5111***沿Z方向贯穿本体5113的孔。
肋5112是长度方向即高度方向为与传递超声波振动的X方向正交的Z方向、宽度方向为X方向的实质性细棱柱。
不过，肋5112的高度最好是在考虑到轴式凹模51的物理性质等的情况下将其设定得足够大。这是因为，在按压单元33按压电子元器件8的Z方向上，需要确保有足够的刚性，而能在承受按压时的负荷的同时传递按压力。在本实施方式中，轴式凹模保持块511、512、513及514在轴式凹模51的与ZX平行的两个侧面上各设置两个，且设置具有与肋5112相同结构的足够数量的肋，因此，能够确保与电子元器件8的尺寸或数量的增加相应的、足以承受按压时的负荷的刚性。
另外，肋5112的宽度最好是在考虑到轴式凹模51的物理性质等的情况下将其设定得充分小。这是因为，在传递超声波振动的X方向上，需要确保使电子元器件8在超声波振动下振动所需的充分的自由度。当然，切口5114是用于更大地确保这种自由度的结构。
另外，电子元器件保持部53是对电子元器件8进行保持的单元。
电子元器件保持部53具有头部较细的阳模嵌合部532和设在前端部531上、将电子元器件8保持在与阳模嵌合部532相反一侧的电子元器件保持面5311。阳模嵌合部532是断面形状为梯形的凸条。
电子元器件保持部53无论是关于对称面S1还是关于对称面S3都大致面对称。
电子元器件保持部53具有通过利用吸引路600进行真空吸附来将电子元器件8保持在对称面S1与对称面S3的交线上的安装中心点P上的前端部531。前端部531是具有Z方向的高度hz且具有最适于电子元器件8的尺寸及种类的断面形状。
不过，前端部531的高度hz是在考虑到轴式凹模突出部515的Z方向高度hz′等之后设计成如下大小：在将电子元器件8安装到电路板81上时，电子元器件保持部53不会与已经安装到电路板81上的其它电子元器件发生碰撞，并且不会产生较大的挠曲振动。
另外，吸引路600隔着与耐热性高的管子64连接的硅酮树脂等的吸附垫61，且通过支承台54及工具支承部34而与真空泵（未图示）连接。
此处主要参照图5来对电子元器件保持部53的阳模嵌合部532隔着粘接层516而与轴式凹模51的阴模嵌合部5151嵌合的结构进行更详细地说明。
图5是本发明实施方式的接合用工具5的电子元器件保持部53附近的示意主视图（之一）。
如上所述，阳模嵌合部532是断面形状为梯形的凸条，阴模嵌合部5151是断面形状为梯形的槽。
阳模嵌合部532具有凸条的顶面F53和凸条的侧面F53′及F53″。凸条的顶面F53与XY平面平行，该XY平面与传递超声波振动的X方向平行。位于（－X）侧的侧面F53′及位于（＋X）侧的侧面F53″与Y方向平行，但与顶面F53不平行，但无论是关于对称面S1还是关于对称面S3，都呈大致面对称状态。接着，形成如下锥形形状，该锥形形状无论是关于对称面S1还是关于对称面S3，都大致面对称，且末端朝向（－Z）侧逐渐扩展，即前端朝向（＋Z）侧逐渐尖细。
如上所述，阴模嵌合部5151呈与阳模嵌合部532的形状相对应的形状，其具有槽的底面F51及槽的侧面F51′和F51″。
凸条的顶面F53与槽的底面F51之间的粘接层516的厚度T（1）比凸条的侧面F53′与隔着粘接层516而和凸条的侧面F53′相对的槽的侧面F51′之间的粘接层516的厚度T′大，并且（2）比凸条的侧面F53″与隔着粘接层516而和凸条的侧面F53″相对的槽的侧面F51″之间的粘接层516的厚度T″大。
此外，凸条的顶面F53隔着粘接层516而与槽的底面F51相对，凸条的顶面F53的宽度W53比底面F51的宽度W51大。一旦使宽度W53比宽度W51大，就能避免阳模嵌合部532过分地进入阴模嵌合部5151的深处，因此，能够实现厚度T较大的结构，并且能够容易地如上所述实现厚度T比厚度T′及T″大的结构。
用于形成上述粘接层516的片状焊料的厚度大致相同，但一旦对阳模嵌合部532和阴模嵌合部5151一边加压一边加热，则配置于侧面F53′与侧面F51′之间以及侧面F53″与侧面F51″之间的空间内的片状焊料便会熔融而流入顶面F53与底面F51之间的空间内，能够最终实现上述的厚度T比厚度T′及T″大的结构。当然，最好对片状焊料的分量进行调节，以使粘接层516填充阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151之间的空间。
在厚度T′及T″较小的结构中，在如上所述将焊料以熔融状态夹入电子元器件保持部53与轴式凹模51之间且进行加压时，更不易发生电子元器件保持部53在X方向上的移位。因此，在将阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151嵌合时，电子元器件保持部53关于对称面S1的面对称性不易受损，因此能够实现更理想的振动特性和振动传递特性。
另外，在厚度T′及T″较小的结构中，接合所需的轴式凹模51的振动就不会被粘接层516吸收，而是几乎全部有效地传递到电子元器件保持部53，其中，上述轴式凹模51的振动是作为在接合面上出现局部侧滑的X方向上的变位而产生的。从而，减少了使这种接合所需的振动消散的可能性，因此，提高了电子元器件8所受到的超声波振动的稳定性。
另外，在厚度T较大的结构中，如图6所示，作为Z方向的变位而产生的轴式凹模51的扭曲便被粘接层516吸收而几乎不会传递到电子元器件保持部53，其中，图6是本发明实施方式的接合用工具5的、赋予超声波振动的电子元器件保持部53附近的示意主视图。因此，即使在电子元器件8的尺寸较大等情况下，也能减少电子元器件保持面5311的平坦性受损的可能性，因此，能够提高电子元器件8所受的超声波振动的均匀性。
不过，粘接层516的厚度最好是在任何部位上都为200μm以下。若预先使粘接层516的厚度在任何部位上都为200μm以下，则即便是上述接合所需的轴式凹模51的振动也会被粘接层516所吸收，因此，基本不可能出现超声波振动传递损耗。
另外，顶面F53与侧面F53′之间的边缘上的角度Φ′为钝角，并和顶面F53与侧面F53″之间的边缘上的角度Φ″相等（即Φ′＝Φ″＞90°），底面F51与侧面F51′之间的边缘上的角度θ′是钝角，并和底面F51与侧面F51″之间的边缘上的角度θ″（即θ′＝θ″＞90°）。
若使角度Φ′与角度θ′相等（即Φ′＝θ′），则不易在阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151之间产生间隙，因此容易实现厚度T′及T″较小的结构。
另外，如图7所示，若使角度Φ′比角度θ′大（即Φ′＞θ′），就更容易实施使阳模嵌合部532进入阴模嵌合部5151深处的工序，其中，图7是本发明实施方式的接合用工具5的电子元器件保持部53附近的示意主视图（之二）。
另外，如图8所示，若使角度Φ′比角度θ′小（即Φ′＜θ′），就可避免阳模嵌合部532过度进入阴模嵌合部5151深处，因此，容易实现厚度T较大的结构，其中，图8是本发明实施方式的接合用工具5的电子元器件保持部53附近的示意主视图（之三）。
当然，也可以如图9所示，对顶面53与侧面F53′之间的边缘和/或顶面53与侧面F53″之间的边缘实施切角倒圆角的处理，其中，图9是本发明实施方式的接合用工具5的电子元器件保持部53附近的示意主视图（之四）。
较为理想的是，电子元器件保持部53的、与电子元器件保持面5311正交的Z方向上的高度HZ与电子元器件保持部53的、传递超声波的X方向上的宽度WX之间的比率（高度HZ/宽度WX）为1/10以上。若如上所述设定高度HZ/宽度WX，则电子元器件保持部53就不会成为过于扁平的形状，即使在如上所述在将阳模嵌合部532与阴模嵌合部5151嵌合时，也能防止因电子元器件保持部53、轴式凹模51以及粘接层516的热膨胀率不同而导致在电子元器件保持部53和/或粘接层516上出现裂纹，因此，能够实现更理想的振动特性及振动传递特性。
较为理想的是，构成轴式凹模51的材料的杨氏模量比构成粘接层516的材料的杨氏模量大，并且构成电子元器件保持部53的材料的杨氏模量比构成粘接层516的材料的杨氏模量大。杨氏模量表示在弹性范围内产生单位变形所需的应力，该杨氏模量从大到小依次为构成电子元器件保持部53的超硬合金、构成轴式凹模51的不锈钢、构成粘接层516的焊料。若预先这样设定杨氏模量的大小关系，上述轴式凹模51的扭曲就会被刚性比轴式凹模51低的粘接层516所吸收，而几乎不会传递到刚性比粘接层516高的电子元器件保持部53，即使在电子元器件8的尺寸较大等情况下，也能减少电子元器件保持面5133的平坦性受损的可能性，因此能够更加提高电子元器件8所受的超声波振动的均匀性。
接着，参照图1～图3来对本发明实施方式的电子元器件安装装置1的动作进行说明。
多个电子元器件8以接合面朝向（＋Z）侧的方式载放在电子元器件托盘411上，托盘移动机构413使该电子元器件托盘411朝位于（－X）侧的供给头42的下方移动，供给用筒夹421利用吸引力吸附电子元器件8的接合面。
供给头移动机构43一边使供给头42反转一边朝（＋X）方向移动，供给用筒夹421在交接电子元器件8的位置上与接合用工具5相对。
一旦按压单元33使转轴35略微下降、且接合用工具5通过吸引而从供给筒夹421接受电子元器件8，则供给用筒夹421便停止吸引。
按压单元33使转轴35略微上升，并使供给用筒夹421退让到原来的位置上。
电子元器件安装部31朝向摄像部11的正上方移动，摄像部11对保持在接合用工具5的电子元器件保持部53上的电子元器件8进行摄像。
摄像部11输出图像数据，控制部10基于所输出的图像数据来对电子元器件安装部31进行控制，以修正电子元器件8的姿势。
而当控制部10判断电子元器件8的姿势因吸附错误等而处于不能修正的状态时，便中止电子元器件8的安装动作，电子元器件安装部31朝零件回收机构（未图示）的上方移动，来将电子元器件8回收。
安装部移动机构32使电子元器件安装部31向预定安装电子元器件8的、保持在电路板保持部的电路板81的上方移动。
接合用工具5朝向电路板81下降，在电子元器件8的接合面上形成的凸出电极与电路板81上的电极接触。
按压单元33使转轴35下降来按压电子元器件8。
接合用工具5的超声波振动器52产生超声波振动。
在电子元器件8的接合面上形成的凸出电极与电路板81上的电极作电气接合，电子元器件8的接合与其安装同时进行。
一旦电子元器件8的安装结束，接合用工具5便停止吸引，按压单元33使接合用工具5上升。
要确认前端部531的与电子元器件8抵接的面是否需要研磨。
当判断为需要研磨时，电子元器件安装部31就向研磨部7的上方移动，并将前端部531按压到研磨部件71上，以赋予用于通过超声波振动器52来进行研磨所需的振动。
当前端部531的研磨结束时，或判断为不需进行研磨时，要确认是否继续电子元器件8的安装。
在要继续电子元器件8的安装时，电子元器件安装部31再度朝与供给用筒夹421之间交接电子元器件8的位置移动，反复进行用于将电子元器件8安装到电路板81上的上述安装动作。
一旦所需的全部电子元器件8均被安装到电路板81上，就结束安装动作。
不过，上述的“平行”等数学用语中除了严格的平行外，只要是不会对实现上述功能带来阻碍，还包括大致平行的情况。
当然，本发明不限于上述实施方式，还可作各种变形。
工业上的可利用性
本发明的接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法能够进行更高品质的超声波接合，其可用于例如将电子元器件安装到电路板上。
(符号说明)
8 电子元器件
81 电路板
33 按压单元
34 工具支承部
35 转轴
5 接合用工具
51 轴式凹模
511、512、513、514 轴式凹模保持块
5111 轴式凹模固定螺钉
5112 肋
5113 本体
5114 切口
515 轴式凹模突出部
5151 阴模嵌合部
516 粘接层
52 超声波振动器
53 电子元器件保持部
531 前端部
5311 电子元器件保持面
532 阳模嵌合部
54 支承台
541、542 支承块
61 吸附垫
64 管子
600 吸引路

Claims (7)

1.一种接合用工具，包括：
轴式凹模，该轴式凹模用于传递超声波振动；
超声波振动器，该超声波振动器设置在所述轴式凹模的一端并产生所述超声波振动；以及
电子元器件保持部，该电子元器件保持部用于对电子元器件进行保持，
所述电子元器件保持部具有头部较细的阳模嵌合部和将所述电子元器件保持在与所述阳模嵌合部相反一侧的电子元器件保持面，
在所述轴式凹模的规定面上，形成有与所述阳模嵌合部的形状相对应的阴模嵌合部，
所述阳模嵌合部隔着粘接层与所述阴模嵌合部嵌合,
所述阳模嵌合部是断面形状为梯形的凸条，
所述阴模嵌合部是断面形状为梯形的槽，
所述凸条的顶面隔着所述粘接层而与所述槽的底面相对，
所述凸条的顶面的宽度比所述槽的底面的宽度大，
所述轴式凹模是长边方向为传递所述超声波振动的方向的实质性棱柱，
所述槽在所述棱柱的下侧的面上沿着与所述棱柱的长边方向正交的方向形成，
所述凸条的顶面与所述槽的底面之间的所述粘接层的厚度比所述凸条的侧面与隔着所述粘接层而和所述凸条的侧面相对的所述槽的侧面之间的所述粘接层的厚度大，(i)传递所述超声波振动的所述方向的所述轴式凹模的振动没有被位于所述凸条的所述侧面与隔着所述粘接层而和所述凸条的所述侧面相对的所述槽的所述侧面之间的所述粘接层吸收，而是传递到所述电子元器件保持部，(ii)因所述轴式凹模的所述振动而产生的、沿与所述电子元器件保持面正交的方向的所述轴式凹模的扭曲被位于所述凸条的所述顶面与所述槽的所述底面之间的所述粘接层吸收。
2.如权利要求1所述的接合用工具，其特征在于，
所述粘接层的厚度为200μm以下。
3.如权利要求1所述的接合用工具，其特征在于，
所述电子元器件保持部的、与所述电子元器件保持面正交的所述方向上的高度与所述电子元器件保持部的、传递所述超声波振动的方向上的宽度之比(高度/宽度)为1/10以上。
4.如权利要求1所述的接合用工具，其特征在于，
构成所述轴式凹模的材料的杨氏模量比构成所述粘接层的材料的杨氏模量大，
构成所述电子元器件保持部的材料的杨氏模量比构成所述粘接层的材料的杨氏模量大。
5.如权利要求1所述的接合用工具，其特征在于，
构成所述粘接层的材料是焊料。
6.一种电子元器件安装装置，包括：
电路板保持部，该电路板保持部用于对电路板进行保持；
电子元器件供给部，该电子元器件供给部用于供给所述电子元器件；以及
电子元器件安装单元，该电子元器件安装单元用于将所供给的所述电子元器件安装在被保持的所述电路板上，
所述电子元器件安装单元具有电子元器件安装部，
所述电子元器件安装部具有按压单元和权利要求1所述的接合用工具，
所述按压单元通过所述接合用工具的所述电子元器件保持部来将所述电子元器件相对于所述电路板推压。
7.一种权利要求1所述的接合用工具的制造方法，包括以下步骤：
阳模嵌合部形成步骤，在该步骤中形成所述阳模嵌合部；
阴模嵌合部形成步骤，在该步骤中形成所述阴模嵌合部；
焊料配置步骤，在该步骤中将用于形成所述粘接层的焊料配置在所述阳模嵌合部与所述阴模嵌合部之间；以及
嵌合步骤，在该步骤中利用规定的夹具对所述阳模嵌合部和所述阴模嵌合部一边加压一边在恒温槽中加热，由此形成所述粘接层，并使所述阳模嵌合部与所述阴模嵌合部嵌合。
CN201180023840.4A 2010-05-20 2011-04-12 接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法 Active CN102893383B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-116011 2010-05-20
JP2010116011 2010-05-20
PCT/JP2011/002144 WO2011145266A1 (ja) 2010-05-20 2011-04-12 ボンディングツール、電子部品装着装置、およびボンディングツールの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102893383A CN102893383A (zh) 2013-01-23
CN102893383B true CN102893383B (zh) 2015-09-30

Family

ID=44991389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180023840.4A Active CN102893383B (zh) 2010-05-20 2011-04-12 接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8973807B2 (zh)
JP (1) JP5426762B2 (zh)
KR (1) KR101385803B1 (zh)
CN (1) CN102893383B (zh)
TW (1) TWI497622B (zh)
WO (1) WO2011145266A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5967545B2 (ja) * 2013-02-21 2016-08-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子部品ボンディングツール
KR102056177B1 (ko) * 2013-02-22 2020-01-22 삼성전자 주식회사 음성 대화 서비스 제공 방법 및 이동 단말
TWI557821B (zh) * 2014-02-21 2016-11-11 新川股份有限公司 半導體裝置的製造方法以及打線裝置
RU2632424C2 (ru) 2015-09-29 2017-10-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс" Способ и сервер для синтеза речи по тексту
US10414099B2 (en) 2016-10-17 2019-09-17 Sonics & Materials, Inc. Tool pattern for sealing flexible materials in two separate planes
US10414098B2 (en) 2016-10-17 2019-09-17 Sonics & Materials, Inc. Tool pattern for sealing flexible materials in two separate planes
JP7181217B2 (ja) * 2017-04-04 2022-11-30 クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク． 超音波溶接システムおよびその使用方法
CN106944738A (zh) * 2017-05-03 2017-07-14 广州市科普超声电子技术有限公司 一种超声波焊头以及超声波焊接设备
CN108188535B (zh) * 2018-03-20 2024-02-20 镭射沃激光科技(深圳)有限公司 一种手机摄像头模组焊接治具及其焊接上料方法
JP7214991B2 (ja) * 2018-06-28 2023-01-31 Tdk株式会社 超音波接合ヘッド、超音波接合装置および超音波接合方法
DE102018124779A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Ensinger Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Isolierprofils
CN210818312U (zh) * 2019-08-15 2020-06-23 富港电子(昆山)有限公司 压合结构
KR20220022511A (ko) * 2020-08-18 2022-02-28 삼성디스플레이 주식회사 초음파 본딩 장치 및 이를 이용한 초음파 본딩 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3809553A (en) * 1972-12-26 1974-05-07 R Peaslee Metal foil-making process
CN101577218A (zh) * 2008-05-07 2009-11-11 松下电器产业株式会社 电子元器件安装装置及电子元器件安装方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02121830A (ja) 1988-10-31 1990-05-09 Suzuki Motor Co Ltd 超音波ホーン
US6073827A (en) 1998-08-27 2000-06-13 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Wire bonding capillary with a conical surface
JP3788351B2 (ja) 2002-01-21 2006-06-21 松下電器産業株式会社 電子部品のボンディング装置および電子部品のボンディングツール
JP2005224821A (ja) 2004-02-10 2005-08-25 Kaijo Corp 超音波接合装置
JP2006135249A (ja) 2004-11-09 2006-05-25 Fujitsu Ltd 超音波実装方法およびこれに用いる超音波実装装置
JP2006210534A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 実装工具
JP2007220806A (ja) 2006-02-15 2007-08-30 Toshiba Corp 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法
JP2007319876A (ja) 2006-05-30 2007-12-13 Toshiba Corp 超音波接合装置及び半導体装置の製造方法
WO2008139668A1 (ja) * 2007-04-27 2008-11-20 Panasonic Corporation 電子部品装着装置および電子部品装着方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3809553A (en) * 1972-12-26 1974-05-07 R Peaslee Metal foil-making process
CN101577218A (zh) * 2008-05-07 2009-11-11 松下电器产业株式会社 电子元器件安装装置及电子元器件安装方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130040196A (ko) 2013-04-23
TWI497622B (zh) 2015-08-21
KR101385803B1 (ko) 2014-04-16
JPWO2011145266A1 (ja) 2013-07-22
TW201203413A (en) 2012-01-16
WO2011145266A1 (ja) 2011-11-24
JP5426762B2 (ja) 2014-02-26
US20130026211A1 (en) 2013-01-31
CN102893383A (zh) 2013-01-23
US8973807B2 (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102893383B (zh) 接合用工具、电子元器件安装装置以及接合用工具的制造方法
JP5334843B2 (ja) 電子部品装着装置および電子部品装着方法
JP5313751B2 (ja) 電子部品装着装置
TWI430727B (zh) 結合工具、電子零件安裝裝置及電子零件安裝方法
WO2011092809A1 (ja) 超音波接合方法及び超音波接合装置
JP5663764B2 (ja) 接合装置
JPH05114800A (ja) 電子部品の実装方法及び実装装置
JP4687290B2 (ja) 半導体チップのボンディング装置及びボンディング方法
JP4210269B2 (ja) 超音波フリップチップ実装装置
JP2010021216A (ja) フレキシブルなプリント基板の接合方法
JP4491321B2 (ja) 超音波実装方法およびこれに用いる超音波実装装置
JP2007005336A (ja) 電子部品装着装置、電子部品装着方法および保持ツール
JP4254650B2 (ja) 半導体装置の実装装置及び実装方法
JP5967545B2 (ja) 電子部品ボンディングツール
JP5095544B2 (ja) 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2006066689A (ja) 半導体素子及びバンプ電極の平坦化方法
JP2008117994A (ja) 部品接合装置及び超音波ホーン
JP2006319211A (ja) 半導体チップの実装構造
JP2007103735A (ja) 半導体装置
WO2008072510A1 (ja) 半導体装置
JP2004207589A (ja) 電子部品実装方法と基板及び回路基板
JP2004363125A (ja) 超音波ボンディング方法、超音波ボンディング装置
JP2001284409A (ja) 電子部品素子実装装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT CO., LT

Free format text: FORMER OWNER: MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO, LTD.

Effective date: 20150827

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150827

Address after: Osaka Japan

Applicant after: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

Address before: Osaka Japan

Applicant before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant