JP3617485B2 - 電子部品のボンディング装置およびボンディングツール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップのようなバンプ付き電子部品などの電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする電子部品のボンディング装置およびボンディングツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として、超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることにより接合面を密着させるものである。この方法に用いられるボンディングツールは、振動発生源である超音波振動子の振動を電子部品に伝達させる細長形状の棒体であるホーンを有しており、このホーンに備えられた圧着子によって電子部品に荷重と振動を作用させながら、電子部品を被接合面に圧着してボンディングするようになっている。
【０００３】
圧着子にはボンディング時の負荷（荷重と振動）が作用するため、繰り返し使用によってその下面（電子部品の吸着面）が摩耗しやすい。この摩耗が甚しくなると正常なボンディングを行うことが出来なくなることから、定期的に圧着子を交換せねばならない。このため、超音波接合用のボンディングツールでは、ホーン全体を交換することの無駄を避け、圧着子をホーン本体に対して着脱可能な別部品としこの別部品のみを交換する方法が一般に用いられている。
【０００４】
このような圧着子を別部品とする構成の例として、ホーンに凹状のテーパ面を設け、このテーパ面に嵌合する凸状のテーパ面を有する圧着子をねじによってホーン本体に締結する方法が知られている。この方法では、従来は圧着子に内ねじ部を設け、この内ねじ部とボルト部材によって圧着子をホーン本体に固定するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記圧着子に内ねじ部を設ける方法では、セラミック材料などねじ加工に適さない素材を圧着子の材質として採用することができないという材質選定上の制約とともに、テーパ面の加工精度上の制約から締結状態における圧着子のホーンに対する形状精度を確保することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、ボンディングツールの構成において圧着子締結用のねじ加工を圧着子に行う必要がなく、安定した形状精度を確保することができる電子部品のボンディング装置およびボンディングツールを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品のボンディング装置は、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えた。
【００１８】
請求項２記載の電子部品のボンディング装置は、請求項１記載の電子部品のボンディング装置であって、前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねる。
【００１９】
請求項３記載の電子部品のボンディング装置は、請求項１または２に記載の電子部品のボンディング装置であって、前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通する。
【００２０】
請求項４記載の電子部品のボンディングツールは、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えた。
【００２１】
請求項５記載の電子部品のボンディングツールは、請求項４記載の電子部品のボンディングツールであって、前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記
第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねる。
【００２２】
請求項６記載の電子部品のボンディングツールは、請求項４または５に記載の電子部品のボンディングツールであって、前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通する。
【００２３】
本発明によれば、両側に外側に開いたテーパ面を有する溝の底面に、両側面がテーパ面となった末広がり形状の圧着子を当接させ、溝のテーパ面と圧着子の側面のテーパ面との間に嵌合部材を勘合させてホーンに締結することにより、圧着子にねじ加工を行うことなく、安定した形状精度を確保して圧着子を締結することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディング装置の正面図、図２は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図、図３は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図、図４、図５、図６は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。
【００２５】
まず、図１を参照して電子部品のボンディング装置の全体構造を説明する。１は支持フレームであって、その前面には第１昇降板２と第２昇降板３が昇降自在に設けられている。第１昇降板２にはシリンダ４が装着されており、そのロッド５は第２昇降板３に結合されている。第２昇降板３にはボンディングヘッド１０が装着されている。支持フレーム１の上面にはＺ軸モータ６が設けられている。Ｚ軸モータ６は垂直な送りねじ７を回転させる。送りねじ７は第１昇降板２の背面に設けられたナット８に螺合している。したがってＺ軸モータ６が駆動して送りねじ７が回転すると、ナット８は送りねじ７に沿って上下動し、第１昇降板２や第２昇降板３も上下動する。
【００２６】
図１において、上面が電子部品の被接合面である基板４６は基板ホルダ４７上に載せられており、基板ホルダ４７はテーブル４８上に載せられている。テーブル４８は可動テーブルであって、基板４６をＸ方向やＹ方向へ水平移動させ、基板４６を所定の位置に位置決めする。テーブル４８は電子部品４０に対して基板４６を相対的に移動させる位置決め手段となっている。
【００２７】
４２はカメラであって、一軸テーブル４３に装着されている。４４はカメラ４２から前方へ延出する鏡筒である。カメラ４２を一軸テーブル４３に沿って前進させ、鎖線で示すように鏡筒４４の先端部をボンディングツール１４の下面に吸着して保持された接合物としてのバンプ付きの電子部品４０と基板４６の間に位置させ、その状態で電子部品４０と基板４６の位置をカメラ４２で観察する。
【００２８】
５３は認識部であり、カメラ４２で撮像された電子部品４０や基板４６の画像を認識してこれらの位置を検出する。５０は主制御部であり、モータ駆動部５１を介してＺ軸モータ６すなわちボンディングヘッド１０の昇降動作を制御し、テーブル制御部５２を介してテーブル４８すなわち基板４６の位置決めを行う。また主制御部５０は、認識部５３によって検出された電子部品４０と基板４６の位置より、水平面内における両者の位置ずれを演算し、この位置ずれを補正するようにテーブル４８を駆動する。さらに主制御部５０には、荷重制御部５４と吸引装置５６が接続されている。
【００２９】
押圧手段としてのシリンダ４は、荷重制御部５４を介して主制御部５０に接続されており、シリンダ４のロッド５の突出力すなわちボンディングツール１４で電子部品４０のバンプを基板４６に押し付ける押圧荷重が制御される。吸引装置５６は主制御部５０からの指令によってボンディングツール１４による電子部品４０の吸引・吸引解除を行う。超音波振動子から成る振動子１７は、超音波振動子駆動部５５を介して主制御部５０に接続されており、主制御部５０からの指令に従って超音波振動を行う。
【００３０】
ボンディングヘッド１０の本体１１の下端部には、ホルダ１２が結合されている。ホルダ１２にはブロック１３が装着され、ブロック１３にはボンディングツール１４が固定されている。ブロック１３の側部の突部１３ａは吸引装置５６に接続されている。以下、図２、図３を参照してボンディングツール１４について説明する。
【００３１】
図２および図３に示すように、ボンディングツール１４は横長のホーン１５を主体としている。ホーン１５は細長形状の棒状体であり、平面視してその両側部からセンターへ向って次第に幅狭となるテーパ面１５ａを有している。ホーン１５の中央部にはテーパ形状の圧着子３０（吸着部）が下方へ突出して着脱自在に装着されている。
【００３２】
図１において、ブロック１３の側面に設けられた突部１３ａには吸着パッド１９が装着されている。ホーン１５には圧着子３０の吸着孔３２に連通する真空吸引孔１６ａ，１６ｂが形成されており、吸着パッド１９はホーン１５の上面の真空吸引孔１６ｂに当接している。したがって吸着パッド１９に接続された吸引装置５６（図１）を駆動してエアを吸引することにより、圧着子３０に開口した吸着孔３２（図３（ｂ））から真空吸引し、この圧着子３０の下面にバンプ付きの電子部品４０を真空吸着して保持することができる。
【００３３】
圧着子３０の下端部は接合作用部３０ａ（図４参照）となっており、圧着子３０の曲げ振動と押圧手段（シリンダ４）の押圧荷重を電子部品４０に作用させる。圧着子３０は電子部品４０を吸着して保持するとともに、ボンディング時には接合作用部３０ａの圧着面３０ｂ（図４参照）が電子部品４０の上面に当接して電子部品４０を基板４６に対して押圧する。
【００３４】
圧着子３０から等距離隔てられた４ヶ所には、リブ１５ｃがホーン１５と一体的に設けられている。ブロック１３への取り付けバランスを良くするために、４個のリブ１５ｃはホーン１５のセンターの圧着子３０を中心として平面視して対称に突設されている。ボンディングツール１４は、リブ１５ｃに形成された貫通孔２０にボルトを螺入することにより、ブロック１３の下面に着脱自在に装着されている。
【００３５】
図２において、ホーン１５の側端部には振動付与手段である振動子１７が装着されている。振動子１７を駆動することにより、ホーン１５には縦振動（ホーン１５の長手方向の振動）が付与され、圧着子３０は水平方向ａ（ホーン１５の長手方向）に振動する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ホーン１５の形状は両端部から中央部に向かって側面のテーパ面１５ａおよび上下面のテーパ面１５ｂを経て順次幅および高さが絞られた形状となっている。
【００３６】
これにより、振動子１７より圧着子３０に伝達される経路において超音波振動の振幅は増幅され、圧着子３０には振動子１７が発振する振幅以上の振動が伝達され、この振動は圧着面３０ｂを介して電子部品４０に伝達される。この電子部品４０への振動伝達においては、振動子１７によってホーン１５を介して伝達される縦振動のみならず、ホーン１５の縦振動によってテーパ形状の圧着子３０に誘起される曲げ振動が重畳して伝達される。
【００３７】
次に図４、図５を参照して圧着子３０のホーン１５への装着について説明する。ホーン１５の下面側（圧着側）の中心位置、すなわちホーン１５に振動子１７により誘起される定在波振動の腹に相当する位置には、左右対称形状の溝１８が振動伝播方向（ホーン１５の長手方向）に直交する方向（紙面に対して垂直方向）に設けられている。溝１８の左右両内側面は、外側に開いたテーパ形状の第１のテーパ面（第１の面）１８ａ、第２のテーパ面（第２の面）１８ｂとなっている。溝１８の底面１８ｃの中央部には、位置決め用の凹部１８ｄが設けられており、凹部１８ｄには、ホーン１５の内部に設けられた真空吸引孔１６ａが開口している。
【００３８】
ホーン１５に装着される圧着子３０は、電子部品４０に当接する接合作用部３０ａから溝１８の底面１８ｃに当接する当接面３０ｆに向かって幅が増大する末広がり形状となっており、当接面３０ｆには、溝１８の凹部１８ｄに嵌合する凸部３０ｅが設けられている。なお、凹部１８ｄ、凸部３０ｅの凹凸方向を入れ換えて、溝１８側に凸部を、圧着子３０側に凹部を設けて位置決めするようにしてもよい。
【００３９】
圧着子３０には、接合作用部３０ａから当接面３０ｆまで貫通する吸着孔３２が設けられている。当接面３０ｆを溝１８の底面１８ｃに当接させた状態では、吸着孔３２は底面１８ｃの凹部１８ｄと当接面３０ｆの凸部３０ｅとの間に介装されたシール部材３１を介して、ホーン１５の内部に設けられた真空吸引孔１６ａと連通するようになっている。
【００４０】
圧着子３０の両側面は第３のテーパ面３０ｃ、第４のテーパ面３０ｄとなっており、凸部３０ｅを位置決め用の凹部１８ｄに嵌合させて圧着子３０を溝１８に位置合わせし、当接面３０ｆを溝１８の底面１８ｃに当接させた状態では、第１のテーパ面１８ａは第３のテーパ面３０ｃと、また第２のテーパ面１８ｂは第４のテーパ面３０ｄとそれぞれ対向する。ホーン１５の上面の中央位置には、圧着子３０と略対称形状の凸部１５ｄが設けられており、圧着子３０がホーン１５に装着された状態において、ホーン１５の質量分布が振動伝播方向の中心線について対称に保たれるようになっている。
【００４１】
次にホーン１５への圧着子３０の締結方法について説明する。ホーン１５には、溝１８の両側端部に開口する２つの垂直な貫通孔１５ｅが設けられており、圧着子３０をホーン１５に締結する際には、図５に示すように２つの貫通孔１５ｅに第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂを上側から挿通させる。そして第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂのねじ部を、それぞれテーパ形状の第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂの内ねじ部３４ａと螺合させる。
【００４２】
これにより、図４に示す第１の嵌合部材３４Ａのテーパ面３４ｂ、３４ｃは、第１のテーパ面１８ａ、第３のテーパ面３０ｃとそれぞれ当接し、また第２の嵌合部材３４Ｂのテーパ面３４ｄ、３４ｅは、第２のテーパ面１８ｂ、第４のテーパ面３０ｄとそれぞれ当接する。そして第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂを所定の締結トルクで締め付けることにより、圧着子３０の当接面３０ｆは溝１８の底面１８ｃに所定の面圧で押圧され、強固な締結が実現される。
【００４３】
この締結状態において、圧着子３０のホーン１５に対する形状精度は、当接面３０ｆが溝１８の底面１８ｃに当接し、さらに凸部３０ｅが凹部１８ｄに嵌合した状態にあることから、圧着子３０は水平方向の位置ずれや圧着面３０ｂのホーン１５に対する平行度のばらつきを生じることなく正しい姿勢で締結される。また、圧着子３０の締結において、圧着子３０にはねじ加工を必要としないことから、セラミックなどねじ加工に不適な材質をも含めて広い範囲から圧着子３０の材質を選定することができる。
【００４４】
なお、第１の面１８ａ、第２の面１８ｂは、必ずしも外側に開いたテーパ面である必要はなく、圧着面３０ｂに対して垂直な垂直面であってもよい。この場合、第１の面１８ａに当接する第１の嵌合部材３４Ａのテーパ面３４ｂならびに、第２の面１８ｂに当接する第２の嵌合部材３４Ｂのテーパ面３４ｄも垂直面となる。
【００４５】
また、圧着子３０をホーン１５に締め付ける方法として、図６に示すような方法を用いてもよい。図６（ａ）に示す例では、内ねじ部３４ａが設けられた第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂの代わりに、貫通孔が設けられた第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂを用いる。そして貫通孔１５ｅおよび第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをそれぞれ挿通して下方に突出した第１のボルト部材３３’Ａ、第２のボルト部材３３’Ｂのねじ部を、ナット部材３５と螺合させて締め付けることにより、圧着子３０をホーン１５に締結する。
【００４６】
この例では、貫通孔１５ｅと、第１のボルト部材３３’Ａ、第２のボルト部材３３’Ｂと、ナット部材３５が、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをホーン１５に締結する第１の締め付け手段および第２の締め付け手段となっている。なお、図４，図５に示す例では、第１の嵌合部材３４Ａおよび第２の嵌合部材３４Ｂに内ねじ部３４ａが形成され、第１の嵌合部材３４Ａおよび第２の嵌合部材３４Ｂが上記ナット部材３５を兼ねた形となっている。
【００４７】
また図６（ｂ）に示す例では、ホーン１５の貫通孔１５ｅの代わりに内ねじ部１５’ｅを設け、第１のボルト部材３３’’Ａ、第２のボルト部材３３’’Ｂを、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂに設けられた貫通孔に下方から挿通させ、内ねじ部１５’ｅに螺合させるようにしている。この例では、内ねじ部１５’ｅと、第１のボルト部材３３’’Ａ、第２のボルト部材３３’’Ｂが、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをホーン１５に締結する第１の締め付け手段および第２の締め付け手段となっている。
【００４８】
（実施の形態２）
図７，図８は本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。図７において、ホーン１５の下面側に設けられた溝１８、圧着子３０、シール部材３１、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂ、第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂは、実施の形態１において図４に示すものと同様である。
【００４９】
ホーン１５の上面側（溝１８形成面の反対側）には、凸部１５ｄの両側に定在波振動の腹に相当する位置を中心として、第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇが設けられている。第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇは、いずれも左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられ、それぞれ外側に開いた１対のテーパ面１５ｈを有している。第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇの底面には、下面側の溝１８まで貫通する第１の貫通孔１５ｉ、第２の貫通孔１５ｊが設けられている。
【００５０】
第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇには、貫通孔３６ａが設けられたテーパ形状の第３の嵌合部材３６Ａおよび第４の嵌合部材３６Ｂが嵌合する。この状態で、図８に示すように第１のボルト部材３３Ａを上側から第３の嵌合部材３６Ａおよび第１の貫通孔１５ｉを挿通させ、第１の嵌合部材３４Ａと螺合させて締め付けることにより、第１の嵌合部材３４Ａと第３の嵌合部材３６Ａはホーン１５に締結される。また第２のボルト部材３３Ｂを上側から第４の嵌合部材３６Ｂおよび第２の貫通孔１５ｊを挿通させ、第２の嵌合部材３４Ｂと螺合させて締め付けることにより、第２の嵌合部材３４Ｂと第３の嵌合部材３６Ａはホーン１５に締結される。
【００５１】
この実施の形態２においては、実施の形態１と同様に形状精度に優れた強固な締結が実現されるとともに、ホーン１５の上面側と下面側にテーパ形状の嵌合部材を２つづつ配置して締結する構成としていることから、ホーン１５に対して作用する締め付け力は上下均等となり、締め付けによるホーン１５の変形を極力低減できるという効果を有する。
【００５２】
なお上記実施の形態においては、第１のボルト部材３３Ａ、第２のボルト部材３３Ｂと螺合する内ねじを、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂに設けるようにしているが、この内ねじを第３の嵌合部材３６Ａ、第４の嵌合部材３６Ｂに設け、第１のボルト部材３３Ａと第２のボルト部材３３Ｂを下から挿入して固定するようにしてもよい。また、実施の形態１の図６（ａ）に示す例と同様に、第１のボルト部材３３Ａ、第２のボルト部材３３Ｂをナット部材３５と螺合させて締め付けるようにしてもよい。図７，図８に示す例では、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂが、ナット部材を兼ねた形となっている。
【００５３】
さらに実施の形態１と同様に、第１の面１８ａ、第２の面１８ｂを垂直面としてもよい。この場合第１の面１８ａと対称位置にある第１の副溝１５ｆのテーパ面１５ｈならびに第２の面１８ｂと対称位置にある第２の副溝１５ｇのテーパ面１５ｈも垂直面とすることが望ましい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、両側に外側に開いたテーパ面を有する溝の底面に、両側面がテーパ面となった末広がり形状の圧着子を当接させ、溝のテーパ面と圧着子の側面のテーパ面との間に嵌合部材を嵌合させてホーンに締結するようにしたので、圧着子にねじ加工を行うことなく、圧着子を安定した形状精度を確保して締結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディング装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図５】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図６】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図７】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図８】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【符号の説明】
１４ ボンディングツール
１５ ホーン
１６ａ 吸引孔
１７ 振動子
１８ 溝
１８ａ 第１のテーパ面（第１の面）
１８ｂ 第２のテーパ面（第２の面）
１８ｃ 底面
１８ｄ 凹部
３０ 圧着子（吸着部）
３０ａ 接合作用部
３０ｃ 第３のテーパ面
３０ｄ 第４のテーパ面
３０ｅ 凸部
３２ 吸着孔
３３Ａ 第１のボルト部材
３３Ｂ 第２のボルト部材
３４Ａ 第１の嵌合部材
３４Ｂ 第２の嵌合部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップのようなバンプ付き電子部品などの電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする電子部品のボンディング装置およびボンディングツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として、超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることにより接合面を密着させるものである。この方法に用いられるボンディングツールは、振動発生源である超音波振動子の振動を電子部品に伝達させる細長形状の棒体であるホーンを有しており、このホーンに備えられた圧着子によって電子部品に荷重と振動を作用させながら、電子部品を被接合面に圧着してボンディングするようになっている。
【０００３】
圧着子にはボンディング時の負荷（荷重と振動）が作用するため、繰り返し使用によってその下面（電子部品の吸着面）が摩耗しやすい。この摩耗が甚しくなると正常なボンディングを行うことが出来なくなることから、定期的に圧着子を交換せねばならない。このため、超音波接合用のボンディングツールでは、ホーン全体を交換することの無駄を避け、圧着子をホーン本体に対して着脱可能な別部品としこの別部品のみを交換する方法が一般に用いられている。
【０００４】
このような圧着子を別部品とする構成の例として、ホーンに凹状のテーパ面を設け、このテーパ面に嵌合する凸状のテーパ面を有する圧着子をねじによってホーン本体に締結する方法が知られている。この方法では、従来は圧着子に内ねじ部を設け、この内ねじ部とボルト部材によって圧着子をホーン本体に固定するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記圧着子に内ねじ部を設ける方法では、セラミック材料などねじ加工に適さない素材を圧着子の材質として採用することができないという材質選定上の制約とともに、テーパ面の加工精度上の制約から締結状態における圧着子のホーンに対する形状精度を確保することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、ボンディングツールの構成において圧着子締結用のねじ加工を圧着子に行う必要がなく、安定した形状精度を確保することができる電子部品のボンディング装置およびボンディングツールを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品のボンディング装置は、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えた。
【００１８】
請求項２記載の電子部品のボンディング装置は、請求項１記載の電子部品のボンディング装置であって、前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねる。
【００１９】
請求項３記載の電子部品のボンディング装置は、請求項１または２に記載の電子部品のボンディング装置であって、前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通する。
【００２０】
請求項４記載の電子部品のボンディングツールは、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えた。
【００２１】
請求項５記載の電子部品のボンディングツールは、請求項４記載の電子部品のボンディングツールであって、前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記
第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねる。
【００２２】
請求項６記載の電子部品のボンディングツールは、請求項４または５に記載の電子部品のボンディングツールであって、前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通する。
【００２３】
本発明によれば、両側に外側に開いたテーパ面を有する溝の底面に、両側面がテーパ面となった末広がり形状の圧着子を当接させ、溝のテーパ面と圧着子の側面のテーパ面との間に嵌合部材を勘合させてホーンに締結することにより、圧着子にねじ加工を行うことなく、安定した形状精度を確保して圧着子を締結することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディング装置の正面図、図２は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図、図３は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図、図４、図５、図６は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。
【００２５】
まず、図１を参照して電子部品のボンディング装置の全体構造を説明する。１は支持フレームであって、その前面には第１昇降板２と第２昇降板３が昇降自在に設けられている。第１昇降板２にはシリンダ４が装着されており、そのロッド５は第２昇降板３に結合されている。第２昇降板３にはボンディングヘッド１０が装着されている。支持フレーム１の上面にはＺ軸モータ６が設けられている。Ｚ軸モータ６は垂直な送りねじ７を回転させる。送りねじ７は第１昇降板２の背面に設けられたナット８に螺合している。したがってＺ軸モータ６が駆動して送りねじ７が回転すると、ナット８は送りねじ７に沿って上下動し、第１昇降板２や第２昇降板３も上下動する。
【００２６】
図１において、上面が電子部品の被接合面である基板４６は基板ホルダ４７上に載せられており、基板ホルダ４７はテーブル４８上に載せられている。テーブル４８は可動テーブルであって、基板４６をＸ方向やＹ方向へ水平移動させ、基板４６を所定の位置に位置決めする。テーブル４８は電子部品４０に対して基板４６を相対的に移動させる位置決め手段となっている。
【００２７】
４２はカメラであって、一軸テーブル４３に装着されている。４４はカメラ４２から前方へ延出する鏡筒である。カメラ４２を一軸テーブル４３に沿って前進させ、鎖線で示すように鏡筒４４の先端部をボンディングツール１４の下面に吸着して保持された接合物としてのバンプ付きの電子部品４０と基板４６の間に位置させ、その状態で電子部品４０と基板４６の位置をカメラ４２で観察する。
【００２８】
５３は認識部であり、カメラ４２で撮像された電子部品４０や基板４６の画像を認識してこれらの位置を検出する。５０は主制御部であり、モータ駆動部５１を介してＺ軸モータ６すなわちボンディングヘッド１０の昇降動作を制御し、テーブル制御部５２を介してテーブル４８すなわち基板４６の位置決めを行う。また主制御部５０は、認識部５３によって検出された電子部品４０と基板４６の位置より、水平面内における両者の位置ずれを演算し、この位置ずれを補正するようにテーブル４８を駆動する。さらに主制御部５０には、荷重制御部５４と吸引装置５６が接続されている。
【００２９】
押圧手段としてのシリンダ４は、荷重制御部５４を介して主制御部５０に接続されており、シリンダ４のロッド５の突出力すなわちボンディングツール１４で電子部品４０のバンプを基板４６に押し付ける押圧荷重が制御される。吸引装置５６は主制御部５０からの指令によってボンディングツール１４による電子部品４０の吸引・吸引解除を行う。超音波振動子から成る振動子１７は、超音波振動子駆動部５５を介して主制御部５０に接続されており、主制御部５０からの指令に従って超音波振動を行う。
【００３０】
ボンディングヘッド１０の本体１１の下端部には、ホルダ１２が結合されている。ホルダ１２にはブロック１３が装着され、ブロック１３にはボンディングツール１４が固定されている。ブロック１３の側部の突部１３ａは吸引装置５６に接続されている。以下、図２、図３を参照してボンディングツール１４について説明する。
【００３１】
図２および図３に示すように、ボンディングツール１４は横長のホーン１５を主体としている。ホーン１５は細長形状の棒状体であり、平面視してその両側部からセンターへ向って次第に幅狭となるテーパ面１５ａを有している。ホーン１５の中央部にはテーパ形状の圧着子３０（吸着部）が下方へ突出して着脱自在に装着されている。
【００３２】
図１において、ブロック１３の側面に設けられた突部１３ａには吸着パッド１９が装着されている。ホーン１５には圧着子３０の吸着孔３２に連通する真空吸引孔１６ａ，１６ｂが形成されており、吸着パッド１９はホーン１５の上面の真空吸引孔１６ｂに当接している。したがって吸着パッド１９に接続された吸引装置５６（図１）を駆動してエアを吸引することにより、圧着子３０に開口した吸着孔３２（図３（ｂ））から真空吸引し、この圧着子３０の下面にバンプ付きの電子部品４０を真空吸着して保持することができる。
【００３３】
圧着子３０の下端部は接合作用部３０ａ（図４参照）となっており、圧着子３０の曲げ振動と押圧手段（シリンダ４）の押圧荷重を電子部品４０に作用させる。圧着子３０は電子部品４０を吸着して保持するとともに、ボンディング時には接合作用部３０ａの圧着面３０ｂ（図４参照）が電子部品４０の上面に当接して電子部品４０を基板４６に対して押圧する。
【００３４】
圧着子３０から等距離隔てられた４ヶ所には、リブ１５ｃがホーン１５と一体的に設けられている。ブロック１３への取り付けバランスを良くするために、４個のリブ１５ｃはホーン１５のセンターの圧着子３０を中心として平面視して対称に突設されている。ボンディングツール１４は、リブ１５ｃに形成された貫通孔２０にボルトを螺入することにより、ブロック１３の下面に着脱自在に装着されている。
【００３５】
図２において、ホーン１５の側端部には振動付与手段である振動子１７が装着されている。振動子１７を駆動することにより、ホーン１５には縦振動（ホーン１５の長手方向の振動）が付与され、圧着子３０は水平方向ａ（ホーン１５の長手方向）に振動する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ホーン１５の形状は両端部から中央部に向かって側面のテーパ面１５ａおよび上下面のテーパ面１５ｂを経て順次幅および高さが絞られた形状となっている。
【００３６】
これにより、振動子１７より圧着子３０に伝達される経路において超音波振動の振幅は増幅され、圧着子３０には振動子１７が発振する振幅以上の振動が伝達され、この振動は圧着面３０ｂを介して電子部品４０に伝達される。この電子部品４０への振動伝達においては、振動子１７によってホーン１５を介して伝達される縦振動のみならず、ホーン１５の縦振動によってテーパ形状の圧着子３０に誘起される曲げ振動が重畳して伝達される。
【００３７】
次に図４、図５を参照して圧着子３０のホーン１５への装着について説明する。ホーン１５の下面側（圧着側）の中心位置、すなわちホーン１５に振動子１７により誘起される定在波振動の腹に相当する位置には、左右対称形状の溝１８が振動伝播方向（ホーン１５の長手方向）に直交する方向（紙面に対して垂直方向）に設けられている。溝１８の左右両内側面は、外側に開いたテーパ形状の第１のテーパ面（第１の面）１８ａ、第２のテーパ面（第２の面）１８ｂとなっている。溝１８の底面１８ｃの中央部には、位置決め用の凹部１８ｄが設けられており、凹部１８ｄには、ホーン１５の内部に設けられた真空吸引孔１６ａが開口している。
【００３８】
ホーン１５に装着される圧着子３０は、電子部品４０に当接する接合作用部３０ａから溝１８の底面１８ｃに当接する当接面３０ｆに向かって幅が増大する末広がり形状となっており、当接面３０ｆには、溝１８の凹部１８ｄに嵌合する凸部３０ｅが設けられている。なお、凹部１８ｄ、凸部３０ｅの凹凸方向を入れ換えて、溝１８側に凸部を、圧着子３０側に凹部を設けて位置決めするようにしてもよい。
【００３９】
圧着子３０には、接合作用部３０ａから当接面３０ｆまで貫通する吸着孔３２が設けられている。当接面３０ｆを溝１８の底面１８ｃに当接させた状態では、吸着孔３２は底面１８ｃの凹部１８ｄと当接面３０ｆの凸部３０ｅとの間に介装されたシール部材３１を介して、ホーン１５の内部に設けられた真空吸引孔１６ａと連通するようになっている。
【００４０】
圧着子３０の両側面は第３のテーパ面３０ｃ、第４のテーパ面３０ｄとなっており、凸部３０ｅを位置決め用の凹部１８ｄに嵌合させて圧着子３０を溝１８に位置合わせし、当接面３０ｆを溝１８の底面１８ｃに当接させた状態では、第１のテーパ面１８ａは第３のテーパ面３０ｃと、また第２のテーパ面１８ｂは第４のテーパ面３０ｄとそれぞれ対向する。ホーン１５の上面の中央位置には、圧着子３０と略対称形状の凸部１５ｄが設けられており、圧着子３０がホーン１５に装着された状態において、ホーン１５の質量分布が振動伝播方向の中心線について対称に保たれるようになっている。
【００４１】
次にホーン１５への圧着子３０の締結方法について説明する。ホーン１５には、溝１８の両側端部に開口する２つの垂直な貫通孔１５ｅが設けられており、圧着子３０をホーン１５に締結する際には、図５に示すように２つの貫通孔１５ｅに第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂを上側から挿通させる。そして第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂのねじ部を、それぞれテーパ形状の第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂの内ねじ部３４ａと螺合させる。
【００４２】
これにより、図４に示す第１の嵌合部材３４Ａのテーパ面３４ｂ、３４ｃは、第１のテーパ面１８ａ、第３のテーパ面３０ｃとそれぞれ当接し、また第２の嵌合部材３４Ｂのテーパ面３４ｄ、３４ｅは、第２のテーパ面１８ｂ、第４のテーパ面３０ｄとそれぞれ当接する。そして第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂを所定の締結トルクで締め付けることにより、圧着子３０の当接面３０ｆは溝１８の底面１８ｃに所定の面圧で押圧され、強固な締結が実現される。
【００４３】
この締結状態において、圧着子３０のホーン１５に対する形状精度は、当接面３０ｆが溝１８の底面１８ｃに当接し、さらに凸部３０ｅが凹部１８ｄに嵌合した状態にあることから、圧着子３０は水平方向の位置ずれや圧着面３０ｂのホーン１５に対する平行度のばらつきを生じることなく正しい姿勢で締結される。また、圧着子３０の締結において、圧着子３０にはねじ加工を必要としないことから、セラミックなどねじ加工に不適な材質をも含めて広い範囲から圧着子３０の材質を選定することができる。
【００４４】
なお、第１の面１８ａ、第２の面１８ｂは、必ずしも外側に開いたテーパ面である必要はなく、圧着面３０ｂに対して垂直な垂直面であってもよい。この場合、第１の面１８ａに当接する第１の嵌合部材３４Ａのテーパ面３４ｂならびに、第２の面１８ｂに当接する第２の嵌合部材３４Ｂのテーパ面３４ｄも垂直面となる。
【００４５】
また、圧着子３０をホーン１５に締め付ける方法として、図６に示すような方法を用いてもよい。図６（ａ）に示す例では、内ねじ部３４ａが設けられた第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂの代わりに、貫通孔が設けられた第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂを用いる。そして貫通孔１５ｅおよび第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをそれぞれ挿通して下方に突出した第１のボルト部材３３’Ａ、第２のボルト部材３３’Ｂのねじ部を、ナット部材３５と螺合させて締め付けることにより、圧着子３０をホーン１５に締結する。
【００４６】
この例では、貫通孔１５ｅと、第１のボルト部材３３’Ａ、第２のボルト部材３３’Ｂと、ナット部材３５が、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをホーン１５に締結する第１の締め付け手段および第２の締め付け手段となっている。なお、図４，図５に示す例では、第１の嵌合部材３４Ａおよび第２の嵌合部材３４Ｂに内ねじ部３４ａが形成され、第１の嵌合部材３４Ａおよび第２の嵌合部材３４Ｂが上記ナット部材３５を兼ねた形となっている。
【００４７】
また図６（ｂ）に示す例では、ホーン１５の貫通孔１５ｅの代わりに内ねじ部１５’ｅを設け、第１のボルト部材３３’’Ａ、第２のボルト部材３３’’Ｂを、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂに設けられた貫通孔に下方から挿通させ、内ねじ部１５’ｅに螺合させるようにしている。この例では、内ねじ部１５’ｅと、第１のボルト部材３３’’Ａ、第２のボルト部材３３’’Ｂが、第１の嵌合部材３４’Ａ、第２の嵌合部材３４’Ｂをホーン１５に締結する第１の締め付け手段および第２の締め付け手段となっている。
【００４８】
（実施の形態２）
図７，図８は本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。図７において、ホーン１５の下面側に設けられた溝１８、圧着子３０、シール部材３１、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂ、第１のボルト部材３３Ａ，第２のボルト部材３３Ｂは、実施の形態１において図４に示すものと同様である。
【００４９】
ホーン１５の上面側（溝１８形成面の反対側）には、凸部１５ｄの両側に定在波振動の腹に相当する位置を中心として、第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇが設けられている。第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇは、いずれも左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられ、それぞれ外側に開いた１対のテーパ面１５ｈを有している。第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇの底面には、下面側の溝１８まで貫通する第１の貫通孔１５ｉ、第２の貫通孔１５ｊが設けられている。
【００５０】
第１の副溝１５ｆ、第２の副溝１５ｇには、貫通孔３６ａが設けられたテーパ形状の第３の嵌合部材３６Ａおよび第４の嵌合部材３６Ｂが嵌合する。この状態で、図８に示すように第１のボルト部材３３Ａを上側から第３の嵌合部材３６Ａおよび第１の貫通孔１５ｉを挿通させ、第１の嵌合部材３４Ａと螺合させて締め付けることにより、第１の嵌合部材３４Ａと第３の嵌合部材３６Ａはホーン１５に締結される。また第２のボルト部材３３Ｂを上側から第４の嵌合部材３６Ｂおよび第２の貫通孔１５ｊを挿通させ、第２の嵌合部材３４Ｂと螺合させて締め付けることにより、第２の嵌合部材３４Ｂと第３の嵌合部材３６Ａはホーン１５に締結される。
【００５１】
この実施の形態２においては、実施の形態１と同様に形状精度に優れた強固な締結が実現されるとともに、ホーン１５の上面側と下面側にテーパ形状の嵌合部材を２つづつ配置して締結する構成としていることから、ホーン１５に対して作用する締め付け力は上下均等となり、締め付けによるホーン１５の変形を極力低減できるという効果を有する。
【００５２】
なお上記実施の形態においては、第１のボルト部材３３Ａ、第２のボルト部材３３Ｂと螺合する内ねじを、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂに設けるようにしているが、この内ねじを第３の嵌合部材３６Ａ、第４の嵌合部材３６Ｂに設け、第１のボルト部材３３Ａと第２のボルト部材３３Ｂを下から挿入して固定するようにしてもよい。また、実施の形態１の図６（ａ）に示す例と同様に、第１のボルト部材３３Ａ、第２のボルト部材３３Ｂをナット部材３５と螺合させて締め付けるようにしてもよい。図７，図８に示す例では、第１の嵌合部材３４Ａ、第２の嵌合部材３４Ｂが、ナット部材を兼ねた形となっている。
【００５３】
さらに実施の形態１と同様に、第１の面１８ａ、第２の面１８ｂを垂直面としてもよい。この場合第１の面１８ａと対称位置にある第１の副溝１５ｆのテーパ面１５ｈならびに第２の面１８ｂと対称位置にある第２の副溝１５ｇのテーパ面１５ｈも垂直面とすることが望ましい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、両側に外側に開いたテーパ面を有する溝の底面に、両側面がテーパ面となった末広がり形状の圧着子を当接させ、溝のテーパ面と圧着子の側面のテーパ面との間に嵌合部材を嵌合させてホーンに締結するようにしたので、圧着子にねじ加工を行うことなく、圧着子を安定した形状精度を確保して締結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディング装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図５】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図６】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図７】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図８】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【符号の説明】
１４ ボンディングツール
１５ ホーン
１６ａ 吸引孔
１７ 振動子
１８ 溝
１８ａ 第１のテーパ面（第１の面）
１８ｂ 第２のテーパ面（第２の面）
１８ｃ 底面
１８ｄ 凹部
３０ 圧着子（吸着部）
３０ａ 接合作用部
３０ｃ 第３のテーパ面
３０ｄ 第４のテーパ面
３０ｅ 凸部
３２ 吸着孔
３３Ａ 第１のボルト部材
３３Ｂ 第２のボルト部材
３４Ａ 第１の嵌合部材
３４Ｂ 第２の嵌合部材
Claims (6)
- 電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えたことを特徴とする電子部品のボンディング装置。
- 前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねることを特徴とする請求項１記載の電子部品のボンディング装置。
- 前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品のボンディング装置。
- 電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの圧着側の表面に前記振動子により誘起される定在波振動の腹に相当する位置に左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた溝と、この溝の左右両内側面に設けられた第１の面および第２の面と、前記溝の底面に当接する当接面を有し前記電子部品と当接する接合作用部から前記当接面に向かって末広がり形状に設けられた圧着子と、この圧着子に設けられ前記当接面に設けられた凹凸部を溝の底面に設けられた位置決め用の凹凸部に当接させた状態で前記第１の面と対向する第３のテーパ面および前記第２の面と対向する第４のテーパ面と、前記ホーンの溝と反対側の表面に前記定在波振動の腹に相当する位置を中心として左右対称形状で振動伝播方向に対して直交して設けられた第１の副溝および第２の副溝と、前記第１の面および第３のテーパ面と当接する第１の嵌合部材と、前記第２の面および第４のテーパ面と当接する第２の嵌合部材と、前記第１の副溝および第２の副溝にそれぞれ嵌合する第３の嵌合部材および第４の嵌合部材と、第１の副溝に開口し前記溝まで貫通する第１の貫通孔および第２の副溝に開口し前記溝まで貫通する第２の貫通孔と、前記第１の貫通孔を挿通して第１のナット部材と螺合し第１の嵌合部材と第３の嵌合部材とをホーンに締結する第１のボルト部材と、前記第２の貫通孔を挿通して第２のナット部材と螺合し第２の嵌合部材と第４の嵌合部材とをホーンに締結する第２のボルト部材とを備えたことを特徴とする電子部品のボンディングツール。
- 前記第１の嵌合部材と第３の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第１のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第１のナット部材を兼ね、前記第２の嵌合部材と第４の嵌合部材のうちのいずれか１つに前記第２のボルト部材と螺合する内ねじ部が形成され、この内ねじ部が形成された嵌合部材が前記第２のナット部材を兼ねることを特徴とする請求項４記載の電子部品のボンディングツール。
- 前記圧着子に接合作用部から前記溝との当接面まで貫通して設けられた吸着孔を有し、前記当接面を溝の底面に当接させた状態で、前記吸着孔が前記底面と当接面との間に介装されたシール部材を介して前記ホーンの内部に設けられた吸引孔と連通することを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品のボンディングツール。
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-
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