KR102130124B1 - 실장 장치 - Google Patents

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KR102130124B1
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츠요시 타츠이와
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가부시키가이샤 스즈키
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Abstract

실장 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 과제로 한다. 　해결 수단으로서 시트(22)와 기판(20) 사이를 열어, 부품(21)이 첩부된 시트(22)를 유지한다. 이어서 플런저(31)가 시트(22)를 통하여 부품(21)을 눌러감으로써, 시트(22)를 휘게 하여 기판(20)에 부품(21)을 접촉시킨다. 이어서 실장용 헤드(10)의 내부측으로 플런저(31)를 이동시킴으로써 상대적으로 플런저(31)로부터 핀(32)을 돌출시킨다.

Description

실장 장치
본 발명은 실장 기술에 관한 것이다.
실장 장치의 일례로서 일본 특허 제5507775호 공보(특허문헌 1)에는 본딩 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 제5507775호 공보
실장 장치에는 픽업 위치에 있어서 이젝트 핀으로 밀어올려진 시트 상의 부품을 흡착 콜릿으로 흡착하고, 그대로 실장 위치까지 반송하는 방식(픽·앤드·플레이스)을 사용하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 본딩 장치). 이와 같은 이동 재치 방식에 있어서 생산성(생산 택트)에 기인하는 실장 효율(단위시간당 실장수)을 향상시키기 위해서, 특허문헌 1에 기재된 기술은 흡착 콜릿을 늘려 대응하고 있다.
그러나 흡착 콜릿을 늘렸다고 해도, 부품을 안정적으로 흡착(신뢰성을 확보)할 수 없으면 실장 효율을 해친다. 또 흡착 콜릿으로 부품을 반송함에 있어서, 픽업 위치로부터 실장 위치까지의 이동 거리가 길어지면 실장 효율을 해친다.
본 발명의 하나의 목적은 실장 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 하나의 목적 및 다른 목적, 및 신규의 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명확해진다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 있어서의 하나의 해결 수단의 실장 방법은 (a) 부품이 실장되는 기판과, 일방의 면 및 타방의 면을 가지고, 상기 부품이 상기 일방의 면에 첩부된 시트와, 핀 및 상기 핀이 삽입된 플런저를 가지는 실장용 헤드를 준비하는 공정과, (b) 상기 시트와 상기 기판 사이를 열어, 상기 일방의 면을 상기 기판측으로 하여 상기 시트를 유지하는 공정과, (c) 상기 플런저가 상기 타방의 면측으로부터 상기 시트를 통하여 상기 부품을 눌러감으로써, 상기 시트를 휘게 하여 상기 기판에 상기 부품을 접촉시키는 공정과, (d) 상기 실장용 헤드의 내부측으로 상기 플런저를 이동시킴으로써 상대적으로 상기 플런저로부터 상기 핀을 돌출시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (d)공정에서는 상기 플런저의 이동으로 상기 시트의 휘어진 상태가 복원될 때 상기 시트를 관통한 상기 핀에 의해 상기 부품을 누름과 아울러, 상기 시트로부터 상기 부품을 박리시키는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 시트로부터 용이하게 부품을 박리시킬 수 있다.
상기 (c)공정에서는 상기 기판에 대하여 수직 방향으로부터 상기 플런저가 상기 부품을 눌러가는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기판에 대하여 위치 어긋남을 방지하여 부품을 실장할 수 있다.
상기 (c)공정에서는 상기 플런저의 선단과 상기 핀의 선단이 동일면 내에 있는 상태에서, 상기 플런저가 상기 부품을 눌러가는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 플런저가 실장용 헤드의 내부측으로 이동하기 시작함과 동시에 핀을 돌출시킬 수 있다. 혹은 상기 (c)공정에서는 상기 시트의 두께 이하로 상기 핀의 선단이 상기 플런저의 선단으로부터 돌출되어 있는 상태에서, 상기 플런저가 상기 부품을 눌러가는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 시트를 통하여 플런저로 부품을 눌러갈 때 시트에 핀을 파고들어가게 해 두어, 실장용 헤드의 내부측으로 플런저를 이동시켰을 때, 시트에 핀을 관통시키기 쉽게 할 수 있다.
상기 (d)공정 후, 상기 실장용 헤드를 상기 기판으로부터 떼어놓는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 시트를 관통하고 있는 핀을 뽑을 수 있다.
상기 (d)공정 후, 상기 기판측으로 상기 플런저를 이동시키는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 플런저에 대하여 핀을 상대적으로 이동시켜, 플런저에 퇴피시킬 수 있다.
상기 (a)공정에서는 상기 부품이 복수 첩부된 상기 시트를 준비하고, 상기 (d)공정 후에 상기 기판과 접촉되는 다른 상기 부품의 위치에 맞추어 상기 실장용 헤드를 상기 시트의 평면 영역 내에서 상대적으로 이동시키는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 복수의 부품을 실장해감에 있어서, 실장용 헤드는 부품간을 이동할 뿐이므로, 실장 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서의 하나의 해결 수단의 실장용 헤드는 헤드체와, 상기 헤드체로부터 돌출되는 플런저와, 상기 플런저의 왕복 방향에서 상기 플런저에 삽입되는 핀을 구비하고, 상기 플런저가 상기 헤드체측으로 이동한 상태에 있어서, 상대적으로 상기 플런저로부터 상기 핀이 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 실장용 헤드는 가동 철심으로서 상기 플런저를 가지는 솔레노이드를 추가로 구비하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 에어 흡인으로 플런저를 이동시키는 방식에 비해 고속으로 이동시킬 수 있다.
상기 실장용 헤드는 상기 헤드체의 내부에 설치되고, 상기 헤드체로부터 돌출시키는 방향으로 상기 플런저를 누르는 스프링을 추가로 구비하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 플런저를 돌출시켜 유지할 수 있다.
상기 플런저를 관통한 상태에서 상기 핀이 상기 헤드체에 고정되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 돌출되는 핀을 안정적으로 유지할 수 있다.
상기 헤드체로부터 상기 플런저가 가장 돌출된 상태에서는 상기 플런저의 선단과 상기 핀의 선단이 동일면 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의하면, 플런저가 실장용 헤드의 내부측으로 이동하기 시작함과 동시에 플런저로부터 핀을 상대적으로 돌출시킬 수 있다.
본 발명에 있어서의 하나의 해결 수단에 따른 실장 장치는 상기 실장용 헤드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 하나의 해결 수단에 의하면, 실장 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장용 헤드의 개략 정면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장용 헤드의 개략 측면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장용 헤드의 일부를 투시한 개략도이다.
도 5는 도 4 중의 실장용 헤드의 일부를 확대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장용 헤드의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 실장 방법의 개략 설명도이다.
도 8은 도 7에 이어지는 실장 방법의 개략 설명도이다.
도 9는 도 8에 이어지는 실장 방법의 개략 설명도이다.
도 10은 도 9에 이어지는 실장 방법의 개략 설명도이다.
이하의 본 발명에 있어서의 실시형태에서는 필요한 경우에 복수의 섹션 등으로 나누어 설명하는데, 원칙적으로 그들은 서로 무관계가 아니고, 일방은 타방의 일부 또는 전부의 변형예, 상세 등의 관계에 있다. 이 때문에 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 가지는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 반복되는 설명은 생략한다. 또 구성 요소의 수(개수, 수치, 양, 범위 등을 포함함)에 대해서는 특별히 명시한 경우나 원리적으로 명확히 특정한 수에 한정되는 경우 등을 제외하고 그 특정한 수에 한정되는 것이 아니며, 특정한 수 이상이어도 되고 이하여도 된다. 또 구성 요소 등의 형상을 언급할 때는 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 명확히 그렇지 않다고 생각되는 경우 등을 제외하고, 실질적으로 그 형상 등에 근사 또는 유사한 것 등을 포함하는 것으로 한다.
본 실시형태에서는 반도체 장치(전자 장치)의 제조 방법에 포함되는 실장 공정(본딩 공정)에 본 발명에 따른 실장 기술을 적용한다. 예를 들면 반도체 장치의 제조 방법에서는 반도체 웨이퍼에 점착 시트(다이싱 시트)를 첩부한 후(반도체 웨이퍼를 점착 시트에 이동 재치한 후)에 점착 시트와 함께 반도체 웨이퍼가 다이싱(절단)되어, 부품(예를 들면 IC칩, LED칩 등의 반도체 칩)으로서 개편화된다(이것을 간단히 칩 또는 다이라고도 함). 그리고 실장 공정에서는 실장 장치에 의해 세라믹 기판, 프린트 기판, 리드 프레임 등의 기판에 부품이 실장(예를 들면 플립 칩 실장)된다.
본 실시형태에 따른 실장 기술에 대해서 도 1~도 10을 참조하여 설명한다. 도 1은 실장 장치(100)의 개략 구성도이다. 도 2 및 도 3은 각각 실장용 헤드(10)의 개략 정면도 및 개략 측면도이며, 실장 장치(100)의 주요부로서 부착된 상태의 실장용 헤드(10)를 나타내고 있다. 도 4는 실장용 헤드(10)의 일부를 투시한 개략도이다. 도 5는 도 4 중의 실장용 헤드(10)의 일부를 확대한 개략도이다. 도 6은 도 3에 나타내는 VI-VI선에 있어서의 실장용 헤드(10)의 개략 단면도이다. 도 7~도 10은 실장 방법의 개략 설명도이다.
(실장 장치)
도 1에 나타내는 바와 같이 실장 장치(100)는 실장용 헤드(10)를 구비한다. 실장용 헤드(10)는 기판(20)에 부품(21)을 실장할 때, 부품(21)을 기판(20)측에 누를(압압할) 수 있다. 실장용 헤드(10)에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
또 실장 장치(100)는 헤드 구동부(11)를 구비한다. 헤드 구동부(11)는 실장용 헤드(10)를 이동시키기 위해서 사용할 수 있다. 헤드 구동부(11)는 리니어 모터나 볼 나사 기구 등 공지의 구동 기구로 구성된다. 이 헤드 구동부(11)에 의해 실장용 헤드(10)는 연직 방향(삼차원 좌표계이면 Z방향이며, 도면 중에서는 상하 방향) 및 수평 방향(XY 방향)으로 이동 가능하게 된다. 연직 방향에서의 이동(왕복동)을 위해서 헤드 구동부(11)는 연직 구동부(23)를 구비하고 있고, 실장용 헤드(10)는 연직 구동부(23)의 슬라이더(23a)에 부착되어 있다(도 2 및 도 3 참조).
또 실장 장치(100)는 기판용 스테이지(12)를 구비한다. 기판용 스테이지(12)는 부품(21)을 실장할 때 기판(20)을 세트(배치)시켜 둘 수 있다. 기판용 스테이지(12)는 기판(20)이 수평면에 평행하게 세트되도록 면(12a)을 가진다. 이 때문에 기판용 스테이지(12)(면(12a))에 대하여 실장용 헤드(10)는 연직 방향(수직 방향)을 따라 이동하도록 설치되게 된다. 또 기판용 스테이지(12)에는 흡착 기구(도시하지 않음)가 설치되어도 되고, 이것에 의하면 기판(20)을 기판용 스테이지(12)에 흡착하여 안정(고정)적으로 유지할 수 있다.
또 실장 장치(100)는 스테이지 구동부(13)를 구비한다. 스테이지 구동부(13)는 기판용 스테이지(12)를 이동시키기 위해서 사용할 수 있다. 스테이지 구동부(13)는 리니어 모터나 볼 나사 기구 등 공지의 구동 기구로 구성된다. 이 스테이지 구동부(13)에 의해 기판용 스테이지(12)는 수평 방향(XY 방향)으로 이동 가능하게 된다.
또 실장 장치(100)는 시트 유지부(14)를 구비한다. 시트 유지부(14)는 부품(21)이 첩부된 시트(22)를 유지할 수 있다. 시트 유지부(14)에는 시트(22)가 깔린 상태로 유지된다. 시트 유지부(14)로서는 시트(22)를 깐 상태로 유지하는 그립 링(시트(22)를 이너 링과 아우터 링으로 끼워넣는 구조) 등의 링을 사용할 수 있다.
또 시트(22)로서는 예를 들면 다이싱 시트 등의 탄성을 가지는 투명(반투명)한 점착 시트를 사용할 수 있다. 시트(22)(도 7 참조)는 일방의 면(22a) 및 타방의 면(22b)을 가지고, 일방의 면(22a)에 하나 또는 복수의 부품(21)(본 실시형태에서는 복수)이 첩부되어 있다. 이와 같은 시트 유지부(14)는 실장용 헤드(10)와 기판용 스테이지(12) 사이에서 시트(22)가 유지되도록 설치된다.
또 실장 장치(100)는 제어부(15)를 구비한다. 제어부(15)는 각 부를 제어하고, 실장 장치(100)를 동작시킬 수 있다. 제어부(15)는 연산 처리부(CPU) 및 기억부(ROM, RAM)를 구비한다. 제어부(15)는 기억부에 기록된 각종 제어 프로그램을 연산 처리부가 읽어내어 실행함으로써, 실장 장치(100)를 구성하는 각 부(헤드 구동부(11) 및 스테이지 구동부(13) 등)의 동작을 제어한다. 예를 들면 기판(20)에 부품(21)을 실장할 때의 위치 맞춤이 제어부(15)에 의해 행해진다.
또 실장 장치(100)는 제어부(15)에 의해 제어되는 카메라(16) 및 라이트(17)를 구비한다. 카메라(16)는 실장용 헤드(10)의 근방에 설치되어 있고, 시트(22)에 첩부되어 있는 부품(21)의 위치를 검출할 수 있다. 또 라이트(17)는 기판(20)(기판용 스테이지(12))의 둘레에 설치되어 있고, 시트(22)에 첩부되어 있는 부품(21)에 광을 조사할 수 있다. 본 실시형태에서는 시트(22)가 투명 또는 반투명인 것을 사용하고 있으므로, 라이트(17)로부터의 광이 투과하지 않은 개소에 부품(21)이 있는 것으로서 카메라(16)로 위치를 검출할 수 있다. 카메라(16)로부터의 검출 데이터는 제어부(15)에 의해 화상 처리되어, 기판(20)에 부품(21)을 실장할 때의 제어 데이터로서 사용할 수 있다.
(실장용 헤드)
도 4~도 6에 나타내는 바와 같이 실장용 헤드(10)는 헤드체(30)와, 플런저(31)와, 핀(32)을 구비한다. 이들 헤드체(30), 플런저(31) 및 핀(32)은 각각의 중심축을 일치시켜, 연직 방향(상하 방향)을 따르도록 설치된다. 여기서 플런저(31)는 헤드체(30)로부터 돌출되어 설치된다. 또 핀(32)은 플런저(31)의 왕복 방향(도면 중, 상하 방향)에서 플런저(31)(이것에 형성된 관통 구멍(31e))에 삽입되어 설치된다.
여기서 실장용 헤드(10)는 플런저(31)가 헤드체(30)측으로 이동한 상태에 있어서, 상대적으로 플런저(31)로부터 핀(32)이 돌출되도록 구성된다(도 5 참조). 이것에 의해 부품(21)을 누르도록 하여 기판(20)에 실장할 수 있다. 이 때문에 종래의 픽·앤드·플레이스 방식에 비해 간략화한 구성(흡착 불필요, 이동 거리 최단의 구성)으로 신뢰성을 확보하면서 실장 효율을 향상시킬 수 있다.
실장용 헤드(10)의 보다 구체적인 구성에 대해서 설명한다. 헤드체(30)는 복수의 부재(선단부(30a), 중도부(30b), 후단부(30c))가 조립되어 구성된다. 이 헤드체(30)에서는 중도부(30b)가 중공을 가지도록 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 이 중도부(30b)의 중공을 막도록 일방측에 선단부(30a), 타방측에 후단부(30c)가 조립되어 있다. 또한 실장용 헤드(10)는 헤드체(30)의 후단부(30c)에 있어서 헤드 구동부(11)의 슬라이더(23a)에 부착된다(도 2 및 도 3 참조).
플런저(31)는 선단부(31a) 및 축부(31b)를 가지고 구성된다. 이 선단부(31a)는 축부(31b)로부터 끝이 가는 형상(예를 들면 원추대 형상)으로 형성되어 있다. 후술하는 실장 방법으로 설명하는 바와 같이, 부품(21)이 시트(22)를 통하여 플런저(31)(선단부(31a))로 눌리게 되는데, 선단부(31a)가 끝이 가는 형상인 것으로 부품(21)이 작은 경우에도 대응시킬 수 있다. 또 본 실시형태에서는 플런저(31)의 선단부(31a)의 정부에서 더욱 직경 축소된 니플부(31c)를 설치하고 있다(도 5 참조). 이것에 의해 플런저(31)의 선단면(31d)의 면적이 보다 작아지고, 플런저(31)(니플부(31c))가 시트(22)에 파고들어가도록 하여 부품(21)을 누를 수 있다. 또한 도 7~도 10을 참조하여 설명하는 실장 방법일 때는 설명을 알기 쉽게 하기 위해서 니플부(31c)가 설치되어 있지 않은 것으로 하여 설명한다.
핀(32)은 선단부(32a), 축부(32b) 및 후단부(32c)를 가지고 구성된다. 이 핀(32)은 플런저(31)를 관통한 상태로 헤드체(30)에 고정된다. 구체적으로는 핀(32)은 축부(32b)보다 직경 확대된 후단부(32c)로 헤드체(30)에 빠짐 방지되고, 고정 부재(40)에 의해 고정된다(도 4 참조). 플런저(31)가 이동함으로써 상대적으로 플런저(31)로부터 핀(32)을 돌출시키게 되는데, 핀(32)이 고정됨으로써 핀(32)을 안정적으로 유지할 수 있다.
또 핀(32)의 선단부(32a)가 축부(32b)로부터 깔때기 형상이 되어 뾰족한 형상(예를 들면 침 형상)으로 형성되어 있다. 후술하는 실장 방법으로 설명하는 바와 같이, 핀(32)(선단부(32a))이 시트(22)를 관통하여(찢어) 부품(21)을 누르(유지하)게 되는데, 선단부(32a)가 뾰족한 형상인 것으로 용이하게 시트(22)를 관통할 수 있다.
본 실시형태에서는 헤드체(30)로부터 플런저(31)가 가장 돌출된 상태에 있어서, 플런저(31)의 선단(선단면(31d))과 핀(32)의 선단(선단면(32d))이 동일면 내에 있도록(동일 평면이 되도록) 설치되어 있다(도 7 참조). 플런저(31)의 선단과 핀(32)의 선단이 동일면 내에 있는 것으로, 플런저(31)가 실장용 헤드(10)의 내부측으로 이동하기 시작함과 동시에 플런저(31)로부터 핀(32)을 상대적으로 돌출시킬 수 있다.
또 실장용 헤드(10)는 플런저(31)를 이동시키는 솔레노이드(34)를 구비한다. 솔레노이드(34)는 가동 철심으로서 플런저(31)와, 플런저(31) 둘레에 설치되는 코일(33)을 가진다. 솔레노이드(34)의 본체(코일(33)을 내장함)는 헤드체(30)(중도부(30b))의 내부에서 고정(나사 고정)된다. 이 솔레노이드(34)의 온, 오프 동작은 제어부(15)에 의해 제어된다(도 1 참조).
솔레노이드(34)로서는 풀 솔레노이드를 사용할 수 있다. 이 때문에 솔레노이드(34)를 온 상태(코일(33)에 전류를 흘린 상태)로 했을 때, 실장용 헤드(10)(헤드체(30))의 내부측(도면 중, 상방향)으로 플런저(31)가 이동되고(끌어당겨지고), 플런저 고정부(35)로 규제된다. 솔레노이드(34)(풀 솔레노이드)가 오프 상태가 되면, 플런저(31)의 상방향으로의 이동이 해제되어, 플런저(31)는 프리한 상태(자중에 의해 하방측으로 이동하는 상태)가 된다.
또한 플런저(31)를 상방향으로 이동시킴에 있어서, 예를 들면 에어 흡인을 사용할 수도 있다. 이 점에서 솔레노이드(34)에 의하면 에어 흡인으로 플런저(31)를 이동시키는 방식에 비해 고속으로 게다가 안정적으로 플런저(31)를 이동시킬 수 있다.
또 플런저(31)가 하방향으로 이동하도록, 실장용 헤드(10)는 스프링(37)을 구비한다. 스프링(37)은 헤드체(30)의 내부에 설치되고, 플런저(31)를 헤드체(30)로부터 돌출시키는 방향으로 누르는(부세하는) 리턴 스프링이다. 스프링(37)은 플런저(31)의 선단측(헤드체(30)의 내부)에 설치된 플랜지(36)와, 솔레노이드(34)의 본체(코일(33)) 사이로서, 플런저(31)의 둘레에 설치된다. 이 때문에 스프링(37)은 플랜지(36)를 통하여 플런저(31)를 누를 수 있다.
따라서 솔레노이드(34)가 오프 상태에서는 플랜지(36)가 헤드체(30)의 내부에서 접하고(도 4, 도 6 참조), 플런저(31)를 헤드체(30)로부터 돌출시켜 유지할 수 있다. 한편, 솔레노이드(34)가 온 상태에서는 가동 철심인 플런저(31)가 실장용 헤드(10)(헤드체(30))의 내부측으로 끌어당겨지도록 이동하여, 스프링(37)이 눌려 수축되어, 플랜지(36)는 헤드체(30)로부터 떨어지게 된다(도 5 참조).
(실장 방법)
실장 방법(실장용 헤드(10) 및 이것을 구비하는 실장 장치(100)의 동작 방법)에 대해서 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이 준비 공정으로서, 상기 서술한 바와 같이 부품(21)이 실장되는 기판(20)과, 하나 또는 복수(본 실시형태에서는 복수)의 부품(21)이 첩부된 시트(22)와, 상기 서술한 실장용 헤드(10)(실장 장치(100))를 준비한다.
여기서 기판(20)은 부품(21)이 실장되어, 전기적으로 접속되는 패턴(41)을 가지고 있다. 부품(21)과 패턴(41)의 접속에는 납땜이나 도전성 페이스트 등의 접합재가 사용된다. 이 때문에 예를 들면 부품(21)의 접속 단자에 접합재를 도포해 둔다. 또 시트(22)는 일방의 면(22a) 및 타방의 면(22b)을 가지고, 복수의 부품(21)이 일방의 면(22a)에 첩부되어 있다. 또 실장용 헤드(10)는 핀(32) 및 핀(32)이 삽입된 플런저(31)를 가지고 있다. 또 실장용 헤드(10)는 플런저(31)의 선단(선단면(31d))과 핀(32)의 선단(선단면(32d))이 동일면 내에 있는 상태(통상 상태)로 되어 있다.
계속해서 도 7에 나타내는 바와 같이 시트(22)와 기판(20) 사이를 열어, 일방의 면(22a)을 기판(20)측으로 하여 시트(22)를 유지한다. 구체적으로는 기판용 스테이지(12)에 기판(20)이 세트된다. 또 시트 유지부(14)(도 1 참조)에 의해 기판(20)에 대하여 사이를 열어, 시트(22)를 평행하게 깐 상태로 유지한다. 기판(20)의 소정의 패턴(41)과 이것에 실장되는 부품(21)의 위치 맞춤은 스테이지 구동부(13)(도 1 참조)에 의해 행해진다. 또 시트(22)와 실장용 헤드(10) 사이를 열어, 실장용 헤드(10)를 유지한다. 실장되는 부품(21)과 실장용 헤드(10)의 위치 맞춤은 헤드 구동부(11)(도 1 참조)에 의해 행해진다.
계속해서 도 8에 나타내는 바와 같이 플런저(31)가 타방의 면(22b)측으로부터 시트(22)를 통하여 부품(21)을 눌러감(눌러 움직이게 함)으로써, 시트(22)를 휘게 하여 기판(20)에 부품(21)을 접촉(접합)시킨다. 구체적으로는 헤드 구동부(11)의 연직 구동부(23)(도 2, 도 3 참조)에 의해 실장용 헤드(10)를 하방향으로 이동시킨다. 이 때, 기판(20)에 대하여 수직 방향으로부터 플런저(31)가 부품(21)을 눌러간다. 이것에 의하면, 기판(20)에 대하여 위치 어긋남을 방지하여 부품(21)을 실장할 수 있다. 또 플런저(31)의 선단과 핀(32)의 선단이 동일면 내에 있는 상태로, 플런저(31)가 부품(21)을 눌러간다.
계속해서 도 9에 나타내는 바와 같이 실장용 헤드(10)의 내부측으로 플런저(31)를 이동시킴으로써 상대적으로 플런저(31)로부터 핀(32)을 돌출시킨다. 구체적으로는 솔레노이드(34)를 작동시켜, 플런저(31)(가동 철심)를 헤드체(30)의 내부측으로 끌어들인다. 플런저(31)에 삽입되어 있는 핀(32)이 헤드체(30)에 고정되어 있으므로, 플런저(31)로부터 상대적으로 핀(32)이 돌출되게 된다. 또 플런저(31)의 선단과 핀(32)의 선단이 동일면 내에 있는 상태로부터 플런저(31)를 이동시킴으로써, 플런저(31)가 실장용 헤드(10)의 내부측으로 이동하기 시작함과 동시에 핀(32)을 돌출시킬 수 있다.
또 플런저(31)의 이동으로 시트(22)의 휘어진 상태가 복원될 때 시트(22)를 관통한 핀(32)에 의해 부품(21)을 누름(유지함)과 아울러, 시트(22)로부터 부품(21)을 박리시킨다. 이 때, 상기 서술한 바와 같이, 기판(20)과 부품(21)은 접촉(접합)하고 있는 상태에 있다.
이와 같이 하여 시트(22)에 붙여진 복수의 부품(21) 중 박리 대상으로 하는 부품(21)의 바로 아래에 실장시키는 기판 패턴의 대상이 되는 패턴(41)을 배치하고, 시트(22)로부터 바로 아래에 부품(21)을 바꿔 옮길 수 있다. 또 시트(22)로부터 용이하게 부품(21)을 박리시킬 수 있다. 시트(22)로부터 기판(20)으로 부품(21)을 전사하도록 실장할 수 있으므로, 신뢰성도 우수하다.
계속해서 도 10에 나타내는 바와 같이 실장용 헤드(10)를 기판(20)으로부터 떼어놓는다. 구체적으로는 헤드 구동부(11)의 연직 구동부(23)(도 2, 도 3 참조)에 의해 실장용 헤드(10)를 상방향으로 이동시켜 도 7에 나타내는 위치까지 복귀시킨다. 이것에 의하면, 시트(22)를 관통하고 있는 핀(32)을 뽑을 수 있다.
또 도 10에 나타내는 바와 같이 기판(20)측으로 플런저(31)를 이동시킨다. 구체적으로는 솔레노이드(34)의 작동을 정지시키고, 스프링(37)에 의해 플런저(31)를 헤드체(30)로부터 돌출시키는 방향(헤드체(30)의 외부측)으로 이동시킨다. 최종적으로는 플런저(31)가 헤드체(30)로부터 가장 돌출된 상태가 된다. 이것에 의하면, 플런저(31)에 대하여 핀(32)을 상대적으로 이동시켜, 플런저(31)에 퇴피시킬 수 있다. 또 시트(22)를 관통하고 있는 핀(32)을 뽑을 수 있다.
계속해서 기판(20)과 접촉되는 다른 부품(21)(예를 들면 인접하고 있는 다른 부품(21a))의 위치에 맞추어 실장용 헤드(10)를 시트(22)의 평면 영역 내에서 상대적으로 이동시킨다. 구체적으로는 헤드 구동부(11)에 의해 부품(21a)의 상방에 실장용 헤드(10)의 플런저(31) 및 핀(32)이 위치하도록 실장용 헤드(10)를 시트(22)에 대하여 평행 이동시킨다. 또 스테이지 구동부(13)에 의해 부품(21a)의 하방에 대응하는 기판(20)의 패턴(41)이 위치하도록 기판(20)을 시트(22)에 대하여 평행 이동시킨다. 그 후, 도 7~도 10을 참조하여 설명한 공정에 의해, 부품(21a)이 기판(20)에 실장된다.
이와 같이 복수의 부품(21)을 실장해감에 있어서, 실장용 헤드(10)는 부품(21) 사이를 순서대로 이동해간다. 이 때, 복수의 부품(21)이 첩부되어 있는 시트(22)의 평면 영역 내에서 실장용 헤드(10)가 이동하게 된다. 이에 대해, 종래의 픽·앤드·플레이스 방식에서는 시트 상의 픽업 위치에서 부품을 흡착 콜릿으로 흡착하고, 이 시트의 평면 영역을 벗어난 실장 위치까지 이동한다. 본 실시형태에 의하면, 복수의 부품(21) 모두를 실장하는 경우에도 종래 방식보다 이동 거리가 짧아지기 때문에, 실장 효율을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
상기 실시형태에서는 부품으로서 반도체 칩에 적용한 경우에 대해서 설명했다. 이것에 한정되지 않고, 부품으로서 시트에 첩부되는 것이면 되고, 반도체 칩, 칩 저항, 칩 컨덴서, 칩 인덕터 등의 전자 부품에도 적용할 수 있다.
상기 실시형태에서는 헤드체로부터 플런저가 가장 돌출된 상태에서는 플런저의 선단과 핀의 선단이 동일면 내에 있는 경우에 대해서 설명했다. 이것에 한정되지 않고, 헤드체로부터 플런저가 가장 돌출된 상태에 있어서, 핀의 선단이 플런저의 선단으로부터 시트의 두께를 넘지 않게(두께 이하로) 돌출되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 시트를 통하여 플런저로 부품을 눌러갈 때 시트에 핀을 파고들어가게 해두어, 실장용 헤드의 내부측으로 플런저를 이동시켰을 때, 시트에 핀을 관통시키기 쉽게 할 수 있다. 또 헤드체로부터 플런저가 가장 돌출된 상태에 있어서, 핀의 선단이 플런저 내에 퇴피하고 있어도 된다. 이것에 의하면, 실장용 헤드의 내부측으로 플런저를 이동시켰을 때에만 핀이 돌출(노출)되므로 핀을 보호할 수 있다.
상기 실시형태에서는 고정한 시트(시트 유지부)에 대하여 실장용 헤드 및 기판(기판용 스테이지)을 이동시키는 경우에 대해서 설명했다. 이것에 한정되지 않고, 실장용 헤드를 고정하여 시트 및 기판을 이동시켜도 되고, 기판을 고정하여 실장용 헤드 및 시트를 이동시켜도 된다. 즉, 실장용 헤드, 기판 및 시트가 상대적으로 이동하는 구성이면 된다.

Claims (13)

  1. 헤드 구동부와 상기 헤드 구동부에 부착하는 실장용 헤드를 가지고, 시트에 첩부된 부품을 기판에 실장하는 실장 장치로서,
    상기 실장용 헤드는 헤드체와, 상기 헤드체에 배치되어 상하로 왕복동하는 플런저와, 상기 헤드체에 고정되어 상기 플런저의 왕복 방향에서 상기 플런저를 관통하는 핀과, 상기 헤드체에 고정되어 상기 플런저를 이동시키는 솔레노이드를 구비하고,
    상기 플런저는 가동 철심이며, 축부와 상기 축부의 선단측에 설치된 플랜지와 상기 축부로부터 끝을 가늘게 한 형상의 선단부와 상기 선단부의 정부(頂部)에 배치된 상기 축부로부터 끝을 가늘게 한 형상의 선단부 중 가장 가늘게 형성된 직경 형상의 부분 보다 더욱 직경 축소된 니플부를 가지고, 상기 축부와 상기 플랜지가 상기 헤드체의 내부에 배치되어 있음과 아울러 상기 선단부와 상기 니플부가 상기 헤드체로부터 돌출되어 있고,,
    상기 솔레노이드가 오프일 때 상기 헤드체로부터 상기 플런저가 가장 돌출된 상태가 되고,
    상기 솔레노이드가 온일 때 상기 플런저가 상기 헤드 구동부의 방향으로 이동하여 상대적으로 상기 플런저로부터 상기 핀이 돌출된 상태가 되는 구성인 것
    을 특징으로 하는 실장 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤드체에 배치되어 상기 플런저를 돌출시키는 방향으로 누르는 스프링을 구비하고,
    상기 솔레노이드가 오프일 때 상기 스프링에 의해 상기 플런저가 가장 돌출된 상태가 되고, 상기 플런저가 가장 돌출된 상태에서 상기 플런저의 선단과 상기 핀의 선단이 동일면 내에 있는 것
    을 특징으로 하는 실장 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 핀은 핀 축부와 상기 핀 축부보다 직경 확대된 핀 후단부를 가지고, 상기 핀 후단부가 상기 헤드체에 고정되어 있는 것
    을 특징으로 하는 실장 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 핀은 상기 핀 축부로부터 깔때기 형상이 되어 뾰족한 형상의 핀 선단부를 가지고, 상기 핀 선단부가 상기 시트를 관통하는 구성인 것
    을 특징으로 하는 실장 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실장용 헤드는 상기 헤드 구동부에서의 연직 구동부의 슬라이더에 부착되어 있는 것
    을 특징으로 하는 실장 장치.
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