特許 6823103 実装方法および実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6823103

(24)【登録日】2021年1月12日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】実装方法および実装装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20210114BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311T

【請求項の数】14

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2019-80816(P2019-80816)

(22)【出願日】2019年4月22日

(62)【分割の表示】特願2017-52153(P2017-52153)の分割

【原出願日】2014年3月25日

(65)【公開番号】特開2019-114819(P2019-114819A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2019年5月7日

(31)【優先権主張番号】特願2013-69628(P2013-69628)

(32)【優先日】2013年3月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】寺田 勝美

【審査官】 平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０２２３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４２４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５２２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１０６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９７８７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個の回路パターンが形成された基板に、前記基板の上部に配置された複数のボンディングヘッドによりチップ部品を実装する実装方法であって、
個々のボンディングヘッドが前記基板にチップ部品を実装する過程で、
前記基板を移動して、チップ部品を保持したボンディングヘッドの直下に前記基板の所定位置を配し、所定時間をかけて当該チップ部品を加熱しながら本圧着する実装過程と、
前記本圧着後に前記ボンディングヘッドを上昇させるとともに所定温度まで冷却する冷却過程を備え、
一つのボンディングヘッドが実装過程の間に、他のボンディングヘッドが冷却過程となることを繰り返し行うもので、
冷却過程のボンディングヘッドの下部に、次に実装するチップ部品を供給することを特徴とする実装方法。

【請求項2】

請求項１に記載の実装方法において、
前記実装過程の間、認識機構を移動させながら、次にチップ部品の実装を行う実装部位の基板に設けられたアライメントマークを認識させてアライメント座標を求めることを特徴とする実装方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の実装方法において、
冷却過程のボンディングヘッドにおいて、チップ部品の吸着を行うアタッチメントツールの、チップ部品吸着前の、表面を観察することを特徴とする実装方法。

【請求項4】

請求項３に記載の実装方法において、
チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構が、前記表面の観察も行うことを特徴とする実装方法。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の実装方法において、
チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構が、チップ部品の吸着を行うアタッチメントツールと、前記アタッチメントツールに吸着されたチップ部品の位置ズレ量を測定することを特徴とする実装方法。

【請求項6】

請求項５に記載の実装方法において、
前記位置ズレ量に応じて、前記アタッチメントツールへのチップ部品の吸着位置を補正することを特徴とする実装方法。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６に記載の実装方法において、
前記実装過程は、基板を保持する保持ステージを移動させて実装位置のアライメントを行うことを特徴とする実装方法。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の実装方法において、
１台の保持ステージに複数枚の前記基板を所定間隔をおいて整列配置し、前記実装過程では、少なくとも２台のボンディングヘッドの組を、互いに異なる基板の同一部位にチップ部品を実装して本圧着し、冷却過程では、他のボンディングヘッドを冷却することを特徴とする実装方法。

【請求項9】

複数個の回路パターンが形成された基板にチップ部品を実装する実装装置であって、
チップ部品をピックアップするピックアップ機構と、前記ピックアップ機構から受け渡されたチップ部品を搬送するチップスライダを有するチップ部品供給部と、
前記基板を保持する保持ステージと、前記保持ステージを移動させる駆動機構と、前記保持ステージの上部に配置され、前記保持ステージ上の基板の所定位置にチップ部品を実装および本圧着する複数のボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを加熱するヒータと、前記ボンディングヘッドを冷却する冷却機構とを有したチップ部品実装部と、
前記チップ部品供給部と前記チップ部品実装部の動作を制御する制御部とを備え、
前記チップスライダは前記ピックアップ機構と複数のボンディングヘッドとの間を往復移動する機能を有し、
前記チップスライダが冷却中のボンディングヘッドの下部にチップ部品を供給する機能を有する実装装置。

【請求項10】

請求項９に記載の実装装置であって、
前記ボンディングヘッドに保持されているチップ部品のアライメントマークと基板に設けられたアライメントマークを認識する認識機構を備え前記制御部は、先行するボンディングヘッドが基板にチップ部品を実装および本圧着している間、認識機構を走査させて次にチップ部品の実装を行う基板の実装予定部位に設けられたアライメントマークを認識させてアライメント座標を求めることを特徴とする実装装置。

【請求項11】

請求項９または請求項１０に記載の実装装置であって、
前記ボンディングヘッドがチップ部品を吸着するアタッチメントツールを備え、
観察機構を備え、
前記制御部が、前記観察機構を用いて、チップ部品を吸着するアタッチメントツールの表面をチップ部品を吸着していない状態で観察する機能を備えたことを特徴とする実装装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の実装装置であって、
チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構が、前記表面を観察する機能も備えることを特徴とする実装装置。

【請求項13】

請求項１１または請求項１２に記載の実装装置であって、
前記制御部が、チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構を用いて、前記アタッチメントツールと、前記アタッチメントツールに吸着されたチップ部品の位置ズレ量を測定する機能を備えたことを特徴とする実装装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の実装装置であって、
チップ部品を搬送し、前記アタッチメントツールに受け渡す、チップ部品受け渡し機構を備え、前記制御部が、前記位置ズレ量に応じて、チップ部品受け渡し機構において、チップ部品の位置補正を行う機能を備えたことを特徴とする実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集積回路などのチップ部品を半導体ウエハまたは回路基板などに実装する実装方法および実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エレクトロニクス製品の軽量化および小型化に伴って回路基板のパターンがファインピッチ化（高精度化・微細化）される傾向にある。ファインピッチ化に伴って回路基板に実装する部品点数も増加する傾向にある。そこで、回路基板への実装時間を短縮するために、１枚の回路基板に複数台のボンディングヘッドを備えた実装装置でチップを実装している。つまり、回路基板上の電極部分に塗布または転写された非導電性樹脂（ＮＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）または異方導電性フィルム（ＡＣＦ）などの上にチップ部品を実装して仮圧着している。

【0003】

当該仮圧着された基板を後工程に搬送し、専用のボンディングヘッドによりチップ部品を加熱して非導電性フィルム（ＮＣＦ）などを加熱硬化させて本圧着している（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開公報 ＷＯ２０１０／１１０１６５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の実装装置では、仮圧着工程および本圧着工程ごとに個別のボンディングヘッドを設ける必要があり、装置構成が大型化し、十分な設置スペースを確保しなければならないといった不都合が生じている。

【0006】

また、仮圧着時の接着力が不十分な場合、仮圧着工程から本圧着工程に搬送する過程で、回路基板の電極からチップ部品が剥がれたり位置ズレを起こしたりするといった問題が生じている。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハや回路基板などにチップ部品を高速かつ精度よく実装することが可能な実装方法および実装装置を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そこで、本発明者は、上記不都合および問題を解決するために、複数台の本圧着用のボンディングヘッドを備えた実装装置を作成して１枚の回路基板にチップ部品を高速に本圧着させる実験およびシミュレーションを行って鋭意検討した結果、次のような新たな知見を得た。

【0009】

すなわち、本圧着用のボンディングヘッドを２台設置して交互に回路基板にチップ部品を実装する実験を繰り返した。しかしながら、回路基板の電極部位からチップ部品が剥がれたり、接続不良が生じたりしていた。そこで、当該接続不良などの原因を究明すべく、回路基板への実装直前のチップ部品の裏面を観察すると、電極表面を被覆しているフラックスが消滅していた。また、チップ部品によっては、フラックスの消滅だけではなく、バンプ先端部の半田が溶融または変形しているものが含まれていた。

【0010】

さらに、チップ部品の温度が高いままであると、チップ部品と回路基板との間に介在させるＮＣＦなどの樹脂の硬化が過剰に促進される。すなわち、チップ部品のバンプと回路基板の電極のみを互いに接触させつつも、その間を封止するために余剰な樹脂を排出する必要があるにも関わらず、排出前に樹脂が硬化してしまい接触不良が生じさせていた。

【0011】

したがって、本発明は、上述の問題およびこれらの新規な問題を解決することを目的とする。

【0012】

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

【0013】

すなわち複数個の回路パターンが形成された基板に、前記基板の上部に配置された複数のボンディングヘッドによりチップ部品を実装する実装方法であって、
個々のボンディングヘッドが前記基板にチップ部品を実装する過程で、
前記基板を移動して、チップ部品を保持したボンディングヘッドの直下に前記基板の所定位置を配し、所定時間をかけて当該チップ部品を加熱しながら本圧着する実装過程と、
前記本圧着後に前記ボンディングヘッドを上昇させるとともに所定温度まで冷却する冷却過程を備え、
一つのボンディングヘッドが実装過程の間に、他のボンディングヘッドが冷却過程となることを繰り返し行うもので、
冷却過程のボンディングヘッドの下部に、次に実装するチップ部品を供給することを特徴とする。

【0014】

（作用・効果） この方法によれば、先行するボンディングヘッドが、基板にチップ部品を実装および本圧着している間、他のボンディングヘッドが、所定の温度まで積極的に冷却される。したがって、次に実装および本圧着を実行するボンディングヘッドによってチップ部品を保持して実装するまでの間に、当該チップ部品のバンプ先端部の半田が、本圧着時の加熱温度に近い温度で加熱されることがない。すなわち、チップ部品のバンプ先端の半田の溶融、変形、およびフラックスの消滅などを回避することができ、ひいては、基板への接続不良を解消することができる。

【0015】

なお、上記方法において、実装過程の間、認識機構を移動させながら、次にチップ部品の実装を行う実装部位の基板に設けられたアライメントマークを認識させてアライメント座標を求めることが好ましい。

【0016】

この方法によれば、先行するボンディングヘッドが基板へのチップ部品の本圧着を完了すると、次に実装処理を行うボンディングヘッドと基板の実装部位とのアライメントを短時間で実施することができる。したがって、実装処理のタクトタイムを短縮することができる。

【0017】

また、この方法で、冷却過程のボンディングヘッドにおいて、チップ部品の吸着を行うアタッチメントツールの、チップ部品吸着前の表面を観察することが望ましい。更に、前記表面の観察を、チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構が行っても良い。

【0018】

この方法によれば、アタッチメントツールへの樹脂付着などを起因とする、実装時のチップ部品の破損や位置ズレを防ぐことができる。

【0019】

チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構を用いた場合においては、前記アタッチメントツールと、前記アタッチメントツールに吸着されたチップ部品の位置ズレ量を測定しても良い。

【0020】

更に、前記位置ズレ量に応じて、前記アタッチメントツールへのチップ部品の吸着位置を補正しても良い。

【0021】

この方法により、実装時にアタッチメントツールに樹脂が付着することを防ぐことが出来る。

【0022】

また、実装過程では、基板を保持する保持ステージを移動させて実装位置のアライメントを行うことが好ましい。

【0023】

この方法によれば、保持ステージを移動させてボンディングヘッドを固定させることができる。つまり、ボンディングヘッドの移動時に発生しているチップ部品の保持位置のズレを回避することができる。換言すれば、保持位置のズレに伴う実装位置のズレを回避することができる。

【0024】

なお、上記方法において、１台の保持ステージに複数枚の前記基板を所定間隔をおいて整列配置し、
前記実装過程では、少なくとも２台のボンディングヘッドの組を、互いに異なる基板の同一部位にチップ部品を実装して本圧着し、
冷却過程では、他のボンディングヘッドを冷却することが好ましい。

【0025】

この方法によれば、少なくとも２台のボンディングヘッドの組によって同時に複数枚の基板にチップ部品が実装されるので、実装処理のタクトタイムをさらに短縮することができる。

【0026】

また、この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

【0027】

すなわち、複数個の回路パターンが形成された基板にチップ部品を実装する実装装置であって、
チップ部品をピックアップするピックアップ機構と、前記ピックアップ機構から受け渡されたチップ部品を搬送するチップスライダを有するチップ部品供給部と、
前記基板を保持する保持ステージと、前記保持ステージを移動させる駆動機構と、前記保持ステージの上部に配置され、前記保持ステージ上の基板の所定位置にチップ部品を実装および本圧着する複数のボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを加熱するヒータと、前記ボンディングヘッドを冷却する冷却機構とを有したチップ部品実装部と、
前記チップ部品供給部と前記チップ部品実装部の動作を制御する制御部とを備え、
前記チップスライダは前記ピックアップ機構と複数のボンディングヘッドとの間を往復移動する機能を有し、
前記チップスライダが冷却中のボンディングヘッドの下部にチップ部品を供給する機能を有する。

【0028】

（作用・効果） この構成によれば、先行するボンディングヘッドが基板にチップ部品を実装および本圧着している間に、他のボンディングヘッドおよびヒータを冷却することができる。したがって、上記方法を好適に実施することができる。

【0029】

なお、上記構成において、ボンディングヘッドに保持されているチップ部品のアライメントマークと基板に設けられたアライメントマークを認識する認識機構を備え
前記制御部は、先行するボンディングヘッドが基板にチップ部品を実装および本圧着している間、認識機構を走査させて次にチップ部品の実装を行う基板の実装予定部位に設けられたアライメントマークを認識させてアライメント座標を求めることが好ましい。

【0030】

この構成によれば、先行するボンディングヘッドが基板へのチップ部品の本圧着を完了すると、次に実装処理を行うボンディングヘッドと基板の実装部位とのアライメントを短時間で実施することができる。したがって、実装処理のタクトタイムを短縮することができる。

【0031】

また、前記ボンディングヘッドがチップ部品を吸着するアタッチメントツールを備え、観察機構を備え、前記制御部が、前記観察機構を用いて、チップ部品を吸着していない状態の前記アタッチメントツールの表面を観察する機能を備えることが望ましい。その際、チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構が、前記表面を観察しても良い。

【0032】

この構成によれば、アタッチメントツールへの樹脂付着などを起因とする、実装時のチップ部品の破損や位置ズレを防ぐことができる。

【0033】

更に、前記制御部が、チップ部品のアライメントマークを認識する認識機構を用いて、前記アタッチメントツールと、前記アタッチメントツールに吸着されたチップ部品の位置ズレ量を測定する機能を備えることも望ましい。

【0034】

ここで、チップ部品を搬送し、前記アタッチメントツールに受け渡す、チップ部品受け渡し機構を備え、前記制御部が、前記位置ズレ量に応じて、チップ部品受け渡し機構において、チップ部品の位置補正を行う機能を備えることが更に望ましい。

【0035】

この構成によれば、実装時にアタッチメントツールに樹脂が付着することを防ぐことが出来る。

【発明の効果】

【0036】

本発明の実装方法および実装装置によれば、回路基板にチップ部品を高速かつ精度よく実装および本圧着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本実施例に係る実装装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】チップスライダの斜視図である。

【図3】ボンディングヘッドの部分破断断図である。

【図4】実施例装置の一連の動作を示すフローチャートである。

【図5】ボンディングヘッドによる単一処理時間内の温度プロファイルを示す図である。

【図6】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図7】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図8】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図9】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図10】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図11】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図12】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図13】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図14】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図15】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図16】実施例装置によって回路基板にチップ部品を実装する動作を説明する図である。

【図17】変形例の実装形態を示す図である。

【図18】変形例の実装形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

【0039】

図１は、本発明の実施例に係る実装装置の概略構成を示す斜視図である。

【0040】

実装装置は、図１および図３に示すように、チップ部品供給部１、チップ部品実装部２および制御部３などから構成されている。

【0041】

チップ部品供給部１は、マガジン載置ステージ４、ウエハ搬送機構５、ピックアップステージ６、ピックアップ機構７およびチップスライダ８などから構成されている。

【0042】

マガジン載置ステージ４は、ダイシング処理された半導体ウエハＷＤ（以下、単に「ウエハ」という）を所定間隔をおいて多段に収納したマガジン９を載置される。ウエハＷＤエキスパンド処理によって個片に分断されてチップ部品Ｃとなる。チップ部品Ｃは、ダイシングテープによって接着保持されている。

【0043】

ウエハ搬送機構５は、マガジン９からウエハＷＤを搬出してピックアップステージ６に載置する。すなわち、レール１０にスライド移動可能な可動台１１から片持ち支持されたアーム１２の先端にクランプ１３を備えている。当該可動台は１１、サーボモータで正逆駆動されるネジ軸によってネジ送り駆動されるように構成されている。

【0044】

ピックアップステージ６は、ダイシングテープに接着保持されたウエハＷＤを吸着保持する。

【0045】

ピックアップ機構７は、前後左右（図中のＸＹ軸方向）に移動可能であるとともに、昇降可能（Ｚ軸方向）な下向きのピックアップノズル１４を備えている。つまり、ピックアップ機構７は、ピックアップノズル１４によって吸着保持したチップ部品Ｃをチップスライダ８に受け渡すように構成されている。

【0046】

チップスライダ８は、後述するボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの個数に対応させた台数を備えている。したがって、本実施例では、２台のチップスライダ８ａ、８ｂを上下２段に備えている。各チップスライダ８ａ、８ｂは、図２に示すように、チップ部品Ｃを吸着保持した吸着板１６によって、ピックアップ機構７側の受け取り位置からボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの下方の受け渡し位置までをそれぞれが往復移動する。すなわち、吸着板１６を備え、かつ、レール１７にスライド移動可能に支持された可動台１８が、サーボモータ１９で正逆駆動されるネジ軸２０によってネジ送り駆動されるように構成されている。チップスライダ８は、タクトタイムに余裕があれば、１台のチップスライダでそれぞれのボンディングヘッド２１ａ、２１ｂにチップ部品Ｃを受け渡してもよい。

【0047】

チップ部品実装部２は、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂ、２視野カメラ２２および保持ステージ２３などから構成されている。

【0048】

ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、保持ステージ２３を跨いで基台２４に立設された門型フレーム２５の梁部分にシリンダやボールネジなどの昇降機構２６を介して装着されている。また、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、縦Ｚ軸周り回転可能に構成されている。つまり、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、図中のθ方向の位置合わせが可能になっている。

【0049】

さらに、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、図３に示すように、金属製のツールからなる本体３０の下部から順にセラミック製のホルダ３１、断熱ブロック３３、セラミックヒータ３４およびアタッチメントツール３５で構成されている。なお、アタッチメントツール３５は、セラミックヒータ３４に吸着固定されており、チップ部品Ｃの形状に応じた専用のツールを自動交換可能になっている。

【0050】

セラミックヒータ３４には、例えば、熱電対、測温抵抗体などの温度検出器３６が設けられている。つまり、セラミックヒータ３４から受ける熱を温度検出器３６で検出し、その検出結果を制御部３に送信する。

【0051】

セラミックヒータ３４の発熱部分の上端面にエアーが流通して排出される流路３７が、本体３０まで貫通している。また、流路３７には、バルブＶを備えた耐圧ホース３８を介してエアー供給源３９に連通接続されている。

【0052】

つまり、エアー供給手段３９から供給されたエアーは、流路３７を通じて開口部３７ａから排出される。したがって、セラミックヒータ３４の発熱部から発せられる熱がエアー循環により奪われ、セラミックヒータ３４およびアタッチメントツール３５の両方を含むボンディングヘッド２１ａ、２１ｂを急速に冷却することができる。また、外部に設けたノズルからセラミックヒータ３４およびアタッチメントツール３５の両方にエアーを吹き付けて冷却すれば、冷却時間をさらに短縮することができる。

【0053】

なお、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、本体３０からアタッチメントツール３５にかけて貫通孔４０が形成されており、当該貫通孔４０と外部の真空源４１とが電磁弁Ｖを介して連通接続されている。

【0054】

２視野カメラ２２は、チップ部品Ｃを実装する基板の回路パターンに付されたアライメントマークとチップ部品Ｃに付されたアライメントマークを画像認識し、画像データを制御部３に送信する。すなわち、２視野カメラ２２は、保持ステージ２３とチップ部品Ｃの間で水平移動するように構成されている。なお、本実施例においては、チップ部品Ｃを実装する基板としてウエハＷを用いているが、基板はウエハに限定されるものではなく、耐熱性樹脂等を基材とするフレキシブルプリント基板や、セラミックスやガラス等を基材とするリジッドプリント基板であっても良い。

【0055】

保持ステージ２３は、基台に２４に設置され、前後左右（図中のＸＹ方向）に水平移動するように構成されている。

【0056】

制御部３は、使用する樹脂、例えば、非導電性樹脂（ＮＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）または異方導電性フィルム（ＡＣＦ）ごと応じた設定条件が入力される。例えば、加熱時間、セラミックヒータ３４の冷却温度などが入力されている。これら入力条件と温度検出器３６から検出される検出結果とに基づいて、セラミックヒータ３４に通電する電流を調整、温度制御およびエアー供給源３９からのエアーの供給のオン・オフ切り替え、流量などの制御を行なっている。例えば、温度検出器３６実測値と設定値を比較し、求まる温度偏差に応じて温度を制御する。また、装置全体を統括的に制御している。具体的な制御については、以下の動作説明において詳述する。

【0057】

次に、図４のフローチャートに沿って上述の実装装置を用いて複数個の回路パターンの形成されたチップ部品を実装および本圧着する一連の動作について説明する。

【0058】

先ず、実験やシミュレーションによって、１回目の実装処理を行って加熱状態にあるボンディングヘッド２１ａ、２１ｂが、次のチップ部品Ｃを吸着してから実装部位に下降するまでの間で、チップ部品Ｃの下端の半田が溶融または変化しない温度およびフラックスが消滅しない温度（冷却温度）を予め求める。また、チップ部品ＣをウエハＷに実装および本圧着するために昇温した温度から冷却温度までにセラミックヒータ３４およびアタッチメントツール３５の温度が低下するまでの時間を求める。すなわち、図５に示すように、チップ部品Ｃの実装時間、冷却時間を含む１台のボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの単一処理時間と温度プロファイルのデータを取得し、そのデータを元に制御部３の記憶部に記憶する（ステップＳ１）。例えば、２２０℃まで樹脂を加熱し、樹脂のチップ部品Ｃの接着が安定し始めるガラス転移点の１２０℃まで低下した時点でボンディングヘッド２１ａ、２１ｂを上昇させて冷却を開始する。

【0059】

条件設定が完了し、装置を作動すると、制御部３は、ウエハ搬送機構５によってマガジン９からウエハＷＤを搬出させてピックアップステージ６に載置させる。その後、制御部３は、条件設定された単一処理時間に基づいて、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの作動を切り替えながら、実装処理を開始する（ステップＳ２）。

【0060】

ピックアップ機構７が、吸着したチップ部品Ｃをチップスライダ８ａ、８ｂの順番に受け渡す。以後、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの並列処理が実行される（ステップＳ２）。

【0061】

先ず、ボンディングヘッド２１ａによる実装処理が実行される。

【0062】

チップスライダ８ａが、先行してボンディングヘッド２１ａの下方の受け渡し位置に移動する。ボンディングヘッド２１ａは、図６に示すように、下降してチップ部品Ｃを吸着する（ステップＳ３ａ）。同時に、２視野カメラ２２が、ボンディングヘッド２１ａに保持されたチップ部品ＣとウエハＷとの間に移動してくる。その後、チップスライダ８ａは、次のチップ部品Ｃを受け取るために、ピックアップ機構７側へ移動する。

【0063】

図７に示すように、２視野カメラ２２によってウエハＷの回路パターンに付されたアライメントマークとチップ部品Ｃに付されたアライメントマークを画像認識し、画像データを制御部３に送信する。

【0064】

制御部３は、当該画像データを利用しアライメント処理を行うために駆動機構を作動制御する（ステップＳ４ａ）。すなわち、制御部３は、両アライメンマークの位置座標を求める。さらに，回路パターンのアライメントマークの位置座標からチップ部品Ｃのアライメントマークの位置座標までの方向および距離を算出し、保持ステージ２３のみを移動させてアライメントする。他方のボンディングヘッド２１ａは、縦軸周りに回転してアライメントされる。

【0065】

アライメント処理が完了すると、図８に示すように、ボンディングヘッド２１ａを所定高さまで下降させて回路パターン上の樹脂にチップ部品Ｃを実装する（ステップＳ５ａ）。このとき、他方のボンディングヘッド２１ｂの下方に２視野カメラ２２が移動してくる。この段階において、ボンディングヘッド２１ｂのアタッチメントツール３５のチップ吸着面の表面に汚れがあると、チップ部品Ｃを吸着した際に、チップ部品Ｃに無用な応力が加わることになり、実装時の破損や位置ズレが起こる懸念がある。そこで、画像認識手段を用いて、アタッチメントツール３５の表面状態を観察して、樹脂等の付着やキズの有無を判断する機能を制御手段３に付加してもよく、画像認識手段として２視野カメラ２２を用いても良い。その際、付着物やキズが許容範囲以内と判断したら次のステップに移行する。

【0066】

図９に示すように、ボンディングヘッド２１ａのセラミックヒータ３４によってアタッチメントツール３５を加熱し、チップ部品Ｃを所定温度で所定時間をかけて加熱する。つまり、チップ部品Ｃを介して樹脂を加熱硬化させてチップ部品ＣをウエハＷの回路パターンに本圧着する（ステップＳ６ａ）。

【0067】

ボンディングヘッド２１ａが、本圧着処理を行っている間、チップスライダ８ｂからボンディングヘッド２１ｂにチップ部品Ｃが受け渡される（ステップＳ３ｂ）。なお、この段階でチップ部品Ｃが、ボンディングヘッド２１ｂのアタッチメントツール３５の所定の位置に吸着されていないと、実装段階でチップ部品Ｃからはみ出した樹脂がアタッチメントツール３５に付着する可能性が生じる。アタッチメントツール３５への樹脂の付着は前述のとおり、チップ部品Ｃ実装時の破損や位置ズレの原因となる。そこで、チップスライダ８ｂが次のチップ部品Ｃを受け取るために、ピックアップ機構７側に移動すれば、２視野カメラ２２の位置が、ボンディングヘッド２１ｂに保持されたチップ部品ＣとウエハＷとの間となることから、２視野カメラ２２によりチップ部品Ｃがアタッチメントツール３５の所定位置に吸着されているか否か、その位置ズレ量を測定することが可能となる。この位置ズレ量を補正するために、ピックアップ機構７からチップスライダ８ｂへの受け渡し段階または／およびチップスライダ８ｂからボンディングヘッド２１ｂへの受け渡し時の、チップ部品Ｃの位置補正を行うような機能を制御手段３に付加しても良い。

【0068】

本圧着処理が完了し、図１０に示すように、ボンディングヘッド２１ａが上昇する（ステップＳ７ｂ）。当該ボンディングヘッド２１ａのセラミックヒータ３４をオフにして、エアー供給源３９からエアーを供給して当該ボンディングヘッド２１ａを所定の温度まで冷却させる（ステップＳ８ａ）。

【0069】

ボンディングヘッド２１ａの上昇と同時に、図１１に示すように、保持ステージ２３を予め決めた方向および所定距離だけ移動させる。図１２に示すように、２視野カメラ２２によってウエハＷの回路パターンに付されたアライメントマークとボンディングヘッド２１ｂに保持されているチップ部品Ｃに付されたアライメントマークを画像認識し、画像データを制御部３に送信する。制御部３は、当該画像データに基づいて、保持ステージ２３およびボンディングヘッド２１ｂのアライメントを行う（ステップＳ４ｂ）。

【0070】

このとき、冷却処理中のボンディングヘッド２１ａの下方に、新たしいチップ部品Ｃが
搬送されてくる。

【0071】

ボンディングヘッド２１ｂのアライメント処理が完了すると、図１３に示すように、ボンディングヘッド２１ｂが、所定高さまで下降し始める（ステップＳ５ｂ）。同時に、ボンディングヘッド２１ａの下方に２視野カメラ２２が移動してくる。
この段階において、画像認識手段を用いて、ボンディングヘッド２１ａのアタッチメントツール３５表面状態を観察して、樹脂等の付着やキズの有無を判断する機能を制御手段３に付加してもよく、画像認識手段として２視野カメラ２２を用いても良い。その際、付着物やキズが許容範囲以内と判断したら次のステップに移行する。

【0072】

図１４に示すように、ボンディングヘッド２１ｂによってウエハＷの回路パターン上にチップ部位Ｃが実装および本圧着がされる（ステップＳ６ｂ）。他方のボンディングヘッド２１ａにチップ部品Ｃが、チップスライダ８ａにより受け渡される。その後、チップスライダ８ａが次のチップ部品Ｃを受け取るために、ピックアップ機構７側に移動すれば、２視野カメラ２２により、チップ部品Ｃがアタッチメンボンディングへッド２１ａのアタッチメントツール３５の所定位置に吸着されているか否か、その位置ズレ量を測定することが可能となる。ここで、位置ズレ量を補正するために、ピックアップ機構７からチップスライダ８ａへの受け渡し段階または／およびチップスライダ８ａからボンディングヘッド２１ｂへの受け渡し時の、チップ部品Ｃの位置補正を行うような機能を制御手段３に付加しても良い。

【0073】

図１５に示すように、ボンディングヘッド２１ｂによる本圧着処理が完了すると、当該ボンディングヘッド２１ｂを上昇させるとともに、保持ステージ２３を予め決めた方向および所定距離だけ移動させる（ステップＳ７ｂ）。一方のボンディングヘッド２１ｂの冷却処理が開始されると（ステップＳ８ｂ）、他方のボンディングヘッド２１ａのアライメント処理が開始される。

【0074】

以上で２台のボンディングヘッド２１ａ、２１ｂを利用して本圧着処理が完了し、以後、ステップＳ９ａ、Ｓ９ｂにおいて、実装予定数に達するまでカウントされ、同じサイクルでウエハＷに形成された回路パターンの個数分の本圧着処理が繰り返し実行される。

【0075】

上記実施例装置によれば、一方のボンディングヘッド２１ｂがウエハＷの回路パターンにチップ部品Ｃを実装および本圧着している間、先行して本圧着処理を完了したボンディングヘッド２１ａの内部にエアー供給源３９からエアーを供給して積極的に冷却することができる。すなわち、チップ部品Ｃのバンプの半田を溶融または変形させることもなければ、回路基板上の樹脂を不用意に硬化させることなく、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂを交互に切り替えて、連続的にチップ部品ＣをウエハＷの回路パターンに精度よく実装することができる。

【0076】

本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。

【0077】

（１）上記実施例装置において、ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂのいずれか一方が、ウエハＷの回路パターンにチップ部品Ｃを実装している間、２視野カメラ２２を走査し、他方のボンディングヘッドが、次にチップ部品Ｃを実装する予定の回路パターンのアライメントマークのみを先に認識させておいてもよい。この構成によれば、待機時間を利用して一方のアライメントマークのみの画像処理させることができるので、制御部３への画像処理の負担を軽減できるとともに、処理時間を短縮することができる。

【0078】

（２）上記実施例装置において、図１７に示すように、１台の保持ステージ２３に複数枚の回路基板を所定ピッチをおいて整列配置し、２台一組のボンディングヘッドが同時に、回路基板の同一部位にチップ部品Ｃを実装可能にしてもよい。この構成によれば、上記実施例の２倍の速度でチップ部品Ｃを回路基板に実装することができる。

【0079】

（３）上記実施例装置において、温度検出器３６でボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの温度を検出し、当該検出結果に応じてエアーの供給量などを調整し、冷却時間を一定に保つよう構成してもよい。

【0080】

（４）上記実施例装置において、図１８に示すように、回路基板上の実装エリアを３つに区画し、左右のエリアを各ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの実装エリアに割当て、中央のエリアを両ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂが利用して実装可能な共用エリアにすることもできる。

【0081】

すなわち、各ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂに割り当てられた実装エリアに、不良回路パターンの箇所にバッドマークが付されて実装できない部位がある。当該不良回路パターンに実装予定であったチップ部品Ｃを共用エリアに実装することにより、両ボンディングヘッド２１ａ、２１ｂの実装数を均等に保つことができる。

【0082】

（４）上記実施例装置では、１台に保持ステージ２３に対して配備されるボンディングヘッド２１ａ、２１ｂは、２台に限定されない。すなわち、２台以上であればよい。

【符号の説明】

【0083】

１ … チップ部品供給部
２ … チップ部品実装部
３ … 制御部
２１ａ… ボンディングヘッド
２１ｂ… ボンディングヘッド
２２ … ２視野カメラ
３０ … 本体
３１ … ホルダ
３２ … ヒータベース
３３ … 断熱ブロック
３４ … セラミックヒータ
３５ … アタッチメントツール
３６ … 温度検出器
３７ … 流路
３９ … エアー供給源
Ｃ … チップ部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】