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【発明の名称】 電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法
【発明者】 【氏名】磯貝 武義

【氏名】安田 公彦
【要約】 【課題】安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることのできる電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法を提供する。

【構成】ベアチップを先端部１１ａで吸着してプリント基板５上に装着する吸着ノズル１０と、吸着ノズル１０をプリント基板５に対し垂直に移動可能なヘッド本体３０と、を備えた電子部品装着ヘッドである。吸着ノズル１０とヘッド本体３０との間には、プリント基板５に塗布されたクリーム半田７とベアチップ１との当接を検知するとともに、プリント基板５に対し垂直な振動をベアチップ１に付与してベアチップ１とプリント基板５との接合部からクリーム半田７を排除するピエゾ素子３１を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を先端部で吸着し、該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを該プリント基板に対し垂直に移動可能なヘッド本体と、を備えた電子部品装着ヘッドにおいて、
前記吸着ノズルと前記ヘッド本体との間には、前記プリント基板又は／及び前記電子部品に塗布された粘着剤と該電子部品又は該プリント基板との当接を検知するとともに、該プリント基板に対し垂直な振動を該電子部品に付与して該電子部品と該プリント基板との接合部から該粘着剤を排除するピエゾ素子を備えることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記粘着剤は、クリーム半田であることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項３】
請求項１において、前記粘着剤は、封止剤であることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
粘着剤を前記プリント基板又は／及び前記電子部品に塗布する粘着剤塗布工程と、
前記電子部品を先端部で吸着した吸着ノズルを前記プリント基板に対し垂直に移動させる吸着ノズル下降工程と、
ピエゾ素子により、前記粘着剤と前記電子部品又は前記プリント基板との当接を検知する当接検知工程と、
前記ピエゾ素子により、前記プリント基板に対し垂直な振動を前記電子部品に付与して該電子部品と該プリント基板との接合部から該粘着剤を排除する振動付与工程と、
前記電子部品を前記プリント基板に接合させる接合工程と、を備えることを特徴とする電子部品装着方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着ヘッド及びこの電子部品装着ヘッドを用いた電子部品装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法が知られている。この電子部品装着ヘッドは、バンプ（突出電極）が形成されたベアチップをプリント基板上に装着する吸着ノズルと、この吸着ノズルをプリント基板に対し垂直に移動可能なヘッド本体を備えている。この電子部品装着方法では、クリーム半田を予めプリント基板の電極パッドに印刷により付着させた後、吸着ノズルを下降させてベアチップをプリント基板に位置決めして載置している。そして、クリーム半田を溶融、固化させて、ベアチップのバンプ（突出電極）とプリント基板の電極パッドとを接合させている。この電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法によれば、ワイヤボンディング法に比べ配線長を短くすることができ、機器の小型化、軽量化等を実現することができる。
【０００３】
また、特許文献２に記載された電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法も知られている。この電子部品装着ヘッドは、ベアチップをプリント基板上に装着する吸着ノズルと、この吸着ノズルをプリント基板に対し垂直に移動可能なヘッド本体を備えている。この電子部品装着方法では、プリント基板の電極パッド間に封止剤を塗布した後、吸着ノズルを下降させてベアチップのバンプ（突出電極）とプリント基板の電極パッドとを当接させている。そして、ベアチップをプリント基板に押圧しつつ、バンプ（突出電極）に超音波振動を付与することにより、ベアチップのバンプ（突出電極）とプリント基板の電極パッドとを接合させている。この電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法によっても、ワイヤボンディング法に比べ配線長を短くすることができ、機器の小型化、軽量化等を実現することができる。
【特許文献１】特開２００３−２８２６３０号公報
【特許文献２】特開２００２−８３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法では、ベアチップをプリント基板に載置する際、ベアチップに圧力が加わるのが通常である。特に、バンプ（突出電極）の数が多いベアチップにおいては、接合不良が起こり易くなるため、ベアチップをプリント基板に押圧している。しかしながら、プリント基板の電極パッドに塗布されたクリーム半田の粘性により、ベアチップのバンプ（突出電極）がプリント基板の電極パッドの所定の位置からずれてしまう虞がある。そのため、特許文献１の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法では、ベアチップをプリント基板の所定の位置に位置決めするのに時間を要する場合が発生し得る。
【０００５】
また、上記特許文献２の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法では、ベアチップのバンプ（突出電極）とプリント基板の電極パッドとを当接させる際、封止剤がバンプ（突出電極）と電極パッドとの間に入り込み、封止剤の粘性によりベアチップのバンプ（突出電極）がプリント基板の電極パッドの所定の位置からずれてしまう虞がある。そのため、特許文献２の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法でも、ベアチップをプリント基板の所定の位置に位置決めするのに時間を要する場合が発生し得る。
【０００６】
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることのできる電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る電子部品装着ヘッドの特徴は、電子部品を先端部で吸着し、該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを該プリント基板に対し垂直に移動可能なヘッド本体と、を備えた電子部品装着ヘッドにおいて、前記吸着ノズルと前記ヘッド本体との間には、前記プリント基板又は／及び前記電子部品に塗布された粘着剤と該電子部品又は該プリント基板との当接を検知するとともに、該プリント基板に対し垂直な振動を該電子部品に付与して該電子部品と該プリント基板との接合部から該粘着剤を排除するピエゾ素子を備えることである。
【０００８】
請求項２に係る電子部品装着ヘッドの特徴は、請求項１において、前記粘着剤は、クリーム半田であることである。
【０００９】
請求項３に係る電子部品装着ヘッドの特徴は、請求項１において、前記粘着剤は、封止剤であることである。
【００１０】
請求項４に係る電子部品装着方法の特徴は、電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、粘着剤を前記プリント基板又は／及び前記電子部品に塗布する粘着剤塗布工程と、前記電子部品を先端部で吸着した吸着ノズルを前記プリント基板に対し垂直に移動させる吸着ノズル下降工程と、ピエゾ素子により、前記粘着剤と前記電子部品又は前記プリント基板との当接を検知する当接検知工程と、前記ピエゾ素子により、前記プリント基板に対し垂直な振動を前記電子部品に付与して該電子部品と該プリント基板との接合部から該粘着剤を排除する振動付与工程と、前記電子部品を前記プリント基板に接合させる接合工程と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る電子部品装着ヘッドにおいては、吸着ノズルとヘッド本体との間には、プリント基板又は／及び電子部品に塗布された粘着剤と電子部品又はプリント基板との当接を検知するとともに、プリント基板に対し垂直な振動を電子部品に付与して電子部品とプリント基板との接合部から粘着剤を排除するピエゾ素子を備えている。そのため、電子部品とプリント基板との接合部から粘着剤を排除でき、電子部品とプリント基板との接合部がずれるのを防止することができる。したがって、この電子部品装着ヘッドによれば、安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることができる。
【００１２】
請求項２に係る電子部品装着ヘッドにおいては、粘着剤がクリーム半田であり、この場合においても、安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることができる。
【００１３】
請求項３に係る電子部品装着ヘッドにおいては、粘着剤が封止剤であり、この場合においても、安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることができる。
【００１４】
請求項４に係る電子部品装着方法においては、当接検知工程において、ピエゾ素子により粘着剤と電子部品又はプリント基板との当接を検知し、振動付与工程において、ピエゾ素子によりプリント基板に対し垂直な振動を電子部品に付与して電子部品とプリント基板との接合部から粘着剤を排除するため、電子部品とプリント基板との接合部から粘着剤を排除でき、電子部品とプリント基板との接合部がずれるのを防止することができる。したがって、この電子部品装着方法によれば、安定して、かつ短時間で電子部品をプリント基板に位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法を具体化した実施形態１、２を図面に基づいて以下に説明する。実施形態１の電子部品装着ヘッドは、図１に示すように、吸着ノズル１０、ハウジング２０、ヘッド本体３０及びピエゾ素子３１を備えている。電子部品装着ヘッドは、図示しない昇降装置にヘッド本体３０が昇降可能に保持されている。
【００１６】
吸着ノズル１０は、バンプ２が形成されたベアチップ１を先端部１１ａで吸着してプリント基板５上に装着するものであり、吸着管１１、バックプレート１２、ピストンロッド部１３及びピストン部１４を有している。ここで、ベアチップ１が電子部品である。吸着管１１は円筒状をなし、ベアチップ１を先端部１１ａで吸着可能にされている。バックプレート１２は円盤状をなし、吸着管１１の上端に吸着管１１と同軸に一体として設けられている。このバックプレート１２は、光を反射させて吸着管１１に吸着されたベアチップ１を照明する役割や、ベアチップ１の背景を形成する役割を果たすものである。なお、吸着管１１及びバックプレート１２をピストンロッド部１３から取り外し可能としてもよい。
【００１７】
ピストンロッド部１３は横断面形状が矩形をなし、バックプレート１２の上端に一体として設けられている。ピストン部１４も横断面形状が矩形をなし、ピストンロッド部１３の上端に一体として設けられている。ただし、ピストン部１４の横断面形状は、ピストンロッド部１３の横断面形状より大きくなっている。このピストン部１４の上端には、外側に突出する鍔部１４ａが形成されている。また、ピストン部１４の側面からピストン部１４、ピストンロッド部１３、バックプレート１２及び吸着管１１の中央部を貫通して負圧通路１５が貫設されている。この負圧通路１５内を負圧にすることにより、吸着管１１の先端部１１ａでベアチップ１を吸着することができる。
【００１８】
ハウジング２０は直方体をなし、その上端部がヘッド本体３０に固着されている。また、ハウジング２０には、上端から下端にかけて横断面形状が矩形をなす第１室２１、第２室２２、第３室２３及び第４室２４が連続して設けられている。そして、第１室２１はハウジング２０の上端に開口を有し、第４室２４はハウジング２０の下端に開口を有している。
【００１９】
第１室２１には直方体をなすピエゾ素子３１が摺動可能に貫設され、このピエゾ素子３１の一部は第２室２２に貫入されている。また、ピエゾ素子３１の上端はヘッド本体３０に固着され、下端はピストン部１４の鍔部１４ａに当接可能にされている。さらに、ピエゾ素子３１は、入力回路３７と出力回路３８とを切換える切換え回路３６に電気的に接続されている。ピエゾ素子３１が切換え回路３６により入力回路３７に接続されると、ピエゾ素子３１はプリント基板５の電極パッド６に塗布された粘性剤としてのクリーム半田７と、ベアチップ１のバンプ２との当接を検知するセンサとしての役割を果たす。また、ピエゾ素子３１が切換え回路３６により出力回路３８に接続されると、ピエゾ素子３１はプリント基板５に対し垂直な振動である縦振動をベアチップ１に付与して、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６との接合部からクリーム半田７を排除するアクチュエータとしての役割を果たす。なお、クリーム半田７にはフラックスが混入されている。
【００２０】
第２室２２には、ピストン部１４の鍔部１４ａが摺動可能に収納されるとともに、圧力制御装置３３に接続された気体供給路２２ａがハウジング２０の側壁を貫通して開口している。第３室２３には、ピストン部１４が摺動可能に収納されるとともに、軸受用気体供給装置３４に接続された気体供給路２３ａ、負圧供給装置３５に接続された負圧供給路２３ｂ、圧力制御装置３３に接続された気体供給路２３ｃがハウジング２０の側壁を貫通して開口している。また、第３室２３の内周面には、ピストン部１４を囲んで４個の多孔質材からなる静圧軸受３２が配設されている。第４室２４には、ピストンロッド部１３が摺動可能に貫設され、第４室２４の内周面にはピストンロッド部１３を囲んで４個の多孔質材からなる静圧軸受３２が配設されている。気体供給路２３ａに軸受用気体供給装置３４からエアが供給されると、静圧軸受３２の働きにより、ピストンロッド部１３及びピストン部１４は第３室２３及び第４室２４の内周面と接触することなく支持される。また、負圧供給路２３ｂは負圧通路１５と連通しており、負圧供給路２３ｂが負圧供給装置３５により負圧にされると、吸着管１１の先端部１１ａでベアチップ１を吸着することができる。さらに、気体供給路２２ａに圧力制御装置３３からエアが供給されると、鍔部１４ａが下方に押圧され、吸着ノズル１０が下降する。また、気体供給路２３ｃに圧力制御装置３３からエアが供給されると、ピストン部１４が上方に押圧され、吸着ノズル１０が上昇する。
【００２１】
次に、この電子部品装着ヘッドを用いた電子部品装着方法を図２により説明する。図示しない制御装置により、プリント基板５へのベアチップ１の装着が指令されると、ステップＳ１においてプリント基板５の電極パッド６にクリーム半田７が印刷により塗布される。そして、プリント基板５が所定の位置にクランプされる。また、これと並行して、吸着ノズル１０にベアチップ１が吸着され、プリント基板５の上方である装着位置に移動させられる。こうして、図１に示す状態になる。そして、切換え回路３６が入力回路３７に切換えられ、ピエゾ素子３１が入力回路３７に接続されるとともに、軸受用気体供給装置３４及び圧力制御装置３３から気体供給路２３ａ、２３ｃにエアが供給される。これにより、ピストンロッド部１３及びピストン部１４は第３室２３及び第４室２４の内周面と接触することなく支持されるとともに、吸着ノズル１０が上方に押し上げられ、図５に示すように、ピエゾ素子３１に圧力Ｐ０が加えられる（ピエゾ素子３１により圧力Ｐ０が検出される）。ここで、図５は時刻ｔとピエゾ素子３１が検出する圧力Ｐとの関係を示している。このように、吸着ノズル１０を上方に押し上げて、ピエゾ素子３１に圧力Ｐ０を加えるのは、吸着ノズル１０とピエゾ素子３１とのバックラッシュを除去して、吸着ノズル１０下降動作中におけるガタによる振動外乱を抑制するためである。これにより、ベアチップ１の吸着姿勢を安定させ、落下を防止することができるとともに、ピエゾ素子３１のセンサとしての検出精度を向上させることができる。ステップＳ１が粘着剤塗布工程である。
【００２２】
ステップＳ２においては、図示しないモータにより電子部品装着ヘッドを下降させ、図３（Ａ）に示すように、吸着ノズル１０を下降させる。図４に示すように、時刻ｔ１までは次第に吸着ノズル１０の下降速度Ｖを増加させ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは次第に吸着ノズル１０の下降速度Ｖを減少させる。ここで、図４は時刻ｔと電子部品装着ヘッドの昇降速度Ｖとの関係を示している。なお、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて時刻ｔ１、ｔ２が計算され、この時刻ｔ１、ｔ２によりモータによる電子部品装着ヘッドの制御が行われる。ステップＳ２が吸着ノズル下降工程である。
【００２３】
ステップＳ３においては、プリント基板５の電極パッド６に塗布されたクリーム半田７とベアチップ１のバンプ２との当接を検知する。ピエゾ素子３１から入力回路３７に入力される圧力Ｐが閾値以上である場合（ＹＥＳ）、図３（Ｂ）に示すように、クリーム半田７とバンプ２とが当接したと判断して、ステップＳ４に進む。また、ピエゾ素子３１から入力回路３７に入力される圧力Ｐが閾値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ３を繰り返し実行する。図５に示すように、時刻ｔ２においてピエゾ素子３１により圧力Ｐ１が検出され、これによりクリーム半田７とバンプ２とが当接したことが検知される。なお、図４に示すように、時刻ｔ２から吸着ノズル１０の下降速度Ｖが一定にされる。ステップＳ３が当接検知工程である。
【００２４】
ステップＳ４においては、ベアチップ１にプリント基板５に対し垂直な振動である縦振動が与えられる。すなわち、切換え回路３６が出力回路３８に切換えられ、ピエゾ素子３１が出力回路３８に接続される。これにより、図６に示すように、時刻ｔ３から所定の周期でピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に圧力Ｐ２が加えられ、ベアチップ１に縦振動が与えられる。こうして、図３（Ｃ）に示すように、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６との接合部からクリーム半田７が排除される。ここで、図６は時刻ｔとピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に加えられる圧力Ｐとの関係を示している。このステップＳ４が振動付与工程である。
【００２５】
ステップＳ５においては、プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接するまで待つ。プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接した後（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。ただし、プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２との当接は、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて判断される。すなわち、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて時刻ｔ４が計算され、時刻ｔ４に達した場合にプリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接したと判断される。
【００２６】
ステップＳ６においては、プリント基板５とベアチップ１との位置決め処理を行う。図４に示すように、時刻ｔ４においてモータが停止され、電子部品装着ヘッドの下降が停止される。また、図６に示すように、時刻ｔ４においてピエゾ素子３１に所定周期で加えられていた圧力Ｐ２が停止され、ベアチップ１に加えられていた縦振動が停止される。さらに、図７に示すように、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、圧力制御装置３３から気体供給路２３ｃへのエア供給が停止されるとともに、気体供給路２２ａにエアが供給され、吸着ノズル１０に荷重Ｆが加えられる。これにより、ベアチップ１に荷重Ｆが加えられて、ベアチップ１がプリント基板５に押圧されることにより、プリント基板５とベアチップ１との位置決めが確実に行われる。ただし、圧力制御装置３３から気体供給路２２ａにエアを供給する代わりに、ヘッド本体３０に接続されたエアシリンダを駆動することにより電子部品装着ヘッドを押し下げて吸着ノズル１０に荷重Ｆを加えてもよい。また、図４に示すように、時刻ｔ５からモータにより電子部品装着ヘッドを上昇させるとともに、プリント基板５のクランプが解除されて所定の位置から排出される。なお、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて時刻ｔ４、ｔ５が計算される。ここで、図７は、時刻ｔと吸着ノズル１０に加えられる荷重Ｆとの関係を示す図である。
【００２７】
ステップＳ７においては、クリーム半田７を溶融、固化させて、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６とを接合させる。ステップＳ７が接合工程である。
【００２８】
実施形態１の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法においては、吸着ノズル１０とヘッド本体３０との間には、プリント基板５に塗布されたクリーム半田７とベアチップ１との当接を検知するとともに、プリント基板５に対し垂直な振動をベアチップ１に付与してベアチップ１とプリント基板５との接合部からクリーム半田７を排除するピエゾ素子３１を備えている。そして、当接検知工程Ｓ３において、ピエゾ素子３１によりクリーム半田７とベアチップ１との当接を検知し、振動付与工程Ｓ４において、ピエゾ素子３１によりプリント基板５に対し垂直な振動をベアチップ１に付与してベアチップ１とプリント基板５との接合部からクリーム半田７を排除している。そのため、ベアチップ１とプリント基板５との接合部からクリーム半田７を排除でき、ベアチップ１とプリント基板５との接合部がずれるのを防止することができる。したがって、この電子部品装着ヘッドによれば、安定して、かつ短時間でベアチップ１をプリント基板５に位置決めすることができる。
【００２９】
実施形態２の電子部品装着ヘッドは、図８に示すように、吸着ノズル１０、ハウジング４０、ヘッド本体３０及びピエゾ素子３１を備えている。ただし、図１に示す実施形態１の電子部品装着ヘッドと同一の構成については同一の符号を用いることとし、その説明を省略する。
【００３０】
ハウジング４０は直方体をなし、その上端部がヘッド本体３０に固着されている。また、ハウジング４０には、上端から下端にかけて横断面形状が矩形をなす第１室４１、第２室４２、第３室４３及び第４室４４が連続して設けられている。そして、第１室４１はハウジング４０の上端に開口を有し、第４室４４はハウジング４０の下端に開口を有している。
【００３１】
第１室４１には直方体をなすピエゾ素子３１が摺動可能に貫設され、このピエゾ素子３１の一部は第２室４２に貫入されている。また、ピエゾ素子３１の上端はヘッド本体３０に固着され、下端はピストン部１４の鍔部１４ａに固着されている。さらに、ピエゾ素子３１は、入力回路３７と出力回路３８とを切換える切換え回路３６に電気的に接続されている。ピエゾ素子３１が切換え回路３６により入力回路３７に接続されると、ピエゾ素子３１はプリント基板５の電極パッド６間に塗布された粘性剤としての封止剤８と、ベアチップ１との当接を検知するセンサとしての役割を果たす。また、ピエゾ素子３１が切換え回路３６により出力回路３８に接続されると、ピエゾ素子３１はプリント基板５に対し垂直な振動である縦振動をベアチップ１に付与して、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６との接合部から封止剤８を排除するアクチュエータとしての役割を果たす。
【００３２】
第２室４２には、ピストン部１４の鍔部１４ａが摺動可能に収納されている。第３室４３には、ピストン部１４が摺動可能に収納されるとともに、軸受用気体供給装置３４に接続された気体供給路４３ａ、負圧供給装置３５に接続された負圧供給路４３ｂがハウジング４０の側壁を貫通して開口している。また、第３室４３の内周面には、ピストン部１４を囲んで４個の多孔質材からなる静圧軸受３２が配設されている。第４室４４には、ピストンロッド部１３が摺動可能に貫設され、第４室４４の内周面にはピストンロッド部１３を囲んで４個の多孔質材からなる静圧軸受３２が配設されている。気体供給路４３ａに軸受用気体供給装置３４からエアが供給されると、静圧軸受３２の働きにより、ピストンロッド部１３及びピストン部１４は第３室４３及び第４室４４の内周面と接触することなく支持される。また、負圧供給路２３ｂは負圧通路１５と連通しており、負圧供給路４３ｂが負圧供給装置３５により負圧にされると、吸着管１１の先端部１１ａでベアチップ１を吸着することができる。
【００３３】
次に、この電子部品装着ヘッドを用いた電子部品装着方法を図９により説明する。図示しない制御装置により、プリント基板５へのベアチップ１の装着が指令されると、ステップＳ１１においてプリント基板５の電極パッド６間に封止剤８が塗布される。そして、プリント基板５が所定の位置にクランプされる。また、これと並行して、吸着ノズル１０にベアチップ１が吸着され、プリント基板５の上方である装着位置に移動させられる。こうして、図８に示す状態になる。そして、切換え回路３６が入力回路３７に切換えられ、ピエゾ素子３１が入力回路３７に接続されるとともに、軸受用気体供給装置３４から気体供給路４３ａにエアが供給される。これにより、ピストンロッド部１３及びピストン部１４は第３室４３及び第４室４４の内周面と接触することなく支持される。ステップＳ１１が粘着剤塗布工程である。
【００３４】
ステップＳ１２においては、図示しないモータにより電子部品装着ヘッドを下降させ、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸着ノズル１０を下降させる。なお、図１０（Ａ）は正面図、図１０（Ｂ）は側面図である。図１１に示すように、時刻ｔ１までは次第に吸着ノズル１０の下降速度Ｖを増加させ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは次第に吸着ノズル１０の下降速度Ｖを減少させる。ここで、図１１は時刻ｔと電子部品装着ヘッドの昇降速度Ｖとの関係を示している。なお、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて時刻ｔ１、ｔ２が計算され、この時刻ｔ１、ｔ２によりモータによる電子部品装着ヘッドの制御が行われる。ステップＳ１２が吸着ノズル下降工程である。
【００３５】
ステップＳ１３においては、プリント基板５の電極パッド６間に塗布された封止剤８とベアチップ１との当接を検知する。ピエゾ素子３１から入力回路３７に入力される圧力Ｐが閾値以上である場合（ＹＥＳ）、封止剤８とベアチップ１とが当接したと判断して、ステップＳ１４に進む。また、ピエゾ素子３１から入力回路３７に入力される圧力Ｐが閾値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ１３を繰り返し実行する。図１２に示すように、時刻ｔ２においてピエゾ素子３１により圧力Ｐ３が検出され、これにより封止剤８とベアチップ１とが当接したことが検知される。ここで、図１２は、時刻ｔとピエゾ素子３１が検出する圧力Ｐとの関係を示している。なお、図１１に示すように、時刻ｔ２から吸着ノズル１０の下降速度Ｖが一定にされる。ステップＳ１３が当接検知工程である。
【００３６】
ステップＳ１４においては、ベアチップ１にプリント基板５に対し垂直な振動である縦振動が与えられる。すなわち、切換え回路３６が出力回路３８に切換えられ、ピエゾ素子３１が出力回路３８に接続される。これにより、図１３に示すように、時刻ｔ３から所定の周期でピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に圧力Ｐ４が加えられ、ベアチップ１に縦振動が与えられる。こうして、図１０（Ｃ）に示すように、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６との接合部から封止剤８が排除される。ここで、図１３は時刻ｔとピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に加えられる圧力Ｐとの関係を示している。このステップＳ１４が振動付与工程である。
【００３７】
ステップＳ１５においては、プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接するまで待つ。プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接した後（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。ただし、プリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２との当接は、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて判断される。すなわち、制御装置によりベアチップ１の形状等から計算されたデータに基づいて時刻ｔ４が計算され、時刻ｔ４に達した場合にプリント基板５の電極パッド６とベアチップ１のバンプ２とが当接したと判断される。
【００３８】
ステップＳ１６においては、図１１に示すように、時刻ｔ４においてモータが停止され、電子部品装着ヘッドの下降が停止される。また、図１３に示すように、時刻ｔ４においてピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に所定周期で加えられていた圧力Ｐ４が停止されるとともに、ピエゾ素子３１から吸着ノズル１０に圧力Ｐ５が加えられる。そして、ヘッド本体３０に接続された図示しないホーン及び振動子により、プリント基板５に対して平行な振動である横方向の超音波振動が吸着ノズル１０に加えられる。これにより、ベアチップ１には、圧力Ｐ４で電極パッド６に縦方向に押圧された状態で、横方向の超音波振動が付与される。こうして、超音波振動エネルギーにより、ベアチップ１のバンプ２とプリント基板５の電極パッド６との接合部が溶融接合され、ベアチップ１がプリント基板５に接合される。そして、電子部品装着ヘッドが上昇されるとともに、プリント基板５のクランプが解除されて所定の位置から排出される。
【００３９】
実施形態２の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法においては、吸着ノズル１０とヘッド本体３０との間には、プリント基板５に塗布された封止剤８とベアチップ１との当接を検知するとともに、プリント基板５に対し垂直な振動をベアチップ１に付与してベアチップ１とプリント基板５との接合部から封止剤８を排除するピエゾ素子３１を備えている。そして、当接検知工程Ｓ１３において、ピエゾ素子３１により封止剤８とベアチップ１との当接を検知し、振動付与工程Ｓ１４において、ピエゾ素子３１によりプリント基板５に対し垂直な振動をベアチップ１に付与してベアチップ１とプリント基板５との接合部から封止剤８を排除している。そのため、ベアチップ１とプリント基板５との接合部から封止剤８を排除でき、ベアチップ１とプリント基板５との接合部がずれるのを防止することができる。したがって、この電子部品装着ヘッドによれば、安定して、かつ短時間でベアチップ１をプリント基板５に位置決めすることができる。
【００４０】
以上、本発明の電子部品装着ヘッド及び電子部品装着方法を実施形態１、２に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１に係り、電子部品吸着ヘッドの断面図。
【図２】実施形態１に係り、電子部品装着方法のフローチャート。
【図３】実施形態１に係り、ベアチップとプリント基板との関係を示す図。
【図４】実施形態１に係り、時刻と電子部品装着ヘッドの昇降速度との関係を示す図。
【図５】実施形態１に係り、時刻とピエゾ素子が検出する圧力との関係を示す図。
【図６】実施形態１に係り、時刻とピエゾ素子により吸着ノズルに加えられる圧力との関係を示す図。
【図７】実施形態１に係り、時刻と吸着ノズルに加えられる荷重との関係を示す図。
【図８】実施形態２に係り、電子部品吸着ヘッドの断面図。
【図９】実施形態２に係り、電子部品装着方法のフローチャート。
【図１０】実施形態２に係り、ベアチップとプリント基板との関係を示す図。
【図１１】実施形態２に係り、時刻と電子部品装着ヘッドの昇降速度との関係を示す図。
【図１２】実施形態２に係り、時刻とピエゾ素子が検出する圧力との関係を示す図。
【図１３】実施形態２に係り、時刻とピエゾ素子により吸着ノズルに加えられる圧力との関係を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１…電子部品（ベアチップ）、５…プリント基板、７、８…粘着剤（７…クリーム半田、８…封止剤）、１０…吸着ノズル、３０…ヘッド本体、３１…ピエゾ素子、Ｓ１、Ｓ１１…粘着剤塗布工程、Ｓ２、Ｓ１２…吸着ノズル下降工程、Ｓ３、Ｓ１３…当接検知工程、Ｓ４、Ｓ１４…振動付与工程、Ｓ７、Ｓ１６…接合工程。
【出願人】 【識別番号】０００２３７２７１
【氏名又は名称】富士機械製造株式会社
【出願日】 平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【代理人】 【識別番号】１０００８９０８２
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 脩

【識別番号】１００１３００９６
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一総
【公開番号】 特開２００８−６６５８１（Ｐ２００８−６６５８１Ａ）
【公開日】 平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願番号】 特願２００６−２４４３６９（Ｐ２００６−２４４３６９）