JP4544755B2 - ボンディングヘッド及び部品装着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板に装着するボンディングヘッド、及び該ボンディングヘッドを備えた部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上記ボンディングヘッドの平行調整装置の一例として球面軸受けが採用されている。該球面軸受けは、ボンディングヘッドの押圧ツールをボンディングステージ等の対象物に倣わすことで平行調整可能であるので、平行調整を容易にすることができる。
以下図を参照しながら、平行調整部に球面軸受けを採用したボンディングヘッドの一例について説明する。図９は従来のボンディングヘッドの斜視図であり、図１０はその断面図である。図９及び図１０において、１がボンディングヘッドである。２は、球面部であり、凸形状の球面部を有したブロック３と、凹形状の球面部を有したブロック４とが接触する構成となつている。５は、吸引溝であり、ブロック４に設けられており吸引用通路６を通じて空気を吸引することでブロック４に対してブロック３が吸引保持される。７は、マグネットであり、ブロック４に設けられており、マグネット７の磁力によりブロック３はブロック４に引き寄せられている。８は、冷却フィンでありブロック３に接続されている。９は、ホルダで上記冷却フィン８に結合されている。そしてホルダ９は、下端に押圧ツール１０を備えるとともにヒータ１１及び熱電対１２が同一方向からホルダ９に挿入されている。よってホルダ９は、熱電対１２により温度監視されながらヒータ１１により加熱される。ここで押圧ツール１０の下面中央のａ点が球面部２の球の中心となつている。１３は電子部品であり、熱硬化性の接着剤１４を介して回路基板１５上に装着されている。１６はボンディングステ一ジで回路基板１５を載置している。
【０００３】
以上のように構咸されたボンディングヘッドについて、以下にその動作について説明する。
まず始めにボンディング動作について説明する。
予め前工程において、電子部品１３は、接着剤１４を介して回路基板１５上に仮位置決めされている。そして図中には記されていない外部の搬送装置により、上記電子部品１３が仮位置決めされた回路基板１５は搬送され、ボンディングステージ１６上に載置され固定される。次にボンディングヘッド１は、図中に示されていない外部の駆動装置により下降し、押圧ツール１０により電子部品１３を押圧する。このとき、ヒータ１１の加熱によりホルダ９を介して押圧ツール１０は加熱されており、押圧ツール１０の熱が電子部品１３を介して接着剤１４に伝わる。よって接着剤１４の硬化が進み、電子部品１３と回路基板１５の接合が完了する。このとき、高い接合品質を得るためには、電子部品１３と回路基板１５との間で高い平行度を確保していることが重要であり、そのためには押圧ツール１０とボンディングステージ１６との間の平行度が重要である。
【０００４】
次に平行調整動作について、図１０を用いて説明する。該平行調整動作は、生産する物品の品種により押圧ツール１０の交換が必要となったときに行なわれる。又、該平行調整動作は、ボンディングステージ１６上にワーク、即ち、電子部品１３及び回路基板１５が装着されていない状態で行なわれる。尚、図１０には、上記ワークが描かれているが平行調整動作中にはワークは存在しない。
平行調整動作前において、吸引用通路６から空気が吸引され、吸引溝５における空気の吸引力によりブロック４に対してブロック３が吸引保持される。まず、吸引用通路６に圧縮空気を供給しブロック３の吸引保持を解除する。このとき、マグネット７によりブロック３を保持する力が働いているのでブロック３が落下することはなく、球面部においてブロック３とブロック４の間に数〜数十ミクロンの隙間が発生する。そして、このときブロック３は、上記ａ点を中心に容易に回転可能な状態になる。一方、上述のようにホルダ９には、ヒータ１１及び熱電対１２がｂ方向に沿って同方向に設けられているので、ヒータ１１及び熱電対１２の重量、並びに配線１７、配線１８の抗力の影響により、ホルダ９にはｃ方向の回転モーメントが発生する。よって、回転可能な状態となっているボンディングヘッド下部１９は、図１１に示すように傾いた状態になる。
【０００５】
次に、ボンディングヘッド１は、図中に記されていない外部の駆動装置により下降し、押圧ツール１０はボンディングステージ１６に押さえつけられる。このとき押圧ツール１０の押圧面は、ボンディングステージ１６に倣おうとしてブロック３は上記ａ点の回りに回転する。該回転後、吸引溝５から空気を吸引することでブロック４に対してブロック３は吸着保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のようなボンディングヘッド１では、押圧ツール１０をボンディングステージ１６に倣わせるとき、ヒータ１１、熱電対１２の配線１７、１８の抗力や、ヒータ１１、熱電対１２の重量の影響により、抵抗が発生し十分に倣わすことができないという問題が生じていた。その結果、ボンディング動作時において、回路基板１５に対する電子部品１３の平行度が十分ではなくなり、電子部品１３と回路基板１５との各電極における接触状態にバラツキが生じ、高い接合品質でボンディングを行なうことができないという問題が生じていた。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置可能なボンディングヘッド、及び該ボンディングヘッドを備えた部品装着装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様におけるボンディングヘッドは、ボンディングステージの載置面上に載置された回路形成体上の部品に接触する平坦な押圧面を有する押圧部と、該押圧部を揺動自在に支持する支持部とを備え、上記押圧面を上記部品に接触させて上記部品を上記回路形成体へ押圧するボンディングヘッドであって、
上記押圧部に配置した凸状ブロック、及び上記支持部に配置した凹状ブロックにより構成した球面軸受けと、
上記凹状ブロックに設けられ、上記凸状ブロックと上記凹状ブロックとを吸引により固定する吸引溝と、
上記凹状ブロックに設けられ、上記吸引溝の吸引動作を中止したときに上記凸状ブロックを摺動可能に支持する上記球面軸受けの摺動面に配置したマグネットとを備え、
上記押圧部の揺動に起因する、上記支持部に対する上記押圧部の傾斜を防止して上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する傾斜防止部材をさらに備え、該傾斜防止部材は、上記押圧部に備わる部材であって、上記押圧面を加熱する加熱体と、該加熱体からの熱を検出する加熱体温度制御用熱検出器とを有し、上記加熱体により生じる上記押圧部の揺動と上記熱検出器により生じる上記押圧部の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出器が装填された加熱用部材である、ことを特徴とする。
【００１０】
又、上記加熱用部材は、上記押圧面にて押圧される上記部品の厚み方向に直交する方向でかつ互いに直交する２方向において、当該加熱用部材の中心軸を中心として対称形にて構成してもよい。
【００１２】
又、押圧禁止箇所が上記部品に存在するとき、上記押圧面は、上記押圧禁止箇所に対応して非押圧部を有するように構成してもよい。
【００１３】
又、上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部に生じさせる重りにて構成してもよい。
【００１４】
又、上記傾斜防止部材は、上記支持部に備わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部に与える付勢機構にて構成してもよい。
【００１６】
又、本発明の第２態様の部品装着装置は、上記第１態様のボンディングヘッドと、
部品を載置した回路形成体をボンディングステージの載置面上への搬入及び該載置面からの搬出を行なう移載装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
又、上記第２態様において、上記部品の厚み方向に上記ボンディングヘッドを移動させる駆動装置と、該駆動装置の動作制御を行う制御装置とをさらに備え、上記制御装置は、上記部品に接触する平坦な押圧面を上記部品に接触させて上記部品を上記回路形成体へ押圧する押圧動作に比して、上記押圧面を上記載置面に接触させて上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする平行調整動作のときに上記ボンディングヘッドをより大きな力にて上記厚み方向に移動させる動作制御を上記駆動装置に対して行なうように構成してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態であるボンディングヘッド及び該ボンディングヘッドを備えた部品装着装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。又、この明細書で回路形成体とは、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレーム等、回路が形成されている対象物を意味する。尚、本実施形態では、回路形成体の一例として回路基板を例に採り、又、部品の一例として上記回路基板に実装される電子部品を例に採る。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本実施形態のボンディングヘッド１２１は、大きく分けて押圧部１１０と、該押圧部１１０を揺動自在に支持する支持部１１１とを備え、ボンディングステージ１６の載置面１６ａ上に載置された回路基板１５上の電子部品１３を回路基板１５へ押圧する。尚、上記押圧部１１０と上記支持部１１１とは、いわゆる球面軸受けを構成する球面部１２２にて連結される。又、上記電子部品１３は、熱硬化性の接着剤１４を介して回路基板１５上に載置されている。尚、図２、さらには後述の図４〜図６では、以下に説明する、吸引給気装置１４１、駆動装置１４２、移載装置１４３、及び制御装置１８０の図示を省略している。
上記支持部１１１は、上記球面部１２２を構成する、凹形状の球面１２４ａを有した凹状ブロック１２４を有する。該凹状ブロック１２４内には、上記球面１２４ａに開口する吸引溝１２５、該吸引溝１２５に連通する吸引用通路１２６、及び球面１２４ａに露出するように埋設されているマグネット１２７が設けられている。又、吸引用通路１２６には、制御装置１８０にて動作制御される吸引給気装置１４１が接続されている。
【００２０】
上記押圧部１１０は、大きく分けて、凸状ブロック１２３と、冷却フィン１２８と、加熱用部材１２９と、押圧ツール１３０とを備える。
上記凸状ブロック１２３は、上記凹状ブロック１２４の上記球面１２４ａに対応した球面であって、上記球面１２４ａとともに上記球面部１２２を構成する凸状の球面１２３ａを有する。よって、上記凹状ブロック１２４と凸状ブロック１２３とは、球面部１２２にて互いに接触する。そして上記吸引給気装置１４１にて吸引用通路１２６及び吸引溝１２５を介して吸引動作が行なわれているときには、マグネット１２７による磁力とともに、凸状ブロック１２３は凹状ブロック１２４に固定される。即ち、押圧部１１０は、支持部１１１に固定される。一方、上記吸引動作を停止したときには、マグネット１２７による磁力のみにて凸状ブロック１２３は凹状ブロック１２４に支持されるので、凸状ブロック１２３は凹状ブロック１２４に対して球面部１２２にて滑動可能となり、上記球面１２４ａに沿って揺動可能となる。
【００２１】
冷却フィン１２８の一端は、上記凸状ブロック１２３に結合され、他端は加熱用部材１２９に結合されている。
本実施形態において、加熱用部材１２９は、傾斜防止部材の一例に相当する。
ここで傾斜防止部材とは、上記押圧部１１０の揺動に起因する、上記支持部１１１に対する押圧部１１０の傾斜を防止して上記押圧ツール１３０の押圧面１３０ａと上記載置面１６ａとを平行又はほぼ平行状態に設定する部材である。上記加熱用部材１２９には、上記電子部品１３に対向し上記電子部品１３に接触する上記押圧面１３０ａを有する上記押圧ツール１３０が着脱可能に取り付けられ、さらに、加熱体の一例であり、熱硬化性の接着剤１４を硬化させるために上記押圧面１３０ａを加熱するヒータ１３１と、上記加熱体からの熱を検出する熱検出器の一例である熱電対１３２とが相対する方向から挿入されている。
【００２２】
加熱用部材１２９に対するヒータ１３１及び熱電対１３２の装填方向は、上述の相対する方向に限定されるものではなく、上記加熱体により生じる押圧部１１０の揺動と、上記熱検出器により生じる押圧部１１０の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出器を加熱用部材１２９に装填すればよい。
尚、ヒータ１３１及び熱電対１３２は、それぞれ配線１３７、１３８を介して制御装置１８０に接続され、加熱用部材１２９は熱電対３２により温度監視されながらヒータ１３１により加熱される。
又、上記球面１２３ａ及び上記球面１２４ａを構成する球の中心は、上記押圧面１３０ａの倣い動作時に該押圧面１３０ａが水平方向に位置ずれしないようにするため、押圧面１３０ａ上に存在する。
【００２３】
又、以上のように構成されたボンデイングヘッド１０１には、例えば支持部１１１に取り付けられ当該ボンディングヘッド１０１を電子部品１３の厚み方向１４４方向へ移動させ、電子部品１３を回路基板１５へ押圧し実装させる、上記制御装置１８０にて動作制御される駆動装置１４２が設けられる。
又、以上のように構成されたボンデイングヘッド１０１と、上記接着剤１４を介して電子部品１３を載置した回路基板１５をボンディングステージ１６の載置面１６ａ上への搬入及び該載置面１６ａからの搬出を行なう移載装置１４３とを備えて部品装着装置２０１を構成することもできる。移載装置１４３には、上記回路基板１５及び電子部品１３を保持する保持部１４３１と、該保持部１４３１を上記厚み方向１４４に直交する２方向に移動させる駆動部１４３２とを備える。
【００２４】
以上のように構成されたボンデイングヘッド１０１について、以下にその動作を説明する。尚、電子部品１３を回路基板１５へ加熱しながら押圧して実装するボンデイング動作については、上述の従来技術におけるボンディング動作と同じであるのでここでの説明は省略する。
よって以下には、ボンディングステージ１６の載置面１６ａ上に回路基板１５等が存在しないときに実行され、上記載置面１６ａと上記押圧ツール１３０の押圧面１３０ａとを平行にする平行調整動作について説明する。
上記平行調整動作は、生産物の品種の切換えにより上記押圧ツール１３０を交換したときに行なわれ、ボンディングステージ１６上に回路基板１５等が載置されていない状態で行われる。
【００２５】
平行調整動作前には、吸引給気装置１４１により吸引用通路１２６を介して空気が吸引され、吸引溝１２５における空気の吸引力により凹状ブロック１２４に対して凸状ブロック１２３が吸引保持されている。
平行調整動作開始により、まず、吸引給気装置１４１により吸引用通路１２６へ圧縮空気を供給し凸状ブロック１２３の吸引保持動作を解除する。このときマグネット１２７により凸状ブロック１２３を持ち上げる力を働かせているので凸状ブロック１２３が落下することはなく、球面部１２２において凸状ブロック１２３と凹状ブロック１２４との間に、数〜数十μｍの隙間が発生する。そして、このとき凸状ブロック１２３つまり押圧部１１０は、上記球面１２３ａ及び上記球面１２４ａを構成する球の中心を中心に容易に回転可能な状態、つまり固定されている支持部１１１に対して押圧部１１０は揺動可能な状態になる。
【００２６】
上述のように加熱用部材１２９に対してヒータ１３１及び熱電対１３２は相対する方向に引き出されているので、上記揺動可能な状態においても、ヒータ１３１、熱電対１３２の重量、並びに配線１３７、１３８の抗力の影響により加熱用部材１２９に生じる回転モーメントはわずかであり、押圧ツール１３０の押圧面１３０ａと、上記載置面１６ａとは略平行な状態を維持可能である。
【００２７】
次にボンディングヘッド１０１は、上記駆動装置１４２により上記厚み方向１４４に下降し、押圧ツール１３０の押圧面１３０ａは，ボンディングステージ１６の載置面１６ａに押圧される。該押圧により、押圧ツール１３０の押圧面１３０ａは、上記載置面１６ａに倣うので、即ち押圧面１３０ａと、載置面１６ａとが平行状態になろうとし、押圧部１１０は、上記球面１２３ａ及び上記球面１２４ａを構成する球の中心を中心として回転する。よって、球面部１２２にて、凹状ブロック１２４と凸状ブロック１２３との相対位置が変化する。尚、このような、押圧面１３０ａを載置面１６ａに押圧することで押圧面１３０ａと載置面１６ａとを平行状態に設定しようとする動作を平行調整動作とする。
次に、上述のように押圧面１３０ａと載置面１６ａとが平行状態にあるとき、吸引給気装置１４１にて吸引溝１２５から空気を吸引し、支持部１１１に押圧部１１０を吸着保持する。よって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとが平行状態にて、押圧部１１０は支持部１１１に固定される。
【００２８】
上記平行調整動作のとき、制御装置１８０は、上記駆動装置１４２に対して、押圧面１３０ａが電子部品１３を回路基板１５に押圧するときに比べてより強い力にて押圧面１３０ａを載置面１６ａに押圧するように動作制御する。このような動作制御により、押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力に対抗して押圧部１１０は揺動することが可能となるので、押圧面１３０ａと載置面１６ａとの平行状態をより容易に達成することができる。
【００２９】
以上説明したように本実施形態のボンディングヘッド１０１によれば、加熱用部材１２９においてヒータ１３１及び熱電対１３２を相対向する方向にて配線１３７、１３８と接続するようにしたことから、上記ヒータ１３１によって加熱用部材１２９に作用する揺動力と、上記熱電対１３２によって加熱用部材１２９に作用する揺動力とは互いに反対方向に作用することから相殺される。よって、支持部１１１に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったときであっても、加熱用部材１２９は、上記厚み方向１４４に直交する方向に対してほとんど傾斜していない。よって、上記平行調整動作の際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力は、従来に比べると小さい。したがって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができる。よって、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３０】
上述のボンディングヘッド１０１において、図７に示すように、上記押圧面１３０ａは、押圧する電子部品１３の被押圧面１３ａの全面を超える大きさであって、上記平行調整動作の際、押圧面１３０ａを上記載置面１６ａに接触させたとき押圧面１３０ａと載置面１６ａとを平行状態に設定する回転力を上記押圧部１１０に生じさせる大きさにてなるのが好ましい。
押圧面１３０ａをこのような大きさとすることで、上記平行調整動作の際に押圧部１１０に生じる回転モーメントが従来に比べて大きくなり、押圧面１３０ａと載置面１６ａとの平行状態設定を容易に行なうことができる。
【００３１】
又、上述のボンディングヘッド１０１において、図８に示すように、電子部品１３の品質上の問題から、電子部品１３の被押圧面１３ａに押圧禁止箇所１３ｂが存在する場合、押圧面１３０ａには、該押圧禁止箇所１３ｂに対応してその一部を切り欠いた非押圧部１３０ｄを形成する。このような場合、上記平行調整動作の際、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを平行状態に設定する回転力を上記押圧部１１０に生じさせるように、非押圧部１３０ｄが存在する分、押圧面１３０ａの面積を拡大するのが好ましい。押圧面１３０ａをこのような大きさとすることで、上記平行調整動作の際に押圧部１１０に生じる回転モーメントが従来に比べて大きくなり、押圧面１３０ａと載置面１６ａとの平行状態設定を容易に行なうことができる。
【００３２】
以下には、上記ボンディングヘッド１０１の変形例について説明する。
上記配線１３７、１３８について、その被覆材料を、上記平行調整動作を許容する材質、例えばシリコーン等の軟質の材料を使用することができる。該構成により、配線１３７、１３８の硬度に起因して押圧部１１０の動きが制限されることは低減されるので、押圧部１１０の動きを滑らかにして上記平行調整動作の際に押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさらに小さくすることができる。よって、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３３】
又、図３に示すボンディングヘッド１０２を構成することもできる。該ボンディングヘッド１０２では、電子部品１３を上記押圧面１３０ａに吸着するため押圧面１３０ａに開口する部品用吸引通路１４５を加熱用部材１２９及び押圧ツール１３０に設ける。そして部品用吸引通路１４５には、配管１４７を介して吸引装置１４６に接続される。該吸引装置１４６は制御装置１８０にて動作制御される。又、上記配管１４７には、上記平行調整動作を許容する材質、例えばシリコーン等の軟質の材料にてなるもの、又は直径の小さいものを使用する。その他の構成は、上述したボンディングヘッド１０１と同様である。
このような構成により、配管１４７の硬度に起因して押圧部１１０の動きが制限されることは低減されるので、押圧部１１０の動きを滑らかにして上記平行調整動作の際に押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力を小さくすることができる。よって、部品用吸引通路１４５及び配管１４７を設けた場合であっても、高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３４】
又、上記ボンディングヘッド１０１又は１０２において、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、上記加熱用部材１２９は、上記厚み方向１４４に直交し、かつ互いに直交する２方向１４８、１４９に関して、対称形に近い形状とすることもでき、このように構成することで上記２方向１４８、１４９に関して加熱用部材１２９の重量バランスをとる。即ち、図４の（ａ）に示すように、上記加熱用部材１２９は、上記方向１４８に沿って配置したとき、上記押圧面１３０ａの中心点１３０ｂを通り加熱用部材１２９の中心を通る中心軸１３０ｃを対称軸として上記方向１４８に対称となる形状とし、かつ図４の（ｂ）に示すように、上記軸１３０ｃを対称軸として上記方向１４９に対称となる形状にて作製してもよい。
又、図４の（ｂ）に示するように、ヒータ１３１及び熱電対１３２も、上記軸１３０ｃが貫通しかつ上記方向１４８に平行に延在するように配置される。
このように加熱用部材１２９を作製した場合には、支持部１１１に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったときであっても、加熱用部材１２９を、上記厚み方向１４４に直交する方向１４８、１４９に対して、傾斜させないようにすることができる。よって、上記平行調整動作の際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさらに小さくできる。したがって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３５】
さらに又、図５に示すボンディングヘッド１０３を構成することもできる。即ち、該ボンディングヘッド１０３では、上記加熱用部材１２９が延在する上記方向１４８に沿って上記凸状ブロック１２３から互いに逆向きに突出した各シャフト１５０ａにそれぞれ重り１５０を取り付けて、上記押圧部１１０の方向１４８における重量バランスを上記重り１５０にて調整する。上記シャフト１５０ａ及び重り１５０は、傾斜防止部材の一例に相当するものであり、上記押圧面１３０ａと上記載置面１６ａとをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部１１０に生じさせればよい。よって、各シャフト１５０ａの突出方向は上述の形態に限定されず、必ずしも逆向きに突出しなくてもよく、さらにその数も図示の一対に限定されず、又、各重り１５０による重量も両者で一致させる必要はない。尚、その他の構成は、上記ボンディングヘッド１０１に同様である。
【００３６】
このようにボンディングヘッド１０３を作製した場合には、上記厚み方向１４４に直交する方向に対して、上記押圧部１１０の重量バランスを調整することができるので、支持部１１１に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったときであっても、上記押圧面１３０ａを傾斜させないようにすることができる。よって、上記平行調整動作の際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさらに小さくできる。したがって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３７】
さらに又、図６に示すボンディングヘッド１０４を構成することもできる。即ち、該ボンディングヘッド１０４では、上記傾斜防止部材の一例に相当するものとして、上記支持部１１１に備わり、上記押圧面１３０ａと上記載置面１６ａとをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部１１０に与える付勢機構１５１を設けている。該付勢機構１５１は、支持部材１５１１と、付勢部材１５１２とを有し、支持部材１５１１は一端を凹状ブロック１２４に取り付け、他端に上記付勢部材１５１２を取り付けている。付勢部材１５１２は、上記支持部材１５１１を支点として付勢力を凸状ブロック１２３に作用させるもので、本実施形態では図示するように、例えばスプリングを使用している。勿論、付勢部材１５１２は、当該スプリングに限定されない。又、付勢機構１５１は、上述の機能を発揮する限り、その数は図示の一対に限定されるものではなく、又、各付勢部材１５１２の付勢力は異なる場合もある。尚、その他の構成は、上記ボンディングヘッド１０１に同様である。
【００３８】
このようにボンディングヘッド１０４を作製した場合には、固定されている上記支持部１１１に対して、上記付勢部材１５１２にて、上記厚み方向１４４に直交する方向へ上記押圧部１１０を付勢することができるので、上記押圧面１３０ａと上記載置面１６ａとを平行又はほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部１１０に与えることができる。したがって、支持部１１１に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったときであっても、上記押圧面１３０ａを傾斜させないようにすることができる。よって、上記平行調整動作の際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさらに小さくできる。したがって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
【００３９】
尚、上述した各変形例の内、ボンディングヘッド１０３、１０４における構造は、従来の図９〜図１１を参照する従来のボンディングヘッドに対して適用することも可能であり、その場合には、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうことができる。
又、ボンディングヘッド１０３、１０４における構造は、それぞれ単独で構成することもでき、又、両者を組み合わせて構成することもできる。
又、その他の変形例においても、任意に組み合わせて構成することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第１態様のボンディングヘッドによれば、傾斜防止部材を備えたことで、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができ、部品と回路形成体とを高い接合品質にてボンディングすることができる。
【００４１】
上記傾斜防止部材を、加熱体により生じる押圧部の揺動と熱検出器により生じる上記押圧部の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出器を装填した加熱用部材とすることで、支持部に対する押圧部の傾斜を防止することができ、よって押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。
【００４２】
又、上記加熱体及び上記熱検出器に接続される配線の被覆材料を、上記押圧面を上記載置面に接触させたとき上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする上記押圧部の平行調整動作を許容する材質とすることで、支持部に対する押圧部の傾斜を防止することができ、よって押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。
【００４３】
又、上記加熱用部材の形状を対称形とすることで、加熱用部材の重量バランスを取ることができ、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができる。
【００４４】
又、上記押圧面の大きさを、上記押圧面を上記載置面に接触させたとき上記押圧面と上記載置面とを平行状態に設定する回転力が上記押圧部に生じる大きさとすることで、上記押圧面を上記載置面に接触させたとき、上記平行状態に設定する回転力が生じるので、押圧面と載置面とをほぼ平行状態に容易に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができる。
【００４５】
又、押圧禁止箇所が存在する部品に対しては、押圧面に非押圧部を設けることで、部品の品質を劣化させることなく部品の装着を行なうことができる。
【００４６】
又、上記傾斜防止部材として、押圧部に重りを設けることで、押圧部の重量バランスを取ることができ、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができる。
【００４７】
又、上記傾斜防止部材として、支持部に付勢機構を設けることで、押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部に与えることができ、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができる。
【００４８】
又、押圧部に部品を吸着する吸引用通路を備えるとき、上記傾斜防止部材として上記吸引用通路に連通する管材を、支持部に対する押圧部の傾斜を防止する材質又は大きさとすることで、押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができる。
【００４９】
又、本発明の第２態様の部品装着装置によれば、上記第１態様のボンディングヘッドを備えることから、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設置することができ、部品と回路形成体とを高い接合品質にてボンディングすることができる。
【００５０】
又、上記第２態様の部品装着装置において、さらに制御装置を備え、回路形成体への部品の押圧力に比して、平行調整動作のときに押圧面を載置面へより強い力にて押圧するように制御したことで、載置面に対して押圧面をより容易にほぼ平行状態に設定することができる。よって、部品と回路形成体とを高い接合品質にてボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態におけるボンディングヘッドの断面図である。
【図２】 図１に示すボンディングヘッドの斜視図である。
【図３】 図１に示すボンディングヘッドの第１の変形例の断面図である。
【図４】 図１に示すボンディングヘッドの第２の変形例における図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】 図１に示すボンディングヘッドの第３の変形例における正面図である。
【図６】 図１に示すボンディングヘッドの第４の変形例における正面図である。
【図７】 図１に示すボンディングヘッドの押圧ヘッドの押圧面の大きさと部品の被押圧面の大きさとの関係を示す斜視図である。
【図８】 図１に示すボンディングヘッドの第５の変形例における押圧ヘッドの断面図である。
【図９】 従来のボンディングヘッドの斜視図である。
【図１０】 図９に示すボンディングヘッドの断面図である。
【図１１】 図９に示すボンディングヘッドのボンディングヘッド下部が傾斜した状態を示す図である。
【符号の説明】
１３…電子部品、１３ｂ…押圧禁止箇所、１５…回路基板、
１６…ボンディングステージ、１６ａ…載置面、
１０１〜１０４…ボンディングヘッド、１１０…押圧部、１１１…支持部、
１２９…加熱用部材、１３０ａ…押圧面、１３０ｄ…非押圧部、
１３１…ヒータ、１３２…熱電対、１３７、１３８…配線、
１４２…駆動装置、１４４…厚み方向、１４５…部品用吸引通路、
１５０…重り、１５１…付勢機構、１８０…制御装置。

Claims (7)

1. ボンディングステージ（１６）の載置面（１６ａ）上に載置された回路形成体（１５）上の部品（１３）に接触する平坦な押圧面（１３０ａ）を有する押圧部（１１０）と、該押圧部を揺動自在に支持する支持部（１１１）とを備え、上記押圧面を上記部品に接触させて上記部品を上記回路形成体へ押圧するボンディングヘッドであって、
   上記押圧部に配置した凸状ブロック、及び上記支持部に配置した凹状ブロックにより構成した球面軸受けと、
   上記凹状ブロックに設けられ、上記凸状ブロックと上記凹状ブロックとを吸引により固定する吸引溝と、
   上記凹状ブロックに設けられ、上記吸引溝の吸引動作を中止したときに上記凸状ブロックを摺動可能に支持する上記球面軸受けの摺動面に配置したマグネットとを備え、
   上記押圧部の揺動に起因する、上記支持部に対する上記押圧部の傾斜を防止して上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する傾斜防止部材（１２９，１５０，１５１）をさらに備え、該傾斜防止部材は、上記押圧部に備わる部材であって、上記押圧面を加熱する加熱体（１３１）と、該加熱体からの熱を検出する加熱体温度制御用熱検出器（１３２）とを有し、上記加熱体により生じる上記押圧部の揺動と上記熱検出器により生じる上記押圧部の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出器が装填された加熱用部材（１２９）である、
   ことを特徴とするボンディングヘッド。
2. 上記加熱用部材は、上記押圧面にて押圧される上記部品の厚み方向（１４４）に直交する方向でかつ互いに直交する２方向において、当該加熱用部材の中心軸（１３０ｃ）を中心として対称形にてなる、請求項１記載のボンディングヘッド。
3. 押圧禁止箇所（１３ｂ）が上記部品に存在するとき、上記押圧面は、上記押圧禁止箇所に対応して非押圧部（１３０ｄ）を有する、請求項１又は２記載のボンディングヘッド。
4. 上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部に生じさせる重り（１５０）である、請求項１から３のいずれかに記載のボンディングヘッド。
5. 上記傾斜防止部材は、上記支持部に備わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部に与える付勢機構（１５１）である、請求項１から３のいずれかに記載のボンディングヘッド。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のボンディングヘッド（１０１〜１０４）と、
   部品（１３）を載置した回路形成体（１５）をボンディングステージ（１６）の載置面（１６ａ）上への搬入及び該載置面からの搬出を行なう移載装置（１４３）と、
   を備えたことを特徴とする部品装着装置。
7. 上記部品の厚み方向（１４４）に上記ボンディングヘッドを移動させる駆動装置（１４１）と、該駆動装置の動作制御を行う制御装置（１８０）とをさらに備え、上記制御装置は、上記部品に接触する平坦な押圧面（１３０ａ）を上記部品に接触させて上記部品を上記回路形成体へ押圧する押圧動作に比して、上記押圧面を上記載置面に接触させて上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする平行調整動作のときに上記ボンディングヘッドをより大きな力にて上記厚み方向に移動させる動作制御を上記駆動装置に対して行なう、請求項６記載の部品装着装置。

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