專利名稱：集成電路元件組裝方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在將集成電路元件、特別是倒裝片(flip-chip)直接組裝在電路基板上等情況下，能很好應(yīng)用的集成電路元件組裝方法及其裝置。
以往，作為在電路基板上組裝集成電路元件的方法，通常采用的方法是，供給具有從側(cè)邊突出的導(dǎo)線的封裝形態(tài)的集成電路元件，在其供給位置由裝配頭吸住該集成電路元件，用元件識別部對吸住的集成電路元件吸附姿勢進(jìn)行圖像識別，經(jīng)過集成電路元件吸附姿勢糾正之后被組裝在電路基板的裝配位置上，再將集成電路的導(dǎo)線和電路基板的電極焊接接合。
眾所周知，還有一種可以取代引線焊接的方法是采用倒裝法將倒裝片組裝在絕緣基板上，再將倒裝片電極與絕緣基板電極直接連接的倒裝片接合方法。
然而，由于近年來為了開發(fā)高功能、小型電子設(shè)備，在不斷推進(jìn)集成電路元件的高集成化、小型化以及由此產(chǎn)生的多引腳、狹間距化，并且作為一種攜帶式電話和文字自動處理機(jī)等超小型電子設(shè)備的產(chǎn)生方法，也已考慮采用將倒裝片直接組裝在電路基板上的方法，但為了應(yīng)用上述以往的集成電路元件組裝方法，必須將倒裝片集成電路的接合電極配置面面朝下提供給供給位置，因此，在將倒裝片集成電路面朝下放置在托盤等內(nèi)進(jìn)行傳送時，在傳送過程中就有可能產(chǎn)生碰傷電極上形成的突起部分而在組裝后不能獲得正確的接合狀態(tài)這樣的問題。為此，以往采用的方法是，將倒裝片集成電路面朝上放置在托盤等內(nèi)進(jìn)行傳送，在組裝時用手工作業(yè)從傳送用托盤內(nèi)取出再面朝下放置在組裝用托盤內(nèi)，但存在生產(chǎn)效率低下的問題，并且由于面朝下放置在托盤內(nèi)，故仍然不能完全解決上述問題。
其次，在供給位置吸住面朝上的倒裝片集成電路時，吸嘴接觸到突起部分會碰傷該突起部分，或者不能獲得正確的吸附狀態(tài)，此外，在進(jìn)行吸附動作時，若與以往一樣吸嘴僅下降到一定位置，就會與倒裝片集成電路的表面強(qiáng)烈碰撞，從而有可能損傷倒裝片電路。
另外，在電路基板上直接組裝倒裝片集成電路時，由于電路基板大多采用玻璃環(huán)氧樹脂制成的多層基板，由基板整體的起伏不平和下層布線圖等造成的凹凸使每個裝配位置在組裝在表面上有微小傾斜，若在該狀態(tài)下組裝倒裝片集成電路，還會有不能正確進(jìn)行突起部分與電路基板電極接合的問題。
此外，作為一項在電路基板上直接組裝倒裝片集成電路的工藝，雖然有控制倒裝片集成電路的加壓力或者加熱控制倒裝片集成電路的方法，但其問題是不能在以往的裝配機(jī)器上實施。
還有，在加熱的情況下，若在基板限制裝置的基準(zhǔn)一側(cè)被固定的狀態(tài)下進(jìn)行組裝時，會因基板熱膨脹而產(chǎn)生基板側(cè)裝配位置偏位，存在著不能高精度組裝的問題。
本發(fā)明鑒于上述以往的問題，其目的在于，提供如下一種集成電路元件組裝方法及其裝置，使用該方法及裝置，可將集成電路元件的相對基板的接合電極配置面面朝上地進(jìn)行供給和組裝，不會損傷其接合電極又不會產(chǎn)生吸附不良，并可相對基板的裝配位置正確而又平行地組裝，以確保牢固而又適當(dāng)?shù)慕雍?，還可以進(jìn)行需要加壓力控制和加熱控制的接合作業(yè)，并且即使加熱也不會產(chǎn)生因熱膨脹引起的偏位，可進(jìn)行高精度裝配。
本申請的第1發(fā)明的集成電路元件組裝方法，其特征在于，在供給位置上吸附住相對基板的接合電極配置面面朝上地供給的集成電路元件，將吸住后的集成電路元件上下翻轉(zhuǎn)，再由裝配頭吸住翻轉(zhuǎn)后的集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件位置，同時識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置，然后在基板的集成電路元件裝配位置上將集成電路元件定位進(jìn)行組裝。
最好是，在供給位置上吸附集成電路元件時，對集成電路元件進(jìn)行圖像識別，檢測吸嘴不干涉接合電極的吸附位置，并檢測該吸附位置的高度，將吸嘴定位于吸附位置，同時控制其位置高度，在此狀態(tài)下進(jìn)行吸附。
本申請的第2發(fā)明的集成電路元件組裝方法，這是先由裝配頭吸住集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件位置，同時識別位置受限制的基板基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置，然后將集成電路元件定位在基板的集成電路元件裝配位置上進(jìn)行組裝的集成電路元件組裝方法，其特征在于，預(yù)先檢測基板的各集成電路元件裝配位置上的傾斜度，在進(jìn)行各個集成電路元件組裝時，根據(jù)該集成電路元件裝配位置的傾斜度調(diào)整基板設(shè)置臺的傾斜度。
最好是，將集成電路元件或其模型按壓在基板的集成電路元件裝配位置，使集成電路元件的接合電極或其相當(dāng)部分產(chǎn)生塑性變形，然后檢測這些接合電極或其相當(dāng)部分的高度并檢測基板的集成電路元件裝配位置的傾斜度。
本申請的第3發(fā)明的集成電路元件組裝方法是以上述集成電路元件組裝方法為基礎(chǔ)，再加上如下特征，即這些集成電路元件進(jìn)行組裝時，加熱集成電路元件，同時取消對基板的限制。
又，本申請的第4發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，它具有將相對基板的接合電極配置面朝上的集成電路元件提供給供給位置的集成電路元件供給裝置，在供給位置吸附集成電路元件后上下翻轉(zhuǎn)、同時向移載位置傳送的集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺，設(shè)置有在移載位置上吸住集成電路元件后將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置的工具和圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置的基板識別裝置的裝配頭，以及識別被工具吸住后的元件位置用的元件識別裝置。
集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置最好是在于供給位置與移載位置之間往復(fù)移動的移動體上設(shè)置可升降和上下翻轉(zhuǎn)的吸嘴、高度檢測裝置以及圖像識別裝置而組成，集成電路元件供給裝置最好是采用在與移動體移動方向呈垂直的方向上可使放置有集成電路元件的托盤移動和定位的結(jié)構(gòu)。
又、本申請的第5發(fā)明的集成電路元件裝配裝置具有提供集成電路元件的集成電路元件供給裝置，將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺，具有吸住被提供的集成電路元件將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具、并具有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置的基板識別裝置的裝配頭，以及識別被工具吸住后的元件位置用的元件識別裝置，其特征在于，在裝配頭上設(shè)置有對工具施加壓力的裝置和檢測加壓力的裝置。
又、本申請的第6發(fā)明的集成電路元件裝配裝置是在上述集成電路元件裝配裝置中，其進(jìn)一步的特征在于，在裝配頭的工具安裝部設(shè)置有加熱器和溫度檢測裝置。最好是設(shè)置檢測工具的集成電路元件吸附面溫度的裝置。
又、本申請的第7發(fā)明是在上述各集成電路元件裝配機(jī)器中，其進(jìn)一步的特征在于，工具由具有與集成電路元件吸附面平行的安裝面的扁平狀構(gòu)件所組成，在工具安裝部的工具抵接面設(shè)置有吸附工具用的吸附孔。最好是工具安裝部通過限制傳熱的小斷面部和冷卻裝置的中介才裝著在裝配頭上。
又、本申請的第8發(fā)明是在上述集成電路元件裝配裝置中，進(jìn)一步設(shè)置有基板設(shè)置臺傾斜度的自動調(diào)整裝置。最好是設(shè)置有在不改變基板設(shè)置臺任意位置高度的狀態(tài)下可自動調(diào)整其位置傾斜度的裝置，其結(jié)構(gòu)可以采用可升降式引導(dǎo)基板設(shè)置臺的導(dǎo)向裝置以及對基板設(shè)置臺下面3個點(diǎn)可獨(dú)立調(diào)整高度地進(jìn)行支承的裝置。
又，本申請的第9發(fā)明是在裝配頭的工具安裝部上設(shè)置有加熱裝置的集成電路元件裝配裝置中，進(jìn)一步在基板設(shè)置臺4條邊的相鄰2條邊上配設(shè)有與基板則邊緣接合來限制位置的基準(zhǔn)側(cè)限制裝置，在剩下的2條邊上設(shè)置有將基板向基準(zhǔn)側(cè)限制裝置推壓使其受到限制的可動側(cè)限制裝置，還設(shè)置有可使基準(zhǔn)側(cè)限制裝置退避移動到限制解除位置的裝置。
根據(jù)本申請的第1發(fā)明的集成電路元件組裝方法，由于吸住集成電路元件后進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，再用裝配頭吸住翻轉(zhuǎn)后的集成電路元件進(jìn)行組裝，因此可以面朝上方式提供集成電路元件，不需要進(jìn)行使表面朝下的作業(yè)，所以可提高生產(chǎn)效率，并且也能消除因在集成電路元件傳送過程中損傷接合電極而不能得到正確接合狀態(tài)的可能性。
另外，在供給位置吸附集成電路元件時，通過將吸嘴定位在與接合電極不發(fā)生干涉的吸附位置上并控制其位置高度，使吸嘴在即將與集成電路元件接觸的位置上停止進(jìn)行吸附，從而即使以面朝上方式提供集成電路元件，吸嘴也不會與電極部分接觸而對其有所損傷，也能消除不能獲得正確的吸附狀態(tài)以及與集成電路元件表面強(qiáng)烈碰撞而損傷集成電路元件電路的可能性。
根據(jù)本申請的第2發(fā)明的集成電路元件組裝方法，即使因基板由玻璃環(huán)氧樹脂制的多層基片等組成而產(chǎn)生基板整體起伏不平，或因下層布線圖等造成凹凸，使每個裝配位置在組裝表面產(chǎn)生微小傾斜，在各個集成電路元件進(jìn)行組裝時，通過調(diào)整基板設(shè)置臺的傾斜度，使其符合該集成電路元件裝配位置的傾斜度，從而可將集成電路元件相對基板的各裝配位置完全平行地進(jìn)行組裝，并可始終確保電極的正確接合。
在檢測該基板裝配位置的傾斜度時，通過將集成電路元件或其模型按壓在裝配裝置上，使接合電極或其相當(dāng)部產(chǎn)生塑性變形后檢測其高度，從而即使是微小傾斜也能高精度并在符合裝配狀態(tài)下正確檢測。
根據(jù)本申請的第3發(fā)明的集成電路元件組裝方法，在加熱狀態(tài)下組裝集成電路元件時，通過在其組裝時解除對基板的限制，即使因加熱引起基板熱膨脹也會以裝配位置為中心向周圍發(fā)生熱膨脹，從而不會產(chǎn)生因熱膨脹造成的基板側(cè)裝配位置的偏位，可高精度進(jìn)行組裝。
根據(jù)本申請的第4發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于設(shè)置有集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，并且最好是將可升降和上下翻轉(zhuǎn)的吸嘴及高度檢測裝置和圖像識別裝置設(shè)置在移動體上，組成集成電路吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，從而可以一種合理性的裝置結(jié)構(gòu)來實施第1發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
根據(jù)本申請的第5發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于在裝配頭上設(shè)置有對工具施加壓力的裝置和檢測加壓力的裝置，所以通過按檢測出的加壓力控制加壓力施加裝置，便可正確控制集成電路元件組裝時的加壓力，從而可消除構(gòu)成集成電路元件電極的突起部分因過大的加壓造成變形過量而引起與相鄰電極的絕緣不良，或因加壓力不足引起接合不良的現(xiàn)象，以始終確保正確的接合狀態(tài)。
根據(jù)本申請的第6發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于在裝配頭的工具安裝部設(shè)置有加熱器和溫度檢測裝置，從而可控制工具達(dá)到所需要的溫度，在接合時需要加熱的情況下可始終穩(wěn)定地獲得正確的接合狀態(tài)。
在此情況下，通過設(shè)置檢測工具的集成電路元件吸附面的溫度的裝置，預(yù)先求出工具安裝部溫度檢測裝置的檢測值與工具的集成電路元件吸附面溫度的相關(guān)關(guān)系，便可根據(jù)溫度檢測裝置的檢測值將工具的集成電路元件吸附面溫度正確控制在所需要的溫度內(nèi)。
根據(jù)本申請的第7發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于用具有與集成電路元件吸附面平行的安裝面的扁平狀部件組成的工具，并在工具安裝部的工具接合面上設(shè)置有吸附工具用的吸附孔，因此可高精度確保集成電路元件吸附面與安裝面的平行度，同時可方便地進(jìn)行工具的裝取作業(yè)，此外可順利傳遞加壓力并不用擔(dān)心因加壓力作用引起的變形，還可高效率地進(jìn)行熱傳導(dǎo)，高精度且響應(yīng)性優(yōu)良地控制工具的溫度。
另外，若通過設(shè)置限制傳熱的小斷面部及冷卻裝置，將工具安裝部裝在裝配頭上，即使在工具安裝部配有加熱裝置進(jìn)行加熱接合的情況下，也能可靠防止向裝配頭一側(cè)的熱傳導(dǎo)，并可防止因機(jī)器整體熱伸縮的影響而產(chǎn)生裝配位置的誤差。
根據(jù)本申請的第8發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于設(shè)置有基板設(shè)置臺傾斜度的自動調(diào)整裝置，因此可以合理的機(jī)器結(jié)構(gòu)來實施上述第2發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
另外，若設(shè)置有可在不改變基板設(shè)置臺任意位置高度狀態(tài)下自動調(diào)整其位置傾斜的裝置，由于裝配位置高度和識別位置高度不變，因此可使這些動作控制不致復(fù)雜化。
而且，若用可升降式引導(dǎo)基板設(shè)置臺的導(dǎo)向裝置和可獨(dú)立調(diào)整高度地支承基板設(shè)置臺下面3點(diǎn)的裝置來組成其傾斜度自動調(diào)整裝置，便可以一種簡單的結(jié)構(gòu)高精度進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)本申請的第9發(fā)明的集成電路元件裝配機(jī)器，在加熱狀態(tài)下組裝時，通過在其組裝時使限定基板的基準(zhǔn)側(cè)的限制裝置和可動側(cè)限制裝置兩者一起退避移動到限制解除位置，便可在所有方向上解除基板的限制，在合理的機(jī)器結(jié)構(gòu)來實施上述第3發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明1個實施例的集成電路元件裝配動作的流程圖。
圖2為上述實施例的集成電路元件裝配裝置的整體俯視圖。
圖3為上述實施例的集成電路元件裝配裝置的整體立體圖。
圖4為上述實施例中的托盤板和存儲箱體的立體圖。
圖5為上述實施例中的升降裝置立體圖。
圖6為上述實施例中的集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置的移動體的立體圖。
圖7為上述實施例中的裝配頭立體圖。
圖8為上述實施例中的裝配頭加壓機(jī)構(gòu)的模式圖。
圖9示出了實施例中的工具安裝組件，(a)為局部剖視主視圖，(b)為縱剖側(cè)視圖。
圖10為上述實施例中的工具交換裝置立體圖。
圖11為示出上述實施例的工具交換裝置中的工具吸附面溫度檢測裝置的縱剖視圖。
圖12為上述實施例中的基板載置臺立體圖。
圖13為上述實施例中的基板載置臺傾斜度調(diào)整裝置的俯視圖。
圖14為上述實施例中的基板載置臺傾斜度調(diào)整裝置側(cè)視圖。
圖15為上述實施例中的轉(zhuǎn)印裝置立體圖。
圖16為上述實施例中的平行度檢測裝置立體圖。
圖17為上述實施例中的位置偏移檢測裝置立體圖。
圖18示出了上述實施例的位置偏移檢測裝置中的夾具板，(a)為下部夾具板的俯視圖，(b)為上述夾具板的仰視圖。
圖19示出在上述實施例的位置偏移檢測裝置中，在下部夾具板上放置有上部夾具板的狀態(tài)，(a)為縱剖視圖，(b)為俯視圖。
圖20為示出上述實施例中的送入移載裝置和送出移載裝置的立體圖。
圖21為上述實施例中在供給位置吸附集成電路元件的工序的說明圖。
圖22為上述實施例中測定基板裝配位置傾斜度的工序的說明圖。
圖23為加熱組裝時的狀態(tài)說明圖，(a)為對比用的以往狀態(tài)說明圖，(b)為上述實施例中狀態(tài)的說明圖。
圖24為上述實施例中將集成電路元件組裝到基板上去的組裝狀態(tài)的縱剖視圖。
圖25為上述狀態(tài)的立體圖。
圖26為上述實施例中的組裝時加壓和加熱狀態(tài)的說明圖。
下面，參照圖1至圖26對本發(fā)明的一個實施例作一說明。
在表示集成電路元件裝配裝置整體結(jié)構(gòu)的圖2和圖3中，1為集成電路元件供給裝置，集成電路元件(倒裝片集成電路)以它的設(shè)有接合電極(突出部分)的面朝上的姿勢，被供應(yīng)給供給位置。2為集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，在供給位置上吸住集成電路元件后，在向移載位置傳送的過程中上下翻轉(zhuǎn)，在移載位置使吸住的集成電路元件成為面朝下姿勢。3為對將組裝集成電路元件的基板作出位置限制并使之保持該位置用的基板設(shè)置臺。4為裝配機(jī)械手，可使裝配頭5沿水平的x、y雙向和垂直的Z方向移動，同時能定位在任意的位置，能在移載位置吸住集成電路元件、將其組裝在于基板設(shè)置臺3上受到位置限制的基板的任意位置上。
6為識別被裝配頭吸住的集成電路元件吸附位置的元件識別裝置，由識別元件外形的元件外形識別攝象機(jī)7以及識別集成電路元件中的圖形和定位用標(biāo)記的高精度識別攝象機(jī)8所組成。9為按集成電路元件的種類調(diào)換吸附集成電路元件的工具用的工具交換裝置。10為采用墨魚方式使接合用的銀焊膏粘附在集成電路元件電極(突起部分)上的轉(zhuǎn)印裝置。11為工具平行度檢測用的平行度檢測裝置。12為檢測經(jīng)時性產(chǎn)生的光學(xué)系統(tǒng)和導(dǎo)軌等的機(jī)構(gòu)性偏位并進(jìn)行修正用的配置有夾具的位置偏移檢測裝置。13為吸嘴交換裝置，14為廢料傳送帶，15為廢料箱。
16為基板的送入傳送帶，17為對送入的基板進(jìn)行預(yù)熱的基板預(yù)熱裝置，18為吸住基板預(yù)熱裝置17上的基板將其移載到基板設(shè)置臺3上的送入移載裝置，19為基板的送出傳送帶，20為吸住基板設(shè)置臺3上的基板將其移載到傳送帶19上的送出移載裝置。
如圖4所示，在集成電路元件供給裝置1中，集成電路元件以面期上狀態(tài)矩陣狀放置并保持在托盤21上，托盤21并列保持在托盤板22上，托盤板22多層放置在箱體23內(nèi)，在此狀態(tài)下供給集成電路元件。22a為按壓固定各托盤21用的壓板。23a為各托盤板22的脫出防止片，可開閉地被樞支在箱體23的一側(cè)邊端上。
通過將其箱體23設(shè)置在如圖5所示的升降裝置24上，可使箱體23內(nèi)任意的托盤板22定位在規(guī)定高度，在該高度位置上用如圖2所示的拉出裝置25可將托盤板22拉出，然后將放置在托盤21內(nèi)的任意的集成電路元件定位在供給位置上。升降裝置24被制成一種由支架26可任意升降地支撐，同時在用進(jìn)給絲桿機(jī)構(gòu)27作升降驅(qū)動的升降框架28內(nèi)放置并保持箱體23的結(jié)構(gòu)。26a為設(shè)置在支架26上的箱體載置臺，29為進(jìn)給絲桿機(jī)構(gòu)27的驅(qū)動電機(jī)。
集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置2，在沿著與托盤板22拉出方向相垂直的方向延伸設(shè)置的移動導(dǎo)軌31上并在供給位置與移載位置之間往復(fù)移動的移動體32上，配置有如圖6所示的可升降的升降座33。在該升降座33上設(shè)置有在從供給位置向移載位置移動過程中從面朝下的姿勢翻轉(zhuǎn)為面朝上姿勢的翻轉(zhuǎn)架34，在該翻轉(zhuǎn)架34上安裝有吸嘴35。此外，在移動體32上設(shè)置有檢測在供給位置的集成電路元件高度用的高度檢測傳感器36，以及圖像識別集成電路元件形狀的識別攝象機(jī)37。38為集成電路元件吸附用的吸引組件，采用一種可檢測吸住時的吸引壓力并檢測吸附狀態(tài)是否正確的結(jié)構(gòu)。39為吸嘴35的轉(zhuǎn)動裝置。
如圖2和圖7所示，在裝配頭5上設(shè)置有吸附集成電路元件的工具41、它的升降加壓機(jī)構(gòu)42、圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置用的基板識別攝象機(jī)43，以及涂敷粘接劑的供給器(dispenser)44。升降加壓機(jī)構(gòu)42如圖8的模式圖所示，在由升降用電機(jī)45驅(qū)動的進(jìn)給絲桿機(jī)構(gòu)46所升降驅(qū)動的升降架47上安裝有加壓缸48和自重補(bǔ)償缸49，這些缸與可任意升降地被支撐的升降體50相連接，在該升降體50上配置有可繞著垂直軸芯回轉(zhuǎn)的刀具安裝組件51。在加壓缸48與升降體50之間夾裝有由測力傳感器構(gòu)成的加壓力檢測傳感器52，根據(jù)檢測壓力對加壓缸48進(jìn)行反饋控制，以便以所需要的加壓力進(jìn)行正確加壓。53為可將工具安裝組件51在任意的回轉(zhuǎn)位置上定位的轉(zhuǎn)動裝置，54為對裝配位置吹冷卻風(fēng)進(jìn)行冷卻的冷風(fēng)鼓吹噴嘴。
如圖9所示，工具安裝組件51由被嵌合固定在由轉(zhuǎn)動裝置53轉(zhuǎn)動的安裝軸55下端部的安裝構(gòu)件56、裝在其下部的冷卻罩57以及裝在冷卻罩下部的刀具安裝構(gòu)件58所組成。工具安裝構(gòu)件58從相對于冷卻罩57的安裝板59上將限制傳熱的小斷面部60垂下，并在其下端設(shè)置有工具安裝部61。在工具安裝部61的下側(cè)面形成工具接合面62，吸附并保持可任意裝卸的適合各種集成電路元件不同形狀的工具41。
工具41由具有與集成電路元件吸附面41a平行的安裝面41b的扁平狀構(gòu)件構(gòu)成，并在其中央設(shè)置有吸附孔63。并且在安裝面41b的兩側(cè)設(shè)置有限定工具41位置的限制接合部64。與吸附孔63連通的元件吸附用的吸引通道65貫穿工具安裝構(gòu)件58和冷卻罩57并在安裝構(gòu)件56的外周上形成開口。此外，在吸引通道65的兩側(cè)設(shè)有開口于工具接合面62上的吸附孔66，工具吸附用的吸引通道67貫穿工具安裝構(gòu)件58和冷卻罩57并在安裝構(gòu)件56的外周上形成開口。在工具安裝部61上設(shè)置有加熱絲68和熱電偶等的溫度檢測裝置69。在安裝構(gòu)件56上設(shè)有細(xì)軸部70，通過在其下部的調(diào)整板部71周圍螺紋接合的多個調(diào)節(jié)螺釘72，能夠調(diào)整工具41的集成電路元件吸附面41a相對基板設(shè)置臺3的平行度。在圖7中，73為工具41吸附用的真空排出器，74為集成電路元件吸附用的真空排出器，75為氣壓調(diào)節(jié)器。
如圖10所示，工具交換裝置9設(shè)置有放置并支承工具41用的多個工具載置部76，夾持各工具載置部的工具41的對角位置的各一對夾持構(gòu)件77a、77b，以及使這些夾持構(gòu)件77a、77b一起按箭頭方向作開閉動作的開閉驅(qū)動裝置78和檢測各工具有無的檢測裝置79。
此外，在該工具交換裝置9中的工具載置部76的底面上，配設(shè)有如圖11所示的多個溫度檢測裝置80，如圖所示，當(dāng)用工具安裝部61的加熱器68加熱工具41時，由該溫度檢測裝置80對集成電路元件吸附面41a實際的溫度及其分布進(jìn)行檢測，并預(yù)先求出其與由溫度檢測裝置69檢測出的溫度之間的相對關(guān)系，然后根據(jù)由溫度檢測裝置69測出的溫度來控制加熱絲68，通過這一方式能將集成電路元件吸附面41a的溫度正確設(shè)定在規(guī)定的溫度內(nèi)。
如圖12所示，基板設(shè)置臺3吸住并保持基板同時由內(nèi)裝式加熱器81和溫度檢測裝置82可將基板控制在所需溫度。該基板設(shè)置臺3被設(shè)置在內(nèi)裝有為防止向基板設(shè)置臺3以外部分傳熱用的冷卻水配管84的支撐臺83上。85為吸附用的吸附用的吸管，85a為吸附開關(guān)。
在支持臺83上，配設(shè)有與基板設(shè)置臺3上的基板4條邊中的相鄰2條邊的側(cè)邊端接合來限定位置的基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86、87，以及將剩下2條邊向著基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86、87推壓來進(jìn)行限制的可動側(cè)限制裝置88、89。第1基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86的結(jié)構(gòu)為，通過驅(qū)動缸92和桿式連動機(jī)構(gòu)93，使并列配置有幾乎達(dá)到與基板一邊的全長接合的多個限制滾柱90的限制構(gòu)件91在限制位置與限制解除位置之間移動。又，第2基準(zhǔn)側(cè)限制裝置87以及可動側(cè)限制裝置88、89可由驅(qū)動缸95對限制滾柱94向基板的側(cè)邊緣施加推壓力并可退避移動，而且，第2基準(zhǔn)側(cè)限制裝置87被設(shè)定的施加力為大。由此，組成了一種用這些限制裝置86至89可將基板限定在規(guī)定位置并可在裝配加熱時解除限制的結(jié)構(gòu)。96為檢測基板設(shè)置臺3上的基板用的基板檢測傳感器，97為它的放大器。
如圖13和圖14所示，支撐臺83通過與四周側(cè)端面中相鄰的2個側(cè)端面分別接合的各1對固定導(dǎo)輥98以及與剩下2個側(cè)端面分別接合的各1對推壓導(dǎo)輥99，可升降及有微小傾斜地被支撐。推壓導(dǎo)輥99由彈簧和支桿組成的推壓機(jī)構(gòu)100施加推壓力。在該支撐臺83的下面，在一側(cè)兩端部的2個部位和另一側(cè)中央部1個部位合計為3個部位上，配設(shè)有支撐輪101，并設(shè)置有與這些支撐輪101相對應(yīng)的可分別獨(dú)立調(diào)整其位置高度的高度調(diào)整裝置102。高度調(diào)整裝置102包括可沿著傾斜導(dǎo)板103移動并與支撐輪101轉(zhuǎn)動靈活地接合的上側(cè)面呈水平狀的可動楔形構(gòu)件104，驅(qū)動該可動楔形構(gòu)件104移動的進(jìn)給絲桿105，以及驅(qū)動該進(jìn)給絲桿回轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)106。由此，通過各個高度調(diào)整裝置102來調(diào)節(jié)支撐臺83一側(cè)兩端部2個部位和另一側(cè)中央部1個部位的高度，即可在不改變支撐臺83任意的位置高度狀態(tài)下任意調(diào)整其位置傾斜度。
如圖15所示，轉(zhuǎn)印裝置10從供給嘴112將電極接合用的銀焊膏供給到轉(zhuǎn)印板111上，通過驅(qū)動電機(jī)116使被驅(qū)動轉(zhuǎn)動的多個攤平板113至115產(chǎn)生回轉(zhuǎn)，以使轉(zhuǎn)印板111上形成均勻的銀焊膏的薄膜。這樣，通過將集成電路元件輕輕按壓在該轉(zhuǎn)印板111上，便可在其突起部分上轉(zhuǎn)印粘附銀焊膏。
如圖16所示，平行度檢測裝置11的水平安裝板117上安裝有與之相垂直的4個水準(zhǔn)儀118，在將測定板吸住在工具41上的狀態(tài)下，通過將其靠近4個角的部位推靠在這些水準(zhǔn)儀上，可對工具41的集成電路元件吸附面41a相對水平方向基準(zhǔn)面的傾斜度進(jìn)行檢測。并且，根據(jù)檢測后的傾斜度，按上述方法調(diào)整工具安裝部件58的調(diào)節(jié)螺釘72，使集成電路元件吸附面41a與水平方向的基準(zhǔn)面保持一致。
如圖17至圖19所示，位置偏差檢測裝置12在支撐體121上面固定配置有透明玻璃板組成的并在其中央具有吸附孔123的下部夾具板122，在其上面放置有透明玻璃板組成的上部夾具板124。吸附孔123與真空吸引裝置125相連通，以組成可吸附和固定放置在下部夾具板122上的上部夾具板124的結(jié)構(gòu)。下部夾具板122表示假想裝配位置，上部夾具板124表示在該裝配位置上組裝的假想集成電路元件。如圖18(b)所示，在上部夾具板124下側(cè)面的中心位置上標(biāo)有中心記號126，同時在對稱的對角位置上標(biāo)有位置偏差檢測記錄127a、127b，如圖18(a)所示，在下部夾具板122的上側(cè)面上，與位置偏差檢測記號127a、127b相對應(yīng)并位于其外側(cè)位置，標(biāo)有位置偏差檢測記號128a、128b，若將上部夾具板124以正規(guī)的位置關(guān)系與下部夾具板122相重合時，則形成圖19(a)和(b)所示的狀態(tài)。129為目視確認(rèn)用的記號。
送入移載裝置18和送出移載裝置20實質(zhì)上為同一結(jié)構(gòu)，如圖20所示，從沿著共用的移動導(dǎo)軌131移動靈活的移動體132上延伸出支撐臂133，并在該支撐臂133的與基板4個角相對應(yīng)的各前端部安裝有吸附襯墊134。移動體132采用一種可由沿著其移動路線設(shè)置的環(huán)狀驅(qū)動帶135驅(qū)動進(jìn)行移動的結(jié)構(gòu)。136為該裝置的驅(qū)動皮帶輪。
下面，以參照圖1的動作流程為主，對使用上述結(jié)構(gòu)的集成電路元件裝配裝置的集成電路元件的裝配動作作一說明。如圖24所示，本實施例是一種將倒裝片集成電路組成的集成電路元件P直接組裝在多層電路基板B上的方法，在集成電路元件P的一側(cè)面(表面)形成的多個表面電極t上設(shè)置有作為接合電極用的突起部分b，用由銀焊膏構(gòu)成的接合金屬m將該突起部分b與多層電路基板B的電極d接合，并且用熱硬化性粘接劑r填入集成電路元件P與多層電路基板B之間形成密封，同時使其固定為一體。
在此場合下，為了使其從集成電路元件P的制造工場搬送到裝配工場期間不損傷突起部分b，如圖25所示，集成電路元件P是以突起部分b設(shè)置面朝上的狀態(tài)被供給的，因此在取出這些集成電路元件P時，就有必要按照假想線所示，將吸嘴35定位在不干涉突起部分b的位置上并進(jìn)行吸附。
此外，在本實施例中，為了在組裝集成電路元件P的同時完成裝配，因此必須沿著圖26所示的所定曲線進(jìn)行集成電路元件P的加壓和加熱處理。即，首先在施加初始加壓力P1之后，經(jīng)過tl時間加壓達(dá)到P2，在保持該加壓力的狀態(tài)下使溫度從T1慢慢地升高，經(jīng)過t2時間后上升到T3，在該加熱和加壓狀態(tài)下保持t3時間之后，經(jīng)過t4時間使溫度冷卻到T2，然后再經(jīng)過t5時間，使加壓力下降到初始加壓力P1以解除加壓，必須以上述這一曲線形式進(jìn)行加熱和加壓處理。
在圖1中，先對電路基板B送入和送出動作予以說明，應(yīng)預(yù)先用送入傳送帶16將基板B傳送到基板預(yù)熱裝置17上并對此進(jìn)行預(yù)熱。一旦對基板設(shè)置臺3上的基板B組裝結(jié)束，即解除對該基板B的吸附，其后用送入移載裝置18將基板預(yù)熱裝置17上的基板B移至基板設(shè)置臺3上，與此同時用送出移載裝置20將基板設(shè)置臺3上的基板B移送到送出傳送帶19上。移送到基板設(shè)置臺3上的基板B通過基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86、87以及可動側(cè)限制裝置88、89移動到限定位置而被限制定位，然后在被吸附狀態(tài)下被保持固定。并且，通過邊用溫度檢測裝置82檢測溫度，邊用加熱器81對基板設(shè)置臺3加熱，以使基板B保持在規(guī)定溫度內(nèi)。
其次，對集成電路元件P的裝配頭5的供給動作予以說明，在集成電路元件供給裝置1中，先使升降裝置24產(chǎn)生動作，將放置有接著將裝配的集成電路元件P的托盤板22定位在規(guī)定的拉出高度位置上，然后由拉出裝置25拉出，并將托盤板22定位，以使集成電路元件P處在吸嘴35移動路線經(jīng)過的位置(供給位置)上。
接著，將集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置2的移動體32移動到該供給裝置上，由吸嘴35將其吸住。此時，為了能如圖25所示正確進(jìn)行吸附，首先如圖21(a)所示，使識別攝象機(jī)37處在集成電路元件P的上方，檢測集成電路元件P的正確位置，根據(jù)檢測結(jié)果用拉出裝置25進(jìn)行托盤板22的位置修正，與此同時對高度檢測傳感器36和吸嘴35在集成電路元件P上定位時的移動量進(jìn)行修正。其次，如圖21(b)所示，用高度檢測傳感器36檢測集成電路元件P的吸附位置高度，再將吸嘴35定位在集成電路元件P的正上方，然后如圖21(c)所示，使吸嘴35下降到在與集成電路元件P之間產(chǎn)生微小間隙的位置，在該狀態(tài)下吸附集成電路元件P。由此，通過控制吸嘴35的下降位置，便可避免吸嘴35與集成電路元件P的表面強(qiáng)烈碰撞而引起的對其電路的損傷。
吸附狀態(tài)的異?？赏ㄟ^吸引組件38中的吸引壓力來檢測，在出現(xiàn)異常時，可使移動體32移動到廢料傳送帶14位置后將其廢棄，再供給和吸住下一個集成電路元件P。接著，根據(jù)需要由回轉(zhuǎn)裝置39使吸嘴35回轉(zhuǎn)，以變換集成電路元件P的回轉(zhuǎn)姿勢，在使移動體32向著移載位置移動時，翻轉(zhuǎn)架34翻轉(zhuǎn)，在移載位置上使吸嘴35形成向上的形態(tài)，集成電路元件P以面朝下的姿勢提供給裝配頭5。
下面，對集成電路元件P相對基板B的裝配動作予以說明。在裝配頭5向下1個裝配位置移動期間，根據(jù)基板B裝配位置上的傾斜度，用各高度調(diào)整裝置102分別調(diào)節(jié)設(shè)置有基板設(shè)置臺3的支撐臺83的3個支撐點(diǎn)高度，從而可在不改變裝配位置高度的狀態(tài)下，對其傾斜度進(jìn)行修正，以使基板B裝配位置的面與工具41的集成電路元件吸附面41a能正確平行。
即，在基板為多層基板時，因下層布線圖使基板B的表面隨其位置而傾斜度發(fā)生變化。這種傾斜狀態(tài)通常是同一機(jī)種的基板B有同一傾向，在同一機(jī)種中的各個基板B之間不會有大的變化，因此可以對各個機(jī)種預(yù)先測定基板B的各個裝配位置上的傾斜度，并在各個裝配位置上按照其傾斜度如上所述進(jìn)行基板B傾斜度修正，從而可將集成電路元件P的突起部分b與基板B的電極d接合，并可高可靠性地組裝集成電路元件P。
作為基板B各個裝配位置上的傾斜度的測定方法，雖然也可考慮直接測定基板B裝配位置高度變化的方法，但對于應(yīng)測定的值，由于基板表面的凹凸差別很大，因此無法決定從哪一側(cè)定點(diǎn)開始測算傾斜度，就不能進(jìn)行高精度測定。為此，在本實施例中，用裝配頭5保持集成電路元件P或其模型，如圖22(a)所示將其按壓在基板B的裝配位置上，用基板B的電極d使其突起部分b塑性變形，再如圖22(b)所示，用高度檢測裝置H掃描式測定集成電路元件P或其模型的各個突起部分b的高度，從這些高度算出基板B在該裝配位置的傾斜度，對各個機(jī)種的基板B中的每1個裝配位置預(yù)先將其傾斜度登記在集成電路元件裝配裝置的控制部內(nèi)。并且，在相對于基板B各個裝配位置的集成電路元件P的每一個裝配動作，分別對上述支撐臺83的3個支撐點(diǎn)高度作出調(diào)整，如圖22(c)所示進(jìn)行基板B的傾斜度修正。
然后，在裝配頭5到達(dá)裝配位置的正上方時，通過其基板識別攝象機(jī)43識別裝配位置的圖形或裝配位置的記號，以測出正確的裝配位置。接著，在使裝配頭5向移載位置移動的同時，在其過程中用回轉(zhuǎn)裝置53使工具41回轉(zhuǎn)，以適應(yīng)集成電路元件P的回轉(zhuǎn)姿勢，在到達(dá)移載位置時通過工具41將集成電路元件P吸住。
然后，使裝配頭5移動到轉(zhuǎn)印裝置10，通過將集成電路元件P按壓在其轉(zhuǎn)印板111上，使銀焊膏m轉(zhuǎn)印在集成電路元件P的突起部分b上。再使裝配頭5向元件識別裝置6移動并在此期間，向工具安裝部61的加熱絲68通電加熱工具41，從而蒸發(fā)除去銀焊膏m的有機(jī)溶劑，然后，為了在后工序中浸入熱硬化性粘接劑時避免不良影響，采用從冷風(fēng)噴嘴54吹風(fēng)方式進(jìn)行冷卻。
一旦裝配頭5到達(dá)元件識別裝置6上，由工具41吸住的集成電路元件P即被定位在元件外形識別攝象機(jī)7上，對其外形和集成電路元件P的粗略的吸附位置進(jìn)行識別。當(dāng)出現(xiàn)吸住不適用的集成電路元件P或者吸附姿勢不正確的情況時，將其丟棄在廢料箱15內(nèi)。在正確吸住適用的集成電路元件P時，根據(jù)粗略檢測到的集成電路元件P位置作出定位，以使集成電路元件P的規(guī)定的圖形或定位記號進(jìn)入高精度識別攝象機(jī)7的視野內(nèi)，然后對集成電路元件P的吸附位置進(jìn)行高精度識別。
其次，按照使供給器44位于基板B的裝配位置正上方的要求使裝配頭5定位，并用該供給器44將熱硬化性粘接劑涂敷在裝配位置的中央。
接著，將集成電路元件P定位的基板B裝配位置的正上方，并使工具41下降，這樣，一邊將剛才涂敷上去的熱硬化性粘接劑r鋪開，一邊用這一熱硬化性粘接劑r完全填滿集成電路元件P與基板B之間的空隙，在此狀態(tài)下組裝集成電路元件P。在組裝該集成電路元件P時，按照由基板識別攝象機(jī)43識別后的基板B裝配位置的位置數(shù)據(jù)以及由高精度識別攝象機(jī)8識別后的集成電路元件P吸附位置的位置數(shù)據(jù)對裝配頭5的裝配位置數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，將集成電路元件P高精度地組裝在基板B的裝配位置上。然后，一邊由加壓力檢測傳感器52檢測加壓力并進(jìn)行反饋控制，一邊由加壓缸48對工具41加壓，同時又邊用溫度檢測裝置69檢測溫度進(jìn)行反饋控制，邊用加熱絲68對工具41進(jìn)行加熱，通過這一方法以上述圖26所示的曲線形態(tài)進(jìn)行加壓和加熱處理，將集成電路元件P組裝在基板B上。
在進(jìn)行該項加壓和加熱處理時，在基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86、87固定、可動側(cè)限制裝置88、89按基板B的熱膨脹程度作退避移動時，如圖23(a)所示，集成電路元件P的正確裝配位置移位在假想線表示的位置上，但由于集成電路元件P由工具41被固定在實線位置，因而會產(chǎn)生裝配位置的偏位。為此，在本實施例中，如圖23(b)所示，在由工具41進(jìn)行加壓和加熱時，用驅(qū)動缸92和驅(qū)動缸95使第1基準(zhǔn)側(cè)限制裝置86的限制滾柱90以及第2基準(zhǔn)側(cè)限制裝置87和可動側(cè)限制裝置88、89的限制滾柱94全部從實線所示的限定位置移動到用假想線表示的退避位置。這樣一來，由于基板B以裝配位置為中心向四面熱膨脹，因此在裝配位置上不會產(chǎn)生偏位現(xiàn)象。
在所定時間內(nèi)進(jìn)行加壓和加熱，用銀焊膏m使集成電路元件P的突起部分b與基板B的電極d接合，一旦熱硬化性粘接劑r硬化，即按照圖26的曲線從冷風(fēng)噴嘴54向工具41及裝配部分吹冷風(fēng)進(jìn)行冷卻，解除加壓力、結(jié)束裝配動作。
通過對基板設(shè)置臺3上的基板B反復(fù)進(jìn)行以上動作，將所需要的集成電路元件P組裝在基板B上。此時，若因1塊基板B上應(yīng)組裝的各集成電路元件P的形狀和大小有差異，故需要調(diào)換吸嘴35和工具41時，在進(jìn)行下一個集成電路元件P的裝配動作之前先使移動體32移向吸嘴交換裝置13，使裝配頭5移向工具交換裝置9，分別調(diào)換適合下一個集成電路元件P用的吸嘴35和工具41。
此外，由于會因環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生裝配機(jī)械手4熱伸縮引起的偏位以及因溫度變化而產(chǎn)生光學(xué)系統(tǒng)中使用的粘接劑膨脹或收縮引起的識別位置偏差等經(jīng)時性的偏位現(xiàn)象，為了修正這一位置偏差，每隔一定時間通過位置偏差檢測裝置12測定偏位置，能自動進(jìn)行裝配位置數(shù)據(jù)的修正。
具體地講，就是在由工具41吸住上部夾具板124的狀態(tài)下，將裝配頭5定位在高精度識別攝象機(jī)8的光軸上，識別其中心記號126，再將工具41回轉(zhuǎn)180°，再次識別中心記號126。這樣，這兩次識別位置的中點(diǎn)即為裝配頭5的中心座標(biāo)，若其位置相對于初始值有變化，將其變化量作為裝配頭5的偏位量進(jìn)行偏移數(shù)據(jù)的修正。
另外，為了修正因基板識別攝象機(jī)43與工具41之間的偏位引起的裝配位置偏差，由工具41吸住上部夾具板124，通過用高精度識別攝象機(jī)8分別對上部夾具板124對角位置上的位置偏差檢測記號127a和127b進(jìn)行識別，從該識別位置和裝配頭5的位置算出上部夾具板124的吸附位置。再使裝配頭5移動到位置偏差檢測裝置12上，用基板識別攝象機(jī)43分別識別下部夾具板122的位置偏差檢測記號128a、128b，求出裝配位置，然后把由工具41吸附著的上部夾具板124裝在下部夾具板122上，通過吸附孔123吸住并固定上部夾具板124。這樣，在將上部夾具板124模擬裝配狀態(tài)下，使位置偏差檢測記號127a和127a進(jìn)入圖19(b)中用假想線表示范圍的基板識別攝象機(jī)43的視野內(nèi)，求出兩位置偏差檢測記號127a和128a的相對位置，然后按照同樣方法，使位置偏差檢測記號127b和128b進(jìn)入它的視野內(nèi)并求出它們的相對位置，從而可算出下部夾具板122與上部夾具板124的偏位置。將這一動作反復(fù)多次后求出該偏位量的平均值來進(jìn)行基板識別攝象機(jī)43與工具41之間的偏置數(shù)據(jù)的修正。再通過將以上的修正處理每隔適當(dāng)時間間隔進(jìn)行一次，便可消除因經(jīng)時變化而產(chǎn)生的偏位誤差，進(jìn)行高精度組裝作業(yè)。
在上述實施例的說明中，雖然介紹的是裝配動作過程中采用轉(zhuǎn)印裝置10對集成電路元件P的突起部分b進(jìn)行銀焊膏m轉(zhuǎn)印的實例，但也可提供已轉(zhuǎn)印有銀焊膏狀態(tài)的集成電路元件P，此時當(dāng)然也就沒有必要配設(shè)轉(zhuǎn)印裝置10。
此外，在上述實施例中，雖然介紹的是將面朝上狀態(tài)下提供的倒裝片集成電路組成的集成電路元件P直接組裝在電路基板B上的實例，但在省略集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置的形態(tài)下，本發(fā)明也適用于將面朝下狀態(tài)下提供的其它集成電路元件在電路基板上高精度組裝的場合。
從上述的說明中可以得知，根據(jù)本申請的第1發(fā)明的集成電路元件組裝方法，由于是在吸住集成電路元件后進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，再用裝配頭吸住翻轉(zhuǎn)后的集成電路元件進(jìn)行組裝，因此，可以面朝上方式提供集成電路元件，不需要進(jìn)行將表面翻轉(zhuǎn)向下的作業(yè)，所以可提高生產(chǎn)效率，并且也可消除因在集成電路元件傳送過程中損傷接合電極而不能得到正確接合狀態(tài)的可能性。
另外，在供給位置吸住集成電路元件時，通過將吸嘴定位在不干涉接合電極的吸附位置上，同時控制其位置高度，使吸嘴在即將與集成電路元件接觸的位置上停止后進(jìn)行吸附動作，從而即使以面朝上方式提供集成電路元件，吸嘴也不會與電極部分接觸而對其損傷，也能消除不能獲得正確的吸附狀態(tài)以及對集成電路元件表面強(qiáng)烈碰撞而損傷集成電路元件電路的可能性。
根據(jù)本申請的第2發(fā)明的集成電路元件組裝方法，即使在因基板用玻璃環(huán)氧樹脂制的多層基板等組成而產(chǎn)生基板整體的起伏不平，以及因下層布線圖等造成凹凸，使每個裝配位置在組裝表面產(chǎn)生微小傾斜的情況下，通過預(yù)先對基板的各集成電路元件裝配位置上的傾斜度進(jìn)行檢測，并在各個集成電路元件組裝時，根據(jù)該集成電路元件裝配位置的傾斜度來調(diào)整基板設(shè)置臺傾斜度，從而可使集成電路元件相對基板的各裝配位置完全平行地進(jìn)行組裝，并可始終確保電極的正確接合。
在檢測該基板裝配位置的傾斜度時，通過將集成電路元件或其模型按壓在裝配位置上，使接合電極或其相當(dāng)部產(chǎn)生塑性變形后檢測其高度，從而即使有微小傾斜也能高精度并在符合裝配狀態(tài)下正確檢測。
根據(jù)本申請的第3發(fā)明的集成電路元件組裝方法，在加熱組裝集成電路元件時，通過在其組裝時解除基板的限制，即使因加熱引起基板熱膨脹也會形成以裝配位置為中心向周圍熱膨脹的形態(tài)，從而不會產(chǎn)生因熱膨脹造成的基板側(cè)裝配位置的偏位，可高精度進(jìn)行組裝。
根據(jù)本申請的第4發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，通過設(shè)置集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，最好是將可升降和上下翻轉(zhuǎn)的吸嘴及高度檢測裝置和圖像識別裝置設(shè)置在移動體上，組成集成電路吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，便可以一種合理性的機(jī)器結(jié)構(gòu)來實施第1發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
根據(jù)本申請的第5發(fā)明的集成電路元件裝配機(jī)器，由于在裝配頭上設(shè)置有對工具施加壓力的裝置和檢測加壓力的裝置，所以，通過按測出的加壓力來控制加壓力施加裝置，便可正確控制集成電路元件組裝時的加壓力，從而可消除構(gòu)成集成電路元件電極的突起部分因過大的加壓造成變形過量而引起與鄰接的電極絕緣不良，或因加壓力不足引起接合不良的現(xiàn)象，以始終確保正確的接合狀態(tài)。
根據(jù)本申請的第6發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于在裝配頭的工具安裝部設(shè)置有加熱器和溫度檢測裝置，從而可對工具控制達(dá)到所需要的溫度，而在接合時需要加熱的情況下，可始終穩(wěn)定地獲得正確的接合狀態(tài)。
在此場合下，通過設(shè)置工具的集成電路元件吸附面的溫度檢測裝置，并預(yù)先求出工具安裝部溫度檢測裝置的檢測值與工具的集成電路元件吸附面溫度的相關(guān)關(guān)系，便可根據(jù)溫度檢測裝置的檢測值將工具的集成電路元件吸附面溫度正確控制在所需要的溫度內(nèi)。
根據(jù)本申請的第7發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，由于用具有與集成電路元件吸附面平行的安裝面的扁平狀部件組成工具，并在工具安裝部的工具接合面上設(shè)置有吸附工具用的吸附孔，因此既能高精度確保集成電路元件與安裝面的平行度，又能方便地進(jìn)行工具的裝取作業(yè)，此外可順利傳遞加壓力并不用擔(dān)心因加壓力作用引起的變形，還可高效率地進(jìn)行熱傳導(dǎo)，高精度且響應(yīng)性優(yōu)良地控制工具的溫度。
另外，若通過設(shè)置限制傳熱的小斷面部及冷卻裝置，將工具安裝部裝在裝配頭上，即使在工具安裝部設(shè)有加熱裝置進(jìn)行加熱接合的情況下，也能可靠防止向裝配頭一側(cè)的熱傳導(dǎo)，并可防止因機(jī)器整體熱伸縮的影響而產(chǎn)生裝配位置的誤差。
根據(jù)本申請的第8發(fā)明的集成電路元件裝配機(jī)器，由于設(shè)置有基板設(shè)置臺傾斜度的自動調(diào)整裝置，因此可以合理的機(jī)器結(jié)構(gòu)來實施上述第2發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
另外，若設(shè)置有可在不改變基板設(shè)置臺任意位置高度狀態(tài)下自動調(diào)整該位置傾斜度的裝置，由于裝配位置高度和識別位置高度不變，因此可使這些動作控制不致復(fù)雜化。
而且，若采用可升降式引導(dǎo)基板設(shè)置臺的導(dǎo)向裝置和可獨(dú)立調(diào)整高度地支承基板設(shè)置臺下面3點(diǎn)的裝置來組成其傾斜自動調(diào)整裝置，便可以一種簡單的結(jié)構(gòu)高精度進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)申請的第9發(fā)明的集成電路元件裝配裝置，在加熱狀態(tài)下組裝時，通過在其組裝時使限定基板的基準(zhǔn)側(cè)的限制裝置和可動側(cè)限制裝置兩者一起退避移動到限制解除位置，便可在所有方向上解除基板的限制，以合理性的機(jī)器結(jié)構(gòu)來實施上述第3發(fā)明的集成電路元件組裝方法。
權(quán)利要求
1.一種集成電路元件組裝方法，其特征在于，在供給位置上吸住相對基板的接合電極配置面面朝上地供給的集成電路元件，將吸住后的集成電路元件上下翻轉(zhuǎn)，再由裝配頭吸住翻轉(zhuǎn)后的集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件位置，同時識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置，然后，將集成電路元件定位在基板的集成電路元件裝配位置上進(jìn)行組裝。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路元件組裝方法，其特征在于，在供給位置上吸附集成電路元件時，先對集成電路元件進(jìn)行圖像識別，檢測吸嘴不干涉接合電極的吸附位置，并檢測該吸附位置的高度，然后將吸嘴定位于吸附位置，同時控制其高度位置，在此狀態(tài)下進(jìn)行吸附。
3.一種集成電路元件組裝方法，這是一種由裝配頭吸住集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件的位置，同時識別位置受限制的基板基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配裝置，然后將集成電路元件定位在基板的集成電路元件裝配裝置上進(jìn)行組裝的集成電路元件組裝方法，其特征在于，預(yù)先檢測基板的各集成電路元件裝配位置處的傾斜度，在各個集成電路元件組裝時調(diào)整基板設(shè)置臺傾斜度，以適應(yīng)該集成電路元件裝配位置的傾斜度。
4.如權(quán)利要求3所述的集成電路元件組裝方法，其特征在于，將集成電路元件或其模型按壓在基板的集成電路元件裝配位置上，使集成電路元件的接合電極或其相當(dāng)部產(chǎn)生塑性變形，然后檢測這些接合電極或其相當(dāng)部的高度來檢測基板的集成電路元件裝配位置的傾斜度。
5.一種集成電路元件組裝方法，這是一種由裝配頭吸住集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件的位置，同時識別位置受限制的基板基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置，然后將集成電路元件定位在基板的集成電路元件裝配位置上進(jìn)行組裝的集成電路元件組裝方法，其特征在于，這些集成電路元件組裝時，加熱集成電路元件同時取消對基板的限制。
6.一種集成電路元件裝配裝置，其特征在于，它具有將相對基板的接合電極配置面朝上的集成電路元件提供給供給位置的集成電路元件供給裝置，在供給位置吸住集成電路元件后上下翻轉(zhuǎn)同時向移載位置傳送的集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置，將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺，設(shè)有在移載位置上吸住集成電路元件并將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具、以及設(shè)有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置的基板識別裝置的裝配頭，以及識別被工具吸住的元件的位置用的元件識別裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，集成電路元件吸附翻轉(zhuǎn)傳送裝置是在于供給位置與移載位置之間往復(fù)移動的移動體上設(shè)置可升降和上下翻轉(zhuǎn)的吸嘴、高度檢測裝置以及圖像識別裝置而組成。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，集成電路元件供給裝置采用在與移動體移動方向垂直的方向上使放置有集成電路元件的托盤移動和定位的結(jié)構(gòu)。
9.一種集成電路元件裝配裝置，這是一種具有提供集成電路元件的集成電路元件供給裝置、將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺、設(shè)有吸住被供給的集成電路元件后將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具并設(shè)有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件配裝位置的基板識別裝置的裝配頭、以及識別被工具吸住后的元件的位置用的元件識別裝置的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，在裝配頭上設(shè)置有對工具施加壓力的裝置和檢測加壓力的裝置。
10.一種集成電路元件裝配裝置，這是一種具有提供集成電路元件的集成電路元件供給裝置、將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺、設(shè)有吸住被供給的集成電路元件后將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具并設(shè)有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置的基板識別裝置的裝配頭、以及識別被工具吸住后的元件的位置用的元件識別裝置的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，在裝配頭的工具安裝部設(shè)有加熱器和溫度檢測裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，設(shè)置有檢測工具的集成電路元件吸附面溫度的檢測裝置。
12.如權(quán)利要求6、9或10所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，工具由具有與集成電路元件吸附面平行的安裝面的扁平狀構(gòu)件所構(gòu)成，在工具安裝部的工具接合面設(shè)置有吸附工具用的吸附孔。
13.如權(quán)利要求10或12所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，通過設(shè)置限制傳熱的小斷面部和冷卻裝置，將工具安裝部裝在裝配頭上。
14.一種集成電路元件裝配裝置，這是一種具有提供集成電路元件的集成電路元件供給裝置、將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺、設(shè)有吸住被提供的集成電路元件后將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具并設(shè)有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配位置上的基板識別裝置的裝配頭、以及識別被工具吸住的元件位置用的元件識別裝置的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，設(shè)置有基板設(shè)置臺傾斜度的自動調(diào)整裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，設(shè)置有在不改變基板設(shè)置臺任意位置高度的狀態(tài)下自動調(diào)整其位置傾斜度的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的集成電路元件裝配裝置，其特征在于，設(shè)置有可升降式引導(dǎo)基板設(shè)置臺的導(dǎo)向裝置，以及對基板設(shè)置臺下面3個點(diǎn)可獨(dú)立調(diào)整高度地支承的裝置。
17.一種集成電路元件裝配裝置，具有提供集成電路元件的集成電路元件供給裝置，將組裝集成電路元件的基板在位置限制狀態(tài)下保持用的基板設(shè)置臺，設(shè)有吸住被提供的集成電路元件并將其組裝在基板的集成電路元件裝配位置上的工具并設(shè)有圖像識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路元件裝配裝置的基板識別裝置的裝配頭，安裝在裝配頭上的工具的加熱裝置，以及識別被工具吸住的元件位置的元件識別裝置，其特征在于，在基板設(shè)置臺4條邊的相鄰2條邊上配設(shè)有與基板側(cè)邊緣接合來限定位置的基準(zhǔn)側(cè)限制裝置，在剩下的2條邊上設(shè)置有向著基準(zhǔn)側(cè)限制裝置推壓基板進(jìn)行限制的可動側(cè)限制裝置，還設(shè)置有可使基準(zhǔn)側(cè)限制裝置退避移動到限制解除位置的裝置。
全文摘要
一種集成電路元件組裝方法及其裝置，先在供給位置吸住相對基板的接合電極配置面朝上供給的集成電路元件，將吸住的集成電路元件上下翻轉(zhuǎn)，再由裝配頭吸住翻轉(zhuǎn)后的集成電路元件，識別被裝配頭吸住的集成電路元件的位置，同時識別基板的基準(zhǔn)位置或集成電路裝配裝置，然后將集成電路元件定位在基板的集成電路元件裝配位置上進(jìn)行組裝。可使設(shè)有相對基板的接合電極的面面朝上地被供給的集成電路元件的組裝作業(yè)達(dá)到高效率。
文檔編號H05K13/08GK1111820SQ95100089
公開日1995年11月15日 申請日期1995年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月6日
發(fā)明者森田幸一, 三澤義彥, 佐伯啟二, 壁下朗, 渡邊展久 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社