电子部件热压工具、电子部件安装设备和安装方法转让专利
申请号 : CN200680020119.9
文献号 : CN101194547B
文献日 : 2010-06-09
发明人 : 境忠彦 , 永福秀喜 , 西中辉明
申请人 : 松下电器产业株式会社
摘要 :
可移动地适配到电子部件安装设备(90)中的热压头(20)上的热压工具(50)包括：底座构件(51)，所述底座构件(51)可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件(52)，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件(52)吸起和保持电子部件，将吸起构件(52)固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处。结果，在利用热压工具将电子部件热压和安装到多片板(80)中分割的多个单元板上时，可以避免所述热压工具的辐射热对位于安装前的单元板上的热固化接合材料的热不利影响的出现。
权利要求 :
1.一种电子部件热压工具，用于在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，从而将电子部件安装到板上，所述工具包括：底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
2.根据权利要求1所述的电子部件热压工具，其中
所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件热压工具，其中所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
4.一种电子部件安装设备，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述设备包括：热压头，相对于多片板向上和向下移动所述热压头；
定位装置，用于执行多片板的每一个单元板与热压头的相对定位；以及热压工具，将所述热压工具可移动地适配到热压头上，其中
所述热压工具包括：
底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
5.根据权利要求4所述的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
6.根据权利要求4或5所述的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
7.一种电子部件安装方法，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由在先馈送和放置的热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述方法包括：将电子部件吸起和保持至热压工具的吸起构件，其中所述热压工具包括：底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处；
执行已吸起和保持的电子部件与相邻地排列成一行的第一、第二和第三单元板中的第一单元板的定位，使得不会将所述底座构件定位于第二和第三单元板上、而是定位于第一单元板上；
其后，向下移动所述热压工具，然后经由热固化接合材料对电子部件进行热压，据此将电子部件安装到第一单元板上；
将另一个电子部件吸起和保持到所述热压工具的吸起构件上；以及
其后，执行电子部件与所述单元板中的第二单元板的定位，使得不会将所述底部构件定位于第三单元板上，而是定位于第一和第二单元板上。
8.根据权利要求7所述的电子部件安装方法，其中通过热压工具执行将电子部件安装到每一个单元板上，其中所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种电子部件热压工具，用于抽吸诸如倒装芯片之类的电子部件并且将所述电子部件热压到板上，具体地热压到分割为多个单元板的多片板上，还涉及一种电子部件安装设备和安装方法，用于将通过热压工具抽吸的电子部件热压和安装到所述板上。
背景技术
作为用于将诸如倒装芯片之类的电子部件接合和安装到板上的设备，所述电子部件具有在其上形成的连接隆起块(junction bump)，已经广泛地使用电子部件安装设备，用通过热压法将两个构件电子部件和所述板接合在一起并且进行安装。在这种类型的电子部件安装设备中，在将抽吸到热压工具上的电子部件压到所述板上的同时对其加热，在所述板上已经预先馈送和放置了诸如热固化树脂或各向异性导电材料之类的热固化接合材料，通过所述电子部件安装设备对热固化接合材料进行热固化，因此将这两个构件接合在一起(参见日本未审专利公开No.2000-13005A)。
同样对于这种类型的电子部件安装设备，将多片板广泛地用作其上将要安装电子部件的板。多片板是一组多个单元板，并且在将电子部件安装到单元板上之后，使所述多片板在单独的单元板之间进行切割，以便将其划分为多个独立的单元板。
图11A和11B示出了其中通过传统的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态。参考图11A，将热压工具101设置在热压头100的底面上。由诸如陶瓷之类的耐热材料构成的热压工具101这样构建，使得将电子部件吸起构件(suck-up member)101b突出地设置在片状底座构件101a的下表面的中心处。
第一抽吸孔102形成于热压头100的底面中心处，并且与抽吸孔102联系的吸起孔103形成于热压工具101中。另外，第二抽吸孔104形成于抽吸孔102的任一侧上，用于可移动地吸起和保持热压工具101。热压头100具有在其中包含的加热器(未示出)，用于通过所述加热器的热传导来加热热压工具101。
如上所示的这种电子部件安装设备这样构建，使得允许依赖于待安装的电子部件的形式，如所需地相互交换多种类型的热压工具。单个热压工具的吸起构件101b形成为分别与单个电子部件的尺寸和其他形式相对应，而单个热压工具的底座101a全部形成为共同与吸起构件101b的形式无关，以便确保它们适于热压头100的底面的可相互交换性。
参考图11B，将多片板110分割为多个单元板110a、110b、110c、…。多个电极111形成于每一个单元板110a、110b、110c、…的顶部上，并且在前一个工艺中将热固化接合材料112预先放置到每一个电极111上。将电子部件P的隆起P’安装到电极111上并且进行热压，其中热固化接合材料112热固化使得安装了所述电子部件P。当已经将电子部件P安装到全部单元板110a、110b、110c、…上时，通过虚线N切割和划分所述多片板110。
同样对于这种类型的电子部件安装设备，将多片板广泛地用作其上将要安装电子部件的板。多片板是一组多个单元板，并且在将电子部件安装到单元板上之后，使所述多片板在单独的单元板之间进行切割，以便将其划分为多个独立的单元板。
图11A和11B示出了其中通过传统的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态。参考图11A，将热压工具101设置在热压头100的底面上。由诸如陶瓷之类的耐热材料构成的热压工具101这样构建，使得将电子部件吸起构件(suck-up member)101b突出地设置在片状底座构件101a的下表面的中心处。
第一抽吸孔102形成于热压头100的底面中心处，并且与抽吸孔102联系的吸起孔103形成于热压工具101中。另外，第二抽吸孔104形成于抽吸孔102的任一侧上，用于可移动地吸起和保持热压工具101。热压头100具有在其中包含的加热器(未示出)，用于通过所述加热器的热传导来加热热压工具101。
如上所示的这种电子部件安装设备这样构建，使得允许依赖于待安装的电子部件的形式，如所需地相互交换多种类型的热压工具。单个热压工具的吸起构件101b形成为分别与单个电子部件的尺寸和其他形式相对应，而单个热压工具的底座101a全部形成为共同与吸起构件101b的形式无关，以便确保它们适于热压头100的底面的可相互交换性。
参考图11B，将多片板110分割为多个单元板110a、110b、110c、…。多个电极111形成于每一个单元板110a、110b、110c、…的顶部上，并且在前一个工艺中将热固化接合材料112预先放置到每一个电极111上。将电子部件P的隆起P’安装到电极111上并且进行热压，其中热固化接合材料112热固化使得安装了所述电子部件P。当已经将电子部件P安装到全部单元板110a、110b、110c、…上时，通过虚线N切割和划分所述多片板110。
发明内容
近年来，随着电子设备的小尺寸和轻重量的趋势，将电子部件安装到其上的板也尺寸也在变小。因此，在多片板中分割的单元板尺寸也变小，使得邻接单元板的间距变窄。由此，如图11A和11B所示，当将电子部件P热压到位于多片板110的中心处的单元板110e时，热压工具101也接近了其上还没有安装电子部件、并且与作为安装目标的单元板110e相邻的单元板110f至110i的顶面。因为加热热压工具101，辐射热H用于加热安装前的单元板110f至110i上的热固化接合材料112，使得热固化接合材料112在安装之前进行硬化工艺，使得经受了诸如退化之类的热不利影响。例如，这已经成为不能在电子部件P的安装时施加所需接合能的问题的原因。
因此，在于解决上述问题的本发明的目的是提出一种电子部件热压工具以及一种电子部件安装设备和安装方法，使得可以在将电子部件热压和安装到在多片板中分割的多个单元板上时，避免热压工具的辐射热对于在安装前的单元板上放置的热固化接合材料的热不利影响。
为了实现以上目的，本发明具有以下构造。
根据本发明的第一方面，提出了一种电子部件热压工具，用于在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，从而将电子部件安装到板上，所述工具包括：
底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及
吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中
在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
根据本发明的第二方面，提出了一种如在第一方面中限定的电子部件热压工具，其中
所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及
抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
根据本发明的第三方面，提出了一种如在第一或第二方面中所限定的电子部件热压工具，其中底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明的第四方面，提出了一种电子部件安装设备，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述设备包括：
热压头，相对于多片板向上和向下移动所述热压头；
定位装置，用于执行多片板的每一个单元板与热压头的相对定位；以及
热压工具，将所述热压工具可移动地适配到热压头上，其中所述热压工具包括：
底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及
吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中
在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
根据本发明的第五方面，提出了一种如在第四方面中限定的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，
所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及
抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
根据本发明的第六方面，提出了一种如在第四或第五方面中限定的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明的第七方面，提出了一种电子部件安装方法，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由在先馈送和放置的热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述方法包括：
将电子部件吸起和保持至热压工具的吸起构件，其中所述热压工具包括：底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处；
执行已吸起和保持的电子部件与相邻地排列成一行的第一、第二和第三单元板中的第一单元板的定位，使得不会将所述底座构件定位于第二和第三单元板上、而是定位于第一单元板上；
其后，向下移动所述热压工具，然后经由热固化接合材料对电子部件进行热压，据此将电子部件安装到第一单元板上；
将另一个电子部件吸起和保持到所述热压工具的吸起构件上；以及
其后，执行电子部件与所述单元板中的第二单元板的定位，使得不会将所述底部构件定位于第三单元板上，而是定位于第一和第二单元板上。
根据本发明的第八方面，提出了一种如在第七方面中限定的电子部件安装方法，其中通过热压工具执行将电子部件安装到每一个单元板上，其中所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明，将电子部件吸起构件突出地设置在偏离热压工具的中心的位置处，使得在通过热压将电子部件连续地安装到在多片板中分割的多个单元板上时，防止所述热压工具接近在安装前的单元板上放置的热固化接合材料上面。这样，可以避免所述热压工具的辐射热对于热固化接合材料的热不利影响。
因此，在于解决上述问题的本发明的目的是提出一种电子部件热压工具以及一种电子部件安装设备和安装方法，使得可以在将电子部件热压和安装到在多片板中分割的多个单元板上时，避免热压工具的辐射热对于在安装前的单元板上放置的热固化接合材料的热不利影响。
为了实现以上目的，本发明具有以下构造。
根据本发明的第一方面，提出了一种电子部件热压工具，用于在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，从而将电子部件安装到板上，所述工具包括：
底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及
吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中
在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
根据本发明的第二方面，提出了一种如在第一方面中限定的电子部件热压工具，其中
所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及
抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
根据本发明的第三方面，提出了一种如在第一或第二方面中所限定的电子部件热压工具，其中底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明的第四方面，提出了一种电子部件安装设备，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述设备包括：
热压头，相对于多片板向上和向下移动所述热压头；
定位装置，用于执行多片板的每一个单元板与热压头的相对定位；以及
热压工具，将所述热压工具可移动地适配到热压头上，其中所述热压工具包括：
底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及
吸起构件，具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处，其中
在吸起构件的吸起表面中，在与底座构件下表面的中心偏离的位置处形成吸起孔，并且在底座构件的适配表面适配到热压头的头底面的状态下，吸起孔与在热压头的头底面中形成的头侧抽吸孔连通。
根据本发明的第五方面，提出了一种如在第四方面中限定的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，
所述吸起孔形成为延伸通过底座构件的适配表面和吸起构件的吸起表面；
底座构件具有连通凹槽部分，所述连通凹槽部分形成于所述底座构件的适配表面中，以便与吸起孔连通，并且与热压头的头侧抽吸孔相对；以及
抽吸通道部分包括底座构件适配到头底面的状态下的吸起孔和连通凹槽部分。
根据本发明的第六方面，提出了一种如在第四或第五方面中限定的电子部件安装设备，其中在所述热压工具中，所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明的第七方面，提出了一种电子部件安装方法，用于通过在吸起和保持电子部件的同时经由在先馈送和放置的热固化接合材料对电子部件进行热压，将电子部件安装到分割为多个单元板的多片板的每一个单元板上，所述方法包括：
将电子部件吸起和保持至热压工具的吸起构件，其中所述热压工具包括：底座构件，所述底座构件可移动地适配到电子部件安装设备的热压头的头底面上，并且其中通过热压头的头底面执行用于热压的热传送加热；以及吸起构件具有形成为比与电子部件的尺寸一致的底座构件的下表面小的吸起表面，并且通过所述吸起构件吸起和保持电子部件，将吸起构件固定到底座构件的下表面上，位于与下表面的中心偏离的位置处；
执行已吸起和保持的电子部件与相邻地排列成一行的第一、第二和第三单元板中的第一单元板的定位，使得不会将所述底座构件定位于第二和第三单元板上、而是定位于第一单元板上；
其后，向下移动所述热压工具，然后经由热固化接合材料对电子部件进行热压，据此将电子部件安装到第一单元板上；
将另一个电子部件吸起和保持到所述热压工具的吸起构件上；以及
其后，执行电子部件与所述单元板中的第二单元板的定位，使得不会将所述底部构件定位于第三单元板上，而是定位于第一和第二单元板上。
根据本发明的第八方面，提出了一种如在第七方面中限定的电子部件安装方法，其中通过热压工具执行将电子部件安装到每一个单元板上，其中所述底座构件是大体上为矩形形状的片状构件，并且将吸起构件固定在底座构件的下表面中的角落部分附近。
根据本发明，将电子部件吸起构件突出地设置在偏离热压工具的中心的位置处，使得在通过热压将电子部件连续地安装到在多片板中分割的多个单元板上时，防止所述热压工具接近在安装前的单元板上放置的热固化接合材料上面。这样，可以避免所述热压工具的辐射热对于热固化接合材料的热不利影响。
附图说明
参考附图，根据结合本发明的优选实施例的以下描述，本发明的这些和其他方面和特征将变清楚，其中：
图1是本发明实施例中的电子部件安装设备的示意性透视图；
图2是在实施例的电子部件安装设备中包括的热压头的示意性侧视图；
图3是实施例的电子部件安装设备的热压头的示意性底视图；
图4A是实施例的热压工具的示意性平面图；
图4B是实施例的热压工具的示意性侧视图；
图4C是实施例的热压工具的示意性底视图；
图5是在实施例的电子部件安装设备中包括的观察单元的示意性透视图；
图6是示出了实施例中的电子部件安装设备的控制系统的结构的方框图；
图7是示出了实施例的电子部件安装设备的接合操作(安装操作)的程序的流程图；
图8是示出了实施例中通过热压头吸起的电子部件、观察单元和板中的位置关系的示意性侧视图；
图9是实施例中的多片板的示意性平面图；
图10A是示出了其中通过实施例中的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性侧视图；
图10B是示出了其中通过实施例中的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性平面图；
图11A是示出了其中通过传统热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性侧视图；
图11B是示出了其中通过传统热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性平面图；
图12是实施例中的热压工具的示意性底面视图；以及
图13是示出了所述板中单个电子部件的安装布置的示意性说明图。
图1是本发明实施例中的电子部件安装设备的示意性透视图；
图2是在实施例的电子部件安装设备中包括的热压头的示意性侧视图；
图3是实施例的电子部件安装设备的热压头的示意性底视图；
图4A是实施例的热压工具的示意性平面图；
图4B是实施例的热压工具的示意性侧视图；
图4C是实施例的热压工具的示意性底视图；
图5是在实施例的电子部件安装设备中包括的观察单元的示意性透视图；
图6是示出了实施例中的电子部件安装设备的控制系统的结构的方框图；
图7是示出了实施例的电子部件安装设备的接合操作(安装操作)的程序的流程图；
图8是示出了实施例中通过热压头吸起的电子部件、观察单元和板中的位置关系的示意性侧视图；
图9是实施例中的多片板的示意性平面图；
图10A是示出了其中通过实施例中的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性侧视图；
图10B是示出了其中通过实施例中的热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性平面图；
图11A是示出了其中通过传统热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性侧视图；
图11B是示出了其中通过传统热压工具将电子部件安装到多片板上的状态的示意性平面图；
图12是实施例中的热压工具的示意性底面视图；以及
图13是示出了所述板中单个电子部件的安装布置的示意性说明图。
具体实施方式
在本发明的描述开始之前，应该注意的是，贯穿附图相似的部分用相似的参考符号表示。
在下文中，参考附图详细描述本发明的一个实施例。
首先，参考图1解释根据本发明的该实施例的电子部件安装设备90的总体结构，图1示出了所述设备的透视图。参考图1，将可移动台2设置在底座1上。将可移动台2设置在底座1上放置的水平移动单元3的顶面上。将板台(board stage)4和热压工具堆料机5并列在可移动台2上。将板80保持在板台4上，作为板保持单元的示例。
将与电子部件的尺寸或其他形式相对应的多种类型的热压工具堆放到堆料机5上。将已堆放的热压工具选择性地设置到热压头20上。在这种情况下，作为示例，将通常使用的两个热压工具101并列到堆料机5上，并且在热压头20中包括根据本发明的热压工具50。
当通过水平移动单元3水平地移动可移动台2时，沿X方向或Y方向水平地移动板台4和堆料机5。结果，将板台4和堆料机5相对于热压头而定位。即在该实施例中，水平移动单元3是定位装置。
将用于载入和载出用于板台4的板80的板载入单元10和板载出单元11设置在板台4的两侧上。板载入单元10具有载入臂10a，用于将板80运载到板台4上。同样，板载出单元11具有载出臂11a，用于将板80运载到下游。这里应该注意的是，其假设其中运载板80的方向为X方向，而假设在水平面内与所述方向垂直的方向为Y方向。
热压头20位于板台4上。热压头20适合附加到底座1的框架22的上/下单元21。通过上/下单元21的驱动向上和向下移动热压头20，并且通过利用适合到定位在下面的堆料机5上的热压工具抽吸到底面上来装备所述热压头。同样，热压头20相对于定位于下面的板台4向下移动，并且将已经通过热压工具吸起和保持的电子部件P热压到板台4的板80上。
在图1的电子部件安装设备90中，将部件馈送单元30放置在热压头20旁边。部件馈送单元30包括：托盘放置台32，用于在其上放置其中将多个电子部件P遮蔽在它们的隆起形成表面内的托盘31；以及托盘定位台33，用于沿Y方向移动托盘放置台32。
将用于从托盘31捡起电子部件P并且将所述部件运输至热压头20的电子部件运输单元34放置在部件馈送单元30上。电子部件运输单元34包括：运输头移动台，用于在从部件馈送单元30的托盘31上面到热压头20附近的图中、沿X轴方向往复地移动运输头35，其中将运输头移动台36适配到框架22的正面上。
运输头35包括经由臂37附加的吸起构件38以及设置在吸起构件38上的喷嘴38a。将吸起构件38可旋转地适合到臂37的末梢，并且可以通过吸起构件38的旋转来改变喷嘴38a的姿态，向上或向下。
运输头35包括上/下单元，用于向上和向下移动臂37，用作相对于托盘31向下移动向下姿态的喷嘴38a以捡起电子部件P。在下文中，旋转吸起构件38，以使得喷嘴38a变化为向上姿态，并且通过运输头移动台36将运输头35移动至热压头20的附近，据此将通过具有面向下的隆起形成表面的面向上的喷嘴38a保持的电子部件P传送至刚好在热压头20下面。在这种情况下，向下移动热压头20，并且将电子部件P吸起并且保持至适合到热压头20的底面的热压工具50。
参考图1，将观察单元(或者图像检波单元)40放置在热压头20下面。将观察单元40适合到在框架22上设置的移动单元41，并且可以通过移动单元41的驱动沿X方向或Y方向水平地移动所述观察单元。在板80和电子部件P的对齐之前，将观察单元40移动至板80和电子部件P之间，用于捕获板80和电子部件P的图像。在电子部件P和板80的热压时，观察单元40向框架22收回，以便不会阻碍热压头20的向下移动操作。
接下来，参考图2和图3解释热压头20的结构。图2示出了在将热压工具50吸起并且适合到热压头20的底面状态下的侧面(包括局部截面)。图3示出了热压头20的底面。参考图2和图3，将诸如陶瓷加热器之类的加热器23配置为热压头20的下部处的加热单元。作为头部一侧的抽吸孔的示例的第一抽吸孔24形成于热压头20的中心处，并且第二抽吸孔25分别形成于第一抽吸孔24的两侧上，以便在热压头20的底面中是敞开的。
在图2中，第一抽吸孔24和第二抽吸孔25分别经由第一阀门26和第二阀门27、通过作为抽吸装置的抽吸泵28而连通。根据控制单元70的控制命令接通和断开第一阀门26和第二阀门27，因此使能够选择性地改变第一和第二抽吸孔24、25与抽吸泵28之间的连通。
如图3所示，热压头20的底面形成为矩形形状，并且平面图中具有矩形框架形状的抽吸凹槽另外地形成于底面中。第二抽吸孔25在抽吸凹槽29内侧打开。同样地，将一对定位销20a突出地设置在底面的对角角落部分处，更具体地，如图3所示的左上部角落部分和右下部角落部分。
接下来，除了图2和图3之外，参考图4A、4B和4C解释热压工具50。图4A是热压工具50的示意性平面图，图4B是热压工具500的示意性侧视图，以及图4C是热压工具50的示意性底视图。热压工具50包括：底座构件51，形成为大体上为矩形形状的薄板构件；以及吸起构件52，突出地设置在底座构件51的下表面51b中的角落部分的附近。吸起构件52具有与作为安装目标的电子部件的尺寸或其他形式相对应的形式。同时，底座构件51具有与热压头20的底面形式相对应的形式。该实施例的描述是基于如图4A、4B和4C所示的情况的，其中在热压工具50中包括相对于底座构件51具有足够小尺寸的吸起构件52。
参考图4A，吸起构件52形成于底座构件51的下表面中，使得吸起构件52的中心(平面中心)O位于从底座构件51的中心(平面中心)O’如图所示的向右偏心“α”并且向下偏心“β”的位置处。一对剪切部分50a形成于底座构件51的一个对角角落部分处。当将热压工具50适合到热压头20的底面时，如图2和图3所示，突出地设置到热压头20的底面上的定位销20a和剪切部分50a彼此啮合。结果，可以通过它们的中心位置实现热压头20和热压工具50之间的对齐。
参考图4B，在热压工具50中，吸起孔53形成于吸起构件52的吸起面(图中是下表面)的中心O处和底座构件51的适合面(图中的上表面)中，以便开口和延伸通过其中。同样，连通凹槽54形成于底座构件51的适配面(图中的上表面)51a中，以便使适配面51a的中心O’与吸起孔53彼此连通(也参见图4A)。参考图4C，在平面图中具有交叉形状的交叉凹槽52b形成于吸起构件52的吸起面52a中，并且吸起孔53在交叉凹槽52b的中心处打开，即交叉形状的交叉部分。
如图2所示，在将热压工具50的适配面(上表面)51a保持与热压头20的地面接触的状态下，当驱动抽吸泵28并且打开第二阀门27时，减小了与第二抽吸孔25连通的抽吸凹槽29内部的压力，使得将底部构件51的适配面51a吸起并且保持在热压头20的底面上。结果，可以将热压工具50适配到热压头20上。同样，当关闭第二阀门27时，释放了热压工具50的抽吸状态，因此允许热压工具50与热压头20分离。
图2中所示的热压头20是处于热压工具50适合到其上的状态。在底座构件51的适配面51a中形成的连通凹槽54表现为具有在其中形成的抽吸通道部分，通过适配面51a与热压头20的底面接触，其中热压头20的第一抽吸孔24和吸起构件52的吸起孔53通过所述抽吸通道部分彼此连通。当处于上述连通状态时打开第一阀门26时，减小了吸起构件52的交叉凹槽52b内部的压力，使得可以抽吸和保持电子部件P保持与吸起面52a接触。
参考图2，当在其中将电子部件P抽吸和保持到吸起面52a时增加加热器23的温度时，将热从热压工具50的适配面51a传送到热压工具50，使得热压工具50总体上升温。结果，可以实现对于抽吸和保持到吸起面52a上的电子部件P的热传送。
接下来，参考图5中所示的示意结构图来解释作为图像检波单元的示例的观察单元40。在透镜桶部分41的前部末端部分中，即图片中近端一侧上的末端部分附近，两个片的一个单元中的棱镜42位于所述末端部分的中心附近，并且第一反射部分43a和第二反射部分43b位于棱镜42的两侧上。如在图中所示，在第一反射部分43a和第二反射部分43b的后面，分别设置了第一摄像机44a和第二摄像机44b。在透镜桶部分41中，将第一开口部分41a和第二开口部分41b垂直打开，其中棱镜42插入其间。
参考图5，如图所示，从上面通过第一开口部分41a入射的光的射线“a”通过棱镜42和第一反射部分43a反射，入射到第一摄像机44a上。同样，如图所示，从下面通过第二开口部分41b入射的光的射线“b”通过棱镜42和第二反射部分43b反射，入射到第二摄像机44b上。第一摄像机44a和第二摄像机44b与图像识别部分45电连接，并且将入射到第一摄像机44a和第二摄像机44b上的射线“a”、“b”捕获为图像，并且在图像识别部分45中进行处理。
接下来，参考图6解释电子部件安装设备的控制系统。控制单元70包含接合操作处理部分(安装操作处理部分)71和存储器部分72，用于电子部件安装设备上的操作控制。上/下单元21在从接合操作处理部分71接收操作命令时，使热压头20向上和向下移动。通过接合操作处理部分71反馈和管理关于热压头20的位置(高度)信息。第一阀门26和第二阀门27在从接合操作处理部分71接收操作命令时，执行阀门的打开和闭合操作。结果，执行了将热压工具50放置到热压头20上和将电子部件P抽吸和保持到热压工具50上。加热单元(加热器)23通过来自操作处理部分71的命令升高到特定的温度，以加热在热压头20上设置的热压工具50。
水平移动单元3在从接合操作处理部分71接收操作命令时，将分别通过板台4和堆料机5保持的板80和热压工具50定位在可移动台2上。通过接合操作处理部分71反馈和管理关于板80和热压工具50的水平位置信息。
板载入单元10和板载出单元11在从接合操作处理部分71接收操作命令时，分别执行板80对于板台4的载入和载出。部件馈送机构39在从接合操作处理部分71接收操作命令时，捡起在托盘31中存放的电子部件P，并且将其递送至在热压头20上设置的热压工具50。
观察单元的移动单元41在从接合操作处理部分71接收操作命令时，定位观察单元40。在观察单元40中设置的第一摄像机44a和第二摄像机44b在从接合操作处理部分71接收操作命令时，获得在电子部件P上设置的识别部分M1和在板80上设置的识别部分M2(参见图8)的图像，这样捕获了图像。在图像识别部分45中对所捕获的图像进行处理，据此来识别电子部件P和板80之间的任意未对齐。基于通过图像识别部分45的识别结果，在接合操作处理部分71中计算了用于电子部件P和板80之间对齐的对齐量。根据所述对齐量水平地移动板台4，据此实现了板80和电子部件P之间的对齐。应该注意的是，识别部分M1、M2只必须具有通过获得的图像可以识别的目标，例如可以将识别标记部分或电极等采用为那些目标。
存储器部分72具有已存储的热压工具信息72a和热压条件72b等。热压工具信息72a包含诸如热压工具50的尺寸、热压工具50中的吸起构件52的位移量α和β之类的数据。热压条件72b包含诸如各种类型的控制参数值、用于热压的加热温度、压缩时间和压缩重量等之类的数据。从诸如键盘或盘驱动单元之类的操作/输入部分73输入这些数据。同样，将数据输入指南、电子部件安装装置90的状态等显示在诸如液晶面板或CRT之类的显示部分74上。
如上所述构建电子部件安装装置90。接下来参考图7中所示的流程图来解释通过电子部件安装设备的接合操作。首先，临时地定位在板台4上保持的板80(ST1)。在图8中所示的示意图中，吸起构件52的中心O从热压工具50的中心O’沿X方向偏心“α”并且沿Y方向偏心“β”(参见图4A)。因此，对于板80的临时定位，将板80从热压工具50的中心的垂直下方移动至通过沿X方向的偏移量“α”和沿Y方向的偏移量“β”定义的位置。
接下来，将观察部分40移动至临时定位的板80和已经通过热压工具50捡起的电子部件P之间，并且通过第一摄像机44a和第二摄像机44b获得和捕获电子部件P的识别部分M1和板80的识别部分M2的图像(ST2)。在图像识别部分45中识别所捕获的图像(ST3)。
接下来，基于图像识别结果，计算板80和电子部件P之间的对齐所需的对齐量(ST4)。根据所述对齐量移动板台4，据此实现板80和电子部件P之间的对齐(ST5)。在完成对齐时，在压向板80的同时加热电子部件P，据此实现了电子部件P和板80的热压(ST6)。
接下来，参考图9中所示的板80的示意性平面图、示出了将电子部件P压缩至板80的状态的图10A的示意性侧视图、以及图10B中所示的压缩状态的示意性平面图来解释用于对电子部件P与板80进行热压的方法。如图9所示，板80是多片板，其中分割了多个单元板。因此，连续地执行上述ST1至ST6的操作，据此将电子部件P热压到全部单元板上。更具体地，如图9所示，板80是被分割为单元板80a、80b、80c、…、80h和80i的多个单元板。例如，单元板80a、80b、80c、…、80h和80i按照这样的方式形成，他们通常具有相同的形状和尺寸，并且被分割为如图中虚线所示的网格形状。同样，在每一个单元80a等中，连接了将要与电子部件P电连接的多个电极81，并且还馈送和放置热固化接合材料83以便覆盖电极81的顶面。
沿图9中所示的箭头A、B和C，从80a开始，顺序地执行电子部件P与单元板80a、80b、80c、…、80h和80i的热压。对于单独的单元板80a、80b、80c、…连续地重复ST1至ST6的操作，并且将电子部件P一个接一个地热压至单元板80a、80b、80c、…、80h和80i。当将电子部件P热压到全部单元板80a、80b、80c、…时，接合操作终止，并且将板80从板台4上执行下一个步骤(ST7)。
图10A和10B示出了其中将电子部件P热压至单元板f的状态。参考图10B，已经将电子部件P安装到单元板80a至80e上，而还没有安装到单元板80g至80i等等上。
如图10B所示，在适配到热压头20上的热压工具50中的是突出地设置于向右下角落部分偏心(从热压头20一侧观看)的位置处的吸起构件52。因此，即使当将热压头20向下移动，用于将已经吸起到吸起构件52上的电子部件P的热压至单元板80f上时，不会出现热压工具50的底座构件51可能靠近其上还没有安装电子部件P的单元板80g、80h、80i的上面，但是底座构件51只靠近其上已经安装了电子部件P的80b、80c和80e。尽管图10A和图10B的示意图示出了通过热压工具50将电子部件热压到单元80e的情况，但是所述情况也于任意单元板80a、80b、80c、…的热压类似。通过沿图9中所示的箭头A、B和C执行连续的热压至单元板80a、80b、80c、…，永远不会出现底部构件51可能在靠近安装之前的任意单元板上面，并且必须出现底部构件51所靠近的单元板是其上已经安装了电子部件P的单元板。
例如，相对于图9中所示的多片板80，在其中通过热压顺序地执行电子部件P与相邻地沿一行排列的第一单元板80a、第二单元板80b和第三单元板80c的安装的情况下，首先在底部构件51没有定位于这些单元板80a至80c中的第二和第三单元板80b、80c上、但是定位于第一单元板80a上的情况下，执行吸起构件52与第一单元板80a的定位，随后，将电子部件P安装到第一单元板80a上。接下来，在底座构件51灭有定位于第三单元板80c、但是定位于第一和第二单元板80a、80b上的情况下，执行吸起构件52和第二单元板80b的定位，随后将电子部件P安装到第二单元板80b上。最后，执行第三单元板80c和吸起构件52的定位，接着安装电子部件P。通过采取上述步骤，底座构件51总是可以保持免于定位于其上还没有安装电子部件P的任意单元板上。
因此，从已加热的热压工具50的下表面辐射的辐射热H对于在其上还没有安装电子部件P的那些单元板上放置的热固化接合材料83没有热影响。作为其结果，防止任意热不利影响的发生变为可实现的，例如在电子部件P的热压之前将辐射热H赋予热固化接合材料83，使得热固化接合材料83进行继续硬化和退化。这样，例如，可以预先防止热固化接合材料83不能在安装操作中施加所需接合力的麻烦的出现。
尽管热压工具50的底座构件51靠近于板80f相邻的单元板80b、80c和80e上面，使得辐射热H对其有影响，然而将每一个均具有通过热固化的热固化接合材料83安装到其上的电子部件P的单元板80b、80c和80e保持免于上述这种不利影响。相反，对于已经具有安装到其上并且如上所述热固化的电子部件P的热固化接合材料83的辐射热H的赋予对于热固化接合材料80的进一步硬化有贡献。另外，利用这种效应使得执行所述安装方法成为可能，在所述安装方法中通过使用在热压工艺之后从底座构件51的下表面提供的辐射热H，来执行电子部件P与热固化接合材料83通过热压工具50的热压工艺、以及针对热固化接合材料83的进一步硬化所要求的时间的切割。利用这种安装方法，可以缩短安装所要求的时间，使得可以满足更有效的安装。
如上所述，将利用所放置的吸起构件52形成的热压工具50设置在热压头20上，并且按照在板80中分割的多个单元板80a、80b、80c、…的特定顺序执行所述安装。作为其结果，可以防止其上还没有安装电子部件P的单元板上的热固化接合材料免于接收由于辐射热导致的热影响，使得可以消除由于来自热压工具的辐射热导致的使热固化接合材料退化的这种热不利影响。
这里给出了热压工具50中的底座构件51和吸起构件52之间的布置关系的解释。接合该解释，图12示出了该实施例的热压工具50的示意性底面图，以及图13示出了将要安装到板80上的单个电子部件P的布置的示意性平面图。应该注意的是，因为图12的示意性底面图是主要绘制用于解释底座构件51和吸起构件52之间的布置关系的，其他详细的部件构件未示出。类似地，因为图13的示意性平面图是主要绘制用于解释电子部件P的布置的，在说明中省略了单元板等。
如图12所示，在热压工具50中，这样确定吸起构件52的布置，使得普通正方形形状的吸起构件52的中心与普通正方形形状的底部构件51偏离。例如，对于吸起构件52，其偏移位置按照这样的方式确定：其沿X轴方向的一个中心和底座构件51的一个最近末端部分之间的距离是d1，其沿Y方向的一个中心与底座构件51的一个最接近末端部分之间的距离是d3，沿X轴方向吸起构件52的一个末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离是d2，并且进一步地沿Y轴方向吸起构件52的末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离是d4。
接下来，描述用于确定这种位移位置的方法。作为示例，这里讨论其中将多个电路部件P安装到板80上的情况，如图13所示，以便排列成用沿X轴方向的间距s1和沿Y轴方向的间距s2形成的矩阵。假设每一个电子部件P是这样的尺寸，具有沿X轴方向的宽度w1、沿Y轴方向具有宽度w2、沿X方向的邻接电子部件P之间的间隙尺寸g1、以及沿Y轴方向的邻接电子部件P之间的间隙尺寸g2。那么参考图13，例如，当通过热压工具50(由图中的虚线表示)对位于图中的左下角落处的电子部件P执行热压时，如图中所示，为了不将至少沿X轴方向向右邻接的电子部件P和沿Y轴方向向上邻接的电子部件P的每一个定位于底座构件51的正下方，需要使得将沿X轴方向吸起构件52的中心和底座构件51的最近末端部分之间的距离d1以及沿Y轴方向吸起构件52的中心与底座构件51的最近末端部分之间的距离d3设定为满足根据几何关系的等式(1)和(2)的条件：
d1≤w1×1/2+g1 …(1)
d3≤w2×1/2+g2 …(2)
同样，在将这些距离d1和d3设定为满足等式(1)和(2)的条件下，并且为了布置吸起构件52的特定尺寸，可以考虑将沿X轴方向吸起构件52的末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离d2和沿轴方向吸起构件52的末端部分和底座构件51的末端部分之间的距离d4理想地设定为尽可能小的值，例如，0(零)。然而，考虑底座构件51的表面上热分布的不均匀性，将距离d2和d4设定为0(零)使得可以实现由于来自底座构件51等的侧面的热辐射的影响导致的具有均匀热分布的吸起构件52的热传送。这样，优选地，根据考虑待使用的底座构件51的热特性(材料、结构等)来形成均匀热分布的观点，来确定这些距离d2和d4。
在该实施例的热压工具的情况下，将底座构件51形成为35mm×35mm的尺寸，根据待安装的电子部件P的尺寸将吸起构件52形成为1mm至20mm的尺寸，以及将距离d2和d4确定为不小于1mm，用于均匀热分布的形成。此外，在这种情况下，底座构件51是1mm厚，以及吸起构件52是1mm厚。
已经描述了以下情况中的上述实施例，其中在电子部件安装设备90中，将实施例的热压工具50适配到热压头20上，而将传统热压工具101放置在堆料机5中。然而，本发明不局限于这种情况。代替地，例如，情况可以是将其上放置了尺寸与热压工具50的吸起构件52不同的吸起构件以便偏离中心的热压工具配置作为堆料机5中的本发明的热压工具。
同样，已经对以下情况进行了描述：其中在热压工具50中，底座构件51和吸起构件52形成为普通的矩形形状。另外，可以将各种形式采用为用于底座构件和吸起构件的形式。作为底座构件的形式，优选的是采用与热压头20的底面结构一致的普通形式，而优选地，根据作为热压工艺的目标的电子部件P的结构来确定吸起构件的形式。
应该注意的是，通过适当地组合上述各种实施例的任意实施例，可以产生它们所拥有的效果。
根据本发明的热压工具和电子部件安装设备以及安装方法，将电子部件吸起构件突出地设置在偏离热压工具的中心的位置处，使得在通过热压将电子部件连续的安装到在多片板中所分割的多个单元板上时，保持热压工具接近在安装前的单元板上放置的热固化接合材料上，使得可以避免热压工具的辐射热对于热固化接合材料的任何不利影响。这样，本发明在解决诸如通过利用热压工具吸起电子部件并且将其安装到多片板上的倒装芯片之类的电子部件安装时是有用的。
尽管已经接合参考附图的优选实施例全面地描述了本发明，应该注意的是对于本领域普通技术人员而言，各种修改和变化是显而易见的。应该将这些变化和修改理解为包括在通过不脱离权利要求范围的所附权利要求所限定的本发明的范围内。
将2005年6月20日递交的日本专利申请No.2005-178788的全部公开(包括说明书、附图和权利要求)一并在此作为参考。
在下文中，参考附图详细描述本发明的一个实施例。
首先，参考图1解释根据本发明的该实施例的电子部件安装设备90的总体结构，图1示出了所述设备的透视图。参考图1，将可移动台2设置在底座1上。将可移动台2设置在底座1上放置的水平移动单元3的顶面上。将板台(board stage)4和热压工具堆料机5并列在可移动台2上。将板80保持在板台4上，作为板保持单元的示例。
将与电子部件的尺寸或其他形式相对应的多种类型的热压工具堆放到堆料机5上。将已堆放的热压工具选择性地设置到热压头20上。在这种情况下，作为示例，将通常使用的两个热压工具101并列到堆料机5上，并且在热压头20中包括根据本发明的热压工具50。
当通过水平移动单元3水平地移动可移动台2时，沿X方向或Y方向水平地移动板台4和堆料机5。结果，将板台4和堆料机5相对于热压头而定位。即在该实施例中，水平移动单元3是定位装置。
将用于载入和载出用于板台4的板80的板载入单元10和板载出单元11设置在板台4的两侧上。板载入单元10具有载入臂10a，用于将板80运载到板台4上。同样，板载出单元11具有载出臂11a，用于将板80运载到下游。这里应该注意的是，其假设其中运载板80的方向为X方向，而假设在水平面内与所述方向垂直的方向为Y方向。
热压头20位于板台4上。热压头20适合附加到底座1的框架22的上/下单元21。通过上/下单元21的驱动向上和向下移动热压头20，并且通过利用适合到定位在下面的堆料机5上的热压工具抽吸到底面上来装备所述热压头。同样，热压头20相对于定位于下面的板台4向下移动，并且将已经通过热压工具吸起和保持的电子部件P热压到板台4的板80上。
在图1的电子部件安装设备90中，将部件馈送单元30放置在热压头20旁边。部件馈送单元30包括：托盘放置台32，用于在其上放置其中将多个电子部件P遮蔽在它们的隆起形成表面内的托盘31；以及托盘定位台33，用于沿Y方向移动托盘放置台32。
将用于从托盘31捡起电子部件P并且将所述部件运输至热压头20的电子部件运输单元34放置在部件馈送单元30上。电子部件运输单元34包括：运输头移动台，用于在从部件馈送单元30的托盘31上面到热压头20附近的图中、沿X轴方向往复地移动运输头35，其中将运输头移动台36适配到框架22的正面上。
运输头35包括经由臂37附加的吸起构件38以及设置在吸起构件38上的喷嘴38a。将吸起构件38可旋转地适合到臂37的末梢，并且可以通过吸起构件38的旋转来改变喷嘴38a的姿态，向上或向下。
运输头35包括上/下单元，用于向上和向下移动臂37，用作相对于托盘31向下移动向下姿态的喷嘴38a以捡起电子部件P。在下文中，旋转吸起构件38，以使得喷嘴38a变化为向上姿态，并且通过运输头移动台36将运输头35移动至热压头20的附近，据此将通过具有面向下的隆起形成表面的面向上的喷嘴38a保持的电子部件P传送至刚好在热压头20下面。在这种情况下，向下移动热压头20，并且将电子部件P吸起并且保持至适合到热压头20的底面的热压工具50。
参考图1，将观察单元(或者图像检波单元)40放置在热压头20下面。将观察单元40适合到在框架22上设置的移动单元41，并且可以通过移动单元41的驱动沿X方向或Y方向水平地移动所述观察单元。在板80和电子部件P的对齐之前，将观察单元40移动至板80和电子部件P之间，用于捕获板80和电子部件P的图像。在电子部件P和板80的热压时，观察单元40向框架22收回，以便不会阻碍热压头20的向下移动操作。
接下来，参考图2和图3解释热压头20的结构。图2示出了在将热压工具50吸起并且适合到热压头20的底面状态下的侧面(包括局部截面)。图3示出了热压头20的底面。参考图2和图3，将诸如陶瓷加热器之类的加热器23配置为热压头20的下部处的加热单元。作为头部一侧的抽吸孔的示例的第一抽吸孔24形成于热压头20的中心处，并且第二抽吸孔25分别形成于第一抽吸孔24的两侧上，以便在热压头20的底面中是敞开的。
在图2中，第一抽吸孔24和第二抽吸孔25分别经由第一阀门26和第二阀门27、通过作为抽吸装置的抽吸泵28而连通。根据控制单元70的控制命令接通和断开第一阀门26和第二阀门27，因此使能够选择性地改变第一和第二抽吸孔24、25与抽吸泵28之间的连通。
如图3所示，热压头20的底面形成为矩形形状，并且平面图中具有矩形框架形状的抽吸凹槽另外地形成于底面中。第二抽吸孔25在抽吸凹槽29内侧打开。同样地，将一对定位销20a突出地设置在底面的对角角落部分处，更具体地，如图3所示的左上部角落部分和右下部角落部分。
接下来，除了图2和图3之外，参考图4A、4B和4C解释热压工具50。图4A是热压工具50的示意性平面图，图4B是热压工具500的示意性侧视图，以及图4C是热压工具50的示意性底视图。热压工具50包括：底座构件51，形成为大体上为矩形形状的薄板构件；以及吸起构件52，突出地设置在底座构件51的下表面51b中的角落部分的附近。吸起构件52具有与作为安装目标的电子部件的尺寸或其他形式相对应的形式。同时，底座构件51具有与热压头20的底面形式相对应的形式。该实施例的描述是基于如图4A、4B和4C所示的情况的，其中在热压工具50中包括相对于底座构件51具有足够小尺寸的吸起构件52。
参考图4A，吸起构件52形成于底座构件51的下表面中，使得吸起构件52的中心(平面中心)O位于从底座构件51的中心(平面中心)O’如图所示的向右偏心“α”并且向下偏心“β”的位置处。一对剪切部分50a形成于底座构件51的一个对角角落部分处。当将热压工具50适合到热压头20的底面时，如图2和图3所示，突出地设置到热压头20的底面上的定位销20a和剪切部分50a彼此啮合。结果，可以通过它们的中心位置实现热压头20和热压工具50之间的对齐。
参考图4B，在热压工具50中，吸起孔53形成于吸起构件52的吸起面(图中是下表面)的中心O处和底座构件51的适合面(图中的上表面)中，以便开口和延伸通过其中。同样，连通凹槽54形成于底座构件51的适配面(图中的上表面)51a中，以便使适配面51a的中心O’与吸起孔53彼此连通(也参见图4A)。参考图4C，在平面图中具有交叉形状的交叉凹槽52b形成于吸起构件52的吸起面52a中，并且吸起孔53在交叉凹槽52b的中心处打开，即交叉形状的交叉部分。
如图2所示，在将热压工具50的适配面(上表面)51a保持与热压头20的地面接触的状态下，当驱动抽吸泵28并且打开第二阀门27时，减小了与第二抽吸孔25连通的抽吸凹槽29内部的压力，使得将底部构件51的适配面51a吸起并且保持在热压头20的底面上。结果，可以将热压工具50适配到热压头20上。同样，当关闭第二阀门27时，释放了热压工具50的抽吸状态，因此允许热压工具50与热压头20分离。
图2中所示的热压头20是处于热压工具50适合到其上的状态。在底座构件51的适配面51a中形成的连通凹槽54表现为具有在其中形成的抽吸通道部分，通过适配面51a与热压头20的底面接触，其中热压头20的第一抽吸孔24和吸起构件52的吸起孔53通过所述抽吸通道部分彼此连通。当处于上述连通状态时打开第一阀门26时，减小了吸起构件52的交叉凹槽52b内部的压力，使得可以抽吸和保持电子部件P保持与吸起面52a接触。
参考图2，当在其中将电子部件P抽吸和保持到吸起面52a时增加加热器23的温度时，将热从热压工具50的适配面51a传送到热压工具50，使得热压工具50总体上升温。结果，可以实现对于抽吸和保持到吸起面52a上的电子部件P的热传送。
接下来，参考图5中所示的示意结构图来解释作为图像检波单元的示例的观察单元40。在透镜桶部分41的前部末端部分中，即图片中近端一侧上的末端部分附近，两个片的一个单元中的棱镜42位于所述末端部分的中心附近，并且第一反射部分43a和第二反射部分43b位于棱镜42的两侧上。如在图中所示，在第一反射部分43a和第二反射部分43b的后面，分别设置了第一摄像机44a和第二摄像机44b。在透镜桶部分41中，将第一开口部分41a和第二开口部分41b垂直打开，其中棱镜42插入其间。
参考图5，如图所示，从上面通过第一开口部分41a入射的光的射线“a”通过棱镜42和第一反射部分43a反射，入射到第一摄像机44a上。同样，如图所示，从下面通过第二开口部分41b入射的光的射线“b”通过棱镜42和第二反射部分43b反射，入射到第二摄像机44b上。第一摄像机44a和第二摄像机44b与图像识别部分45电连接，并且将入射到第一摄像机44a和第二摄像机44b上的射线“a”、“b”捕获为图像，并且在图像识别部分45中进行处理。
接下来，参考图6解释电子部件安装设备的控制系统。控制单元70包含接合操作处理部分(安装操作处理部分)71和存储器部分72，用于电子部件安装设备上的操作控制。上/下单元21在从接合操作处理部分71接收操作命令时，使热压头20向上和向下移动。通过接合操作处理部分71反馈和管理关于热压头20的位置(高度)信息。第一阀门26和第二阀门27在从接合操作处理部分71接收操作命令时，执行阀门的打开和闭合操作。结果，执行了将热压工具50放置到热压头20上和将电子部件P抽吸和保持到热压工具50上。加热单元(加热器)23通过来自操作处理部分71的命令升高到特定的温度，以加热在热压头20上设置的热压工具50。
水平移动单元3在从接合操作处理部分71接收操作命令时，将分别通过板台4和堆料机5保持的板80和热压工具50定位在可移动台2上。通过接合操作处理部分71反馈和管理关于板80和热压工具50的水平位置信息。
板载入单元10和板载出单元11在从接合操作处理部分71接收操作命令时，分别执行板80对于板台4的载入和载出。部件馈送机构39在从接合操作处理部分71接收操作命令时，捡起在托盘31中存放的电子部件P，并且将其递送至在热压头20上设置的热压工具50。
观察单元的移动单元41在从接合操作处理部分71接收操作命令时，定位观察单元40。在观察单元40中设置的第一摄像机44a和第二摄像机44b在从接合操作处理部分71接收操作命令时，获得在电子部件P上设置的识别部分M1和在板80上设置的识别部分M2(参见图8)的图像，这样捕获了图像。在图像识别部分45中对所捕获的图像进行处理，据此来识别电子部件P和板80之间的任意未对齐。基于通过图像识别部分45的识别结果，在接合操作处理部分71中计算了用于电子部件P和板80之间对齐的对齐量。根据所述对齐量水平地移动板台4，据此实现了板80和电子部件P之间的对齐。应该注意的是，识别部分M1、M2只必须具有通过获得的图像可以识别的目标，例如可以将识别标记部分或电极等采用为那些目标。
存储器部分72具有已存储的热压工具信息72a和热压条件72b等。热压工具信息72a包含诸如热压工具50的尺寸、热压工具50中的吸起构件52的位移量α和β之类的数据。热压条件72b包含诸如各种类型的控制参数值、用于热压的加热温度、压缩时间和压缩重量等之类的数据。从诸如键盘或盘驱动单元之类的操作/输入部分73输入这些数据。同样，将数据输入指南、电子部件安装装置90的状态等显示在诸如液晶面板或CRT之类的显示部分74上。
如上所述构建电子部件安装装置90。接下来参考图7中所示的流程图来解释通过电子部件安装设备的接合操作。首先，临时地定位在板台4上保持的板80(ST1)。在图8中所示的示意图中，吸起构件52的中心O从热压工具50的中心O’沿X方向偏心“α”并且沿Y方向偏心“β”(参见图4A)。因此，对于板80的临时定位，将板80从热压工具50的中心的垂直下方移动至通过沿X方向的偏移量“α”和沿Y方向的偏移量“β”定义的位置。
接下来，将观察部分40移动至临时定位的板80和已经通过热压工具50捡起的电子部件P之间，并且通过第一摄像机44a和第二摄像机44b获得和捕获电子部件P的识别部分M1和板80的识别部分M2的图像(ST2)。在图像识别部分45中识别所捕获的图像(ST3)。
接下来，基于图像识别结果，计算板80和电子部件P之间的对齐所需的对齐量(ST4)。根据所述对齐量移动板台4，据此实现板80和电子部件P之间的对齐(ST5)。在完成对齐时，在压向板80的同时加热电子部件P，据此实现了电子部件P和板80的热压(ST6)。
接下来，参考图9中所示的板80的示意性平面图、示出了将电子部件P压缩至板80的状态的图10A的示意性侧视图、以及图10B中所示的压缩状态的示意性平面图来解释用于对电子部件P与板80进行热压的方法。如图9所示，板80是多片板，其中分割了多个单元板。因此，连续地执行上述ST1至ST6的操作，据此将电子部件P热压到全部单元板上。更具体地，如图9所示，板80是被分割为单元板80a、80b、80c、…、80h和80i的多个单元板。例如，单元板80a、80b、80c、…、80h和80i按照这样的方式形成，他们通常具有相同的形状和尺寸，并且被分割为如图中虚线所示的网格形状。同样，在每一个单元80a等中，连接了将要与电子部件P电连接的多个电极81，并且还馈送和放置热固化接合材料83以便覆盖电极81的顶面。
沿图9中所示的箭头A、B和C，从80a开始，顺序地执行电子部件P与单元板80a、80b、80c、…、80h和80i的热压。对于单独的单元板80a、80b、80c、…连续地重复ST1至ST6的操作，并且将电子部件P一个接一个地热压至单元板80a、80b、80c、…、80h和80i。当将电子部件P热压到全部单元板80a、80b、80c、…时，接合操作终止，并且将板80从板台4上执行下一个步骤(ST7)。
图10A和10B示出了其中将电子部件P热压至单元板f的状态。参考图10B，已经将电子部件P安装到单元板80a至80e上，而还没有安装到单元板80g至80i等等上。
如图10B所示，在适配到热压头20上的热压工具50中的是突出地设置于向右下角落部分偏心(从热压头20一侧观看)的位置处的吸起构件52。因此，即使当将热压头20向下移动，用于将已经吸起到吸起构件52上的电子部件P的热压至单元板80f上时，不会出现热压工具50的底座构件51可能靠近其上还没有安装电子部件P的单元板80g、80h、80i的上面，但是底座构件51只靠近其上已经安装了电子部件P的80b、80c和80e。尽管图10A和图10B的示意图示出了通过热压工具50将电子部件热压到单元80e的情况，但是所述情况也于任意单元板80a、80b、80c、…的热压类似。通过沿图9中所示的箭头A、B和C执行连续的热压至单元板80a、80b、80c、…，永远不会出现底部构件51可能在靠近安装之前的任意单元板上面，并且必须出现底部构件51所靠近的单元板是其上已经安装了电子部件P的单元板。
例如，相对于图9中所示的多片板80，在其中通过热压顺序地执行电子部件P与相邻地沿一行排列的第一单元板80a、第二单元板80b和第三单元板80c的安装的情况下，首先在底部构件51没有定位于这些单元板80a至80c中的第二和第三单元板80b、80c上、但是定位于第一单元板80a上的情况下，执行吸起构件52与第一单元板80a的定位，随后，将电子部件P安装到第一单元板80a上。接下来，在底座构件51灭有定位于第三单元板80c、但是定位于第一和第二单元板80a、80b上的情况下，执行吸起构件52和第二单元板80b的定位，随后将电子部件P安装到第二单元板80b上。最后，执行第三单元板80c和吸起构件52的定位，接着安装电子部件P。通过采取上述步骤，底座构件51总是可以保持免于定位于其上还没有安装电子部件P的任意单元板上。
因此，从已加热的热压工具50的下表面辐射的辐射热H对于在其上还没有安装电子部件P的那些单元板上放置的热固化接合材料83没有热影响。作为其结果，防止任意热不利影响的发生变为可实现的，例如在电子部件P的热压之前将辐射热H赋予热固化接合材料83，使得热固化接合材料83进行继续硬化和退化。这样，例如，可以预先防止热固化接合材料83不能在安装操作中施加所需接合力的麻烦的出现。
尽管热压工具50的底座构件51靠近于板80f相邻的单元板80b、80c和80e上面，使得辐射热H对其有影响，然而将每一个均具有通过热固化的热固化接合材料83安装到其上的电子部件P的单元板80b、80c和80e保持免于上述这种不利影响。相反，对于已经具有安装到其上并且如上所述热固化的电子部件P的热固化接合材料83的辐射热H的赋予对于热固化接合材料80的进一步硬化有贡献。另外，利用这种效应使得执行所述安装方法成为可能，在所述安装方法中通过使用在热压工艺之后从底座构件51的下表面提供的辐射热H，来执行电子部件P与热固化接合材料83通过热压工具50的热压工艺、以及针对热固化接合材料83的进一步硬化所要求的时间的切割。利用这种安装方法，可以缩短安装所要求的时间，使得可以满足更有效的安装。
如上所述，将利用所放置的吸起构件52形成的热压工具50设置在热压头20上，并且按照在板80中分割的多个单元板80a、80b、80c、…的特定顺序执行所述安装。作为其结果，可以防止其上还没有安装电子部件P的单元板上的热固化接合材料免于接收由于辐射热导致的热影响，使得可以消除由于来自热压工具的辐射热导致的使热固化接合材料退化的这种热不利影响。
这里给出了热压工具50中的底座构件51和吸起构件52之间的布置关系的解释。接合该解释，图12示出了该实施例的热压工具50的示意性底面图，以及图13示出了将要安装到板80上的单个电子部件P的布置的示意性平面图。应该注意的是，因为图12的示意性底面图是主要绘制用于解释底座构件51和吸起构件52之间的布置关系的，其他详细的部件构件未示出。类似地，因为图13的示意性平面图是主要绘制用于解释电子部件P的布置的，在说明中省略了单元板等。
如图12所示，在热压工具50中，这样确定吸起构件52的布置，使得普通正方形形状的吸起构件52的中心与普通正方形形状的底部构件51偏离。例如，对于吸起构件52，其偏移位置按照这样的方式确定：其沿X轴方向的一个中心和底座构件51的一个最近末端部分之间的距离是d1，其沿Y方向的一个中心与底座构件51的一个最接近末端部分之间的距离是d3，沿X轴方向吸起构件52的一个末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离是d2，并且进一步地沿Y轴方向吸起构件52的末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离是d4。
接下来，描述用于确定这种位移位置的方法。作为示例，这里讨论其中将多个电路部件P安装到板80上的情况，如图13所示，以便排列成用沿X轴方向的间距s1和沿Y轴方向的间距s2形成的矩阵。假设每一个电子部件P是这样的尺寸，具有沿X轴方向的宽度w1、沿Y轴方向具有宽度w2、沿X方向的邻接电子部件P之间的间隙尺寸g1、以及沿Y轴方向的邻接电子部件P之间的间隙尺寸g2。那么参考图13，例如，当通过热压工具50(由图中的虚线表示)对位于图中的左下角落处的电子部件P执行热压时，如图中所示，为了不将至少沿X轴方向向右邻接的电子部件P和沿Y轴方向向上邻接的电子部件P的每一个定位于底座构件51的正下方，需要使得将沿X轴方向吸起构件52的中心和底座构件51的最近末端部分之间的距离d1以及沿Y轴方向吸起构件52的中心与底座构件51的最近末端部分之间的距离d3设定为满足根据几何关系的等式(1)和(2)的条件：
d1≤w1×1/2+g1 …(1)
d3≤w2×1/2+g2 …(2)
同样，在将这些距离d1和d3设定为满足等式(1)和(2)的条件下，并且为了布置吸起构件52的特定尺寸，可以考虑将沿X轴方向吸起构件52的末端部分与底座构件51的末端部分之间的距离d2和沿轴方向吸起构件52的末端部分和底座构件51的末端部分之间的距离d4理想地设定为尽可能小的值，例如，0(零)。然而，考虑底座构件51的表面上热分布的不均匀性，将距离d2和d4设定为0(零)使得可以实现由于来自底座构件51等的侧面的热辐射的影响导致的具有均匀热分布的吸起构件52的热传送。这样，优选地，根据考虑待使用的底座构件51的热特性(材料、结构等)来形成均匀热分布的观点，来确定这些距离d2和d4。
在该实施例的热压工具的情况下，将底座构件51形成为35mm×35mm的尺寸，根据待安装的电子部件P的尺寸将吸起构件52形成为1mm至20mm的尺寸，以及将距离d2和d4确定为不小于1mm，用于均匀热分布的形成。此外，在这种情况下，底座构件51是1mm厚，以及吸起构件52是1mm厚。
已经描述了以下情况中的上述实施例，其中在电子部件安装设备90中，将实施例的热压工具50适配到热压头20上，而将传统热压工具101放置在堆料机5中。然而，本发明不局限于这种情况。代替地，例如，情况可以是将其上放置了尺寸与热压工具50的吸起构件52不同的吸起构件以便偏离中心的热压工具配置作为堆料机5中的本发明的热压工具。
同样，已经对以下情况进行了描述：其中在热压工具50中，底座构件51和吸起构件52形成为普通的矩形形状。另外，可以将各种形式采用为用于底座构件和吸起构件的形式。作为底座构件的形式，优选的是采用与热压头20的底面结构一致的普通形式，而优选地，根据作为热压工艺的目标的电子部件P的结构来确定吸起构件的形式。
应该注意的是，通过适当地组合上述各种实施例的任意实施例，可以产生它们所拥有的效果。
根据本发明的热压工具和电子部件安装设备以及安装方法，将电子部件吸起构件突出地设置在偏离热压工具的中心的位置处，使得在通过热压将电子部件连续的安装到在多片板中所分割的多个单元板上时，保持热压工具接近在安装前的单元板上放置的热固化接合材料上，使得可以避免热压工具的辐射热对于热固化接合材料的任何不利影响。这样，本发明在解决诸如通过利用热压工具吸起电子部件并且将其安装到多片板上的倒装芯片之类的电子部件安装时是有用的。
尽管已经接合参考附图的优选实施例全面地描述了本发明，应该注意的是对于本领域普通技术人员而言，各种修改和变化是显而易见的。应该将这些变化和修改理解为包括在通过不脱离权利要求范围的所附权利要求所限定的本发明的范围内。
将2005年6月20日递交的日本专利申请No.2005-178788的全部公开(包括说明书、附图和权利要求)一并在此作为参考。