專利名稱：電子元件安裝裝置及制造電子器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元件安裝裝置和制造電子器件的方法，更具體 涉及用于將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上的電子元件安裝裝 置和制造電子器件的方法，所述電子器件是通過使用所述電子元件安 裝裝置將電子元件安裝在安裝基板上而構(gòu)成的。
背景技術(shù)：
可以把用于將半導(dǎo)體芯片以倒裝芯片的形式連接到安裝配線基 板上的電子器件作為將電子元件安裝在安裝基板上的實(shí)例。上述電子 器件通常具有這樣的結(jié)構(gòu)，g卩安裝基板和安裝在該安裝基板上的電子元件之間的空間部分填充有底部填料樹脂。作為實(shí)際制造過程的實(shí) 例，采用這樣的方法，即將多個(gè)電子元件以矩陣形式逐一連接到具 有較大面積的安裝基板上，并且最后分割成各個(gè)電子器件。然而，近年來，安裝基板的厚度越來越小，從而不可避免地在 安裝基板上產(chǎn)生翹曲。如下所述，這種翹曲會(huì)導(dǎo)致安裝基板和電子元 件的連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。為此，已經(jīng)研究了各種對(duì)策。圖15A-15C示出本發(fā)明的申請(qǐng)人為了消除翹曲而以常規(guī)方式執(zhí)行的安裝電子元件的方法的實(shí)例。首先，通過批量吸附固定平臺(tái)112 減壓吸附產(chǎn)生翹曲的安裝基板102 (見圖15A)，從而將其校正成不 產(chǎn)生翹曲的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，通過設(shè)置在批量吸附固定平臺(tái)112 中的加熱器(未示出)將安裝基板102加熱至預(yù)定溫度，并使保持在 結(jié)合頭(未示出)上的電子元件103壓力結(jié)合到安裝基板102上，從 而進(jìn)行倒裝芯片連接(見圖15B)。在將多個(gè)電子元件103以矩陣形 式依次連接之后，解除利用批量吸附固定平臺(tái)112進(jìn)行的安裝基板 102的減壓吸附操作，從而完成安裝步驟。這時(shí)，在安裝有電子元件 103的電子器件110 (見圖15C)中產(chǎn)生使安裝基板102恢復(fù)到原來的翹曲狀態(tài)的作用(在下文中稱為"翹曲恢復(fù)")。另一方面，把專利文獻(xiàn)1 (JP-A-2004-47670)中描述的電子元 件安裝裝置200作為能夠進(jìn)行翹曲較小的倒裝芯片連接的安裝裝置 的常規(guī)實(shí)例(見圖16)。電子元件安裝裝置200包括芯片吸附塊201 和平臺(tái)223，該芯片吸附塊包括加熱裝置202，該平臺(tái)包括基板吸附 裝置227和基板冷卻裝置225，并且該電子元件安裝裝置具有這樣的 結(jié)構(gòu)，即加熱裝置202、基板吸附裝置227和基板冷卻裝置225同 時(shí)進(jìn)行操作。為了進(jìn)行這樣的操作，將基板205吸附并保持在平臺(tái) 223上，對(duì)吸附并保持在芯片吸附塊201上的倒裝芯片203進(jìn)行加熱， 并且通過柱塞204將該倒裝芯片壓在基板205上，同時(shí)，從平臺(tái)223 一側(cè)強(qiáng)制冷卻基板205。然而，在如上所述成批地減壓吸附安裝基板的情況下，在解除 減壓吸附時(shí)基板會(huì)產(chǎn)生變形恢復(fù)，即翹曲恢復(fù)。因此，會(huì)導(dǎo)致倒裝芯 片連接部分出現(xiàn)破損和斷裂，例如圖15C中的裂紋111。此外，作為通常的制造過程，在倒裝芯片連接步驟和底部填料 樹脂填充步驟之間會(huì)移動(dòng)并輸送電子器件。在此期間，同樣會(huì)產(chǎn)生溫 度降低和伴隨產(chǎn)生的安裝基板變形，因此，已經(jīng)存在明顯的問題，艮口 由此而導(dǎo)致連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。此外，在根據(jù)常規(guī)技術(shù)通過加熱整個(gè)安裝基板來進(jìn)行的安裝電 子元件的過程中，安裝基板具有較高的溫度。因此，在同時(shí)填充底部 填料樹脂的情況下，存在例如由于該底部填料樹脂固化而導(dǎo)致的填充 失效等問題。發(fā)明內(nèi)容考慮到上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種電子元件安裝裝 置以及一種使用該電子元件安裝裝置制造電子器件的方法，其中，在 將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上的情況下，該電子元件安裝裝 置能夠在翹曲狀態(tài)下安裝電子元件，而無需通過吸附來校正該安裝基 板的翹曲，從而防止由于解除吸附時(shí)所產(chǎn)生的翹曲恢復(fù)而導(dǎo)致倒裝芯 片連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種電子元件安裝裝置以及一種 使用該電子元件安裝裝置制造電子器件的方法，其中，該電子元件安 裝裝置能夠在加熱電子元件并將其壓力結(jié)合到安裝基板上之后立即 將樹脂填充到空間部分中，從而取消了移動(dòng)和輸送安裝基板的步驟， 由此防止由上述移動(dòng)和輸送而導(dǎo)致安裝基板的溫度降低和變形、以及 電子元件連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。本發(fā)明通過下述技術(shù)手段來解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電子元件安裝裝置，其用于 將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上，并包括結(jié)合頭，其用于保持所述電子元件并將所述電子元件壓力結(jié)合 到所述安裝基板上；局部平臺(tái)，其設(shè)置有支撐面，所述支撐面的面積幾乎等于或稍 微大于所述電子元件的安裝面的面積，并且所述局部平臺(tái)通過所述支 撐面從所述安裝基板的安裝背面支撐壓力結(jié)合力；長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)，其用于測(cè)量所述結(jié)合頭和所述安裝基板之間的 距離，以計(jì)算所述安裝基板上的預(yù)定安裝位置處的假想平面；以及傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述結(jié)合頭和所述局部平臺(tái)傾斜和移 動(dòng)，以使所述安裝位置處的所述假想平面的法線與所述壓力結(jié)合力的 作用線重合，其中，所述壓力結(jié)合是沿著所述法線進(jìn)行的。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供根據(jù)第一方面的電子元件 安裝裝置，該電子元件安裝裝置還包括設(shè)置在所述結(jié)合頭中的用于加熱所述電子元件的加熱器以及設(shè) 置在所述局部平臺(tái)中的用于加熱所述安裝基板的加熱器中至少之一。 此外，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供根據(jù)第一或第二方面的電子元件安裝裝置，該電子元件安裝裝置還包括樹脂填充機(jī)構(gòu)，其用于將樹脂填充在所述安裝基板和安裝在所 述安裝基板上的所述電子元件之間的空間部分中。此外，根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供根據(jù)第一至第三方面中任 一方面的電子元件安裝裝置，其中，所述電子元件安裝裝置布置在能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部環(huán)境的溫度的封閉 空間中。此外，根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供根據(jù)第四方面的電子元件 安裝裝置，該電子元件安裝裝置還包括-減壓機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述封閉空間中并用于使所述封閉空間內(nèi)部減壓。此外，根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供根據(jù)第五方面的電子元件 安裝裝置，該電子元件安裝裝置還包括氣體供給機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述封閉空間中并用于向所述封閉空 間內(nèi)部供給惰性氣體。此外，根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種制造電子器件的方法， 該方法用于將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上，所述方法包括以 下步驟測(cè)量結(jié)合頭和安裝基板之間的距離，以計(jì)算所述安裝基板上的 預(yù)定安裝位置處的假想平面，所述結(jié)合頭用于保持所述電子元件并將 所述電子元件壓力結(jié)合到所述安裝基板上；使所述結(jié)合頭和局部平臺(tái)傾斜和移動(dòng)，以使所述安裝位置處的 所述假想平面的法線與壓力結(jié)合力的作用線重合，其中所述局部平臺(tái)用于從所述安裝基板的安裝背面支撐所述壓力結(jié)合力；以及沿著所述法線進(jìn)行所述壓力結(jié)合。 此外，根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供根據(jù)第七方面的制造電子 器件的方法，其中，進(jìn)行所述壓力結(jié)合的步驟是在如下兩種狀態(tài)中的至少一種狀態(tài)下執(zhí)行的通過所述結(jié)合頭加熱所述電子元件的狀態(tài)、以及通過所述 局部平臺(tái)加熱所述安裝基板的狀態(tài)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供根據(jù)第七或第八方面的制 造電子器件的方法，其中，在將內(nèi)部環(huán)境調(diào)節(jié)為具有預(yù)定溫度的封閉空間中，在進(jìn)行所述 壓力結(jié)合的步驟之后，執(zhí)行將樹脂填充在所述安裝基板和安裝在所述 安裝基板上的所述電子元件之間的空間部分中的步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供根據(jù)第九方面的制造電子 器件的方法，其中，將所述封閉空間的內(nèi)部設(shè)置為減壓狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，可以省略設(shè)置在常規(guī)電子元件安裝裝置中的用于 減壓吸附或靜電吸附該安裝基板的機(jī)構(gòu)。更具體來說，在安裝基板產(chǎn) 生翹曲而不需要通過吸附校正該翹曲的情況下，根據(jù)翹曲狀態(tài)，同樣 可以使電子元件和安裝基板沿著安裝位置的中心處的假想平面的法 線彼此壓力結(jié)合。因此，可以防止由于解除對(duì)安裝基板的吸附操作時(shí) 所產(chǎn)生的翹曲恢復(fù)而導(dǎo)致倒裝芯片連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以在加熱電子元件并將其壓力結(jié)合到安 裝基板上之后，立即通過樹脂填充機(jī)構(gòu)將樹脂填充到空間部分中。這 樣，可以取消移動(dòng)和輸送安裝基板的步驟。從而，可以防止由上述步 驟之間的移動(dòng)和輸送導(dǎo)致的安裝基板的溫度降低和變形、以及電子元 件連接部分的破損和斷裂。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)置封閉空間并且可以在該封閉空間 中加熱電子元件并將電子元件壓力結(jié)合到安裝基板上。特別是當(dāng)將樹 脂填充在安裝基板和電子元件之間的空間部分中時(shí)，可以通過溫度調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)代替局部平臺(tái)中的加熱器來加熱封閉空間的整個(gè)內(nèi)部。從而， 不需要在每個(gè)填充位置進(jìn)行單獨(dú)的加熱控制。因而，可以穩(wěn)定地填充 樹脂。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以在使封閉空間的內(nèi)部減壓的狀態(tài)下將 樹脂填充在安裝基板和電子元件之間的空間部分中。因此，可以防止 在所填充的樹脂內(nèi)包含空隙。從而，可以防止由空隙導(dǎo)致的例如連接 部分的破損等損傷。因而，可以使電子器件的質(zhì)量穩(wěn)定。另外，隨著減壓將惰性氣體供給到封閉空間中，同時(shí)使電子元 件和安裝基板彼此壓力結(jié)合。從而，可以防止安裝基板或電子元件中 焊料的表面被氧化。因而，可以進(jìn)行可靠的連接。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例的示意圖。圖2A至2D是用于說明圖1所示電子元件安裝裝置的動(dòng)作的視圖。圖3是示出使用圖1所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方 法的過程的流程圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例 的示意圖。圖5A和5B是用于說明圖4所示電子元件安裝裝置的動(dòng)作的視圖。圖6是示出使用圖4所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方 法的過程的流程圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例 的示意圖。圖8是示出使用圖7所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方 法的過程的流程圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例 的示意圖。圖IO是示出使用圖9所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方 法的過程的流程圖。圖ll是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例 的示意圖。圖12是示出使用圖11所示電子元件安裝裝置制造電子器件的 方法的過程的流程圖。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例 的示意圖。圖14是示出使用圖13所示電子元件安裝裝置制造電子器件的 方法的過程的流程圖。圖15A至15C是用于說明根據(jù)常規(guī)實(shí)施例的制造電子器件的方 法的實(shí)例的視圖。圖16是示出根據(jù)常規(guī)實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面，參考附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是 示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例的示意圖。圖2A至2D是用于說明圖1所示電子元件安裝裝置的動(dòng)作的視圖。圖3 是示出使用圖1所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方法的過程 的流程圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子元件安裝裝置的 實(shí)例的示意圖。圖5A和5B是用于說明圖4所示電子元件安裝裝置的 動(dòng)作的視圖。圖6是示出使用圖4所示電子元件安裝裝置制造電子器 件的方法的過程的流程圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子 元件安裝裝置的實(shí)例的示意圖。圖8是示出使用圖7所示電子元件安 裝裝置制造電子器件的方法的過程的流程圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明 第四實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例的示意圖。圖io是示出使用 圖9所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方法的過程的流程圖。圖 11是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電子元件安裝裝置的實(shí)例的示意 圖。圖12是示出使用圖ll所示電子元件安裝裝置制造電子器件的方 法的過程的流程圖。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電子元件 安裝裝置的實(shí)例的示意圖。圖14是示出使用圖13所示電子元件安裝 裝置制造電子器件的方法的過程的流程圖。參考各個(gè)附圖的附圖標(biāo) 記，附圖標(biāo)記14用作14a、 14b……的總稱(其它附圖標(biāo)記同此)。電子元件安裝裝置1用于將多個(gè)電子元件3依次安裝在安裝基 板2上。把這樣的情況作為安裝實(shí)例，S卩將電子元件3 (半導(dǎo)體芯 片)以倒裝芯片的方式以矩陣形式逐一連接到安裝基板2 (安裝配線 基板)上。作為實(shí)例，安裝基板2具有150mmX200mffl的面積以及大 致0. lram到0. 2mra的厚度。此外，電子元件3具有12mmX 12mm的面 積以及大致0. 05mm到0. 15mm的厚度。如圖l所示，電子元件安裝裝置1包括結(jié)合頭11、局部平臺(tái)12、 長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)14和傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)15。結(jié)合頭11包括能夠保持電子元件3的元件保持部分lla?？梢圆捎脢A持機(jī)構(gòu)和減壓吸附機(jī)構(gòu)作為上述保持機(jī)構(gòu)。局部平臺(tái)12具有設(shè)置在安裝基板2—側(cè)的末端部分中的支撐面 12a。當(dāng)要將電子元件3壓力結(jié)合到安裝基板2上時(shí)(見圖2D)，支 撐面12a用于從安裝基板2的安裝背面2b局部支撐一個(gè)區(qū)域，該區(qū) 域的面積幾乎與壓力結(jié)合力在作用位置剛好作用的面積相等。因此支 撐面12a形成為其面積幾乎等于或稍微大于電子元件3的安裝面3a 的面積。下面描述具有本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)14和傾斜移動(dòng) 機(jī)構(gòu)15。例如，在通過常用方法(即通過在安裝基板2翹曲的狀態(tài) 下的豎直方向上的簡(jiǎn)單壓力結(jié)合動(dòng)作)將電子元件3壓力結(jié)合到安裝 基板2上的情況下，如圖2A所示，載荷只集中在電子元件3的端部， 從而可能導(dǎo)致安裝基板2的變形和斷裂或連接失效。因此，如下所述， 在本發(fā)明中，產(chǎn)生圖2B至2D所示的動(dòng)作以解決上述問題。首先，結(jié)合頭11設(shè)置有長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)14，該長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)用于 測(cè)量結(jié)合頭11和安裝基板2之間的距離，并計(jì)算該安裝基板上的預(yù) 定安裝位置4的中心4a處的假想平面5 (見圖2B)。作為實(shí)例，長(zhǎng) 度測(cè)量機(jī)構(gòu)14由三個(gè)或四個(gè)激光式長(zhǎng)度測(cè)量裝置14a、14b……構(gòu)成。 也可以使用接觸式長(zhǎng)度測(cè)量裝置。此外，傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)15以這樣的方式使結(jié)合頭11和局部平臺(tái) 12傾斜并移動(dòng)，g卩使安裝位置4的中心4a處的假想平面5的法線 6與壓力結(jié)合力的作用線19重合(見圖2C)。傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)15由旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16、豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)17和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)18構(gòu)成。作為實(shí)例， 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸彼此垂直并且可以使結(jié) 合頭11和局部平臺(tái)12在x-z平面和y-z平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)和傾斜。此外， 豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)17產(chǎn)生使結(jié)合頭11和局部平臺(tái)12在豎直方向(z軸 方向)上移動(dòng)的動(dòng)作，而水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)18產(chǎn)生使結(jié)合頭ll和局部平 臺(tái)12在水平方向(y軸方向)上移動(dòng)的動(dòng)作。例如，可以采用使用 伺服電動(dòng)機(jī)18a和滾珠絲桿18b的組合的結(jié)構(gòu)作為上述移動(dòng)機(jī)構(gòu)。也 可以采用能夠進(jìn)行平面(x-y平面)移動(dòng)以及直線(y軸)移動(dòng)的結(jié) 構(gòu)。在這種狀態(tài)下，通過夾緊機(jī)構(gòu)10 (10a和10b)操作結(jié)合頭11 和局部平臺(tái)12使這兩者彼此靠近，以便使電子元件3和安裝基板2 彼此壓力結(jié)合(見圖2D)。夾緊機(jī)構(gòu)10構(gòu)造為如下機(jī)構(gòu)，g卩在壓 力結(jié)合力的作用線19上彼此獨(dú)立或彼此關(guān)聯(lián)地操作結(jié)合頭ll和局部 平臺(tái)12。因而，在安裝基板2產(chǎn)生翹曲的情況下，根據(jù)翹曲的狀態(tài)，同 樣可以使電子元件3和安裝基板2沿著安裝位置4的中心4a處的假 想平面5的法線6彼此壓力結(jié)合。在將電子元件3(半導(dǎo)體芯片)以倒裝芯片的形式連接到安裝基 板2 (安裝配線基板)上的情況下，需要加熱安裝基板2和電子元件 3中至少之一。為此，電子元件安裝裝置l具有這樣的結(jié)構(gòu)，即包 括設(shè)置在結(jié)合頭11中的用于加熱電子元件的加熱器以及設(shè)置在局部 平臺(tái)12中的用于加熱安裝基板的加熱器中至少之一。在本實(shí)例中， 采用局部平臺(tái)12包括加熱器22的結(jié)構(gòu)。例如，加熱器22是電熱絲式加熱器。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置1，可以省略設(shè)置在 常規(guī)裝置中的用于減壓吸附或靜電吸附該安裝基板的機(jī)構(gòu)。更具體來 說，在安裝基板產(chǎn)生翹曲而不需要校正該翹曲的情況下，根據(jù)翹曲狀 態(tài)，同樣可以使電子元件3和安裝基板2沿著安裝位置4的中心4a 處的假想平面5的法線6彼此壓力結(jié)合。因此，可以防止由解除安裝 基板的吸附時(shí)的翹曲恢復(fù)而導(dǎo)致倒裝芯片連接部分的破損和斷裂。接下來，描述使用電子元件安裝裝置1執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的制 造電子器件的方法的過程。圖3是示出該過程的流程圖。所示出的電 子器件9處于尚未劃分成小塊的狀態(tài)(見圖2D)。首先，如圖3所示，在步驟S1中，通過電子元件安裝裝置l的 固定機(jī)構(gòu)(未示出)將安裝基板2固定在預(yù)定位置。隨后，在步驟S2中，結(jié)合頭11保持電子元件3。在這種情況下， 通過利用例如位于結(jié)合頭11的末端部分的元件保持部分lla減壓吸 附容納在殼架(未示出)中的電子元件3來進(jìn)行操作。然后，在步驟S3中，通過長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)14在多個(gè)位置測(cè)量結(jié)合頭11和安裝基板2之間的距離，從而計(jì)算安裝基板2上的預(yù)定安裝位置4的中心4a處的假想平面5 (見圖2B)。此后，在步驟S4，使安裝位置4的中心4a處的假想平面5的法 線6與用于在下一步驟中使壓力結(jié)合力作用的作用線19重合(見圖 2C)。通過利用傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)15 (即旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16、豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)17 和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)18)使結(jié)合頭11和局部平臺(tái)12傾斜和移動(dòng)來進(jìn)行 上述操作。作為實(shí)例，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16構(gòu)造為包括能夠使結(jié)合頭11和局 部平臺(tái)12在y-z平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16a以及能夠使結(jié)合頭 11和局部平臺(tái)12在x-z平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16b。接下來，在步驟S5中，通過夾緊機(jī)構(gòu)IO操作結(jié)合頭11和局部 平臺(tái)12以使這兩者沿著法線6彼此靠近，從而使電子元件3和安裝 基板2彼此壓力結(jié)合(見圖2D)。在本實(shí)例中，在這樣的狀態(tài)下進(jìn) 行壓力結(jié)合操作，即安裝基板2被設(shè)置在局部平臺(tái)12中的用于加 熱安裝基板的加熱器22加熱。作為實(shí)例，將加熱溫度設(shè)置在大致60 r到150°C，并將壓力結(jié)合狀態(tài)保持預(yù)定時(shí)間以進(jìn)行加熱和壓力結(jié)合 操作。當(dāng)要將電子元件3壓力結(jié)合到安裝基板2上時(shí)，以這樣的方式 控制結(jié)合頭11和局部平臺(tái)12的位置和操作，即結(jié)合頭ll使電子 元件3擠壓安裝基板2的安裝面2a的壓力結(jié)合力由位于局部平臺(tái)12 的安裝基板2 —側(cè)的末端部分的支撐面12a在安裝基板2的安裝背面 2b—側(cè)的相應(yīng)位置支撐。最后，在步驟S6中，解除結(jié)合頭11對(duì)電子元件3的保持。從 而，電子元件3完全安裝在安裝基板2上，處理繼續(xù)進(jìn)行隨后的制造 工序。因此，根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法，在將多個(gè)電子元件 依次安裝在安裝基板上的情況下，即使在形成作為薄片狀印刷板的安 裝基板2時(shí)產(chǎn)生翹曲，也可以根據(jù)翹曲的狀態(tài)，使電子元件3沿著安 裝位置4的中心4a處的假想平面5的法線6壓力結(jié)合到安裝基板2 上。從而，可以防止以下常規(guī)問題，S卩由于解除對(duì)安裝基板的吸附 操作時(shí)所產(chǎn)生的翹曲恢復(fù)而導(dǎo)致倒裝芯片連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。 因此，可以降低要制造的電子器件的次品率，從而保持高質(zhì)量。接下來，描述根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置1的第二實(shí)施例。如圖4和圖5所示，電子元件安裝裝置1包括樹脂填充機(jī)構(gòu)24， 該樹脂填充機(jī)構(gòu)用于將底部填料樹脂(在下文中稱為"樹脂")25 填充在安裝基板2和安裝在安裝基板2上的電子元件3之間的空間部 分8中。樹脂填充機(jī)構(gòu)24包括涂布頭26，該涂布頭用于從外周部分將樹 脂25填充到空間部分8中，該空間部分是在加熱電子元件3并將電 子元件3壓力結(jié)合到安裝基板2上的狀態(tài)下形成的。涂布頭26是例 如針頭或注射器并具有這樣的結(jié)構(gòu)，即如圖5A所示，涂布頭26 的末端部分26a可以布置在安裝基板2上的電子元件3外周的附近部 分中。此外，樹脂填充機(jī)構(gòu)24與設(shè)置在電子元件安裝裝置1中的升降 機(jī)構(gòu)(未示出)和平面滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)連接，并且能夠使涂布頭 26相對(duì)于在安裝基板2上以矩陣形式布置的電子元件3移動(dòng)到所需 位置。對(duì)于上述結(jié)構(gòu)來說，可以將樹脂25從涂布頭26供給到安裝基 板2上的電子元件3外周的附近部分中。這時(shí)，如上所述，安裝基板 2和電子元件3之間的間隔非常小。為此，利用毛細(xì)作用將樹脂25 自然地填充在空間部分8中。也可以采用在樹脂上施加壓力并將樹脂 填充到空間部分中的方法以代替自然填充。在加熱安裝基板2和電子 元件3中至少之一的狀態(tài)下填充樹脂。圖5B示出樹脂通過樹脂填充 機(jī)構(gòu)24完全填充在空間部分8中的狀態(tài)。對(duì)于上述結(jié)構(gòu)來說，在常規(guī)技術(shù)中，在進(jìn)行倒裝芯片連接的步 驟和填充樹脂的步驟之間移動(dòng)和輸送安裝有電子元件的基板，從而導(dǎo)致安裝基板的溫度降低和變形、以及電子元件連接部分出現(xiàn)破損和斷 裂。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置1，可以在加熱電子 元件3并將其壓力結(jié)合到安裝基板2上之后，立即通過樹脂填充機(jī)構(gòu) 24將樹脂填充到空間部分8中。這樣，可以取消移動(dòng)和輸送安裝基 板的步驟。因此，可以防止由移動(dòng)和輸送導(dǎo)致的安裝基板的溫度降低 和變形、以及電子元件連接部分的破損和斷裂。接下來，描述使用根據(jù)第二實(shí)施例的電子元件安裝裝置1執(zhí)行 的根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法的另一實(shí)例的過程。圖6中的步驟Sl至S6與圖3所示各步驟相同。作為隨后的步 驟S7，在解除結(jié)合頭11對(duì)電子元件3的保持操作并將電子元件3完 全安裝在安裝基板2上的狀態(tài)下，通過樹脂填充機(jī)構(gòu)24將樹脂25 填充在安裝基板2和電子元件3之間的空間部分8中。當(dāng)要填充樹脂 25時(shí)，調(diào)節(jié)填充位置的氛圍以具有例如大致60'C到15(TC的溫度。 在樹脂完全填充之后，處理繼續(xù)進(jìn)行隨后的制造工序。根據(jù)第二實(shí)施例的電子元件安裝裝置1可以通過設(shè)置在局部平 臺(tái)12中的用于加熱安裝基板的加熱器22來加熱安裝基板2，此外， 該電子元件安裝裝置設(shè)置有樹脂填充機(jī)構(gòu)24，從而能夠在電子元件3 被加熱并壓力結(jié)合到安裝基板2上之后，立即通過樹脂填充機(jī)構(gòu)24 將樹脂填充到空間部分8中。從而，與常規(guī)技術(shù)不同，不需要將安裝 有電子元件的安裝基板輸送到另一個(gè)步驟，然后再次進(jìn)行加熱從而填 充樹脂。因此，可以防止由移動(dòng)和輸送導(dǎo)致的溫度降低并且可以提高 熱效率。此外，還可以防止由移動(dòng)和輸送導(dǎo)致基板的移位和損傷。接下來，描述根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置1的第三實(shí)施例。如圖7所示，電子元件安裝裝置1包括能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部環(huán)境的溫 度的封閉空間31，并具有電子元件安裝裝置設(shè)置在封閉空間31中的 結(jié)構(gòu)。例如，可以假定通過溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)32來調(diào)節(jié)溫度，該溫度調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)32使用具有恒溫器的電熱絲式加熱器。此外，為了提高熱效 率，可取的是封閉空間31應(yīng)當(dāng)具有絕熱結(jié)構(gòu)。對(duì)于上述結(jié)構(gòu)來說，可以在封閉空間31中加熱電子元件3并將 電子元件壓力結(jié)合到安裝基板2上。因此，除利用設(shè)置在局部平臺(tái) 12中的加熱器22加熱安裝基板2之外或者作為替代，利用溫度調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)32將封閉空間31的內(nèi)部加熱至預(yù)定溫度，可以為電子元件3 壓力結(jié)合到安裝基板2上提供所需的加熱環(huán)境。在圖8的流程圖中示出使用根據(jù)第三實(shí)施例的電子元件安裝裝 置1執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法的過程。在圖8中，步 驟Sll是將封閉空間31的內(nèi)部加熱至預(yù)定溫度的步驟。其它步驟與上述各步驟相同，從而省略說明。此外，如圖9所示，可以提出這樣的結(jié)構(gòu)作為根據(jù)本發(fā)明的電 子元件安裝裝置1的第四實(shí)施例，即在該結(jié)構(gòu)中設(shè)置有包括溫度調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)32并能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部環(huán)境的溫度的封閉空間31,根據(jù)第二實(shí)施 例的電子元件安裝裝置1布置在封閉空間31中。從而，當(dāng)要將樹脂25填充到空間部分8中時(shí)，可以通過溫度調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)32代替局部平臺(tái)12的加熱器22來加熱安裝基板2。因此， 可以獲得這樣的優(yōu)點(diǎn)，即可以促進(jìn)樹脂的固化，此外，不需要在每 個(gè)填充位置(安裝基板2和電子元件3)進(jìn)行單獨(dú)的加熱控制。因而， 可以使樹脂的填充穩(wěn)定，即使要制造的電子器件9的質(zhì)量穩(wěn)定。在圖IO的流程圖中示出使用根據(jù)第四實(shí)施例的電子元件安裝裝置1執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法的過程。在圖10中， 各個(gè)步驟與上述各步驟相同，從而省略說明。此外，如圖11所示，可以提出這樣的結(jié)構(gòu)作為根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置1的第五實(shí)施例，即在該結(jié)構(gòu)中，根據(jù)第四實(shí)施例的電子元件安裝裝置1的封閉空間31包括用于使內(nèi)部減壓的減壓機(jī) 構(gòu)34。對(duì)于上述結(jié)構(gòu)來說，可以使封閉空間31的內(nèi)部處于減壓狀態(tài)， 此外，可以將樹脂25填充在安裝基板2和電子元件3之間的空間部 分8中。因此，可以防止要填充在空間部分8中的樹脂25內(nèi)包含空 隙，并且可以防止由空隙導(dǎo)致的例如連接部分破損等損傷，從而使電 子器件9的質(zhì)量穩(wěn)定。在圖12的流程圖中示出使用根據(jù)第五實(shí)施例的電子元件安裝裝 置1執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法的過程。在圖12中， 步驟S21是使封閉空間31的內(nèi)部減壓的步驟。其它步驟與上述各步 驟相同，從而省略說明。此外，如圖13所示，可以提出這樣的結(jié)構(gòu)作為根據(jù)本發(fā)明的電 子元件安裝裝置1的第六實(shí)施例，5卩在該結(jié)構(gòu)中，根據(jù)第五實(shí)施例 的電子元件安裝裝置1的封閉空間31包括用于向內(nèi)部供給惰性氣體 的氣體供給機(jī)構(gòu)36?？梢詫⒌?dú)?、氬氣或氖氣用作惰性氣體。對(duì)于上述結(jié)構(gòu)來說，可以在使封閉空間31的內(nèi)部減壓并向其內(nèi)部供給惰性氣體的同時(shí)，將電子元件3壓力結(jié)合到安裝基板2上。因 此，可以防止要進(jìn)行倒裝芯片連接的焊料(例如安裝基板2的焊盤或 電子元件3的焊球)的表面被氧化，并且可以保持該焊料的潤濕性， 從而進(jìn)行可靠的連接。因而，可以使電子器件的質(zhì)量穩(wěn)定。在圖14的流程圖中示出使用根據(jù)第六實(shí)施例的電子元件安裝裝 置l執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的制造電子器件的方法的過程。在圖14中， 步驟S31是將惰性氣體供給到封閉空間31中的步驟。其它步驟與上 述各步驟相同，從而省略說明。盡管以上對(duì)各個(gè)實(shí)例進(jìn)行了說明，然而可以通過采用包括多個(gè) 電子元件安裝裝置1或機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)作為上述各實(shí)例的變型，來提 高每單位時(shí)間的安裝數(shù)目(制造數(shù)目)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電子元件安裝裝置以及制造電子器件 的方法，在將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上的情況下，即使在 該安裝基板上產(chǎn)生翹曲，也可以在使電子元件的安裝面與發(fā)生翹曲的 相應(yīng)安裝基板的安裝面保持幾乎平行的同時(shí)，安裝電子元件并使電子 元件與安裝基板壓力結(jié)合，而無需通過吸附校正安裝基板的翹曲。因 此，可以防止由于解除對(duì)安裝基板的吸附操作時(shí)所產(chǎn)生的翹曲恢復(fù)而 導(dǎo)致倒裝芯片連接部分出現(xiàn)破損和斷裂。此外，通過具有樹脂填充機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，可以在加熱電子元件并 將其壓力結(jié)合到安裝基板上之后，立即通過樹脂填充機(jī)構(gòu)將樹脂填充 到空間部分中，從而取消移動(dòng)和輸送安裝基板的步驟。因此，可以防 止由移動(dòng)和輸送導(dǎo)致的安裝基板的溫度降低和變形、以及電子元件連 接部分的破損和斷裂。另外，在根據(jù)常規(guī)技術(shù)通過加熱整個(gè)安裝基板來進(jìn)行的安裝電 子元件的步驟中，安裝基板具有較高的溫度。因此，在同時(shí)填充底部 填料樹脂的情況下，存在由于該底部填料樹脂的固化而導(dǎo)致填充失效 的問題。另一方面，在本發(fā)明中，不是整體而是局部加熱安裝基板以 將電子元件連接到該安裝基板上。從而，可以同時(shí)進(jìn)行填充底部填料 樹脂的步驟和安裝電子元件的步驟，而不會(huì)產(chǎn)生問題。因而，本發(fā)明可以降低要制造的電子器件的次品率，從而保持 較高的質(zhì)量。雖然上文是以利用倒裝芯片連接的電子器件為例進(jìn)行說明，但 是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思也完全可以應(yīng)用于其它電子器件。
權(quán)利要求
1.一種電子元件安裝裝置，其用于將多個(gè)電子元件依次安裝在安裝基板上，并包括結(jié)合頭，其用于保持所述電子元件并將所述電子元件壓力結(jié)合到所述安裝基板上；局部平臺(tái)，其設(shè)置有支撐面，所述支撐面的面積幾乎等于或稍微大于所述電子元件的安裝面的面積，并且所述局部平臺(tái)通過所述支撐面從所述安裝基板的安裝背面支撐壓力結(jié)合力；長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)，其用于測(cè)量所述結(jié)合頭和所述安裝基板之間的距離，以計(jì)算所述安裝基板上的預(yù)定安裝位置處的假想平面；以及傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述結(jié)合頭和所述局部平臺(tái)傾斜和移動(dòng)，以使所述安裝位置處的所述假想平面的法線與所述壓力結(jié)合力的作用線重合，其中，所述壓力結(jié)合是沿著所述法線進(jìn)行的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件安裝裝置，還包括 設(shè)置在所述結(jié)合頭中的用于加熱所述電子元件的加熱器以及設(shè)置在所述局部平臺(tái)中的用于加熱所述安裝基板的加熱器中至少之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件安裝裝置，還包括 樹脂填充機(jī)構(gòu)，其用于將樹脂填充在所述安裝基板和安裝在所述安裝基板上的所述電子元件之間的空間部分中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件安裝裝置，其中， 所述電子元件安裝裝置布置在能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部環(huán)境的溫度的封閉空間中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子元件安裝裝置，還包括 減壓機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述封閉空間中并用于使所述封閉空間的內(nèi)部減壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子元件安裝裝置，還包括 氣體供給機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述封閉空間中并用于向所述封閉空間內(nèi)部供給惰性氣體。
7. —種制造電子器件的方法，所述方法用于將多個(gè)電子元件依 次安裝在安裝基板上，并包括以下步驟測(cè)量結(jié)合頭和所述安裝基板之間的距離，以計(jì)算所述安裝基板 上的預(yù)定安裝位置處的假想平面，其中所述結(jié)合頭用于保持所述電子 元件并將所述電子元件壓力結(jié)合到所述安裝基板上；使所述結(jié)合頭和局部平臺(tái)傾斜和移動(dòng)，以使所述安裝位置處的 所述假想平面的法線與壓力結(jié)合力的作用線重合，其中所述局部平臺(tái)用于從所述安裝基板的安裝背面支撐所述壓力結(jié)合力；以及沿著所述法線進(jìn)行所述壓力結(jié)合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造電子器件的方法，其中， 進(jìn)行所述壓力結(jié)合的步驟是在如下兩種狀態(tài)中的至少一種狀態(tài)下執(zhí)行的通過所述結(jié)合頭加熱所述電子元件的狀態(tài)、以及通過所述局部平臺(tái)加熱所述安裝基板的狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造電子器件的方法，其中， 在將內(nèi)部環(huán)境調(diào)節(jié)為具有預(yù)定溫度的封閉空間中，在進(jìn)行所述壓力結(jié)合的步驟之后，執(zhí)行將樹脂填充在所述安裝基板和安裝在所述 安裝基板上的所述電子元件之間的空間部分中的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造電子器件的方法，其中， 將所述封閉空間的內(nèi)部設(shè)置為減壓狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子元件安裝裝置及制造電子器件的方法。電子元件安裝裝置包括結(jié)合頭，其用于保持所述電子元件并將所述電子元件壓力結(jié)合到安裝基板上；局部平臺(tái)，其設(shè)置有支撐面，所述支撐面的面積幾乎等于或稍微大于所述電子元件的安裝面的面積，并且所述局部平臺(tái)通過所述支撐面從所述安裝基板的安裝背面支撐壓力結(jié)合力；長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)，其用于測(cè)量所述結(jié)合頭和所述安裝基板之間的距離，從而計(jì)算所述安裝基板上的預(yù)定安裝位置處的假想平面；以及傾斜移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述結(jié)合頭和所述局部平臺(tái)傾斜和移動(dòng)，從而使所述安裝位置處的所述假想平面的法線與所述壓力結(jié)合力的作用線重合，并且所述壓力結(jié)合是沿著所述法線進(jìn)行的。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101335222SQ200810126138
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者倉持俊幸 申請(qǐng)人:新光電氣工業(yè)株式會(huì)社