專利名稱：電子部件的接合方法和電子部件的接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及的是利用振動使電子部件壓接接合在撓性基板上的電子部件接合法和電子部件接合裝置。
現(xiàn)有技術(shù)一向以來，施加振動使電子部件與陶瓷制的基板相互接合的裝置得到了廣泛的運用。這些裝置所使用的振動子通常都是一個。由于陶瓷制基板材質(zhì)堅硬，所以即使受到振動也很難發(fā)生變形。因此，如果陶瓷制基板進(jìn)行物理性固定的話，就不會隨著電子部件的振動而發(fā)生運動。于是，在電子部件和陶瓷制基板之間產(chǎn)生相對運動，從而能夠順利的進(jìn)行摩擦接合。
但是，在只有一個振動子的情況下，由于只有一個振動方向，所以存在有接合部的形狀會在振動方向上形成為長形橢圓狀的缺點。，為了解決這一問題，如特許文件1所示，可以采取使用2個振動子，從而擁有2個振動方向的技術(shù)。
特許文件1所記載的技術(shù)是關(guān)于倒裝接合SAW(Surface Acoustic Wave)器件等的電子部件而采取的接合法及其裝置。它是一邊對形成在陶瓷制基板上的電極和由SAW器件等電子部件形成的金屬突起加熱，一邊使這兩者壓接。目前的技術(shù)的特征是，在構(gòu)成上包含有對陶瓷制基板施加振動的第1振動子和對電子部件施加振動的第2振動子，通過這2個振動子從復(fù)數(shù)個方向?qū)航硬课皇┘右猿暡?，從而使包層部的突起形狀呈近圓形。
另一方面，為了使電子部件更加薄，所以大多采取了薄性外殼的簡易TCP(Tape Carrier Package)。作為TCP的制造方式，有TAB(Tape AutomatedBonding)方式和COF(Chip On Flexible Circuit Board or Chip On Film)方式。這2種方式中，COF方式較多的被運用于實際倒裝中。
但是，因為實際安裝有IC接頭的磁帶是柔軟的，也就是說是可彎曲的，所以無法采用振動壓接方式，即無法采用利用超聲波振動使IC接頭等電子部件進(jìn)行壓接的方式。這是因為撓性基板吸收了超聲波的能量。因此，在TAB方式和COF方式下接合磁帶和電子部件，通常是使用利用了錫焊，金屬制突起和錫制突起的Au-Sn接合，利用作為異向?qū)щ姶艓У腁CF(anisotropicconductive film)的方式，利用作為異向?qū)щ姾齽┑腁CP(anisotropicconductive paste)的方式，NCP(non conductive Paste)等各種黏著方式。特開平11-284028號公報(概略)本發(fā)明所希望解決的問題因為構(gòu)成具有彎曲性的樹脂基板的磁帶材質(zhì)柔軟，所以存在有施加了振動后容易會發(fā)生變形的問題。也就是說，在通過壓接將電子部件固定在撓性樹脂基板上的情況下，撓性樹脂基板與電子部件接觸的部分會隨著電子部件的振動而發(fā)生一定程度的振動。因此，會大幅度的減小電子部件表面和與其壓接的撓性樹脂基板表面之間的相對運動(摩擦)。特別是，在振動頻率赫茲高，且振幅為幾十微米的小幅振動模式下，這種傾向更強(qiáng)。
因此，目前技術(shù)中只使用1個振動子的方法，即使將電子部件與撓性樹脂基板相壓接，由于黏結(jié)強(qiáng)度很小，所以無法予以實際運用。另外，使用2個振動子，使電子部件和撓性樹脂基板雙方發(fā)生振動的方法，與只使用1個振動子的方法相比，壓接強(qiáng)度是提高了，但是由于偏差較大所以也無法予以實際運用。因此，利用振動使電子部件和撓性樹脂基板壓接的接合法至今仍無法予以實際運用。
而且，如上所述的錫焊等現(xiàn)有技術(shù)中的接合法與利用振動進(jìn)行壓接的接合法相比，存在有黏結(jié)強(qiáng)度低和質(zhì)量可信性較差的問題。例如，Au-Sn接合法因為存在有固相擴(kuò)散溫度高，熱應(yīng)力大的問題，所以在能夠?qū)嶋H運用的對像部件上有很大的制約。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為應(yīng)該對如何在通過壓接方式將電子部件固定在撓性樹脂基板的情況下不會產(chǎn)生偏差的方法進(jìn)行研究，并對使用2個振動子情況下的壓著強(qiáng)度的偏差進(jìn)行了持續(xù)的分析，研究。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)壓接強(qiáng)度和2個振動子各自的頻率，各自的振幅之間存在有一定的關(guān)聯(lián)。
然后，就可以明白通過撓性樹脂基板，即使只對電子部件施加以超聲波振動，也能夠獲得所需的黏著強(qiáng)度。因此，這種振動壓接方式的運用范圍得到了擴(kuò)大。但是，不管是使用2個振動子還是使用1個振動子，搭載有撓性樹脂基板的工作平臺表面的粗糙度將會轉(zhuǎn)錄到樹脂基板，從視覺上會覺得樹脂基板被劃傷了。
例如，如

圖13所示，在通過電子部件101側(cè)的振動，使設(shè)置在電子部件101下方的金屬突起部102向電子部件101側(cè)振動并與設(shè)置在撓性樹脂基板103上作為電極的引導(dǎo)部104接合的情況下，基板搭載用工作平臺105的表面粗糙度將會轉(zhuǎn)錄到樹脂基板103上。這種被轉(zhuǎn)錄了的表面粗糙度，如樹脂基板103內(nèi)面的箭頭A和箭頭B所示，在視覺上給人以劃傷的感覺。
本發(fā)明的目的是為解決上述問題點，而提供的能夠通過振動將IC接頭等電子部件與撓性樹脂基板相接合的電子部件接合法和電子部件接合裝置。另外，其他發(fā)明還提供了即使通過振動將IC接頭等電子部件與撓性樹脂基板相接合，也不會劃傷基板的電子部件接合法和電子部件接合裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明的電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序采用作為上述磁頭的振動磁頭，且該振動磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述磁頭的振動頻率超過基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊將上述電子部件與撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。
本發(fā)明能夠通過振動使IC接頭等電子部件與撓性基板黏結(jié)。也就是說，當(dāng)由基板搭載用工作平臺施加給樹脂制撓性基板的振動頻率降低時，該振動也能夠有效的傳遞到撓性基板和電子部件的壓接面。另一方面，因為磁頭的振動是有范圍的，所以即使其頻率再高，也能夠有效的傳遞到撓性基板和電子部件的壓接面。為了將大能量的振動施加到撓性基板和電子部件間的壓接面上，使磁頭側(cè)的振動頻率高于基板搭載用工作平臺側(cè)的振動頻率是十分有效的方法。
另外，壓接工序也可以采取在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭振動振幅的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊使上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合。即使采取這種方式，也能夠通過振動將IC接頭等電子部件壓接在撓性基板上。
在撓性基板是采取COF磁帶的情況下，大多采用聚酰亞胺樹脂和PET樹脂，它們和陶瓷相比，振動衰減更加顯著。進(jìn)而，因為撓性基板容易發(fā)生變形，所以不僅在縱向振動方向上在橫向振動方向上的傳遞效率都很差。像本工序這樣，通過使驅(qū)動振動衰減顯著而且傳遞效率差的撓性基板產(chǎn)生振動的基板搭載用工作平臺的振幅大于磁頭的振幅，能夠?qū)⒕庑粤己玫恼駝邮┘拥綋闲曰搴碗娮硬考g的壓接面上。
為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明的電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序上述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；由搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述磁頭的振動頻率超過基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊將上述電子部件與撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。另外，壓接工序也可以在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭振動振幅的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊使上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合。
本發(fā)明在能夠通過振動將IC接頭等電子部件壓接在撓性基板上的基礎(chǔ)上，因為將基板搭載用工作平臺的表面粗糙度控制在0.01μm到0.5μm之間，所以在確切的保證了接合的同時，不會對撓性基板有所劃傷，或者說即使有劃傷那也是十分細(xì)微的。
另外，本發(fā)明的電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序上述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；由搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；通過上述磁頭和基板搭載用工作平臺中任意一方或者雙方的振動，將上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件由被磁頭支撐固定著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇艽蓬^支撐固定狀態(tài)的工序；上述撓性基板由被基板搭載用工作平臺支撐著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇苤螤顟B(tài)的工序。
該發(fā)明也能夠通過振動將IC接頭等電子部件壓接在撓性基板上。另外，因為基板搭載用工作平臺的表面粗糙度在0.01μm到0.5μm之間，所以在確切的保證了接合的同時，不會對撓性基板有所劃傷，或者說即使有劃傷那也是十分細(xì)微的。
另外，樹脂材料如同防止振動用材料一樣，材料越厚，振動越難以傳遞，所以降低樹脂制撓性基板的厚度，能夠在一定程度上使振動得到良好的傳遞。因此，樹脂制撓性基板的厚度控制在10～200μm之間。如果采取這種組成的話，因為振動能夠十分有效的傳遞到樹脂制撓性基板和電子部件間的壓接面上，所以能夠提高壓接強(qiáng)度。而且，將壓住撓性基板的基板壓板的四角形開口內(nèi)邊和與其接合的電子部件之間的距離控制在0.5到5mm范圍內(nèi)的話，因為振動能夠十分有效的傳遞到樹脂制撓性基板和電子部件間的壓接面上，所以能夠提高壓接強(qiáng)度。
進(jìn)而，使用COF磁帶或者TAB磁帶作為撓性基板。通過采取這種組成，能夠在不劃傷磁帶的情況下制造TCP。
另外，將撓性基板的厚度控制在10～50μm的范圍內(nèi)。這樣的話，僅僅依靠向電子部件側(cè)的振動就能夠壓接電子部件和撓性基板，同時還能夠防止由于振動而帶來的不良影響(例如基板開裂等)。
另外，至少對電子部件和撓性基板中的任意一方進(jìn)行加熱。通過這種組成，能夠大大加強(qiáng)電子部件和撓性基板間的壓接強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明的電子部件接合裝置其具有支撐固定電子部件的磁頭、和搭載有基板的基板搭載用工作平臺，而且，是通過向上述磁頭和基板搭載用工作平臺施加振動來將上述電子部件壓接接合在基板上的；其中，上述基板能夠采用厚度為10～200μm的COF磁帶或者TAB磁帶。另外，既能夠在上述磁頭的振動頻率大于基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，兩者能夠振動；也能夠在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭的振動振幅的狀態(tài)下，兩者能夠振動。
這些裝置能夠通過振動將IC接頭等電子部件壓接在厚度極薄的撓性基板上。
而且，所說的磁頭和基板搭載用工作平臺，在水平方向上能夠相互呈90度角進(jìn)行往復(fù)振動。因為磁頭和基板搭載用工作平臺能夠相互呈90度方向的進(jìn)行往返振動，所以在結(jié)構(gòu)上能夠提高接合強(qiáng)度。另外，因為這兩者是由各自的振動子來驅(qū)使振動的，所以能容易的進(jìn)行振動控制。
另外，本發(fā)明的電子部件接合裝置其具有支撐固定電子部件的磁頭、和搭載有基板的基板搭載用工作平臺，而且，是通過向上述磁頭和基板搭載用工作平臺中的任意一方或雙方施加振動來將上述電子部件壓接接合在基板上的；其中，上述基板采用磁帶狀的撓性基板，上述基板搭載用工作平臺中，搭載有上述基板的搭載面的表面粗糙度為0.01～0.5μm。
因為本發(fā)明的基板搭載用工作平臺的表面粗糙度在0.01μm到0.5μm之間，所以在確切的保證了接合的同時，不會對撓性基板有所劃傷，或者說即使有劃傷那也是十分細(xì)微的。另外，通過這種組成，能夠解決新近發(fā)現(xiàn)的撓性基板劃傷問題，能夠提供外觀漂亮而且可信賴性高的帶有電子部件的撓性基板。
另外，撓性基板采用厚度為10～200μm的COF磁帶或者TAB磁帶，其表面粗糙度為0.05～0.2μm。采用這種組成的話，在能夠得到高信賴性的TCP的同時，不會劃傷磁帶表面或者即使有所劃傷也是十分細(xì)微。
另外，其還設(shè)有使所說的磁頭振動的磁頭用振動子、和使所說的基板搭載用工作平臺振動的基板用振動子，使所說的磁頭和基板搭載用工作平臺在水平方向內(nèi)、相互保持90度的方向上進(jìn)行往復(fù)振動，同時，根據(jù)所說的磁頭和基板搭載用工作平臺各自的振動頻率或者各自的振動這兩者中的至少一方或者雙方而進(jìn)行不同的振動。這種構(gòu)成因為磁頭和基板搭載用工作平臺是相互保持90度的進(jìn)行往返振動，所以提高了接合強(qiáng)度。另外，因為這兩者是通過各自的振動子來進(jìn)行振動的，所以在振動的控制上也變得簡單。進(jìn)而，因為在構(gòu)成上是通過2種振動子來使振動頻率或者振幅中的至少一方在有所不同的情況下來進(jìn)行振動，所以提升接合強(qiáng)度也變得容易。
進(jìn)而，所說的磁頭能夠振動，并且在固定基板搭載用工作平臺的狀態(tài)下，通過超聲波振動使支持固定于磁頭上的電子部件，在水平方向上進(jìn)行0.2～3.6μm的往復(fù)振動，從而將所說的電子部件壓接接合在撓性基板上。這種構(gòu)成與現(xiàn)在一般采用的構(gòu)成相比，僅僅是使電子部件側(cè)振動，從而達(dá)到了提高裝置的質(zhì)量穩(wěn)定性和降低成本的目的。另外，因為振動量在0.2到3.6μm的范圍內(nèi)，所以即使基板是薄的磁帶也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的接合。
本發(fā)明的實施形態(tài)以下，參照附圖對本發(fā)明的電子部件接合法和電子部件接合裝置的實施形態(tài)進(jìn)行說明。首先，參照圖1至圖9對本發(fā)明的實施形態(tài)1進(jìn)行說明。
該電子部件接合裝置是利用超聲波等的振動來進(jìn)行電子部件的接合的。利用超聲波進(jìn)行接合的超聲波接合法是將所要接合的電子部件緊貼安放在基板側(cè)，一邊加壓，一邊發(fā)出超聲波進(jìn)行接合。由此，在本說明書中將利用超聲波等的振動進(jìn)行的接合稱為壓接接合。
壓接接合時，在其振動的初期階段，清除接合界面上的氧化膜和污垢，同時，在接觸部分產(chǎn)生摩擦熱，當(dāng)達(dá)到了所規(guī)定的接合時間或者能量后，則完成了接合。如果界面干凈的話則能夠得到強(qiáng)力的接合效果。另外，當(dāng)結(jié)晶顆粒之間的距離接近原子間距的話，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的引力，完成固相擴(kuò)散接合。
圖1所示的是本發(fā)明實施形態(tài)1的電子部件接合裝置(以下，簡稱為接合裝置)的主要構(gòu)成部分。接合裝置1設(shè)有電子部件用振動磁頭2(ブランソン公司制造)和基板載置側(cè)部件3。
振動磁頭2設(shè)有振動珩磨頭2a、振動磁頭壓接部2b、和振動磁頭用振動子2c?；遢d置側(cè)部件3設(shè)有基板用振動子3a、隔熱層4、基板加熱部5、搭載基板用工作平臺6、加熱器7、溫度傳感器8、真空吸附孔9和真空管10。
在振動磁頭2和安置基板部件3之間，配置有在從圖1的左側(cè)起至右側(cè)間斷行進(jìn)狀態(tài)下的撓性樹脂基板的COF磁帶11。在此COF磁帶11上安裝有電子部件IC接頭12。在搭載基板用工作平臺6上設(shè)置基板壓板13。
接合裝置1的結(jié)構(gòu)是通過設(shè)置在上側(cè)的振動磁頭2和設(shè)置在下側(cè)的基板載置側(cè)部件3，使IC接頭12對COF磁帶11進(jìn)行壓接接合而成。
如圖1所示，在振動珩磨頭2a頂端部的底面上，設(shè)置有振動磁頭壓接部2b；在振動珩磨頭2a的后端部，設(shè)置有由壓電器件組成的振動磁頭用振動子2c。振動磁頭壓接部2b是由超硬材料構(gòu)成，但并不限于此，也適宜在振動磁頭壓接部2b的表面覆以氮化鈦和炭化鈦等。如果進(jìn)行了這樣的表面處理后，不管母材是什么材料，都能夠顯著的提升其耐久性。
振動磁頭用振動子2c的振動在振動珩磨頭2a中傳遞，并在振動磁頭壓接部2b處收斂。為了使振動磁頭壓接部2b在垂直方向的振動為0，振動珩磨頭2a的安裝相對于水平面則保持一定角度，由此，振動磁頭壓接部2b只能在平行于撓性基板的COF磁帶11平面的水平方向上進(jìn)行振動，其振動頻率為10～60KHz。為了IC接頭12的吸附、位置校對、后文所述的從相機(jī)17起的退避、以及從COF磁帶起的退避，設(shè)有能夠使振動磁頭2上下左右移動的驅(qū)動裝置(圖中省略顯示)。
振動珩磨頭壓接部2b上設(shè)置有直徑為0.8mm的吸附孔，用于真空吸附IC接頭12，使其固定在振動磁頭2上(圖示省略)。設(shè)置在振動磁頭2上的吸附孔具有與設(shè)置在基板搭載用工作平臺6上的真空吸附孔9相同的結(jié)構(gòu)。而且，也可以在振動珩磨頭2a上嵌入加熱IC接頭12用的加熱器。此時，可以采用與基板加熱部5相同的結(jié)構(gòu)。
作為基板用振動磁頭的基板載置側(cè)部件3除了具有將由基板用振動子3a激振而產(chǎn)生的振動施加給COF磁帶11的功能外，還具備有吸、固定COF磁帶11的功能、和加熱COF磁帶11的功能。
基板用振動子3a使用了能夠根據(jù)外界所給予的磁場進(jìn)行伸縮的超磁應(yīng)變器件，其振動頻率為10～30KHz。超磁應(yīng)變器件的抗熱性能很差，因此，在基板振動用振動子3a和基板加熱部5之間設(shè)置隔熱層4，用來防止因基板加熱部5產(chǎn)生的熱量而使基板用振動子3a過熱。而且，超磁應(yīng)變器件與壓電器件一樣，能夠產(chǎn)生高頻振動，但與壓電器件相比在低頻區(qū)域能發(fā)其揮優(yōu)良特性。在電子部件的接合技術(shù)領(lǐng)域中，既可以使用壓電器件來代替超磁應(yīng)變器件，也能夠使用超磁應(yīng)變器件來代替壓電器件。
隔熱層4主要是由多孔陶瓷構(gòu)成，多孔陶瓷與其他材料相比，在耐高溫性、振動的衰減性、較高的強(qiáng)度等綜合性能方面是十分優(yōu)秀的。
基板加熱部5設(shè)置在隔熱層4和搭載基板用工作平臺6之間，而且，基板加熱部5上設(shè)置有加熱器7、溫度傳感器8、和與產(chǎn)生真空的真空源相連的真空管10。在設(shè)計上，由基板加熱部5產(chǎn)生的熱量很難傳遞到基板搭載用工作平臺6之外的地方。其中，加熱器7是封裝加熱器，溫度傳感器8是熱(溫差)電偶。
基板搭載用工作平臺6除了具有搭載和支撐(吸附、固定)樹脂制撓性基板的COF磁帶11的功能外，還擔(dān)負(fù)著承受壓接時的振動磁頭2的重量的功能、和由COF磁帶11向加熱器7傳遞熱量的功能。在基板搭載用工作平臺6上，還設(shè)有用于搭載COF磁帶11的搭載面6a、和設(shè)于COF磁帶11行進(jìn)方向的兩端的臺部6b。該臺部6b上設(shè)有4個螺釘接合孔6c、1個小徑孔6d和1個長孔6e。
真空吸附孔9如圖1和圖2所示，具有5根在垂直方向上延伸的垂直部9a、包圍IC接頭12的2個大小不同的“口”字形槽部9b、9c、和在底側(cè)與5根垂直部9a相連的橢圓狀凹部9d。而且，4根垂直部9a的頂端部分別2根一組地設(shè)置在槽部9b、9c上，只有中央的垂直部9a是設(shè)置在搭載面6a上。
在圖1中，基板搭載用工作平臺6的上下高度為12mm，槽部9b、9c的深度為0.5mm，凹部9d的深度為1mm。因此，垂直部9a的長度為10.5mm。包圍著“口”字形槽部9b的搭載面6a的表面粗糙度、由“口”字形槽部9b和9c包圍著的那部分搭載面6a的表面粗糙度、和由小“口”字形槽部9c包圍著的部分的表面粗糙度，都是相同的，設(shè)定為R MAX0.05～0.2μm。
而且，如后文所述，該數(shù)值也可以設(shè)定在0.01～0.5μm的范圍內(nèi)。另外，這種鏡面加工至少應(yīng)對由小“口”字形槽部9c包圍的部分，也就是說，可以僅在搭載有IC接點12的IC搭載面上。在該實施形態(tài)中，對COF磁帶11所接觸的所有搭載面6a實施上述R MAX0.05～0.2μm的鏡面加工。另外，因為現(xiàn)有的裝置是不進(jìn)行該加工的，所以搭載面6a的表面粗糙度是在數(shù)μm以上。以下，僅僅就搭載面6a表面粗糙度不同的現(xiàn)有裝置的評價數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼f明。
基板載置側(cè)部件3在將COF磁帶11送向圖1所示的A箭頭方向時，能夠在垂直方向上移動，以使基板搭載用工作平臺6和COF磁帶11不會發(fā)生接觸。
如圖3所示，在基板壓板13的中央部設(shè)置四角形的開口14，并在其行進(jìn)方向的前后設(shè)有切槽15。該開口14能夠放入振動磁頭2頂端部底面和振動磁頭壓接部2b，另外為了防止與振動磁頭2發(fā)生接觸，在開口14的外周進(jìn)行了大角度的倒角，也就是說形成有越到外側(cè)越厚的斜面13a。
另外，基板壓板13能夠在垂直方向上移動，其目的是使其在輸送COF磁帶11時，不會與在COF磁帶11上形成的電連接接線柱16(圖3、圖4中虛線表示的部分)和所接合的IC接點12發(fā)生接觸而產(chǎn)生損傷。該電連接接線柱16相當(dāng)于圖13所示的現(xiàn)有技術(shù)的引導(dǎo)部104。進(jìn)而，當(dāng)由基板壓板13押壓固定COF磁帶11時，形成在COF磁帶11上的各個電連接接線柱16和與COF磁帶11壓接接合的各個IC接點12，通過開口14和切槽15而退避開，故不會與基板壓板13發(fā)生接觸。
通過真空吸附孔9的真空吸附和基板壓板13的押壓，使COF磁帶11支撐并與固定在基板搭載用工作平臺6上。另一方面，COF磁帶11的壓接面(圖1中為上面)離開基板搭載用工作平臺6的距離為COF磁帶11的厚度。因為COF磁帶11具有撓性，所以即使由基板壓板13固定該COF磁帶11，與硬陶瓷制的基板不同，也無法使COF磁帶11的壓接面不動而達(dá)到完全固定。也就是說，因為在COF磁帶11的上下面之間存在有柔軟的樹脂部件，所以即使牢固地固定COF磁帶11的四周，COF磁帶11的開口14的上下面承受了振動的話，會在水平方向上發(fā)生伸縮。
進(jìn)而，COF磁帶11的壓接面的固定程度，除了上述磁帶的厚度外，還與形成基板壓板13上的開口14的內(nèi)側(cè)端面與IC接點12間的距離大小有關(guān)。真空吸附孔9的功能主要是為了提高固定COF磁帶11的固定強(qiáng)度，COF磁帶11既可以通過真空吸附孔9吸附固定，也可以通過基板壓板13的押壓進(jìn)行牢固的固定。
在圖1和圖3中，為了看圖的方便，將基板壓板13和IC接點12間的距離予以了放大，但是在不與振動磁頭2發(fā)生接觸的范圍內(nèi)，該距離以盡可能小為佳。在本實施形態(tài)中，從區(qū)分開口14的端面到位于開口14內(nèi)的IC接點12為止的最小距離是1.5mm，該最小距離宜為0.5mm～5mm，最好是0.8mm～2mm。當(dāng)該數(shù)值超過0.5mm的話，能夠不斷減小振動磁頭2和基板壓板13間的接觸幾率，當(dāng)該數(shù)值在5mm以下時，能夠在相當(dāng)程度上抑制設(shè)置在開口14的COF磁帶11的移動。
另外，振動磁頭壓接部2b的振動方向和基板搭載用工作平臺6的振動方向，均在水平方向，并且相互垂直相交。這樣的垂直相交可以使2個振動不會消除振幅。進(jìn)而，通過使雙方振動頻率不同，2個振動的合成矢量并不是僅僅為一定的方向，而是無規(guī)則的任意方向。
在COF磁帶11上設(shè)置IC接點12，使基板搭載用工作平臺6和振動磁頭用振動子2c的相互垂直相交、并且在水平方向上的振動情況如下所示。
當(dāng)設(shè)定振動磁頭用振動子2c的振動頻率在40KHz以上時，振動珩磨頭2a的振幅為約3μm(微米)，IC接點12的振幅為1.8μm，IC接點12的振幅衰減至振動珩磨頭2a的60％左右。當(dāng)設(shè)定振動磁頭用振動子2c的振動頻率在60KHz以上時，振動珩磨頭2a的振幅為約1μm(微米)，IC接點12的振幅0.2μm，IC接點12的振幅衰減至振動珩磨頭2a的20％左右。
如上所述，因為振動頻率越高，振動能量越大，但傳遞中損失也越大，所以要考慮振動的衰減再決定振動頻率。而且，作為電子部件的IC接點12的往返振動(振幅)的大小在0.2～3.6μm之間的話，就能夠提高接合強(qiáng)度并防止劃傷。
圖3所示的是COF磁帶11和基板壓板13關(guān)系的平面圖。在COF磁帶11的兩端連續(xù)形成有間隔緊湊的作為接合孔輸送用的穿孔11a，在中央部形成有配線(圖中省略)和電連接接線柱16。COF磁帶11被送向圖3中箭頭A方向。在行進(jìn)方向前方的切槽15是用來防止設(shè)在COF磁帶11上的電連接接線柱16與基板壓板13發(fā)生接觸用的退讓部，在行進(jìn)方向后側(cè)的切槽15是用來防止電連接接線柱16或被壓接接合的IC接點12與基板壓板13發(fā)生接觸的退讓部。
因為COF磁帶11具有撓性，所以為了使基板壓板13能夠穩(wěn)定押壓，不僅僅限于IC接點12的周圍，而是大范圍地壓住COF磁帶11，故在設(shè)置基板壓板13形狀時，使其寬度W應(yīng)為IC接點12的搭載間隔(IC接點12相互間的距離)的2～7倍。
圖4是在振動磁頭壓接部2b被吸附后，用相機(jī)17對移動至規(guī)定位置(第1規(guī)定位置)的IC接點12和被送至規(guī)定位置(第2規(guī)定位置)的COF磁帶11的電連接接線柱16進(jìn)行拍攝，并進(jìn)行位置校對工序的說明圖。在圖4中，將IC接點12吸附到設(shè)置在振動珩磨頭2a頂端部的底部上的振動磁頭壓接部2b。而且，圖4中省略了基板壓板13和基板載置側(cè)部件3。
在相機(jī)17的位于開口部14周邊部分設(shè)置有照明環(huán)29(參照圖9，在圖4中省略)，相機(jī)17在接受到照明環(huán)29的光線后對IC接點12進(jìn)行拍攝。另外，使用照明環(huán)29時也能進(jìn)行閃光燈拍攝。同樣，使用相機(jī)17對設(shè)置在COF磁帶11上的未接合的電連接接線柱16進(jìn)行拍攝。而且，在圖4的COF磁帶11上，顯示有未接合的電連接接線柱16(圖4中就未接合部分在高度方向上予以放大)和被壓接了的IC接點12，進(jìn)而在圖4中以箭頭A表示COF磁帶11的輸送方向。
圖5是說明相機(jī)17內(nèi)結(jié)構(gòu)的透視圖，(a)是平面圖，(b)是左視圖，(c)是主視圖。相機(jī)17由能夠拍攝上下側(cè)被拍攝體的2個部件組成。相機(jī)17由光學(xué)系統(tǒng)18和拍攝部19組成。
光學(xué)系統(tǒng)18分為2個系統(tǒng)，其中的1個從下側(cè)相機(jī)開口20a讀取COF磁帶11上電連接接線柱16的圖像的，通過棱鏡21使其由垂直方向向水平方向轉(zhuǎn)90度，然后通過反光鏡22a使其再在水平方向內(nèi)轉(zhuǎn)90度輸入CCD(ChargeCoupled Device)23上。通過相機(jī)開口20a、棱鏡21、反光鏡22a和CCD23組成一側(cè)的相機(jī)部件。在拍攝部19將輸入至CCD23的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將此信號輸送至圖像處理裝置32(參照圖9)。在圖5中，實線箭頭表示了該系統(tǒng)光的行進(jìn)方向。
光學(xué)系統(tǒng)18的另一個從上側(cè)相機(jī)開口20b讀取吸附在振動磁頭壓接部2b的IC接點12的圖像，通過棱鏡21使其由垂直方向往水平方向轉(zhuǎn)90度，再通過反光鏡22b使其轉(zhuǎn)90度輸入至CCD24(Charge Coupled Device)中。通過相機(jī)開口20b、棱鏡21、反光鏡22b和CCD24組成另一側(cè)的相機(jī)部件。在拍攝部19將輸入到CCD24的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將此信號輸送到圖像處理裝置32。在圖5中，虛線箭頭表示了該系統(tǒng)的光行進(jìn)方向。
圖5(b)、(c)顯示了下側(cè)和上側(cè)的相機(jī)開口20a、20b和棱鏡21。如圖所示，本實施形態(tài)分別由相機(jī)開口20a、20b讀取上下側(cè)的被拍攝體圖像，通過設(shè)置在同一平面上的2個光學(xué)系統(tǒng)18的各個系統(tǒng)傳送圖像，通過CCD23、24將該圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。
在對由振動磁頭2支撐著的IC接點12和COF磁帶11進(jìn)行對位，且在相機(jī)17退避后，為了將IC接點12壓接在COF磁帶11上，下降振動磁頭12。
通常在對COF磁帶11進(jìn)行對位后，在垂直方向下降振動磁頭2，對位精度就會下降。為了防止對位精度的下降，縮短振動磁頭2的移動距離是十分有效的方法。因此，本實施形態(tài)是減小相機(jī)開口20a、20b附近的厚度(垂直方向上的寬度)。為了減小相機(jī)開口20a、20b附近部位相機(jī)17的厚度，推薦有以下方法，如本實施形態(tài)所示可以在同一平面內(nèi)設(shè)置分有2個系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)18，區(qū)分光學(xué)系統(tǒng)18和拍攝部19，使光學(xué)系統(tǒng)18的厚度薄于拍攝部19。
而且，為了對COF磁帶11的位置進(jìn)行校對，使用了設(shè)于COF磁帶11上的位置標(biāo)識(校對標(biāo)識)的方法。由振動磁頭2支撐的IC接點12的對位，使用了在IC接點12上繪制的回路配線晶格。當(dāng)用電路板代替IC接點12對COF磁帶11進(jìn)行壓接時，使用設(shè)于電路板上的位置標(biāo)識。位置標(biāo)識的形狀是直徑為0.2mm的○標(biāo)志，另外，也可以采用其他形狀，如四角形，×印等，其尺寸適宜為0.1～5mm圖6是關(guān)于電子部件(此處指IC接點12)和樹脂制撓性基板(此處指COF磁帶11)上的電連接接線柱16的對位(位置校對)流程圖。而且，以下運轉(zhuǎn)的控制是在接合裝置1的裝置控制器30(參照圖9)上進(jìn)行的。
首先，由振動磁頭2支撐IC接點12的工序開始。也就是說，移動振動磁頭2至放有IC接點12的槽(圖中未顯示)，通過將IC接點12吸附固定在振動磁頭壓接部2b上來支撐振動磁頭2(步驟S1)。而且，在通過磁帶進(jìn)行內(nèi)襯，并且根據(jù)時間點對墊片基板進(jìn)行切割的情況下，內(nèi)襯磁帶是可以代替槽的。
接著，進(jìn)入將IC接點12移動至第一規(guī)定位置的工序。也就是說，為了將IC接點12移動至與COF磁帶11進(jìn)行壓接的位置(第一規(guī)定位置)，將通過吸附固定IC接點12來支撐的振動磁頭2移動至第一規(guī)定位置(步驟S2)。
接著，進(jìn)入將COF磁帶11移動至第二規(guī)定位置的工序。也就是說，通過裝置控制器30，在離開基板搭載用工作平臺6和基板壓板13的自由狀態(tài)下，將COF磁帶11移動至其電連接接線柱16與IC接點12發(fā)生壓接的位置(第2規(guī)定位置)(步驟S3)。
接著，進(jìn)入將COF磁帶11支持固定在基板搭載用工作平臺6上的工序。也就是說，通過上升基板載置側(cè)部件3，上升基板搭載用工作平臺6，使基板搭載用工作平臺6通過由真空吸附孔9產(chǎn)生的吸附力吸附COF磁帶11，來支持固定COF磁帶11(步驟S4)。在此基礎(chǔ)上，下降基板壓板13，在基板搭載用工作平臺6和基板壓板13之間固定COF磁帶11(步驟S5)。由此，基板搭載用工作平臺6能夠牢固的支撐COF磁帶11。
接著，進(jìn)入對IC接點12和COF磁帶11進(jìn)行對位的工序。首先，移動相機(jī)17至能夠拍攝到位置標(biāo)識的位置(步驟S6)。而且，相機(jī)17同時對COF磁帶11的位置標(biāo)識和IC接點12的回路配線晶格或者位置標(biāo)識進(jìn)行拍攝，并將所拍攝的圖像數(shù)據(jù)讀入相機(jī)17內(nèi)(步驟S7)。
接著，圖像處理裝置32(參照圖9)計算COF磁帶11的位置標(biāo)識坐標(biāo)、和IC接點12的回路配線晶格的規(guī)定位置或者位置標(biāo)識的坐標(biāo)(步驟S8)。當(dāng)與COF磁帶11的位置標(biāo)識或者IC接點12的位置標(biāo)識(或者回路配線晶格的固定位置)相關(guān)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)誤差超過規(guī)定范圍的情況下(在步驟S9中是YES)，裝置控制器30(參照圖9)判斷其位置是否偏移，移動驅(qū)動振動磁頭2，進(jìn)行與IC接點12的對位(步驟S10)。當(dāng)所拍攝的位置標(biāo)識的坐標(biāo)誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)時(在步驟S9中為NO)，裝置控制器30判斷位置是否偏移，不再進(jìn)行振動磁頭2的移動，進(jìn)入到下一工序。
在本實施形態(tài)中，因為不必透過磁帶和透明基板就能夠直接讀取COF磁帶11上的位置標(biāo)識，所以不會由于使用透明基板時產(chǎn)生的光線歪曲而引起的位置讀取精度的降低，能夠提高標(biāo)識位置的檢出精度。
另外，2個部件的對位精度是分別在不同時刻測定2個部件的坐標(biāo)，必須分別算出各個坐標(biāo)，累計計算由原點起的各個坐標(biāo)的誤差。另一方面，如上所述在同一部材、同一時刻測定2個部件的位置時，只要能夠把握到2個測定位置的相互關(guān)系的話，就能夠?qū)?個部件進(jìn)行對位。因此，不必考慮2個部件由原點起的坐標(biāo)中各個誤差。換而言之，即使移動相機(jī)17，也能夠高精度地讀取2個部件的對位數(shù)據(jù)。像這樣通過同一部材的光學(xué)系統(tǒng)18進(jìn)行的同時拍攝，對于作為不進(jìn)行殘留振動檢出的位置控制方法的開放式控制而言是十分有效的方法。以下，就該點進(jìn)行說明。
在每次對位后，相機(jī)17移動到位置標(biāo)識和回路配線晶格的規(guī)定位置處(以下，稱為位置標(biāo)識)并進(jìn)行拍攝，當(dāng)IC接點12與COF磁帶11壓接接合時，相機(jī)17從拍攝位置起后退。因為相機(jī)17難于在短時間內(nèi)完全停止下來，所以會產(chǎn)生殘留振動。
當(dāng)殘留振動達(dá)到一定程度時，在不同時刻拍攝IC接點12上的位置標(biāo)識和COF磁帶11上的位置標(biāo)識的話，測定并計算所得的位置標(biāo)識坐標(biāo)包含有殘留振動的影響。但是，如果將COF磁帶11的位置標(biāo)識作為IC接點12對位的基準(zhǔn)，并進(jìn)行同時拍攝的話，就不會產(chǎn)生上述問題。也就是說，使用同一相機(jī)17同時對IC接點12的位置標(biāo)識和COF磁帶11上的位置標(biāo)識進(jìn)行拍攝的話，相機(jī)17的殘留振動將不會成為問題。
像這樣，采用本實施形態(tài)的對位方法的話，能夠顯著的提高2個部件的對位精度。另外，在上述步驟S7中，通過拍攝上下2個被拍攝對象，同時讀取其圖像，能夠省略為讀取數(shù)據(jù)而不得不等待殘留振動降低所花費的時間，加快節(jié)奏。
圖7是關(guān)于利用超聲波振動來將IC接點12的沖擊電極(相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬突起102)接合到COF磁帶11上的電連接接線柱16上的方法的流程圖。
進(jìn)行對位的步驟SA基本與上述關(guān)于IC接點12和COF磁帶11的對位步驟S1到S10相同。而且，此時步驟S7的同時拍攝并不是必要條件。這既是因為IC接點12和COF磁帶11的對位已經(jīng)結(jié)束，也是因為在步驟SA中只不過是僅僅進(jìn)行了細(xì)微的修正。
以下，參照圖7就對位后的工序進(jìn)行說明。
首先，裝置控制器30使對位用的相機(jī)17后退(步驟S11)。而且，至少在下一步驟S12進(jìn)行之前，使振動珩磨頭2a的溫度為300℃，基板加熱部5的溫度為200℃。該加熱可以不在振動磁頭2側(cè)進(jìn)行，僅在基板加熱部5進(jìn)行。
接著，進(jìn)入裝置控制器30通過下降振動磁頭2，使IC接點12接近COF磁帶11的工序(步驟S12)。
接著的工序是，裝置控制器30在振動磁頭用振動子2c的振動頻率大于基板用振動子3a的振動頻率的條件下，激振振動磁頭用振動子2c和基板用振動子3a，使IC接點12和COF磁帶11進(jìn)行壓接接合。
更具體地說，在振動磁頭用振動子2c的振動頻率為40KHz，基板振動用振動子3a的振動頻率為18KHz的條件下，使振動磁頭用振動子2c和基板用振動子3a在水平方向的垂直相交的方向上振動(步驟S13)。此時，振動磁頭壓接部2b的振幅為8μm，基板搭載用工作平臺的振幅為14μm。
從兩者接近的位置起，進(jìn)一步下降振動磁頭2，使IC接點12押壓在COF磁帶11的電連接接線柱16上以0.5秒(步驟S14)。而且，在此實施形態(tài)下，IC接點12的尺寸為縱橫2×10mm，厚0.04mm，接線柱(突起)數(shù)量是40個。壓接載荷為約100克/突起，整體為40N(牛頓)。另外，搭載面6a的鏡面加工如上所述，其表面的凹凸程度控制在R Max為0.05～2.0μm的范圍內(nèi)。
接著，實施裝置控制器30使IC接點12從振動磁頭2離開的工序。具體地說，裝置控制器30斷開吸附著IC接點12的真空狀態(tài)，使振動磁頭壓接部2b離開IC接點12(步驟S15)。
接著是，裝置控制器30使固定在基板搭載用工作平臺6上的COF磁帶11離開基板搭載用工作平臺6的工序。具體地說，裝置控制器30斷開吸附著COF磁帶11的真空，上升基板壓板13，使COF磁帶11處于自由狀態(tài)(步驟S16)。在此基礎(chǔ)上，通過裝置控制器30，將振動磁頭2移動至挑選下一個IC接點12的位置。
接著，通過裝置控制器30的控制，下降基板搭載用工作平臺6(步驟S17)。然后，COF磁帶11前進(jìn)1個間距，進(jìn)入到下一步的接合操作(步驟S18)。
在該實施形態(tài)下，振動磁頭用振動子2c的振動頻率是大于基板用振動子3a的振動頻率。另外，振動的振幅是與振動頻率相反，通過基板用振動子3a使基板搭載用工作平臺6產(chǎn)生振動的振幅，是大于通過振動磁頭用振動子2c使振動磁頭壓接部2b產(chǎn)生振動的振幅的。通過使上下側(cè)的振動頻率不同，可以進(jìn)行無規(guī)則的滑合，得到良好的壓接強(qiáng)度。
如果振動磁頭用振動子2c的振動頻率低于基板用振動子3a的振動頻率的話，能量效率則會低下，同時，也很難得到良好的壓接強(qiáng)度。這是因為給予COF磁帶11的振動頻率越高，傳遞到COF磁帶11壓接面的基板用振動子3a所產(chǎn)生的能量衰減就越大。另一方面，因為IC接點12的能量衰減很小，所以將振動頻率提高到一定的程度，加大能量是有效的方法。由此得出，振動磁頭用振動子2c的振動頻率可以是基板用振動子3a振動頻率的1.2～4倍，若是1.5～2.5倍的話則更佳。但是，即使振動磁頭用振動子2c的振動頻率低于基板用振動子3a的振動頻率，與兩者振動頻率相同的情況相比，壓接強(qiáng)度也較好。
在本發(fā)明中，在振動磁頭用振動子2c的振幅為2～12μm，基板用振動子的振幅為3～20μm的條件下進(jìn)行了試驗。結(jié)果是，為了使振動磁頭用振動子2c的振幅大于基板用振動子3a的振幅，必須降低振動磁頭用振動子2c的振動頻率，于是在能量效率惡化的同時，也難于得到良好的壓接強(qiáng)度。故振動磁頭用振動子2c的振幅是基板用振動子3a的1/4～1/1.2倍為佳，1/2.5～1/1.5倍則更佳。
當(dāng)振動磁頭用振動子2c的振動頻率，即振動珩磨頭2a的振動頻率為40KHz時，振動珩磨頭2a的振幅約為3μm，押壓在COF磁帶11上的IC接點12的振幅衰減至振動珩磨頭2a的60~70％，約為1.8～2μm。另一方面，當(dāng)振動珩磨頭2a的振動頻率為60KHz時，振動珩磨頭2a的振幅約為1μm，押壓在COF磁帶11的IC接點12的振幅衰減至振動珩磨頭2a的20％，約0.2μm。由此，振動磁頭用振動子2c的振動頻率，即振動珩磨頭2a的振動頻率約為40KHz時，與振動珩磨頭2a的振動頻率約為60KHz時相比，振動珩磨頭2a的振幅增大了，而且傳遞到IC接點12的振動的衰減是較小，給予到IC接點12接合部的能量損失也小。
就各振動子2c、3a開始激振和IC接點12押壓在COF磁帶11的時間點而一言，各振動子2c、3a的時間點可以比IC接點12的押壓時間點早。最完美的是使各振動子2a、3c開始振動與IC接點12的壓接同時進(jìn)行。
圖8所示的是COF磁帶11的厚度和實用性之間的關(guān)系。
所使用的COF磁帶11是厚度為5～300μm的樹脂制聚酰亞胺樹脂。壓接強(qiáng)度大于實際運用要求時以○標(biāo)示，低于實際運用要求時以×標(biāo)示，在這兩者之間時以△標(biāo)示。同樣，磁帶的強(qiáng)度(＝基板強(qiáng)度)大于實際運用要求時以○標(biāo)示，低于實際運用要求時以×標(biāo)示，在這兩者之間時以△標(biāo)示。另外，當(dāng)基板搭載用工作平臺6的搭載面6a的表面粗糙度未被轉(zhuǎn)錄到COF磁帶11內(nèi)面的情況下以○標(biāo)示，雖然被轉(zhuǎn)錄但是可以確認(rèn)傷痕十分細(xì)微的以△標(biāo)示，被轉(zhuǎn)錄且傷痕醒目的話以×標(biāo)示。
從圖8中判斷所得，COF磁帶11厚度以是10～200μm為佳，如果考慮到作業(yè)性能等方面，COF磁帶11厚度為20～70μm則更佳。而且，即使現(xiàn)有技術(shù)下的搭載面6a的表面粗糙度是數(shù)μm以上的裝置，壓接強(qiáng)度和基板強(qiáng)度的評價數(shù)據(jù)也與圖8所示的相同。而且，雖然最初裝置(搭載面6a粗糙度在數(shù)μm以上的裝置)沒有對基板的傷痕是否被轉(zhuǎn)錄進(jìn)行評價，但是從之后的其他的評價數(shù)據(jù)中，可以推測出基板的傷痕已被轉(zhuǎn)錄到圖8所示各個厚度的撓性基板上。
圖9是在接合裝置1上，決定安裝在振動磁頭2頂端部底部的IC接點12，相對于COF磁帶11在水平方向上的位置的對位裝置25的主要構(gòu)成圖。
如圖9所示，對位裝置25包含有使振動磁頭2在X軸方向上移動的X軸工作平臺26、使振動磁頭2在Y軸方向上移動的Y軸工作平臺27、相機(jī)17、照明環(huán)29、裝置控制器30、馬達(dá)驅(qū)動器31、圖像處理器32、和閃光燈照明控制裝置33。該對位裝置25，進(jìn)行的是相對于IC接點12的COF磁帶11的對位，并使吸附著固定IC接點12的振動珩磨頭2a向X軸和Y軸移動。
X軸工作平臺26是用來控制振動珩磨頭2a的X軸方向(圖1中與紙面相垂直的方向)驅(qū)動的，它包含有用于檢出振動珩磨頭2a的X軸方向位置的編碼器。該X軸工作平臺26通常將振動珩磨頭2a的X軸方向的位置數(shù)據(jù)傳送到裝置控制器30、馬達(dá)驅(qū)動器31和圖像處理器32中。
Y軸工作平臺27是用來控制振動珩磨頭2a的Y軸方向(COF磁帶11的行進(jìn)方向)驅(qū)動，它包含有檢出振動珩磨頭2a的Y軸方向位置的編碼器。該Y軸工作平臺27通常將振動珩磨頭2a的Y軸方向位置數(shù)據(jù)傳送到裝置控制器30、馬達(dá)驅(qū)動器31和圖像處理器32。
裝置控制器30是用來管理該接合裝置1整體的控制的，具體地說，是控制X軸工作平臺26、Y軸工作平臺27、馬達(dá)驅(qū)動器31、圖像處理器32、閃光燈照明控制裝置33、基板載置側(cè)部件3(圖9中省略)、基板壓板13(圖9中省略)、和COF磁帶11的輸送等各個運轉(zhuǎn)的。
裝置控制器30根據(jù)由X軸工作平臺26和Y軸工作平臺27時時輸送來的位置數(shù)據(jù)、和由圖像處理裝置32送出來的圖像數(shù)據(jù)，來控制馬達(dá)驅(qū)動器31、圖像處理裝置32、閃光燈照明控制裝置33、基板載置側(cè)部件3、基板壓板13和COF磁帶11的輸送機(jī)構(gòu)等的運行的。另外，裝置控制器30還可以定期掃描固定支撐在振動磁頭2的IC接點12和COF磁帶11的位置數(shù)據(jù)，然后間歇地讀取。
裝置控制器30根據(jù)X軸工作平臺26和Y軸工作平臺27的位置數(shù)據(jù)，識別出IC接點12接近COF磁帶11的水平方向上的規(guī)定位置上方時，將讀取圖像的指令信號發(fā)送至圖像處理裝置32。同時，裝置控制器30將進(jìn)行閃光燈照明的指令信號發(fā)送至閃光燈照明控制裝置33。而且，監(jiān)測工作平臺26、27的位置數(shù)據(jù)。對于根據(jù)該數(shù)據(jù)向閃光燈照明控制裝置33發(fā)出指令信號為止的遲延時間而言，雖然應(yīng)為0，但是只要在工作平臺26、27的殘留振動頻率的1/10以下的話，就沒什么大的問題。
馬達(dá)驅(qū)動器31通過裝置控制器30的控制，驅(qū)動振動磁頭2——即振動珩磨頭2a在X軸方向和Y軸方向移動；圖像處理裝置32通過裝置控制器30的控制，對相機(jī)17所拍攝的影像進(jìn)行圖像處理。該圖像處理裝置32在從相機(jī)17接受圖像數(shù)據(jù)的同時，從X軸工作平臺26和Y軸工作平臺27接受位置數(shù)據(jù)。
然后，圖像處理裝置32在接受由裝置控制器30發(fā)出的指令信號、控制相機(jī)17進(jìn)行拍攝運轉(zhuǎn)的同時，還向閃光燈照明控制裝置33發(fā)出在同一時點進(jìn)行閃光燈照明的指令信號。閃光燈照明控制裝置33在接受了分別由圖像處理裝置32和裝置控制器30發(fā)出的指令信號后，驅(qū)動照明環(huán)29進(jìn)行閃光燈照明。
在閃光燈照明的同時，相機(jī)17同時拍攝COF磁帶11和IC接點12的各個位置標(biāo)示，和IC接點12的沖擊電極和COF磁帶11的電連接接線柱16。所拍攝的圖像如上所述，由圖像處理裝置32進(jìn)行處理，并通過裝置控制器30進(jìn)行位置狀態(tài)的計算。然后，根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行對位。
圖6記載的對位方法能夠提高上述IC接點12等電子部件和實際安裝有電子部件的COF磁帶11等樹脂制撓性基板的對位精度并縮短時間。作為基板，并不限于使用撓性樹脂制基板(包含磁帶)，剛性較高樹脂磁帶、剛性較高的樹脂基板和剛性高陶瓷基板也適用。但是，基板搭載用工作平臺6的表面粗糙度被轉(zhuǎn)錄到基板內(nèi)面的，只有撓性基板才能發(fā)生，對基板搭載用工作平臺6a進(jìn)行鏡面加工適用于將電子部件壓接在撓性基板上的情況。
另外，圖6的對位方法和圖7的壓接接合方法是以2個振動子2c、3a為例進(jìn)行了說明，但圖6和圖7記載的方法也適用于只有1個振動子的場合，例如只有振動磁頭用振動子2c的情況。
接著，參照圖10～圖12對本發(fā)明實施形態(tài)2的電子部件接合裝置和電子部件接合法進(jìn)行說明。因為實施形態(tài)2的電子部件接合裝置51與實施形態(tài)1的接合裝置相比，所不同的僅僅是在振動磁頭2側(cè)設(shè)置了振動子，其他的完全一致，所以在此對同一部件標(biāo)識以同一符號，并省略或者簡化相應(yīng)的說明。
如圖10所示，接合裝置51包含有振動磁頭2、和基板載置側(cè)部件52。振動磁頭用振動子2c以10～60KHz的頻率進(jìn)行振動，由此，振動珩磨頭2a也以該數(shù)值，即以10～60KHz的頻率進(jìn)行振動?；遢d置側(cè)部件52上設(shè)置有安裝在實施形態(tài)1的接合裝置1的基板載置側(cè)部件3上的基板用振動子3a和隔熱層4。
對基板搭載用工作平臺6的搭載面6a進(jìn)行了鏡面加工，使其表面粗糙度RMax為0.2μm。但是，在開發(fā)接合裝置51時，首先使用的是未經(jīng)鏡面加工的部件，并確認(rèn)在僅僅1個振動子的情況下，需要多少厚度的撓性基板能夠滿足產(chǎn)品的需求。評價項目是不包括基板傷痕在內(nèi)的3個項目，圖11顯示了該結(jié)果。如圖11所示，如果撓性基板(COF磁帶11)的厚度在5～100μm的話，在一定程度上能夠得到令人滿足的產(chǎn)品，如果是在10～20μm的話，能夠得到十分優(yōu)良的產(chǎn)品。
但是，包括產(chǎn)品評價為0的在內(nèi)，未進(jìn)行鏡面加工的搭載面6a的表面粗糙度就會被完全轉(zhuǎn)錄到所有COF磁帶11的內(nèi)面，并且以傷痕的形式予以表現(xiàn)。因此，圖11所示的所有產(chǎn)品的最終產(chǎn)品評價為×。為了解決表面粗糙度被轉(zhuǎn)錄這一新問題，對搭載面6a進(jìn)行了鏡面加工。此時，就相對于表面粗糙度的轉(zhuǎn)錄程度，鏡面加工需要達(dá)到什么程度進(jìn)行了實驗。在實驗中，搭載面6a的表面粗糙度采取R Max為0.001μm～2.0μm。實驗結(jié)果如圖12所示。
如圖12所示，對于因轉(zhuǎn)錄而產(chǎn)生的不良問題，當(dāng)表面粗糙度采取R Max為0.01μm～0.5μm的范圍的話則能夠基本得到解決，更理想的是表面粗糙度為0.001μm～0.2μm。另一方面，對于壓接強(qiáng)度的面，當(dāng)表面粗糙度R Max在0.1μm以上時，能夠基本解決該問題，更理想的是在0.05μm以上。在得到如圖12所示實驗結(jié)果時，作為撓性基板使用的COF磁帶11的厚度為5～50μm。具體地說，在圖11所示的實驗結(jié)果中，壓接強(qiáng)度得到O評價的是5μm、10μm、20μm、30μm、50μm這5種類型。
從圖12所示的數(shù)據(jù)可推測得出，表面粗糙度超過一定程度后，摩擦變大，可以提高COF磁帶11的位置固定強(qiáng)度，提高壓接強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)表面粗糙度低于R Max 0.5μm時，撓性基板發(fā)揮其彈性性能，表面粗糙度不再被轉(zhuǎn)錄，基本不會有傷痕。
而且，在獲取圖12所示數(shù)據(jù)時，振動磁頭2是在與圖10紙面相垂直的方向上振動的。該方向與電連接接線柱16的延伸方向(引導(dǎo)部的固定部的突出方向)呈直角方向。該振動方向也可以是COF磁帶11的行進(jìn)方向或者其他方向。
上述各種實施形態(tài)是本發(fā)明較適宜的實施例子，但只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求可以進(jìn)行各種的變更。例如，上述各種實施形態(tài)是使用了樹脂制的COF磁帶11作為撓性基板，但是也可以使用TAB方式所用的TAB磁帶。另外，如果是撓性基板的話，還可以使用磁帶以外的基板或者樹脂制以外的基板。
另外，上述實施形態(tài)所示的是從上下2個方向施加超聲波振動的例子、和從上方向施加超聲波振動的例子，但是也可以是從下方向施加超聲波振動。另外，使用的振動子是能夠提供超聲波振動的，但是根據(jù)接合的2個部件性質(zhì)和所需的強(qiáng)度，也可以不是超聲波而是其他能夠提供音域振動的。
另外，在從上下2個方向施加超聲波的情況下，如上所述適宜是由相互垂直相交的2個方向施加，但是也可以設(shè)定由同一方向，或者交叉角度不同于90度的方向施加振動。進(jìn)而，在從上下2個方向施加超聲波的情況下，推薦使2種振動的頻率和振幅各不相同，但是也可以使2種振動的頻率和振幅相同。另外，在頻率和振幅各不相同的情況下，也可以設(shè)定其與實施形態(tài)1呈完全相反的關(guān)系。
另外，與撓性基板接合的電子部件除了IC接點外，還可以是聲表面波器件、抵抗器件等其他的電子部件。另外，基板載置側(cè)部件3、52可以不包含基板加熱器5在內(nèi)；撓性基板是通過真空吸附和基板壓板13的押力固定支撐在搭載面6a上的，但也可以是僅僅通過其中任意一方，甚至使用磁石吸附等的固定方法來代替。另外，通過振動磁頭2支撐固定的電子部件除了真空吸附外，還可以采用卡爪等的支撐固定方法。
另外，含有圖1和圖9所記載的組成要素中的一部分的接合裝置也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的接合法。進(jìn)而，本發(fā)明電子部件的接合法能夠適用于使用該方法制造的產(chǎn)品，例如能夠適用于TCP。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的電子部件接合法和電子部件接合裝置，能夠在撓性基板上壓接接合以IC接點等電子部件。另外，根據(jù)本發(fā)明中的電子部件接合法和電子部件接合裝置，在撓性基板上壓接IC接點等的電子部件時，不會劃傷撓性基板。
附圖的簡單說明[圖1]是本發(fā)明實施形態(tài)1電子部件接合裝置主要構(gòu)成部分圖，并表示了基板搭載用工作平臺的一部分和基板壓板的斷面。是圖1所示電子部件接合裝置中的基板載置側(cè)部件的平面圖。是圖1所示電子部件接合裝置中COF磁帶11和基板壓板之間關(guān)系的平面圖。是在圖1所示電子部件接合裝置中，就電子部件和COF磁帶11對位工序進(jìn)行說明的圖面，同時在圖中省略了基板壓板和基板載置側(cè)部件。是圖1所示電子部件接合裝置所使用的相機(jī)的透視圖，(a)是平面圖，(b)是左視圖，(c)是主視圖。是就采用圖1所示電子部件接合裝置的IC接點和COF磁帶11進(jìn)行的對位方法進(jìn)行說明的流程圖。是就采用圖1所示電子部件接合裝置的IC接點和COF磁帶11進(jìn)行壓接的方法進(jìn)行說明的流程圖。是使用圖1所示電子部件接合裝置，從上下2個方向施加超聲波振動的，從而制造的產(chǎn)品的評價圖，在圖中顯示了相對撓性基板的厚度，就壓接強(qiáng)度、基板(磁帶)強(qiáng)度、基板劃傷、產(chǎn)品這四項評價。是圖1所示電子部件接合裝置使用的定位驅(qū)動裝置的構(gòu)成圖。是本發(fā)明實施形態(tài)2電子部件接合裝置主要構(gòu)成圖，也是表示基板搭載用工作平臺的一部分和基板壓板的斷面的正視圖。是使用圖10所示電子部件接合裝置，僅僅從上方向施加超聲波振動，從而制造的產(chǎn)品的評價圖，也是在不考慮相對撓性基板的厚度的情況下，就壓接強(qiáng)度、基板強(qiáng)度、基板內(nèi)面產(chǎn)生的傷痕情況下，產(chǎn)品評價的各項評價結(jié)果的顯示圖。是使用圖10所示電子部件接合裝置，僅僅從上方向施加超聲波振動，制造的產(chǎn)品的評價圖，也是相對于搭載面粗糙度，就由轉(zhuǎn)錄不良產(chǎn)生的劃傷，壓接強(qiáng)度這各項評價的顯示圖。是就在壓接時產(chǎn)生的傷痕位置進(jìn)行說明的附圖。1.電子部件接合裝置2.振動磁頭2a振動珩磨頭2b振動磁頭壓接部2c振動磁頭用振動子3.基板載置側(cè)部件3a基板用振動子4.隔熱層
5. 基板加熱部6. 基板搭載用工作平臺6a 搭載面6b 臺部6c 接合孔6d 小徑部6e 長孔7 加熱器8 溫度傳感器9 真空吸孔9a 垂直部9b 大口字形槽部9c 小口字形槽部9d 橢圓狀凹部10 真空管11 COF磁帶(撓性基板)11a 沖孔12 IC接點(電子部件)13 基板壓板14 開口15 切槽16 電連接接線柱17 相機(jī)18 光學(xué)系統(tǒng)19 攝像部20a 20b 相機(jī)開口21棱鏡22a 22b 反光鏡23，24CCD25 對位裝置26 X軸工作平臺27 Y軸工作平臺29 照明環(huán)30 裝置控制器
31 馬達(dá)驅(qū)動器32 圖像處理裝置33 閃光燈照明控制裝置51 電子部件接合裝置52 基板安裝側(cè)部件
權(quán)利要求
1.一種電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序采用作為上述磁頭的振動磁頭，且該振動磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述磁頭的振動頻率超過基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊將上述電子部件與撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。
2.一種電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序采用作為上述磁頭的振動磁頭，且該振動磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；上述電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭振動振幅的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊使上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。
3.一種電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序上述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；由搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述磁頭的振動頻率超過基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊將上述電子部件與撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。
4.一種電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序上述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；由搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；電子部件接近上述撓性基板的工序；在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭振動振幅的狀態(tài)下，使兩者一邊振動，一邊使上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件從磁頭離開的工序；固定支撐在上述基板搭載用工作平臺上的撓性基板從基板搭載用工作平臺離開的工序。
5.一種電子部件的接合方法，其是將支持固定在磁頭上的電子部件利用振動壓接接合在基板上的方法，其包含有以下工序上述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；由搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；通過上述磁頭和基板搭載用工作平臺中任意一方或者雙方的振動，將上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件由被磁頭支撐固定著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇艽蓬^支撐固定狀態(tài)的工序；上述撓性基板由被基板搭載用工作平臺支撐著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇苤螤顟B(tài)的工序。
6.如權(quán)利要求1～5中的任意一項所述的電子部件的接合方法，其特征在于所說的撓性基板，其是厚度為10～200μm的樹脂制撓性基板。
7.如權(quán)利要求6所述的電子部件的接合方法，其特征在于所說的撓性基板是COF磁帶或者TAB磁帶。
8.如權(quán)利要求3或4或5所述的電子部件的接合方法，其特征在于所說的撓性基板的厚度為10～50μm。
9.如權(quán)利要求1～5中的任意一項所述的電子部件的接合方法，其特征在于所說的電子部件和撓性基板中，至少對一方進(jìn)行加熱。
10.一種電子部件接合裝置，其具有支撐固定電子部件的磁頭、和搭載有基板的基板搭載用工作平臺，而且，是通過向上述磁頭和基板搭載用工作平臺施加振動來將上述電子部件壓接接合在基板上的；其中，上述基板能夠采用厚度為10～200μm的COF磁帶或者TAB磁帶，在上述磁頭的振動頻率大于基板搭載用工作平臺的振動頻率的狀態(tài)下，兩者能夠振動而構(gòu)成的。
11.一種電子部件接合裝置，其具有支撐固定電子部件的磁頭、和搭載有基板的基板搭載用工作平臺，而且，是通過向上述磁頭和基板搭載用工作平臺施加振動來將上述電子部件壓接接合在基板上的；其中，上述基板能夠采用厚度為10～200μm的COF磁帶或者TAB磁帶，在上述基板搭載用工作平臺的振動振幅大于磁頭的振動振幅的狀態(tài)下，兩者能夠振動而構(gòu)成的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的電子部件接合裝置，其特征在于將所說的磁頭和基板搭載用工作平臺，在水平方向上能夠相互呈90度角進(jìn)行往復(fù)振動。
13.一種電子部件接合裝置，其具有支撐固定電子部件的磁頭、和搭載有基板的基板搭載用工作平臺，而且，是通過向上述磁頭和基板搭載用工作平臺中的任意一方或雙方施加振動來將上述電子部件壓接接合在基板上的；其中，上述基板采用磁帶狀的撓性基板，上述基板搭載用工作平臺中，搭載有上述基板的搭載面的表面粗糙度為0.01～0.5μm。
14.如權(quán)利要求13所述的電子部件接合裝置，其特征在于將所說的撓性基板，其是厚度為10～200μm的COF磁帶或者TAB磁帶，其表面粗糙度為0.05～0.2μm。
15.如權(quán)利要求13或14所述的電子部件接合裝置，其特征在于其還設(shè)有使所說的磁頭振動的磁頭用振動子、和使所說的基板搭載用工作平臺振動的基板用振動子，使所說的磁頭和基板搭載用工作平臺在水平方向內(nèi)、相互保持90度的方向上進(jìn)行往復(fù)振動，同時，根據(jù)所說的磁頭和基板搭載用工作平臺各自的振動頻率或者各自的振動這兩者中的至少一方或者雙方而進(jìn)行不同的振動。
16.如權(quán)利要求13或14所述的電子部件接合裝置，其特征在于所說的磁頭能夠振動，并且在固定基板搭載用工作平臺的狀態(tài)下，通過超聲波振動使支持固定于磁頭上的電子部件，在水所說的磁頭能夠振動，并且在固定基板搭載用工作平臺的狀態(tài)下，通過超聲波振動使支持固定于磁頭上的電子部件，在水平方向上進(jìn)行0.2～3.6μm的往復(fù)振動，從而將所說的電子部件壓接接合在撓性基板上。平方向上進(jìn)行0.2～3.6μm的往復(fù)振動，從而將所說的電子部件壓接接合在撓性基板上。
全文摘要
本發(fā)明能夠通過振動將撓性基板上的IC接點等電子部件進(jìn)行接合，并且不會導(dǎo)致基板有傷痕。該電子部件的接合方法有如下工序，即述磁頭支持固定上述電子部件的工序；將被支持固定的電子部件移動至第1規(guī)定位置的工序；上述基板采用樹脂制的撓性基板，并將該撓性基板移動至第2規(guī)定位置的工序；搭載有上述撓性基板的搭載面表面粗糙度為0.01～0.5μm的基板搭載用工作平臺支撐固定上述撓性基板的工序；通過上述磁頭和基板搭載用工作平臺中任意一方或者雙方的振動，將上述電子部件和撓性基板進(jìn)行壓接接合的工序；上述電子部件由被磁頭支撐固定著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇艽蓬^支撐固定狀態(tài)的工序；上述撓性基板由被基板搭載用工作平臺支撐著的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇苤螤顟B(tài)的工序。
文檔編號H05K3/32GK1487575SQ0315533
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者根橋徹, 川上茂明, 清水弘之, 之, 明, 根橋 申請人:愛立發(fā)株式會社