JPH09223868A - 部品のボンディング方法とこれに用いる装置、ディスペンサ - Google Patents
部品のボンディング方法とこれに用いる装置、ディスペンサInfo
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- JPH09223868A JPH09223868A JP8030440A JP3044096A JPH09223868A JP H09223868 A JPH09223868 A JP H09223868A JP 8030440 A JP8030440 A JP 8030440A JP 3044096 A JP3044096 A JP 3044096A JP H09223868 A JPH09223868 A JP H09223868A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タクト時間が短くて高品質なボンディングが
できるようにすることを目的とするものである。 【解決手段】 ボンディングヘッド1の先端1aにある
ボンディングツール2を部品9の背部に当接させてこれ
を加熱することにより、基板3および部品9の接合部
4、5どうしを熱接合させてボンディングを行うのに、
ボンディングヘッド先端1aのボンディングツール2に
よって部品3を必要時間加熱した後、熱接合部13の半
田材が完全に硬化しない時点でボンディングヘッド1を
後退させてボンディングツール2を部品9から離すこと
により、部品9と基板3の熱接合部13を熱容量の大き
なボンディングツール2の影響なしに自然冷却させてボ
ンディングを行うことにより、上記目的を達成する。
できるようにすることを目的とするものである。 【解決手段】 ボンディングヘッド1の先端1aにある
ボンディングツール2を部品9の背部に当接させてこれ
を加熱することにより、基板3および部品9の接合部
4、5どうしを熱接合させてボンディングを行うのに、
ボンディングヘッド先端1aのボンディングツール2に
よって部品3を必要時間加熱した後、熱接合部13の半
田材が完全に硬化しない時点でボンディングヘッド1を
後退させてボンディングツール2を部品9から離すこと
により、部品9と基板3の熱接合部13を熱容量の大き
なボンディングツール2の影響なしに自然冷却させてボ
ンディングを行うことにより、上記目的を達成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として電子部品
を基板に実装して電子回路基板を製造するための部品の
ボッディング方法とこれに用いる装置およびディスペン
サに関するものである。
を基板に実装して電子回路基板を製造するための部品の
ボッディング方法とこれに用いる装置およびディスペン
サに関するものである。
【0002】
【従来の技術】部品のボンディングは、例えば図6に示
すように部品bのバンプと呼ばれる接合部gと基板cに
設けられている電極部である接合部hとを熱接合させて
行う。
すように部品bのバンプと呼ばれる接合部gと基板cに
設けられている電極部である接合部hとを熱接合させて
行う。
【0003】この熱接合のために部品bの接合部gであ
るバンプの表面には半田材が設けられ、部品bの背部か
らボンディングヘッドiの先端に設けられたボンディン
グツールaによって加熱することにより、前記半田材を
溶融させて部品bおよび基板cの対応する接合部g、h
どうしを熱接合させる。
るバンプの表面には半田材が設けられ、部品bの背部か
らボンディングヘッドiの先端に設けられたボンディン
グツールaによって加熱することにより、前記半田材を
溶融させて部品bおよび基板cの対応する接合部g、h
どうしを熱接合させる。
【0004】一方図8の(a)、(b)に示すように、
部品bのボンディング前に、基板cの部品bをボンディ
ングする位置に接着剤kをディスペンサmにより塗布し
ておき、この位置に装着される部品bをこの接着剤kに
よって接着し仮止めすることも必要に応じて行われてい
る。この仮止めは基板cの所定位置に載せたた仮想線で
示す部品bがボンディング完了時点までに位置ずれしな
いようにすることの他、部品bのボンディング強度を補
助的に高める効果もある。
部品bのボンディング前に、基板cの部品bをボンディ
ングする位置に接着剤kをディスペンサmにより塗布し
ておき、この位置に装着される部品bをこの接着剤kに
よって接着し仮止めすることも必要に応じて行われてい
る。この仮止めは基板cの所定位置に載せたた仮想線で
示す部品bがボンディング完了時点までに位置ずれしな
いようにすることの他、部品bのボンディング強度を補
助的に高める効果もある。
【0005】部品bと基板cとの接合部g、hどうしの
熱接合は、半田材を加熱溶融させた後、溶融した半田材
を十分に硬化するまで冷却しないと完了せず、これを待
った上で次の動作ができる。従って、溶融した半田材が
硬化するまでの時間が部品bをボンディングするタクト
時間に影響し、生産性を大きく左右する。このため、図
6に示すようにボンディングツールaが部品bに接して
これを基板cに押圧した状態のままで、ボンディングヘ
ッドiのまわりに設けた冷却ノズルeから部品bと基板
cとの熱接合部fに冷却空気を吹きつけて強制冷却する
ことにより、半田材の早期硬化を図ることが、ボンディ
ング技術開発当初から現在に至るまで変わらず行われて
いる。
熱接合は、半田材を加熱溶融させた後、溶融した半田材
を十分に硬化するまで冷却しないと完了せず、これを待
った上で次の動作ができる。従って、溶融した半田材が
硬化するまでの時間が部品bをボンディングするタクト
時間に影響し、生産性を大きく左右する。このため、図
6に示すようにボンディングツールaが部品bに接して
これを基板cに押圧した状態のままで、ボンディングヘ
ッドiのまわりに設けた冷却ノズルeから部品bと基板
cとの熱接合部fに冷却空気を吹きつけて強制冷却する
ことにより、半田材の早期硬化を図ることが、ボンディ
ング技術開発当初から現在に至るまで変わらず行われて
いる。
【0006】熱接合のための加熱はまた、部品bおよび
基板cの接合部g、hや半田材の表面が酸化すると云っ
た影響をもたらし、これが熱接合の妨げになる。このた
め、図9に示すようにボンディングツールaが部品bの
背部に接してこれを加熱し基板cとの間で熱接合する際
に、ボンディングヘッドiのまわりに設けたノズルnか
ら部品bと基板cとの接合部g、hにN2 等の不活性ガ
スを吹きつけて、上記の酸化が生じないようにすること
も従来から行われている。
基板cの接合部g、hや半田材の表面が酸化すると云っ
た影響をもたらし、これが熱接合の妨げになる。このた
め、図9に示すようにボンディングツールaが部品bの
背部に接してこれを加熱し基板cとの間で熱接合する際
に、ボンディングヘッドiのまわりに設けたノズルnか
ら部品bと基板cとの接合部g、hにN2 等の不活性ガ
スを吹きつけて、上記の酸化が生じないようにすること
も従来から行われている。
【0007】一方、部品bを基板cに仮止めするための
接着剤kの塗布は、図8の(a)、(b)に示したよう
に、ボンディングする部品bの大きさに対応した面積範
囲に対して塗布することにより、どのような大きさの部
品bでも必要最小限に塗布した接着剤kにより接着し十
分に仮止めできるようにする。大きな部品bに対応した
広い面積に接着剤kを塗布するのに従来、図8の(a)
に示すように、必要な面積範囲内の複数箇所に接着剤k
を塗布したり、図8の(b)に示すように必要な面積範
囲内でディスペンサmを蛇行した経路で移動させて接着
剤kを塗布したりしている。
接着剤kの塗布は、図8の(a)、(b)に示したよう
に、ボンディングする部品bの大きさに対応した面積範
囲に対して塗布することにより、どのような大きさの部
品bでも必要最小限に塗布した接着剤kにより接着し十
分に仮止めできるようにする。大きな部品bに対応した
広い面積に接着剤kを塗布するのに従来、図8の(a)
に示すように、必要な面積範囲内の複数箇所に接着剤k
を塗布したり、図8の(b)に示すように必要な面積範
囲内でディスペンサmを蛇行した経路で移動させて接着
剤kを塗布したりしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近時では生
産性のさらなる向上が望まれ、各作業のタクト時間を短
くすることが要求されている。このために、部品bと基
板cとの熱接合部fの強制冷却に要する時間を短縮しよ
うと種々に実験しているが、図6に示すような方法で
は、ボンディングツールaが部品bに接したまま強制冷
却するので、ボンディングツールaの大きな熱容量が影
響して、溶融した半田材の早期硬化には限界があり現状
より短縮することは困難である。具体的には、図7に示
すようにボンディングツールaの先端がボンディング位
置にまで下降した時点、つまり、接合部g、hが当接し
合った時点から数秒間tでボンディングツールaが半
田材の溶融温度T1にまで昇温し、この温度に維持され
る。この温度維持の状態が数秒間t経過した時点Aで
半田材が完全に溶融する。なお、t>tである。
産性のさらなる向上が望まれ、各作業のタクト時間を短
くすることが要求されている。このために、部品bと基
板cとの熱接合部fの強制冷却に要する時間を短縮しよ
うと種々に実験しているが、図6に示すような方法で
は、ボンディングツールaが部品bに接したまま強制冷
却するので、ボンディングツールaの大きな熱容量が影
響して、溶融した半田材の早期硬化には限界があり現状
より短縮することは困難である。具体的には、図7に示
すようにボンディングツールaの先端がボンディング位
置にまで下降した時点、つまり、接合部g、hが当接し
合った時点から数秒間tでボンディングツールaが半
田材の溶融温度T1にまで昇温し、この温度に維持され
る。この温度維持の状態が数秒間t経過した時点Aで
半田材が完全に溶融する。なお、t>tである。
【0009】図7の仮想線はこの間の半田材の温度変化
である。このAの時点でボンディングツールaは電源を
オフされるとともに、ボンディングツールaが部品bに
当接したまま前記強制冷却が行われる。しかし、ボンデ
ィングツールaは熱容量が大きなため前記強制冷却によ
っても急速には降温しないので、これが熱接合部fを含
む部品bおよび基板cの一部の早期降温を妨げ、半田材
が十分に硬化するまでに数十秒間t掛かる。一回のボ
ッディングの都度この数十秒間待ってしか次の動作がで
きないので、タクト時間が長くなり生産性を向上する上
で限界となる。
である。このAの時点でボンディングツールaは電源を
オフされるとともに、ボンディングツールaが部品bに
当接したまま前記強制冷却が行われる。しかし、ボンデ
ィングツールaは熱容量が大きなため前記強制冷却によ
っても急速には降温しないので、これが熱接合部fを含
む部品bおよび基板cの一部の早期降温を妨げ、半田材
が十分に硬化するまでに数十秒間t掛かる。一回のボ
ッディングの都度この数十秒間待ってしか次の動作がで
きないので、タクト時間が長くなり生産性を向上する上
で限界となる。
【0010】ボンディングされる部品bを基板cに接着
するために必要な接着剤の塗布面積が大きく、図8の
(a)に示すような複数箇所に接着剤kを塗布したり、
図8の(b)に示すようなディスペンサmを蛇行した経
路で移動させて接着剤kを塗布したりするのでは、接着
剤kの塗布を一動作で行えないので時間が掛かるし、こ
れを過度な速度で行うとすると、接着剤kの塗布精度が
低下し、塗布不足や過剰塗布、位置ずれ、基板c側の接
合部hに被って接合不良を起こすと云った問題が生じ、
ボンディング品質が低下する。
するために必要な接着剤の塗布面積が大きく、図8の
(a)に示すような複数箇所に接着剤kを塗布したり、
図8の(b)に示すようなディスペンサmを蛇行した経
路で移動させて接着剤kを塗布したりするのでは、接着
剤kの塗布を一動作で行えないので時間が掛かるし、こ
れを過度な速度で行うとすると、接着剤kの塗布精度が
低下し、塗布不足や過剰塗布、位置ずれ、基板c側の接
合部hに被って接合不良を起こすと云った問題が生じ、
ボンディング品質が低下する。
【0011】さらに、図9に示すようにボンディングヘ
ッドiのまわりに設けたノズルnから部品bと基板cと
の接合部g、hにN2 等の不活性ガスを吹きつけるので
は、ノズルnの位置が接合部g、hから大きく離れてい
るので、接合部g、hに達した不活性ガスは雰囲気との
混合により濃度が大きく低下し、接合部g、h等が酸化
するのを十分に防止できず接合品質が低下してしまう。
ッドiのまわりに設けたノズルnから部品bと基板cと
の接合部g、hにN2 等の不活性ガスを吹きつけるので
は、ノズルnの位置が接合部g、hから大きく離れてい
るので、接合部g、hに達した不活性ガスは雰囲気との
混合により濃度が大きく低下し、接合部g、h等が酸化
するのを十分に防止できず接合品質が低下してしまう。
【0012】本発明はこのような問題を解消することを
課題とし、タクト時間が短くて高品質なボンディングが
できる部品のボンディング方法とこれに用いる装置、デ
ィスペンサを提供することを目的とするものである。
課題とし、タクト時間が短くて高品質なボンディングが
できる部品のボンディング方法とこれに用いる装置、デ
ィスペンサを提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の部品の
ボンディング方法は、ボンディングヘッドの先端にある
ボンディングツールを部品の背部に当接させてこれを加
熱することにより、基板および部品の接合部どうしを熱
接合させてボンディングを行うのに、ボンディングヘッ
ド先端のボンディングツールによって部品を必要時間加
熱した後、熱接合部の半田材が完全に硬化しない時点で
ボンディングヘッドを後退させてボンディングツールを
部品から離すことにより、部品と基板の熱接合部を自然
冷却させてボンディングを行うことを特徴とするもので
あり、請求項5の発明の部品のボンディング装置は、ボ
ンディングヘッドの先端にあるボンディングツールに
て、基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱するこ
とにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合させ
てボンディングを行うものにおいて、ボンディングヘッ
ド先端のボンディングツールによって部品を必要時間加
熱した後、熱接合部の半田材が完全に硬化しない時点で
ボンディングヘッドを後退させてボンディングツールを
部品から離すようにボンディングヘッドの動作を制御す
る制御手段を有したことを特徴とするものである。
ボンディング方法は、ボンディングヘッドの先端にある
ボンディングツールを部品の背部に当接させてこれを加
熱することにより、基板および部品の接合部どうしを熱
接合させてボンディングを行うのに、ボンディングヘッ
ド先端のボンディングツールによって部品を必要時間加
熱した後、熱接合部の半田材が完全に硬化しない時点で
ボンディングヘッドを後退させてボンディングツールを
部品から離すことにより、部品と基板の熱接合部を自然
冷却させてボンディングを行うことを特徴とするもので
あり、請求項5の発明の部品のボンディング装置は、ボ
ンディングヘッドの先端にあるボンディングツールに
て、基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱するこ
とにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合させ
てボンディングを行うものにおいて、ボンディングヘッ
ド先端のボンディングツールによって部品を必要時間加
熱した後、熱接合部の半田材が完全に硬化しない時点で
ボンディングヘッドを後退させてボンディングツールを
部品から離すようにボンディングヘッドの動作を制御す
る制御手段を有したことを特徴とするものである。
【0014】これら、請求項1、5の発明の構成では、
ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツールを
部品の背部に当接させてこれを加熱することにより、基
板および部品の接合部どうしを熱接合させてボンディン
グを行うのに、ボンディングヘッド先端のボンディング
ツールによって部品を必要時間加熱した後、熱接合部の
半田材が完全に硬化しない時点でボンディングヘッドを
後退させてボンディングツールを部品から離し、部品と
基板の熱接合部がボンディングツール側からの熱影響を
受けない状態にすることにより、熱接合部がこれを含む
部品および基板の一部を含む熱容量の小さい状態でまわ
りの雰囲気に触れて自然冷却されるようにするので、ボ
ンディングツールの降温が遅いのには関係なく、溶融し
た半田材を自然冷却だけで従来よりも早期に硬化させる
ことができ、その分だけタクト時間が短くなるとともに
高品質なボンディングを達成することができる。また、
自然冷却のため特別な冷却手段が不要となるので装置の
簡略化と低コスト化を図ることができる。
ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツールを
部品の背部に当接させてこれを加熱することにより、基
板および部品の接合部どうしを熱接合させてボンディン
グを行うのに、ボンディングヘッド先端のボンディング
ツールによって部品を必要時間加熱した後、熱接合部の
半田材が完全に硬化しない時点でボンディングヘッドを
後退させてボンディングツールを部品から離し、部品と
基板の熱接合部がボンディングツール側からの熱影響を
受けない状態にすることにより、熱接合部がこれを含む
部品および基板の一部を含む熱容量の小さい状態でまわ
りの雰囲気に触れて自然冷却されるようにするので、ボ
ンディングツールの降温が遅いのには関係なく、溶融し
た半田材を自然冷却だけで従来よりも早期に硬化させる
ことができ、その分だけタクト時間が短くなるとともに
高品質なボンディングを達成することができる。また、
自然冷却のため特別な冷却手段が不要となるので装置の
簡略化と低コスト化を図ることができる。
【0015】請求項2の発明の部品のボンディング方法
は、ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツー
ルを部品の背部に当接させてこれを加熱することによ
り、基板および部品の接合部どうしを熱接合させてボン
ディングを行うのに先立ち、ディスペンサにて吐出され
る接着剤を、軟質多孔性部材に浸透させて拡散した状態
で、基板の部品をボンディングする位置に塗布し、ボン
ディングされる部品を基板に接着した後、前記ボンディ
ングを行うことを特徴とするものであり、請求項6の発
明のディスペンサは、接着剤の吐出口が開口した先端面
に、接着剤の塗布が必要な面積に対応する広さの塗布面
を有した軟質多孔性部材を設けたことを特徴とするもの
である。
は、ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツー
ルを部品の背部に当接させてこれを加熱することによ
り、基板および部品の接合部どうしを熱接合させてボン
ディングを行うのに先立ち、ディスペンサにて吐出され
る接着剤を、軟質多孔性部材に浸透させて拡散した状態
で、基板の部品をボンディングする位置に塗布し、ボン
ディングされる部品を基板に接着した後、前記ボンディ
ングを行うことを特徴とするものであり、請求項6の発
明のディスペンサは、接着剤の吐出口が開口した先端面
に、接着剤の塗布が必要な面積に対応する広さの塗布面
を有した軟質多孔性部材を設けたことを特徴とするもの
である。
【0016】これら、請求項2、6の発明の構成では、
ディスペンサにて吐出される接着剤を、軟質多孔性部材
に一旦浸透させて拡散し基板の部品をボンディングする
位置に塗布するので、塗布の必要な面積が大きくても、
これに対応した広さの塗布面を持った軟質多孔性部材を
基板の所定位置に単に圧着させるだけの単純な塗布動作
によって塗布の必要な面積範囲の全域に一挙に塗布する
ことができ、タクト時間が短縮する。また、接着剤の塗
布範囲や塗布量は軟質多孔性部材の塗布面の大きさや形
によって正確に規制できるので、塗布不足や過剰塗布、
はみ出し塗布、位置ずれ等がなく高品質なボンディング
を達成することができる。
ディスペンサにて吐出される接着剤を、軟質多孔性部材
に一旦浸透させて拡散し基板の部品をボンディングする
位置に塗布するので、塗布の必要な面積が大きくても、
これに対応した広さの塗布面を持った軟質多孔性部材を
基板の所定位置に単に圧着させるだけの単純な塗布動作
によって塗布の必要な面積範囲の全域に一挙に塗布する
ことができ、タクト時間が短縮する。また、接着剤の塗
布範囲や塗布量は軟質多孔性部材の塗布面の大きさや形
によって正確に規制できるので、塗布不足や過剰塗布、
はみ出し塗布、位置ずれ等がなく高品質なボンディング
を達成することができる。
【0017】請求項3の発明の部品のボンディング方法
は、請求項1、2の発明のいずれか1つにおいてさら
に、ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツー
ルを基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱するこ
とにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合させ
てボンディングを行う際に、ボンディングヘッドを通じ
てボンディングツールのまわりから基板に向けて不活性
ガスを供給しながらボンディングを行うことを特徴とす
るものであり、請求項4の発明の部品のボンディング装
置は、ボンディングヘッドの先端面にあるボンディング
ツールを基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱す
ることにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合
させてボンディングを行うものにおいて、ボンディング
ヘッドの先端面のボンディングツールが設けられている
部分のまわりに、不活性ガスを基板側に向け吹き出す吹
出し口を設けたことを特徴とするものである。
は、請求項1、2の発明のいずれか1つにおいてさら
に、ボンディングヘッドの先端にあるボンディングツー
ルを基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱するこ
とにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合させ
てボンディングを行う際に、ボンディングヘッドを通じ
てボンディングツールのまわりから基板に向けて不活性
ガスを供給しながらボンディングを行うことを特徴とす
るものであり、請求項4の発明の部品のボンディング装
置は、ボンディングヘッドの先端面にあるボンディング
ツールを基板上の部品の背部に当接させてこれを加熱す
ることにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合
させてボンディングを行うものにおいて、ボンディング
ヘッドの先端面のボンディングツールが設けられている
部分のまわりに、不活性ガスを基板側に向け吹き出す吹
出し口を設けたことを特徴とするものである。
【0018】これら、請求項3、4の発明の構成では、
請求項1、2の発明のいずれか1つに加え、さらに、ボ
ンディングツールを先端に持ったボンディングヘッドを
通じて、部品および基板の接合部に極く近いボンディン
グツールの直ぐまわりから、前記接合部に不活性ガスを
吹きつけるので、接合部に到達した不活性ガスの濃度は
雰囲気によっても余り低下せず、熱接合の際に、接合部
および半田材が酸化するようなことを十分に防止するこ
とができ、高品質なボンディングを達成することができ
る。
請求項1、2の発明のいずれか1つに加え、さらに、ボ
ンディングツールを先端に持ったボンディングヘッドを
通じて、部品および基板の接合部に極く近いボンディン
グツールの直ぐまわりから、前記接合部に不活性ガスを
吹きつけるので、接合部に到達した不活性ガスの濃度は
雰囲気によっても余り低下せず、熱接合の際に、接合部
および半田材が酸化するようなことを十分に防止するこ
とができ、高品質なボンディングを達成することができ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品を基板に
実装して電子回路基板を製造する場合の幾つかの実施の
形態について、図1〜図5を参照しながら説明する。
実装して電子回路基板を製造する場合の幾つかの実施の
形態について、図1〜図5を参照しながら説明する。
【0020】(実施の形態1)本実施の形態1は、図1
に示すように、ボンディングヘッド1の先端にあるボン
ディングツール2を電子部品9の背部に当接させてこれ
を加熱することにより、基板3および電子部品9の接合
部4、5どうしを熱接合させてボンディングを行うボン
ディング装置を示している。ボンディングヘッド1は供
給される電子部品9を先端のボンディングツール2の先
端に吸着して持ち運び、基板3の所定位置に電子部品9
を当接させ、この状態で前記熱接合を行いボンディング
する。
に示すように、ボンディングヘッド1の先端にあるボン
ディングツール2を電子部品9の背部に当接させてこれ
を加熱することにより、基板3および電子部品9の接合
部4、5どうしを熱接合させてボンディングを行うボン
ディング装置を示している。ボンディングヘッド1は供
給される電子部品9を先端のボンディングツール2の先
端に吸着して持ち運び、基板3の所定位置に電子部品9
を当接させ、この状態で前記熱接合を行いボンディング
する。
【0021】このボンディングのために、ボンディング
ヘッド1は水平面上で直交するXY2方向に移動するた
めのXY移動機構6と、XY移動機構6による各移動位
置での支持状態で昇降動作するための昇降機構7とに連
結され、かつ電子部品9を吸着するための吸引経路8が
ボンディングツール2の先端の中央に吸引口8aが開口
するように内部に設けられている。吸引経路8は電磁弁
10を介して図示しない外部の吸引源に接続され、この
電磁弁10を開閉制御して電子部品9を適時に吸着し、
また吸着を解除できるようにする。
ヘッド1は水平面上で直交するXY2方向に移動するた
めのXY移動機構6と、XY移動機構6による各移動位
置での支持状態で昇降動作するための昇降機構7とに連
結され、かつ電子部品9を吸着するための吸引経路8が
ボンディングツール2の先端の中央に吸引口8aが開口
するように内部に設けられている。吸引経路8は電磁弁
10を介して図示しない外部の吸引源に接続され、この
電磁弁10を開閉制御して電子部品9を適時に吸着し、
また吸着を解除できるようにする。
【0022】XY移動機構6、昇降機構7の制御、およ
び電磁弁10の制御は、マイクロコンピュータ等を利用
した制御手段11によって行い、操作パネル12等から
設定された動作モードにてボンディングを達成する。
び電磁弁10の制御は、マイクロコンピュータ等を利用
した制御手段11によって行い、操作パネル12等から
設定された動作モードにてボンディングを達成する。
【0023】本実施の形態1では、ボンディングヘッド
1の先端のボンディングツール2によって電子部品9を
背部から必要時間加熱した後、熱接合部13の半田材が
完全に硬化しない時点でボンディングヘッド1を図1に
示すように上方へ後退させてボンディングツール2を電
子部品9から離すようにし、ボンディングを行う。
1の先端のボンディングツール2によって電子部品9を
背部から必要時間加熱した後、熱接合部13の半田材が
完全に硬化しない時点でボンディングヘッド1を図1に
示すように上方へ後退させてボンディングツール2を電
子部品9から離すようにし、ボンディングを行う。
【0024】このように、ボンディングヘッド1の先端
のボンディングツール2によって電子部品9を必要時間
加熱した後、熱接合部13の半田材が完全に硬化しない
時点でボンディングヘッド1を後退させてボンディング
ツール2を電子部品9から離すことで、電子部品9と基
板3の熱接合部13がボンディングツール2側からの熱
影響を受けない状態で、熱接合部13を含む電子部品9
および基板3の一部の熱容量の小さい部分として雰囲気
に触れて自然冷却され、ボンディングツール2の降温が
遅いのには関係なく、溶融した半田材を自然冷却だけで
従来よりも早期に硬化させることができ、その分だけタ
クト時間が短くなるとともに高品質なボンディングを達
成することができる。また、自然冷却のため特別な冷却
手段が不要となるので装置の簡略化と低コスト化を図る
ことができる。
のボンディングツール2によって電子部品9を必要時間
加熱した後、熱接合部13の半田材が完全に硬化しない
時点でボンディングヘッド1を後退させてボンディング
ツール2を電子部品9から離すことで、電子部品9と基
板3の熱接合部13がボンディングツール2側からの熱
影響を受けない状態で、熱接合部13を含む電子部品9
および基板3の一部の熱容量の小さい部分として雰囲気
に触れて自然冷却され、ボンディングツール2の降温が
遅いのには関係なく、溶融した半田材を自然冷却だけで
従来よりも早期に硬化させることができ、その分だけタ
クト時間が短くなるとともに高品質なボンディングを達
成することができる。また、自然冷却のため特別な冷却
手段が不要となるので装置の簡略化と低コスト化を図る
ことができる。
【0025】図2のグラフは本実施の形態1のボンディ
ング方法における熱接合部13の半田材の溶融、硬化実
験の結果を示している。これにつき説明すると、ボンデ
ィングヘッド1が下降して加熱を開始してから数秒間t
1でボンディングツール2の温度が半田材が完全に溶融
する温度T1に達する。これ以降ボンディングツール2
はこの温度T1に数秒間t2保持される。一方電子部品
9と基板3との接合部4、5の半田材はボンディングツ
ール2からの電子部品9を介した加熱によって、図2の
仮想線で示すようにボンディングツール2よりも少し遅
れて昇温しt1+t2の時点Aでは温度T1にまで昇温
して完全に溶融する。これは図7に示す従来の場合と変
わらない。また、t1>t2であるのも同じである。
ング方法における熱接合部13の半田材の溶融、硬化実
験の結果を示している。これにつき説明すると、ボンデ
ィングヘッド1が下降して加熱を開始してから数秒間t
1でボンディングツール2の温度が半田材が完全に溶融
する温度T1に達する。これ以降ボンディングツール2
はこの温度T1に数秒間t2保持される。一方電子部品
9と基板3との接合部4、5の半田材はボンディングツ
ール2からの電子部品9を介した加熱によって、図2の
仮想線で示すようにボンディングツール2よりも少し遅
れて昇温しt1+t2の時点Aでは温度T1にまで昇温
して完全に溶融する。これは図7に示す従来の場合と変
わらない。また、t1>t2であるのも同じである。
【0026】この時点Aにてボンディングヘッド1はボ
ンディングツール2の加熱を停止した状態で上昇させ、
ボンディングツール2を電子部品9から離した。これに
より熱接合部13はAの時点から、熱接合部13を含む
電子部品9および基板3の一部がなす熱容量の小さな状
態での自然冷却状態になり、A時点から数秒間t3が経
過した時点Bで半田材がT2にまで降温し十分に硬化し
た。したがって、半田材硬化のための待ち時間は従来の
10分の1程度でよく、タクト時間が大幅に短縮し、生
産性が向上する。
ンディングツール2の加熱を停止した状態で上昇させ、
ボンディングツール2を電子部品9から離した。これに
より熱接合部13はAの時点から、熱接合部13を含む
電子部品9および基板3の一部がなす熱容量の小さな状
態での自然冷却状態になり、A時点から数秒間t3が経
過した時点Bで半田材がT2にまで降温し十分に硬化し
た。したがって、半田材硬化のための待ち時間は従来の
10分の1程度でよく、タクト時間が大幅に短縮し、生
産性が向上する。
【0027】(実施の形態2)本実施の形態2は、図3
に示すように、実施の形態1のボンディング装置で利用
したものと同様なボンディングヘッド1に、不活性ガス
21を熱接合部13に吹きつけるガス供給経路22を設
けた点で実施の形態1のボンディングヘッド1と異なっ
ている。同一部材には同一符号を付して重複する説明は
省略する。
に示すように、実施の形態1のボンディング装置で利用
したものと同様なボンディングヘッド1に、不活性ガス
21を熱接合部13に吹きつけるガス供給経路22を設
けた点で実施の形態1のボンディングヘッド1と異なっ
ている。同一部材には同一符号を付して重複する説明は
省略する。
【0028】ガス供給経路22はボンディングヘッド1
のボンディングツール2が設けられている先端面1a
の、ボンディングツール2のまわり直ぐの位置に吹出し
口22aを持つようにボンディングヘッド1の内部に設
けられている。ガス供給経路22は電磁弁23を介して
図示しない外部のガス供給源に接続され、この電磁弁2
3を開閉制御して電子部品9および基板3の熱接合を行
う際に吹出し口22aから不活性ガスを吹出し熱接合部
13となる接合部4、5に供給する。
のボンディングツール2が設けられている先端面1a
の、ボンディングツール2のまわり直ぐの位置に吹出し
口22aを持つようにボンディングヘッド1の内部に設
けられている。ガス供給経路22は電磁弁23を介して
図示しない外部のガス供給源に接続され、この電磁弁2
3を開閉制御して電子部品9および基板3の熱接合を行
う際に吹出し口22aから不活性ガスを吹出し熱接合部
13となる接合部4、5に供給する。
【0029】吹出し口22aは、図3、図4に示すよう
に、角型のボンディングツール2の側周に沿って多数形
成され、外部のガス供給源との一箇所の接続部22bか
ら環状通路22cを介し、複数に分岐したボンディング
ヘッド1の軸線と平行な中途経路22dを経て、前記多
数の吹出し口22aに分岐するようになっていて、一箇
所の接続部22bに供給される不活性ガス21が各吹出
し口22aから基板3に向け均等に吹き出されるように
してある。もっとも、多数の吹出し口22は幾つかのス
リット状開口に代えることができるし、連続した環状の
スリットとすることもできる。
に、角型のボンディングツール2の側周に沿って多数形
成され、外部のガス供給源との一箇所の接続部22bか
ら環状通路22cを介し、複数に分岐したボンディング
ヘッド1の軸線と平行な中途経路22dを経て、前記多
数の吹出し口22aに分岐するようになっていて、一箇
所の接続部22bに供給される不活性ガス21が各吹出
し口22aから基板3に向け均等に吹き出されるように
してある。もっとも、多数の吹出し口22は幾つかのス
リット状開口に代えることができるし、連続した環状の
スリットとすることもできる。
【0030】このように、ボンディングヘッド1を通じ
ることにより、電子部品9および基板3の熱接合部13
に極く近いボンディングツール2の直ぐまわりから、前
記接合部4、5に不活性ガス21を吹きつけると、接合
部4、5に到達した不活性ガス21の濃度は雰囲気によ
っても余り低下せず、熱接合の際に、接合部4、5や半
田材等が酸化すると云ったことを十分に防止することが
でき、高品質なボンディングを達成することができる。
ることにより、電子部品9および基板3の熱接合部13
に極く近いボンディングツール2の直ぐまわりから、前
記接合部4、5に不活性ガス21を吹きつけると、接合
部4、5に到達した不活性ガス21の濃度は雰囲気によ
っても余り低下せず、熱接合の際に、接合部4、5や半
田材等が酸化すると云ったことを十分に防止することが
でき、高品質なボンディングを達成することができる。
【0031】本実施の形態2のボンディングヘッド1を
用いて、実施の形態1で示した方法によるボンディング
が行えるのは勿論であり、同様の作用効果を発揮するこ
とができる。
用いて、実施の形態1で示した方法によるボンディング
が行えるのは勿論であり、同様の作用効果を発揮するこ
とができる。
【0032】(実施の形態3)本実施の形態3は、図4
に示すように、電子部品を基板3にボンディングするの
に、このボンディングに先立って基板3の電子部品をボ
ンディングする位置にディスペンサ31により接着剤を
予め塗布しておき、ボンディングのために基板3に載置
した電子部品の基板3への仮止めのための接着に供す
る。
に示すように、電子部品を基板3にボンディングするの
に、このボンディングに先立って基板3の電子部品をボ
ンディングする位置にディスペンサ31により接着剤を
予め塗布しておき、ボンディングのために基板3に載置
した電子部品の基板3への仮止めのための接着に供す
る。
【0033】本実施の形態3のディスペンサ31は、接
着剤の吐出口32が開口した先端面31aに、接着剤の
塗布が必要な面積に対応する広さの塗布面34aを有し
た軟質多孔性部材34を設ける。軟質多孔性部材34は
発泡シリコンゴム等の弾性復元力があるスポンジ状のも
のであればよく、特に材質は問わない。吐出口32の内
奥に接着剤容器35からの接着剤供給口35aが位置
し、接着剤供給口35aには軟質多孔性部材34に到達
する繊維束36が設けられている。これにより、接着剤
容器35内の接着剤は接着剤供給口35aを通じてこれ
に設けられた筆状の繊維束36に染みだし、これが軟質
多孔性部材34に浸透して拡散し、軟質多孔性部材34
の全域に行き渡るようになる。
着剤の吐出口32が開口した先端面31aに、接着剤の
塗布が必要な面積に対応する広さの塗布面34aを有し
た軟質多孔性部材34を設ける。軟質多孔性部材34は
発泡シリコンゴム等の弾性復元力があるスポンジ状のも
のであればよく、特に材質は問わない。吐出口32の内
奥に接着剤容器35からの接着剤供給口35aが位置
し、接着剤供給口35aには軟質多孔性部材34に到達
する繊維束36が設けられている。これにより、接着剤
容器35内の接着剤は接着剤供給口35aを通じてこれ
に設けられた筆状の繊維束36に染みだし、これが軟質
多孔性部材34に浸透して拡散し、軟質多孔性部材34
の全域に行き渡るようになる。
【0034】このように、軟質多孔性部材34に一旦浸
透させ拡散した状態の接着剤を基板3の電子部品9をボ
ンディングする位置に塗布すると、塗布の必要な面積が
大きくても、それに対応した広さの塗布面34aを有す
る軟質多孔性部材34を単に基板3の所定位置に圧着さ
せるだけの単純な塗布作業によって、必要な面積範囲の
全域に接着剤を一挙に塗布することができ、タクト時間
が短縮する。また、接着剤の塗布範囲や塗布量は軟質多
孔性部材の塗布面の大きさや形によって正確に規制でき
るので、塗布不足や過剰塗布、はみ出し塗布等がなく高
品質なボンディングを達成することができる。
透させ拡散した状態の接着剤を基板3の電子部品9をボ
ンディングする位置に塗布すると、塗布の必要な面積が
大きくても、それに対応した広さの塗布面34aを有す
る軟質多孔性部材34を単に基板3の所定位置に圧着さ
せるだけの単純な塗布作業によって、必要な面積範囲の
全域に接着剤を一挙に塗布することができ、タクト時間
が短縮する。また、接着剤の塗布範囲や塗布量は軟質多
孔性部材の塗布面の大きさや形によって正確に規制でき
るので、塗布不足や過剰塗布、はみ出し塗布等がなく高
品質なボンディングを達成することができる。
【0035】しかも、塗布面34aが本実施の形態3の
ように基板3側に凸の湾曲形状を有していると、ディス
ペンサ31の下降位置を正確に制御することにより、塗
布面34aを基板3に圧着させる度合いを加減し、塗布
面34aが基板3に密着する面積を正確に調整すること
ができ、接着剤の塗布が必要な面積範囲が相似形にて変
化するような場合に対応することができる。
ように基板3側に凸の湾曲形状を有していると、ディス
ペンサ31の下降位置を正確に制御することにより、塗
布面34aを基板3に圧着させる度合いを加減し、塗布
面34aが基板3に密着する面積を正確に調整すること
ができ、接着剤の塗布が必要な面積範囲が相似形にて変
化するような場合に対応することができる。
【0036】
【発明の効果】請求項1、5の発明によれば、ボンディ
ングヘッドの先端にあるボンディングツールを部品の背
部に当接させてこれを加熱することにより、基板および
部品の接合部どうしを熱接合させてボンディングを行う
のに、ボンディングヘッド先端のボンディングツールに
よって部品を必要時間加熱した後、ボンディングツール
の降温が遅いのには関係なく、溶融した半田材を自然冷
却だけで従来よりも早期に硬化させることができ、その
分だけタクト時間が短くなるとともに高品質なボンディ
ングを達成することができる。また、自然冷却のため特
別な冷却手段が不要となるので装置の簡略化と低コスト
化を図ることができる。
ングヘッドの先端にあるボンディングツールを部品の背
部に当接させてこれを加熱することにより、基板および
部品の接合部どうしを熱接合させてボンディングを行う
のに、ボンディングヘッド先端のボンディングツールに
よって部品を必要時間加熱した後、ボンディングツール
の降温が遅いのには関係なく、溶融した半田材を自然冷
却だけで従来よりも早期に硬化させることができ、その
分だけタクト時間が短くなるとともに高品質なボンディ
ングを達成することができる。また、自然冷却のため特
別な冷却手段が不要となるので装置の簡略化と低コスト
化を図ることができる。
【0037】請求項2、6の発明によれば、塗布の必要
な面積が大きくても、これに対応した広さの塗布面を持
ち、接着剤が浸透して拡散している軟質多孔性部材を基
板の所定位置に単に圧着させるだけの単純な塗布動作に
よって塗布の必要な面積範囲の全域に一挙に塗布するこ
とができ、タクト時間が短縮する。また、接着剤の塗布
範囲や塗布量は軟質多孔性部材の塗布面の大きさや形に
よって正確に規制できるので、塗布不足や過剰塗布、は
み出し塗布、位置ずれ等がなく高品質なボンディングを
達成することができる。
な面積が大きくても、これに対応した広さの塗布面を持
ち、接着剤が浸透して拡散している軟質多孔性部材を基
板の所定位置に単に圧着させるだけの単純な塗布動作に
よって塗布の必要な面積範囲の全域に一挙に塗布するこ
とができ、タクト時間が短縮する。また、接着剤の塗布
範囲や塗布量は軟質多孔性部材の塗布面の大きさや形に
よって正確に規制できるので、塗布不足や過剰塗布、は
み出し塗布、位置ずれ等がなく高品質なボンディングを
達成することができる。
【0038】請求項3、4の発明によれば、請求項1、
2の発明のいずれか1つに加え、さらに、ボンディング
ツールを先端に持ったボンディングヘッドを通じて、部
品および基板の接合部に極く近いボンディングツールの
直ぐまわりから、前記接合部に不活性ガスを吹きつける
ので、接合部に到達した不活性ガスの濃度は雰囲気によ
っても余り低下せず、熱接合の際に、接合部および半田
材が酸化するようなことを十分に防止することができ、
高品質なボンディングを達成することができる。
2の発明のいずれか1つに加え、さらに、ボンディング
ツールを先端に持ったボンディングヘッドを通じて、部
品および基板の接合部に極く近いボンディングツールの
直ぐまわりから、前記接合部に不活性ガスを吹きつける
ので、接合部に到達した不活性ガスの濃度は雰囲気によ
っても余り低下せず、熱接合の際に、接合部および半田
材が酸化するようなことを十分に防止することができ、
高品質なボンディングを達成することができる。
【図1】本発明の実施の形態1を示すボンディング装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図2】図1の装置のボンディング作業における半田材
の温度変化等を示すグラフである。
の温度変化等を示すグラフである。
【図3】本発明の実施の形態2を示すボンディング装置
の概略構成の断面図である。
の概略構成の断面図である。
【図4】図3の装置のボンディングヘッドの先端の下面
図である。
図である。
【図5】本発明の実施の形態3を示すディスペンサの断
面図である。
面図である。
【図6】従来のボンディング装置を示す概略構成図であ
る。
る。
【図7】図6の装置のボンディング作業における半田材
の温度変化等を示すグラフである。
の温度変化等を示すグラフである。
【図8】従来の広い面積範囲への接着剤の塗布状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図9】従来のボンディング装置を示す不活性ガス供給
状態での概略構成図である。
状態での概略構成図である。
1 ボンディングヘッド 2 ボンディングツール 3 基板 4、5 接合部 11 制御手段 13 熱接合部 21 不活性ガス 22 ガス供給経路 22a 吹出し口 23 電磁弁 31 ディスペンサ 31a 先端面 32 吐出口 34 軟質多孔性部材 34a 塗布面 35 接着剤容器 35a 接着剤供給口 36 繊維束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 啓二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項1】 ボンディングヘッドの先端にあるボンデ
ィングツールを部品の背部に当接させてこれを加熱する
ことにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合さ
せてボンディングを行うのに、ボンディングヘッド先端
のボンディングツールによって部品を必要時間加熱した
後、熱接合部の半田材が完全に硬化しない時点でボンデ
ィングヘッドを後退させてボンディングツールを部品か
ら離すことにより、部品と基板の熱接合部を自然冷却さ
せてボンディングを行うことを特徴とする部品のボンデ
ィング方法。 - 【請求項2】 ボンディングヘッドの先端にあるボンデ
ィングツールを部品の背部に当接させてこれを加熱する
ことにより、基板および部品の接合部どうしを熱接合さ
せてボンディングを行うのに先立ち、ディスペンサにて
吐出される接着剤を、軟質多孔性部材に浸透させて拡散
した状態で基板の部品をボンディングする位置に塗布
し、ボンディングされる部品の基板への接着に供した
後、前記ボンディングを行うことを特徴とする部品のボ
ンディング方法。 - 【請求項3】 ボンディングヘッドの先端にあるボンデ
ィングツールを基板上の部品の背部に当接させてこれを
加熱することにより、基板および部品の接合部どうしを
熱接合させてボンディングを行う際に、ボンディングヘ
ッドを通じてボンディングツールのまわりから基板に向
けて不活性ガスを供給しながらボンディングを行うこと
を特徴とする請求項1、2のいずれか一項に記載の部品
のボンディング方法。 - 【請求項4】 ボンディングヘッドの先端面にあるボン
ディングツールを基板上の部品の背部に当接させてこれ
を加熱することにより、基板および部品の接合部どうし
を熱接合させてボンディングを行う部品のボンディング
装置において、 ボンディングヘッドの先端面のボンディングツールが設
けられている部分のまわりに、不活性ガスを基板側に向
け吹き出す吹出し口を設けたことを特徴とする部品のボ
ンディング装置。 - 【請求項5】 ボンディングヘッドの先端にあるボンデ
ィングツールにて、基板上の部品の背部に当接させてこ
れを加熱することにより、基板および部品の接合部どう
しを熱接合させてボンディングを行う部品のボンディン
グ装置において、 ボンディングヘッド先端のボンディングツールによって
部品を必要時間加熱した後、熱接合部の半田材が完全に
硬化しない時点でボンディングヘッドを後退させてボン
ディングツールを部品から離すようにボンディングヘッ
ドの動作を制御する制御手段を有したことを特徴とする
部品のボンディング装置。 - 【請求項6】 接着剤の吐出口が開口した先端面に、接
着剤の塗布が必要な面積に対応する広さの塗布面を有し
た軟質多孔性部材を設けたことを特徴とする部品ボンデ
ィング用のディスペンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030440A JPH09223868A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 部品のボンディング方法とこれに用いる装置、ディスペンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030440A JPH09223868A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 部品のボンディング方法とこれに用いる装置、ディスペンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223868A true JPH09223868A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12304002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8030440A Pending JPH09223868A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 部品のボンディング方法とこれに用いる装置、ディスペンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000312076A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品接合方法及びそれを用いた装置 |
| WO2023188066A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社新川 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030440A patent/JPH09223868A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000312076A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品接合方法及びそれを用いた装置 |
| WO2023188066A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社新川 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
| JPWO2023188066A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 |
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