部件的安裝方法及安裝裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供不受存在安裝裝置的溫度變化的工藝或因長時間驅動造成的安裝裝置的熱膨脹的影響而能夠高精度地安裝構件間間隙的部件的安裝方法及安裝裝置。在安裝中同時測定至安裝構件(11)的距離(B)與至基板(12)的上表面(14)的距離(A)，算出構件間間隙(D)，以成為預先設定的值的方式進行控制并安裝。
【專利說明】部件的安裝方法及安裝裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過接合構件將安裝構件安裝在基板的部件的安裝方法及安裝裝置。此處所稱的安裝例如為通過焊料凸點將MEMS元件安裝在基板的安裝或通過粘接樹脂將光學玻璃安裝在圖像傳感器芯片的安裝。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著智能手機、手寫板終端的小型化及高性能化的消費者需求，在這些終端中使用的設備的小型及高性能化的潮流加速。
[0003]這種設備中，存在安裝構件與基板之間的構件間間隙對傳感器特性產生很大影響的產品。
[0004]作為一個示例，存在攝像裝置。就攝像裝置的封裝件方法而言，從由陶瓷等的封裝件將光學玻璃與圖像傳感器芯片氣密封閉的以往的封裝件類型轉向能夠實現進一步的小型化的芯片尺寸封裝件類型。在芯片尺寸封裝件類型的攝像裝置中，成為如下的構造，即，由作為接合構件的粘接樹脂包圍圖像傳感器芯片的受光部的外周，將光學玻璃接合在該粘接樹脂之上，而將受光部氣密封閉。在攝像裝置中，為了對合焦點距離，不得不使光學玻璃與圖像傳感器芯片的距離固定。在以往的封裝件類型的攝像裝置中，由封裝件來矯正光學玻璃與圖像傳感器芯片的距離，然而在芯片尺寸封裝件類型中，由粘接樹脂進行接合，因此不存在矯正光學玻璃與圖像傳感器芯片的距離的構件。因此，需要以高精度地維持光學玻璃與圖像傳感器芯片之間的構件間間隙的方式進行安裝。
[0005]而且，作為其他示例，而存在靜電電容式MEMS加速度傳感器。在該傳感器中，檢測形成于重物的可動電極與對置的固定電極之間的靜電電容。形成有可動電極的重物被可動電子束保持。若對該重物施加加速度，則重物以可動電子束為旋轉的基點而旋轉，可動電極與固定電極之間的間隙變化。將該間隙變化作為靜電電容值的變化，而換算為靜電電容值。該靜電電容式MEMS加速度傳感器對間隙的敏感度非常高，因此不得不以數微米級的誤差安裝靜電電容式MEMS加速度傳感器與ASIC之間的構件間間隙。
[0006]以往，作為高精度控制安裝高度的部件的安裝裝置，通過被搭載在安裝機的頭的側面的激光位移計，測定從激光位移計的檢測面至基板的上表面的距離，而且將其測定結果反饋并使安裝頭驅動而進行安裝。
[0007]以下，利用圖6對以往的以高精度控制構件間間隙的部件的安裝裝置進行說明。
[0008]在以往的安裝中，具有通過位于安裝頭101的前端的吸附工具102而能夠將安裝構件104吸附保持在吸附面103的機構，相對于固定在工作臺105上的基板106使安裝頭101下降，而通過接合構件107進行安裝。
[0009]此時，通過下文記載的方法控制構件間間隙。首先，安裝前如圖7所示，利用具有基準面110的基準夾具111求出激光位移計108的檢測面109至吸附工具102的吸附面103的距離B。即，在使吸附工具102的吸附面103與基準夾具111的基準面110接觸而使吸附工具102的吸附面103與基準面110接觸了的狀態(tài)下，通過激光位移計108測定從檢測面109至基準面110的距離，而求出從檢測面109至吸附工具102的吸附面103的距離B0
[0010]然后，如圖6所示，在安裝中，利用設在安裝頭101的側面的激光位移計108，求出從檢測面109至基板106的上表面113的距離A。
[0011]若假定吸附工具102的吸附面103與安裝構件104的上表面112 —致，則在由吸附工具102的吸附面103吸附保持了安裝構件104的上表面112的狀態(tài)下，根據從檢測面109至基板106的上表面113的距離A、從檢測面109至吸附工具102的吸附面103的距離B，能夠通過E = A-B算出從吸附工具102的吸附面103至基板106的上表面113的距離即從安裝構件104的上表面112至基板106的上表面113的高度E。而且，若事先測定安裝構件104的厚度C，則能夠通過D = E-C求出安裝構件104與基板106之間的構件間間隙D。而且，在將安裝構件104安裝在基板106時，控制所述頭101的向下降方向的驅動，以使所述構件間間隙D成為預先設定的值。例如，參照專利文獻I。
[0012]【在先技術文獻】
[0013]【專利文獻】
[0014]專利文獻1:日本特開2007-157767號公報


【發(fā)明內容】

[0015]【發(fā)明要解決的課題】
[0016]但是，在所述以往的結構中，由于事先測定從激光位移計108的檢測面109至吸附工具102的吸附面103的距離B，因此受到長時間的工作造成的驅動部的溫度上升或因焊料接合中的焊料熔化造成的溫度上升所導致的安裝裝置的熱膨脹的影響。因此，如圖8的(a)及(b)所示，由于從激光位移計108的檢測面109至吸附工具102的吸附面103的距離B成為與距離B不同的距離B’，因此從事先測定的結果產生變化。因此，存在如下的問題:構件間間隙D在測定結果與實際的值之間產生差異，從而不能高精度地控制。
[0017]本發(fā)明的目的在于，提供一種部件的安裝方法及安裝裝置，不受驅動部的溫度上升或焊料接合中的焊料熔化造成的溫度上升等所導致的安裝裝置的熱膨脹的影響，而能夠高精度地控制并安裝構件間間隙。
[0018]【用于解決課題的手段】
[0019]為了實現所述目的，本發(fā)明以如下的方式構成。
[0020]根據本發(fā)明的一個方式，提供如下的部件的安裝方法，其中，
[0021]將作為部件的安裝構件保持在安裝頭，
[0022]使所述安裝頭相對于固定在工作臺上的基板進行對位，
[0023]由測定部對至所述安裝構件的高度和所述基板的上表面的高度進行測定，并且根據由所述測定部測定出的至所述安裝構件的所述高度和由所述測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度，由控制裝置進行控制以使作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的構件間間隙成為預先設定的值，同時使所述安裝頭下降，通過接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
[0024]根據本發(fā)明的其他方式，提供如下的部件的安裝裝置，其中，具備:
[0025]安裝頭；
[0026]吸附工具，其配備于所述安裝頭的前端，并能夠吸附保持作為部件的安裝構件；
[0027]工作臺，其將基板固定；
[0028]升降驅動裝置，其使所述安裝頭升降，在所述安裝頭的下降時通過接合構件對所述安裝構件進行安裝；
[0029]第一非接觸光學距離測定部，其測定測定光通過所述安裝頭內的空洞而從第一檢測面至所述安裝構件的高度；
[0030]第二非接觸光學距離測定部，其測定測定光通過所述安裝頭內的空洞而從第二檢測面至所述基板的上表面的高度；
[0031]控制裝置，其如下進行動作控制，S卩，根據由所述第一非接觸光學距離測定部測定出的所述安裝構件的所述高度和由所述第二非接觸光學距離測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度，控制所述升降驅動裝置而使所述安裝頭下降以使作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的構件間間隙成為預先設定的值，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
[0032]【發(fā)明效果】
[0033]根據本發(fā)明的所述方式，在安裝中同時測定至安裝構件的距離與至基板的上表面的距離，算出構件間間隙，控制并安裝構件間間隙。因此，不受安裝頭的升降驅動裝置等驅動部分的溫度上升或因焊料接合中的焊料熔化造成的溫度上升等所導致的安裝裝置的熱膨脹的影響，而能夠高精度地控制并安裝構件間間隙。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]根據與關于添加的附圖的優(yōu)選的實施方式相關的以下的記述可以明確本發(fā)明的內容與其他目的和特征。在本附圖中，
[0035]圖1中(a)為說明常溫時及(b)為說明安裝裝置熱膨脹時的、本發(fā)明的第一實施方式中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0036]圖2A為表示使用第一實施方式中的部件的安裝裝置的部件與基板的安裝流程(高速下降時)的說明圖，
[0037]圖2B為表示使用第一實施方式中的部件的安裝裝置的部件與基板的安裝流程(低速下降時)的說明圖，
[0038]圖2C為表示使用第一實施方式中的部件的安裝裝置的部件與基板的安裝流程(接合構件接觸及間隙保持時)的說明圖，
[0039]圖2D為表示使用第一實施方式中的部件的安裝裝置的部件與基板的安裝流程(提起及冷卻時)的說明圖，
[0040]圖2E為表示使用第一實施方式中的部件的安裝裝置的部件與基板的安裝流程(高速上升時)的說明圖，
[0041]圖3為說明本發(fā)明的第二實施方式中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0042]圖4A為說明安裝構件不透過激光光的情況下的本發(fā)明的第三實施方式中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0043]圖4B為說明安裝構件透過激光光的情況下的第三實施方式中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0044]圖5A為說明利用棱鏡的測定光的一次折射及安裝構件不透過激光光的情況下的第三實施方式的變形例中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0045]圖5B為說明利用棱鏡的測定光的二次折射及安裝構件不透過激光光的情況下的第三實施方式的變形例中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0046]圖5C為說明利用棱鏡的測定光的二次折射及安裝構件透過激光光的情況下的第三實施方式的變形例中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0047]圖6為說明以往例中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖，
[0048]圖7為通過以往例中的基準夾具求出吸附工具的保持面與激光位移計的檢測面的高度的差時的說明圖，
[0049]圖8中(a)為說明常溫時及(b)為說明安裝裝置熱膨脹時的、以往例中的部件的安裝裝置的簡略剖視圖。

【具體實施方式】
[0050]在繼續(xù)本發(fā)明的記述以前，在添加附圖中對相同構件標注相同參照符號。
[0051 ] 以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0052](第一實施方式)
[0053]圖1的(a)為表示常溫時的、本發(fā)明的第一實施方式所涉及的部件安裝裝置的結構的示意圖。
[0054]本發(fā)明的第一實施方式所涉及的部件安裝裝置具備:將形成有接合構件15的基板12固定的工作臺10 ;能夠將形成有接合構件15并且作為部件而發(fā)揮功能的安裝構件11吸附的、作為吸附工具的一個示例的玻璃吸附工具4 ;在下端搭載有該玻璃吸附工具4的安裝頭3 ;用于安裝頭3的驅動的作為升降驅動裝置的一個示例的Z軸驅動機構I ;控制Z軸驅動機構I的驅動的控制裝置16。
[0055]安裝頭3具備測定安裝頭3的Z軸方向(上下方向)的位移的位移測量機構2。位移測量機構2例如為光學式激光編碼器或線性傳感器等。在處于測定后述的距離A的第二非接觸光學距離測定部7的能夠檢測的距離外的情況下，根據基于位移測量機構2的測量值，由控制裝置16控制Z軸驅動機構I的驅動。當到達第二非接觸光學距離測定部7的能夠檢測的距離時，從基于位移測量機構2的測量值的控制，切換成基于第一非接觸光學距離測定部5及第二非接觸光學距離測定部7的測定值的控制。
[0056]在安裝頭3的下端支承有玻璃吸附工具4。玻璃吸附工具4能夠由作為下端面的吸附面26吸附保持安裝構件11的上表面13。通過控制裝置16的控制來進行玻璃吸附工具4的吸附及吸附解除動作，S卩，未圖示的真空吸引裝置的開啟及關閉、或基于真空吸引裝置與吸附面26的吸附孔之間的管路的閥的開閉。
[0057]需要說明的是，在第一及后述的第二實施方式中，作為吸附工具的一個示例，利用能夠透過測定部5、7的激光光(測定光)L5、L7的玻璃吸附工具4而進行了說明，然而并不限定于此。例如，在設為不透過激光光的吸附工具并且由吸附工具吸附了安裝構件時，可以使安裝構件的局部從吸附工具露出，而使來自測定部5的激光光照射在該露出的安裝構件的局部的上表面13。
[0058]安裝頭3在其側部具有分別朝向下方并且分別作為基準面而發(fā)揮功能的第一檢測面6與第二檢測面8，并且具備第一非接觸光學距離測定部5與第二非接觸光學距離測定部7。第一檢測面6與第二檢測面8相對于Z軸方向而配置在同一面上。
[0059]第一非接觸光學距離測定部5對從所述第一檢測面6至由玻璃吸附工具4吸附保持的所述安裝構件11的上表面13的距離B進行測定。
[0060]第二非接觸光學距離測定部7對從所述第二檢測面8至所述基板12的上表面14的距離A進行測定。
[0061]需要說明的是，作為一個示例而將第一非接觸光學距離測定部5的第一檢測面6及第二非接觸光學距離測定部7的第二檢測面8分別作為基準面，然而也可以將安裝頭3或工作臺10上的某個面作為基準面。
[0062]作為測定距離B的第一非接觸光學距離測定部5與測定距離A的第二非接觸光學距離測定部7，作為一個示例，而分別由激光位移計構成。
[0063]而且，關于從第一非接觸光學距離測定部5與第二非接觸光學距離測定部7分別射出的測定光L5、L7，安裝頭3內的、玻璃吸附工具4以外的光路由空洞9構成。S卩，從第一非接觸光學距離測定部5射出的測定光L5在通過空洞9后透過玻璃吸附工具4而到達安裝構件11的上表面13，從而測定從所述第一檢測面6至所述安裝構件11的上表面13的距離B。從第二非接觸光學距離測定部7射出的測定光L7在通過空洞9后透過玻璃吸附工具4而到達基板12的上表面14，從而測定從所述第二檢測面8至所述基板12的上表面14的距離A。
[0064]第一非接觸光學距離測定部5與第二非接觸光學距離測定部7的檢測信號及事先測定出的安裝構件11的厚度C被輸入控制裝置16。由從第一檢測面6至安裝構件11的上表面13的距離B、從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A和事先測定出的安裝構件11的厚度C，而通過控制裝置16 (具體而言，控制裝置16內的運算部)算出作為安裝構件11的下表面50與基板12的上表面14之間的距離的構件間間隙D(D = A-B-C)。
[0065]而且，在將安裝構件11向基板12安裝時，由控制裝置16算出構件間間隙D，并且通過來自控制裝置16的控制信號而由Z軸驅動機構I進行安裝頭3的向下降方向的驅動控制，以使基板12的構件間間隙D達到預先設定的值。
[0066]需要說明的是，作為一個示例，而控制作為安裝構件11的下表面50與基板12的上表面14之間的距離的構件間間隙D，然而在對象構件的應當控制的值為從安裝構件11的上表面13至基板12的上表面14的高度E的情況下，也可以基于從第一檢測面6至安裝構件11的距離B與從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A而由控制裝置16算出高度E (E = A-B)，使高度E達到預先設定的值而控制安裝頭3的Z軸驅動機構I地進行安裝。
[0067]如圖1的(b)中示出的安裝裝置熱膨脹時的狀態(tài)，例如即使在因長時間的驅動等產生的溫度上升或存在溫度變化的工藝造成安裝裝置熱膨脹，而導致從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A變化為與距離A不同的距離A’的情況、或從第一檢測面6至安裝構件11的上表面13的距離B變化為與距離B不同的距離B’的情況下，由于在安裝中測定從第一檢測面6至安裝構件11的上表面13的距離B’而算出作為安裝構件11與基板12之間的距離的構件間間隙D，因此不受安裝裝置的熱膨脹的影響而能夠高精度地安裝構件間間隙D。
[0068]利用圖2，說明作為接合構件15的一個示例而通過焊料凸點安裝安裝構件11與基板12的情況的安裝流程。然而，安裝構件11也可以為像IC芯片那樣的一般的半導體芯片或MEMS元件。而且，基板12也可以為IC芯片或在由陶瓷及有機材料構成的基材形成有配線圖案的配線基板。
[0069]將形成有接合構件15的基板12固定在例如被保持為120?160°C的工作臺10。另一方面，由例如設置在被保持為250?350°C的安裝頭3的玻璃吸附工具4來吸附保持形成有接合構件15的安裝構件11。
[0070]接下來，使對安裝構件11進行吸附保持的安裝頭3與固定在工作臺10上的基板12對位。
[0071]接下來，為了將安裝構件11安裝在基板12，首先，通過Z軸驅動機構I使安裝頭3高速下降(圖2A)。此時，在從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A大于第二非接觸光學距離測定部7的能夠檢測的距離的情況下，根據由位移測量機構2測量出的測量值，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制。
[0072]接下來，安裝頭3沿Z軸下降方向被驅動，而到達測定距離A的第二非接觸光學距離測定部7的能夠檢測的距離時，通過第二非接觸光學距離測定部7檢測從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A。當由第二非接觸光學距離測定部7檢測出距離A時，將Z軸的驅動控制從利用位移測量機構2的下降控制變更為利用第一非接觸光學距離測定部5及第二非接觸光學距離測定部7的構件間間隙D的控制。
[0073]然后，由控制裝置16算出構件間間隙D，并且當被玻璃吸附工具4保持的安裝構件11接近基板12而下降至規(guī)定的高度時，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制，使安裝頭3的下降速度減速(圖2B)。若分別形成在安裝構件11與基板12的接合構件15的直徑為例如60?80 μ m,則將安裝頭3的下降速度減速的情況設定為，比分別形成在安裝構件11與基板12的接合構件15彼此接觸的位置靠上方的位置、即作為安裝構件11與基板12之間的距離的構件間間隙D達到例如220?260 μ m的時刻。
[0074]接下來，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制，在安裝頭3進一步下降而作為安裝構件11與基板12之間的距離的構件間間隙D達到例如90?130 μ m的情況下，由控制裝置16(具體而言，控制裝置16內的判斷部)判斷為安裝構件11經由接合構件15而與基板12接觸，并在該狀態(tài)停止，在安裝頭3與工作臺10之間相對于基板12而對安裝構件11加熱加壓并保持例如3?5秒，將接合構件15熔化(圖2C)。
[0075]接下來，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制而將安裝頭3提起，以使安裝構件11與基板12之間的距離即構件間間隙D成為被預先設定的值，例如100?140 μ m,并在該狀態(tài)停止，將安裝頭3冷卻至例如120?160°C (圖2D)。
[0076]接下來，在通過控制裝置16的控制來解除玻璃吸附工具4的吸附而將安裝構件11從玻璃吸附工具4分離后，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制而使安裝頭3以高速上升(圖2E)。
[0077]如圖1的(b)所示在所述安裝流程中的、安裝頭3的升溫或冷卻時因安裝裝置的熱膨脹而造成從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A變化為距離A’的情況或從第一檢測面6至安裝構件11的上表面13的距離B變化為距離B’的情況下，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制而對安裝頭3的位置進行控制，以使構件間間隙D成為預先設定的值。
[0078]在所述安裝流程中，在安裝頭下降中或安裝構件11通過接合構件15向基板12的安裝中，由控制裝置16算出構件間間隙D，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制而對安裝頭3的位置進行控制以成為預先設定的值。但是，也可以在安裝頭下降中或安裝構件11通過接合構件15向基板12的安裝中，在由第一非接觸光學距離測定部5與第二非接觸光學距離測定部7測定出構件間間隙D后，由控制裝置16算出構件間間隙D，根據這些測定及算出結果，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制而使安裝頭3驅動。后者的方法能夠不受安裝裝置的熱膨脹(例如因安裝裝置的長時間驅動造成的熱膨脹)的影響地進行安裝。另外，前者的方法能夠不受安裝裝置的熱膨脹(例如因安裝裝置的長時間驅動造成的熱膨脹)的影響及因安裝工藝中的溫度變化造成的安裝裝置的熱膨脹的影響地進行安裝。
[0079]如上所述，在安裝中，根據從第一檢測面6至安裝構件11的上表面13的距離B與從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A的同時測定結果和安裝構件11的厚度C，由控制裝置16算出構件間間隙D，控制裝置16對Z軸驅動機構I進行驅動控制的同時安裝構件間間隙D，因此不受例如因長時間的工作造成的Z軸驅動機構I等驅動部分的溫度上升或因焊料接合中的焊料熔化造成的溫度上升等導致的安裝裝置的熱膨脹的影響，而能夠高精度地控制并安裝構件間間隙D，例如，能夠使構件間間隙D的偏差成為3σ下6μπι。
[0080](第二實施方式)
[0081]利用圖3，說明作為本發(fā)明的第二實施方式的部件安裝裝置的結構。第二實施方式與第一實施方式的安裝構件不同。
[0082]說明第一非接觸光學距離測定部5的測定光L5在厚度方向上透過安裝構件11而能夠測定從第一檢測面6至安裝構件11的下表面50的距離的情況的構件間間隙D的計算方法。第一非接觸光學距離測定部5的測定光L5透過安裝構件11的情況例如是指，安裝構件11為玻璃而透過第一非接觸光學距離測定部5的測定光L5的情況、或安裝構件11為硅芯片而第一非接觸光學距離測定部5的測定光L5的波長使用容易透過硅的IlOOnm?5000nm的波長的情況等。
[0083]在該情況下，第一非接觸光學距離測定部5測定從所述第一檢測面6至由玻璃吸附工具4吸附保持的安裝構件11的下表面50的距離F。第二非接觸光學距離測定部7測定從所述第二檢測面8至所述基板12的上表面14的距離A。
[0084]然后，根據從第一檢測面6至安裝構件11的下表面50的距離F與從第二檢測面8至基板12的上表面14的距離A，由控制裝置16 (具體而言，控制裝置16內的運算部)算出構件間間隙D(D = A-F)。
[0085]然后，在將安裝構件11向基板12安裝時，由控制裝置16算出構件間間隙D，并且通過來自控制裝置16的控制信號而由Z軸驅動機構I進行安裝頭3的向下降方向的驅動控制，以使基板12的構件間間隙D成為預先設定的值。
[0086]安裝流程除間隙的計算方法以外與第一實施方式相同。
[0087]如此在測定光L5在厚度方向上透過安裝構件11的情況下，無需事先測定安裝構件11的厚度C。因此，不受安裝構件11的厚度C的測定誤差的影響，而能夠以更高精度安裝構件間間隙D。
[0088](第三實施方式)
[0089]利用圖4A及圖4B，說明作為第三實施方式的部件安裝裝置的結構。第三實施方式與第一實施方式的非接觸光學距離測定部不同。圖4A表示以使激光光(測定光)L21不透過安裝構件11的方式配置分光干涉方式激光位移計21、檢測面22與空洞9的結構。圖4B表示以使激光光(測定光)L21透過安裝構件11的方式配置分光干涉方式激光位移計21、檢測面22與空洞9的結構。
[0090]第一實施方式及第二實施方式中的第一非接觸光學距離測定部5與第二非接觸光學距離測定部7，在第三實施方式中，由一個非接觸光學距離測定部例如分光干涉方式激光位移計21構成。分光干涉方式激光位移計21通過將在激光光(測定光)L21行進的各界面的反射光的干涉光分光而換算成距離，能夠一次測定從作為基準面的檢測面22至光路上的各面的距離。因此，能夠通過分光干涉方式激光位移計21同時測定從檢測面22至玻璃吸附工具4的吸附面26的距離B與從檢測面22至基板12的上表面14的距離A。此處，在安裝構件11被保持在玻璃吸附工具4的情況下，假定安裝構件11的上表面13與玻璃吸附工具4的吸附面26在同一平面上，假定從分光干涉方式激光位移計21的檢測面22至安裝構件11的上表面13的距離與從檢測面22至玻璃吸附工具4的吸附面26的距離相坐寸ο
[0091]需要說明的是，作為一個示例，作為基準面而采用了檢測面22，然而也可以將安裝頭或工作臺上的某個面作為基準面。
[0092]而且，構件間間隙D的計算方法除將從檢測面22至安裝構件11的上表面13的距離替換為從檢測面22至玻璃吸附工具4的吸附面26的距離B以外，與第一實施方式同樣。
[0093]作為第一非接觸光學距離測定部5的測定光L5透過安裝構件11而能夠測定從第一檢測面6至安裝構件11的下表面50的距離的情況的部件的安裝裝置的結構，如圖4B所示以分光干涉方式激光位移計21的激光光L21照射在安裝構件11的方式配置。而且，構件間間隙D的計算方法與第二實施方式同樣。
[0094]在第三實施方式中，安裝構件11可以為像IC芯片那樣的一般的半導體芯片或MEMS元件。而且，分光干涉方式激光位移計21的激光光L21的光點直徑為例如20?40 μ m,為了通過激光位移計21測定從檢測面22至基板12的距離，若使基板12的尺寸相對于安裝構件11而超出例如40?80 μ m以上，則也可以為IC芯片或在由陶瓷或有機材料構成的板狀的基材形成有配線圖案的配線基板。設為基板12的尺寸相對于安裝構件11而超出例如40?80 μ m以上即可，然而考慮到基板12的尺寸偏差或安裝構件11向玻璃吸附工具4的吸附位置，優(yōu)選超出例如10ym以上。
[0095]接下來，關于通過棱鏡使分光干涉方式激光位移計21的激光光L21折射而實現安裝頭3的小型化時的結構，作為第三實施方式的變形例而利用圖5Α?圖5C進行說明。
[0096]作為一個示例，如圖5Α所示，在與玻璃吸附工具4的吸附面13相比靠上部并且在安裝頭3的外部的側面沿著橫向(例如，沿著水平方向)具備所述分光干涉方式激光位移計21。而且，在激光光L21的光路上，通過設在安裝頭3內的棱鏡24使激光光L21朝向下方以90°折射到不存在安裝構件11的位置，而照射在基板12的上表面。其中，以不照射在安裝構件11并且激光光L21通過安裝構件11的附近的方式，將棱鏡24設置在安裝頭3內。由此，由于能夠在安裝構件11的附近測定從檢測面22至基板12的上表面14的距離Α，因此即使在基板12彎曲的情況下，也能夠減小基板12的彎曲的影響。如此，通過由棱鏡24使分光干涉方式激光位移計21的激光光L21折射，能夠確保分光干涉方式激光位移計21的測定距離。因此，與將分光干涉方式激光位移計21配置在安裝頭3內的測定位置的正上方相比，能夠實現安裝頭3的小型化。
[0097]而且，作為其他的例，如圖5B所示，在與玻璃吸附工具4的吸附面13相比靠上部并且在安裝頭3的外部的側面朝向下方地具備所述分光干涉方式激光位移計21。而且，在來自激光位移計21的激光光L21的光路上，具有與玻璃吸附工具4的吸附面13相比靠上部配置的兩個棱鏡(棱鏡23與棱鏡24)。通過安裝頭3的外側面的棱鏡23使激光光L21朝向安裝頭折射90°，使激光光L21從橫方向射入安裝頭3內。而且，在通過棱鏡23使激光光L21折射時，在激光光L21的光路上，將設在安裝頭3內的第二個棱鏡24配置在不存在安裝構件11的位置。通過該棱鏡24使激光光L21進一步朝向下方折射90°，而將激光光L21照射在基板12的上表面。其中，以不照射在安裝構件11并且激光光L21通過安裝構件11的附近的方式，將第二個棱鏡24設置在安裝頭3內。由此，在安裝構件11的附近測定從檢測面22至基板12的上表面14的距離A。
[0098]接下來，說明安裝構件η為分光干涉方式激光位移計21的激光光(測定光)L21透過的部件的情況。在該情況下，如圖5C所示在通過第二個棱鏡25使激光光L21朝向下方地折射90°而透過安裝構件11時，以激光光L21通過安裝構件11而照射在基板12的上表面13的方式，將第二個棱鏡25設置在安裝頭3內的中央部分。
[0099]需要說明的是，通過使所述各種實施方式或變形例中的任意的實施方式或變形例適宜組合，能夠起到各自具有的效果。
[0100]工業(yè)實用性
[0101]本發(fā)明的部件的安裝方法及安裝裝置能夠不受存在安裝裝置的溫度變化的工藝或安裝裝置的熱膨脹(例如因安裝裝置的長時間驅動造成的熱膨脹)的影響，而高精度地安裝構件間間隙，因此在構件間間隙對設備特性產生很大影響的芯片尺寸封裝件類型的攝像裝置或靜電電容型MEMS加速度傳感器的安裝中有用。
[0102]對于本發(fā)明，參照添加附圖而與優(yōu)選的實施方式關聯而充分地進行了記載，然而就熟悉該技術的技術人員而言了解各種變形及修正。應當理解為這種變形及修正只要不超出添加的權利要求書所限定的本發(fā)明的范圍，則包含于其中。
【權利要求】
1.一種部件的安裝方法，其中， 將作為部件的安裝構件保持在安裝頭， 使所述安裝頭相對于固定在工作臺上的基板進行對位， 由測定部對至所述安裝構件的高度和所述基板的上表面的高度進行測定，并且根據由所述測定部測定出的至所述安裝構件的所述高度和由所述測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度，由控制裝置進行控制以使作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的構件間間隙成為預先設定的值，同時使所述安裝頭下降，通過接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
2.如權利要求1所述的部件的安裝方法，其中， 至所述安裝構件的所述高度為至所述安裝構件的上表面的高度， 由所述測定部測定至所述安裝構件的所述上表面的所述高度和所述基板的所述上表面的所述高度，并且根據由所述測定部測定出的至所述安裝構件的所述上表面的所述高度和由所述測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度、所述安裝構件的厚度，由所述控制裝置進行控制以使所述構件間間隙成為所述預先設定的值，同時使所述安裝頭下降，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
3.如權利要求1所述的部件的安裝方法，其中， 至所述安裝構件的所述高度為至所述安裝構件的下表面的高度， 由所述測定部測定至所述安裝構件的所述下表面的所述高度和所述基板的所述上表面的所述高度，并且根據由所述測定部測定出的至所述安裝構件的所述下表面的所述高度和由所述測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度，由所述控制裝置進行控制以使所述構件間間隙成為所述預先設定的值，同時使所述安裝頭下降，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
4.如權利要求1?3中的任意一項所述的部件的安裝方法，其中， 在所述安裝頭的下降前算出所述構件間間隙，利用算出的所述構件間間隙，由所述控制裝置對所述安裝頭進行下降控制。
5.一種部件的安裝裝置，其中，具備: 安裝頭； 吸附工具，其配備于所述安裝頭的前端，并能夠吸附保持作為部件的安裝構件； 工作臺，其將基板固定； 升降驅動裝置，其使所述安裝頭升降，在所述安裝頭的下降時通過接合構件對所述安裝構件進行安裝； 第一非接觸光學距離測定部，其測定測定光通過所述安裝頭內的空洞而從第一檢測面至所述安裝構件的高度； 第二非接觸光學距離測定部，其測定測定光通過所述安裝頭內的空洞而從第二檢測面至所述基板的上表面的高度； 控制裝置，其如下進行動作控制，即，根據由所述第一非接觸光學距離測定部測定出的所述安裝構件的所述高度和由所述第二非接觸光學距離測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度，控制所述升降驅動裝置而使所述安裝頭下降以使作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的構件間間隙成為預先設定的值，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
6.如權利要求5所述的部件的安裝裝置，其中， 所述第一非接觸光學距離測定部測定從所述第一檢測面至所述安裝構件的上表面的高度來作為從所述第一檢測面至所述安裝構件的所述高度， 所述控制裝置如下進行動作控制，即，根據由所述第一非接觸光學距離測定部測定出的至所述安裝構件的所述上表面的所述高度、由所述第二非接觸光學距離測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度、所述安裝構件的厚度算出作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的所述構件間間隙，控制所述升降驅動裝置而使所述安裝頭下降以使所述構件間間隙成為所述預先設定的值，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
7.如權利要求5所述的部件的安裝裝置，其中， 所述第一非接觸光學距離測定部測定從所述第一檢測面至所述安裝構件的下表面的高度來作為從所述第一檢測面至所述安裝構件的所述高度， 所述控制裝置如下進行動作控制，即，根據由所述第一非接觸光學距離測定部測定出的至所述安裝構件的所述下表面的所述高度、由所述第二非接觸光學距離測定部測定出的所述基板的所述上表面的所述高度、所述安裝構件的厚度算出作為所述安裝構件與所述基板之間的距離的所述構件間間隙，控制所述升降驅動裝置而使所述安裝頭下降以使所述構件間間隙成為所述預先設定的值，通過所述接合構件將所述安裝構件安裝在所述基板。
8.如權利要求5所述的部件的安裝裝置，其中， 所述第一非接觸光學距離測定部與所述第二非接觸光學距離測定部由一個分光干涉方式激光位移計構成。
9.如權利要求8所述的部件的安裝裝置，其中， 所述分光干涉方式激光位移計配備于所述安裝頭和相同的所述升降驅動裝置，并且配置在所述安裝頭的外部， 在所述測定光的光路上具有棱鏡以使所述測定光朝向所述安裝構件與所述基板折射。
10.如權利要求9所述的部件的安裝裝置，其中， 所述分光干涉方式激光位移計沿橫方向配置在所述安裝頭， 以使來自所述分光干涉方式激光位移計的所述測定光朝向所述安裝構件與所述基板折射90°的方式配置棱鏡。
11.如權利要求9所述的部件的安裝裝置，其中， 在來自所述分光干涉方式激光位移計的測定光的光路上具有兩個棱鏡， 所述兩個棱鏡中的配置在所述安裝頭的側面的第一個棱鏡以使來自所述分光干涉方式激光位移計的所述測定光朝向所述安裝頭折射90°的方式配置， 所述兩個棱鏡中的第二個棱鏡以使由所述第一個棱鏡折射后的所述測定光朝向所述安裝構件與所述基板進一步折射90°的方式配置。
【文檔編號】H05K13/04GK104185384SQ201410213338
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2013年5月22日
【發(fā)明者】三宅貴大, 蛯原裕, 大隅貴壽, 櫻井大輔 申請人:松下電器產業(yè)株式會社