CN104275277B - 粘性材料涂覆调校方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粘性材料涂覆调校方法，包括：以恰好完成目标涂覆行程的目标涂覆重量黏性材料，在一控制装置保持一挤出装置涂覆过程中驱动粘性材料挤出的螺杆转速固定下，借助一重量测量单元的涂覆重量测量来取得一个目标涂覆第一时间及挤出装置第一位移速度，以该挤出装置第一位移速度进行一待涂覆物件的涂覆路径模拟程序，使挤出装置在未实际挤出粘性材料的情况下，取得一挤出装置实际位移的目标涂覆第二时间，经由反复模拟取得第二时间等于第一时间的挤出装置第二位移速度最佳值后，使挤出装置挤出粘性材料执行粘性材料实际涂覆。
Description
【技术领域】
本发明系关于粘性材料涂覆方法，尤其关于高粘度的粘性材料以螺杆方式致动挤出的点胶机必须以目标涂覆重量沿涂覆路径恰好完成涂覆的一种接触式连续涂覆的粘性材料涂覆调校方法。
【背景技术】
习知技术于半导体芯片封装、平面显示器制造中，通常使用点胶机将粘性材料挤出形成既定图案于待涂覆物件上，其中常被使用的点胶机致动挤出方式如气压致动、旋转致动或压电致动；此等黏性材料包括一般功能的接着剂、助焊剂、防焊剂、密封剂等，其粘度大于50centipoise(CPS)时，在室温下不易藉由自身重量轻易流动；粘性材料粘度大于3,000CPS时，可于气压致动的点胶机内，以柱塞为挤出件藉切换电磁阀方式而间歇性致动空气压力进行非接触喷射涂覆；粘性材料粘度大于10,000CPS时，上述以柱塞为挤出件的气压致动方式较难使粘性材料挤出获得稳定涂覆，因此通常采用螺杆来作为挤出件，主要使点胶机内设有具螺旋棒状凸缘朝旋转轴方向旋转的螺杆，藉由螺杆旋转以解决不易挤出高粘度粘性材料的问题。
在集成电路小型化发展中，已知如覆晶技术装配过程需要施配不同的粘性材料，芯片设计者会规定使用一定目标涂覆重量的粘性材料在正确位置封装所有电气互连线，太少的粘性材料容易引起腐蚀并造成过度的热应力，太多的粘性材料导致溢流并易与其它元件干涉，因此能否恰好在正确位置处涂覆精确重量的粘性材料对封装制程的品质影响甚巨；习知技术中以非接触式喷射涂覆及接触式涂覆两种为主要技术分野；其中，非接触式喷射涂覆在使黏性材料从喷嘴以液滴状态飞散吐出弹落在待涂覆物件上时，会有惯性飞散偏移，若喷嘴与待涂覆物件间的距离越大，涂覆位置的偏移也越大；接触式涂覆为一种在黏性材料离开挤出口前便接触待涂覆物件的挤出方式，其水平位置的变化微小，黏性材料离开挤出装置挤出口时，瞬间黏性材料的最下端部与待涂覆物件表面间的距离几乎零，此接触式连续涂覆可使涂覆位置的偏移达到最小极限，有效解决涂覆位置偏移的问题。
【发明内容】
习知技术在高粘度粘性材料的涂覆上具有其需求，但由于其粘度较高的特性，在涂覆剂量、涂覆速度的掌握非常重要，此种高粘度粘性材料的涂覆以接触式涂覆并采用螺杆来作为挤出件为佳，但如何控制在一粘性材料目标涂覆量要求下，执行一目标涂覆行程，有待在量产前的调校作业精准可靠地控制各项涂覆参数，为有待研究的课题。
本发明目的，在于提供一种在一粘性材料目标涂覆量要求下，执行一目标涂覆行程的挤出装置位移速度确认是否可行的粘性材料涂覆调校方法。
依据本发明另一目的的粘性材料涂覆调校方法，包括:以恰好完成目标涂覆行程的目标涂覆重量黏性材料，在一控制装置保持一挤出装置涂覆过程中驱动粘性材料挤出的螺杆转速固定下，藉一重量测量单元的涂覆重量测量来取得一个目标涂覆第一时间及挤出装置第一位移速度，以该挤出装置第一位移速度进行一待涂覆物件的涂覆路径模拟程序，使挤出装置在未实际挤出粘性材料的情况下，取得一挤出装置实际位移的目标涂覆第二时间，经由反复模拟取得第二时间等于第一时间的挤出装置第二位移速度最佳值后，使挤出装置挤出粘性材料执行粘性材料实际涂覆者。
依据本发明再一目的的粘性材料涂覆调校方法，包括：使一挤出装置挤出粘性材料执行粘性材料实际涂覆前，先执行一待涂覆物件的涂覆路径模拟程序，该模拟程序以恰好完成目标涂覆行程的目标涂覆重量黏性材料，在一控制装置保持一挤出装置涂覆过程中驱动粘性材料挤出的螺杆转速固定下，使挤出装置在未实际挤出粘性材料的情况下以该挤出装置的一第一位移速度进行模拟，使挤出装置经由反复模拟取得最佳第二位移速度值。
本发明实施例的粘性材料涂覆调校方法，根据控制装置中预先程序化的螺杆转速、挤出装置移动速度、目标涂覆行程信息，以一先前确定的目标涂覆重量模拟实施涂覆，以检测是否于涂覆时间内恰可沿涂覆路径完成目标涂覆行程涂覆，而不用实际将预定涂覆式样的粘性材料涂覆于待涂覆物件上，藉此可以减少粘性材料的浪费、试验产品的损失，而得到最佳的验证效益。
【附图说明】
图1系本发明实施例中螺杆式致动点胶机示意图。
图2系本发明实施例中涂覆路径与目标涂覆行程示意图。
图3系本发明实施例中涂覆校正流程示意图。
【附图标记说明】
1 载台 11 待涂覆物件
2 挤出装置 21 驱动机构
22 螺杆 221 凸缘
23 供应器 24 挤出口
3 控制装置 31 重量量测单元
32 影像量测单元 33 位置量测单元
4 涂覆路径 41 角缘部
42 直线路径 X 目标涂覆重量
S 目标涂覆行程 R 螺杆转速
V1 挤出装置第一位移速度 V2 挤出装置第二位移速度
ΔV 位移速度误差值 T1 目标涂覆第一时间
T2 目标涂覆第二时间
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本发明实施例粘性材料的涂覆以接触式连续涂覆并采用螺杆来作为致动挤出件，粘性材料粘度大于10,000CPS，所述粘性材料系例如半导体封装、平面显示器制造中使用的粘性材料，如接着剂、助焊剂、防焊剂、密封剂、银膏、树脂接着剂等，在实施上可采用如图所示的点胶机，其上设有包括：
一载台1，用以承载定位待涂覆物件11；
一挤出装置2，用以将黏性材料挤出至载台1上的待涂覆物件11；挤出装置2系利用驱动机构21使螺杆22旋转，而将由供应器23所输送的黏性材料从挤出装置2挤出；所述驱动机构21包括可以驱动螺杆22旋转及上下位移的机构；螺杆22于杆状周缘表面上具适当螺距的螺旋状凸缘221，经由被驱动机构21驱动旋转而以螺旋状凸缘221将粘性材料朝挤出口24方向挤出；挤出装置2所需的粘性材料挤出量可藉控制螺杆22的转速及粘性材料自供应器23输送供给的压力大小来改变；该粘性材料在挤出结束时，藉由停止驱动机构21的旋转驱动而停止螺杆22的旋转，并藉由停止供应器23对挤出装置11供应受有压力的粘性材料，而在驱动机构21驱动螺杆22向下位移的下，使螺杆22前端封闭挤出口24而切断粘性材料的挤出；该挤出装置2的挤出口24与待涂覆物件11表面间的距离间隙设定在1mm以下；挤出装置2与待涂覆物件11的相对移动速度在1～100mm/s；
一控制装置3，与挤出装置2连结并对其进行与载台1上待涂覆物件11的相对移动控制；其同时亦控制一重量测量单元31、一影像测量单元32，一位置测量单元33的功能执行；该重量测量单元31被连接至该控制装置并提供一回馈信号，其校正方式系：由代表涂覆至该待涂覆物件表面上由量秤称量的粘性材料重量，与一先前确定的目标涂覆重量进行比较；该影像测量单元32使被连接至该控制装置，并提供一回馈信号，其校正方式系：比较代表涂覆至该待涂覆物件表面上涂覆式样的由CCD取得的影像，与一先前确定的目标涂覆式样进行比较；该位置测量单元33被连接至该控制装置，并提供一回馈信号，其校正方式系：比较由代表涂覆至该待涂覆物件表面上终点位置的挤出装置挤出口的绝对位置座标，与一先前确定的目标涂覆行程终点进行比较；控制装置3可为被建构为多个输入控制的任何电气控制装置，可独立的控制各单元或组件。
请参阅图2、3，本发明实施例粘性材料涂覆调校方法上，各参数控制、调整及校正系以「目标涂覆重量X」粘性材料恰好完成「目标涂覆行程S」涂覆路径4作为调校的基准；另外，在本发明实施例中，保持涂覆过程中「螺杆转速R」固定也是一个被考虑的调校基准；一个最佳「螺杆转速R」可参考控制装置3执行一粘性材料参数资料，藉由改变「螺杆转速R」可改变所涂覆挤出粘性材料重量，且因而改变该粘性材料的尺寸；而粘性材料涂覆式样除可由控制「螺杆转速R」来决定外，螺杆22的设计如螺距大小、螺纹斜度及螺杆22的前端与挤出口24的间距及粘性材料的粘度，也会影响挤出粘性材料的尺寸大小，但由于上述这些变因在挤出装置2被设计时已为一固定值，故本发明实施例在粘性材料涂覆的调校上将不再考虑。
「目标涂覆重量X」及「螺杆转速R」由控制装置进行设定后，必须藉「重量测量单元31的涂覆重量测量」来取得一个「目标涂覆第一时间T1」；其中「重量测量单元31的涂覆重量测量」可以采用例如磅秤的量具，使挤出装置2经由以该「螺杆转速R」挤出一预定黏性材料重量的时间，来计算以「目标涂覆重量X」恰好完成「目标涂覆行程S」的涂覆路径4所需的「目标涂覆第一时间T1」，而将「目标涂覆行程S」除于该「目标涂覆第一时间T1」即取得「挤出装置第一位移速度V1」，其可经由反复多次的「重量测量单元31的涂覆重量测量」而取得最佳值。
在取得「目标涂覆第一时间T1」及「挤出装置第一位移速度V1」后，以该「挤出装置第一位移速度V1」进行一「待涂覆物件的涂覆路径模拟」程序，此程序将使挤出装置2在未实际挤出粘性材料的情况下，依已设定的「目标涂覆重量X」、「螺杆转速R」及已取得的「挤出装置第一位移速度V1」进行「目标涂覆行程S」涂覆路径4模拟位移，以取得一挤出装置2实际位移的「目标涂覆第二时间T2」，该T2值为挤出装置2完成涂覆路径4的「目标涂覆行程S」的时间；该T2值由于机构因素或其他变因可能会与「目标涂覆第一时间T1」有落差，其可经由反复多次调整「挤出装置第一位移速度V1」并进行「待涂覆物件的涂覆路径模拟」，直到取得T2＝T1的最佳值，此时所获得的「挤出装置第二位移速度V2」值将与「挤出装置第一位移速度V1」不同，而形成为V2＝V1+ΔV(位移速度误差值)；该「待涂覆物件的涂覆路径模拟」除挤出装置2依涂覆路径4进行模拟位移外，同时亦可进行例如「螺杆转速R」或其他数据调整的模拟；而涂覆路径4可能包括为直线路径42或途经角缘部41，挤出装置2内粘性材料挤出过程中，在直线路径42依移动惯性保持连续涂覆使黏性材料的涂覆式样保持恒定，而在角缘部41则将藉控制挤出装置2移动速度，依非一定的可变速度相对移动达成，其必须在进入角缘部41后且到达角缘部41结束点之前，使挤出装置2移动速度依角缘部41弧度大小变速；在「待涂覆物件的涂覆路径模拟」中，「目标涂覆第二时间T2」系指完成涂覆路径4的「目标涂覆行程S」的时间，该期间不论「目标涂覆行程S」中有多少段直线路径42或角缘部41行程，均以「目标涂覆行程S」的全部涂覆路径4中的总时间作为「目标涂覆第二时间T2」。
完成「待涂覆物件的涂覆路径模拟」取得T2＝T1值后，将使挤出装置2执行「粘性材料实际涂覆」的程序，使挤出装置2挤出粘性材料，并在「目标涂覆重量X」、「螺杆转速R」设定下，依已取得的「挤出装置第二位移速度V2」执行「粘性材料实际涂覆」，并反复执行及作「目标涂覆结果检测」；该等检测可以包括：由位置测量单元33校正挤出装置2挤出口24的绝对位置座标，并提供一回馈信号，其校正方式系比较由挤出装置2挤出口24的绝对位置座标，其代表涂覆至该基板上的工件表面上的终点位置，与一先前确定的目标涂覆行程4终点进行比较，并根据该测量结果进行对前置时间与「挤出装置第二位移速度V2」的调整；其中，前置时间为用来触发该螺杆22旋转的补偿值，因粘性材料开始涂覆与挤出装置2抵达涂覆路径4起始点不同，此控制设计以补偿粘性材料挤出在落至待涂覆物件11之前的水平惯性位移，使黏性材料恰涂覆在涂覆路径4起始点并保持涂覆式样恒定；上述检测尚可以包括：以影像测量单元32校正涂覆式样，进而藉此调整粘性材料的流动特性。
完成「粘性材料实际涂覆」并反复执行及作「目标涂覆结果检测」取得以「目标涂覆重量X」粘性材料恰好完成「目标涂覆行程S」涂覆路径4的最佳「挤出装置第二位移速度V2」后，即属完成粘性材料涂覆调校而可以进行量产涂覆的作业；本发明实施例若目标涂覆重量、涂覆式样、涂覆路径4或粘性材料粘度发生变化，则应重新执行涂覆参数校正，以得到一新的螺杆22转速、挤出装置2移动速度、前置时间、涂覆时间与涂覆路径4信息。
本发明实施例的粘性材料涂覆调校方法，根据控制装置中预先程序化的螺杆22转速、挤出装置2移动速度、目标涂覆行程信息，以一先前确定的目标涂覆重量模拟实施涂覆，以检测是否于涂覆时间内恰可沿涂覆路径4完成目标涂覆行程涂覆，而不用实际将预定涂覆式样的粘性材料涂覆于待涂覆物件11上，藉此可以减少粘性材料的浪费、试验产品的损失，而得到最佳的验证效益。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (11)
1.一种粘性材料涂覆调校方法，包括:
以恰好完成目标涂覆行程的目标涂覆重量黏性材料，在一控制装置保持一挤出装置涂覆过程中驱动粘性材料挤出的螺杆转速固定下，借助一重量测量单元的涂覆重量测量来取得一个目标涂覆第一时间及挤出装置第一位移速度，以该挤出装置第一位移速度进行一待涂覆物件的涂覆路径模拟程序，使挤出装置在未实际挤出粘性材料的情况下，取得一挤出装置实际位移的目标涂覆第二时间，经由反复多次调整该挤出装置第一位移速度并进行待涂覆物件的涂覆路径模拟，直到取得第二时间等于第一时间的挤出装置第二位移速度最佳值后，使挤出装置挤出粘性材料执行粘性材料实际涂覆。
2.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，使一重量测量单元被连接至该控制装置并提供一回馈信号，其校正方式是：由代表涂覆至该待涂覆物件表面上由量秤称量的粘性材料重量，与一先前确定的目标涂覆重量进行比较。
3.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，使一影像测量单元被连接至该控制装置，并提供一回馈信号，其校正方式是：比较代表涂覆至该待涂覆物件表面上涂覆式样的由CCD取得的影像，与一先前确定的目标涂覆式样进行比较。
4.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，使一位置测量单元被连接至该控制装置，并提供一回馈信号，其校正方式是：比较由代表涂覆至该待涂覆物件表面上终点位置的挤出装置挤出口的绝对位置座标，与一先前确定的目标涂覆行程终点进行比较。
5.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，该挤出装置目标涂覆行程包括移动速度依非一定速度相对移动的部分。
6.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，该挤出装置的挤出口与待涂覆物件表面间的距离间隙设定在1mm以下。
7.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，挤出装置与待涂覆物件的相对移动速度在1～100mm/s。
8.如权利要求1所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，该粘性材料系关于半导体封装、平面显示器制造中，由点胶机挤出使用的粘性材料。
9.如权利要求8所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，所述粘性材料包括接着剂或助焊剂或防焊剂或密封剂。
10.如权利要求8所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，所述粘性材料包括树脂接着剂。
11.如权利要求8所述粘性材料涂覆调校方法，其特征在于，所述粘性材料包括银膏。
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