CN1903448A - 将粘合剂涂敷于基片的装置 - Google Patents

Abstract

一种将粘合剂(2)从包含粘合剂的液体容器涂敷于基片的装置，包括至少一个借助于转换阀暂时地连接到液体容器以将压力脉冲施加于液体容器的压力箱；以及用于控制转换阀和调节压力箱中压力的控制单元。根据本发明，该装置装备有传感器(4)，该传感器的输出信号表示液体容器的液位。传感器(4)包括声换能器(8)、声变换器(9)以及电子电路(10)，该电子电路操作声换能器(8)和分析由声变换器(9)所传送的信号。传感器(4)测量施加于声换能器(8)的交流电信号的频率，在该频率下液体容器中出现声学驻波。控制单元根据来自传感器的输出信号控制压力箱中的压力或者压力脉冲的长度。

Description

将粘合剂涂敷于基片的装置

技术领域

本发明涉及将粘合剂涂敷于基片的装置。

背景技术

在安装半导体芯片时，经常使用包含薄银片的环氧树脂基粘合剂。将粘合剂置于喷射器中，从气动装置向该喷射器施加压力脉冲以将粘合剂一部分一部分地压出。粘合剂的涂敷借助于具有数个由此挤出粘合剂并将粘合剂沉积在基片上的开口的分配喷嘴或者借助于具有单个由此挤出粘合剂的开口的写喷嘴来实施。写喷嘴由驱动系统沿着预定的路径导向，该驱动系统能在两个水平方向上运动以使得沉积的粘合剂在基片上形成预定的粘合剂图案。例如从EP 1432013中已知一种具有能在两个水平方向上运动的写喷嘴的半导体安装装置。喷射器布置为不动并且其出口通过管道连接到可动的写喷嘴。能传送粘合剂的原因是，只要写喷嘴在进行写动作，那么气动装置就一直产生压力脉冲。一个缺点是所传送的液体量取决于喷射器的排空程度。从专利说明书US 5199607和US 5277333已知，气动装置包括其压力水平由压力控制器进行调节的压力箱。为了保持液体的传送量恒定，在液体传送期间测量从压力箱到喷射器的管线中的压力并求积分，并且压力脉冲的长度发生变化直到达到预定值的积分。这种解决方案妨碍了与写喷嘴的写运动之间的配合。从专利申请JP 04-200671中已知，基于所传送的压力脉冲的数目或者以前传送的压力脉冲的整个持续时间来调节压力水平或者压力脉冲的长度。这种解决方案相对而言是不准确的。

发明内容

本发明的目标是开发一种将粘合剂涂敷于基片的装置，由此所传送的粘合剂量尽可能地与喷射器的排空程度无关。另外，该解决方案应当适于改型现有装置。

一种将粘合剂从包含粘合剂的液体容器涂敷于基片的装置，包括至少一个借助于通常为转换阀的阀暂时地连接到液体容器以将压力脉冲施加于液体容器的压力箱；以及用于控制阀和调节压力箱中压力的控制单元。根据本发明，该装置装备有传感器，该传感器的输出信号表示液体容器中粘合剂的填充水平。传感器包括声换能器、声变换器以及电子电路，该电子电路用来操作声换能器和用来处理由声变换器或声换能器所传送的信号以形成传感器的输出信号。传感器可分离地附接到液体容器上与出口相对的端部处。传感器优选地测量施加于声换能器的交流电信号(电压或电流)的频率，在该频率下液体容器中出现声学驻波。如前所述那样调节压力箱中压力的控制单元根据来自传感器的输出信号，即在考虑到液体容器与已经从液体容器分配出去的粘合剂量相应的液位或无用容积的情况下，调节压力箱中的压力水平或者压力脉冲的长度。实际上，在液体容器的排空程度或无用容积增大时，控制单元必须增大压力水平。

因为传感器很轻且装置对于空间的要求很低，该装置特别适于与能在三个空间方向上运动且包括写喷嘴的写头一起使用，其中液体容器可分离地附接到写头并且其出口开口到写喷嘴内。在此情况下，控制单元优选地根据来自传感器的输出信号控制压力箱中的压力而压力脉冲的持续时间不变，因此写运动的持续时间也无需变化。

附图说明

结合入本发明并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并且连同详细描述一起用来解释本发明的原理和实施。附图并不是按比例的。在附图中：

图1示出了呈喷射器形式的液体容器，其具有用来供应压缩空气的接头和用来测量喷射器液位的传感器，

图2示出了用来操作传感器的电子电路，

图3示出了用来涂敷粘合剂的装置，其中喷射器被布置为不动，

图4示出了用来涂敷粘合剂的装置，其中喷射器被布置在可动的写头上，和

图5示出了用来操作喷射器的气动装置。

具体实施方式

图1示出了呈喷射器1形式的液体容器，其例如与已知为用来将粘合剂2涂敷于基片上的芯片焊接机(Die Bonder)的半导体装配装置一起使用。盖板3布置在喷射器1的端部上以使喷射器气密。用来检测喷射器1中液位的传感器4集成在盖板3内。粘合剂2优选地借助于压缩空气通过喷射器1的末端5一部分一部分地挤出。压缩空气通过推压到压力接头7上的管道6而供应，压力接头7集成在盖板3内。所有类型的环氧树脂都能用作粘合剂2，尤其是包含银粉或薄银片的环氧树脂。

传感器4包括声换能器8、声变换器9和电子电路10，该电子电路10用来操作声换能器8和用来测定由声变换器9所传送的电信号。声换能器8优选地为压电晶体，交流电压施加于所述压电晶体以传送声波。声变换器9例如为将声学信号变换为电信号的麦克风。声换能器8和声变换器9优选地布置为在同一水平上彼此靠近。电子电路10集成在盖板3内或者安装在半导体装配装置上的某处。

喷射器的液位用长度L表示，从而长度L同时相当于粘合剂2的液位与声换能器8和声变换器9的水平之间的距离。在喷射器1逐渐排空时，长度L增大。在例子中，当喷射器1被排空、需要更换时，长度增加到L＝L_e＝6cm。

电子电路10以预定频率f传送优选地呈正弦状的交流电压U₁，该交流电压施加于声换能器8。声换能器8传送声波，该声波在喷射器1中传播、被粘合剂2反射并冲击声变换器9。在某些条件下，声学驻波形成于喷射器1中，并且在卢变换器9的位置处具有波节。测量的基本原理在于检测声学驻波的发生。声学驻波在频率f和长度L满足下式时发生：

$L=\frac{c}{4f}---\left(1\right)$

其中常量c表示空气中的声速。常量c为355m/s。因此，在施加于声换能器8的交流电压的频率f选择为f_e＝1479Hz时，那么根据公式(1)，在粘合剂2达到标识为L_e＝6cm的液位时出现声学驻波。来自声变换器9的作为时间t函数的输出信号U₂(t)就能表示为傅里叶级数：

其中系数A_n表示振幅，系数_n表示相应振荡的相位。在频率f下的振荡表示为基波或基本振荡，在频率n*f(n＞1)下的振荡表示为谐波。

声学驻波出现在声变换器9的输出信号U₂中，在于基波的振幅A₁达到了最小值以及第一谐波的振幅A₂在频率2f下达到了最大值。

为了获得实际的液位，因此必须确定出现声学驻波的频率f。图2示出了一个简单的电子电路，其输出信号与液位成比例，也就是与长度L成比例。该电子电路包括具有两个串联布置的放大器11和12且放大因子非常大的放大级。声变换器9的输出信号由这两个放大器11和12放大并且施加于声换能器8。声学反馈自动地具有这个闭环控制电路的频率f调节其自身的作用以使得在喷射器中形成声学驻波。第一放大器11的输出处的信号被供给到施密特触发部件13，该触发部件将该信号变换为一系列的方波脉冲，该方波脉冲能由更高层的控制装置来计数，例如由用来涂敷粘合剂的装置的控制装置来计数。脉冲也具有频率f。

图3示出了用来将粘合剂涂敷于基片14上的装置，其中液体容器布置为不动。液体容器是具有一个出口的喷射器1，具有一个或多个开口的喷嘴15可分离地附接至所述出口。

图4示出了用来将粘合剂涂敷于基片14上的装置，其中喷射器被布置在能在三个笛卡尔方向x、y和z上可动的写头16上，其中液体容器的出口打开入可分离地附接的写喷嘴17。通常，写喷嘴17仅具有一单个出口。

这两个装置是已知为芯片焊接机的半导体装配装置的分配站的部件。

利用这两种装置，基片14由传输系统18传输到支撑台19，在该支撑台处涂敷粘合剂，并且随后进一步从支撑台19传输到半导体装配装置的结合站，半导体芯片在结合站处置于粘合剂上。在所谓的保持阶段，将真空施加于喷射器1以防止粘合剂滴落并且在所谓的涂敷阶段施加压力脉冲以将一部分粘合剂沉积到位于支撑台19上的基片14上。

图5示出了能用来与依照图3和4的装置一起来传送粘合剂的气动装置的例子。气动装置包括进口20和出口21，进口20用来供应由外界压缩空气源产生的压缩空气，出口21通过第一压力管线22连接到喷射器1的压力接头7(图3)。气动装置包括压力箱23，该压力箱23的压力水平由第一压力传感器24测量并且借助于进口阀25来调节，压力箱23能经由进口阀25连接到进口20。而且，气动装置包括真空箱26，真空从真空源27供应到所述真空箱，并且真空箱的压力水平由第二压力传感器28测量且借助于出口阀29来调节，真空箱26能经由出口阀29连接到真空源27。真空源27例如为由压缩空气操作的文丘里喷嘴。

另外，气动装置包括转换阀30、将转换阀30连接到压力箱23的第二压力管线31、将转换阀30连接到真空箱26的第三压力管线32。转换阀30具有第一压力管线22连接到第二压力管线31或第三压力管线32的两个位置。

为了让喷射器1中的压力在压力脉冲结束时能更快地减小以及为了使在这么做时真空箱26上的负荷更小，优选地第二转换阀34在第三压力管线32中布置于转换阀30和真空箱26之间，该第三压力管线32每次暂时地连接喷射器1和环境空气直到压力已经降低到大气压力的水平。

传感器4的输出信号以及压力传感器24和28的输出信号被供给到控制单元33。控制单元33控制所有的阀25、29、30以及如果必要的话还有34。根据一种优选的操作方法，在保持阶段开始时，压力箱23就压力而言连接到进口20直到压力箱23中的压力已经达到由控制单元33根据喷射器1的液位所计算出来的数值。在涂敷阶段，压力箱23优选地保持与进口20分离。同样地，在涂敷阶段开始时，真空箱26就压力而言连接到真空源27直到真空箱26中的真空已经达到了规定的设定值。

在操作期间，转换阀30在其两个位置之间前后切换以使得喷射器1在保持阶段连接到真空源26以及在涂敷阶段连接到压力箱23。在保持阶段，传感器4测量喷射器1中的液位L。相当于喷射器1排空粘合剂时体积的无用容积对于内径为r的圆柱形喷射器而言为：

V_T＝π*r²*L                                (3)

利用根据图3的装置，根据喷射器1的测量液位L或无用容积V_T，压力箱23中的压力水平和/或涂敷阶段的持续时间增大，以使得不管喷射1的排空而将粘合剂的传送量保持恒定。

利用根据图4的装置，优选地根据喷射器1的测量液位L或无用容积V_T，仅仅是压力箱23中的压力水平增大，以使得不管喷射1的排空而将粘合剂的传送量保持恒定，而涂敷阶段的持续时间保持不变。那么，写喷嘴17的写运动的持续时间也无需改变。

压力箱23中的压力水平或者如果需要的话涂敷阶段的持续时间所需要增大的程度取决于整个系统的实际性质并且需要根据试验来确定。

用来涂敷粘合剂的装置优选地设置为一旦喷射器1被排空，即一旦液位已经达到数值L_e，就触发警报和/或停止半导体装配装置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例和应用，但是对于得益于本公开的所述领域技术人员来说，很明显，在不偏离本文的创造性概念之下，除了上述之外的很多变型都是可能的。因此除所附权利要求书及其等同替换之外，本发明并不受到限制。

Claims (5)

1.一种将粘合剂涂敷于基片的装置，包括

包含粘合剂且具有出口的液体容器，

压力箱(23)，

暂时地将压力箱(23)连接到液体容器以将压力脉冲施加于液体容器的阀，

包括声换能器(8)和声变换器(9)的传感器(4)，其中传感器(4)可分离地连接到液体容器上与出口相对的端部，

电子电路(10)，其操作声换能器(8)并且形成传感器(4)的输出信号，该输出信号表示液体容器中粘合剂的填充水平，和

控制单元(33)，其控制压力箱(23)中的压力以及该阀，其中控制单元(33)根据来自传感器(4)的输出信号调节压力箱(23)中的压力水平和/或压力脉冲的长度。

2.根据权利要求1的装置，还包括具有写喷嘴(17)的写头(16)，其中写头(16)可在三个空间方向上运动，其中液体容器可分离地安装在写头(16)上以使得液体容器的出口开口到写喷嘴(17)内，并且其中控制单元(33)根据来自传感器(4)的输出信号仅仅调节压力箱(23)中的压力水平。

3.根据权利要求1的装置，其中传感器的输出信号表示施加于声换能器(8)的交流电信号的频率，在该频率下液体容器中出现声学驻波。

4.根据权利要求2的装置，其中传感器的输出信号表示施加于声换能器(8)的交流电信号的频率，在该频率下液体容器中出现声学驻波。

5.根据权利要求1至4中任何一个的装置，适合于在液体容器中的粘合剂水平已经达到预定水平时触发警报。

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