DE10145396B4

DE10145396B4 - Method and device for applying fluids

Info

Publication number: DE10145396B4
Application number: DE10145396A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Häcker
Original assignee: Hacker Automation; HAECKER AUTOMATION
Current assignee: Hacker Automation; HAECKER AUTOMATION
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: AU2002210353A1; DE10145396A1; DE10193819D2; WO2002022278A2; WO2002022278A3

Abstract

Verfahren zum Aufbringen eines fluiden Stoffes auf einen Körper (9), insbesondere zum Aufbringen eines Klebers auf die Unterseite eines für eine elektronische Baugruppe verwendbaren in einem nachfolgenden Fügeprozess vorgesehenen Körpers (9), bei dem der fluide Stoff zunächst auf einen Zwischenträger aufgetragen wird, wobei die Schichtdicke des fluiden Stoffs auf dem Zwischenträger mit einer Abstreifvorrichtung (4) auf einen vorbestimmten Wert konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenträger eine Folie (1) dient, die Folie (1) mit dem flächig aufgebrachten fluiden Stoff in eine Position bewegt wird, bei der sich unter der Folie (1) eine mit Vertiefungen (10.1) versehene Auflagefläche (10) befindet, in dieser Position der zu fügende Körper (9) oberhalb der Auflagefläche (10) positioniert wird während die Drehbewegung der Folie (1) unterbrochen wird, wobei der Körper auf die benetzte Folie aufgesetzt wird und sich die Folie (1) mindestens teilweise in die Vertiefungen (10.1) legt und der Körper (9) von der Folie...Method for applying a fluid substance to a body (9), in particular for applying an adhesive to the underside of a body (9) to be used for an electronic assembly in a subsequent joining process, in which the fluid is first applied to an intermediate carrier, wherein the layer thickness of the fluid on the intermediate carrier with a stripping device (4) is kept constant at a predetermined value, characterized in that as intermediate carrier a film (1) is used, the film (1) moves with the surface applied fluid in a position is, in which under the film (1) is provided with recesses (10.1) bearing surface (10) is positioned in this position, the body to be joined (9) above the support surface (10) while the rotational movement of the film (1) is interrupted, wherein the body is placed on the wetted film and the film (1) at least partially i n places the depressions (10.1) and the body (9) of the foil ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines fluiden Stoffes auf einen Körper, insbesondere zum Aufbringen eines Klebers auf die Unterseite eines für eine elektronische Baugruppe verwendbaren in einem nachfolgenden Fügeprozess vorgesehenen Körper, bei dem der fluide Stoff zunächst auf einen Zwischenträger aufgetragen wird, wobei die Schichtdicke des fluiden Stoffs auf dem Zwischenträger mit einer Abstreifvorrichtung auf einen vorbestimmten Wert konstant gehalten wird.The The invention relates to a method and a device for applying a fluid substance on a body, in particular for application an adhesive on the underside of a for an electronic assembly usable in a subsequent joining process body provided at the fluid substance first on an intermediate carrier is applied, wherein the layer thickness of the fluid on the subcarrier with a scraper to a predetermined value constant is held.

Das Verfahren ist vorzugsweise für den Einsatz in der Mikrosystem- und Systemtechnik geeignet.The Method is preferably for suitable for use in microsystems and systems engineering.

Für den Aufbau und die Montage elektronischer Baugruppen werden vor der Bestückung von Trägerelementen mit gewünschten Bauteilen, Halbleiterchips oder anderen elektronischen Baugruppen die für die Verbindung notwendigen Kleber häufig mit Hilfe von Siebdruckverfahren oder Dispensverfahren auf die Oberflächen von Substraten oder der Bauelemente aufgebracht.For the construction and the assembly of electronic assemblies are before the assembly of support elements with desired Components, semiconductor chips or other electronic components for the Connection necessary glue often by means of screen printing or dispensing on the surfaces of Substrates or components applied.

Bei Siebdruckverfahren ist nachteilig, dass für den Kleberauftrag aufwendige Werkzeuge erforderlich sind, die neben hohen Herstellungskosten noch einen umfangreichen Einricht- und Wartungsaufwand verursachen. Ein weiterer Nachteil ist dabei, dass ein gleichmäßiger Klebermaterialtransport durch das Sieb während vieler Druckzyklen nur schwer zu erreichen ist, Schwankungen der physikalischen Eigenschaften des Klebermaterials, insbesondere seine Viskosität, unmittelbar darauf Einfluss nehmen.at Screen printing process is disadvantageous that consuming for the application of adhesive Tools are required, in addition to high production costs yet to cause a lot of setup and maintenance. One Another disadvantage is that a uniform adhesive material transport through the sieve during many printing cycles is difficult to achieve, fluctuations in the physical properties of the adhesive material, in particular its Viscosity, directly influence.

Das Aufbringen von Klebematerial mit Hilfe der Dispenstechnik erfordert vor allem eine nur mit Aufwand zu erreichende, reproduzierbar zu dispensende Klebermaterialmenge. Dies erfolgt in der Regel durch die Positionierung eines Dispenswerkzeugs, wie z. B. einer Dispensnadel. Ferner können dadurch Störungen auftreten, dass durch unbeabsichtigte, nicht kontrollierbare Verdrängung des aufgebrachten Klebermaterials beim Aufbringen des Bauteils dazu führen, dass Bereiche mit Klebermaterial versehen werden, bei denen dies für die nachfolgenden Prozesse zu Störungen führt. Nachteilig ist ferner, dass die bekannten Verfahren für die Chip-on-Chip-Montage nicht geeignet sind.The Application of adhesive material with the help of Dispenstechnik requires especially one achievable only with effort, reproducible too dispensing amount of adhesive. This is usually done by the positioning of a dispensing tool, such. B. a dispensing needle. Furthermore, it can disorders occur due to unintentional, uncontrollable displacement of the applied adhesive material during application of the component to it to lead, that areas are provided with adhesive material in which this for the subsequent processes to disruptions leads. Another disadvantage is that the known methods for chip-on-chip assembly are not suitable.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden im Stand der Technik verschiedene Verfahren zum Auftragen von notwendigen Medien durch Siebdruck oder Dispensen entwickelt.to Avoiding these disadvantages has been different in the prior art Method for applying necessary media by screen printing or Dispensings developed.

In DE 199 08 625 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebermaterial auf flächige Bauteile wie Substrate, Halbleiterchips oder dergleichen angegeben, die ein Kleberbett aufweist und bei der im Bereich der Kleberbettoberfläche ein Siebelement angeordnet werden kann, dessen Öffnung ein Hindurchtreten von Klebermaterial erlaubt, wobei das Kleberbett und das Siebelement so aufeinander abgestimmt sind, dass nur eine begrenzte Menge Klebermaterial vor, während oder nach dem Aufsetzvorgang des Bauteils zur Benetzung dessen Auflagefläche das Siebelement passiert.In DE 199 08 625 A1 a device for applying adhesive material is indicated on flat components such as substrates, semiconductor chips or the like, which has an adhesive bed and in which in the region of the adhesive bed surface, a sieve element can be arranged, the opening of which allows passage of adhesive material, the adhesive bed and the sieve element so coordinated with each other, that only a limited amount of adhesive material before, during or after the placement of the component for wetting the bearing surface passes through the screen element.

Nach DE 44 23 204 A1 ist eine Vorrichtung zur schnelleren Durchführung des Beschichtens von elektronischen Bauteilen bekannt, bei der ein Tauchkopf auf einem Halter angeordnete elektronische Bauteile in Felder aus Kontaktpaste taucht, die durch ein Förderband mit oberer, ebener Oberfläche zu einer Tauchstelle befördert werden. Die Felder werden mittels einer Abstreifvorrichtung auf dem Band erzeugt. Das Förderband ist bevorzugt ein Endlosband aus nichtrostendem Stahl, das mit einer Tragplatte an der Tauchstelle vertikal abgestützt wird, um die Ebenheit des Feldes der Kontaktpaste zu gewährleisten. Eine Abstreifvorrichtung befindet sich bezüglich der Umlaufrichtung des Bandes vor der Tauchstelle und kann durch ein auf das Band entlang fahrendes Pasten-Reservoir gebildet sein, das die Paste durch Heben und Senken einer Klinge zudosiert. Nach der Tauchstelle kann eine Kratzerklinge angeordnet sein, um die überstehende Paste abzufangen und in eine Einrichtung zu führen, die die Paste durch einen Filter zurück in das Reservoir pumpt.To DE 44 23 204 A1 For example, there is known a device for speeding up the coating of electronic components, in which an immersion head immersed on a holder electronic components immersed in fields of contact paste, which are conveyed by a conveyor belt with upper, flat surface to a dive. The fields are generated by means of a stripper on the belt. The conveyor belt is preferably a stainless steel endless belt vertically supported by a support plate at the dipping point to ensure the flatness of the contact paste field. A scraper is located with respect to the direction of rotation of the tape in front of the dipping point and may be formed by a moving past on the tape paste reservoir, which dosed the paste by raising and lowering a blade. After the dipping site, a scraper blade may be positioned to scavenge the supernatant and guide it into a device that pumps the paste back into the reservoir through a filter.

Bei den bekannten Siebdruck- und Dispensverfahren ist nachteilig, dass sie nicht direkt in den Fügeprozess integrierbar sind. Ferner ist die erreichbare volumetrische Präzision sowie die gewünschte Positioniergenauigkeit oftmals nicht ausreichend.at the known Siebdruck- and dispensing is disadvantageous that do not go directly into the joining process can be integrated. Furthermore, the achievable volumetric precision as well the desired positioning accuracy often not enough.

Ferner ist aus US 5 904 501 A eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Klebstoff auf einem runden Tisch verteilt wird, danach eine Fläche eines Köpers aufgesetzt wird um den Klebstoff anzubringen, und der mit dem Klebstoff versehene Körper anschließend an ein Gehäuse angebracht wird.Furthermore, it is off US 5 904 501 A a device is known in which an adhesive is distributed on a round table, then a surface of a body is placed on to attach the adhesive, and the body provided with the adhesive is then attached to a housing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem mit einfachen Mitteln an der Unterseite eines Körpers in einem Fügeprozess vor der Platzierung ein exakt definiertes Volumen eines fluiden Stoffes flächig aufgebracht werden kann.Of the Invention is therefore the object of a method and a Specify device of the type mentioned, with the simple Means at the bottom of a body in a joining process before placing a precisely defined volume of a fluid Fabric flat can be applied.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention Task with a method which specified in claim 1 Features and with a device, which specified in claim 6 Features included, solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments are specified in the subclaims.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ist es möglich, fluide Stoffe auf eine Folie aufzubringen und danach diese Schicht auf die Unterseite eines Körpers übertragen. Damit kann ein fluider Stoff in einer Schicht mit definierter Höhe auf die Unterseite eines Körpers vor dessen nachfolgenden Fügeprozess direkt aufgebracht und der Körper anschließend an einer definierten Stelle platziert werden.With the method according to the invention and the associated Device is it possible Apply fluid substances to a film and then this layer transferred to the bottom of a body. In order to can be a fluid substance in a layer of defined height on the Bottom of a body before its subsequent joining process applied directly and the body subsequently be placed at a defined location.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The Invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the associated Drawings show:

1 eine schematische Darstellung der Anordnung im Schnitt und 1 a schematic representation of the arrangement in section and

2 die zugehörige Draufsicht. 2 the corresponding top view.

Die Folie 1 ist in einem Ring 2 eingespannt. Mit Hilfe des Antriebs 3 wird der Ring 2 mit der Folie 1 in eine gleichmäßige Rotationsbewegung versetzt. Vor der Abstreifeinrichtung 4 befindet sich auf der Oberseite der Folie 1 ein Depot 5 mit dem aufzutragenden fluiden Medium. Der Spaltabstand zwischen der Auflage am Grundkörper 6 und der Abstreifeinrichtung 4 wird mit der Höhenverstelleinrichtung 7 auf den jeweils erforderlichen Wert eingestellt. Für den Antrieb 3 wird vorzugsweise ein Elektromotor mit Reibrad verwendet. Die Folie 1 bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch den Spalt, so dass auf der Folie eine definierte Schicht des fluiden Stoffes 8 erzeugt wird, deren Dicke eine hohe Konstanz aufweist. Soll ein Bauteil an seiner Unterseite benetzt werden, wird der zu benetzende Körper 9 mit Hilfe des Greifwerkzeugs 13 oberhalb der Auflagefläche 10 auf der Folie 1 positioniert. Dabei gelangt das Greifwerkzeug 13 mit dem zu benetzenden Körper 9 in einen von der Lichtschranke 11 überwachten Bereich. Das dadurch von der Lichtschranke 11 abgegebene Signal bewirkt das Anhalten des Antriebes 3 und damit den Stillstand der Folie 1. Die Lichtschranke 11 ist an einem Befestigungsbügel 11.1 angeordnet, der wiederum mit dem Grundkörper 6 verbunden ist. Während des Stillstandes der Folie 1 wird der Köper 9 auf die benetzte Folie 1 aufgesetzt und nimmt an seiner Unterseite eine definierte Fluidschicht 8 auf. Die Einhaltung der exakten Schichtstärke wird dadurch gewährleistet, dass die Folie 1 durch einen Spalt einstellbarer Größe bewegt wird, wobei sich auf der Folie 1 vor dem Spalt ein Depot 5 des fluiden Stoffes 8 befindet, das eine ausreichende Menge für die aufzutragende Fluidschicht 8 bereitstellt. Die Folie 1 mit dem flächig aufgebrachten fluiden Stoff wird mit einer Drehbewegung in eine Position bewegt, bei der sich unter der Folie 1 eine mit Vertiefungen 10.1 versehene Auflagefläche 10 befindet. In dieser Position wird der zu fügende Körper 9 vor dem Fügeprozess auf die benetzte Folie 1 oberhalb dieser Auflagefläche 10 positioniert. Dabei wird die Drehbewegung der Folie 1 unterbrochen, so dass sich die Folie 1 mit der Fluidschicht 8 im Stillstand befindet. Zur Erleichterung des Abhebens des Körpers 9 mit der nun benetzten Unterseite wird vorteilhafterweise unterhalb der Folie 1 ein Unterdruck erzeugt, so dass sich die Folie 1 mindestens teilweise in Vertiefungen 10.1 der Auflagefläche 10 legt. Durch das Anliegen der Folie 1 in den Vertiefungen 10.1 wird die Haftfläche zwischen der Unterseite des Körpers 9 und der Folie 1 verringert und das Abheben des Körpers 9 von der Folie 1 erleichtert. Der Körper 9 wird nun mit dem Greifwerkzeug 13 abgehoben und an seinem Bestimmungsort platziert, an dem der nachfolgende Fügeprozess ausgeführt wird.The foil 1 is in a ring 2 clamped. With the help of the drive 3 becomes the ring 2 with the foil 1 set in a uniform rotational movement. In front of the stripping device 4 is on top of the slide 1 a depot 5 with the fluid medium to be applied. The gap distance between the support on the base body 6 and the stripping device 4 is with the height adjustment 7 set to the required value. For the drive 3 an electric motor with friction wheel is preferably used. The foil 1 Moves at a constant speed through the gap, leaving a defined layer of the fluid on the film 8th is generated, whose thickness has a high constancy. If a component is to be wetted on its underside, the body to be wetted becomes 9 with the help of the gripping tool 13 above the support surface 10 on the slide 1 positioned. The gripping tool arrives 13 with the body to be wetted 9 in one of the photocell 11 monitored area. The result of the photocell 11 output signal causes the stop of the drive 3 and thus the stoppage of the film 1 , The photocell 11 is on a mounting bracket 11.1 arranged, in turn, with the main body 6 connected is. During the stoppage of the film 1 becomes the body 9 on the wetted film 1 attached and takes on its underside a defined fluid layer 8th on. Compliance with the exact layer thickness is ensured by the fact that the film 1 moved through a gap of adjustable size, taking on the slide 1 a depot in front of the gap 5 of the fluid substance 8th which is a sufficient amount for the fluid layer to be applied 8th provides. The foil 1 with the surface-applied fluid substance is moved with a rotational movement in a position in which under the film 1 one with wells 10.1 provided bearing surface 10 located. In this position, the body to be joined becomes 9 before the joining process on the wetted film 1 above this support surface 10 positioned. In this case, the rotational movement of the film 1 interrupted, so that the film 1 with the fluid layer 8th at standstill. To facilitate the lifting of the body 9 with the now wetted bottom is advantageously below the film 1 creates a negative pressure, so that the film 1 at least partially in depressions 10.1 the bearing surface 10 sets. By the concern of the film 1 in the wells 10.1 will be the adhesive surface between the bottom of the body 9 and the foil 1 decreases and the lifting of the body 9 from the slide 1 facilitated. The body 9 Now with the gripping tool 13 lifted and placed at its destination at which the subsequent joining process is performed.

11: Foliefoil
22: Ringring
33: Antriebdrive
44: Abstreifeinrichtungstripping
55: Depot des fluiden Stoffesdepot of the fluid substance
66: Grundkörperbody
77: Höhenverstelleinrichtungheight adjustment device
88th: Fluidschichtfluid layer
99: Körper/zu benetzendes BauelementBody / to wetting component
1010: Auflageflächebearing surface
10.110.1: Vertiefungenwells
1111: Lichtschrankephotocell
11.111.1: Befestigungsbügelmounting bracket
1212: UnterdruckgeneratorVacuum generator
1313: Greifwerkzeuggripping tool

Claims

Method for applying a fluid to a body ( 9 ), in particular for applying an adhesive to the underside of a body which can be used for an electronic assembly and which is provided in a subsequent joining process ( 9 ), in which the fluid is first applied to an intermediate carrier, wherein the layer thickness of the fluid on the intermediate carrier with a stripping device ( 4 ) is kept constant at a predetermined value, characterized in that as an intermediate carrier a film ( 1 ), the film ( 1 ) is moved with the surface-applied fluid in a position in which under the film ( 1 ) one with depressions ( 10.1 ) provided bearing surface ( 10 ), in this position the body to be joined ( 9 ) above the support surface ( 10 ) is positioned while the rotational movement of the film ( 1 ) is interrupted, with the body is placed on the wetted film and the film ( 1 ) at least partially into the depressions ( 10.1 ) and the body ( 9 ) of the film 1 is lifted.

A method according to claim 1, characterized in that the lowering of the film ( 1 ) before putting on the body ( 9 ) he follows.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the removal of the film ( 1 ) from the body ( 9 ) by one at the bottom of the film ( 1 ) generated negative pressure.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the film ( 1 ) performs a rotational movement.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid substance on the film ( 1 ) in a front of the stripper device ( 4 ) depot ( 5 ) is applied.

Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that on a base body ( 6 ) a rotatable ring ( 2 ) in which a film ( 1 ) and the ring ( 2 ) with a drive ( 3 ), wherein on the film ( 1 ) a depot ( 5 ) is located with the fluid medium to be applied, and that the base body ( 6 ) a support surface ( 10 ) having.

Apparatus according to claim 6, characterized in that above the film ( 1 ) a scraper device ( 4 ) arranged with a height adjustment device ( 7 ) is coupled.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that above the support surface ( 10 ) a photocell ( 11 ) as a detection device, which in the presence of a body to be wetted ( 9 ) interrupts the movement of the film.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the bearing surface ( 10 ) Wells ( 10.1 ), which are connected to a negative pressure generating device.