JP2005067664A - シリンジ用液状樹脂充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体パッケージの封止に用いられる液状封止樹脂等の液状樹脂をシリンジに充填する際、磁性物質の混入した液状樹脂のシリンジへの充填を未然防止し得るシリンジ用液状樹脂充填装置を提供する。
【解決手段】 液状樹脂ストックタンク５から供給される液状樹脂をシリンジ３内に充填する注入ノズル７を有する一方、移送ホース１１と、注入ノズル７とが吐出口８を終端とする液状樹脂流路１４を形成するシリンジ用液状樹脂充填装置において、液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段を設けたので、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填される前に、液状樹脂中の磁性物質の混入を発見でき、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを未然に防止し得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体パッケージの封止に用いられる液状封止樹脂等の液状樹脂をシリンジ（注入器）に充填するシリンジ用液状樹脂充填装置に関するものである。

液状封止樹脂等の粘度が高い（例えば３０〜５００Ｐａ・ｓ）液状樹脂をシリンジに充填するシリンジ用液状樹脂充填装置として、複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされた液状樹脂ストックタンクと、液状樹脂ストックタンクと移送ホースによって接続されると共に真空雰囲気室内にあってシリンジの上方に配置され、液状樹脂ストックタンクから供給される液状樹脂をシリンジ内にシリンジ上端の上端開口部から注入して充填する注入ノズルとを具備しており、液状樹脂ストックタンク内の液状樹脂を注入ノズルに供給し、さらに、注入ノズルから液状樹脂をシリンジに注入して充填するシリンジ用液状樹脂充填装置が知られている（特開２００１−２１９０号公報、特開２００２−３２６６０７号公報参照。）。

一方、かかるシリンジ用液状樹脂充填装置は、半導体パッケージ用液状封止樹脂の充填に使用されるものであり、充填する液状樹脂に磁性物質（多くの場合、鉄系導電性金属粉）が混入することは、導電性金属粉混入による半導体パッケージの回路短絡に起因する不良の原因となるため許されない。

しかし、従来のシリンジ用液状樹脂充填装置には、かかる鉄系導電性金属粉等の磁性物質の混入を発見、防止するに足りる機能を具備するものは知られていない。
特開２００１−２１９０号公報 特開２００２−３２６６０７号公報

本願発明は、上記従背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、半導体パッケージの封止に用いられる液状封止樹脂等の液状樹脂をシリンジに充填する際、液状樹脂中の磁性物質の混入を発見し、かかる磁性物質混入液状樹脂のシリンジへの充填を未然防止し得るシリンジ用液状樹脂充填装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、上端開口部と下端注出口とを有する複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、前記真空雰囲気室の外部に配置された液状樹脂ストックタンクと、前記真空雰囲気室内の前記シリンジの上方に配置され、前記液状樹脂ストックタンクから供給される液状樹脂を前記シリンジ内に前記上端開口部から注入、充填する注入ノズルとを有する一方、立設された前記注入ノズルの下端に前記液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、前記ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記液状樹脂ストックタンクと連結した移送ホースが接続される分岐管と、前記ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを具備し、前記移送ホースと、前記注入ノズルとが前記吐出口を終端とする液状樹脂流路を形成するシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項２に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項１記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路に液状樹脂供給制御手段を有することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項２記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記磁性物質検出手段により得られた磁性物質検出情報に基づき、前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止し得ることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項３記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止した後、前記磁性物質検出手段を通過した前記液状樹脂流路中の液状樹脂を除去し得ることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、上端開口部と下端注出口とを有する複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、前記真空雰囲気室の外部に配置された液状樹脂ストックタンクと、前記真空雰囲気室内の前記シリンジの上方に配置され、前記液状樹脂ストックタンクから供給される液状樹脂を前記シリンジ内に前記上端開口部から注入、充填する注入ノズルとを有する一方、立設された前記注入ノズルの下端に前記液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、前記ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記液状樹脂ストックタンクと連結した移送ホースが接続される分岐管と、前記ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを具備し、前記移送ホースと、前記注入ノズルとが前記吐出口を終端とする液状樹脂流路を形成するシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段を設けたことを特徴とするので、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填される前に、液状樹脂中の磁性物質の混入を発見し得るという優れた効果を奏する。

請求項２に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項１記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路に液状樹脂供給制御手段を有することを特徴とするので、請求項１記載の発明の効果に加えて、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを防止し得るという優れた効果を奏する。

請求項３に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項２記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記磁性物質検出手段により得られた磁性物質検出情報に基づき、前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止し得ることを特徴とするので、請求項２記載の発明の効果に加えて、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを未然に防止し得るという優れた効果を奏する。

請求項４に係る発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、請求項３記載のシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止した後、前記磁性物質検出手段を通過した前記液状樹脂流路中の液状樹脂を除去し得ることを特徴とするので、請求項３記載の発明の効果に加えて、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを確実に未然防止し得るという優れた効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。尚、本発明のシリンジ用液状樹脂充填装置は、下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

ここで、図１は、本発明のシリンジ用液状樹脂充填装置の一実施形態の構成を示す斜視図である。すなわち、本発明のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、上端開口部１と下端注出口２とを有する複数本のシリンジ３が配置される真空雰囲気室４と、この真空雰囲気室４の外部に配置された液状樹脂ストックタンク５と、真空雰囲気室４内のシリンジ３の上方に配置され、液状樹脂ストックタンク５から供給される液状樹脂６をシリンジ３内に上端開口部１から注入、充填する注入ノズル７とを有する一方、立設された前記注入ノズル７の下端に液状樹脂６の吐出口８を有する円筒状のノズル本体９と、このノズル本体９の側面から延出され、その先端に液状樹脂ストックタンク５と連結した移送ホース１１が接続される分岐管１０と、ノズル本体９の内壁１２に摺接しながら上下動可能であるプランジャー１３とを具備し、前記移送ホース１１と、前記注入ノズル７とが前記吐出口８を終端とする液状樹脂流路１４（図２参照）を形成するシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段１５を設けたものである。

以下、これを、さらに詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るシリンジへの液状樹脂のシリンジ用液状樹脂充填装置は、図１に示すように、真空雰囲気室４と、液状樹脂ストックタンク５と、注入ノズル７とを具備している。真空雰囲気室４は、アクリル樹脂板等で作製されたものであり、開閉自在に設けた出し入れ口（図示せず）を閉じると密閉状態になるようにしてある。真空雰囲気室４は、その側面に排気筒１６が設けてあり、この排気筒１６に真空ポンプ１７が接続してある。また、真空雰囲気室４は、その側面に真空計１８を備えており、真空雰囲気室４内の真空度を測定可能としている。また、真空雰囲気室４は、真空ポンプ１７及び真空計１８と接続している制御器１９によって、真空ポンプ１７の動作を制御することにより、真空雰囲気室内４の真空度を所定の真空度に保持できるようにしている
また、真空雰囲気室４内には、上端開口部１と下端注出口２とを設けて形成された複数本のシリンジ３が配置される。これらのシリンジ３は、シリンジスタンド２０の上面に縦方向及び横方向に配列して保持されている。これら、各シリンジ３は、その上端開口部１を上に、下端注出口２を下にして保持されている（図２参照）。シリンジスタンド２０は、計量秤（図示せず）の上に載置されており、シリンジ３内に注入された液状樹脂６を計量できるようになっている。シリンジスタンド２０は、上記計量秤と共に、スタンド移動装置２１によって、水平方法及び垂直方向に移動可能としている。

また、このシリンジ用液状樹脂充填装置において、液状樹脂６がストックされる液状樹脂ストックタンク５は、下部がテーパー形状になっており、その下端に樹脂出口２２が設けてあり、この樹脂出口２２から液状樹脂６を送り出すようにしている。液状樹脂ストックタンク５の外周には、液状樹脂６の温度を調整する温度調整装置２３が付設されている。液状樹脂ストックタンク５の樹脂出口２２には、移送ホース１１の一端が接続されており、移送ホース１１の他端は注入ノズル７の分岐管１０（図２参照）に接続されている。この注入ノズル７は、真空雰囲気室４内にあってシリンジ３の上方に配置されている。

注入ノズル７は、液状樹脂ストックタンク５から供給された液状樹脂６を、下端に形成した吐出口８（図２参照）から吐出して、シリンジ３の上端開口部１からシリンジ３内に注入する。注入ノズル７及びシリンジ３は、真空雰囲気中に配置されるので、液状樹脂６に空気が巻き込まれることなしに、液状樹脂６をシリンジ３内に充填することができる。

また、注入ノズル７は、図２に示すように、立設されていて、その下端に液状樹脂６の吐出口８を形成している円筒状のノズル本体９と、ノズル本体９の側面から延出され、その先端に前記移送ホース１１が接続される分岐管１０と、ノズル本体９の内壁１２に摺接しながら上下動可能であるプランジャー１３とを備えている。プランジャー１３は、プランジャー駆動用シリンダー２６によって、ノズル本体９の内壁１２に摺接しながら上下動できるようにしている。なお、プランジャー１３がノズル本体９の内壁１２に摺接する部分は、円筒形状としている。

そして、プランジャー１３の先端部２７が分岐管１０の出口３０より上方位置に達するまでプランジャー１３を上昇させたときには、ノズル本体９と分岐管１０とが連通し、プランジャー１３の先端部２７が吐出口８に達する位置までプランジャー１３を下降させたときには、プランジャー１３の側面で分岐管１０の出口３０が閉塞される。なお、分岐管１０の先端側が、移送ホース１１から液状樹脂６が供給される供給口２４となり、分岐管１０のノズル本体９側が出口３０となる。

さらに、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置においては、移送ホース１１と、注入ノズル７とが吐出口８を終端とする液状樹脂流路１４を形成し、この液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段１５である磁気センサ１５ａを液状樹脂流路１４の一部である移送ホース１１の外側に周設している。上述したように、本発明のシリンジ用液状樹脂充填装置は、主として、半導体パッケージ用液状封止樹脂の充填に使用されるものであり、充填する液状樹脂に磁性物質（多くの場合、鉄系導電性金属粉）が混入することは、導電性金属粉混入による半導体パッケージの回路短絡に起因する不良の原因となるため、かかる磁性物質、或いは、かかる磁性物質の混入した液状樹脂６が、シリンジ３に充填されることは、確実に回避することが必要とされる。この点、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置は、磁気センサ１５ａを具備するので、かかる磁性物質、或いは、かかる磁性物質の混入した液状樹脂６の存在を充填前に使用者に通報し、磁性物質の混入による半導体パッケージ等の上記トラブルを未然防止し得ることとなる。このように、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置においては、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填される前に、液状樹脂中の磁性物質の混入を発見することができることとなる。かかる磁気センサ１５ａとしては、移送ホースの内径が、約１０ｍｍ程度、液状樹脂６の移送速度を１０ｍ／分程度を想定すると、磁性物質である鉄系導電性金属粉の粒子径２０μｍ程度のものを検知し得るものが好ましい。かかる磁気センサ１５ａを使用することにより、液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の全量について磁性物質の混入の有無を連続的に検知することができる。

一方、注入ノズル７の分岐管１０の先端に位置する供給口２４（図２参照）近傍の移送ホース１１には液状樹脂供給制御手段２５である液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａを設けている。液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａは、前後自在に移動する断面視が略矩形状の押片２８と、その対向面に配置されたプレート２９とで、移送ホース１１を挟んで、液状樹脂６の供給を制御するピンチコック式のものである。この液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａによれば、上記プランジャー１３による液状樹脂６のシリンジ３への供給の制御とは別に、液状樹脂６の供給の制御を行うことができ、特に、液状樹脂６の供給の緊急停止が、必要な場合等に有効である。本実施形態では、後述するように、上記磁性物質検出手段１５である磁気センサ１５ａにより得られた磁性物質検出情報と連動して、液状樹脂６の供給の緊急停止ができるので、上記した液状樹脂６中の磁性物質の管理が容易にできることとなる。この結果、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置においては、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを防止し得ることとなる。

以下、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置を用いて、液状樹脂６をシリンジ３内に注入して充填する際の動作等について、図３乃至図５に基づいて説明する。

まず、通常の充填動作においては、この液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａを開放した状態で、主として、プランジャー１３を上下動することにより、所定量の液状樹脂６を上記計量秤で秤量しつつ、シリンジ３内に注入して充填することができる（図３参照）。

一方、かかる充填動作の最中に、液状樹脂６中に磁性物質３１の混入した場合（図４（ａ）参照）、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置磁性物質検出手段１５である磁気センサ１５ａの検知エリア内に入り、これが、磁気センサ１５ａにより検知されると（図４（ｂ）参照）、磁気センサ１５ａにより得られた磁性物質検出情報に基づき、液状樹脂供給制御手段２５である液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａにより液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の供給を停止することとなる（図４（ｃ）参照）。この場合、例えば、磁気センサ１５ａにより得られた磁性物質検出情報に対応した出力信号を受け、上記液状樹脂供給制御手段２５である液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａの開閉度を制御する信号を出力するように構成できる。制御方法は、特に制限されないが、公知のフィードバック制御技術を利用できる。その結果、磁性物質の混入した液状樹脂がシリンジへ充填されることを未然に防止し得ることとなる。

また、本実施形態のシリンジ用液状樹脂充填装置にあっては、前記液状樹脂供給制御手段２５である液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａにより前記液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の供給を停止した後、磁性物質検出手段１５である磁気センサ１５ａを通過した液状樹脂流路１４の中の液状樹脂を除去することができる。具体的には、図５に示すような、除去方法が可能である。すなわち、磁気センサ１５ａにより得られた磁性物質検出情報に基づき、液状樹脂供給制御手段２５である液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａにより液状樹脂流路１４を通過する液状樹脂６の供給を停止した（図５（ａ）参照）後、スタンド移動装置２１を移動させることにより真空雰囲気室４内に設置した異物パン３２に、液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａの開閉操作により、ノズル本体９の吐出口８を経由して、磁性物質３１の混入した液状樹脂６を廃棄することができるというものである（図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）。この結果、磁性物質３１の混入した液状樹脂６がシリンジ３へ充填されることを確実に未然防止し得ることとなる。

なお、ノズル本体９、分岐管１０及びプランジャー１３等の材質は、磁性物質検出手段１５の機能を確保し得る限度において、鉄、ステンレス等の金属であっても良いが、耐久性を有し、且つ、磁性を有しない点等を考慮すると、フッ素樹脂などのプラスチック類であることが好ましい。

また、本実施形態においては、磁性物質検出手段１５として磁気センサ１５ａを使用し、これを液状樹脂流路１４を構成する移送ホース１１に設置する一方、液状樹脂供給制御手段２５として液状樹脂供給ピンチバルブ２５ａを使用し、これを液状樹脂流路１４を構成する移送ホース１１に設置したが、磁性物質検出手段１５、或いは、液状樹脂供給制御手段２５を液状樹脂流路１４を構成する注入ノズル７に設置しても良く制限されない。

また、本実施形態においては、磁気センサ１５ａにより得られた磁性物質検出情報のデータ等を記憶、管理し、さらに、かかるデータを前段の工程にフィードバックし、例えば、前段の工程における金属部の磨耗度の管理に活用する等のより高度な品質管理を実現するため、パーソナルコンピュータ等の電子計算機３３を接続可能としているが、かかる機能は、例えば、制御器１９に委ねることも可能である。

さらに、本実施形態における液状樹脂６中の、磁性物質３１の高度な管理をより有意義なものとするため、液状樹脂ストックタンク５にフィルタ（図示せず）を設け、粗大な異物を除去すること等は当然に可能である。かかるフィルタは、例えば、ＰＴＦＥ製の多孔質素材等に代表される付着樹脂の剥離性に優れた耐溶剤性、非導電性素材で、構成することが好ましい。

本願発明の一実施形態であるシリンジ用液状樹脂充填装置の構成を示す斜視図である。 同シリンジ用液状樹脂充填装置の構成の要部を示す断面図である。 同シリンジ用液状樹脂充填装置において、液状樹脂６の充填動作の各ステップを示すもので、（ａ）〜（ｃ）は、前記各ステップの概略を示す断面図である。 液状樹脂６中に磁性物質３１が混入した場合の液状樹脂供給停止に至る動作の各ステップを示すもので、（ａ）〜（ｃ）は、前記各ステップの概略を示す断面図である。 磁性物質３１の混入した液状樹脂６の廃棄動作の各ステップを示すもので、（ａ）〜（ｅ）は、前記各ステップの概略を示す断面図である。

符号の説明

１ 上端開口部（シリンジ３）
２ 下端注出口（シリンジ３）
３ シリンジ
４ 真空雰囲気室
５ 液状樹脂ストックタンク
６ 液状樹脂
７ 注入ノズル
８ 吐出口（ノズル本体９）
９ ノズル本体
１０ 分岐管（注入ノズル７）
１１ 移送ホース
１２ 内壁（ノズル本体９）
１３ プランジャー
１４ 液状樹脂流路
１５ 磁性物質検出手段
１５ａ 磁気センサ
１６ 排気筒
１７ 真空ポンプ
１８ 真空計
１９ 制御器
２０ シリンジスタンド
２１ スタンド移動装置
２２ 樹脂出口（液状樹脂ストックタンク５）
２３ 温度調整装置（液状樹脂ストックタンク５）
２４ 供給口（分岐管１０）
２５ 液状樹脂供給制御手段
２５ａ 液状樹脂供給ピンチバルブ
２６ プランジャー駆動用シリンダー
２７ 先端部（プランジャー１３）
２８ 押片（液状樹脂供給ピンチバルブ２５）
２９ プレート（液状樹脂供給ピンチバルブ２５）
３０ 出口（分岐管１０）
３１ 磁性物質
３２ 異物パン
３３ 電子計算機

Claims (4)

1. 上端開口部と下端注出口とを有する複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、前記真空雰囲気室の外部に配置された液状樹脂ストックタンクと、前記真空雰囲気室内の前記シリンジの上方に配置され、前記液状樹脂ストックタンクから供給される液状樹脂を前記シリンジ内に前記上端開口部から注入、充填する注入ノズルとを有する一方、立設された前記注入ノズルの下端に前記液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、前記ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記液状樹脂ストックタンクと連結した移送ホースが接続される分岐管と、前記ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを具備し、前記移送ホースと、前記注入ノズルとが前記吐出口を終端とする液状樹脂流路を形成するシリンジ用液状樹脂充填装置において、前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂中の磁性物質を検出する磁性物質検出手段を設けたことを特徴とするシリンジ用液状樹脂充填装置。
2. 前記液状樹脂流路に液状樹脂供給制御手段を有することを特徴とする請求項１記載のシリンジ用液状樹脂充填装置。
3. 前記磁性物質検出手段により得られた磁性物質検出情報に基づき、前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止し得ることを特徴とする請求項２記載のシリンジ用液状樹脂充填装置。
4. 前記液状樹脂供給制御手段により前記液状樹脂流路を通過する液状樹脂の供給を停止した後、前記磁性物質検出手段を通過した前記液状樹脂流路中の液状樹脂を除去し得ることを特徴とする請求項３記載のシリンジ用液状樹脂充填装置。

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