JP2005185916A

JP2005185916A - スクリュー式ディスペンサー

Info

Publication number: JP2005185916A
Application number: JP2003428826A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Imoto; 和信井元
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】リアルタイムで吐出量の調整を行うことができ、液剤の安定した塗布作業を行うことができるスクリュー式ディスペンサーを提供する。
【解決手段】アンダーフィル材を蓄積するシリンジ２と、シリンジから供給されるアンダーフィル材をディスペンスヘッドの先端部のノズル３から吐出させるためのスクリュー４と、スクリューを駆動させるためのモーター５を備え、アンダーフィル材を塗布する被処理体の表面にノズルから吐出したアンダーフィル材を塗布するスクリュー式ディスペンサー１において、モーターに流れる電流量を電流計８で検知し、電流量に応じて制御ユニット６から電源８に対して信号を発して、モーターの回転数を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明はスクリュー式ディスペンサーに関する。詳しくは、スクリューを駆動するモーターに流れる電流量に応じてモーターの回転数を制御することによって、安定した液剤塗布を実現しようとしたスクリュー式ディスペンサーに係るものである。

電子機器の小型化、動作の高速化、高機能化等に伴う半導体装置の微細化及び高集積化の要求に対して、単に半導体チップを多ピン化することにより対応することは物理的に困難になっており、近年、ピン型半導体パッケージに代えて、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型半導体パッケージやＬＧＡ（Land Grid Array）型半導体パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

これらＢＧＡ型半導体パッケージやＬＧＡ型半導体パッケージは、はんだボール等により実装基板に接合された後、ＢＧＡ型半導体パッケージやＬＧＡ型半導体パッケージと実装基板の隙間に樹脂材（アンダーフィル材）を注入して接合部分を外部の衝撃等から保護し、接続信頼性の向上を図っている。

また、基板上に電子部品を実装する様な場合には、電子部品の実装を行う前に電子部品を固定するための接着剤やはんだペースト等を基板に塗布している。

この様なアンダーフィル材の注入や、接着剤、はんだペースト等の塗布には、一般にディスペンサーが用いられており（例えば、特許文献２参照。）、ディスペンサーの一種に、スクリューを回転させてアンダーフィル材等を吐出するスクリュー式ディスペンサーがある。

以下、図面を用いてスクリュー式ディスペンサーについて説明する。なお、以下ではアンダーフィル材の塗布を例に挙げて説明を行うが、接着剤やはんだペーストの塗布についても同様である。

図３はスクリュー式ディスペンサーの一例を説明するための模式図であり、ここで示すスクリュー式ディスペンサー１０１は、アンダーフィル材を蓄えるシリンジ１０２と、シリンジから供給されるアンダーフィル材をディスペンスヘッドの先端部に設けられたノズル１０３から吐出させるためのスクリュー１０４と、スクリューを駆動するためのモーター１０５を備える。

そして、アンダーフィル材の塗布（パッケージと実装基板の隙間へのアンダーフィル材の注入）を行う場合には、パッケージの上方でディスペンスヘッドの位置決めを行った後、パッケージと実装基板の隙間にアンダーフィルが流れ込む位置までノズルを下降させた状態でスクリューを回転させてノズルからアンダーフィル材を吐出する。

ここで、アンダーフィル材の中には、時間の経過と共に硬度が増し、粘度が大きくなるものがあり、この様なアンダーフィル材の場合には、スクリュー式ディスペンサーで塗布作業を行っていくうちに徐々に粘度が増していき、徐々にノズルからの吐出量が少なくなってしまう。

そこで、従来、時間の経過と共に変化するアンダーフィル材の粘度に対応すべく図４に示す様なフローに沿って、設備設定の補正を行っていた。

即ち、通常のアンダーフィル材の塗布作業は、図４中符号ａで示す様に、スクリュー式ディスペンサーのスクリューの回転数等の設備設定を行い、ノズルからの吐出量を設定した後に、モーターを駆動してスクリューを回転させ、シリンジに蓄積されたアンダーフィル材をノズルから吐出し、アンダーフィル材の塗布を行う。

一方、予め設定した所定吐出回数若しくは所定吐出時間に達した時には、図４中符号ｂで示す様に、例えば、計量用の被処理体ダミーにアンダーフィル材の塗布を行う等の方法によって、ノズルから吐出されているアンダーフィル材が所望量であるか否かの計量作業を行い、アンダーフィル材の吐出量がアンダーフィル材の硬化に伴って減少している場合には、スクリューの回転数等の設定を補正し、所望の吐出量となる様に調整を行う。

以上の様な補正を行うことによって、従来、時間の経過に伴って変化するアンダーフィル材の粘度に対応し、スクリュー式ディスペンサーからの吐出量の均一化を図っている。

特開平１１−１０２９８８号公報

特開２０００−１２６６６２号公報

しかしながら、上記した様な吐出量の調整方法は、実際にノズルから吐出したアンダーフィル材を所定の間隔で計量を行っており、リアルタイムでの吐出量の調整を行うことができない。即ち、吐出量の計量時には、所望の吐出量となる様にスクリューの回転数等の補正を行い、吐出量の調整を行うことができるものの、計量時と計量時の間については、何らの調整を行うこともなされていない。

なお、計量時と計量時の間のモーターの回転数について、塗布しようとするアンダーフィル材の硬化に関するデータに基づいてスクリューの回転数を制御するという方法を併用することで、計量時と計量時の間の吐出量をある程度調整することができるが、この様な調整方法は、あくまで統計的データに基づく調整方法であり、必ずしも充分に吐出量の調整を行うことができるとは言い切れない。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、リアルタイムでの吐出量の調整を行うことができ、液剤の安定した塗布作業を行うことができるスクリュー式ディスペンサーを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るスクリュー式ディスペンサーは、液剤を貯留するシリンジと、該シリンジから供給される液剤をノズルから吐出させるスクリューと、該スクリューを駆動するモーターを備え、被処理体の表面に前記ノズルから吐出した液剤を塗布するスクリュー式ディスペンサーにおいて、前記モーターに流れる電流量を検知し、同電流量が略所定量となる様に、前記モーターの回転数を制御している。

ここで、スクリューを駆動するモーターに流れる電流量を検知し、この電流量が略所定量となる様にモーターの回転数を制御することによって、時間の経過と共に吐出しようとする液剤の硬度が増し、粘度が大きくなったとしても、リアルタイムで粘度に応じたスクリューの回転数を実現することができる。

即ち、スクリューを駆動するモーターの性質上、液剤の粘度が増したとしても、モーターは回転数を保とうとするために、液剤の粘度の増大に応じてモーターの負荷が増大し、モーターの負荷の増大に伴って、モーターに流れる電流量が増大することになる。つまり、液剤の粘度が増すことに起因してモーターに流れる電流量が増大することになる。
従って、モーターに流れる電流量に応じてモーターに与える電力量を調整してスクリューの回転数を大きくすることによって、リアルタイムで液剤の粘度に応じたスクリューの回転数を実現することができ、ノズルから吐出する液剤の均一化を図ることができる。

なお、モーターに流れる電流量が基準量に達した場合には、モーターの駆動を停止して塗布作業を中止することが望ましい。
これは、液剤が一定以上の粘度となった場合には、モーターに与える電力量を増大し、スクリューの回転数を上げたとしても、液剤の吐出量の増大を見込めないために、塗布作業を継続したとしても無意味に帰することになる。従って、液剤が一定以上の粘度となったか否かについて、モーターに流れる電流量が基準量に達したか否かを基準として、一定の電流量に達した場合には、モーターの駆動を停止して塗布作業を中止することが望ましい。

上記した本発明のスクリュー式ディスペンサーでは、リアルタイムで液剤の吐出量を調整することができ、液剤の安定した塗布作業を行うことができる。
また、液剤の塗布量が微量になるほど、液剤の安定した塗布作業が求められるために、液剤の安定した塗布作業の実現は、液剤の微量塗布を可能にする。

更に、塗布作業中に液剤の吐出量の計量を行う必要が無いので、効率的に塗布作業を行うことができ、歩留の向上を実現できる。

また、スクリューを駆動するモーターに流れる電流量が基準量に達した場合に、モーターの駆動を停止することにより、液剤の急激な粘度変化による異常の検知を行うことが可能となる。更に、無意味に帰する塗布作業を効果的に低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用したスクリュー式ディスペンサーを説明するための模式図であり、ここで示すスクリュー式ディスペンサー１は、上記した従来のスクリュー式ディスペンサーと同様に、アンダーフィル材と蓄えるシリンジ２と、シリンジから供給されるアンダーフィル材をディスペンスヘッドの先端部に設けられたノズル３から吐出させるためのスクリュー４と、スクリューを駆動するためのモーター５を備える。

また、モーターにはモーターに流れる電流量を計測する電流計８が接続されており、電流計には電流計の値を検知してモーターに電力を供給する電源７に対して供給電力の補正を促す信号を発する制御ユニット６が接続されている。

更に、制御ユニットは、塗布作業開始直後にモーターに流れている電流の１．５倍の電流がモーターに流れた場合には、電源に対してモーターに供給する電力の停止を促す信号を発する様に構成されている。

ここで、制御ユニットが電源に対してモーターに供給する電力の停止を促す信号を発するのは、無意味に帰す塗布作業を効率的に低減するためであり、即ち、アンダーフィル材が一定以上の粘度になった場合には、モーターに与える電力量を増加してスクリューの回転数を上げたとしても、アンダーフィル材の吐出量の増大を見込めないために、この様な状態になった場合には塗布作業の中止を行うべく、スクリューを停止するためである。
従って、塗布しようとする液剤の種類やノズルの大きさ、モーターのギア比等の条件によってスクリューを停止するタイミングは異なり、電源に対してモーターに供給する電力の停止を促す信号を発するタイミングは、必ずしも塗布作業開始直後のモーターに流れている電流の１．５倍の電流がモーターに流れた時でなくても良いのは勿論である。

以下、上記の様に構成されたスクリュー式ディスペンサーによるノズルからのアンダーフィル材の吐出量の制御方法について図２を用いて説明を行う。

アンダーフィル材の塗布は、上記した従来の塗布方法と同様に、スクリュー式ディスペンサーのスクリューの回転数等の設備設定を行い、ノズルからの吐出量を設定した後に、電源からモーターに電力を供給してスクリューを回転させてシリンジに蓄積されたアンダーフィル材をノズルから吐出して行うのであるが、本発明を適用したスクリュー式ディスペンサーでは、スクリューを駆動させるためのモーターに流れる電流量を電流計によって常に計測し、この計測したモーターを流れる電流量に変化が生じた場合には、図２中符号ｃで示す様に、電流量の変化量に応じて制御ユニットから電源に対して供給電力の増大を促す信号を発して、モーターを流れる電流量が常に略一定となる様に調整を行う。

ここで、上記した様に、スクリューを駆動するモーターの性質上、アンダーフィル材の粘度が増大したとしても、モーターは回転数を保とうとするために、モーターに流れる電流量の増大はモーターへの負荷の増大を意味し、モーターへの負荷の増大は時間の経過に伴うアンダーフィル材の粘度の増大を意味するものであり、モーターに流れる電流が大きいほど、アンダーフィル材の粘度が大きくなったことを意味する。

従って、上記の様に、モーターを流れる電流量の変化量に応じて制御ユニットから電源に対してモーターへの供給電力の増大を促す信号を発することによって、アンダーフィル材の粘度の増大に応じてスクリューの回転数を上げる結果となり、時間の経過と共にアンダーフィル材の粘度が増大したとしても、リアルタイムで粘度に応じたスクリューの回転数を実現でき、時間の経過によらずノズルからのアンダーフィル材の吐出量の均一化を図ることができる。

また、電流計の値が塗布作業開始直後のモーターに流れている電流の１．５倍の電流量となった場合には、図２中符号ｄで示す様に、塗布作業を中止する。即ち、制御ユニットから電源に対してモーターへの電力の供給停止を促す信号を発する。

なお、急激なアンダーフィル材の粘度変化によって塗布作業開始直後のモーターに流れている電流の１．５倍以上の電流値を電流計が示した場合のみならず、徐々にアンダーフィル材の粘度変化が生じて、累積的に塗布作業開始直後のモーターに流れている電流の１．５倍以上の電流値を電流計が示した場合であっても塗布作業を中止する。

上記したスクリュー式ディスペンサーでは、モーターに接続された電流計により常にモーターに流れる電流量を計測しており、電流計の値に変化が生じるとリアルタイムでモーターに供給する電力を調整する様に電源に対して制御ユニットが信号を発する様に構成されており、リアルタイムでアンダーフィル材の吐出量を調整することができ、アンダーフィル材の安定した塗布作業を実現することができる。

また、安定した塗布作業が実現することによって、例えば、２ｍｇのアンダーフィル材の塗布を目標として作業を行った場合に、±５％の誤差での微量塗布が実現できる等、アンダーフィル材の微量塗布を実現できる。

上記した本発明の実施例では、アンダーフィル材を吐出するスクリュー式ディスペンサーを例に挙げて説明を行ったが、スクリュー式ディスペンサーによって塗布する液剤は、必ずしもアンダーフィル材に限定される必要は無く、接着材やはんだペーストであっても構わない。

本発明を適用したスクリュー式ディスペンサーを説明するための模式図である。本発明を適用したスクリュー式ディスペンサーによるノズルからのアンダーフィル材の吐出量の制御方法を説明するためのフローチャートである。従来のスクリュー式ディスペンサーを説明するための模式図である。従来のスクリュー式ディスペンサーによるノズルからのアンダーフィル材の吐出量を制御するためのフローチャートである。

符号の説明

１スクリュー式ディスペンサー
２シリンジ
３ノズル
４スクリュー
５モーター
６制御ユニット
７電源
８電流計

Claims

液剤を貯留するシリンジと、
該シリンジから供給される液剤をノズルから吐出させるスクリューと、
該スクリューを駆動するモーターを備え、
被処理体の表面に前記ノズルから吐出した液剤を塗布するスクリュー式ディスペンサーにおいて、
前記モーターに流れる電流量を検知し、同電流量が略所定量となる様に、前記モーターの回転数を制御する
ことを特徴とするスクリュー式ディスペンサー。
前記モーターに流れる電流量が基準量に達した場合に、同モーターの駆動を停止する
ことを特徴とするスクリュー式ディスペンサー。