JP2005254206A - 塗布ユニット、該塗布ユニットを備えた塗布装置、および塗布ユニットの充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微量塗布が可能なピストン式の塗布ユニットのシリンジ内に、気泡を混入することなく流動性材料を充填する。
【解決手段】 塗布ユニット１は、樹脂を吐出するノズル２４と、ノズル２４に供給する樹脂を貯留するためのシリンジ２と、シリンジ２内の樹脂を押圧して押し出すためのピストン１１とを有している。シリンジ２の内壁面には、ピストン２４が密閉性を保持しながら摺動する塗布路６と、その塗布路６に連続する供給路７とが形成されている。供給路７の内径は、塗布路６の内径よりも大きく形成されている。樹脂を、その液面が段状部９より高い位置となるまでシリンジ２内に供給し、その後、ピストン１１を塗布路６に挿入することにより、気泡を混入することなく樹脂を充填することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ピストン式の塗布ユニット、その塗布ユニットを備えた塗布装置、および塗布ユニットに例えば樹脂といった流動性材料を充填する充填方法に関する。

半導体の製造工程には樹脂や液体を塗布する工程が多く、例えば、フリップ実装されたチップ同士の間に樹脂を流しこむ工程や、基板同士を接着するために接着剤を塗布する工程などが挙げられる。

図７は、ピストン式の塗布ユニット１０１に樹脂を供給する方法の一例を示している。シリンジ１２２と、シリンジ１２２の先端側に取り付けられたノズル１２４とを有する一般的な塗布ユニット１０１に樹脂を供給する場合、図示するように、塗布ユニット１０１を樹脂を貯留した供給ユニット１１０の下方に位置させ、供給ユニット１１０から樹脂を落下させることにより、シリンジ１２２内に樹脂が供給される。その後、シリンジ１２２の開口部側からピストン（不図示）を挿入することにより、シリンジ１２２内が密閉され、ピストンを必要に応じてシリンジ１２２内に押し込むことにより、ノズル１２４から樹脂が押し出される。

しかし、このような供給方法では、落下する際に樹脂が外気と触れるため、シリンジ１２２内の樹脂の中には気泡が混入してしまう。この種の塗布ユニットにおいて樹脂内に気泡が混入することは、例えば所望量の樹脂を押し出すことができないといった問題の原因となる。

図８は、特許文献１に記載された従来の充填方法を説明するための図である。図示する塗布ユニット２０１は、樹脂が充填されるシリンジ２２２と、シリンジ２２２に取り付けられたノズル２２４と、シリンジ２２２内の樹脂を押圧するためのピストン２３１とを有している。シリンジ２２２の周壁には、樹脂をシリンジ２２２内に充填する際に余分な樹脂を排出するための樹脂排出口２２２ａが設けられている。また、ノズル２２４の中間位置には、供給ユニット２１０から樹脂を供給するための連通管２２５が接続されている。ノズル２２４と連通管２２５との接続部にはバルブ２３６が設けられており、これにより、シリンジ２２２内に樹脂を充填する際にノズル２２４の先端側を閉塞してノズル先端から樹脂が漏れないようになっている。

供給ユニット２１０内の樹脂をシリンジ２２２内に充填する動作について説明する。まず、ピストン２３１を図示する位置とした状態で、供給ユニット２１０内にエアー圧を加えると、供給ユニット２１０内の樹脂は連通管２２５およびノズル２２４を経由してシリンジ内２２２に供給される。この樹脂供給動作は、樹脂が樹脂排出口２２２ａから溢れ出すまで行われる。これにより、シリンジ２２２内の空気は樹脂排出口２２２ａから押し出され、シリンジ２２２内は樹脂で満たされる。

図９は、特許文献２に記載された、樹脂内の気泡を除去する従来の方法を説明するための図である。この方法は、樹脂を貯留したタンク３１０内を真空ポンプ３４１で負圧とすることにより、タンク３１０内の樹脂を脱気するものである。この方法によって脱気された樹脂は、次いで、タンク３１０から塗布装置３０１に供給される。

図１０は、特許文献３に記載にされた従来の塗布装置を示している。図示する塗布装置４０１は、供給ユニット４１０から容器４２２内に供給されたソルダペーストを、ノズル４２４から押し出してプリント基板等に対して塗布するものである。容器４２２には真空ポンプ４４１が接続されており、容器４２２内にソルダペーストを供給した後にこの真空ポンプ４４１を駆動することにより、容器４２２内が負圧となり、ソルダペースト内の気泡を除去することができるようになっている。塗布装置４０１は主としてソルダペーストを塗布するための装置であるため、容器４２２内にはソルダペーストを攪拌するための流動装置４２６が設けられている。この流動装置４２６はまた、ソルダペーストの押出し機構としても機能するものであり、図示するように、２つのローラーを同時に時計方向に回転させることにより、ソルダペーストが除々に下方に移動してノズルから押し出されるようになっている。
特開２００１−２８１０４２号公報（第１図） 特開昭６１−２１３３８２号公報（第１図） 特開２００１−７７５２１号公報（第１図）

図８に示した特許文献１の構成では、シリンジ２２２内の空気を抜くために樹脂が樹脂排出口２２２ａから溢れ出すまで供給動作が行われるが、例えば同図に示すようにピストン２３１の直下に空気が残留した場合、これを取り除くことは困難である。また、樹脂を供給する際に、バルブ２３６や連通管２２５内に存在していた空気が気泡として混入することもあり、特許文献１の構成ではこのように混入した気泡を取り除くことも困難である。さらに、樹脂排出口２２２ａから溢れ出した樹脂を回収して再利用するための機構を設けない限り、溢れ出した樹脂はそのまま廃棄され、結果的に無駄な樹脂が消費されることとなる。

図９に示した特許文献２の構成では、タンク３１０内の樹脂から気泡を取り除くことは可能であるが、同文献には塗布装置３０１の詳細な構成については記載されていない。仮に、脱気された樹脂を図７に示すような供給ユニット１１０に充填し、その後、同図に示したような方法で樹脂をシリンジ１２２内に供給するものであったとしても、シリンジ１２２に樹脂を落下させる際に気泡が混入してしまう。また、通常、図７に示すような一般的な筒状のシリンジ１２２では、シリンジ１２２にピストン（不図示）をセットする際に空気を取り込んでしまい、気泡を混入することなくピストンをセットすることは困難である。

図１０に示した特許文献３の構成では、塗布するソルダペーストから気泡を除去することは可能であるが、ソルダペーストの押し出しが流動装置４２６によって行われるものであるため、ピストン式の塗布ユニット（例えば図８参照）と比較すると樹脂の塗布量を細かく制御して微量塗布を行うことは困難である。また、この構成では、低粘度の樹脂を塗布することや、ばらつきを抑えて定量的に塗布することは困難である。さらに、塗布装置４０１は容器４２２内に流動装置４２６を備えているため、全体として大型化しているのに加え、全体の部品点数が比較的多くなっている。

なお、樹脂内に気泡が混入した場合、具体的には以下のようなさまざまな問題が生じる。

まず、気泡が混入した場合、ノズルから樹脂を押し出すときの応答性が低下する。通常、ピストン式の塗布ユニットではピストンを押圧して変位させると、シリンジ内の樹脂が加圧され、その結果としてピストンの変位量に対応する量の樹脂がノズルから押し出される。しかし、樹脂内に気泡が混入している場合、ピストンによる押圧力はその気泡によって吸収されてしまうため、樹脂がノズルから押し出されるまでに遅れが生じるといった応答性の低下が発生する。この応答性の低下は、樹脂が所望位置に塗布されない問題や、塗布される樹脂の量が所望量に満たないといった問題の原因となる。

また、ピストンを押圧した際に加圧された気泡が、その後復元することによって、ノズルから樹脂が押し出されて「液だれ」が発生する可能性もある。液だれが発生すると不測の位置に樹脂が付着するおそれがあり、例えばチップやその周辺に付着してチップの電気的不良の発生の原因となる。

また、気泡がノズル付近に存在する場合には、ピストンを変位させても樹脂ではなく気泡が押し出されるため、樹脂が押し出されないこともある。

そこで本発明の目的は、微量塗布が可能なピストン式の塗布ユニットのシリンジ内に、気泡を混入することなく流動性材料を充填することが可能な塗布ユニットおよび塗布ユニットの充填方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような塗布ユニットを備え、気泡の混入に起因して発生する問題を伴うことなく流動性樹脂を塗布することが可能な塗布装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による塗布ユニットは、シリンジ内に充填された流動性材料をピストンで押圧して押し出す塗布ユニットにおいて、シリンジの内壁面に、前記シリンジの先端側に形成され前記ピストンが密閉性を保持しながら摺動する第１の部位と、前記第１の部位より大きな内径を有し、前記第１の部位に連続して前記シリンジの後端側に形成された第２の部位とを設けたことを特徴とする。

また、上記本発明による塗布ユニットは、前記ピストンを摺動自在に支持すると共に、前記第２の部位の端部に取り付けられて前記シリンジ内を密閉する密閉用蓋と、密閉された前記シリンジ内を脱気するための排出口とをさらに有するものであってもよい。また、ピストンは、前記ピストンと前記第１の部位との間の密閉性を保持するためのＯリングを備えていることが好ましく、密閉用蓋は、前記密閉用蓋と前記ピストンとの間の密閉性を保持するためのＯリングを備えていることが好ましい。

このように構成された本発明の塗布ユニットは、シリンジ内にピストンを挿入する前に、段付き形状に形成された相対的に内径の小さい第１の部位が下方となるようにシリンジを配置し、そのシリンジ内に流動性材料を充填し、その後、ピストンを第１の部位に挿入することにより、第１の部位とピストンとによって密閉された内部空間に流動性材料が充填される。

本発明の塗布ユニットによれば、シリンジ内に充填する流動性材料の量を、流動性材料の液面が第１の部位を超える程度とすることにより、その後の工程でピストンの下端側を流動性材料に浸した際にピストン下端面に空気が取り込まれたとしても、ピストンの下端面がまだ第１の部位に挿入されてない状態であれば、その気泡をピストンの外側に移動させて逃がすことができる。したがって、従来の一般的な筒状のシリンジと比較して、ピストンをシリンジ内に挿入する際に取り込まれる気泡の量が最小限に抑えられる。

また、本発明による塗布装置は、上記本発明による塗布ユニットと、前記塗布ユニットと塗布対象物とを相対的に位置決めする位置決め手段と、前記塗布ユニットの前記ピストンをその軸線方向に移動させる駆動手段とを有する。本発明の塗布装置は、本発明の塗布ユニットのシリンジ内を脱気するためのポンプ手段をさらに有するものであってもよい。

このように構成された本発明の塗布装置は、上記本発明による塗布ユニットを用いて塗布を行うものであり、塗布ユニットに充填された流動性材料内に気泡が混入しにくいものであるため、気泡の混入に起因して発生する問題を伴うことなく塗布が良好に実施される。また、ピストン式の塗布ユニットを用いるものであるため、ピストンの駆動手段を用いてピストンを高精度に変位させることにより、流動性材料の微量塗布が比較的容易に実施される。

また、本発明による塗布ユニットの充填方法は、シリンジの先端側に形成されピストンが密閉性を保持しながら摺動する第１の部位と、前記第１の部位より大きな内径を有し、前記第１の部位に連続して前記シリンジの後端側に形成された第２の部位とが設けられたシリンジを、前記第１の部位が下方となるように配置する工程と、前記シリンジ内に、流動性材料を前記第１の部位を越える高さまで供給する工程と、前記流動性材料が供給された前記シリンジに、前記ピストンを摺動自在に支持する密閉用蓋を取り付けることにより前記シリンジ内を密閉する工程と、前記ピストンを前記第１の部位に挿入しない状態で、前記密閉されたシリンジ内を負圧として前記流動性材料を脱気する工程と、前記流動性材料が脱気された後に、前記ピストンを前記第１の部位に挿入する工程とを有する。

本発明の充填方法によれば、まず、シリンジ内に流動性樹脂を供給した後に、シリンジ内を密閉して流動性樹脂の脱気を行い、その後、ピストンを、供給された流動性材料の上方から押し下げるようにして第１の部位に挿入するものである。したがって、シリンジ内に脱気された流動性樹脂を充填可能であり、しかも、シリンジの内壁面を段付き形状としているため、上述したような本発明の塗布ユニット同様の効果が得られ、気泡の混入も最小限に抑えられる。

特に、上記本発明の充填方法において、前記脱気する工程は、前記ピストンの下端面が前記流動性材料の液面より上方にある状態で行われることが好ましい。この場合、ピストンを流動性材料内に挿入する際に既にシリンジ内が脱気されているため、シリンジ内には空気がほとんど存在してない状態となっている。したがって、ピストンを樹脂材料内に挿入する際にピストン下面に空気が取り込まれることがない。

また、前期ピストンを第１の部位に挿入する工程は、前記脱気する工程を行いながら実施されるものであってもよい。また、前記脱気する工程は、前記シリンジの先端側に取り付けられたノズルを閉塞した状態で行われるものであってもよい。

上述したように本発明の塗布ユニットによれば、シリンジの内壁面を段付き形状とすることにより、従来の一般的な筒状のシリンジのものと比較して、ピストンをシリンジ内に挿入する際に取り込まれる気泡の量を最小限に抑えることができる。また、本発明の塗布装置によれば、本発明による塗布ユニットを用いることにより、気泡の混入に起因して発生する問題を伴うことなく流動性樹脂を塗布することができる。また、本発明による塗布ユニットの充填方法によれば、脱気された流動性材料を、気泡の混入を抑えて塗布ユニットに充填することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による塗布ユニットの構成を示す図である。

図示するように、塗布ユニット１は、樹脂を吐出するノズル２４と、ノズル２４に供給する樹脂を貯留するためのシリンジ２と、シリンジ２内の樹脂を押圧して押し出すためのピストン１１とを有している。

この塗布ユニット１は、例えば半導体の製造工程において使用される不図示の塗布装置に搭載されて使用されるものである。塗布装置（不図示）は、塗布ユニット１を保持する保持機構と、保持した塗布ユニット１のノズル先端を塗布対象物（例えば基板）に対して相対的に位置決めする位置決め機構と、塗布ユニット１のピストン１１をその軸線方向に移動させるピストン駆動機構とを有し、位置決め機構を用いて塗布対象物上の所望の位置に位置決めされた塗布ユニット１のピストンを、ピストン駆動機構で移動させることにより、ノズル２４の先端から樹脂を押し出して塗布対象物上に樹脂を塗布するものである。なお、図１に示されている、真空ポンプ４１は、塗布装置（不図示）の構成要素の１つとして用意されたものであってもよい。

ノズル２４は、細長い筒状部材からなる汎用的なものであり、先端側（図面下方）が先細りに形成され、反対側の端部がシリンジ２に取り付けられている。なお、シリンジ２に対するノズル２４の取り付け方法は、ノズル接続口１２の内壁に雌ネジ部を形成すると共に、ノズル２４の取り付け側の端部に雄ネジ部を形成し、両部材を嵌合させることにより取り付けられるものであってもよい。

シリンジ２は、片端のみが開口した筒状部材からなり、図示するように、その内周面には塗布路６と供給路７とが形成され、段付き形状となっている。シリンジ２の先端側（図面下側）に形成された塗布路６は、ピストン１１が密閉性を保持しながら摺動する構造部であり、ピストン１１の外形より僅かに大きな内径に形成されている。一方、その塗布路６に連続して上方に形成された供給路７は、塗布路６の内径よりも大きな内径を有し、シリンジ２の上端開口部まで形成されている。なお、本実施形態では、塗布路６と供給路７との境界部が、図示するように階段状の段状部９となっているが、これに限らず、塗布路６と供給路７との境界部の内径がピストン１１の移動方向にわたって徐々に変化するような形状であってもよい。

供給路７には、シリンジ２の内外を連通する１つの排出口２ａが形成されており、この排出口２ａはシリンジ２の長手方向において供給路７の中間位置よりもやや上方に位置している。排出口２ａには、真空ポンプ４１が接続されており、真空ポンプ４１を駆動することによりシリンジ２内が負圧となるように構成されている。

密閉用蓋４は、ピストン１１を摺動自在に支持すると共に、シリンジ２に対して着脱自在に設けられており、シリンジ２内に樹脂を供給した後、シリンジ２の上端開口部を閉塞するように取り付けられる。密閉用蓋４の挿通用穴の内周壁にはシール用のOリング８ｂが取り付けられている。

ピストン１１は、略円柱状の部材からなり、その外径は塗布路６の内径よりやや小さく形成されている。ピストン１１の先端側にはOリング８ａが取り付けられており、これにより、シリンジ２の塗布路６内に充填された樹脂を確実に加圧することができるようになっている。

なお、真空ポンプ４１は、シリンジ２内に供給された樹脂から確実に気泡を除去することができるように、樹脂材料の特性等に応じて出力が選定されている。また、シリンジ２および密閉用蓋４は、真空ポンプ４１でシリンジ２内を負圧にしたときにその負圧により変形することのないよう、十分な強度を有するように設計されている。

以上のように構成された本実施形態の塗布ユニット１は、そのシリンジ２の内壁面に供給路７と塗布路６とが形成されていることを主な特徴部とするものである。このように形成されたシリンジ２では、ピストン１１を挿入する前に、シリンジ２内に樹脂を段状部９を超える高さまで供給し、その後、ピストン１１を塗布路６に挿入することにより、塗布路６とピストン１１とによって密閉された内部空間に樹脂が充填されるものである。

ここで、樹脂は、その液面が段状部９を超える高さまで供給されているため、ピストン１１を押し下げると、まずピストン１１の先端側が樹脂内に浸る。ピストン１１の下端面が段状部９より上方にある状態では、Ｏリング８ａがまだ塗布路６内に押し込まれていないため、仮にピストン１１の下端面に空気が取り込まれていたとしても、その気泡をピストン１１の外側に移動させて逃がすことができる。したがって、ピストン１１を塗布路６に挿入する時点ではピストン１１の下端面には気泡がほとんど残っておらず、図７に示したような一般的な筒状のシリンジ１２２のものと比較して、ピストン１１を塗布路６に挿入する動作に起因して取り込まれる気泡の量を最小限に抑えることができる。

なお、ピストン１１の下端面に取り込まれた気泡を積極的に逃がすために、塗布ユニット１全体を鉛直方向に対して傾斜させてピストン１１の挿入動作を行うようにしてもよい。あるいは、ピストン１１の下端面を水平面ではなく下方に向かって尖った円錐状としてもよい。

このように、本実施形態の塗布ユニット１では、シリンジ２の内壁面が段付き形状となっていることにより、真空ポンプ４１を用いた脱気とは別に、樹脂内に気泡が混入することが防止される。

以上のように構成された塗布ユニット１のシリンジ２内に樹脂を充填する動作について、図２を参照して以下に説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、ノズル２４が取り付けられたシリンジ２を用意して、シリンジ２の開口部が上方となるように配置する。また、シリンジ２内に樹脂を供給した際にノズル２４から樹脂が漏れ出さないように、ノズル２４の先端をシート６に押し付けて閉塞する。そして、一般的な供給ユニット１０を用い、樹脂をシリンジ２内に落下させることにより供給する。この樹脂供給動作は、樹脂の液面が段状部９と排出口２ａとの中間位置となるまで行われる。

なお、真空ポンプ４１を接続するタイミングは特に限定されるものではなく、本実施形態のように図２（ａ）に示す工程で予め接続してもよいし、真空引きを行う直前（図２（ｂ）の工程）に接続してもよい。また、シリンジ２内に樹脂を供給したときに樹脂がノズル２４の先端から漏れ出さない場合には、シート６でノズル２４の先端を閉塞する工程は必ずしも必要ない。

次いで、図２（ｂ）に示すように、予めピストン１１が取り付けられた密閉用蓋４をシリンジ２に固定して、シリンジ２内を密閉する。ここで、ピストン１１は、その下端面が樹脂液面より高くなる位置とされている。この状態で、真空ポンプ４１の駆動を開始すると、シリンジ２内が徐々に負圧となり、樹脂内の気泡が取り除かれる。なお、この脱気処理は、例えば、シリンジ２内に対して約５０Ｐａの負圧で行われ、この場合、樹脂内の気泡は１０秒程度で除去される。

このように気泡が取り除かれる現象についてより詳細に説明する。真空ポンプ４１でシリンジ２内を負圧にすると、気泡の比重が樹脂の比重よりも小さいために気泡は樹脂液面に向かって浮上する。浮上した気泡は、樹脂液面に到達するとほぼ同時に破裂して、気泡源となっていた気体が排出口２ａを介して真空ポンプ４１に吸気される。このようにして、樹脂内に混入していた気泡が次々と取り除かれる。

次いで、図２（ｃ）に示すように、ピストン１１を、ピストン先端側のＯリング８ａがシリンジ２の塗布路６内に押し込まれるまで下方に移動させる。これにより、塗布路６とピストン１１の下端面とによって形成された内部空間に脱気処理された樹脂が充填される。この場合、先の工程で、密閉されたシリンジ２内には空気がほとんど存在していな状態となっているため、ピストン１１を樹脂内に浸す際にピストン１１の下端面に空気が取り込まれることがない。また、仮に多少の空気が取り込まれたとしても、上述した塗布ユニット１自体の作用により、シリンジ１１の下端面の気泡を逃がすことができるため、塗布路６とピストン１１とによって密閉された内部空間内に最終的に充填される樹脂に混入する気泡の量は最小限に抑えられる。

このピストン１１の挿入動作は、真空ポンプ４を駆動させながら行ってもよく、この場合、ピストン１１を挿入してＯリング８ａが塗布路６内に押し込まれた後に、真空ポンプ４の駆動を停止すればよい。また、シート６によるノズル２４先端の閉塞は、例えばこの真空ポンプ４の駆動を停止した後に解除すればよい。

以上一連の工程により、真空引きにより脱気された樹脂が、気泡を混入することなくシリンジ２内に良好に充填される。

図２（ｂ）の工程で、ピストン１１の下端面を樹脂液面より高い位置として真空引きを行う理由についてより詳細に説明する。仮に、真空引きを行う前に、図３に示すようにピストン１１の下端面を樹脂内に浸した場合、シリンジ２内にはまだ空気が残っているため、ピストン１１を樹脂内に浸す際に空気が取り込まれることがあり、その気泡がピストン１１の下端面に残留する可能性がある。この状態では、真空引きを行ってシリンジ２内を負圧にしたとしても残留した気泡を完全に取り除くことができない可能性ある。本実施形態では、この現象を防止するため、上述したように、ピストン１１を樹脂に浸す前に真空引きを実施し、その後、ピストン１１を押し下げるものとしている。

また、図２（ａ）の工程でシリンジ２内に供給する樹脂の量は、液面高さが段状部９と排出口２ａとの中間位置程度となるようにすることが好ましい。この理由は、供給する樹脂の量が多すぎる場合樹脂液面が高くなり排出口２ａに近接する。この状態で真空引きを行うと、樹脂が排出口２ａから吸引されてしまうおそれがあるためである。また、逆に供給する樹脂の量が少なすぎる場合、図４（ａ）に示すように樹脂液面は低くなり段状部９に近接する。この状態では、ピストン１１を高い位置として真空引きを行うことにより、樹脂の脱気処理自体は良好に実施することができるが（図２（ｂ）参照）、その後、図４（ｂ）に示すようにピストン１１を押し下げる際にピストン１１の下端面に空気を取り込んでしまう可能性がある。これは、樹脂液面が段状部９に近接していることにより、上述したような段状部９の作用が得られないことに起因しており、この場合、図７に示したような一般的な筒状のシリンジ１２２にピストン１１を挿入する場合と同じように空気を取り込んでしまう可能性があるためである。

以上説明したように、本実施形態の塗布ユニット１およびそれを搭載した塗布装置によれば、気泡を混入することなく樹脂をシリンジ２内に充填することができる。このように気泡の混入が防止されるため、ピストン１１の押圧力がシリンジ２内の樹脂に直接伝わるため、所望量の樹脂がピストン１１の押し出しに対応して応答性よく押し出され、良好な塗布を行うことができる。また、「液だれ」が発生することもなく、ピストン１１の移動を停止させると同時に樹脂の押し出しが停止する。また、本実施形態のようなピストン式の塗布ユニット１は、塗布装置（不図示）のピストン駆動機構を用いてピストン１１を高精度に変位させることにより、図１０に示した特許文献３の構成と比較して微量塗布を容易に実施可能である。
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態による塗布ユニットの構成を示す図である。

第２の実施形態の塗布ユニット５１は、シリンジ２２内を脱気するための排気口がシリンジ２２の周壁ではなくピストン２１側に設けられている。なお、図示されているシート１６、ノズル２４、およびシリンジ２２は図１の塗布ユニット１のものと同様であるためその説明は省略する。

塗布ユニット５１は、排気用管部材２３を備えると共に密閉用蓋４によって摺動自在に支持されたピストン２１を有しており、ピストン２１の外形は図１のピストン１１と同一形状となっている。

排気用管部材２３は、ピストン２１の中心を貫通するように軸線方向に沿って配置されており、密閉用蓋４によって密閉されたシリンジ２２の内外を連通している。排気用管部材２３には、その排気口２３ａ側から順に、シリンジ２２内を負圧とする真空ポンプ４１と、排気用管部材２３を開閉するバルブ３６が取り付けられている。これにより、バルブ３６を開弁状態として真空ポンプ４１を駆動することにより、シリンジ２２内が脱気されるように構成されている。

この塗布ユニット５１に樹脂を充填する方法を以下に説明する。

まず、図２（ａ）の工程と同様に、密閉用蓋４を外した状態でシリンジ２２内に樹脂を供給する。このときの供給量は、樹脂液面がシリンジ２２の段状部９を超える程度とすればよい。次いで、図２（ｂ）の工程と同様に、ピストン２１の下端面が樹脂液面より高い位置となるようにして密閉用蓋４をシリンジ２２に取り付ける。そして、バルブ３６を開弁状態として真空ポンプ４１を駆動することにより真空引きを行い、密閉されたシリンジ２２内を負圧とする。これにより、シリンジ２２内の空気および樹脂内に混入した気泡が脱気される。

次いで、真空ポンプ４１を駆動したまま、図２（ｃ）の工程と同様に、ピストン２１を下方に向かって押し込んでいく。すると、ピストン２１の下端面が樹脂内に浸った時点で、真空ポンプ４１の作用により、シリンジ２２内の樹脂が排気用管部材２３を介して外部に排出される。こうして、樹脂が排出口２３ａから排出されたことを確認した後に、真空ポンプ４１の駆動を停止して真空引きを終了する。なお、真空ポンプ４１の停止は、無駄な樹脂が排出されないように、樹脂が排出口２３ａから排出されたのを確認した直後に行うことがより好ましい。また、この確認動作は、排出口２３ａ付近に樹脂の排出を検出可能な公知のセンサを設けることにより実施可能である。

次いで、バルブ３６を閉弁状態として排気用管部材２３を閉塞する。これにより、負圧となっているシリンジ２２内に、排出口２３ａから外気が取り込まれることが防止される。その後、先端側が樹脂内に浸っている状態のピストン２１を、Ｏリング８ａが塗布路６内に押し込まれるまでさらに下方に移動させる。これにより、塗布路６とピストン２１の下端面とによって形成される内部空間内に、脱気処理された樹脂が気泡を混入することなく良好に充填される。

なお、第１の実施形態で説明したシート１６（図２参照）は、ノズル２４の先端に確実に当接して閉塞することができるように、弾性部材からなるものであることが好ましく、例えば樹脂シート等であってもよい。また、ノズル２４を閉塞するものであれば例えば図６に示すようなものであってもよい。図６（ａ）の塗布ユニットは、ノズル３４にバルブ４６が設けられており、これによりノズル３４が開閉されるように構成されている。バルブ４６としては、例えばハンドバルブ、電磁バルブ、または空圧バルブであってもよい。また、バルブの他にも、ノズルの先端から気泡が取り込まれることを防止する逆止弁を用いてもよい。図６（ｂ）の塗布ユニットは脱気処理を行っている最中の状態を示しており、ノズル２４の先端が容器内の樹脂に浸されている。容器内の樹脂は、シリンジ２内に充填する樹脂と同一のものである。なお、図示する閉塞方法は、単にノズル２４を閉塞するためだけのものであり、真空ポンプ４１を駆動させてシリンジ２内を負圧にすることによりノズル２４を介して容器内の樹脂をシリンジ２内に導入するものではない。したがって、この方法を利用する場合には、ノズル２４から容器内の樹脂が吸引されない程度の出力の真空ポンプ４１を選定することが好ましい。

また、シリンジ２内を負圧とするものとしては真空ポンプ４１の他にも、真空エジェクタ、真空ユニット等であってもよい。真空エジェクタを使用する場合、工場等に予め設置されているエアー源と真空エジェクタのエジェクタ部とを接続し、エジェクタ部を進退移動させることにより真空引きが実施される。

本発明の塗布ユニットは、例えば、フリップ実装されたチップとチップとの間に剛性をもたせるために塗布を行うアンダーフィル剤の塗布ユニットや、基板同士を接着するために塗布を行うクリームハンダの塗布ユニットとして利用することができる。

本発明の第１の実施形態による塗布ユニットの構成を示す図である。 図１に示す塗布ユニットのシリンジ内に樹脂を充填する動作を説明するための図である。 脱気前にピストンを押し下げた場合の問題点を説明するための図である。 シリンジ内に供給する樹脂の量が少なすぎる場合の問題点を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態による塗布ユニットの構成を示す図である。 脱気を行う際にノズルを閉塞する種々の方法を示す図である。 ピストン式の塗布ユニットに樹脂を供給する方法の一例を説明するための図である。 ピストン式の塗布ユニットに樹脂を充填する従来の充填方法を説明するための図である。 樹脂内の気泡を除去する従来の方法を説明するための図である。 ソルダペーストを脱気した後に塗布する従来の塗布装置を示す図である。

符号の説明

１、５１ 塗布ユニット
２、２２ シリンジ
２ａ 排出口
４ 密閉用蓋
６ 塗布路
７ 供給路
８ａ、８ｂ Ｏリング
９ 段状部
１０ 供給ユニット
１１、２１ ピストン
１２ ノズル接続口
１６ シート
２３ 排気用管部材
２３ａ 排出口
２４、３４ ノズル
３６、４６ バルブ
４１ 真空ポンプ

Claims (10)

1. シリンジ内に充填された流動性材料をピストンで押圧して押し出す塗布ユニットにおいて、
   前記シリンジの内壁面に、
   前記シリンジの先端側に形成され前記ピストンが密閉性を保持しながら摺動する第１の部位と、
   前記第１の部位より大きな内径を有し、前記第１の部位に連続して前記シリンジの後端側に形成された第２の部位とを設けたことを特徴とする塗布ユニット。
2. 前記ピストンを摺動自在に支持すると共に、前記第２の部位の端部に取り付けられて前記シリンジ内を密閉する密閉用蓋と、
   密閉された前記シリンジ内を脱気するための排出口とをさらに有する、請求項１に記載の塗布ユニット。
3. 前記ピストンは、前記ピストンと前記第１の部位との間の密閉性を保持するためのＯリングを備えている、請求項２に記載の塗布ユニット。
4. 前記密閉用蓋は、前記密閉用蓋と前記ピストンとの間の密閉性を保持するためのＯリングを備えている、請求項２に記載の塗布ユニット。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の塗布ユニットと、
   前記塗布ユニットと塗布対象物とを相対的に位置決めする位置決め手段と、
   前記塗布ユニットの前記ピストンをその軸線方向に移動させる駆動手段とを有する塗布装置。
6. 前記塗布ユニットの前記排出口を介して前記シリンジ内を脱気するためのポンプ手段をさらに有する請求項５に記載の塗布装置。
7. シリンジの先端側に形成されピストンが密閉性を保持しながら摺動する第１の部位と、前記第１の部位より大きな内径を有し、前記第１の部位に連続して前記シリンジの後端側に形成された第２の部位とが設けられた前記シリンジを、前記第１の部位が下方となるように配置する工程と、
   前記シリンジ内に、流動性材料を前記第１の部位を越える高さまで供給する工程と、
   前記流動性材料が供給された前記シリンジに、前記ピストンを摺動自在に支持する密閉用蓋を取り付けることにより前記シリンジ内を密閉する工程と、
   前記ピストンを前記第１の部位に挿入しない状態で、密閉された前記シリンジ内を負圧として前記流動性材料を脱気する工程と、
   前記流動性材料が脱気された後に、前記ピストンを前記第１の部位に挿入する工程とを有する、塗布ユニットの充填方法。
8. 前記脱気する工程は、前記ピストンの下端面が前記流動性材料の液面より上方にある状態で行われる、請求項７に記載の塗布ユニットの充填方法。
9. 前記ピストンを前記第１の部位に挿入する工程は、前記脱気する工程を行いながら実施される、請求項７または８に記載の塗布ユニットの充填方法。
10. 前記脱気する工程は、前記シリンジの先端側に取り付けられたノズルを閉塞した状態で行われる、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の塗布ユニットの充填方法。

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