JP2006196696A - Heater unit and heating method in heater unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層され、その間隙にディスペンサにより接着剤が供給された加熱対象に対して、前記接着剤を流動させるためにヒータで所定温度になるように加熱するヒータユニット及びその加熱方法に関する。 The present invention relates to a heater unit that heats a target to be heated, which is stacked and supplied with an adhesive by a dispenser in the gap, so that the adhesive flows, and a heating method thereof.
近年、電子機器の小型化薄型化の要求から、半導体チップなどを基板に実装する場合に、例えばピンのないBGA(Ball Grid Array )タイプ等の半導体チップのように下面をハンダボールなどで基板に固定するとともに、併せて電気的な接続をする場合がある。このようなタイプのものでは半導体チップを基板にほぼ密着した状態とすることができ、その厚みを小さくできた。また、外部との接点数もフリップ側に面状に配置できるため、多くの接点を密集できチップが大幅に小さくできた。しかしながら、高速演算処理の為チップの温度が上昇し接合部へ応力集中してしまうことから、接続されたハンダボールの接続が不良となる場合も考えられる。一方、接合部にほこりや気体・液体等が進入し、接続部分の劣化やショートなどを引き起こすおそれもある。そのため、この間隙を接着剤など(アンダフィリング材)で充填するアンダフィリングがおこなわれる。 In recent years, due to the demand for miniaturization and thinning of electronic devices, when mounting a semiconductor chip or the like on a substrate, the lower surface is mounted on the substrate with a solder ball or the like, for example, a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor chip without pins. In addition to fixing, it may be electrically connected together. In such a type, the semiconductor chip can be brought into a state of being in close contact with the substrate, and the thickness thereof can be reduced. In addition, since the number of contacts with the outside can be arranged in a plane on the flip side, many contacts can be concentrated and the chip can be greatly reduced. However, since the temperature of the chip rises due to high-speed arithmetic processing, and stress concentrates on the joint, there may be a case where the connection of the connected solder balls becomes defective. On the other hand, dust, gas, liquid, or the like may enter the joint and cause deterioration or short-circuiting of the connection portion. Therefore, underfilling is performed in which the gap is filled with an adhesive or the like (underfilling material).
このアンダフィリングの方法としては、例えば、特許文献1に、基板上に実装された半導体ダイを備えた電子アセンブリをアンダフィリングするための方法が示されている。この方法は、これらのアセンブリとアンダフィル用ディスペンサとを加熱してアセンブリに特別に設けられた「開口」を通ってアンダフィリング材料がダイと基板の対向面の間の空間へと毛管現象で流れ込むのを助ける。このアンダフィリング材料は、一般には高粘性エポキシなどからなり、加熱することで低粘度となり流動性が高まり、さらに高温で維持することで硬化する。この特許文献1に記載の方法では、ヒータにより基板及びアンダフィリング材料を加熱することで、アンダフィリング材料の空間への毛管流を補助している。このようなアンダフィリング材料の多くが加熱により粘度が低下することを広く知られているが、実際には、このときの具体的な温度管理が重要で、その最適な方法は必ずしも明らかではない。この温度管理はアンダフィリング材料の流動性に大きな影響を与える。しかしながら、特許文献1には、ヒータを使用して基板及びアンダフィリング材料を加熱することでアンダフィリング材料を空間への毛管流を補助する手法は記載されているが、ヒータとだけ表現され具体的な方法については開示がない。
As the underfilling method, for example,
一方、従来このようなヒータとして知られているものは、アルミニウムやセラミックスにシーズヒータを埋め込み、基板の大きさに合わせたコンタクト用のアルミニウムブロックを介して前述のシーズヒータで基板を加熱するようなものが知られていた。この方法では、コンタクト用のアルミニウムブロックによりシーズヒータの熱が拡散され、かつ熱量が蓄積されるため、均一な状態で安定して基板を加熱することができるという特徴があった。
しかしながら、基板サイズが変わるごとにこのコンタクト用のアルミブロックを交換する必要があったため、基板の種類に応じて多数のコンタクト用アルミニウムブロックを準備しなければならないという問題があった。 However, since it is necessary to replace the aluminum block for contact each time the substrate size changes, there is a problem that a large number of aluminum blocks for contact must be prepared according to the type of the substrate.
また、基板が変わると予め準備しておいたこの基板に合わせたコンタクト用のアルミニウムブロックに取り替える必要があり、ラインの稼働性が低下するという問題があった。
さらに、このコンタクト用のアルミニウムブロックを取り替えると、装置を再稼働させるためにはコンタクト用のアルミニウムブロックを所定の温度にまで温度上昇させる必要がある。通常この温度上昇には20〜40分程度の時間が必要であり、さらにラインの稼働性が著しく低下するという問題があった。
Further, when the substrate is changed, it is necessary to replace the aluminum block for the contact prepared in advance with this substrate, and there is a problem that the operability of the line is lowered.
Further, when the aluminum block for contact is replaced, it is necessary to raise the temperature of the aluminum block for contact to a predetermined temperature in order to restart the apparatus. Usually, this temperature increase requires a time of about 20 to 40 minutes, and further, there is a problem that the operability of the line is remarkably lowered.
そして、コンタクト用のアルミニウムブロックにコンタクトさせて加熱するため、両面基板など両側に部品が搭載されている場合にはコンタクト用のアルミニウムブロックに密着できず、効率的な加熱ができなかったり、まったく加熱できなかったりする場合もあった。 And because it is heated by making contact with the aluminum block for contact, when parts are mounted on both sides, such as a double-sided board, it cannot be in close contact with the aluminum block for contact, and efficient heating is not possible, or no heating at all Sometimes it was not possible.
本発明は、上記課題に鑑み、アンダフィリングにおけるアンダフィル材の加熱において、基板の種類等の加熱対象を限定されず、かつ効率的な加熱が可能なヒータユニット及び加熱方法を提供することにある。併せて、より最適化された温度管理の可能なヒータユニット及び加熱方法を提供する。 In view of the above problems, the present invention is to provide a heater unit and a heating method capable of efficiently heating an underfill material in underfilling without limiting the heating target such as the type of substrate. . In addition, a heater unit and a heating method capable of more optimized temperature management are provided.
上記課題を解決するため、請求項1に記載のヒータユニットでは、積層され、その間隙にディスペンサにより接着剤が供給された加熱対象に対して、前記接着剤を流動させるためにヒータで所定温度になるように加熱するヒータユニットにおいて、前記ヒータが前記加熱対象と非接触の輻射型のヒータにより構成されたことを要旨とする。
In order to solve the above-described problem, in the heater unit according to
この発明では、非接触の輻射型ヒータを用いることで、両面基板のような加熱対象も処理できるという効果がある。また、コンタクト用のアルミニウムブロックが必要なく、これらを準備したり予熱したりする時間も必要とせず加熱の時間が短縮でき装置の稼働率が向上するという効果がある。 In this invention, there exists an effect that the heating object like a double-sided board | substrate can also be processed by using a non-contact radiation type heater. Further, there is no need for an aluminum block for contact, and it is not necessary to prepare or preheat these blocks, so that the heating time can be shortened and the operating rate of the apparatus is improved.
請求項2に記載のヒータユニットでは、請求項1に記載のヒータユニットにおいて、前記ヒータは、直線状の管状ヒータから構成され、当該ヒータが複数平行に配列されるとともに、各ヒータの照射範囲をそれぞれ限定する照射範囲限定部材を備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to
この発明では、請求項1に記載のヒータユニットの効果に加え、複数のヒータの照射範囲を限定することができるため、加熱のコントロールが容易になり、基板全体をむらなく加熱できるという効果がある。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to
請求項3に記載のヒータユニットでは、請求項1又は請求項2に記載のヒータユニットにおいて、前記ヒータの発生する熱の拡散を抑制し、加熱される加熱対象の雰囲気の少なくとも一部を保持する加熱ゾーンを形成する雰囲気保持手段を備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to
この発明では、請求項1又は請求項2に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱する加熱対象の雰囲気を加熱ゾーンとして保持できるため、安定した加熱を行うことができるという効果がある。 In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to the first or second aspect, since the atmosphere to be heated can be held as the heating zone, there is an effect that stable heating can be performed.
請求項4に記載のヒータユニットでは、請求項3に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱ゾーンは、加熱対象自体が雰囲気を保持することを要旨とする。
この発明では、請求項3に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象自体で加熱ゾーンが形成できるため、構成が容易にできるとともに、ディスペンス工程でも別途の部材で覆えなくても加熱ゾーンを形成できるという効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the heater unit according to the third aspect, the heating zone is characterized in that the heating target itself maintains an atmosphere.
In the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to the third aspect, since the heating zone can be formed by the heating target itself, the configuration can be facilitated, and the heating zone can be formed even if it is not covered with a separate member in the dispensing process There is an effect that can be done.
請求項5に記載のヒータユニットでは、請求項3に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱ゾーンは、前記加熱対象とは別の部材により加熱対象を取り囲んだことを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the heater unit according to the third aspect, the heating zone surrounds the heating target by a member different from the heating target.
この発明では、請求項3に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱ゾーンで専用の部材により加熱対象の全体をとりかこむことができるため、加熱対象を効果的に加熱できるという効果がある。 According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to the third aspect, since the entire heating object can be held by the dedicated member in the heating zone, the heating object can be effectively heated.
請求項6に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象の加熱位置を前記ヒータに対向させる位置に搬送が可能な搬送コンベアを備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to claim 6, in the heater unit according to any one of
この発明では、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、このような搬送コンベアを備えることで加熱対象の加熱位置をヒータに対向させる位置に搬送することができ効率的な処理が可能になるという効果がある。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項7に記載のヒータユニットでは、請求項6に記載のヒータユニットにおいて、前記搬送コンベアは、前記加熱対象の搬送方向と直行する方向である幅方向の両端を支持して搬送する一対の支持手段と、少なくとも一方の支持手段を前記加熱対象の大きさに合わせて幅方向に移動可能な移動手段とを備え、前記加熱対象に対応して幅方向の調節が可能に構成されたことを要旨とする。
The heater unit according to
この発明では、請求項6に記載のヒータユニットの効果に加え、大きさの異なる加熱対象に容易に対応でき、効率的な処理が可能になるという効果がある。
請求項8に記載のヒータユニットでは、請求項7に記載のヒータユニットにおいて、前記搬送コンベアの幅方向の調節に従い、前記搬送コンベアに載置された加熱対象と対向する位置のヒータのみを発熱させることを要旨とする。
According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to the sixth aspect, there is an effect that it is possible to easily cope with a heating object having a different size and to enable efficient processing.
In the heater unit according to claim 8, in the heater unit according to
この発明では、請求項7に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象に応じたヒータのみ発熱させることで、無駄なエネルギを消費しないとともに、装置の不要な部分を過熱させないという効果がある。 According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to the seventh aspect, only the heater corresponding to the object to be heated generates heat, so that there is an effect that unnecessary energy is not consumed and unnecessary portions of the apparatus are not overheated.
請求項9に記載のヒータユニットでは、請求項8に記載のヒータユニットにおいて、前記搬送コンベアの幅方向の調節において、前記加熱対象の存在しない位置を覆い、前記ヒータの熱の拡散を防止する遮蔽部材を含む遮蔽手段を備えたことを要旨とする。 The heater unit according to claim 9, wherein the heater unit according to claim 8 is a shield that covers a position where the heating target does not exist and prevents diffusion of heat of the heater in adjusting the width direction of the transfer conveyor. The gist is that a shielding means including a member is provided.
この発明では、請求項8に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象の雰囲気を効果的に維持できるという効果がある。
請求項10に記載のヒータユニットでは、請求項9に記載のヒータユニットにおいて、前記遮蔽部材は、一端が前記搬送コンベアの支持手段の外側に接続された可撓性のあるシート状の遮蔽シートから構成され、当該遮蔽シートを巻き取り収納可能な遮蔽シート巻き取り手段を備えたことを要旨とする。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to the eighth aspect, there is an effect that the atmosphere to be heated can be effectively maintained.
In the heater unit according to claim 10, in the heater unit according to claim 9, the shielding member is formed of a flexible sheet-like shielding sheet having one end connected to the outside of the supporting means of the conveyor. The gist of the invention is that it includes a shielding sheet winding means configured to wind up and store the shielding sheet.
この発明では、請求項9に記載のヒータユニットの効果に加え、遮蔽部材をコンパクトに構成できるという効果がある。
請求項11に記載のヒータユニットでは、請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象を載置する保持板を介して前記加熱対象を前記搬送コンベアの支持手段に保持することを要旨とする。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to the ninth aspect, there is an effect that the shielding member can be configured compactly.
The heater unit according to
この発明では、請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、搬送コンベアとは別に備えた保持板を介して加熱対象を搬送コンベアに載置できる。本発明は、例えば、基板上にチップを実装するような場合に基板を直接搬送コンベアで搬送するような態様が代表的ではあるが、例えば、チップオンチップのように、そのままでは搬送コンベアでは搬送できないような小さな加熱対象も考えられる。そのため、直接搬送コンベアに載せられないような小さな加熱対象でも、例えば比較的熱の伝導のよい金属板からなる保持板に加熱対象を載せて搬送コンベアに載せ、この保持板を介して加熱することで、容易に多数を加熱処理することができるという効果がある。 In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of claims 6 to 10, the heating object can be placed on the transport conveyor via the holding plate provided separately from the transport conveyor. In the present invention, for example, when a chip is mounted on a substrate, a mode in which the substrate is directly transferred by a transfer conveyor is representative, but for example, a chip is transferred as it is by a transfer conveyor. Small heating objects that cannot be considered are also possible. Therefore, even for a small heating target that cannot be directly placed on the transfer conveyor, for example, the heating target is placed on a holding plate made of a metal plate having relatively good heat conductivity, and is heated on the holding plate. Thus, there is an effect that a large number can be easily heat-treated.
請求項12に記載のヒータユニットでは、請求項3乃至請求項11のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象の雰囲気の温度ムラを攪拌することで均一化させる拡散ファンを備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to
この発明では、請求項3乃至請求項11のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、輻射型のヒータにより生じる加熱時の温度ムラを効果的に均一化できるという効果がある。
According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項13に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象若しくは加熱対象の雰囲気の温度が所定温度以上になった場合に、当該加熱対象の雰囲気に加熱していない空気を導入する冷却ブローを備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to
この発明では、請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象の過熱を迅速に防止し、加熱対象を有効に保護できるという効果がある。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項14に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記ヒータを幅方向に往復移動させて前記加熱対象と相対的な位置を移動する揺動機構をさらに備えたことを要旨とする。
The heater unit according to
この発明では、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱ムラを小さくし均一に加熱することができるという効果がある。
請求項15に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象の雰囲気の温度を測定する加熱ゾーン室温測定手段を備えたことを要旨とする。
According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
The heater unit according to
この発明では、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象の雰囲気の温度を直接測定することで最適な加熱ができるという効果がある。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項16に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記加熱対象の表面温度を測る放射温度計を備えたことを要旨とする。
The heater unit according to
この発明では、請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、加熱対象を直接測定することで最適な加熱を行うことができるという効果がある。
According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項17に記載のヒータユニットでは、請求項6乃至請求項16のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記搬送コンベアにおいて、前記加熱対象の雰囲気外に放熱するためのヒートシンクを備えたことを要旨とする。
In the heater unit according to
この発明では、請求項6乃至請求項16のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、搬送コンベアの過熱を抑制し、連続的な稼働が可能になるという効果がある。
請求項18に記載のヒータユニットでは、請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載のヒータユニットにおいて、前記ヒータは、波長が760nm〜2000nmの近赤外線ヒータから構成されたことを要旨とする。
In this invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of claims 6 to 16, there is an effect of suppressing the overheating of the conveyor and enabling continuous operation.
The heater unit according to
この発明では、請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載のヒータユニットの効果に加え、ヒータの立ち上がりが早く、より適切な温度制御が可能になるという効果がある。
According to the present invention, in addition to the effect of the heater unit according to any one of
請求項19に記載のヒータユニットにおける加熱方法では、積層され、その間隙にディスペンサにより接着剤が供給された加熱対象に対して、その雰囲気を維持しつつ、前記接着剤を流動させるためにヒータで所定温度になるように加熱するヒータユニットにおける加熱方法であって、加熱対象の搬入前の加熱対象の雰囲気となる空間を所定の初期温度に設定させる初期温度設定のステップと、前記空間が所定の初期温度となった場合に加熱対象を搬入する搬入のステップと、搬入された加熱対象に対して、接着剤を供給する接着剤供給のステップと、当該加熱対象の雰囲気を維持した状態で、非接触の輻射型ヒータで加熱対象を加熱する加熱のステップと、所定温度まで上昇後、加熱を停止し、前記雰囲気の攪拌をして加熱対象の温度ムラを均一化する均一化のステップとを備えたことを要旨とする。
In the heating method in the heater unit according to
この発明では、いわゆるアンダフィリングにおいて最適な加熱方法を提供できるという効果がある。
請求項20に記載のヒータユニットにおける加熱方法では、請求項19に記載のヒータユニットにおける加熱方法において、前記初期温度設定のステップにおいて、所定の初期温度より低い場合は、ヒータにより加熱する加熱のステップを実行し、所定の初期温度より高い場合は、冷気を導入して温度を低下させる冷却のステップを実行することを要旨とする。
In this invention, there exists an effect that the optimal heating method can be provided in what is called underfilling.
The heating method for a heater unit according to
この発明では、請求項19に記載のヒータユニットにおける加熱方法の効果に加え、加熱開始時の雰囲気の温度を所定温度にすることで、加熱対象の温度むらを抑制して好ましい加熱を行うことができるという効果がある。
In the present invention, in addition to the effect of the heating method in the heater unit according to
請求項21に記載のヒータユニットにおける加熱方法では、請求項19又は請求項20に記載のヒータユニットにおける加熱方法において、前記搬入のステップ前に、前記加熱対象を所定の温度まで加熱する予熱のステップを備えたことを要旨とする。
The heating method for a heater unit according to
この発明では、請求項19又は請求項20に記載のヒータユニットにおける加熱方法の効果に加え、加熱対象を予め所定温度にすることで好ましい加熱を行うことができるという効果がある。
In this invention, in addition to the effect of the heating method in the heater unit according to claim 19 or
請求項22に記載のヒータユニットにおける加熱方法では、請求項19乃至請求項21のいずれか1項に記載のヒータユニットにおける加熱方法において、前記加熱のステップは、前記加熱対象の温度を放射温度計で測定しつつ、当該測定結果に基づきPID制御により加熱を行うことを要旨とする。
23. The heating method for a heater unit according to
この発明では、請求項19乃至請求項21のいずれか1項に記載のヒータユニットにおける加熱方法の効果に加え、PID制御を行うことで、オーバーシュートによる過熱や、ハンチングを防止し最適な加熱をすることができるという効果がある。
According to the present invention, in addition to the effect of the heating method in the heater unit according to any one of
本発明によれば、アンダフィリングにおけるアンダフィル材の加熱において、基板の種類等の加熱対象を限定されず、かつ効率的な加熱をすることができる。 According to the present invention, in the heating of the underfill material in underfilling, the heating target such as the type of the substrate is not limited, and efficient heating can be performed.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化したヒータユニット2を備えたディスペンス装置1によるアンダフィリングの一実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of underfilling by a dispensing
図1は、本実施形態のディスペンス装置1におけるヒータユニット2を示す斜視図である。図2は、ヒータユニット2の平面図である。なお、図1の紙面右上奥方向をワークWの搬送方向とする。図2においては右方向が搬送方向である。また、図1、図2においては、本発明に直接関連しない、2点鎖線で示すディスペンス装置1におけるディスペンスポンプD以外は、ディスペンスポンプDを支持しながら移動するガントリーロボット、計測器、制御装置、操作パネル、電源等の部分の図示を省略している。また、プリヒートを行うヒータユニット2以外のディスペンスヒート、アフタヒートを行うヒータユニットも図示を省略している。さらに、ヒータユニット2の内部を見せるため、ワークW、熱カバー21(図3参照)も図示を省略している。
FIG. 1 is a perspective view showing a
ヒータユニット2は、任意の設置場所に設置されたディスペンス装置1の定盤11上に設けられる。定盤11は図示しない脚部により設置場所に設置されて水平に固定されている。定盤11には、揺動機構80に支持されたヒータ30が設けられる。また、このヒータ30を囲むようにワークW(図3参照)を搬送するコンベア50が配設される。ディスペンス装置1の外からロボットなどのハンドリング装置により搬送された基板などのワークWは、コンベア50により、プリヒートゾーン、ディスペンスヒートゾーン、アフタヒートゾーンの順に移動される。これらの各ゾーンに設けられたヒータユニットは、ここで説明するプリヒートゾーンのヒータユニット2と略同様の構成となっているため、ディスペンスヒートゾーン及びアフタヒートゾーンに設けられたヒータユニットについては、後に異なる部分のみの説明をする。
(ヒータ30)
ヒータ30は、ワークWを加熱する熱源が配置される。図2に示すように、箱状のヒータボックス23内に搬送方向に略等間隔に平行に設けられた複数(本実施形態では5本)のヒータ管31a〜31eを備え、これらの間に配置された干渉仕切板32が配設される。
The
(Heater 30)
The
図3は、ヒータユニット2を搬送方向上流側から見た図である。なお、図3においても、図1、2と同様、ディスペンス装置1の一部を省略している。
(揺動機構80)
まず、ヒータ30を揺動する揺動機構80から説明する。定盤11の上方には、搬送方向と直交する方向(幅方向)にヒータ30の左右方向に配置されたスライドレール13が設けられ、ここに幅方向にスライドするスライダ14が摺動可能に配置される(図1参照)。このスライダ14の上には、板状のヒータベース15が載置されている。このヒータベース15の下面には、定盤11に穿設されたスリット16から下方にアーム17が延設される。スリット16は、アーム17が幅方向に動く場合に干渉しないように形成されている。このアーム17の下端には、搬送方向に穿設された孔が穿設され、搬送方向と直交する円に沿って回動可能なクランクロッド18が連結されている。また、このクランクロッド18の他端部には、駆動輪20に偏心して回動自在に接続されている。この駆動輪20は、図示しないモータにより所定速度(例えば、2秒/回転)で回転している。そのため、この駆動輪20の回転に伴い、クランクロッド18を介し、アーム17を水平方向に往復運動させる。つまり、駆動輪20の回転により、ヒータベース15は、スライドレール13とスライダ14とが摺接した状態で定盤11に沿って幅方向に揺動する。
FIG. 3 is a view of the
(Swing mechanism 80)
First, the
このヒータベース15には、左右に設けられたスペーサ19とここに搬送方向に平行に載せられた細長い板状の一対の載置プレート22を介して、ヒータ30を支持している。
(ヒータ管31)
続いて、熱源となるヒータ管31について説明する。図2に示すように、ヒータベース15上にヒータボックス23を備える。ヒータボックス23は、搬送方向が長く、比較的高さの低い概ね直方体に形成され、内部が中空で、上方が開放した箱状の部材である。
The
(Heater tube 31)
Next, the heater tube 31 serving as a heat source will be described. As shown in FIG. 2, a
ヒータボックス23内には、搬送方向に沿って複数(例えば5本)の直線状の管状ヒータから構成されたヒータ管31が平行に配置される。このヒータ管31は、近赤外線(760〜2000nm、ここでは1000nm)の熱線を輻射するヒータである。従って、非接触でワークWを加熱することができる。この近赤外線ヒータは、例えばハロゲンヒータとして構成され、石英ガラスからなる円筒形の筒にハロゲンガスが封入されタングステンフィラメントに電圧を印加することで、略瞬間的に(例えば1秒以内)に発熱する。また、エネルギ効率も高く2000W程度で1200(°C)程度まで昇温できる。さらにスポット的な加熱も容易にできる。そのため、ワークWを加熱するための制御が容易にできるという特徴を備えている。
In the
これらのヒータ管31a〜31eは、制御装置により、1本ごとに駆動回路により点灯、消灯、或いはPID(Proportional/Integral/Differential)制御の下で電圧制御、PWM(Pulse Width Modulation)制御が行われる。なお、制御装置は、CPU・RAM・ROMを備えた周知のコンピュータから構成され、周知の温度制御プログラムが実行されることで、本発明の加熱方法を実行している。
These
制御の例としては、まず、ワークWの幅に連動して、例えばワークWに対向しているヒータ管31c〜31eのみを点灯し、他のヒータ管31a〜31bを消灯するような制御ができる。また、5本のヒータ管31a〜31eをすべて点灯する場合でも、任意の比率、例えば両端の31aと31eは100%の出力として、中の3本のヒータ管31b〜31dは60%の出力とする。そして、この出力バランスを保ったまま、PID制御で出力制御を行う。なお、ワークWの幅が狭く、3本のみ点灯する場合には両端の2本を100%の出力とし、中央は60%の出力とするように自動切り替えする。この場合、出力バランスはテスト加熱を行い予め設定ができる。また、加熱したい部分がワークWの一端に偏っている場合は、その端部側のヒータ管31eのみ100%の出力として他のヒータ管31a〜31dは0%とするようなマニュアル操作ができることはもちろんである。
As an example of the control, first, in conjunction with the width of the workpiece W, for example, control can be performed such that only the heater tubes 31c to 31e facing the workpiece W are turned on and the
図1に示すように、ヒータボックス23の上部には、干渉仕切板32が配置される。干渉仕切板32は、複数の仕切板32a〜32fから構成される。干渉仕切板32は、金属(たとえばステンレススチール)の薄板を折り曲げ加工して形成され、各仕切板32a〜32fの長さは、ヒータボックス23の長手方向の長さと同じである。また、図3に示すように、各仕切板32a〜32fは、ヒータ管31a〜31eのそれぞれの上方に開口を設けるように形成される垂直壁状の部分と、これらの垂直な部分を連結しヒータボックス23の上部を覆う水平な部分から構成される。そのため、仕切板32a〜32fは、幅方向の断面形状が門形に形成される。このように形成、配置された干渉仕切板32は、ワークWに対して、隣接されたヒータ管31の影響を受けないで、特定の領域のみの熱照射を行う。したがって、ワークWの下面は、全ての領域において、いずれか1本のヒータ管31からのみ熱照射を受ける。従って、ワークWの任意の位置での温度に即して、1本のヒータ管で制御を行うことができることになる。
As shown in FIG. 1, an
(ファン25)
図2、図3に示すように、ヒータボックス23の底面に開口部24(例えば2つ)が設けられ、ここにファン25が配置される。図3に示すように、ファン25は、例えば軸流ファンで、開口部24からヒータボックス23内に空気を流動させる。また、ファン25の風流の下流方向である上方には、ディフューザ26が設けられ、ファン25からの風流が拡散され、加熱ゾーンHZ内の温度ムラが攪拌されて均一化する。
(Fan 25)
As shown in FIGS. 2 and 3, openings 24 (for example, two) are provided on the bottom surface of the
(コンベア50)
次に、コンベア50について説明する。図1に示すように、搬送方向に沿って、ヒータ30を挟むように平行に固定レール51と移動レール52が設けられる。これらは、定盤11に配置された支持脚12a、12b、12c、12d(図3参照)によりヒータ30より高い位置に支持される。図1において、コンベア50は、プリヒートゾーンとディスペンスヒートゾーンへワークWを搬送可能に延設されている。固定レール51、移動レール52は、断面が縦長の長方形の角形金属パイプ(例えば形鋼)で形成される。ヒータ30側の面には、図1では複数(6個)のプーリ53がそれぞれ配設され、ここにゴム製の無端状のベルト54が掛け止めされ、テンショナー55によりベルト54に張力が与えられる。そして、コンベア搬送モータ56により駆動されるプーリ53の回転に従って、両側のベルト54が同期して、循環する無端状のベルト54に載置されたワークWが移動する。なおワークWは、基本的に長方形の形状の物で、相互に平行に位置するベルト54上に両端部が載置される。
(Conveyor 50)
Next, the
図2に示すように、コンベア幅調整モータ60により回転される回転シャフト59は、コンベア移動ネジ57、58とかさ歯車を介して接続しており、回転をさらにコンベア移動ネジ57、58に伝達する。また、このコンベア移動ネジ57、58は、移動レール52の支持脚12b、12dに設けられたナット(図示略)に螺入されており、コンベア移動ネジ57、58の回転により移動レール52の支持脚12b、12d(図3参照)が幅方向に移動する。したがって、制御装置90(図4参照)によりコンベア幅調整モータ60を回転させることで、コンベア50の移動手段としてワークWの大きさに応じてコンベア50の固定レール51と移動レール52の間隔を調整できる。
As shown in FIG. 2, the rotating shaft 59 rotated by the conveyor
次に、熱カバー21の支持構造について説明する。図3に示すように熱カバー21はワークWを覆うかたちで配置される。まず、搬送方向に向かって右側の、固定レール51の上部に熱カバー21の一端が支持され、左側は定盤11から立設された熱カバー支持部61に支持される。熱カバー21は、ヒータ30の熱の拡散を防止するため、例えば断熱性の高い発泡材のような断熱材により形成される。このとき、ヒータ管31は、下方はヒータボックス23により囲まれて熱が逃げにくくなっている。また、搬送方向に向かって右側の固定レール51は、その下部が壁状に形成され、ヒータボックス23と接近しているため、ここからの熱の放出も少なくなっている。また、左側に配置される移動レール52も固定レールと同様にヒータ30の上部からの熱の拡散を防止している。したがって、ヒータボックス23、固定レール51、移動レール52、熱カバー21により、ヒータ30の熱の拡散を防止する概ね閉じた空間が形成され、ヒータ30の熱が保持される。この空間を本実施形態では加熱ゾーンHZといい、本発明の雰囲気保持手段の一例である。
Next, a support structure for the
図3に示すワークWは、ヒータボックス23の幅と略同様であり、加熱ゾーンHZには、大きな開口部はない。この状態では、ワークWの上方にも大きな開口部は形成されていない。
The workpiece W shown in FIG. 3 is substantially the same as the width of the
ところで、2点差線で示す移動レール52,支持脚12dは、幅の小さなワークWを支持した場合の位置である。このとき、移動レール52は、図において右側に大きく移動するため、移動レール52の左側には、ワークWの上方から続く大きな開口部が形成されてしまう。そうすると、特にワークW上方の温度低下を招いてしまう。そこで、本実施形態では、移動レール52の上端部から背面側(左側)に形成される開口部を覆う加熱ゾーン室温保護シート64を配置する。この加熱ゾーン室温保護シート64は、柔軟性と気密性がある素材、例えばSUS(ステンレススチール)の薄板から形成される。また、移動レール52の移動により開口部の大きさが変わるため、熱カバー支持部61に、この加熱ゾーン室温保護シート64を巻き取る、巻き取りロール62を配置する。この巻き取りロール62は、スプリング63により常に加熱ゾーン室温保護シート64を巻き取る方向に付勢されている。したがって、移動レール52が図3の実線で示す位置にあるときは、加熱ゾーン室温保護シート64はほとんど巻き取りロール62に巻き取られている。一方、移動レール52が2点鎖線で示す位置にあるときは、加熱ゾーン室温保護シート64が大きく引き出され、移動レール52の背面にできた開口部を覆い、ヒータ30の熱の拡散を抑制するように構成されている。
By the way, the moving
このように形成された加熱ゾーンHZには、ワークWの下面でワークWの雰囲気となる空気の温度を測定する加熱ゾーン室温測定熱電対65が配置される。この加熱ゾーン室温測定熱電対65が加熱ゾーン室温測定手段の一例である。また、ワークWの上面の表面温度を測定する放射温度計66が配置される。
In the heating zone HZ formed in this way, a heating zone room
一方、外部から供給された高圧エアをワークWの上面に吹き付ける冷却ブロー67が配置される。冷却ブロー67は、ワークWが加熱したような場合に高圧のエアを吹き付けてワークWを冷却するものである。もちろん、加熱の初期温度に設定するためにも用いられる。
On the other hand, a
また、図1、図3に示すように固定レール51、移動レール52の加熱ゾーンHZの外側には、ヒートシンク68が形成されている。このため、固定レール51、移動レール52が内部から加熱されても、このヒートシンク68から放熱することでこれらが過熱することを抑制している。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
次に、図4に示す本実施形態のディスペンス装置1における制御の構成のブロック図を参照して、ディスペンス装置1の制御について説明する。ディスペンス装置には、制御装置90が設けられる。制御装置90は、CPU、RAM、ROMを備えた周知のコンピュータで、ディスペンス装置1を制御するプログラムがROM若しくはHDD(Hard Disk Drive )などの記憶媒体に記憶されて実行される。この制御装置90には、インタフェイスを介してキーボード、ディスプレイ、ボタン等の入出力手段を備えた制御パネル91が接続されて操作される。
Next, the control of the
コンベア50にはコンベア位置センサ93が配設されており、コンベア50の移動レール52の幅方向の位置をエンコーダ(図示略)により検出し、そのエンコーダパルス(検出信号)を制御装置90に入力する。
The
また、コンベア50にはワーク位置センサ92が配設されており、コンベア50により搬送されるワークWの位置を光センサ(図示略)により検出し、その検出信号を制御装置90に入力する。
Further, a
さらに、制御装置90は、コンベア50に載置されたワークWの上側の表面温度を検出する放射温度計66(図3参照)からの信号を通信にて入力する。
そして、ワークWの雰囲気である加熱ゾーンHZの室温を測定する加熱ゾーン室温測定熱電対65(図3参照)からの信号をAD変換して通信にて入力する。
Furthermore, the
And the signal from the heating zone room temperature measurement thermocouple 65 (refer FIG. 3) which measures the room temperature of the heating zone HZ which is the atmosphere of the workpiece | work W is AD-converted, and is input by communication.
一方、制御装置90はインタフェイスを介して、制御プログラムの実行により各駆動手段94に制御信号を送出して、冷却ブロー67の制御ソレノイドバルブ(図示略)、ヒータ管31a〜31e、揺動機構80の駆動モータ(図示略)、コンベア搬送モータ56,コンベア幅調整モータ60に対して駆動信号を送出させて制御する。
On the other hand, the
(ディスペンス装置の加熱方法)このように構成されたディスペンス装置1の加熱方法について説明する。図5は、ディスペンス装置1の加熱方法の全体の手順を示すフローチャートである。ディスペンス装置1の加熱方法は、設定工程(S1)、プリヒート工程(S2)、ディスペンスヒート工程(S3)、アフタヒート工程(S4)とからなる。
(Heating Method for Dispensing Device) A heating method for the
本実施形態で例示するワークWは、基板Bの上面にBGAタイプの半導体チップCが載置され、リフロー炉でハンダによる実装が終了したものである。そして、ここでは、アンダフィリングされる前の段階のプリヒートとして、アンダフィル材である例えばエポキシ系の熱硬化性接着剤をワークWである基板Bと半導体チップCの間に供給する前に、ワークW自体を予備的に加熱するものである。ここでは、図3に示すようにヒータ管31a〜31eによりワークWの下面が直接加熱される。そのため、ワークWの下面の表面温度を測定してもその内部の温度は正確に知ることができない。このため放射温度計66は、ワークWの上面の表面温度を測定してワークWの内部がどの程度加熱されているか監視している。
The workpiece W exemplified in the present embodiment is one in which a BGA type semiconductor chip C is placed on the upper surface of the substrate B, and mounting by soldering is completed in a reflow furnace. And here, as preheating before underfilling, before supplying an underfill material, for example, an epoxy-based thermosetting adhesive between the substrate B as the workpiece W and the semiconductor chip C, the workpiece W is preliminarily heated. Here, the lower surface of the workpiece W is directly heated by the
設定工程(S1)は、まず、ワークWの加熱に先駆けて、ワークWの大きさ、アンダフィル材の加熱温度、加熱時間、ヒータ管31の出力バランスなどを、制御パネル91から制御装置90に入力する工程である。ここでは、入力されたデータに従い、制御装置90に記憶された制御プログラムによりディスペンス装置1が制御される。このとき、制御装置90は、コンベア50の移動レール52を入力されたワークWの幅に合わせて自動的に移動させて、ワークWをコンベア50で搬送可能に準備する。
In the setting step (S1), prior to the heating of the workpiece W, the size of the workpiece W, the heating temperature of the underfill material, the heating time, the output balance of the heater tube 31 and the like are transferred from the control panel 91 to the
設定の手順が終了したら、プリヒート工程(S2)に移行する。ここで、図6は、プリヒート工程の手順を示すフローチャートである。プリヒート工程(S2)では、まず、加熱ゾーン室温測定熱電対65によりプリヒートエリアの加熱ゾーンHZの温度が測定され、所定の温度の範囲か否かが判定される(S11)。その結果所定温度の範囲から外れている場合は(S12;NO)、上流装置からワークWが自動、手動で挿入できないようにコンベア入り口に阻止部材である入り口ストッパ(図示略)を突出させる(S13)。なお、この入り口ストッパは例示であり、作業者がプリヒートエリアにワークWを搬入できなければドア、シャッタ等他の方法であってもよい。
When the setting procedure is completed, the process proceeds to the preheating step (S2). Here, FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the preheating process. In the preheating step (S2), first, the temperature of the heating zone HZ in the preheating area is measured by the heating zone room
次に、検出された温度が所定範囲未満か否かが判断され(S14)、判定が所定温度未満であれば(S14;YES)、ヒータ30により加熱ゾーンHZの加熱を行う(S15)。また、判定が所定温度範囲を超えている場合は(S14;NO)、冷却ブロー67によりエアブローで冷却する(S16)。このように加熱もしくは冷却をおこない、再度温度判定(S11)を行う。この場合、所定の温度範囲になっていない場合(S12;NO)は、S13〜S16の手順を繰り返し実行する。
Next, it is determined whether or not the detected temperature is lower than a predetermined range (S14). If the determination is lower than the predetermined temperature (S14; YES), the
このようにして、加熱ゾーンHZの温度が所定温度範囲となったら(S12;YES)、入り口ストッパを解除する(S17)。なお、既に入り口ストッパが解除されている場合には、このステップは無視される。そして、ワークWが搬入されて所定位置まで搬送され(S18)、ワーク位置センサ92によりワークWが検出されたら制御装置90によりヒータ30による温度保持制御(S19)が開始される。
In this way, when the temperature of the heating zone HZ falls within the predetermined temperature range (S12; YES), the entrance stopper is released (S17). Note that this step is ignored if the entrance stopper has already been released. Then, the workpiece W is carried in and conveyed to a predetermined position (S18). When the workpiece W is detected by the
温度保持制御(S19)では、放射温度計66によりワークWの温度が、制御装置90に監視される。検出された温度と設定された目標温度Ttに基づいて、制御装置90は、PID制御によりヒータ管31への出力をPWM制御しながらその較差を小さくしてゆく。平均温度と目標温度Ttの較差が大きいときは、ヒータ管31の出力を最大出力の100%を出力する。このとき平均温度は目標温度Ttに近づいていき、PID制御により出力が100%から漸次低下させられていく。
In the temperature holding control (S19), the temperature of the workpiece W is monitored by the
ここで、制御装置90は、ファン25により加熱ゾーンHZの雰囲気を攪拌し、ワークWの温度ムラを平均化する。具体的には、ヒータ管31による温度保持制御中に、ヒータ管31の出力がある基準より高ければ(例えば最大出力の40%以上)、ファン25の攪拌効果は比較的小さいのでファン25は停止されたままとする。一方、平均温度が目標温度Ttに近づきヒータ管31の出力がある基準より低いとき(例えば最大出力の40%未満)、加熱ゾーンHZの空気も十分暖まっているため、ファン25を回転させて加熱ゾーンHZの雰囲気を攪拌することでワークWの温度ムラを平均化する。これと同時に、ヒータ管31は、比較的小さな出力でON/OFFを繰り返す。
Here, the
ここで、図7は、温度保持制御(S19)中のワークWの温度むらがファン25によりどのように変化するかを実験した結果を示すグラフである。この実験では、ワークW上の異なる3点の温度66a、66b、66cを測定する放射温度計を設置し、温度保持制御中の温度変化を観察した。このグラフは、X軸に時間の経過とY軸に温度を示す。このグラフに示すよう、加熱当初は、これらの温度66a、66b、66cがそれぞれ異なる値を示しているが、ファン25を回転して加熱ゾーンHZの雰囲気を攪拌することでワークWの温度66a,66b,66cは、段々上下の温度変化の振幅W1,W2を小さくするようにして目標温度Ttに収束していく。従って、加熱による温度むらは温度保持制御中のファン25の回転で解消されるので、放射温度計66は、代表する1カ所の温度測定で制御しても不都合はない。
Here, FIG. 7 is a graph showing a result of an experiment on how the temperature unevenness of the workpiece W is changed by the
このように放射温度計66により温度を判定し、設定温度内でない場合は(S20;NO)、ワークWをディスペンス工程には移行させず、温度保持制御(S19)を継続する。
In this way, the temperature is determined by the
なお、平均温度Taが目標温度Ttに達し、一旦ヒータ加熱が停止した後、温度が低下すると、再度PID制御に従い、ヒータ管31の出力が最大出力の40%以上になった場合はファン25の回転は停止される。
When the average temperature Ta reaches the target temperature Tt and the heater temperature is once lowered and then the temperature is lowered, the PID control is performed again, and when the output of the heater tube 31 becomes 40% or more of the maximum output, the
このようにして、ワークWの温度が設定温度内になったら(S20;YES)、ディスペンスヒートエリアにワークWが搬送できるか判断する(S21)。もし、まだ他のワークWが存在するなどしてディスペンスヒートエリアにワークWを搬送できない場合は(S21;NO)、引き続き温度保持制御(S19)を実行して、ワークWをいつでもディスペンス工程に移行できるように温度管理をする。また、ディスペンスヒートエリアのワークWが搬出されるなどしてディスペンス工程に移行できる場合は(S21;YES)、ただちに適温に予熱されたワークWをディスペンスヒートエリアに搬送する(S22)。 In this way, when the temperature of the workpiece W falls within the set temperature (S20; YES), it is determined whether the workpiece W can be transported to the dispense heat area (S21). If the workpiece W cannot be transported to the dispense heat area because there is still another workpiece W (S21; NO), the temperature holding control (S19) is continuously executed to move the workpiece W to the dispensing process at any time. Manage temperature so that you can. In addition, when the workpiece W in the dispense heat area can be transferred to the dispensing process, for example (S21; YES), the workpiece W preheated to an appropriate temperature is immediately conveyed to the dispense heat area (S22).
次行程である、ディスペンスヒート工程(S3)について説明する。ディスペンスヒート工程では、プリヒートが完了したワークWがディスペンスヒートゾーンに搬送される。このディスペンスヒートゾーンのヒータユニットの構成は、プリヒートゾーンのヒータユニット2の構成と基本的に同一である。但し、ディスペンスポンプDによるアンダフィル材の供給がなされる関係から、熱カバー21がなく上部が開放されている。また、上部が開放されていることから、加熱ゾーン室温測定熱電対65はなく、放射温度計66によりワークWの温度Twのみを測定している。以下、同様な構成はプリヒートゾーンのヒータユニットと同じ符号により引用する。
The dispense heat process (S3), which is the next process, will be described. In the dispense heat process, the workpiece W that has been preheated is conveyed to the dispense heat zone. The structure of the heater unit in the dispense heat zone is basically the same as that of the
ディスペンスヒート工程では、搬送されたワークWをヒータ30で加熱しつつ、ファン25により雰囲気を攪拌する。それと同時にガントリーロボット(不図示)が画像認識により精密(平均誤差が数μm 程度)にディスペンスポンプDをワークW上の所定位置に移動し、必要量のアンダフィル材を供給する。供給されるアンダフィル材は、十分に予熱され、所定の粘度以下になっており、これをプリヒートにより所定の温度以上(たとえば70℃)になったワークWの基板Bに実装されている半導体チップCの一端部からその間隙に供給する。そうすると、所定の粘度のアンダフィル材が毛管現象によりその間隙に充填される。
In the dispensing heat process, the atmosphere is agitated by the
この間、ワークWの温度は、一定に保持される。このようにして、アンダフィル材の供給が完了したら、コンベア50によりアフタヒートゾーンのヒータユニットに搬送されアフタヒート工程(S4)が行われる。
During this time, the temperature of the workpiece W is kept constant. In this way, when the supply of the underfill material is completed, it is conveyed to the heater unit in the after heat zone by the
アフタヒート工程(S4)で用いられるアフタヒートゾーンのヒータユニットは、プリヒートゾーンのヒータユニット2と同一である。但し、一定温度で、アンダフィル材の隅々までの充填を目的とするため、その加熱処理において処理時間が異なることは言うまでもない。
The heater unit in the after heat zone used in the after heat step (S4) is the same as the
なお、アフタヒートゾーンにおいてもプレヒートゾーンと同様温度判定がなされ、加熱ゾーンHZが所定温度範囲でない場合は、加熱又は冷却の処理が行われる。この場合、プリヒートヒート工程(S2)では、プリヒートゾーンの入り口をストッパでワークWの新たな進入を阻止したが、アフタヒート工程でもプリヒートゾーンの入り口ストッパを作動させる。この場合、既にプリヒータゾーン、ディスペンスヒータゾーンにワークWが搬入されている場合がある。この場合は、アフタヒートゾーンでの温度判定で加熱ゾーンHZが所定温度範囲外と判定されていても、そのまま、次行程を実行する。これらは既に加熱が開始されているから、中途で作業中止とするよりも作業を続行した方がダメッジが少ないと思われるからである。もちろん、アフタヒートゾーンでの温度判定で加熱ゾーンHZが所定温度範囲外と判定された場合には直ちに作業を中止するようにしてもよい。 In the after heat zone, temperature determination is performed in the same manner as in the preheat zone. When the heating zone HZ is not within the predetermined temperature range, heating or cooling processing is performed. In this case, in the preheating process (S2), the entrance of the preheat zone is blocked by a stopper at the entrance of the preheating zone, but the entrance stopper of the preheating zone is also activated in the afterheating process. In this case, the workpiece W may already be carried into the preheater zone and the dispense heater zone. In this case, even if the heating zone HZ is determined to be out of the predetermined temperature range in the temperature determination in the after heat zone, the next process is executed as it is. This is because heating is already started, and it is considered that there is less damage when the work is continued than when the work is stopped halfway. Of course, if the heating zone HZ is determined to be outside the predetermined temperature range in the temperature determination in the after heat zone, the operation may be stopped immediately.
なお、このようにアンダフィル材が供給、充填されたワークWは、別途、熱硬化のため一定時間所定温度で維持される工程が行われる。
上記実施形態のヒータユニット及び加熱方法では、以下のような効果を得ることができる。
The work W supplied and filled with the underfill material as described above is separately subjected to a process of being maintained at a predetermined temperature for a predetermined time for thermosetting.
In the heater unit and the heating method of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記実施形態では、ワークWに対して非接触の輻射型のヒータ30を用いているため、両面基板などコンタクト式のヒータでは加熱できないものなど、広く加熱することができるという効果がある。さらに、揺動機構80により、ワークWとヒータ管31との相対位置を移動させるため、加熱が均一化されるという効果がある。
(1) In the above embodiment, since the
(2)また、ヒータ管31に近赤外線ヒータを用いたため、加熱の立ち上がりが早く、より正確で的確な温度制御ができるという効果がある。
(3)さらに、ヒータ30には、複数のヒータ管31により広い範囲を照射できる。干渉仕切板32が設けられているため、ワークWに対して隣接するヒータ管31の影響を取り除き、ムラのない熱照射ができるという効果がある。そのため、温度制御も容易にできるという効果もある。
(2) Since a near-infrared heater is used for the heater tube 31, the rise in heating is fast, and there is an effect that more accurate and accurate temperature control can be performed.
(3) Furthermore, the
(4)また、熱カバー21、固定レール51、移動レール52、ヒータボックス23によりヒータ管31が概ね閉ざされた空間を形成し、ここを加熱ゾーンHZとして、ヒータ管31から発生された熱を有効に保持できる。そのため、ワークWに対して効率的な加熱ができるという効果がある。
(4) Further, a space in which the heater tube 31 is substantially closed is formed by the
(5)また、コンベア50は、移動レール52が幅方向に調節可能で、大きさの異なる基板も、そのままで載置・搬送することができるという効果がある。
(6)なお、移動レール52を移動させた場合に、移動レール52の背面にできた開口部は、加熱ゾーン室温保護シート64により遮蔽され、加熱ゾーンHZの熱の拡散を有効に抑制することができるという効果がある。この加熱ゾーン室温保護シート64は、柔軟性のあるSUS製の薄板から形成され、使用しないときは巻き付けられて収納されるため、コンパクトに構成できるという効果がある。
(5) Further, the
(6) When the moving
(7)また、移動レール52を移動させた場合には、不要なヒータ管31は移動レール52の移動に応じて消灯する。そのため、不要な電力消費と過熱を抑制することができるという効果がある。
(7) When the moving
(8)また、ファン25により、加熱ゾーンHZ内の熱のムラを攪拌して均一なものとすることができるため、ワークWに対する均一な加熱を実現できる。特に、コンタクト式のヒータではできなかった、両面からの加熱ができるという効果がある。
(8) Further, the
(9)仮に、ワークWが過熱しそうなときは、圧縮エアを冷却ブロー67から直接ワークWに吹きかけることで、直ちにワークW温度を下げ、安全に加熱することができるという効果がある。
(9) If the workpiece W is likely to overheat, there is an effect that the workpiece W temperature can be immediately lowered and heated safely by blowing the compressed air directly from the cooling
(10)また、センサとして、加熱ゾーン室温測定熱電対65や放射温度計66を備え、コンピュータにより、PID制御の下、PWMによりコントロールを行うため、最適で精密な制御ができる。
(10) Since the sensor includes a heating zone room
(11)なお、長時間稼働させても、固定レール51や移動レール52にヒートシンク68を備えているため、過熱を効果的に抑制できるという効果がある。
(12)このようなことから、アンダフィル材は、ワークWの間隙を流動し、毛管現象により理想的に充填されるという効果がある。BGAタイプの半導体チップを両面基板に実装するような場合であっても、極めて効率がよく、かつ安全に正確な作業を容易に行うことができるという効果がある。
(11) Even when operated for a long time, since the fixed
(12) Under such circumstances, the underfill material has an effect that it flows in the gap between the workpieces W and is ideally filled by capillary action. Even when a BGA type semiconductor chip is mounted on a double-sided board, there is an effect that it is extremely efficient and that a safe and accurate operation can be easily performed.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 加熱対象として、基板上に半導体チップを積層したものを例に説明したが、半導体チップに半導体チップを積層して実装するようなものにも適用できる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As an example of heating, a semiconductor chip stacked on a substrate has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a semiconductor chip stacked and mounted on a semiconductor chip.
○ このような場合、直接コンベア50に載せられないような小さなワークWに対しては、アルミニウム板など熱の伝導が良好な保持板を基板に代えて支持手段である固定レール51、移動レール52の間に載置し、そこ保持板を介してワークWを載置することで、従来のコンタクト式ヒータと同じような加熱をすることもできるという効果がある。その場合であっても、加熱ゾーンHZが形成されているため、効率的な加熱ができる。
In such a case, for a small work W that cannot be placed directly on the
○ 本実施形態では、アンダフィリングにおけるプリヒート、ディスペンスヒート、アフタヒートについて説明したが、本発明のヒータユニットはこれらに限定されるものではない。例えば、基板上でコイルなど比較的重量物を熱硬化性接着剤で固定するような場合でも好適に実施できる。 In the present embodiment, preheating, dispensing heat, and afterheating in underfilling have been described, but the heater unit of the present invention is not limited to these. For example, even when a relatively heavy object such as a coil is fixed on a substrate with a thermosetting adhesive, it can be suitably implemented.
○ ヒータ管は、ハロゲンヒータによる近赤外線ヒータに限らず、対象により、中〜遠赤外線ヒータ、セラミックヒータ等、その波長、構成、出力など種々のヒータが用いられることは言うまでもない。 The heater tube is not limited to a near infrared heater using a halogen heater, and it goes without saying that various heaters such as a medium to far infrared heater, a ceramic heater, etc., such as its wavelength, configuration, and output are used depending on the object.
○ また、ここでは、リフロー後のワークWについて説明したが、リフロー前の仮固定や、リフローを伴わない部品の接着などに用いられる。
○ 接着剤も、アンダフィル材に限らずいろいろな接着剤が用いられる。また、熱硬化性接着剤に限らず熱可塑性の接着剤を用いることができる。
In addition, although the work W after the reflow has been described here, the work W is used for temporary fixing before the reflow or bonding of parts without reflow.
○ Adhesives are not limited to underfill materials, and various adhesives are used. Moreover, not only a thermosetting adhesive but a thermoplastic adhesive can be used.
○ 加熱方法の手順を示すフローチャートは、本発明の一例であり、本発明はこの手順に限定されるものではない。
○ なお、本発明は特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、当業者により変形され、改良されて実施できることは言うまでもない。
(Circle) the flowchart which shows the procedure of a heating method is an example of this invention, and this invention is not limited to this procedure.
Note that it goes without saying that the present invention can be modified and improved by those skilled in the art without departing from the scope of the claims.
1…ディスペンス装置、2…ヒータユニット、21…熱カバー、25…ファン、30…ヒータ、31(a〜e)…ヒータ管、32…干渉仕切板、50…コンベア、51…固定レール、52…移動レール、62…巻き取りリール、64…加熱ゾーン室温保護シート、65…加熱ゾーン室温測定熱電対、66…放射温度計、67…冷却ブロー、68…ヒートシンク、80…揺動機構、90…制御装置、HZ…加熱ゾーン、W…ワーク、Thz,Tw…温度、Tt…、目標温度。
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記ヒータが前記加熱対象と非接触の輻射型のヒータにより構成されたことを特徴とするヒータユニット。 In a heater unit that is laminated and heated to a predetermined temperature with a heater to flow the adhesive against a heating target to which the adhesive is supplied by a dispenser in the gap,
A heater unit, wherein the heater is a radiation type heater that is not in contact with the object to be heated.
加熱対象の搬入前の加熱対象の雰囲気となる空間を所定の初期温度に設定させる初期温度設定のステップと、
前記空間が所定の初期温度となった場合に加熱対象を搬入する搬入のステップと、
搬入された加熱対象に対して、接着剤を供給する接着剤供給のステップと、
当該加熱対象の雰囲気を維持した状態で、非接触の輻射型ヒータで加熱対象を加熱する加熱のステップと、
所定温度まで上昇後、加熱を停止し、前記雰囲気の攪拌をして加熱対象の温度ムラを均一化する均一化のステップと
を備えたことを特徴とするヒータユニットにおける加熱方法。 A heating method in a heater unit that heats a target to be heated, which is laminated and supplied with an adhesive by a dispenser to the gap, while maintaining the atmosphere so that the adhesive flows. Because
An initial temperature setting step for setting a space that is an atmosphere of the heating target before carrying in the heating target to a predetermined initial temperature;
A step of carrying in a heating target when the space reaches a predetermined initial temperature;
An adhesive supply step for supplying an adhesive to the heating target carried in;
A heating step of heating the heating object with a non-contact radiation heater in a state where the atmosphere of the heating object is maintained;
A heating method in a heater unit, comprising: a heating step in which heating is stopped after the temperature is raised to a predetermined temperature, and the atmosphere is stirred to make temperature unevenness of the heating target uniform.
所定の初期温度より高い場合は、冷気を導入して温度を低下させる冷却のステップを実行することを特徴とする請求項19に記載のヒータユニットにおける加熱方法。 In the initial temperature setting step, if the temperature is lower than a predetermined initial temperature, a heating step of heating with a heater is performed,
The heating method for a heater unit according to claim 19, wherein when the temperature is higher than a predetermined initial temperature, a cooling step of introducing cold air to lower the temperature is executed.
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