JP2009190012A - 液体材料の塗布方法、その装置およびそのプログラム - Google Patents

液体材料の塗布方法、その装置およびそのプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】複雑なパラメータの計算が不要であり、吐出部の移動速度に影響を及ぼすことがない液体材料の塗布方法、その装置およびそのプログラムの提供。
【解決手段】ノズルとワークとを相対移動しながら液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する塗布方法において、吐出パルス信号または休止パルス信号を送信する回数を総パルス数として規定し、総パルス数のうち塗布量を達成するために必要な吐出パルス信号の数を規定し、残りを休止パルス信号として規定する初期パラメータ設定工程、予め設定した補正周期で、補正周期の時点におけるノズルからの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程、および、補正量算出工程で算出した補正量に基づき吐出パルス信号の数と休止パルス信号の数を調整する吐出量補正工程、とを含むことを特徴とする塗布方法、その装置並びにそのプログラム。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークに規定した塗布量の液体材料を塗布する方法および装置並びにプログラムに関し、例えば、半導体パッケージングのアンダーフィル工程において液体材料の吐出量を複雑なパラメータの計算を行うことなく補正できる方法および装置並びにプログラムに関するものである。
従来、液体材料の定量吐出においては、長時間にわたり吐出を行うと、液体材料に経時的な粘度変化が生じ、吐出量のばらつきが生じるという課題があった。
そこで、出願人は、先端にノズルを有するシリンジ内の液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加するエア式の吐出装置において、吐出時間の調整によって吐出量の制御を行う液体定量吐出装置を提言した（特許文献１）。
近年、チップの小型化や高密度実装化、或いは、塗布作業の多様化に伴い、微量で精密な塗布を持続的に行うことが求められており、吐出量のばらつきをより少なく抑えることが必要とされている。中でも、アンダーフィル工程においては、より微量でより精密な塗布が要求される。
アンダーフィル工程では、接続部１０３を補強するため、半導体チップ１０１と基板１０２との間に毛細管現象を利用して液体材料である樹脂１０４が充填される（図１参照）。そのため、時間経過に伴い樹脂材料の粘度が高くなると、材料吐出口からの吐出量が減少し、毛細管現象が不十分になって、適正量の材料が隙間に充填されなくなってしまうという問題が生じる。上記の樹脂材料のうち、粘度変化の激しいものは、例えば、６時間経過後、吐出量にして１０％以上減ることもあった。
アンダーフィル工程において吐出量補正を実施する方法は、例えば、特開２００４−３４４８８３号（特許文献２）に開示される。すなわち、特許文献２には、ジェット式ディスペンサを用いて基板上に粘性材料を吐出する方法であって、吐出すべき粘性材料の総体積および総体積の粘性材料が吐出される長さを準備すること、重量計上に複数の粘性材料液滴を塗布するよう動作させること、重量計上に塗布された複数の粘性材料液滴の重量を表すフィードバック信号を生成すること、総体積の粘性材料が長さにわたって吐出されるように、ディスペンサと基板との間の最大相対速度を求めること、を含む方法が開示されている。
また、特許文献２には、複数の粘性材料液滴のそれぞれの体積を求めること、総体積にほぼ等しくなるのに必要とされる液滴の全数を求めること、長さにわたって粘性材料液滴をほぼ均一に分配するのに必要とされる各液滴間距離を求めること、および粘性材料液滴の全数が長さにわたってほぼ均一に吐出されるように、ディスペンサと基板との間の最大相対速度を求めること、をさらに含む方法が開示されている。
特開平４−２００６７１号公報 特開２００４−３４４８８３号公報
しかしながら、特許文献１に記載の液体定量吐出装置は、液体材料が吐出部から離間する前にワークに接触する吐出方式であることから、液体材料が吐出部から離間した後にワークに接触する吐出方式とは異なり、吐出を終えた後、吐出部を上方へ移動させたり、吐出部の相対移動を塗布長さより少し長く継続させたりすることで、吐出部から液体材料を離間させていた。このため、吐出部とワークとの間で液体材料が糸を引き、糸が切れるときに吐出部側の液体材料がワークに引きつけられて吐出量が余剰となったり、反対にワーク側の液体材料が吐出部側に引きつけられて吐出量が不足したりするなど、塗布量にばらつきが生じるという課題があった。
また、特許文献２に記載の方法においては、長さにわたって均一に吐出するために液滴の数や各液滴の間隔を求める手順が必要であり、この手順内では様々なパラメータを計算によって求めるため、その計算時に誤差が多く生じる。
また、より正確に均一化を図るためには、一つ一つの液滴の大きさを揃える必要があり、このために特別の手段が必要である。
また、ノズル（吐出部）と基板との間の最大相対速度の変更は、粘度が大きくなる場合、速度は遅くなる方向への変化となる。速度が遅くなると塗布時間が長くなり、生産性に影響を及ぼすという課題がある。
そこで、本発明は、上記課題を解決し、複雑なパラメータの計算が不要であり、吐出部の移動速度に影響を及ぼすことがない液体材料の塗布方法、その装置およびそのプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、発明者は、液体材料をパルス状に吐出し、パルス信号の周波数を変更することにより、吐出量の補正を簡易に行うことを試みた。しかしながら、パルス信号の周波数を可変した方式で実験を行ったところ、吐出量の補正を適切に行うことができなかった。特にジェット式ディスペンサにおいては、ピストン（プランジャー）を上下動する周波数を遅くしたり、速くしたりすると、液体材料がノズルの先端から離れなかったり、二つ以上の滴に分かれて離れたりすることがあった。発明者は、液体材料毎に、一つの滴をノズル先端から分離するために最適なパルス信号の周波数の範囲があることを見出し、本発明をなした。
第１の発明は、所望の塗布パターンを作成し、ノズルとワークとを相対移動しながら液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する塗布方法において、吐出パルス信号または休止パルス信号を送信する回数を総パルス数として規定し、総パルス数のうち塗布量を達成するために必要な吐出パルス信号の数を規定し、残りを休止パルス信号として規定する初期パラメータ設定工程、予め設定した補正周期で、補正周期の時点におけるノズルからの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程、および、補正量算出工程で算出した補正量に基づき吐出パルス信号の数と休止パルス信号の数を調整する吐出量補正工程、とを含むことを特徴とする塗布方法である。
第２の発明は、第１の発明において、前記吐出量補正工程は、前記吐出パルス信号および前記休止パルス信号を発信する周波数を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、前記周波数が数十ヘルツ〜数百ヘルツであることを特徴とする。
第４の発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記補正量算出工程は、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定の時間における理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記補正量算出工程は、一定時間に吐出した液体材料の面積および／または高さを計測した値と、当該一定の時間における理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記補正量算出工程は、前記塗布パターンに基づく塗布がなされたワーク端に形成される液体材料のフィレット幅を計測した値と、当該塗布パターンにおける理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第７の発明は、第４ないし６のいずれかの発明において、前記補正量算出工程以前の工程において補正を行うかを判断する許容範囲を設定し、前記補正量算出工程は、前記差分値が前記許容範囲を越える場合に、吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし７のいずれかの発明において、前記塗布は、液体材料がノズルから離間した後にワークに接触する吐出方式により行われることを特徴とする。
第９の発明は、第８発明において、前記塗布は、基板とその上に載置されたワークとの間隙に毛細管現象を利用して規定した塗布量の液体材料を充填することを特徴とする。
第１０の発明は、第９発明において、前記吐出量補正工程は、休止パルス信号を増加させる際に、休止パルス信号の数に対する吐出パルス信号の数を減らすことを特徴とする。
第１１明は、第１ないし１０いずれかの発明において、前記補正周期は、ユーザーが補正周期として入力した時間情報、ワークの枚数、または基板の枚数に基づき設定されることを特徴とする。
第１２発明は、第１ないし１１ずれかの発明において、前記吐出量補正工程は、前記塗布パターンの塗布長さ、およびノズルとワークの相対移動の速度を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第１３発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液材供給部から供給された液体材料を吐出する吐出口を有する吐出部と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部が、第１ないし１２いずれか一項に係る発明の塗布方法を実施するプログラムを有することを特徴とする装置である。
第１４発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出部と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部に第１ないし１２いずれか一項に係る発明の塗布方法を実施させるプログラムである。
本発明によれば、塗布パターン全長に対して均一に塗布することに制約を受けずに、塗布パターンを自由に作成できる。
また、一つ一つの液滴に対して補正を行う場合に比べて手順が簡便であり、計算による誤差を生じにくい。
また、吐出装置の移動速度を変更しないため、塗布時間に影響を及ぼさない。
また、塗布長さおよびパルス信号の周波数を変更せずに吐出量を補正できるので、補正がワーク上の塗布品質に影響を与えることがない。
最良の形態の本発明は、［１］塗布パターンを作成し、［２］当該塗布パターンにおける初期パラメータ（吐出パルスの数と休止パルスの数）を設定し、［３］時間の経過等に伴い変化した吐出量の補正の周期を設定し、塗布作業を開始する。［４］塗布作業の途中、［３］で設定した補修の周期で補正量を算出して、［５］吐出量の補正が必要かを判定し、必要に応じて吐出量の補正を行う。以下、これらの各工程を詳説する。
［１］塗布パターンの作成
ワーク形状により決まる塗布量や塗布長さなどを考慮して塗布パターンを作成する。ここで、「塗布量」とは塗布パターンで必要とされる液体材料の量であり、「塗布長さ」とはノズルとワークとの相対移動量の総長を意味する。
塗布パターンは、一回以上の吐出パルス６０１と、０回以上の休止パルス６０２とから構成される。吐出パルス６０１および休止パルス６０２からなるパルス信号は、所定の周波数で発信される。周波数とショット数／秒は原則一致する。周波数は数十ヘルツ以上とするのが好ましく、より好ましくは、数百ヘルツとする。
図２を参照しながら、方形状のワークであるチップ１０１の一辺に沿った線上へ塗布するパターンの作成について説明する。図２中、塗布領域１４１が吐出パルス６０１に対応する。塗布領域１４１における吐出量は、吐出パルス６０１を設定することにより制御され、これにより塗布領域１４１の長さが伸縮する。また、休止パルス６０２を設定することにより、非塗布領域１４２が伸縮する。
なお、チップ１０１の一辺に沿うものに限定されず、二辺、三辺あるいは全周に沿うものであってもよい。また、ワークは方形上のものに限定されず、円形や多角形であってもよい。
塗布パターンの全長や塗布領域１４１および非塗布領域１４２の数は、所望とする塗布パターンに必要となる液体材料５の重量ないしは体積などから決定する。塗布領域１４１は線状に限定されずドット状である場合もあり、例えば、アンダーフィル工程においてチップ１０１が小さい場合や歩留まりを上げたい場合（気泡巻き込みによる不良を減らしたい場合）、辺の中心付近に一点吐出したり、ノズルを一箇所に止めて一定時間吐出することがある。
［２］初期パラメータの設定
初期パラメータとして、吐出パルス６０１の数および休止パルス６０２の数を設定する。制御部には予め吐出パルス６０１の数と休止パルス６０２の数の組み合わせを規定した設定表３０１が記憶されている。
表１は、制御部に記憶された設定表３０１の一例である。表１中、設定例Ａは総パルス数が１００の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｂは総パルス数が１１１の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｃは総パルス数が１２５の場合における吐出量の設定例を示している。設定例Ａ、Ｂ、Ｃでは、吐出パルス数が吐出量に相当しており、総パルス数中の休止パルスの数を増減することで吐出量の調整が可能となる。
設定例Ａは、吐出パルス数が１００となる場合において、一回の吐出パルスに対し休止パルスを設定しない（０回の休止パルス）組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｂは、吐出パルス数が１００となる場合において、九回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（１１回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｃは、吐出パルス数が１００となる場合において、四回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（２５回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
なお、表１では一つのステップにおいて設定する休止パルス数を一回とした組み合わせの例を示しているが、一つのステップにおいて設定する休止パルス数を二回、三回と増加させることで、より細かい分解能で吐出量を制御できることは言うまでもない。
休止パルス数を増加させる際、或いは、後述の吐出量の補正において休止パルス数を増減させる場合、休止パルスのタイミングが等間隔となるように初期パラメータを設定することが好ましい。
なお、アンダーフィル工程においては、休止パルス数を二回、三回と増加させるときには、休止パルス数を連続させて隙間（非塗布領域）を大きくするよりも、休止パルス数に対する吐出パルス数を減らして隙間（非塗布領域）を小さくする方が、気泡の巻き込みを防止する観点からは好ましい。
初期パラメータを設定する際には、休止パルスが含まれていない組み合わせ（すなわち、休止パルス数＝０の組み合わせ）から調整を開始するのではなく、休止パルスが含まれた組み合わせから調整を開始することが好ましい。換言すると、一以上の休止パルスが設定されたパラメータにおいては、吐出量を増やさなければならない場合、減らさなければならない場合の両方に対応することが可能である。なお、後述の補正においては、初期パラメータ設定時の吐出量を１００％として吐出量の補正を行う。
［３］補正周期の設定
吐出量を補正する周期である補正周期を設定する。補正周期としては、例えば、ユーザーが入力した時間情報、チップ１０１ないしは基板１０２の枚数などを設定する。所定の時間を設定する場合は、液体材料１０４の吐出量の変化が作業開始から許容範囲を越えると予想される時間を設定する。枚数を設定する場合は、一枚のチップを処理する時間ないしは一枚の基板を処理する時間（搬入→塗布→搬出の時間）と、上記所定の時間から処理枚数を求め、設定する。
補正周期の設定に際しては、塗布に用いる液体材料について、塗布パターンと適正重量および／または適正吐出時間との関係を予めの試験により算出し、これらの値を補正周期に反映するのが好ましい。温度の変化により生ずる液体材料の粘度変化や吐出部のつまりおよび水頭差による影響もあるが、これらのパラメータを設定することで、吐出量の変化全般に適用することが可能となる。
また、液体材料の使用時間の限界値として、メーカーの規定するポットライフに基づいて算出した値を予め記憶しておき、補正周期に組み込んでもよい。
補正周期設定の際は、時間の経過や温度の変化により生ずる液体材料の粘度変化を考慮する必要があるが、以下では時間の経過に伴う粘度変化のみが生ずることを前提に説明を行うものとする。
なお、吐出部の温度調整により液体材料の粘度を制御する公知の技術を本発明に併用できることは言うまでもない。
［４］補正量の算出
設定された補正周期で、液体材料の粘度変化による吐出量の変化に対応するための補正量を算出する。
補正量の算出手法としては、（Ａ）一定時間吐出した際の重量を測定し、適正重量との差に基づいて補正量を算出する手法、（Ｂ）適正重量となるまでに要する吐出時間を測定し、直前の吐出時間との差に基づいて補正量を算出する手法がある。本発明では、いずれの手法を適用してもよいが、以下では（Ａ）の手法に基づき、具体的な補正量の算出手順を説明する。
まず、ノズルを重量計の上方へ移動させ、固定位置にて液体材料１０４を吐出する。重量計への吐出は、算出した適正吐出時間の間、連続して行う。適正吐出時間は、吐出パルス６０１と休止パルス６０２とを含む初期設定パラメータを、適正塗布長さに対し適正塗布速度で吐出することにより得られる適正吐出量から算出する。
続いて、重量計へ吐出された液体材料１０４の重量Ｇ１を読み取る。この計測重量Ｇ１と適正重量Ｇ０とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出することで、当該補正周期における現在の吐出量Ｖｔが分かる。変化率Ｒがマイナスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より少ないことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の増加分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表３０１より選択して、補正後の吐出パルス６０１と休止パルス６０２との数を設定する。逆に変化率Ｒがプラスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より多いことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の減少分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表３０１より選択して、補正後の吐出パルス６０１と休止パルス６０２との数を設定する。
［５］吐出量の補正
上記［４］で、吐出量の補正が必要であると判定された場合には、変化率Ｒに応じた吐出量の増加あるいは減少分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表３０１より選択し、吐出パルス６０１と休止パルス６０２との数の設定を変更することで補正を行う。
ここで、吐出量の判定は、重量差や変化率がゼロで無い場合には常に補正を行うようにするのではなく、計測した吐出量（計測値）の差分や変化率が許容範囲（例えば±５％）を越える場合にのみ補正を行うようにするのが好ましい。許容範囲を設けた補正の好ましい態様は、例えば、本出願人に係る特許第３８７７０３８号に詳しい。すなわち、補正を行うかを判断する許容範囲を設け、差分値ないしは変化率が前記許容する範囲を越える場合にのみ塗布パターンを補正する。
以上に述べたとおり、上記［４］および上記［５］の工程は、上記［３］で設定した補正周期において、或いは基板の種類（大きさや形状）が変わったときなどに実行することで、液体材料の経時的粘度変化にかかわらず、常に最良の塗布量を実現することが可能となる。
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
［塗布装置４０１］
本実施例の塗布装置４０１は、例えば、アンダーフィル工程に用いられる塗布装置であり、図３に示すように、吐出装置５０１と、ＸＹ駆動機構４０２と、計量部である重量計４０３と、搬送機構４０４と、これらの動作を制御する制御部５０２（図３では不図示）とを備えている。
吐出装置５０１はジェット式であり、液体材料１０４を吐出するためのノズル５０６を有している。吐出装置５０１は、ＸＹ駆動機構４０２に取り付けられており、基板１０２の上および重量計４０３の上へ移動可能である。
ＸＹ駆動機構４０２は、基板１０２の上方でＸＹ方向に移動しながら液体材料１０４を所望のパターンに塗布動作することが可能である。
塗布の開始に際しては、まず、塗布対象物であるフリップチップ実装基板１０２を搬送機構４０４によって吐出装置５０１の下まで搬送する。
吐出装置５０１による塗布は、基板１０２がノズル５０６の下まで運ばれ、基板１０２の位置決めされた後、開始される。ノズル５０６の塗布動作の軌跡、すなわち基本となる塗布パターンは、制御部５０２内のメモリ等へ予め記憶されている。
塗布が終了すると、基板１０２は搬送機構４０４によって塗布装置４０１外へ搬出される。続いて、次の基板１０２が搬入され、塗布作業が繰り返される。このように、搬入、塗布および搬出が一つの工程となり、所望の枚数の基板への塗布が終了するまで、塗布作業が繰り返される。
上記サイクルの途中、予め設定した補正周期のタイミングで、吐出量の補正が行われる。すなわち、液体材料１０４の粘度変化により変化した吐出量の補正が行われる。補正量の算出は、ＸＹ駆動機構４０２によりノズル５０６を重量計４０３の上に移動させ、重量計４０３により液体材料１０４の重量を計測することにより行う。補正手順の詳細については後述する。
［吐出装置５０１］
吐出装置５０１は、図４に示すように、上下動自在に内設されたピストン５０４と、圧縮気体供給ライン５０７を通して調圧された圧縮気体により加圧されている貯留容器５０５と、貯留容器５０５と連通するノズル５０６とを備えている。
貯留容器５０５に充填された液体材料１０４は、制御部５０２からパルス信号供給ライン５０３を通して発信されるパルス信号（６０１、６０２）に応じ、ピストン５０４を上下させることにより、ノズル５０６から液滴状に吐出される。ノズル５０６から吐出された液体材料１０４は、ノズル５０６の下に位置決めされた基板１０２や重量計４０３などへ点状に塗布される。ここで、貯留容器５０５は、制御部５０２から圧縮気体供給ライン５０７を通して供給される調圧された圧縮気体により加圧されている。
吐出装置５０１は、一回のパルス信号６０１に対し、ピストン５０４を一往復させ、一滴の液体材料１０４をノズル５０６から吐出する。すなわち、一サイクルが一ショットに相当する。
パルス信号（６０１、６０２）は、例えば図５に示すように与えられ、パルス信号がオン状態（６０1）のときにピストンを上昇させてノズル口を開放し、続いてパルス信号がオフとなったときにピストンを下降させてノズル口を閉鎖する。そして、ピストンの上昇（ノズルの口開放）とピストンの下降（ノズル口の閉鎖）を一サイクルとし、一サイクルの動作で一滴の液体材料を吐出する。他方、パルス信号がオフ状態（６０２）のときには、ピストンを作動させず、ノズル口が一サイクル閉鎖される。
なお、一サイクル内のオン状態の時間（上昇の時間）とオフ状態の時間（下降の時間）を調整してもよい。
ワークの辺に沿って塗布を行う際には、制御部５０２は、塗布開始と同時にノズル５０６を移動させながら吐出装置５０１へ予め設定した周波数にてパルス信号（６０１、６０２）を発信し、連続的に液体材料１０４の吐出を行う。ワーク辺に沿って吐出された液体材料１０４は、ワーク１０１と基板１０２との隙間に毛細管現象により充填されていく。
吐出装置５０１に対して発信されるパルス信号の周波数の設定は、吐出装置５０１の機械的な応答特性と液体材料１０４の特性に基づいて行う。最適な周波数は吐出量により異なるが、例えば、約１００〜２００ヘルツで用いられることが多い。
周波数を変更すると吐出量などが変わるが、周波数の変更に対する吐出量の変化特性は線形ではなく、条件によっては噴射できなくなる場合もある。したがって、同一の塗布パターンでの塗布作業中に吐出量の補正を行う際には、一度設定した周波数は変更しないことが好ましい。すなわち、本実施例では、吐出パルス６０１および休止パルス６０２の割合を調整することにより吐出量の補正を行うが、パルス信号の周波数を変更することによっては吐出量の補正を行わないことを特徴とする。
［補正手順］
図６に本実施例の補正手順を説明するフローチャートを示す。
まず、吐出パルス６０１と休止パルス６０２とを含む複数パルスを、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分発信した吐出を行う（ＳＴＥＰ１１）。次に、吐出された液体材料１０４の重量Ｇ１を計測する（ＳＴＥＰ１２）。続いて、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とを比較し（ＳＴＥＰ１３）、重量差が許容範囲を越えるか否かにより補正の有無を判定する（ＳＴＥＰ１４）。
ＳＴＥＰ１４で補正が必要と判断された場合には、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出し（ＳＴＥＰ１５）、変化率Ｒの正負を判断する（ＳＴＥＰ１６）。
変化率Ｒがマイナスの場合、吐出量が適正重量より少ないことになるので、この変化率に応じた吐出量の増加分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルス６０１と休止パルス６０２との数を再設定する（ＳＴＥＰ１７）。
変化率Ｒがプラスの場合、吐出量が適正重量より多いことになるので、この変化率に応じた吐出量の減少分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルス６０１と休止パルス６０２との数を再設定する（ＳＴＥＰ１８）。
上記補正手順の変形例としては、許容範囲を重量差ではなく変化率で設定し、補正の有無を判定してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１４を行わず、ＳＴＥＰ１５とＳＴＥＰ１６との間で判定を行う。
以上に述べた本実施例の装置によれば、予めの演算により規定した調整比率（設定表）を記憶しておくことにより、液体材料の性質等を考慮することなく調整を行うことができる。また、補正時に塗布長さを変更しないことにより、フィレットの形状（幅等）を安定した状態に保つことが可能である。
実施例１の塗布装置では、計量部を重量計４０３により構成し、液体材料１０４の重量を計測していたが、本実施例の塗布装置では、液体材料１０４の量を計測するために異なる態様の計量部を用いている。
本実施例では、図７に示すように、吐出装置５０１から基板１０２などの適当な面に液体材料１０４を一定時間吐出し、液体材料の面を形成する。それをＣＣＤカメラなどの撮像装置８０１により上方から撮影し、その画像から液体材料の面積を計測する。この計測した面積と、初期パラメータ設定当初の吐出量と、上記の一定時間における吐出量の理論値（適正吐出量）に基づき変化率Ｒを算出し、吐出量の補正値を算出する。
なお、上記の撮像装置８０１は、吐出装置５０１の横に一体的に設けてもよいし、吐出装置５０１とは独立してＸＹ駆動機構４０２に設けてもよい。
本実施例の塗布装置は、一定時間における吐出量を面積により計測するのではなく、体積により計測する点で実施例２の塗布装置と相違する。すなわち、本実施例の塗布装置では、図８に示すように、基板１０２などの適当な面に点状に塗布された液体材料１０４の小滴の高さをレーザー変位計９０１を用いて計測し、前述の撮像装置８０１を用いて求める面積と組み合わせて液体材料の体積を計測する。この計測した体積と、初期パラメータ設定当初の吐出量と、上記の一定時間における吐出量の理論値（適正吐出量）に基づき変化率Ｒを算出し、吐出量の補正値を算出する点は、実施例２と同様である。この際、液体材料１０４の密度を考慮に入れて重量を算出し、これを計測量として補正を実行してもよい。
なお、上記のレーザー変位計９０１は、吐出装置５０１の横に一体として設けてもよいし、吐出装置５０１とは独立してＸＹ駆動機構４０２に設けてもよい。
本実施例の塗布装置は、撮像装置８０１を備える点で、実施例２および３の塗布装置と一致するが、フィレット１００１の幅Ｗ１および／またはＷ２に基づき補正量を算出する点で相違する。すなわち、本実施例の塗布装置は、アンダーフィル工程における実際の生産の中で、液体材料１０４のワーク１０１からのはみ出し量であるフィレット１００１幅が一定の範囲に収まっていることを前提とした補正手法を採用している。
フィレット１００１の幅Ｗ１および／またはＷ２の計測は、図９に示すように、塗布後のワーク１０１を撮像装置８０１にて撮影し、その画像から液体材料１０４のワーク１０１からのはみ出し量をフィレット１００１とすることにより行う。計測したフィレット１００１の画像から幅Ｗ１および／またはＷ２を計測し、当該時点における吐出量を算出し、この計測した吐出量と初期パラメータ設定当初の吐出量（理論値）に基づき変化率Ｒを算出し、吐出量の補正値を算出する。
本発明は、液体材料を吐出する種々の装置において実施可能である。本発明は、例えば、弁座に弁体を衝突させて液体材料をノズル先端より飛翔吐出させるジェット式、プランジャータイプのプランジャーを移動させ、次いで急激に停止して、同じくノズル先端より飛翔吐出させるプランジャージェットタイプ、連続噴射方式或いはデマンド方式のインクジェットタイプなどの装置において実施可能である。
また、本発明は、規定した塗布量の液体材料を塗布する種々の塗布装置において実施可能である。本発明は、例えば、液晶パネル製造工程におけるシール塗布装置や液晶滴下装置、プリント基板への半田ペースト塗布装置などにおいて実施可能である。
アンダーフィル工程を説明するための側面図である。 塗布パターンの例を示す説明図である。 実施例に係る装置の概略斜視図である。 実施例に係る吐出装置の要部断面図である。 実施例に係る吐出装置へ発信されるパルス信号を説明する説明図である。 実施例に係る補正手順を示したフローチャートである。 実施例２に係る計量部を説明する図面である。 実施例３に係る計量部を説明する図面である。 実施例４に係る計量部を説明する図面である。
符号の説明
１０１ チップ、ワーク
１０２ 基板
１０３ 接続部
１０４ 樹脂、液体材料
１４１ 塗布領域
１４２ 非塗布領域
３０１ 設定表
４０１ 塗布装置
４０２ ＸＹ駆動機構
４０３ 重量計
４０４ 搬送機構
５０１ 吐出装置
５０２ 制御部
５０３ パルス信号供給ライン
５０４ ピストン
５０５ 貯留容器
５０６ ノズル
５０７ 圧縮気体供給ライン
６０１ 吐出パルス
６０２ 休止パルス
８０１ 撮像装置
９０１ レーザー変位計
１００１ フィレット
Ｓ 面積
Ｈ 高さ
Ｗ１、Ｗ２ 幅

Claims (14)

  1. 所望の塗布パターンを作成し、ノズルとワークとを相対移動しながら液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する塗布方法において、
    吐出パルス信号または休止パルス信号を送信する回数を総パルス数として規定し、総パルス数のうち塗布量を達成するために必要な吐出パルス信号の数を規定し、残りを休止パルス信号として規定する初期パラメータ設定工程、
    予め設定した補正周期で、補正周期の時点におけるノズルからの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程、および、
    補正量算出工程で算出した補正量に基づき吐出パルス信号の数と休止パルス信号の数を調整する吐出量補正工程、とを含むことを特徴とする塗布方法。
  2. 前記吐出量補正工程は、前記吐出パルス信号および前記休止パルス信号を発信する周波数を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
  3. 前記周波数が数十ヘルツ〜数百ヘルツであることを特徴とする請求項２に記載の塗布方法。
  4. 前記補正量算出工程は、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定の時間における理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の塗布方法。
  5. 前記補正量算出工程は、一定時間に吐出した液体材料の面積および／または高さを計測した値と、当該一定の時間における理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の塗布方法。
  6. 前記補正量算出工程は、前記塗布パターンに基づく塗布がなされたワーク端に形成される液体材料のフィレット幅を計測した値と、当該塗布パターンにおける理論値との差分値に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の塗布方法。
  7. 前記補正量算出工程以前の工程において補正を行うかを判断する許容範囲を設定し、
    前記補正量算出工程は、前記差分値が前記許容範囲を越える場合に、吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の塗布方法。
  8. 前記塗布は、液体材料がノズルから離間した後にワークに接触する吐出方式により行われることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の塗布方法。
  9. 前記塗布は、基板とその上に載置されたワークとの間隙に毛細管現象を利用して規定した塗布量の液体材料を充填することを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。
  10. 前記吐出量補正工程は、休止パルス信号を増加させる際に、休止パルス信号の数に対する吐出パルス信号の数を減らすことを特徴とする請求項９に記載の塗布方法。
  11. 前記補正周期は、ユーザーが補正周期として入力した時間情報、ワークの枚数、または基板の枚数に基づき設定されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の塗布方法。
  12. 前記吐出量補正工程は、前記塗布パターンの塗布長さ、およびノズルとワークの相対移動の速度を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の塗布方法。
  13. 液体材料を供給する液材供給部と、液材供給部から供給された液体材料を吐出する吐出口を有する吐出部と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部が、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の塗布方法を実施するプログラムを有することを特徴とする装置。
  14. 液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出部と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部に請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の塗布方法を実施させるプログラム。
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