JP2013039528A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微少量の塗布剤の塗布も可能とする塗布装置を提供する。
【解決手段】シリンジ４２をヘッド２１に接続し、樹脂１１をヘッド２１の貯留空間３１に供給する。圧力制御部５１からのエア圧に応じた予圧を貯留空間３１内の樹脂１１に付与する。ヘッド２１のノズル部２３に小孔部６３とテーパー部６４からなる連通穴６１を設け、小孔部６３は、チップをボンディングする為に十分な樹脂量の樹脂１１を貯留可能とする。ヘッド２１に押出ツール７４を挿通し、前進時に小径部８２に貯留した樹脂１１を押出ツール７４の先端部に付して押し出して、ボンディング箇所１０１に塗布する。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗布剤を塗布する塗布装置に関する。

従来、塗布剤を塗布する塗布装置の一例としては、銀ペースト吐出装置が知られている（例えば、特許文献１）。

この銀ペースト吐出装置は、シリンジを備えており、該シリンジには、ノズルが設けられている。この銀ペースト吐出装置は、コントローラにより制御されるように構成されており、前記ノズルの吐出穴から銀ペーストを吐出して所定箇所に塗布できるように構成されている。

特開２０００−１２５７２号公報

しかしながら、このような塗布装置にあっては、吐出圧や吐出時間を調整して銀ペーストの吐出量を調整するように構成されているが、吐出穴から銀ペーストを吐出する構造上、前記吐出穴の穴径によって最低吐出量が決まってしまう。

このとき、この吐出穴は、前記銀ペーストを吐出可能な穴径に設定する必要があり、吐出する銀ペーストの粘度が高い場合、これに応じて穴径を大きくしなければならない。このため、微少量の塗布剤を吐出して塗布するには不向きであった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、微少量の塗布剤の塗布も可能とする塗布装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１の塗布装置にあっては、塗布剤を塗布する塗布装置において、前記塗布剤を保持するヘッドに、塗布剤を貯留可能な連通穴を設けるとともに、該連通穴を挿通する際に当該連通穴に貯留された前記塗布剤を先端部に付して外部へ押し出し当該塗布剤を塗布箇所に塗布する押出ツールを設けた。

すなわち、塗布剤を保持するヘッドには、連通穴が設けられており、当該連通穴には、所定量の塗布剤が貯留される。

この状態において、押出ツールの先端部を前記連通穴に挿入するとともに、当該押出ツールを前進させると、前記連通穴に貯留された塗布剤は、前記押出ツールによって前記連通穴から外部へ押し出されるとともに、当該押出ツールの先端に付される。

そして、前記押出ツールの先端部に付された前記塗布剤は、当該押出ツールによって所定位置まで移動され塗布箇所に塗布される。

このように、前記連通穴に貯留された塗布剤を、前記押出ツールによって押し出すことができるので、前記連通穴の穴径を小さく設定した場合であっても、当該連通穴に貯留された塗布剤は、確実に押し出され、塗布される。

また、請求項２の塗布剤においては、前記ヘッド内の前記塗布剤に予圧を付与する圧力供給手段を備えている。

すなわち、前記ヘッド内の塗布剤には、予圧が付与される。

このため、前記ヘッドに保持された塗布剤は、この予圧によって前記連通穴への供給が促進される。

さらに、請求項３の塗布剤では、前記押出ツールを前進後退駆動するとともに、該押出ツールを後退して前記連通穴を開放してから前記押出ツールを前進して前記連通穴を閉鎖するまでの時間を制御する駆動制御手段を備えている。

すなわち、前記押出ツールを前進後退駆動する駆動制御手段を備えており、該駆動制御手段によって、押出ツールを後退して前記連通穴を開放してから前記押出ツールを前進して前記連通穴を閉鎖するまでの時間が制御される。

これにより、前記連通穴の開放時間が制御されるので、前記連通穴に貯留される塗布剤の貯留量が前記開放時間に応じて制御される。

以上説明したように本発明の請求項１の塗布装置にあっては、連通穴に貯留された塗布剤を押出ツールによって押し出すことができるので、前記連通穴の穴径を小さく設定した場合であっても、当該連通穴に貯留された塗布剤を、確実に押し出して、塗布箇所に塗布することができる。

したがって、塗布剤を吐出する構造上、穴径の縮小に限度があった従来と比較して、塗布剤の粘度が高い場合であっても、不具合無く前記連通穴の穴径を縮小することができる。これにより、微少量の塗布剤の塗布を行うことができる。

また、前記押出ツールの先端部に付した塗布剤を塗布箇所に塗布するため、塗布剤を吐出する場合と比較して、より正確な塗布位置への塗布が可能となる。

また、請求項２の塗布剤においては、ヘッド内の塗布剤に予圧を付与することで、前記ヘッドに保持された塗布剤の前記連通穴への供給を促進することがでできる。

これにより、所定量の塗布剤が連通穴に供給されるまでの待ち時間を短縮することができ、連続した高速塗布が可能となる。

また、間欠供給する吐出圧で吐出量を調整する従来と比較して、塗布剤に付与する予圧を一定とすることができるため、圧力制御の簡素化を図れるとともに、安定した塗布量制御が可能となる。

さらに、請求項３の塗布剤では、前記押出ツールを前進後退駆動する駆動制御手段を備えており、該駆動制御手段によって、押出ツールを後退して前記連通穴を開放してから前記押出ツールを前進して前記連通穴を閉鎖するまでの時間を制御することができる。

これにより、前記連通穴の開放時間を制御できるため、この開放時間によって前記連通穴に貯留される塗布剤の貯留量を制御できる。したがって、塗布量の微調整が可能となる。

本発明の一実施の形態を示す図である。 同一実施の形態の動作を示す説明図である。 同一実施の形態の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。

図１は、本実施の形態にかかる塗布装置１を示す図であり、この塗布装置１をダイボンダで使用する場合を例に挙げて説明する。

すなわち、リードフレーム等に半導体チップ等を搭載する際には、ダイボンダが使用されており、このダイボンダとしては、樹脂製の接着剤を用いてチップを固定する方式が知られている。

このダイボンダは、リードフレーム等に設定されたボンディング箇所に予め塗布剤としての樹脂１１を塗布する塗布工程と、樹脂１１が塗布されたボンディング箇所にチップを移送して固定するボンディング工程とを実行するように構成されている。

ここで、ボンディングされるチップは、小型化される傾向にある。このため、樹脂１１のはみ出しを防止する為に前記樹脂１１の塗布量もチップの小型化に伴って少なくしなければならない。そこで、前記塗布工程では、本願発明に係る塗布装置１が用いられている。

この塗布装置１は、図外の駆動アームで支持されたヘッド２１を中心に構成されている。該ヘッド２１は、複数の部材の組合せによって略矩形状に形成されており、その下面２２には、円錐台形状のノズル部２３が下方へ向けて突設されている。このヘッド２１の図１中左側には、三角形状に突出した接続部２４が形成されており、該接続部２４の上側面２５には、接続穴２６が設けられている。

該接続穴２６は、当該ヘッド２１の内部に設けられた貯留空間３１に連通しており、該貯留空間３１は、前記ノズル部２３付近においては、当該ノズル部２３に沿ってくの字状に屈曲形成されている。

前記接続部２４に開設された前記接続穴２６には、チューブ４１が内嵌され接続されており、該チューブ４１は、シリンジ４２の先端に接続されている。該シリンジ４２は、前記樹脂１１が保持されており、当該樹脂１１を、前記接続穴２６に接続された前記チューブ４１を介して前記貯留空間３１内に供給するように構成されている。

前記シリンジ４２には、圧力供給手段としての圧力制御部５１が接続されており、該圧力制御部５１は、制御装置５２からの制御信号に従ったエア圧を前記シリンジ４２に供給するように構成されている。

これにより、前記制御装置５２からの制御信号に基づくエア圧が前記シリンジ４２に供給されることによって、このエア圧に応じた圧力で前記樹脂１１が前記ヘッド２１に供給されるように構成されており、該ヘッド２１の前記貯留空間３１内の樹脂１１には、前記エア圧に応じた予圧が常時付与されるように構成されている。

前記ヘッド２１の前記ノズル部２３には、図２に示しように、内部の貯留空間３１と外部とを連通する円形の連通穴６１が形成されており、該連通穴６１の先端は、前記ノズル部２３の先端面６２に開口している。この連通穴６１は、先端側を構成する小孔部６３と、基端側を構成するテーパー部６４とによって構成されている。

該テーパー部６４は、その内径寸法が前記小孔部６３から内側へ向かうに従って大きくなるすり鉢状に形成されており、最も大径の基端部が前記貯留空間３１の内壁面７０に開口するように構成されている。これにより、前記小孔部６３の穴径を小さくしても、予圧が付与された前記貯留空間３１内の前記樹脂１１が滞りなく当該小孔部６３に案内されるように構成されている。

前記小孔部６３は、所定の長さを有しており、当該小孔部６３に貯留可能な樹脂量が、チップをボンディングする為に十分な必要量となるように設定されている。

前記ヘッド２１には、前記連通穴６１の真上に円形の挿通孔７１が設けられており、該挿通孔７１の上部には、図１に示したように、当該挿通穴６１より大径の大径穴７２が形成されている。該大径穴７２は、当該ヘッド２１の上面７３に開口しており、当該大径穴７２には、押出ツール７４が長さ方向へ移動自在に内嵌している。

該押出ツール７４は、前記大径穴７２に内嵌する大径円柱状の大径部８１と、該大径部８１より先端側へ延出した小径円柱状の小径部８２とによって構成されている。該小径部８２は、前記挿通穴６１を挿通するとともに、前記貯留部３１を介して前記連通穴６１の前記小孔部６３を挿通可能に構成されており、当該小径部８２は、前記挿通孔７１及び前記挿通穴６１の前記小径部６３に内嵌するように構成されている。前記小径部８２と前記挿通穴６１の前記小径部６３間の隙間は、適切に管理されており、前記樹脂１１の漏れを防止しつつ、前記小径部８２の摺動が可能なように構成されている。

この小径部８２は、前記大径部８１の先端を前記大径穴７２の端部に当接した状態で、その先端部を前記ヘッド２１のノズル部２３の先端面６２より所定量突出できる長さに設定されている。

この押出ツール７４の基端部には、駆動制御手段を構成する上下制御部９１に接続されており、該上下制御部９１は、前記制御装置５２からの制御信号に従って前記押出ツール７４を前進後退駆動するように構成されている。

これにより、前記上下制御部９１が前記制御装置５２からの制御信号に従って前記押出ツール７４を基端側へ後退させた際には、図２に示したように、前記押出ツール７４の前記小径部８２先端を前記連通穴６１より後退して当該連通穴６１の前記小孔部６３を開放できるように構成されており、この間に予圧が付与された前記樹脂１１を前記連通穴６１の前記小孔部６３に貯留できるように構成されている。

また、前記上下制御部９１が前記制御装置５２からの制御信号に従って前記押出ツール７４を先端側へ前進させることにより、前記連通穴６１の小孔部６３に貯留された前記樹脂１１を当該押出ツール７４の先端部に付して外部へ押し出すとともに、その先端部を前記ノズル部２３の先端面６２より突出さ、前記樹脂１１を塗布箇所であるボンディング箇所１０１に塗布できるように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、図３に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記押出ツール７４が、図２に示したように、前記連通穴６１を閉鎖した閉鎖位置にある初期状態１１１において、制御装置５２がマイコンのＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作を開始し、塗布制御のサブルーチンが呼び出されると、前記制御装置５２は、前記上下制御部９１に制御信号を出力して前記押出ツール７４を開放位置まで移動し（Ｓ１）、図２のツール上昇状態１１２に示すように、押出ツール７４先端が前記連通穴６１の前記テーパー部６４基端に位置するまで後退する。

このとき、前記押出ツール７４の上昇速度は、前記圧力制御部５１から前記ヘッド２１内の樹脂１１に付与される予圧と該樹脂１１の粘度との関係によって予め設定されている。

この状態において、前記制御装置５２からの制御信号によって前記上下制御部９１による前記押出ツール７４の移動を停止して（Ｓ２）、図２に示したように、樹脂量制御状態１１３を形成する。

そして、ＲＯＭやＲＡＭに予め記憶された開放時間を読み込み（Ｓ３）、この開放時間が経過するまで待機する（Ｓ４）。

この開放時間は、予め設定された値であり、前記ヘッド２１に設けられた前記連通穴６１の前記小孔部６３の内径寸法や、前記圧力制御部５１から前記ヘッド２１内の前記樹脂１１に付与される予圧や、当該樹脂１１の粘度等に基づいて定められた値であり、前記貯留空間３１内の樹脂１１が前記予圧を受けて前記小孔部６３に貯留される貯留量が、前記ボンディング箇所１０１に塗布される樹脂１１の塗布量となるうような時間が設定されている。

なお、本実施の形態では、前記連通穴６１の前記小孔部６３の内径寸法や、前記貯留空間３１内の前記樹脂１１に付与される予圧や、当該樹脂１１の粘度等に基づいて、前記開放時間が予め設定され、図２に示したように、前記樹脂１１は、前記小孔部６３の上端から深さαまで浸入して貯留されるように設定されており、この際の貯留量が、前記ボンディング箇所１０１に塗布される樹脂１１の塗布量となるうような設定されている。

前記開放時間が経過した際には、図２の樹脂量制御状態１１３で示したように、前記連通穴６１の前記小孔部６３内には、適切な塗布量の樹脂１１が貯留されるので、前記制御装置５２は、前記上下制御部９１に制御信号を出力して前記押出ツール７４を押出位置まで移動し（Ｓ５）、押出ツール７４先端が前記連通穴６１の前記小孔部６３の先端に位置まで前進させた押し出し状態１１４で停止する。

このとき、前記押出ツール７４の下降速度は、前記圧力制御部５１から前記ヘッド２１内の樹脂１１に付与される予圧と該樹脂１１の粘度との関係によって予め設定されている。

この状態において、当該ヘッド２１がボンディング箇所の真上に移動される等して樹脂１１の塗布準備が完了した際には、前記制御装置５２が前記上下制御部９１に制御信号を出力して前記押出ツール７４を塗布位置まで下降し（Ｓ７）、前記押出ツール７４の先端に付された前記樹脂１１を前記ボンディング箇所１０１に転写して塗布した転写状態１１５を形成する。

このとき、前記押出ツール７４の接地速度（下降速度）や、当該押出ツール７４の停止高さや、静止時間等は、前記樹脂１１の粘度等の関係によって予め設定された値で制御できるように構成されており、前記制御装置５２が前記上下制御部９１に制御信号を出力することで、前記接地速度、前記停止高さ、前記静止時間等を制御できるように構成されている。

そして、前記静止時間静止した後、前記制御装置５２が前記上下制御部９１に制御信号を出力して、前記押出ツール７４が前記連通穴６１を閉鎖した閉鎖位置に移動した初期状態１１１を形成し（Ｓ８）、メインルーチンへ戻る。

このとき、前記押出ツール７４は、一旦糸切り上昇量分、糸切り上昇速度で上昇して、糸切り時間停止した後、前記閉鎖位置まで移動されるが、前記糸切り上昇量や、その上昇速度や、前記糸切り時間等は、前記樹脂１１の粘度等の関係によって予め設定されている。

このように、前記樹脂１１を保持する前記ヘッド２１には、前記連通穴６１が設けられており、当該連通穴６１には、所定量の樹脂１１が貯留される（図２の樹脂量制御状態１１３参照）。

この状態において、前記押出ツール７４の先端部を前記連通穴６１に挿入するとともに、当該押出ツール７４を前進させると、前記連通穴６１に貯留された樹脂１１は、前記押出ツール７４によって前記連通穴６１から外部へ押し出されるとともに、当該押出ツール７４の先端に付される（図２の押し出し状態１１４参照）。

そして、前記押出ツール７４の先端部に付された前記樹脂１１は、当該押出ツール７４によって所定位置まで移動され塗布箇所であるボンディング箇所１０１に塗布される。

このように、前記連通穴６１に貯留された樹脂１１を、前記押出ツール７４によって押し出すことができるので、前記連通穴６１の小孔部６３の穴径を小さく設定した場合であっても、当該小孔部６３に貯留された樹脂１１を、確実に押し出して前記ボンディング箇所１０１に塗布することができる。

したがって、塗布剤を吐出する構造上、穴径の縮小に限度があった従来と比較して、塗布剤としての樹脂１１の粘度が高い場合であっても、不具合無く前記連通穴６１の前記小孔部６３の穴径を縮小することができる。これにより、微少量の樹脂１１の塗布を行うことができる。

また、前記押出ツール７４の先端部に付した樹脂１１を前記ボンディング箇所１０１に塗布するため、塗布剤を吐出する場合と比較して、より正確な塗布位置への塗布が可能となる。

また、前記ヘッド２１内の樹脂１１には、予圧が付与されている。このため、前記ヘッド２１に保持された樹脂１１は、この予圧によって前記連通穴６１の前記小孔部６３への供給が促進される。

これにより、所定量の樹脂１１が前記連通穴６１の前記小孔部６３に供給されるまでの待ち時間を短縮することができ、連続した高速塗布が可能となる。これにより、ボンディング速度の高速化が図れる。

このとき、前記小孔部６３の基端側には、その内径寸法が前記小孔部６３から内側へ向かうに従って大きくなるすり鉢状のテーパー部６４が形成されており、当該連通穴６１の基端は、このテーパー部６４によって、その開口面積が広げられている。このため、前記小孔部６３の穴径を小さく設定しても、予圧が付与された前記貯留空間３１内の前記樹脂１１を滞りなく前記小孔部６３に案内することができる。

そして、間欠供給する吐出圧で吐出量を調整する従来と比較して、前記樹脂１１に付与する予圧を一定とすることができる。このため、圧力制御の簡素化が図れるとともに、安定した塗布量制御が可能となる。

さらに、前記押出ツール７４を前進後退駆動する上下制御部９１を備えており、該上下制御部９１によって、前記押出ツール７４を後退して前記連通穴６１を開放してから前記押出ツール７４を前進して前記連通穴６１を閉鎖するまでの時間を制御することができる。

これにより、前記連通穴６１の開放時間を制御できるので、この開放時間によって前記連通穴６１の前記小孔部６３に貯留される前記樹脂１１の貯留量を制御できる。

したがって、塗布量の微調整が可能となる。

なお、本実施の形態では、本願発明の塗布装置１をダイボンダに応用した場合に付いてのみ説明したが、これに限定されるものでは無く、微少量の塗布剤を塗布するあらゆる装置に応用することができる。

１ 塗布装置
１１ 樹脂
２１ ヘッド
３１ 貯留空間
７４ 押出ツール
５１ 圧力制御部
５２ 制御装置
６１ 連通穴
９１ 上下制御部
１０１ ボンディング箇所

Claims (3)

1. 塗布剤を塗布する塗布装置において、
   前記塗布剤を保持するヘッドに、塗布剤を貯留可能な連通穴を設けるとともに、該連通穴を挿通する際に当該連通穴に貯留された前記塗布剤を先端部に付して外部へ押し出し当該塗布剤を塗布箇所に塗布する押出ツールを設けたことを特徴とする塗布装置。
2. 前記ヘッド内の前記塗布剤に予圧を付与する圧力供給手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
3. 前記押出ツールを前進後退駆動するとともに、該押出ツールを後退して前記連通穴を開放してから前記押出ツールを前進して前記連通穴を閉鎖するまでの時間を制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の塗布装置。

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