JP2014039893A - ペースト塗布装置およびペースト塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境温度が変化しても、塗布量が変化することのないペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供する。
【解決手段】空気圧源と、この空気圧源からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジとを備えたペースト塗布装置である。空気圧源からのシリンジへの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによって、シリンジによるペースト塗布量を管理する温度管理手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペースト塗布装置、例えば、リードフレームに半導体チップ（ダイ）を接着材接合する際に接着材接合部（被接合部材）にペーストを塗布するためのペースト塗布装置およびペースト塗布方法に関するものである。

この種の液剤塗布装置としては、従来には、シリンジと、シリンジに加圧気体（エア）を供給する加圧気体供給手段と、シリンジに液体保持用の負圧力を供給する負圧供給手段等を備えた液体吐出装置（ペースト塗布装置）がある（例えば、特許文献１）。

このようなペースト塗布装置では、シリンダ内へは、エアを所定の加圧力で所定時間供給することによって、シリンジからペーストを吐出するものである。例えば、塗布条件（吐出圧力及び吐出時間）を決定して、制御手段にて供給エアが制御されてシリンジ内のペーストを吐出する。なお、制御手段として、電空レギュレータと電磁弁などで構成できる。

特開平１１−１２９０７４５号公報

ところが、塗布装置の使用する環境によって、加圧のためのエアの温度が変化する。温度が変化すると、エアは粘度や密度等の物性が変化する。このため、電空レギュレータと電磁弁などで構成できる制御手段にて供給エア圧を制御しても、吐出圧力が変化する。すなわち、塗布条件（吐出圧力及び吐出時間）を一定に制御しても、供給エアの温度変化によって、ペーストの塗布量が変化する。

このように、温度変化があれば、ペーストの塗布量が変化して、塗布量が多かったり、少なかったりし、安定した塗布作業ができなった。このため、リードフレームのアイランドの接着剤(ペースト)を最適量で塗布できず、接着剤塗布作業後におけるチップをードフレームのアイランドへのボンディング工程を安定して行うことができなかった。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、使用環境温度が変化しても、塗布量が変化することのないペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供しようとするものである。

本発明のペースト塗布装置は、空気圧源と、この空気圧源からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジとを備えたペースト塗布装置であって、空気圧源からのシリンジへの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによって、シリンジによるペースト塗布量を管理する温度管理手段を備えたものである。

本発明のペースト塗布装置は、温度管理手段を備えているので、装置が使用される環境温度が変わっても、空気圧源からの供給エアの温度の変動を抑えることができる。

温度管理手段によるペースト塗布量の管理は、塗布動作毎のばらつきを生じさせない管理であるのが好ましい。また、所定設定温度を、所定一定吐出力及び所定一定吐出時間でペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度であるのが好ましい。

温度管理手段は、温度センサと、温度調整ユニットと、温度センサにて検出された温度に基づいて温度調整ユニットを動作させる温度制御手段と備えたもので構成できる。温度調整ユニットが、空気圧源とシリンジとの間のエア供給・排気回路に設けられるものであってもよい。

本発明の塗布方法は、空気圧源からのエアの供給にてシリンジからペーストを吐出するペースト塗布方法であって、空気圧源からのシリンジへの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによって、シリンジによるペースト塗布量を管理するものである。

この本発明の塗布方法によれば、環境温度が変わっても、空気圧源からの供給エアの温度の変動を抑えることができる。

本発明では、空気圧源からの供給エアの温度の変動を抑えることができ、安定した塗布量での塗布が可能となる。また、一度、塗布条件（吐出圧や吐出時間等）を設定すれば、作業中に作業者が塗布条件を調整する必要がなく、作業性に優れる。

ペースト塗布量の管理を、塗布動作毎のばらつきを生じさせない管理とするものでは、環境温度が変わっても、常時安定した塗布量の塗布作業を行うことができる。また、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度に設定でき、このように設定することによって、ダイボンダに最適なペースト塗布装置となる。

温度管理手段としても、温度センサと温度調整ユニットと温度制御手段とで構成でき、構成の複雑化を回避できる。温度調整ユニットが、空気圧源とシリンジとの間のエア供給・排気回路に設けられるものでは、この温度管理手段を既存の塗布装置に付設ことが可能であり、全体の装置構成の簡略化を図ることができる。

この温度管理は、供給エアを所定温度以下に設定するのが好ましく、このように冷却することによって、吐出圧の応答性（設定吐出圧への到達時間や大気圧に復帰する時間）が向上し、不安定な挙動を示す圧力波形（吐出圧と吐出時間とで形成される波形）の領域が減少し、ペーストの塗布量のバラツキを軽減できる。

本発明の実施形態のペースト塗布装置の全体簡略図である。 前記図１のペースト塗布装置の制御部の構成ブロック図である。 シリンジ内のペーストに与えるエネルギーの算出方法を説明するためのグラフ図である。 本発明の実施形態のペースト塗布方法のフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は本発明のペースト塗布装置を示し、この塗布装置は、リードフレームなどの基板のアイランドに接着剤（ペースト）を塗布するためのものであって、空気圧源１と、この空気圧源１からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジ２とを備える。

空気圧源１は、例えば、コンプレッサにて構成でき、空気を圧縮して高圧の空気を生成することができる。シリンジ２はペースト吐出ノズル２ａを備え、空気圧源１からのエアの供給にてペースト吐出ノズル２ａが適量のペーストが吐出され、アイランドに塗布することができる。

空気圧源１とシリンジ２とがエア供給・排気回路３にて接続されている。エア供給・排気回路３は、吐出用配管３ａと、吸気用配管３ｂとを備える。吐出用配管３ａには、圧力調整手段１４（図２参照）を構成する電空レギュレータ５と、空気タンク６とが介設され、吸気用配管３ｂには、マフラー７と、エジェクタ８と、流量調整機構を構成する流量調整バルブ９とを備える。また、吐出用配管３ａと、吸気用配管３ｂとは、開閉機構を構成する電磁弁１０に接続され、電磁弁１０とシリンジ２との間には、後述する温度センサ２１が接続される。

吐出用配管３ａの空気タンク６は、脈動防止、コンプレッサーの保護、及びバッファー又は充填のために設けている。吸気用配管３ｂのエジェクタ８は、シリンジ２のノズル２ａからペーストを吐出させる際の正圧と、シリンジ２のノズル２ａからのペーストの漏れを防止するための負圧との切換えを行うものである。また、吸気用配管３ｂのマフラーは、排気時の排気音の低減にためのものである。

また、このペースト塗布装置の制御部は、空気圧源１からの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによってシリンジ２によるペースト塗布量を管理する温度管理手段２０（図２参照）を備える。

温度管理手段２０は、図２に示すように、温度センサ２１と、温度調整ユニット２２と、温度センサ２１にて検出された温度に基づいて温度調整ユニット２２を動作させる温度制御手段２３と備えたものである。この場合、温度管理手段２０は所定設定温度が記憶された温度記憶手段２４をさらに備え、この所定設定温度に供給エアを制御するものである。ここで、所定設定温度とは、所定一定吐出力及び所定一定吐出時間でペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度であって、室温程度である。ここで、常温とは、１５℃―２５℃程度である。

温度センサ２１としては、熱電対やサーミスタ等の既存の種々のセンサを用いることができる。また、温度調整ユニット２２としては、ペルチェ素子を用いたもの、ヒートポンプ式のもの等の既存の種々のユニットを用いることができる。

温度制御手段２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。記憶手段２４としての記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

シリンジ２内へのペーストに与えるエネルギーの算出は、図３に示す方法で行える。この図３は、電圧０Ｖを基準としたカーソルＡ点からＢ点までの範囲の値を示している。これを大気圧を基準とした波形面積に値に置き換える。すなわち、図３（ａ）に示すハッチング部の面積から図３（ｂ）に示すハッチング部の面積を差し引いた値を算出する。そして、この値、つまり図３（ｃ）に示すハッチング部の面積がペーストに与えるエネルギーと考えることができる。

温度管理手段２０を備えたペースト塗布装置の塗布方法を図４を用いて説明する。ステップＳ１で供給エアの温度を測定する。その後、ステップＳ２へ移行して、この測定した温度が設定した温度（前記所定設定温度）に一致するか判定する。

ステップＳ２で設定温度に一致していれば、ステップＳ３に移行する。また、ステップＳ２で設定温度に一致していなければ、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、温度制御手段２３の温度調整ユニット２２を制御して、供給エアの温度を設定温度に調整する。その後は、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ３では、ペースト塗布作業を行い、その後、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ５では、工程を終了するか否かが判断され、終了する場合は、終了し、終了しない場合は、ステップＳ１へ戻る。なお、シリンジ２のペースト吐出ノズル２ａからペーストを吐出させつ際には、シリンジ２内に正圧を付与することになるが、ペーストを吐出しない状態では、シリンジ２内を負圧とする。このため、エジェクタ８にて正圧と負圧との切換えを行う。

本願発明によれば、空気圧源１からの供給エアの温度の変動を抑えることができ、安定した塗布量での塗布が可能となる。また、一度、塗布条件（吐出圧や吐出時間等）を設定すれば、作業中に作業者が塗布条件を調整する必要がなく、作業性に優れる。

ペースト塗布量の管理は、塗布動作毎のばらつきを生じさせない管理とすることができ、環境温度が変わっても、常時安定した塗布量の塗布作業を行うことができる。また、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度に設定でき、このように設定することによって、ダイボンダに最適なペースト塗布装置となる。

温度管理手段２０としても、温度センサ２１と温度調整ユニット２２と温度制御手段２３とで構成でき、構成の複雑化を回避できる。温度調整ユニット２２が、空気圧源１とシリンジ２との間のエア供給・排気回路３に設けられるものでは、この温度管理手段２０を既存の塗布装置に付設ことが可能であり、全体の装置構成の簡略化を図ることができる。

この温度管理は、供給エアを所定温度以下に設定するのが好ましく、このように冷却することによって、吐出圧の応答性（設定吐出圧への到達時間や大気圧に復帰する時間）が向上し、不安定な挙動を示す圧力波形（吐出圧と吐出時間とで形成される波形）の量いい気が減少し、ペーストの塗布量のバラツキを軽減できる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ペースト（接着剤）として、はんだペースト、樹脂ペースト、樹脂フィルム等がある。また、樹脂ペーストや樹脂フィルムとしては、エポキシ系、ポリアミド系の種々の樹脂接合材料を用いることができる。

エア供給・排気回路３としては、図１に示すのみに限らず、空気圧源１から所定の圧力でかつ所定の時間で供給エアをシリンジ２に供給するこことができるものであればよく、このエア供給・排気回路３のいずれかの範囲に温度管理手段２０を介装することになる。また、温度管理手段２０による温度管理は前記実施形態では、塗布作業時（正圧時）のみ行っていたが、負圧時においても行ってもよい。

１ 空気圧源
２ シリンジ
３ エア供給・排気回路
２０ 温度管理手段
２１ 温度センサ
２２ 温度調整ユニット
２３ 温度制御手段
Ａ、Ｂ カーソル

Claims (6)

1. 空気圧源と、この空気圧源からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジとを備えたペースト塗布装置であって、
   空気圧源からのシリンジへの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによって、シリンジによるペースト塗布量を管理する温度管理手段を備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
2. 温度管理手段によるペースト塗布量の管理は、塗布動作毎のばらつきを生じさせない管理であることを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布装置。
3. 所定設定温度を、所定一定吐出力及び所定一定吐出時間でペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のペースト塗布装置。
4. 温度管理手段は、温度センサと、温度調整ユニットと、温度センサにて検出された温度に基づいて温度調整ユニットを動作させる温度制御手段と備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載ペースト塗布装置。
5. 温度調整ユニットが、空気圧源とシリンジとの間のエア供給・排気回路に設けられることを特徴とする請求項４に記載ペースト塗布装置。
6. 空気圧源からのエアの供給にてシリンジからペーストを吐出するペースト塗布方法であって、
   空気圧源からのシリンジへの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによって、シリンジによるペースト塗布量を管理することを特徴とするペースト塗布方法。

Images