JP2017109211A - 流体吐出方法および流体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスク中の空気を脱気する機構を有し、溶融はんだを利用したはんだバンプ形成装置や接着剤の塗布装置などの流体吐出装置で用いるワーク上に載置して、シリコンウエハに塗布される流体の量を調整するマスクの位置ずれの発生しない、吐出量が安定した流体塗布装置を実現する。
【解決手段】電子部品のワーク1上のマスク6中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、マスク内の空気を脱気する吸引口13と流体を収容可能なタンク11と吐出ノズル12からなるヘッド部10と、流体の塗布対象のワークを保持する基台2とワークを載置するキャリア3と、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する保持機構4、からなる事を特徴とする流体吐出装置を用いる。
【選択図】図3
【解決手段】電子部品のワーク1上のマスク6中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、マスク内の空気を脱気する吸引口13と流体を収容可能なタンク11と吐出ノズル12からなるヘッド部10と、流体の塗布対象のワークを保持する基台2とワークを載置するキャリア3と、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する保持機構4、からなる事を特徴とする流体吐出装置を用いる。
【選択図】図3
Description
本発明は、基板および半導体等の電子部品のワーク上に溶融はんだや接着剤等の流体を吐出する装置に関する。
電子機器のプリント基板への半導体等の電子部品の実装や半導体等の電子部品の組み立てには、はんだや接着剤が用いられている。
特に、セラミックスなどで形成された電子部品はそのままでははんだ付けできない。そこで、電子部品のワークの表面にメッキ皮膜からなるパッドを設け、該パッドの上にはんだバンプ(こぶ)を形成する。その後、バンプを介したはんだ付けが行われる。
特に、セラミックスなどで形成された電子部品はそのままでははんだ付けできない。そこで、電子部品のワークの表面にメッキ皮膜からなるパッドを設け、該パッドの上にはんだバンプ(こぶ)を形成する。その後、バンプを介したはんだ付けが行われる。
はんだバンプ形成方法として従来多く用いられているのは、はんだペーストを用いる方法である。印刷機やディスペンサではんだペーストをワークのメッキ皮膜上に塗布した後、はんだペーストをリフロー加熱して溶融させ、バンプを形成させる。この方法は、コストが安い。しかしながら、印刷には印刷できる限界があり、微細な回路パターンに対応したバンプは形成できない。
はんだボールを利用したバンプ形成方法もある。電子部品のワーク上に微細なはんだボールを搭載し、これをリフロー加熱することによりバンプを形成させる。この方法は、微細な回路パターンに対応したバンプを形成することができる。しかしながら、はんだボール自体のコストが高いため、全体として高コストとなる。
低コストで微細回路パターンに対応できるバンプを形成する方法として、溶融はんだを吐出してはんだバンプを形成する、所謂、溶融はんだ法が注目されている。溶融はんだ法においては、溶融はんだを収容する容器のノズル開口部から水平方向に走査するようにして複数箇所への溶融はんだの供給を効率よくしたはんだ付着装置が知られている(特願平2−015698号公報)。
また、作業終了後にノズルヘッドを冷却した後、ノズルヘッドをマスクから持ち上げる機構を有するバンプ形成装置も知られている。(WO2013/058299A)
また、作業終了後にノズルヘッドを冷却した後、ノズルヘッドをマスクから持ち上げる機構を有するバンプ形成装置も知られている。(WO2013/058299A)
溶融はんだを利用したはんだバンプ形成装置や接着剤の塗布装置などの流体吐出装置では、形成するはんだバンプのサイズに開口したマスクをシリコンウエハ等のワーク上に載置して、シリコンウエハに塗布される流体の量を調整している。ワーク上にレジストを形成して、流体塗布装置のマスクの代替えにする方法もあるが、レジストはエッチング等で浸食されて、幅に比べて高さの精度が出ないために、樹脂製のマスクを使用するのが一般的である。透明のマスクの方が位置合わせが容易などの理由により、ソルダペースト等に用いられるステンレス製のマスクではなく、ポリイミド樹脂などの透明な耐熱性樹脂のフィルムに孔を穿設したものが使用されている。これらのマスクは、粘着剤等を用いてワークに貼り付けるか、図1のようにワークを載置する基台等に4方を固定して用いられている。
流体吐出装置では、マスクを用いて微細な部分の流体の吐出を行う場合は、まずマスクの中の空気を脱気してから、流体の吐出を行うことが行われている。マスクの中の空気を吸引して脱気しないと、空気が邪魔をして流体がマスク中に充填できない。しかし、マスクはポリイミド樹脂などの透明な耐熱性樹脂のフィルムであるため、マスクの中の空気を吸引して脱気するためにマスクを吸引すると、マスクが伸びてしまい、流体吐出の位置ずれが発生すると考えられる。粗いパターンの流体吐出では、マスクの中の空気の脱気はする必要がないが、微細な部分の流体の吐出では必ず必要である。
さらに、吐出時の流体の流動性を保つために、流体吐出時にはワークを加熱するのが一般的であるため、さらに位置ずれが発生し易い。特に300mmのシリコンウエハ等の大きなサイズでは、位置ずれが問題となっていた。
さらに、吐出時の流体の流動性を保つために、流体吐出時にはワークを加熱するのが一般的であるため、さらに位置ずれが発生し易い。特に300mmのシリコンウエハ等の大きなサイズでは、位置ずれが問題となっていた。
本発明は、マスク中の空気を脱気する機構を有し、溶融はんだを利用したはんだバンプ形成装置や接着剤の塗布装置などの流体吐出装置で用いるワーク上に載置して、シリコンウエハに塗布される流体の量を調整するマスクの位置ずれの発生しない、吐出量が安定した流体塗布装置を実現するものである。
本発明者らは、流体塗布装置におけるマスクを完全に固定してしまうと、流体吐出時の加熱によりマスクのずれが生じること、マスクを吐出ヘッドの進行方向だけを固定すると、マスクのずれがない、安定した流体の塗布が可能となること見いだし、本発明を完成させた。
本発明は、電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、マスク内の空気を脱気する吸引口と流体を収容可能なタンクと吐出ノズルからなるヘッド部と、流体の塗布対象のワークを保持する基台とワークを載置するキャリアと、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する保持機構、からなる事を特徴とする流体吐出装置である。
また、本発明は電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、マスク内の空気を脱気する吸引口と流体を収容可能なタンクと吐出ノズルからなるヘッド部と、流体の塗布対象のワークを保持する基台とワークを載置するキャリアと、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する保持機構、からなる事を特徴とする流体吐出装置を用い、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する事で、吐出する流体吐出方法である。。
流体吐出装置に本発明のマスク保持機構を用いると、ワーク上に載置されたマスクはヘッド部の進行方向の前後のみが固定されているために、吐出ヘッドがマスク上を接触して移動するときマスクには進行方向だけの応力が働き、それ以外の応力は、空いている進行方向に直交する方角などに開放されるため、熱膨張などによるマスクの位置ずれが発生しない。
本発明は、マスクに250℃以上の溶融はんだが接触するはんだバンプの形成であっても、300mmのシリコンウエハ等の大きなサイズのワークであっても、シリコンウエハに塗布される流体の量を調整するマスクの位置ずれの発生しない、吐出量が安定した流体塗布装置となる。
本願の流体吐出装置は、ヘッド部が長いと吸引によるマスクのゆがみを拾い易く、マスクのずれが生じ易いために好ましくない。ヘッド部が流体の塗布対象のワークの進行方向の幅よりも、1/2以下の幅を有するヘッド部であれば、マスクを脱気するときに発生するマスクの伸びで、マスクが位置ずれを起こす事が少なくなる。より好ましくは、ヘッド部が流体の塗布対象のワークの進行方向の幅よりも、1/2以下の幅のヘッド部が3個つながった3連ノズルを用いて、ワークに一括して流体を塗布する方法が、一番マスクの位置ずれが少なく、安定した流体の塗布を得ることができる。
流体塗布装置のマスクの保持機構を図2及び図3によって説明する。シリコンウエハ等のワーク1は、基台2上のワークのサイズに窪みが付けられたキャリア3の上に載置されており、ワーク1は保持機構4の拡張ステージ5と同一面となるように固定されている。ワーク1と拡張ステージ5の上にマスク6を載置する。保持機構4の押さえ部7は、上部に向かって90°回転することができる。押さえ部7は、マスクの設置前は、上部に上げておき、マスク6を固定するときに下に降ろして、マスク6を固定する。押さえ部7には、ネジ式の固定部8が設置されており、押さえ部7でマスク6を仮固定した後、固定部8のネジを調整して、マスクを固定する。固定部8は、例えば片側2個設置するなどしてマスクを固定する。本発明の固定部8の数は片側2個に限定されない。
また、必要に応じて基台2にヒーター9など、加熱手段を取り付けることもできる。
また、必要に応じて基台2にヒーター9など、加熱手段を取り付けることもできる。
次に流体塗布装置のヘッド部10をマスク6上に移動する。ヘッド部10は、溶融はんだ等を収容可能な流体タンク11と下端に設けた吐出ノズル12を備える。溶融はんだなど温度コントロールが必要な流体に用いるときは、流体タンク11の腹部にヒーター9を巻き付けるなど、加熱手段を取り付けることもできる。また、ヘッド部10には、ヘッド下端に設けた吸引口13を有し、吸引口13は流体吐出ノズル12よりも進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられており、マスク6の中の空気を吸引する。
次に、図3を用いて本願の動きを説明する。図3に示すように本発明の流体塗布装置は、全体として流体を塗布させるべき電子部品のワーク1に対して接近および離反するように上下方向(Y)に移動可能であるとともに、水平方向(X)にも移動可能である。
吐出ノズル12は、流体吐出時には、ヘッド部10がマスク6に接触する位置まで下降する。流体吐出ノズル12とワーク6との接触状態が維持されたままヘッド部10は水平に移動する。ヘッド部10が水平に移動すると、まずヘッド部10の進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられた吸引口13より、ワーク1上に設置されたマスク6内の空気を吸引する。吸引口13は、図示しない外部の吸引装置に接続されている。このとき本願は、図1などの従来の4方が固定されている流体塗布装置と異なり、マスク6がヘッド部の進行方向の前後のみで固定されているので、マスク6の中の空気の吸引でマスク6が伸びて、マスク6のずれが生じる事もない。
吐出ノズル12は、流体吐出時には、ヘッド部10がマスク6に接触する位置まで下降する。流体吐出ノズル12とワーク6との接触状態が維持されたままヘッド部10は水平に移動する。ヘッド部10が水平に移動すると、まずヘッド部10の進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられた吸引口13より、ワーク1上に設置されたマスク6内の空気を吸引する。吸引口13は、図示しない外部の吸引装置に接続されている。このとき本願は、図1などの従来の4方が固定されている流体塗布装置と異なり、マスク6がヘッド部の進行方向の前後のみで固定されているので、マスク6の中の空気の吸引でマスク6が伸びて、マスク6のずれが生じる事もない。
本願の流体吐出装置は、ヘッド部10が長いと吸引によるマスクのゆがみを拾い易く、マスク6のずれが生じるため、図では3連のヘッド部10を持った流体吐出装置とした。本発明では、流体タンク11内の流体を所望の温度に保つためのヒータ9を備える。ヒータ9は、流体タンク11の壁部に内蔵されたものとすることができる。ヒータ9は、流体タンク11内の溶融はんだ等の流体の塗布条件に最適な粘度を保つのに適切な温度に加熱されるよう、管理制御されている。
ヘッド部10がマスク6上を水平X軸方向に移動して、反対の保持機構4側に到達すれば、流体の吐出は完了である。ヘッド部10を上方に持ち上げて、マスク6上から取り除く。流体吐出後のワーク1は、保持機構4の押さえ部7を上方に持ち上げて、マスク6を取り除き、その後ワーク1をキャリア3から取り出す。
本発明では、必ず流体を吐出中のヘッド部10が吸引ノズル12が設置されている方から先に水平に移動し、ワーク1上のマスク6の開口部の空気を減圧してから、吐出ノズル12で流体を吐出するように、ヘッド部10は移動する。図示しない圧力発生源13から供給された圧力は、ゲート弁14を介して流体タンク11内へ圧力を供給する。流体タンク11内に保持されていた流体は、圧力発生源13からの圧力を受けて吐出ノズル12の開口から射出される。ヘッド部10は、ワーク1のマスク6の上をなぞって、水平に移動して、決められた範囲の流体の塗布を完了する。
ヘッド部10の吸引口13から続く吸引管延長管路15を通して、図示はしないが、流体連通可能な減圧供給手段16とつながっている。
圧力供給手段17は、例えば0.06ないし0.1MPa(これに限定されない)の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源13を有している。圧力発生源17は、ゲート弁および3方弁を介して流体タンク11内へ圧力を供給する。流体タンク11内に保持されていた溶融はんだは、圧力発生源17からの圧力を受けて吐出ノズル12の開口から射出される。
圧力供給手段17は、例えば0.06ないし0.1MPa(これに限定されない)の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源13を有している。圧力発生源17は、ゲート弁および3方弁を介して流体タンク11内へ圧力を供給する。流体タンク11内に保持されていた溶融はんだは、圧力発生源17からの圧力を受けて吐出ノズル12の開口から射出される。
減圧供給手段16は、減圧発生装置であるマイクロエジェクタ18を有している。減圧発生装置18は、例えばレギュレータ17および絞り弁18を介して、0.4MPa(これに限定されない)の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源と連結され、吸引管延長管路15を介して吸引口13へ負圧を供給する。
1 ワーク
2 基台
3 キャリア
4 保持機構
5 拡張ステージ
6 マスク
7 押さえ部
8 固定部
9 ヒーター
10 ヘッド部
11 流体タンク
12 吐出ノズル
13 吸引口
15 吸引延長管
2 基台
3 キャリア
4 保持機構
5 拡張ステージ
6 マスク
7 押さえ部
8 固定部
9 ヒーター
10 ヘッド部
11 流体タンク
12 吐出ノズル
13 吸引口
15 吸引延長管
Claims (5)
- 電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、マスク内の空気を脱気する吸引口と流体を収容可能なタンクと吐出ノズルからなるヘッド部と、流体の塗布対象のワークを保持する基台とワークを載置するキャリアと、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する保持機構と、からなる事を特徴とする流体吐出装置。
- 前記ヘッド部は、流体の塗布対象のワークの進行方向の幅よりも、1/2以下の幅を有するヘッド部であることを特徴とする請求項1に記載の流体吐出装置。
- 前記ヘッド部が、流体の塗布対象のワークの進行方向の幅よりも、1/2以下の幅を有する3連ヘッド部であることを特徴とする請求項1に記載の流体吐出装置。
- 前記、ヘッド部及び基台にヒータが設置されていることを特徴とする請求項1に記載の流体吐出装置。
- 請求項1に記載の流体吐出装置を用い、ヘッド部の進行方向の前後のみをキャリアとワーク上に載置されたマスクを挟んで固定する事で、吐出する流体吐出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015244140A JP2017109211A (ja) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 流体吐出方法および流体吐出装置 |
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JP2015244140A JP2017109211A (ja) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 流体吐出方法および流体吐出装置 |
Publications (1)
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JP2017109211A true JP2017109211A (ja) | 2017-06-22 |
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JP2015244140A Pending JP2017109211A (ja) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 流体吐出方法および流体吐出装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017104745A1 (ja) * | 2015-12-15 | 2018-11-15 | 千住金属工業株式会社 | 流体吐出装置および流体吐出方法 |
-
2015
- 2015-12-15 JP JP2015244140A patent/JP2017109211A/ja active Pending
Cited By (2)
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JPWO2017104745A1 (ja) * | 2015-12-15 | 2018-11-15 | 千住金属工業株式会社 | 流体吐出装置および流体吐出方法 |
JP2019166522A (ja) * | 2015-12-15 | 2019-10-03 | 千住金属工業株式会社 | 流体吐出装置および流体吐出方法 |
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