JP3343131B2 - 塗布機構 - Google Patents

塗布機構

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JP3343131B2
JP3343131B2 JP11450791A JP11450791A JP3343131B2 JP 3343131 B2 JP3343131 B2 JP 3343131B2 JP 11450791 A JP11450791 A JP 11450791A JP 11450791 A JP11450791 A JP 11450791A JP 3343131 B2 JP3343131 B2 JP 3343131B2
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道夫 岡本
明浩 西村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗布機構に関し、特に
TAB(Tape Automated Bonding)実装における半導体
集積回路装置の樹脂封止工程において、樹脂塗布プロセ
スの作業効率の向上および半導体集積回路装置の品質向
上が可能とされる塗布機構に適用して有効な技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】たとえば、半導体集積回路装置の組立技
術の一つとして、近年、TAB実装がワイヤボンディン
グに代わる技術として注目を集めており、そのアプリケ
ーション、パッケージングおよび自動化技術は大きく様
変わりして来ている。
【0003】特に、インナーリードボンディング(IL
B:Inner Lead Bonding)装置の開発、転写はんだバン
プなどの周辺技術の整備に伴い、TAB実装技術はワイ
ヤボンディングに比べて、電気テスト、バーンインテ
ストがテープ上で可能、実装密度が高く、多ピン化対
応に最適、一括したボンディングが可能、厚みの薄
型化、信頼性の高いボンディング、モジュラ化が可
能、SMT(Surface Mount Technology)への対応、
良好な高周波特性、などの利点を備えていることなど
から近年汎用技術と成りつつあり、さらに拡大の方向に
進んでいる。
【0004】そして、このようなTAB技術を用いた組
立工程では、絶縁性の長尺なキャリアテープの長さ方向
に所定のピッチで実装用のリード群を被着・配置し、こ
の各リード群にはんだバンプなどを介して個々の半導体
チップをボンディングすることにより、大量の半導体集
積回路装置の組立工程の効率化を図ることが可能となっ
ている。
【0005】この場合に、半導体チップを外部環境の湿
気および塵挨などから保護するために、たとえばエポキ
シ系樹脂などをILB後の半導体チップのリード部など
を覆うように塗布した後に、加熱処理などにより乾燥・
硬化させることによって封止樹脂に所定の強度を持たせ
る樹脂封止を行うことが一般的である。
【0006】たとえば、封止樹脂を塗布する塗布機構と
してのポッティング装置においては、樹脂塗布用のシュ
リンジをX軸およびY軸方向に駆動する駆動制御部と、
塗布位置の停止時間を制御する時間制御部などを備え、
駆動制御部によって塗布軌跡を決定し、時間制御部によ
る塗布時間の制御によって塗布位置における塗布量が制
御されている。
【0007】この場合に、駆動制御部および時間制御部
の制御は、作業者間の作業性および品質ばらつきなどを
考慮して自動制御化されている。たとえば、複数の半導
体チップがボンディングされたキャリアテープに対する
樹脂の塗布位置、塗布量および塗布軌跡を決定する塗布
プログラムが予め作成され、この塗布プログラムに従っ
て樹脂封止工程における塗布処理が制御されるようにな
っている。
【0008】なお、これに類似する技術としては、たと
えば株式会社工業調査会、平成元年7月1日発行、「電
子材料」P100に記載されるTAB樹脂封止装置が挙
げられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、塗布プログラムに従って塗布処
理が実行され、シュリンジのX軸およびY軸方向の位置
決めは高精度に設定できるものの、シュリンジの高さ方
向、すなわち樹脂の塗布量を決定する要因の一つである
吐出ノズルの高さの設定が十分に配慮されていない。
【0010】たとえば、シュリンジの位置ずれ、さらに
は機構的な寸法変位などが生じた場合には、作業者によ
って寸法変位が補正され、人手による補正作業が必要で
あるという問題がある。
【0011】また、機構的な寸法変位などによって樹脂
の塗布量にばらつきが生じたり、さらには塗布動作の再
スタート時に、吐出ノズルの先端に樹脂が溜ったりする
ことなどから塗布処理の十分な品質が得られないという
問題がある。
【0012】従って、従来の塗布機構においては、吐出
ノズルの高さの設定が十分に配慮されておらず、樹脂封
止工程における十分な作業効率および品質が得られない
というという問題がある。
【0013】そこで、本発明の目的は、TAB実装にお
ける半導体集積回路装置の樹脂封止工程において、被塗
布対象物に対する塗布材料の吐出ノズルの高さを自動的
に設定し、樹脂封止工程における塗布プロセスの作業効
率の向上を図ることができる塗布機構を提供することに
ある。
【0014】また、本発明の他の目的は、樹脂の塗布量
のばらつきを低減し、樹脂塗布処理における品質の向上
を図ることができる塗布機構を提供することにある。
【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0017】すなわち、本発明の塗布機構は、被塗布対
象物の所定の箇所に塗布材料を塗布し、この被塗布対象
物が複数の半導体チップがボンディングされたキャリア
テープとされ、かつ塗布材料が液状の樹脂とされるTA
B実装方式の樹脂塗布工程のポッティング装置に用いら
れる塗布機構であって、被塗布対象物に対して塗布材料
を塗布する吐出ノズルの高さを自己検出するノズル高さ
検出機構と、このノズル高さ検出機構による検出結果に
対応させて吐出ノズルの高さを所定の高さに自動設定す
るZ軸駆動制御機構と、吐出ノズルをX軸・Y軸方向に
自動制御するX軸・Y軸駆動制御機構とを有し、吐出ノ
ズルの高さ検出、高さ設定、およびX軸・Y軸方向制御
は、予め記憶された塗布プログラムに従って行われ、さ
らに、吐出ノズルの高さを塗布材料の塗布量を制御する
塗布パラメータとし、塗布材料の塗布中に常に吐出ノズ
ルの高さを検出してZ軸駆動制御機構にフィードバック
して吐出ノズルの高さを所定の高さに自動的に設定する
ようにしたものである。
【0018】また、前記塗布材料を捨て打ちするダミー
ショット機構を設けるようにしたものである。
【0019】
【0020】また、前記塗布材料の塗布動作が所定の時
間停止した場合、被塗布対象物に対する塗布動作に先立
って、ダミーショット機構への捨て打ちを行うようにし
たものである。
【0021】
【0022】
【作用】前記した塗布機構によれば、被塗布対象物に対
する吐出ノズルの高さを自己検出するノズル高さ検出機
構を設けることにより、ノズル高さ検出機構による検出
結果に対応させて吐出ノズルの高さを所定の高さに自動
設定することができる。
【0023】これにより、被塗布対象物への塗布を自動
的に行い、樹脂塗布工程における作業効率を向上させる
ことができる。
【0024】また、塗布材料を捨て打ちするダミーショ
ット機構を設けることにより、たとえば塗布材料の塗布
動作が所定の時間停止した場合、被塗布対象物に対する
塗布動作に先立ってダミーショット機構への捨て打ちを
行うことができる。これにより、吐出ノズルの先端に溜
った樹脂を取り除き、塗布処理における十分な品質を得
ることができる。
【0025】さらに、吐出ノズルの高さを塗布パラメー
タとし、塗布樹脂の塗布中に常にフィードバックするこ
とにより、樹脂の塗布量を均一に保持できるので、樹脂
封止工程における品質の向上が可能となる。
【0026】特に、TAB実装方式の樹脂塗布工程のポ
ッティング装置に用いられることにより、大量の半導体
集積回路装置の組立、特に複数の半導体チップがボンデ
ィングされたキャリアテープに対する液状樹脂の塗布処
理を効率良く、かつ高品質に行うことができる。
【0027】
【実施例】図1は本発明の塗布機構の一実施例であるポ
ッティング装置の要部を示す概略構成図、図2は本実施
例のポッティング装置における吐出ノズルの高さ設定を
示す説明図、図3は本実施例のポッティング装置などか
ら構成される樹脂封止システムを示す構成図、図4は本
実施例のポッティング装置を用いて樹脂封止されたキャ
リアテープを示す断面図である。
【0028】まず、図1により本実施例のポッティング
装置の構成を説明する。
【0029】本実施例のポッティング装置は、たとえば
TAB実装方式による樹脂封止におけるポッティング装
置(塗布機構)1とされ、図4に示すようにリード2が
形成され、半導体チップ3がボンディングされたキャリ
アテープ(被塗布対象物)4に適用され、このキャリア
テープ4上の所定の箇所に樹脂(塗布材料)5を塗布す
るシュリンジ6と、このシュリンジ6のZ軸、Y軸およ
びX軸方向駆動用のZテーブル(ノズル高さ検出機構)
7、Yテーブル8およびXテーブル9と、樹脂5を捨て
打ちするダミーショット受け(ダミーショット機構)1
0とから構成され、シュリンジ6が前後、左右および上
下方向に3次元的に位置決めされている。
【0030】シュリンジ6は、たとえば吐出ノズル11
が下向きにした姿勢で配設され、その内部に所定量の液
状の樹脂5が貯留されている。そして、一定量の樹脂5
を供給するディスペンサ12に接続され、シュリンジ6
内の圧力が調整されることによって樹脂5の塗布量が制
御されている。
【0031】また、シュリンジ6の真下には、半導体チ
ップ3がボンディングされたキャリアテープ4が搬送さ
れ、キャリアテープ4の移動によって逐次搬送される複
数の半導体チップ3の各々とリード2とのボンディング
箇所に対して所定量の樹脂5が塗布されるようになって
いる。
【0032】Zテーブル7は、シュリンジ6の吐出ノズ
ル11の高さを自己検出し、検出結果に対応して吐出ノ
ズル11の高さが所定の高さに自動設定されるようにな
っており、たとえばエンコーダ13が連結されたDCモ
ータ14と、このDCモータ14にベルト15を介して
連動されるボールねじ16とから構成され、DCモータ
14の回転角がエンコーダ13によって検出されてい
る。
【0033】また、ボールねじ16には、シュリンジ6
を保持するシュリンジホルダ17が回動可能に螺合さ
れ、ボールねじ16の回動によってシュリンジホルダ1
7がリニアガイド18に案内されて上下方向に移動され
るようになっている。
【0034】さらに、Zテーブル7はZ軸駆動制御部1
9に接続され、エンコーダ13によるDCモータ14の
回転角の検出によってボールねじ16の回動が制御さ
れ、これによってシュリンジ6の吐出ノズル11の高さ
方向が制御されるようになっている。
【0035】Yテーブル8は、Zテーブル7と同様の構
成とされ、Y軸駆動制御部20による制御によってシュ
リンジ6のY軸方向の駆動が制御されている。
【0036】Xテーブル9は、Zテーブル7と同様の構
成とされ、X軸駆動制御部21によってシュリンジ6の
X軸方向の駆動が制御され、Yテーブル8の駆動と連動
して塗布軌跡が決定されるようになっている。
【0037】ダミーショット受け10は、樹脂5の塗布
動作が所定の時間停止した場合、再スタートに先立って
樹脂5の捨て打ちを行うためのものである。
【0038】以上の構成において、ディスペンサ12、
Z軸、Y軸およびX軸駆動制御部19〜21は、たとえ
ばマイクロコンピュータなどによる主制御部22に接続
され、主制御部22によって総轄的な制御が可能となっ
ている。
【0039】また、主制御部22には、キャリアテープ
4にボンディングされた半導体チップ3の特定形状パラ
メータ、たとえば半導体チップ3の大きさ、縦横比また
はキャリアテープ4上の配線パターンなどに対応した塗
布プログラム、すなわち樹脂の各塗布位置までのX軸お
よびY軸方向への移動距離、各塗布位置における停止時
間などの処理手順である塗布プログラムが予め記憶さ
れ、この塗布プログラムに従ってディスペンサ12、Z
軸、Y軸およびX軸駆動制御部19〜21が自動制御さ
れている。
【0040】以上のように構成されるポッティング装置
1は、たとえば図3に示すような樹脂封止システムの一
部として構成され、樹脂塗布処理の後工程である樹脂乾
燥・硬化処理のためのベーキング装置23が右側に連結
され、さらにその右側にリール方式によってキャリアテ
ープ4を巻き取るアンローダ機構24が連結されてい
る。
【0041】一方、ポッティング装置1の左側には、樹
脂塗布処理の前工程のキャリアテープ4を供給するリー
ル方式のローダ機構25が連結されている。
【0042】次に、本実施例の作用について説明する。
【0043】始めに、キャリアテープ4の製造および半
導体チップ3へのバンプ形成の各別工程において、キャ
リアテープ4とバンプが形成された半導体チップ3とが
製造される。そして、パッケージ工程において、最初に
キャリアテープ4上のリード2と半導体チップ3の電極
とがバンプを介して接続されるILB工程が行われた
後、本発明の樹脂封止工程が行われる。
【0044】まず、ILB工程が終了したキャリアテー
プ4がリールに巻かれた状態においてローダ機構25に
セットされ、一方アンローダ機構24には空のリールが
セットされて樹脂封止が完了したキャリアテープ4が巻
き取られる。
【0045】始めに、ポッティング装置1において、図
2に示すようにシュリンジ6の原点、たとえば最高点位
置を初期値としてZ軸駆動制御部19に設定した後、主
制御部22からの下降指令によってDCモータ14を回
転させてシュリンジ6を高速下降させる。この時、DC
モータ14の回転角を検出するエンコーダ13の出力を
Z軸駆動制御部19にフィードバックし、シュリンジ6
の位置を逐一カウントする。
【0046】そして、シュリンジ6の吐出ノズル11
が、キャリアテープ4にボンディングされた半導体チッ
プ3に接触する直前に、減速指令によってDCモータ1
4の回転をスローダウンして接触時の衝撃を吸収する。
【0047】さらに、スローダウン状態において、半導
体チップ3に接触した位置、すなわち塗布点位置でDC
モータ14を停止させ、この時のエンコーダ13による
塗布点位置をZ軸駆動制御部19に送り、さらに主制御
部22に転送して吐出ノズル11の所定の高さとして記
憶する。
【0048】続いて、主制御部22に予め記憶された塗
布プログラムに従い、塗布動作が順次処理される。すな
わち、塗布プログラムに従ってディスペンサ12が制御
され、シュリンジ6の吐出ノズル11から一定量の樹脂
5が供給される。同時に、Z軸、Y軸およびX軸駆動制
御部19〜21が制御され、シュリンジ6が前後、左右
および上下方向に3次元的に位置決めされる。
【0049】この時、シュリンジ6の吐出ノズル11の
上下方向は、上記の塗布点位置の検出と同様にDCモー
タ14の回転角がエンコーダ13によって常に検出さ
れ、Z軸駆動制御部19にフィードバックされることに
よって主制御部22に記憶されている所定の高さに自動
設定される。
【0050】そして、ローダ機構25から搬送されてき
たキャリアテープ4上の複数の半導体チップ3の各々に
対して、塗布量およびZ軸、Y軸およびX軸方向に位置
決め制御されて所定量の樹脂5が塗布される。そして、
樹脂5が塗布されたキャリアテープ4がベーキング装置
23に搬送される。
【0051】さらに、ベーキング装置23において、キ
ャリアテープ4を所定の雰囲気条件に保持されたベーキ
ング室内を搬送させ、塗布された樹脂5を所定の硬度、
たとえば鉛筆の2H以上の硬度まで硬化させる。
【0052】そして、樹脂5を所定の硬度に硬化された
後、アンローダ機構24のリールに樹脂封止が完了した
キャリアテープ4を巻き取り、1リール分の樹脂封止工
程が完了する。このように、以上の工程を各リール毎に
繰り返し、大量の半導体集積回路装置の組立を効率良く
行うことができる。
【0053】この場合に、たとえばリールの交換などの
ように塗布動作が所定の時間停止した時は、次のキャリ
アテープ4上の各塗布箇所に対する塗布動作を再スター
トさせる前に、シュリンジ6をダミーショット受け10
の位置まで移動させ、吐出ノズル11の先端に溜った樹
脂5を捨て打ちする。
【0054】この時、塗布動作の停止時間制御は、たと
えば吐出ノズル11からの樹脂5の吐出動作を制御する
処理において、吐出動作が停止してから予め設定された
時間が経過しても吐出動作が行われなかった場合にダミ
ーショットが行われる。
【0055】その後、上述のように塗布量、Z軸、Y軸
およびX軸方向の制御を、塗布プログラムに従って塗布
処理を自動的に行う。
【0056】従って、本実施例のポッティング装置1に
よれば、エンコーダ13が連結されたDCモータ14
と、このDCモータ14にベルト15を介して連動され
るシュリンジ6の駆動用のボールねじ16などから構成
されるZテーブル7を備えることにより、シュリンジ6
の吐出ノズル11の高さが自己検出によって所定の高さ
に自動的に設定され、従来問題となっていた人手による
補正作業が不要となるので、塗布プロセスの作業効率の
向上が可能となる。
【0057】また、吐出ノズル11の高さの自動設定に
よって、従来問題となっていた樹脂5の塗布量のばらつ
きを低減することができるので、塗布処理における十分
な品質を得ることができる。
【0058】さらに、塗布動作の再スタート時に、吐出
ノズル11の先端に溜った樹脂5を捨て打ちすることが
できるので、より一層品質の向上が可能となる。
【0059】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0060】たとえば、本実施例のポッティング装置1
においては、吐出ノズル11の高さを塗布プログラムの
パラメータとして設定し、樹脂5の塗布中に常にフィー
ドバックする場合などについても可能である。この場合
には、樹脂5の塗布量を均一に保持し、樹脂塗布処理の
品質をより一層向上させることができる。
【0061】また、本実施例のポッティング装置1にお
いては、ローダ機構25、ベーキング装置23およびア
ンローダ機構24と連結して用いられる場合について説
明したが、たとえばポッティング装置1を単体で用いた
り、さらに他の組み合せによって使用することも可能で
ある。たとえば、ローダ機構25とポッティング装置1
との間にILB用のボンディング装置を挿入したり、ま
たベーキング装置23の後にマーキング装置、さらに樹
脂厚測定機構を連結する場合などについても適用可能で
ある。
【0062】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるTAB実装に用い
られるポッティング装置1に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、たとえばペレ
ットボンダなどの他の半導体集積回路装置の製造工程に
用いられる塗布機構、さらに塗布材料として接着材を用
いた接着材の塗布機構などについても広く適用可能であ
る。
【0063】たとえば、ペレットボンダに適用した場合
には、マルチノズルの切換作業などが不要となり、ボン
ディング工程の作業効率の向上が可能となると同時に、
塗布量を高精度に制御できるので、ペレットクラックな
どの発生が抑制され、半導体集積回路装置の製造不良の
低減が可能となる。
【0064】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0065】(1).被塗布対象物に対して、塗布材料を塗
布する吐出ノズルの高さを自己検出するノズル高さ検出
機構を設けることにより、ノズル高さ検出機構による検
出結果に対応させて吐出ノズルの高さを所定の高さに自
動設定することができるので、被塗布対象物への塗布を
自動的に行い、樹脂塗布工程における作業効率の向上が
可能となる。
【0066】(2).塗布材料を捨て打ちするダミーショッ
ト機構を設けることにより、塗布材料の塗布動作が所定
の時間停止した場合、被塗布対象物に対する塗布動作に
先立ってダミーショット機構への捨て打ちを行うことが
できるので、吐出ノズルの先端に溜った樹脂を取り除
き、塗布処理における品質の向上が可能となる。
【0067】(3).吐出ノズルの高さを塗布材料の塗布量
を制御する塗布パラメータとし、この吐出ノズルの高さ
の塗布パラメータを被塗布対象物に対する塗布樹脂の塗
布中に常にフィードバックすることにより、樹脂の塗布
量を均一に保持することができるので、樹脂塗布処理の
品質を向上させることができる。
【0068】(4).前記(1) 〜(3) により、吐出ノズルが
自動設定されるので、作業者による作業性および品質ば
らつきなどの影響を低減することができるので、樹脂塗
布処理における品質のより一層の向上が可能となる。
【0069】(5).特に、被塗布対象物が複数の半導体チ
ップの実装されたキャリアテープとされ、かつ塗布材料
が液状の樹脂とされるTAB実装方式の樹脂塗布工程の
ポッティング装置に用いられることにより、大量の半導
体集積回路装置の組立、特に所定の塗布箇所に対する樹
脂塗布プロセスの作業効率および品質の向上が可能とさ
れる塗布機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の塗布機構の一実施例であるポッティン
グ装置の要部を示す概略構成図である。
【図2】本実施例のポッティング装置における吐出ノズ
ルの高さ設定を示す説明図である。
【図3】本実施例のポッティング装置などから構成され
る樹脂封止システムを示す構成図である。
【図4】本実施例のポッティング装置を用いて樹脂封止
されたキャリアテープを示す断面図である。
【符号の説明】
1 ポッティング装置(塗布機構) 2 リード 3 半導体チップ 4 キャリアテープ(被塗布対象物) 5 樹脂(塗布材料) 6 シュリンジ 7 Zテーブル(ノズル高さ検出機構) 8 Yテーブル 9 Xテーブル 10 ダミーショット受け(ダミーショット機構) 11 吐出ノズル 12 ディスペンサ 13 エンコーダ 14 DCモータ 15 ベルト 16 ボールねじ 17 シュリンジホルダ 18 リニアガイド 19 Z軸駆動制御部 20 Y軸駆動制御部 21 X軸駆動制御部 22 主制御部 23 ベーキング装置 24 アンローダ機構 25 ローダ機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−108346(JP,A) 特開 平1−135561(JP,A) 特開 昭63−58991(JP,A) 特開 平1−191430(JP,A) 特開 平1−122127(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 5/00 101 H01L 21/56

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被塗布対象物の所定の箇所に塗布材料を
    塗布し、前記被塗布対象物が複数の半導体チップがボン
    ディングされたキャリアテープとされ、かつ前記塗布材
    料が液状の樹脂とされるTAB実装方式の樹脂塗布工程
    のポッティング装置に用いられる塗布機構であって、 前記被塗布対象物に対して前記塗布材料を塗布する吐出
    ノズルの高さを自己検出するノズル高さ検出機構と、 前記ノズル高さ検出機構による検出結果に対応させて前
    記吐出ノズルの高さを所定の高さに自動設定するZ軸駆
    動制御機構と、 前記吐出ノズルをX軸・Y軸方向に自動制御するX軸・
    Y軸駆動制御機構とを有し、 前記吐出ノズルの高さ検出、高さ設定、およびX軸・Y
    軸方向制御は、予め記憶された塗布プログラムに従って
    行われ、さらに、前記吐出ノズルの高さを前記塗布材料
    の塗布量を制御する塗布パラメータとし、前記塗布材料
    の塗布中に常に前記吐出ノズルの高さを検出して前記Z
    軸駆動制御機構にフィードバックして前記吐出ノズルの
    高さを所定の高さに自動的に設定することを特徴とする
    塗布機構。
  2. 【請求項2】 前記塗布材料を捨て打ちするダミーショ
    ット機構を設け、 前記塗布材料の塗布動作が所定の時間停止した場合、前
    記被塗布対象物に対する塗布動作に先立って、前記ダミ
    ーショット機構への捨て打ちを行うことを特徴とする請
    求項1記載の塗布機構。
JP11450791A 1991-05-20 1991-05-20 塗布機構 Expired - Lifetime JP3343131B2 (ja)

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