JP4110914B2 - ペースト吐出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストなどのペーストを吐出するペースト吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップなどの電子部品をプリント基板やリードフレームなどに接合する方法として、樹脂接着剤が多用される。樹脂接着剤の種類として樹脂中に金属粉など導電性の成分を添加して接合部に導電性を持たせた導電ペーストが知られている。導電ペーストは、接着剤としての機能を有するとともに、接合部を電気的に導通させることができるので、半導体素子を基板に固着させるとともに基板の電極と導通させる目的などに使用される。
【０００３】
この導電性ペーストを塗布する塗布装置には、導電性ペーストを吐出する吐出装置が備えられており、従来よりプランジャの往復動によってシリンダ室内に導電性ペーストを吸入し吐出するプランジャ式の吐出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−７８７７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このプランジャ式の吐出装置では、シリンダを構成するハウジング部や、プランジャを往復動させる往復動手段とともに、シリンダ内にペーストを吸入し吐出するためのポート切り換え機構を必要とする。このため、吐出装置の構造が複雑でコンパクト化が困難であるとともに、高頻度で行われる保守作業時の分解・組み付け作業が繁雑となり、手間と時間を要するという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、コンパクト且つ簡単な機構で構成され、保守作業が容易なペースト吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のペースト吐出装置は、ペーストを吐出するペースト吐出装置であって、円形の嵌合孔が設けられたハウジング部と、前記嵌合孔に回転自在に嵌合して摺接する外周面を有する第１の回転部材と、この第１の回転部材に前記外周面と同心に第１の内径で第１の中心角の範囲に設けられた第１の内周面および第１の回転部材に第１の内周面と同心に第１の内径よりも小さい第２の内径で設けられた第２の内周面と、第１の回転部材に第１の内周面の両端部近傍に位置して径方向に貫通して設けられた第１の移動ポートおよび第２の移動ポートと、前記第１の内周面に摺接する第１の外周面が第１の中心角よりも小さい第２の中心角の範囲に設けられた凸部および前記第２の内周面に摺接する第２の外周面を有する第２の回転部材と、前記凸部の両側に第１の内周面と第２の外周面との間に挟まれて形成された第１の空間および第２の空間と、第１の回転部材および第２の回転部材をそれぞれ個別に正逆回転させる第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段と、前記ハウジング部に設けられ、前記第１の回転部材の特定の回転位置において第１の移動ポートおよび第２の移動ポートとそれぞれ連通する第１の固定ポートおよび第２の固定ポートと、前記第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段を制御して、前記第１の空間および第２の空間の容積を増減するとともに第１の空間および第２の空間を第１の固定ポートおよび第２の固定ポートに連通させることにより、第１の固定ポートおよび第２の固定ポートを介してペーストの吸引・吐出動作を行わせる吸引吐出制御手段とを備えた。
【０００８】
本発明によれば、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間および第２の空間を形成することにより、コンパクト且つ簡単な機構でポンプ機構を構成することができ、保守作業が容易なペースト吐出装置を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の側断面図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第１の回転部材の斜視図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第２の回転部材の斜視図、図５は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の正断面図、図６、図７は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図である。
【００１０】
まず図１を参照してダイボンディング装置の構造を説明する。図１においてチップ供給部１にはウェハシート２が図示しない保持テーブルによって保持されている。ウェハシート２には多数の半導体素子であるチップ３が貼着されている。チップ供給部１の側方には搬送路５が配設されており、搬送路５は基板であるリードフレーム６を搬送し、ペースト塗布位置およびボンディング位置にリードフレーム６を位置決めする。チップ供給部１の上方にはボンディングヘッド４が配設されており、ボンディングヘッド４は図示しない移動機構により水平移動および上下動する。
【００１１】
搬送路５の側方にはペースト塗布部９が配設されている。ペースト塗布部９は移動テーブル１０にＬ型のブラケット１５を介して塗布ノズル１８を装着して構成されている。塗布ノズル１８は、ペースト吐出装置１６と可撓性の管部材であるチューブ１７によって連結されている。
【００１２】
ペースト吐出装置１６は、さらにチューブ２０を介してシリンジ１９と連結されている。シリンジ１９内には導電性ペースト（以下、単に「ペースト」と略記する。）が貯溜されている。このペーストは、主剤としてのエポキシ樹脂、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤および硬化促進剤などの樹脂接着剤としての成分に、導電性を有する金属粉を混入させたものである。金属粉としては銀粉が多用され、導電性を向上させるために粒状やフレーク状などの各種形状の銀粉を混ぜ合わせたスラリー状で供給される。
【００１３】
ペーストはシリンジ１９によって所定の押し込み圧力でペースト吐出装置１６に供給され、供給されたペーストはペースト吐出装置１６によって吸入された後に、所定の吐出圧力でチューブ１７を介して塗布ノズル１８へ圧送される。そして塗布ノズル１８の下端部に設けられた塗布口より吐出されてリードフレーム６の塗布エリア６ａに塗布される。
【００１４】
移動テーブル１０は、Ｙ軸テーブル１１上にＸ軸テーブル１２を段積みし、さらにその上にＬ型のブラケット１３を介してＺ軸テーブル１４を垂直方向に結合して構成されている。Ｙ軸テーブル１１、Ｘ軸テーブル１２、Ｚ軸テーブル１４は、それぞれＹ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えている。Ｘ軸モータ１２ａ、Ｙ軸モータ１１ａおよびＺ軸モータ１４ａを駆動することにより、塗布ノズル１８はリードフレーム６上で水平方向および上下方向に移動する。したがって、移動テーブル１０は塗布ノズル１８をリードフレーム６に対して相対的に移動させる移動手段となっている。
【００１５】
リードフレーム６上面のチップ３の搭載位置は、ペースト７が塗布される塗布エリア６ａとなっている。塗布ノズル１８を塗布エリア６ａ内に位置させ、塗布ノズル１８からペースト７を吐出させながら塗布ノズル１８を移動させることにより、塗布エリア６ａ内には所定の描画パターンでチップボンディング用のペースト７が描画塗布される。
【００１６】
このペースト塗布後、リードフレーム６は搬送路５上をボンディング位置８に送られ、位置決めされる。そして塗布エリア６ａ内に塗布されたペースト７上に、ボンディングヘッド４のノズル４ａによってチップ供給部１からピックアップされたチップ３がボンディングされる。
【００１７】
次に図２を参照してペースト吐出装置１６の構造について説明する。図２において、ペースト吐出装置１６はベースプレート２１上に２つのモータ２３，２４によって駆動されるポンプ機構３０を配設した構成となっている。ベースプレート２１の両端部には。２つのブラケット２２が立設されており、ブラケット２２にはモータ２３，２４が固着されている。ベースプレート２１の中央部にはブラケット２５を介してポンプ機構３０が固定されており、ポンプ機構３０にはモータ２３，２４の回転軸２３ａ、２４ａが結合されている。モータ２３，２４は制御部２６によって制御され、モータ２３，２４が所定の回転動作を行うことにより、ポンプ機構３０はチューブ２０を介して吸引したペーストをチューブ１７を介して吐出する。
【００１８】
次に図３，図４，図５を参照してポンプ機構３０の構造を説明する。ポンプ機構３０は、チューブ２０を介してペーストを吸引する第１の固定ポート３３ｂおよびチューブ１７を介してペーストを吐出する第２の固定ポート３３ｃが、上下方向の対称位置（中心に関して１８０゜等配位置）設けられたハウジング部３３に、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５を同心配置で回転自在に装着した構成となっている。
【００１９】
図３において、コ字形状のブラケット２５には、２つの保持部材３１，３２が結合されている。保持部材３１，３２は、ハウジング部３３を両側から挟み込んで保持しており、保持部材３１，３２およびハウジング部３３を水平方向に貫通して設けられた円形の嵌合孔（図５に示す内周面３３ａ参照）には、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５が同心に嵌着し、第１の回転部材３４、第２の回転部材３５の外周面は、ともにハウジング部３３に設けられた嵌合孔の内周面３３ａに回転自在に摺接する。
【００２０】
第１の回転部材３４および第２の回転部材３５には、それぞれモータ２３，２４の回転軸２３ａ、２４ａが結合されており、モータ２３，２４を駆動することにより、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５は保持部材３１，３２およびハウジング部３３に軸支されて個別に回転する。モータ２３，２４は、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５をそれぞれ個別に正逆回転させる第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段となっている。
【００２１】
第１の回転部材３４および第２の回転部材３５の外周面には、保持部材３１，３２とハウジング部３３の当接面の位置にシール部材３６が装着されており、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５が回転することによるペーストの吸引・吐出動作時において、ペーストが外部へ漏出するのを防止している。なお、図３では第１の回転部材３４および第２の回転部材３５を軸支する軸受け機構や軸方向保持機構は図示を省略している。
【００２２】
次に図４、図５を参照して、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５の形状について説明する。図５は、図３のＡ−Ａ断面を示しており、ここでは図示の便宜のため、径方向の寸法比率を図３と図５で異ならせている。図４（ａ）に示すように第１の回転部材３４は、円柱状部材の片面に軸方向に凹入した深さＤの凹状加工部３４ａを形成した構造となっている。図５に示すように、凹状加工部３４ａの内側面は、外周面３４ｄと同心に設けられた２つの内周面、すなわち半径ｒ１で第１の中心角θ１（ここでは、θ１＝１８０゜に設定されている）の範囲に設けられた第１の内周面３４ｅと、ｒ１よりも小さい半径ｒ２の第２の内周面３４ｆとなっている。
【００２３】
また第１の内周面３４ｅの両端部近傍の第２の内周面３４ｆとの境界位置には、１８０゜等配で第１の移動ポート３４ｂおよび第２の移動ポート３４ｃが、径方向に貫通して設けられている。第１の移動ポート３４ｂおよび第２の移動ポート３４ｃは、第１の回転部材３４の特定の回転位置において、ハウジング部３３に設けられた第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃと連通する。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、第２の回転部材３５は円柱状部材の片面に、軸方向に突出した凸状加工部３５ａを、凹状加工部３４ａの深さＤに等しい高さＨで形成した構造となっている。図５に示すように、凸状加工部３５ａの外側面は、第１の回転部材３４の２つの内周面に摺接する２つの外周面、すなわち第１の内周面３４ｅに摺接する第１の外周面３５ｃと、第２の内周面３４ｆに摺接する第２の外周面３５ｄを有している。ここで第１の外周面３５ｃは、第１の中心角θ１よりも小さい第２の中心角θ２（ここでは、θ２＝９０゜に設定されている）の範囲に設けられており、第１の外周面３５ｅの範囲は、周方向に沿って第２の外周面３４ｄよりも径方向に突出した沿周凸部３５ｂ（凸部）となっている。
【００２５】
第１の回転部材３４の凹状加工部３４ａに、第２の回転部材の凸状加工部３５ａを嵌合させた状態では、θ２がθ１よりも小さいことから、図５に示すように沿周凸部３５ｂの両側には、第１の内周面３４ｅと第２の外周面３５ｄとの間に挟まれた第１の空間３７，第２の空間３８が形成される。そして、第１の回転部材３４に対して第２の回転部材３５を相対的に回転させることにより、第１の空間３７，第２の空間３８の容積は増減する。
【００２６】
第１の空間３７，第２の空間３８は、それぞれ第１の移動ポート３４ｂ、第２の移動ポート３４ｃと連通していることから、第１の移動ポート３４ｂ、第２の移動ポート３４ｃが、それぞれ第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃと連通する位置まで、第１の回転部材３４を第２の回転部材３５とともに回転させることにより、第１の空間３７，第２の空間３８を、第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃのいずれとも選択的に連通させることができる。
【００２７】
従って、第１の空間３７を第１の固定ポート３３ｂに連通させた状態で、第１の空間３７の容積を増大させることにより、第１の空間３７内には第１の固定ポート３３ｂからペーストが吸引される。そしてペーストを吸引した状態の第１の空間３７を第２の固定ポート３３ｃに連通させた状態で、第１の空間３７の容積を減少させることにより、第２の固定ポート３３ｃからペーストが吐出される。このペーストの吸引・吐出動作は第２の空間３８についても同様に行われる。
【００２８】
上述のペーストの吸引・吐出動作は、制御部２６によってモータ２３，２４を制御して所定の回転動作を行わせることによって可能となる。すなわち、制御部２６は、モータ２３，２４を制御して、第１の空間３７および第２の空間３８の容積を増減するとともに第１の空間３７および第２の空間３８を第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃに連通させることにより、第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃを介してペーストの吸引・吐出動作を行わせる吸引吐出制御手段となっている。
【００２９】
なお上記構成において、第１の中心角θ１、第２の中心角θ２をそれぞれ１８０゜、９０゜に設定した例を示しているが、第１の移動ポート、第２の移動ポートおよび第１の固定ポート、第２の固定ポートの相対位置関係を適切に設定する限りにおいて、第１の中心角θ１を１８０゜以外の角度に設定してもよい。そして設定された第１の中心角θ１と必要とされる定量吐出容積との関係で第２の中心角θ２が決定される。
【００３０】
次に図６，図７を参照して、ペーストの吸引・吐出動作について説明する。図６（ａ）は、ペーストの吸引動作開始の状態を示しており、この状態では第１の移動ポート３４ｂが第１の固定ポート３３ｂに連通している。沿周凸部３５ｂは第１の移動ポート３４ｂ側の移動端に位置しており、第１の空間３７の容積が零となる位置にある。そして、第１の固定ポート３３ｂには、シリンジ２０からペースト７が所定の押し込み圧で送給されている。
【００３１】
図６（ｂ）は吸引開始後の状態、すなわち、第２の回転部材３５を反時計方向に回転させ、沿周凸部３５ｂが矢印方向に移動している状態を示している。この移動により、第１の空間３７の容積が増加し、第１の空間３７内には第１の固定ポート３３ｂおよび第１の移動ポート３４ｂを介してペースト７が吸引される。図６（ｃ）は、吸引動作が終了した状態を示している。すなわち、沿周凸部３５ｂが第２の移動ポート３４ｃ側の移動端に到達し、これによりペースト７を吸引した第１の空間３７の容積が最大となるとともに第２の空間３８の容積が零となる。
【００３２】
図６（ｄ）は、吸引動作から吐出動作に移行するためのポート切り換え動作を示している。このポート切り換えに際しては、第１の回転部材３５と第２の回転部材３５を同期させてともに時計方向に回転させ、第１の空間３７に連通した第１の移動ポート３４ｂを第２の固定ポート３３ｃに向かって移動させる。図７（ａ）は、このポート切り換え動作が完了してペーストの吐出動作が開始可能な状態を示している。
【００３３】
この状態から、図７（ｂ）に示すように第２の回転部材３５を時計方向に回転させて、沿周凸部３５ｂを矢印方向に移動させることにより、第１の空間３７の容積が減少し、これにより第１の空間３７に収容されていたペースト７が第１の移動ポート３４ｂおよび第２の固定ポート３３ｃを介して吐出される。このペースト７の吐出とともに、第２の空間３８内には、第１の固定ポート３３ｂおよび第２の移動ポート３４ｃを介してペースト７が吸引され、吸引と吐出が同時並行的に行われる。図７（ｃ）は、第１の空間３７に収容されたペースト７の吐出と、第２の空間３８内へのペースト７の吸引がともに完了した状態を示している。
【００３４】
そしてこの後再び新たなペースト吸引・吐出動作へ移行するためのポート切換が行われる。すなわち、図７（ｄ）に示すように、第１の回転部材３５と第２の回転部材３５を同期させてともに反時計方向に回転させ、第１の空間３８に連通した第２の移動ポート３４ｃを第２の固定ポート３３ｃに向かって移動させる。これにより、図６（ａ）に示す状態に戻り、第２の空間３８内に収容されたペーストの吐出とともに、第１の空間３７内へのペーストの吸引が可能な状態となる。以後、同様の吸引・吐出動作を反復することにより、ペースト吐出装置１６からのペースト吐出が連続的に行われる。
【００３５】
上記説明したように、本実施の形態に示すペースト吐出装置では、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材３４に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材３５を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間３７および第２の空間３８を形成するように構成している。
【００３６】
そして、第１の回転部材３５および第２の回転部材３５を正逆自在に個別に回転させることにより、第１の空間３７および第２の空間３８の容積を増減するとともに第１の空間３７および第２の空間３８を第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃに連通させることができるようになっている。
【００３７】
従って、従来のプランジャ式のペースト吐出装置と比較して、コンパクト且つ簡単な機構のポンプ機構が実現され、銀粉などの金属粉を含有したスラリー状のペーストを使用する場合に高頻度で必要とされる保守作業を簡略化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間および第２の空間を形成することにより、コンパクト且つ簡単な機構でポンプ機構を構成することができ、保守作業が容易なペースト吐出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の側断面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第１の回転部材の斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第２の回転部材の斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の正断面図
【図６】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図
【符号の説明】
７ ペースト
１６ ペースト吐出装置
２３，２４ モータ
２６ 制御部
３０ ポンプ機構
３３ ハウジング部
３３ｂ 第１の固定ポート
３３ｃ 第２の固定ポート
３４ 第１の回転部材
３４ａ 凹状加工部
３４ｂ 第１の移動ポート
３４ｃ 第２の移動ポート
３４ｄ 外周面
３４ｅ 第１の内周面
３４ｆ 第２の内周面
３５ 第２の回転部材
３５ａ 凸状加工部
３５ｂ 沿周凸部
３５ｃ 第１の外周面
３５ｄ 第２の外周面
３７ 第１の空間
３８ 第２の空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストなどのペーストを吐出するペースト吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップなどの電子部品をプリント基板やリードフレームなどに接合する方法として、樹脂接着剤が多用される。樹脂接着剤の種類として樹脂中に金属粉など導電性の成分を添加して接合部に導電性を持たせた導電ペーストが知られている。導電ペーストは、接着剤としての機能を有するとともに、接合部を電気的に導通させることができるので、半導体素子を基板に固着させるとともに基板の電極と導通させる目的などに使用される。
【０００３】
この導電性ペーストを塗布する塗布装置には、導電性ペーストを吐出する吐出装置が備えられており、従来よりプランジャの往復動によってシリンダ室内に導電性ペーストを吸入し吐出するプランジャ式の吐出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−７８７７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このプランジャ式の吐出装置では、シリンダを構成するハウジング部や、プランジャを往復動させる往復動手段とともに、シリンダ内にペーストを吸入し吐出するためのポート切り換え機構を必要とする。このため、吐出装置の構造が複雑でコンパクト化が困難であるとともに、高頻度で行われる保守作業時の分解・組み付け作業が繁雑となり、手間と時間を要するという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、コンパクト且つ簡単な機構で構成され、保守作業が容易なペースト吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のペースト吐出装置は、ペーストを吐出するペースト吐出装置であって、円形の嵌合孔が設けられたハウジング部と、前記嵌合孔に回転自在に嵌合して摺接する外周面を有する第１の回転部材と、この第１の回転部材に前記外周面と同心に第１の内径で第１の中心角の範囲に設けられた第１の内周面および第１の回転部材に第１の内周面と同心に第１の内径よりも小さい第２の内径で設けられた第２の内周面と、第１の回転部材に第１の内周面の両端部近傍に位置して径方向に貫通して設けられた第１の移動ポートおよび第２の移動ポートと、前記第１の内周面に摺接する第１の外周面が第１の中心角よりも小さい第２の中心角の範囲に設けられた凸部および前記第２の内周面に摺接する第２の外周面を有する第２の回転部材と、前記凸部の両側に第１の内周面と第２の外周面との間に挟まれて形成された第１の空間および第２の空間と、第１の回転部材および第２の回転部材をそれぞれ個別に正逆回転させる第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段と、前記ハウジング部に設けられ、前記第１の回転部材の特定の回転位置において第１の移動ポートおよび第２の移動ポートとそれぞれ連通する第１の固定ポートおよび第２の固定ポートと、前記第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段を制御して、前記第１の空間および第２の空間の容積を増減するとともに第１の空間および第２の空間を第１の固定ポートおよび第２の固定ポートに連通させることにより、第１の固定ポートおよび第２の固定ポートを介してペーストの吸引・吐出動作を行わせる吸引吐出制御手段とを備えた。
【０００８】
本発明によれば、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間および第２の空間を形成することにより、コンパクト且つ簡単な機構でポンプ機構を構成することができ、保守作業が容易なペースト吐出装置を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の側断面図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第１の回転部材の斜視図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第２の回転部材の斜視図、図５は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の正断面図、図６、図７は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図である。
【００１０】
まず図１を参照してダイボンディング装置の構造を説明する。図１においてチップ供給部１にはウェハシート２が図示しない保持テーブルによって保持されている。ウェハシート２には多数の半導体素子であるチップ３が貼着されている。チップ供給部１の側方には搬送路５が配設されており、搬送路５は基板であるリードフレーム６を搬送し、ペースト塗布位置およびボンディング位置にリードフレーム６を位置決めする。チップ供給部１の上方にはボンディングヘッド４が配設されており、ボンディングヘッド４は図示しない移動機構により水平移動および上下動する。
【００１１】
搬送路５の側方にはペースト塗布部９が配設されている。ペースト塗布部９は移動テーブル１０にＬ型のブラケット１５を介して塗布ノズル１８を装着して構成されている。塗布ノズル１８は、ペースト吐出装置１６と可撓性の管部材であるチューブ１７によって連結されている。
【００１２】
ペースト吐出装置１６は、さらにチューブ２０を介してシリンジ１９と連結されている。シリンジ１９内には導電性ペースト（以下、単に「ペースト」と略記する。）が貯溜されている。このペーストは、主剤としてのエポキシ樹脂、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤および硬化促進剤などの樹脂接着剤としての成分に、導電性を有する金属粉を混入させたものである。金属粉としては銀粉が多用され、導電性を向上させるために粒状やフレーク状などの各種形状の銀粉を混ぜ合わせたスラリー状で供給される。
【００１３】
ペーストはシリンジ１９によって所定の押し込み圧力でペースト吐出装置１６に供給され、供給されたペーストはペースト吐出装置１６によって吸入された後に、所定の吐出圧力でチューブ１７を介して塗布ノズル１８へ圧送される。そして塗布ノズル１８の下端部に設けられた塗布口より吐出されてリードフレーム６の塗布エリア６ａに塗布される。
【００１４】
移動テーブル１０は、Ｙ軸テーブル１１上にＸ軸テーブル１２を段積みし、さらにその上にＬ型のブラケット１３を介してＺ軸テーブル１４を垂直方向に結合して構成されている。Ｙ軸テーブル１１、Ｘ軸テーブル１２、Ｚ軸テーブル１４は、それぞれＹ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えている。Ｘ軸モータ１２ａ、Ｙ軸モータ１１ａおよびＺ軸モータ１４ａを駆動することにより、塗布ノズル１８はリードフレーム６上で水平方向および上下方向に移動する。したがって、移動テーブル１０は塗布ノズル１８をリードフレーム６に対して相対的に移動させる移動手段となっている。
【００１５】
リードフレーム６上面のチップ３の搭載位置は、ペースト７が塗布される塗布エリア６ａとなっている。塗布ノズル１８を塗布エリア６ａ内に位置させ、塗布ノズル１８からペースト７を吐出させながら塗布ノズル１８を移動させることにより、塗布エリア６ａ内には所定の描画パターンでチップボンディング用のペースト７が描画塗布される。
【００１６】
このペースト塗布後、リードフレーム６は搬送路５上をボンディング位置８に送られ、位置決めされる。そして塗布エリア６ａ内に塗布されたペースト７上に、ボンディングヘッド４のノズル４ａによってチップ供給部１からピックアップされたチップ３がボンディングされる。
【００１７】
次に図２を参照してペースト吐出装置１６の構造について説明する。図２において、ペースト吐出装置１６はベースプレート２１上に２つのモータ２３，２４によって駆動されるポンプ機構３０を配設した構成となっている。ベースプレート２１の両端部には。２つのブラケット２２が立設されており、ブラケット２２にはモータ２３，２４が固着されている。ベースプレート２１の中央部にはブラケット２５を介してポンプ機構３０が固定されており、ポンプ機構３０にはモータ２３，２４の回転軸２３ａ、２４ａが結合されている。モータ２３，２４は制御部２６によって制御され、モータ２３，２４が所定の回転動作を行うことにより、ポンプ機構３０はチューブ２０を介して吸引したペーストをチューブ１７を介して吐出する。
【００１８】
次に図３，図４，図５を参照してポンプ機構３０の構造を説明する。ポンプ機構３０は、チューブ２０を介してペーストを吸引する第１の固定ポート３３ｂおよびチューブ１７を介してペーストを吐出する第２の固定ポート３３ｃが、上下方向の対称位置（中心に関して１８０゜等配位置）設けられたハウジング部３３に、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５を同心配置で回転自在に装着した構成となっている。
【００１９】
図３において、コ字形状のブラケット２５には、２つの保持部材３１，３２が結合されている。保持部材３１，３２は、ハウジング部３３を両側から挟み込んで保持しており、保持部材３１，３２およびハウジング部３３を水平方向に貫通して設けられた円形の嵌合孔（図５に示す内周面３３ａ参照）には、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５が同心に嵌着し、第１の回転部材３４、第２の回転部材３５の外周面は、ともにハウジング部３３に設けられた嵌合孔の内周面３３ａに回転自在に摺接する。
【００２０】
第１の回転部材３４および第２の回転部材３５には、それぞれモータ２３，２４の回転軸２３ａ、２４ａが結合されており、モータ２３，２４を駆動することにより、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５は保持部材３１，３２およびハウジング部３３に軸支されて個別に回転する。モータ２３，２４は、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５をそれぞれ個別に正逆回転させる第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段となっている。
【００２１】
第１の回転部材３４および第２の回転部材３５の外周面には、保持部材３１，３２とハウジング部３３の当接面の位置にシール部材３６が装着されており、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５が回転することによるペーストの吸引・吐出動作時において、ペーストが外部へ漏出するのを防止している。なお、図３では第１の回転部材３４および第２の回転部材３５を軸支する軸受け機構や軸方向保持機構は図示を省略している。
【００２２】
次に図４、図５を参照して、第１の回転部材３４および第２の回転部材３５の形状について説明する。図５は、図３のＡ−Ａ断面を示しており、ここでは図示の便宜のため、径方向の寸法比率を図３と図５で異ならせている。図４（ａ）に示すように第１の回転部材３４は、円柱状部材の片面に軸方向に凹入した深さＤの凹状加工部３４ａを形成した構造となっている。図５に示すように、凹状加工部３４ａの内側面は、外周面３４ｄと同心に設けられた２つの内周面、すなわち半径ｒ１で第１の中心角θ１（ここでは、θ１＝１８０゜に設定されている）の範囲に設けられた第１の内周面３４ｅと、ｒ１よりも小さい半径ｒ２の第２の内周面３４ｆとなっている。
【００２３】
また第１の内周面３４ｅの両端部近傍の第２の内周面３４ｆとの境界位置には、１８０゜等配で第１の移動ポート３４ｂおよび第２の移動ポート３４ｃが、径方向に貫通して設けられている。第１の移動ポート３４ｂおよび第２の移動ポート３４ｃは、第１の回転部材３４の特定の回転位置において、ハウジング部３３に設けられた第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃと連通する。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、第２の回転部材３５は円柱状部材の片面に、軸方向に突出した凸状加工部３５ａを、凹状加工部３４ａの深さＤに等しい高さＨで形成した構造となっている。図５に示すように、凸状加工部３５ａの外側面は、第１の回転部材３４の２つの内周面に摺接する２つの外周面、すなわち第１の内周面３４ｅに摺接する第１の外周面３５ｃと、第２の内周面３４ｆに摺接する第２の外周面３５ｄを有している。ここで第１の外周面３５ｃは、第１の中心角θ１よりも小さい第２の中心角θ２（ここでは、θ２＝９０゜に設定されている）の範囲に設けられており、第１の外周面３５ｅの範囲は、周方向に沿って第２の外周面３４ｄよりも径方向に突出した沿周凸部３５ｂ（凸部）となっている。
【００２５】
第１の回転部材３４の凹状加工部３４ａに、第２の回転部材の凸状加工部３５ａを嵌合させた状態では、θ２がθ１よりも小さいことから、図５に示すように沿周凸部３５ｂの両側には、第１の内周面３４ｅと第２の外周面３５ｄとの間に挟まれた第１の空間３７，第２の空間３８が形成される。そして、第１の回転部材３４に対して第２の回転部材３５を相対的に回転させることにより、第１の空間３７，第２の空間３８の容積は増減する。
【００２６】
第１の空間３７，第２の空間３８は、それぞれ第１の移動ポート３４ｂ、第２の移動ポート３４ｃと連通していることから、第１の移動ポート３４ｂ、第２の移動ポート３４ｃが、それぞれ第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃと連通する位置まで、第１の回転部材３４を第２の回転部材３５とともに回転させることにより、第１の空間３７，第２の空間３８を、第１の固定ポート３３ｂ、第２の固定ポート３３ｃのいずれとも選択的に連通させることができる。
【００２７】
従って、第１の空間３７を第１の固定ポート３３ｂに連通させた状態で、第１の空間３７の容積を増大させることにより、第１の空間３７内には第１の固定ポート３３ｂからペーストが吸引される。そしてペーストを吸引した状態の第１の空間３７を第２の固定ポート３３ｃに連通させた状態で、第１の空間３７の容積を減少させることにより、第２の固定ポート３３ｃからペーストが吐出される。このペーストの吸引・吐出動作は第２の空間３８についても同様に行われる。
【００２８】
上述のペーストの吸引・吐出動作は、制御部２６によってモータ２３，２４を制御して所定の回転動作を行わせることによって可能となる。すなわち、制御部２６は、モータ２３，２４を制御して、第１の空間３７および第２の空間３８の容積を増減するとともに第１の空間３７および第２の空間３８を第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃに連通させることにより、第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃを介してペーストの吸引・吐出動作を行わせる吸引吐出制御手段となっている。
【００２９】
なお上記構成において、第１の中心角θ１、第２の中心角θ２をそれぞれ１８０゜、９０゜に設定した例を示しているが、第１の移動ポート、第２の移動ポートおよび第１の固定ポート、第２の固定ポートの相対位置関係を適切に設定する限りにおいて、第１の中心角θ１を１８０゜以外の角度に設定してもよい。そして設定された第１の中心角θ１と必要とされる定量吐出容積との関係で第２の中心角θ２が決定される。
【００３０】
次に図６，図７を参照して、ペーストの吸引・吐出動作について説明する。図６（ａ）は、ペーストの吸引動作開始の状態を示しており、この状態では第１の移動ポート３４ｂが第１の固定ポート３３ｂに連通している。沿周凸部３５ｂは第１の移動ポート３４ｂ側の移動端に位置しており、第１の空間３７の容積が零となる位置にある。そして、第１の固定ポート３３ｂには、シリンジ２０からペースト７が所定の押し込み圧で送給されている。
【００３１】
図６（ｂ）は吸引開始後の状態、すなわち、第２の回転部材３５を反時計方向に回転させ、沿周凸部３５ｂが矢印方向に移動している状態を示している。この移動により、第１の空間３７の容積が増加し、第１の空間３７内には第１の固定ポート３３ｂおよび第１の移動ポート３４ｂを介してペースト７が吸引される。図６（ｃ）は、吸引動作が終了した状態を示している。すなわち、沿周凸部３５ｂが第２の移動ポート３４ｃ側の移動端に到達し、これによりペースト７を吸引した第１の空間３７の容積が最大となるとともに第２の空間３８の容積が零となる。
【００３２】
図６（ｄ）は、吸引動作から吐出動作に移行するためのポート切り換え動作を示している。このポート切り換えに際しては、第１の回転部材３５と第２の回転部材３５を同期させてともに時計方向に回転させ、第１の空間３７に連通した第１の移動ポート３４ｂを第２の固定ポート３３ｃに向かって移動させる。図７（ａ）は、このポート切り換え動作が完了してペーストの吐出動作が開始可能な状態を示している。
【００３３】
この状態から、図７（ｂ）に示すように第２の回転部材３５を時計方向に回転させて、沿周凸部３５ｂを矢印方向に移動させることにより、第１の空間３７の容積が減少し、これにより第１の空間３７に収容されていたペースト７が第１の移動ポート３４ｂおよび第２の固定ポート３３ｃを介して吐出される。このペースト７の吐出とともに、第２の空間３８内には、第１の固定ポート３３ｂおよび第２の移動ポート３４ｃを介してペースト７が吸引され、吸引と吐出が同時並行的に行われる。図７（ｃ）は、第１の空間３７に収容されたペースト７の吐出と、第２の空間３８内へのペースト７の吸引がともに完了した状態を示している。
【００３４】
そしてこの後再び新たなペースト吸引・吐出動作へ移行するためのポート切換が行われる。すなわち、図７（ｄ）に示すように、第１の回転部材３５と第２の回転部材３５を同期させてともに反時計方向に回転させ、第１の空間３８に連通した第２の移動ポート３４ｃを第２の固定ポート３３ｃに向かって移動させる。これにより、図６（ａ）に示す状態に戻り、第２の空間３８内に収容されたペーストの吐出とともに、第１の空間３７内へのペーストの吸引が可能な状態となる。以後、同様の吸引・吐出動作を反復することにより、ペースト吐出装置１６からのペースト吐出が連続的に行われる。
【００３５】
上記説明したように、本実施の形態に示すペースト吐出装置では、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材３４に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材３５を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間３７および第２の空間３８を形成するように構成している。
【００３６】
そして、第１の回転部材３５および第２の回転部材３５を正逆自在に個別に回転させることにより、第１の空間３７および第２の空間３８の容積を増減するとともに第１の空間３７および第２の空間３８を第１の固定ポート３３ｂおよび第２の固定ポート３３ｃに連通させることができるようになっている。
【００３７】
従って、従来のプランジャ式のペースト吐出装置と比較して、コンパクト且つ簡単な機構のポンプ機構が実現され、銀粉などの金属粉を含有したスラリー状のペーストを使用する場合に高頻度で必要とされる保守作業を簡略化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、同心異径の２つの内周面を有する第１の回転部材に、これらの内周面に摺接する２つの外周面を有する第２の回転部材を相対回転自在に組み合わせて、ペースト吸引・吐出用の容積が可変な第１の空間および第２の空間を形成することにより、コンパクト且つ簡単な機構でポンプ機構を構成することができ、保守作業が容易なペースト吐出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の側断面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第１の回転部材の斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の第２の回転部材の斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置のポンプ機構の正断面図
【図６】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の動作説明図
【符号の説明】
７ ペースト
１６ ペースト吐出装置
２３，２４ モータ
２６ 制御部
３０ ポンプ機構
３３ ハウジング部
３３ｂ 第１の固定ポート
３３ｃ 第２の固定ポート
３４ 第１の回転部材
３４ａ 凹状加工部
３４ｂ 第１の移動ポート
３４ｃ 第２の移動ポート
３４ｄ 外周面
３４ｅ 第１の内周面
３４ｆ 第２の内周面
３５ 第２の回転部材
３５ａ 凸状加工部
３５ｂ 沿周凸部
３５ｃ 第１の外周面
３５ｄ 第２の外周面
３７ 第１の空間
３８ 第２の空間
Claims (1)
- ペーストを吐出するペースト吐出装置であって、円形の嵌合孔が設けられたハウジング部と、前記嵌合孔に回転自在に嵌合して摺接する外周面を有する第１の回転部材と、この第１の回転部材に前記外周面と同心に第１の内径で第１の中心角の範囲に設けられた第１の内周面および第１の回転部材に第１の内周面と同心に第１の内径よりも小さい第２の内径で設けられた第２の内周面と、第１の回転部材に第１の内周面の両端部近傍に位置して径方向に貫通して設けられた第１の移動ポートおよび第２の移動ポートと、前記第１の内周面に摺接する第１の外周面が第１の中心角よりも小さい第２の中心角の範囲に設けられた凸部および前記第２の内周面に摺接する第２の外周面を有する第２の回転部材と、前記凸部の両側に第１の内周面と第２の外周面との間に挟まれて形成された第１の空間および第２の空間と、第１の回転部材および第２の回転部材をそれぞれ個別に正逆回転させる第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段と、前記ハウジング部に設けられ、前記第１の回転部材の特定の回転位置において第１の移動ポートおよび第２の移動ポートとそれぞれ連通する第１の固定ポートおよび第２の固定ポートと、前記第１の回転駆動手段および第２の回転駆動手段を制御して、前記第１の空間および第２の空間の容積を増減するとともに第１の空間および第２の空間を第１の固定ポートおよび第２の固定ポートに連通させることにより、第１の固定ポートおよび第２の固定ポートを介してペーストの吸引・吐出動作を行わせる吸引吐出制御手段とを備えたことを特徴とするペースト吐出装置。
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