JP4782813B2 - 粘性流体塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘性流体塗布装置の塗布方法に関し、特に半導体パッケージの製造工程で用いられる粘性流体塗布装置の塗布方法に関するものである。

高速半導体装置において、ダイオード、トランジスタ、ＩＣ（集積回路）およびＬＳＩ（高集積回路）等の半導体チップと、半導体チップが搭載される基板に形成された電子回路との電気的な接続にはフリップチップ技術が用いられる。フリップチップ技術を用いて形成された半導体パッケージの構造としては、カバーが取り付けられるタイプと、カバーが取り付けられないタイプがある。カバーが取り付けられるタイプは、多くの熱量を発生させる高周波用の半導体チップを内蔵する半導体パッケージに適用され、カバーが取り付けられないタイプは、比較的に発生する熱量が少ない低周波用の半導体チップを内蔵する半導体パッケージに適用される。

図１３は、半導体パッケージの構造を示す断面図である。
半導体パッケージは、カバーが取り付けられるタイプの半導体パッケージであり、基板９００と、回路面が基板９００と対向するように基板９００に設置された半導体チップ９１０と、基板９００と半導体チップ９１０とを接着し、電気的に接続する電極バンプ９２０と、基板９００と半導体チップ９１０との間に充填されたアンダーフィル接着剤９３０と、半導体チップ９１０を覆うように基板９００に設置されたカバー９４０と、半導体チップ９１０で発生した熱をカバー９４０に逃がすフラックス９５０と、基板９００とカバー９４０とを接着するシリコン樹脂およびエポキシ樹脂等の封止剤９６０とから構成される。

上記構造を有する半導体パッケージの製造における、アンダーフィル接着剤、フラックスおよび封止剤等の粘性流体の基板および半導体チップへの塗布は、半導体パッケージの製造で広く利用されている一般的な粘性流体塗布装置（例えば特許文献１参照。）により行われる。

図１４は、従来の粘性流体塗布装置の外観図である。
粘性流体塗布装置は、粘性流体を基板に塗布する塗布ヘッド１０００と、基板が載置され、基板のＹ方向への移動位置決めを行うＹテーブル１０１０と、Ｙ方向と直交するＸ方向への塗布ヘッド１０００の移動位置決めを行うＸ軸部１０２０と、塗布ヘッド１０００に連結されたカートリッジ１０４０と、Ｙテーブル１０１０およびＸ軸部１０２０の動作制御を行う制御部１０３０とを備える。

図１５は、塗布ヘッド１０００の構造を示す断面図である。
塗布ヘッド１０００は、粘性流体を吐出するノズル１１１１および吐出用シャフト１１１２を有し、粘性流体を基板に塗布するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（図１４参照）に移動可能な塗布部１１１０と、粘性流体を保持するカートリッジ１１２１、およびカートリッジ１１２１内の粘性流体を塗布部１１１０に導く供給配管１１２２を有し、塗布部１１１０に粘性流体を供給する供給部１１２０と、塗布部１１１０と供給部１１２０とを一体化する接合部１１３０とを備える。

ここで、吐出用シャフト１１１２は、ノズル１１１１の軸方向に沿って塗布部１１１０内部に配設されており、軸回り方向に回転可能である。吐出用シャフト１１１２の一端には、スクリュー部１１１３が形成されており、スクリュー部１１１３は、吐出用シャフト１１１２の回転に従ってノズル１１１１から粘性流体を吐出させる。

上記構造を有する粘性流体塗布装置の粘性流体の塗布方法において、塗布動作は、通常、吐出用シャフトの回転開始と同時に、カートリッジ内に圧縮空気を供給してカートリッジ内の粘性流体を押し出すことで開始され、吐出用シャフトの回転停止と同時に、カートリッジ内への圧縮空気の供給を停止して粘性流体の押し出しを停止することで終了される。
特許第３３８２５３３号公報

しかしながら、従来の粘性流体塗布装置では、カートリッジ内の粘性流体に加えた圧力の変化が塗布部内の粘性流体に伝わるのに要する時間が、供給配管の長さ、つまりカートリッジと塗布部との距離に依存して変化する。よって、上記のような粘性流体塗布装置の塗布方法では、カートリッジと塗布部との距離が長くなった場合、カートリッジ内の粘性流体に圧力を加え始めてから塗布部内の粘性流体に圧力が加わるまでの時間が長くなり、粘性流体が塗布部に供給されていない状態で吐出用シャフトが回転する。したがって、粘性流体が気泡を含み、それが粘性流体への加圧の停止により膨張するので、吐出用シャフトの回転の停止後も粘性流体が吐出するという問題がある。また、カートリッジ内の粘性流体への加圧を止めてから塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでの時間も長くなるので、残圧により吐出用シャフトの回転の停止後も粘性流体が吐出するという問題もある。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、カートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の粘性流体塗布方法は、供給部から供給された粘性流体を、塗布部により被塗布体に塗布する粘性流体塗布方法であって、前記供給部の供給動作を終了させる供給終了ステップと、前記供給動作の終了から所定時間経過した後に、前記塗布部の塗布動作を終了させる塗布終了ステップとを含むことを特徴とする。ここで、前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持し、保持する粘性流体に前記供給配管に押し出す圧力を加える保持手段と、前記供給配管に接続されたコックとを有し、前記供給終了ステップでは、前記コックを閉じることで前記供給動作を終了してもよいし、前記供給動作の終了と塗布動作の終了との間に設けられた時間は、前記コックが閉じられてから、前記塗布部と前記コックとの間の供給配管および前記塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでの時間よりも長くてもよい。また、前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持する保持手段とを有し、前記供給終了ステップでは、前記保持手段内の粘性流体への加圧を停止することで前記供給動作を終了してもよいし、前記供給動作の終了と塗布動作を終了との間に設けられた時間は、前記保持手段内の粘性流体への加圧が停止されてから、前記供給配管および前記塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでの時間よりも長くてもよい。

これによって、塗布動作終了後の残圧による粘性流体の吐出を防止することができるので、供給部のカートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を実現することができる。

また、本発明は、供給部から供給された粘性流体を、塗布部により被塗布体に塗布する粘性流体塗布方法であって、前記供給部の供給動作を開始させる供給開始ステップと、前記供給動作の開始から所定時間経過した後に、前記塗布部の塗布動作を開始させる塗布開始ステップとを含むことを特徴とする粘性流体塗布方法とすることもできる。ここで、前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持し、保持する粘性流体に前記供給配管に押し出す圧力を加える保持手段と、前記供給配管に接続されたコックとを有し、前記供給開始ステップでは、前記コックを開くことで前記供給動作を開始してもよいし、前記供給動作の開始と塗布動作の開始との間に設けられた時間は、前記コックが開かれてから、前記保持手段と前記コックとの間の供給配管内の粘性流体に加わっている圧力が前記塗布部内の粘性流体に加わるまでの時間よりも長くてもよい。また、前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持する保持手段とを有し、前記供給開始ステップでは、前記保持手段内の粘性流体に前記供給配管に押し出す圧力を加えることで前記供給動作を開始してもよいし、前記供給動作の開始と塗布動作を開始との間に設けられた時間は、前記保持手段内の粘性流体への加圧が開始されてから、前記保持手段内の粘性流体に加わっている圧力が前記塗布部内の粘性流体に加わるまでの時間よりも長くてもよい。

これによって、塗布部に粘性流体が確実に供給された後に塗布部が塗布動作を始めるため、粘性流体が気泡を含むことを防止し、塗布動作終了後の粘性流体の吐出を防止することができるので、供給部のカートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を実現することができる。

ここで、前記塗布部は、回転可能な状態で内部に配設され、回転により前記塗布部の粘性流体を吐出させるスクリュー形状の回転部材を有し、前記塗布終了ステップでは、前記回転部材の回転を停止させることで前記塗布動作を終了してもよいし、前記塗布部は、回転可能な状態で内部に配設され、回転により前記塗布部の粘性流体を吐出させるスクリュー形状の回転部材を有し、前記塗布開始ステップでは、前記回転部材を回転させることで前記塗布動作を開始してもよい。

これによって、粘性流体を空気圧で吐出させる場合のように、塗布部内部の粘性流体の量に依存して吐出する粘性流体の量が変わらないので、高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を実現することができる。

また、前記コックは、前記塗布部近傍の前記供給配管に接続されていてもよい。
これによって、コックを開いてから、保持手段、つまりカートリッジ内の粘性流体に加えた圧力が塗布部内の粘性流体に加わるまでの時間を短くすることができ、コックを開いてから塗布動作を始めさせるまでの時間差を短くすることができるので、カートリッジと塗布部との距離が長くなった場合でも、粘性流体塗布装置の製造効率を低減させることなく、高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を実現することができる。

また、前記コックは、往復動可能な状態で内部に配設され、内部に粘性流体の移動路が形成された可動部を有し、前記コックは、前記可動部を往復動させることで開閉してもよい。

これによって、エアーシリンダの往復動をそのままコックの開閉に利用することができ、動力伝達のタイムラグを無くすことができるので、高い時間精度でコックの開閉を制御でき、高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を実現することができる。

本発明に係る粘性流体塗布方法によれば、カートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することができる。

また、本発明に係る粘性流体塗布装置によれば、粘性流体塗布装置の製造効率を高めることができる。また、粘性流体塗布装置の設計自由度を高めることができる。また、粘性流体塗布装置の塗布の位置精度を高めることができる。

よって、本発明により、カートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布方法を提供することが可能となり、実用的価値は極めて高い。

以下、本発明の実施の形態における粘性流体塗布装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態の粘性流体塗布装置の外観図であり、図２は、同粘性流体塗布装置の構造を説明するための図である。

図２に示すように、本実施の形態の粘性流体塗布装置は、被塗布体（例えば、基板１４０ａ、以降基板１４０ａとして説明する）に粘性流体を塗布する塗布ヘッド１００と、第１の軸方向への塗布ヘッド１００の移動位置決めを行う第１軸部１１０（例えばＸ軸部）と、第１の軸方向と直交する第２の軸方向への塗布ヘッド１００の移動位置決めを行う第２軸部１２０（例えばＹ軸部）と、第１の軸方向と第２の軸方向とで形成される平面に直交する第３の軸方向への塗布ヘッド１００の移動位置決めを行う第３軸部１３０（例えばＺ軸部）と、第１の軸方向と第２の軸方向とで形成される平面の所定の位置まで基板１４０ａを搬送する基板搬送部１４０と、塗布ヘッド１００の高さを検出するヘッド高さ検出センサー１５０と、第１軸部１１０、第２軸部１２０および第３軸部１３０の移動動作制御、および塗布ヘッド１００の塗布動作制御を行う制御部１６０とを備える。

なお、これ以降は、例えば第１の軸方向をＸ方向、第２の軸方向をＹ方向、第３の軸方向をＺ方向、第１軸部をＸ軸部、第２軸部をＹ軸部、第３軸部をＺ軸部と呼ぶ。ただし、これに限定することはない。

図３は、塗布ヘッド１００の構造を示す断面図である。
塗布ヘッド１００は塗布部１０１と供給部１０２とを備えている。塗布部１０１は、粘性流体を吐出するノズル３１０と吐出用シャフト３２０とを有し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（図２参照）に移動可能であり、粘性流体を基板１４０ａに塗布する。供給部１０２は、粘性流体を保持し、且つ、交換可能なカートリッジ３３０とカートリッジ３３０内の粘性流体を塗布部１０１に導く供給配管３４０とを有し、Ｙ方向に移動可能であり、粘性流体を塗布部１０１に供給する。これによって、図１４に示されるような従来の粘性流体塗布装置のように、塗布部と供給部とは一体化されないので、塗布部１０１が停止する際、塗布部１０１に大きな慣性力が働かず、粘性流体の塗布位置を高い精度で制御することができる。これは、粘性流体塗布装置が大容量のカートリッジ３３０を有する供給部１０２を備える場合に大きな効果を発揮する。

また、Ｘ軸部に取り付けられている塗布部１０１がＹ方向へ移動する際は、そのＸ軸部の一端に固定されている供給部１０２も、Ｘ軸部の移動に連動して塗布部１０１と共にＹ方向に移動し、塗布部１０１がＸ方向、Ｚ方向へ移動する際は、供給部１０２は塗布部１０１の動きとは無関係に静止しているため、塗布ヘッドの空間占有率を低くすることができ、粘性流体塗布装置の設計自由度を高めることができる。特に、カートリッジを大容量化した場合には、それが塗布部と共にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動すると、塗布ヘッドの空間占有率が高くなるため、カートリッジを大容量化した場合に大きな効果を発揮する。

吐出用シャフト３２０は、ノズル３１０の軸方向に沿って軸回り方向に回転可能な状態で塗布部１０１内部に配設されている。吐出用シャフト３２０の一端には、スクリュー部３２１が形成されており、スクリュー部３２１が形成されている側の空洞部内に粘性流体が供給部１０２から導かれてくる。スクリュー部３２１は、吐出用シャフト３２０の回転に従って粘性流体を移送し、ノズル３１０から粘性流体を吐出させる。ノズル３１０から粘性流体を吐出させる時には、スクリューの回転による押圧力を利用する。これによって、粘性流体を空気圧で吐出させる場合のように、塗布部１０１内の粘性流体の残量によって、その空気圧の粘性流体にかかる圧力差を考慮する必要がなくなる。そのため、粘性流体の塗布量を高い精度で制御することができる。

カートリッジ３３０は、Ｙ方向に移動可能な状態で粘性流体塗布装置の端部に配設され、そのカートリッジ３３０は、従来の小容量のカートリッジ（例えば１８０ｃｃ）に比べ大容量のカートリッジ（例えば６００ｃｃ）である。これによって、カートリッジの交換回数を減らすことができるので、粘性流体塗布装置の製造効率を向上させることができる。特に、図１３に示されるようなカバーが取り付けられるタイプの半導体パッケージを製造する場合には、多量の封止剤を塗布しなければならないため、上記半導体パッケージを製造する場合に大きな効果を発揮する。

カートリッジ３３０内の粘性流体には継続的に圧力が加えられている。圧力を加える事例としては、カートリッジ内の粘性流体の液面に対して圧縮空気により圧力が加わるもので以降説明するが、この限りではなく、例えばピストンにより粘性流体に圧力を加えるものでも良い。本実施の形態では、その圧縮空気により粘性流体が供給配管３４０に押し出されている。このように、継続的に粘性流体に圧力が加えられるが、基板に粘性材料が塗布される位置の手前に次に塗布されるべき基板が何らかのトラブルで、所定の場所に制御された時間内に搬入されて来ない場合、あるいは、粘性材料の塗布が終了した基板が何らかのトラブルで、制御された時間内に搬出されない場合等においては、カートリッジ３３０内の粘性流体にかけられている継続的な一定の圧縮空気は開放される。これにより、粘性流体の粘度の上昇を防ぐことができる。また、正常時間内に基板の搬入・搬出が行われたとしても、基板の搬入・搬出に要する時間が粘性流体の粘性度を上昇させる程度の時間であり、基板が搬入されたのを検出してから制御された時間を経過しても搬出されなければ、カートリッジ３３０内の粘性流体にかけられている継続的な一定の圧縮空気は開放される。供給配管３４０の塗布部１０１近傍側には開閉によりカートリッジ３３０内の粘性流体を塗布部１０１に導くか否かを決定する供給コック３４１が接続されている。カートリッジ３３０内の粘性流体に加えられている圧力は継続的に供給コック３４１で仕切られている供給部側に位置する供給配管３４３内の粘性流体にも加えられており、供給コック３４１が塗布部１０１近傍側に存在するということは、供給コック３４１を開いてから、カートリッジ内の粘性流体に加えている圧力が塗布部内の粘性流体に伝わるまでの時間を短くすることができるということである。特に、カートリッジ３３０を備える供給部１０２と塗布部１０１との距離が長くなった場合には、供給コック３４１を開いてから、カートリッジ３３０内の粘性流体に加えている圧力が塗布部１０１内の粘性流体に加わるまでの時間が長くなるため、カートリッジ３３０を備える供給部１０２と塗布部１０１との距離が長い場合に大きな効果を発揮する。また、供給部１０２と塗布部１０１との距離の長短によらず、供給コック３４１を開いてから、カートリッジ３３０内の粘性流体に加わっている圧力が塗布部１０１内の粘性流体に加わるまでの時間を一定にすることができるので、供給部１０２と塗布部１０１との距離の長短によらず高い精度で粘性流体の塗布量を制御することができる。

なお、供給配管３４０には供給コックが接続されていない装置にも適用される。
図４は塗布部１０１と供給部１０２との位置、および、それらにつながれた供給配管３４０の状態を表す図であり、（ａ）（ｂ）の区別は、塗布部１０１と供給部１０２の相対的位置関係を異にした状態を説明するためのものである。

供給配管３４０は、例えば径８ｍｍで、一定の長さ、例えば７３０ｍｍを有し、一部が一定の形状、例えばＵ字形状を成すように固定部材４００が取り付けられている。これによって、塗布部１０１がＸ方向に移動し、塗布部１０１と供給部１０２との相対位置が変わった場合でも、供給配管３４０には、その内部にある粘性流体への圧迫を生じるような折れ曲がり等が発生せず、供給配管３４０の内容積は変化しないので、内容積の変化に伴う粘性流体に加わる圧力の変化を防止することができる。すなわち、供給部１０２と塗布部１０１との位置関係によらず高い精度で粘性流体の塗布量を制御することができる。このとき、供給コック３４１で仕切られている塗布部側に位置する供給配管３４２は例えば長さ１３０ｍｍを有する。

図５は、供給コック３４１の断面図であり、図５（ａ）は供給コック３４１が開いているときの断面図を示し、図５（ｂ）は供給コック３４１が閉じているときの断面図を示している。

供給コック３４１内部には、往復動可能な状態で配設された可動部５００と、可動部５００の平行面により構成される真っ直ぐな移動路５１０が形成されており、可動部５００の往復動により粘性流体を通過させるか否かを決定する。

ここで、可動部５００は、エアーシリンダの往復動を駆動源とする。これによって、エアーシリンダの往復動をそのまま供給コック３４１の開閉に利用することができるので、動力伝達のタイムラグを無くすことができ、高い時間精度で供給コック３４１の開閉を制御できる。また、粘性流体は真直な移動路５１０を通過するので、供給コック３４１による圧力損失を減らすことができ、供給コック３４１における粘性流体に加わる圧力の変化を防止することができる。一方、図８に示す構成の供給コック８２０を開閉する際には、回動部８００をエアーシリンダの往復動を駆動源とするリンク機構を介して回動させるため、動力伝達のタイムラグが発生する。なお、モータを駆動源として回動部８００を直接回動させることも可能であるが、高コストとなる。

図６は、上記構造を有する粘性流体塗布装置の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、Ｘ軸部１１０およびＹ軸部１２０により塗布ヘッド１００を所定のＸ−Ｙ位置に移動させる（ステップＳ６１０）。これは、Ｙ軸部１２０により塗布部１０１および供給部１０２を所定のＹ位置に移動させ、かつＸ軸部１１０により塗布部１０１を所定のＸ位置に移動させることによりおこなわれる。

次に、Ｚ軸部１３０により塗布ヘッド１００を所定の高さまで下降させる（ステップＳ６２０）。

次に、塗布ヘッド１００により基板１４０ａに粘性流体を塗布する（ステップＳ６３０）。なお、塗布動作の詳細については後述する。

最後に、Ｚ軸部１３０により塗布ヘッド１００を所定の高さまで上昇させる（ステップＳ６４０）。

図７は、塗布ヘッド１００による塗布動作（図６のステップＳ６３０における塗布動作）を説明するためのタイミングチャートである。なお、図７（ａ）は供給コック３４１の開閉タイミングを示し、図７（ｂ）は吐出用シャフト３２０の回転タイミングを示し、図７（ｃ）はノズル３１０からの粘性流体の吐出タイミングを示している。

まず、供給部１０２による粘性流体の供給動作を開始させる（供給開始ステップ）（ｔ＝ｔ₀）。すなわち、供給コック３４１を開いて、粘性流体を塗布部１０１に供給させる。

次に、塗布部１０１による粘性流体の塗布動作を開始させる（塗布開始ステップ）（ｔ＝ｔ₁）。すなわち、スクリュー部３２１を回転させて、粘性流体をノズル３１０から吐
出させる。

次に、供給部１０２による粘性流体の供給動作を終了させる（供給終了ステップ）（ｔ＝ｔ₂）。すなわち、供給コック３４１を閉じて、塗布部１０１への粘性流体の供給を停止させる。

最後に、塗布部１０１による粘性流体の塗布動作を終了させる（塗布終了ステップ）（ｔ＝ｔ₃）。すなわち、スクリュー部３２１の回転を停止させて、ノズル３１０からの粘性流体の吐出を停止させる。

供給コック３４１によって仕切られている供給部側の供給配管３４３に存在する粘性流体には継続的に一定の圧力がかけられている。この状態で供給コック３４１を開口すると、供給部側の供給配管３４３の粘性流体にかかっている圧力が塗布部側の供給配管３４２の粘性流体にかかる。供給コック３４１開口時点から吐出用シャフト３２０が回転を開始するまでの時間ｔ₁−ｔ₀は、この供給コック３４１開口時点から塗布部側の供給配管３４２の粘性流体に圧力がかかるまでの時間よりも長くなるよう設定する。最短の時間ｔ₁−ｔ₀は主に塗布部側の供給配管３４２の長さと内容積とによって変化する。

塗布実行中に塗布部側の供給配管３４２に存在する粘性流体にかかっている圧力は、供給コック３４１を閉じてから吐出用シャフト３２０が回転を停止しても残圧として存在する。供給コック３４１閉口時から吐出用シャフト３２０が回転を停止するまでの時間ｔ₃−ｔ₂は、この供給コック閉口時点から塗布部側の供給配管３４２の粘性流体にかかる残圧が無くなるまでの時間よりも長くなるよう設定する。最短の時間ｔ₃−ｔ₂は主に塗布部側の供給配管３４２の長さと内容積とによって変化する。

供給コック３４１で仕切られた、塗布部側に位置する供給配管３４２の内容積が例えば２４．５ｃｃであり、塗布部１０１のスクリュー部３２１が形成されている側の空洞部の内容積が例えば０．０１ｃｃである場合には、最短の時間ｔ₁−ｔ₀および時間ｔ₃−ｔ₂は、約０．２ｓｅｃとなる。

以上のように、本実施の形態の粘性流体塗布装置の塗布方法によれば、供給コック３４１開口時点においては、吐出用シャフト３２０は、塗布部１０１に粘性流体が確実に供給された後に回転を開始し、供給コック３４１閉口時点においては、塗布部側に位置する供給配管３４２内の粘性流体および塗布部１０１内の粘性流体への残圧が確実に無くなる時点に回転を停止する。つまり、上記残圧が無くなるまで吐出用シャフト３２０を回転させている時間帯も、通常の塗布動作の一部となるよう、吐出用シャフト３２０の回転停止タイミングは供給コック３４１の閉口タイミングより遅く設定していることにより、吐出用シャフトの回転停止後の残圧による粘性流体の吐出を防止することができる。

また、本実施の形態の粘性流体塗布装置の塗布方法によれば、吐出用シャフト３２０は、供給コック３４１を閉じてから、塗布部１０１と供給コック３４１との間の供給配管３４２、および塗布部１０１内の粘性流体への残圧が無くなるまで回転する。よって、吐出用シャフトの回転停止後の残圧による粘性流体の吐出を防止することができるので、本実施の形態の粘性流体塗布装置の塗布方法は、カートリッジと塗布部との距離が長くなっても高い精度で粘性流体の塗布量を制御することが可能な粘性流体塗布装置の塗布方法を実現することができる。

以上、本発明に係る粘性流体塗布装置について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態では、供給コック３４１の開閉により塗布部１０１への粘性流体の供給を制御するとしたが、供給コックを介さずにカートリッジ３３０内の粘性流体に圧力を加えるか否かで粘性流体の供給を制御しても構わない。この場合には、カートリッジ内の粘性流体への加圧を開始してから吐出用シャフトを回転させるまでにかかる時間を、カートリッジ内の粘性流体への加圧を開始してから、カートリッジ内の粘性流体に加わっている圧力が塗布部内の粘性流体に加わるにかかる時間よりも長くなるよう設定する。また、カートリッジ内の粘性流体への加圧を停止してから吐出用シャフトの回転を停止させるまでにかかる時間を、カートリッジ内の粘性流体への加圧を停止してから、供給配管および塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでかかる時間よりも長くなるよう設定する。つまり、上記残圧が無くなるまで吐出用シャフト３２０を回転させている時間帯も、通常の塗布動作の一部となるよう、吐出用シャフト３２０の回転停止タイミングは供給コック３４１の閉口タイミングより遅く設定していることにより、吐出用シャフトの回転停止後の残圧による粘性流体の吐出を防止することができる。

また、供給コックとして図８に示されるような回転式の供給コック８２０を利用してもよい。すなわち、回転可能な状態で供給コック８２０内部に配設され、真直な移動路８１０が形成された回動部８００の回転動により、粘性流体を通過させるか否かを決定する供給コック８２０を利用してもよい。

次に、本発明にかかる他の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、上記実施形態と同じ部品などについては同じ番号を付しその説明を省略する。

図９は、本実施形態にかかる供給コック３４１、及び供給コック３４１の駆動部１２９９、制御部１６０を示す概念図である。

同図に示すように、供給コック３４１を開閉する駆動部１２９９は、エアーシリンダ１２００とエアーバルブ１２１０を備えている。

エアーシリンダ１２００はその内部で往復動するピストン１２０２と、当該ピストン１２０２に接続されるプランジャ１２０１とを備えている。そしてプランジャ１２０１は、供給コック３４１の可動部５００に接続されており、プランジャ１２０１に接続されるピストン１２０２の往復動に伴って供給コック３４１を開閉することが可能となっている。

また、前記ピストン１２０２にはマグネット１２０３が設けられるとともに、前記マグネット１２０３が近づくと反応する状態検知センサとしてのマグネットセンサ１２０４、１２０５がエアーシリンダ１２００の外壁に２カ所取り付けられている。

このマグネットセンサ１２０４は供給コック３４１が閉状態のときにその旨の信号を発することができ、一方マグネットセンサ１２０５は供給コック３４１が開状態のときにその旨の信号を発することができるセンサである。

エアーバルブ１２１０は、ソレノイドにより圧縮空気の経路を切り替えることができるバルブであり、エアーシリンダ１２００に接続され、圧縮空気の経路を切り替えることにより、プランジャ１２０１を自在に出没させることができるものである。ひいては、圧縮空気の経路をエアーバルブ１２１０で切り替えることにより、供給コック３４１の開閉を制御することができる。

制御部１６０は、バルブ制御部１２２１と、センサ信号受信部１２２２と、遅延時間計測部１２２３とを備えている。

バルブ制御部１２２１は、前記エアーバルブ１２１０を制御して圧縮空気の経路を変更する処理部であり、つまり、供給コック３４１の開閉を制御する処理部である。

センサ信号受信部１２２２は、エアーシリンダ１２００に備えられるマグネットセンサ１２０４，１２０５からの信号を受信し、供給コック３４１の状態を把握する処理部である。

遅延時間計測部１２２３は、バルブ制御部１２２１が発信した信号とマグネットセンサ１２０４，１２０５から受信する信号との時間のずれを計測する処理部である。

次に、マグネットセンサ１２０４，１２０５などを用いて供給開始ステップ等を制御する方法を説明する。

図１０は、本実施形態にかかる粘性流体塗布装置の各動作を示すフローチャートである。

まず、バルブ制御部１２２１は、供給コック３４１を開状態にするコック開信号をエアーバルブ１２１０に発信する（Ｓ１３０１）。

この開信号に基づきエアーバルブ１２１０は、エアーシリンダ１２００のプランジャ１２０１を没入する方向に圧縮空気の経路を変更する。これにより供給コック３４１の可動部５００が移動し、供給コック３４１は開状態となる。

供給コック３４１が開状態となれば、供給コック３４１が開状態となった旨の開状態信号をマグネットセンサ１２０５が発信し（Ｓ１３０２）、センサ信号受信部１２２２がこの信号を受信する。

遅延時間計測部１２２３は、バルブ制御部１２２１の開信号発信時点からセンサ信号受信部１２２２が開状態信号を受信する時点までの時間を計測し、遅延時間を算出する（Ｓ１３０３）。

制御部１６０は当該遅延時間から、供給開始すなわちコック開信号発信（図７：ｔ₀）時点を基準とした吐出用シャフト１１１２の回転開始（図７：ｔ₁）のタイミングを決定する（Ｓ１３０４）。

次回からは前記決定されたタイミングを用いて塗布動作が行われる。
図１１は、本実施形態にかかる塗布ヘッド１００による塗布動作を説明するためのタイミングチャートである。図１１（ａ）は初期に設定した供給コック３４１の開閉タイミング及び開閉状態のずれ（遅延時間）を示し、（ｂ）は前記遅延時間に基づき供給コック３４１の開閉タイミングをずらした状態を示し、（ｃ）は吐出用シャフト３２０の回転タイミングを示し、（ｄ）はノズル３１０からの粘性流体の吐出タイミングを示している。

まず、供給配管３４２、および塗布部１０１内の容積から算出されるタイミングによって供給部１０２による粘性流体の供給動作を開始、すなわちエアバルブ１２１０に対して開信号を発信する（ｔ＝ｔ₀）。

ところが、想定される供給コック３４１の開動作（図１１（ａ）破線）に対し、実際の開動作は供給コック３４１の個体差や経時変化により遅延が生じる（図１１（ａ）実線）。すなわち、想定される開状態に達する時刻ｔ₁に対し実際には時刻ｔ₁’に開状態となる。

このままの状態では、供給配管３４２、および塗布部１０１内が十分な圧力に到達しない間に吐出用シャフト３２０が回転を開始して吐出を開始するため、吐出開始時の粘性流体の吐出量が不十分になるおそれがある。

そこで、当該遅延時間をマグネットセンサ１２０４，１２０５によって測定し、このデータから供給コック３４１の個体差や経時変化を吸収しうる開信号のタイミングｔ₂（図１１（ｂ））を決定する。この開信号のタイミングｔ₂は、吐出用シャフト３２０が回転を開始するタイミングｔ₃から逆算される。

以上のように、コック開信号発信から開状態信号受信までの遅延時間を把握することにより、例えば供給コック３４１を交換した際の供給コック３４１の応答時間の個体差を吸収して、常に安定した粘性流体の圧力で粘性流体の吐出を開始することが可能となり、吐出はじめの過剰塗布や過小塗布を回避することができる。

また、供給コック３４１は、使用により摺動部分に粘性流体が付着して応答時間が経時的に遅くなる傾向があるが、定期的に当該遅延時間を計測することにより、経時的にも安定して粘性流体を吐出することが可能となる。

特に前記の方法は、供給コック３４１が開状態に至る前に吐出用シャフト１１１２の回転を開始する場合に有効である。

一方、吐出状体終了時にも同様の遅延が生じ、供給配管３４２、および塗布部１０１内に不必要な圧力が残存している間に吐出用シャフト３２０が停止するため、吐出終了時に粘性流体が予期せぬところで吐出されるおそれがある。

本実施形態にかかる粘性流体塗布装置は、前記と同様に吐出終わりの際の遅延時間を計測してコック閉信号の発信のタイミングを決定することができる。

すなわち、コック閉信号発信から閉状態信号受信までの遅延時間（図１１（ａ）ｔ₁₁−ｔ₁₁’）を計測し、当該遅延時間から吐出用シャフト１１１２の回転停止（ｔ₁₃）を基準としたコック閉信号（ｔ₁₂）のタイミングを決定することもできる。

以上により、供給コック３４１の交換直後や経時的に供給コック３４１の応答時間が変化しても常に安定した粘性流体の圧力で吐出を終了させることができ、粘性流体の液だれ等を回避することが可能となる。

次に、本発明にかかる他の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の装置構成などは前記実施形態と同様であるためその説明を省略する。

図１２は、供給コック３４１の開閉タイミングと吐出用シャフト３２０の回転停止タイミングを説明するためのタイミングチャートである。

本実施形態の場合、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、吐出用シャフト３２０の回転タイミング停止タイミングは、供給コック３４１の開状態、閉状態の後に発生する。従って、供給コック３４１の開状態、すなわちマグネットセンサ１２０５からの信号を受信してから所定の時間経過に吐出用シャフト３２０の回転を開始すればよいため、供給コック３４１の交換や経時変化によって開状態のタイミングがｔ₁からｔ ₁ ’にずれたとしてもこれに対応して吐出用シャフト３２０の回転を開始するタイミングをｔ₂からｔ₂’に変更することが可能になる。

一方、粘性流体の吐出を終了させる場合も、マグネットセンサ１２０４からの閉状態の信号受信のタイミングｔ₁₁またはｔ₁₁’により吐出用シャフト３２０の回転停止のタイミングをｔ₁₂からｔ₁₂’に容易に変更することが可能となる。

以上によれば、供給コック３４１の状態を把握した上で吐出用シャフト３２０を制御することができるため、供給コック３４１の状態にリアルタイムで対応することが可能となる。

本発明は、粘性流体塗布装置の塗布方法に利用でき、特に半導体パッケージの製造工程で用いられる粘性流体塗布装置の塗布方法等に利用することができる。

本発明の実施の形態の粘性流体塗布装置の外観図である。 同実施の形態の粘性流体塗布装置の構造を説明するための図である。 塗布ヘッド１００の構造を示す断面図である。 （ａ）塗布部１０１と供給部１０２と、それらにつながれた供給配管３４０の斜視図であり、塗布部１０１と供給部１０２のそれぞれがＸ軸部のそれぞれ両端側に離れた位置にある時の供給配管３４０の状態を表す斜視図である。（ｂ）塗布部１０１と供給部１０２と、それらにつながれた供給配管３４０の斜視図であり、塗布部１０１と供給部１０２が近接してＸ軸部の一端側に位置する時の供給配管３４０の状態を表す斜視図である。 （ａ）供給コック３４１が開いているときの供給コック３４１の断面図である。（ｂ）供給コック３４１が閉じているときの供給コック３４１の断面図である。 同実施の形態の粘性流体塗布装置の塗布動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）供給コック３４１の開閉タイミングを示す図である。（ｂ）吐出用シャフト３２０の回転タイミングを示す図である。（ｃ）ノズル３１０からの粘性流体の吐出タイミングを示す図である。 （ａ）供給コック８２０が開いているときの供給コック８２０の断面図である。（ｂ）供給コック８２０が閉じているときの供給コック８２０の断面図である。 実施形態にかかる供給コック、及び供給コックの駆動部、制御部を示す概念図である。 実施形態にかかる粘性流体塗布装置の各動作を示すフローチャートである。 （ａ）初期に設定した供給コックの開閉タイミング及び開閉状態のずれを示す図である （ｂ）前記遅延時間に基づき供給コックの開閉タイミングをずらした状態を示鈴である。（ｃ）吐出用シャフトの回転タイミングを示鈴である。（ｄ）はノズルからの粘性流体の吐出タイミングを示す図である。 （ａ）供給コックの開閉タイミングを示す図である。（ｂ）吐出用シャフトの回転停止タイミングを示す図である。 半導体パッケージの構造を示す断面図である。 従来の粘性流体塗布装置の外観図である。 塗布ヘッド１０００の構造を示す断面図である。

符号の説明

１００、１０００ 塗布ヘッド
１０１、１１１０ 塗布部
１０２、１１２０ 供給部
１１０、１０２０ Ｘ軸部
１２０ Ｙ軸部
１３０ Ｚ軸部
１４０ 基板搬送部
１４０ａ、９００ 基板
１５０ ヘッド高さ検出センサー
１６０、１０３０ 制御部
３１０、１１１１ ノズル
３２０、１１１２ 吐出用シャフト
３２１、１１１３ スクリュー部
３３０、１０４０、１１２１ カートリッジ
３４０、３４２、３４３、１１２２ 供給配管
３４１、８２０ 供給コック
４００ 可動部
５００ 開閉決定部
５１０、８１０ 移動路
８００ 回動部
９１０ 半導体チップ
９２０ 電極バンプ
９３０ アンダーフィル接着剤
９４０ カバー
９５０ フラックス
９６０ 封止剤
１０１０ Ｙテーブル
１１３０ 接合部
１２００ エアーシリンダ
１２１０ エアーバルブ
１２２１ バルブ制御部
１２２２ センサ信号受信部
１２２３ 遅延時間計測部

Claims (4)

1. 供給部から供給された粘性流体を、塗布部により被塗布体に塗布する粘性流体塗布方法であって、
   前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持し、保持する粘性流体に前記供給配管に押し出す圧力を加える保持手段と、前記供給配管に接続されたコックとを有し、
   前記塗布部は、回転可能な状態で内部に配設され、回転により前記塗布部の粘性流体を吐出させるスクリュー形状の回転部材を有し、
   前記コックを閉じることで前記供給部の供給動作を終了させる供給終了ステップと、
   前記供給動作の終了から所定時間経過した後に、前記回転部材の回転を停止させることで前記塗布部の塗布動作を終了させる塗布終了ステップとを含み、
   前記所定時間は、前記コックが閉じられてから、前記塗布部と前記コックとの間の供給配管および前記塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでの時間よりも長い
   ことを特徴とする粘性流体塗布方法。
2. 前記粘性流体塗布方法はさらに、
   粘性流体塗布装置は、コックの閉状態を検知する状態検知センサを備え、
   コックを閉じる信号を発してからコックが閉状態の旨を知らせる閉信号を状態検知センサから受信するまでの遅延時間を計測する遅延時間計測ステップと、
   当該遅延時間に基づき前記供給終了ステップを開始するタイミングを調整する供給終了タイミング調整ステップとを
   含むことを特徴とする請求項１に記載の粘性流体塗布方法。
3. 前記粘性流体塗布方法はさらに、
   前記粘性流体塗布装置は、コックの閉状態を検知する状態検知センサを備え、
   前記塗布終了ステップは、コックが閉状態の旨を知らせる閉信号を状態検知センサから受信し、所定の時間経過後に塗布動作を終了させること
   を特徴とする請求項１に記載の粘性流体塗布方法。
4. 被塗布体に粘性流体の塗布をおこなう塗布部と、
   前記塗布部に粘性流体を供給する供給部と、
   前記塗布部の塗布動作および供給部の供給動作を制御する制御部とを備え、
   前記供給部は、粘性流体を前記塗布部に導く供給配管と、粘性流体を保持し、保持する粘性流体に前記供給配管に押し出す圧力を加える保持手段と、前記供給配管に接続されたコックとを有し、
   前記塗布部は、回転可能な状態で内部に配設され、回転により前記塗布部の粘性流体を吐出させるスクリュー形状の回転部材を有し、
   前記制御部は、前記供給部の供給動作を終了させてから所定時間経過した後に、前記回転部材の回転を停止させることで前記塗布部の塗布動作を終了させ、
   前記所定時間は、前記コックが閉じられてから、前記塗布部と前記コックとの間の供給配管および前記塗布部内の粘性流体への残圧が無くなるまでの時間よりも長い
   ことを特徴とする粘性流体塗布装置。

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