JP4979990B2 - ペースト塗布方法およびペースト塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームなどの基板にペーストを塗布するペースト塗布方法およびペースト塗布装置に関する。

半導体製造設備にはダイホンダがある。ダイホンダとは、はんだ、金メッキ、樹脂等を接合材料として、ダイ（電子回路を作り込んだシリコン基板のチップ）をリードフレーム（基板）に接着する装置である。

図２に示すように、リードフレーム（基板）１は、その長手方向に沿って所定ピッチ（定ピッチ）で複数のアイランド２を有し、このアイランド２にダイ３（半導体チップ等）が配置接合される。このため、ダイホンダでは、基板１の複数のアイランド２にダイボンド材（ペースト）を供給し、このペーストが供給されたアイランド２にダイ３（半導体チップ等）をボンディングすることになる。このため、ダイホンダにおいては、基板１をペーストを塗布するペースト塗布位置に搬送するとともに、アイランド２にダイ３を供給する必要がある。

そのため、ペースト塗布位置においては、ペースト塗布装置によって、基板１のアイランド（被ペースト塗布部位）にペーストを塗布することになる。ペースト塗布装置としては、ペースト吐出口を有するノズルを備えたものがある（特許文献１）。

すなわち、従来の一般的なペースト塗布装置は、図３に示すように、シリンジ（図示省略）と、このシリンジに連設されたノズル５とを備える。そして、圧入空気によってシリンジ内のペースト４をノズル５側へ押出して、このノズル５の先端開口部（吐出口）６から吐出させて、アイランド２に塗布するものである。

ところで、ペースト４をノズル５の吐出口６から吐出させるのみでは、いわゆる糸引きが発生する。糸引きとは、ペースト４がペースト塗布部７とノズル５に連結されて形成されるものである。この糸引きが発生すれば、図４に示すように、ノズル５の先端にペースト４が付着する場合がある。このように、ノズル５の先端にペースト４が付着すれば、この付着した分、塗布したペースト量が不足したり、次のアイランド２に定量以上に供給されたりするおそれがあった。

また、糸引きによって、図５（ａ）に示すように、ペースト塗布部７の表面は平坦面とならない場合がある。このように平坦面でない状態にて、このペースト塗布部７に半導体チップ等のダイ３を配置すれば、ダイが基板に対して傾斜したりして、ボンディングが安定しない。

そこで、従来では、ペースト４をノズル５の吐出口６から吐出した後、図５（ｂ）に示すように、エアブロー装置１０にてこのペースト塗布部７にエアを吹き付けて、このペースト塗布部７の表面を平坦面とし、その後、図５（ｃ）に示すように、表面が平坦なペースト塗布部７に半導体チップ等のダイ３をボンディングしていた。
特開平６−１７７１８４号

従来のように、ノズル５の先端にペースト４が付着した場合、次のアイランド２に定量以上に供給されたりするおそれがあるので、ノズル５に付着したペースト４を除去する作業を必要とする。しかしながら、この除去作業は、この塗布装置を一端停止する必要があり、作業性の低下を招いていた。

エアブロー装置１０にてこのペースト塗布部７にエアを吹き付ける場合、ペースト塗布位置とは相違するエアブロー位置にてエアブローを行う必要がある。このため、工程ラインが長くなるとともに、ペースト塗布時のノズルの位置合わせとブロー時のノズルの位置合わせをそれぞれ行う必要があり、作業性に劣るものであった。

また、エアブロー装置１０にてこのペースト塗布部７にエアを吹き付けたとしても、ペースト塗布工程での糸引きが防止されるものではなく、図４に示すように、ノズル５にペースト４が付着するのを防止することができない。

本発明は、上記課題に鑑みて、ノズル先端にペーストが付着する（溜まる）のを防止でき、しかも、ペースト塗布工程終了時にはペースト塗布部が平坦に広がっているペースト塗布方法およびペースト塗布装置を提供する。

本発明のペースト塗布方法は、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の本体部と、この本体部の先端面から突出し、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の先端チップ部とからなるノズルから基板上にペーストを塗布するペースト塗布方法において、前記先端チップ部の先端面の開口部が、ノズル軸線上に配置されて基板上にペーストを吐出する吐出口となり、前記本体部の先端面の開口部が、ノズル軸線に向かって斜め上方からエアが噴出される噴出口となるノズルを基板の被ペースト塗布部位に接近させて、前記ペースト吐出口からペーストを被ペースト塗布部位に吐出して、基板上にペースト塗布部を形成し、その後、前記エア噴出口からペースト塗布部の中心部に向けて、前記先端チップ部の外径面にガイドされつつ斜め上方からエアを噴射しつつ前記ノズルを前記ペースト塗布部から離間させながら、前記ノズル先端部に付着したペーストを切り離すとともにペースト塗布部を平坦に広げるものである。

本発明のペースト塗布方法によれば、エア噴出口からペースト塗布部の中心部に向けてエアを噴射しつつノズルをペースト塗布部から離間させるので、ノズルをペースト塗布部から離間させる際に生じる糸引きを防止することができ、ノズル先端部へのペーストの付着を防止できる。さらに、エアを噴射にてペースト塗布部を平坦に広げるので、ペースト塗布工程終了後におけるボンディング時にダイが基板に対して傾いたりしない。

本発明のペースト塗布装置は、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の本体部と、この本体部の先端面から突出し、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の先端チップ部とからなるノズルを備えたペースト塗布装置において、前記先端チップ部の先端面の開口部が、ノズル軸線上に配置されて基板上にペーストを吐出する吐出口となり、前記本体部の先端面の開口部が、ノズル軸線に向かって斜め上方からエアが噴出される噴出口となり、前記ノズル上昇時に、エア噴出口から、ノズルの吐出口から吐出された基板上のペースト塗布部の中心部に向けて、前記先端チップ部の外径面にガイドされつつ斜め上方からエアを噴射させて、前記ノズル先端部に付着したペーストを切り離すとともにペースト塗布部を平坦に広げるものである。

本発明のペースト塗布装置によれば、ノズルに、吐出口から吐出された基板上のペースト塗布部の中心部に向けてエアを噴出するエア噴出口を設けているので、エアの噴射によって、ノズル先端部へのペーストの付着を防止できる。さらに、エアを噴射にてペースト塗布部を平坦に広げることができ、ペースト塗布工程終了後のダイが基板に対して傾いたりしない。

また、ペースト塗布工程とエアブロー工程とを同一位置で行うことができ、別途エアブロー工程のみを行うボジションを設ける必要がない。

エア噴出口からのエア噴出は、前記吐出口からペーストを吐出して形成したペースト塗布部から離間する際に行われるので、ノズルをペースト塗布部から離間させる際に生じる糸引きを防止することができる。

本発明では、ノズルをペースト塗布部から離間させる際に生じる糸引きを防止することができ、ノズル先端部へのペーストの付着を防止できる。このため、ペースト除去作業を回避することができ、これにともなって、塗布作業の一時停止を回避でき、作業効率の向上を図ることができる。

エアの噴射にてペースト塗布部を平坦に広げるので、ペースト塗布工程終了後のボンディング時にダイが基板に対して傾いたりしない。このため、ボンディングし易く高品質の製品を供給することができる。

ペースト塗布工程とエアブロー工程とを同一位置で行うことができ、別途エアブロー工程のみを行うポジションを設ける必要がない。このため、工程ラインの簡略化を図ることができ、しかも、ペースト塗布時のノズルの位置合わせとブロー時のノズルの位置合わせをそれぞれ行う必要がなく、作業性に優れる。

以下、本発明の実施の形態を図１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使用したペースト塗布方法を示している。ペースト塗布装置は、図示省略のシリンジと、このシリンジに連設されたノズル１５とを備え、ノズル１５の吐出口１６から、図１（ｂ）のようにペースト１４を、リードフレーム(図２参照)などの短冊状基板１の被ペースト塗布部（アイランド）２に吐出させるものである。リードフレームとは、半導体パッケージの内部配線として使われる薄板の金属である。このため、本発明においては、短冊状基板１には、一般的にリードフレームと呼ばれるもの、及び種々の電子部品等が配置される基板（例えば、プリント基板）を含むものとする。

ノズル１５はその先端部が先端に向かって縮径し、本体部１５ａと、この本体部１５ａの先端面１８から突出する先端チップ部１５ｂを有し、軸心部にはペースト吐出用通路２０が形成されている。このペースト吐出用通路２０はその先端ストレート部２０ａがチップ部１５ｂの先端面２２に開口し、この開口部がこのノズル１５の吐出口１６を構成する。このペースト吐出用通路２０の外周側にエア噴出用通路２１が設けられ、このエア噴出用通路２１が先端面２２に開口し、この開口部がエア噴出口２３を構成する。エア噴出用通路２１はノズル軸線Ｌに対して先端に向かって接近するように傾斜している。なお、エア噴出用通路２１は小径の円形孔であり、ノズル１５の本体部１５ａの周壁に周方向に沿って複数個が所定ピチで配設されている。

図示省略のシリンジにはペースト１４が充填され、このシリンジに図示省略のエア供給源が接続されている。そして、このエア供給源からの圧入空気によって、シリンジ内のペースト１４がノズル１５に押し出され、ノズル１５の吐出口１６からペースト１４が吐出される。この際、ペースト１４は、導入される圧入空気を制限することによって、所定の吐出量で吐出される。

また、前記ノズル１５のエア噴出用通路２１には前記エア供給源または他のエア供給源からのエアが供給され、エア噴出口２３からエアが噴射される。この際、エアはエア噴出用通路２１の軸心に沿ってノズル軸線Ｌに向かうように噴出される。

ノズル１５及びシリンジは図示省略の駆動手段に接続され、ノズル１５が基板１のアイランド２に対して接近・離間するように設定される。駆動手段としては、ロボットを使用することができ、このロボットの揺動アームにノズル１５及びシリンジを付設すればよい。

次に、このように構成されたペースト塗布装置を使用したペースト塗布方法を説明する。ペースト塗布位置に基板１の１つの被ペースト塗布部位１７であるアイランド２が対応するように搬送し、図１（ａ）に示すように、ノズル１５をこの基板１のアイランド２の上方に位置させる。この状態で、図１（ｂ）に示すように、ノズル１５を下降させて、ノズル１５の吐出口１６をアイランド２に近接させる。

この状態で、ノズル１５の吐出口１６からペースト１４をアイランド２に向けて、所定量(予め設定された一定量であって、基板１のアイランド２に塗布すべき量)だけ吐出させる。その後は、図１（ｃ）（ｄ）の矢印Ａに示すように、エア噴出口２３からエアを噴出させつつ、このノズル１５を上昇させる。

この際、エア噴出口２３からエアはペースト塗布部２７の中心部に向かって噴射される。このため、エア噴出口２３から噴射されるエアにて、ノズル１５の先端面２２からペーストを切り離すことができ、糸引きを生じさせない。

また、エア噴出口２３からエアを噴出させつつ、ノズル１５を上昇させるので、図１（ｄ）に示すように、ペースト塗布部２７を平坦に広げることができる。そして、このようにペースト１４を塗布した後に、このペースト１４が塗布されたアイランド２がボンディング位置に対応するように、基板１が下流側に搬送される。ボンディング位置では、半導体チップ等のダイが、ペースト１４が塗布されたアイランド２にボンディングされる。

従って、本発明では、エア噴出口２３からペースト塗布部２７の中心部に向けてエアを噴射しつつノズル１５をペースト塗布部２７から離間させるので、ノズル１５をペースト塗布部２７から離間させる際に生じる糸引きを防止することができ、ノズル先端部へのペースト１４の付着を防止できる。このため、ペースト除去作業を回避することができ、これにともなって、塗布作業の一時停止を回避でき、作業効率の向上を図ることができる。

エアの噴射にてペースト塗布部２７を平坦に広げるので、ペースト塗布工程終了後のダイ（半導体チップ等）が基板１に対して傾いたりしない。このため、ボンディングし易く高品質の製品を供給することができる。

ペースト塗布工程とエアブロー工程とを同一位置で行うことができ、エアブロー工程のみを行うポジションを設ける必要がない。このため、工程ラインの簡略化を図ることができ、しかも、ペースト塗布時のノズルの位置合わせとブロー時のノズルの位置合わせをそれぞれ行う必要がなく、作業性に優れる。

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、実施形態では、エア噴出口２３が周方向に沿って複数個が配設されているが、エア噴出口２３の数の増減は任意であり、少なくとも１個有していればよい。また、ノズル１５を、ペースト吐出用通路２０を有する内管と、この内管に外嵌される外管とで構成し、内管と外管との間の環状隙間をもってエア噴出用通路２１としてもよい。すなわち、噴射されたエアによって、ペースト１４の糸引きを防止できて、ペースト塗布部２７を平坦に広げることができればよい。

さらに、ペースト１４としては、はんだペーストや樹脂ペーストがあり、樹脂ペーストとしては、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。

本発明の実施形態のペースト塗布装置を使用したペースト塗布方法を示す簡略図である。 基板の簡略平面図である。 従来のペースト塗布装置の要部断面図である。 従来の問題点の説明図である。 従来のダイをリードフレーム（基板）に接着する工程を示す簡略図である。

符号の説明

１ 基板
１４ ペースト
１５ ノズル
１６ 吐出口
１７ 被ペースト塗布部位
２３ エア噴出口
２７ ペースト塗布部

Claims (3)

1. 先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の本体部と、この本体部の先端面から突出し、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の先端チップ部とからなるノズルから基板上にペーストを塗布するペースト塗布方法において、
   前記先端チップ部の先端面の開口部が、ノズル軸線上に配置されて基板上にペーストを吐出する吐出口となり、前記本体部の先端面の開口部が、ノズル軸線に向かって斜め上方からエアが噴出される噴出口となるノズルを基板の被ペースト塗布部位に接近させて、前記ペースト吐出口からペーストを被ペースト塗布部位に吐出して、基板上にペースト塗布部を形成し、
   その後、前記エア噴出口からペースト塗布部の中心部に向けて、前記先端チップ部の外径面にガイドされつつ斜め上方からエアを噴射しつつ前記ノズルを前記ペースト塗布部から離間させながら、前記ノズル先端部に付着したペーストを切り離すとともにペースト塗布部を平坦に広げることを特徴とするペースト塗布方法。
2. 先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の本体部と、この本体部の先端面から突出し、先端部が吐出口側に向かって縮径するテーパ状の先端チップ部とからなるノズルを備えたペースト塗布装置において、
   前記先端チップ部の先端面の開口部が、ノズル軸線上に配置されて基板上にペーストを吐出する吐出口となり、前記本体部の先端面の開口部が、ノズル軸線に向かって斜め上方からエアが噴出される噴出口となり、
   前記ノズル上昇時に、エア噴出口から、ノズルの吐出口から吐出された基板上のペースト塗布部の中心部に向けて、前記先端チップ部の外径面にガイドされつつ斜め上方からエアを噴射させて、前記ノズル先端部に付着したペーストを切り離すとともにペースト塗布部を平坦に広げることを特徴とするペースト塗布装置。
3. 前記ノズルを、ペースト吐出用通路を有する内管と、この内管に外嵌される外管とで構成し、内管と外管との間の環状隙間を、エアをノズル軸心に向かって噴出するエア噴出用通路としたことを特徴とする請求項２のペースト塗布装置。

Images