JP5250536B2

JP5250536B2 - 体積感知型ディスペンサー制御方法

Info

Publication number: JP5250536B2
Application number: JP2009279545A
Authority: JP
Inventors: キマンヤン; スージンイ; ミンキュチョイ
Original assignee: Protec Co Ltd Korea
Current assignee: Protec Co Ltd Korea
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: KR20110000942A; US8080192B2; KR101073976B1; JP2011005476A; US20100327468A1

Description

本発明は分配制御方法に係り、より詳しくはポンプでレジンを分配する量の正確度を飛躍的に向上させることができる体積感知型ディスペンサー制御方法に関する。

ディスペンサーは電子部品の生産過程で一定量のレジンを連続的に注入する装備で、半導体製造工程にたくさん利用されている。

半導体製造工程中に使用されるレジンは、半導体デバイスを接着させるか、あるいは半導体デバイスを被覆して保護する役目をする。半導体製造工程の分配工程としては、アンダーフィル（Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）工程とＬＥＤモールド形成工程を例として挙げることができ、これらの工程はレジンを塗布するディスペンサーによって自動になされる。

特に、ＬＥＤ製造工程において、ＬＥＤチップが搭載されたパッケージに蛍光物質が混合されたシリコンを分配することで、ＬＥＤから発光される光の色を調節するかＬＥＤチップを構造的に安定化させるのに分配工程は必須である。

このようなＬＥＤ工程またはアンダーフィル工程などにおいて、正確な量のレジンをそれぞれの製品に塗布することが非常に重要である。レジンの分配量が正確でない場合、不良品が発生することになり、結果として生産性を落として製造原価を上昇させる原因になる。

従来は、分配されたレジンの重さを秤で測定し、これを分配制御部にフィードバックする方法で分配量を調節した。

ところで、ディスペンサーに使用されるレジンポンプで調節可能なレジン量の最小単位に比べ、秤を用いて測定可能な重さの最小単位がもっと大きいものが一般的である。よって、秤を用いて測定可能な正確度に限界があるため、レジンの分配量を調節する正確度も制限されるしかない。特に、ジェット方式のポンプを使用する場合には、分配する液滴の数で分配量を制御することになるが、秤で測定可能な重さの最小単位が１個の液滴の重さより大きいものが一般的である。したがって、秤による方法では液滴単位で分配量を補正することができない。また、スクリュー方式のポンプを使用する場合にも、スクリューの回転角度に比例して分配されるレジンの量を秤では精密に測定することができないことが一般的である。

レジンの分配量を調節するために高精度の秤を使用すれば、ディスペンサーの総製造価格が必要以上に上昇する問題点がある。また、秤を用いて重さを測定することができる速度にも限界があるため、全体としての生産速度を低下させる問題点がある。

したがって、本発明は前述した問題点を解決するためになされたもので、ポンプによって分配されるレジンの量を正確に測定し、その結果をフィードバックすることで、分配されるレジンの量をより正確に制御することができる体積感知型ディスペンサー制御方法を提供することをその目的とする。

前記のような目的を達成するために、本発明は、ポンプでレジンを吐き出して製品に所定量のレジンを分配するように制御する体積感知型ディスペンサー制御方法において、前記ポンプで前記製品にレジンを分配する予備分配段階；前記予備分配段階が済んだ製品を光スキャナでスキャンして、分配されたレジンの体積を測定する体積測定段階；前記体積測定段階で感知されたレジンの量と所定の分配量との差を用いて、追加に分配されるレジンの量を計算する補正体積算定段階；及び前記補正体積算定段階で計算されたレジンの補正量を反映して前記製品にレジンを分配する補正分配段階；を含む、体積感知型ディスペンサー制御方法を提供する。

本発明の体積感知型ディスペンサー制御方法は、光スキャナを用いてレジンの分配量を正確に測定することにより、ディスペンサーによって塗布されるレジンの量をより正確に制御することができる効果がある。

また、本発明の体積感知型ディスペンサー制御方法は、レジンの分配量を速かに測定して正確に分配することにより、分配作業の生産性を向上させる効果がある。

本発明の第１実施例による体積感知型ディスペンサー制御方法を説明するためのフローチャートである。図１に示す体積感知型ディスペンサー制御方法を実行するためのディスペンサーの概略図である。図１に示す体積感知型ディスペンサー制御方法によって製品を生産する過程を示す断面図である。図１に示す体積感知型ディスペンサー制御方法によって製品を生産する過程を示す断面図である。図１に示す体積感知型ディスペンサー制御方法によって製品を生産する過程を示す断面図である。本発明の第２実施例による体積感知型ディスペンサー制御方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施例による体積感知型ディスペンサー制御方法を説明するためのフローチャート、図２は図１に示す体積感知型ディスペンサー制御方法を実行するためのディスペンサーの概略図である。

まず、本発明の体積感知型ディスペンサー制御方法を実施するためのディスペンサー１００の一例を図２に基づいて説明する。ディスペンサー１００は、ベース１０と、ローダー２０と、アンローダー３０と、ポンプ４０と、光スキャナ５０とを備えている。

ローダー２０は、複数の製品８０が実装されている基板またはリードフレームＬ１、Ｌ２をベース１０に供給する。以下、リードフレームＬ１、Ｌ２を供給する場合を例として説明する。リードフレームＬ１、Ｌ２は多数の製品８０が実装された状態でローダー２０によって供給され、分配作業が済んだリードフレームＬ１、Ｌ２はアンローダー３０に伝達して貯蔵される。

ベース１０には、ローダー２０から供給されたリードフレームＬ１、Ｌ２をアンローダー３０に向けて移送または返送することができる製品移送装置（図示せず）が設置されている。ベース１０にはポンプ４０と光スキャナ５０が製品移送装置の上側に設置される。このように、ポンプ４０と光スキャナ５０はインライン状態で順次設置され、製品移送装置がポンプ４０と光スキャナ５０の間で製品８０を移送しながら後続作業を補助することになる。

ポンプ４０は、ベース１０に対して前後方向、左右方向、かつ上下方向にそれぞれ移動できるようにベース１０に設置されることが一般的である。ポンプ４０は製品８０にシリコン８４またはエポキシのようなレジンを分配する。ポンプ４０の下流側には光スキャナ５０が配置される。

光スキャナ５０は光源５１と受光部５２を備えている。光源５１から発生したレーザーまたは可視光線は光源５１の下側を通る製品８０で反射されて受光部５２に受信される。光スキャナ５０は、受光部５２で感知された可視光線またはレーザーを分析して製品８０の表面高さを計算することになる。

光スキャナ５０を経たリードフレームＬ１、Ｌ２は製品移送装置によってアンローダー３０に伝達され、アンローダー３０は作業が済んだリードフレームＬ１、Ｌ２を貯蔵する。

ポンプ４０と光スキャナ５０はそれぞれ制御部６０に連結されてその作動が制御される。制御部６０には格納部６１が連結され、分配作業を実行するのに必要な情報が格納部６１に格納される。

以下、前述したようなディスペンサー１００を用いて図３〜図５に示すＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）素子に蛍光物質を含むシリコン８４を分配する場合を例として、第１実施例による体積感知型ディスペンサー制御方法について説明する。

まず、分配情報格納段階（Ｓ１３０）を実行する。リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されたそれぞれのＬＥＤ素子８０のＬＥＤチップ８３ごとに特性が違うことができる。この場合、それぞれのＬＥＤチップ８３の特性によってシリコン８４の分配量が変わることになる。このように、リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されたそれぞれのＬＥＤチップ８３ごとに別に設定されたシリコン８４の分配量を分配情報と称する。このような分配情報を製品供給者から受けて格納部６１に格納する。

ついで、予備スキャン段階（Ｓ１１０）を実行する。ローダー２０によって供給されたリードフレームＬ１、Ｌ２を光スキャナ５０の下側を通るようにすることで、リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されたそれぞれのＬＥＤ素子８０の３次元形状を光スキャナ５０で測定する。この際、ＬＥＤチップ８３は図３に示すような状態である。パッケージの内部にＬＥＤチップ８３が接着され、パッケージの電極にＬＥＤチップ８３がワイヤ８２でボンディングされた状態である。光スキャナ５０は、図３に示すように、シリコン８４が分配される前の状態のＬＥＤ素子８０の３次元形状をスキャニングすることになる。

光スキャナ５０は、物体の外形をスキャニングする一般的な光スキャナ５０を使用する。光スキャナ５０は、レーザーを使用する場合と、可視光線を使用する場合がある。可視光線を用いて物体の外形をスキャニングする場合には、物体のイメージ情報もともに得ることができる利点がある。

このように、可視光線を用いてＬＥＤ素子８０の外形をスキャニングする場合には、制御部６０において、画像処理方法によってＬＥＤ素子８０のワイヤ８２が切れたかなど、製品８０の不良を判断する不良感知段階（Ｓ１２０）を実行することになる。不良感知段階（Ｓ１２０）で不良と判断されたＬＥＤ素子８０は後続の工程で分配しないようにすることで、工程の損失を防止することができ、作業速度を向上させることができる。

一方、可視光線でないレーザーを光源５１として用いる光スキャナ５０を使用する場合には、別途のカメラを用いてイメージを獲得することで、不良感知段階（Ｓ１２０）を実行することもできる。また、前述したように、別途のカメラを備えずにレーザー光源５１の光スキャナ５０を使用する場合には、不良感知段階（Ｓ１２０）を省略して次の段階に進めば良い。

ついで、ポンプ４０を用いてＬＥＤ素子８０にレジンを分配する予備分配段階（Ｓ１４０）を実行する。図４に示すように、ＬＥＤ素子８０にシリコン８４を分配することになる。この際、先立って分配情報格納段階（Ｓ１３０）に格納された分配情報を用いて、それぞれのＬＥＤ素子８０に予め割り当てられたシリコン８４の分配量よりやや少ない量のシリコン８４を分配することになる。このような方法で、リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されているすべてのＬＥＤ素子８０に対して一括してシリコン８４を分配した後、体積測定段階（Ｓ１５０）を実行する。

予備分配段階（Ｓ１４０）が済んだリードフレームＬ１、Ｌ２を製品移送装置が光スキャナ５０に移送すれば、光スキャナ５０は、光源５１と受光部５２を用いてそれぞれのＬＥＤ素子８０の３次元形状をスキャニングする方法で体積測定段階（Ｓ１５０）を実行する。体積測定段階（Ｓ１５０）で測定されたＬＥＤ素子８０の体積と予備スキャン段階（Ｓ１１０）で測定されたＬＥＤ素子８０の体積間の差を計算する方法によって、分配されたシリコン８４の体積を測定することになる。

ついで、前記光スキャナ５０によって測定されたイメージを用いて、分配されたレジンに含まれた気泡を感知する気泡感知段階（Ｓ１６０）を実行する。光スキャナ５０において可視光線を光源５１として使用する場合には、スキャニングされたイメージを使用し、レーザーを光源５１として使用する場合には、別途のカメラによって撮像されたイメージを使用して、分配されたシリコン８４に気泡が含まれているか否かを判断する。ＬＥＤ素子８０のような製品は分配されたシリコン８４の内部に気泡が含まれていれば不良品と判定されるので、これを予めチェックすることで品質を向上させることができる。また、気泡が含まれたＬＥＤ素子８０に対しては後続の作業を行わないので、工程上の損失を防止し、作業速度を向上させることができる。

ついで、補正体積算定段階（Ｓ１７０）を実行する。制御部６０は、格納部６１から受信した分配情報によるシリコン８４の分配量と体積測定段階（Ｓ１５０）で測定されたシリコン８４の体積間の差を計算する方法で、さらに分配すべきシリコン８４の量を計算することになる。リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されたそれぞれのＬＥＤ素子８０別にシリコン８４の補正量を計算して格納部６１に格納した後、製品移送装置はさらにリードフレームＬ１、Ｌ２をポンプ４０の位置に移送する。

このような状態で、制御部６０はポンプ４０を制御して補正分配段階（Ｓ１８０）を実行する。ポンプ４０は、リードフレームＬ１、Ｌ２に実装されたそれぞれのＬＥＤ素子８０に対して、図５に示すように、予め計算された補正量程度のシリコン８４をさらに分配することになる。ジェット方式のポンプ４０を使用する場合には、ジェッティング（ｊｅｔｔｉｎｇ）回数を計算し、計算された回数に相当するシリコン８４の液滴を吐き出す方法で補正分配段階（Ｓ１８０）を実行することができる。スクリュー方式のポンプ４０を使用する場合には、スクリューを計算された角度だけ回転させる方法で補正分配段階（Ｓ１８０）を実行することになる。補正分配段階（Ｓ１８０）が済んだリードフレームＬ１、Ｌ２は製品移送装置によってアンローダー３０に伝達されて作業を完了する。

従来、秤を用いてレジンの分配量を制御する場合、秤の精度の限界のため分配量をより正確に制御するのに限界がある。しかし、光スキャナ５０を使用すれば、分配正確度を飛躍的に向上させることができる。光スキャナ５０の分解能は一般的に数μｍ未満であるので、秤を用いて分配量を制御する場合に比べ、非常に高い正確度を確保することができる。また、秤を用いて分配量を測定する場合に比べ、光スキャナ５０を用いて分配量を測定する場合の速度がずっと速いので、分配作業の生産性を飛躍的に向上させることができる。

ついで、図６を参照して本発明の第２実施例による体積感知型ディスペンサー制御方法について説明する。

第２実施例の体積感知型ディスペンサー制御方法においても、図２に示すようなディスペンサー１００を用いて分配作業を実行する。第１実施例の体積感知型ディスペンサー制御方法はそれぞれのＬＥＤ素子８０ごとに分配すべきシリコン８４の量が異なる場合に実施することができるが、第２実施例の体積感知型ディスペンサー制御方法はそれぞれのＬＥＤ素子８０ごとに分配すべきシリコン８４の量が均等な場合に実施する点で違いがある。

まず、図３のような状態で、ＬＥＤ素子８０の３次元形状をスキャンする予備スキャン段階（Ｓ２１０）を行うことで、シリコン８４の分配前の体積を計算する。

ついで、図４のように、適正量よりやや少ない量のシリコン８４をＬＥＤ素子８０に分配する予備分配段階（Ｓ２２０）を行う。

このような状態で、光スキャナ５０によって体積測定段階（Ｓ２３０）を行うことで、分配されたシリコン８４の量を測定し、これから不足したシリコン８４の量を計算する補正体積算定段階（Ｓ２４０）を実行する。

このように計算された補正体積を用いて、制御部６０は、ポンプ４０で分配する正確なシリコン８４の量を貯蔵し、このように補正された値によってＬＥＤ素子８０に対して分配作業を実行するようにポンプ４０を制御する。前述したように、分配すべきシリコン８４の量を光スキャナ５０で補正した状態で、その値を基準として一括してリードフレームＬ１、Ｌ２のすべてのＬＥＤ素子８０に対してシリコン８４を分配する段階を補正分配段階（Ｓ２５０）と言う。第１実施例の補正分配段階（Ｓ１８０）は図４のように一部が満たされたＬＥＤ素子８０に対して不足なシリコン８４を補充する段階であるのに対し、第２実施例の補正分配段階（Ｓ２５０）は全体的に分配するシリコン８４の量を補正して格納した後、その値のとおりにリードフレームＬ１、Ｌ２のすべてのＬＥＤ素子８０に対して一括して分配作業を行う点で違いがある。よって、図６のように、それぞれのＬＥＤ素子８０ごとに補正分配段階（Ｓ２５０）を実行した後、リードフレームＬ１、Ｌ２のすべてのＬＥＤ素子８０に対して作業を完了したかを確認し（Ｓ２６０）、作業を完了するまで補正分配段階（Ｓ２５０）を繰り返し実行することになる。

すなわち、第２実施例の体積感知型ディスペンサー制御方法は、いくつかのＬＥＤ素子８０に対して補正体積を算定してポンプ４０の分配量を補正した後には、別に分配量の補正を行わず、補正された値によってそれぞれのＬＥＤ素子８０に対して一度に分配作業を行うものである。リードフレームＬ１、Ｌ２のＬＥＤ素子８０に対してそれぞれ分配すべきシリコン８４の量が均等である場合にはより早い速度で分配作業を実行することができる利点がある。

以上、本発明の好適な実施例を説明したが、本発明はこれまで図示しながら説明した範囲に限定されるものではない。

例えば、第１実施例では不良感知段階（Ｓ１２０）と気泡感知段階（Ｓ１６０）を行うものとして説明したが、製品の特性によってはこのような段階を省略することもできる。

また、第１実施例及び第２実施例において、予備スキャン段階（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を行うものとして説明したが、予備スキャン段階（Ｓ１１０、Ｓ２１０）を省略することができる。光スキャナ５０を用いて分配作業前の製品の３次元形状をスキャニングせずに別の方法で測定、計算、設計された製品の外形を予め制御部６０に提供し、その値を用いて、補正体積算定段階（Ｓ２４０）で補正すべきレジンの分配量を計算することもできる。

前記では、３次元スキャン方法によって製品またはシリコンの体積を計算するものとして説明したが、パッケージの内側上端とシリコンの外形線の高さを測定する方法でシリコンの体積を計算することもできる。

また、前記では、ＬＥＤ素子８０を製品の例として説明したが、本発明はＬＥＤ素子８０だけでなくアンダーフィルのような多様な分野の電子部品の生産工程にも適用できる。

本発明は、ＬＥＤ素子だけでなくアンダーフィルのような多様な分野の電子部品の生産工程に適用可能である。

１０ベース、２０ローダー、３０アンローダー、４０ポンプ、５０光スキャナ、６０制御部、８０ＬＥＤ素子、８１パッケージ、８２ワイヤ、８３ＬＥＤチップ、８４シリコン、１００ディスペンサー、Ｓ１１０，Ｓ２１０予備スキャン段階、Ｓ１２０不良感知段階、Ｓ１３０分配情報格納段階、Ｓ１４０，Ｓ２２０予備分配段階、Ｓ１５０，Ｓ２３０体積測定段階、Ｓ１６０気泡感知段階、Ｓ１７０，Ｓ２４０補正体積算定段階、Ｓ１８０，Ｓ２５０補正分配段階。

Claims

ポンプでレジンを吐き出して製品に所定量のレジンを分配するように制御する体積感知型ディスペンサー制御方法において、
前記ポンプで前記製品にレジンを分配する予備分配段階；
前記予備分配段階が済んだ製品を光スキャナでスキャンして、分配されたレジンの体積を測定する体積測定段階；
前記体積測定段階で感知されたレジンの量と所定の分配量との差を用いて、追加に分配されるレジンの量を計算する補正体積算定段階；及び
前記補正体積算定段階で計算されたレジンの補正量を反映して前記製品にレジンを分配する補正分配段階；を含み、
前記補正分配段階は、前記予備分配段階を経た製品に対し、前記補正体積算定段階で計算されたレジンの補正量だけさらにレジンを分配することを特徴とする、体積感知型ディスペンサー制御方法。
多数の製品に対して前記予備分配段階を実行し、
前記予備分配段階が済んだ多数の製品に対して順次それぞれ前記体積測定段階及び補正体積算定段階を実行した後、
前記製品に対して順次前記補正分配段階を行うことを特徴とする、請求項１に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記それぞれの製品に別途に割り当てられた製品別レジン分配量を入力されて格納部に格納する分配情報格納段階；をさらに含み、
前記補正体積算定段階は、前記分配情報格納段階で格納された前記製品別レジン分配量を用いてレジンの補正量を計算することを特徴とする、請求項２に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記予備分配段階に先立ち、前記製品の３次元形状を前記光スキャナで測定する予備スキャン段階；をさらに含み、
前記補正体積算定段階は、前記体積測定段階で測定された値と前記予備スキャン段階で測定された値の差を用いてレジンの補正量を計算することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記体積測定段階は、レーザーを光源とする光スキャナを用いて行うことを特徴とする、請求項４に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記体積測定段階は、可視光線を光源とする光スキャナを用いて行うことを特徴とする、請求項４に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記体積測定段階を実行した後、前記光スキャナによって測定されたイメージを用いて、分配されたレジンに含まれた気泡を感知する気泡感知段階；をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記予備スキャン段階は、可視光線を光源とする光スキャナを用いて行い、
前記予備スキャン段階を実行した後、前記光スキャナによって測定されたイメージを用いて製品の不良を確認する不良感知段階；をさらに含み、
前記不良感知段階で不良と判断された製品に対し、後続の各段階を実行しないことを特徴とする、請求項４に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。
前記予備分配段階、体積測定段階及び補正分配段階は、順次配置されたポンプと光スキャナ、及び前記ポンプと光スキャナに沿って前記製品を移送する製品移送装置を用いて一括工程で行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の体積感知型ディスペンサー制御方法。