JP5632838B2 - 液体材料の塗布方法、その装置およびそのプログラム - Google Patents
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Description
基板とその上に載置されたワークとの間隙に毛細管現象を利用して吐出装置から吐出した液体材料を充填する方法およびそのプログラムに関し、特に、半導体パッケージングのアンダーフィル工程において、吐出装置の移動速度を変更することなく、吐出量の変化を補正し、かつ、塗布形状を安定させることができる方法およびそのプログラムに関する。
半導体チップの実装技術の一つにフリップチップ方式と呼ばれる技術がある。フリップチップ方式では半導体チップの表面に突起状電極を形成し、これを基板上の電極パッドに対して直接接続する。
フリップチップパッケージでは、半導体チップ１と基板２との熱膨張係数の差により発生する応力が、接続部３に集中して接続部３を破壊することを防ぐために、半導体チップ１と基板２との隙間に樹脂４を充填して接続部３を補強する。この工程をアンダーフィルと呼ぶ（図１参照）。
アンダーフィル工程は、半導体チップの外周に沿って液状樹脂を塗布し、毛細管現象を利用して樹脂を半導体チップと基板との隙間に充填した後、オーブンなどで加熱して樹脂を硬化させることにより行う。
フリップチップパッケージでは、半導体チップ１と基板２との熱膨張係数の差により発生する応力が、接続部３に集中して接続部３を破壊することを防ぐために、半導体チップ１と基板２との隙間に樹脂４を充填して接続部３を補強する。この工程をアンダーフィルと呼ぶ（図１参照）。
アンダーフィル工程は、半導体チップの外周に沿って液状樹脂を塗布し、毛細管現象を利用して樹脂を半導体チップと基板との隙間に充填した後、オーブンなどで加熱して樹脂を硬化させることにより行う。
アンダーフィル工程においては、時間経過に伴う樹脂材料の粘度変化を考慮する必要がある。粘度が高くなると、材料吐出口からの吐出量が減少し、また、毛細管現象が不十分になって、適正量の材料が隙間に充填されなくなってしまうという問題があるからである。粘度変化の激しいものでは、例えば、６時間経過後、吐出量にして１０％以上減ることもある。そこで、粘度の経時的変化に伴う吐出量の変化を補正する必要があった。
ところで、アンダーフィル工程に用いる樹脂材料の充填には、一般にディスペンサが用いられている。そのディスペンサの一種に、ノズルから液体材料の小滴を噴射して吐出するジェット式ディスペンサがある。
ジェット式ディスペンサを用いてアンダーフィル工程を実施する方法は、例えば、特開２００４−３４４８８３号（特許文献１）に開示される。すなわち、特許文献１には、ジェット式ディスペンサを用いて基板上に粘性材料を吐出する方法であって、吐出すべき粘性材料の総体積および総体積の粘性材料が吐出される長さを準備すること、重量計上に複数の粘性材料液滴を塗布するよう動作させること、重量計上に塗布された複数の粘性材料液滴の重量を表すフィードバック信号を生成すること、総体積の粘性材料が長さにわたって吐出されるように、ディスペンサと基板との間の最大相対速度を求めること、を含む方法が開示されている。
ジェット式ディスペンサを用いてアンダーフィル工程を実施する方法は、例えば、特開２００４−３４４８８３号（特許文献１）に開示される。すなわち、特許文献１には、ジェット式ディスペンサを用いて基板上に粘性材料を吐出する方法であって、吐出すべき粘性材料の総体積および総体積の粘性材料が吐出される長さを準備すること、重量計上に複数の粘性材料液滴を塗布するよう動作させること、重量計上に塗布された複数の粘性材料液滴の重量を表すフィードバック信号を生成すること、総体積の粘性材料が長さにわたって吐出されるように、ディスペンサと基板との間の最大相対速度を求めること、を含む方法が開示されている。
また、特許文献１には、複数の液体材料液滴のそれぞれの体積を求めること、総体積にほぼ等しくなるのに必要とされる液滴の全数を求めること、長さにわたって粘性材料液滴をほぼ均一に分配するのに必要とされる各液滴間距離を求めること、および最大相対速度で長さにわたって総体積の粘性材料を吐出するために粘性材料液滴がディスペンサから吐出されるレート値を求めること、をさらに含む方法であるとしている。
特許文献１は、長さにわたって均一に吐出するための手法であるが、以下に述べるような観点から見ると改良の余地があった。
すなわち、ジェット式ディスペンサでは内設されたピストンを上昇させ弁座を開放するオン状態とピストンを下降させて弁座を閉鎖するオフ状態を一サイクルとし、一サイクルの動作で一滴の液体材料を吐出する。そして、当該ディスペンサを用いて線状に塗布するには、当該ディスペンサを一定の速度で移動させながら上記サイクルを一定の間隔で繰り返す。
すなわち、ジェット式ディスペンサでは内設されたピストンを上昇させ弁座を開放するオン状態とピストンを下降させて弁座を閉鎖するオフ状態を一サイクルとし、一サイクルの動作で一滴の液体材料を吐出する。そして、当該ディスペンサを用いて線状に塗布するには、当該ディスペンサを一定の速度で移動させながら上記サイクルを一定の間隔で繰り返す。
しかしながら、チップの外周に沿ってＬ字やＵ字など角部を有する線状の塗布を行うと、角部では移動方向を変えるため減速しなければならない。したがって、一定のサイクルで吐出を行っていると角部に液体材料の溜まりができてしまい、チップからの液体材料のはみ出し部分であるフィレットを一定の幅に形成することができなかった。また、アンダーフィル工程においては角部のない線状の塗布においても、間隙への液体材料の浸透速度の違いにより、線の途中でフィレットが太くなったり細くなったりしてしまい、一定の幅に形成することができなかった。
そこで本発明は、吐出装置の移動速度を変更することなく、吐出量の変化を補正し、かつ、塗布形状を安定させることができる液体材料の充填方法、その装置およびそのプログラムを提供することを目的とする。
上記問題を解消するために、上記のような角部や浸透速度の違う部分で速度を変更することが考えられるが、速度の変更に伴う加速度の急激な変化は、機械的負担が大きく、振動の発生する原因ともなるので採用することは難しかった。
発明者は、前述の特許文献１のようなアンダーフィル工程を実施する従来の方法に関し、まずはパルス数を調整することにより吐出量を補正する新規の方法を発明した。それは、所望の塗布パターンを作成し、ノズルとワークとを相対移動しながら液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する塗布方法において、吐出パルス信号および休止パルス信号を送信する回数を総パルス数として規定し、総パルス数のうち塗布量を達成するために必要な吐出パルス信号の数を規定し、残りを休止パルス信号として規定する初期パラメータ設定工程、予め設定した補正周期で、補正周期の時点におけるノズルからの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程、および、補正量算出工程で算出した補正量に基づき吐出パルス信号の数と休止パルス信号の数を調整する吐出量補正工程、とを含み、好ましくは前記吐出量補正工程で、前記吐出パルス信号および前記休止パルス信号を発信する周波数（例えば、数十ヘルツ〜数百ヘルツ）を変えることなく吐出量の補正を行う塗布方法である。
ここで、当該方法では、吐出パルス数と休止パルス数とを所定の割合としたパルス信号を周期的に発信することで塗布パターンを形成しているところ、補正を実行して各パルス数の割合を変更すると、塗布パターンの長さおよび塗布速度（塗布時間とも置き換えられる）が変わらないために、吐出パルスと休止パルスの組み合わせからなるサイクルの終わりと塗布パターンの終わりがうまく合わない場合が発生することがあった。例えば、塗布パターンの終わりで吐出パルスが発信されるべき場合にサイクルの終わりが休止パルスの状態に設定されると吐出量に若干のずれが生じることになる。
本発明は、さらに、複数の吐出サイクルを設け、吐出サイクルを切り替える位置を調整することによって吐出量の補正を行う技術手段を提供するものである。
発明者は、前述の特許文献１のようなアンダーフィル工程を実施する従来の方法に関し、まずはパルス数を調整することにより吐出量を補正する新規の方法を発明した。それは、所望の塗布パターンを作成し、ノズルとワークとを相対移動しながら液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する塗布方法において、吐出パルス信号および休止パルス信号を送信する回数を総パルス数として規定し、総パルス数のうち塗布量を達成するために必要な吐出パルス信号の数を規定し、残りを休止パルス信号として規定する初期パラメータ設定工程、予め設定した補正周期で、補正周期の時点におけるノズルからの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程、および、補正量算出工程で算出した補正量に基づき吐出パルス信号の数と休止パルス信号の数を調整する吐出量補正工程、とを含み、好ましくは前記吐出量補正工程で、前記吐出パルス信号および前記休止パルス信号を発信する周波数（例えば、数十ヘルツ〜数百ヘルツ）を変えることなく吐出量の補正を行う塗布方法である。
ここで、当該方法では、吐出パルス数と休止パルス数とを所定の割合としたパルス信号を周期的に発信することで塗布パターンを形成しているところ、補正を実行して各パルス数の割合を変更すると、塗布パターンの長さおよび塗布速度（塗布時間とも置き換えられる）が変わらないために、吐出パルスと休止パルスの組み合わせからなるサイクルの終わりと塗布パターンの終わりがうまく合わない場合が発生することがあった。例えば、塗布パターンの終わりで吐出パルスが発信されるべき場合にサイクルの終わりが休止パルスの状態に設定されると吐出量に若干のずれが生じることになる。
本発明は、さらに、複数の吐出サイクルを設け、吐出サイクルを切り替える位置を調整することによって吐出量の補正を行う技術手段を提供するものである。
第１の発明は、基板とその上に載置されたワークとの間隙に毛細管現象を利用して吐出装置から吐出した液体材料を充填する方法であって、連続した複数の塗布領域からなる塗布パターンを作成する工程と、各塗布領域に、吐出パルスの数と休止パルスの数とを所定の比率で組み合わせた吐出サイクルを複数割り当てる吐出サイクル割当工程と、予め設定した補正周期で、補正周期の時点における吐出装置からの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程と、を含み、さらに、前記補正量算出工程で算出した補正量に基づき、前記塗布パターンに含まれる吐出パルスと休止パルスの数を調整する工程、および／または、少なくとも前記一の塗布領域と当該塗布領域と連続する他の一または二の塗布領域の長さを各塗布領域における単位時間当たりの吐出量を変えることなく調整する工程、からなる吐出量補正工程と、を含むことを特徴とする液体材料の充填方法である。
第２の発明は、第１の発明において、前記吐出サイクル割当工程において、前記吐出サイクルが、前記複数の塗布領域に割り当てられた一の吐出サイクルを含むことを特徴とする。
第３の発明は、第１または２の発明において、前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値との差分値と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第４の発明は、第１または２の発明において、前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値と、各塗布領域の長さと、任意の一の塗布領域での吐出量を基準量としたときの連続する他の一または二の塗布領域での基準量に対する吐出量の割合と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、前記吐出量補正工程において、前記吐出パルスおよび前記休止パルスを発信する周波数を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、前記補正量算出工程以前の工程において、補正を行うかを判断する許容範囲を設定し、許容範囲を越える場合に補正を実行することを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記補正周期は、ユーザーが補正周期として入力した時間情報、ワークの枚数、または基板の枚数に基づき設定されることを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし７のいずれかの発明において、前記吐出量補正工程において、吐出装置とワークとの相対移動速度、および塗布パターン全長を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第９の発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部が第１ないし８のいずれかの発明に係る充填方法を実施させることを特徴とする装置である。
第１０の発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部に第１ないし８のいずれかの発明に係る充填方法を実施させるプログラムである。
第２の発明は、第１の発明において、前記吐出サイクル割当工程において、前記吐出サイクルが、前記複数の塗布領域に割り当てられた一の吐出サイクルを含むことを特徴とする。
第３の発明は、第１または２の発明において、前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値との差分値と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第４の発明は、第１または２の発明において、前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値と、各塗布領域の長さと、任意の一の塗布領域での吐出量を基準量としたときの連続する他の一または二の塗布領域での基準量に対する吐出量の割合と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、前記吐出量補正工程において、前記吐出パルスおよび前記休止パルスを発信する周波数を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、前記補正量算出工程以前の工程において、補正を行うかを判断する許容範囲を設定し、許容範囲を越える場合に補正を実行することを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記補正周期は、ユーザーが補正周期として入力した時間情報、ワークの枚数、または基板の枚数に基づき設定されることを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし７のいずれかの発明において、前記吐出量補正工程において、吐出装置とワークとの相対移動速度、および塗布パターン全長を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする。
第９の発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部が第１ないし８のいずれかの発明に係る充填方法を実施させることを特徴とする装置である。
第１０の発明は、液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部に第１ないし８のいずれかの発明に係る充填方法を実施させるプログラムである。
本発明によれば、ワーク（チップ）に沿って均一に吐出することに制限されることなく塗布パターンを作成できるので、ワークの形状や液体材料の浸透速度の違いなどに柔軟に対応でき、一定幅のフィレットを形成できる。
また、移動速度を変えることなく塗布量の補正が可能であるので、機械的負担や振動の発生などを抑制できる。
そして、一つの塗布パターンの中に吐出サイクルを複数含むことで、異なる複数の吐出量を実現する吐出サイクルを組み合わせて一つの塗布パターンを形成することができるので、所望とする塗布量に対して細かな設定が可能である。
また、移動速度を変えることなく塗布量の補正が可能であるので、機械的負担や振動の発生などを抑制できる。
そして、一つの塗布パターンの中に吐出サイクルを複数含むことで、異なる複数の吐出量を実現する吐出サイクルを組み合わせて一つの塗布パターンを形成することができるので、所望とする塗布量に対して細かな設定が可能である。
本発明の吐出量補正工程は、一つ一つの液滴に対して補正を行う場合に比べて手順が簡便であり、計算による誤差を生じにくい。しかも、ノズルとワークの相対移動速度、塗布長さおよびパルス信号の周波数を変更せずに塗布量を補正できるので所望の塗布量を実現するための制御が容易であり、従来よりも精度の高い補正を実現することができる。
さらには、吐出サイクルの切り替え位置の調整による補正では、単位時間当たりの吐出量を変えることなく塗布量を補正するので、補正の前後で間隙への液体材料の浸透量に対する吐出装置からの液体材料の供給量（吐出量）が変化しないため、常に一定幅のフィレットを形成できる。
以下に、本発明を実施するための形態の一例を図２および３を参照しながら説明する。
［１］塗布パターンの作成
ワーク（チップ）形状により決まる塗布量や塗布長さなどを考慮して線状塗布を行うための塗布パターンを作成する。ここで、「塗布量」とは塗布パターンで必要とされる液体材料の量であり、「塗布長さ」とはノズルとワークとの相対移動量の総長を意味する。
塗布パターンは、連続した複数の「塗布領域」により構成される。各塗布領域について、吐出パルスの数と休止パルスの数とを所定の比率で組み合わせた複数のパルス組み合わせ（以下、「吐出サイクル」と呼ぶ）を作成し、この複数の吐出サイクルに対応した吐出を行う。
図２では、吐出パルスと休止パルスとを第一の比率で組み合わせた第一の吐出サイクルと、吐出パルスと休止パルスとを第二の比率で組み合わせた第二の吐出サイクルを作成し、第一の吐出サイクルに対応した吐出を行う第一の塗布領域５が一つと、その両端に第二の吐出サイクルに対応した吐出を行う第二の塗布領域６，６を接続して一つの塗布パターンを構成している。
図２の例では塗布領域６，６を第二の吐出サイクルと対応させているがこれに限定されず、塗布領域６の一方を第二の吐出サイクルと対応させ、もう一方を第三の吐出サイクルと対応させてもよい。一の吐出サイクルに割り当てる塗布領域の数は任意の数に設定することができる。
［１］塗布パターンの作成
ワーク（チップ）形状により決まる塗布量や塗布長さなどを考慮して線状塗布を行うための塗布パターンを作成する。ここで、「塗布量」とは塗布パターンで必要とされる液体材料の量であり、「塗布長さ」とはノズルとワークとの相対移動量の総長を意味する。
塗布パターンは、連続した複数の「塗布領域」により構成される。各塗布領域について、吐出パルスの数と休止パルスの数とを所定の比率で組み合わせた複数のパルス組み合わせ（以下、「吐出サイクル」と呼ぶ）を作成し、この複数の吐出サイクルに対応した吐出を行う。
図２では、吐出パルスと休止パルスとを第一の比率で組み合わせた第一の吐出サイクルと、吐出パルスと休止パルスとを第二の比率で組み合わせた第二の吐出サイクルを作成し、第一の吐出サイクルに対応した吐出を行う第一の塗布領域５が一つと、その両端に第二の吐出サイクルに対応した吐出を行う第二の塗布領域６，６を接続して一つの塗布パターンを構成している。
図２の例では塗布領域６，６を第二の吐出サイクルと対応させているがこれに限定されず、塗布領域６の一方を第二の吐出サイクルと対応させ、もう一方を第三の吐出サイクルと対応させてもよい。一の吐出サイクルに割り当てる塗布領域の数は任意の数に設定することができる。
まず、所望とする塗布パターンに必要となる液体材料の量（重量または体積）である塗布量を決定する。次に、塗布量に基づき、第一の塗布領域５と第二の塗布領域６の長さを設計する。第一の塗布領域５と第二の塗布領域６のそれぞれにおける各パルスの組み合わせ比率は、角部を有する塗布パターンであるか、或いは間隙への浸透速度がどの位であるかなどによって決定する。そうすることで、移動速度を変えることなく一定幅の安定した塗布が可能となる。
なお、チップの一辺に沿うものに限定されず、二辺、三辺あるいは全周に沿うものであってもよい。また、ワークは方形状のものに限定されず、円形や多角形であってもよい。
なお、チップの一辺に沿うものに限定されず、二辺、三辺あるいは全周に沿うものであってもよい。また、ワークは方形状のものに限定されず、円形や多角形であってもよい。
吐出パルスおよび休止パルスからなるパルス信号は、所定の周波数で発信される。周波数とショット数／秒は原則一致する。周波数は数十ヘルツ以上とするのが好ましく、より好ましくは、数百ヘルツとする。
［２］初期パラメータの設定
初期パラメータとして、吐出サイクル毎に吐出パルスの数および休止パルスの数を設定する。制御部には予め吐出パルスの数と休止パルスの数の組み合わせを規定した設定表が記憶されている。以下では一の吐出サイクルにおける吐出パルスの数および休止パルスの数の設定方法を説明する。
表１は、制御部に記憶された設定表の一例である。表１中、設定例Ａは総パルス数が１００の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｂは総パルス数が１１１の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｃは総パルス数が１２５の場合における吐出量の設定例を示している。設定例Ａ、Ｂ、Ｃでは、吐出パルス数が吐出量に相当しており、総パルス数中の休止パルスの数を増減することでパルス数調整による吐出量の調整が可能となる。
初期パラメータとして、吐出サイクル毎に吐出パルスの数および休止パルスの数を設定する。制御部には予め吐出パルスの数と休止パルスの数の組み合わせを規定した設定表が記憶されている。以下では一の吐出サイクルにおける吐出パルスの数および休止パルスの数の設定方法を説明する。
表１は、制御部に記憶された設定表の一例である。表１中、設定例Ａは総パルス数が１００の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｂは総パルス数が１１１の場合における吐出量の設定例を示し、設定例Ｃは総パルス数が１２５の場合における吐出量の設定例を示している。設定例Ａ、Ｂ、Ｃでは、吐出パルス数が吐出量に相当しており、総パルス数中の休止パルスの数を増減することでパルス数調整による吐出量の調整が可能となる。
設定例Ａは、吐出パルス数が１００となる場合において、一回の吐出パルスに対し休止パルスを設定しない（０回の休止パルス）組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｂは、吐出パルス数が１００となる場合において、九回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（１１回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｃは、吐出パルス数が１００となる場合において、四回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（２５回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｂは、吐出パルス数が１００となる場合において、九回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（１１回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
設定例Ｃは、吐出パルス数が１００となる場合において、四回の吐出パルスに対し一回の休止パルス（２５回の休止パルス）を設定する組み合わせを基準に吐出量を変化させるための設定例を規定している。
休止パルス数を増加させる際、或いは、後述のパルス数の調整による吐出量の補正において休止パルス数を増減させる場合、休止パルスのタイミングが等間隔となるように初期パラメータを設定することが好ましい。
初期パラメータを設定する際には、休止パルスが含まれていない組み合わせ（すなわち、休止パルス数＝０の組み合わせ）から調整を開始するのではなく、休止パルスが含まれた組み合わせから調整を開始することが好ましい。換言すると、一以上の休止パルスが設定されたパラメータにおいては、吐出量を増やさなければならない場合、減らさなければならない場合の両方に対応することが可能である。
吐出パルスと休止パルスの組み合わせを設定する際には、記憶されている設定表の中から、所望とする塗布パターンに必要な吐出量に応じて、吐出パルスと休止パルスの組み合わせを選択する。例えば、上述の図２のような塗布パターンを考えたとき、第一の塗布領域５における吐出量を第二の塗布領域６よりも多くしたいとすると、表１の設定例Ａから、第一の塗布領域５では４回の吐出パルスに１回の休止パルスの組み合わせ（８０％吐出）を、第二の塗布領域６では３回の吐出パルスに１回の休止パルスの組み合わせ（７５％吐出）を選択し、設定する。
初期パラメータを設定する際には、休止パルスが含まれていない組み合わせ（すなわち、休止パルス数＝０の組み合わせ）から調整を開始するのではなく、休止パルスが含まれた組み合わせから調整を開始することが好ましい。換言すると、一以上の休止パルスが設定されたパラメータにおいては、吐出量を増やさなければならない場合、減らさなければならない場合の両方に対応することが可能である。
吐出パルスと休止パルスの組み合わせを設定する際には、記憶されている設定表の中から、所望とする塗布パターンに必要な吐出量に応じて、吐出パルスと休止パルスの組み合わせを選択する。例えば、上述の図２のような塗布パターンを考えたとき、第一の塗布領域５における吐出量を第二の塗布領域６よりも多くしたいとすると、表１の設定例Ａから、第一の塗布領域５では４回の吐出パルスに１回の休止パルスの組み合わせ（８０％吐出）を、第二の塗布領域６では３回の吐出パルスに１回の休止パルスの組み合わせ（７５％吐出）を選択し、設定する。
［３］補正周期の設定
吐出量を補正する周期である補正周期を設定する。補正周期としては、例えば、ユーザーが入力した時間情報、チップないしは基板の枚数などを設定する。所定の時間を設定する場合は、液体材料の吐出量の変化が作業開始から許容範囲を越えると予想される時間を設定する。枚数を設定する場合には、一枚のチップを処理する時間ないしは一枚の基板を処理する時間（搬入→塗布→搬出の時間）と、上記所定の時間から処理枚数を求め、設定する。
吐出量を補正する周期である補正周期を設定する。補正周期としては、例えば、ユーザーが入力した時間情報、チップないしは基板の枚数などを設定する。所定の時間を設定する場合は、液体材料の吐出量の変化が作業開始から許容範囲を越えると予想される時間を設定する。枚数を設定する場合には、一枚のチップを処理する時間ないしは一枚の基板を処理する時間（搬入→塗布→搬出の時間）と、上記所定の時間から処理枚数を求め、設定する。
補正周期の設定に際しては、塗布に用いる液体材料について、塗布パターンと適正重量および／または適正吐出時間との関係を予めの試験により算出し、これらの値を補正周期に反映するのが好ましい。温度の変化により生ずる液体材料の粘度変化や吐出部のつまりおよび水頭差による影響もあるが、これらのパラメータを設定することで、吐出量の変化全般に適用することが可能となる。
また、液体材料の使用時間の限界値として、メーカーの規定するポットライフに基づいて算出した値を予め記憶しておき、補正周期に組み込んでもよい。
また、液体材料の使用時間の限界値として、メーカーの規定するポットライフに基づいて算出した値を予め記憶しておき、補正周期に組み込んでもよい。
補正周期設定の際は、時間の経過や温度の変化により生ずる液体材料の粘度変化を考慮する必要があるが、以下では時間の経過に伴う粘度変化のみが生ずることを前提に説明を行うものとする。
なお、吐出部の温度調整により液体材料の粘度を制御する公知の技術を本発明に併用できることは言うまでもない。
なお、吐出部の温度調整により液体材料の粘度を制御する公知の技術を本発明に併用できることは言うまでもない。
［４］補正量の算出
設定された補正周期で、液体材料の粘度変化による吐出量の変化に対応するための補正量を算出する。
補正量の算出手法としては、（Ａ）一定時間吐出した際の重量を測定し、適正重量との差に基づいて補正量を算出する手法、（Ｂ）適正重量となるまでに要する吐出時間を測定し、直前の吐出時間との差に基づいて補正量を算出する手法がある。本発明では、いずれの手法を適用してもよいが、以下では（Ａ）の手法に基づき、具体的な補正量の算出手順を説明する。
設定された補正周期で、液体材料の粘度変化による吐出量の変化に対応するための補正量を算出する。
補正量の算出手法としては、（Ａ）一定時間吐出した際の重量を測定し、適正重量との差に基づいて補正量を算出する手法、（Ｂ）適正重量となるまでに要する吐出時間を測定し、直前の吐出時間との差に基づいて補正量を算出する手法がある。本発明では、いずれの手法を適用してもよいが、以下では（Ａ）の手法に基づき、具体的な補正量の算出手順を説明する。
［ｉ］パルス数の調整
まず、ノズル（すなわち吐出装置）を重量計の上方へ移動させ、固定位置にて液体材料を吐出する。重量計への吐出は、算出した適正吐出時間の間、連続して行う。適正吐出時間は、吐出パルスと休止パルスとを含む初期設定パラメータを、適正塗布長さに対し適正塗布速度で吐出することにより得られる適正吐出量から算出する。
続いて、重量計へ吐出された液体材料の重量Ｇ１を読み取る。この計測重量Ｇ１と適正重量Ｇ０とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出することで、当該補正周期における現在の吐出量Ｖｔが分かる。変化率Ｒがマイナスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より少ないことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の増加分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表より選択して、補正後の吐出パルスと休止パルスとの数を設定する。逆に変化率Ｒがプラスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より多いことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の減少分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表より選択して、補正後の吐出パルスと休止パルスとの数を設定する。
なお、重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
まず、ノズル（すなわち吐出装置）を重量計の上方へ移動させ、固定位置にて液体材料を吐出する。重量計への吐出は、算出した適正吐出時間の間、連続して行う。適正吐出時間は、吐出パルスと休止パルスとを含む初期設定パラメータを、適正塗布長さに対し適正塗布速度で吐出することにより得られる適正吐出量から算出する。
続いて、重量計へ吐出された液体材料の重量Ｇ１を読み取る。この計測重量Ｇ１と適正重量Ｇ０とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出することで、当該補正周期における現在の吐出量Ｖｔが分かる。変化率Ｒがマイナスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より少ないことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の増加分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表より選択して、補正後の吐出パルスと休止パルスとの数を設定する。逆に変化率Ｒがプラスの場合、適正吐出時間における吐出量Ｖｔが適正重量より多いことになるので、この変化率Ｒに応じた吐出量の減少分が加味された設定を、制御部の記憶する設定表より選択して、補正後の吐出パルスと休止パルスとの数を設定する。
なお、重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
［ｉｉ］吐出サイクル切り替え位置の調整
上記［ｉ］のパルス数の調整と併用して或いは単独で、上記［１］で設定した複数の吐出サイクルを切り替える位置を調整することによっても吐出量の補正が可能である。ここで、吐出サイクルの切り替え位置の調整とは、一の吐出サイクルに対応する塗布領域の長さと、他の一または複数の吐出サイクルに対応する塗布領域の長さとを、各吐出サイクルにおける単位時間当たりの吐出量を変えることなく調整することをいう。この吐出サイクル切り替え位置の調整による補正は、上記［ｉ］の補正よりも細かな補正を行うことを可能とするものであり、単独で或いは上記［ｉ］の補正の実行後に続けて実行することにより、さらなる補正精度の向上を図ることができる。なぜならば、デジタル的であるパルス数の調整による補正ではズレが生じる部分が発生する場合もあるが、アナログ的であるサイクル切替位置調整であれば当該部分についてもズレを生じることなく補正することが可能だからである。
上記［ｉ］のパルス数の調整と併用して或いは単独で、上記［１］で設定した複数の吐出サイクルを切り替える位置を調整することによっても吐出量の補正が可能である。ここで、吐出サイクルの切り替え位置の調整とは、一の吐出サイクルに対応する塗布領域の長さと、他の一または複数の吐出サイクルに対応する塗布領域の長さとを、各吐出サイクルにおける単位時間当たりの吐出量を変えることなく調整することをいう。この吐出サイクル切り替え位置の調整による補正は、上記［ｉ］の補正よりも細かな補正を行うことを可能とするものであり、単独で或いは上記［ｉ］の補正の実行後に続けて実行することにより、さらなる補正精度の向上を図ることができる。なぜならば、デジタル的であるパルス数の調整による補正ではズレが生じる部分が発生する場合もあるが、アナログ的であるサイクル切替位置調整であれば当該部分についてもズレを生じることなく補正することが可能だからである。
前述の図２で示した例をもとに図３を用いて説明する。
まず、［ｉ］と同様の方法により吐出重量の計測を行う。なお、補正手順の説明において後述するように、計測を行わず［ｉ］での結果を用いてもよいし、改めて計測し直してもよい。
第一に、単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄを計測重量（計測塗布量）Ｇ１から求める。計測重量Ｇ１は、図３（ｂ）に示すグラフにおける斜線で囲まれた凸形の部分Ｓ１の面積に相当する。詳細には、第１の塗布領域での単位長さ当たりの吐出量Ｇｄに第一の塗布領域の長さＸ１をかけた部分（符号５に対応）と、第二の塗布領域での単位長さ当たりの吐出量ＧｄＤ２に第二の塗布領域の合計の長さ（Ｌ−Ｘ１）をかけた部分（符号６に対応）とを足し合わせた面積となる。ここで、Ｌは塗布パターン全長、Ｘ１は補正前の第一の塗布領域の長さ、Ｄ２は第一の塗布領域での吐出量を１としたときの第二の塗布領域での吐出量の割合である。したがって、計測重量Ｇ１は次式により算出される。
まず、［ｉ］と同様の方法により吐出重量の計測を行う。なお、補正手順の説明において後述するように、計測を行わず［ｉ］での結果を用いてもよいし、改めて計測し直してもよい。
第一に、単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄを計測重量（計測塗布量）Ｇ１から求める。計測重量Ｇ１は、図３（ｂ）に示すグラフにおける斜線で囲まれた凸形の部分Ｓ１の面積に相当する。詳細には、第１の塗布領域での単位長さ当たりの吐出量Ｇｄに第一の塗布領域の長さＸ１をかけた部分（符号５に対応）と、第二の塗布領域での単位長さ当たりの吐出量ＧｄＤ２に第二の塗布領域の合計の長さ（Ｌ−Ｘ１）をかけた部分（符号６に対応）とを足し合わせた面積となる。ここで、Ｌは塗布パターン全長、Ｘ１は補正前の第一の塗布領域の長さ、Ｄ２は第一の塗布領域での吐出量を１としたときの第二の塗布領域での吐出量の割合である。したがって、計測重量Ｇ１は次式により算出される。
［式１］
よって、単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄは次式により算出される。
［式２］
第二に、式１および２で求めた単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄと、次式により算出される適正重量（適正塗布量）Ｇ０とに基づき、補正後の第一の塗布領域の長さＸ１’を求める。適正重量Ｇ０が図３（ｃ）に示すグラフにおける斜線で囲まれた凸形の部分の面積Ｓ０であるとする。このとき、上記単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄおよび第二の塗布領域での吐出量の割合Ｄ２を変更せずに適正重量Ｇ０を吐出すべく補正を行うには、各塗布領域の長さを変更する必要がある。変更後の第一の塗布領域の長さをＸ１’とすると、上記式１と同様の考え方により、適正重量Ｇ０は次式により算出される。
［式３］
よって、第一の塗布領域の補正後の長さＸ１’は、次式により算出される。
［式４］
なお、補正後の第二の塗布領域の長さＸ２’は、塗布パターン全長Ｌから補正後の第一の塗布領域の長さＸ１’を引いたものである。図３の例では、塗布パターン全長Ｌから補正後の第一の塗布領域の長さＸ１’を引いた値を２等分したものがＸ２’となる。
最後に、上記で求めた補正後の第一の塗布領域および第二の塗布領域の長さへと変更した塗布パターンを新たな塗布パターンとして設定する。
なお同様に、重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
なお同様に、重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
［５］補正の実行
上記［４］で、吐出量の補正が必要であると判定された場合には、上記［ｉ］パルス数の調整を行い、次いで上記［ｉｉ］吐出サイクル切り替え位置の調整による補正を行う。
ここで、吐出量補正の要否の判定は、重量差や変化率がゼロで無い場合には常に補正を行うようにするのではなく、計測した吐出量（計測値）の差分や変化率が許容範囲（例えば±５％）を越える場合にのみ補正を行うようにするのが好ましい。許容範囲を設けた補正の好ましい態様は、例えば、本出願人に係る特許第３８７７０３８号に詳しい。すなわち、補正を行うかを判断する許容範囲を設け、差分値ないしは変化率が前記許容する範囲を越える場合にのみ塗布パターンを補正する。
以上に述べたとおり、上記［４］および上記［５］の工程は、上記［３］で設定した補正周期において、或いは基板の種類（大きさや形状）が変わったときなどに実行することで、液体材料の経時的粘度変化にかかわらず、常に最良の塗布量を実現することが可能となる。また、上記［４］の［ｉ］パルス数の調整による補正は幅の大きな補正、上記［４］の［ｉｉ］吐出サイクル切り替え位置の調整による補正は幅の小さな補正に向いているので、上記［４］の［ｉ］の調整に続けて上記［４］の［ｉｉ］の調整を行うことにより、補正精度のさらなる向上を図ることが可能となる。
以上に説明した本発明の補正によれば、１ショット当たりの吐出量を決定するための吐出条件（例えば、ストロークやノズル温度など）の変更が不要であることから補正の計算が簡便であり、しかも吐出条件を変更した際に生じる吐出量のばらつきの問題が無いため、高い予測性をもって補正を行うことができる。
上記［４］で、吐出量の補正が必要であると判定された場合には、上記［ｉ］パルス数の調整を行い、次いで上記［ｉｉ］吐出サイクル切り替え位置の調整による補正を行う。
ここで、吐出量補正の要否の判定は、重量差や変化率がゼロで無い場合には常に補正を行うようにするのではなく、計測した吐出量（計測値）の差分や変化率が許容範囲（例えば±５％）を越える場合にのみ補正を行うようにするのが好ましい。許容範囲を設けた補正の好ましい態様は、例えば、本出願人に係る特許第３８７７０３８号に詳しい。すなわち、補正を行うかを判断する許容範囲を設け、差分値ないしは変化率が前記許容する範囲を越える場合にのみ塗布パターンを補正する。
以上に述べたとおり、上記［４］および上記［５］の工程は、上記［３］で設定した補正周期において、或いは基板の種類（大きさや形状）が変わったときなどに実行することで、液体材料の経時的粘度変化にかかわらず、常に最良の塗布量を実現することが可能となる。また、上記［４］の［ｉ］パルス数の調整による補正は幅の大きな補正、上記［４］の［ｉｉ］吐出サイクル切り替え位置の調整による補正は幅の小さな補正に向いているので、上記［４］の［ｉ］の調整に続けて上記［４］の［ｉｉ］の調整を行うことにより、補正精度のさらなる向上を図ることが可能となる。
以上に説明した本発明の補正によれば、１ショット当たりの吐出量を決定するための吐出条件（例えば、ストロークやノズル温度など）の変更が不要であることから補正の計算が簡便であり、しかも吐出条件を変更した際に生じる吐出量のばらつきの問題が無いため、高い予測性をもって補正を行うことができる。
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
［１］塗布装置
本実施例の塗布装置８は、例えば、アンダーフィル工程に用いられる塗布装置であり、図４に示すように、吐出装置１３と、ＸＹ駆動機構９と、計量部である重量計１０と、搬送機構１１と、これらの動作を制御する制御部１２とを備えている。
吐出装置１３はジェット式であり、液体材料４を吐出するためのノズル１７を有している。吐出装置１３は、ＸＹ駆動機構９に取り付けられており、基板２の上および重量計１０の上へ移動可能である。
ＸＹ駆動機構９は、基板２の上方でＸＹ方向に移動しながら液体材料４を所望のパターンに塗布動作することが可能である。
本実施例の塗布装置８は、例えば、アンダーフィル工程に用いられる塗布装置であり、図４に示すように、吐出装置１３と、ＸＹ駆動機構９と、計量部である重量計１０と、搬送機構１１と、これらの動作を制御する制御部１２とを備えている。
吐出装置１３はジェット式であり、液体材料４を吐出するためのノズル１７を有している。吐出装置１３は、ＸＹ駆動機構９に取り付けられており、基板２の上および重量計１０の上へ移動可能である。
ＸＹ駆動機構９は、基板２の上方でＸＹ方向に移動しながら液体材料４を所望のパターンに塗布動作することが可能である。
塗布の開始に際しては、まず、塗布対象物であるフリップチップ実装基板２を搬送機構１１によって吐出装置１３の下まで搬送する。
吐出装置１３による塗布は、基板２がノズル１７の下まで運ばれ、基板２が位置決めされた後、開始される。ノズル１７の塗布動作の軌跡、すなわち基本となる塗布パターンは、制御部１２内のメモリ等へ予め記憶されている。
吐出装置１３による塗布は、基板２がノズル１７の下まで運ばれ、基板２が位置決めされた後、開始される。ノズル１７の塗布動作の軌跡、すなわち基本となる塗布パターンは、制御部１２内のメモリ等へ予め記憶されている。
塗布が終了すると、基板２は搬送機構１１によって塗布装置８外へ搬出される。続いて、次の基板２が搬入され、塗布作業が繰り返される。このように、搬入、塗布および搬出が一つの工程となり、所望の枚数の基板２への塗布が終了するまで、塗布作業が繰り返される。
上記工程が繰り返される途中、予め設定した補正周期のタイミングで、吐出量の補正が行われる。すなわち、液体材料４の粘度変化により変化した吐出量の補正が行われる。補正量の算出は、ＸＹ駆動機構９によりノズル１７を重量計１０の上に移動させ、重量計１０により液体材料４の重量を計測することにより行う。補正手順の詳細については後述する。
上記工程が繰り返される途中、予め設定した補正周期のタイミングで、吐出量の補正が行われる。すなわち、液体材料４の粘度変化により変化した吐出量の補正が行われる。補正量の算出は、ＸＹ駆動機構９によりノズル１７を重量計１０の上に移動させ、重量計１０により液体材料４の重量を計測することにより行う。補正手順の詳細については後述する。
［２］吐出装置
吐出装置１３は、図５に示すように、上下動自在に内接されたピストン１５と、圧縮気体供給ライン１８を通して調圧された圧縮気体により加圧されている貯留容器１６と、貯留容器１６と連通するノズル１７とを備えている。
貯留容器１６に充填された液体材料４は、制御部１２からパルス信号供給ライン１４を通して発信されるパルス信号（１９、２０）に応じ、ピストン１５を上下させることにより、ノズル１７から液滴状に吐出される。ノズル１７から吐出された液体材料４は、ノズル１７の下に位置決めされた基板２や重量計１０などへ塗布される。ここで、貯留容器１６は、制御部１２から圧縮気体供給ライン１８を通して供給される調圧された圧縮気体により加圧されている。
吐出装置１３は、図５に示すように、上下動自在に内接されたピストン１５と、圧縮気体供給ライン１８を通して調圧された圧縮気体により加圧されている貯留容器１６と、貯留容器１６と連通するノズル１７とを備えている。
貯留容器１６に充填された液体材料４は、制御部１２からパルス信号供給ライン１４を通して発信されるパルス信号（１９、２０）に応じ、ピストン１５を上下させることにより、ノズル１７から液滴状に吐出される。ノズル１７から吐出された液体材料４は、ノズル１７の下に位置決めされた基板２や重量計１０などへ塗布される。ここで、貯留容器１６は、制御部１２から圧縮気体供給ライン１８を通して供給される調圧された圧縮気体により加圧されている。
吐出装置１３は、一回のパルス信号に対し、ピストン１５を一往復させ、一滴の液体材料４をノズル１７から吐出する。すなわち、一回のパルス信号からなる単位サイクルが一ショットに相当する。
パルス信号（１９、２０）は、例えば図６に示すように与えられ、パルス信号がオン状態のときにピストン１５を上昇させてノズル口を開放し、続いてパルス信号がオフとなったときにピストン１５を下降させてノズル口を閉鎖する。そして、ピストン１５の上昇（ノズル口の開放）とピストン１５の下降（ノズル口の閉鎖）を単位サイクルとし、単位サイクルの動作で一滴の液体材料を吐出する（図６の符号１９）。他方、パルス信号がオフ状態のときには、ピストン１５を作動させず、ノズル口が一単位サイクルの間閉鎖される（図６の符号２０）。
なお、一単位サイクル内のオン状態の時間（上昇の時間）とオフ状態の時間（下降の時間）を調整してもよい。
パルス信号（１９、２０）は、例えば図６に示すように与えられ、パルス信号がオン状態のときにピストン１５を上昇させてノズル口を開放し、続いてパルス信号がオフとなったときにピストン１５を下降させてノズル口を閉鎖する。そして、ピストン１５の上昇（ノズル口の開放）とピストン１５の下降（ノズル口の閉鎖）を単位サイクルとし、単位サイクルの動作で一滴の液体材料を吐出する（図６の符号１９）。他方、パルス信号がオフ状態のときには、ピストン１５を作動させず、ノズル口が一単位サイクルの間閉鎖される（図６の符号２０）。
なお、一単位サイクル内のオン状態の時間（上昇の時間）とオフ状態の時間（下降の時間）を調整してもよい。
ワークの辺に沿って塗布を行う際には、制御部１２は、塗布開始と同時にノズル１７を移動させながら吐出装置１３へ予め設定した周波数にてパルス信号（１９、２０）を発信し、連続的に液体材料４の吐出を行う。ワーク辺に沿って吐出された液体材料４は、ワーク１と基板２との隙間に毛細管現象により充填されていく。
吐出装置１３に対して発信されるパルス信号（１９、２０）の周波数の設定は、吐出装置１３の機械的な応答特性と液体材料４の特性に基づいて行う。最適な周波数は吐出量により異なるが、例えば、約１００〜２００ヘルツで用いられることが多い。
周波数を変更すると吐出量などが変わるが、周波数の変更に対する吐出量の変化特性は線形ではなく、条件によっては噴射できなくなる場合もある。したがって、同一の塗布パターンでの塗布作業中に吐出量の補正を行う際には、一度設定した周波数は変更しないことが好ましい。すなわち、本実施例では、吐出パルスおよび休止パルスの割合を調整することにより吐出量の補正を行うが、パルス信号の周波数を変更することによっては吐出量の補正を行わないことを特徴とする。
吐出装置１３に対して発信されるパルス信号（１９、２０）の周波数の設定は、吐出装置１３の機械的な応答特性と液体材料４の特性に基づいて行う。最適な周波数は吐出量により異なるが、例えば、約１００〜２００ヘルツで用いられることが多い。
周波数を変更すると吐出量などが変わるが、周波数の変更に対する吐出量の変化特性は線形ではなく、条件によっては噴射できなくなる場合もある。したがって、同一の塗布パターンでの塗布作業中に吐出量の補正を行う際には、一度設定した周波数は変更しないことが好ましい。すなわち、本実施例では、吐出パルスおよび休止パルスの割合を調整することにより吐出量の補正を行うが、パルス信号の周波数を変更することによっては吐出量の補正を行わないことを特徴とする。
［３］パルス数調整による補正手順
図７に本実施例のパルス数調整による補正手順を説明するフローチャートを示す。
まず、設定された補正周期になると、吐出パルスと休止パルスとを含む複数パルスを、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分発信した吐出を行う（ＳＴＥＰ１１）。次に、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する（ＳＴＥＰ１２）。続いて、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とを比較し（ＳＴＥＰ１３）、重量差が許容範囲を越えるか否かにより補正の有無を判定する（ＳＴＥＰ１４）。
ＳＴＥＰ１４で補正が必要と判断された場合には、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出し（ＳＴＥＰ１５）、変化率Ｒの正負を判断する（ＳＴＥＰ１６）。
変化率Ｒがマイナスの場合、吐出量が適正重量より少ないことになるので、この変化率に応じた吐出量の増加分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルスと休止パルスとの数を再設定する（ＳＴＥＰ１７）。
変化率Ｒがプラスの場合、吐出量が適正重量より多いことになるので、この変化率に応じた吐出量の減少分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルスと休止パルスとの数を再設定する（ＳＴＥＰ１８）。設定を終えたら塗布を実行する（ＳＴＥＰ１９）。
上記補正手順の変形例としては、許容範囲を重量差ではなく変化率で設定し、補正の有無を判定してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１４を行わず、ＳＴＥＰ１５とＳＴＥＰ１６との間で判定を行う。
図７に本実施例のパルス数調整による補正手順を説明するフローチャートを示す。
まず、設定された補正周期になると、吐出パルスと休止パルスとを含む複数パルスを、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分発信した吐出を行う（ＳＴＥＰ１１）。次に、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する（ＳＴＥＰ１２）。続いて、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とを比較し（ＳＴＥＰ１３）、重量差が許容範囲を越えるか否かにより補正の有無を判定する（ＳＴＥＰ１４）。
ＳＴＥＰ１４で補正が必要と判断された場合には、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とから変化率Ｒ（＝（Ｇ１−Ｇ０）／Ｇ０×１００）を算出し（ＳＴＥＰ１５）、変化率Ｒの正負を判断する（ＳＴＥＰ１６）。
変化率Ｒがマイナスの場合、吐出量が適正重量より少ないことになるので、この変化率に応じた吐出量の増加分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルスと休止パルスとの数を再設定する（ＳＴＥＰ１７）。
変化率Ｒがプラスの場合、吐出量が適正重量より多いことになるので、この変化率に応じた吐出量の減少分が加味された設定を制御部へ記憶させた表より選択して吐出パルスと休止パルスとの数を再設定する（ＳＴＥＰ１８）。設定を終えたら塗布を実行する（ＳＴＥＰ１９）。
上記補正手順の変形例としては、許容範囲を重量差ではなく変化率で設定し、補正の有無を判定してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１４を行わず、ＳＴＥＰ１５とＳＴＥＰ１６との間で判定を行う。
［４］吐出サイクル切り替え位置調整による補正手順
図８に本実施例の吐出サイクル切り替え位置調整による補正手順を説明するフローチャートを示す。
まず、設定された補正周期になると、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分の吐出を行う（ＳＴＥＰ２１）。次に、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する（ＳＴＥＰ２２）。続いて、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とを比較し（ＳＴＥＰ２３）、重量差が許容範囲を越えるか否かにより補正の有無を判定する（ＳＴＥＰ２４）。
ＳＴＥＰ２４で補正が必要とされた場合には、複数ある塗布領域の長さを算出し（ＳＴＥＰ２５）、算出した長さに基づき塗布パターン内の各塗布領域の長さを再設定する（ＳＴＥＰ２６）。設定を終えたら塗布を実行する（ＳＴＥＰ２７）。
上記補正手順の変形例としては、許容範囲を重量差ではなく各塗布領域の長さのうちいずれか一つで比較し、補正の有無を判定してもよい。この場合、ＳＴＥＰ２４は行わず、ＳＴＥＰ２５とＳＴＥＰ２６との間で判定を行う。
図８に本実施例の吐出サイクル切り替え位置調整による補正手順を説明するフローチャートを示す。
まず、設定された補正周期になると、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分の吐出を行う（ＳＴＥＰ２１）。次に、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する（ＳＴＥＰ２２）。続いて、適正重量Ｇ０と計測重量Ｇ１とを比較し（ＳＴＥＰ２３）、重量差が許容範囲を越えるか否かにより補正の有無を判定する（ＳＴＥＰ２４）。
ＳＴＥＰ２４で補正が必要とされた場合には、複数ある塗布領域の長さを算出し（ＳＴＥＰ２５）、算出した長さに基づき塗布パターン内の各塗布領域の長さを再設定する（ＳＴＥＰ２６）。設定を終えたら塗布を実行する（ＳＴＥＰ２７）。
上記補正手順の変形例としては、許容範囲を重量差ではなく各塗布領域の長さのうちいずれか一つで比較し、補正の有無を判定してもよい。この場合、ＳＴＥＰ２４は行わず、ＳＴＥＰ２５とＳＴＥＰ２６との間で判定を行う。
さらに上述の［３］と［４］を続けて実行するようにしてもよい。そうすることで、［３］で補正しきれない部分が残ってしまったとしても、［４］でそれをカバーすることができる。逆に、［４］のＳＴＥＰ２１からＳＴＥＰ２４までの手順を実行せず、上述の［３］におけるＳＴＥＰ１１からＳＴＥＰ１４までの結果を利用してもよい。また、上述の［３］のＳＴＥＰ１８から続けて［４］のＳＴＥＰ２５より後のステップを実行するようにしてもよい。そうすることで、補正作業にかかる時間を短縮することができる。
以上に述べた本実施例の装置によれば、予めの演算により規定した調整比率（設定表）を記憶しておくことにより、液体材料の性質等を考慮することなく調整を行うことができる。また、複数の異なる吐出サイクルを塗布パターンの途中で切り替えことにより、ワーク形状や間隙への浸透速度の違いがあってもフィレットの形状を安定した状態に保つことができる。さらに、パルス数を調整することに加え、複数の異なる吐出サイクルを切り替える位置を調整することにより、さらなる補正精度の向上が図れ、より精密に一定量の吐出ができる。
［補正量算出の変形例］
実施の形態では、単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄを求めてから、各塗布領域の補正後の長さを求めたが、単位時間当たりの吐出回数、吐出装置の移動速度、１ショットの吐出重量とから各塗布領域の補正後の長さを求めるようにしてもよい。以下に詳述する。なお、塗布パターンは図３と同様とする。
まず、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分の吐出を行い、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する。この計測重量Ｇ１から１ショット当たりの吐出量ｗを求める。まず、第一の塗布領域での単位時間当たりの吐出回数Ｙ１、第二の塗布領域での単位時間当たりの吐出回数Ｙ２、吐出装置の移動速度Ｖが分かっているとすると、計測重量Ｇ１は次式により算出される。
実施の形態では、単位長さ当たりの吐出重量Ｇｄを求めてから、各塗布領域の補正後の長さを求めたが、単位時間当たりの吐出回数、吐出装置の移動速度、１ショットの吐出重量とから各塗布領域の補正後の長さを求めるようにしてもよい。以下に詳述する。なお、塗布パターンは図３と同様とする。
まず、適正塗布長さと適正塗布速度とから求まる適正吐出時間分の吐出を行い、吐出された液体材料の重量Ｇ１を計測する。この計測重量Ｇ１から１ショット当たりの吐出量ｗを求める。まず、第一の塗布領域での単位時間当たりの吐出回数Ｙ１、第二の塗布領域での単位時間当たりの吐出回数Ｙ２、吐出装置の移動速度Ｖが分かっているとすると、計測重量Ｇ１は次式により算出される。
［式５］
ここで、Ｌは塗布パターンの全長、Ｘ１は第一の塗布領域の長さである。よって、１ショット当たりの吐出量ｗは次式により算出される。
［式６］
上記１ショット当たりの吐出量ｗで、各塗布領域における単位時間当たりの吐出回数Ｙ１、Ｙ２を変更せずに、適正重量Ｇ０を吐出しようとすると、各塗布領域の長さを変更する必要がある。変更後の第一の塗布領域の長さをＸ１’とすると、適正重量Ｇ０は次のように表される。
［式７］
よって、第一の塗布領域の補正後の長さＸ１’は、次式により算出される。
［式８］
なお、補正後の第二の塗布領域の長さＸ２’は、塗布パターン全長Ｌから補正後の第一の塗布領域の長さＸ１’を引いたものであること、上記で求めた補正後の第一の塗布領域および第二の塗布領域の長さへと変更した塗布パターンを新たな塗布パターンとして設定することは、前述の実施の形態と同様である。
なお、吐出重量を求める際、予め設定しておいたショット数吐出したときの重量を計測し、この計測重量とショット回数とから１ショット当たりの吐出量を求めるようにすると、式５および式６の代わりとすることができる。
重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
なお、吐出重量を求める際、予め設定しておいたショット数吐出したときの重量を計測し、この計測重量とショット回数とから１ショット当たりの吐出量を求めるようにすると、式５および式６の代わりとすることができる。
重量の計測は、複数回計測して平均値を求めるようにしてもよい。そうすることでより精度よく計測値を求めることができる。
［その他の塗布パターンの例１］
図９はワーク１の外周に沿ってＬ字形に塗布する場合の塗布パターン例を示す。この例では、塗布を実施する二つの辺の中央付近それぞれに第一の塗布領域５、二つの辺が互いに接する角部付近に第二の塗布領域６、そして第二の塗布領域６の反対端にそれぞれ第三の塗布領域２１を形成している。第一の塗布領域５ないし第三の塗布領域２１には第一の吐出サイクルないし第三の吐出サイクルが対応する。このとき、角部では、二方向から液体材料が浸透してくることや方向を転換することなどから液体材料が溜まり易い。そこで、第二の吐出サイクルを他の吐出サイクルと比較して吐出量の少ないパルスの組合せとすることで、角部での液体材料の溜まりを防ぎ、一定幅のフィレットを形成することができるようにする。なお、補正量の算出方法は前述の実施例１および２と同様の算出方法を適用することができる。
図９はワーク１の外周に沿ってＬ字形に塗布する場合の塗布パターン例を示す。この例では、塗布を実施する二つの辺の中央付近それぞれに第一の塗布領域５、二つの辺が互いに接する角部付近に第二の塗布領域６、そして第二の塗布領域６の反対端にそれぞれ第三の塗布領域２１を形成している。第一の塗布領域５ないし第三の塗布領域２１には第一の吐出サイクルないし第三の吐出サイクルが対応する。このとき、角部では、二方向から液体材料が浸透してくることや方向を転換することなどから液体材料が溜まり易い。そこで、第二の吐出サイクルを他の吐出サイクルと比較して吐出量の少ないパルスの組合せとすることで、角部での液体材料の溜まりを防ぎ、一定幅のフィレットを形成することができるようにする。なお、補正量の算出方法は前述の実施例１および２と同様の算出方法を適用することができる。
図９の場合、吐出サイクル切り替え位置の調整は、複数の位置で行うことができるが、どの位置で行うかはワーク１の形状、ワーク１の基板上の取付位置、突起状電極（以下バンプという）配置密度などに応じて最適な位置を適宜決定する。例えば、吐出サイクル切り替え位置の調整により、切替位置におけるバンプ配置密度に変更が生じるような場合には、バンプ配置密度に変更が生じない領域を選択して補正を実施することが好ましい。このような条件を勘案して、塗布形状（フィレット形状）を崩さないように、伸縮させる箇所を決定する。補正量の算出は原則として一筆（ノズル下降→塗布→ノズル上昇）単位で検討するが、同一箇所に複数回重ねて塗布を行う場合（二筆以上の塗布を行う場合）にも本発明の考えを適用することは十分可能である。
［その他の塗布パターンの例２］
ワーク（チップ）１が小さい場合など充填量が少なくて済むときには、塗布長さも短くなる（充填量が少ない場合には塗布対象となる辺も一辺で済むことが一般には多い。）。このような場合には、補正量も小さくて済むことがほとんどであるので、実施の形態［４］［ｉｉ］で示した「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正を単独で実施するようにしてもよい。
前述のように、「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正は、精細な補正を可能とするものであるが、補正量が大きい場合には各吐出サイクル間に予め大きな差を付けておかなえればならず、塗布形状（主に線幅）に影響が出るため最適な手段とはいえない。しかし、補正量が小さくて済む場合には「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正で充分に対応可能であり、精度の観点からはむしろ好ましい。また、「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正を単独で実行することにより補正にかかる時間が短縮されるという利点もある。
その手順としては、概略、吐出重量の計測を行って補正の有無を判断した後、補正の必要有りとなった場合に、塗布領域の長さを算出して塗布パターンを再設定する、という前述のものと同様である。すなわち、前述の実施の形態［４］［ｉｉ］、実施例１［４］及び「図８」のフローチャートに記載された手順に基づき行われる。
本実施例では塗布パターンの長さが１ｃｍの場合に、上記の手順で補正を実施したところ、良好な補正結果を得ることができた。
ワーク（チップ）１が小さい場合など充填量が少なくて済むときには、塗布長さも短くなる（充填量が少ない場合には塗布対象となる辺も一辺で済むことが一般には多い。）。このような場合には、補正量も小さくて済むことがほとんどであるので、実施の形態［４］［ｉｉ］で示した「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正を単独で実施するようにしてもよい。
前述のように、「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正は、精細な補正を可能とするものであるが、補正量が大きい場合には各吐出サイクル間に予め大きな差を付けておかなえればならず、塗布形状（主に線幅）に影響が出るため最適な手段とはいえない。しかし、補正量が小さくて済む場合には「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正で充分に対応可能であり、精度の観点からはむしろ好ましい。また、「吐出サイクル切り替え位置の調整」による補正を単独で実行することにより補正にかかる時間が短縮されるという利点もある。
その手順としては、概略、吐出重量の計測を行って補正の有無を判断した後、補正の必要有りとなった場合に、塗布領域の長さを算出して塗布パターンを再設定する、という前述のものと同様である。すなわち、前述の実施の形態［４］［ｉｉ］、実施例１［４］及び「図８」のフローチャートに記載された手順に基づき行われる。
本実施例では塗布パターンの長さが１ｃｍの場合に、上記の手順で補正を実施したところ、良好な補正結果を得ることができた。
本発明は、液体材料を吐出する種々の装置において実施可能である。例えば、液体材料が吐出装置から離間した後にワークに接触するタイプの吐出方式である、弁座に弁体を衝突させて液体材料をノズル先端より飛翔吐出させるジェット式、プランジャータイプのプランジャーを移動させ、次いで急激に停止して、同じくノズル先端より飛翔吐出させるプランジャージェット式、連続噴射方式或いはオンデマンド方式のインクジェット式などで実施可能である。
１ チップ、ワーク
２ 基板
３ 接続部
４ 樹脂、液体材料
５ 第一の塗布領域
６ 第二の塗布領域
７ 塗布方向
８ 塗布装置
９ ＸＹ駆動機構
１０ 重量計
１１ 搬送機構
１２ 制御部
１３ 吐出装置
１４ パルス信号供給ライン
１５ ピストン
１６ 貯留容器
１７ ノズル
１８ 圧縮気体供給ライン
１９ 吐出パルス
２０ 休止パルス
２１ 第三の塗布領域
Ｌ 塗布パターン全長
Ｘ１ 第一の塗布領域の長さ
Ｘ２ 第二の塗布領域の長さ
Ｘ１’ 補正後の第一の塗布領域の長さ
Ｘ２’ 補正後の第二の塗布領域の長さ
Ｄ２ 第一の塗布領域での吐出量を１としたときの第二の塗布領域での吐出量の割合
２ 基板
３ 接続部
４ 樹脂、液体材料
５ 第一の塗布領域
６ 第二の塗布領域
７ 塗布方向
８ 塗布装置
９ ＸＹ駆動機構
１０ 重量計
１１ 搬送機構
１２ 制御部
１３ 吐出装置
１４ パルス信号供給ライン
１５ ピストン
１６ 貯留容器
１７ ノズル
１８ 圧縮気体供給ライン
１９ 吐出パルス
２０ 休止パルス
２１ 第三の塗布領域
Ｌ 塗布パターン全長
Ｘ１ 第一の塗布領域の長さ
Ｘ２ 第二の塗布領域の長さ
Ｘ１’ 補正後の第一の塗布領域の長さ
Ｘ２’ 補正後の第二の塗布領域の長さ
Ｄ２ 第一の塗布領域での吐出量を１としたときの第二の塗布領域での吐出量の割合
Claims (10)
- 基板とその上に載置されたワークとの間隙に毛細管現象を利用して吐出装置から吐出した液体材料を充填する方法であって、
連続した複数の塗布領域からなる塗布パターンを作成する工程と、
各塗布領域に、吐出パルスの数と休止パルスの数とを所定の比率で組み合わせた吐出サイクルを複数割り当てる吐出サイクル割当工程と、
予め設定した補正周期で、補正周期の時点における吐出装置からの吐出量を計測し、吐出量の補正量を算出する補正量算出工程と、を含み、さらに、
前記補正量算出工程で算出した補正量に基づき、前記塗布パターンに含まれる吐出パルスと休止パルスの数を調整する工程、および／または、少なくとも前記一の塗布領域と当該塗布領域と連続する他の一または二の塗布領域の長さを各塗布領域における単位時間当たりの吐出量を変えることなく調整する工程、からなる吐出量補正工程と、
を含むことを特徴とする液体材料の充填方法。 - 前記吐出サイクル割当工程において、前記吐出サイクルが、前記複数の塗布領域に割り当てられた一の吐出サイクルを含むことを特徴とする請求項１に記載の液体材料の充填方法。
- 前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値との差分値と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料の充填方法。
- 前記補正量算出工程において、一定時間に吐出した液体材料の重量を計測した値と、当該一定時間における理論値と、各塗布領域の長さと、任意の一の塗布領域での吐出量を基準量としたときの連続する他の一または二の塗布領域での基準量に対する吐出量の割合と、に基づき吐出量の補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料の充填方法。
- 前記吐出量補正工程において、前記吐出パルスおよび前記休止パルスを発信する周波数を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体材料の充填方法。
- 前記補正量算出工程以前の工程において、補正を行うかを判断する許容範囲を設定し、許容範囲を越える場合に補正を実行することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体材料の充填方法。
- 前記補正周期は、ユーザーが補正周期として入力した時間情報、ワークの枚数、または基板の枚数に基づき設定されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体材料の充填方法。
- 前記吐出量補正工程において、吐出装置とワークとの相対移動速度、および塗布パターン全長を変えることなく吐出量の補正を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体材料の充填方法。
- 液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部が請求項１ないし８のいずれか一項に記載の充填方法を実施させることを特徴とする装置。
- 液体材料を供給する液材供給部と、液体材料を吐出する吐出口を有する吐出装置と、吐出口より吐出された液体材料の量を計量する計量部と、吐出口とワークとを相対移動させる駆動部と、これらの作動を制御する制御部とを備える塗布装置において、制御部に請求項１ないし８のいずれか一項に記載の充填方法を実施させるプログラム。
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