JP6164005B2

JP6164005B2 - ディスペンス装置及び制御方法

Info

Publication number: JP6164005B2
Application number: JP2013200700A
Authority: JP
Inventors: 忠行小笠原
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015066476A

Description

本発明は、ディスペンス装置及び制御方法に関する。

リードフレームに半導体チップを導電性又は非導電性のペースト材によって接合するダイボンダーは、塗布ノズルによってリードフレーム上の複数箇所にペースト材を定量ずつ順に塗布し、塗布された定量のペースト材上に半導体チップをマウントしている。塗布ノズルは、ペースト材を内圧によってノズル先端から定量ずつ吐出して、リードフレーム上に塗布する。塗布ノズルによってペースト材をリードフレーム上に塗布する作業を何回か繰り返し行った場合には、塗布ノズルの先端部外面に付着する不要なペースト材が増大して、次のペースト材塗布に影響を及ぼす。また、塗布動作を行っているときには、ノズル先端部外面に付着したペースト材をリードフレーム上に飛散して不良品を作ることがある。

そこで、この方法においては、定期的、又はペースト材の付着量を観察して適当な時点において、塗布ノズルのノズル先端部に付着したペースト材を除去することが行われている。この除去は、綿棒やベンコットン等の拭き取り部材を使って手作業で行う方法や、エアーブロー方式の塗布ノズル清掃装置を使用して自動で行う方法が知られている。

このような背景に関連する技術としては、様々なものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、特許文献１には、逆円錐状のノズル先端部の下端に開口した吐出穴からペースト材を吐出する塗布ノズルのノズル先端部の下端部分外面に付着したペースト材を除去する塗布ノズル清掃装置が記載されている。より具体的に説明すると、この塗布ノズル清掃装置は、ノズル先端部が隙間を開けて挿脱自在に挿入される上下開口の逆円錐状凹部を備える。また、この塗布ノズル清掃装置は、凹部の下端開口から真下に延在して凹部に挿入されたノズル先端部の下端部分が隙間を開けて挿入される筒状清掃穴を備える。また、この塗布ノズル清掃装置は、凹部と清掃穴の間に吹出口を有し、この吹出口から清掃穴とノズル下端部分の間に真下に向けて圧縮エアーを噴出してノズル下端部分のペースト材を吹き落とすエアー供給流路を備える。また、この塗布ノズル清掃装置は、清掃穴に連通して圧縮エアーと圧縮エアーで吹き落とされたペースト材を吸引排除するエアー吸引流路を備える。このようにして、この塗布ノズル清掃装置によっては、圧縮エアーによるペースト材吹き落とし効率がよくなり、清掃作業に要する時間の短縮が図れる。

特開２００７−２１６１９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、ノズルの長さ方向における中ほどの位置に、付着物を除去するための圧縮エアーを塗布ノズルに吹き付ける吹出口が設けられているため、ノズルに対して、吹出口よりも上の部分に圧縮エアーを当てることができない。そのため、特許文献１に記載の発明によっては、ノズルの下端部あたりに付着した流動性物質材だけが除去され、吹出口よりも上に付着した流動性物質材が除去されずに残ってしまう。

また、特許文献１に記載の発明は、吹出口が塗布ノズルの側面を取り囲むように位置しているため、圧縮エアーのぶつかり合いが生じ、流動性物質材がきれいに下側に落ちなかったり、流動性物質材が散乱したりする。

さらに、塗布動作では塗布ノズルの上部の付け根付近まで流動性物質材が付着することがあり、この状態で塗布ノズルを逆円錐形状凹部に挿入すると、逆円錐形状凹部の側面に流動性物質材が付着してしまう。この部分の付着物は自然には除去されず、累積されていき最終的には逆円錐形状凹部を塞いでしまう。

本発明の目的は、上述した課題を解決するディスペンス装置及び制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、ディスペンス装置であって、先端に向けて外形が小さくなる形状を有し、流動性物質材を吐出する塗布ノズルと、塗布ノズルの外周面に付着した流動性物質材を除去する付着物除去機構とを備え、付着物除去機構は、塗布ノズルの外周面の形状に沿った形状を有し、塗布ノズルが挿入される中空部と、中空部の先端側に設けられて、塗布ノズルの先端部が挿通される穴部と、塗布ノズルが中空部に挿入された場合に塗布ノズルよりも上方となる位置に設けられて、中空部の上方から穴部へ向かって圧縮エアーが流れるように、圧縮エアーを供給するエアー供給部とを有する。

本発明の第２の形態によると、第１の形態に記載のディスペンス装置を制御する制御方法であって、塗布ノズルの外周面と付着物除去機構の中空部とが隙間なく嵌め合って固定され、付着物除去機構の穴部から塗布ノズルの先端が露出された状態から、付着物除去機構の中空部内部にエアー供給部より圧縮エアーを流すステップと、塗布ノズルの軸方向を上方向に移動させ、塗布ノズルと付着物除去機構の中空部との間に隙間を作るステップとを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

以上の説明から明らかなように、この発明によっては、塗布ノズルの付け根から先端までの何れの箇所においても、塗布ノズルに付着した不要な流動性物質材を除去することができる。

一実施形態に係るディスペンス装置のシリンジ１０１の形態の一例を示す図である。一実施形態に係るディスペンス装置のシリンジホルダ２０１の形態の一例を示す図である。本発明の塗布動作中の状態を示す図である。本発明の付着物除去中の状態を示す図である。本発明の構成要素を示す図である。本発明の塗布中動作と付着物除去中動作の状態を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係るディスペンス装置のシリンジ１０１の形態の一例を示す。図２は、一実施形態に係るディスペンス装置のシリンジホルダ２０１の形態の一例を示す。この実施形態に係るディスペンス装置は、シリンジ１０１及びシリンジホルダ２０１を備える。

シリンジ１０１は、流動性物質材を充填する装置である。シリンジ１０１の下端部には、ノズル固定部１０２が設けられている。ノズル固定部１０２は、シリンジ１０１に塗布ノズル１０３を固定するための部材である。

ノズル固定部１０２には、塗布ノズル１０３がねじ込まれて固定されている。塗布ノズル１０３は、流動性物質材を吐出するための部材である。塗布ノズル１０３は、先端に向けて外形が小さくなる形状を有している。

一方、シリンジ１０１の上端部には、鍔状に広がったアダプター接続部１０４が設けられている。アダプター接続部１０４は、アダプター１０６を接続するための部材である。

アダプター接続部１０４には、アダプター１０６が取り付けられている。アダプター１０６は、ディスペンスエアーを供給するための部材である。

また、アダプター接続部１０４の下部には、バネ固定部１０５ａ、１０５ｂが設けられている。バネ固定部１０５ａ、１０５ｂは、バネの一端を固定するための部材である。

シリンジホルダ２０１は、シリンジ１０１を収容し、塗布ノズル１０３の外周面に付着した流動性物質材を除去するための装置である。シリンジホルダ２０１は、上側が開口し、中空の円柱状を呈している。

シリンジホルダ２０１の下部には、塗布ノズル１０３の形状に沿った形状を有し、塗布ノズル１０３が挿入される中空部２０７が形成されている。中空部２０７の下部には、塗布ノズル１０３の先端部が挿通される穴部２０６が形成されている。

シリンジホルダ２０１の内部には、シリンジ１０１の外径に合った形状の摺動部２０３が設けられている。

また、シリンジホルダ２０１には、塗布ノズル１０３が中空部２０７に挿入された場合に塗布ノズル１０３よりも上方となる位置に圧縮エアー供給部２０４が設けられている。圧縮エアー供給部２０４は、中空部２０７の上方から穴部２０６へ向かって圧縮エアーが流れるように、圧縮エアーを供給する部材である。

シリンジホルダ２０１の上端部には、バネ固定部２０５ａ、２０５ｂが設けれている。バネ固定部２０５ａ、２０５ｂは、バネの一端を固定するための部材である。

本発明の塗布動作中の状態を示す。図４は、本発明の付着物除去中の状態を示す。シリンジ１０１は、シリンジ１０１に塗布ノズル１０３を接続した状態でノズル固定部１０２を下側にして、シリンジホルダ２０１の上側開口部より挿入される。そして、シリンジ１０１とシリンジホルダ２０１とは、バネ固定部１０５ａ、１０５ｂとバネ固定部２０５ａ、２０５ｂとにバネ３０１ａ、３０１ｂがそれぞれ引っ掛けて固定されている。この状態では、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７とは隙間なくして嵌め合い、付着物除去機構２０２の中空部中心の穴部２０６から塗布ノズル１０３の先端が露出されている。

シリンジ１０１と合体したシリンジホルダ２０１は、図５に示すように、上下移動機構３０３に取り付けられた形態で使用し、上下移動機構３０３の駆動により上下に移動する。また、シリンジ１０１側のバネ固定部１０５ａ、１０５ｂとシリンジホルダ２０１側のバネ固定部２０５ａ、２０５ｂとの間には、上下移動機構３０３に固定されたストッパー３０２ａ、３０２ｂが挿入されている。上下移動機構３０３を動作させシリンジホルダ２０１を下降させて、シリンジ１０１のアダプター接続部１０４がストッパー３０２ａ、３０２ｂに引っかかると、シリンジホルダ２０１からシリンジ１０１が離れる。このようにして、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７との間に隙間が生じる構成となっている。

塗布動作は、ストッパー３０２ａ、３０２ｂがシリンジ１０１のアダプター接続部１０４とシリンジホルダ２０１に接触しない範囲の高さで行われる。具体的には、塗布動作は、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７とは隙間なくして嵌め合い、付着物除去機構２０２の中空部中心の穴部２０６から塗布ノズル１０３の先端が露出されている状態で実施される。付着物除去動作は、ストッパー３０２ａ、３０２ｂとシリンジ１０１のアダプター接続部１０４が接触し、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７との間に隙間が生じる状態で実施される構成となっている。

次に、本発明の実施の動作について図面を参照して動作の順に説明する。シリンジ１０１に塗布ノズル１０３を接続した状態でノズル固定部１０２を下側にして、シリンジホルダ２０１の上側開口部より挿入する。そして、シリンジ１０１側のバネ固定部１０５ａ、１０５ｂとシリンジホルダ２０１側のバネ固定部２０５ａ、２０５ｂとにバネ３０１ａ、３０１ｂを引っ掛けて固定した状態で上下移動機構３０３に取り付ける。

塗布ノズル１０３の先端を塗布対象の基板上へ移動させ、ストッパー３０２ａ、３０２ｂがシリンジ１０１のアダプター接続部１０４とシリンジホルダ２０１に接触しない範囲の高さにあり、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７とは隙間なくして嵌め合い、付着物除去機構２０２の中空部中心の穴部２０６から塗布ノズル１０３の先端が露出されている状態で、アダプター１０６よりディスペンスエアーを供給し、シリンジ１０１に充填した流動性物質材を塗布ノズル１０３の先端より、塗布する。

連続して塗布動作を実施し、塗布ノズル１０３の先端に付着した流動性物質材が規定を超えたら、付着物除去位置へ移動する。

付着物除去位置へ移動後、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７とは隙間なくして嵌め合い、付着物除去機構２０２の中空部中心の穴部２０６から塗布ノズル１０３の先端が露出されている状態で、圧縮エアー供給部２０４から圧縮エアーを送り込む。

上下移動機構３０３を動作させシリンジホルダ２０１を下降させて、シリンジ１０１のアダプター接続部１０４がストッパー３０２ａ、３０２ｂに引っ掛けて、シリンジホルダ２０１からシリンジ１０１が離れると、塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７との間に隙間が形成され、圧縮エアー供給部２０４からの圧縮エアーが流れはじめ、塗布ノズル１０３に付着した不良な流動性物質材の除去が開始される。

塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７との間に隙間が形成されてからもシリンジホルダ２０１を下降させて隙間を広げ、塗布ノズル１０３の先端が中空部２０７先端側の穴部２０６に掛かった時点でシリンジホルダ２０１の下降を停止し、一定時間圧縮エアーを流し込み、不要な流動性物質材の除去を実施する。

本発明の第１の効果は、塗布ノズル１０３の付け根から先端までの何れの箇所においても、塗布ノズル１０３に付着した不要な流動性物質材を除去することができる。その理由は、塗布ノズル１０３と付着物除去機構２０２との間に設けた隙間に圧縮エアーを吹きつけることにより、圧縮エアーが塗布ノズル１０３の付け根から先端までの全範囲にあたるためである。

第２の効果は、圧縮エアーにより除去された流動性物質材が散乱することなく、下方に向けて落ちることである。その理由は、塗布ノズル１０３と付着物除去機構２０２との間にできる隙間を通して、塗布ノズル１０３の付け根から下に向けて一方向に圧縮エアーを流すことができるからである。

第３の効果は、付着物の除去を繰り返しても、付着物除去機構２０２の中空部２０７が流動性物質材で塞がれることがないことである。その理由は、塗布動作は「塗布ノズル１０３の外周と付着物除去機構２０２の中空部２０７とが隙間なく嵌め合って固定され、付着物除去機構２０２の中空部中心の穴部２０６から塗布ノズル１０３の先端が露出された状態で」実施し、付着物除去動作は「塗布動作状態から、塗布ノズル１０３を引き上げて、塗布ノズル１０３と付着物除去機構２０２の中空部２０７との間に隙間を作った状態」で実施するため、付着物除去機構２０２の中空部２０７の上側に、流動性物質材が付着した塗布ノズル１０３に配置されることがないためである。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０１シリンジ
１０２ノズル固定部
１０３塗布ノズル
１０４アダプター接続部
１０５ａバネ接続部
１０５ｂバネ接続部
１０６アダプター
２０１シリンジホルダ
２０２付着物除去機構
２０３摺動部
２０４圧縮エアー供給部
２０５ａバネ固定部
２０５ｂバネ固定部
２０６穴部
２０７中空部
３０１ａバネ
３０１ｂバネ
３０２ａストッパー
３０２ｂストッパー
３０３上下移動機構

Claims

先端に向けて外形が小さくなる形状を有し、流動性物質材を吐出する塗布ノズルと、
前記塗布ノズルの外周面に付着した流動性物質材を除去する付着物除去機構と
を備え、
前記付着物除去機構は、
前記塗布ノズルの外周面の形状に沿った形状を有し、前記塗布ノズルが挿入される中空部と、
前記中空部の先端側に設けられて、前記塗布ノズルの先端部が挿通される穴部と、
前記塗布ノズルが前記中空部に挿入された場合に前記塗布ノズルよりも上方となる位置に設けられて、前記中空部の上方から前記穴部へ向かって圧縮エアーが流れるように、前記圧縮エアーを供給するエアー供給部と
を有するディスペンス装置。
前記塗布ノズルと前記付着物除去機構との軸方向の相対位置を移動させる移動機構
を更に備え、
前記移動機構が駆動することにより、前記塗布ノズルの先端が前記穴部から露出する
請求項１に記載のディスペンス装置。
前記流動性物質を塗布するにあたり、前記塗布ノズルの外周面と前記付着物除去機構の前記中空部とが隙間なく嵌め合って固定され、前記付着物除去機構の前記穴部から前記塗布ノズルの先端が露出される
請求項１又は２に記載のディスペンス装置
請求項１から３のいずれか一項に記載のディスペンス装置を制御する制御方法であって、
前記塗布ノズルの外周面と前記付着物除去機構の前記中空部とが隙間なく嵌め合って固定され、前記付着物除去機構の前記穴部から前記塗布ノズルの先端が露出された状態から、前記付着物除去機構の前記中空部内部にエアー供給部より圧縮エアーを流すステップと、
前記塗布ノズルの軸方向を上方向に移動させ、前記塗布ノズルと前記付着物除去機構の前記中空部との間に隙間を作るステップと
を備える制御方法。