JP6331192B2 - 接着剤を基材上に吐出するデバイス - Google Patents

Description

本発明は、接着剤を基材上に吐出するデバイスに関する。

そのようなデバイスは、エポキシ等の接着剤を基材のチップ実装面に塗布するために、半導体実装装置において吐出ステーションとして用いられる。その後、基材はボンディングステーションに運ばれ、ここで半導体チップが配置される。特許文献１及び特許文献２から、接着剤を基材に塗布するデバイスが既知であり、このデバイスは、３つの空間方向Ｘ、Ｙ及びＺに移動可能な吐出ノズルを有する書き込みヘッドを含む。特許文献３から、接着剤の塗布前に基材ロケーションの位置を認識し、接着剤の塗布後の品質を制御するためのカメラを用いる方法が既知であり、このカメラは、高スループットを得るために、接着剤の塗布と書き込みヘッドの移動とを連係させる。特許文献４から、２つの出口開口を有する吐出ノズルを有する書き込みヘッドを含むデバイスが既知である。特許文献５から、互いから少なくとも１つの方向に独立して移動可能な２つの吐出ノズルを含むデバイスが既知である。さらに、それぞれ１つの吐出ノズルを有する２つの完全な吐出ステーションを含む半導体実装装置が既知である。

吐出ノズルを１つしか有しない吐出ステーションは、基材に塗布される接着剤が吐出ノズルから分離されるまでに必要とされる待機時間によってスループットが制限されるため、後続のボンディングステーションよりも進みが遅い場合が多いという不都合点を伴う。２つの吐出ノズルを有する現行の技術水準から既知である吐出ステーションには種々の不都合点が伴い、すなわち、融通性及び／又は構造上の高い複雑さに欠ける。

米国特許第６１２９０４０号 欧州特許第１４３２０１３号 スイス特許第７０５４７５号 米国特許出願公開第２００３０４４５３４号 米国特許第７９７７２３１号

本発明は、一行又は一列あたり奇数の基材位置を有する基材に接着剤を簡単にかつ高速で塗布すること、及び、吐出エラーが認識されたときに接着剤を基材に再度容易に塗布することを可能にする、接着剤を塗布するデバイスを開発するという目的に基づく。

接着剤を基材に塗布する本発明によるデバイスは、３つの空間方向に移動可能な書き込みヘッドを含む。第１の吐出ノズル及び少なくとも１つの第２の吐出ノズルを、第１の吐出ノズルの先端部が固定され、少なくとも１つの第２の吐出ノズルの先端部が基材の表面に対して実質的に垂直に延びる方向に移動可能であるように、書き込みヘッドに固定することができる。該デバイスはピンを備えるアクチュエーターをさらに含む。デバイスは２つの動作モードで動作することができ、一方の動作モードから他方の動作モードに変わるよう以下のステップ：
−書き込みヘッドを持ち上げるステップ；
−ピンを伸張又は後退させるステップ、及び
−書き込みヘッドを所定の動作高さまで下降させるステップであって、ピンが後退した状態では、吐出ノズルの先端部は基材上の実質的に同様の高さに達し、ピンが伸張した状態では、少なくとも１つの第２の吐出ノズルの先端部は、基材上の、第１の吐出ノズルの先端部よりも高い高さに達する、下降させるステップ
を行うように設定される。

デバイスは好ましくは、撓みヒンジによって互いに接続される４つのストラットを含む。少なくとも１つの第２の吐出ノズルを上記ストラットのうちの１つに固定することができる。撓みヒンジは、少なくとも１つの第２の吐出ノズルの先端部が基材の表面に対して実質的に垂直に延びる前述の方向に移動することを可能にする。ガイドが、少なくとも１つの第２の吐出ノズルが固定されるストラットが他の方向に移動することを防止する。

本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施形態を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理及び実施態様を説明する役割を果たす。図面は一定の縮尺では描かれていない。

接着剤を基材に塗布する本発明によるデバイスの部分の斜視図である。 デバイスの別の斜視図である。 １つの動作モードにおけるデバイスを示す図である。 １つの動作モードにおけるデバイスを示す図である。

図１は、本発明の理解に必要とされる範囲で、接着剤を基材に塗布する本発明によるデバイスの斜視図を示している。デバイスは、リテーナー２を有する書き込みヘッド１を含み、リテーナー２には、第１の吐出ノズル４を有する第１の接着剤容器３及び第２の吐出ノズル６を有する第２の接着剤容器５を固定することができる。図１に加えて、図２は、本発明によるデバイスの異なる斜視図を示している。図２では、接着剤容器及びリテーナー２の部分は省かれているため、デバイスの他の部分をよりはっきりと認識することができる。デバイスは、書き込みヘッド１を３つの空間方向Ｘ、Ｙ及びＺに移動させるために少なくとも３つの駆動装置（図示せず）を含み、方向Ｘ及びＹは基材の表面に対して平行に延び、Ｚ方向は方向Ｘ及びＹに対して垂直である。接着剤容器及びそれぞれの吐出ノズルは互いに着脱可能に接続されている。リテーナー２は、第１の接着剤容器３を固定する第１のブラケット７、第２の接着剤容器５を固定する第２のブラケット８、第１の固定フレーム９、第２の可動フレーム１０、プレート１２を有するテーブル１１、及び任意選択的にガイド１３を含む。テーブル１１は固定フレーム９に固定されており、テーブル１１及びプレート１２は、基材が配置される支持面に対して面平行に位置合わせされている。第１の締結部分１４がプレート１２に固定されており、この締結部分は吐出ノズル４を固定するように構成されている。第１の締結部分１４は、プレート１２に第１の方向（この場合はＸ方向）に変位可能に締結することができ、プレート１２は、テーブル１１に第２の方向（この場合はＹ方向）に変位可能に締結することができ、それによって、第１の吐出ノズル４の先端部のＸＹ位置は調整可能である。第２の締結部分１６が第２のフレーム１０に固定されており、第２の締結部分１６は第２の吐出ノズル６を固定するように設定されている。第２のフレーム１０は、第２の締結部分１６が第１のフレーム９及びプレート１２に対して実質的にＺ方向に変位可能であるように移動可能に配置されている。第２のフレーム１０は、例えば、撓みヒンジ１８を介して互いにそれぞれ接続されている４つのストラット１７からなる。ガイド１３は、この例では、細長い金属ストリップ１９によって形成され、細長い金属ストリップ１９の一方の端部はプレート１２に固定され、細長い金属ストリップ１９の他方の端部は第２の締結部分１６に締結され、また板ばね２０によって、第２の締結部分１６の一方の端部はフレーム１０に固定され、第２の締結部分１６の他方の端部は書き込みヘッド１に固定される。ストリップ１９及び板ばね２０は、第２の締結部分１６が固定される可動フレーム１０のストラット１７が、上下移動、すなわちＺ方向への移動を行うことができることを確実にし、一方で、フレーム１０のＸ方向及びＹ方向への移動は可能ではない。その結果、書き込みヘッド１の急激な移動中の第２の締結部分１６のフラッタリングが防止される。第１の吐出ノズル４の先端部はこのように書き込みヘッド１に固定され、一方で、第２の吐出ノズル６の先端部は、この場合はＺ方向である、基材の表面に対して実質的に垂直に延びる方向に移動可能である。アクチュエーター２１によってＹ方向に変位可能であるピン２２が該デバイスに固定されており、この目的は以下でより詳細に説明する。アクチュエーター２１及びピン２２は図１及び図２では見えないが、図３及び図４では見える。図１〜図４は、デバイスに属せず、基材表面の平面を示す小さいプレート２３を付加的に示している。

デバイスは、第１の接着剤容器３に圧力パルスを供給する第１の空気圧システム、及び、第２の接着剤容器５に圧力パルスを供給する第２の空気圧システム、又は、単一の空気圧システム、並びに、双方の接着剤容器３及び５に第１の弁位置において圧力パルスを同時に供給すること、並びに第１の吐出ノズル４にのみ第２の弁位置において圧力パルスを供給することを可能にする弁のいずれかを更に含む。第２の接着剤容器５には好ましくは第２の弁位置では陰圧が供給される。

本発明によるデバイスは、第１のモードで２つの吐出ノズル４及び６を用いて２つの接着剤パターンを２つの隣接する基材位置において同時に書き込むこと、又は、第２のモードで単一の吐出ノズル（すなわち第１の吐出ノズル４）のみを用いて接着剤パターンを１つの基材位置において書き込むことを可能にする。このために、ピン２２、可動フレーム１０、書き込みヘッド１の動力化されたＺ軸及び空気圧システム（単数又は複数）は以下で説明するように協働する。図３は、モード１におけるデバイスを示しており、図４はモード２におけるデバイスを示している。書き込みヘッド１はまず、一方のモードから他方のモードに変わる間にＺ位置ｚ_１に持ち上げられる。

その後、モード１における動作に関して、
−ピン２２は後退位置に移動し；
−書き込みヘッドは所定のＺ位置ｚ _２ に下降し、ｚ _２ ＜ｚ_１であり、ｚ _２ は、基材上の吐出ノズル４及び６の先端部の所望の動作高さに相当し；
又はモード２では、
−ピン２２は伸張位置に移動し；
−書き込みヘッド１は所定のＺ位置ｚ _２ に下降する。

書き込みヘッド１がモード２において下降すると、可動フレーム１０は、Ｚ位置ｚ _２ に達する前にピン２２に当接する。次に、書き込みヘッド１がＺ位置ｚ _２ に位置付けられると、第１の吐出ノズル４の先端部は基材上の所望の動作高さにあり、一方で、第２の吐出ノズル６の先端部はより高い高さに位置付けられる。

モード１では、書き込みヘッド１は所定の経路に沿って移動し、２つの接着剤容器３及び５には圧力パルスが同時に同期して供給され、一方で、モード２では、書き込みヘッド１は所定の経路に沿って移動し、第１の接着剤容器３にのみ圧力パルスが供給される。

デバイスは、第１のモードにおいて３つ、４つ又はそれ以上の接着剤容器及び吐出ノズルを用いて複数の接着剤パターン２を隣接する基材位置において同時に書き込み、また、第２のモードにおいて単一の吐出ノズルを用いて１つのみの接着剤パターンを書き込むために、容易に伸張させることができる。

本発明を、一実施形態を参照して説明した。当業者には、２つの動作モードにおけるデバイスの動作を可能にするためにデバイスの機械的構成を他の方法で実現することもできることが明らかである。

Claims (2)

1. 接着剤を基材上に吐出するデバイスであって、３つの空間方向に移動可能な書き込みヘッド（１）を含み、第１の吐出ノズル（４）及び少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）を、前記第１の吐出ノズル（４）の先端部が固定され、前記少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）の先端部が前記基材の表面に対して実質的に垂直に延びる方向に移動可能であるように、前記書き込みヘッド（１）に固定することができ、デバイスはピン（２２）を備えるアクチュエーター（２１）をさらに含み、該デバイスは２つの動作モードで動作することができ、一方の動作モードから他方の動作モードに変わるよう以下のステップ：
   −前記書き込みヘッド（１）を持ち上げるステップ、
   −前記ピン（２２）を後退又は伸張させるステップ、及び
   −前記書き込みヘッド（１）を所定の動作高さまで下降させるステップであって、前記ピン（２２）が後退した状態では、前記吐出ノズル（４、６）の前記先端部は前記基材上の実質的に同様の高さに達し、前記ピン（２２）が伸張した状態では、前記少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）の前記先端部は、前記基材上の、前記第１の吐出ノズル（４）の前記先端部よりも高い高さに達する、下降させるステップ
   を行うように構成されている、デバイス。
2. 前記デバイスは、撓みヒンジ（１８）によって互いに接続される４つのストラット（１７）を含み、前記少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）は前記ストラット（１７）のうちの１つに固定され、前記撓みヒンジ（１８）は、前記少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）の前記先端部が前記基材の前記表面に対して実質的に垂直に延びる前記方向に移動することを可能にし、ガイド（１３）が、前記少なくとも１つの第２の吐出ノズル（６）が固定される前記ストラット（１７）が他の方向に移動することを防止する、請求項１に記載のデバイス。