JP7390136B2 - 接着剤塗布装置および接着剤塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、接着剤塗布装置および接着剤塗布方法に関する。

半導体装置の凸部形成面に形成された凸部の当該凸部形成面に対する保持力を補う接着剤を塗布する接着剤塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１０８０８６号公報

特許文献１に記載された従来のシート貼付装置１０（接着剤塗布装置）では、バンプＢＰ（凸部）全体を接着シートＡＤ（接着剤）で覆ってしまうので、凸部の頂部を接着剤から露出させるために表出手段６０を採用しなければならず、設備が大型化するという不都合を生じる。

本発明の目的は、設備が大型化することを防止することができる接着剤塗布装置および接着剤塗布方法を提供することにある。

本発明は、請求項に記載した構成を採用した。

本発明によれば、凸部の頂部を覆うことなく、凸部形成面および凸部の両方に亘るように接着剤を塗布するので、凸部の頂部を接着剤から露出させるための装置を採用しなくてもよく、設備が大型化することを防止することができる。

（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態の説明図。（Ｃ）～（Ｈ）は、本発明の変形例の説明図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、図を指定することなく方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸と平行な図１（Ａ）中手前方向で「後」がその逆方向とする。

本発明の接着剤塗布装置ＥＡは、半導体装置としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）ＷＦの凸部形成面ＷＦ１に形成された凸部としてのバンプＢＰの当該凸部形成面ＷＦ１に対する保持力を補う接着剤ＡＤを塗布する装置であって、接着剤ＡＤを塗布する塗布手段１０と、塗布手段１０とウエハＷＦとを相対移動させる移動手段２０と、凸部形成面ＷＦ１におけるバンプＢＰの位置（以下、単に「バンプ位置」ともいう）を検出する凸部検知手段３０と、接着剤ＡＤに接着促進処理としての加熱を行う接着促進手段４０とを備え、ウエハＷＦを支持するウエハ支持手段５０の上方に配置されている。

塗布手段１０は、ホース１１Ａを介して接着剤ＡＤを送る供給ポンプやバキューム装置等の供給機器１１と、ホース１１Ａから送られてきた接着剤ＡＤを排出口１２Ａから排出する塗布ヘッド１２とを備え、移動手段２０と相互に連動し、バンプＢＰにおいて凸部形成面ＷＦ１から垂直方向に最も離れた頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１およびバンプＢＰの両方に亘るように、接着剤ＡＤを塗布するように構成されている。
なお、本実施形態の塗布手段１０は、凸部形成面ＷＦ１全面に接着剤ＡＤを塗布することなく、バンプＢＰ周辺のみに接着剤を塗布するように構成されている。
また、本実施形態の接着剤ＡＤは、加熱によって接着が促進されて実効性のある接着力となるものが採用されている。すなわち、本実施形態の接着剤ＡＤは、流動性に富む液体またはジェル状体で供給機器１１から塗布ヘッド１２へ送られ、当該塗布ヘッド１２によって凸部形成面ＷＦ１に塗布された後、加熱されることで流動性が低下し、固体または固体に近いジェル状体に変化して実効性のある接着力となるものが採用されている。

移動手段２０は、それぞれのスライダ２１Ａ、２２Ａを前後方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ２１、２２と、各スライダ２１Ａ、２２Ａに支持され、スライダ２３Ａを左右方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ２３と、スライダ２３Ａに支持され、上下方向に移動可能な出力軸２４Ａで塗布ヘッド１２を支持する駆動機器としての直動モータ２４とを備えている。

凸部検知手段３０は、カメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等からなる検知機器３１を備えている。
なお、凸部検知手段３０は、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置および、凸部形成面ＷＦ１からバンプＢＰの頂部ＢＰ１までの距離（以下、単に「バンプ高さ」ともいう）も検出可能に設けられている。また、本実施形態の塗布手段１０は、凸部検知手段３０の検知結果を基に、接着剤ＡＤを塗布するように構成されている。

接着促進手段４０は、スライダ４１Ａを左右方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ４１と、支持アーム４２を介してスライダ４１Ａに支持された加熱機器４３とを備えている。加熱機器４３は、コイルヒータやヒートパイプの加熱側等の熱源４３Ａを備えている。なお、熱源４３Ａは、ウエハＷＦの前後方向の最大長さよりも長い領域がその熱付与領域とされている。

ウエハ支持手段５０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持が可能な支持面５１Ａを有する支持テーブル５１を備えている。

以上の接着剤塗布装置ＥＡの動作を説明する。
先ず、図１（Ａ）中実線で示す初期位置に各部材が配置された接着剤塗布装置ＥＡに対し、当該接着剤塗布装置ＥＡの使用者（以下、単に「使用者」という）が、操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない操作手段を介して自動運転開始の信号を入力する。次いで、使用者または、多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、図１（Ａ）中実線で示すように、ウエハＷＦを支持テーブル５１上に載置すると、ウエハ支持手段５０が図示しない減圧手段を駆動し、支持面５１ＡでのウエハＷＦの吸着保持を開始する。

その後、凸部検知手段３０が検知機器３１を駆動し、バンプ位置、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置およびバンプ高さを検出する。なお、リニアモータ２３の初期位置は、ウエハＷＦの上方から後方向に退避した位置となっている。次に、凸部検知手段３０の検知結果を基にして、塗布手段１０および移動手段２０が供給機器１１、塗布ヘッド１２、各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４を駆動し、相互に動作タイミングを取り合って、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１およびバンプＢＰの両方に亘るように接着剤ＡＤを塗布する。この際、塗布手段１０は、凸部形成面ＷＦ１全面に接着剤ＡＤを塗布することなく、図１（Ｂ）に示すように、バンプＢＰ下端部の全周のみに接着剤ＡＤを塗布する。また、塗布手段１０は、図１（Ｂ）に示すように、凸部形成面ＷＦ１から接着剤ＡＤの頂面までの距離（以下、単に「接着剤高さ」ともいう）が、バンプ高さよりも低くなるように接着剤ＡＤを塗布する。なお、移動手段２０の駆動が開始されると、接着促進手段４０がリニアモータ４１および熱源４３Ａを駆動し、図１（Ａ）中二点鎖線で示すように、塗布ヘッド１２の右方への移動に同期させて加熱機器４３を右方へ移動させる。これにより、凸部形成面ＷＦ１に塗布された接着剤ＡＤに熱が付与され、当該接着剤ＡＤの接着が促進されて実効性のある接着力となる。

そして、所定数のバンプＢＰに対する接着剤ＡＤの塗布が完了すると、塗布手段１０および移動手段２０が供給機器１１、塗布ヘッド１２、各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４の駆動を停止する。次いで、塗布した全ての接着剤ＡＤが実効性のある接着力となると、接着促進手段４０が熱源４３Ａの駆動を停止した後、リニアモータ４１を駆動し、加熱機器４３を初期位置に復帰させる。その後、移動手段２０が各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４を駆動し、塗布ヘッド１２を初期位置に復帰させた後、ウエハ支持手段５０が図示しない減圧手段の駆動を停止し、支持面５１ＡでのウエハＷＦの吸着保持を解除する。次に、使用者または図示しない搬送手段が、接着剤ＡＤが塗布されたウエハＷＦを支持面５１Ａ上から取り去って次の工程に搬送し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１およびバンプＢＰの両方に亘るように接着剤ＡＤを塗布するので、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を接着剤ＡＤから露出させるための装置を採用しなくてもよく、設備が大型化することを防止することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、凸部検知手段は、凸部形成面における凸部の位置を検出可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（その他の手段および工程も同じ）。

塗布手段１０は、インクジェットプリンタを採用し、当該インクジェットプリンタのインクジェットヘッドで接着剤ＡＤを塗布するように構成してもよいし、３Ｄプリンタを採用し、当該３Ｄプリンタのプリントヘッドで接着剤ＡＤを塗布するように構成してもよいし、粉末の樹脂や金属等に接着剤ＡＤを吹き付けて塗布するものを採用してもよいし、樹脂や金属等を溶かしたものを接着剤ＡＤとして塗布するものを採用してもよいし、刷毛、布、スポンジ等で接着剤ＡＤを塗布したり、圧縮エアをバルブの開閉で制御し、接着剤ＡＤを吹き飛ばして塗布したりするもの等、どのようなものを使用してもよい。
塗布手段１０は、例えば、図１（Ｃ）に示すように、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１全面に接着剤ＡＤを塗布してもよいし、バンプＢＰ下端部の一部のみに接着剤ＡＤを塗布してもよく、バンプＢＰ下端部の一部のみに接着剤ＡＤを塗布する場合、１点付けでもよいし、２点以上の複数点付けでもよく、複数点付けの場合、例えば、図１（Ｄ）のような１８０度間隔の２点付けや、図１（Ｅ）のような６０度間隔の６点付け等の等間隔の複数点付け等であってもよいし、不等間隔の複数点付けであってもよいし、例えば、図１（Ｆ）に示すような９０度間隔の等長長付けや、図１（Ｇ）に示すような６０度間隔の等長長付け等の等間隔の等長長付けでもよいし、不等間隔の等長長付けであってもよいし、等間隔の不等長長付けでもよいし、不等間隔の不等長長付けでもよいし、接着剤高さがバンプ高さよりも高くなるように接着剤ＡＤを塗布してもよいし、接着剤高とバンプ高さとが同じ高さとなるように接着剤ＡＤを塗布してもよい。
塗布手段１０は、図１（Ｈ）に示すように、ウエハＷＦを切断する切断予定領域ＣＬに接着剤ＡＤが位置しないように、当該接着剤を塗布してもよい。このようにすることで、ウエハＷＦを切断する切断刃等の切断手段ＣＭに接着剤ＡＤが付着することを防止したり、切断される接着剤ＡＤが塵埃となって飛び散ることを防止したりすることができる。

移動手段２０は、塗布手段１０を移動させずにまたは移動させつつ、ウエハＷＦを移動させてもよいし、２体のリニアモータ２１、２２のうち一方を採用しなくてもよいし、リニアモータ２１～２３に代えて所謂ＸＹテーブルを採用してもよいし、リニアモータ２１～２３および直動モータ２４に代えて、例えば、２軸～６軸または７軸等の多関節ロボットを採用してもよいし、供給機器１１、ホース１１Ａおよび塗布ヘッド１２を合わせた塗布手段１０全体とウエハＷＦとを相対移動させる構成でもよいし、一度の塗布で接着剤ＡＤが所定の状態で塗布されるように塗布手段１０を移動させてもよいし、積み重ねるように塗布することで接着剤ＡＤが所定の状態で塗布されるように塗布手段１０を移動させてもよい。

凸部検知手段３０は、３Ｄスキャナを採用してもよいし、バンプ位置を検知するバンプ位置検知手段と、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置を検知する頂部検知手段と、バンプ高さを検知するバンプ高さ検知手段とをそれぞれ別々に設けてもよいし、それらの内少なくとも２つを１つのもので構成してもよいし、バンプ位置検知手段、頂部検知手段およびバンプ高さ検知手段のうち少なくとも１つが備わっていなくてもよいし、本発明の接着剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよく、接着剤塗布装置ＥＡに凸部検知手段３０が備わっていない場合、例えば、塗布手段１０が移動手段２０と相互に連動し、予め記憶された動作を行って接着剤ＡＤを塗布すればよい。

接着促進手段４０は、ウエハＷＦの前後方向の最大長さよりも短い領域がその熱付与領域とされた熱源４３Ａを採用し、当該熱源４３Ａを左右および前後方向に移動させて凸部形成面ＷＦ１に塗布された接着剤ＡＤを加熱してもよいし、加熱機器４３を移動させずにまたは移動させつつウエハＷＦを移動させ、凸部形成面ＷＦ１に塗布された接着剤ＡＤを加熱してもよいし、凸部形成面ＷＦ１に塗布された接着剤ＡＤを全体的に一括で加熱してもよいし、塗布ヘッド１２の右方への移動に同期させることなく加熱機器４３を移動させ、接着剤ＡＤを加熱してもよいし、接着剤ＡＤを加熱する時間やその熱量が、当該接着剤ＡＤの特性、特質、性質、材質、組成および構成等によって任意に決定されてもよいし、接着促進処理として、例えば、熱湯や熱風等による加熱でもよいし、熱の付与以外に、例えば、紫外線、赤外線、可視光線、音波、Ｘ線またはガンマ線等の電磁波を付与したり、雰囲気や強制冷却した気体等を送風したりしてもよく、接着剤ＡＤの特性、特質、性質、材質、組成および構成等を考慮し、当該接着剤ＡＤの接着を促進させて実効性のある接着力とすることができる処理であればどのような処理を行ってもよいし、電磁波、熱または冷風等を接着剤ＡＤに集中して付与する集光板や収集板等の集中手段を採用してもよいし、電磁波の発生源として、レーザ、ＬＥＤランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を採用してもよいし、公知の電磁波発生装置を採用してもよいし、それらを適宜に組み合わせたものを採用してもよく、どのようなものを採用してもよし、本発明の接着剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

ウエハ支持手段５０は、吸着保持ができなくてもよいし、本発明の接着剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

接着剤ＡＤは、液体樹脂でもよいし、粉末樹脂でもよいし、金属でもよいし、紫外線、赤外線、可視光線、音波、Ｘ線またはガンマ線等の電磁波や、熱湯や熱風等の熱、冷却または、自然乾燥や送風による乾燥等、どのような処理で接着が促進されるものが採用されてもよいし、接着促進処理によってその接着力が促進されるものでなくてもよいし、接着促進処理を施さなくても実効性のある接着力となるものでもよいし、硬化することで実効性のある接着力となるものでもよいし、硬化しなくても実効性のある接着力となるものでもよい。

本発明における半導体装置の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、半導体装置の形状は、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよいし、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハであってもよい。
上記の実施形態では、半導体装置としてウエハＷＦを例示したが、当該半導体装置は、半導体ウエハＷＦが所謂ダイシング工程を経て個片化された個々の半導体チップであってもよいし、半導体ウエハや半導体チップが取り付けられる回路基板、樹脂基板、リードフレーム等であってもよい。なお、半導体装置が回路基板、樹脂基板、リードフレーム等である場合、凸部は電極、接点または端子とすることができる。

前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、２軸または３軸以上の関節を備えた多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる。
前記実施形態において、支持（保持）手段や支持（保持）部材等の被支持部材（被保持部材）を支持（保持）するものが採用されている場合、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等で被支持部材を支持（保持）する構成を採用してもよいし、切断手段や切断部材等の被切断部材を切断または、被切断部材に切込や切断線を形成するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、カッター刃、レーザカッタ、イオンビーム、火力、熱、水圧、電熱線、気体や液体等の吹付け等で切断するものを採用したり、適宜な駆動機器を組み合わせたもので切断するものを移動させて切断するようにしたりしてもよい。

ＥＡ 接着剤塗布装置
１０ 塗布手段
２０ 移動手段
３０ 凸部検知手段
４０ 接着促進手段
ＡＤ 接着剤
ＢＰ バンプ（凸部）
ＢＰ１ 頂部
ＣＬ 切断予定領域
ＷＦ 半導体ウエハ（半導体装置）
ＷＦ１ 凸部形成面

Claims (2)

1. 半導体装置の凸部形成面に形成された凸部の当該凸部形成面に対する保持力を補う接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、
   前記接着剤を塗布する塗布手段と、
   前記塗布手段と半導体装置とを相対移動させる移動手段と、
   前記凸部形成面から前記凸部の頂部までの距離を検出可能な凸部検知手段とを備え、
   前記塗布手段は、前記移動手段と相互に連動し、前記凸部検知手段の検知結果を基に、前記凸部において前記凸部形成面から垂直方向に最も離れた頂部を覆うことなく、前記凸部形成面および凸部の両方に亘るように前記接着剤を塗布することを特徴とする接着剤塗布装置。
2. 半導体装置の凸部形成面に形成された凸部の当該凸部形成面に対する接着を補う接着剤を塗布する接着剤塗布方法において、
   塗布手段で前記接着剤を塗布する塗布工程と、
   移動手段で前記塗布手段と半導体装置とを相対移動させる移動工程と、
   前記凸部形成面から前記凸部の頂部までの距離を検出する凸部検知工程とを実施し、
   前記塗布工程および移動工程では、前記塗布手段が前記移動手段と相互に連動し、前記凸部検知工程での検出結果を基に、前記凸部において前記凸部形成面から垂直方向に最も離れた頂部を覆うことなく、前記凸部形成面および凸部の両方に亘るように前記接着剤を塗布することを特徴とする接着剤塗布方法。