JPH02122859A - コーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はコーティング装置に関し、特にＩＣチップ等
の半導体装置を実装した基板表面に対して液状封止材料
を局所的にかつ均一に塗布するコーティング装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体デバイスの高集積化、軽量・小型・薄型化
の動きが進む中で、ＩＣ，ＬＳＩの実装形態はデュアル
　インライン　パッケージ（ＤＩＰ　：　Ｄｕａｌ　１
ｎｌｌｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）タイプ、フラットバック
タイプ等のパッケージ化されたＩＣ，ＬＳＩを基板上に
はんだ付けするものから、チップオンボード（ＣＯＢ　
：　Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｂｏａｒｄ）やテープ　オートメ
−ティラド　ボンディング（ＴＡＢ　：　Ｔａｐｅ　Ａ
ｕｔｏｉ＋ａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）のような半導体
チップを基板やフィルム上にダイレクトに接続したのち
、樹脂封止するものに移りつつある。

ここで用いられる封止材料としては半導体デバイスの薄
型化の要求から１００μｍ未満の塗膜厚でも十分な信頼
性を有するような液状樹脂が開発されており、このよう
な樹脂をデイスペンサにより、半導体チップを搭載した
基板表面等に塗布し、加熱硬化させて封止している。

第８図はこのような液状封止材料を用いてコーティング
を行なう従来のコーティング装置を示す断面構造図であ
る。

図において、１はコーティング材料２を定量吐出すデイ
スペンサで、ここでは該コーティング材料２として例え
ば粘度３０〜３０００センチポアズの１液型液状樹脂を
用いており、上記デイスペンサ１は、コーティング材料
２の吐出圧力と吐出時間を調節するエアコントローラｌ
ａｚ　圧空を送るためのエアパイプｔｂ、　　コーティ
ング材料２を貯蔵するシリンジｌｃｖ　　コーティング
材料２を多点で同時に吐出するための内径０．１８〜２
．２７ｍｍの多連ニードル１ｄから構成されている。

次に従来のコーティング装置の動作を第９図ａ）〜Ｃ）
を用いて説明する。

なお、ここでは上記コーティング装置をＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術により
製造されるフィルムキャリア３に対して適用する場合を
例にとり、このフィルムキャリア３は錫めっき等を施し
た銅よりなるリード３ａ１　ポリイミドよりなり該リー
ド３ａを配設したベースフィルム３ｂ。

及び全突起電極を備えた半導体チップ３ｄから構成され
、リード３ａと半導体チップ３ｄとは、金−錫共晶合金
を形成させて接合したボンディング部３ｃにより電気的
・機械的に接続されているとする。

まず最初に多連ニードル１ｄの先端を半導体チップ３ｄ
からリード３ａ上にまたがって接触した状態または１ｍ
ｍ未満のわずかな間際を設けた状態で保持しつつ、所期
の塗布厚（５０〜３００μｍ）を得るために予め求めた
吐出条件（圧力・時間）によりエアコントローラ１ａか
らシリンジｌｃに圧空を供給し、コーティング材料２を
多連ニードル１ｄより半導体チップ３ｄ上に吐出する（
第９図ａ））。

次に多連ニードル１ｄを半導体チップ３ｄより引き離し
く第９図ｂ））、フィルムキャリア３を静置してコーテ
ィング材料２を流動させて平坦化する（第９図Ｃ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような従来のコーティング装置（方法）
を用いる場合、次のような問題を伴うこととなる。

すなわちこの装置はコーティング材料２を単に被コーテ
ィング物表面に定量的に供給するもので。

あり、塗膜の性状、即ち塗膜の厚さ及び厚さムラは、吐
出時間、吐出圧力、多連ニードル１ｄのニードル径・ニ
ードル間ピッチといった装置条件のほか、コーティング
材料２の粘度・流動性といった物性により左右される。

このように塗膜の性状が装置条件やコーティング材料の
物性の影響を受けるのは、コーティング材料の塗布直後
は第９図ｂ）に示す如く塗膜の厚さは不均一な状態であ
り、その後コーティング材料２がその自重により流動し
て膜厚が均一になるようにしているがらである。

またこのようなことから、粘度が１００センチポアズと
低く、流動しやすいコーティング材料２では均一な膜厚
の塗膜を得ることは容易いが、粘度が高く流動性の低い
コーティング材料２では膜厚が均一になるのに時間を要
するという問題点があった。

また、特にコーティング材料２が揮発性の高い、例えば
キシレンのような溶剤を含む場合、膜厚が均一となる前
に塗膜表面が乾燥・硬化してしまうことがあり膜厚の均
一なコーティングは困難であり、また、粘度が１００セ
ンチポアズ以上と高く流動しにくいコーティング材料２
を例えば１００μｍ程度と薄く塗布することは不可能で
あるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、粘度が高いコーティング材料あるいは揮発性
が高いコーティング材料を用いても、膜厚の均一な塗膜
を容易に形成することができるコーティング装置を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るコーティング装置は、吐出ノズルを、定
量のコーティング材料を一時的に溜める材料貯留室と、
その吐出端に向けてその内径が広がって行く円錐形状の
、コーティング材料吐出部と、上記材料貯留室と吐出部
の円錐頂部とを連通ずる狭隘通路部とを有するものとし
、該吐出ノズルの材料貯留室にコーティング材料を定量
供給する定量供給装置（デイスペンサ）とともに、該材
料貯留室内の空気圧を制御する空気圧制御手段（第２の
エアコントローラ）を設け、コーティング時、上記材料
貯留室に定量供給されたコーティング材料を、上記空気
圧制御により吐出部内に移動させて、該吐出部内で膜状
に成形し、これを物品のコーティング面に被着するよう
にしたものである。

〔作用〕

この発明においては、液状コーティング材料を吐出する
吐出ノズルを、その内部側から吐出端側に向かって円錐
形に開いた内部構造を持つものとし、該吐出ノズル内部
に液状コーティング材料を定’Ｓｋ供給するデイスペン
サとともに、上記吐出ノズル内部に空気を供給して該液
状コーティング材料を上記吐出ノズルの内部側から吐出
端側に向かって移動させる第２のエアコントローラを設
けたカラ、コーティング時、デイスペンサにより吐出ノ
ズルの内部に定量供給されたコーティング材料はエアコ
ントローラから供給される空気により吐出ノズル内を吐
出端に向かって移動するにつれ、液滴状から膜状に変化
し、そののち被コーティング物上に被着することとなり
、これにより粘度が高いコーティング材料あるいは揮発
性が高いコーティング材料を用いても、膜厚の均一な塗
膜を形成することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるコーティング装置を示
す断面構成図であり、図において、８は半導体基板等の
被コーティング物の表面に膜状コーティング材を吐出す
る、ステンレス５Ｕ３３０４等の金属よりなる吐出ノズ
ルで、液状コーティング材料を一時的に貯留する材料貯
留室９ａと、その吐出端に向けてその内径が広がって行
く円錐形状を有し、コーティング材料２を吐出するノズ
ル開口部（吐出部）１０と、上記材料貯留室９ａとノズ
ル開口部１０の円錐頂部とを連通ずる狭隘通路部９とか
ら構成されている。ここで、吐出ノズル８の上部の材料
貯留室９ａには、コーティング材料２及び空気導入用の
２つの導入口が形成されており、また該狭隘通路部９は
、材料貯留室９ａ内に空気を導入しないかぎり、供給さ
れたコーティング材料２を婦出することがない程度の内
径、例えばコーティング材料２として上記エポキシ樹脂
を用いる場合、０．２ｍｍの内径を備えている。

また４はコーティング材料２を定ｍ供給するデイスペン
サ（定量供給装置）であり、液状コーティング材料２を
溜めるシリンジ４Ｃと、該シリンジ４内のコーティング
材料２を材料貯留室９ａ内に滴下する内径０．１８〜２
．２７ｍｍのニードル４ｅと、上記シリンジ４Ｃ内に第
１のエアパイプ４ｂを介して空気を供給する第１のエア
コントローラ４ａとから構成されている。ここで、上記
第１のエアコントローラ４ａは吐出空気圧を０〜５気圧
の間で、また吐出時間を０〜１０秒の間でそれぞれ調節
可能であり、上記コーティング材料２は例えば粘度３５
０００センチポアズの２液型エポキシ樹脂ＣＲＰ−３０
１０／ＣＲＨ−３０１（住友化学）等である。なお上記
エアパイプ４ｂ、　　シリンジ４Ｃは上記従来例と同一
のものである。

さらに６は上記材料貯留室９ａ内に第２のエアパイプ７
を介して空気を供給して、該室９ａ内の液状コーティン
グ材料をノズル開口部１０側へ移動させる第２のエアコ
ントローラ（空気圧制御手段）である。

次に動作について第２図〜第７図を用いて説明する。な
おフィルムキャリア３は上記従来例と全く同じものとす
る。

まず吐出ノズル８をフィルムキャリア３上に接触または
１ｍｍ未満のわずかな距離をおいて配置１所期膜厚の塗
膜を得るに足る一完全のコーティング材料２をデイスペ
ンサ４より吐出ノズル８の材料貯留室９ａ内に滴下する
。このとき供給されたコーティング材料２は、材料貯留
室９ａ内に第２のエアコントローラ６より空気を導入し
ないかぎり漏出することはない（第２図）。

次に第２のエアコントローラ６の吐出圧力をコーティン
グ材料２が吐出ノズル８から一気に排出されてしまわな
い程度、例えば０．０１気圧程度に設定し、徐々に吐出
ノズル８の材料貯留室９ａ内に空気を供給して行く（第
３図）。このときコーティング材料２は円錐状のノズル
開放部１ｏを徐々に下方に移動して行くにつれ、液滴状
から膜状に変形して行く。そして膜状となったコーティ
ング材料２はノズル開放端１１より排出されると同時に
、フィルムキャリア３上に接触し、フィルムキャリア３
表面を被覆する（第４図）。

最後にフィルムキャリア３から吐出ノズル８を上方に引
き離すことにより、膜厚の均一な被膜を、ノズル開放端
１１と同一の形状・サイズでもって局所的に形成するこ
とができる（第５図）。

このように本実施例によれば、液状コーティング材料２
を吐出する吐出ノズル８を、その内部側から吐出端側に
向かって円錐形に開いた内部構造を持ち、供給されたコ
ーティング材料２を膜状に変えるものとし、該吐出ノズ
ル内部に液状コーティング材料２を定量供給するデイス
ペンサ４とともに、上記吐出ノズル内部に空気を供給し
て、膜状コーティング材料の吐出速度を制御する第２の
エアコントローラ６を設け、コーティング材料を塗布前
に膜状に変え、該膜状コーティング材料を被コーティン
グ物上に被着するようにしたので、従来薄型りの困難で
あったコーティング材料を用いても任意のかつ均一な膜
厚のコーティング被膜を繰り返し良く得られる効果があ
る。

また、本実施例装置では、表面が比較的平坦なフィルム
キャリア３だけでなく、第６図に示すような半導体デバ
イスに、つまり半導体チップ３ｄを配線基板１３上にダ
イボンドし、例えば直径３５ミクロンの金ワイヤ等の金
属ワイヤ１２により半導体チップ３ｄと配線基板１３と
をワイヤボンドした半導体デバイスにも適用できる。

即ち第６図に示すごとく、被コーティング物が立体的に
入り組んだ、外力により変形しやすい複雑な構造を備え
ていても、膜状のコーティング材料２が半導体チップ３
ｄの上方から配線基板１３に向かって接近して来るにつ
れ、チップ部品のコーティング材との接触部分はすべて
被覆されて行くため、特に半導体チップ３ｄの側面、脆
弱で変形しやすい金属ワイヤ１２等にも何ら機械的な変
形を与えることなく、均一な被膜を形成できる（第７図
参照）。

さらに本装置では、空気圧により膜状のコーティング材
料をノズル開口端１０に押し出しているため、被コーテ
ィング物をそのコーティング面が必ずしも上を向くよう
配置する必要はな（、例えば下向きのコーティング面に
も被膜を形成することができる。つまり、この場合吐出
ノズル８内に空気が供給され始めた第６図に示すような
段階において、吐出ノズル８のノズル開放端１０を鉛直
上向きにしても、コーティング材料２は逆流することは
なく、被コーティング面が上、下どちら向きであっても
その面に吐出ノズル８を合わせることにより、方向の制
約なく自由にコーティング材を塗布できる。

さらにまた、コーティング材料として３５０００センチ
ポアズと比較的高粘度の液状樹脂の代わりに、例えば３
０センチポアズの１液型エポキシ樹脂（チップコート１
３２０）（北陸塗料）を用いても、問題なくコーティン
グできることを確認している。また、コーティング材料
２が揮発性の高い溶剤を含をし、塗膜が塗布後乾煽しや
すい場合であっても、塗布時にはすでに均一な厚さの塗
膜が形成されているため問題はない。

なお、上記実施例では吐出ノズル８材にはステンレスを
用いているが、該吐出ノズル８の材料に、コーティング
材料２が帰れに（いテフロンなどの合成樹脂を用いても
、また吐出ノズル８の基体はステンレスとし、その表面
を上記合成樹脂で？＆　覆してもよく、これらの場合上
記実施例の効果に加えて、吐出ノズル８にコーティング
材料２が付着・残存しにりく、かつコーティング材料２
をノズル開放端１１から分離し易くすることができ、特
に、粘度が高いコーティング材料２を用いる場合に効果
がある。さらに吐出ノズルの開放端１１をエツジ状に加
工することにより、コーティング材料２をノズル開放端
１１からさらに分離し易くすることができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明に係るコーティング装置によれば
、液状コーティング材料を吐出する吐出ノズルを、その
内部側から吐出端側に向かって円錐形に開いた内部構造
を持つものとし、該吐出ノズル内部に液状コーティング
材料を定量供給するデイスペンサ（定量供給装置）とと
もに、上記吐出ノズル内部に空気を供給して該液状コー
ティング材料を上記吐出ノズルの内部側から吐出端側に
向かって移動させるエアコントローラ（空気圧制御手段
）を設け、上記吐出ノズル内でコーティング材料を塗布
前に膜状に変え、この膜状コーティング材料を被コーテ
ィング物上に被着するようにしたので、粘度が高いコー
ティング材料あるいは揮発性が高いコーティング材料を
用いても、膜厚の均一な塗膜を形成することができる効
果がある。

また、被コーティング物が立体的に入り組んだ、外力に
より変形しやすい構造を備えた、例えばワイヤボンドさ
れた半導体チップのようなものである場合でも、膜状の
コーティング材料が半導体チップの上方から配線基板に
向かって接近して来る際、チップ部品の該コーティング
材料との接触部分はすべて被覆されて行くこととなり、
確実かつ良好なコーティングを行なうことが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるコーティング装置の
構造を示す断面図、第２図ないし第５図はそれぞれ該装
置によりフィルムキャリア表面をコーティングする場合
を説明するための断面図、第６図及び第７図は該装置に
より半導体デバイスの表面をコーティングする場合を説
明するための断面図、第８図は従来コーティング装置の
構造を示す断面図、第９図は従来コーティング装置の使
用状態を説明するための断面図である。 図において、２はコーティング材料、３はフィルムキャ
リア、３ａはリード、３ｂはベースフィルム、３ｃはボ
ンディング部、３ｄは半導体チップ、４はデイスペンサ
（定量供給装置）、４ａは第１のエアコントローラ、４
ｂは第１のエアパイプ、４Ｃはシリンジ、４ｄはニード
ル、６は第２のエアコントローラ（空気圧制御手段）、
７は第２のエアバイブ、８は吐出ノズル、９は狭隘通路
部、９ａは材料貯留室、１０はノズル開口部（吐出部）
、１１はノズル開口端である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）物品の表面に所定の粘性を有する液状コーティング
   材を塗布して、該物品表面のコーティングを行なう装置
   において、 一定量のコーティング材料を一時的に溜める材料貯留室
   と、その吐出端に向けてその内径が広がって行く円錐形
   状を有し、コーティング材料を吐出する吐出部と、上記
   材料貯留室と吐出部の円錐頂部とを連通する狭隘通路部
   とを有する吐出ノズルと、 該吐出ノズルの材料貯留室にコーティング材料を定量供
   給する定量供給装置と、 該材料貯留室内の空気圧を制御する空気圧制御手段とを
   備え、 コーティング時、上記材料貯留室に定量供給されたコー
   ティング材料を、上記空気圧制御により吐出部内に移動
   させて、該吐出部内で膜状に成形し、これを物品のコー
   ティング面に被着するようにしたことを特徴とするコー
   ティング装置。