JPH06170302A - マルチ制御機能付きディスペンサおよびそれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液状材料の吐出条件および使用量を総合的に
制御するマルチ制御機能によって、連続して安定した液
状材料の供給が可能とされるマルチ制御機能付きディス
ペンサおよびそれを用いた半導体製造装置を提供する。 【構成】 ＴＣＰの半導体集積回路装置に対して液状材
料を定量的に供給するポッティング装置に適用され、液
状レジン１が貯溜されるシリンジ２と、シリンジ２に液
状レジン１を補給するタンク３と、シリンジ２およびタ
ンク３内の液状レジン１の吐出条件を制御するディスペ
ンサ４とから構成されている。そして、ディスペンサ４
には、液状レジン１の定量吐出機能の他に、液状レジン
１の混合、脱泡、恒温および補給機能が兼ね備えられ、
液状レジン１の組成分離、空気の巻き込み、粘度変動お
よび水頭差変動による吐出量のばらつきが総合的に制御
されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液状材料による封止お
よび塗布処理などに用いられるディスペンサに関し、特
にフープ材料からなるＴＣＰ（Tape Carrier Package）
などの半導体製造装置において、連続して安定した液状
材料の供給が可能とされるマルチ制御機能付きディスペ
ンサおよびそれを用いた半導体製造装置に適用して有効
な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液状材料による封止および塗布処
理などに用いられるディスペンサにおいて、たとえば液
状レジン、ペースト半田などの液状材料の供給は、シリ
ンジ内に貯溜された液状材料をエアーで加圧し、ノズル
の先端から液状材料を線塗布または点塗布して単位時間
に一定量を供給する方法が採用されている。

【０００３】この場合に、シリンジの液状材料の水頭差
によって吐出量が変動するため、吐出時間補正、吸引力
補正または吐出圧力補正などの各種補正機能が兼ね備え
られた定量吐出機能を高めたディスペンサが市販されて
いる。

【０００４】また、液状材料の組成によっては、混合、
脱泡によって組成の均一化が必要な場合や、温度によっ
て粘度が変動する材料においては恒温にして定量吐出の
必要があり、さらに液状材料の吐出量が多く、被吐出対
象物の処理量が多い場合には、別置きの大容量タンクな
どから液状材料を補給し、シリンジ内の残量を一定にし
て水頭差の変動に伴う吐出量のばらつきを防止する必要
がある。

【０００５】ところが、近年のディスペンサにおいて
は、シリンジ恒温、タンク混合、タンク補給が可能とな
り、これらの制御は単体制御を目的としており、液状材
料の残量のモニター、全体系の全自動制御が不足して人
による監視、操作を必要とする場合が多く、連続運転時
の補助作業が必要となっている。

【０００６】たとえば、このようなディスペンサを用い
た連続塗布・乾燥装置においては、図３に示すように大
きく分けてワーク搬送系３１、ワーク塗布部３２および
乾燥部３３から構成され、ディスペンサ３４の制御によ
ってシリンジ３５の先端から液状レジンが吐出されるよ
うになっている。

【０００７】このワーク塗布部３２は、図４に示すよう
にシリンジ３５に液状レジン３６が貯溜され、この液状
レジン３６がディスペンサ３４により加圧されて、シリ
ンジ３５が所定の軌跡で動かされてノズル３７の先端か
ら半導体チップ３８およびその周辺に液状レジン３６が
塗布される。そして、塗布後、乾燥部３３で処理され
る。

【０００８】ここで、ディスペンサ３４によって塗布さ
れた液状レジン３６は、シリンジ３５の水頭差が低下す
ると補給が必要となる。また、シリンジ３５の水頭差に
より、一定の吐出時間、一定の吐出圧力では吐出量の低
下が発生するので、補正、監視が必要となる。

【０００９】また、ワーク塗布部３２に近接した所に乾
燥部３３があり、シリンジ３５の液状レジン３６の温度
が上昇すると粘性が変動して吐出量が変化するので、温
度の安定化が必要となる。これらが、連続生産性を低下
させ、作業効率の向上を妨げる大きな要因となってい
る。

【００１０】なお、この種の液体定量吐出装置について
は、たとえば技術調査会株式会社発行、「ＭＥＣＨＡＴ
ＲＯＮＩＣＳ １９９１，１２月号」Ｐ４７〜Ｐ４９に
記載される技術などが挙げられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な従来技術において、単一機能を有するディスペンサで
は、図４に示すように定量吐出機能しか備えていないた
め、材料の組成によっては混合、脱泡により組成の均一
化を要し、別制御または別機能のユニットが必要とな
る。

【００１２】たとえば、図５に示すように、液状レジン
３６をタンク３９から補給し、かつタンク３９内の液状
レジン３６をタンク混合部４０により撹拌して混合させ
る機能を兼ね備える場合には、ディスペンサ３４の他
に、タンク加圧制御部４１、タンク混合制御部４２およ
び材料補給制御部４３が必要となる。

【００１３】また、温度によって粘度が変わって吐出量
が変動する液状材料においては、前述と同様に恒温して
定量吐出させる別制御または別機能を備えたユニットが
必要となり、たとえば図６に示すように、図５の構成に
加えてさらにシリンジ温調部４４とそのシリンジ温調制
御部４５、タンク温調部４６とそのタンク温調制御部４
７が必要となり、これらの全ての制御部を監視し、操作
しなければならないという欠点がある。

【００１４】従って、従来のディスペンサにおいては、
補給、混合および恒温などの機能制御は単体制御を目的
としており、連続運転時においては作業者による補助作
業を必要とする場合が多く、作業者による操作ミスが生
じたり、連続生産における生産効率の向上が望めないな
どの問題がある。

【００１５】そこで、本発明の目的は、液状材料の吐出
条件および使用量を総合的に制御するマルチ制御機能に
よって、シリンジの水頭差および液状材料の温度変動な
どによる影響を排除し、連続して安定した液状材料の供
給を行うことができるマルチ制御機能付きディスペンサ
およびそれを用いた半導体製造装置を提供することにあ
る。

【００１６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１８】すなわち、本発明のマルチ制御機能付きデ
ィスペンサは、シリンジに貯溜される液状材料を被吐出
対象物に対して定量的に吐出するディスペンサであっ
て、液状材料の定量吐出機能の他に、液状材料の混合、
脱泡、恒温または補給機能の少なくとも１つ以上の機能
を兼ね備えるものである。

【００１９】この場合に、前記液状材料の定量吐出、混
合、脱泡、恒温および補給機能を全て兼ね備えるように
したものである。

【００２０】また、本発明の半導体製造装置は、前記マ
ルチ制御機能付きディスペンサを用い、被吐出対象物と
しての半導体装置に対して液状材料を定量的に供給する
ものである。

【００２１】

【作用】前記したマルチ制御機能付きディスペンサおよ
びそれを用いた半導体製造装置によれば、液状材料の混
合、脱泡、恒温または補給機能の少なくとも１つ以上の
機能が兼ね備えられたり、またはこれらの全ての機能が
備えられることにより、液状材料の組成分離、空気の巻
き込み、粘度変動および水頭差変動による吐出量のばら
つきを総合的に補正制御することができる。

【００２２】これにより、ディスペンサの制御系をマル
チ処理対応にし、作業者による補助作業を必要とするこ
となく、定められた吐出条件および使用量に基づいて液
状材料の吐出を総合的に制御し、連続運転における生産
効率を高めることができる。特に、半導体装置に対して
液状材料を定量的に供給することができるので、吐出量
を連続的に安定させて歩留りの向上が可能となる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるマルチ制御機
能付きディスペンサを示す概略構成図、図２は本実施例
のディスペンサを用い、半導体装置の樹脂封止状態を示
す断面図である。

【００２４】まず、図１により本実施例のマルチ制御機
能付きディスペンサの構成を説明する。

【００２５】本実施例のマルチ制御機能付きディスペン
サは、たとえば半導体装置（被吐出対象物）に対して液
状材料を定量的に供給するポッティング装置（半導体製
造装置）に適用され、液状レジン（液状材料）１が貯溜
されるシリンジ２と、このシリンジ２に液状レジン１を
補給するタンク３と、これらのシリンジ２およびタンク
３内の液状レジン１の吐出条件を制御するディスペンサ
４とから構成されている。

【００２６】そして、このディスペンサ４には、液状レ
ジン１の定量吐出機能の他に、液状レジン１の混合、脱
泡、恒温および補給機能が兼ね備えられ、液状レジン１
の組成分離、空気の巻き込み、粘度変動および水頭差変
動による吐出量のばらつきがディスペンサ４の各機能に
よって総合的に制御されるようになっている。

【００２７】シリンジ２には、この外周部の所定の位置
に液状レジン１の貯溜量を検知する低レベルセンサ５お
よび高レベルセンサ６が設けられ、常に所定の範囲内の
液状レジン１の貯溜量によって水頭差による吐出量の変
動が防止されている。

【００２８】また、シリンジ２の外周部には、温度セン
サ７が内蔵されたシリンジ温調部８が設けられ、シリン
ジ２内の液状レジン１の温度が所定の範囲内に保持さ
れ、吐出量の変動要因となる温度による粘度の変化が防
止されるようになっている。

【００２９】さらに、シリンジ２内は、吸引孔９を通じ
て吸引力が加えられて常に所定の圧力に減圧され、液状
レジン１が供給される場合の空気の巻き込みなどによる
気泡の発生が防止されている。

【００３０】タンク３には、シリンジ２と同様に液状レ
ジン１の貯溜量を検知する低レベルセンサ１０および高
レベルセンサ１１がタンク３の外周部に設けられ、液状
レジン１の貯溜量が監視されている。そして、タンク３
は材料補給弁１２を介してシリンジ２に接続され、シリ
ンジ２内の貯溜量に応じて液状レジン１がタンク３内か
ら補給されるようになっている。

【００３１】また、タンク３の外周部には、温度センサ
１３が内蔵されたタンク温調部１４が設けられ、タンク
３内の液状レジン１の温度が監視されて所定の範囲内に
保持されている。

【００３２】さらに、タンク３の内部には、たとえばモ
ータにより間欠または一定に回転駆動される撹拌棒など
によるタンク混合部１５が設けられ、液状レジン１の組
成分離などによる吐出量の変動が防止されるようになっ
ている。

【００３３】ディスペンサ４は、液状レジン１の吐出圧
力および吐出時間による定量吐出制御の他に、シリンジ
２およびタンク３内の液状レジン１の状態を監視し、吐
出量のばらつきに起因する液状レジン１の組成分離、空
気の巻き込み、粘度変動および水頭差変動などが総合的
に補正制御されるようになっている。

【００３４】また、ディスペンサ４の運転モードとして
は、たとえば全機能による自動運転モード、機能を組み
合わせたブロック運転モード、各機能別による単独運転
モード、材料、品種別などに対応した吐出条件運転モー
ドなどを備え、各種の製品による吐出条件対応、機能確
認、取り扱い性などに応じて選択され、最適な制御が行
われるようになっている。

【００３５】以上のように構成されるディスペンサ４
は、たとえば図２に示すように、キャリヤテープ１６に
被着されたインナーリード１７に半導体チップ１８がボ
ンディングされ、さらにこの半導体チップ１８と周辺の
キャリヤテープ１６上に液状レジン１が塗布されるフー
プ材料からなるＴＣＰの半導体集積回路装置などに用い
られる。

【００３６】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３７】まず、シリンジ２に、タンク３を通じて高
レベルセンサ６により検知されるまで液状レジン１を貯
溜する。そして、シリンジ２を所定の軌跡で動かしなが
ら、ディスペンサ４で吐出圧力および吐出時間による吐
出条件を制御してノズル１９の先端から液状レジン１を
所定量だけ塗布する。

【００３８】この場合に、シリンジ２内の液状レジン１
は低レベルセンサ５により常に検知状態にあり、液状レ
ジン１が低レベルより少なくなったときには材料補給弁
１２が開かれてタンク３より液状レジン１が補給され
る。これにより、従来のような水頭差による影響がな
く、液状レジン１の吐出量を安定させることができる。

【００３９】同時に、シリンジ２内の液状レジン１は温
度センサ７によって検知されているので、液状レジン１
の温度が下がった場合には、シリンジ温調部８を通じて
加熱し、常に所定の範囲内に温度制御することができ
る。これにより、従来問題となっていた温度変動が要因
となる液状レジン１の粘度変化を防止し、液状レジン１
を安定して吐出することができる。

【００４０】さらに、液状レジン１の組成によっては混
合、脱泡により組成の均一化を必要とするが、本実施例
においては、タンク３内の液状レジン１をタンク混合部
１５により撹拌して混合し、さらにシリンジ２内を吸引
孔９を通じて減圧状態に保持することができるので、液
状レジン１の組成や液状レジン１の供給時の空気の巻き
込みなどに影響されることがない。

【００４１】従って、本実施例のディスペンサ４によれ
ば、シリンジ２の外周部に低レベルセンサ５、高レベル
センサ６および温度センサ７が内蔵されたシリンジ温調
部８が設けられ、かつ液状レジン１を補給するタンク３
に、低レベルセンサ１０、高レベルセンサ１１、タンク
温調部１４およびタンク混合部１５が設けられ、マルチ
制御機能を備えたディスペンサ４で設定された吐出条件
に基づいて総合的に制御することができるので、連続運
転時において、従来のような作業者による補助作業を必
要とすることなく、連続生産における生産効率の向上を
図ることができる。

【００４２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４３】たとえば、本実施例のディスペンサについ
ては、フープ材料からなるＴＣＰの半導体集積回路装置
に適用した場合について説明したが、本発明は前記実施
例に限定されるものではなく、短冊材料からなる半導体
集積回路装置、個別の半導体集積回路装置などについて
も広く適用可能である。

【００４４】また、液状レジン１による樹脂封止につい
て説明したが、たとえばペースト材などのスクリーン印
刷工程、パターン塗布工程などの他の半導体製造装置に
も広く適用可能である。

【００４５】さらに、本実施例においては、液状レジン
１の定量吐出機能の他に、混合、脱泡、恒温および補給
機能の全てが兼ね備えられる場合について説明したが、
液状材料または被吐出対象物などに応じて少なくとも１
つ以上の機能を兼ね備える場合などについても適用可能
であることはいうまでもない。

【００４６】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である半導体集積回路装
置の製造に用いられるディスペンサに適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ
オード、トランジスタ、コンデンサなどのコーティング
封止を有する電子部品の封止、エポキシ、セラミック基
板への印刷、コーティングを有する基板への樹脂塗布、
印刷などが必要とされる他の製造装置についても広く適
用可能である。

【００４７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００４８】(1).液状材料の定量吐出機能の他に、液状
材料の混合、脱泡、恒温または補給機能の少なくとも１
つ以上の機能を兼ね備えたり、またはこれらの全ての機
能を兼ね備えることにより、液状材料の組成分離、空気
の巻き込み、粘度変動および水頭差変動による吐出量の
ばらつきを総合的に補正制御することができるので、吐
出量の連続的な安定化によって信頼性の向上が可能とな
る。

【００４９】(2).特に、マルチ制御機能付きディスペン
サを半導体製造装置に用いることにより、半導体装置に
対して液状材料を定量的に供給することができるので、
製品歩留りの向上が可能となる。

【００５０】(3).前記(1) により、ディスペンサのマル
チ制御により定められた吐出条件および使用量に基づい
て制御することができるので、連続運転における生産効
率の向上が可能となる。

【００５１】(4).前記(1) により、ディスペンサのマル
チ制御により総合的に制御することができるので、作業
者による補助作業が低減されることによって監視ミス、
操作ミスなどの作業ミスの防止が可能となる。

【００５２】(5).前記(1) により、マルチ制御機能を備
えたディスペンサにより総合的に制御することができる
ので、設備のコンパクト化、省スペース化および低コス
ト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるマルチ制御機能付きデ
ィスペンサを示す概略構成図である。

【図２】本実施例のディスペンサを用い、半導体装置の
樹脂封止状態を示す断面図である。

【図３】従来技術の一例であるディスペンサを用いた連
続塗布・乾燥装置を示す概略構成図である。

【図４】従来技術の一例であるディスペンサを示す概略
構成図である。

【図５】従来技術の一例であるディスペンサの変形例を
示す概略構成図である。

【図６】従来技術の一例であるディスペンサの他の変形
例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 液状レジン（液状材料） ２ シリンジ ３ タンク ４ ディスペンサ ５ 低レベルセンサ ６ 高レベルセンサ ７ 温度センサ ８ シリンジ温調部 ９ 吸引孔 １０ 低レベルセンサ １１ 高レベルセンサ １２ 材料補給弁 １３ 温度センサ １４ タンク温調部 １５ タンク混合部 １６ キャリヤテープ １７ インナーリード １８ 半導体チップ １９ ノズル ３１ ワーク搬送系 ３２ ワーク塗布部 ３３ 乾燥部 ３４ ディスペンサ ３５ シリンジ ３６ 液状レジン ３７ ノズル ３８ 半導体チップ ３９ タンク ４０ タンク混合部 ４１ タンク加圧制御部 ４２ タンク混合制御部 ４３ 材料補給制御部 ４４ シリンジ温調部 ４５ シリンジ温調制御部 ４６ タンク温調部 ４７ タンク温調制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンジに貯溜される液状材料を被吐出
   対象物に対して定量的に吐出するディスペンサであっ
   て、前記液状材料の定量吐出機能の他に、該液状材料の
   混合、脱泡、恒温または補給機能の少なくとも１つ以上
   の機能を兼ね備え、前記液状材料の組成分離、空気の巻
   き込み、粘度変動または水頭差変動による吐出量のばら
   つきを補正制御することを特徴とするマルチ制御機能付
   きディスペンサ。
2. 【請求項２】 前記液状材料の定量吐出、混合、脱泡、
   恒温および補給機能を全て兼ね備え、前記液状材料の吐
   出を総合的に制御することを特徴とする請求項１記載の
   マルチ制御機能付きディスペンサ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のマルチ制御機能
   付きディスペンサを用い、前記被吐出対象物としての半
   導体装置に対して前記液状材料を定量的に供給すること
   を特徴とするマルチ制御機能付きディスペンサを用いた
   半導体製造装置。