JPH09225374A - 精密定量吐出方法および吐出装置 - Google Patents

精密定量吐出方法および吐出装置

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JPH09225374A
JPH09225374A JP8036055A JP3605596A JPH09225374A JP H09225374 A JPH09225374 A JP H09225374A JP 8036055 A JP8036055 A JP 8036055A JP 3605596 A JP3605596 A JP 3605596A JP H09225374 A JPH09225374 A JP H09225374A
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積 高堂
Akihisa Sakata
明久 坂田
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Emiile Denshi Kaihatsushiya Kk
NEC Kyushu Ltd
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Emiile Denshi Kaihatsushiya Kk
NEC Kyushu Ltd
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内に入れられた物質を空気圧を利用して
吐出する場合、吐出の進行に伴って容器内空気体積が増
加され、吐出量が変化されてしまう。これを防止するた
めには、そのつど予備吐出を行って圧力変化を測定して
おく必要があるが、吐出量を変更する度にこの予備吐出
を行う必要があり、作業が複雑なものとなる。 【解決手段】 容器5の内部圧力を測定する一方、既知
容積の容器8の内部圧力を測定し、制御回路25ではこ
れらの測定圧力の差や比をとり、かつ予め記憶されてい
る実測値に基づいてこれを補正することで、容器5内の
樹脂4の残存量を算出し、これに基づいて適切な空気圧
と吐出時間を求め、吐出制御部12の空気圧を制御す
る。樹脂4の吐出量が変化される場合でもこれに対応し
て一定の吐出量を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は容器内に入れられた
樹脂等の材料を吐出ノズルから吐出するための精密定量
吐出方法と吐出装置に関し、特に容器内に供給する空気
圧を利用して一定量の材料を吐出することを可能にした
吐出方法および吐出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体装置の製造工程におい
て、リードフレームに素子チップを接着するような場合
に、リードフレームに一定量の接着剤を供給し、この接
着剤上に素子チップを載置し、かつ押圧して接着を行う
技術が提案されている。この場合、接着剤の量が少ない
と接着不良が生じ、多いと素子チップの周辺に接着剤が
溢れて種々の不具合が生じるため、従来から一定量の接
着剤を供給するための定量吐出装置が提案されている。
このような吐出装置として、容器内に接着剤を入れてお
き、容器の一方側から空気圧を供給することで他方側に
設けた吐出ノズルから接着剤を吐出させる、いわゆる空
気圧式吐出装置が提案されている。この吐出装置では、
空気圧とその吐出時間によって接着剤の吐出量を比較的
容易に制御することが可能である。
【0003】しかしながら、この従来の吐出装置では、
1回に吐出する接着剤量に比較して容器の容積が大きく
ない場合には、吐出の進行に伴って容器内の空気体積が
増大されると、容器内に供給される空気圧と吐出時間が
一定であっても、容器内における吐出圧力が徐々に低減
され、結果として吐出量が少なくなってしまうという問
題が生じている。このような問題を解消するために、例
えば、特開平5−67057号公報では、容器内へ加え
られる圧力波形を検出し、この検出された圧力波形の積
分値とあらかじめ定められた基準圧力波形の積分値との
差を補償するように吐出時間及び吐出圧力からなる吐出
条件を制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この公報に
記載の吐出装置では、容器を用いて全ての接着剤を吐出
させてその基準圧力波形を得ているために、突出する接
着剤の種類や量等が相違する際には必ずその条件での予
備吐出を行って基準圧力波形を得る必要があり、実際の
利用が煩雑なものになる。特に容器が大型の場合には、
全ての接着剤を吐出させるための時間が長く、作業効率
が悪いという問題が生じる。また、空気圧系に異常が生
じたような場合には、実際の吐出時の圧力波形と基準圧
力波形が大きく相違されることがあるが、このような場
合でも異常を検出することなく吐出条件を制御するよう
に動作されてしまうため、適正な吐出量の制御が不可能
となり、大量の不良品が製造されてしまうおそれがあ
る。このことは、吐出装置内に設けられている増幅器及
びA/D変換器等の電気機器の電気的特性がドリフト等
の経時変化を生じた場合にも同様であり、その変化分が
吐出条件に反映され吐出量の誤差となる。
【0005】本発明の目的は、吐出条件の変更や装置内
での異常やドリフト等に対応して吐出量の変動を自動的
に補正し常に一定の吐出量を維持することが可能な精密
定量吐出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の吐出方法は、高
圧空気を所定の圧力および時間で容器に供給し、この空
気圧を利用して前記容器内の物質を吐出させるに際し、
容器内の内部圧力を測定した測定圧力値と、既知の容積
の容器の内部圧力を測定して基準圧力値とに基づいて前
記容器内の残存物質量を測定し、この残存物質量に基づ
いて吐出量を制御することを特徴とする。
【0007】また、本発明の吐出装置は、吐出する物質
が入れられてこの物質を吐出させるための吐出ノズルを
有する容器と、この容器に空気圧を供給する手段とを備
え、高圧空気を所定の圧力および時間で容器に供給し、
この空気圧を利用して容器内の物質を吐出させるように
した吐出装置において、空気圧を供給する手段は、容器
内の内部圧力を測定する手段と、既知の容積の容器の内
部圧力を測定する手段と、これらの測定された内部圧力
に基づいて容器内の残存物質量を求め、この残存物質量
に基づいて最適な空気圧と時間を求める手段と、この求
められた空気圧と時間とに基づいて容器に供給する空気
圧と時間を制御する手段とを備えることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明を半導体製造装置ライ
ンにおけるリードフレームへの素子チップを接着するた
めの樹脂を吐出するための精密定量吐出装置に適用した
ブロック構成図である。搬送レール1で搬送、位置決め
されたリードフレーム2の被接着部上に、接着剤である
樹脂4が入った容器5が設けられており、この容器5の
下端部には前記リードフレーム2の被接着部上に樹脂4
を供給させるための吐出ノズル3が取り付けられてい
る。前記容器5は、その内部の上側に接続チューブ6が
接続されており、この接続チューブ6に供給される高圧
の空気圧によって前記樹脂を吐出ノズル3から吐出で
き、かつその吐出量は接続チューブ6を通して容器5内
に供給される空気圧により設定される。
【0009】前記接続チューブ6は前記空気圧を供給す
る吐出装置本体21の吐出口7に接続される。この吐出
装置本体21には、大気圧取入口18と、図外の高圧空
気供給源に接続される高圧空気供給口19とがそれぞれ
配置されており、これらの大気取入口18と高圧空気供
給口19は機内チューブ22によって前記吐出口7に接
続される。そして、前記高圧空気供給口19につながる
機内チューブ22には吐出制御部12とバキューム制御
部13とが並列状態で介挿されており、吐出制御部12
は電磁弁等が内蔵され高圧空気供給口19から吐出口7
に向けて供給される高圧空気量を制御する際に利用さ
れ、バキューム制御部13は真空発生装置等が内蔵され
前記機内チューブ22内の空気圧を負圧(真空圧)に制
御する際に利用される。これらの吐出制御部12とバキ
ューム制御部13は後述するCPU部16によって制御
される。
【0010】さらに、前記機内チューブ22と吐出口7
との間には、吐出装置本体21内に内装されている既知
の容積の容器8と吐出口7のいずれかを選択的に機内チ
ューブ22に接続するための電磁弁10が介挿される。
また、前記機内チューブ22を前記大気圧取入口18に
接続し、或いは機内チューブ22を閉塞させる電磁弁1
1が設けられる。そして、これら電磁弁10,11が機
内チューブ22に接続される箇所には、機内チューブ2
2内の空気圧を検出するための圧力センサ9が接続され
ており、その検出信号に基づいて前記吐出制御部12と
バキューム制御部13を制御する制御回路25が設けら
れる。
【0011】前記制御回路25は、前記圧力センサ9の
検出信号を増幅器14で増幅し、その増幅信号をA/D
変換器15でA/D変換し、変換されたデジタル信号が
CPU部16に入力される。CPU部16には前記容器
5内における樹脂4の残量判断等に必要な演算式等の情
報が記憶されているメモリ17が接続されている。ま
た、CPU部16は吐出開始指令端子20により動作を
行うように構成され、このCPU部16によって前記吐
出制御部12やバキューム制御部13の制御が実行され
る。
【0012】このように構成された吐出装置の動作を説
明する。搬送レール1により搬送されたリードフレーム
2が所定位置に設定されると、吐出装置本体21の吐出
口7からの空気圧が接続チューブ6を介して容器5内に
供給される。このため、容器5内の樹脂4は空気圧によ
って吐出ノズル3から押出され、リードフレーム2上に
供給される。しかる後、リードフレーム2は更に搬送レ
ール1上を移動され、次の移動位置において前記樹脂4
上に素子チップが搭載され、押圧されてリードフレーム
に接着されることになる。
【0013】ところで、吐出動作を行っていない状態に
おいては、容器5内の樹脂4が自重で液だれを起こさな
いように接続チューブ6及び容器5をバキューム制御部
13で真空にしている。このための動作は、まず電磁弁
10をaの位置に、電磁弁11をaの位置に設定し容器
5、接続チューブ6及び機内チューブ22の内部圧力を
大気圧にする。この時、吐出制御部12及びバキューム
制御部13は出力を閉鎖している。そして、一定時間経
過後、電磁弁11をb側に設定し、容器5、接続チュー
ブ6および機内チューブ22の空気圧回路の経路を密閉
する。この動作により、安定した内部圧力を設定するこ
とが出来る。次に、バキューム制御部13の電磁弁を制
御して、上記動作により密閉した空気圧回路の経路に真
空圧力を一定時間供給する。これにより、容器5内を真
空とし、樹脂4の液だれを防止する。そして、この時の
圧力を圧力センサ9にてアナログ電気信号に変換し、増
幅器14で増幅されたアナログ信号をA/D変換器15
でデジタル信号に変換する。その後、CPU部16にて
メモリ17へ格納し記憶する。これが容器5の測定圧力
値となる。
【0014】次に、電磁弁10をbに、電磁弁11をa
に設定し、既知の容積の容器8及び機内チューブ22の
内部圧力を大気圧に設定する。この時、吐出制御部12
及びバキューム制御部13は出力を閉鎖している。一定
時間経過後、電磁弁11をbに設定し機内チューブ22
と既知の容積の容器8の空気圧回路の経路を密閉する。
この制御によって安定した内部圧力を設定する。その
後、バキューム制御部13内部の電磁弁を制御して密閉
した空気圧回路に真空圧力を一定時間供給する。これに
より、容器8の容積が容器5と同様の真空状態となる。
そして、この時の圧力を前記と同様に圧力センサ9にて
測定し、得られたデジタル信号をCPU部16にてメモ
リ17へ記憶する。以降、この内部圧力を基準測定圧力
値と表現する。
【0015】以上の制御及び測定によって容器5の内部
圧力と、接続チューブ6と既知の容積の容器8及び機内
チューブ22の内部圧力が測定される。この測定した内
部圧力測定値は同一条件下の基準圧力で、そして同一セ
ンサで測定した事に他ならない。この事は温度変化や経
時的な変動があった場合において、被測定容器内の圧力
と基準測定圧力値の関係は変わらないことを意味してい
る。なお、この実施例において説明した真空圧力は吐出
に影響しない程度の微弱な圧力である。また、真空圧力
の代わりに大気圧以上の微弱な圧力でも本測定は可能で
ある。
【0016】ここで、前記したように、リードフレーム
2に対して樹脂4を吐出させる動作を進行させると、前
記容器5の内部空気体積がこの吐出動作によって樹脂が
低減されるのに伴って増加され、最後は樹脂4が全て吐
出されることにより容器5内の空気体積は最大となる。
この様に容器5の内部空気体積が増加されると、容器5
内に一定圧および一定時間の空気圧を供給してもその吐
出圧力が変動されるため、結果的に吐出ノズル3からの
樹脂4の吐出量が変化されることになる。
【0017】この時の容器内部の空気体積の増加に対す
る樹脂4の吐出量を安定するための最適な空気圧とその
供給時間は実験的に求めることができるため、予め1回
の吐出を実験的に行ってその際に得られた測定値をメモ
リ17に記憶させておけば、その後は、容器5の内部空
気体積、換言すれば容器内の残存樹脂量を計測すること
で最適な吐出条件を設定し、制御することが可能とな
る。すなわち、大気圧からある一定圧力で一定時間与え
られた後の容器内圧力は、その容器内の残存樹脂量によ
り変化する変動量であり、CPU部16はこの圧力を同
条件で動作させた容量が既知である容器8の圧力と比較
し、容器5の残存樹脂量を算出する。
【0018】そして、この容器5の残存樹脂量は、前記
した容器の測定圧力値と基準測定値の差及び比率などか
ら求めることができるため、この残存樹脂量を求めた上
で、メモリ17に記憶されている実測値とを対照させて
所定の補正処理を行うことで、前記最適空気圧と供給時
間を得ることができる。この得られた空気圧と時間とに
基づいてCPU部16は吐出制御部12の空気圧を制御
し、この空気圧を機内チューブ22、吐出口7、接続チ
ューブ6を介して容器5に供給し、この制御された空気
圧および時間により容器5内の樹脂4を吐出ノズル3か
らリードフレーム2上に吐出させることで、常に一定量
の樹脂の吐出が可能となる。
【0019】図2は被測定容器の測定圧力値及び基準測
定圧力値の差に、メモリ17に記憶されている実測値に
基づくオフセットなどの補正を施して正規化した特性
と、容器5内の残存樹脂量の関係を表したものである。
この図において、内部圧力が90以上となる場合は接続
チューブ6が吐出口7に接続されておらず、吐出口7が
閉じている状態を示す。また、20以下は吐出口以降の
空気経路が開放されている状態もしくは配管経路に空気
漏れがある状態である。したがって、容器5における残
存樹脂量に応じて吐出される樹脂量を高精度に制御する
ことが可能となる。このことは、換言すれば樹脂の吐出
量の変化にかかわらず常に吐出する樹脂量を高精度に制
御することが可能となることである。これにより、従来
技術のような基準圧力波形を利用する場合に比較して、
異なる樹脂吐出量に対しても、何らの予備吐出を行うこ
となくこれに対応することが可能となる。
【0020】図3は被測定用気圧力値のみで空気圧回路
の異常及び正常の状態を検出できることを示したもので
ある。経過時間t1は過渡的な状態でも判別が可能であ
ることを示している。また、安定な状態t2でも同様に
判定可能である。波形Aは接続チューブ6のみで、その
先端に容器が取り付いておらず大気開放状態である場合
の圧力波形を表している。波形Bは取り付け部等で漏れ
がある場合の圧力波形である。波形Cは正常な波形を表
しており、波形Dは吐出口7に接続チューブが取り付い
ていない状態である時の波形である。このように、空気
圧回路の異常及び正常の状態を検出することで最適な吐
出条件を設定し、制御を行うことが可能となる。
【0021】次に、本発明の第2の実施形態について図
4を参照して説明する。ここで、第1の実施形態と同一
の要素は同一の符号を付してある。この実施形態では吐
出装置本体21には既知の容積の容器8を独立して設け
てはおらず、装置本体21内に延設されている機内チュ
ーブ23の内部容積を既知とし、これを利用して基準測
定圧力値を求めている。このため、ここでは電磁弁10
と並んで電磁弁24を付設し、これら電磁弁23,24
を機内チューブ23で接続し、この電磁弁24から取り
出される電磁弁10と吐出口7との間の空気圧回路の内
部圧力と、機内チューブ23の内部圧力とを圧力センサ
9で測定し得るように構成される。
【0022】この実施形態では、基準測定圧力値を得る
際には、電磁弁10をaに、電磁弁11をaに、電磁弁
24をaに設定し、容器5と接続チューブ6及び機内チ
ューブ22の内部圧力を大気圧とする。この時、吐出制
御部12とバキューム制御部13は出力を閉鎖してい
る。一定時間経過後、電磁弁11をb側に設定し、容器
5と接続チューブ6と機内チューブ22の空気圧回路の
経路を密閉する。この操作により安定した内部圧力を設
定したことになる。しかる後、電磁弁10をb側に設定
し、圧力センサ9で機内チューブ23の圧力が測定さ
れ、基準測定圧力値としてメモリ17に記憶されること
は言うまでもない。
【0023】なお、前記第1の実施形態では容器5の測
定圧力値は容器5と接続チューブ6と電磁弁10と機内
チューブ22までの内部容積を測定していたが、この第
2実施形態では容器5と接続チューブ6と電磁弁10ま
での空気圧回路の経路を内部容積の圧力測定の対象とし
ている。この様に第2の実施形態では、空気圧回路の経
路を用いて行うが、容器5内の樹脂4の残量を測定し
て、適切な吐出を行う動作は第1の実施形態と全く同様
である。なお、この第2の実施形態では既知容積の容器
8が不要となる反面、電磁弁が1つ必要であり、必要に
応じて任意の側を選択することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、吐出物質
を入れた容器内の内部圧力を測定した測定圧力値と、既
知の容積の容器の内部圧力を測定した基準圧力値とに基
づいて容器内の残存物質量を測定し、この残存物質量に
基づいて吐出量の制御を行っているので、容器内の物質
やその吐出量を変更する場合でも、適切な吐出量の制御
が可能となり、常に一定の吐出量を維持する事ができ
る。また、空気圧回路の異常についても吐出前に検出で
きるようになり、異常動作を未然に防ぐことができる。
例えば配管のはずれや容器と接続チューブとの取り付け
部での漏れ等も吐出動作を行うことなく早期に発見する
ことができるという利点がある。さらに、電気回路の素
子等が経時変化等を生じ、電気的特性が変化された場合
でも吐出条件に反映され、吐出量に影響されないという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のブロック構成図であ
る。
【図2】容器の測定圧力値と基準圧力値の差に実測値で
の補正を行って正規化した特性と容器内残量との関係を
示す図である。
【図3】空気圧回路の異常を検出する際の空気圧を示す
図である。
【図4】本発明の第2の実施形態のブロック構成図であ
る。
【符号の説明】
2 リードフレーム 3 吐出ノズル 4 樹脂 5 容器 6 接続チューブ 7 吐出口 8 既知容積容器 9 圧力センサ 10,11 電磁弁 12 吐出制御部 13 バキューム制御部 18 大気圧取入口 19 高圧空気供給口 21 吐出装置本体 22,23 機能チューブ 24 電磁弁 25 制御回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧空気を所定の圧力および時間で容器
    に供給し、この空気圧を利用して前記容器内の物質を吐
    出させるようにした吐出方法において、前記容器内の内
    部圧力を測定した測定圧力値と、既知の容積の容器の内
    部圧力を測定した基準圧力値とに基づいて前記容器内の
    残存物質量を測定し、この残存物質量に基づいて吐出量
    を制御することを特徴とする精密定量吐出方法。
  2. 【請求項2】 容器および既知容積容器の各内部圧力の
    測定前に、容器、既知容積容器およびこれらを相互に接
    続する空気圧回路の内部圧力を大気圧に設定し、その後
    一定圧力を一定時間加えた後にその内部圧力を測定する
    請求項1の精密定量吐出方法。
  3. 【請求項3】 既知容積容器の内部圧力として、前記空
    気圧回路の一部の内部圧力を用いる請求項2の精密定量
    吐出方法。
  4. 【請求項4】 前記各内部圧力の測定結果より、容器、
    既知容積容器、空気圧回路等における空気洩れの検査を
    行う請求項1ないし3のいずれかの精密定量吐出方法。
  5. 【請求項5】 吐出する物質が入れられてこの物質を吐
    出させるための吐出ノズルを有する容器と、この容器に
    空気圧を供給する手段とを備え、高圧空気を所定の圧力
    および時間で容器に供給し、この空気圧を利用して前記
    容器内の物質を吐出させるようにした吐出装置におい
    て、前記空気圧を供給する手段は、前記容器内の内部圧
    力を測定する手段と、既知の容積の容器の内部圧力を測
    定する手段と、これらの測定された内部圧力に基づいて
    前記容器内の残存物質量を求め、この残存物質量に基づ
    いて最適な空気圧と時間を求める手段と、この求められ
    た空気圧と時間とに基づいて前記容器に供給する空気圧
    と時間を制御する手段とを備えることを特徴とする精密
    定量吐出装置。
  6. 【請求項6】 容器および既知容積容器の内部圧力を測
    定する手段は、容器、既知容積容器を接続する空気圧回
    路を選択的に開放、遮断する複数の電磁弁と、前記空気
    圧回路に臨んで設けられた圧力センサと、前記空気圧回
    路に大気圧と真空圧を供給する空気圧源とを含む請求項
    5の精密定量吐出装置。
  7. 【請求項7】 空気圧と時間を制御する手段は、前記圧
    力センサで測定された測定値に基づいてデジタル値を得
    る回路と、得られたデジタル値を記憶する記憶回路と、
    この記憶回路に記憶された測定値と予め実験から得られ
    た実測値とに基づいて所定の演算を行ない、前記容器内
    の物質の残量を算出するCPU部とを備える請求項5ま
    たは6の精密定量吐出装置。
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