JPH10322000A - 電子部品接着用ボンドの塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンジを基板の上方を水平移動させなが
ら、電子部品を接着するためのボンドを基板の多数の塗
布点に次々に塗布するにあたり、シリンジを高速度で水
平移動させても塗布量のばらつきがなく、安定した塗布
が行えるボンドの塗布方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 シリンジ内に貯留されたボンドを気体圧
を付与することにより基板２０に塗布するボンド１の塗
布方法において、シリンジに吐出動作を行わせるための
気体圧を付与するタイミングからノズル１６ａの下端部
に吐出されたボンド１を基板２０に塗布するタイミング
までの時間Ｔａを各塗布点について予め定められた同一
の所定時間に設定する。このため基板２０へのボンド１
の塗布時にノズル１６ａの下端部に付着するボンド１の
付着量を各塗布点について一定にすることができ、塗布
量の安定したボンド１の塗布を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
接着する電子部品接着用ボンドの塗布方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】様々な品種の電子部品を基板に接着する
ために、基板の所定位置にボンドを塗布することが行わ
れる。この場合、ボンドの塗布量が過少であれば電子部
品の接着力不足を生じ、また過多であると電子部品がボ
ンドに埋没するなどの問題が生じるため、ボンドの塗布
量は適正になるように調整されなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この塗布量の調整は、
従来はシリンジに貯溜されたボンドを加圧する気体圧の
大きさ、加圧時間などの変更により行われていた。しか
しながら、ボンドの塗布装置によってボンドの塗布を行
う場合には、気体圧の大きさや加圧時間などの因子以外
にも、ボンドの塗布量に影響を及ぼす因子が存在する。
例えば、気体圧や加圧時間などを最適に制御しても、基
板に塗布されるボンドの量はばらつくものである。この
ばらつきの要因として、塗布点間の距離のばらつきがあ
る。すなわち、ボンドは一般にシリンジを基板に対して
相対的に水平移動させながら、シリンジ内のボンドを気
体圧で加圧して基板の所定の塗布点にボンドを塗布して
いくが、塗布点間の距離は一定でなく、このため気体圧
で加圧してノズルの下端部に吐出されて付着するボンド
の塗布量はシリンジが目標の塗布点に向かって移動する
間に変化し、その結果、基板に塗布されるボンドの量が
ばらつくことになる。

【０００４】そこで本発明は、基板の多数の塗布点に対
して、ボンドの塗布量のばらつきがなく、しかも高速度
で安定したボンドの塗布が行える電子部品接着用ボンド
の塗布方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンジを基
板に対して相対的に水平移動させながら、シリンジ内の
ボンドに気体圧を付与することにより、ノズルの下端部
にボンドを吐出して付着させ、塗布点間の距離の異なる
基板の複数の塗布点にノズルの下端部に付着するボンド
を着地させて塗布するようにした電子部品接着用ボンド
の塗布方法であって、各塗布点の位置データに基づいて
決定される各塗布タイミングから、すべての塗布点につ
いて予め設定された同一の所定時間遡及したタイミング
で気体圧の付与を開始するようにした。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、各塗
布点の位置データに基づいて決定される各塗布タイミン
グから、すべての塗布点について予め設定された同一の
所定時間遡及したタイミングで気体圧の付与を開始する
ことにより、塗布量の安定したボンドの塗布が行える。

【０００７】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のボンドの
塗布装置の斜視図、図２は同ボンドの塗布装置によるボ
ンドの塗布態様を示す基板の斜視図、図３は同ボンドの
塗布装置の制御系のブロック図、図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は同ボンドの塗布装置のノズルの拡大図、図５
（ａ）は同ボンドの塗布装置の塗布動作のタイミングチ
ャート、図５（ｂ）は同ボンドの塗布装置のノズルの拡
大図、図５（ｃ）は同ボンドの塗布装置のノズルの下端
部のボンド付着量を示すグラフ、図６（ａ）は同ボンド
の塗布装置のノズルの塗布動作のタイミングチャート、
図６（ｂ）は同ボンドの塗布装置のノズルの拡大図、図
６（ｃ）は同ボンドの塗布装置のノズルの下端部のボン
ド付着量を示すグラフである。

【０００８】まず、図１を参照してボンドの塗布装置の
全体構造を説明する。図１において、本体フレーム１１
の上部には透明なカバーボックス１２が被蓋されてお
り、このカバーボックス１２の内部に以下に述べる部品
が配置されている。１３はＸテーブル、１４はＸテーブ
ル１３の両側部にこれと直交するように配設されたＹテ
ーブルであって、Ｘテーブル１３には、ヘッド１５が装
着されている。このヘッド１５には、複数本のシリンジ
１６とカメラ１０が保持されている。

【０００９】それぞれのシリンジ１６には、ボンドが貯
溜されているが、それぞれのシリンジ１６によるボンド
の塗布量は異なっており、対象基板や対象チップなどに
応じて選択的に使用される。移動テーブルであるＸテー
ブル１３とＹテーブル１４にはモータＭｘ，Ｍｙやこの
モータＭｘ，Ｍｙに駆動されて回転するボールねじ１８
などが配設されており、モータＭｘ，Ｍｙが駆動する
と、ヘッド１５はＸ方向や、Ｙ方向に移動し、シリンジ
１６は基板２０に対して相対的に水平移動する。なお作
図の都合上モータＭｘ，Ｍｙやボールねじ１８はその一
部のみを図示している。

【００１０】ヘッド１５の移動路の下方には、左右一対
の棒状のガイドレール１９ａ，１９ｂが配設されてい
る。このガイドレール１９ａ，１９ｂの内面には、基板
２０を搬送するコンベアベルト２１が設けられている。
また一方のガイドレール１９ａの中央部にはクランパ１
９ｃが設けられており、基板２０を他方のガイドレール
１９ｂ側へ押しつけて固定する。従って、ガイドレール
１９ｂとクランパ１９ｃは基板２０の位置決め部を構成
している。そして、このように位置決めされた基板２０
に対してボンドが塗布される。

【００１１】２２はコンベアベルトの駆動用モータ、２
３は基板２０の横幅に応じてガイドレール１９ａとガイ
ドレール１９ｂの間隔を調整するために、一方のガイド
レール１９ａを他方のガイドレール１９ｂに対して基板
２０の横幅方向（Ｙ方向）に移動させるためのモータ、
２４はそのガイドである。

【００１２】次にガイドレール１９ｂの側部に設けられ
たボンド１の試し塗布部３０について説明する。ガイド
レール１９ｂの側方には、繰り出しリール３１と巻き取
りリール３２が対設されており、繰り出しリール３１に
卷回されたテープ３３を巻き取りリール３２で巻き取
る。このテープ３３は、透明もしくは半透明の光透過性
のテープであり、合成樹脂などからなっている。

【００１３】このテープ３３の水平走行部の下方には光
源を有する光源部（図示せず）が配設されており、テー
プ３３へ向かって光を照射する。３４はテープ３３の水
平走行部の直下に配設されたテープ３３の受け台であっ
て、テープ３３を水平に保持させるためのものであり、
透明や白色の光透過板にて形成されている。このテープ
３３の水平走行部は、ボンドを試し塗布するためのステ
ージとなる。

【００１４】図２は、ボンドの塗布態様を示している。
シリンジ１６は基板２０上をＸ方向やＹ方向へ水平移動
しながら、ノズル１６ａからボンド１を吐出し、基板２
０の所定の塗布点Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎ）
に順に塗布する。図中、Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・
Ｄｎ）は各塗布点間のシリンジの移動距離である。後に
詳述するように、本ボンドの塗布装置は、移動距離Ｄが
異なる各塗布点間をシリンジ１６を高速度で移動させな
がら、ノズル１６ａからボンド１を吐出するためにシリ
ンジ１６内に気体圧を付与するタイミングを調整するこ
とにより、各塗布点Ｐ１〜Ｐｎにおいて塗布量が均一な
安定したボンド１の塗布を実現するものである。

【００１５】次にボンドの塗布装置の制御系の構成につ
いて説明する。図３において、４０は主制御部であり、
以下に説明する各部からのデータを受け、また各部に指
令を出して全体の動作を制御する。塗布データ記憶部４
１は、塗布対象の基板２０の各塗布点の座標を記憶す
る。塗布条件記憶部４２は、ボンド１を吐出するための
加圧時間を記憶する。塗布条件調整データ記憶部４３
は、前述の加圧時間の調整データを記憶する。

【００１６】認識部４４は、カメラ１０によって撮像さ
れた各塗布点の画像データに基づき、各塗布点に塗布さ
れたボンド１の塗布面積を算出する。この塗布面積は、
各塗布点でのボンド１の塗布量を表す指標として用いら
れる。モータ駆動部４５は、シリンジ１６を水平移動す
るＸテーブル１３やＹテーブル１４の各軸のモータＭ
ｘ，Ｍｙや、シリンジ１６の上下移動をするＺ軸モータ
Ｍｚを制御する。バルブ駆動部４６は、シリンジ１６に
気体圧を付与する加圧バルブ４７の動作を制御する。

【００１７】このボンドの塗布装置は上記のような構成
より成り、以下このボンドの塗布装置による電子部品接
着用ボンドの塗布方法について説明する。まず、塗布装
置の具体的な動作を説明する前に、気体圧を用いてボン
ド１を塗布する方法について図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示すようにこのボンド塗布装置では、シリ
ンジ１６に気体圧を付与することにより、シリンジ１６
に装着されたノズル１６ａの下端部からボンド１を吐出
させノズル１６ａの下端部にボンド１を付着させる（こ
のボンド１の量Ｑを以下、「付着量」という）。そして
図４（ｂ）に示すように、ノズル１６ａを下降させてノ
ズル１６ａの下端部に付着したボンド１を基板２０に着
地させることによりボンド１の塗布が行われる。このた
め、塗布が行われるタイミング（図４（ｂ）に示すよう
に、ノズル１６ａが下降してその下端部に吐出されたボ
ンド１が基板２０に着地するタイミング）でのノズル１
６ａの下端部に付着するボンド１の量（以下、「塗布時
付着量」という）Ｑｅが、実際に基板２０に塗布される
ボンド１の量Ｑｔ（図４（ｃ）にて示すボンド１の量、
以下、単に「塗布量」という）を決定することになる。
すなわち、この塗布時付着量Ｑｅが多ければ塗布量Ｑｔ
は多くなり、逆に少なければ塗布量Ｑｔは少なくなる。
したがって、各塗布点への塗布量Ｑｔが均一な安定した
ボンド１の塗布を実現するためには、各塗布点における
塗布時付着量Ｑｅを一定にする必要がある。

【００１８】そこで、次に塗布時付着量Ｑｅと、加圧バ
ルブ４７の開閉タイミングの関係について、図５を参照
して説明する。図５において、（ａ）は加圧バルブ４７
の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。ま
た（ｂ）は、シリンジ１６内に気体圧を付与することに
より吐出されるボンド１の付着量Ｑの変化を各タイミン
グごとに図示するものである。また、（ｃ）はノズル１
６ａの下端部に付着するボンド１の付着量Ｑの時間的変
化を示している。

【００１９】図５において、時間原点ｔ０は一連の動作
が開始するタイミングであり、このタイミングｔ０で加
圧バルブ４７が開になり、ノズル１６ａの下端部よりボ
ンド１の吐出が開始される。なお図５において、破線矢
印Ａ、Ｂはノズル１６ａ内におけるボンド１の流れ方向
を示している。この加圧バルブ４７は予め設定された時
間（加圧時間Ｔｄ）だけ開にされ、タイミングｔ１にて
閉じられる。

【００２０】図５（ｂ），（ｃ）に示すように、ノズル
１６ａの下端部に吐出されたボンド１の付着量Ｑは、動
作開始タイミング（イ）でのボンド１の付着量、すなわ
ち初期付着量Ｑｉから順次増大し、（ロ）の状態を経て
（ハ）に示すように加圧バルブ４７が閉じられるタイミ
ングｔ１にて最大量Ｑｍとなる。この後、加圧バルブ４
７が閉じられた後には、（ニ）に示すようにボンド１は
ノズル１６内を矢印Ｂで示すようにシリンジ１６側へ逆
流し、ボンド１の付着量Ｑはある時間（図５（ｃ）で示
すｔ１〜ｔ２の間、以下「戻り時間」Ｔｗという）の間
減少を続け、いわゆるボンド１の「戻り」の現象を示
す。（ニ）において、破線で示すボンド１は最大量Ｑｍ
を示し、また実線で示すボンド１は「戻り」により減少
しつつあるボンド１を示している。そしてこの時間Ｔｗ
を経過した後（タイミングｔ２以降）はボンド１の付着
量Ｑは（ホ）（ヘ）に示す一定量Ｑｒとなる。

【００２１】以上説明したように、ボンド１の付着量Ｑ
は吐出開始のタイミングｔ０以後一旦増減した後に一定
量Ｑｒとなる。このような経時的に変動するボンド１の
付着量Ｑを対象として塗布時付着量Ｑｅが一定量となる
ような塗布を行うには、基本的に２つの方法がある。す
なわち、１つは付着量Ｑが一定量Ｑｒとなった以後すな
わちタイミングｔ２以後に塗布を行う方法であり、他の
１つは付着量Ｑが変動している時間中に塗布時付着量Ｑ
ｅが一定量となるような方策を講じて塗布を行う方法で
ある。前者は従来用いられていた方法であり、この方法
によれば付着量Ｑが一定量Ｑｒになった後に塗布を行う
ため、塗布時付着量Ｑｅは常に一定となる。しかしなが
ら、この方法では、吐出開始のタイミングｔ０以後タイ
ミングｔ２が経過するまでは塗布を待たなければならな
いため塗布インターバルが長くなり、結果としてタクト
タイムが長くなるという問題点があった。

【００２２】したがって、タクトタイムを短縮して高速
度の塗布を実現しようとすれば、後者の方法を採ること
になるが、この場合には付着量Ｑが変動している戻り時
間Ｔｗ中にノズル１６ａを下降させてボンド１の塗布を
行わなければならない。この戻り時間Ｔｗ中にボンド１
の塗布を行うことは従来も行われていたが、従来は、ボ
ンド１の吐出開始のタイミングを設定する方法として、
吐出開始のタイミングをシリンジ１６の水平方向への移
動開始のタイミングと同期させることが行われていた。

【００２３】したがって各塗布点間の移動距離Ｄが異な
ればシリンジ１６が塗布点の位置まで到達する時間が異
なることから、吐出開始から基板２０への塗布までの時
間が異なることとなり、戻り時間Ｔｗ中での塗布のタイ
ミングは一定しない。前述のように戻り時間Ｔｗ中はボ
ンド１の付着量Ｑは次第に減少しているため、移動距離
Ｄによって各塗布点における塗布時付着量Ｑｅはばらつ
き、したがって塗布量Ｑｔがばらつくこととなってい
た。「発明が解決しようとする課題」の項で述べた従来
方法の問題点はこのことに起因するものである。

【００２４】本発明は、図２に示すような移動距離Ｄが
異なる多数の塗布点を有する基板を対象として、高速度
でしかも塗布量Ｑｔが安定したボンド１の塗布を実現す
るため、ボンド１の吐出開始のタイミング、すなわち加
圧バルブ４７を開にするタイミングを従来と異なる方法
で設定するものである。

【００２５】図５（ｃ）のグラフから明らかなように、
ノズル１６ａの下端に付着するボンド１の付着量Ｑは、
ボンド１の吐出開始のタイミングｔ０からの時間で一意
的に定まる。言い換えれば、ある付着量Ｑが指定されれ
ばその付着量Ｑに対応するタイミングｔ０からの時間が
決定される。すなわち付着量Ｑが所望の塗布時付着量Ｑ
ｅになるタイミングは、タイミングｔ０からの時間によ
って一意的に定められる。この時間を求めるためには、
まず所望の塗布時付着量Ｑｅの値に相当する付着量の点
Ｐを図５（ｃ）のグラフ上に求め、次いでこの点Ｐに対
応する時間（タイミングｔ０からの時間）Ｔａをグラフ
より求める。すなわち、各塗布点への塗布を行うタイミ
ングから時間Ｔａ遡及したタイミングにてボンド１の吐
出を開始することにより、所望の塗布時付着量Ｑｅを得
ることができる。

【００２６】したがって、基板２０上の各塗布点の位置
データに基づいて定められるそれぞれの塗布点の塗布タ
イミングから、予め設定された同一の所定時間（Ｔａ）
遡及したタイミングで加圧バルブ４７を開にしてシリン
ジ１６への気体圧の付与を開始するよう塗布動作の制御
シーケンス上のタイミングを設定すれば、塗布時付着量
Ｑｅは各塗布点について一定となる。

【００２７】以下、具体的な塗布動作について図６を参
照して説明する。図６において、（ａ）はシリンジ１６
の水平方向（ＸＹ方向）の速度パターン、ノズル１６ａ
の上下動（Ｚ方向）の速度パターン、および加圧バルブ
４７の開閉タイミングを示すタイミングチャートであ
り、（ｂ）はノズル１６ａの上下方向の動きとノズル１
６ａの下端部に付着するボンド１の状態を各タイミング
ごとに示したものであり、また（ｃ）は、ボンド１の付
着量Ｑの時間的変化を示すグラフである。

【００２８】まずタイミングｔ０にてＸＹ方向への移動
速度が立ち上がり、タイミングｔ１にて最高速に到達し
その後ｔ１〜ｔ２の間は等速で移動する。その後減速し
てタイミングｔ３にて停止する。すなわち、シリンジ１
６はこのタイミングｔ３に塗布点に到達する。

【００２９】次いで、このタイミングｔ３もしくはこの
タイミングｔ３に前後してＺ軸モータＭｚが駆動を開始
しノズル１６ａが下降を開始する。次に、タイミングｔ
５（塗布タイミング）にてノズル１６ａは下降動作の下
死点に達し下端部に付着しているボンド１を基板２０の
表面に塗布する（図６（ｂ）（ホ）参照）。この塗布タ
イミングｔ５でのボンド１の量は前述の塗布時付着量Ｑ
ｅであリ、この塗布時付着量Ｑｅを一定にするには、こ
のタイミングｔ５から予め設定された同一の所定時間Ｔ
ａ遡及したタイミングｔ７で加圧バルブ４７を開にすれ
ばよいことになる。

【００３０】このタイミングｔ７でノズル１６ａの下端
部よりボンド１の吐出を開始すると（図６（ｂ）（イ）
にて破線で示す矢印Ａ参照）、加圧の進行とともに付着
量Ｑは次第に増大し、タイミングｔ８にて最大量Ｑｍに
達し、その後戻りにより減少する。そして吐出開始から
時間Ｔａ経過したタイミングｔ５（図６（ｂ）（ホ）に
て示すボンド１の塗布時）での塗布時付着量Ｑｅは、す
べての塗布点について吐出後の経過時間が同一であるた
め、すべての塗布点について一定となる。したがって基
板２０には常に均一な塗布量Ｑｔのボンド１が塗布され
る（図６（ｂ）の（ヘ）参照）。図６（ｃ）に示すよう
に、基板２０へのボンド１の塗布が行われる結果、付着
量Ｑはタイミングｔ５にて塗布量Ｑｔだけ減少し、その
後も戻り時間Ｔｗ（ｔ８〜ｔ９）の間は減少する。な
お、タイミングｔ５以後の鎖線で示すグラフｑ’は、塗
布を行わなかった場合の付着量Ｑの時間的変化を示すも
のである。

【００３１】上記説明では、時間Ｔａを求める方法を説
明するに際し、図５（ｃ）のグラフを使用しているが、
実際の制御プログラム上で吐出開始のタイミングを決定
するに際して図５（ｃ）のようなグラフを作成すること
は特に必要ではない。要は、基板上の各塗布点について
塗布タイミングから同一の所定時間Ｔａ遡及したタイミ
ングでボンド１の吐出を開始するようにして、各塗布点
についての塗布時付着量Ｑｅを一定にすればよい。塗布
時付着量Ｑｅの絶対量の調整は、実際の塗布結果におけ
る塗布量Ｑｔを観察しながら、他の因子例えば気体圧の
大きさや加圧時間Ｔｄなどを調整して行えばよい。

【００３２】上記説明したように、シリンジ１６の移動
距離Ｄが異なる基板上の多数の塗布点について、シリン
ジに気体圧を付与してボンド１の吐出を開始させるタイ
ミングからノズル１６を下降させてボンド１を基板に塗
布するタイミングまでの時間Ｔａを各塗布点についてす
べて同一の所定時間に設定することにより、常に均一な
塗布量が得られる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、シリンジに吐出動作を
行わせるための気体圧の付与を開始するタイミングか
ら、ノズルの下端部に吐出されたボンドを基板に塗布す
るまでの時間を、各塗布点について予め定められた同一
の所定時間に設定することにより、基板へボンドを塗布
するタイミングでのノズル下端部のボンドの付着量を一
定にすることができるので、加圧バルブの駆動タイミン
グの設定という簡単な方法で常に均一な塗布量の安定し
たボンドの塗布が行える。さらに、ノズルからボンドを
吐出させた後のボンドの付着量が安定していないボンド
の戻り時間中にノズルを基板に着地させてボンドの塗布
を行えるため、塗布インターバルを短縮することがで
き、したがってタクトタイムが短縮される。これによ
り、従来では不可能であった高速度でしかも塗布量が安
定したボンドの塗布が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置によ
るボンドの塗布形態を示す基板の斜視図

【図３】本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置の制
御系のブロック図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装
置のノズルの拡大図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの拡大図 （ｃ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの拡大図

【図５】（ａ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装
置の塗布動作のタイミングチャート （ｂ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの拡大図 （ｃ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの下端部のボンド付着量を示すグラフ

【図６】（ａ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装
置のノズルの塗布動作のタイミングチャート （ｂ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの拡大図 （ｃ）本発明の一実施の形態のボンドの塗布装置のノズ
ルの下端部のボンド付着量を示すグラフ

【符号の説明】

１ ボンド １０ カメラ １１ Ｘテーブル １２ Ｙテーブル １６ ディスペンサ １６ａ ノズル １９ａ ガイドレール １９ｂ ガイドレール １９ｃ クランパ ２０ 基板 ３１ 繰り出しリール ３２ 巻き取りリール ３３ テープ ４０ 主制御部 ４１ 塗布データ記憶部 ４２ 塗布条件記憶部 ４３ 塗布条件調整データ記憶部 ４４ 認識部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンジを基板に対して相対的に水平移動
   させながら、シリンジ内のボンドに気体圧を付与するこ
   とにより、ノズルの下端部にボンドを吐出して付着さ
   せ、塗布点間の距離の異なる基板の複数の塗布点にノズ
   ルの下端部に付着するボンドを着地させて塗布するよう
   にした電子部品接着用ボンドの塗布方法であって、各塗
   布点の位置データに基づいて決定される各塗布タイミン
   グから、すべての塗布点について予め設定された同一の
   所定時間遡及したタイミングで気体圧の付与を開始する
   ことを特徴とする電子部品接着用ボンドの塗布方法。