KR100808834B1 - 디스펜서 헤드 - Google Patents

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KR100808834B1
KR100808834B1 KR1020070005946A KR20070005946A KR100808834B1 KR 100808834 B1 KR100808834 B1 KR 100808834B1 KR 1020070005946 A KR1020070005946 A KR 1020070005946A KR 20070005946 A KR20070005946 A KR 20070005946A KR 100808834 B1 KR100808834 B1 KR 100808834B1
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dispenser head
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도오루 마에다
오사무 가쿠타니
다이토 고바야시
유타카 오다카
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

디스펜서 헤드의 착지 검출의 정밀도를 향상시켜, 니들과 리드프레임 사이의 클리어런스의 정밀도를 높여, 접착제의 도포 품질의 향상을 도모함과 동시에 디스펜서 헤드의 고속화를 도모한다.
기판(3) 상의 전자부품 장착부(4)에 접착제를 도포하는 디스펜서(7)와, 디스펜서(7)가 고정되고, 리니어 가이드(11)에 미끄럼운동 자유롭게 부착되어 기판(3)에 대해 수직방향으로 이동하는 슬라이더(13)와, 슬라이더(13)를 수직방향으로 구동하는 구동 암(14)을 구비하는 디스펜서 헤드(1)에 있어서, 구동 암(14)을 수직방향으로 협지하는 홈형의 브래킷(28)과, 구동 암(14)을 브래킷(28)의 검출 플랜지(32)에 가압하는 스프링(42)과 브래킷(28)에 고정되고, 브래킷의 어느 일방의 검출 플랜지(32)에 가해지는 힘를 전기적으로 검출하는 피에조 소자(40)를 갖는다.
시린지, 접착제, 니들, 기판, 전자부품 장착부, 디스펜서, 슬라이더, 디스펜서 헤드, 브래킷, 스프링, 구동 암, 피에조 소자, 착지 검출방법

Description

디스펜서 헤드{DISPENSER HEAD}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드의 브래킷 부분의 부분 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드의 검출 플랜지의 절결부의 주위에서의 힘과 모멘트의 관계를 나타낸 모식도이다.
도 2c는 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드의 검출 플랜지의 절결부의 주위에서의 힘과 모멘트의 관계를 나타낸 모식도이다.
도 2d는 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드의 브래킷 부분의 착지 검출동작을 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태의 디스펜서 헤드의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 2 실시형태의 디스펜서 헤드의 브래킷 부분의 부분 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 제 2 실시형태의 디스펜서 헤드의 브래킷 부분의 착지 검출동작을 도시하는 설명도이다.
도 5a는 접착제의 도포 패턴의 평면도이다.
도 5b는 접착제의 도포 수순을 도시하는 설명도이다.
도 6a는 종래기술에 의한 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드의 측면도이다.
도 6b는 종래기술에 의한 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드의 착지 검출부의 확대도이다.
도 7a는 종래기술에 의한 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드의 착지 검출동작을 도시하는 측면도이다.
도 7b는 종래기술에 의한 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드의 착지 검출부에서의 착지 검출을 도시하는 확대도이다.
도 8은 종래기술에 의한 디스펜서 헤드를 사용한 접착제 도포의 공정을 도시하는 설명도이다.
(부호의 설명)
1 디스펜서 헤드 2 레일
3 리드프레임(기판) 4 랜드부(전자부품 장착부)
6 접착제 7 디스펜서
8 시린지 9 니들
10 주 리니어 가이드 11 리니어 가이드
12 주 슬라이더 13 슬라이더
14 구동 암 16 부 리니어 가이드
18 부 슬라이더 20 스프링
22 포토 인터럽터 24 바
28 브래킷 30 고정 플랜지
32 검출 플랜지 33 절결부
34 부착부 35 구동 암 협지 부재
36, 38 고정 볼트 40 피에조 소자
42 스프링 50, 100 디스펜서 헤드
110 프레임 111 구동 모터
112 볼 나사 113 리니어 가이드
114 디스펜서 부착부 115 슬라이더
116 볼 너트 200 다이본더
c 고정 볼트 중심선 D 회전 중심점
d 밀어넣기 거리 e 거리
F1, F1/2 가압력 F2 착지 반력
M1, M2, M3 모멘트 N1, N2 압축력
N3 고정 볼트 체결력.
본 발명은 기판 상의 전자부품 장착부에 접착제를 도포하는 디스펜서를 구동하는 디스펜서 헤드에 관한 것이다.
전자회로가 실제로 실장되어 있는 실리콘 반도체 다이와 같은 전자부품을 리드프레임 등의 기판 상에 실장하기 위해서, 전자부품을 기판에 눌러대고 접착하는 다이본더가 사용된다. 이 다이본더로 전자부품을 실장하는 경우에는, 전자부품이 부착되기 전에, 기판 상의 전자부품이 부착되는 위치에 땜납이나 은 페이스트 또는 수지 등의 접착제를 디스펜서로부터 토출시켜서 도포하는 것이 행해지고 있다. 이 디스펜서를 소정의 위치에 소정의 형상으로 구동하기 위해서 사용되는 것이 디스펜서 헤드이며, 다이본더 속에 편입되거나, 다이본더에 연속되도록 설치되거나 하는 경우가 많다.
도 8은 다이본더에 부착된 종래기술에 의한 디스펜서 헤드를 도시하는 사시도이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 도 8에서, 다이본더(200)에 앵글형의 디스펜서 헤드(100)의 프레임(110)의 일방의 플랜지가 고정되고, 이 프레임(110)의 타방의 플랜지에는 리니어 가이드(113)가 고정되어 있다. 리니어 가이드(113)에는 이 리니어 가이드(113)를 따라 상하방향으로 이동하는 슬라이더(115)가 미끄럼운동 자유롭게 부착되어 있다. 리니어 가이드(113)에는 앵글형의 디스펜서 부착부(114)의 일방의 플랜지가 고정되어 있다. 디스펜서 부착부(114)의 타방의 플랜지에는, 내부에 접착제(6)를 저장한 시린지(8)와 시린지(8)의 선단에 부착된 접착제(6)를 토출하는 니들(9)에 의해 구성되는 디스펜서(7)가 부착되어 있다. 또, 프레임(110)에는 디스펜서 부착부(114)를 구동하는 구동 모터(111)와 볼 나사(112)가 부착되고, 이 볼 나사(112)는 디스펜서 부착부(114)에 고정된 볼 너트(116)에 돌려넣어지고 디스펜서 부착부(114)를 상하방향으로 구동한다. 한편, 디스펜서(7)로부 터 접착제(6)가 도포되는 기판인 리드프레임(3)은 다이본더(200)에 부착된 레일(2) 상을 도 8의 화살표 방향으로 반송된다. 리드프레임(3)에는 반도체 다이와 접속되는 리드가 형성되고, 리드의 중앙에 반도체 다이가 접착되는 랜드부(4)를 갖고 있다.
레일(2)에 의해 반송된 리드프레임(3)의 랜드부(4)가 디스펜서(7)의 중심에 오면, 디스펜서(7)는 구동 모터(111)에 의해 랜드부(4)에 하강 근접한다. 그리고 시린지(8)에 소정 압력의 고압 공기가 소정 시간 인가됨으로써, 선단의 니들(9)로부터 일정량의 접착제(6)가 토출된다. 접착제(6)의 토출이 끝나면 고압공기는 차단되고, 디스펜서(7)는 구동 모터(111)에 의해 상승되어, 접착제(6)의 도포가 종료된다. 접착제(6)의 도포가 종료되면, 리드프레임(3)은 다시 레일(2)의 위를 도 8의 화살표 방향으로 이동하고, 다음 랜드부(4)에의 접착제(6) 도포가 개시된다. 한편, 접착제(6)가 도포된 리드프레임은 레일(2) 상에서 다이본더(200)에 반송되고, 접착제(6) 도포된 전자부품 장착부인 랜드부(4)에 반도체 다이가 실장된다. 랜드부(4)에 반도체 다이가 적절하게 실장되기 위해서는, 랜드부(4)에 도포된 접착제(6)의 양이 다이본더에 의한 실장 시에 반도체 다이의 리드프레임(3)에의 접합면 전체에 얇게 퍼져 있고, 또한 반도체 다이의 주변으로부터 약간 튀어나온 상태로 되어 있는 것이 필요하다. 이것을 위해서는 접착제(6)를 토출할 때의 니들(9)과 리드프레임(3)의 간격을 항상 일정하게 유지하는 것이 필요하다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
한편, 상기의 접착제(6) 도포에 의해 시린지(8)에 저장되어 있는 접착제(6) 는 점차로 감소하게 되므로, 일정 이상 저류량이 감소한 경우에는 시린지(8)를 접착제(6)가 충전된 것으로 교환한다. 이 때, 시린지(8)만을 교환하는 경우와 시린지(8)에 부착된 니들(9)과 함께 교환하는 경우가 있다. 또, 니들(9)도 사용하는 접착제(6) 종류나 도포 범위를 변경하는 경우나 막힘 등에 의해 교환이 필요하게 되는 경우도 있다. 이러한 각 부의 교환에 의해 니들(9)과 리드프레임(3) 사이의 클리어런스가 변동하면, 그 변동에 의해 접착제(6)의 도포 품질, 나아가서는 반도체 다이의 실장 품질에 영향이 생기고 만다. 그래서, 이러한 부품을 교환한 경우에는 니들(9)의 선단과 리드프레임(3)과의 클리어런스를 재조정 하고 있다. 이 재조정에는 수동으로 표준 니들을 부착하고 그 선단을 리드프레임(3)의 위에 맞추어 위치결정을 하고, 그 후 표준 니들로 실장 니들의 길이의 차를 보정하여 행하는 방법 등이 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조). 그러나, 이러한 부품의 교환, 재조정 작업은 1일에 3∼4회 정도 행해지고, 또, 다수의 다이본더를 늘어 놓고 동시에 본딩 작업이 행해지고 있으므로, 이 수동에 의한 클리어런스의 재조정은 전체의 생산효율 향상의 장애가 되고 있었다.
그래서, 상기의 문제를 해결하기 위해서, 도 6, 7에 도시하는 바와 같은 디스펜서의 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드(50)가 사용되고 있다. 도 6은 종래기술에 의한 디스펜서 헤드(50)의 측면도이고, 도 7은 종래기술의 디스펜서 헤드(50)의 착지 검출 시를 도시하는 도면이다. 도 6a에 도시하는 바와 같이, 종래기술의 디스펜서 헤드(50)에서는, 고정된 주 리니어 가이드(10)에 주 슬라이더(12)가 상하방향으로 미끄럼운동 자유롭게 부착되어 있다. 이 주 슬라이더(12)에는 홈 형의 부 리니어 가이드(16)가 고정되고, 부 리니어 가이드(16)에는 디스펜서(7)가 부착된 부 슬라이더(18)가 미끄럼운동 자유롭게 부착되고, 부 리니어 가이드(16)의 상부의 플랜지와 부 슬라이더(18) 사이에는 부 슬라이더(18)를 부 리니어 가이드(16)의 하부 플랜지에 내리누르고 있는 스프링(20)이 부착되어 있다. 또, 부 리니어 가이드(16)의 상부에는 포토 인터럽터(22)가 부착되고, 부 슬라이더(18)의 상부에는 포토 인터럽터(22)의 검출부로 밀고 들어가는 바(24)가 부착되어 있다. 한편, 주 슬라이더(12)의 일단에는 주 슬라이더(12)를 상하방향으로 구동시키는 구동 암(14)이 부착되어 있다. 통상 동작에서는, 부 슬라이더(18)는 스프링(20)에 의해 부 리니어 가이드(16)의 하부 플랜지에 내리눌려진 상태로 유지되고, 부 리니어 가이드(16)와 부 슬라이더(18)는 일체로 되어 주 슬라이더(12)에 의해 상하방향으로 구동되고 있다. 이 때, 도 6b에 도시하는 바와 같이 바(24)는 포토 인터럽터(22)의 검출부의 밖에 위치해 있어 포토 인터럽터(22)로부터의 신호는 출력되지 않는다. 이 디스펜서 헤드(50)에 의해 디스펜서(7)에 저장되어 있는 접착제(6)를 리드프레임(3)의 랜드부(4)에 도포하는 방법은 앞에서 기술한 것과 동일하다.
시린지(8)나 니들(9)을 교환한 후, 이 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드(50)는 도 7에 도시하는 바와 같은 동작을 한다. 부품교환의 종료 후, 구동 암(14)을 내림으로써 주 슬라이더(12)을 하강시킨다. 그리고 니들(9)의 선단이 리드프레임(3)의 랜드부(4)에 착지한 후도 구동 암은 또한 주 슬라이더(12)을 계속해서 누른다. 그러면 디스펜서(7)는 니들(9)에 의해 상방으로 밀어 올려져 스프링(20)이 줄어들고, 부 슬라이더(18)가 부 리니어 가이드(16)에 대해 상방으로 이 동한다. 이 때 바(24)는 도 7b에 도시하는 바와 같이 포토 인터럽터(22)의 검출부로 밀고 들어간다. 그리고 바(24)가 포토 인터럽터(22)로부터 검출신호가 출력되는 위치까지 0.5mm 정도 상승하면 포토 인터럽터(22)로부터 신호가 발신되고, 이 신호에 의해 디스펜서(7)의 착지가 검출되고, 구동 암(14)이 정지한다. 이 때, 부 리니어 가이드(16)의 하부 플랜지와 부 슬라이더(18)의 하면 사이에는, 디스펜서(7)의 착지로부터 포토 인터럽터(22)의 검출신호 발신까지 디스펜서를 밀어넣는 밀어넣기 거리(d)(0.5mm 정도)의 간극이 생긴다. 즉, 실제로 디스펜서(7)이 착지하고나서 밀어넣기 거리(d)만큼 부 슬라이더(18)가 상승한 위치에서 디스펜서(7)의 착지 검출이 행해진다. 한편, 통상 상태에서는, 부 슬라이더(18)는 스프링(20)에 의해 부 리니어 가이드(16)의 하부 플랜지에 내리눌려진 상태로 유지되고, 부 리니어 가이드(16)와 부 슬라이더(18)는 일체로 되고 주 슬라이더(12)에 의해 상하방향으로 구동되고 있다. 이 때문에, 착지 검출신호가 발신된 위치로부터 이 밀어넣기 거리(d)를 보정하여 디스펜서(7)의 착지 위치로 하여 니들(9)과 리드프레임(3)의 클리어런스 데이터의 재조정이 행해진다.
[특허문헌 1] 일본 특개2002-1107O9호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개평6-106111호 공보
[특허문헌 3] 일본 특개평6-106112호 공보
착지 검출장치를 구비한 종래형의 디스펜서 헤드(50)는, 자동적으로 디스펜서의 착지 검출, 클리어런스 데이터의 재조정을 행함으로써 작업효율은 향상되었지 만, 상기의 착지 검출장치는 밀어넣기 거리(d)는 편차가 크고, 이 d의 보정을 행할 때에 오차가 발생하기 때문에, 정밀한 클리어런스의 재조정을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
한편, 면적이 넓은 반도체 다이는, 종래와 같이 랜드부(4)의 중앙의 1점에 접착제(6)를 토출한 것에서는, 다이본더(200)에 의해 반도체 다이를 실장할 때에, 반도체 다이의 접합면 전체에 얇고 균일하게 접착제(6)가 퍼지지 않는다. 그래서 이러한 면적이 넓은 반도체 다이를 실장하는 경우에는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 X자 형상으로 접착제(6)를 도포하거나, 더욱 가는 접착제 폭으로 보다 미세한 패턴으로 접착제(6)를 도포하거나 하는 것이 필요하게 되었다. 이것을 위해서는, 니들(9)의 선단과 리드프레임(3) 사이의 클리어런스를 0.1mm 정도로 대단히 작게 유지하면서, 도 5b에 도시하는 바와 같이 접착제(6)를 토출하면서 도포 형상을 일필 쓰기와 같이 이동해 가는 것이 필요하여, 디스펜서의 이동거리가 길어지므로 디스펜서 헤드(50)를 고속으로 상하 좌우로 이동시키는 것이 필요하다. 그런데, 종래형의 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드(50)는 착지 검출의 오차가 있으므로 상기와 같은 미소 클리어런스를 유지하는 것이 곤란함과 동시에, 디스펜서(7)가 주 슬라이더(12)에 대해 밀어넣기 거리(d)만큼 줄어들 수 있는 비교적 약한 스프링(20)을 통하여 부착되어 있기 때문에, 주 슬라이더(12)를 고속으로 이동시키면 디스펜서(7)가 진동한다고 하는 문제가 있었다. 또, 종래의 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드(50)에서는, 주 리니어 가이드(10), 주 슬라이더(12)와 부 리니어 가이드(16), 부 슬라이더(18)가 이중으로 구비되어 있기 때문에 이 사이의 미소한 클리어런스 때문에 고속이동에서 진동이 발생한다고 하는 문제도 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 디스펜서 헤드의 착지 검출의 정밀도를 향상시킴과 동시에, 주변기구의 강성을 높임으로써, 니들과 리드프레임 사이의 클리어런스의 정밀도를 높여, 접착제의 도포 품질의 향상을 도모하는 것 및 디스펜서 헤드의 고속화를 도모하는 것에 있다.
본 발명의 디스펜서 헤드는, 시린지 내에 저장한 접착제를 시린지 선단의 니들로부터 토출시켜 기판 상의 전자부품 장착부에 접착제를 도포하는 디스펜서와, 상기 디스펜서가 고정되고, 수직방향 가이드에 미끄럼운동 자유롭게 부착되고 상기 기판에 대해 수직방향으로 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 수직방향으로 구동하는 구동 암을 구비하는 디스펜서 헤드에 있어서, 구동 암을 수직방향으로 협지하는 홈형의 브래킷과, 상기 브래킷의 플랜지와 상기 구동 암과의 사이에 있고 상기 구동 암을 상기 브래킷의 플랜지에 가압하는 스프링과, 상기 브래킷에 고정되고, 상기 브래킷의 어느 일방의 플랜지에 가해지는 힘을 전기적으로 검출하는 피에조 소자를 갖는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 브래킷은, 플랜지에 가해지는 힘을 피에조 소자에 가해지는 힘으로 변환하는 비율을 크게 하는 절결부를 갖는 것으로 해도 된다.
또, 본 발명의 디스펜서 헤드의 착지 검출방법은, 시린지 내에 저류한 접착제를 시린지 선단의 니들로부터 토출시켜 기판 상의 전자부품 장착부에 접착제를 도포하는 디스펜서와, 상기 디스펜서가 고정되고, 수직방향 가이드에 미끄럼운동 자유롭게 부착되고 상기 기판에 대해 수직방향으로 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 수직방향으로 구동하는 구동 암을 포함하고, 구동 암을 수직방향으로 협지하는 홈형의 브래킷과, 상기 브래킷의 플랜지와 상기 구동 암과의 사이에 있고 상기 구동 암을 상기 브래킷의 플랜지에 가압하는 스프링과 상기 브래킷에 고정되고, 상기 브래킷의 어느 일방의 플랜지에 가해지는 힘을 전기적으로 검출하는 피에조 소자를 구비하는 디스펜서 헤드에 있어서, 피에조 소자로부터의 전기신호를 어코스틱 에미션 처리 함으로써 착지 검출을 하는 것을 특징으로 한다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 디스펜서 헤드(1)의 측면도이다. 이 디스펜서 헤드(1)는, 다이본더(200) 등에 고정된 리니어 가이드(11)에, 시린지(8)의 선단에 니들(9)이 부착된 디스펜서(7)가 고정된 슬라이더(13)를 상하방향으로 미끄럼운동 자유롭게 부착된 것이다. 슬라이더(13)는, 슬라이더(13)를 상하방향으로 구동하는 구동 암(14)을 상하로부터 협지하는 홈형의 브래킷(28)을 구비하고 있다. 이 홈형의 브래킷(28)은 슬라이더(13)에 고정된 하부의 고정 플랜지(30)와 브래킷 상부의 검출 플랜지(32)를 갖고 있다. 검출 플랜지(32)는 앵글 형상을 하고 있고, 2개의 고정 볼트(36, 38)에 의해 슬라이더(13)에 부착되어 있다. 일방의 고정 볼트(38)는 볼트 머리부와 검출 플랜지(32)의 부착부(34) 사이에 피에조 소자(40)를 끼워서 고정하고 있다. 또, 검출 플랜지(32)는 앵글 형상의 외측의 각부에 슬라이 더(13)의 이동방향을 따라 절결부(33)가 설치되어 있다. 절결부(33)는 검출 플랜지(32)의 외면에서 고정 볼트(36)의 중심선 부근의 D점까지 이르고 있다. 한편, 고정 플랜지(30)의 상면에는 스프링(42)을 통하여 구동 암 협지 부재(35)가 부착되어 있다. 구동 암 협지 부재(35)의 상면과 검출 플랜지(32)의 하면 사이에는 구동 암(14)이 협지되고, 구동 암(14)은 스프링(42)에 의해 검출 플랜지(32)에 내리눌려진다.
브래킷(28)의 상세를 도 2a에 도시한다. 통상 상태에서는, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 구동 암(14)은 2개의 스프링(42)으로부터의 각각의 가압력(F1/2)에 의해 구동 암 협지 부재(35)를 통하여 검출 플랜지(32)에 힘(F1)(F1=F1/2×2)으로 내리눌려져 있다. 이 힘(F1)은 절결부(33)의 단부의 D점의 주위에 힘의 모멘트를 발생시킨다. 이 때, 검출 플랜지(32)에 설치한 절결부(33)는, 구동 암(14)을 경유하여 검출 플랜지(32)에 가해지는 힘을 피에조 소자(40)에 원활하게 전달하는 작용을 한다.
이하, 도 2b, 도 2c를 참조하면서 절결부(33)의 깊이와 상기의 힘의 전달에 대해 설명한다. 도 2b, 도 2c는, 검출 플랜지(32)의 절결부(33)의 주위에 있어서의 힘과 모멘트의 관계를 나타낸 모식도이다. 이 도면에서는, 고정 볼트(36)는 도시하지 않고, 그 중심선(c)을 1점쇄선으로 나타냈다. 도 2b는, D점이 고정 볼트(36)의 중심선(c)과 동일선 상에 있는 경우를 나타내고, 도 2c는, D점이 고정 볼트(36)의 중심선(c)으로부터 외측으로 거리(e)만큼 벗어나고 있는 경우를 나타낸 다. 이와 같이 모식화 하면, 고정 볼트(36)가 검출 플랜지(32)를 슬라이더(13)에 죄고 있는 죄는 힘(N3)은 고정 볼트(36)의 중심선(c) 상의 집중력으로서 표시된다. 또, 도 2b, 도 2c에서, F1은 구동 암(14)으로부터 검출 플랜지(32)에 가해지는 힘을 나타내고, L은 힘(F1)이 걸리는 위치와 D점과의 중심선(c)을 따른 거리를 나타내고 있다.
도 2b에 도시하는 구성에서는, 구동 암(14)으로부터의 힘(F1)은, D점의 주위에 모멘트(M1=L×F1)를 발생시키지만, D점은 고정 볼트(36)의 죄는 힘(N3)의 힘의 방향과 동일선 상에서, 고정 볼트(36)의 죄는 힘(N3)은 D점의 주위에 모멘트를 발생시키지 않는다. 이것으로부터, 고정 볼트(36)의 죄는 힘(N3)에 관계없이 구동 암(14)으로부터의 힘(F1)에 의해 발생하는 모멘트(M1)에 기초하여 피에조 소자(40)에 전기신호가 발생한다. 도 2c의 구성에서는, D점이 고정 볼트(36)의 중심선(c)으로부터 외측으로 거리(e)만큼 떨어져 있으므로, 상기의 M1 이외에, 고정 볼트(36)의 죄는 힘(N3)에 의해 D점의 주위에 상기 M1과 반대 방향의 모멘트(M2=e×N3)가 발생한다. 이 때문에, 구동 암(14)에 의해 힘(F1)이 검출 플랜지(32)에 가해져도, 피에조 소자(40)에는 모멘트(M3=M1-M2)에 기초한 전기신호밖에 발생하지 않는다. 이 때문에, D점이 고정 볼트 중심선(c)으로부터 외측으로 벗어나 있으면 검출감도가 둔해진다. 한편, 고정 볼트(36)에 의해 검출 플랜지(32)를 슬라이더(13)에 충분히 체결하기 위해서는, D점이 있는 절결부(33)의 단부는 고정 볼트(36)의 중심선(c)과 동일하거나 또는 고정 볼트(36)의 중심선(c)보다도 외측으로 되어 있는 것이 필요하다. 그러면, 절결부(33)는 고정 볼트(36)의 중심선(c) 상에 단부가 있고, 고정 볼트(36)의 중심선(c)과 D점이 동일선 상에 있을 때에 체결력, 감도 쌍방의 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 경우가 많다. 이것으로부터, 본 실시형태에서는, 절결부(33)는 고정 볼트(36)의 중심선(c)과 D점이 동일선 상에 오는 형상으로 하고 있다. 이와 같이 절결부(33)가 적절한 형상이고 또한 고정 볼트와의 위치관계가 적절하면 피에조 소자(40)까지의 원활한 힘의 전달이 가능하게 된다. 또한, 고정 볼트(36)의 체결력, 필요 감도에 따라 절결부(33)의 형상을 변경하는 것도 바람직하다.
이상 기술한 바와 같은 힘의 전달에 의해, 피에조 소자(40)로 힘(F1)의 변동을 검출하여 일정한 전기신호를 출력한다. 그리고, 구동 암(14)이 상하로 움직이면 그것에 따라서 슬라이더(13)도 상하방향으로 구동되고, 슬라이더(13)에 고정되어 있는 디스펜서(7)도 상하방향으로 구동되어, 다이본더(200)의 레일(2)의 위를 반송되는 리드프레임(3)의 랜드부(4)에 접착제(6)를 도포한다. 접착제(6)의 도포가 중앙의 1점뿐만 아니라 복잡한 패턴으로 될 때에는 리니어 가이드(11)가 도시하지 않은 다른 구동기구에 의해 접착제(6)의 도포 패턴에 맞추어서 전후 좌우측 방향으로 구동된다.
도 2d를 참조하면서, 시린지(8) 또는 니들(9)을 교환한 후의 착지 검출에 대해 설명한다. 부품교환 후, 구동 암(14)을 하강시켜, 디스펜서(7)가 고정되어 있는 슬라이더(13)를 하강시킨다. 디스펜서(7)의 선단의 니들(9)이 리드프레임(3)에 착지하면 디스펜서(7)에는 니들(9)로부터의 착지 반력(F2)이 상방향으로 걸린다. 이 착지 반력(F2)은 디스펜서(7)를 고정하고 있는 슬라이더(13)의 고정 플랜지(30)에 상방향의 힘으로서 전달된다. 한편, 구동 암(14)은 도시하지 않은 구동기구에 의해 하방향으로 구동되고 있으므로, 구동 암(14)과 구동 암 협지 부재(35) 사이에 걸리는 압축력은 F1으로부터 F1+F2로 증가하고, 반대로 검출 플랜지(32)와 구동 암(14) 사이의 압축력은 F1으로부터 F1-F2로 감소한다. 이것에 의해 절결부(33)의 단부의 D점의 주위의 힘의 모멘트도 감소하고, 피에조 소자(40)에 가해지는 압축력도 당초의 N1으로부터 N1-N2로 감소한다. 이 압축력의 감소에 의해 피에조 소자의 응력상태가 변화되어 피에조 소자(40)로부터 전기신호가 출력된다.
이 전기신호가 어떤 소정의 값을 초과한 경우에 착지를 검출한다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 적절한 절결부(33)의 형상으로서 구동 암(14)의 힘을 원활하게 피에조 소자(40)에 전달할 수 있으므로, 작은 착지 반력(F2)에서도 양호하게 착지 검출을 할 수 있다. 착지가 검출되면, 즉시 구동 암(14)은 정지하고, 그 위치를 제로 점(착지 위치)으로 하여 제어 데이터를 바꾸어 쓰는 등의 재조정을 행한다. 그리고, 재조정이 종료되면, 다시 접착제(6) 도포 공정을 개시한다.
상기의 검출계통에서는, 착지 반력(F2)을 피에조 소자(40)의 응력상태의 변화로서 파악하고 있으므로, 순간적으로 착지 검출을 할 수 있다. 이 때문에, 종래기술과 같이 불균일이 많아 오차발생의 원인이 되는 밀어넣기 거리(d)의 보정이 불필요하게 되는 만큼 정확하게 착지 위치를 검출할 수 있다. 이것에 의해, 니들(9)과 리드프레임(3) 사이의 클리어런스의 정밀도를 높여, 접착제의 도포 품질의 향상을 도모할 수 있다. 그리고, 미소한 클리어런스가 요구되는 면적이 넓은 반도체 다이 접합용의 복잡한 접착제 도포 패턴에 대응하는 것이 가능하게 된다. 또한, 순간적으로 착지 검출, 구동 암(14)의 정지를 할 수 있으므로, 스프링(42)을 강하게 해도 착지의 충격에서 시린지(8)나 니들(9)의 손상을 방지할 수 있다. 이것으로부터 강한 스프링(42)을 사용하여 전체 구동계의 강성을 높일 수 있고, 고속화에 의한 진동발생을 억제할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 디스펜서 헤드(1)에서는 슬라이더(13)에 직접 디스펜서(7)가 고정되어 있으므로 슬라이더(13)의 동작에 의해 디스펜서(7)가 진동하는 일도 없게 되므로 디스펜서 헤드(1)의 고속화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 접착제(6)의 도포 패턴이 복잡하게 되어 리니어 가이드(11)가 도시하지 않은 다른 구동기구에 의해 접착제(6) 도포 패턴에 맞추어 전후 좌우측 방향으로 구동되고, 이것에 따라서 디스펜서 헤드(1)도 전후 좌우로 구동되는 경우에도 슬라이더(13)에 디스펜서(7)가 고정되어 있으므로 디스펜서(7)의 진동이 감소한다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 종래의 착지 검출장치를 구비한 디스펜서 헤드(50)와 같이, 주 리니어 가이드(10), 주 슬라이더(12)와 부 리니어 가이드(16), 부 슬라이더(18)가 이중으로 구비되어 있는 구조로 되어 있지 않기 때문에, 고속구동에서도 리니어 가이드와 슬라이더와의 클리어런스에 의한 진동의 발생이 저감되어, 디스펜서 헤드(1)의 고속화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
본 실시형태에서는, 피에조 소자(40)로부터의 전기신호가 소정의 값을 초과한 경우에 착지 검출하는 것이라고 했지만, 피에조 소자로부터의 전기신호에 잡음이 많이 들어오는 경우 등에는 신호를 어코스틱 에미션 처리 방법에 의해 처리하고, 잡음을 제거하여 정확한 착지 검출을 하는 것이 바람직하다. 이것에는, 착지했을 때의 착지 충격을 충격파의 진동으로 파악하고, 일정시간 내의 피에조 소자(40)로부터의 전기신호 중, 어떤 임계값을 초과한 회수와 최대진폭으로부터 포락선 검파하여 생기는 파형의 하나의 덩어리를 1개의 신호로서 정의하는 히트 처리법 등의 어코스틱 에미션 처리 방법을 적용할 수 있다. 이러한 어코스틱 에미션 처리 방법을 사용함으로써, 피에조 소자(40)로부터의 전기신호에 잡음이 많은 경우라도 정확하게 착지 검출을 행할 수 있고, 또한 니들(9)과 리드 프레임(3) 사이의 클리어런스의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도 3, 4a, 4b를 참조하면서 설명한다. 제 2 실시형태는 제 1 실시형태와 달리, 슬라이더(13)의 브래킷(28)의 고정 플랜지(30)와 검출 플랜지(32)를 상하 반대로 한 것으로, 그 밖의 구조는 제 1 실시형태와 동일하다. 제 2 실시형태에서는, 통상 상태에서는 도 4a에 도시하는 바와 같 이 구동 암(14)은 위에서 2개의 스프링(42)에 의해 힘(F1)으로 검출 플랜지(32)에 내리눌려져 있고, 검출 플랜지(32)에는 힘(F1)이 하방향에 걸린다. 이것에 의해 피에조 소자(40)에는 압축력(N1)이 걸려 있다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, 디스펜서(7)가 착지하여 착지 반력(F2)이 상방향에 걸리면, 이 F2에 의해 브래킷의 하측에 있는 검출 플랜지(32)에 관계되는 힘은 제 1 실시형태와는 반대로 F1으로부터 F1+F2로 증가한다. 이것에 의해 절결부(33)의 단부의 D점 주위의 힘의 모멘트가 증가하고, 피에조 소자(40)에 걸리는 압축력도 N1으로부터 N1+N2로 변화되어 피에조 소자(40)로부터 전기신호가 출력된다. 이 전기신호의 변화가 소정의 값을 초과했을 때에 착지를 검출한다. 이것에 의해, 제 1 실시형태와 동일하게, 착지 검출정밀도의 향상과 디스펜서 헤드의 고속화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 착지 검출에서, 어코스틱 에미션 처리 방법을 사용하고, 잡음이 많은 상황에서도 확실하게 검출할 수 있게 하여 검출정밀도를 높일 수 있는 것은 제 1 실시형태와 동일하다.
본 발명은, 디스펜서 헤드의 착지 검출의 정밀도를 향상시키고, 니들과 리드 프레임 사이의 클리어런스의 정밀도를 높여, 접착제의 도포 품질의 향상을 도모할 수 있다는 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명은, 디스펜서 헤드의 강성을 높이므로서 고속화를 도모할 수 있다는 효과를 나타낸다.

Claims (3)

  1. 시린지 내에 저류한 접착제를 시린지 선단의 니들로부터 토출시켜서 기판 상의 전자부품 장착부에 접착제를 도포하는 디스펜서와,
    상기 디스펜서가 고정되고, 수직방향 가이드에 미끄럼운동 자유롭게 부착되어 상기 기판에 대해 수직방향으로 이동하는 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 수직방향으로 구동하는 구동 암을 구비하는 디스펜서 헤드에 있어서,
    구동 암을 수직방향으로 협지하는 홈형의 브래킷과,
    상기 브래킷의 플랜지와 상기 구동 암 사이에 있고 상기 구동 암을 상기 브래킷의 플랜지에 가압하는 스프링과,
    상기 브래킷에 고정되고, 상기 브래킷의 어느 일방의 플랜지에 가해지는 힘을 전기적으로 검출하는 피에조 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 디스펜서 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 브래킷은 플랜지에 가해지는 힘을 피에조 소자에 가해지는 힘으로 변환하는 비율을 크게 하는 절결부를 갖는 것을 특징으로 하는 디스펜서 헤드.
  3. 시린지 내에 저류한 접착제를 시린지 선단의 니들로부터 토출시켜 기판 상의 전자부품 장착부에 접착제를 도포하는 디스펜서와,
    상기 디스펜서가 고정되고, 수직방향 가이드에 미끄럼운동 자유롭게 부착되어 상기 기판에 대해 수직방향으로 이동하는 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 수직방향으로 구동하는 구동 암을 포함하고,
    구동 암을 수직방향으로 협지하는 홈형의 브래킷과,
    상기 브래킷의 플랜지와 상기 구동 암 사이에 있고 상기 구동 암을 상기 브래킷의 플랜지에 가압하는 스프링과,
    상기 브래킷에 고정되고, 상기 브래킷의 어느 일방의 플랜지에 가해지는 힘을 전기적으로 검출하는 피에조 소자를 구비하는 디스펜서 헤드에 있어서,
    피에조 소자로부터의 전기신호를 어코스틱 에미션 처리 함으로써 착지 검출을 하는 것을 특징으로 하는 디스펜서 헤드의 착지 검출방법.
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