KR101045754B1 - 점성 유체 도포 장치 - Google Patents

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아키라 이이즈카
이와오 이치카와
아키라 가베시타
겐지 오카모토
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파나소닉 주식회사
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Abstract

본 발명은, 도포의 위치 정밀도를 악화시키지 않고, 또한 설계 자유도를 저하시키지 않고 반도체 패키지의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 점성 유체를 기판(140a)에 도포하는 도포부(101)와, 점성 유체를 도포부(101)에 공급하는 공급부(102)를 구비하는 도포 헤드(100)와, X축부(110)와, Y축부(120)와, Z축부(130)와, 기판 반송부(140)와, 헤드 높이 검출 센서(150)와, 제어부(160)를 구비하고, 공급부(102)는 도포부(101)의 Y방향으로의 이동 시에 있어서는, 도포부(101)의 움직임에 연동하여 Y방향으로 이동하고, 도포부(101)의 X방향, Z방향으로의 이동 시에 있어서는 도포부(101)의 움직임과 무관하게 정지하고 있다.

Description

점성 유체 도포 장치 {VISCOUS FLUID APPLICATION DEVICE}
본 발명은 점성 유체 도포 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 패키지의 제조 공정에서 이용되는 점성 유체 도포 장치에 관한 것이다.
고속 반도체 장치에 있어서, 다이오드, 트랜지스터, IC(집적 회로) 및 LSI(고집적 회로) 등의 반도체 칩과, 반도체 칩이 탑재되는 기판에 형성된 전자 회로와의 전기적인 접속에는 플립 칩 기술이 이용된다. 플립 칩 기술을 이용하여 형성된 반도체 패키지의 구조로서는, 커버가 부착되는 타입과, 커버가 부착되지 않는 타입이 있다. 커버가 부착되는 타입은, 많은 열량을 발생시키는 고주파용 반도체 칩을 내장하는 반도체 패키지에 적용되고, 커버가 부착되지 않는 타입은 비교적으로 발생하는 열량이 적은 저주파용 반도체 칩을 내장하는 반도체 패키지에 적용된다.
도 1은 반도체 패키지의 구조를 도시하는 단면도이다.
반도체 패키지는, 커버가 부착되는 타입의 반도체 패키지이며, 기판(900)과, 회로면이 기판(900)과 대향하도록 기판(900)에 설치되는 반도체 칩(910)과, 기판(900)과 반도체 칩(910)을 접착하고 전기적으로 접속하는 전극 범프(920)와, 기판(900)과 반도체 칩(910) 사이에 충전된 언더 필 접착제(930)와, 반도체 칩(910) 을 덮도록 기판(900)에 설치된 커버(940)와, 반도체 칩(910)에서 발생한 열을 커버(940)에 놓아주는 플럭스(950)와, 기판(900)과 커버(940)를 접착하는 실리콘 수지 및 에폭시 수지 등의 밀봉제(960)로 구성된다.
상기 구조를 가지는 반도체 패키지의 제조에서의, 언더 필 접착제, 플럭스 및 밀봉제 등의 점성 유체의 기판 및 반도체 칩으로의 도포는, 반도체 패키지의 제조에서 널리 이용되고 있는 일반적인 점성 유체 도포 장치(예컨대 일본 특허 제3382533호 참조)에 의해 행해진다.
도 2는, 종래의 점성 유체 도포 장치의 외관도이다.
점성 유체 도포 장치는, 점성 유체를 기판에 도포하는 도포 헤드(1000)와, 기판이 적재되고 기판의 Y방향으로의 이동 위치 결정을 행하는 Y 테이블(1010)과, Y방향과 직교하는 X방향으로의 도포 헤드(1000)의 이동 위치 결정을 행하는 X축부(1020)와, Y테이블(1010) 및 X축부(1020)의 동작 제어를 행하는 제어부(1030)를 구비한다.
도 3은, 도포 헤드(1000)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도포 헤드(1000)는 점성 유체를 토출하는 노즐(1111) 및 토출용 샤프트(1112)를 가지고, 점성 유체를 기판에 도포하는 X방향, Y방향, Z방향으로 이동 가능한 도포부(1110)와, 점성 유체를 유지하는 카트리지(1121) 및 카트리지(1121) 내의 점성 유체를 도포부(1110)에 이끄는 공급 배관(1122)을 가지고, 도포부(1110)에 점성 유체를 공급하는 공급부(1120)와, 도포부(1110)와 공급부(1120)을 일체화하는 접합부(1130)를 구비한다.
여기서, 토출용 샤프트(1112)는 노즐(1111)의 축방향을 따라서 도포부(1110) 내부에 배치되어 있고, 축 둘레 방향으로 회전 가능하다. 토출용 샤프트(1112)의 일단에는 스크류부(1113)가 형성되어 있고, 스크류부(1113)는 토출용 샤프트(1112)의 회전에 따라서 노즐(1111)로부터 점성 유체를 토출시킨다.
상기 구조를 갖는 점성 유체 도포 장치의 구동 방법에 있어서, 점성 유체의 도포 동작은 통상, 토출용 샤프트의 회전 개시와 동시에, 카트리지 내에 압축 공기를 공급하여 카트리지 내의 점성 유체를 압출함으로써 개시되고, 토출용 샤프트의 회전 정지와 동시에 카트리지 내로의 압축 공기의 공급을 정지하여 점성 유체의 압출을 정지함으로써 종료된다.
그런데, 종래의 점성 유체 도포 장치에 있어서, 카트리지는 내부의 점성 유체가 없어질 때마다 점성 유체가 충전된 새로운 카트리지와 교환된다. 따라서, 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 향상시키기 위해서, 카트리지는 큰 용량을 가지는 것이 바람직하다. 특히, 밀봉제의 도포를 행하는 경우에는 다량의 점성 유체가 사용되기 때문에, 커버가 부착되는 타입의 반도체 패키지를 제조하는 경우에는, 카트리지는 큰 용량을 가지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 커버를 부착하는 재료(실란트 재료)는 소비가 심하여, 소용량이면 실린지의 교환이 빈번하게 발생하고, 교환과 도포 조건의 조정 시간에서 가동률을 저하시키기 때문이다. 카트리지를 대용량의 것으로 하면, 실린지의 충전 비용을 낮게 할 수 있어 재료 단가를 싸게 할 수 있다.
그러나, 종래의 점성 유체 도포 장치에서는, 공급부와 도포부가 일체화되어 이루어지는 도포 헤드가 X방향, Y방향, Z방향으로 이동하여 도포 동작을 행하기 때문에, 카트리지의 용량을 크게 하면, 도포 헤드를 정지시킬 때에 도포 헤드에 큰 관성력이 작용하기 때문에, 도포의 위치 정밀도가 나빠진다. 또한, 도포 헤드의 공간 점유율이 높아지고, 이것이 점성 유체 도포 장치의 중심부를 이동하게 되므로, 점성 유체 도포 장치의 설계에 큰 제한을 받아 설계 자유도가 낮아진다.
따라서, 본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여, 도포의 위치 정밀도를 악화시키지 않고, 또한 설계 자유도를 저하시키지 않고 제조 효율을 향상시키는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 점성 유체 도포 장치는, 점성 유체를 도포하는 점성 유체 도포 장치로서, 제1 축부와, 상기 제1 축부와 직교하는 제2 축부와, 상기 제1 축부에 이동 가능한 상태로 설치되고 피도포체에 점성 유체를 도포하는 도포부와, 상기 도포부와 분리하여 소정의 개소에 고정한 상태로 설치되고, 상기 도포부에 점성 유체를 공급하는 공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 공급부는 상기 제1 축부에 고정한 상태로 설치되고, 상기 제1 축부는 상기 제2 축부에 이동 가능한 상태로 설치되어도 된다.
이것에 의해서, 공급부와 도포부는 일체화되지 않고, 카트리지의 용량을 크게 해도 도포부를 정지시킬 때에 도포부에 큰 관성력이 작용하지 않기 때문에, 도포의 위치 정밀도의 악화를 방지하면서 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 공급부는 제1 축 방향으로 이동하지 않고 카트리지의 용량을 크게 해도, 도포 헤드의 공간 점유율이 높아지기 않기 때문에, 설계 자유도의 저하를 방지하면서 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 도포의 위치 정밀도를 악화시키지 않고, 또한 설계 자유도를 저하시키지 않고 반도체 패키지의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 공급부는, 점성 유체를 유지하는 유지부와, 상기 유지부 내의 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관을 가지고, 상기 공급 배관은 U자형상으로 구부러진 만곡부를 가져도 좋고, 상기 공급 배관의 만곡부에는 일정한 곡률을 유지하도록 상기 공급 배관의 만곡부를 고정하는 고정 부재가 부착되어 있어도 좋다.
이것에 의해서, 도포부가 제1 축 방향으로 이동하고, 도포부와 공급부의 상대 위치가 바뀐 경우라도, 공급 배관의 내부 용적은 변화하지 않고, 내부 용적의 변화에 수반하는 점성 유체에 가해지는 압력의 변화를 방지할 수 있기 때문에, 공급부와 도포부의 위치 관계에 상관없이 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 유지부에 유지된 점성 유체에는 항상 압력이 가해져도 좋고, 상기 공급 배관에는 개폐에 의해 상기 유지부에 유지된 점성 유체를 상기 도포부에 이끌거나, 혹은, 차단하는 콕이 설치되어 있어도 좋다.
이것에 의해서, 공급부와 도포부의 거리의 장단에 의하지 않고, 콕을 열고 나서 유지부 내의 점성 유체에 가해져 있는 압력이 도포부 내의 점성 유체에 전달될 때까지의 시간을 일정하게 할 수 있기 때문에, 공급부와 도포부와의 거리의 장단에 의하지 않고 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 콕 내부에는 왕복 이동 가능한 상태로 배치된 가동부와, 상기 가동부의 면에 의해 구성되는 이동로가 형성되어 있고, 상기 점성 유체 도포 장치는 또한 상기 가동부를 왕복 이동시킴으로써 상기 공급부로부터 상기 도포부로의 점성 유체의 공급을 제어하는 제어 수단을 구비해도 좋다.
이것에 의해서, 에어 실린더의 왕복 이동을 그대로 콕의 개폐에 이용할 수 있고, 동력 전달의 타임 래그를 없앨 수 있기 때문에, 높은 시간 정밀도로 콕의 개폐를 제어할 수 있고, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 도포부에는 회전 부재가 설치되고, 상기 회전 부재의 일단에는 회전 가능한 상태로 도포부 내의 점성 유체를 토출시키는 스크류부가 형성되어 있어도 좋다.
이것에 의해서, 점성 유체를 공기압으로 토출시키는 경우와 같이, 도포부 내부의 점성 유체의 양에 의존하여 토출하는 점성 유체의 양이 변하지 않기 때문에, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 회전 부재는 상기 콕이 닫히고 나서 소정 시간 경과 후에 회전을 정지해도 좋고, 상기 콕이 닫힌 시점으로부터 상기 회전 부재가 회전을 정지할 때까지의 시간은, 상기 콕이 닫힌 시점으로부터 상기 콕에 의해서 나누어지는 도포부 측에 존재하는 점성 유체로의 잔압이 없어질 때까지의 시간보다 길어지도록 설정되어도 좋다.
이것에 의해서, 도포 동작 종료 후의 잔압에 의한 점성 유체의 토출을 방지할 수 있기 때문에, 카트리지를 갖는 공급부와 도포부와의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 회전 부재는 상기 콕이 열리고 나서 소정 시간 경과 후에 회전을 개시해도 좋고, 상기 콕이 열린 시점으로부터 상기 회전 부재가 회전을 개시할 때까지의 시간은, 상기 콕이 열린 시점으로부터 상기 콕에 의해서 나누어지는 공급부 측에 존재하는 점성 유체에 가해져 있는 압력이 도포부측에 존재하는 점성 유체에 가해질 때까지의 시간보다 길어지도록 설정되어도 좋다.
이것에 의해서, 도포부에 점성 유체가 확실히 공급된 후에 도포부가 도포 동작을 시작하기 때문에, 점성 유체가 기포를 포함하는 것을 방지하고, 도포 동작 종료 후의 점성 유체의 토출을 방지할 수 있기 때문에, 카트리지를 갖는 공급부와 도포부의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 콕은 상기 도포부 근방의 상기 공급 배관에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의해서, 콕을 열고 나서 카트리지 내의 점성 유체에 가해진 압력이 도포부 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간을 짧게 할 수 있고, 콕을 열고 나서 도포 동작을 시작하게 할 때까지의 시간차를 짧게 할 수 있기 때문에, 카트리지를 갖는 공급부와 도포부와의 거리가 길어진 경우라도, 제조 효율을 저감시키지 않고, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 공급부는, 점성 유체를 유지하는 통형상의 탱크와, 상기 탱크에 유지된 점성 유체의 액면을 덮고, 상기 탱크 내에서 상하 이동하는 피스톤과, 상기 탱크 내에서의 상기 피스톤보다 위쪽의 공간에 에어를 공급하는 에어 공급 수단을 구비하고, 상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 상기 에어의 공급 압력을 변화시켜도 좋다. 여기서, 상기 탱크 및 상기 피스톤의 적어도 한 쪽이 탄성 부재로 이루어져도 좋고, 상기 공급부는 또한 상기 탱크로부터 공급된 점성 유체를 상기 도포 헤드에 이끄는 배관과, 상기 배관의 도중에 있어서 점성 유체의 공급을 온/오프하는 콕을 구비해도 좋다.
이것에 의해서, 도포 헤드가 도포 동작을 행하고 있지 않은 경우에도, 탱크 내의 점성 유체에 움직임이 부여되므로, 탱크 내의 점성 유체의 점도 상승이 방지된다. 또한, 본 발명에서의 공급부는 단순한 구조를 갖는다. 따라서, 고정밀도에서의 점성 유체의 도포량 제어를 가능하게 하는 간소한 구조의 공급부를 가지는 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 상기 에어의 공급 압력의 상승·하강을 반복해도 좋고, 상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 상기 공간에 대기압보다 큰 공급 압력으로 에어를 공급하는 것과, 공급한 에어를 대기에 개방하는 것을 교대로 반복해도 좋다.
이것에 의해서, 탱크로의 에어의 공급과 정지의 단순한 반복으로, 점성 유체의 점도 상승이 방지되므로, 더욱 간소한 구조의 공급부를 가지는 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 피스톤은 측면이 상기 탱크의 내주면에 접하는 통체이며, 상하 이동에 수반하여 상기 탱크의 내주면에 부착한 점성 유체를 긁어 떨어뜨려도 된다.
이것에 의해서, 탱크의 내주면에 부착한 점성 유체가 피스톤에 의해 긁어 떨어뜨려지므로, 탱크 내의 점성 유체를 도포 헤드에 확실히 공급하는 공급부를 가지는 점성 유체 공급 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 점성 유체 도포 장치에서의 점성 유체 도포 방법으로서, 상기 공급부의 공급 동작을 종료시키는 공급 종료 단계와, 상기 공급 동작의 종료로부터 소정 시간 경과한 후에, 상기 도포부의 도포 동작을 종료시키는 도포 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법으로 할 수도 있다. 여기서, 상기 공급부는 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하고, 유지하는 점성 유체에 상기 공급 배관에 압출하는 압력을 가하는 유지 수단과, 상기 공급 배관에 접속된 콕을 가지고, 상기 공급 종료 단계에서는 상기 콕을 닫음으로써 상기 공급 동작을 종료해도 좋고, 상기 공급 동작의 종료와 도포 동작의 종료 사이에 설치된 시간은, 상기 콕이 닫혀지고 나서 상기 도포부와 상기 콕 사이의 공급 배관 및 상기 도포부 내의 점성 유체로의 잔압이 없어질 때까지의 시간보다 길어도 좋다. 또한, 상기 공급부는, 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하는 유지 수단을 가지고, 상기 공급 종료 단계에서는 상기 유지 수단 내의 점성 유체로의 가압을 정지함으로써 상기 공급 동작을 종료해도 되고, 상기 공급 동작의 종료와 도포 동작 종료 사이에 설치된 시간은, 상기 유지 수단 내의 점성 유체로의 가압이 정지되고 나서, 상기 공급 배관 및 상기 도포부 내의 점성 유체로의 잔압이 없어질 때까지의 시간보다 길어도 좋다.
이것에 의해서, 도포 동작 종료 후의 잔압에 의한 점성 유체의 토출을 방지할 수 있기 때문에, 공급부의 카트리지와 도포부와의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 점성 유체 도포 장치에서의 점성 유체 도포 방법으로서, 상기 공급부의 공급 동작을 개시시키는 공급 개시 단계와, 상기 공급 동작의 개시로부터 소정 시간 경과한 후에, 상기 도포부의 도포 동작을 개시시키는 도포 개시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법으로 할 수도 있다. 여기서, 상기 공급부는 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하고, 유지하는 점성 유체에 상기 공급 배관에 압출하는 압력을 가하는 유지 수단과, 상기 공급 배관에 접속된 콕을 가지고, 상기 공급 개시 단계에서는 상기 콕을 개방함으로써 상기 공급 동작을 개시해도 좋고, 상기 공급 동작의 개시와 도포 동작의 개시 사이에 설치된 시간은, 상기 콕이 열리고 나서 상기 유지 수단과 상기 콕 사이의 공급 배관 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력이 상기 도포부 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간보다 길어도 좋다. 또한, 상기 공급부는 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하는 유지 수단을 가지고, 상기 공급 개시 단계에서는 상기 유지 수단 내의 점성 유체에 상기 공급 배관에 압출하는 압력을 가함으로써 상기 공급 동작을 개시해도 좋고, 상기 공급 동작의 개시와 도포 동작 개시 사이에 설치된 시간은, 상기 유지 수단 내의 점성 유체로의 가압이 개시되고 나서, 상기 유지 수단 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력이 상기 도포부 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간보다 길어도 좋다.
이것에 의해서, 도포부에 점성 유체가 확실히 공급된 후에 도포부가 도포 동작을 시작하기 때문에, 점성 유체가 기포를 포함하는 것을 방지하고, 도포 동작 종료후의 점성 유체의 토출을 방지할 수 있기 때문에, 공급부의 카트리지와 도포부와의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 실현할 수 있다.
여기서, 상기 도포부는 회전 가능한 상태로 내부에 배치되고, 회전에 의해 상기 도포부의 점성 유체를 토출시키는 스크류 형상의 회전 부재를 가지고, 상기 도포 종료 단계에서는 상기 회전 부재의 회전을 정지시킴으로써 상기 도포 동작을 종료해도 좋고, 상기 도포부는 회전 가능한 상태로 내부에 배치되고, 회전에 의해 상기 도포부의 점성 유체를 토출시키는 스크류 형상의 회전 부재를 가지고, 상기 도포 개시 단계에서는 상기 회전 부재를 회전시킴으로써 상기 도포 동작을 개시해도 좋다. 이것에 의해서, 점성 유체를 공기압으로 토출시키는 경우와 같이, 도포부 내부의 점성 유체의 양에 의존하여 토출하는 점성 유체의 양이 변하지 않기 때문에, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 실현할 수 있다.
또한, 상기 콕은 상기 도포부 근방의 상기 공급 배관에 접속되어 있어도 된다.
이것에 의해서, 콕을 열고 나서 유지 수단, 즉 카트리지 내의 점성 유체에 가해진 압력이 도포부 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간을 짧게 할 수 있고, 콕을 열고 나서 도포 동작을 시작하게 할 때까지의 시간차를 짧게 할 수 있기 때문에, 카트리지와 도포부의 거리가 길어진 경우에도 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 저감시키지 않고, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 실현할 수 있다.
또한, 상기 콕은 왕복 이동 가능한 상태로 내부에 배치되고, 내부에 점성 유체의 이동로가 형성된 가동부를 가지며, 상기 콕은 상기 가동부를 왕복 이동시킴으로써 개폐해도 좋다.
이것에 의해서, 에어 실린더의 왕복 이동을 그대로 콕의 개폐에 이용할 수 있고, 동력 전달의 타임 래그를 없앨 수도 있기 때문에, 높은 시간 정밀도로 콕의 개폐를 제어할 수 있고, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 실현할 수 있다.
본 발명에 따른 점성 유체 도포 장치에 의하면, 도포의 위치 정밀도를 악화시키지 않고, 또한 설계 자유도를 저하시키지 않고, 제조 효율을 향상시키는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다. 또한, 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 도포의 위치 정밀도를 악화시키지 않고, 또한 설계 자유도를 저하시키지 않고, 제조 효율을 향상시키는 것이 가능한 점성 유체 도포 장치를 제공하는 것이 가능해지고 실용적 가치는 매우 높다.
또한, 본 발명에 따른 점성 유체 도포 장치에 의하면, 탱크 내에 새로운 부재를 설치하거나 탱크의 구조를 변경하거나 하지 않고, 탱크에 보내는 에어의 공급을 전자 밸브로 제어적으로 온/오프하는 것만으로, 탱크 내의 점성 유체의 점도 상승을 방지할 수 있기 때문에, 고정밀도에서의 점성 유체의 도포량 제어를 가능하게 하는 간소한 구조의 공급부를 가지는 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다. 즉, 고정밀도에서의 점성 유체의 도포량 제어를 가능하게 하는, 소형이고 저비용인 공급부를 가지는 점성 유체 도포 장치를 실현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해 점성 유체의 도포량을 높은 정밀도로 제어할 수 있는 간소한 구조의 점성 유체 도포 장치를 제공하는 것이 가능해지고, 실용적 가치는 매우 높다.
또한, 본 발명에 따른 점성 유체 도포 방법에 의하면, 카트리지와 도포부의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 점성 유체 도포 장치에 의하면, 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 높일 수 있다. 또한, 점성 유체 도포 장치의 설계 자유도를 높일 수 있다. 또한, 점성 유체 도포 장치의 도포의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 카트리지와 도포부와의 거리가 길어져도 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어하는 것이 가능한 점성 유체 도포 방법을 제공하는 것이 가능해지고 실용적 가치는 매우 높다.
도 1은 반도체 패키지의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 종래의 점성 유체 도포 장치의 외관도이다.
도 3은 도포 헤드(1000)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 점성 유체 도포 장치의 외관도이다.
도 5는 동 실시형태의 점성 유체 도포 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도포 헤드(100)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7A는 도포부(101)와 공급부(102)와, 그들에 연결된 공급 배관(340)의 사시도이며, 도포부(101)와 공급부(102)의 각각이 X축부의 각각 양단측에 떨어진 위치에 있을 때의 공급 배관(340) 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7B는 도포부(101)와 공급부(102)와, 그들에 연결된 공급 배관(340)의 사시도이며, 도포부(101)와 공급부(102)가 근접하여 X축부의 일단측에 위치할 때의 공급 배관(340) 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8A는 공급 콕(341)이 열려 있을 때의 공급 콕(341)의 단면도이다.
도 8B는 공급 콕(341)이 닫혀 있을 때의 공급 콕(341)의 단면도이다.
도 9는 동 실시형태의 점성 유체 도포 장치의 도포 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1O(a)는 공급 콕(341)의 개폐 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 10(b)는 토출용 샤프트(320)의 회전 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 10(c)는 노즐(310)로부터의 점성 유체의 토출 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 11A는 공급 콕(820)이 열려 있을 때의 공급 콕(820)의 단면도이다.
도 11B는 공급 콕(820)이 닫혀 있을 때의 공급 콕(820)의 단면도이다.
도 12는 실시 형태에 따른 공급 콕 및 공급 콕의 구동부, 제어부를 도시하는 개념도이다.
도 13은 실시 형태에 따른 점성 유체 도포 장치의 각 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 14(a)는 초기에 설정한 공급 콕의 개폐 타이밍 및 개폐 상태의 어긋남을 도시하는 도면이다. 도 14(b)는 상기 지연 시간에 의거하여 공급 콕의 개폐 타이밍을 어긋나게 한 상태를 도시하는 도면이다. 도 14(c)는 토출용 샤프트의 회전 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 14(d)는 노즐로부터의 점성 유체의 토출 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 15(a)는 공급 콕의 개폐 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 15(b)는 토출용 샤프트의 회전 정지 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 16은 도포 헤드 및 점성 유체 공급 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 카트리지 및 피스톤에 가해지는 힘의 변화를 도시하는 도면이다.
도 18A는 도포 동작 및 기판의 반입·반출이 행해지지 않을 때 등에 있어서, 피스톤(334)을 통하여 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되어 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되지 않고 계속 공급된, 혹은, 개방된 상태로 방치되어 있던 시간의 경과와, 카트리지 내의 점성 유체의 점도와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 18B는 도포 동작 및 기판의 반입·반출이 행해지지 않을 때 등에 있어서, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되어 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방된 후, 압축 공기가 단속적으로 공급되었을 때의 시간의 경과와, 카트리지 내의 점성 유체의 점도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 19A는 도포 동작을 재개시키고 나서의 도포 회수와 도포량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 19B는 도포 동작을 재개시키고 나서의 도포 회수와 도포량의 관계를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 1000 : 도포 헤드, 101, 1110 : 도포부
102, 1120 : 공급부, 110, 1020 : X축부
120 : Y축부, 130 : Z축부
140 : 기판 반송부, 140a, 900 : 기판
150 : 헤드 높이 검출 센서, 160, 1030 : 제어부
310, 1111 : 노즐, 320, 1112 : 토출용 샤프트
321, 1113 : 스크류부, 330, 1040, 1121 : 카트리지
331 : 전환 밸브, 332 : 에어 공급원
334 : 피스톤, 340, 342, 343, 1122 : 공급 배관
341, 820 : 공급 콕, 400 : 가동부
500, 800 : 개폐 결정부, 510, 810 : 이동로
800 : 회전부, 910 : 반도체 칩
920 : 전극 범프, 930 : 언더 필 접착제
940 : 커버, 950 : 플럭스
960 : 밀봉제, 1010 : Y테이블
1130 : 접합부, 1200 : 에어 실린더
1210 : 에어 밸브, 1221 : 밸브 제어부
1222 : 센서 신호 수신부, 1223 : 지연 시간 계측부
이하, 본 발명의 실시형태에서의 점성 유체 도포 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 4는, 본 실시형태의 점성 유체 도포 장치의 외관도이며, 도 5는 상기 점성 유체 도포 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태의 점성 유체 도포 장치는, 기판(140a)에 점성 유체를 도포하는 도포 헤드(100)와, 제1 축방향으로의 도포 헤드(100)의 이동 위치 결정을 행하는 제1 축부(110)(예컨대 X축부)와, 제1 축방향과 직교하는 제2 축방향으로의 도포 헤드(100)의 이동 위치 결정을 행하는 제2 축부(120)(예컨대 Y축부)와, 제1 축방향과 제2 축방향에서 형성되는 평면에 직교하는 제3 축방향으로의 도포 헤드(100)의 이 동 위치 결정을 행하는 제3 축부(130)(예컨대 Z축부)와, 제1 축방향과 제2 축방향에서 형성되는 평면의 소정의 위치까지 기판(140a)을 반송하는 기판 반송부(140)와, 도포 헤드(100)의 높이를 검출하는 헤드 높이 검출 센서(150)와, 제1 축부(110), 제2 축부(120) 및 제3 축부(130)의 이동 동작 제어 및 도포 헤드(100)의 도포 동작 제어를 행하는 제어부(160)를 구비한다.
한편, 이 이후는, 예컨대 제1 축방향을 X방향, 제2 축방향을 Y방향, 제3 축방향을 Z방향, 제1 축부를 X축부, 제2 축부를 Y축부, 제3 축부를 Z축부라고 부른다. 단, 이것에 한정하는 것은 아니다.
도 6은, 도포 헤드(100)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도포 헤드(100)는 도포부(101)와 공급부(102)를 구비하고 있다. 도포부(101)는, 점성 유체를 토출하는 노즐(310)과 토출용 샤프트(320)를 가지고, X방향, Y방향, Z방향으로 이동 가능하며, 점성 유체를 기판(140a)에 도포한다. 공급부(102)는 점성 유체를 유지하고, 또한 교환 가능한 카트리지(330)와 카트리지(330) 내의 점성 유체를 도포부(101)에 이끄는 공급 배관(340)을 가지고, X축부의 단부에 고정한 상태로 배치되며, Y방향으로 이동 가능하고, 점성 유체를 도포부(101)에 공급한다. 이것에 의해서, 도 2에 도시하는 종래의 점성 유체 도포 장치와 같이, 도포부와 공급부는 일체화되지 않기 때문에, 도포부(101)가 정지할 때, 도포부(101)에 큰 관성력이 작용하지 않고, 점성 유체의 도포 위치를 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 이것은 본원과 같이 점성 유체 도포 장치가 대용량의 카트리지(330)를 가지는 공급부(102)를 구비하는 경우에 큰 효과를 발휘한다.
또한, X축부에 부착되어 있는 도포부(101)가 Y방향으로 이동할 때에는, 그 X축부의 일단에 고정되어 있는 공급부(102)도, X축부의 이동에 연동하여 도포부(101)와 함께 Y방향으로 이동하고, 도포부(101)가 X방향, Z방향으로 이동할 때에는, 공급부(102)는 도포부(101)의 움직임과는 관계없이 정지하고 있기 때문에, 도포 헤드의 공간 점유율을 낮게 할 수 있고, 점성 유체 도포 장치의 설계 자유도를 높일 수 있다. 특히, 카트리지를 대용량화한 경우에는, 그것이 도포부와 함께 X방향, Y방향, Z방향으로 이동하면, 도포 헤드의 공간 점유율이 높아지기 때문에, 카트리지를 대용량화한 경우에 큰 효과를 발휘한다.
토출용 샤프트(320)는 노즐(310)의 축방향을 따라서 축 둘레 방향으로 회전 가능한 상태로 도포부(101) 내부에 배치되어 있다. 토출용 샤프트(320)의 일단에는, 스크류부(321)가 형성되어 있고, 스크류부(321)가 형성되어 있는 측의 공동부 내에 점성 유체가 공급부(102)로부터 이끌려 온다. 스크류부(321)는 토출용 샤프트(320)의 회전에 따라서 점성 유체를 이송하고, 노즐(310)로부터 점성 유체를 토출시킨다. 노즐(310)로부터 점성 유체를 토출시킬 때에는, 스크류의 회전에 의한 압압력을 이용한다. 이것에 의해서, 점성 유체를 공기압에서 토출시키는 경우와 같이, 도포부(101) 내의 점성 유체의 잔량에 의해서, 그 공기압의 점성 유체에 가해지는 압력차를 고려할 필요가 없어진다. 그 때문에, 점성 유체의 도포량을 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
카트리지(330)는, Y방향으로 이동 가능한 상태로 X축부의 단부에 배치되고, 그 카트리지(330)는 종래의 소용량의 카트리지(예컨대 180cc)에 비하여 대용량의 카트리지(예컨대 600cc)이다. 이것에 의해서, 카트리지의 교환 회수를 줄일 수 있기 때문에, 점성 유체 도포 장치의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 도 1에 도시하는 커버가 부착되는 타입의 반도체 패키지를 제조하는 경우에는, 다량의 밀봉제를 도포해야 하기 때문에, 상기 반도체 패키지를 제조하는 경우에 큰 효과를 발휘한다.
카트리지(330) 내의 점성 유체에는 항상 압력, 예컨대 공기압이 가해지고 있고, 그 압력에 의해 점성 유체가 공급 배관(340)에 압출되고 있다. 공급 배관(340)의 도포부(101) 근방측에는 개폐에 의해 카트리지(330) 내의 점성 유체를 도포부(101)에 이끄는지 여부를 결정하는 공급 콕(341)이 접속되어 있다. 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력은 항상 공급 콕(341)으로 나누어지고 있는 공급부측에 위치하는 공급 배관(343) 내의 점성 유체에도 가해지고 있고, 공급 콕(341)이 도포부(101) 근방측에 존재하도록 구성하고 있다. 이것에 의해, 압력이 도포부 내의 점성 유체에 전해질 때까지의 시간을 짧게 할 수 있다. 특히, 카트리지(330)를 구비하는 공급부(102)와 도포부(101)의 거리가 길어진 경우에는, 공급 콕(341)을 열고 나서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력이 도포부(101) 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간이 길어지기 때문에, 카트리지(330)를 구비하는 공급부(102)와 도포부(101)의 거리가 긴 경우에 큰 효과를 발휘한다. 또한, 공급부(102)와 도포부(101)의 거리의 장단에 의하지 않고, 공급 콕(341)을 열고 나서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력이 도포부(101) 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간을 일정하게 할 수 있기 때문에, 공급부(102)와 도포부(101)의 거리의 장단에 의하지 않고 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어할 수 있다.
도 7A, 도 7B는 도포부(101)와 공급부(102)의 위치, 및, 그들에 연결된 공급 배관(340) 상태를 도시하는 도면이며, 도 7A, 도 7B의 구별은 도포부(101)와 공급부(102)의 상대적 위치 관계를 달리한 상태를 설명하기 위한 것이다.
공급 배관(340)은, 예컨대 직경 8㎜이고, 일정한 길이, 예컨대 730㎜를 가지고, 일부가 일정한 형상, 예컨대 U자형상을 이루도록 고정 부재(400)가 부착되어 있다. 이것에 의해서, 도포부(101)가 X방향으로 이동하고, 도포부(101)와 공급부(102)의 상대 위치가 바뀐 경우에도, 공급 배관(340)에는 그 내부에 있는 점성 유체로의 압박을 일으키는 절곡 등이 발생하지 않고, 공급 배관(340)의 내부 용적은 변화하지 않기 때문에, 내부 용적의 변화에 수반하는 점성 유체에 가해지는 압력의 변화를 방지할 수 있다. 즉, 공급부(102)와 도포부(101)의 위치 관계에 의하지 않고 높은 정밀도로 점성 유체의 도포량을 제어할 수 있다. 이 때, 공급 콕(341)으로 나누어지고 있는 도포부측에 위치하는 공급 배관(342)은 예컨대 길이 130㎜를 가진다.
도 8A, 도 8B는 공급 콕(341)의 단면도이며, 도 8A는 공급 콕(341)이 열려 있을 때의 단면도를 도시하고, 도 8B는 공급 콕(341)이 닫혀 있을 때의 단면도를 도시하고 있다.
공급 콕(341) 내부에는 왕복 이동 가능한 상태로 배치된 가동부(500)와, 가동부(500)의 평행면에 의해 구성되는 곧은 이동로(510)가 형성되어 있고, 가동 부(500)의 왕복 이동에 의해 점성 유체를 통과시키는지 여부를 결정한다.
여기서, 가동부(500)는 에어 실린더의 왕복 이동을 구동원으로 한다. 이것에 의해서, 에어 실린더의 왕복 이동을 그대로 공급 콕(341)의 개폐에 이용할 수 있기 때문에, 동력 전달의 타임 래그를 없앨 수 있고, 높은 시간 정밀도로 공급 콕(341)의 개폐를 제어할 수 있다. 또한, 점성 유체는 곧은 이동로(510)를 통과하므로, 공급 콕(341)에 의한 압력 손실을 감소시킬 수 있고, 공급 콕(341)에서의 점성 유체에 가해지는 압력의 변화를 방지할 수 있다. 한편, 도 11A, 도 11B에 도시하는 구성의 공급 콕(820)을 개폐할 때에는, 회동부(800)를 에어 실린더의 왕복 이동을 구동원으로 하는 링크 기구를 통하여 회동시키기 때문에, 동력 전달의 타임 래그가 발생한다. 한편, 모터를 구동원으로 하여 회동부(800)를 직접 회동시키는 것도 가능하지만 고비용이 된다.
도 9는, 상기 구조를 가지는 점성 유체 도포 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, X축부(110) 및 Y축부(120)에 의해 도포 헤드(100)를 소정의 X-Y위치에 이동시킨다(단계 S610). 이것은, Y축부(120)에 의해 도포부(101) 및 공급부(102)를 소정의 Y위치에 이동시키고, 또한 X축부(110)에 의해 도포부(101)를 소정의 X위치에 이동시킴으로써 행해진다.
다음에, Z축부(130)에 의해 도포 헤드(100)를 소정의 높이까지 하강시킨다(단계 S620).
다음에, 도포 헤드(100)에 의해 기판(140a)에 점성 유체를 도포한다(단계 S630). 한편, 도포 동작의 상세에 대해서는 후술한다.
마지막으로, Z축부(130)에 의해 도포 헤드(100)를 소정의 높이까지 상승시킨다(단계 S640).
도 10은, 도포 헤드(100)에 의한 도포 동작(도 9의 단계 S630에서의 도포 동작)을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 한편, 도 10(a)는 공급 콕(341)의 개폐 타이밍을 도시하고, 도 10(b)는 토출용 샤프트(320)의 회전 타이밍을 도시하며, 도 10(c)는 노즐(310)로부터의 점성 유체의 토출 타이밍을 도시하고 있다.
우선, 공급부(102)에 의한 점성 유체의 공급 동작을 개시시킨다(t=t0). 즉, 공급 콕(341)을 열고 점성 유체를 도포부(101)에 공급시킨다.
다음에, 도포부(101)에 의한 점성 유체의 도포 동작을 개시시킨다(t=t1). 즉, 스크류부(321)를 회전시켜 점성 유체를 노즐(310)로부터 토출시킨다.
다음에, 공급부(102)에 의한 점성 유체의 공급 동작을 종료시킨다(t=t2). 즉, 공급 콕(341)을 닫고 도포부(101)로의 점성 유체의 공급을 정지시킨다.
마지막으로, 도포부(101)에 의한 점성 유체의 도포 동작을 종료시킨다(t=t3). 즉, 스크류부(321)의 회전을 정지시켜 노즐(310)로부터의 점성 유체의 토출을 정지시킨다.
여기서, 공급 배관(340)은 공급 콕(341)에 의해서 공급부측과 도포부측으로 나누어지고 있고, 공급부측의 공급 배관(343)에 존재하는 점성 유체에는 항상 압력이 가해지고 있다. 이 상태로 공급 콕(341)을 개구하면, 공급부측의 공급 배 관(343)의 점성 유체에 가해져 있는 압력이 도포부측의 공급 배관(342)의 점성 유체에 가해진다. 공급 콕(341) 개구 시점으로부터 토출용 샤프트(320)가 회전을 개시할 때까지의 시간 t1-t0은 이 공급 콕(341) 개구 시점으로부터 도포부측의 공급 배관(342)의 점성 유체에 압력이 가해질 때까지의 시간보다 길어지도록 설정한다. 최단의 시간 t1-t0은 주로 도포부측의 공급 배관(342)의 길이와 내부 용적에 의해서 변화한다.
도포 실행 중에 도포부측의 공급 배관(342)에 존재하는 점성 유체에 가해져 있는 압력은, 공급 콕(341)을 닫고 나서 토출용 샤프트(320)가 회전을 정지해도 잔압으로서 존재한다. 공급 콕(341) 폐쇄 시로부터 토출용 샤프트(320)가 회전을 정지할 때까지의 시간 t3-t2는 이 공급 콕 폐쇄 시점으로부터 도포부측의 공급 배관(342)의 점성 유체에 가해지는 잔압이 없어질 때까지의 시간보다 길어지도록 설정한다. 최단의 시간 t3-t2는 주로 도포부측의 공급 배관(342)의 길이와 내부 용적에 의해서 변화한다.
공급 콕(341)으로 나누어진, 도포부측에 위치하는 공급 배관(342)의 내부 용적이 예컨대 24.5cc이며, 도포부(101)의 스크류부(321)가 형성되어 있는 측의 공동부의 내부 용적이 예컨대 O.01cc인 경우에는, 최단의 시간 t1-t0 및 시간 t3-t2는 약 0.2sec가 된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 점성 유체 도포 장치에 의하면, 공급 콕(341) 개구 시점에 있어서는, 토출용 샤프트(320)는 도포부(101)에 점성 유체가 확실히 공급된 후에 회전을 개시하고, 공급 콕(341) 폐쇄 시점에 있어서는, 도포부측에 위치하는 공급 배관(342) 내의 점성 유체 및 도포부(101) 내의 점성 유체로의 잔압이 확실히 없어지는 시점에 회전을 정지한다. 즉, 상기 잔압이 없어질 때까지 토출용 샤프트(320)를 회전시키고 있는 시간대도, 통상의 도포 동작의 일부가 되도록, 토출용 샤프트(320)의 회전 정지 타이밍은 공급 콕(341)의 폐쇄 타이밍보다 느리게 설정되어 있음으로써, 토출용 샤프트의 회전 정지 후의 잔압에 의한 점성 유체의 토출을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 점성 유체 도포 장치에 대해 실시형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은, 이 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 공급 콕(341)의 개폐에 의해 도포부(101)로의 점성 유체의 공급을 제어한다고 했지만, 공급 콕을 통하지 않고 카트리지(330) 내의 점성 유체에 압력을 가하는지 여부로 점성 유체의 공급을 제어해도 상관없다. 이 경우에는, 카트리지 내의 점성 유체로의 가압을 개시하고 나서 토출용 샤프트를 회전시키기까지 걸리는 시간을, 카트리지 내의 점성 유체로의 가압을 개시하고 나서 카트리지 내의 점성 유체에 가해지고 있는 압력이 도포부 내의 점성 유체에 가해지는데 걸리는 시간보다 길어지도록 설정한다. 또한, 카트리지 내의 점성 유체로의 가압을 정지하고 나서 토출용 샤프트의 회전을 정지시키기까지 걸리는 시간을, 카트리지 내의 점성 유체로의 가압을 정지하고 나서, 공급 배관 및 도포부 내 의 점성 유체로의 잔압이 없어지기에 걸리는 시간보다 길어지도록 설정한다. 즉, 상기 잔압이 없어질 때까지 토출용 샤프트(320)를 회전시키고 있는 시간대도, 통상의 도포 동작의 일부가 되도록 토출용 샤프트(320)의 회전 정지 타이밍은 공급 콕(341)의 폐쇄 타이밍보다 느리게 설정하고 있음으로써, 토출용 샤프트의 회전 정지 후의 잔압에 의한 점성 유체의 토출을 방지할 수 있다.
또한, 공급 콕으로서 도 11A, 도 11B에 도시하는 회전식의 공급 콕(820)을 이용해도 좋다. 즉, 회전 가능한 상태로 공급 콕(820) 내부에 배치되고, 곧은 이동로(810)가 형성된 회동부(800)의 회전 이동에 의해, 점성 유체를 통과시키는지 여부를 결정하는 공급 콕(820)을 이용해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 공급부(102)는 X축부의 단부에 고정한 상태로 배치된다고 하였다. 그러나, 공급부(102)가 도포부(101)와 분리하여 고정한 상태로 배치되면 여기에 한정되지 않는다. 예컨대, 공급부(102)는 X축부 및 Y축부와는 분리되고, 점성 유체 도포 장치의 단부에 고정한 상태로 배치되어도 좋다. 이 경우에는, 점성 유체 도포 장치에는 도포부(101)의 이동에 수반하는 공급 배관(342)의 이동을 방해하지 않는 공간이 설치된다.
상기 실시형태의 점성 유체 도포 장치에 있어서, 공급 콕(341) 본체와 가동부(500)의 틈새에는 점성 유체가 약간 침입하기 때문에, 시간 경과적으로 공급 콕(341)의 개폐의 응답이 나빠진다. 따라서, 이 개폐 응답의 악화를 방지하는 점성 유체 도포 장치에 대해서 도면을 참조하면서 이하에서 설명한다. 한편, 상기 실시 형태와 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 번호를 붙여 그 설명을 생략한다.
다음에, 본 발명에 따른 다른 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 상기 실시형태와 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 번호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 12는, 본 실시형태에 따른 공급 콕(341) 및 공급 콕(341)의 구동부(1299), 제어부(160)를 도시하는 개념도이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 공급 콕(341)을 개폐하는 구동부(1299)는 에어 실린더(1200)와 에어 밸브(1210)를 구비하고 있다.
에어 실린더(1200)는 그 내부에서 왕복 이동하는 피스톤(1202)과, 해당 피스톤(1202)에 접속되는 플런저(1201)를 구비하고 있다. 그리고 플런저(1201)는 공급 콕(341)의 가동부(500)에 접속되어 있고, 플런저(1201)에 접속되는 피스톤(1202)의 왕복 이동에 수반하여 공급 콕(341)을 개폐하는 것이 가능해져 있다.
또한, 상기 피스톤(1202)에는 마그넷(1203)이 설치되는 동시에, 상기 마그넷(1203)이 가까워지면 반응하는 상태 검지 센서로서의 마그넷 센서(1204, 1205)가 에어 실린더(1200)의 외벽에 2개소 부착되어 있다.
이 마그넷 센서(1204)는 공급 콕(341)이 닫힌 상태일 때에 그러한 뜻의 신호를 발할 수 있고, 한편, 마그넷 센서(1205)는 공급 콕(341)이 열린 상태일 때에 그러한 뜻의 신호를 발할 수 있는 센서이다.
에어 밸브(1210)는 솔레노이드에 의해 압축 공기의 경로를 전환할 수 있는 밸브이며, 에어 실린더(1200)에 접속되고, 압축 공기의 경로를 전환함으로써 플런저(1201)를 자유롭게 출몰시킬 수 있는 것이다. 나아가서는, 압축 공기의 경로를 에어 밸브(1210)로 전환함으로써, 공급 콕(341)의 개폐를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 밸브 제어부(1221)와, 센서 신호 수신부(1222)와, 지연 시간 계측부(1223)를 구비하고 있다.
밸브 제어부(1221)는 상기 에어 밸브(1210)를 제어하여 압축 공기의 경로를 변경하는 처리부이며, 즉, 공급 콕(341)의 개폐를 제어하는 처리부이다.
센서 신호 수신부(1222)는, 에어 실린더(1200)에 구비되는 마그넷 센서(1204, 1205)로부터의 신호를 수신하고, 공급 콕(341)의 상태를 파악하는 처리부이다.
지연 시간 계측부(1223)는 밸브 제어부(1221)가 발신한 신호와 마그넷 센서(1204, 1205)로부터 수신하는 신호의 시간의 어긋남을 계측하는 처리부이다.
다음에, 마그넷 센서(1204, 1205) 등을 이용하여 공급 개시 단계 등을 제어하는 방법을 설명한다.
도 13은, 본 실시형태에 따른 점성 유체 도포 장치의 각 동작을 도시하는 흐름도이다.
우선, 밸브 제어부(1221)는 공급 콕(341)을 개방 상태로 하는 콕 개방 신호를 에어 밸브(1210)에 발신한다(S1301).
이 개방 신호에 의거하여 에어 밸브(1210)는, 에어 실린더(1200)의 플런저(1201)를 몰입하는 방향으로 압축 공기의 경로를 변경한다. 이것에 의해 공급 콕(341)의 가동부(500)가 이동하고, 공급 콕(341)은 개방 상태가 된다.
공급 콕(341)이 개방 상태가 되면, 공급 콕(341)이 개방 상태가 되었다는 뜻 의 개방 상태 신호를 마그넷 센서(1205)가 발신하고(S1302), 센서 신호 수신부(1222)가 이 신호를 수신한다.
지연 시간 계측부(1223)는 밸브 제어부(1221)의 개방 신호 발신 시점으로부터 센서 신호 수신부(1222)가 개방된 상태 신호를 수신하는 시점까지의 시간을 계측하여 지연 시간을 산출한다(S1303).
제어부(160)는 해당 지연 시간으로부터, 공급 개시 즉 콕 개방 신호 발신(도10 : t0) 시점을 기준으로 한 토출용 샤프트(1112)의 회전 개시(도 10 : t1)의 타이밍을 결정한다(S1304).
다음 번부터는 상기 결정된 타이밍을 이용하여 도포 동작이 행해진다.
도 14는, 본 실시형태에 따른 도포 헤드(100)에 의한 도포 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 도 14(a)는 초기에 설정한 공급 콕(341)의 개폐 타이밍 및 개폐 상태의 어긋남(지연 시간)을 도시하고, 도 14(b)는 상기 지연 시간에 의거하여 공급 콕(341)의 개폐 타이밍을 어긋나게 한 상태를 도시하며, 도 14(c)는 토출용 샤프트(320)의 회전 타이밍을 도시하고, 도 14(d)는 노즐(310)로부터의 점성 유체의 토출 타이밍을 도시하고 있다.
우선, 공급 배관(342) 및 도포부(101) 내의 용적으로부터 산출되는 타이밍에 의해서 공급부(102)에 의한 점성 유체의 공급 동작을 개시, 즉 에어 밸브(1210)에 대해서 개방 신호를 발신한다(t=t0).
그런데, 상정되는 공급 콕(341)의 개방 동작(도 14(a) 파선)에 대해, 실제의 개방 동작은 공급 콕(341)의 개체차나 시간 경과 변화에 의해 지연이 생긴다(도 14(a) 실선). 즉, 상정되는 개방 상태에 도달하는 시각 t1에 대해 실제로는 시각 t1'에 개방 상태가 된다.
이대로의 상태에서는, 공급 배관(342) 및 도포부(101) 내가 충분한 압력에 도달하지 않는 동안에 토출용 샤프트(320)가 회전을 개시하여 토출을 개시하기 때문에, 토출 개시 시의 점성 유체의 토출량이 불충분해질 우려가 있다.
따라서, 해당 지연 시간을 마그넷 센서(1204, 1205)에 의해서 측정하고, 이 데이터로부터 공급 콕(341)의 개체차나 시간 경과 변화를 흡수할 수 있는 개방 신호의 타이밍 t2(도 14(b))을 결정한다. 이 개방 신호의 타이밍 t2은 토출용 샤프트(320)가 회전을 개시하는 타이밍 t3로부터 역산된다.
이상과 같이, 콕 개방 신호 발신으로부터 개방 상태 신호 수신까지의 지연 시간을 파악함으로써, 예컨대 공급 콕(341)을 교환했을 때의 공급 콕(341)의 응답 시간의 개체차를 흡수하여, 항상 안정된 점성 유체의 압력으로 점성 유체의 토출을 개시하는 것이 가능해지며, 토출 초기의 과잉 도포나 과소 도포를 회피할 수 있다.
또한, 공급 콕(341)은 사용에 의해 슬라이딩 부분에 점성 유체가 부착하여 응답 시간이 시간 경과적으로 지연되는 경향이 있지만, 정기적으로 해당 지연 시간을 계측함으로써 시간 경과적으로도 안정되게 점성 유체를 토출하는 것이 가능해진다.
특히 상기의 방법은, 공급 콕(341)이 개방 상태에 이르기 전에 토출용 샤프 트(1112)의 회전을 개시하는 경우에 유효하다.
한편, 토출 상태 종료 시에도 동일한 지연이 생기고, 공급 배관(342) 및 도포부(101) 내에 불필요한 압력이 잔존하고 있는 동안에 토출용 샤프트(320)가 정지하기 때문에, 토출 종료 시에 점성 유체가 예기치 못한 곳에서 토출될 우려가 있다.
본 실시형태에 따른 점성 유체 도포 장치는, 상기와 동일하게 토출 종료 시의 지연 시간을 계측하여 콕 폐쇄 신호의 발신의 타이밍을 결정할 수 있다.
즉, 콕 폐쇄 신호 발신으로부터 폐쇄 상태 신호 수신까지의 지연 시간(도 14(a) t11-t11')을 계측하고, 해당 지연 시간으로부터 토출용 샤프트(1112)의 회전 정지(t13)를 기준으로 한 콕 폐쇄 신호(t12)의 타이밍을 결정할 수도 있다.
이상에 의해, 공급 콕(341)의 교환 직후나 시간 경과적으로 공급 콕(341)의 응답 시간이 변화해도 항상 안정된 점성 유체의 압력으로 토출을 종료시킬 수 있고, 점성 유체의 액 흐름 등을 회피하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명에 따른 다른 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 본 실시형태의 장치 구성 등은 상기 실시형태와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
도 15는, 공급 콕(341)의 개폐 타이밍(도 15(a))과 토출용 샤프트(320)의 회전 정지 타이밍(도 15(b))을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
본 실시형태의 경우, 도 15(a), 15(b)에 도시하는 바와 같이, 토출용 샤프 트(320)의 회전 타이밍 정지 타이밍은, 공급 콕(341)의 개방 상태, 폐쇄 상태의 후에 발생한다. 따라서, 공급 콕(341)의 개방 상태, 즉 마그넷 센서(1205)로부터의 신호를 수신하고 나서 소정의 시간 경과에 토출용 샤프트(320)의 회전을 개시하면 좋기 때문에, 공급 콕(341)의 교환이나 시간 경과 변화에 의해서 개방 상태의 타이밍이 t1로부터 t1'에 어긋났다고 해도 이것에 대응하여 토출용 샤프트(320)의 회전을 개시하는 타이밍을 t2로부터 t2'로 변경하는 것이 가능해진다.
한편, 점성 유체의 토출을 종료시키는 경우에도, 마그넷 센서(1204)로부터의 폐쇄 상태의 신호 수신의 타이밍 t11로부터 t11'에 어긋났다고 해도 토출용 샤프트(320)의 회전 정지의 타이밍을 t12로부터 t12'에 용이하게 변경하는 것이 가능해진다.
이상에 의하면, 공급 콕(341) 상태를 파악한 후에 토출용 샤프트(320)를 제어할 수 있기 때문에, 공급 콕(341)의 상태에 리얼타임으로 대응하는 것이 가능해진다.
상기 실시형태의 점성 유체 도포 장치에 있어서, 공급부(102)는 고정된 상태로 설치되기 때문에, 그 내부의 점성 유체가 고화되기 쉬워진다. 따라서, 그 점성 유체의 고화를 방지하는 점성 유체 도포 장치에 대해서 도면을 참조하면서 이하에서 설명한다. 한편, 상기 실시형태와 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 번호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 16은, 본 실시형태에 따른 도포 헤드(100)의 구조를 도시하는 단면도이 다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 도포 헤드(100)는 도포부(101)와 공급부(1002)를 구비하고 있다. 공급부(102)는 X축부의 단부에 고정한 상태로 배치되어 있고, 점성 유체를 유지하고 또한 교환 가능한 카트리지(330)와, 전환 밸브(331)와, 에어 공급원(332)과, 카트리지(330)의 점성 유체를 도포부(101)에 이끄는 공급 배관(340)을 가지고 Y방향으로 이동 가능하다. 여기서, 공급부(102)는 점성 유체 공급 장치를 구성하고, 전환 밸브(331) 및 에어 공급원(332)은 에어 공급 수단을 구성한다.
카트리지(330)는 Y방향으로 이동 가능한 상태로 X축부의 단부에 배치된 통형상으로 대용량(예컨대 600cc)인 탱크이다.
카트리지(330) 내에는 카트리지(330) 내의 점성 유체의 액면을 덮고, 카트리지(330) 내에서 상하 이동하는 통체인 피스톤(334)이 배치된다. 피스톤(334)의 측면은 카트리지(330)의 내주면과 접하고, 카트리지(330)의 내주면을 따라 이동하기 때문에, 카트리지(330)의 내주면에 부착하는 점성 유체는 피스톤(334)에 의해 긁어 떨어뜨려진다. 여기서, 피스톤(334)은 플라스틱 등으로 이루어지는 탄성 부재이며, 피스톤(334)의 형상은 에어 공급원(332)으로부터 공급되는 압축 공기와 점성 유체에 끼워져 외주면에 가해지는 힘에 따라 변화한다. 단, 이 피스톤(334)은 반드시 탄성 부재일 필요는 없다.
카트리지(330) 내의 피스톤(334) 위쪽의 공간에는, 일정 압력의 압축 공기가 공급되고, 압축 공기는 공급 배관(340)에 압출하는 힘을 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가한다. 여기서, 카트리지(330)는 폴리프로필렌 혹은 에틸렌 등으로 이루어지는 탄성 부재이며, 카트리지(330)의 내부 용적은 압축 공기에 의해 내주면에 가해지는 힘에 따라 변화한다. 단, 이 카트리지(330)는 반드시 탄성 부재일 필요는 없다. 또한, 피스톤(334)과 카트리지(330)는 적어도 한 쪽이 탄성 부재라도, 양쪽 모두가 탄성 부재라도, 혹은 양쪽 모두가 탄성 부재가 아니라도 좋다.
전환 밸브(331)는 제어부(160)로부터의 제어 신호에 의해 동작되고, 카트리지(330)를 에어 공급원(332)에 연통시켜 대기압보다 큰 압력의 압축 공기를 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내에 공급시키거나, 혹은 카트리지(330)를 대기에 연통시켜 대기압과 동등한 압력의 공기를 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급시킨다. 여기서, 압축 공기는 공급 압력을 구성한다.
도 17은, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가해지는 힘의 변화를 도시하는 도면이다.
점성 유체 도포 장치가 도포 동작을 개시하기 전에, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 계속적인 일정한 힘을 가하기 시작하는 타이밍과 소정의 시간 경과 후, 그 힘이 일단 개방되고 다시 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 펄스형상의 힘을 가하기 시작하는 타이밍을 나타낸다. 이 때, 계속적인 일정한 힘은 전환 밸브(331)에 의해 카트리지(330)를 에어 공급원(332)에 연통시키고, 대기압보다 큰 압력의 압축 공기가 항상 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되도록 함으로써 발생하고, 펄스형상의 힘은 전환 밸브(331)에 의한 전환을 소정의 시간 간격, 예컨대 2sec로 반복하고, 소정의 시간 간격으로 압력이 변화하는 단속적인 일정한 압축 공기, 즉, 압력이 상승·하강을 반복하는 압축 공기가 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되도록 함으로써 발생한다.
상기 펄스형상의 힘을 가하기 시작하는 동작은, 기판 검출 센서에 의해 검출되는 이하의 결과에 의거하여 실행된다. 예컨대, 기판에 점성 유체가 도포되는 스테이지 및 그 스테이지의 앞에 있는 소정의 위치에, 다음에 도포되어야 할 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반입되지 않는다는 결과가 얻어진 경우, 혹은, 점성 유체의 도포가 종료된 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반출되지 않는다는 결과가 얻어진 경우 등에 있어서는, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방된 후, 계속적인 일정한 압축 공기가 공급되고, 피스톤(334)이 상하 이동되어 점성 유체의 점도 상승을 방지한다.
그러나, 정상 시간 내에 기판의 반입·반출이 행해졌다고 해도 기판의 반입·반출에 필요로 하는 시간이 점성 유체의 점성도를 상승시키는 정도의 시간이며, 기판이 반입된 것을 검출하고 나서 제어된 시간을 경과해도 반출되지 않으면, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기는 개방된 후, 계속적인 일정한 압축 공기가 공급되고, 피스톤(334)이 상하 이동되어 점성 유체의 점도 상승을 방지한다.
즉, 도포 헤드(100)가 기판(140a)에 점성 유체를 도포하고 있지 않은 시간, 즉 도포 헤드(100)가 실제로 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 길어지고, 점성 유체의 점성도가 도포 동작을 행하기에 지장이 생길 정도로 상승하는 경우에는, 상기 동작이 실행됨으로써, 카트리지(330) 및 피스톤(334)은 탄성 부재이기 때문에 카트리지(330)의 내부 용적 및 피스톤(334)의 형상은 항상 변화하게 되므로, 카트리지(330) 내의 점성 유체에 항상 움직임이 주어지고, 재차, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 계속적인 일정한 압축 공기가 공급될 때까지의 사이에서의 점성 유체의 점도 상승이 방지된다. 특히 점성 유체가 밀봉제인 경우에는, 밀봉제가 높은 분자간 인력을 가지는 고분자 재료인 필러를 포함하고, 점도가 높아지기 쉽기 때문에, 점성 유체가 밀봉제인 경우에 큰 효과를 발휘한다.
예컨대, 점성 유체가 실리콘으로 구성되는 밀봉제인 경우에는, 약 2~3분간, 도포 헤드에 의해 도포 동작이 행해지지 않고, 점성 유체에 움직임이 주어지지 않으면, 점성 유체의 점도 상승에 의한 고화가 시작되지만, 도포 동작이 행해지지 않는 동안에 약 1~30회/min의 전환 밸브에 의한 전환이 행해지면, 점성 유체의 점도 상승은 방지되고 고화가 방지된다.
이하, 본 실시형태의 도포 헤드의 작용에 대해 설명한다.
도 18A는, 도포 동작 및 기판의 반입·반출이 행해지지 않을 때 등에 있어서, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되지 않고 계속 공급되어 있던 때의 시간의 경과, 혹은, 개방된 상태로 방치되어 있던 때의 시간의 경과와 그러한 상황 하에서의 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새에 존재하는 점성 유체(도 16에서의 A부의 점성 유체)의 점도의 변화와의 관계를 도시하고 있다. 도 18B는 피스톤(334)을 통해서 카 트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기(펄스형상으로 압력이 변화하는 압축 공기)가 개방된 후, 압축 공기가 단속적으로 공급되었을 때의 시간의 경과와, 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새에 존재하는 점성 유체(도 16에서의 A부의 점성 유체)의 점도의 변화와의 관계를 도시하는 도면이다.
또한, 도 19A, 도 19B는, 도포 동작을 재개시키고 나서의 도포 회수와, 그 때의 도포량의 관계를 도시하는 도면이다. 한편, 도 18A 및 도 19A는 (1) 기판에 점성 유체가 도포되는 스테이지 및 그 스테이지의 앞에 있는 소정의 위치에, 다음에 도포되어야 할 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반입되지 않는 경우와, 점성 유체의 도포가 종료된 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반출되지 않는 경우 등에 있어서, 혹은, (2) 정상 시간 내에 기판의 반입·반출은 행해졌지만, 기판의 반입·반출이 완료되기까지 점성 유체의 점성도가 상승될 정도의 시간을 필요로 하는 경우에 있어서, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되지 않고 계속 공급되어 있던, 혹은, 개방된 상태로 방치되어 있던 때의 점성 유체의 점성도 상승 경과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 18B 및 도 19B는 상기 (1) 및 (2) 조건 하에 있어서, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되고 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 일단 개방되고 그 후, 압축 공기가 단속적으로 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급된 경우에서의 것이다. 또한, 도 19A, 도 19B에 있어서, 「●」, 「○」, 「△」, 「□」및 「◇」는 각각 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되어 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되 고 나서, 재차, 동일한 조건의 압축 공기가 그 점성 유체에 공급될 때까지 필요로 하는 시간이 0, 5, 10, 30 및 60min인 것을 나타내고 있다.
도 18A, 도 19A로부터, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 가해져 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되고 나서, 재차, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 동일한 조건의 압축 공기가 공급될 때까지 압축 공기가 단속적으로 공급되지 않으면, 점성 유체의 특성상, 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새에 존재하는 점성 유체의 점도가 높아지고, 도포량의 불균일이 커져 가는 것을 알 수 있다. 한편, 도 18B, 도 19B로부터, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되어 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되고 나서, 재차, 동일한 조건의 압축 공기가 그 점성 유체에 공급될 때까지 압축 공기가 단속적으로 공급되면, 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새의 점성 유체의 점도가 거의 높지 않고, 도포량의 불균일이 거의 없게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새의 점성 유체(도 16에서의 A부의 점성 유체)의 점도 상승을 방지했던 것에 크게 기인하고 있다고 생각된다. 즉, 피스톤(334)과 카트리지(330)의 틈새의 점성 유체의 점도가 높아지면, 피스톤(334)이 하강 시에 있어서 큰 저항을 받고, 도포 헤드로의 점성 유체의 공급량이 변화하기 때문이다.
이상과 같이, 본 실시형태의 점성 유체 도포 장치에 의하면, 공급부(102)는 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 공급되어 있는 계속적인 일정한 압축 공기가 개방되고 나서, 재차, 동일한 조건의 압축 공기가 그 점성 유체 에 공급될 때까지의, 카트리지(330) 내의 점성 유체의 점도 상승을 단순한 구조로 방지한다. 즉, 스크류부 및 구동 모터를 설치하지 않고, 피스톤(334)과 카트리지(330)를 이용하여 카트리지(330) 내의 점성 유체의 점도 상승을 방지하므로, 본 실시형태의 점성 유체 도포 장치는 고정밀도에서의 점성 유체의 도포량 제어를 가능하게 하는 간소한 구조의 공급부를 실현할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 점성 유체 도포 장치에 대해서 실시형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예컨대, 본 실시형태의 공급부(102)에 있어서, 전환 밸브(331)에 의한 전환을 반복하고, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 압축 공기를 단속적으로 공급하며, 카트리지(330)의 내부 용적 및 피스톤(334)의 형상을 변화시켜 점성 유체의 점도 상승을 방지하였다. 그러나, 기판에 점성 유체가 도포되는 스테이지 및 그 스테이지의 앞에 있는 소정의 위치에, 다음에 도포되어야 할 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반입되지 않은 경우와, 점성 유체의 도포가 종료된 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 시간 내에 반출되지 않는 경우 등에 있어서, 혹은, 정상 시간 내에 기판의 반입·반출은 행해졌지만, 기판의 반입·반출이 완료하기까지 점성 유체의 점성도가 상승될 정도의 시간을 필요로 하는 경우에 있어서, 전환 밸브(331) 대신에 압력 조절부를 설치하여 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 압축 공기를 단속적으로 공급하고, 카트리지(330)의 내부 용적 및 피스톤(334)의 형상을 변화시켜 점성 유체의 점도 상승을 방지해도 상관없다.
또한, 도포 동작을 종료시키고 나서 재개시키기까지 10min 이상의 시간을 필요로 한 경우, 도포 동작 재개 후의 최초의 점성 유체의 도포는 기판(140a)에 대해서 행하지 않고, 최초의 점성 유체의 도포를 행하는 것으로 해도 상관없다.
또한, 본 실시형태에서는 피도포체로서 기판을 예로 들어 설명하고 있지만, 기판 이외의 피도포체에 점성 유체를 공급하는 점성 유체 공급 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다.
또한, (1) 기판에 점성 유체가 도포되는 스테이지 및 그 스테이지의 앞에 있는 소정의 위치에, 다음에 도포되어야 할 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 소정의 시간 내에 반입되지 않는 경우, 점성 유체의 도포가 종료된 기판이 어떠한 트러블에 의해서 제어된 소정의 시간 내에 반출되지 않는 경우, 혹은, (2) 정상 시간 내에 기판의 반입·반출은 행해졌지만, 기판의 반입·반출이 완료하기까지 점성 유체의 점성도가 상승될 정도의 소정의 시간을 필요로 하는 경우에서의, 소정의 시간은, 각각 도포 헤드(100)에 공급되는 점성 유체의 종류, 예컨대 온도 등의 공급 조건 등에 의해 결정되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 펄스형상의 힘을 가하기 시작하는 동작은, 기판 검출 센서에 의해서 검출되는 결과에 의거하여 실행된다고 하였다. 그러나, 펄스형상의 힘을 가하기 시작하는 동작은, 제어부(160)에 의한 스크류부(321)의 회전 개시 및 정지의 제어 결과에 의거하여 실행되어도 좋다. 즉, 스크류부(321)에 회전 개시를 지시하는 오프 신호를 송신하고 나서, 제어된 시간 내에 회전 정지를 지시 하는 오프 신호를 송신하지 않는 경우에, 피스톤(334)을 통해서 카트리지(330) 내의 점성 유체에 계속적인 일정한 압축 공기를 공급해도 좋다.
본 발명은, 점성 유체 도포 장치에 이용할 수 있고, 특히 반도체 패키지의 제조 공정에서 이용되는 점성 유체 도포 장치 등에 이용할 수 있다.

Claims (22)

  1. 점성 유체를 도포하는 점성 유체 도포 장치로서,
    제1 축부와,
    상기 제1 축부와 직교하고 상기 제1 축부를 이동시키는 제2 축부와,
    상기 제1 축부에 이동 가능한 상태로 설치되고 피도포체에 점성 유체를 도포하는 도포부와,
    상기 도포부와 분리하여 상기 제1 축부에 고정된 상태로 설치되고, 상기 도포부에 점성 유체를 공급하는 공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급부는 점성 유체를 유지하는 유지부와, 상기 유지부 내의 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관을 가지고,
    상기 공급 배관은, U자형상으로 구부러진 만곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공급 배관의 만곡부에는, 일정한 곡률을 유지하도록 상기 공급 배관의 만곡부를 고정하는 고정 부재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 공급 배관에는 개폐에 의해 상기 유지부에 유지된 점성 유체를 상기 도포부에 이끌거나 혹은 차단하는 콕이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급부는 점성 유체를 유지하는 통형상의 탱크와, 상기 탱크에 유지된 점성 유체의 액면을 덮고, 상기 탱크 내에서 상하 이동하는 피스톤과, 상기 탱크 내에서의 상기 피스톤보다 위쪽의 공간에 에어를 공급하는 에어 공급 수단을 구비하고,
    상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 상기 에어의 공급 압력을 변화시키는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 상기 에어의 공급 압력의 상승·하강을 반복하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 에어 공급 수단은 상기 도포 동작을 행하고 있지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에,
    상기 공간에 대기압보다 큰 공급 압력으로 에어를 공급하는 것과, 공급한 에어를 대기에 개방하는 것을 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 탱크 및 상기 피스톤의 적어도 한 쪽이 탄성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 피스톤은 측면이 상기 탱크의 내주면에 접하는 통체이며, 상하 이동에 수반하여 상기 탱크의 내주면에 부착한 점성 유체를 긁어 떨어뜨리는 것을 특징으 로 하는 점성 유체 도포 장치.
  11. 청구항 1에 기재된 점성 유체 도포 장치에서의 점성 유체 도포 방법으로서,
    상기 공급부의 공급 동작을 종료시키는 공급 종료 단계와,
    상기 공급 동작의 종료로부터 소정 시간 경과한 후에, 상기 도포부의 도포 동작을 종료시키는 도포 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 공급부는 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하고, 유지하는 점성 유체에 상기 공급 배관에 압출하는 압력을 가하는 유지 수단과, 상기 공급 배관에 접속된 콕을 가지고,
    상기 공급 종료 단계에서는 상기 콕을 닫음으로써 상기 공급 동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 도포부는 회전 가능한 상태로 내부에 배치되고, 회전에 의해 상기 도포부의 점성 유체를 토출시키는 스크류 형상의 회전 부재를 가지며,
    상기 도포 종료 단계에서는 상기 회전 부재의 회전을 정지시킴으로써 상기 도포 동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 공급 동작의 종료와 도포 동작의 종료 사이에 설정된 시간은, 상기 콕이 닫혀지고 나서 상기 도포부와 상기 콕 사이의 공급 배관 및 상기 도포부 내의 점성 유체로의 잔압이 없어질 때까지의 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 콕은 왕복 이동 가능한 상태로 내부에 배치되고 내부에 점성 유체의 이동로가 형성된 가동부를 가지며,
    상기 콕은 상기 가동부를 왕복 이동시킴으로써 개폐하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 점성 유체 도포 방법은,
    상기 점성 유체 도포 장치는 콕의 폐쇄 상태를 검지하는 상태 검지 센서를 구비하고,
    콕을 닫는 신호를 발하고 나서 콕이 폐쇄된 상태라는 뜻을 알리는 폐쇄 신호를 상태 검지 센서로부터 수신할 때까지의 지연 시간을 계측하는 지연 시간 계측 단계와,
    해당 지연 시간에 의거하여 상기 공급 종료 단계를 개시하는 타이밍을 조정하는 공급 종료 타이밍 조정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 점성 유체 도포 방법은,
    상기 점성 유체 도포 장치는 콕의 폐쇄 상태를 검지하는 상태 검지 센서를 구비하고,
    상기 도포 종료 단계에서는 콕이 폐쇄 상태라는 뜻을 알리는 폐쇄 신호를 상태 검지 센서로부터 수신하고, 소정의 시간 경과 후에 도포 동작을 종료시키는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  18. 청구항 1에 기재된 점성 유체 도포 장치에서의 점성 유체 도포 방법으로서,
    상기 공급부의 공급 동작을 개시시키는 공급 개시 단계와,
    상기 공급 동작의 개시로부터 소정 시간 경과한 후에 상기 도포부의 도포 동작을 개시시키는 도포 개시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 공급부는 점성 유체를 상기 도포부에 이끄는 공급 배관과, 점성 유체를 유지하고, 유지하는 점성 유체에 상기 공급 배관에 압출하는 압력을 가하는 유지 수단과, 상기 공급 배관에 접속된 콕을 가지고,
    상기 공급 개시 단계에서는 상기 콕을 여는 것으로 상기 공급 동작을 개시하고,
    상기 공급 동작의 개시와 도포 동작의 개시 사이에 설정된 시간은, 상기 콕이 열리고 나서 상기 유지 수단과 상기 콕 사이의 공급 배관 내의 점성 유체에 가해져 있는 압력이 상기 도포부 내의 점성 유체에 가해질 때까지의 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 콕은 왕복 이동 가능한 상태로 내부에 배치되고, 내부에 점성 유체의 이동로가 형성된 가동부를 가지며,
    상기 콕은 상기 가동부를 왕복 이동시킴으로써 개폐하는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 점성 유체 도포 방법은,
    상기 점성 유체 도포 장치는 콕의 개방 상태를 검지하는 상태 검지 센서를 구비하고,
    상기 도포 개시 단계는 콕이 개방 상태라는 뜻을 알리는 개방 신호를 상태 검지 센서로부터 수신하고, 소정의 시간 경과 후에 도포 동작을 개시시키는 것을 특징으로 하는 점성 유체 도포 방법.
  22. 청구항 1에 기재된 점성 유체 도포 장치에서의 고화 방지 방법으로서,
    상기 도포 동작을 행하지 않은 시간이 소정의 시간을 넘었을 때에, 점성 유체를 유지하는 탱크 내의 에어가 채워진 공간에, 상승·하강을 반복하는 공급 압력으로 에어를 공급하는 것을 특징로 하는 점성 유체의 고화 방지 방법.
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