KR20000064368A - 전자부품의 조립방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서 - Google Patents

전자부품의 조립방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서 Download PDF

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KR20000064368A
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마코토 이마니시
아키라 가베시타
고헤이 엔치
사토시 시다
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

전자부품은 조립대상물의 제1도포공정에 의하여 밀봉제가 미리 도포된 부분에 배치되어, 제1도포는 배치위치에 있는 전극을 피하는 것 뿐으로 신속 또한 충분히 강제도포하여, 배치된 전자부품과 조립대상물과의 사이에 밀착하게 위치시키고, 계속 실시되는 전자부품과 조립대상물과의 전극간의 결합에는 방해가 되지않고 통상 그대로 실시되도록 한다. 제2도포공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자부품의 둘레에 밀봉제를 도포하지만, 전자부품하의 미리도포되어 있는 밀봉제에까지 도달시키는 것이 좋으며, 이것도 신속 또한 충분히 실시할 수 있다. 따라서, 전자부품과 조립대상물 간의 밀봉제에 기포가 들어가기 어렵게되어, 기포로 원인된 전자부품의 파열이나 부식에 의한 조립불량을 저감할 수 있다. 또, 밀봉제는 2회 도포한다고 하지만 어느것이나 단시간에 달성되므로 공정간 이동시간은 단축하여 생산능률이 향상한다.

Description

전자부품의 조립방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서
근년에 와서, 전자부품을 회로기판위에 조립하는 방법으로서, 회로기판상의 전극에 전자부품을 페이스다운(face down)의 상태에서 조립하는 COB(CHIP ON BOARD)조립이 주목을 받고 있다. 이하 도면을 참조하면서, 이 COB조립방법에 대하여 설명한다.
도 10A는 종래의 COB조립방법의 순서도를 도시하고 있다. 먼저, 도 10B에 도시한 바와 같이 회로기판(d)에 전자부품(b)을 배치하여 결합한다. 회로기판(d)에는 전자부품(b)과의 전기적 접속을 하는 도 10B에 도시한 바와 같은 전극(c)이 배치되어 있다. 회로기판(d)은 도 10B에 도시한 바와 같이 스테이지(a)에 보관된다. 한편, 전자부품(b)의 전극부에는 회로기판(d)의 전극부(c)와 접합하기 위한 범프(bump)(e)가 형성되어 있다. 이 범프(e)에는 결합용의 은페이스트 등이 피복되어 있다. 전자부품(b)은 배치할 때 노즐(f)로 흡착반송되며 배치위에 위치결정하여 기판(d)위에 배치된다. 배치후의 전자부품(b)은 상기한 바 은페이스트의 열용융을 도모하여 결합한다. 잇따라서 도 10C에 도시한 바와 같은 경사스테이지(g)등을 사용하여 회로기판(d)을 비스듬하게 위치지지하여 전자부품(b)의 고위측으로 잇따라서 디스펜서(h)에 의하여 밀봉제(i)를 도포한다. 이에따라, 도포한 밀봉제(i)는 회로기판(d)의 경사에 따라서 전자부품(b)의 하부에도 흘러들어가게 한다. 그리고, 밀봉제(i)를 열경화시켜서 접합을 완료한다. 도 10C에 도시한 (j)는 위치결정베이스이며, 회로기판(d)을 위치결정한다.
그러나, 전자부품(b)의 하면과 회로기판(d)과의 틈새가 수10 미크론과 같이 좁기때문에 밀봉제(i)의 점도가 크므로, 상기 종래의 도포방법에서는 전자부품(b)의 하부에 밀봉제(i)는 흘러들어가기 어렵다. 이 때문에, 밀봉제(i)의 유입을 위한 시간을 많이 잡는 경향이 있어, 고정간 이동시간이 길어서 생산능률이 불량하였다. 그 위에, 밀봉제(i)의 유입이 부족하기 쉽기 때문에 기포가 들어가는 원인으로 되어 있다. 전자부품(b)과 회로기판(d) 사이에 기포가 있으면, 이것이 전자부품(b)의 둘레의 밀봉에 의하여 밀폐되므로, 기포내 공기가 환경온도의 변화에 의하여 팽창한다거나 수축한다거나 하여, 그때의 증압이나 잠압으로 전자부품(b)에 파열이 발생한다거나, 기포내의 습기에 의하여 전극등이 부식한다거나 하여 조립불량을 초래한다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하는 것으로, 조립대상물의 전자부품 배치위치에 밀봉제를 미리 도포하여 전자부품의 밑에 밀봉제를 적극적으로 부여함에따라, 신속하고 충분하게 밀봉처리 할 수 있어, 파열이나 부식등의 조립불량을 저감하며, 또 생산효율을 높일 수 있는 전자부품의 조립방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 회로기판등의 조립대상물에 전자부품을 배치하여 밀봉처리하여 조립하는 전자부품의 조립방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서(dispenser)에 관한 것이다.
본 발명의 상기한 바와 다른 목적과 특징은, 첨부된 도면에 관한 바람직한 실시형태에 관련한 다음의 기술에서 명백하게 된다. 이 도면에 있어서는,
도 1A는 본 발명의 제1실시형태에 관한 전자부품의 조립방법의 순서도.
도 1B, 1C, 1D는 제1실시형태의 조립방법에 사용하는 장치를 사용하여 각 공정의 작업을 실시하는 상태의 사시도.
도 2는 제1실시형태에 있어서, 제1도포공정에서 사용하는 도포장치에 의하여 도포작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 제1실시형태에 있어서, 전자부품의 배치·결합공정에서 사용하는 배치장치에 의하여 배치작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 4는 제1실시형태에 있어서, 제2도포공정에서 사용하는 도포장치에 의하여 도포작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 5는 제1실시형태의 도 2의 도포장치에 있어서 페인팅공법 동작중의 디스펜서를 도시한 단면도.
도 6은 제1실시형태에 있어서 2개의 도포장치 및 배치장치의 각각을 이동시키는 이동기구의 사시도.
도 7은 제1실시형태에 관한 조립방법을 실시할 수 있는 조립장치 전체의 사시도.
도 8은 본 발명의 제2실시형태에 관한 조립방법 및 장치에 있어서 사용하는 디스펜서의 단면도.
도 9는 스크리인 인쇄공법을 사용한 본 발명의 제3실시형태에 관한 조립방법 및 장치의 도포공정에서 사용하는 도포장치에 의하여 도포작업을 하는 상태를 도시한 단면도.
도 10A, 10B, 10C는 종래의 전자부품의 밀봉처리를 하는 조립방법의 순서도와 이 방법의 2개의 공정에 사용하는 장치의 사시도.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태에 관한 전자부품의 조립방법은, 조립대상물의 전자부품을 배치하는 위치에 밀봉제를 조립대상물의 전극부에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포공정과, 상기 전자부품을 상기 배치위치에 배치하여 결합하는 공정과, 상기 조립대상물상의 결합후의 상기 전자부품 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포공정등을 구비하도록 구성하고 있다.
본 발명의 제2형태에 의하면, 상기 제1형태에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포공정중의 적어도 제1도포공정은 페인팅공법을 사용하도록 한다.
본 발명의 제3형태에 의하면, 제1형태에 있어서, 상기 제1도포공정은 스크리인 인쇄공법을 사용하도록 한다.
본 발명의 제4형태에 의하면, 제1∼3중의 어느형태에 있어서, 상기 제1도포공정과 상기 제2도포공정에서 상이한 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제5형태에 의하면, 제4형태에 있어서, 상기 제1도포공정의 밀봉제는 열순환성 및 내습성을 갖고 있어, 기포가 들어가기 어려우며, 상기 제2도포공정의 밀봉제는 상기 전자부품의 전극부의 범프에의 친숙함이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 낮도록 하고 있다.
본 발명의 제6형태에 의하면, 제1∼5중의 어느한 형태에 있어서, 상기 제1도포공정에서는 밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하고, 상기 제2도포공정에서는 밀봉제로서 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴수지에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제7형태에 관한 전자부품의 조립장치에 의하면, 조립대상물을 지지하는 지지장치와, 상기 지지장치에 지지된 상기 조립대상물의 전자부품을 배치하는 배치위치에 밀봉제를 조립대상물의 전극부에 걸리지 않도록하여 도포하는 제1도포장치와, 상기 전자부품을 상기 조립대상물의 상기 배치위치에 배치하여 결합하는 결합장치와, 상기 조립대상물상의 결합후의 상기 전자부품의 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포장치등을 구비하도록 한다.
본 발명의 제8형태에 의하면, 제7형태에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포장치중의 적어도 제1도포장치는 프린팅장치이도록 되어 있다.
본 발명의 제9형태에 의하면, 제7형태에 있어서, 상기 제1도포장치와 상기 제2도포장치에서 상이한 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제11형태에 의하면, 제10형태에 있어서, 상기 제1도포장치의 밀봉제는, 열순환성 및 내습성을 갖고있어, 기포가 들어가기 어렵고, 상기 제2도포장치의 밀봉제는 상기 전자부품의 전극부의 범프에의 집착이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 낮도록 한다.
본 발명의 제12형태에 의하면, 제7∼11항중의 어느형태에 있어서, 상기 제1도포장치에서는 밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하고, 상기 제2도포장치에서는 밀봉제로서, 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴수지에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제13형태에 의하면, 제7∼12중의 어느형태에 있어서, 상기 제1도포장치는, 밀봉제의 배출구가 여러개있는 디스펜서를 지니고, 각 배출구로부터의 밀봉제 배출량을 하나하나에 제어하는 제어장치를 구비하도록 하고 있다.
본 발명의 제14형태에 관한 디스펜서에 의하면 제7∼13형태의 어느것에 기재한 조립장치에 사용되었고, 배출구가 여러개있어, 각 배출구에의 밀봉제 공급로가 따로따로 설치되어 있도록 하고 있다.
본 발명의 제15형태에 의하면, 제1∼6중의 어느형태에 있어서, 상기 제1도포공정에서 도포되는 밀봉제의 두께는 상기 전자부품의 전극의 높이와 상기 조립대상물의 전극의 높이 이상으로 되어 있다.
본 발명의 제6형태에 의하면, 제7∼13중의 어느형태에 있어서, 상기 제1도포장치에서 도포하는 밀봉제의 두께는, 상기 전자부품의 전극의 높이와 상기 조립대상물의 전극의 높이 이상으로 되어 있다.
본 발명의 제1형태에 의하면, 전자부품은 조립대상물의 제1도포공정에 의하여 밀봉제가 미리 도포된 부분에 배치되었고, 제1도포는 배치위에 있는 전극을 피하는 것 뿐이며, 신속 또한 충분히 강제도포하여, 배치된 전자부품과 조립대상물간에 밀착하게 위치시켜, 계속실시되는 전자부품과 조립대상물의 전극간의 결합에는 방해가 되지 않아서 보통때와 같이 실시하도록 한다. 제2의 도포공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자부품의 둘레에 밀봉제를 도포하지만, 전자부품하의 미리 도포되어 있는 밀봉제에 까지 도달하는 것이 좋으며, 이것도 신속 또한 충분하게 실시할 수 있다. 따라서, 전자부품과 조립대상물 사이의 밀봉제에 기포가 들어가기 어려우므로, 기포가 원인된 전자부품의 파열이나 부패에 의한 조립불량을 저감할 수 있다. 또, 밀봉제는 2회 도포한다지만 어느것도 단시간에 달성되므로 공장간 이동시간은, 단축하여 생산능률이 향상한다. 또한, 제1도포에 의하여 그 후에 배치되는 전자부품을 회로기판에 접착하는 임무도 영위하므로, 배치후에 전자부품이 위치이동하는 것을 방지하며, 또 결합 밀봉처리한 전자부품의 고착성을 향상하므로 수율 및 품질의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 제2 및 8형태에 의하면, 페인팅공법에 의한 도포궤적이나 이동속도의 자유로운 설정으로, 조립대상물상의 전극의 어떠한 배열에도 용이하게 대응하여, 더욱이, 필요한 도포밀도 및 도포량도 용이하게 만족할 수 있으며, 특히 제1도포에 사용하여 조립불량의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 또, 밀봉제의 도포위치를 정확하게 제어할 수 있으므로, 전극과의 안전틈새를 적당히 설정하여두면 입도의 낮은 밀봉제를 사용하여 처리하여도, 전극부에 흘러서 결합을 방해하는 일은 없으므로, 저입도에서 유동성이 좋을 정도만큼 작업능률이 향상한다.
본 발명의 제3 및 9형태에 의하면, 스크리인에 미리 설정하는 인쇄패턴에 의하여, 조립대상물상의 전극의 어떠한 배열에도 대응하여, 그 위에 필요한 도포밀도도 얻을 수 있으므로, 조립불량의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 또, 밀봉제의 도포는 스크리인의 개폐와 스퀴즈(squeeze)의 이동만으로 순간적으로 할 수 있어, 여러개의 전자부품 배치위치에도 동시에 도포할 수 있으므로 생산능률이 더욱 향상한다.
본 발명의 제4∼6 및 10∼12형태에 의하면, 제1, 제2의 각 도포의 방식이나 기구의 어긋남이라고 한 상이한 도포조건에 대응할 수 있어, 제1, 제2의 각 도포를 처음에서 끝까지 잘 달성할 수 있다.
본 발명의 제7형태에 의하면, 상기 지지장치에 의하여 지지된 조립대상물에 대하여, 제1도포장치가 디스펜서를 예컨대 3차원적으로 이동시킴에 따라, 전자부품배치위치의 전극을 비워둔 부분에 밀봉제를 도포할 수 있고, 그 위에 결합장치에 의하여 전자부품을 배치하면, 전자부품과 조립대상물과의 전극끼리가 밀봉제의 방해없이 서로 대향할 수 있으므로 결합처리 할 수 있다. 잇따라서, 제2도포장치에 의하여 디스펜서를 이동시켜서 결합한 다음의 전자부품의 둘레에 밀봉제를 도포함에 따라, 밀봉처리를 완료할 수 있고, 상기 조립방법을 자동적으로 실시할 수 있다.
본 발명의 제13형태에 의하면, 여러개의 배출구로의 밀봉제의 공급량을 제어장치로 따로따로 제어함에 따라, 점성이 뛰어난 밀봉제의 디스펜서 전체로서의 도포량을 미묘하게 또한 정확하게 제어할 수 있으며, 여러 가지 도포조건에 가장 적합하게 대응할 수 있다. 그 위에, 배출구의 위치를 고려한 그로부터의 밀봉제 배출량을 제어함에 따라서 도포궤적이 커어브할때의 커어브의 안쪽의 도포량을 적게 바깥쪽의 도포량을 많게하여 전체로서 균일하게 도포할 수 있도록 할 수 있어서 유효하다.
본 발명의 기술을 계속하기 전에, 첨부도면에 있어서, 같은 부품에 대하여는 같은 참조부호를 붙이도록 하였다.
이하, 본 발명의 몇가지의 실시형태에 대하여, 도 1∼도 9를 참조하면서 설명한다.
(제1실시형태)
도 1∼도 7은 본 발명의 제1실시형태에 관한 조립방법 및 조립장치를 도시한 것이다. 본 제1실시형태에서는, 도 1B∼도 1D에 도시한 바와 같이, 조립대상물로서의 예컨대 회로기판(1)에 전자부품(2)을 조립하는 경우를 도시한 것이며, 도 1B, 도 1C, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같은 회로기판(1)을 위치결정하여 지지하는 지지장치(11)로서의 위치결정 베이스(3)와, 이 위치결정되는 회로기판(1)위에 전자부품(2)을 배치하여 결합함에 제공하는 결합장치(6)로서의 예컨대 도 1C에 도시한 바와 같은 흡착노즐(4)을 사용한 것과, 예컨대 도 1B, 도 2에 도시한 바와 같은 디스펜서(5)가 호로기판(1)위를 3차원적으로 이동할 수 있는 밀봉제의 제1도포장치(7)등을 구비한 전자부품(2)의 조립장치가 사용되고 있다. 결합장치(6) 및 제1도포장치(7)는 동일기계의 동일스테이저에 대하여 설치하는 것이 좋으나, 다른 스테이지에 설치할 수 있으며, 개별의 기계장치로서 순차 사용할 수도 있다. 또, 본 제1실시형태에서는 결합후의 전자부품(2)의 둘레에 종래와 같은 밀봉처리를 함에 도 1D, 도 4에 도시한 바와 같은 경사스테이지(8)와, 디스펜서(9)를 지닌 제2도포장치(10)도 사용한다. 이 경사스테이지(8)에서도 위치결정베이스(13)가 사용된다. 이 위치결정베이스(13)는 결합장치(6) 및 제1도포장치(7)에 의한 작업스테이지의 것과는 다른 것이 였어도 좋다. 이 위치결정베이스(13)는, 회로기판(1)을 경사진 자세로 어긋남이나 이동이 없도록 위치결정을 하기 위함이고, 그러기 위한 특별한 위치결정부(13a, 13b)가 설치된다. 각 위치결정부(13a)는 한쌍의 핀으로 구성되어서 기판(1)의 하나의 각부를 위치결정하며, 각 위치결정부(13b)는 L자형상부재로 구성되어서 기판(1)의 하나의 각부를 위치결정한다.
그 위에, 예컨대, 지지장치(11)는, 결합장치(6), 제1도포장치(7), 제2도포장치(10)의 각 작업을 위하여 공통으로 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 지지장치(11)는 모든작업을 하는 경우 회로기판(1)을 경사시켜서 지지하여도 좋고, 결합한 다음의 밀봉재도포의 경우에만 경사지도록 할 수도 있다.
제1실시형태에서는, 제1, 2도포장치(7, 10)는 다른 것을 사용하고 있으나, 작업스테이지를 공통으로 하는 경우에는 특히, 그것들은 동일한 것을 공용으로 하는 것이 적합하다. 제1, 2도포장치(7, 10) 각 디스펜서(5, 9)는 도포작업을 위하여 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 수평면상에서 직교하는 X, Y의 두방향과, 이것들 두방향과 직교하는 연직방향에 따른 Z방향으로 전후이동 및 위치제어 되는 것이 더욱 적합하다. 이 때문에, 도 6에 도시한 바와 같은 공지된 XY로봇이 사용된다. 도 6은, 예컨대 제1도포장치(7)용의 XY로봇(100)을 도시하고 있으며, (101)은 제1도포자치(7)를 Z방향으로 상하운동시키는 Z방향구동기구, (102)는 Z방향구동기구(101)에 지지된 제1도포장치(7)를 X방향으로 전후이동시키는 X방향구동기구, (103)은 X방향구동기구(102)를 Y방향으로 전후이동시키는 Y방향구동기구이다.
당연히, 도포장치(7)에 의한 밀봉제의 도포는, 도포정밀도 확보의 관계에서 페인팅공법을 채용하는 페인팅장치로 실시하는 것이 바람직하며, 고정밀도의 동작기구(15)와 동작제어장치(16)등이 사용된다. 이 페인팅장치의 공지예로서는 배출구에서 밀봉제를 배출하는 디스펜서(배출노즐)를 페인팅을 실시하여야할 면에 대하여 원근방향으로 이동할 수 있도록 설치하고, 모우터로 회전구동되는 캠기구와, 압전(piezo)소자등을 구비한 디스펜서의 이동장치를 구비한 페인팅장치가 있다(일본국 특개평 2-181494호 공보). 동작제어장치(16)는 전용제어기기라도 좋으나 수치제어할 수 있는 마이크로 컴퓨터가 범용성에서나 수치관리상에서 편리하다. 도포장치(10)에 의한 도포는 페인팅공법에 비하면 단순하고, 그 동작기구(17)와 동작제어장치(18)는 도포장치(7)의 것보다 저급한, 바꾸어 말하면, 고정밀도가 그토록 요구할 수 없는, 종래와 같은 것이라도 좋다.
경사스테이지(8)는, 경사의 각도(θ)를 바꿀수 있고, 회로기판(1)을 지지하는 각도(α)도 바꿀 수 있다. 이 θ 및 α의 자유로운 설정에 의하여, 가장 효율이 좋은 도포상태를 만들 수 있다. 구체적인 예로서는, 150,000cps(상온)의 에폭시 페놀계통 밀봉제를 사용할 때, θ=15°, α=45°이다.
제1실시형태에 관한 조립장치의 전체는 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 있어서, 90은 조립전의 기판(1)의 수납고, (91)은 수납고(90)로부터 1장씩 기판(1)을 재치한 그대로의 상태에서, 제1도포, 배치 및 제2도포공정의 작업위치까지 반송부(91a)를 이동시키는 모우터, (93)은 그 이동을 안내하는 가이드, (94)는 상기 반송부(91a)를 지지하며 또한 가이드(93)에 잇따라서 모터(92)의 구동에 의하여 전후이동하는 이동체, (95)는 이동체 전체를 일정각도까지 경사시키는 경사기구, (97)은 조립완료의 기판(1)을 수납하는 수납고이다. 도 7에서는, 예로서 도 6의 XY로봇의 Z방향구동기구(101)에 결합장치(10)의 노즐(4)이 배치되어 있는 상태가 도시되어 있다. 상기 경사기구(95)는 상기 경사스테이지를 포함하여, 희망하는 각도로 기판(1)을 경사시킬 수 있다.
상기 조립장치를 사용한 전자부품(2)의 조립작업은, 예컨대 도 1A에 도시한 순서도에 따른 방법으로 실시할 수 있다. 이에 대하여 설명한다. 먼저, 회로기판(1)의 전자부품(2)을 배치하는 위치(20)에 도 1B, 도 2에 도시한 바와 같이 밀봉제(21)를 회로기판(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포공정을 실시한다. 이 도포는 상기한 페인팅공정에 의하여 하게되고, 전극부(22)에 걸리지 않는 범위에서, 가급적 넓고 조밀하게, 또한 소정의 두께가 되도록 도포한다. 이 밀봉제의 두께는, 범프의 높이와 전극의 높이로 형성되는 극간 치수이상으로 하면, 전자부품(2)의 하면과 회로기판(1)의 표면상의 밀봉제(21)의 표면사이에 극간이 만들어지지 않으므로 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대, 범프의 높이가 50㎛, 전극의 높이가 2㎛이라면, 밀봉제(21)의 높이는, 전극의 높이가 2㎛와 같이 작기 때문에 적어도 범프의 높이인 50㎛이상으로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기는 52㎛이상이라 한다. 밀봉제(21)의 두께의 상한은, 전자부품(2)을 기판(1)에 결합할 때, 밀봉제(21)가 전자부품(2)과 기판(1)의 대향하는 전극간의 도통을 방해하지 않는 두께로 한다. 따라서, 상기 구체예에서는, 55㎛정도를 밀봉제(21)의 두께의 상한으로 하는 것이 바람직하다. 이와같이 밀봉제(21)의 두께를 제어하기 위하여 디스펜서(5)의 펜팅궤적과 궤적밀도가 적당히 설정된다. 본 제1실시형태에서는, 도 1B, 도 2에 도시한 바와 같이, 조밀한 피치에서 연속적으로 직선왕복 이동하는 페인팅 동작을 한다. 그러나, 이에 한정하지 않음은 말할것도 없다.
이 제1도포공정에 있어서, 회로기판(1)과 디스펜서(5)의 선단과의 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 스페이서(23)에 의하여 소정간격이 유지된다. 디스펜서(5)에 공급되는 밀봉제(21)는, 콤프레서(200)에서 공급된 압축공기(24)의 압력에 의하여 배출구(5a)에서 배출된다.
이 배출과 동시에 디스펜서(5)는 회로기판(1)에 대하여 상기 페인팅동작을 하게 된다. 이때, 밀봉제(21)의 점도변화를 방지하기 위하여, 항온수(25)를 디스펜서(5)의 주위에 순환시킨다. 더욱이, 본 제1실시형태에서는 스페이서(23)를 사용하고 있으나, 예컨대(공개특허 공보평 2-187095호)등에 도시하는 바와 같은 회로기판(1)과 디스펜서(5)의 병행관계 정밀도가 뛰어나고, 또한 밀봉제(21)의 도포량 정밀도가 낮아도 좋을때는, 스페이서(23)등의 간격 유지 장치는 불필요하게 된다. 구체예로서는, 상기 간격은 80∼100(㎛)이다.
뒤이어, 도 1C, 도 3에 도시한 바와 같이 회로기판(1)의 밀봉제 도포후의 배치위치(20)에 결합장치(6)에 의하여 전자부품(2)을 배치하여 결합에 제공한다. 결합에 의하여 회로기판(1)의 전극(22)과 전자부품(2)의 전극은 전자부품(2)측의 범프(125)를 개재하여 접속된다. 이 공정은 종래공법과 같으며, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이 배치결합공정 때문에 노즐(4)은 동작기구(26)와 동작제어장치(27)등에 의하여 수평면상에서 직교하는 X, Y두방향과, 연직 Z방향과의 움직임을 제어하게 된다. 이를 위한 구동기구는 상기 도포장치의 구동기구와 같은 것을 사용할 수 있다.
이어서, 도 1D, 도 4에 도시한 제2도포공정을 제2도포장치(10)에 실시한다. 이것도 종래공법과 다르지 않으므로, 상세한 설명은 생략한다. 최후에 밀봉제(21)를 열로 경화시켜서 전체공정을 종료한다.
이상과 같이하여, 전자부품(2)의 밀봉처리를 따르는 회로기판(1)에의 조립이 상기 조립장치에 의하여, 자동적으로 달성된다.
이상과 같은 조립방법에서는, 제1도포는 배치위치(20)에 있는 전극(22)을 비워둘뿐이며, 신속 또한 충분히 강제도포하여, 배치된 전자부품(2)과 회로기판(1) 사이에 조밀하게 위치시키고, 계속실시되는 전자부품(2)과 회로기판(1)의 전극간 결합에는 방해가 되지 않아서 통상 그대로 실시할 수 있다. 제2도포공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자부품(2)의 둘레에 밀봉제(21)를 도포하지만, 그 밀봉제(21)는 전자부품(2)의 하방에 미리 도포되어 있는 밀봉제(21)에 까지 도달하면 좋고, 이것도 신속 또한 충분하게 할 수 있다. 따라서 전자부품(2)과 회로기판(1) 사이의 밀봉제(21)에 기포가 들어가기 어려워서, 기포가 원인된 전자부품(2)의 파열이나 부식에 의한 조립불량을 저감할 수 있다. 또, 밀봉제(21)는 2회 도포한다고 하지만 어느것도 단시간에 달성되므로 공정간 이동시간은 단축하여 생산능률이 향상한다. 또한 제1도포에 의하여 그 후에 배치되는 전자부품(2)을 회로기판(1)에 접착하는 임무도 영위하므로, 배치후에 전자부품(2)이 위치이동함을 방지하고, 또 결합, 밀봉처리한 전자부품(2)의 고착성을 향상하므로, 수율 및 품질의 향상을 도모할 수 있다.
그 위에, 페인팅공법은 도포 궤적이나 이동속도의 자유로운 설정으로, 회로기판(1)상의 전극(22)의 어떠한 배열에도 용이하게 대응하여, 필요한 도포밀도 및 도포량도 용이하게 만족할 수 있으며, 특히, 제1도포에 사용하여 조립불량의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 또, 밀봉제(21)의 도포위치를 정확하게 제어할 수 있으므로, 전극(22)과의 안전극간을 적당히 설정하여 두면, 입도가 낮은 밀봉제를 사용하여 처리하여도, 전극부에 흘러서 결합을 방해하는 일은 없으므로, 저입도에서 유동성이 좋은 만큼 작업능률이 향상한다. 구체적으로는, 예컨대, 종래에 150,000cps 정도의 밀봉제를 사용함에 대하여, 제1실시형태의 1예로서는 제1도포는 5000cps의 입도의 밀봉제로 실시하고, 제2도포는 1000cps의 입도의 밀봉제로 실시할 수 있다.
따라서, 제1도포공정과, 제2도포공정에서 상이한 밀봉제를 사용할 수 있으며, 이에따라, 제1, 제2의 각 도포의 방식이나 기구가 틀리는 상이한 도포조건에 대응할 수 있어, 제1, 제2의 각 도포를 일의 결과가 양호하게 달성할 수 있었다. 구체적으로는 예컨대, 제1도포의 밀봉제로서는, 열순환성 및 내습성에 뛰어나고, 기포가 섞어들어가기 어려운 것을 선택할 수 있으며, 제2도포의 밀봉제로서는, 범프에의 친숙함이 좋고, 유동성이 양호하여, 표면장력이 낮아서, 신뢰성이 높은 것을 선택할 수 있다. 보다 구체예로서는, 제1도포의 밀봉제로서는 다관능 에폭시, 제2도포의 밀봉제로서는 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴수지등을 사용할 수 있다.
또한, 제2도포장치(10)는 기판(1)과는 도 4에서는 어떤 각도만큼 경사진 상태에서 도해하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 기판(1)의 표면에 직교하도록 제2도포장치(10)를 배치하도록 하여도 좋다.
(제2실시형태)
도 8은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 조립방법 및 장치로서, 제1도포공정에서 특히 적합한 디스펜서(5)를 도시하고 있다. 이 디스펜서(5)는 밀봉제(21)의 배출구(5a)가 여러개 있어, 이 실시형태에서는 3개이고 한열로 늘어서 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고 적당한 수의 것을 어떻게 배열하여도 좋다.
각 배출구(5a)는 각각 조인트(31) 공기 튜브(32)에 의하여 전자밸브(33a, 33b, 33c)에 접속되어 있다.
또한, 도 8에 도시한 (34)는 디스펜서(5)의 틈새, (35)는 공기누출방지의 밀봉이다. 각 전자밸브(33a, 33b, 33c)는 각기 조정기(36a, 36b, 36c)에 접속되어 있다. 조정기(36a, 36b, 36c)는 콤프레서(201)로부터의 공기의 각 압력을 조정할 수 있다. 따라서, 조정기(36a, 36b, 36c)의 조정과 전자밸브(33a, 33b, 33c)의 개폐조정에 의하여, 각 배출구(5a)로부터의 밀봉제(21)의 배출량을 낱낱이 조정할 수 있으며, 조정기(36a∼36c), 전자밸브(33a∼33c)는 배출량 제어장치로서 기능한다.
이에따라, 3개의 배출구(5a)에서 중앙부와, 그 양측부에 밀봉제(21)를 배출할 수 있기 때문에, 배출된 밀봉제(21)의 단면이 장방형상으로 되어, 페인팅 특유의 선폭방향의 밀봉제(21)의 두께의 미소차를 없애고, 선폭방향으로 납작한 단면이 정장방형의 도포가 가능하게 된다. 이것을 제1실시형태에서 설명한 제1도포장치(7)에 사용하면 제1도포를 실시할 수 있고, 제2도포장치(10)에 사용하면 제2도포를 실시할 수 있다. 따라서 제1, 제2의 각 도포에 하나의 디스펜서를 공용하는 경우에 유효하다. 또한, 본 제2실시형태의 디스펜서(5)는 다른 일반의 도포에도 채용할 수 있다.
이와같이 여러개의 배출구(5a)로의 밀봉제(21)의 공급량을 개별로 제어함에 따라, 예컨대 150,000cps 정도의 점성이 뛰어난 밀봉제(21) 였어도, 디스펜서(5) 전체에서의 배출량, 따라서 도포량을 미묘 또한 정확하게 제어할 수 있으며, 여러 가지 도포조건에 가장 적합하게 대응할 수 있다. 그 위에 배출구(5a)의 위치를 고려한 각각으로부터의 밀봉제(21) 배출량을 제어함에 따라서, 도포궤적이 커어브 할 때의 커어브의 안쪽의 도포량을 적게 바깥쪽의 도포량을 많게하여 전체로서 균일하게 도포할 수 있도록 되어 유효하다.
(제3실시형태)
도 9는 본 발명의 제3실시형태에 관한 조립방법 및 장치로서, 제1도포공정을 스크리인 인쇄장치에 의하여 실시한다.
이에 대하여 설명하면, 회로기판(1)은 지지장치로서의 스테이지(41)에 지지되어, 기판(1)의 배선패턴에 맞추어서, 유제(乳劑)(42)에 의하여 형태화된 스크리인(43)이 위치결정된다. 스크리인(43)상에는 밀봉제(21)가 재치되어, 스퀴즈(44)를 스크리인에(43)에 밀어붙이면서 이동시킴에 따라, 회로기판(1)위에 밀봉제(21)를 도포시킨다. 이상은 일반의 스크리인 인쇄공법과 같다. 이와같은 제1도포공정에 있어서도 제1실시형태와 대략 같은 작용효과를 얻을 수 있다.
구체적으로는, 페인팅공법에 있어서의 상기 선폭방향에서의 밀봉제(21)의 평탄화에 대하여, 스크리인(43)상에 형성된 유제(42)의 패턴에지의 예리와 및 판이탈성의 향상에 의하여, 상기 페인팅 방법에는 뒤떨어진다고 하여도, 대략 같은 효과를 달성할 수 있었다.
이와같은 공법에서는, 스크리인(43)에 유제(42)로 미리 설정하는 인쇄패턴에 의하여, 회로기판(1)상의 전극의 어떠한 배열에도 대응하여, 그 위에 필요한 도포밀도도 얻을 수 있으므로, 조립불량의 발생을 더욱 저감할 수 있다. 또, 밀봉제(21)의 도포는 스크리인(43)의 개폐와 스퀴즈(44)의 이동만으로 순간적으로 할 수 있고, 여러개의 전자부품(2)의 배치위치에도 동시에 도포할 수 있으므로, 생산능률이 더욱 향상한다.
본 발명은 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전자부품의 배치전에 전자부품의 조립위치에 미리 밀봉제를 도포하므로, 기포를 섞어넣는등의 밀봉제의 도포불량에 의한 파열이나 부식등의 조립불량을 저감하고, 또 생산공정간 이동시간을 높일 수 있다.
본 발명은, 첨부도면을 참조하면서 바람직한 실시형태에 관련하여 충분히 기재되어 있으나, 이 기술의 숙련된 사람들에게 있어서는, 여러 가지의 변형이나 수정은 명백하다. 그와 같은 변형이나 수정은, 첨부한 청구범위에 의한 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한에 있어서, 그 속에 포함되는 것으로 이해 하여야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 조립대상물의 전자부품(2)을 배치하는 위치에 밀봉제를 조립대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 하여 도포하는 제1도포공정과 상기 전자부품을 상기 배치위치에 배치하여 결합하는 공정과, 상기 조립대상물상의 결합후의 상기 전자부품의 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포공정등을 구비하였음을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포공정중의 적어도 제1도포공정은, 페인팅공법을 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1도포공정은, 스크리인 인쇄공법을 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  4. 제1∼3항중 어느항에 있어서, 상기 제1도포공정과 상기 제2도포공정에서 상이한 밀봉제를 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1도포공정의 밀봉제는, 열순환성 및 내습성을 구비하여, 기포가 섞여들어가기 어려우며, 상기 제2도포공정의 밀봉제는 상기 전자부품의 전극부의 범프에의 친숙감이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 저급한 것임을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  6. 제1∼5항중 어느항에 있어서, 상기 제1도포공정에서는 밀봉제로서 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴수지에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  7. 조립대상물(1)을 지지하는 지지장치와, 상기 지지장치에 지지된 상기 조립대상물의 전자부품(2)을 배치하는 배치위치에 밀봉제를 조립대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 하여, 도포하는 제1도포장치(7)와, 상기 전자부품을 상기 조립대상물의 상기 배치위치에 배치하여 결합하는 결합장치(6)와, 상기 조립대상물상의 결합후의 상기 전자부품의 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포장치(10)등을 구비하였음을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포장치중의 적어도 제1도포장치는, 페인팅장치임을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1도포장치는 스크리인 인쇄장치임을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  10. 제7∼9항중 어느항에 있어서, 상기 제1도포장치와 상기 제2도포장치에서, 상이한 밀봉제를 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1도포장치의 밀봉제는, 열순환성 및 내습성을 구비하여, 기포가 섞여 들어가기 어렵고, 상기 제2도포장치의 밀봉제는 상기 전자부품의 전극부의 범프에의 친숙함이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 작은 것임을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  12. 제7∼11항중 어느항에 있어서, 상기 제1도포장치에서는 밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하여, 상기 제2도포장치에서는 밀봉제로서 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴수지에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용함을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  13. 제7∼12항중 어느항에 있어서, 상기 제1도포장치는, 밀봉제의 배출구(5a)가 여러개있는 디스펜서(5)를 지니고, 각 배출구로부터의 밀봉제 배출량을 하나하나에 제어하는 제어장치(36a, 36b, 36c, 33a, 33b, 33c)를 구비하고 있음을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
  14. 제7∼13항중 어느항에 기재한 조립장치에 사용되었고, 배출구(5a)가 여러개 있으며, 각 배출구에의 밀봉제 공급로가 개별로 설치되어 있음을 특징으로 하는 디스펜서.
  15. 제1∼6항중의 어느항에 있어서, 제1도포공정에서 도포된 밀봉제의 두께는, 상기 전자부품의 전극의 높이와 상기 조립대상물의 전극의 높이 이상으로 함을 특징으로 하는 전자부품의 조립방법.
  16. 제7∼13항중 어느항에 있어서, 제1도포장치에서 도포하는 밀봉제의 두께는, 상기 전자제품의 전극의 높이와 상기 조립대상물의 전극의 높이 이상으로 함을 특징으로 하는 전자부품의 조립장치.
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