KR20090079911A - 액체 재료의 충전 방법, 장치 및 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

액체 재료의 충전 방법, 장치 및 프로그램을 기록한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복잡한 파라미터의 계산이 불필요하며, 제어가 용이한 액체 재료의 충전 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이며, 기판과 그 위에 탑재된 공작물과의 간극에 모세관 현상을 이용하여 토출부로부터 토출한 액체 재료를 충전하는 방법으로서, 공작물의 외주에 따른 정지점 및 비정지 영역으로 이루어지는 도포 패턴을 작성하고, 액체 재료의 토출량의 보정을, 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 충전 방법, 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치 및 프로그램을 제공한다.
액체 재료, 충전 방법, 충전 장치, 프로그램, 도포 패턴, 토출량

Description

액체 재료의 충전 방법, 장치 및 프로그램 {METHOD, APPARATUS AND PROGRAM FOR FILLING LIQUID MATERIAL}
본 발명은, 기판과 그 위에 탑재된 공작물과의 간극에 모세관 현상을 이용하여 토출부로부터 토출된 액체 재료를 충전하는 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이며, 특히 반도체 패키징의 언더필(underfill) 공정에서 액체 재료의 토출량을 복잡한 파라미터의 계산 행하지 않고 보정할 수 있는 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
그리고, 본 발명에 있어서의 「토출」이란, 액체 재료가 토출부로부터 배출되기 전에 공작물에 접촉되는 타입의 토출 방식, 및 액체 재료가 토출부로부터 배출된 후에 공작물에 접촉되는 타입의 토출 방식을 포함하는 것이다.
최근, 전자 기기의 소형화, 고성능화에 따른 반도체 부품의 고밀도 실장, 다핀화에 대한 요구에 대하여, 플립 칩(flip chip) 방식이라는 실장(實裝) 기술이 주목받고 있다. 플립 칩 방식의 실장은, 반도체칩의 표면에 존재하는 전극 패드 상에 돌기형 전극(범프)을 형성하고, 서로 마주하는 기판 상의 전극 패드에 직접 접합함으로써 행한다. 플립 칩 방식을 이용하면, 실장에 필요한 면적이 반도체칩의 면적과 대략 같게 되고, 고밀도 실장을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 전극 패 드를 반도체칩 전체면에 배치하는 것이 가능하며, 다핀화에도 적합하다. 그 밖에도 접속 배선 길이가 범프 전극의 높이뿐이며, 전기적 특성이 양호하고, 반도체칩의 접속부의 반대면이 노출되어 있으므로, 방열이 용이하다 등의 장점이 있다.
플립 칩 패키지에서는, 반도체칩과 기판의 열팽창 계수의 차이에 의해 발생하는 응력이 접속부에 집중되어 접속부가 파괴되는 것을 방지하기 위해, 반도체칩과 기판과 간극에 수지를 충전하여 접속부를 보강한다. 이 공정을 언더필이라고 한다(도 1 참조).
언더필 공정은, 반도체칩의 외주(예를 들면, 1변 또는 2변)에 따라 액상 수지를 도포하고, 모세관 현상을 이용하여 수지를 반도체칩과 기판과 간극에 충전한 후, 오븐 등으로 가열하여 수지를 경화시킴으로써 행한다.
언더필 공정에서는, 시간 경과에 따른 수지 재료의 점도 변화를 고려할 필요가 있다. 점도가 높아지면, 재료 토출구로부터의 토출량이 감소하고, 또한 모세관 현상이 불충분하게 되어, 적정량의 재료가 간극에 충전되지 않으면 안되는 문제가 있기 때문이다. 점도 변화가 격한 것에서는, 예를 들면, 6시간 경과후, 토출량이 10% 이상 감소되는 경우도 있다. 그래서, 점도의 시간 경과의 변화에 따른 토출량의 변화를 보정할 필요가 있었다.
그런데, 언더필 공정에 사용하는 수지 재료의 충전에는, 일반적으로 디스펜서가 사용되고 있다. 그 디스펜서의 일종으로, 노즐로부터 액체 재료의 작은 물방울을 분사하여 토출하는 제트식 디스펜서가 있다.
제트식 디스펜서를 사용하여 언더필 공정을 실시하는 방법은, 예를 들면, 일 본 특허출원 공개번호 2004-344883호(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 즉, 특허 문헌 1에는 제트식 디스펜서를 사용하여 기판 상에 점성 재료를 토출하는 방법으로서, 토출해야 할 점성 재료의 총체적 및 총체적인 점성 재료가 토출되는 길이를 준비하는 것, 중량계 상에 복수개의 점성 재료 액적(液滴)을 도포하도록 동작시키는 것, 중량계 상에 도포된 복수개의 점성 재료 액적의 중량을 나타내는 피드백 신호를 생성하는 것, 총체적인 점성 재료가 길이에 걸쳐 토출되도록, 디스펜서와 기판 사이의 최대 상대 속도를 구하는 것을 포함하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌 1에는, 복수개의 점성 재료 액적 각각의 체적을 구하는 것, 총체적으로 대략 같아지게 되는데 필요한 액적의 전체 수를 구하는 것, 길이에 걸쳐 점성 재료 액적을 대략 균일하게 분배하는 데 필요한 각 액적 사이의 거리를 구하는 것, 및 최대 상대 속도로 길이에 걸쳐 총체적인 점성 재료를 토출하기 위해 점성 재료 액적이 디스펜서로부터 토출되는 레이트값을 구하는 것을 더 포함하는 방법이 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허출원 공개번호 2004-344883호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 방법에 있어서는, 길이에 걸쳐 균일하게 토출하기 위해 액적의 수나 각 액적의 간격을 구하는 수순이 필요하며, 이 수순 내에서는 다양한 파라미터를 계산에 의해 구하므로, 그 계산 시에 오차가 많이 생긴다.
또한, 보다 정확하게 균일화를 도모하기 위해서는, 1개 1개의 액적의 크기를 일정하게 할 필요가 있고, 이 때문에 특별한 수단이 필요하다. 그리고, 액적 노즐(토출부)로부터 토출되는 레이트를 변경하는 것은, 최대의 레이트가 토출부의 기계의 성능이나 점성 재료의 점도에 따라 제한되는 경우가 있는 것이다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 방법을 단독으로 보정 수단으로서 사용하는 것은 불충분하다.
그래서, 본 발명은, 상기 과제를 해결하고, 복잡한 파라미터의 계산이 불필요하며, 제어가 용이한 액체 재료의 충전 방법, 장치 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
토출량의 보정으로서는, 가압량, 플런저의 이동량, 밸브의 왕복 동작의 속도 등을 제어함으로써, 단위 시간당의 토출부로부터의 토출량을 일정하게 유지하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 다양한 파라미터를 계산에 의해 구하므로, 그 계산 시에 오차가 많이 생길 우려가 있다. 그래서, 본 발명자는 보정 수순을 간명(簡明)하게 하기 위해, 예의 연구한 결과, 본 발명을 안출하였다.
즉, 제1 발명은, 기판과 그 위에 탑재된 공작물과의 간극에 모세관 현상을 이용하여 토출부로부터 토출한 액체 재료를 충전하는 방법으로서, 공작물의 외주에 따른 일시 정지점 및 비정지 영역으로 이루어지는 도포 패턴을 작성하고, 액체 재료의 토출량의 보정을, 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 충전 방법이다.
제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 도포 패턴은 일시 정지점 및 비정지 영역이 교대로 연속되는 것을 특징으로 한다.
제3 발명은, 제1 또는 제2의 발명에 있어서, 보정 전의 토출 시간(T1) 동안 토출한 액체 재료의 중량(W1)을 계측하고, 적정 중량(W2)을 토출하기 위한 시간(T2)을 산출하고, 시간(T2)과 시간(T1)의 차분에 기초하여 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감시키는 것을 특징으로 한다.
제4 발명은, 제1 또는 2의 발명에 있어서, 액체 재료를 토출하여 적정 중량(W2)이 되기까지의 시간(T2)을 계측하고, 시간(T2)과 보정 전의 토출 시간(T1)과의 차분에 기초하여 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감시키는 것을 특징으로 한다.
제5 발명은, 제3 또는 제4의 발명에 있어서, 토출 시간 또는 토출 중량과 점도의 관계를 메모리에 기억하고, 액체 재료 교환 후의 공정에서, 토출부의 정지 시간의 증감값을 상기 메모리의 기억 정보에 기초하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
제6 발명은, 제3 내지 제5의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 보정을 행할 것인지를 판단하는 허용 범위를 설정하고, 계측값이 상기 허용하는 범위를 초과하는 경우에, 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 조정하는 것을 특징으로 한다.
제7 발명은, 제1 내지 제6의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 도포 패턴의 일시 정지점이 복수개 있는 경우에 있어서, 각 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 균등하게 증감시키는 것을 특징으로 한다.
제8 발명은, 제1 내지 제7의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 액체 재료의 시간 경과에 따른 점도 변화에 따른 토출량의 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.
제9 발명은, 제1 내지 제8의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 사용자가 보정 주기로서 입력한 시간 정보, 공작물의 개수, 또는 기판의 개수에 기초하여 액체 재료의 토출량의 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.
제10 발명은, 토출하는 액체 재료를 공급하는 액재 공급부와, 토출하는 액체 재료를 계량하는 계량부와, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 토출부와, 토출부를 이동 가능하게 하는 구동부와, 이들의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 도포 장치에 있어서, 제어부는 제1 내지 제9의 발명 중 어느 하나의 발명에 관한 방법을 실시하는 프로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 장치이다.
제11 발명은, 토출하는 액체 재료를 공급하는 액재 공급부와, 토출하는 액체 재료를 계량하는 계량부와, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 토출부와, 토출부를 이동 가능하게 하는 구동부와, 이들의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 도포 장치에 있어서, 제어부에 제1 내지 제9의 발명 중 어느 하나의 발명에 관한 방법을 실시하게 하는 프로그램이다.
본 발명에 의하면, 가압량, 플런저의 이동량, 밸브의 왕복 동작의 속도 등을 제어하여 단위 시간당의 토출부로부터의 토출량을 일정하게 유지하는 것이 불필요해진다.
또한, 도포 패턴에 있어서, 그 도포 패턴 도중의 임의의 장소에서 정지하는 시간을 증감하므로, 도포 패턴 전체 길이에 대하여 균일하게 도포하는 것에 제약을 받지 않고, 도포 패턴을 자유롭게 작성할 수 있다.
또한, 1개 1개의 액적에 대하여 보정을 행하는 경우에 비해 수순이 적어지므로, 계산에 의한 오차가 쉽게 생기지 않는다.
또한, 도포 작업 중의 보정이 불필요하여, 안정된 토출이 가능하다.
도 1은 언더필 공정을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 실시예 1에 관한 장치의 개략 사시도이다.
도 3은 제1 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이다.
도 4는 제2 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이다.
도 5는 제3 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이다.
도 6은 제4 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이다.
도 7은 제5 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이다.
도 8은 도포 패턴의 보정 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 중량의 변화에 기초한 보정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 시간의 변화에 기초한 보정을 설명하기 위한 그래프이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1: 기판 2: 칩
3: 전극 패드 4: 범프(돌기형 전극)
5: 액체 재료 6: 디스펜서
7: XY 구동수단 8: 중량계
9: 반송 수단 10: 플립 칩 실장 기판
11: 일시 정지점 12: 비정지 영역
13: 노즐
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.
(1) 도포 패턴의 작성
1 내지 복수개의 도포 패턴을 작성하고, 그 중 1개를 선택한다. 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 사각형상의 공작물인 칩(2)의 1변에 따른 선으로서, 교대로 연속하는 일시 정지점(11)과 비정지 영역(12)으로 구성되는 도포 패턴을 작성한다. 그리고, 공작물은 사각형상의 것에 한정되지 않고, 원형이나 다각형이라도 된다.
도포 패턴의 전체 길이나 일시 정지점(11) 및 비정지 영역(12)의 수는, 칩(2)과 기판(1)의 간극을 충전하는 데 필요한 액체 재료(5)의 중량 내지는 체적 등으로 결정한다. 예를 들면, 도 6과 같이 칩(2)의 1변에 대하여 도포를 행하는 경우, 1개의 일시 정지점(11)의 양쪽이 비정지 영역(12)으로 되어 1개의 도포 패턴이 구성된다.
또한, 예를 들면, 칩(2)이 작은 경우나 수율을 높이고자 하는 경우(기포가 말려드는 것에 의한 불량을 줄이고자 하는 경우), 변의 중심 부근에 일점 토출하거나, 토출부인 노즐(13)을 1개소에 멈추어 일정 시간 토출하는 경우가 있다.
그리고, 비정지 영역(12)은 선형에 한정되지 않고 도트형인 경우도 있다.
(2) 초기 파라미터의 설정
도포에 사용하는 액체 재료에 대하여, 도포 패턴과 적정 중량 및/또는 적정 토출 시간과의 관계를 미리 시험에 의해 산출하고, 제어부의 메모리에 기억한다. 토출량의 변화는 온도의 변화에 따라 생기는 액체 재료의 점도 변화나 토출부의 가득 참 및 수두차(水頭差)에 의한 영향도 있지만, 이들의 파라미터를 설정함으로써, 토출량의 변화 전반에 적용하는 것이 가능해진다.
또한, 액체 재료의 사용 시간의 한계값으로서 메이커가 규정하는 포트 라이프(pot life)에 기초하여 산출한 값을 기억시켜 두는 것이 바람직하다.
그리고, 후술하는 (4)에서 보정량을 산출할 때, 토출 중량을 일정하게 했을 때의 「토출 시간과 점도의 관계」, 토출 시간을 일정하게 했을 때의 「토출 중량과 점도의 관계」를 제어부의 메모리에 기억시켜 두는 것이 바람직하다. 같은 종류의 액체 재료이면, 두번째 이후의 작업에 있어서는, 제어부에 기억한 데이터에 기초하여 보정량을 산출함으로써, 보정을 위한 토출 및 측정 작업은 불필요해지기 때문이다.
(3) 보정 주기의 설정
도포 패턴을 보정하는 주기인 보정 주기를 설정한다. 보정 주기로서는, 예를 들면, 사용자가 입력한 시간 정보, 칩(2) 내지는 기판(1)의 개수 등을 설정한다. 소정 시간을 설정하는 경우에는, 액체 재료의 토출량의 변화가 작업 개시로부터 허용 범위를 초과할 것으로 예상되는 시간을 설정한다. 개수를 설정하는 경우에는, 1개의 칩(2)을 처리하는 시간 내지는 1개의 기판(1)을 처리하는 시간(반입→도포→반출의 시간)과, 상기 소정 시간으로부터 처리 개수를 구하여 설정한다.
보정 주기 설정 시에는, 시간의 경과나 온도의 변화에 따라 생기는 액체 재료의 점도 변화를 고려할 필요가 있지만, 이하에서는 시간의 경과에 따른 점도 변화만이 생기는 것을 전제로 설명을 행하는 것으로 한다.
그리고, 토출부의 온도 조정에 의해 액체 재료의 점도를 제어하는 공지의 기술을 본 발명에 병용할 수 있는 것은 물론이다.
(4) 보정량의 산출
설정된 보정 주기에서, 액체 재료의 점도 변화에 의한 토출량의 변화에 대응하기 위한 보정량을 산출한다.
먼저, 노즐(13)을 중량계(8)의 위쪽으로 이동시키고, 고정 위치에서 액체 재료를 토출한다. 그리고, 중량계(8)의 계량부에 토출된 액체 재료의 중량을 판독하고, (2)에서 기억한 파라미터와 대비하여 보정량을 구한다.
보정량의 산출 방법으로서는,
(가) 일정 시간 토출했을 때의 중량을 측정하고, 적정 중량과의 차이에 기초하여 보정량을 산출하는 방법,
(나) 적정 중량이 되기까지 필요한 토출 시간을 측정하고, 직전의 토출 시간과의 차이에 기초하여 보정량을 산출하는 방법이 있다.
(가) 및 (나)의 방법을, 도 6의 도포 패턴의 예로 구체적으로 설명한다.
먼저, 칩(2)의 크기와, 칩(2)과 기판(1)의 간극으로부터, 액체 재료를 충전하기 위해 필요한 적정 중량 W2를 산출한다. 다음에, 적정 중량 W2의 액체 재료를 토출하는 데 필요한 시간 T1을 산출한다.
시간 T1의 산출 방법은 여러가지가 있지만, 여기서는 제트식 디스펜서에 있어서의 대표적인 산출 방법을 2가지 개시한다. 하나는, 노즐(13)로부터 액적을 토출하는 타이밍은 일정하므로, 그 타이밍과 한 방울당의 중량을 기초로 적정 중량 W2를 토출하는 데 필요한 시간을 산출하는 방식이며, 또하나는, 중량계(8) 상에 적정 중량 W2가 되기까지 실제로 토출을 행하여 시간을 측정하는 방식이다.
이어서, 칩(2)의 크기로부터 도포 패턴의 전체 길이 L을 산출하고, 전체 길이 L과 노즐(13)의 이동 속도 V의 관계로부터 일시 정지점(11)의 합계 정지 시간 S1을 산출한다.
액체 재료의 점도가 높게 된 경우 (P1→P2)에 있어서의 구체적인 보정량의 산출 방법을 도 8을 참조하여 설명한다. 그리고, 비정지 영역(12)에서의 노즐(13)의 이동 속도 V는 일정한 것을 전제로 한다.
(가)의 경우, 변화 후의 점도 P2로 시간 T1과 같은 시간 토출을 행하면, 중량계(8)의 측정값은 W1이 된다. 그래서, 시간 T1과 중량 W1의 관계로부터, 변화 후의 점도 P2로 적정 중량 W2와 같은 중량을 토출하기 위해 걸리는 시간 T2를 산출한다. 따라서, 일시 정지점(11)의 보정량 S2는 T2-T1이 된다.
(나)의 경우, 변화 후의 점도 P로 적정 중량 W와 같은 중량을 토출하는 데 필요한 시간을 측정하면, 토출 시간이 T1으로부터 T2가 된다. 따라서, 일시 정지점(11)의 보정량 S2는 T2-T1이 된다.
여기서, 보정량 S2가 제로로 없는 경우에는 항상 보정을 행하지 않고, 계측한 토출량(계측값)의 변화 내지는 산출한 보정량이 허용 범위(예를 들면 ±10%)를 초과하는 경우에만 보정을 행하도록 하는 것이 바람직하다. 허용 범위를 설정한 보정의 바람직한 태양은, 예를 들면, 출원인의 특허 출원에 관한 일본 특허출원 공개번호 2001-137756호 공보에 상세하게 기재되어 있다. 즉, 보정을 행할 것인지를 판단하는 허용 범위를 설정하고, 계측값 내지는 보정량이 상기 허용하는 범위를 초과하는 경우에만 도포 패턴을 보정한다.
(5) 도포 패턴의 보정
(4)에서, 토출량의 보정이 필요한 것으로 판단한 경우에는, 일시 정지점(11)에서의 정지 시간을 보정량 S2만큼 연장 또는 단축한다.
보정량 S2는, 일시 정지점(11)의 수에 따라 등분하는 것이 바람직하다. 도 6의 도포 패턴의 경우, 일시 정지점(11)의 보정량은 S2와 같지만, 예를 들면 도3 및 도 4의 도포 패턴의 경우는 일시 정지점(11)의 보정량은 S2/3이 된다.
전술한 바와 같이, (4) 및 (5)의 공정은, (3)에서 설정한 보정 주기에 있어서, 또는 기판(1)의 종류(크기나 형상)가 변경되었을 때 등에 실행함으로써, 액체 재료의 시간 경과에 의한 점도 변화에도 불구하고, 항상 최선의 도포 패턴을 형성 하는 것이 가능해진다.
이하에서는, 본 발명의 상세를 실시예에 따라 설명하지만, 본 발명은 어떤 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 실시예와 관련된 방법을 실시하기 위한 장치의 개략도를 도 2에 나타낸다.
먼저, 도포 대상물인 플립 칩 실장 기판(10)을 반송 수단(9)에 의해 액체 재료를 토출하는 노즐(13)의 아래까지 반송한다.
노즐(13)을 가지는 디스펜서(6)는 XY 구동 수단(7)에 장착되어 있고, 기판(10)이나 중량계(8)의 위로 이동 가능하다. 또한, 기판(10)의 위쪽에서 XY 방향으로 이동하면서 액체 재료를 도포하는 동작도 XY 구동 수단(7)에 의해 행할 수 있다.
기판(10)이 노즐(13)의 아래까지 이동되어 오면, 기판(10)의 위치 결정 후, 도포를 개시한다. 노즐(13)의 도포 동작의 궤적인 기본이 되는 도포 패턴을, XY 구동 수단(7)이나 디스펜서(6) 등의 동작을 제어하는 제어부(도시하지 않음) 내의 메모리 등에 미리 기억시켜 둔다.
도포가 종료되면, 기판(10)은 반송 수단(9)에 의해 장치 밖으로 반출된다. 그리고, 다음의 기판(10)이 반입되어 도포 작업이 반복된다. 즉, 반입, 도포 및 반출이 하나의 사이클이 되고, 대상이 되는 개수의 기판(10)에 대한 도포가 종료하기까지, 액체 재료의 도포가 반복된다.
설정된 보정 주기로 되면, 액체 재료의 점도 변화에 의한 토출량의 보정이 행해진다.
보정량의 산출은, XY 구동 수단(7)에 의해 노즐(3)을 중량계(8) 상으로 이동시키고, 중량계(8)에 의해 토출할 때 필요로 하는 시간 또는 액체 재료의 중량을 계측함으로써 행한다.
이하에 보정량의 바람직한 산출 방법을 예시하지만, 보정량의 산출은 이들에 한정되지 않는다. 그리고, 노즐(13)의 이동 속도 V는 일정한 것을 전제로 한다.
(가) 중량의 변화에 기초한 보정(도 9)
노즐(13)로부터, 직전의 기판(10)에 도포 패턴을 형성하기 위해 필요로 하는 시간 T1과 같은 시간만 액체 재료를 토출한다(스텝 11). 토출된 액체 재료의 중량 W1을 중량계(8)로 계측한다(스텝 12). 도포 패턴마다 미리 산출하여 제어부에 기억하여 둔 적정 중량 W2와 계측 중량 W1의 차이를 산출하고(스텝 13), 중량차가 허용 범위를 초과하는지 여부에 따라 보정의 필요 유무를 판정한다(스텝 14). 스텝 14에서 보정이 필요하게 된 경우에는, 시간 T1과 W1의 관계로부터, 적정 중량 W2를 토출하는 데 필요한 시간 T2를 산출한다(스텝 15). 시간 T2와 시간 T1으로부터, 보정량 S2(T1과 T2의 차분)을 산출한다(스텝 16). 일시 정지점(11)에 있어서의 일시 정지 시간 S1을 보정량 S2 분만큼 연장 또는 단축하여 도포 패턴을 보정한다(스텝 17). T1의 값을 T2로 갱신한다(스텝 18).
그리고, 변형 수순으로서는, 스텝 13을 생략하고, 신축량의 산출 후(스텝 16의 후)에 스텝 14를 행하도록 해도 된다.
(나) 시간의 변화에 기초한 보정(도 10)
노즐(13)로부터, 도포 패턴마다 미리 산출하여 제어부에 기억시켜 둔 적정 중량 W2가 될 때까지 액체 재료를 토출하고(스텝 21), 토출에 필요로 하는 시간 T2를 계측한다(스텝 22). 직전의 기판(10)에 도포 패턴을 형성하기 위해 필요로 하는 시간 T1과 계측 시간 T2의 차이를 산출하고(스텝 23), 시간차가 허용 범위를 초과하는지 여부에 따라 보정의 필요 유무를 판정한다(스텝 24). 스텝 24에서 보정이 필요하게 된 경우에는, 시간 T2와 T1으로부터, 보정량 S2(T1과 T2의 차분)을 산출한다(스텝 25). 일시 정지점(11)에 있어서의 일시 정지 시간 S1을 보정량 S2분만큼 연장 또는 축소하여 도포 패턴을 보정한다(스텝 26). T1의 값을 T2로 갱신한다(스텝 27).
도포 패턴의 보정은, 설정한 보정 주기에서 자동적으로 행해진다. 액체 재료가 사용 시간의 한계값에 달했을 때, 또는 액체 재료가 없어질 때까지, 설정한 보정 주기로 보정을 행하고, 도포 작업을 계속한다. 액체 재료를 교환하여 최초의 도포를 행할 때에도, 액체 재료의 품질의 불균일을 보정하기 위해, 도포 실행 전에 보정을 행하는 것이 바람직하다.
이어서, 몇가지 도포 패턴의 작성예를 설명한다.
점도 변화에 의한 토출량의 보정은, 시간의 경과와 함께 점도가 높아져, 토출량을 증가시키지 않으면 안되는 경우가 대부분이므로, 이하에서는 토출량을 증가시키는 경우에 대하여 설명한다.
기본이 되는 도포 패턴의 길이나 이동 속도 등은, 도포 대상인 반도체의 칩(2)과 기판(10)의 간극을 충전하는 데 필요한 액체 재료의 중량이나 칩(2)의 크기 등으로 결정한다.
도 3 내지 도 7은 도포 패턴의 예를 나타낸 설명도이며, 칩(2)이 실장된 기판(10)을 실장면 측으로부터 본 도면이다.
도 3 및 도 4는 칩(2)의 1변에 따른 직선인 비정지 영역(12)의 도중에 3개의 일시 정지점(11)을 설정한 도포 패턴이다. 일시 정지점(11)의 수 및 장소는, 도 3 및 도 4에 나타낸 것에 한정되지 않고, 도포 패턴을 구성하는 비정지 영역(12) 도중의 임의의 장소에 일시 정지점(11)을 작성할 수 있다.
토출량의 변화가 큰 것이 상정되는 경우에는, 일시 정지점(11)의 수를 3 이상으로 함으로써, 1개의 일시 정지점(11)당의 토출량의 증가는 소량으로 하고, 칩(2) 밖으로의 액체 재료가 비어져 나오는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이 때, 토출량의 변화에 따라 산출한 보정량 S2를 각각의 일시 정지점(11)에 균등하게 할당하도록 하면 된다.
도 5는 칩(2)의 1변에 따른 직선인 비정지 영역(12)의 양단에 일시 정지점(11)을 설정한 도포 패턴이다. 이 도포 패턴에서는, 중앙부에 비해 침투가 빠른 양 단부에 많은 액체 재료를 도포할 수 있으므로, 효율적으로 칩(2) 전체에 액체 재료를 충전할 수 있다.
도 6 및 도 7은 칩(2)의 1변에 따른 직선인 비정지 영역(12)에 1개의 일시 정지점(11)을 설정한 도포 패턴이다.
액체 재료의 침투에 치우침이 있는 경우나, 특정한 개소에 많이 충전하고자 하는 경우에는, 해당하는 장소에 일시 정지점(11)을 설정함으로써, 효율적으로 칩(2) 전체에 액체 재료를 충전할 수 있다.
도포 패턴은 도 3 내지 도 7의 예에 한정되지 않고, 1변의 길이나 칩(2)과 기판(10)의 접속부의 핀 배치 등에 따라 4개 이상의 일시 정지점(11)을 설정할 수도 있다.
또한, 칩(2)의 인접하는 2변에 걸쳐 L자형 또는 U자형으로 도포하는 경우나 칩(2)의 외주 전부에 걸쳐 도포하는 경우에도 응용 가능하다.
본 실시예에 관한 디스펜서는 제트식에 한정되지 않고, 압축 공기에 의해 액체 재료를 토출하는 에어식이라도 된다. 그리고, 에어식 디스펜서의 경우, 노즐(13)과 XY 구동 수단(7) 사이에 Z구동 수단을 장착하고, 노즐(13)을 연직(鉛直) 방향으로 상하로 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 액체 재료를 토출하는 각종의 장치에 있어서 실시 가능하다.
액체 재료가 토출부로부터 배출되기 전에 공작물에 접촉하는 타입의 토출 방식으로서는, 선단에 노즐을 가지는 시린지 내의 액체 재료에 압력 조정된 에어를 원하는 시간만큼 인가하는 에어식, 플랫 튜빙(flat tubing) 기구 또는 로터리 튜빙 기구를 가지는 튜빙식, 선단에 노즐을 가지는 저류 용기의 내면에 밀착 슬라이드 이동시키는 플런저를 원하는 양 이동하여 토출하는 플런저식, 스크류의 회전에 의해 액체 재료를 토출하는 스크류식, 원하는 압력이 인가된 액체 재료를 밸브의 개폐에 의해 토출 제어하는 밸브식 등이 예시된다.
또한, 액체 재료가 토출부로부터 배출된 후에 공작물에 접촉하는 타입의 토출 방식으로서는, 밸브 시트에 밸브체를 충돌시켜 액체 재료를 노즐 선단으로부터 비상(飛翔) 토출시키는 제트식, 플런저 타입의 플런저를 이동시키고, 이어서, 급격하게 정지시켜, 동일하게 노즐 선단으로부터 비상 토출시키는 플런저 제트 타입, 연속 분사 방식 또는 디맨드 방식의 잉크젯 타입 등이 예시된다.

Claims (11)

  1. 기판과 그 위에 탑재된 공작물과의 간극에 모세관 현상을 이용하여 토출부로부터 토출한 액체 재료를 충전하는 방법으로서,
    상기 공작물의 외주에 따른 일시 정지점 및 비정지 영역으로 이루어지는 도포 패턴을 작성하고, 상기 액체 재료의 토출량의 보정을, 상기 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감함으로써 행하는 액체 재료의 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도포 패턴은 일시 정지점 및 비정지 영역이 교대로 연속되는, 액체 재료의 충전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보정 전의 토출 시간(T1) 동안 토출한 액체 재료의 중량(W1)을 계측하고, 적정 중량(W2)을 토출하기 위한 시간(T2)을 산출하고, 시간(T2)과 시간(T1)의 차분에 기초하여 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감시키는, 액체 재료의 충전 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액체 재료를 토출하여 적정 중량(W2)이 되기까지의 시간(T2)을 계측하고, 시간(T2)과 보정 전의 토출 시간(T1)의 차분에 기초하여 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 증감시키는, 액체 재료의 충전 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 토출 시간 또는 토출 중량과 점도의 관계를 메모리에 기억하고, 상기 액체 재료 교환 후의 공정에서, 토출부의 정지 시간의 증감값을 상기 메모리의 기억 정보에 기초하여 산출하는, 액체 재료의 충전 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정을 행할 것인지를 판단하는 허용 범위를 설정하고, 계측값이 상기 허용하는 범위를 초과하는 경우에, 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 조정하는, 액체 재료의 충전 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포 패턴의 일시 정지점이 복수개 있는 경우에 있어서, 각 일시 정지점에서의 토출부의 정지 시간을 균등하게 증감시키는, 액체 재료의 충전 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 재료의 시간 경과의 점도 변화에 따른 토출량의 보정을 행하는, 액체 재료의 충전 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자가 보정 주기로서 입력한 시간 정보, 공작물의 개수, 또는 기판의 개수에 기초하여 액체 재료의 토출량의 보정을 행하는, 액체 재료의 충전 방법.
  10. 토출하는 액체 재료를 공급하는 액재 공급부와, 토출하는 액체 재료를 계량하는 계량부와, 상기 액재를 토출하는 토출구를 가지는 토출부와, 상기 토출부를 이동 가능하게 하는 구동부와, 이들의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 도포 장치에 있어서,
    상기 제어부는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 액체 재료의 충전 방법을 실시하는 프로그램을 가지는, 액체 재료의 충전 장치.
  11. 토출하는 액체 재료를 공급하는 액재 공급부와, 토출하는 액체 재료를 계량하는 계량부와, 상기 액재를 토출하는 토출구를 가지는 토출부와, 상기 토출부를 이동 가능하게 하는 구동부와, 이들의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 도포 장치에 있어서,
    상기 제어부에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 액체 재료의 충전 방법을 실시하게 하는 프로그램.
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