TWI497613B - A coating method for a liquid material, a coating apparatus, and a memory medium having a memory program - Google Patents

A coating method for a liquid material, a coating apparatus, and a memory medium having a memory program Download PDF

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Description

液體材料之塗佈方法，塗佈裝置及記憶有程式之記憶媒體
本發明係關於一種利用毛細管現象，將自噴出裝置所噴出之液體材料填充於基板與載置在基板上之工件之間隙的液體材料之塗佈方法、其塗佈裝置及記憶有程式之記憶媒體，且係關於一種例如於半導體封裝之底部填充步驟中，不變更噴出裝置之移動速度，即可使塗佈形狀(內圓角形狀)穩定之塗佈方法、其塗佈裝置及記憶有程式之記憶媒體。
再者，本說明書中所謂「噴出量」，係指一次噴出時自噴嘴所排出之液體材料之量，所謂「塗佈量」，係指進行複數次噴出之固定範圍(例如，塗佈圖案或塗佈區域)內所需的液體材料之量。
作為半導體晶片之安裝技術有一種稱作覆晶方式之技術。於覆晶方式中，係在半導體晶片之表面形成突起狀電極(凸塊)，並將其直接連接於基板上之電極墊。
於覆晶封裝體中，為防止半導體晶片30與基板29之熱膨脹係數之差所產生的應力集中於連接部33而破壞連接部33，因而將樹脂34填充於半導體晶片30與基板29之間隙來補強連接部33。將該步驟稱為底部填充(參照圖6)。
底部填充步驟係藉由如下方式來進行，即，沿著半導體晶片30外周塗佈液狀樹脂34，利用毛細管現象，將樹脂34填充於半導體晶片30與基板29之間隙後，藉由烘箱等進行加熱而使樹脂34硬化。
若進行底部填充，則可於半導體晶片30側面與基板29所形成之角部，形成藉由液狀樹脂34而填滿的圓角部分35。將該圓角部分稱為內圓角(參照圖7)。若未均勻地形成內圓角35，則存在如下不良情況，即，空氣自內圓角35小之部位進入而成為氣泡捲入之原因，或者，樹脂34甚至溢出至塗佈對象晶片30周邊之禁止塗佈區域，或者，成為加熱硬化時之半導體晶片30破損的原因。因此，內圓角35必須以固定寬度(符號36)與高度(符號37)均勻地形成。
作為使內圓角均勻地形成之技術，已提出(揭示)有專利文獻1中所記載之技術及專利文獻2中所記載之技術。
即，於專利文獻1中，揭示一種半導體封裝體之製造方法，其係將樹脂填充於半導體晶片與安裝基板之間而成之構造以製造半導體封裝體的製造方法，藉由調整用於供給樹脂之噴嘴速度，使自半導體晶片一邊所供給之樹脂，相較於半導體晶片之端部，在半導體晶片之中央部較多。
另外，於專利文獻2中揭示一種方法，其係使噴嘴在倒裝焊接於配線基板之半導體晶片周圍移動，自噴嘴連續地供給底部填充材，並將底部填充材填充於配線基板與半導體晶片之間的方法，其中，噴嘴之移動軌跡係自半導體晶片邊之兩端，使位於以相對於該邊成為直角之方式所畫之一對線段之範圍內的直線軌跡、與用以連接彼此相鄰之直線軌跡而改變方向之方向轉換軌跡連續，且相較於方向轉換軌跡，使噴嘴於直線軌跡之至少一部分緩慢移動。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平10-50769號公報
專利文獻2：日本專利特開2008-71883號公報
上述專利文獻1或專利文獻2中所揭示之供給量調整之技術，係藉由調整塗佈描繪自噴嘴所供給之液狀樹脂的過程中之噴嘴移動速度而進行者。
但是，於塗佈描繪過程中變更噴嘴移動速度，存在如下之問題，即，對驅動手段之負載較大，且噴嘴移動速度之速度差愈大，而耗費過大之負載，從而導致縮短驅動手段壽命。另外，亦存在因藉由噴嘴移動速度來調整供給量，而使控制變得複雜之問題。進而，亦存在如下之問題，即，塗佈描繪過程中噴嘴移動速度之變更，亦成為使裝置產生不需要振動之原因，並導致塗佈精度惡化。
因此，本發明之目的在於提供一種可消除凸塊非均等地配置時滲透度之差異、或伴隨噴嘴方向轉換之速度差所引起的內圓角形狀之紊亂，並將內圓角形狀保持為固定之塗佈方法、裝置及記憶有程式之記憶媒體。
發明者於解決上述課題時，發現內圓角形狀紊亂之原因亦在於半導體晶片30所形成之凸塊31的配置。如上所述，於底部填充步驟中，利用毛細管現象，將液狀樹脂34填充於半導體晶片30與基板29之間隙。液狀樹脂34對間隙之滲透程度，除了受到間隙之寬度的影響以外，亦受到存在於間隙內部之凸塊31之配置密度的影響。例如，考慮如圖8所示之凸塊31之配置存在疏密之差的半導體晶片30。沿著該半導體晶片30一邊進行塗佈。通常，對於凸塊31配置密集之部位38，液狀樹脂34滲透較快，對於凸塊31配置稀疏之部位39，液狀樹脂34滲透較慢。因此，若如圖8(a)進行將每單位面積之塗佈量設定為固定量之塗佈，則因如上所述滲透程度之差異，而形成寬度不均勻或高度不均勻之內圓角，從而會產生如圖8(b)之內圓角形狀紊亂。
另外，內圓角形狀紊亂之另一個原因，可列舉塗佈動作過程中移動速度改變的影響。當以L字或U字等移動方向變化之軌跡進行塗佈時，於角部(方向轉換部)，為了方向轉換而必須減速。因此，若進行固定量之塗佈，則如圖9所示，角部之塗佈量增加，會產生內圓角形狀紊亂。
實際上，如圖10，上述凸塊配置與角部之減速相互作用，而成為紊亂更多之內圓角形狀。
如此，發明者根據半導體晶片30所形成之凸塊31配置，與對上述半導體晶片30進行底部填充而形成之內圓角形狀是有關的推論，建立了可藉由在塗佈對象區域中使每單位面積之塗佈量改變來解決之假設，並對該假設進行了驗證。
其結果發現，為了使塗佈對象區域中每單位面積之塗佈量改變，調整來自噴出裝置之供給量是有效的。即，發現為不受凸塊配置之影響而均勻地形成內圓角形狀，重要的是於塗佈對象區域中塗佈其每單位面積所需之量。
另外，發現為了不受伴隨方向轉換等速度變更之影響而均勻地形成內圓角形狀，重要的是於塗佈對象區域中供給其每單位面積所需之量。
另外，作為於噴出裝置側用以使塗佈對象區域中每單位面積之塗佈量改變的手段，自噴出裝置飛翔噴出以至液滴狀噴出類型之噴出裝置是有效的，發明者根據這一認識進行努力研究而完成了本發明。
即，第1發明係一種液體材料之塗佈方法，其係製作預定之塗佈圖案，一面使噴嘴與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者，其特徵在於：當凸塊非均等地配置時，以相較於與凸塊聚集度低的區域鄰接的塗佈區域，使與凸塊聚集度高的區域鄰接的塗佈區域增加的方式，設定上述塗佈圖案中每單位面積之供給量。
第2發明係如第1發明，其中，相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，增加與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域之供給量。
第3發明係如第1或第2發明，其中，相較於與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域，減少與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域之供給量。
第4發明係一種液體材料之塗佈方法，其係製作預定之塗佈圖案，一面使噴嘴與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者，其特徵在於，包括：初始參數設定步驟，其將發送噴出脈衝信號及停止脈衝信號之次數規定為總脈衝數，且對總脈衝數中為達成塗佈量而規定必要之噴出脈衝信號數，並將剩餘者規定為停止脈衝信號；修正量計算步驟，其測定來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；以及噴出量修正步驟，其根據於修正量計算步驟中計算出之修正量，調整噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數；且上述噴出量修正步驟於凸塊非均等地配置時進行調整，以使其相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，而使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之噴出脈衝信號數增加。
第5發明係一種液體材料之塗佈方法，其係一面使噴嘴與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者，其特徵在於包括：製作塗佈圖案步驟，製作由連續之複數個塗佈區域所構成之塗佈圖案；噴出週期分配步驟，對各塗佈區域將噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數，以既定比率組合而成之噴出週期分配成複數個；修正量計算步驟，其測量來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；以及噴出量修正步驟，其包括：當凸塊非均等地配置時，以相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，而使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之供給量增加的方式，根據上述修正量計算步驟中計算出之修正量，來調整上述塗佈圖案所包含之噴出脈衝信號與停止脈衝信號數的步驟，及/或不改變各塗佈區域中每單位時間之噴出量，而調整至少上述一個塗佈區域及與該塗佈區域相連續之其他一個或兩個塗佈區域長度的步驟。
第6發明係如第4或5發明，其中，不改變發送上述噴出脈衝信號及上述停止脈衝信號之頻率，而進行噴出量之修正。
第7發明係一種液體材料之塗佈方法，其係製作預定之塗佈圖案，一面使噴嘴與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者，其特徵在於包括：初始參數設定步驟，其規定進行一次噴出之單位週期彼此之間隔；修正量計算步驟，其測定來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；且當凸塊非均等地配置時，以相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，而使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之供給量增加的方式，根據上述修正量計算步驟中計算出之修正量，來調整上述塗佈圖案所包含之上述單位週期間隔。
第8發明係如第1至7中任一項之發明，其中，當上述塗佈圖案為不需要噴嘴方向轉換之塗佈圖案時，不改變噴嘴與工件之相對移動速度，而進行塗佈。
第9發明係如第1至7中任一項之發明，其中，當上述塗佈圖案為包含需要噴嘴方向轉換之塗佈區域的塗佈圖案時，以相較於需要噴嘴方向轉換之塗佈區域，而使不需要噴嘴方向轉換之塗佈區域中液體材料增加的方式，設定上述塗佈圖案中每單位面積之供給量。
第10發明係一種液體材料塗佈裝置，其係包括具備噴嘴之噴出裝置、使噴出裝置與工件相對移動之驅動機構、檢測所塗佈之液體材料形狀之檢測裝置、以及控制該等動作之控制部者，其特徵在於：使控制部實施第1至9中任一項之發明所記載之塗佈方法。
第11發明係一種記憶有程式之記憶媒體，係於包括：具備噴嘴之噴出裝置、使噴出裝置與工件相對移動之驅動機構、檢測所塗佈之液體材料形狀之檢測裝置、以及控制該等 動作之控制部的塗佈裝置中，使控制部實施第1至9中任一項發明所記載之塗佈方法。
根據本發明，可消除凸塊非均等地配置時滲透度之差異、或伴隨噴嘴方向轉換之速度差所引起的內圓角形狀之紊亂，並將內圓角形狀保持為固定。
另外，除方向轉換以外不需要變更噴嘴之相對移動速度，因此可減輕施加至驅動機構之負載，藉此可抑制振動之產生，並提昇精度。
以下，說明實施本發明之形態。
本實施形態中所使用之噴出裝置，係如下之噴射式噴出裝置，即接收脈衝信號而驅動閥體，使閥體碰撞閥座，藉此使液體材料自噴嘴飛翔噴出。該噴出裝置中一次噴出係藉由接收一個脈衝信號來進行。而且，於本實施形態中，藉由以事先設定之頻率發送該脈衝信號來進行塗佈。
對本實施形態之噴出裝置中，調整塗佈對象區域中每單位面積(或每單位長度)之塗佈量的順序進行說明(參照圖1)。再者，本發明只要係進行飛翔噴出或液滴狀噴出類型之噴出裝置便可適用，並不限定於對於噴射式噴出裝置之適用。
(1)所需塗佈量之設定(步驟101)
首先，求出填充基板與工件之間隙，而形成內圓角所需要之液體材料之量。所需量既可根據設計圖式等而求出理論值，亦可實際進行塗佈來求出。此處，由於理論值始終係理想值，因此為期待準確性，較佳為實際進行塗佈來求出。另外，所需量亦可作為體積而求出，亦可作為質量而求出。此時，所使用之液體材料之密度的值是必要的。
然後，根據一次噴出所噴出之量與一次噴出所需要之時間，求出用以噴出必要量所需要之時間。此處，一次噴出所噴出之量與一次噴出所需要時間，係由液體材料之性質、噴嘴之形狀(直徑、長度)、閥體之移動量(衝程)等而決定，較佳為實際進行噴出來加以測定。此時，進行複數次噴出而求出平均值，藉此可達到精度之提昇。
(2)塗佈圖案之設定(步驟102)
考慮連接工件與基板之凸塊(連接部)配置、工件周邊之其他零件狀況等，設定用以進行塗佈之邊。例如，於矩形狀工件中，設定為沿著一邊而直線狀地進行塗佈、或者沿著相鄰兩邊而L字狀地進行塗佈。如此設定所得之圖案成為塗佈圖案。
然後，若決定塗佈圖案，則求出塗佈長度。根據該塗佈長度與上述(1)所求出之噴出時間，暫時求出使塗佈圖案完全一樣時之移動速度。
(3)塗佈圖案之製作(步驟103)
考慮藉由工件形狀所決定之塗佈量或塗佈長度等製作塗佈圖案。此處，所謂「塗佈長度」，係指噴嘴與工件之相對移動量之總長。
塗佈圖案係由一次以上之噴出脈衝與0次以上之停止脈衝構成。由噴出脈衝及停止脈衝所構成之脈衝信號，係以既定之頻率發送。頻率與射出數/秒原則上一致。較佳為將頻率設定為數十赫茲以上，更佳為將頻率設定為數百赫茲。
再者，頻率係根據塗佈圖案之總長、或者預定之塗佈圖案所需之液體材料34的重量或體積等而決定。
(4)初始參數之設定(步驟104)
設定以下所列舉之參數作為初始參數。
(i)噴出頻率(單位週期)
由於本實施形態中所使用之噴出裝置係噴射式，因此藉由閥體之一次動作進行一次噴出。將此設定為一個單位週期。而且，於本實施形態中，係以既定之頻率重複該單位週期，藉此進行塗佈。
上述既定之頻率具有最佳之頻率範圍，若脫離該範圍，則會產生不噴射等不良情況，因此事先藉由實驗規定正常噴射之範圍。雖然根據液體材料之特性或噴出量而不同，但可以例如在約100～200赫茲使用。
然而，上述頻率範圍係根據機械響應性能與液體材料特性而決定。如上所述，若頻率改變，則噴出量改變，但若脫離最佳之頻率範圍，則會產生不噴射等不良情況，而且由頻率變更所產生之噴出量變化特性並非線性。因此，基本上，較佳為不改變同一塗佈圖案內一次設定之頻率。但是，如上所述，由於頻率具有某種程度之範圍，因此若為該範圍內，則可變更頻率來調整噴出量。
具體而言，變成如下所述。假設，為達成預定之噴出量，最佳之脈衝信號係以導通狀態之時間為3 msec，截止狀態之時間為4 msec作為一個單位週期的脈衝信號。該週期頻率約為142赫茲。考慮以該週期為基礎，在與上述相同頻率之範圍(約100～200赫茲)內使頻率不同。此處，為使頻率不同，係將導通狀態之時間設為固定，使截止狀態之時間不同。首先，若考慮使截止狀態之時間依次減少，則於將截止狀態之時間設為3 msec時，頻率成為約166赫茲，於將截止狀態之時間設為2 msec時，頻率成為200赫茲，因此極限為2 msec。相反地，若考慮使截止狀態之時間依次增加，則於截止狀態之時間為5 msec時，頻率為125赫茲，於截止狀態之時間為6 msec時，頻率約為111赫茲，於截止狀態之時間為7 msec，頻率成為100赫茲，因此極限為7 msec。若成為極限之截止狀態之時間的範圍已決定，則分別對該等複數個導通/截止時間之設定，事先進行實驗，求出其與噴出量之關係並記憶於控制部中。然後，於下述調整時，自其中選擇適合於調整之設定。
再者，於上述例中，將導通/截止之時間設為整數，但為獲得更精確且更多之設定值，當然可將導通/截止時間設定為實數(小數)。
另外，最接近上述頻率範圍邊界之值有可能因液體材料特性或周圍溫度變化的影響等，而朝向產生不噴射等不良情況之範圍變化，因此較佳為避免最接近之值，而是以保持充裕來進行導通/截止時間之設定，即，頻率之設定。
(ii)脈衝數(噴出脈衝數及停止脈衝數)
設定構成塗佈圖案之噴出脈衝數及停止脈衝數。於控制部中事先記憶有已規定噴出脈衝數與停止脈衝數之組合的設定表。
表1係記憶於控制部之設定表之一例。表1中，設定例A表示總脈衝數為100時噴出量之設定例，設定例B表示總脈衝數為111時噴出量之設定例，設定例C表示總脈衝數為125時噴出量之設定例。於設定例A、B、C中，噴出脈衝數相當於噴出量，可藉由增減總脈衝數中停止脈衝數來調整噴出量。
設定例A係規定有如下之設定例，即，於噴出脈衝數成為100時，以相對於一次噴出脈衝不設定停止脈衝(0次之停止脈衝)之組合為基準來改變噴出量。
設定例B係規定有如下之設定例，即，於噴出脈衝數成為100時，以相對於九次噴出脈衝設定一次之停止脈衝(11次之停止脈衝)的組合為基準來改變噴出量。
設定例C係規定有如下之設定例，即，於噴出脈衝數成為100時，以相對於四次噴出脈衝設定一次之停止脈衝(25次之停止脈衝)的組合為基準來改變噴出量。
當增加停止脈衝數時，或者，當於下述噴出量之修正中增減停止脈衝數時，較佳為以使停止脈衝之時序成為等間隔之方式設定初始參數。
再者，於底部填充步驟中，當使停止脈衝數增加二次、三次時，就防止氣泡之捲入之觀點而言，相較於使停止脈衝數連續並擴大間隙(非塗佈區域)，最好是減少相對於停止脈衝數之噴出脈衝數並縮小間隙(非塗佈區域)。
(5)塗佈速度之設定(步驟105)
當塗佈圖案內具有L字或U字等角部時，為減輕驅動機構之負載，因而變更該角部處之噴嘴移動速度。其原因在於：角部處之噴嘴移動速度係由驅動機構之機械剛性而限制，通常，於角部必須減緩噴嘴速度。另一方面，於角部以外之部分不變更上述(2)所設定之速度。但是，當角部與角部以外之部分速度差較大時，可不一次進行變更，而分成數次階段性地進行變更。
(6)與噴出相關之參數設定
進行與塗佈圖案或塗佈速度對應且與噴出相關之參數的調整。
分成以下兩個階段來進行。
(i)針對速度變更部位之調整(步驟106)
若進行噴嘴移動速度之變更，則該部分之每單位面積之供給量會改變。因此，以上述(2)所設定之圖案對未載有工件或其他零件之原始基板進行塗佈，並測定所塗佈之線寬。當存在所測定之線寬之值超過容許範圍的部位或區間時，進行該部位或區間中與噴出相關之參數的調整。換言之，當線寬較寬時，進行參數調整以使線寬變窄。另一方面，當線寬較窄時，進行參數調整以使線寬變寬。
例如，當如圖9為了於角部進行減速而使角部之線寬變寬時，為減少角部每單位面積之供給量而進行參數調整，以使該變寬之部分與直線部成為相等寬度。即，製作如圖11(a)所示之角部每單位面積之供給量少的塗佈圖案來作為塗佈圖案，藉此於產生噴嘴移動速度之減速等實際的塗佈中，形成如圖11(b)所示之與直線部為相等線寬之內圓角。
關於所調整之具體參數種類將於後述。
(ii)對滲透情況不同部位之調整(步驟107)
當對實際之塗佈對象物進行塗佈時，藉由工件與基板之間隙中所存在之凸塊配置，而塗佈圖案內液體材料之滲透情況不同。因此，每單位面積所需塗佈量會改變。因此，以上述(2)所設定之圖案對安裝有工件之基板進行塗佈，且利用攝像裝置拍攝經塗佈之內圓角寬度並進行測定。當存在所測定之內圓角寬度之值超過容許範圍的部位或區間時，進行該部位或區間中與噴出相關之參數的調整。換言之，當內圓角寬度較寬時，進行參數調整以使內圓角寬度變窄。另一方面，當內圓角寬度較窄時，進行參數調整以使內圓角寬度變寬。
例如，當如圖8於凸塊密集之部位(聚集度高之部位)而使線寬變窄時，為增加凸塊密集之部位每單位面積的供給量而進行參數之調整，以使該變窄之部分與凸塊稀疏之部位(聚集度低之部位)成為相等之寬度。此處，作為代替，亦可為減少凸塊稀疏之部位每單位面積的供給量而進行參數之調整。參數調整之結果，作為塗佈圖案，成為如圖12(a)所示在凸塊密集之部位每單位面積的供給量多之塗佈圖案，凸塊稀疏之部位每單位面積的供給量少之塗佈圖案，於產生滲透速度差異之實際的塗佈中，形成如圖12(b)所示之固定寬度的內圓角。再者，亦可利用攝像裝置拍攝內圓角高度並進行測定，且根據該測定結果進行與噴出相關之參數調整。
另外，不僅可考慮如圖8或圖12，於接近半導體晶片之邊緣部分，凸塊配置密度存在差異的情況，亦可同樣地考慮於半導體晶片內部(中心側)，凸塊配置密度存在差異的情況。例如，若於如圖13之凸塊配置中，進行將噴嘴速度及每單位面積之供給量設為固定的塗佈，則會如圖13(a)產生內圓角寬度(塗佈線寬)不同之問題。因此，為增加凸塊密集之部位每單位面積的供給量，或者，為減少凸塊稀疏之部位每單位面積的供給量而進行參數之調整，以使凸塊密集部位之內圓角寬度(塗佈線寬)與凸塊稀疏部位之內圓角寬度(塗佈線寬)成為相等寬度。即，藉由製作如圖13(b)之塗佈圖案，可形成如圖13(c)之固定寬度之內圓角。
關於所調整之具體參數種類將於後述。
(iii)與噴出相關之參數種類
以下，列舉於進行上述調整時變更與噴出相關之參數。
(iii-1)噴出頻率(單位週期)
於重複上述既定頻率之單位週期的噴出中，為了變更每單位面積之塗佈量時，係根據上述(4)(i)所設定之值，調整單位週期彼此之間隔。具體而言，若使單位週期間隔變窄則塗佈量變多，若擴大單位週期間隔則塗佈量變少。藉由事先之實驗等求出單位週期間隔與噴出量之關係，來作為設定調整量之標準，並以設定表或計算式之形式記憶於控制部等。
(iii-2)脈衝數(噴出及停止)
於利用上述脈衝信號發送之噴出中，為了變更每單位面積之塗佈量時，係根據如上述(4)(ii)所設定之表，改變噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數，藉此變更塗佈量，上述表係將發送欲進行噴出之信號(即，噴出脈衝信號)及不進行噴出之信號(即，停止脈衝信號)的次數規定為總脈衝數，對總脈衝數中為達成塗佈量規定所需要之噴出脈衝信號數，並將剩餘者規定為停止脈衝信號的表。具體而言，若增加總脈衝數中之停止脈衝信號則塗佈量變少，若減少停止脈衝信號則塗佈量變多。藉由事先之實驗等求出噴出脈衝數及停止脈衝數與噴出量之關係，來作為設定調整量之標準，並以設定表或計算式之形式記憶於控制部等。
再者，藉由變更脈衝數，即使不變更塗佈長度，亦可變更塗佈量。
(iii-3)噴出裝置之噴出量變更因子
藉由調整噴出裝置之噴出量變更因子，亦可變更每單位面積之塗佈量。例如，藉由調整下述噴出裝置之噴出量變更因子來進行。
1)施加至蓄積容器之“壓力”；
2)閥體一次動作中之移動距離即“衝程”；
3)對噴嘴附近進行加熱之加熱器之“溫度”；
4)用以噴出液體材料之噴嘴之“噴嘴直徑”。
此處，上述各因子之大小與液體材料之噴出量之大小相對應。
藉由上述(iii-1)至(iii-3)任一個參數進行調整，係根據對原始基板或工件進行塗佈，並測定線寬或內圓角寬度所得之結果，來選擇最佳之參數。
另外，亦可在上述(iii-1)至(iii-3)中組合複數個參數來進行調整。例如，可採取如下之方法，以上述(iii-2)之參數之調整為基礎，當達到調整幅度之極限時或當進行微調整時等，輔助性地進行上述(iii-1)或(iii-3)之參數調整。
藉由進行以上之步驟101至步驟107，可使塗佈對象區域中每單位面積之塗佈量改變，因此可消除由凸塊配置之影響或伴隨方向轉換之速度變更之影響所引起的內圓角形狀之紊亂，並將內圓角形狀保持為固定。
另外，除方向轉換以外不需要移動速度之變更，因此可減輕施加至驅動機構之負載，藉此可抑制振動之產生，提昇精度，並延長壽命。
以下，利用實施例說明本發明之詳細情況，但本發明不受任何實施例限定。
[實施例]
[噴出裝置]
噴出裝置1如圖2所示，包括：上下移動自如地內接之閥體即活塞2、藉由通過控制部11調壓之壓縮氣體而加壓之蓄積容器3、以及與蓄積容器3連通之噴嘴4。另外，噴出裝置1包括：通過控制部11將用以使活塞2朝向上方移動之作動氣體進行供給、排放之切換閥6，以及使活塞2朝向下方移動之彈簧7。而且，彈簧7之上部具備用以調整活塞2之移動量的衝程調整構件8。進而，於噴嘴4附近，具備用以加熱噴嘴4與位於其內部之液體材料34之加熱器9。於加熱器9之相反側具備溫度感測器10，該溫度感測器10係於進行用以將噴嘴4與位於其內部之液體材料34保持在既定溫度的控制時使用。
填充於蓄積容器3之液體材料34，係藉由對應於自控制部11所發送之脈衝信號使切換閥6動作，且使活塞2上下移動，而自噴嘴4成液滴狀地噴出。自噴嘴4所噴出之液體材料34係成點狀地塗佈於定位在噴嘴4下方的基板29或稱量器22等。
噴出裝置1相對於一次之脈衝信號，使活塞2往復移動一次，而使一滴液體材料34自噴嘴4噴出。即，一個單位週期相當於一次射出。
例如，如圖3所示提供脈衝信號。當脈衝信號導通時(符號14左側)，藉由切換閥6之動作供給氣體，使活塞2上升而開放噴嘴入口5。繼而，當脈衝信號截止時(符號14右側)，藉由切換閥6之動作而排放氣體，利用彈簧7之斥力使活塞2下降而封閉噴嘴入口5。然後，將活塞2之上升(噴嘴入口5之開放)與活塞2之下降(噴嘴入口5之封閉)作為一個單位週期，藉由一個單位週期之動作而噴出一滴液體材料34。另一方面，當脈衝信號為截止狀態時(符號15)，不使活塞2動作，使噴嘴入口5封閉一個單位週期。
再者，亦可調整一個單位週期內之導通狀態之時間(上升之時間)與截止狀態之時間(下降之時間)，亦可使用衝程調整構件8，調整活塞2之移動量。
當沿著工件30之邊進行塗佈時，控制部11於塗佈開始之同時一面使噴嘴4移動、一面以事先設定之頻率，將脈衝信號向噴出裝置1發送，並連續地進行液體材料34之噴出。沿著工件30之邊所噴出之液體材料34，係藉由毛細管現象而填充於工件30與基板29之間隙。
[塗佈裝置構成]
本實施例之塗佈裝置16如圖4所示，包括：噴出裝置1、XYZ驅動機構17、搬送機構18、塗佈平台19、調整用基板20、載置調整用基板20之調整用平台21、稱量器22、檢測裝置(觸控感測器23、雷射位移計24及相機25)、以及控制部11。
噴出裝置1係上述噴射式噴出裝置，其接收來自控制部11之脈衝信號，噴出液體材料34。
XYZ驅動機構17設置有噴出裝置1與下述檢測裝置一部分之雷射位移計24及相機25，其可使噴出裝置1、以及雷射位移計24及相機25朝向符號26所示之XYZ方向移動。即，可根據控制部11中所設定之塗佈圖案，使噴出裝置1於基板29上方移動，或者，使噴出裝置1以及雷射位移計24及相機25移動至稱量器22或固定於其他位置之下述檢測裝置一部分之觸控感測器23之類的機器、或下述載置有調整用基板20之調整平台21。
搬送機構18自裝置外之符號27所示之方向搬入用以進行塗佈作業前載置有工件30的基板29，並進行搬送直至進行塗佈作業之噴出裝置1之附近。然後，將結束塗佈作業之基板29朝向裝置外之符號28所示的方向搬出。
塗佈平台19係設置於搬送機構18大致中央之搬送機構18之間。當進行塗佈作業時，塗佈平台19上升而發揮固定基板29之作用。於搬送基板29時，塗佈平台19下降而不成為搬送之障礙。
調整用平台21係設置於搬送機構18之附近。調整用平台21係上方載置原始基板或安裝有虛擬工件之基板(總稱為調整用基板20)，用於進行伴隨液體材料供給量之調整作業的塗佈。
稱量器22係用於測定自噴出裝置1所噴出之液體材料34之重量，其設置於搬送機構18之附近。稱量器22之測定結果係傳送至控制部11。
檢測裝置包括：用以檢測噴嘴4高度位置之感測器之觸控感測器23、用以檢測基板29高度位置之感測器之雷射位移計24、以及檢測工件30位置之相機25。雷射位移計24及相機25係與噴出裝置1一併設置於XYZ驅動機構17，且可朝向XYZ方向移動。觸控感測器23係固設於調整用平台21。
控制部11係由用以控制裝置16整體動作之整體控制部、以及控制噴出裝置1動作之噴出控制部而構成。
[塗佈作業]
其次，對使用上述塗佈裝置一系列之塗佈作業流程進行說明。圖5表示塗佈作業之流程圖。再者，關於塗佈圖案之製作將於後述(參照後述圖14及15)。
當塗佈作業開始時，首先，對應於每一次噴出之目標噴出量，進行與噴出裝置相關因子(即，噴嘴直徑、衝程量、施加壓力等)的設定(步驟501)。可一面實際進行噴出並測定每一次噴出之噴出量、或塗佈結果之液體材料的直徑等，一面進行該作業。另外，此時，較佳為亦一併確認液體材料是否過量地附著於噴嘴前端、或者塗佈之結果是否被分成複數個而飛散等。另外，設定噴出脈衝數及停止脈衝數作為初始參數(參照上述表1)。
繼而，校正塗佈位置之偏移(步驟502)。此處，首先，對原始基板進行線狀塗佈，然後使相機僅移動事先設定之噴嘴-相機間距離，並拍攝所塗佈之液體材料。然後，測定所拍攝之液體材料自相機之中心起偏移了多少距離，並藉由調整該偏移部分來進行校正。
繼而，進行與塗佈對象工件之影像識別相關之設定(步驟503)。該設定成為進行對準(對工件或基板之歪曲或彎曲之位置對準)時之基準。
繼而，進行上述實施形態中所說明調整來自噴出裝置之供給量一系列之作業(步驟504)。即，如用於實施發明之形態中所說明，以單個或組合與噴出相關之參數，來調整液體材料之供給量。
繼而，進行執行內圓角之有無或寬度等檢查的部位、或其數量之設定(步驟505)。另外，此時亦設定目標值或容許值之類作為好壞判定之基準值。
繼而，於其後之塗佈作業中所進行之塗佈量修正時設定成為基準的值(步驟506)。此處，測量向塗佈裝置中所具備之稱量器，測量已進行既定時間或射出數之噴出時的重量，並記憶於控制部中。
然後，對實際進行塗佈之安裝基板進行塗佈，並進行最終確認(步驟507)。若進行最終確認後無不良，則開始本塗佈作業(步驟508)。
若開始本塗佈作業，則首先搬入基板，搬送至噴出裝置之附近後，將基板固定於塗佈平台(步驟509)。然後，利用相機對塗佈平台上之基板進行影像識別，並執行對準來進行位置對準。結束位置對準後，進行塗佈(步驟510)。將結束塗佈之基板朝向塗佈裝置外搬出(步驟511)。
於將結束塗佈之基板搬出之時間點，判斷所塗佈之數量是否已達到事先設定之修正週期(例如，工件之數量或基板之片數)(步驟512)。於達到修正週期之情況下，進入以下將說明之修正步驟，於未達到修正週期之情況下，進入步驟515。
修正步驟係包括位置偏移修正(步驟513)與塗佈量修正(步驟514)。位置偏移修正係進行與步驟502相同之動作來調整偏移部分。繼而，塗佈量修正係首先向稱量器進行既定之時間或射出數之噴出，並測量重量。然後，對所測量之重量與步驟506中所測量之基準重量進行比較，當超過容許值時，進行噴出裝置或塗佈裝置之調整等，進行修正以成為基準重量。作為修正之方法，例如有以下兩種方法。
(a)點狀塗佈中之修正方法
將發送噴出脈衝信號及停止脈衝信號之次數規定為總脈衝數，對總脈衝數中為達成塗佈量所需要之噴出脈衝信號數進行規定，並將剩餘者規定為停止脈衝信號，根據利用修正週期計算出之修正量，來調整噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數，藉此修正液體材料之供給量。此處，較佳為將規定加入有噴出量之增加部分或減少部分之設定的設定表事先記憶於控制部，藉由設定表選擇噴出脈衝數與停止脈衝數之組合，藉此進行修正。
(b)線狀塗佈中之修正方法
製作由連續之複數個塗佈區域所構成之塗佈圖案，對各塗佈區域將噴出脈衝數與停止脈衝數，以既定比率組合而成之噴出週期(單位週期之集合)分配成複數個，根據利用修正週期計算出之修正量，來調整上述塗佈圖案中所包含之噴出脈衝數與停止脈衝數，及/或不改變各塗佈區域中每單位時間之噴出量，而調整至少一個塗佈區域及與該塗佈區域相連續之其他一個或兩個塗佈區域之長度，藉此修正液體材料之供給量。較佳為不改變發送上述噴出脈衝及上述停止脈衝之頻率，而進行噴出量之修正。
結束修正步驟後，或者，搬出基板後立即判斷是否存在接下來應塗佈之未塗佈基板(步驟515)。當存在未塗佈之基板時，返回步驟509，再次搬入基板並進行塗佈作業。當不存在未塗佈之基板時，本塗佈作業結束。
以上係自準備階段至本塗佈作業等基本一系列作業之流程。再者，此處所示者係一例，並不限定於該順序。
[塗佈圖案之製作例]
本實施例之噴出裝置可對應於點狀塗佈與線狀塗佈之任一種型態之塗佈圖案。
圖14係表示利用點狀塗佈之塗佈圖案之例的圖式。圖14中，塗佈區域141與噴出脈衝相對應。塗佈區域141中噴出量係藉由設定噴出脈衝來控制，藉此，塗佈區域141之長度伸縮。另外，藉由設定停止脈衝，非塗佈區域142伸縮。此處，作為修正量之計算方法，可採用任一種如下之方法：測定以固定時間進行噴出時之重量，並根據該重量與合理重量之差計算出修正量之方法；以及測定直至達到合理重量所需之噴出時間，根據與之前噴出時間之差計算出修正量的方法。
圖15係表示於線狀塗佈中，將塗佈區域劃分為複數個，並對每個塗佈區域變更塗佈量之塗佈圖案之例的圖式。於圖15中，製作將噴出脈衝與停止脈衝以第一比率組合而成之第一噴出週期、以及將噴出脈衝與停止脈衝以第二比率組合而成之第二噴出週期，並將對應於第一噴出週期進行噴出之一個第一塗佈區域151，與在第一塗佈區域151兩端對應於第二噴出週期進行噴出的第二塗佈區域152、152加以連接而構成一個塗佈圖案。再者，於圖15之例中，使塗佈區域152、152對應於第二噴出週期，但並不限定於此，亦可使塗佈區域152之一者對應於第二噴出週期，使另一者對應於第三噴出週期。可將一個噴出週期中所分配之塗佈區域之數量設定為任意之數量。
對各塗佈區域分配噴出脈衝與停止脈衝。例如，於圖15中，當欲使第一塗佈區域151中之噴出量多於第二塗佈區域152中之噴出量時，根據表1之設定例A，於第二塗佈區域152中選擇3次之噴出脈衝與1次之停止脈衝之組合(噴出75%)，而於第一塗佈區域151中設定4次噴出脈衝與1次之停止脈衝之組合(噴出80%)。
關於修正時調整噴出脈衝數與停止脈衝數，係與上述(a)中所述者相同。
所謂各塗佈區域長度之調整，係指調整構成塗佈圖案每單位長度之塗佈量不同的複數個塗佈區域之長度。於圖15之情況下，若第一塗佈區域151變長則塗佈量增加，若變短則塗佈量減少。此時，較佳為不變更塗佈圖案之總長而調整各塗佈區域之長度。
圖15(b)所示之圖表中由斜線所圍成的凸形部分S1之面積相當於修正前的塗佈量。圖15(c)所示之圖表中由斜線所圍成的凸形之部分S0之面積相當於修正後的塗佈量。如此，藉由延長X1長度，並縮短X2長度，可增加塗佈量。再者，即使當利用脈衝數調整之數位式修正中修正量產生偏差時，亦可藉由進行類比式塗佈區域之長度調整，而避免產生修正量之偏差。
(產業上之可利用性)
本發明可應用於接觸於塗佈對象物之前，所噴出之液體材料可遠離噴嘴之類型。例如，其係使閥體碰撞閥座，來使液體材料自噴嘴前端飛翔噴出之噴射式；使柱塞類型之柱塞移動，繼而驟然停止，並同樣地使液體材料自噴嘴前端飛翔噴出之柱塞噴射式；以及連續噴射方式或按需方式之噴墨式等。
再者，當然可將本發明用於半導體封裝之底部填充步驟。
1．．．噴出裝置
2．．．活塞
3．．．蓄積容器
4．．．噴嘴
5．．．噴嘴入口
6．．．切換閥
7．．．彈簧
8．．．衝程調整手段
9．．．加熱器
10．．．溫度感測器
11．．．控制部
12．．．氣體配管
13．．．電氣配線
14．．．噴出脈衝
15．．．停止脈衝
16．．．塗佈裝置
17．．．XYZ驅動機構
18．．．搬送機構
19．．．塗佈平台
20．．．調整用基板
21．．．調整用平台
22．．．稱量器
23．．．觸控感測器
24．．．雷射位移計
25．．．相機
26．．．移動方向
27．．．搬入方向
28．．．搬出方向
29．．．基板
30．．．工件(半導體晶片)
31．．．突起狀電極、凸塊
32．．．電極墊
33．．．連接部
34．．．樹脂、液體材料
35．．．圓角部分、內圓角
36．．．內圓角寬度
37．．．內圓角高度
38．．．凸塊較密集之部位
39．．．凸塊較稀疏之部位
40．．．塗佈方向
101．．．工件(半導體晶片)
141．．．塗佈區域
142．．．非塗佈區域
151．．．第一塗佈區域
152．．．第二塗佈區域
S1、S0．．．凸形之部分
X1、X2．．．長度
圖1係表示本發明之液體材料之供給量調整順序的流程圖。
圖2係實施例之噴射式噴出裝置之主要部分剖面圖。
圖3係說明向實施例之噴出裝置發送之脈衝信號的說明圖。
圖4係實施例之塗佈裝置之概略立體圖。
圖5係表示實施例之塗佈裝置中塗佈作業順序的流程圖。
圖6係用於說明底部填充步驟之側視剖面圖。
圖7係用於說明內圓角之側視剖面圖。
圖8係用於說明凸塊配置對內圓角形狀影響之部分透視平面圖。(a)係用於說明對凸塊配置密度存在差異之半導體晶片，將每單位面積之塗佈量設定為固定量而進行塗佈之狀態的部分透視平面圖。(b)係用於說明對凸塊配置密度存在差異之半導體晶片，將每單位面積之塗佈量設定為固定量而進行塗佈後之內圓角形狀的部分透視平面圖。
圖9係用於說明移動速度變更對內圓角形狀影響之平面圖。
圖10係用於說明將凸塊配置與移動速度變更加以組合時，對內圓角形狀影響的部分透視平面圖。
圖11係用於說明對於速度變更部位之調整之平面圖。(a)係說明於角部減少每單位面積之供給量之塗佈圖案的平面圖。(b)係說明利用於角部減少每單位面積之供給量之塗佈圖案進行塗佈後內圓角形狀的平面圖。
圖12係用於說明對於半導體晶片邊緣附近凸塊配置密度存在差異而導致滲透情況不同部位之調整的部分透視平面圖。(a)係用於說明對應於凸塊疏密，來增減每單位面積之供給量之塗佈圖案的部分透視平面圖。(b)係用於說明利用對應於凸塊疏密，來增減每單位面積之供給量之塗佈圖案進行塗佈後內圓角形狀的部分透視平面圖。
圖13係用於說明對於半導體晶片內部凸塊配置密度存在差異而導致滲透情況不同部位之調整的部分透視平面圖。(a)係用於說明對於半導體晶片內部凸塊之配置密度存在差異之半導體晶片，將每單位面積之塗佈量設定為固定量進行塗佈後內圓角形狀之部分透視平面圖。(b)係用於說明對應於凸塊疏密，來增減每單位面積之供給量之塗佈圖案的部分透視平面圖。(c)係用於說明利用對應於凸塊疏密，來增減每單位面積之供給量之塗佈圖案進行塗佈後內圓角形狀的部分透視平面圖。
圖14係表示利用點狀塗佈之塗佈圖案例的圖式。
圖15係表示於線狀塗佈中將塗佈區域劃分為複數個，並對每個塗佈區域變更塗佈量之塗佈圖案例的圖式。(a)係說明塗佈圖案中各塗佈區域長度之圖。(b)係說明修正前各塗佈區域中每單位長度之噴出量的圖。(c)係說明修正後各塗佈區域中每單位長度之噴出量的圖。
30‧‧‧工件(半導體晶片)
31‧‧‧突起狀電極、凸塊
34‧‧‧樹脂、液體材料
38‧‧‧凸塊較密集之部位
39‧‧‧凸塊較稀疏之部位
40‧‧‧塗佈方向

Claims (8)

  1. 一種液體材料之塗佈方法，其係製作預定之塗佈圖案，一面使具備噴嘴之噴出裝置與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者；其特徵在於，其包括：初始參數設定步驟，其將發送噴出脈衝信號及停止脈衝信號之次數規定為總脈衝數，對總脈衝數中規定達成塗佈量所必要之噴出脈衝信號數，並將剩餘者規定為停止脈衝信號；修正量計算步驟，其測量來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；以及噴出量修正步驟，其根據於修正量計算步驟中計算出之修正量，調整噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數；且上述噴出量修正步驟於凸塊非均等地配置時進行調整，相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，以使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之噴出脈衝信號數增加。
  2. 一種液體材料之塗佈方法，其係一面使具備噴嘴之噴出裝置與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者；其特徵在於，其包括：製作塗佈圖案步驟，製作由連續之複數個塗佈區域所構成之塗佈圖案； 噴出週期分配步驟，其對各塗佈區域，分配複數個噴出脈衝信號數與停止脈衝信號數以既定比率組合而成之噴出週期；修正量計算步驟，其測量來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；以及噴出量修正步驟，其包括：當凸塊非均等地配置時，以相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，而使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之供給量增加的方式，根據上述修正量計算步驟中計算出之修正量，來調整上述塗佈圖案所包含之噴出脈衝信號與停止脈衝信號數的步驟，及/或不改變各塗佈區域中每單位時間之噴出量，而係調整至少上述一個塗佈區域及與該塗佈區域相連續之其他一個或兩個塗佈區域之長度的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體材料之塗佈方法，其中，在不改變發送上述噴出脈衝信號及上述停止脈衝信號之頻率下進行噴出量之修正。
  4. 一種液體材料之塗佈方法，其係製作預定之塗佈圖案，一面使具備噴嘴之噴出裝置與工件相對移動、一面自噴嘴噴出液體材料，並利用毛細管現象，將液體材料填充於基板與介隔3個以上凸塊而載置在基板上之工件之間隙者；其特徵在於，其包括：初始參數設定步驟，其規定進行一次噴出之單位週期彼此 之間隔；修正量計算步驟，其測量來自噴出裝置之噴出量，並計算出噴出量之修正量；以及噴出量修正步驟，其當凸塊非均等地配置時，以相較於與凸塊聚集度低之區域鄰接的塗佈區域，而更使與凸塊聚集度高之區域鄰接的塗佈區域每單位面積之供給量增加的方式，根據上述修正量計算步驟中計算出之修正量，來調整上述塗佈圖案所包含之上述單位週期間隔。
  5. 如申請專利範圍第1、2及4項中任一項之液體材料之塗佈方法，其中，當上述塗佈圖案為不需要噴嘴方向轉換之塗佈圖案時，則不改變噴嘴與工件之相對移動速度而進行塗佈。
  6. 如申請專利範圍第1、2及4項中任一項之液體材料之塗佈方法，其中，當上述塗佈圖案為包含需要噴嘴方向轉換之塗佈區域的塗佈圖案時，以相較於需要噴嘴方向轉換之塗佈區域，而使不需要噴嘴方向轉換之塗佈區域中液體材料增加的方式，設定上述塗佈圖案中每單位面積之供給量。
  7. 一種液體材料塗佈裝置，其係包括：具備噴嘴之噴出裝置、使噴出裝置與工件相對移動之驅動機構、用以檢測所塗佈之液體材料形狀之檢測裝置、以及控制該等動作之控制部者；其特徵在於，使控制部實施申請專利範圍第1、2及4項中任一項之塗 佈方法。
  8. 一種記憶有程式之記憶媒體，係於包括：具備噴嘴之噴出裝置、使噴出裝置與工件相對移動之驅動機構、檢測所塗佈之液體材料形狀的檢測裝置、以及控制該等動作之控制部的塗佈裝置中，使控制部實施申請專利範圍第1、2及4項中任一項之塗佈方法。
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