TWI708348B - 焊料凸塊形成裝置及流體吐出方法 - Google Patents

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Abstract

以往的流體吐出裝置當中，隨著矽晶圓等之工件的大型化，所使用的吐出頭也必須大型化，然而一旦吐出頭的長度變長，於對工件吐出時所使用的遮罩的變形會變大，而有吐出發生不均的問題。
本發明是使用一種流體吐出裝置來進行往復吐出，流體吐出裝置組構成：在具有寬度比工件之長度還短的頭部的吐出噴嘴附近，使吸引口隔著吐出噴嘴配置在兩側，該吸引口係用來吸引工件上之遮罩的內容物且具有狹縫狀開口部。

Description

焊料凸塊形成裝置及流體吐出方法
本發明是關於一種將熔融焊料或接著劑等的流體吐出在基板及半導體等之電子零件的工件上的裝置。
在電子機器的印刷基板上安裝半導體等之電子零件或是組裝半導體等之電子零件時是使用焊料或接著劑。特別是，由陶瓷等所形成的電子零件無法直接進行焊接。因此，在電子零件的工件表面設置由鍍膜所構成的焊墊，並且在該焊墊上形成焊料凸塊(鼓出物)。接下來可進行經由凸塊的焊接。
以往大多被採用的焊料凸塊形成方法是使用焊膏的方法。利用印刷機或分配器(dispenser)將焊膏塗佈在工件的鍍膜上，然後對焊膏進行迴流焊(reflow)加熱使其熔融，並形成凸塊。該方法的成本低。然而，印刷時有其可印刷的界限，無法形成與細微電路圖案相對應的凸塊。
也有一種利用焊球的凸塊形成方法。將細微的焊球搭載在電子零件之工件上，並對此進行迴流焊加 熱而形成凸塊。該方法可形成與細微電路圖案相對應的凸塊。然而，焊球本身的成本高，因此整體成本提高。
就以低成本形成可與細微電路圖案相對應的凸塊的方法，以吐出熔融焊料來形成焊料凸塊之所謂的熔融焊料法最受到矚目。實現熔融焊料法的裝置已知有例如以下專利文獻1所記載的焊料附著裝置。該焊料附著裝置是使用來收容熔融焊料的容器之噴嘴開口部朝水平方向掃描，藉此有效地對複數個部位供應熔融焊料。又，已知也有一種凸塊形成裝置，其係具有在作業結束後使噴嘴頭冷卻，然後從遮罩舉起噴嘴頭的機構。(例如，下述專利文獻2)
[先行技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平2-015698號公報
專利文獻2：WO2013/058299A。
利用熔融焊料的焊料凸塊形成裝置或是接著劑的塗佈裝置等的流體吐出裝置當中，一般而言是如第1圖所示，吐出頭的尺寸與矽晶圓(wafer)或印刷基板等之工件的尺寸相同，吐出頭朝固定方向移動。藉此，可藉由少量的掃描次數來防止刮刀移動所導致的遮罩之撓曲。
然而，在矽晶圓或印刷基板等較為小型的 情況下還不至於有問題，但是在使用於300mm的矽晶圓等之較大尺寸的工件的情況，就必須與此相對應來加長吐出頭的長度。一旦加長吐出頭，從吐出頭施加在工件的壓力就不一定會均等地分散，而是會參差不齊。因此，遮罩會因受由於衝程所產生的撓曲而變形，從吐出頭無法吐出等量的流體。並且，若使用較小的吐出頭以複數次來吐出流體，由於細微的吐出圖案當中相鄰的吐出部位相當靠近，因此會重複吐出，以致吐出量不穩定。
由於上述的情況，需要提供一種即使是對300mm的矽晶圓等之大型尺寸的工件吐出流體的情況，也能以穩定的吐出量來塗佈流體的流體塗佈裝置。並且，期望能對工件之盡可能大範圍的區域塗佈流體。
本發明是為了解決上述問題之至少一部份而完成的，例如能以以下形態來實現。
根據本發明之第1形態，可提供一種用來將流體塗佈在電子零件之工件上的遮罩中的流體吐出方法。該方法是使用一種流體吐出裝置，使吐出頭相對於工件往復移動來進行吐出，該流體吐出裝置具有可收容流體的槽、及包含吐出頭所構成之寬度比工件之長度短的頭部；在前述吐出頭形成有用來吸引工件上之遮罩的內容物的吸引口、以及在該吸引口附近用來吐出流體的吐出噴嘴，並且吸引口設置在吐出頭之行進方向的前方。
根據第1形態，如第2圖所示，透過使吐出 頭相對於工件往復移動，便可減少遮罩的變形。具體而言，使吐出頭朝第一方向移動時所產生的遮罩的變形藉由朝第一方向之反方向的第二方向再度移動，使一旦變形的遮罩回復原狀，因此可減少遮罩的變形。
根據本發明之第2形態，可提供一種用來將流體塗佈在電子零件之工件上的遮罩中的流體吐出裝置。該流體吐出裝置組構成：可收容流體的槽及由吐出頭所構成且寬度比工件之長度短的頭部，並在前述吐出頭是在用來吐出流體的吐出噴嘴附近，使吸引口隔著吐出噴嘴配置在兩側，該吸引口係用來吸引工件上之遮罩的內容物且具有狹縫狀之開口部。
根據第2形態，由於是進行往復吐出使遮罩的變形不會偏向一個方向，而可減少遮罩的變形，因此吐出量不會參差不齊，而可吐出穩定之吐出量的流體。因此，不需要進行將流體塗佈在習知工件中之細微遮罩中所產生的大規模的修正，因而生產性大大提升。
根據本發明之第3形態，可提供一種用來將流體塗佈在電子零件之工件上的遮罩中的流體吐出裝置。該流體吐出裝置具有可收容流體的槽、及由吐出頭所構成之比工件小的複數個頭部；前述頭部彼此同步地朝工件上的水平方向移動，在前述吐出頭形成有用來吸引工件上之遮罩的內容物的吸引口、以及在該吸引口附近用來吐出流體的吐出噴嘴，並且吸引口設置在吐出頭之行進方向的前方，而透過對流體吐出前之工件上的遮罩中的空氣進行脫 氣、減壓，藉此可吐出穩定之等量的流體。
根據本發明之第4形態，可提供一種用來將流體塗佈在電子零件之工件上的遮罩中的流體吐出裝置。該流體吐出裝置具有可收容流體的槽、及由吐出頭所構成之比工件小且角度可變的複數個頭部；前述頭部彼此同步地朝工件上的水平方向移動，在前述吐出頭形成有用來吸引工件上之遮罩的內容物的吸引口、以及在該吸引口附近用來吐出流體的吐出噴嘴，並且吸引口設置在吐出頭之行進方向的前方，而透過對流體吐出前之工件上的遮罩中的空氣進行脫氣、減壓，藉此吐出穩定之等量的流體。
複數個被分區的頭部只要是施加在頭部之來自垂直方向的壓力得以均等施加的大小即可。具體而言，以工件之左右長度的1/2至1/4為佳。又，本申請案所使用的複數個頭部的數量可依工件的尺寸來決定，但是為了方便處理以2至4個較為適當。吐出至如矽晶圓為圓形工件的情況，以使用三個頭部最為適當。如第6圖所示，吐出至圓形的工件時，頭部不只是朝前後水平移動，透過對配置在左右的頭部沿著圓周改變其角度，藉此即使是比起角形更不容易吐出的圓形工件，也可獲得均一的吐出量。
根據第4形態，由於頭部的長度比工件短，因此不會有從吐出頭施加在工件的壓力不一定會均等地分散而使吐出量參差不齊之情形，而可對工件施加均一的壓力。此外，頭部彼此同步在工件上的水平方向移動，因此也不會吐出外漏，而可吐出穩定之吐出量的流體。因此， 不需要將流體塗佈在習知工件中之細微遮罩中所產生的大規模的修正，生產性大大提升。
根據本發明之第5形態，可提供一種用來將流體塗佈在電子零件之工件上的流體吐出裝置。該流體吐出裝置具備：第一架台，係用來支持工件；第一吐出頭，係被構成為一邊在工件上方朝水平方向直線移動，一邊吐出流體，並被構成為是以從第一架台之外部的初始位置經由第一架台的上方，移動至第一架台之外部的最終位置；第二吐出頭，係被構成為一邊改變配置角度並且在第一架台的上方朝水平方向移動，一邊吐出流體的方式構成；以及第二架台，係配置在第一吐出頭的移動路徑上，從初始位置到第一架台的外緣、以及從第一架台的外緣到最終位置而配置，並使吐出頭配置成可在第二架台上滑動。第一吐出頭及第二吐出頭之可吐出流體的範圍比第一架台上配置工件之區域的寬度還小。
根據該流體吐出裝置，由於是使用比工件之尺寸小的複數個吐出頭來吐出流體，因此即使在處理大型工件的情況，從吐出頭施加在工件的壓力也會大致均等地分散。因此，吐出頭的吐出量穩定。又，在第一架台的外部當中第一吐出頭的移動路徑上配置有第二架台，因此第一吐出頭可從工件的外緣進行塗佈直到外緣。此外，第二吐出頭可一邊改變配置角度一邊移動，因此即使在從工件上的位置開始進行塗佈的情況，也可大範圍地吐出流體。
根據本發明之第6形態，在第5形態當中，第二吐出頭具備兩個吐出頭。兩個吐出頭在第一吐出頭的兩側各配置有一個。根據該形態，可將流體有效地塗佈在圓形工件的大致所有區域。
根據本發明之第7形態，在第5形態或第6形態當中，第一吐出頭及第二吐出頭構成為可同步地同時移動。根據該形態，可縮短處理時間。
根據本發明之第8形態，在第5形態至第7形態中任一形態當中，第一吐出頭及第二吐出頭構成為彼此合作，以實際上不重複之方式涵蓋工件上的被吐出區域。根據該形態，可有效地塗佈流體。並且，流體不會在同一個部位被塗佈複數次，因此可抑制塗佈量的不均。
根據本發明之第9形態，在第5形態至第8形態中任一形態當中，第一吐出頭及第二吐出頭之可吐出流體的範圍是第一架台上配置工件之區域的寬度的1/4以上、1/2以下。根據該形態，不會使裝置構造過度複雜化，而可獲得第5形態的效果。
1:吐出頭部
2:流體槽
3、3a、3b、3c:吐出頭
4:加熱器
5、5a、5b、5c:吐出噴嘴
6:吸引口
7:工件
8:遮罩
9:流體
10:延長管路
11:壓力供應手段
12:吸引管延長管路
13:減壓供應手段
14:壓力產生源
16:微型噴射器
18:節流閥
19:壓力產生源
22:流體供應裝置
30:第一架台
31、32:第二架台
A1:中央區域
A2:左側區域
A3:右側區域
L1、L2:直線
RPa、RPb、RPc:基準點
第1圖是習知的流體塗佈裝置的吐出頭的概略圖。
第2圖是顯示本發明之一實施形態的流體塗佈裝置的吐出頭的概略圖。
第3圖是本發明之一實施形態的流體塗佈裝置的概略構造圖。
第4圖是顯示本發明之一實施形態的流體塗佈裝置的吐出頭的概略圖。
第5圖是顯示本發明之一實施形態的流體塗佈裝置的吐出頭之構造的詳細圖。
第6圖是顯示本發明之第二實施形態的流體塗佈裝置的吐出頭的概略圖。
第7圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第8圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第9圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第10圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第11圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第12圖是顯示本發明之第三實施形態的流體塗佈裝置的吐出頭及架台之配置的俯視圖。
第13圖是顯示架台之配置的剖面圖。
第14圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第15圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
第16圖是顯示吐出頭的移動路徑之圖。
A.第一實施形態：
首先，說明流體塗佈裝置之頭部1的構造。第5圖是顯示本發明之頭部1的詳細之圖。頭部1具備：可收容熔融焊料等的流體槽2；以及設在下端的吐出頭3。使用於熔融焊料等需要進行溫度控制的流體時，亦可藉由將加熱器 4捲繞在流體槽2的腹部等方法來安裝加熱手段。在吐出頭3具有設在頭下端的流體吐出噴嘴5及吸引口6，吸引口6被安裝成比起流體吐出噴嘴5朝行進方向可更早實施吸引步驟。當使用於也需要在流體吐出噴嘴5及吸引口6進行溫度控制的流體時，在吐出頭3下端也可安裝加熱器4。
吐出頭3之噴嘴開口的形狀可採用圓形、狹縫狀及其他眾所周知的形狀。尤其，若使用狹縫狀作為噴嘴開口的形狀，則可同時對複數個工件7上的吐出對象吐出流體。又，安裝在吐出頭3的吸引口6的形狀也可採用圓形、狹縫狀及其他眾所周知的形狀，但是透過使用狹縫狀作為開口的形狀，便可對矽晶圓或印刷基板等之工件7的複數個部位同時除去遮罩8內的空氣或是已經吐出的流體。此外，本申請案是如第4圖所示，將吸引口6安裝在吐出頭3的前後，藉此可使遮罩的變形均一化，且可實現穩定之往復的吐出。
接下來，說明整體的構造。如第5圖所示，本發明之流體塗佈裝置可朝上下方向(Y)移動，俾使整體相對於所要塗佈流體的電子零件之工件7接近及離開，而且也可朝水平方向(X)移動。在工件7的上部放置有由聚醯亞胺或抗蝕劑形成的遮罩8。吐出頭3在流體吐出時，流體吐出噴嘴5會下降至與工件7接觸的位置。在維持流體吐出噴嘴5與工件7之接觸狀態下，使液體吐出頭3水平移動。當吐出頭3水平移動時，首先由被安裝成朝行進方向 可先實施吸引步驟的吸引口6吸引被設置在工件7上的遮罩8內的空氣。在第複數次的吐出中，吐出至遮罩8內的流體也可在此階段進行吸引。需要加熱手段的流體可透過設置在吐出頭3下部的加熱器4被加熱而進行吸引。接下來，當液體吐出頭3水平移動時，流體從流體吐出噴嘴5的開口吐出，而在工件7上的遮罩8中塗佈流體。當流體的塗佈結束時，液體吐出頭3被舉起而從工件7離開。不使用遮罩8的情況也可進行相同的步驟。
流體吐出裝置具備用來將槽2內的流體保持在所希望之溫度的加熱器4。加熱器4可內藏在槽2的壁部。加熱器4受到管理控制，可被加熱到適當的溫度以便保持槽2內之熔融焊料等的流體9最適於塗佈之條件的黏度。
雖未圖示，但是流體吐出裝置是從槽2通過延長管路10與可連通流體的壓力供應手段11相連，並且通過與吸引口6連接的吸引管延長管路12與可連通流體的減壓供應手段13相連。壓力供應手段11具有使其產生例如0.06至0.1MPa(並不限於此)之壓力的氮氣的壓力產生源14。壓力產生源14經由閘閥15及三方閥16將壓力供應至槽2內。保持在槽2內的熔融焊料受到來自壓力產生源14的壓力後從流體吐出噴嘴5的開口射出。
減壓供應手段13具有作為減壓產生裝置的微型噴射器16。減壓產生裝置16經由例如調節閥17及節流閥18，與使其產生0.4MPa(並不限於此)之壓力的氮氣的 壓力產生源19連結，並且經由吸引管延長管路12將負壓供應至吸引口6。
流體吐出裝置具有壓力感測器20及控制裝置21。壓力感測器20連結於設在與槽2內流體連通的延長管路17的三方閥18，用來監控槽2內的壓力。顯示槽2內之壓力的訊號從壓力感測器20被送到控制裝置21。控制裝置21配合作業步驟的進程來操作壓力產生源14、減壓產生裝置16、調節閥17、壓力產生源19及各閥，將壓力供應至槽2內。所要供應的適當的壓力值可依據來自壓力感測器20的訊號來決定。從流體吐出噴嘴5的開口射出槽2內的熔融焊料時，以槽2內與壓力感測器20得以流體連通的方式進行操作。被供應至槽2內的正壓的大小例如可透過利用控制裝置21來調整在壓力產生源14所產生的壓力值使其變化。或是亦可透過由控制裝置21來調整設在壓力供應手段11的調整閥(未圖示)使壓力值產生變化。
為了將熔融焊料等之流體從流體吐出噴嘴5之開口射出或是保持在槽2內而需供應至槽3內的適當的壓力值也會受到收容在槽2內的熔融焊料的量(重量)影響。因此，控制裝置21亦可輸入與槽2內之流體量相關的資料。在該情況，控制裝置21可從槽2內之流體量的資料計算出為了適於射出流體或保持流體在槽內的槽內壓力值。此外，控制裝置21可比較該適當的槽內壓力值與來自壓力感測器20之訊號所顯示的實際槽內壓力值，並且調整壓力產生源14及各閥以便獲得適當的槽內壓力。
又，為了盡量減少由於槽2內之流體量的變動所導致的上述適當的槽內壓力值之變動，亦可使流體供應裝置22連結於槽2。流體供應裝置22在流體吐出裝置運轉中當槽2內的熔融焊料消耗時可自動供應追加的流體，俾使槽2內的流體量經常大致固定。為了得知槽2內的流體量，亦可利用眾所周知的任何方法。從已處理的產品數量等，可推測槽2內的熔融焊料的量，且可依經驗得知與該槽2內之流體量相對應的上述適當的槽內壓力值的情況，控制裝置21可僅根據來自壓力感測器20的訊號來控制要供應至槽2內的壓力。
最後，說明第一實施形態之流體吐出裝置的動作。第一實施形態的吐出頭3被固定在與工件7分開的固定位置，但是在流體吐出時，吐出頭3也會朝上下方向、水平方向移動，吐出頭3下降至與工件7之遮罩8的吐出部分接觸的位置。從壓力產生源14供應的壓力經由閘閥15將壓力供應至槽2內。保持在槽2內的流體9受到來自壓力產生源14的壓力後從吐出噴嘴5的開口射出。吐出頭3是以如下方式移動：必定使吐出流體9中的吐出頭3從設置有吸引口6之一方先水平移動，使工件7上之遮罩8的開口部的空氣減壓之後，再由吐出噴嘴5吐出流體。當朝某一方向之流體對於工件7上之遮罩8的開口部之吐出結束時，接著進行折返的吐出頭3之移動，使吐出頭3結束往復的移動。根據該動作，吐出頭3一邊相對於工件7進行往復動作一邊吐出流體，因此遮罩的變形不會偏向 某一方向，可減少遮罩的變形。
B.第二實施形態：
以下，針對本發明之第二實施形態，以與第一實施形態不同的點為中心加以說明。關於第二實施形態的構造當中不特別提及的點則與第一實施形態相同。
說明第二實施形態之流體吐出裝置的動作。第二實施形態的頭部1被固定在與工件7分開的固定位置，但是在流體吐出時，頭部1也會朝上下方向、水平方向移動，吐出頭3下降至與工件7上之遮罩8的吐出部分接觸的位置。第7A圖是將流體吐出至矽晶圓時之複數個頭部1下降的狀態之一例。具有三個頭部1，中央的頭部相對於行進方向是平行的，左右的頭部沿著圓形的工件配置，相對於行進方向是非平行的。從初始位置下降的狀態下，保持在：左方頭部朝順時針方向旋轉10至60度，中央的頭部相對於工件平行，而右方頭部朝逆時針方向旋轉10至60度的狀態。左右頭部之工件之中央側的前端比起配置在中央的頭部1，朝向行進方向配置在更前方，當頭部朝行進方向水平移動時，左方的頭部朝逆時針方向旋轉，右方的頭部朝順時針方向旋轉，相對於行進方向接近平行。
第7B圖是三個頭部1在矽晶圓之中央部附近的狀態之一例。中央及左右的頭部1全部朝行進方向形成平行。當三個頭部1超過矽晶圓的中央部而移動時，左 方的頭部朝逆時針方向旋轉，右方的頭部朝順時針方向旋轉。於是，顯示出到達最終位置之狀態的是第8C圖。最終位置是保持在：左方的頭部朝逆時針方向旋轉10至60度，中央的頭部相對於工件平行，右方頭部朝順時針旋轉10至60度的狀態。在該狀態下，與初始位置對稱地，中央的頭部1相對於行進方向是平行的，左右的頭部沿著圓形的工件配置，相對於行進方向是非平行的。左右頭部之工件之中央側的前端比起配置在中央的頭部，朝行進方向配置在更前方。此外，第8D圖顯示出為了卸下遮罩，三個頭部移動至矽晶圓外側的狀態。該位置當中與第8C圖同樣的，中央的頭部相對於行進方向是平行的，左右的頭部沿著圓形的工件配置，相對於行進方向是非平行的。左右頭部之工件之中央側的前端比起配置在中央的頭部朝行進方向配置在更前方。本申請案的流體吐出裝置之左右的頭部可透過從初始位置到最終位置的移動，在10至60度工件上朝向外周旋轉。
本實施形態當中，吐出頭3是以如下的方式移動：吐出流體9中的吐出頭3從設置有吸引口6的一方先水平移動，使工件7上之遮罩8的開口部的空氣減壓之後，利用吐出噴嘴5吐出流體。從壓力產生源14供應的壓力經由閘閥15將壓力供應至槽2內。保持在槽2內的流體9受到來自壓力產生源14的壓力後從吐出噴嘴5的開口射出。吐出頭3在工件7的遮罩8上追蹤而水平移動，並完成既定範圍的流體之塗佈。根據該動作，透過使用比工 件7之尺寸小的複數個吐出頭3進行流體之吐出，可抑制吐出量的不均，使吐出量穩定化。
第9圖至第11圖顯示出吐出頭3a至3c之移動路徑的具體例。第9圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描前的初始位置。第一吐出頭3a配置在工件7的外部。第一吐出頭3a的長邊方向相對於第一吐出頭3a的行進方向(朝向紙面之上方的方向)是垂直的。第二吐出頭3b、3c配置成與圓形的工件7之內周相接。換言之，第二吐出頭3b、3c比起第一吐出頭3a配置在行進方向更前方。第二吐出頭3b、3c的長邊方向相對於吐出頭3a至3c的行進方向(朝向紙面之上方的方向)是傾斜的。該傾斜度例如可為相對於行進方向10至60度的角度。第二吐出頭3b隨著朝行進方向前進朝逆時針方向旋轉，第二吐出頭3c隨著朝行進方向前進朝順時針方向旋轉。第二吐出頭3b、3c之一邊旋轉一邊朝行進方向前進的動作例如可藉由機器手臂來實現。
第10圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描中的中間位置。第一吐出頭3a從第9圖所示的初始位置直線移動至工件7的中央。第一吐出頭3a的基準點RPa沿著直線L1移動。第二吐出頭3b、3c從第9圖所示的初始位置一邊旋轉一邊朝行進方向前進，藉此以與第一吐出頭3a相同的配置角度配置。亦即，第一吐出頭3a的長邊方向與第二吐出頭3b、3c的長邊方向是平行的。在該旋轉移動當中，第二吐出頭3b、3c的基準點RPb、RPc分別沿著直線L1、L2移動。此外，基準點RPb、RPc設定在吐出噴嘴5之第 一吐出頭3a側的端部。
第11圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描結束後的最終位置。第一吐出頭3a從第10圖所示的中間位置移動至工件7的外部(與初始位置為相反側的外部)。第二吐出頭3b、3c透過從第10圖所示的中間位置一邊旋轉一邊朝行進方向前進，藉此相對於吐出頭3a至3c的行進方向(朝向紙面之上方的方向)傾斜。該傾斜是與初始位置之傾斜相反的傾斜。該傾斜度例如可為相對於行進方向10至60度的角度。
透過吐出頭3a至3c以此方式移動，可對工件7的大致所有區域塗佈流體9。具體而言，藉由第一吐出頭3a可涵蓋中央區域A1的塗佈，藉由左側的第二吐出頭3b可涵蓋左側區域A2的塗佈，藉由右側的第二吐出頭3c可涵蓋右側區域A3的塗佈。透過調節吐出頭3a至3c之吐出噴嘴5a至5c的形成區域與基準位置RPa至RPc，亦可實際上不會重複地涵蓋工件7上的被吐出區域。
C.第三實施形態
以下，針對本發明之第三實施形態加以說明。第3圖是第三實施形態之流體塗佈裝置之一例的焊料凸塊形成裝置之概略構造的模式圖。焊料凸塊形成裝置是將流體9(此處為熔融焊料)塗佈在電子零件之工件7(例如矽晶圓或印刷基板等)來形成焊料凸塊的裝置。如第3圖所示，焊料凸塊形成裝置具備吐出頭1、壓力供應手段11、壓力產生源 14、微型噴射器16、壓力產生源19及流體供應裝置22。又，焊料凸塊形成裝置具備架台30至32(參照第12圖)。關於這些的詳細容後說明。
第5圖是焊料凸塊形成裝置之吐出頭部1的概略圖。如第5圖所示，吐出頭部1具備可收容流體9的流體槽2；以及設在其下端的吐出頭3。該吐出頭部1構成為可透過任意的致動器(省略圖示)而在工件7上方朝水平方向移動。本實施例當中的吐出頭部1在配置於工件7上的遮罩8上以滑動的方式移動。遮罩8具有形成在要形成焊料凸塊之部位的複數個孔部。這些孔部將遮罩8朝向其厚度方向(鉛直方向)貫穿。遮罩8例如亦可由聚醯亞胺或抗蝕劑形成。此外，吐出頭部1構成為可朝鉛直方向，亦即相對於工件7得以接近或離開而移動。
如第3圖所示，流體槽2亦可連接於流體供應裝置22。流體供應裝置22在流體槽2內的流體9消耗時，可自動補給流體9，俾使收容在流體槽2內的流體量經常大致保持一定。根據該構造，可抑制收容在流體槽2內的流體量之變動所導致的槽內壓力之變動。
本實施例當中的吐出頭部1具備用來將槽2內的流體8保持在所希望之溫度的加熱器4。加熱器4亦可內藏在槽2的壁部。加熱器4是以下述方式進行控制：加熱流體9直到適當的溫度以便保持槽2內的流體9最適於塗佈之條件的黏度。
如第5圖所示，吐出頭3具有吐出噴嘴5 及吸引口6。吐出噴嘴5朝鉛直方向貫穿吐出頭3，並且與流體槽2連通。如第3圖所示，流體槽2經由延長管路10與壓力供應手段11連接。壓力供應手段11具備例如使其產生0.06至0.1MPa(並不限於此)之壓力的氮氣的壓力產生源14。壓力產生源14經由閘閥及三方閥將壓力供應至吐出頭部1。藉由該壓力，流體槽2內的流體9從吐出噴嘴5吐出。
如第5圖所示，吸引口6朝鉛直方向貫穿吐出頭3，並且與吸引管延長管路12連通。如第3圖所示，吸引管延長管路12連接於減壓供應手段13。減壓供應手段13具備作為減壓產生裝置的微型噴射器16。微型噴射器16例如經由調節器及節流閥18，連接於使其產生0.4MPa(並不限於此)之壓力的氮氣的壓力產生源19。透過該減壓供應手段13可經由吸引管延長管路12向吸引口6供應負壓。
該吸引口6在吐出頭部1的行進方向當中配置在比吐出噴嘴5更前方。因此，從吐出噴嘴5吐出流體之前，可從吸引口6對遮罩8的孔部內進行脫氣‧減壓。藉此可穩定地吐出相同量的流體。
吐出噴嘴5的開口形狀可採用圓形、狹縫狀及其他眾所周知的形狀。尤其，吐出噴嘴5的開口形狀若採用狹縫狀，則可對遮罩8的複數個孔部內同時吐出流體。又，吸引口6的開口形狀也可採用圓形、狹縫狀及其他眾所周知的形狀。吸引口6的開口形狀若採用狹縫狀， 則可在複數個部位當中同時吸引空氣或是已經吐出的流體。
針對上述焊料凸塊形成裝置之動作的概略，在以下加以說明。吐出頭部1在流體吐出時，吐出頭3(亦即位於吐出噴嘴5之下端的開口部)下降至與遮罩8接觸的位置。於是，吐出頭3以維持吐出噴嘴5與遮罩8之接觸狀態的狀態朝水平方向移動。當吐出頭3水平移動時，首先，從配置在吐出頭3之行進方向前方的吸引口6可吸引配置在工件7上的遮罩8之孔部內的空氣。並且，在吐出頭3於同一孔部上掃描複數次的情況，之前被吐出在孔部的流體9也會在該階段被吸引。在吐出頭3的下部亦可配置有加熱器。如此，由於之前被吐出在孔部的流體9不會固化，因此可確實吸引該流體。接下來，當吐出頭3繼續水平移動時，流體9從吐出噴嘴5的開口吐出至由吸引口6實施過吸引之後的遮罩8的孔部內。藉此，流體9被塗佈在工件7上之遮罩8的孔部內。當流體9的塗佈結束時，吐出頭3被舉起而從遮罩8離開。即使在不使用遮罩8的情況，也可進行同樣的步驟。
第12圖是吐出頭部1及第一架台30及第二架台31、32之配置的俯視圖。如第12圖所示，本實施例的焊料凸塊形成裝置具備三個吐出頭3a至3c。實際上，吐出頭部1也設有三個，但是第12圖當中省略了這些的圖示。又，關於遮罩8也省略了圖示。本實施例著眼於吐出頭3a至3c之移動形態的差異，將吐出頭3a也稱為第一吐 出頭3a，將吐出頭3b、3c也稱為第二吐出頭3b、3c。又，焊料凸塊形成裝置具備：用來支持工件7的第一架台30；以及配置在第一架台30之外部的第二架台31、32。
本實施例當中的第一架台30具有比圓形工件7稍大的圓形的形狀。然而，第一架台30的形狀亦可依工件7的形狀而具有任意的形狀。第二架台31、32是以與第一架台30之外緣接觸的方式，在第一架台30之徑向的兩端相對向而配置。本實施例當中，第二架台31、32具有矩形形狀。然而，第二架台31、32亦可為延伸至第一架台30之外緣的任意形狀。例如，第二架台31、32亦可具有與第一架台30之外緣的圓弧形狀一致的圓弧的凹型形狀。
第13圖是第一架台30及第二架台31、32之配置的剖面圖。如第13圖所示，第一架台30在其中央具有用來配置工件7的凹部。該凹部是形成當工件7及遮罩8配置在該凹部內時，凹部的上端與遮罩8的上端一致的大小。又，第二架台31及32的上端位於與第一架台30之凹部的上端及遮罩8之上端相同的高度。藉此，後述第一吐出頭3a可一邊與架台30至32的上面及遮罩8接觸，一邊朝水平方向以滑動方式移動。
第一吐出頭3a構成為可在工件7之上方朝水平方向移動。具體而言，第一吐出頭3a從第一架台30之外部的初始位置(第二架台31上的位置)，通過工件7的中央直線移動至第一架台30之外部的最終位置(第二架台32上的位置)。
第二吐出頭3b、3c分別配置在第一吐出頭3a的兩側。該第二吐出頭3b、3c一邊改變配置角度，一邊朝向與第一吐出頭3a相同的行進方向在工件7上方移動。
吐出頭3a至3c之長邊方向的寬度(換言之，吐出頭3a至3c之可吐出流體9的範圍)都比工件7的寬度(換言之，配置工件7的區域)小。因此，吐出頭3a至3c彼此合作，將流體9塗佈在工件7的所有區域。換言之，透過由吐出頭3a至3c將流體9塗佈在各自不同的區域，流體9被塗佈在工件7的所有區域。吐出頭3a至3c的寬度亦可為配置工件7的區域之寬度的1/4以上、1/2以下。如此，就不會使裝置構造過度複雜化，而可均一地塗佈流體9。
第14圖至第16圖顯示出吐出頭3a至3c之移動路徑的具體例。第14圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描前的初始位置。第一吐出頭3a配置在第二架台31(第14圖當中省略圖示)上。第一吐出頭3a的長邊方向相對於第一吐出頭3a的行進方向(朝向紙面之上方的方向)是垂直的。第二吐出頭3b、3c配置成與圓形工件7之內周相接。換言之，第二吐出頭3b、3c比起第一吐出頭3a配置在行進方向的更前方。第二吐出頭3b、3c的長邊方向相對於吐出頭3a至3c的行進方向(朝向紙面之上方的方向)是傾斜的。該傾斜度例如可為相對於行進方向10至60度的角度。第二吐出頭3b隨著朝行進方向前進朝逆時針方向旋轉，第 二吐出頭3c隨著朝行進方向前進朝順時針方向旋轉。第二吐出頭3b、3c之一邊旋轉一邊朝行進方向前進的動作例如可藉由機器手臂來實現。
第15圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描中的中間位置。第一吐出頭3a從第14圖所示的初始位置直線移動至工件7的中央。第一吐出頭3a的基準點RPa沿著直線L1移動。第二吐出頭3b、3c從第14圖所示的初始位置一邊旋轉一邊朝行進方向前進，藉此以與第一吐出頭3a相同的配置角度配置。亦即，第一吐出頭3a的長邊方向與第二吐出頭3b、3c的長邊方向是平行的。在該旋轉移動當中，第二吐出頭3b、3c的基準點RPb、RPc分別沿著直線L1、L2移動。此外，基準點RPb、RPc設定在吐出噴嘴5之第一吐出頭3a側的端部。
第16圖顯示出吐出頭3a至3c之掃描結束後的最終位置。第一吐出頭3a從第15圖所示的中間位置移動至第二架台32(第16圖省略圖示)上的位置。第二吐出頭3b、3c從第15圖所示的中間位置一邊旋轉一邊朝行進方向前進，藉此相對於吐出頭3a至3c的行進方向(朝向紙面之上方的方向)傾斜。該傾斜是與初始位置之傾斜相反的傾斜。該傾斜度亦可為例如相對於行進方向10至60度的角度。
透過吐出頭3a至3c以此方式移動，可將流體9塗佈在工件7的大致所有區域。具體而言，藉由第一吐出頭3a可涵蓋中央區域A1的塗佈，藉由左側的第二吐 出頭3b可涵蓋左側區域A2的塗佈，藉由右側的第二吐出頭3c可涵蓋右側區域A3的塗佈。藉由調節吐出頭3a至3c之吐出噴嘴5a至5c的形成區域以及基準位置RPa至RPc，可實際上不使工件7上之被吐出區域重覆地加以涵蓋。
上述吐出頭3a至3c的移動亦可彼此同步來同時實施。如此，可縮短工件7的處理時間。然而，亦可在吐出頭3a至3c之至少一個的移動結束之後，其餘的吐出頭3a至3c才開始移動。
根據上述焊料凸塊形成裝置，由於是使用比工件7之尺寸小的複數個吐出頭3a至3c來吐出流體9，因此即使工件7是大型的，從各個吐出頭3a至3c施加在工件7的壓力也會大致均等地分散。因此，可使流體9的吐出量均一化。又，在第一架台30的外部當中，在第一吐出頭3a的移動路徑上配置有第二架台31、32，因此第一吐出頭3a可從工件7的外緣進行塗佈直到外緣。此外，第二吐出頭3b、3c是一邊改變配置角度一邊移動，因此即使在從工件7上的位置開始塗佈的情況，也可大範圍地吐出流體9。因此，可遍及工件7之大範圍的區域吐出流體9。尤其，如本實施例使用一個第一吐出頭3a及兩個第二吐出頭3b、3c，可對圓形工件7的大致所有區域有效地塗佈流體。然而，吐出頭3的數量可依工件7的尺寸或形狀設為2以上的任意數。
1:吐出頭部
3:吐出頭
7:工件
10:延長管路
11:壓力供應手段
12:吸引管延長管路
13:減壓供應手段
14:壓力產生源
16:微型噴射器
18:節流閥
19:壓力產生源
22:流體供應裝置

Claims (5)

  1. 一種流體吐出方法，係用以將熔融焊料塗佈於電子零件之圓形的工件上的遮罩中；該流體吐出方法係使用一種流體吐出裝置而進行；該流體吐出裝置係具有頭部，該頭部係由可收容前述熔融焊料且設置有第一加熱器的槽以及吐出頭所構成，且該頭部的長邊方向的尺寸比前述工件的直徑短；前述吐出頭係在其行進方向的前方形成有用以吸引前述工件上的遮罩的內容物的吸引口，且在前述行進方向的後方形成有用以吐出前述熔融焊料的吐出噴嘴；在前述吐出噴嘴的下端設置有第二加熱器；前述流體吐出方法係以前述第一加熱器將前述槽內的前述熔融焊料加熱成為可吐出狀態，使前述吐出頭相對於前述工件沿水平方向移動，以在從前述吸引口吸引前述遮罩內的空氣或流體之後，從前述吐出噴嘴吐出前述熔融焊料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流體吐出方法，其中，使前述吐出頭相對於前述工件沿水平方向移動，以在藉由前述第二加熱器對已吐出到前述遮罩內的熔融焊料進行加熱，並從前述吸引口吸引已吐出到前述遮罩內的前述熔融焊料之後，從前述吐出噴嘴吐出前述熔融焊料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之流體吐出方法，其中，前述槽內的熔融焊料有消耗時，藉由流體供應裝置供應追加流體，以使前述槽內的熔融焊料的量保持一定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之流體吐出方法，其中，使 前述吐出頭相對於前述工件往復移動。
  5. 一種焊料凸塊形成裝置，係用以將熔融焊料塗佈於電子零件之圓形的矽晶圓上的遮罩中以形成焊料凸塊，
    該焊料凸塊形成裝置係具備：
    頭部，係由可收容前述熔融焊料的槽及吐出頭所構成，且長邊方向的尺寸比前述矽晶圓的直徑短；以及
    第一加熱器，係設置於前述槽，將前述槽內的前述熔融焊料加熱成為可吐出狀態；
    前述吐出頭係形成有：
    吐出噴嘴，係用以吐出前述熔融焊料；以及
    吸引口，係在前述吐出噴嘴的附近，配置於前述吐出噴嘴的兩側，且具有用以吸引前述矽晶圓上的遮罩的內容物之狹縫狀的開口部；
    前述吐出頭的下端設置有第二加熱器；
    前述吐出頭係構成為在前述遮罩上方移動，以在藉由從前述吸引口進行吸引而將前述遮罩的開口部的空氣減壓之後，從前述吐出噴嘴吐出前述熔融焊料。
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