(57)【要約】【課題】使用環境の変化等によって、供給エアの温度が変化しても、塗布量が変化することのないペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供する。【解決手段】記憶工程で、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が記憶することができる。算出工程で、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。比較工程で、面積算出手段で求めたる吐出圧力波形の面積と、記憶工程にて記憶されている基準面積値とを比較できる。面積合わせ工程で、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、各ペースト吐出時において基準面積値に合わせることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧源と、この空気圧源からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジとを備えたペースト塗布装置であって、
ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形を求め、この波形面積を算出する面積算出手段と、
吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が設定されてその基準面積値を記憶する記憶手段と、
面積算出手段にて算出された算出面積値と基準面積とを比較する比較手段と、
算出面積と基準面積値とが相違する場合に、吐出圧及び吐出時間を変更して各ペースト吐出時において基準面積値に合わせる制御手段とを備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項２】
面積算出手段は圧力センサとタイマとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布装置。
【請求項３】
記憶手段にて記憶されて基準面積値は、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる面積であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のペースト塗布装置。
【請求項４】
空気圧源からの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによってシリンジによるペースト塗布量を管理する温度管理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のペースト塗布装置。
【請求項５】
温度管理手段は、温度センサと、温度調整ユニットと、温度センサにて検出された温度に基づいて温度調整ユニットを動作させる温度制御手段と備えたことを特徴とする請求項４に記載のペースト塗布装置。
【請求項６】
空気圧源からのエアの供給にてシリンジからペーストを吐出されるペースト塗布方法であって、
ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形を求め、この波形面積を算出する算出工程と、
吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が設定されてその基準面積値を記憶する記憶工程と、
面積算出手段にて算出された算出面積値と基準面積とを比較する比較工程と、
算出面積と基準面積値とが相違する場合に、吐出圧及び吐出時間を変更して各ペースト吐出時において基準面積値に合わせる面積合わせ工程とを備えたことを特徴とするペースト塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト塗布装置、例えば、リードフレームに半導体チップ（ダイ）を接着材接合する際に接着材接合部（被接合部材）にペーストを塗布するためのペースト塗布装置およびペースト塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液剤塗布装置としては、従来には、シリンジと、シリンジに加圧気体（エア）を供給する加圧気体供給手段と、シリンジに液体保持用の負圧力を供給する負圧供給手段等を備えた液体吐出装置（ペースト塗布装置）がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このようなペースト塗布装置では、シリンダ内へは、エアを所定の加圧力で所定時間供給することによって、シリンジからペーストを吐出するものである。例えば、塗布条件（吐出圧力及び吐出時間）を決定して、制御手段にて供給エアが制御されてシリンジ内のペーストを吐出する。なお、制御手段として、電空レギュレータと電磁弁などで構成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２９０７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、塗布装置の使用する環境によって、加圧のためのエアの温度が変化する。温度が変化すると、エアは粘度や密度等の物性が変化する。このため、電空レギュレータと電磁弁などで構成できる制御手段にて供給エア圧を制御しても、吐出圧力が変化する。すなわち、塗布条件（吐出圧力及び吐出時間）を一定に制御しても、供給エアの温度変化によって、ペーストの塗布量が変化する。
【０００６】
このように、温度変化があれば、ペーストの塗布量が変化して、塗布量が多かったり、少なかったりし、安定した塗布作業ができなった。このため、リードフレームのアイランドの接着剤(ペースト)を最適量で塗布できず、接着剤塗布作業後におけるチップをリードフレームのアイランドへのボンディング工程を安定して行うことができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、使用環境の変化等によって、供給エアの温度が変化しても、塗布量が変化することのないペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のペースト塗布装置は、空気圧源と、この空気圧源からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジとを備えたペースト塗布装置であって、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形を求め、この波形面積を算出する面積算出手段と、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が設定されてその基準面積値を記憶する記憶手段と、面積算出手段にて算出された算出面積値と基準面積とを比較する比較手段と、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、吐出圧及び吐出時間を変更して各ぺースト吐出時において基準面積値に合わせる制御手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明のペースト塗布装置は、記憶手段には、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が記憶されている。面積算出手段にて、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。比較手段にて、面積算出手段で求めたる吐出圧力波形の面積と、記憶手段にて記憶されている基準面積値とを比較できる。制御手段では、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、各ペースト吐出時において基準面積値に合わせることができる。このため、各ペースト吐出時においては基準面積値での塗布動作が可能となる。すなわち、供給エアの温度が変動しても、各ペースト吐出時においては基準面積値でペーストを塗布でき、その吐出量を設定されている量とできる。
【００１０】
面積算出手段は圧力センサとタイマとを備えたもので構成できる。すなわち、圧力センサにて供給エアによる吐出圧力を検出することができ、タイマにて、この吐出圧力が付加されている時間、つまり吐出時間を検出することができる。このように、吐出圧力と吐出時間がわかれば、例えば、吐出時間を横軸にとり、吐出圧力を縦軸にとれば、吐出圧力と吐出時間との関係を示すグラフを作成することができる。これによって、吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。ここで、圧力センサとは、空気圧の変化を内部の感圧素子にて電気信号に変換するものである。この場合、機械式（ブルドン官式等）であっても電子式（シリコンダイヤフラム式やステンレスダイヤフラム式等）あってもよい。
【００１１】
記憶手段にて記憶されて基準面積値は、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる面積とするのが好ましい。このように設定することによって、ペーストが塗布されるリードフレームのアイランドに最適な量で塗布できる。
【００１２】
空気圧源からの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによってシリンジによるペースト塗布量を管理する温度管理手段を備えたものが好ましい。このように温度管理手段を備えたものでは、装置が使用される環境温度が変わって、空気圧源からの供給エアの温度の変動を抑えることができる。
【００１３】
温度管理手段は、温度センサと、温度調整ユニットと、温度センサにて検出された温度に基づいて温度調整ユニットを動作させる温度制御手段と備えたもので構成できる。
【００１４】
本発明の塗布方法は、空気圧源からのエアの供給にてシリンジからペーストを吐出されるペースト塗布方法であって、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形を求め、この波形面積を算出する算出工程と、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が設定されてその基準面積値を記憶する記憶工程と、面積算出手段にて算出された算出面積値と基準面積とを比較する比較工程と、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、吐出圧及び吐出時間を変更して各ペースト吐出時において基準面積値に合わせる面積合わせ工程とを備えたものである。
【００１５】
この本発明の塗布方法によれば、記憶工程で、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が記憶することができる。算出工程で、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。比較工程で、面積算出手段で求めたる吐出圧力波形の面積と、記憶工程にて記憶されている基準面積値とを比較できる。面積合わせ工程で、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、各ペースト吐出時において基準面積値に合わせることができる。このため、各ペースト吐出時においては基準面積値での塗布動作が可能となる。すなわち、供給エアの温度が変動しても、各ペースト吐出時においては基準面積値でペーストを塗布でき、その吐出量を設定されている量とできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、供給エアの温度が変動しても、ペーストの吐出量を設定されている量とでき、安定した量で塗布が可能となり、高品質な塗布作業ができる。
【００１７】
面積算出手段は圧力センサとタイマとを備えたもので構成でき、吐出圧力波形の面積の安定した算出が可能であり、各ペースト吐出時の塗布量の均一化を図ることができる。
【００１８】
温度管理手段を備えたものでは、空気圧源からの供給エアの温度の変動を抑えることができ、より一層安定した塗布が可能となる。また、一度、塗布条件（吐出圧や吐出時間等）を設定すれば、作業中に作業者が塗布条件を調整する必要がなく、作業性に優れる。この温度管理手段としても、温度センサと温度調整ユニットと温度制御手段とで構成でき、構成の複雑化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のペースト塗布装置の全体簡略図である。
【図２】前記図１のペースト塗布装置の制御部の構成ブロック図である。
【図３】吐出圧力波形図を示し、（ａ）は基準面積値を示す吐出圧力波形であり、（ｂ）は吐出圧が上昇したときの出圧力波形であり、（ｃ）は吐出圧が低下したときの出圧力波形である。
【図４】シリンジ内のペーストに与えるエネルギーの算出方法を説明するためのグラフ図である。
【図５】本発明の実施形態のペースト塗布方法のフローチャート図である。
【図６】本発明の他の実施形態のペースト塗布装置の全体簡略図である。
【図７】前記図６に示すペースト塗布装置の制御部の構成ブロック図である。
【図８】図６に示すペースト塗布装置を用いたフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明のペースト塗布装置を示し、この塗布装置は、リードフレームなどの基板のアイランドに接着剤（ペースト）を塗布するためのものであって、空気圧源１と、この空気圧源１からのエアの供給にてペーストが吐出されるシリンジ２とを備える。
【００２２】
空気圧源１は、例えば、コンプレッサにて構成でき、空気を圧縮して高圧の空気を生成することができる。シリンジ２はペースト吐出ノズル２ａを備え、空気圧源１からのエアの供給にてペースト吐出ノズル２ａが適量のペーストが吐出され、アイランドに塗布することができる。
【００２３】
空気圧源１とシリンジ２とがエア供給・排気回路３にて接続されている。エア供給・排気回路３は、吐出用配管３ａと、吸気用配管３ｂとを備える。吐出用配管３ａには、圧力調整手段１４（図２参照）を構成する電空レギュレータ５と、空気タンク６とが介設され、吸気用配管３ｂには、マフラー７と、エジェクタ８と、流量調整機構を構成する流量調整バルブ９とを備える。また、吐出用配管３ａと、吸気用配管３ｂとは、開閉機構を構成する電磁弁１０に接続され、電磁弁１０とシリンジ２との間には、後述する吐出圧力波形を求めてこの波形面積を求めるための面積算出手段１１が接続される。
【００２４】
吐出用配管３ａの空気タンク６は、脈動防止、コンプレッサーの保護、及びバッファー又は充填のために設けている。吸気用配管３ｂのエジェクタ８は、シリンジ２のノズル２ａからペーストを吐出させる際の正圧と、シリンジ２のノズル２ａからのペーストの漏れを防止するための負圧との切換えを行うものである。また、吸気用配管３ｂのマフラーは、排気時の排気音の低減にためのものである。
【００２５】
また、このペースト塗布装置の制御部は、図２に示すように、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形を求めてこの波形面積を算出する前記面積算出手段１１と、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が設定されてその基準面積値を記憶する記憶手段１２と、面積算出手段１１にて算出された算出面積値と基準面積とを比較する比較手段１３と、シリンジ２の吐出圧を調整する圧力調整手段１４と、吐出時間を調節（調整）する時間調整手段１５と、吐出圧及び吐出時間を変更する制御手段１６とを備えている。
【００２６】
面積算出手段１１は、前記したように、圧力センサとタイマ（図示省略）とで構成できる。すなわち、圧力センサにて供給エアによる吐出圧力（吐出圧）を検出することができ、タイマにて、この吐出圧力が付加されている時間、つまり吐出時間を検出することができる。このように、吐出圧力と吐出時間がわかれば、例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）に示すように、吐出時間を横軸にとり、吐出圧力を縦軸にとれば、吐出圧力と吐出時間との関係を示すグラフを作成することができる。これによって、吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。ここで、圧力センサとは、空気圧の変化を内部の感圧素子にて電気信号に変換するものである。この場合、機械式（ブルドン官式等）であっても電子式（シリコンダイヤフラム式やステンレスダイヤフラム式等）あってもよい。
【００２７】
ところで、シリンジ２内へのペーストに与えるエネルギーの算出は、図４に示す方法で行える。この図４は、電圧０Ｖを基準としたカーソルＡ点からＢ点までの範囲の値を示している。これを大気圧を基準とした波形面積に値に置き換える。すなわち、図４（ａ）に示すハッチング部の面積から図４（ｂ）に示すハッチング部の面積を差し引いた値を算出する。そして、この値、つまり図４（ｃ）に示すハッチング部の面積がペーストに与えるエネルギーと考えることができる。
【００２８】
記憶手段１２は、例えば、図３（ａ）に示す波形の面積と基準として記憶するものである。この基準の波形は、この吐出圧でかつ吐出時間のときに、リードフレームのアイランドに塗布するペーストの最適な塗布量となるものである。
【００２９】
制御手段１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。記憶手段１２としての記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。また、比較手段１３や時間調整手段１５等は制御手段１６を構成するマイクロコンピューターで構成できる。
【００３０】
次に前記のように構成された塗布装置を用いた塗布方法を図５のフローチャート図を用いて説明する。まず、基準波形の面積（基準面積値）を記憶する(ステップＳ１)。すなわち、図３（ａ）に示す波形（リードフレームのアイランドに塗布するペーストの最適な塗布量となる波形）の面積を求めて記憶手段１２にて記憶する。
【００３１】
そして、ペースト塗布作業を開始する(ステップＳ２)。この場合、図３（ａ）に示すような波形となるように、電空レギュレータ５と時間調整手段１５とを制御する。この吐出に対する波形面積を算出する（ステップＳ３）。この場合、前記基準波形を示す温度が変化していれば、供給エアのエア圧の設定が一定であっても、波形が変化する。そのため、ステップＳ４で、算出した波形面積が基準面積値と一致するか否かを判断する。
【００３２】
ステップＳ４で一致していれば、ステップＳ５へ移行して、このままの条件で塗布作業を行う（ステップＳ５）。ステップＳ４で一致しなければ、ステップＳ６へ移行して、吐出圧と吐出時間を調整して、波形面積を基準面積値と一致させる。すなわち、図３（ｂ）では、吐出圧が高くなって、吐出時間が短くなる。また、図３（ｃ）では、吐出圧が低くなって、吐出時間が長くなる。ステップＳの６後は、ステップＳ４へ戻る。
【００３３】
ステップＳ５の後は、ステップＳ７へ移行して、この塗布作業を終了するかいなか判断する。終了であれば、終了し、終了でなければステップＳ２へ戻る。なお、シリンジ２のペースト吐出ノズル２ａからペーストを吐出させる際には、シリンジ２内に正圧を付与することになるが、ペーストを吐出しない状態では、シリンジ２内を負圧とする。このため、エジェクタ８にて正圧と負圧との切換えを行う。
【００３４】
本発明のペースト塗布装置によれば、記憶手段１２にて、吐出圧力波形の波形面積の基準面積値が記憶されている。面積算出手段１１にて、ペースト吐出時の吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。比較手段１３にて、面積算出手段で求めたる吐出圧力波形の面積と、記憶手段１２にて記憶されている基準面積値とを比較できる。制御手段１６では、算出面積と基準面積値とが相違する場合に、各ペースト吐出時において基準面積値に合わせることができる。このため、各ペースト吐出時においては基準面積値での塗布動作が可能となる。すなわち、供給エアの温度が変動しても、各ペースト吐出時においては基準面積値でペーストを塗布でき、その吐出量を設定されている量とできる。このため、安定した量で塗布が可能となり、高品質な塗布作業ができる。
【００３５】
面積算出手段１１は圧力センサとタイマとを備えたもので構成できる。すなわち、圧力センサにて供給エアによる吐出圧力を検出することができ、タイマにて、この吐出圧力が付加されている時間、つまり吐出時間を検出することができる。このように、吐出圧力と吐出時間がわかれば、例えば、吐出時間を横軸にとり、吐出圧力を縦軸にとれば、吐出圧力と吐出時間との関係を示すグラフを作成することができる。これによって、吐出圧と吐出時間とで形成される吐出圧力波形の面積を求めることができる。
【００３６】
記憶手段１２にて記憶されて基準面積値は、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる面積とするのが好ましい。このように設定することによって、ペーストが塗布されるリードフレームのアイランドに最適な量で塗布できる。すなわち、吐出圧力波形の面積の安定した算出が可能であり、各ペースト吐出時の塗布量の均一化を図ることができる。
【００３７】
次に、図６に示すペースト塗布装置では、空気圧源１からの供給エアの温度を所定設定温度に設定することによってシリンジ２によるペースト塗布量を管理する温度管理手段２０を備える。
【００３８】
温度管理手段２０は、図７に示すように、温度センサ２１と、温度調整ユニット２２と、温度センサ２１にて検出された温度に基づいて温度調整ユニット２２を動作させる温度制御手段２３と備えたものである。この場合、温度管理手段２０は所定設定温度が記憶された温度記憶手段２４をさらに備え、この所定設定温度に供給エアを制御するものである。ここで、所定設定温度とは、所定一定吐出力及び所定一定吐出時間でペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度であって、室温程度である。ここで、常温とは、１５℃―２５℃程度である。
【００３９】
温度センサ２１としては、熱電対やサーミスタ等の既存の種々のセンサを用いることができる。また、温度調整ユニット２２としては、ペルチェ素子を用いたもの、ヒートポンプ式のもの等の既存の種々のユニットを用いることができる。温度制御手段２３は、前記制御手段１６を構成するマイクロコンピュータにて構成できる。
【００４０】
温度管理手段２０を備えたベースト塗布装置の塗布方法を図８を用いて説明する。ステップＳ１０で供給エアの温度を測定する。その後、ステップＳ１１へ移行して、この測定した温度が設定した温度に一致するか判定する。ここで、設定した温度は、前記図３（ａ）に示した基準波形図を示す温度であり、例えば、前記した室温程度である。
【００４１】
ステップＳ１１で設定温度に一致していれば、ａ、つまり図５のステップＳ１に移行する。また、ステップＳ１１で設定温度に一致していなければ、ステップＳ１２へ移行する。ステップＳ１２では、温度制御手段２３の温度調整ユニット２２を制御して、供給エアの温度を設定温度に調整する。その後は、ステップＳ１１に戻る。
【００４２】
温度管理手段２０を備えたものでは、空気圧源１からの供給エアの温度の変動を抑えることができ、より一層安定した塗布が可能となる。また、一度、塗布条件（吐出圧や吐出時間等）を設定すれば、作業中に作業者が塗布条件を調整する必要がなく、作業性に優れる。
【００４３】
ペースト塗布量の管理は、塗布動作毎のばらつきを生じさせない管理とすることができ、環境温度が変わっても、常時安定した塗布量の塗布作業を行うことができる。また、ペーストの塗布量がチップのボンディング時に最適となる温度に設定でき、このように設定することによって、ダイボンダに最適なペースト塗布装置となる。
【００４４】
この温度管理手段２０としても、温度センサ２１と温度調整ユニット２２と温度制御手段２３とで構成でき、構成の複雑化を回避できる。温度調整ユニット２２が、空気圧源１とシリンジ２との間のエア供給・排気回路３に設けられるものでは、この温度管理手段２０を既存の塗布装置に付設ことが可能であり、全体の装置構成の簡略化を図ることができる。
【００４５】
この温度管理は、供給エアを所定温度以下に設定するのが好ましく、このように冷却することによって、吐出圧の応答性（設定吐出圧への到達時間や大気圧に復帰する時間）が向上し、不安定な挙動を示す圧力波形（吐出圧と吐出時間とで形成される波形）の量いい気が減少し、ペーストの塗布量のバラツキを軽減できる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ペースト（接着剤）として、はんだペースト、樹脂ペースト、樹脂フィルム等がある。また、樹脂ペーストや樹脂フィルムとしては、エポキシ系、ポリアミド系の種々の樹脂接合材料を用いることができる。
【００４７】
図６に示すように温度管理手段２０を備えたものにおいて、前記実施形態では、温度調整を行った後、基準面積値を記憶するものであったが、基準面積値を記憶した後、温度調整を行うようにしてもよい。
【００４８】
エア供給・排気回路３としては、図１等に示すのみに限らず、空気圧源１から所定の圧力でかつ所定の時間で供給エアをシリンジ２に供給するこことができるものであればよい。また、温度管理手段２０による温度管理は前記実施形態では、塗布作業時（正圧時）のみ行っていたが、負圧時においても行ってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１     空気圧源
２     シリンジ
１１   面積算出手段
１２   記憶手段
１３   比較手段
１６   制御手段
２０   温度管理手段
２１   温度センサ
２２   温度調整ユニット
２３   温度制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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