(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子や固体撮像素子を基材に接着する際に、該基材表面において接着剤を均一な厚さで塗付することができるディスペンスノズルを提供する。【解決手段】接着剤を基材Ｗに吐出するディスペンスノズル１１の円筒状の胴部１６ａと、胴部の中心軸に沿って接着剤を吐出させる開孔１６ｃとを有する吐出部１６が設けられ、吐出部の接着剤を吐出させる側の先端部１６ｂに胴部の径よりも小さい小径部が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を基材に吐出するディスペンスノズルであって、
円筒状の胴部と、前記胴部の中心軸に沿って前記接着剤を吐出させる開孔とを有する吐出部が設けられ、前記吐出部の前記接着剤を吐出させる側の先端部に前記胴部の径よりも小さい小径部が形成されていることを特徴とするディスペンスノズル。
【請求項２】
前記小径部が、前記胴部から前記先端部にわたって形成されたテーパ部を有することを特徴とする請求項１に記載のディスペンスノズル。
【請求項３】
前記小径部が、前記胴部と前記先端部との間に設けられた段差部によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスペンスノズル。
【請求項４】
上記請求項１から３のいずれか１つに記載のディスペンスノズルを備えていることを特徴とする接着剤塗付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や固体撮像素子を基板に接着するために該基板に接着剤を塗付する接着剤塗布装置に備えられたディスペンスノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子を半導体基板に接着するときや固体撮像素子をパッケージ容器に接着するときには、接着剤塗布装置からこれら基板に接着剤を塗布し、その後、半導体素子及び固体撮像素子をこれら基板に組み付ける工程が行われている。
【０００３】
例えば、固体撮像素子をセラミック製又は樹脂製のパッケージ容器の底部に取り付ける際には、先ずパッケージ容器の底部におけるダイアタッチと称される固体撮像素子の取付け領域に接着剤を塗布する。このとき、接着剤は、ディスペンサ等の接着剤塗布装置に備えられたディスペンスノズルからダイアタッチにおいて均一な厚さとなるように吐出される。ディスペンスノズルとして、下記特許文献１を例示する。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７９２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５（ａ），（ｂ）は、従来のディスペンスノズルから接着剤を塗布する状態を説明する図である。ディスペンスノズル１０１は、軸方向に沿って接着剤Ｐが流通するための開孔が形成された円筒状の胴部を有し、パッケージ容器や半導体基板など（以下、基材Ｗともいう。）に向って先端部１０１ａを昇降駆動するように図示しない接着剤塗布装置に備えられている。
接着剤を塗布する際には、図５（ａ）に示すように、ディスペンスノズル１０１の先端部１０１ａを基材Ｗに接近させ、接着剤Ｐを吐出し、基材Ｗ上に塗付した後、接着剤Ｐの供給を停止するとともに、ディスペンスノズル１０１を上昇させて先端部１０１ａを基材Ｗから離間させる。このとき、図５（ｂ）に示すように、先端部１０１ａに付着した接着剤Ｐと基材Ｗに吐出された接着剤との間で一部が糸状に連なってしまう、所謂、糸引きの現象が生じ、糸状に延びた接着剤１０２が基材Ｗ上に吐出された接着剤に付着することで、吐出された接着剤の塗付厚さや塗布量が不均一になってしまう。すると、基材Ｗに半導体素子や固体撮像素子を接着する際に、接着剤の塗付厚さや塗布量が不均一であることに起因して、半導体素子や固体撮像素子を基材Ｗに対する組付け精度が劣化することが懸念される。例えば、パッケージ容器の底面に取り付けられる固体撮像素子は、一般に板状のチップであるが、塗付された接着剤の厚さや量のばらつきに影響を受けてパッケージ容器の底面に対して平行に取り付けることができなくなることが懸念される。
【０００６】
上記特許文献１のディスペンスノズルは、ノズル先端の吐出口近傍の外壁を、弗素樹脂，シリコン樹脂，シラン等で撥水処理したディスペンスノズルにより、ノズル先端の液溜りが発生しないようにしたものである。しかし、ディスペンスノズル先端径やその形状によっては、該先端と接着剤との間で表面張力により糸引きが生じ、この結果、塗付された接着剤の厚さや塗布量が不均一になるため、各製品間で接着させた半導体素子や固体撮像素子の向きや位置を一定に確保することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体素子や固体撮像素子を基材に接着する際に、該基材表面において接着剤を均一な厚さで塗付することができるディスペンスノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、接着剤を基材に吐出するディスペンスノズルであって、
円筒状の胴部と、前記胴部の中心軸に沿って前記接着剤を吐出させる開孔とを有する吐出部が設けられ、前記吐出部の前記接着剤を吐出させる側の先端部に前記胴部の径よりも小さい小径部が形成されていることを特徴とするディスペンスノズルによって達成される。
【０００９】
本発明のディスペンスノズルは、吐出部の先端部がその胴部より小径に形成され、先端部の径の大きさを適宜小さく構成することができる。すると、従来の吐出部のように、吐出部全体を均一の径とする胴部からなる構成に比べて、先端部の径が胴部の径より小さい分だけ、先端面における表面張力によって滞留してしまう接着剤の量を削減することができる。このため、吐出部から基材に接着剤を吐出した後、該基材から吐出部を離間させた際に、先端部に付着した接着剤と基材に吐出された接着剤との間に糸引きが生じにくく、また、糸引きが生じたとしても、糸状に連なる接着剤の量を少なくすることができる。すると、糸引きに起因して基材に吐出された接着剤に糸状にひかれた接着剤がおよぼす影響をおさえることができるようになり、基材において接着剤を均一の厚さ及び塗布量で塗布することができるようになる。したがって、基材に対して半導体素子や固体撮像素子を安定した向き及び位置で接着させることができ、組付け精度を向上させることができる。
【００１０】
上記ディスペンスノズルは、小径部が、胴部から先端部にわたって形成されたテーパ部を有することが好ましい。こうすれば、先端部に付着した接着剤が自重によってテーパ部の表面に沿って先端面側に流動しやすくなる。そして、接着剤を吐出した際に、先端面に滞留することなく、吐出された接着剤との粘性によって基材に落下するようになり、糸引きが生じにくくなる。
【００１１】
上記ディスペンスノズルは、小径部が、胴部と先端部との間に設けられた段差部によって形成されていることが好ましい。こうすれば、小径部をより単純な機械加工を施すことで形成することができる。また、胴部を、接着剤を押し出すのに十分な機械強度を保持させることができるように構成できるともに、先端部には小径部を施すことで、接着剤が先端面に滞留しにくくなるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体素子や固体撮像素子を基材に接着する際に、該基材表面において接着剤を均一な厚さで塗付することができるディスペンスノズルを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかるディスペンスノズルを備えた接着剤塗布装置（ディスペンサともいう。）の構成を説明する図である。なお、本実施形態では、一例として、本発明にかかる接着剤塗布装置を使用して基材であるパッケージ容器に接着剤を塗布し、該パッケージ容器に固体撮像素子を接着させる工程を説明する。しかし、本発明の接着剤塗付装置は、半導体素子など他のデバイスを接着剤によって基材に接着する工程において適用することができる。
【００１４】
図１に示すように、接着剤塗布装置２０は、接着剤を所定の圧力でパッケージ容器Ｗに吐出する接着剤吐出機構１０を備えている。接着剤吐出機構１０は、接着剤Ｐを吐出するディスペンスノズル１１と、該ディスペンスノズル１１が装着され、基材Ｗに接着剤Ｐを吐出する際に、所定の圧力を加えつつ接着剤Ｐをディスペンスノズル１１側に供給するノズルホルダ１２とを備えている。ディスペンスノズル１１には、接着剤Ｐを吐出する吐出部１６が形成されている。
【００１５】
接着剤吐出機構１０のノズルホルダ１２には、供給管１３を介して接着剤Ｐを保持する接着剤供給部１４が接続されている。
【００１６】
接着剤吐出機構１０は、昇降駆動するように構成されている。図示しない搬送機構によって搬送される基材Ｗが塗付位置まで到達したときに、接着剤吐出機構１０は、降下駆動することでディスペンスノズル１１の吐出部１６を基材Ｗに接近させて該吐出部１６から接着剤Ｐを基材Ｗに吐出するように制御される。また、基材Ｗに接着剤Ｐを吐出させた後は、接着剤吐出機構１０は上昇駆動することでディスペンスノズル１１が基材Ｗから離間するように制御される。
【００１７】
基材Ｗは、接着剤Ｐが塗布された後、ダイボンディング位置まで搬送される。ダイボンディング位置では、昇降駆動可能に制御されたアームなどの取付部材１５によって保持された固体撮像素子Ｔが、既に接着剤Ｐが塗布された基材Ｗにおける取付け位置に取り付けられる。ここで、本実施形態の基材Ｗであるパッケージ容器では、該パッケージ容器の底面においてダイアタッチと称される固体撮像素子の取り付け領域に接着剤Ｐが所定の量だけ塗布され、このダイアタッチを基準として固体撮像素子Ｔが取り付けられる。
【００１８】
図２は、ディスペンスノズルの構成を説明する断面図である。図２に示すように、ノズルホルダ１２の下方端部にノズル取付部１２ａが形成され、該ノズル取付部１２ａにディスペンスノズル１１が、ノズル取付部１２ａの外周面及びディスペンスノズル１１の内周面に形成されたねじ溝によって嵌め合わされることにより着脱できるように装着されている。
【００１９】
ディスペンスノズル１１には、複数の吐出部１６が設けられている。吐出部１６は、円筒状の胴部１６ａと、胴部１６ａの中心軸に沿って接着剤Ｐを吐出させる開孔１６ｃとを有している。胴部１６ａの径は、いずれの位置も均一の径となるように形成されている。吐出部１６の開孔１６ｃは、ディスペンスノズル１１及びノズルホルダ１２の内部に連通し、ノズルホルダ１２側から供給された接着剤Ｐを基材Ｗへ吐出する。
【００２０】
ディスペンスノズル１１において、吐出部１６の接着剤Ｐを吐出させる側の先端部１６ｂに胴部１６ａの径よりも小さい小径部が形成されている。本実施形態のディスペンスノズル１１は、図２中の一部拡大図に示すように、胴部１６ａから先端部１６ｂにわたって形成されたテーパ部１８を有している。
【００２１】
本実施形態において、ディスペンスノズル１１の胴部１６ａの径を０．５ｍｍから３．０ｍｍとし、先端部の端部面の径ｄを０．３ｍｍから２．５ｍｍとし、開孔１６ｃの開口径を０．１ｍｍから２．３ｍｍの範囲とする。また、テーパ部１８の軸方向（図２中上下方向）の寸法Ｌを０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲とする。
【００２２】
次に、本実施形態のディスペンスノズルによって接着剤を基材に吐出した際の作用を説明する。図３は、本実施形態のディスペンスノズルによって接着剤を吐出する状態を説明する図である。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、吐出部１６の先端部１６ｂがその胴部１６ａより小径に形成され、先端部１６ｂの径の大きさを適宜小さく構成することができる。すると、図５に示す従来の吐出部１０１のように、吐出部１０１が均一の径とする胴部からなる構成に比べて、先端部１６ｂの径が胴部１６ａの径より小さい分だけ、先端面（先端部１６ｂの下側面）における表面張力によって滞留してしまう接着剤Ｐの量を削減することができる。このため、吐出部１６から基材Ｗに接着剤Ｐを吐出した後、図３（ｂ）に示すように、該基材Ｗから吐出部１６を離間させた際に、先端部１６ｂに付着した接着剤と基材Ｗに吐出された接着剤Ｐとの間に糸引きが生じにくく、また、糸引きが生じたとしても、糸状に連なる接着剤１９の量を少なくすることができる。すると、糸引きに起因して基材Ｗに吐出された接着剤Ｐに糸状にひかれた接着剤がおよぼす影響をおさえることができるようになり、基材Ｗにおいて接着剤Ｐを均一の厚さ及び塗布量で塗布することができるようになる。したがって、基材Ｗに対して固体撮像素子を安定した向き及び位置で接着させることができ、組み立て精度を向上させることができる。
【００２３】
また、本実施形態のディスペンスノズル１１のように、吐出部１６の小径部が、胴部１６ａから先端部１６ｂにわたって形成されたテーパ部を有する構成とすれば、先端部１６ｂに付着した接着剤Ｐが自重によってテーパ部の表面に沿って先端面側に流動しやすくなる。そして、接着剤Ｐを吐出した際に、先端面に滞留することなく、吐出された接着剤との粘性によって引っ張られることでより速やかに基材Ｗへ落下するようになり、糸引きが生じにくくなる。
【００２４】
次に、本発明にかかるディスペンスノズルの変形例について説明する。上記実施形態のように、先端部１６ｂの径を胴部１６ａの径より小さくすることで、先端面（先端部１６ｂの下側面）における表面張力によって滞留してしまう接着剤Ｐの量を削減するという観点に基づき、先端部に小径部を形成する構成は、テーパ部に限定されず、以下のような形状とすることもできる。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は、変形例によるディスペンスノズルによって接着剤を吐出する状態を説明する図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、ディスペンスノズルは、円筒状の胴部２６ａと、胴部２６ａの中心軸に沿って接着剤を吐出させる開孔２６ｃとを有する吐出部２６を有し、吐出部２６の先端部２６ｂに形成された小径部が、胴部２６ａと先端部２６ｂとの間に設けられた段差部２８によって形成されている。
【００２６】
上記ディスペンスノズルのように、小径部が、胴部２６ａと先端部２６ｂとの間に設けられた段差部２８によって形成されている構成とすれば、吐出部２６の先端部２６ｂに、小径部をより単純な機械加工を施すことで形成することができる。また、胴部２６ａを、接着剤を押し出すのに十分な機械強度を保持させることができるように構成できるとともに、先端部２６ｂに小径部を施すことで、接着剤Ｐが先端面に滞留しにくくなるようにすることができる。そして、図４（ｂ）に示すように、接着剤Ｐの塗布後に吐出部２６を基材Ｗから離間させる際に、糸引きによって糸状に連なる接着剤２９が生じにくく、また、生じてもその量を小さく抑えることができる。
【００２７】
上記実施形態のディペンスノズルを備えた接着剤塗布装置１０（図１参照）によれば、固体撮像素子をパッケージ容器に組み付ける際に、該パッケージ容器に塗付される接着剤の塗付厚さやその塗布量を安定させることができる。また、ディスペンスノズルを備えた接着剤塗布装置１０を適用すれば、半導体素子など他のデバイスについても基板に接着する工程の際に、接着剤の塗付厚さやその塗布量を安定させ、デバイスの組付け精度を向上させることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、吐出部の内径が同じとしたが、内径が異なる吐出部を用いてもよい。例えば、吐出部の先端部の内径が、胴部の内径より大きくなる構成、又は、小さくなる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかるディスペンスノズルを備えた接着剤塗布装置の構成を説明する図である。
【図２】ディスペンスノズルの構成を説明する断面図である。
【図３】ディスペンスノズルによって接着剤を吐出する状態を説明する図である。
【図４】変形例によるディスペンスノズルによって接着剤を吐出する状態を説明する図である。
【図５】従来のディスペンスノズルから接着剤を塗布する状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    接着剤吐出機構
１１    ディスペンスノズル
１２    ノズルホルダ
１６，２６    吐出部
１８    テーパ部
２８    段差部
Ｐ      接着剤
Ｗ      基材
【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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