(57)【要約】【課題】液状のアンダーフィル樹脂等の液状体を点滴下した滴下形状から求めた中心位置を、ニードルの滴下位置とする従来のニードル位置調整装置の課題を解消する。【解決手段】電磁石２０が装着されたニードル１２と、ニードル１２に対してプレート面が直角となるように所定位置に配設されたプレート１８と、前記プレート面に円形に配設された、電磁石２０によってニードル１２に生じた磁界を検出する三個以上のホール素子２２，２２・・と、ニードル１２を移動する駆動部１４とが設けられ、駆動部１４を駆動して、ホール素子２２，２２・・の各々で検出される磁界の強さが互いに等しくなる位置に移動したニードル１２の位置を検出する検出制御部１６ａが設けられているニードル位置検出装置と、前記ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードル１２を所定位置に移動する調整制御部１６ｂとを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を発生するニードルと、前記ニードルに対してプレート面が直角となるように所定位置に配設されたプレートと、前記プレート面に円形に配設された、前記ニードルより生じた磁界を検出する三個以上のホール素子と、前記ニードル又はプレートを移動する駆動部とが設けられ、
前記駆動部を駆動して、前記ホール素子の各々で検出される磁界の強さが互いに等しくなる位置に移動した前記ニードルの位置を検出する制御部が設けられているニードル位置検出装置と、前記ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードルを所定位置に移動する移動手段とを具備することを特徴とするニードル位置調整装置。
【請求項２】
円形に配設されたホール素子の各々の向きが、前記ホール素子の各磁界検出方向が前記円形の中心を向くように調整されている請求項１記載のニードル位置調整装置。
【請求項３】
磁気を発生するニードルと、前記ニードルに対してプレート面が直角となるように所定位置に配設されたプレートと、前記プレート面に対向するように配設された、前記ニードルより生じた磁界を検出する二個のホール素子と、前記ニードルを移動する駆動部とが設けられ、
前記駆動部を駆動して、前記プレート面に配設された二個のホール素子の各々で検出される磁界の強さが互いに等しく且つ前記ホール素子の各々で検出される磁界の強さが最高となる位置に到達したとき、そのニードルの位置を検出する制御部が設けられているニードル位置検出装置と、前記ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードルを所定位置に移動する移動手段とを具備することを特徴とするニードル位置調整装置。
【請求項４】
プレート面に対向するように配設された二個のホール素子が、前記ホール素子の各磁界検出方向が互いに対向するように配設され、
制御部では、ニードル又はプレートを移動し、前記プレート面に配設された二個のホール素子の前記磁界検出方向と平行となるように前記ニードルを移動して、前記ホール素子の各々で検出される電界の強さが互いに等しくなる位置に到達した前記ニードルを、前記磁界検出方向に対して直角方向に移動して、前記ホール素子の各々で検出される電界の強さが最高となる位置に到達するように前記駆動部を制御する請求項３記載のニードル位置調整装置。
【請求項５】
磁気を発生するニードルが、自身が磁化されたニードル、電磁石が装着されたニードル又は永久磁石が装着されたニードルである請求項１〜４のいずれか一項記載のニードル位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニードル位置調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の分野では、半導体装置の小型化の要請に伴って半導体素子を搭載する基板の小型化が進行している。一方、半導体素子は、半導体装置の高速化や高度化等の要請に伴って、そのサイズは大型化してきている。
このため、図８に示す半導体装置の様に、搭載した半導体素子１００のサイズが、基板１０２のサイズに近づいてきている。
従って、図８に示す様に、外周縁に沿ってパッド１０４，１０４・・が配設されている基板１０２では、搭載された半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間が極めて狭くなっている。
ところで、図８に示す半導体装置では、基板１０２と半導体素子１００との隙間に、アンダーフィル樹脂を充填すべく、液状のアンダーフィル樹脂の滴下装置に装着されたニードルから半導体素子１００の外周縁に沿って滴下することが行われている。
しかしながら、半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間は、極めて狭いため、液状のアンダーフィル樹脂を滴下するニードルの位置決めが極めて重要である。
かかるニードルは、アンダーフィル樹脂の種類の変更時や定期的に滴下装置から取り外されて交換又は洗浄される。このため、滴下装置にニードルを装着する都度、ニードルの位置を検知することを必要とする。
【０００３】
このニードルの位置検知は、滴下装置に装着したニードルの吐出口をカメラで撮影して行うことが可能である。かかる位置検知は、ニードル内にアンダーフィル樹脂が充填されていない状態で行うことを必要とする。
しかしながら、ニードルの位置を検知した後、ニードルから液状のアンダーフィル樹脂を滴下すると、アンダーフィル樹脂の圧力によってニードルに微妙な位置ずれが生じることがある。かかる位置ずれによって、半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間にニードルを移動してアンダーフィル樹脂を滴下したとき、パッド１０４の表面にアンダーフィル樹脂が付着することがある。
このため、下記特許文献１には、アンダーフィル樹脂を充填した状態のニードルの位置を検知して調整できるニードル位置調整装置が提案されている。そのニードル位置調整装置を図９に示す。
【０００４】
図９に示されているニードル位置調整装置では、アンダーフィル樹脂の滴下装置を構成するヘッド２００に、ニードル２０２とカメラ２０４とが距離ｄを介して装着されている。このヘッド２００は、ポッティング制御部２０８によって制御されているヘッド駆動部２０６によって平面上を移動できる。
かかるニードル位置調整装置によれば、専用プレート２１０のプレート面に、ニードル２０２から液状のアンダーフィル樹脂を点滴下する。この点滴下したアンダーフィル樹脂の点滴下形状をカメラ２０４によって撮像し、滴下形状からニードル２０２の位置を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９に示すニードル位置調整装置によれば、図１０（ａ）に示す様に、専用プレート２１０のプレート面に点滴下したアンダーフィル樹脂の滴下３００の形状が円形であれば、滴下３００の形状から求めた中心位置とニードル２０２の滴下位置とが一致する。
滴下３００の形状から求めたニードル２０２の滴下位置に基づいて、ニードル２０２を所定位置、例えば半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間の所定位置に正確に移動でき、ニードル２０２からアンダーフィル樹脂を滴下することによって、パッド１０４の表面にアンダーフィル樹脂を付着させることなく半導体素子１００と基板１０２との間に、アンダーフィル樹脂を充填できる。
【０００７】
しかし、専用プレート２１０のプレート面の汚れや傷、或いはニードル２０２の吐出口の汚れや傷によって、アンダーフィル樹脂の滴下３００の形状が、図１０（ｂ）に示す様に、非円形状の場合、滴下３００の形状から求めた中心位置とニードル２０２の位置とが異なる位置ずれが生じることがある。
かかる位置ずれが生じている場合、滴下３００の形状から求めた中心位置をニードル２０２の滴下位置として、ニードル２０２を半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間に移動して、ニードル２０２からアンダーフィル樹脂を滴下し、半導体素子１００と基板１０２との間にアンダーフィル樹脂を充填する際に、パッド１０４，１０４・・にアンダーフィル樹脂を付着させるおそれがある。
そこで、本発明は、液状のアンダーフィル樹脂等の液状体を点滴下した滴下形状から求めた中心位置を、ニードルの滴下位置とする従来のニードル位置調整装置の課題を解消し、ニードルの位置を直接検出できるニードル位置調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、ニードルに直接コイルを巻回して形成した電磁石によって、ニードルを磁化し、ニードルに対して直角となるように設けたプレートのプレート面に、磁化されたニードルから生じる磁界を検出できる複数のホール素子を環状に配設することによって、ニードルの位置を直接検知できることを見出した。
すなわち、前記課題を解決し得る手段としては、磁気を発生するニードルと、前記ニードルに対してプレート面が直角となるように所定位置に配設されたプレートと、前記プレート面に円形に配設された、前記ニードルより生じた磁界を検出する三個以上のホール素子と、前記ニードル又はプレートを移動する駆動部とが設けられ、前記駆動部を駆動して、前記ホール素子の各々で検出される磁界の強さが互いに等しくなる位置に移動した前記ニードルの位置を検出する制御部が設けられているニードル位置検出装置と、前記ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードルを所定位置に移動する移動手段とを具備するニードル位置調整装置を提供できる。
かかるニードル位置調整装置において、円形に配設したホール素子の各々の向きを、前記ホール素子の各磁界検出方向が前記円形の中心を向くように調整することが好ましい。
【０００９】
更に、前記課題を解決し得る手段としては、磁気を発生するニードルと、前記ニードルに対してプレート面が直角となるように所定位置に配設されたプレートと、前記プレート面に対向するように配設された、前記ニードルより生じた磁界を検出する二個のホール素子と、前記ニードルを移動する駆動部とが設けられ、前記駆動部を駆動して、前記プレート面に配設された二個のホール素子の各々で検出される磁界の強さが互いに等しく且つ前記ホール素子の各々で検出される磁界の強さが最高となる位置に到達したとき、そのニードルの位置を検出する制御部が設けられているニードル位置検出装置と、前記ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードルを所定位置に移動する移動手段とを具備するニードル位置調整装置を提供できる。
かかるニードル位置調整装置において、プレート面に対向するように配設した二個のホール素子を、前記ホール素子の各磁界検出方向が互いに対向するように配設し、制御部では、ニードル又はプレートを移動し、前記プレート面に配設された二個のホール素子の前記磁界検出方向と平行となるように前記ニードルを移動して、前記ホール素子の各々で検出される電界の強さが互いに等しくなる位置に到達した前記ニードルを、前記磁界検出方向に対して直角方向に移動して、前記ホール素子の各々で検出される電界の強さが最高となる位置に到達するように前記駆動部を制御することが好ましい。
また、これらのニードル位置調整装置において、磁気を発生するニードルとしては、自身が磁化されたニードル、電磁石が装着されたニードル又は永久磁石が装着されたニードルを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明者が提案したニードル位置調整装置では、ニードルから生じる磁界を複数のホール素子によって検知し、ニードルの位置を直接検知できる。
このため、プレート面に点滴下した液体の滴下形状からニードル位置を求める従来のニードル位置検出装置の如く、液体を点滴下するプレート面の汚れや傷、或いはニードルの吐出口近傍の汚れや傷等に影響されることなく、ニードル位置を正確に検知できる。
また、ホール素子は、ニードル内に液状体が充填されていても、その影響を受けないため、液状体が充填されたニードルでも、その位置を正確に検知できる。
この様に、正確に検知されたニードルは、その検知位置に基づいて、例えば、所定の待機位置に移動して待機する。
次いで、図８に示す半導体装置の半導体素子１００と基板１０２との間にアンダーフィル樹脂を充填する場合には、待機位置のニードルを、半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間の所定位置に正確に移動できる。このため、ニードルから液状のアンダーフィル樹脂を滴下することによって、パッド１０４の表面にアンダーフィル樹脂を付着させることなく半導体素子１００と基板１０２との間に、アンダーフィル樹脂を充填できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明者が提案したニードル位置調整装置の一例を説明する概略図である。
【図２】図１に示すニードル１２が磁化された場合の磁界とホール素子との関係を説明する説明図である。
【図３】ホール素子の原理を説明する説明図である。
【図４】三個のホール素子を円形配設した状態を説明する説明図である。
【図５】図４に示すホール素子の各電圧と、ニードルの位置との関係を説明するグラフである。
【図６】二個のホール素子を配設した状態を説明する説明図である。
【図７】図７に示す二個のホール素子を用いてニードルの位置を検出する際のニードルの動きを説明する説明図である。
【図８】液状のアンダーフィル樹脂を滴下する半導体装置の一例を示す正面図である。
【図９】従来のニードル位置検出装置の概略を説明する概略図である。
【図１０】図９に示すニードル位置検出装置の専用プレート２１０のプレート面に点滴下されたアンダーフィル樹脂の滴下形状を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者が提案したニードル位置調整装置の概略を図１に示す。図１に示すニードル位置調整装置は、液状のアンダーフィル樹脂の滴下装置を構成するヘッド１０に、ニードル１２が装着されている。このヘッド１０は、制御部１６により制御されている駆動部１４によって、ニードル１２に対して直角に配設されたプレート１８のプレート面に沿って移動できる。
このニードル１２は、磁性体金属であるステンレスから成る直管によって形成されている。かかるニードル１２の中途部には、磁気発生手段としての電磁石２０が装着されている。この電磁石２０を構成するコイルは、ニードル１２に直接巻回されている。
また、プレート１８のプレート面には、複数のホール素子２２，２２・・が配設されている。
かかるホール素子２２，２２・・は、図２に示す様に、電磁石２０に通電してニードル１２を磁化することによって、ニードル１２の周囲に磁界が発生する。かかる磁界は、プレート面に載置された複数のホール素子２２，２２・・を横切る。
【００１３】
一般に、ホール素子２２では、図３に示す様に、半導体から成る直方体２１に電流を加え、その電流と垂直方向に磁界を加えると、電流の流れている方向と磁界の方向との各々に垂直方向に電圧が発生するホール効果を利用した素子である。この電圧を測定することによって、電流の流れている方向に対して垂直方向に加えられた磁界の強さ程度を測定できる。
かかるホール素子２２は、プレート１８のプレート面に複数配設されており、複数のホール素子２２，２２・・の各電圧データは、制御部１６の検出制御部１６ａに送信される。この検出制御部１６ａは、ニードル位置検出装置を構成しており、ホール素子２２，２２・・の各電圧データによってニードル１２の位置を検出できるように、駆動部１４を駆動してヘッド１０を移動する。
検出制御部１６ａによってニードル１２の位置を検出できたとき、その検出位置データは制御部１６の調整制御部１６ｂに送られて、調整制御部１６ｂによって駆動部１４を制御して、ニードル１２を所定の待機位置に移動する。また、調整制御部１６ｂによって、待機位置のニードル１２を、図８に示す半導体装置の半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間の所定位置に移動するように、駆動部１４を制御する。従って、調整制御部１６ｂは、ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードル１２を所定位置に移動する移動手段を構成する。
【００１４】
プレート１８のプレート面には、三個以上のホール素子２２，２２・・を円形に配設する。その一例として、図４には、三個のホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃを円形に配設した例を示す。
図４に示すホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、円２３の円周に素子間が等距離となるように配設されている。
更に、ホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々は、その磁界検出方向が、円２３の中心方向を向いている。
図４に示すホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設された状態では、電磁石２０によって磁化されたニードル１２が、図４に示す１２′の位置に位置するとき、図５に示す様に、ニードル１２に近いホール素子２２ｂの電圧が、ホール素子２２ａ，２２ｃに比較して高い。
図４（ａ）に示すホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各電圧データは、図１に示す制御部１６の検出制御部１６ａに送信される。かかる電圧データを受信した検出制御部１６ａでは、ニードル１２がホール素子２２ｂに近いと判断し、ニードル１２をホール素子２２ａ，２２ｂの方向に移動するように駆動部１４を制御する。
【００１５】
この様に、ニードル１２を移動して、ニードル１２が円２３の中心位置に到達したとき、図５（ｂ）に示す様に、ホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各電圧が等しくなる。かかる電圧データを受信した検出制御部１６ａでは、そのニードル１２が検出位置に到達したと判断し、ニードル１２の到達位置を検出位置として確定し、ニードル１２の検出位置を調整制御部１６ｂに送信する。
ニードル１２の検出位置データを受信した調整制御部１６ｂでは、ニードル１２を予め設定されている待機位置に移動するように、駆動部１４を制御する。この調整制御部１６ｂは、待機位置のニードル１２を、図８に示す半導体素子１００の外周縁とパッド１０４，１０４・・との隙間の所定位置に移動するように駆動部１４を制御することも行う。
従って、調整制御部１６ｂは、ニードル位置検出装置で位置検出されたニードル１２の移動手段を構成する。
図４に示すホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、素子間が等間隔であったが、円２３の円周上にホール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃが位置する限り、素子間が異なる間隔であってもよい。
尚、ホール素子が、円２３の円周上に配設される限り、その数の上限を特に限定することは要しない。
【００１６】
これまで説明してきた図１〜図５に示すニードル位置調整装置では、プレート１８のプレート面に三個以上のホール素子を円形配設したが、図６に示す様に、二個のホール素子２２，２２が、その磁界検出方向が対向するように配設してもよい。
図６に示す二個のホール素子２２，２２を用いてニードル１２の位置を検出する際には、図１に示す制御部１６の検出制御部１６ａによって、駆動部１４を駆動して、ホール素子２２，２２の各々で検出される磁界の強さが互いに等しく且つホール素子２２，２２の各々で検出される磁界の強さが最高となる位置、すなわち図６に示す様に、対向して配設されたホール素子２２，２２の中間位置にニードル１２の位置に到達したとき、そのニードル１２の位置を検出位置として検出する。
この様に、磁界検出方向が対向するようにホール素子２２，２２を配設したニードル検出装置では、先ず、図７（ａ）に示す様に、図１に示す制御部１６の検出制御部１６ａにより制御される駆動部１４によって、ニードル１２をホール素子２２，２２の磁界検出方向と平行方向に移動し、ニードル１２をホール素子２２，２２の各々で検出される磁界の強さが互いに等しくなる位置に移動する。このニードル１２の位置が、ホール素子２２，２２の各々とニードル１２との距離が等距離となる位置である。
次に、検出制御部１６ａでは、駆動部１４を制御し、ニードル１２を、図７（ｂ）に示す様に、ホール素子２２，２２の各磁界検出方向に対して直角方向に移動して、ホール素子２２，２２の各々で検出される磁界の強さが最高となる位置とする。このニードル１２の位置が、図６に示す様に、ホール素子２２，２２との中間位置であるため、検出制御部１６ａでは、この位置を検知位置と確定し、そのデータを調整制御部１６ｂに送信する。
尚、ニードル位置検出装置によって位置検出されたニードル１２の移動手段を構成する調整制御部１６ｂについては、前述しており、ここでは省略する。
【００１７】
以上、説明してきた図１に示すニードル位置調整装置では、検出制御部１６ａ，調整制御部１６ｂの各々は、ヘッド１０を移動する駆動部１４を制御してニードル１２を所定位置に移動していたが、ヘッド１０を移動する駆動部とプレート１８とを移動する駆動部とを別々に設けてもよい。この場合、検出部制御部１６ａによってプレート１８を移動する駆動部を制御し、調整制御部１６ｂによって、ヘッド１０を移動する駆動部を制御するようにする。
また、図１に示すニードル位置調整装置において、制御部１６の調整制御部１６ｂを設けない場合には、ニードル位置検出装置として使用できる。
かかるニードル位置検出装置では、ヘッド１０に代えて、プレート１８を駆動部１４によって移動できるようにしてもよい。
更に、図１に示すニードル位置調整装置では、ニードル１２に電磁石２０を装着していたが、電磁石２０に代えて永久磁石を装着してもよい。或いは、ニードル１２として、自身が磁化されたニードルを用いてもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１０  ヘッド
１２  ニードル
１４  駆動部
１６  制御部
１６ａ  検出制御部
１６ｂ  調整制御部
１８  プレート
２０  電磁石
２２  ホール素子
２３  円
【図１】
2011009455.tif 000003
【図２】
2011009455.tif 000004
【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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【図９】
2011009455.tif 000011
【図１０】
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