(57)【要約】【課題】  膜厚の制御精度が従来よりも良好な膜形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を、転写皿２の表面に形成された粘性材料４の膜面の異なる複数点を測定するように位置を固定して取り付け、複数の変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の測定値に基づいて膜厚が目標値に近づくようにブレード３の姿勢を膜厚制御部６が制御する。【選択図】図１
2005329274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写皿と、
この転写皿の表面の粘性材料を掻くブレードと、
前記転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜厚を測定する非接触式変位センサと、
前記非接触式変位センサによって測定された膜厚が規定値に近づくように前記転写皿と前記ブレードの姿勢を相対的に制御する膜厚制御部と
を設け、
前記非接触式変位センサを、転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられた複数の変位センサで構成し、
前記膜厚制御部を、前記複数の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成した
膜形成装置。
【請求項２】
回転駆動される転写皿と、
前記転写皿の表面に対する隙間と平行度を調節可能に取り付けられ前記転写皿の表面の粘性材料を掻くブレードと、
前記転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜厚を測定する非接触式変位センサと、
前記非接触式変位センサによって測定された膜厚が規定値に近づくように前記転写皿と前記ブレードの姿勢を相対的に制御する膜厚制御部と
を設け、
前記非接触式変位センサを、転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられた第１，第２の変位センサで構成し、
前記膜厚制御部を、前記複数の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成した
膜形成装置。
【請求項３】
転写皿の表面を検出する第３の変位センサを設け、
前記膜厚制御部を、第１，第２，第３の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成した
請求項２記載の膜形成装置。
【請求項４】
第１，第２，第３の変位センサをレーザー変位計または静電容量型変位センサとした
請求項３記載の膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写皿の表面に所望の膜厚および傾きを有する粘性材料の膜を形成する膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の膜形成装置は、粘性材料をチップに適量だけ付けるために使用されている。具体的には、フリップチップ実装工法において実装しようとするチップに導電性ペーストを付ける（特許文献１）に示す装置を例に挙げることができる。
【０００３】
この従来の膜形成装置は図８に示すように構成されている。
モータ１によって回転駆動される転写皿２と、転写皿２の表面に対する隙間と傾きを調節可能なブレード３と、転写皿２の表面に形成された導電性ペースト４の膜厚を測定する非接触式変位センサ５と、非接触式変位センサ５によって測定された膜厚が規定値に近づくように前記転写皿２と前記ブレード３の姿勢を相対的に制御する膜厚制御部６とで構成されている。Ｒは転写皿２の回転方向である。
【０００４】
非接触式変位センサ５には具体的にはレーザー変位計が使用されており、転写皿２の回転停止中に、非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に移動させて膜厚分布を測定し、この膜厚分布が所望の膜厚および傾きになるように膜厚制御部６がブレード３の姿勢を変更し、この姿勢変更後に転写皿２がモータ１によって回転駆動されると、ブレード３が掻いた導電性ペースト４が所望の膜厚および傾きになる。
【０００５】
非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に駆動する手段としては、非接触式変位センサ５を横送りするボールネジ（図示せず）などが使用されている。
【特許文献１】特開２００１−１０２４１２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来の技術では、非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に移動させるとともに、その駆動手段としてボールネジなどが使用されているので、転写皿２の径方向に非接触式変位センサ５を移動させる際には、非接触式変位センサ５の動きに微少量のガタツキが伴う。また、走査の軌道の再現精度の影響を受けるため、膜厚の制御精度を十分に向上させることが困難である。
【０００７】
図９（ａ）〜（ｄ）は膜厚の高い制御精度の必要性を示している。
（ａ）は膜厚が制御された転写皿２の上の導電性ペースト４にチップ７を押し付ける直前の状態を示しており、（ｂ）（ｃ）のようにチップ７の電極部８を転写皿２に押し付けて持ち上げることによって、チップ７の電極部８に熱硬化性の適量の導電性ペースト４が転写される。さらに、この導電性ペースト４が電極部８に転写されたチップ７を、（ｄ）に示すようにプリント基板９の実装位置に押し付けてセットする。このチップ７のセットが完了したプリント基板９を部分的または全体的に加熱して硬化させる。
【０００８】
この際に、図９（ａ）の工程における導電性ペースト４の膜厚制御が不十分で、導電性ペースト４の膜厚が薄い場合には目的とする半田付け接合力を得ることができず、また、厚過ぎた場合には図９（ｄ）の工程において、プリント基板９の隣接する配線パターンとの間に半田ブリッジが発生する。したがって、図９（ａ）の工程において導電性ペースト４の高精度の膜厚制御が必要である。
【０００９】
本発明は、膜厚の制御精度が従来よりも良好な膜形成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】
【００１０】
本発明の膜形成装置は、転写皿と、この転写皿の表面の粘性材料を掻くブレードと、前記転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜厚を測定する非接触式変位センサと、前記非接触式変位センサによって測定された膜厚が規定値に近づくように前記転写皿と前記ブレードの姿勢を相対的に制御する膜厚制御部とを設け、前記非接触式変位センサを、転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられた複数の変位センサで構成し、前記膜厚制御部を、前記複数の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の膜形成装置は、回転駆動される転写皿と、前記転写皿の表面に対する隙間と平行度を調節可能に取り付けられ前記転写皿の表面の粘性材料を掻くブレードと、前記転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜厚を測定する非接触式変位センサと、前記非接触式変位センサによって測定された膜厚が規定値に近づくように前記転写皿と前記ブレードの姿勢を相対的に制御する膜厚制御部とを設け、前記非接触式変位センサを、転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられた第１，第２の変位センサで構成し、前記膜厚制御部を、前記複数の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の膜形成装置は、転写皿の表面を検出する第３の変位センサを更に設け、前記膜厚制御部を、第１，第２，第３の変位センサの測定値に基づいて前記膜厚が前記規定値になるように制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１，第２，第３の変位センサをレーザー変位計または静電容量型変位センサとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の膜形成装置によると、転写皿の表面に形成された前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられた複数の変位センサを設けたので、従来の膜厚制御部のように非接触式変位センサを移動させて走査しなくても、膜厚分布を測定でき、膜厚の制御精度が従来より向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の膜形成装置を図１〜図７に基づいて説明する。
なお、従来例を示した図８と同様の作用を成すものには、同一の符号を付けて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１と図２は（実施の形態１）の膜形成装置の要部を示す。
この図１に示す膜形成装置では、従来例において転写皿２の径方向に走査させていた非接触式変位センサ５としてのレーザー変位計に代えて、取り付け位置が固定されていて動かない複数の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている。
【００１７】
具体的には、非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３としては何れも静電容量センサを使用している。この非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は基端部が固定側に固定して取り付けられたブラケット１０に、間隔を空けて固定して取り付けられている。図２に示すように非接触式変位センサＳ１は、転写皿２の回転中心から距離Ｌ１の半径の位置を測定するように固定されている。非接触式変位センサＳ２は、転写皿２の回転中心から距離Ｌ２の半径の位置を測定するように固定されている。非接触式変位センサＳ３は、転写皿２の回転中心から距離Ｌ３の半径の位置を測定するように固定されている。
【００１８】
Ｌ２  ＜  Ｌ１  ＜  Ｌ３
である。
なお、距離Ｌ１の半径の位置と距離Ｌ２の半径の位置は、ブレード３で掻いて転写皿２の上に展開された導電性ペースト４の範囲内に位置しており、距離Ｌ３の半径の位置は導電性ペースト４の範囲外に位置している。
【００１９】
転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検出距離をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とすると、マイクロコンピュータを主要部として構成され前記ブレード３の姿勢を制御する膜厚制御部６は、
ｄ３  −  ｄ１  ＝  ａ                第１式
ｄ３  −  ｄ２  ＝  ｂ                第２式
としたときに、“（  ａ  ＋  ｂ  ）／２  ”を検出した膜厚とし、これが目標膜厚値に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との隙間を調節する。また膜厚制御部６は、“（  ａ  −  ｂ  ）  ”を傾きの関数として扱って、これが目標傾き値の場合の同様の関数に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との傾きを調節する。
【００２０】
なお、膜厚制御部６によるブレード３の傾きθの制御については、非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の間隔（  Ｌ１−Ｌ２  ）であるので、
θ  ＝  ｔａｎ−１（  ａ−ｂ  ）／（  Ｌ１−Ｌ２  ）
が、目標傾角度に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との傾きを調節することによっても同様に制御できる。
【００２１】
このように、固定して取り付けられた非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検出値に基づいて、導電性ペースト４の膜厚分布を検出することができる。さらに、従来のように単一の非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に走査移動させなくても済むため、走査移動に伴うガタツキや軌道再現精度の影響も無く、膜厚の制御精度を従来よりも良好にできる。
【００２２】
（実施の形態２）
図３（ａ）（ｂ）は（実施の形態２）の膜形成装置の要部を示す。
（実施の形態１）では非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を使用していたが、この（実施の形態２）では取り付け位置が固定されていて動かない非接触式変位センサＳ１，Ｓ２が設けられているが、非接触式変位センサＳ３は設けられていない。非接触式変位センサＳ３が設けられていない代わりにこの（実施の形態２）の膜厚制御部６は、次のように構成されている。
【００２３】
膜厚制御部６は、第１工程では図３（ａ）に示すように、転写皿２の表面に導電性ペースト４が無い状態における非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離ｄ１０，ｄ２０をそれぞれ記憶する。第２工程では図３（ｂ）に示すように、転写皿２の表面に導電性ペースト４が展開した状態における転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離ｄ１，ｄ２を検出し、
ｄ１０  −  ｄ１  ＝  ａ                第３式
ｄ２０  −  ｄ２  ＝  ｂ                第４式
としたときに、“（  ａ  ＋  ｂ  ）／２  ”を検出した膜厚とし、これが目標膜厚値に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との隙間を調節する。また膜厚制御部６は、“（  ａ  −  ｂ  ）  ”を傾きの関数として扱って、これが目標傾き値の場合の同様の関数に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との傾きを調節する。
【００２４】
なお、膜厚制御部６によるブレード３の傾きθの制御については、非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の間隔（  Ｌ１−Ｌ２  ）であるので、
θ  ＝  ｔａｎ−１（  ａ−ｂ  ）／（  Ｌ１−Ｌ２  ）
が、目標傾角度に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との傾きを調節することによっても同様に制御できる。
【００２５】
このように、固定して取り付けられた非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出値に基づいて、導電性ペースト４の膜厚分布を検出することができる。さらに、従来のように単一の非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に走査移動させなくても済むため、走査移動に伴うガタツキや軌道再現精度の影響も無く、膜厚の制御精度を従来よりも良好にできる。
【００２６】
（実施の形態３）
図４〜図６は（実施の形態３）の膜形成装置の要部を示す。
（実施の形態１）の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３、ならびに（実施の形態２）の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２は、何れも静電容量センサであったが、この（実施の形態３）では非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３として、前記粘性材料の膜面の異なる複数点を測定するように位置固定されて互いに間隔を隔てて取り付けられたレーザー変位計が採用されている点だけが（実施の形態１）と異なっている。
【００２７】
具体的には、レーザー変位計の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は転写皿２に対して動かないように間隔を空けて固定して取り付けられている。図５，図６に示すように非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ転写皿２の回転中心から距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の半径の位置を測定するように固定されており、  Ｌ２  ＜  Ｌ１  ＜  Ｌ３  である。
【００２８】
なお、距離Ｌ１，Ｌ２の半径の位置は、ブレード３で掻いて転写皿２の上に展開された導電性ペースト４の範囲内に位置しており、距離Ｌ３の半径の位置は導電性ペースト４の範囲外に位置している。
【００２９】
転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検出距離をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とすると、ブレード３の姿勢を制御する膜厚制御部６は、（実施の形態１）の膜厚制御部６と同様にして検出した膜厚と隙間が、目標膜厚値と目標隙間値に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との隙間ならびに転写皿２の表面との傾きを調節する。
【００３０】
このように、固定して取り付けられた非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検出値に基づいて、導電性ペースト４の膜厚分布を検出することができる。さらに、従来のように単一の非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に走査移動させなくても済むため、走査移動に伴うガタツキや軌道再現精度の影響も無く、膜厚の制御精度を従来よりも良好にできる。
【００３１】
（実施の形態４）
図７は（実施の形態４）の膜形成装置の要部を示す。
（実施の形態３）では非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を使用していたが、この（実施の形態４）では取り付け位置が固定されていて動かないレーザー変位計の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２が設けられているが、非接触式変位センサＳ３は設けられていない。非接触式変位センサＳ３が設けられていない代わりにこの（実施の形態４）の膜厚制御部６は、図７（ａ）に示すように転写皿２の表面に導電性ペースト４が無い状態における非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離をｄ１０，ｄ２０とし、図７（ｂ）に示すように転写皿２の表面に導電性ペースト４が展開した状態における転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離ｄ１，ｄ２とすると、（実施の形態２）の膜厚制御部６と同様にして検出した膜厚と隙間が、目標膜厚値と目標隙間値に近づくように前記ブレード３を動かして転写皿２の表面との隙間ならびに転写皿２の表面との傾きを調節する。
【００３２】
このように、固定して取り付けられた非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出値に基づいて、導電性ペースト４の膜厚分布を検出することができる。さらに、従来のように単一の非接触式変位センサ５を転写皿２の径方向に走査移動させなくても済むため、走査移動に伴うガタツキや軌道再現精度の影響も無く、膜厚の制御精度を従来よりも良好にできる。
【００３３】
上記の各実施の形態では、粘性材料が導電性ペーストの場合を例に挙げて説明したが、粘性を有する接着剤などの粘性材料を転写皿２の上に展開し、その膜厚と傾きを制御する場合も同様に実施できる。
【００３４】
なお、非接触式変位センサを３個設けた（実施の形態１）（実施の形態３）における膜厚制御部６は、転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検出値に基づいてブレード３の姿勢を制御したが、転写皿２の表面まで距離を検出している非接触式変位センサＳ３のデータについては、膜厚制御部６が転写皿２の回転中に、具体的には回転皿２が一回転する間の非接触式変位センサＳ３の時々のデータを複数だけ収集し、この平均値を転写皿２の表面まで距離ｄ３Ａとし、この距離ｄ３Ａと転写皿２の回転停止中の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離ｄ１，ｄ２に基づいて、
ｄ３Ａ  −  ｄ１  ＝  ａ                第５式
ｄ３Ａ  −  ｄ２  ＝  ｂ                第６式
として膜厚制御部６がブレード３の姿勢を制御するように構成することもできる。
【００３５】
なお、非接触式変位センサを２個設けた（実施の形態２）（実施の形態４）における膜厚制御部６は、転写皿２の表面に導電性ペースト４が無い状態における非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の検出距離ｄ１０，ｄ２０をそれぞれ記憶して処理したが、検出距離ｄ１０，ｄ２０の具体的な収集方法としては、転写皿２が停止している状態で収集する場合と、転写皿２の表面に導電性ペースト４が無い状態において回転皿２が一回転する間の非接触式変位センサＳ１，Ｓ２の時々のデータを複数だけ収集し、この平均値を転写皿２の表面まで距離ｄ１０Ａ，ｄ２０Ａとのいずれかを採用する。
【００３６】
膜厚制御部６において検出距離ｄ１０，ｄ２０とｄ１，ｄ２に基づいて上記のように制御する場合の他に、検出距離ｄ１０Ａ，ｄ２０Ａとｄ１，ｄ２に基づいて上記のように制御する場合や、検出距離ｄ１０Ａ，ｄ２０Ａの平均値
（  ｄ１０Ａ  ＋  ｄ２０Ａ  ）／２  ＝  ｄ１０２０Ａ
とし、ｄ１０２０Ａとｄ１，ｄ２に基づいて、
ｄ１０２０Ａ  −  ｄ１  ＝  ａ                第７式
ｄ１０２０Ａ  −  ｄ２  ＝  ｂ                第８式
として同様に制御することもできる。
【００３７】
上記の各実施の形態では、転写皿２がブレード３に対して回転して粘性材料を展開する場合を例に挙げて説明したが、ブレード３が転写皿２に対して回転して粘性材料を展開することもでき、転写皿２とブレード３が相対的に移動して粘性材料を展開する場合に実施できる。同様に、ブレード３の転写皿２に対する姿勢を変更して隙間ならびに傾きを調節したが、転写皿２のブレード３に対する姿勢を変更して隙間ならびに傾きを調節することもでき、ブレード３と転写皿２の相対的な姿勢を変更して隙間ならびに傾きを調節する場合に実施できる。
【００３８】
上記の各実施の形態の第１式と第２式、第３式と第４式、第５式と第６式、第７式と第８式における“ｄ１”“ｄ２”は、非接触式変位センサＳ１，Ｓ２のそれぞれの取り付け高さと、非接触式変位センサＳ３の取り付け高さとが同一の場合を例に挙げて説明した。しかし、非接触式変位センサＳ１の取り付け高さと非接触式変位センサＳ３の取り付け高さの間、非接触式変位センサＳ２の取り付け高さと非接触式変位センサＳ３の取り付け高さの間には取り付け誤差が発生するため、実際の“ｄ１”“ｄ２”には取り付け高さを補正するための補正項Δ１，Δ２が含まれている。具体的には、組み立て完了の直後に転写皿２に導電性ペースト４が無い状態において非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を読み取って、そのときの“ｄ３−ｄ１”を取り付け高さの補正項Δ１としてメモリにプリセットし、同様に“ｄ３−ｄ２”を取り付け高さの補正項Δ２としてメモリにプリセットしておき、この補正項Δ１，Δ２で取り付け誤差を補正することで、非接触式変位センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の間の取り付け高さの誤差の影響を受けることなく、導電性ペースト４の微少な膜厚を正確に計測している。
【００３９】
また、上記の各実施の形態において転写皿２の導電性ペースト４が展開されていない場所を計測している非接触式変位センサＳ３の時々のｄ３を基準に導電性ペースト４の膜厚を決定したが、非接触式変位センサＳ３の運転開始時の測定値ｄ３０をメモリに記憶しておいて、非接触式変位センサＳ３の時々のｄ３と前記メモリに記憶しているｄ３０とを比較することによって、両者の間に誤差Δ３が発生した場合には、転写皿２の熱による歪みが発生したとして、この誤差Δ３で時々のｄ１，ｄ２を補正することで、導電性ペースト４の膜厚を転写皿２の熱による歪みの影響を低減して正確に計測することができ、より正確にブレード３の傾きを制御して導電性ペースト４の均一な膜厚の展開を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の膜形成装置は、転写皿の上に展開された粘性材料の導電性ペーストや接着剤などの膜厚を高精度で目標値に制御することができ、各種部品の実装などに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の膜形成装置の（実施の形態１）の要部斜視図
【図２】同実施の形態の要部正面図
【図３】本発明の膜形成装置の（実施の形態２）の粘性材料を展開する前後の要部の正面図
【図４】本発明の膜形成装置の（実施の形態３）の要部斜視図
【図５】同実施の形態の要部平面図
【図６】同実施の形態の要部正面図
【図７】本発明の膜形成装置の（実施の形態４）の粘性材料を展開する前後の要部の正面図
【図８】従来の膜形成装置の要部斜視図
【図９】膜形成装置を使用した実装工程の説明図
【符号の説明】
【００４２】
２    転写皿
３    ブレード
４    導電性ペースト（粘性材料）
６    膜厚制御部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３    非接触式変位センサ
１０    ブラケット
【図１】
2005329274.tif 000003
【図２】
2005329274.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005329274.tif 000006
【図５】
2005329274.tif 000007
【図６】
2005329274.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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