(57)【要約】【課題】被塗布物に塗布する粘性材料の塗布面積を小さくすることができ、かつ一定量の粘性材料を被塗布物に塗布可能である塗布装置および塗布方法を提供する。【解決手段】本発明の塗布装置１０は、ダイボンドペースト６を基板５に塗布する塗布装置であって、シリンジ１と固定台７とスライド板８とを備えている。シリンジ１は、ダイボンドペースト６を充填し、かつダイボンドペースト６を吐出するための吐出口２ａを有している。固定台７は、ダイボンドペースト６を基板５に塗布する際に、吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが非平行となるようにシリンジ１を保持している。スライド板８は、シリンジ１と基板５とを接近させるためのものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を被塗布物に塗布する塗布装置であって、
前記粘性材料が充填され、かつ前記粘性材料を吐出するための吐出口を有する容器と、
前記粘性材料を前記被塗布物に塗布する際に、前記吐出口の開口面と前記被塗布物の塗布面とが非平行となるように前記容器を保持する保持部と、
前記容器と前記被塗布物とを接近させるための駆動部とを備える、塗布装置。
【請求項２】
前記開口面と前記塗布面とのなす角は１５度以上４５度以下であることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出口の口径は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
粘性材料を被塗布物に塗布する塗布方法であって、
吐出口と前記被塗布物とを接近させる工程と、
前記吐出口から前記粘性材料を吐出し、前記被塗布物に塗布する工程とを備え、
前記被塗布物に塗布する前記工程は、前記吐出口の開口面と前記被塗布物の塗布面とが非平行となっている状態で行なわれることを特徴とする、塗布方法。
【請求項５】
前記被塗布物に塗布する前記工程は、前記開口面と前記塗布面とのなす角が１５度以上４５度以下となっている状態で行なわれることを特徴とする、請求項４に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布装置および塗布方法に関し、より特定的には、粘性材料を被塗布物に塗布する塗布装置および塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップを基板、リードフレ−ムまたはステムなどにボンディングする方法として、基板などにダイボンドペーストを塗布し、そこに半導体チップを接着する方法が広く用いられている。このダイボンドペーストを塗布する塗布装置としては、ダイボンドペーストを吐出させるためのディスペンサを備えた塗布装置が広く用いられている。図５は、従来のディスペンサを備えた塗布装置を概略的に示す側面図である。
【０００３】
図５を参照して、塗布装置５０は、シリンジ５１と、ディスペンサ５４と、スライド板５８と、固定台５７とを主に備えている。シリンジ５１にはダイボンドペーストが充填されていて、シリンジ５１の上部とディスペンサ５４とがチューブ５３により接続されている。シリンジ５１はスライド板５８に固定されていて、スライド板５８は図中上下方向に移動可能となるように固定台５７に設置されている。シリンジ５１の下部にはニードル５２が取り付けられていて、ニードル５２の先端には吐出口５２ａが開口されている。
【０００４】
シリンジ５１の下方に基板５５が配置されている。吐出口５２ａの開口面と基板５５の塗布面５５ａとが平行となるようにシリンジ５１は配置されている。
【０００５】
この塗布装置５０においては、以下の動作によりダイボンドペーストが基板５５に塗布される。すなわち、スライド板５８とともにシリンジ５１が下降しているときに、ディスペンサ５４からチューブ５３を介してシリンジ５１内に空気が送り込まれる。これにより、シリンジ５１内は加圧され、一定量のダイボンドペースト５６がニードル５２の先端から吐出する。ニードル５２から吐出したダイボンドペースト５６は、シリンジ５１が最も下降した位置で基板５５の塗布面５５ａに塗布される。ダイボンドペースト５６を基板５５に塗布した後、シリンジ５１はスライド板５８とともに上昇し、もとの位置に戻る。このようにして１回の塗布が行なわれる。その後、ダイボンドペースト５６が塗布された基板５５の部分に半導体チップが接着される。なお、このような塗布装置については、たとえば特開平１０−５６５７号公報（特許文献１）に開示されている。なお、特許文献１においては、交換用の斜めシリンジがブラケットに斜めに固定されている構成が示してあるが、これは斜めシリンジのニードルをＣＣＤカメラの撮影視野に収めることを目的とするものである。したがって、斜めシリンジによって塗布が行なわれる際には、シリンジの吐出口の開口面と基板の塗布面とが平行となるように垂直にシリンジが固定されると考えられる。
【０００６】
また、ダイボンドペーストを塗布する塗布装置としては、たとえば転写ニードルを備えた塗布装置も広く用いられている。図６は、従来の転写ニードルを備えた塗布装置を概略的に示す側面図である。
【０００７】
図６を参照して、塗布装置６０は、転写ニードル６１と治具６３とスキージ６４とを主に備えている。治具６３は円形の平面形状を有していて、回転軸６８を中心として一定速度で回転している。治具６３には溝６７が形成されている。溝６７は治具６３の上面において円周形状で形成されている。溝６７内にはダイボンドペースト６６が満たされている。また、溝６７内にはスキージ６４が配置されている。スキージ６４により溝６７内のダイボンドペースト６６は薄く伸ばされ、それによりダイボンドペースト６６の厚さを一定に保っている。
【０００８】
この塗布装置６０においては、転写ニードル６１が溝６７の方へ移動し、溝６７内で一定の厚さに保たれたダイボンドペースト６６に転写ニードル６１が浸漬される。これにより、転写ニードル６１の先端にダイボンドペースト６６が塗布される。そして、転写ニードル６１が基板６５の方へ移動し、基板６５の塗布面６５ａに接触することにより、ダイボンドペースト６６がが基板６５の塗布面６５ａに塗布される。ダイボンドペースト６６を基板６５に塗布した後、転写ニードル６１は再びもとの位置に戻る。このようにして１回の塗布が行なわれる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−５６５７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
半導体チップは近年縮小化が進んでいる。その結果、半導体チップは一辺が０．２ｍｍ程度のサイズとなっている。しかしながら、従来のディスペンサを備えたダイボンドペーストの塗布装置５０においては、吐出口５２ａの内径が０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとなっている。このため、塗布面５５ａに塗布されるダイボンドペーストの塗布面積が半導体チップのサイズよりも大きくなり、半導体チップを接着する際、ダイボンドペーストに半導体チップが埋まってしまうという問題があった。ここで、従来のディスペンサを備えた塗布装置５０において、吐出口５２の内径を０．２ｍｍ未満にすることにより、塗布面５５ａに塗布されるダイボンドペーストの塗布面積を半導体チップのサイズよりも小さくすることも考えられる。しかし、ダイボンドペーストに含まれる銀などの粒子は、ダイボンドペースト内で互いに絡み合った状態で存在しているので、吐出口５２の内径が０．２ｍｍ未満の場合には、絡み合った粒子がニードル５２に詰まりやすくなる。その結果、一定量のダイボンドペースト５６を基板５５に塗布できなくなるという問題があった。
【００１１】
一方、従来の転写ニードルを備えた塗布装置６０においては、溝６７に充填されているダイボンドペースト６６の厚さを薄くし、かつ転写ニードル６１の先端のサイズを小さくすることにより、基板６５に塗布されるダイボンドペースト６６の塗布面積を小さくすることができる。しかしながら、スキージ６４により溝６７内のダイボンドペースト６６は空気中で薄く伸ばされ続けているので、ダイボンドペースト６６は空気に触れ続けることになる。ここで、ダイボンドペーストは、空気に触れると希釈成分が蒸発し、粘度が上昇しやすいという性質を有している。したがって、ダイボンドペースト６６の粘度が変化し、基板６５に塗布するダイボンドペースト６６の量にばらつきが生じるという問題があった。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、被塗布物に塗布する粘性材料の塗布面積を小さくすることができ、かつ一定量の粘性材料を被塗布物に塗布可能である塗布装置および塗布方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布装置は、粘性材料を被塗布物に塗布する塗布装置であって、容器と保持部と駆動部とを備えている。容器は、粘性材料を充填し、かつ粘性材料を吐出するための吐出口を有している。保持部は、粘性材料を被塗布物に塗布する際に、吐出口の開口面と被塗布物の塗布面とが非平行となるように容器を保持している。駆動部は、容器と被塗布物とを接近させるためのものである。
【００１４】
本発明の塗布方法は、粘性材料を被塗布物に塗布する塗布方法であって、吐出口と被塗布物とを接近させる工程と、吐出口から粘性材料を吐出し、被塗布物に塗布する工程とを備えている。被塗布物に塗布する工程は、吐出口の開口面と被塗布物の塗布面とが非平行となっている状態で行なわれる。
【００１５】
本発明の塗布装置および塗布方法によれば、粘性材料を被塗布物に塗布する際に、吐出口から吐出された粘性材料と被塗布物との接触面積が、吐出口の開口面と被塗布物の塗布面とが平行である場合よりも小さくなる。したがって、被塗布物に塗布する粘性材料の塗布面積が小さくなる。また、粘性材料は容器内に充填されているので、粘性材料が空気に触れにくく、粘性材料の粘度が変化しにくい。したがって、一定量の粘性材料を被塗布物に塗布可能である。
【００１６】
本発明の塗布装置において好ましくは、開口面と塗布面とのなす角は１５度以上４５度以下である。
【００１７】
本発明の塗布方法において好ましくは、被塗布物に塗布する工程は、開口面と塗布面とのなす角が１５度以上４５度以下となっている状態で行なわれる。
【００１８】
開口面と塗布面とのなす角を１５度以上とすることにより、吐出口の開口面と被塗布物の塗布面とが平行である場合と比較して、粘性材料の塗布面積を十分に小さくすることができる。また、開口面と塗布面とのなす角を４５度以下とすることにより、被塗布物に塗布された粘性材料の平面形状が円形に近い形状となるので、被塗布物に塗布された粘性材料の量（厚さ）が均一になる。したがって、被塗布物上にチップを接着する際、チップに対して均一に粘性材料が付着するので、被塗布物とチップとを強固に接着することができる。
【００１９】
本発明の塗布装置において好ましくは、吐出口の内径は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００２０】
吐出口の内径を０．２ｍｍ以上とすることにより、粘性材料に含まれる銀などの粒子が吐出口に詰まることが抑止され、一定量の粘性材料を被塗布物に安定して塗布することができる。また、吐出口の内径を０．５ｍｍ以下とすることにより、被塗布物上に一辺が０．２ｍｍ程度のチップを接着する際、粘性材料にチップが埋まらない程度の塗布面積で、粘性材料を被塗布物に塗布することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態における塗布装置を概略的に示す側面図である。
【００２３】
図１を参照して、本実施の形態における塗布装置１０は、シリンジ１（容器）と、スライド板８（駆動部）と、固定台７（保持部）とを主に備えている。シリンジ１にはダイボンドペースト（粘性材料）が充填されている。シリンジ１は、固定治具１３によりスライド板８に固定されていて、スライド板８は固定台７に設置されている。これにより、シリンジ１は固定台７に保持されている。シリンジ１の上部は、チューブ３を介して図示しないディスペンサに接続されている。シリンジ１の下部にはニードル２が取り付けられている。
【００２４】
図２（ａ）は、本発明の一実施の形態におけるニードル２の拡大側面図であり、図２（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるニードル２の拡大平面図である。
【００２５】
図２（ａ）、（ｂ）を参照して、ニードル２の先端には、ダイボンドペースト６を吐出するための吐出口２ａが開口されている。ニードル２の内径（吐出口２ａの口径）ｄは、たとえば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、ニードル２の外径Ｄは、たとえば０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である。
【００２６】
図１を参照して、シリンジ１の図中下方にはｘ軸ステージ１１が配置されていて、その上にｙ軸ステージ１２が配置されていて、その上に基板５が固定されている。基板５の塗布面５ａにはダイボンドペースト６が塗布されている。ｘ軸ステージ１１は基板５のｘ軸方向（紙面に垂直な方向）の位置を調節可能であり、ｙ軸ステージ１２は基板５のｙ軸方向（図中左右方向）の位置を調節可能である。
【００２７】
ここで、ダイボンドペースト６を基板５に塗布する際に、ニードル２の吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが非平行となるように、シリンジ１は固定台７に保持されている。
【００２８】
具体的には、ニードル２の吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが非平行となるように、予め角度θだけ傾いた状態でシリンジ１が固定台７に保持されている。角度θは０度より大きく９０度未満であり、好ましくは１５度以上４５度以下とされる。また、スライド板８は図中上下方向に移動可能となっており、これにより、シリンジ１と基板５とが接近可能となっている。したがって、シリンジ１が下降してダイボンドペースト６が基板５に塗布される際には、吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとは角度θだけ傾いている。角度θはたとえば１５度以上４５度以下とされている。
【００２９】
続いて、本実施の形態における塗布装置の動作について説明する。
ダイボンドペースト６が充填されたシリンジ１が、任意の角度θだけ傾けた状態でスライド板８に固定される。次に、基板５がｙ軸ステージ１１上に固定され、所定の位置にダイボンドペースト６が塗布されるように、ｘ軸ステージ１１およびｙ軸ステージ１２を移動することにより基板５の位置が調節される。次に、スライド板８を図中下方向に移動することによりシリンジ１が下降される。シリンジ１が下降しているときに、ディスペンサからチューブ３を介してシリンジ１内に空気が送り込まれる。これにより、シリンジ１内は加圧され、一定量のダイボンドペースト６がニードル２の先端の吐出口２ａから吐出する。ニードル２から吐出したダイボンドペースト６は、シリンジ１が最も下降した位置で基板５の塗布面５ａに塗布される。このとき、ニードル２の吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが角度θだけ傾いている。ダイボンドペースト６を基板５に塗布した後、スライド板８とともにシリンジ１は上昇され、もとの位置に戻される。その後、塗布面５ａに半導体チップが接着され、ダイボンドペースト６が加熱により硬化される。そして、たとえば、半導体チップとの基板５上の半導体チップとの接続部とがワイヤボンドによって接続される。
【００３０】
次に、従来の塗布装置におけるダイボンドペーストの塗布状態と、本実施の形態の塗布装置におけるダイボンドペーストの塗布状態とを比較して説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、本発明の一実施の形態におけるニードルと基板とを模式的に示す側面図である。
【００３２】
図３（ａ）を参照して、ダイボンドペースト６がニードル２の先端部分に付着している。口径ｄの吐出口２ａから吐出されたダイボンドペースト６は表面張力により広がる。その結果、ニードル２の外径Ｄと同じ径を有する円の平面形状となってニードル２の先端部分に付着している。この状態でニードル２が下降してダイボンドペースト６と基板５とが接触する。このとき、吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが角度θだけ傾いているので、ニードル２の先端に付着しているダイボンドペースト６の一部（図３（ａ）中右部）のみが基板５の塗布面５ａと接触する。その結果、ダイボンドペースト６の塗布面積を小さくすることができる。
【００３３】
図３（ｂ）は、従来のニードルと基板とを模式的に示す側面図である。
図３（ｂ）を参照して、図３（ａ）と同様にダイボンドペースト５６がニードル５２の外径Ｄと同じ径を有する円の平面形状となってニードル５２の先端部分に付着している。従来の塗布装置５０（図５）においては、吐出口５２ａの開口面と基板５５の塗布面５５ａとは平行（θ＝０）であるので、ニードル５２の先端に付着しているダイボンドペースト５６の全体が基板５５の塗布面５５ａと接触する。その結果、ダイボンドペースト５６の塗布面積が大きくなる。
【００３４】
図４（ａ）は、本発明の一実施の形態におけるダイボンドペーストの塗布状態を模式的に示す平面図である。図４（ｂ）は、従来のダイボンドペーストの塗布状態を模式的に示す平面図である。
【００３５】
図４（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態における塗布装置によって基板５の塗布面５ａに塗布されたダイボンドペースト６は、楕円の平面形状を有している。吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとのなす角度θが大きくなるほど、楕円の長軸ｅが長く伸びた形状となり、塗布面積が一層小さくなる。一方、従来の塗布装置によって基板５５の塗布面５５ａに塗布されたダイボンドペースト５６は、円の平面形状を有している。本実施の形態におけるダイボンドペースト６の塗布面積の方が、従来のダイボンドペーストの塗布面積よりも小さくなっている。
【００３６】
本実施の形態における塗布装置１０および塗布方法によれば、ダイボンドペースト６を基板５に塗布する際に、吐出口２ａから吐出されたダイボンドペースト６と基板５との接触面積が、吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが平行である場合よりも小さくなる。したがって、基板５に塗布するダイボンドペースト６の塗布面積が小さくなる。また、ダイボンドペースト６はシリンジ１内に充填されているので、ダイボンドペースト６が空気に触れにくく、ダイボンドペースト６の粘度が変化しにくい。したがって、一定量のダイボンドペースト６を基板５に塗布可能である。
【００３７】
本実施の形態においては、吐出口２ａの開口面と塗布面５ａとのなす角の角度θは１５度以上４５度以下である。
【００３８】
本実施の形態の塗布方法においては、基板５に塗布する工程は、吐出口２ａの開口面と塗布面５ａとのなす角の角度θが１５度以上４５度以下となっている状態で行なわれる。
【００３９】
吐出口２ａの開口面と塗布面５ａとのなす角の角度θを１５度以上とすることにより、吐出口２ａの開口面と基板５の塗布面５ａとが平行である場合と比較して、ダイボンドペースト６の塗布面積を十分に小さくすることができる。また、吐出口２ａの開口面と塗布面５ａとのなす角の角度θを４５度以下とすることにより、基板５に塗布されたダイボンドペースト６の平面形状が円形に近い形状となるので、基板５に塗布されたダイボンドペースト６の量（厚さ）が均一になる。したがって、基板５にたとえば半導体チップを接着する際、半導体チップに対して均一にダイボンドペースト６が付着するので、基板５と半導体チップとを強固に接着することができる。
【００４０】
本実施の形態において好ましくは、吐出口２ａの内径ｄは０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００４１】
吐出口２ａの内径ｄを０．２ｍｍ以上とすることにより、ダイボンドペースト６に含まれる銀などの粒子が吐出口２ａに詰まることが抑止され、一定量のダイボンドペースト６を基板５に一層安定して塗布することができる。また、吐出口２ａの内径ｄを０．５ｍｍ以下とすることにより、一辺が０．２ｍｍ程度の半導体チップなどを接着する際、ダイボンドペースト６に半導体チップが埋まらない程度の塗布面積で、ダイボンドペースト６を基板５に塗布することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては粘性材料としてダイボンドペーストが用いられる場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、粘性材料全般を塗布する塗布装置に適用可能である。また、ダイボンドペーストとしては、導電性のダイボンドペーストであってもよいし、非導電性のダイボンドペーストであってもよい。
【００４３】
本実施の形態においては、シリンジ１が下降しているときにダイボンドペースト６がニードル２の先端から吐出される場合について示したが、シリンジ１が最も下降した位置にあるときにダイボンドペースト６がニードル２の先端から吐出されてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態においては、スライド板８によりシリンジ１と基板５とが接近可能となっているが、シリンジ１と基板５とが接近する際にシリンジ１と基板５とが接触してもよい。
【００４５】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の塗布装置によれば、粘性材料を被塗布物に塗布する際に、吐出口から吐出された粘性材料と被塗布物との接触面積が、吐出口の開口面と被塗布物の塗布面とが平行である場合よりも小さくなる。したがって、被塗布物に塗布する粘性材料の塗布面積が小さくなる。また、粘性材料は容器内に充填されているので、粘性材料が空気に触れにくく、粘性材料の粘度が変化しにくい。したがって、一定量の粘性材料を被塗布物に塗布可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における塗布装置を概略的に示す側面図である。
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態におけるニードル２の拡大側面図である。（ｂ）本発明の一実施の形態におけるニードル２の拡大平面図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態におけるニードルと基板とを模式的に示す側面図である。（ｂ）従来のニードルと基板とを模式的に示す側面図である。
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態におけるダイボンドペーストの塗布状態を模式的に示す平面図である。（ｂ）従来のダイボンドペーストの塗布状態を模式的に示す平面図である。
【図５】従来のディスペンサを備えたダイボンドペーストの塗布装置を概略的に示す側面図である。
【図６】従来の転写ニードルを備えたダイボンドペーストの塗布装置を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
１，５１  シリンジ、２，５２  ニードル、２ａ，５２ａ  吐出口、３，５３チューブ、５，５５，６５  基板、５ａ，５５ａ，６５ａ  塗布面、６，５６，６６  ダイボンドペースト、７，５７  固定台、８，５８  スライド板、１０，５０，６０  塗布装置、１１  ｘ軸ステージ、１２  ｙ軸ステージ、１３  固定治具、５４  ディスペンサ、６１  転写ニードル、６３  治具、６４  スキージ、６７  溝、６８  回転軸。
【図１】
2005013841.tif 000003
【図２】
2005013841.tif 000004
【図３】
2005013841.tif 000005
【図４】
2005013841.tif 000006
【図５】
2005013841.tif 000007
【図６】
2005013841.tif 000008