(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジ内に収容されたペーストを塗布対象物に塗布するペースト塗布装置であって、
略円筒形状の前記シリンジの軸線と同軸位置に軸線を合わせて配置され、前記シリンジの下端部に設けられたペースト送給口が着脱自在に接続される回転部材と、
前記回転部材を前記軸線廻りに回転自在に保持し、この回転部材の下部に設けられた吐出ネジ部が嵌合する吐出空間が形成され、前記吐出ネジ部を前記吐出空間内で前記軸線廻りに回転させることにより前記ペーストを圧送するためのポンプ機構を形成するケーシング部と、前記ケーシング部の端部に前記吐出空間と連通して設けられた吐出口と、
前記回転部材を軸方向に貫通し、前記ペースト送給口と前記吐出ネジ部に開孔して設けられたペースト導出孔を連通させて形成され、前記シリンジから前記ポンプ機構にペーストを送給するためのペースト送給路と、
前記シリンジの内部にこのシリンジの軸線廻りの回転を許容する状態で空圧を供給することにより、前記シリンジ内のペーストを前記ペースト送給路を介して前記ポンプ機構に送給する空圧供給手段と、
前記回転部材を前記ケーシング部に対して所定方向に相対回転させることにより、前記ポンプ機構を作動させて前記送給されたペーストを前記吐出口から吐出させる吐出用回転駆動機構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】
前記ケーシング部には複数の前記吐出口が設けられており、前記軸線廻りに回転自在に設けられた前記ケーシング部を回転させることにより、前記複数の吐出口の配列における方向基準線を所望の回転位置に位置決めするケーシング部回転駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンジ内に貯留されたペーストを吐出させて塗布対象物に塗布するペースト塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造のダイボンディング工程では、リードフレームなどの基板に半導体チップを接着するためのペーストが塗布される。従来よりこのペースト塗布はディスペンサによってペーストを吐出することによって行われ、ディスペンサとして、シリンジ内に貯留されたペーストを空圧によって押し出し、ペースト吐出ネジによって吐出口から吐出させる構成のものが知られている（特許文献１の図９参照）。この特許文献に示す先行技術においては、ペースト吐出ネジを用いたポンプ機構を備えた吐出ユニットと並列にシリンジを配列し、シリンジから吐出ユニットに可撓性チューブを介してペーストを供給するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１１７４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで塗布対象のチップによってはペーストの塗布点が同一チップに複数設定されており、このような塗布対象には、複数の塗布点に一括して塗布が行えるよう、複数の吐出口が設けられた塗布ノズルを用いる場合がある。この場合には、塗布ノズルの吐出口配置は点対称とはならず方向性を有する配置となるため、基板における塗布対象のチップの方向に合わせて、塗布ノズルを回転させる必要がある。このような場合、特許文献に示すような先行技術においては、ペーストを供給するためのチューブも吐出ユニットと一体に回転する。このため、装置稼動時間の経過に伴ってチューブには回転に伴う屈曲が反復して作用し、チューブの材質が次第に劣化する。そしてこの劣化により、予期しないタイミングにてチューブが破損してペーストの漏洩など、装置停止を必要とする不具合が生じる場合があった。このように、従来のペースト塗布装置には、シリンジを吐出ユニットと並列に配置していることに起因して、ペースト塗布装置の専有スペースが増大するというレイアウト上の難点とともに、シリンジを接続するチューブの劣化に起因する上述の問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、シリンジの配置に起因する専有スペースの増加やチューブの劣化の課題を解決することができるペースト塗布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】
【０００５】
本発明のペースト塗布装置は、シリンジ内に収容されたペーストを塗布対象物に塗布するペースト塗布装置であって、略円筒形状の前記シリンジの軸線と同軸位置に軸線を合わせて配置され、前記シリンジの下端部に設けられたペースト送給口が着脱自在に接続される回転部材と、前記回転部材を前記軸線廻りに回転自在に保持し、この回転部材の下部に設けられた吐出ネジ部が嵌合する吐出空間が形成され、前記吐出ネジ部を前記吐出空間内で前記軸線廻りに回転させることにより前記ペーストを圧送するためのポンプ機構を形成するケーシング部と、前記ケーシング部の端部に前記吐出空間と連通して設けられた吐出口と、前記回転部材を軸方向に貫通し、前記ペースト送給口と前記吐出ネジ部に開孔して設けられたペースト導出孔を連通させて形成され、前記シリンジから前記ポンプ機構にペーストを送給するためのペースト送給路と、前記シリンジの内部にこのシリンジの軸線廻りの回転を許容する状態で空圧を供給することにより、前記シリンジ内のペーストを前記ペースト送給路を介して前記ポンプ機構に送給する空圧供給手段と、前記回転部材を前記
ケーシング部に対して所定方向に相対回転させることにより、前記ポンプ機構を作動させて前記送給されたペーストを前記吐出口から吐出させる吐出用回転駆動機構とを備えた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、シリンジ内に収容されたペーストを塗布対象物に塗布するペースト塗布装置において、回転部材の下部に設けられた吐出ネジ部をケーシング部に設けられた吐出空間内で軸線廻りに回転させることによりペーストを圧送するポンプ機構を形成し、ケーシング部の端部に吐出空間と連通する吐出口を設け、回転部材と同軸にシリンジを配置して着脱自在に接続する構成を採用することにより、シリンジの配置に起因する専有スペースの増加やチューブの劣化の課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置のポンプ機構の説明図、図５、図６は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置におけるペースト塗布動作の説明図である。
【０００８】
まず図１を参照してダイボンディング装置の構造を説明する。図１においてチップ供給部１にはウェハシート２が保持テーブル（図示省略）によって保持されている。ウェハシート２には複数の半導体チップ３が格子配列で貼着されている。チップ供給部１の側方には搬送路５が配設されており、搬送路５はリードフレーム６を搬送しペースト塗布位置およびボンディング位置にリードフレーム６を位置決めする。チップ供給部１の上方にはボンディングヘッド４が配設されており、ボンディングヘッド４は、ヘッド移動機構（図示省略）により水平移動および上下動する。
【０００９】
搬送路５の側方にはペースト塗布部９が配設されている。ペースト塗布部９は、移動テーブル１０に、略円筒形状の容器であるシリンジ１６内のペースト７を吐出して塗布する機能を有するペースト塗布ユニット１５を装着して構成されている。移動テーブル１０は、Ｙ軸テーブル１１上にＸ軸テーブル１２を段積みし、さらにその上にＬ型ブラケット１３を介してＺ軸テーブル１４を垂直方向に結合して構成されている。Ｙ軸テーブル１１、Ｘ軸テーブル１２、Ｚ軸テーブル１４は、それぞれＹ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えている。Ｘ軸モータ１２ａ、Ｙ軸モータ１１ａおよびＺ軸モータ１４ａを駆動することによりペースト塗布ユニット１５はリードフレーム６上で水平方向および上下方向に移動する。
【００１０】
ペースト塗布ユニット１５に装着されたシリンジ１６の内部には、半導体チップ３をリードフレーム６に接着するペースト７が貯溜されている。シリンジ１６内のペースト７はチューブ１９から供給される空圧によって送給され、さらにペースト塗布ユニット１５に備えられたポンプ機構１８（図２参照）によってペースト７は下端部に設けられた塗布ノズル１７から吐出される。リードフレーム６上面の半導体チップ３がボンディングされるチップボンディング部位６ａは、ペーストが塗布される塗布エリア６ａであり、塗布ノズル１７の吐出口を塗布エリア６ａ内に位置させ、塗布ノズル１７からペースト７を吐出させながらペースト塗布ユニット１５を移動させることにより、リードフレーム６の表面のチップ搭載位置に設定された塗布エリア６ａ内には所定の塗布パターンでペースト７が塗布される。ペースト塗布後、リードフレーム６は搬送路５上をボンディング位置８に送られ、位置決めされる。そして塗布エリア６ａ内に塗布されたペースト７上に、ボンディングヘッド４のノズル４ａによってチップ供給部１からピックアップされたチップ３がボンディングされる。
【００１１】
次に図２、図３、図４を参照して、ペースト塗布ユニット１５の構造を説明する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図２におけるＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面を示している。ペースト塗布ユニット１５は、シリンジ１６内に収容されたペーストを塗布対象物であるリードフレーム６に塗布するペースト塗布装置となっている。図２において、垂直に配設されたＺ軸テーブル１４の側面には昇降部材２０が装着されている、昇降部材２０の上部および下部には、保持ブロック２１およびモータブラケット２２がＹ方向に延出して設けられている。モータブラケット２２には、モータ２３Ａ、２３Ｂが垂直姿勢で配設されており、モータ２３Ａ、２３Ｂは、制御部４１によって回転制御される。
【００１２】
図３（ａ）に示すように、モータ２３Ａ、２３Ｂは、シリンジ１６の中心線（矢印ｂ）に関して対称位置に配置されている。カップリング２４を介してモータ２３Ａ、２３Ｂにそれぞれ連結された駆動シャフト２５Ａ、２５Ｂの下端部には、駆動ギア２６Ａ、２６Ｂが結合されている。駆動ギア２６Ａ、２６Ｂは、それぞれ従動ギア２７Ａ、２７Ｂと噛合している。
【００１３】
保持ブロック２１には、略円筒形状のケーシング部３１がベアリング３０を介して垂直姿勢で軸支されている。ケーシング部３１の内部には垂直な軸線ＡＺに沿って嵌合孔３１ａが形成されており、ケーシング部３１の下端部には、ペースト吐出のための吐出口１７ａ（図４（ｂ）参照）が形成された塗布ノズル１７が突出して設けられている。嵌合孔３１ａには、中心軸に沿って内部孔３２ａが形成された回転部材３２が嵌合しており、回転部材３２はケーシング部３１に嵌着されたベアリング３５を介して垂直姿勢で軸支されて、ケーシング部３１に対して回転自在となっている。
【００１４】
回転部材３２の上端部には円板形状のシリンジ装着板３３が結合されており、シリンジ装着板３３にはシリンジ１６の下端部に設けられた装着部１６ｂが着脱自在に装着される。シリンジ装着板３３の上面には外周に雄ねじ部が形成された、装着雄ねじ部３３ａが上方に突出して設けられており、装着部１６ｂには装着雄ねじ部３３ａと螺合する雌ねじ部が形成された装着雌ねじ部１６ｄが設けられている。装着雌ねじ部１６ｄを装着雄ねじ部３３ａに螺合させて締結したシリンジ装着状態では、シリンジ１６は垂直な軸線ＡＺを回転部材３２の軸線ＡＺと一致させた同軸位置にある。
【００１５】
このシリンジ装着状態において、装着雌ねじ部１６ｄ内に下方に突出して設けられたペースト送給突部１６ｃは、シリンジ装着板３３を貫通して設けられた嵌合孔３３ｂ内に嵌合する。ペースト送給突部１６ｃにはシリンジ１６内部と連通するペースト送給口１６ｅが設けられており、シリンジ１６の内部はペースト送給口１６ｅを介して内部孔３２ａと連通する。上記構成において、回転部材３２は、略円筒形状のシリンジ１６の軸線ＡＺと同軸位置に軸線を合わせて配置され、シリンジ１６の下端部に設けられたペースト送給口１６ｅが着脱自在に接続されるようになっている。そしてケーシング部３１は、回転部材３２をベアリング３５を介して軸線ＡＺ廻りに回転自在に保持する。
【００１６】
シリンジ１６の上端部には側方に延出したフランジ部１６ａが設けられており、フランジ部１６ａにはシリンジ１６の上面の開口を閉塞するための蓋部材３７が装着されている。蓋部材３７に設けられたエア供給孔３７ａには、回転継手３９を介してチューブ１９（図１も参照）が接続されており、さらにチューブ１９はエア供給源３８に接続されている。エア供給源３８を作動させることにより、チューブ１９、エア供給孔３７ａを介してシリンジ１６の内部に空圧が供給される。空圧の供給は、空圧制御弁を制御部４１によって制御する形態の空圧制御部（図示省略）によってオン・オフおよび強弱が制御される。
【００１７】
シリンジ１６の内部にはピストン４０が装着されており、供給された空圧によってピストン４０には下方に押し下げる力（矢印ａ）が作用する。この押し下げ力によって、シリ
ンジ１６内に貯留されたペースト７は下方に押し下げられ、ペースト送給口１６ｅを介して回転部材３２の内部孔３２ａ内に送給される。エア供給源３８、チューブ１９は、シリンジ１６の内部にこのシリンジ１６の軸線ＡＺ廻りの回転を許容する状態で空圧を供給することにより、シリンジ１６内のペースト７をペースト送給路である内部孔３２ａを介してポンプ機構１８に送給する空圧供給手段を構成する。
【００１８】
シリンジ装着板３３は結合部材３４を介して従動ギア２７Ｂに結合されている。従動ギア２７Ｂはベアリング３６を介してケーシング部３１の外周に嵌着されて、ケーシング部３１に対して回転自在に軸支されている。図３（ｂ）に示すように、従動ギア２７Ｂは駆動ギア２６Ｂと噛合しており、モータ２３Ｂを駆動して、駆動シャフト２５Ｂを介して駆動ギア２６Ｂを回転（矢印ｃ）させることにより従動ギア２７Ｂが回転し、この回転は結合部材３４、シリンジ装着板３３を介して、回転部材３２に伝達される（矢印ｄ）。そして回転部材３２が回転することにより、以下に説明するポンプ機構１８によってペースト７が吐出される。ケーシング部３１の外周には、従動ギア２７Ａが結合されている。従動ギア２７Ａは駆動ギア２６Ａと噛合しており、モータ２３Ａを駆動して、駆動シャフト２５Ａを介して駆動ギア２６Ａを回転（矢印ｅ）させることにより従動ギア２７Ａが回転し、これによりケーシング部３１が回転する（矢印ｆ）。
【００１９】
図４を参照して、ポンプ機構１８について説明する。図４（ａ）に示すように、回転部材３２の下部には、ペースト７を軸方向下方に移送するスクリュー溝が形成された吐出ねじ部３２ｂが設けられており、吐出ねじ部３２ｂは嵌合孔３１ａの下部の吐出空間３１ｂに嵌合する。吐出ねじ部３２ｂには内部孔３２ａの下端部と連通したペースト導出孔３２ｃが開孔している。したがって、シリンジ１６から内部孔３２ａを介して送られたペースト７は、吐出空間３１ｂ内に送給される。
【００２０】
モータ２３Ｂを駆動して回転部材３２を回転させ、吐出ねじ部３２ｂを吐出空間３１ｂ内でペースト送り方向（図４に示す矢印方向）に回転させることにより、ペースト導出孔３２ｃから吐出空間３１ｂ内に送給されたペースト７は、吐出ねじ部３２ｂの回転により軸方向下方に圧送される。吐出空間３１ｂが設けられたケーシング部３１および吐出ねじ部３２ｂが設けられた回転部材３２は、吐出ねじ部３２ｂを吐出空間３１ｂ内で軸線ＡＺ廻りに回転させることによりペースト７を圧送するポンプ機構１８を形成する。
【００２１】
ポンプ機構１８によって圧送されたペースト７は、吐出口１７ａから吐出される。吐出口１７ａは、ケーシング部３１の端部に吐出空間３１ｂと連通して設けられている。上記構成において、内部孔３２ａは、回転部材３２を軸方向に貫通し、ペースト送給口１６ｅと吐出ねじ部３２ｂに開孔して設けられたペースト導出孔３２ｃを連通させて形成され、シリンジ１６からポンプ機構１８にペーストを送給するためのペースト送給路となっている。そしてモータ２３Ｂ、駆動ギア２６Ｂ、従動ギア２７Ｂは、回転部材３２をケーシング部３１に対して所定方向に相対回転させることにより、ポンプ機構１８を作動させて送給されたペースト７を吐出口１７ａから吐出させる吐出用回転駆動機構を構成する。
【００２２】
図４（ｂ）のＤ矢視に示すように、塗布ノズル１７には複数（ここでは２つ）の吐出口１７ａが設けられており、これにより、塗布ノズル１７からペースト７を吐出させてリードフレーム６の塗布エリア６ａに塗布するペースト塗布動作において、複数の塗布点に同時にペースト７を塗布することが可能となっている。塗布ノズル１７には、複数の吐出口１７ａの配列における方向基準線（矢印ｇ）が設定されており、ここでは２つの吐出口１７ａを結ぶ方向が方向基準線と合致している。ペースト塗布動作においては、リードフレーム６の塗布エリア６ａにおける所定の方向にこの方向基準線を合わせる方向合わせ動作を行う。
【００２３】
すなわち制御部４１によってモータ２３Ａを制御して、図５（ａ）に示すように、ケーシング部３１を回転駆動することにより、吐出口１７ａの方向基準線を塗布対象の塗布エリア６ａにおける塗布方向に合わせる。図５（ｂ）、（ｃ）は、図４（ｂ）に示す方向基準線（矢印ｇ）を塗布エリア６ａにおける塗布方向に合わせて、吐出口１７ａからペースト７を吐出させて塗布エリア６ａに塗布した例を示している。上記構成において、モータ２３Ａ、駆動ギア２６Ａ、従動ギア２７Ａは、軸線ＡＺ廻りに回転自在に設けられたケーシング部３１を回転させることにより、複数の吐出口１７ａの配列における方向基準線を所望の回転位置に位置決めするケーシング部回転駆動機構を構成する。
【００２４】
なおモータ２３Ａを駆動してケーシング部３１を回転させる際には、制御部４１によってモータ２３Ａ、２３Ｂを制御することにより、モータ２３Ａ、２３Ｂを同時に駆動して、回転部材３２をケーシング部３１と同期して回転させ、回転部材３２がケーシング部３１に対して相対回転しないようにする。これにより、ケーシング部３１の回転動作においてペースト７が不必要に吐出されることを防止することができる。
【００２５】
前述のペースト塗布動作においてポンプ機構１８を作動させる際や、吐出口１７ａの方向合わせのためのケーシング部回転動作においては、シリンジ１６も一体に回転する（図６に示す矢印参照）。このとき図６に示すように、シリンジ１６内に空圧を供給するチューブ１９は回転継手３９を介して接続されていることから、シリンジ１６の回転時においてもチューブ１９は固定状態にある。したがってシリンジを吐出ユニットと並列に配置していた従来技術において発生していたチューブの屈曲の問題が生じない。すなわちチューブ１９にはシリンジ１６の回転に伴う屈曲が作用せず、従ってチューブ１９の材質が劣化することがなく、この劣化により、予期しないタイミングにてチューブが破損してペーストの漏洩など、装置停止を必要とする不具合が生じることがない。またポンプ機構１８とシリンジ１６とを同軸に配置していることから、ペースト塗布装置の専有スペースを減少させることが可能となっている。
【００２６】
さらに上記構成において、制御部４１によってモータ２３Ａ、２３Ｂを制御することにより、シリンジ１６を任意の回転動作パターンによって回転させることができる。すなわちポンプ機構１８を機能させることなく、シリンジ１６のみを回転させることが可能となっており、このシリンジ１６の回転により、内部に貯留されたペースト７を、粘性によってシリンジ１６の回転に伴って回転方向に流動させることができる。このペースト７の連れ廻りにおいてシリンジ１６の回転動作のパターン、すなわち回転方向の反転や加減速を組み合わせることにより、ペースト７の塗布のための吐出に先立って、シリンジ１６内のペースト７の粘度の調整を目的とする撹拌・混練り動作を、各種のパターンで行わせることが可能となっている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のペースト塗布装置は、吐出ユニットとシリンジの配置に起因する問題を排除するとともに、専有スペースを削減することができるという効果を有し、ダイボンディング用のペースト塗布など、電子機器製造分野における接合用のペースト塗布分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置のポンプ機構の説明図
【図５】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置におけるペースト塗布動作の説明図
【図６】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置におけるペースト塗布動作の説明図
【符号の説明】
【００２９】
３  半導体チップ
６  リードフレーム
６ａ  塗布エリア
７  ペースト
９  ペースト塗布部
１０  移動テーブル
１５  ペースト塗布ユニット
１６  シリンジ
１６ｅ  ペースト送給口
１７  塗布ノズル
１７ａ  吐出口
１８  ポンプ機構
１９  チューブ
２３Ａ，２３Ｂ  モータ
２６Ａ，２６Ｂ  駆動ギア
２７Ａ，２７Ｂ  従動ギア
３１  ケーシング部
３１ｂ  吐出空間
３２  回転部材
３２ａ  内部孔
３２ｂ  吐出ねじ部
３２ｃ  ペースト導出孔
３９  回転継手
【図１】
0005082813.tif 000002
【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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