JP4626654B2 - Substrate heating apparatus and substrate heating method - Google Patents
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Description
本発明は、基板を加熱する基板加熱装置および基板加熱方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate heating apparatus and a substrate heating method for heating a substrate.
基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装分野では、基板を加熱するための基板加熱装置が用いられる。この基板加熱において、対象となる基板の状態や作業内容によっては、基板を直接ヒートブロックなどの加熱機構に接触させることが好ましくない場合がある。このような場合には、基板を非接触で加熱することが可能なエア式の加熱装置が多用される(例えば特許文献1,2参照)。
In a component mounting field in which electronic components are mounted on a substrate to manufacture a mounting substrate, a substrate heating device for heating the substrate is used. In this substrate heating, it may not be preferable to directly contact the substrate with a heating mechanism such as a heat block depending on the state of the target substrate and the work contents. In such a case, an air-type heating device capable of heating the substrate in a non-contact manner is often used (see, for example,
特許文献1は半田接合のリフロー工程で用いられる加熱装置の例であり、サージタンク内に加熱されたエアを溜めておき、基板の半田接合部分のみに熱風を局所的に吹き付けるようにしたものである。また特許文献2に示す例においては、実装基板の部品交換時に基板表面の残留半田を除去することを目的として、半田除去位置に裏面側から熱風を吹き付けるようにしている。いずれの場合においても、加熱必要部分に局所的に熱風を吹き付けることにより、加熱対象部位を急速に加熱することができるという利点がある。
しかしながら、上述の特許文献に示す例はいずれも加熱対象部位を急速に昇温させることはできるものの、定常加熱時に加熱温度を目標温度に維持することはできず、適用対象が限定されていた。例えば、半導体素子を実装した後の基板に半導体素子と基板との間を樹脂封止するアンダーフィル樹脂を塗布する樹脂塗布工程においては、基板の加熱温度を適正温度に保つ必要がある。加熱温度が適正でないとアンダーフィル樹脂の粘度が適正に保たれず、アンダーフィル樹脂が封止隙間内に良好に進入しない封止不良を招くからである。そしてこのような加熱温度のばらつき防止が求められる場合には、従来は加熱媒体となるエアを温度調節の対象とした温調機能を必要としており、加熱装置の構成が複雑となって高コスト化することが避け難かった。このため、簡便な構成で急速加熱と定常加熱時の安定した温度制御を可能とする基板加熱装置が望まれていた。 However, although all the examples shown in the above-mentioned patent documents can raise the temperature of the heating target portion rapidly, the heating temperature cannot be maintained at the target temperature during the steady heating, and the application target is limited. For example, in a resin application process in which an underfill resin for resin-sealing between a semiconductor element and a substrate is applied to a substrate after mounting the semiconductor element, it is necessary to keep the heating temperature of the substrate at an appropriate temperature. This is because if the heating temperature is not appropriate, the viscosity of the underfill resin cannot be maintained properly, resulting in a sealing failure in which the underfill resin does not enter the sealing gap well. When it is required to prevent such variations in the heating temperature, conventionally, a temperature control function for adjusting the temperature of air, which is a heating medium, is required, and the configuration of the heating device is complicated and the cost is increased. It was hard to avoid. For this reason, there has been a demand for a substrate heating apparatus capable of stable temperature control during rapid heating and steady heating with a simple configuration.
そこで本発明は、簡便な構成で急速加熱と定常加熱時の安定した温度制御を可能とする基板加熱装置および基板加熱方法ならびに安定した温度に加熱した状態の基板に液状物質を塗布することができる液状物質の塗布装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can apply a liquid material to a substrate heated to a stable temperature and a substrate heating apparatus and substrate heating method that enable stable temperature control during rapid heating and steady heating with a simple configuration. An object of the present invention is to provide an apparatus for applying a liquid substance.
本発明の基板加熱装置は、下面に下方へ突出する複数の突出端子を備えた基板を加熱する基板加熱装置であって、前記基板の下面に向かって上方へ突出し、上面が前記基板の下面において複数の突出端子に囲まれた範囲の受熱面に対応した形状の加熱面となっている突出部を有し、一端が前記突出部の上面に開口した吹出し孔に連通し他端がガス供給部に連通するガス流路が形成された加熱ユニットと、前記ガス流路内を流れるガスを加熱するガス加熱手段と、前記ガス流路へのガスの流入をON/OFFする開閉バルブと、前記開閉バルブの開閉動作を制御することにより前記基板を目標温度に加熱するバルブ制御部と、前記加熱面と前記基板の下面とを接近・離隔させる昇降機構とを備え、前記吹出し孔から加熱されたガスを基板の下面へ吹き付けて基板を加熱するとともに前記加熱面からの輻射によって基板を加熱する。 The substrate heating apparatus of the present invention is a substrate heating apparatus for heating a substrate having a plurality of protruding terminals protruding downward on the lower surface, protruding upward toward the lower surface of the substrate, and the upper surface is on the lower surface of the substrate It has a projecting portion which is a heating surface having a shape corresponding to a heat receiving surface in a range surrounded by a plurality of projecting terminals, and one end communicates with a blowing hole opened on the upper surface of the projecting portion, and the other end is a gas supply unit. A heating unit having a gas flow path communicating therewith, a gas heating means for heating the gas flowing in the gas flow path, an open / close valve for turning on / off the gas flow into the gas flow path, and the open / close A gas heated by the blowout hole, comprising: a valve controller for heating the substrate to a target temperature by controlling a valve opening / closing operation; and an elevating mechanism for moving the heating surface and the lower surface of the substrate closer to or away from each other. The bottom of the board Spraying the substrate is heated by radiation from the heating surface while heating the substrate.
本発明の基板加熱方法は、基板の下面に向かって上方へ突出し、上面が前記基板の下面において複数の突出端子に囲まれた範囲の受熱面に対応した形状の加熱面となっている突出部を有し、一端が前記突出部の上面に開口した吹出し孔に連通し他端がガス供給部に連通するガス流路が形成された加熱ユニットと、前記ガス流路内を流れるガスを加熱するガス加熱手段と、前記ガス流路へのガスの流入をON/OFFする開閉バルブとを備え、前記吹出し孔から加熱されたガスを基板の下面へ吹き付けて基板を加熱するとともに前記加熱面からの輻射によって基板を加熱する基板加熱装置における基板加熱方法であって、前記受熱面と前記加熱面とを接近させた状態で前記開閉バルブを開いてガスの流入をONにした状態を維持することにより前記基板の温度を目標温度まで加熱する初期加熱工程と、前記開閉バルブの開閉動作を反復することにより前記基板の温度を目標温度付近に維持する定常加熱工程とを含む。 In the substrate heating method of the present invention, the protruding portion protrudes upward toward the lower surface of the substrate, and the upper surface is a heating surface having a shape corresponding to the heat receiving surface in the range surrounded by the plurality of protruding terminals on the lower surface of the substrate. A heating unit in which one end communicates with a blow-out hole opened on the upper surface of the projecting portion and the other end communicates with a gas supply unit, and heats the gas flowing in the gas passage A gas heating means, and an open / close valve for turning on / off the gas flow into the gas flow path, and heats the substrate by spraying the gas heated from the blowout hole to the lower surface of the substrate and from the heating surface. A substrate heating method in a substrate heating apparatus for heating a substrate by radiation, wherein the on-off valve is opened with the heat receiving surface and the heating surface being brought close to each other to maintain a gas inflow state. Serial includes an initial heating step of heating the temperature of the substrate to the target temperature, and a steady heating process to maintain the temperature of the substrate in the vicinity of the target temperature by repeating the opening and closing operation of the opening and closing valve.
本発明によれば、基板の下面に向かって上方へ突出して設けられ上面に基板の下面において複数の突出端子に囲まれた範囲の受熱面に対応した形状の加熱面を有する突出部から加熱したガスを吹き付けて基板を加熱する方式において、ガス流路へのガスの流入をON/OFFする開閉バルブの開閉動作を、バルブ制御部によって制御して基板を目標温度に加熱する構成を採用することにより、簡便な構成で急速加熱と定常加熱時の安定した温度制御が可能となる。 According to the present invention, heating is performed from a protrusion having a heating surface that protrudes upward toward the lower surface of the substrate and has a shape corresponding to the heat receiving surface in the range surrounded by the plurality of protruding terminals on the lower surface of the substrate. In a system in which gas is blown to heat the substrate, a configuration is adopted in which the valve control unit controls the opening / closing operation of the opening / closing valve that turns on / off the gas flow into the gas flow path to heat the substrate to the target temperature. Therefore, stable temperature control at the time of rapid heating and steady heating is possible with a simple configuration.
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液状物質の塗布装置の斜視図、図2は本発明の一実施の形態の液状物質の塗布装置における基板搬送に用いられるキャリアの斜視図、図3は本発明の一実施の形態の基板加熱装置の斜視図、図4、図5は本発明の一実施の形態の基板加熱装置の加熱ユニットの構造説明図、図6は本発明の一実施の形態の基板加熱装置の動作説明図、図7は本発明の一実施の形態の液状物質の塗布装置の制御系の構成を示すブロック図、図8は本発明の一実施の形態の基板加熱方法における加熱温度の温度変化を示すグラフ、図9は本発明の一実施の形態の基板加熱方法の動作フロー図、図10は本発明の一実施の形態の液状物質の塗布装置による塗布動作の説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a liquid material coating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a carrier used for substrate transport in the liquid material coating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of a substrate heating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory views of the structure of a heating unit of the substrate heating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the control system of the liquid material coating apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the substrate heating method according to one embodiment of the present invention. FIG. 9 is an operation flow diagram of a substrate heating method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of a coating operation performed by the liquid material coating apparatus according to an embodiment of the present invention. It is.
まず図1を参照して液状物質の塗布装置の構造を説明する。この液状物質の塗布装置は、下面に接続の突出端子であるピンを有し上面に電子部品が実装された基板に、液状物質であるアンダーフィル樹脂を塗布する用途に使用される。対象となる基板は、開口部が設けられたキャリアにこの開口部を塞ぐ状態で載置される。そしてアンダーフィル樹脂の塗布に先立って、基板を加熱されたガスを吹き付けることによって加熱する機能を有している。 First, the structure of the liquid material coating apparatus will be described with reference to FIG. This liquid material application apparatus is used for applying an underfill resin, which is a liquid material, to a substrate having a pin serving as a protruding terminal for connection on the lower surface and an electronic component mounted on the upper surface. The target board | substrate is mounted in the state which block | closes this opening part in the carrier provided with the opening part. Prior to application of the underfill resin, the substrate is heated by blowing heated gas.
図1において、液状物質の塗布装置1には、搬送機構2がX方向(キャリア搬送方向)に配設されている。搬送機構2は、搬送コンベア2bを備えた2本の搬送レール2aを平行に対向させた構造となっており、上流側(図1において左側)から搬入されたキャリア3を、搬送コンベア2bによって下流側に搬送する。キャリア3には上流側装置において複数の基板4が載置されている。搬送機構2によってキャリア3とともに搬送された基板4は、基板加熱装置5によって下面側から加熱される。そして加熱された基板4には、塗布機構7によってアンダーフィル樹脂が塗布される。
In FIG. 1, a liquid
塗布機構7の構成を説明する。Y軸テーブル7Yの下面側には移動ブロック8がY方向に往復動自在に配設されており、移動ブロック8にはタンク9およびX軸テーブル7Xが結合されている。X軸テーブル7Xには下端部にノズル10aが装着されたディスペンサ
10がX方向に水平往復動自在に装着されている。タンク9は基板4に塗布されるアンダーフィル樹脂を貯留してディスペンサ10に供給する機能を有している。タンク9内の容器からチューブ9aを介してディスペンサ10に供給されたアンダーフィル樹脂はノズル10aから下方へ吐出される。このとき、X軸テーブル7X、Y軸テーブル7Yを駆動してノズル10aを所定のパターンで移動させることにより、基板4にはアンダーフィール樹脂が塗布される。
The configuration of the
次に図2を参照して、キャリア3および基板4について説明する。キャリア3はステンレスなどの金属板の両端を折り曲げた構造となっており、基板4を載置するための複数の開口部3aが形成されている。基板4は下面に下方に突出する突出端子であるピン端子4cが設けられたPGA型パッケージであり、基板4の上面には、フリップチップなどの電子部品4aがバンプ4bを介して実装されている。アンダーフィル樹脂は、電子部品4aの下面と基板4の上面との間を樹脂封止するために塗布される。
Next, the
基板4をキャリア3に保持させる際には、ピン端子4cを開口部3aに上方から挿通させ、基板4の縁部を開口部3aの内周に設けられた段付形状の内縁部に載置する(図6も参照)。これにより基板4は、下面を開口部3aを介してキャリア3の下面側に露呈させた状態でキャリア3に保持される。
When holding the
次に図3、図4、図5を参照して、基板加熱装置5の構造を説明する。図3に示すように基板加熱装置5は、基板4を加熱する加熱ユニット11を加熱ユニット昇降機構5aによって昇降させる構成となっている。加熱ユニット11はヒータ16を内蔵したヒートブロックである下部ユニット13の上面に、プレート状の上部ユニット12を交換自在に装着した構造となっている。上部ユニット12の上面には、キャリア3における開口部3aの配置に対応して、基板4を加熱するための突出部14が上部ユニット12の上面から上方に突出して複数設けられている。
Next, the structure of the
上部ユニット12のコーナ部にはピン形状の押上ピン15が立設されている。加熱ユニット昇降機構5aによって加熱ユニット11を上昇させる際には、押上ピン15がキャリア3の下面に当接して押し上げ、これによりキャリア3はストッパ6(図1参照)の下面に押し付けられて、上下方向の位置が固定される。
A pin-shaped push-
図4(a)は、図3におけるA−A断面(X方向中心線断面)を示している。加熱ユニット11は、上部ユニット12と下部ユニット13とをそれぞれの合わせ面、すなわち上部ユニット12の下面12aと下部ユニット13の上面13aとを介して着脱自在に合体させた構成となっている。下部ユニット13のX方向中心線における両端部には、上下方向に貫通するガス孔20が設けられており、ガス孔20の下端部20aには、継手部材21を介してガス供給部24が接続されている。ガス供給部24は、基板4を加熱するための媒体となるガスを加熱ユニット11に供給する。ガスとしては通常のエアのほか、必要に応じて窒素ガスなどの不活性ガスを用いられる。
FIG. 4A shows an AA cross section (X direction center line cross section) in FIG. The
上部ユニット12の下面には、ガス孔20の位置に対応してX方向に流路溝22が設けられており、さらに流路溝22からY方向に分岐した流路溝22aが各突出部14の位置まで延出して設けられている。流路溝22aは、突出部14の内部に上下方向に設けられた複数の吹出し孔14bに連通しており、吹出し孔14bは突出部14の上面に開口している。
On the lower surface of the
以下に説明するように、突出部14の上面は、基板4の下面の受熱面に熱を伝達して加熱するための加熱面14aとなっている。ここで加熱面14aの形状は、下面にピン端子4cが設けられた基板4を対象とする場合にも、基板4の下面の受熱面に適正加熱間隔ま
で接近することができるような形状に設定されている。本実施の形態では、基板4の下面においてピン端子4cに囲まれた範囲が受熱面4d(図6(b)参照)となっており、加熱面14aの形状・サイズは、この受熱面4dに対応したものとなっている。
As will be described below, the upper surface of the
ガス供給部24から継手部材21を介してガス孔20内に供給されたガスは、流路溝22、22a、吹出し孔14bを経て加熱面14aから上方に吹き出す。このとき、ヒータ16を作動させて下部ユニット13を加熱することにより、ガス孔20、流路溝22、22a内を流れるガスが加熱されるとともに、上部ユニット12の本体を介して突出部14が加熱される。これにより、加熱面14aに開口した吹出し孔14bから加熱されたガスが上方に吹き出されるとともに、加熱面14aから輻射により熱が伝達される。
The gas supplied from the
上述の構成において、ガス孔20、流路溝22、22aは、加熱ユニット11に形成され一端が突出部14の上面に開口した吹出し孔14bに連通し、他端がガス供給部24に連通するガス流路となっている。そして本実施の形態においては、上部ユニット12と下部ユニット13の合わせ面(上部ユニット12の下面12a)に形成された流路溝22,22aが、このガス流路の一部を構成している。なお上部ユニット12の下面12aに流路溝を形成する替わりに、下部ユニット13の上面13aに流路溝22と同様の流路溝を形成するようにしてもよい。またヒータ16は、上述のガス流路内を流れるガスを加熱するガス加熱手段となっている。
In the above-described configuration, the
下部ユニット13の内部には温度センサ23が挿入されており、温度センサ23は下部ユニット13の内部の温度を検出する。図5(a)は、図4(b)におけるB−B断面を示している。ヒータ16は下部ユニット13のY方向のほぼ全幅にわたって挿入されており、温度センサ23はガス流路溝22の直下位置において内部温度を検出する。
A
図5(b)に示すように、上部ユニット12は下部ユニット13から上下に着脱自在となっている。これによりヒータ16が内蔵された下部ユニット13を共通部として、上部ユニット12のみを対象となるキャリア3に応じて適宜交換することができるようになっている。上部ユニット12を下部ユニット13に装着する際には、下部ユニット13の上面に突設された位置合わせピン13bを上部ユニット12の下面に設けられた凹部12bに嵌合させることにより、上部ユニット12は下部ユニット13に正しく位置合わせされる。
As shown in FIG. 5B, the
図6は基板加熱装置5における加熱ユニット11の昇降動作を示している。図6(a)に示すように、上流側装置から搬送機構2に搬入されたキャリア3は搬送コンベア2bによって搬送され、基板加熱装置5の上方で停止する。このとき、突出部14の上方に、開口部3aに載置された基板4が位置するように、キャリア3の停止位置が制御される。これにより突出部14は、開口部3aを介してキャリア3の下面側に露呈された基板4の下面に向かって上方に突出した状態となる。
FIG. 6 shows the raising / lowering operation of the
そしてこの状態で、図6(b)に示すように、加熱ユニット昇降機構5aを駆動して加熱ユニット11を上昇させると、押上ピン15が上昇してキャリア3の下面に当接し、キャリア3を押し上げてストッパ6の下面に押し付ける。これにより、キャリア3は加熱位置にクランプされる。そして突出部14の上面の加熱面14aは、基板4の下面の受熱面4dとの間に適正加熱間隔dを保った位置まで上昇する。
In this state, as shown in FIG. 6B, when the heating
加熱ユニット11による基板4の加熱はこの状態で行われる。すなわちガス供給部24からガスを供給するとともに、ヒータ16に通電することにより加熱されたガスが、加熱面14aに開口した吹出し孔14bから基板4の下面に吹き付けられ、基板4が加熱される。これとともに、加熱された状態の突出部14の加熱面14aから熱が輻射によって基
板4の下面の受熱面4dに伝達され、基板4が加熱される。また基板4の加熱を停止する際には、加熱ユニット昇降機構5aを駆動して加熱ユニット11を下降させて、加熱面14aを受熱面4dから離隔させる。すなわち加熱ユニット昇降機構5aは、突出部14の上面の加熱面14aと基板4の下面の受熱面14dとを接近・離隔させる昇降機構となっている。
The
次に図7を参照してガス供給系および制御系の構成を説明する。図7において、ガス供給部24は、ガス供給源38,流量調整部37および開閉バルブ36より構成される。ガス供給源38は、エアや不活性ガスなどの加熱媒体用のガスを供給する。流量調整部37は、加熱ユニット11へ供給されるガスの流量を調整する。開閉バルブ36は、加熱ユニット11のガス流路(図4)へのガスの流入をON/OFFする。
Next, the configuration of the gas supply system and the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the
制御部30は、ヒータ制御部31、バルブ制御部32、開閉タイミングデータ記憶部33を備えており、これらの各部の機能によって加熱ユニット11による基板4を対象とした加熱動作を制御するほか、加熱ユニット昇降機構5a、搬送機構2、塗布機構7の動作を制御する。すなわち制御部30が加熱ユニット昇降機構5a、搬送機構2、塗布機構7をそれぞれ制御することにより、加熱ユニット11の昇降動作、搬送機構2によるキャリア4の搬送動作が実行され、さらに目標温度に加熱された基板4の上面に液状物質を塗布する塗布動作が塗布機構7によって実行される。表示部34はディスプレイ装置であり、入力操作時の案内画面を表示する。操作・入力部35はキーボードなどの入力手段であり、操作指示やデータの入力操作を行う。
The
上述の加熱動作の制御の詳細について説明する。ヒータ制御部31は、温度センサ23による温度検出結果に基づいてヒータ16を制御する。これにより加熱ユニット11の温度が、予めガスを昇温させる目標の温度として設定されたガス加熱温度に保たれる。そしてガス孔20や流路溝22,22a内を流れるガスの温度がこのガス加熱温度まで加熱され、吹出し孔14bから基板4に対して吹き付けられる。ここでガス加熱温度は、基板4を加熱する目標温度よりも約20℃〜50℃高温に設定される。
Details of the control of the heating operation described above will be described. The
バルブ制御部32は、開閉タイミングデータ記憶部33に記憶された開閉タイミングデータに基づいて、開閉バルブ36の開閉動作を制御する。ここで、バルブ制御部32の機能および開閉タイミングデータについて、図8を参照して説明する。図8は、加熱ユニット11により基板4を加熱する基板加熱過程における加熱温度(加熱対象の基板4の温度)の経時変化を示している。本実施の形態の基板加熱方法においては、基板4を加熱する目標温度よりも高いガス加熱温度まで加熱されたガスを基板4に吹き付けて目標温度付近まで急速に昇温させ、その後はガスの吹き付けを間欠的に反復することによって基板4の温度を略目標温度付近に保つ方法を用いている。
The
この温度制御は、図8に示すように、開閉バルブ36を開いてガスの流入をONにした状態を維持することにより、基板4の温度を目標温度まで昇温させる初期加熱モード[1]と、開閉バルブ36の開閉を反復することにより、基板4の温度を目標温度付近に維持する定常加熱モード[2]の、2つの制御モードによってバルブ制御部32が開閉バルブ36を制御することによって実行される。
As shown in FIG. 8, this temperature control is performed by an initial heating mode [1] in which the temperature of the
すなわち初期加熱モード[1]においては、加熱されたガスが継続して吹き付けられることにより、基板4の温度は急速に昇温する。このとき、そのままガスの吹付けを継続すると、加熱温度が目標温度を超えて上昇するオーバーシュートが発生するが、バルブ制御部32による開閉バルブ36の制御が定常加熱モード[2]に切り換えられることにより、オーバーシュートが防止される。すなわち、まず開閉バルブ36が閉状態となることによりガスの吹付けが停止されて、基板4の加熱温度が下降する。このときガスの吹付けに
よる加熱は停止するものの、加熱面14aから輻射により熱が基板4の受熱面4dに伝達されることによる加熱は継続され、急激な温度低下が防止される。このように、ガスによる加熱のみならず、加熱面14aからの輻射による加熱を組み合わせることで、定常加熱モードの安定性を高めることができる。
That is, in the initial heating mode [1], the temperature of the
そして基板4の加熱温度が目標温度を所定許容偏差を超えて下回るようなタイミングにおいて、開閉バルブ36が開状態となる。これにより、基板4に再びガスが吹き付けられ、基板4の加熱温度は上昇する。そしてこの定常加熱モード[2]が、必要とされる作業時間(本実施の形態においては、塗布機構7による塗布作業の所要時間)に応じて継続実行される。
At the timing when the heating temperature of the
開閉タイミングデータは上述の2つの制御モードにおける特性を規定するものである。すなわち初期加熱モード[1]の継続時間(すなわち初期加熱時間T1)および定常加熱モード[2]における開閉バルブ36の開時間T(on)ならびに閉時間T(off)が、開閉タイミングデータとして予め設定され、開閉タイミングデータ記憶部33に記憶される。これらの開閉タイミングデータは、基板加熱装置5を用い、実際の基板4を対象として種々の条件を変更しながら加熱・昇温テストを試行する、いわゆる条件出し作業の結果求められ、各基板品種毎に記憶される。
The opening / closing timing data defines the characteristics in the two control modes described above. That is, the opening time T (on) and the closing time T (off) of the opening / closing
上記構成において開閉タイミングデータ記憶部33は、初期加熱モードの継続時間を示す初期加熱時間T1と、定常加熱モードにおける開閉バルブの開時間T(on)ならびに閉時間T(off)を記憶する記憶部となっている。そしてバルブ制御部32は、初期加熱時間T1、開時間T(on)および閉時間T(off)に基づいて、開閉バルブ36の開閉動作を制御することにより、図8に示す加熱動作制御を行う。
In the above configuration, the opening / closing timing
次に図9を参照して、上述の液状物質の塗布装置によって行われる基板加熱方法における加熱動作のフローを説明する。まず基板4が載置されたキャリア3が搬送されて基板加熱装置5の上方に位置決めされたならば、加熱ユニット11を上昇させる(ST1)。これにより、図6(b)に示す状態となる。次いで、バルブ制御部32が初期加熱モード[1]によって開閉バルブ36を制御することにより、開閉バルブ36を開にする(ST2)。これによりヒータ16によって加熱されたガスが吹出し孔14bから基板4に吹付けられ、図8のグラフに示すように、基板4が加熱されて昇温する。
Next, with reference to FIG. 9, the flow of the heating operation in the substrate heating method performed by the above-described liquid material coating apparatus will be described. First, when the
そしてこの開閉バルブ開のタイミングから計時を開始し(ST3)、初期加熱時間T1の経過を監視する(ST4)。そして初期加熱時間T1が経過したならば、換言すれば基板4の加熱温度が目標温度付近まで昇温したならば、バルブ制御部32の制御モードを定常加熱モード[2]に切り替え、バルブ開閉制御を実行する(ST5)。すなわち、開閉バルブ36の開閉を開時間T(on)だけ開にした後、閉時間T(off)だけ閉にする開閉動作を反復して行う。
Then, timing is started from the opening / closing valve opening timing (ST3), and the progress of the initial heating time T1 is monitored (ST4). When the initial heating time T1 has elapsed, in other words, when the heating temperature of the
そしてこの状態で、図10に示す塗布動作が実行される。すなわち図10(a)に示すように、基板4に実装された電子部品4aの周辺に、ノズル10aによってアンダーフィル樹脂40が塗布される。このとき、基板4は図8に示す目標温度まで昇温した状態にあるため、基板4に塗布されたアンダーフィル樹脂40は加熱されて粘度が低下し流動性が向上する。これにより、図10(b)に示すように、アンダーフィル樹脂40が電子部品4aと基板4との間の隙間内に毛管現象によって進入する際の流動性が確保され、ボイドの発生のない良好な樹脂封止が実現される。
And in this state, the application | coating operation | movement shown in FIG. 10 is performed. That is, as shown in FIG. 10A, the
そして塗布機構7による塗布動作が完了したならば、加熱ユニット11を下降させ(ST6)、開閉バルブ36を閉にして(ST7)、加熱動作を終了する。上述の加熱動作フ
ローにおいて、(ST2)〜(ST4)は、開閉バルブ36を開いてガスの流入をONにした状態を維持することにより、基板4の温度を目標温度まで加熱する初期加熱工程となっている。そして(ST5)は、開閉バルブ36の開閉動作を反復することにより基板4の温度を目標温度付近に維持する定常加熱工程となっている。
When the coating operation by the
上記説明したように、本実施の形態に示す基板加熱装置は、基板4に向かって加熱したガスを吹き付けて加熱する方式において、ガス流路へのガスの流入をON/OFFする開閉バルブ36の開閉動作を、バルブ制御部32によって制御して基板4を目標温度に加熱する構成を採用するようにしている。これにより、簡便な構成で急速加熱と定常加熱時の安定した温度制御が可能となる。
As described above, the substrate heating apparatus shown in the present embodiment has the on-off
本発明の基板加熱装置および基板加熱方法は、簡便な構成で急速加熱と定常加熱時の安定した温度制御が可能となるという効果を有し、板状のキャリアに保持された状態の基板を加熱する用途および加熱された基板に樹脂接着剤などの液状物質を塗布する用途に有用である。 The substrate heating apparatus and the substrate heating method of the present invention have an effect that stable temperature control during rapid heating and steady heating is possible with a simple configuration, and heats a substrate held in a plate-like carrier. It is useful for applications such as applying a liquid substance such as a resin adhesive to a heated substrate.
1 液状物質の塗布装置
2 搬送機構
3 キャリア
3a 開口部
4 基板
4a 電子部品
5 基板加熱装置
5a 加熱ユニット昇降機構
11 加熱ユニット
12 上部ユニット
13 下部ユニット
14 突出部
14a 加熱面
14b 吹出し孔
16 ヒータ
24 ガス供給部
36 開閉バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の下面に向かって上方へ突出し、上面が前記基板の下面において複数の突出端子に囲まれた範囲の受熱面に対応した形状の加熱面となっている突出部を有し、一端が前記突出部の上面に開口した吹出し孔に連通し他端がガス供給部に連通するガス流路が形成された加熱ユニットと、前記ガス流路内を流れるガスを加熱するガス加熱手段と、前記ガス流路へのガスの流入をON/OFFする開閉バルブと、前記開閉バルブの開閉動作を制御することにより前記基板を目標温度に加熱するバルブ制御部と、前記加熱面と前記基板の下面とを接近・離隔させる昇降機構とを備え、前記吹出し孔から加熱されたガスを基板の下面へ吹き付けて基板を加熱するとともに前記加熱面からの輻射によって基板を加熱することを特徴とする基板加熱装置。 A substrate heating apparatus for heating a substrate having a plurality of protruding terminals protruding downward on a lower surface,
A protrusion projecting upward toward the lower surface of the substrate, the upper surface being a heating surface having a shape corresponding to a heat receiving surface in a range surrounded by a plurality of protruding terminals on the lower surface of the substrate, one end of which A heating unit in which a gas flow path is formed which communicates with a blow-out hole opened on the upper surface of the projecting portion and communicates with the gas supply portion at the other end; a gas heating means for heating the gas flowing in the gas flow path; and the gas An opening / closing valve for turning on / off gas flow into the flow path, a valve control unit for heating the substrate to a target temperature by controlling an opening / closing operation of the opening / closing valve, and a heating surface and a lower surface of the substrate. A substrate heating apparatus comprising: an elevating mechanism for approaching / separating the substrate; and heating the substrate by spraying a gas heated from the blowout hole to the lower surface of the substrate and heating the substrate by radiation from the heating surface. .
前記受熱面と前記加熱面とを接近させた状態で前記開閉バルブを開いてガスの流入をONにした状態を維持することにより前記基板の温度を目標温度まで加熱する初期加熱工程と、前記開閉バルブの開閉動作を反復することにより前記基板の温度を目標温度付近に維持する定常加熱工程とを含むことを特徴とする基板加熱方法。 A protrusion that protrudes upward toward the lower surface of the substrate, and whose upper surface is a heating surface having a shape corresponding to a heat receiving surface in a range surrounded by a plurality of protruding terminals on the lower surface of the substrate; A heating unit in which a gas flow path is formed which communicates with the blow-out hole opened on the upper surface of the section and communicates with the gas supply section at the other end, a gas heating means for heating the gas flowing in the gas flow path, and the gas flow A heating / discharging valve that turns on / off the gas flow into the passage, and heats the substrate by blowing the gas heated from the blow-out hole onto the lower surface of the substrate, and heats the substrate by radiation from the heating surface. A substrate heating method in an apparatus, comprising:
An initial heating step of heating the temperature of the substrate to a target temperature by opening the on-off valve while keeping the heat receiving surface and the heating surface close to each other and turning on the gas flow; And a steady heating step of maintaining the temperature of the substrate near the target temperature by repeating the opening and closing operation of the valve.
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