KR100356838B1 - 전자 부품의 조립 방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서 - Google Patents

전자 부품의 조립 방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서 Download PDF

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KR100356838B1
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이마니시마코토
가베시타아키라
엔치고헤이
시다사토시
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

전자 부품은 조립 대상물의 제1도포 공정에 의하여 밀봉제가 미리 도포된 부분에 배치되어, 제1도포는 배치 위치에 있는 전극을 피하는 것 뿐으로 신속 또한 충분히 강제 도포하여, 배치된 전자 부품과 조립 대상물과의 사이에 밀착하게 위치시키고, 계속 실시되는 전자 부품과 조립 대상물과의 전간격의 접착에는 방해가 되지 않고 통상 그대로 실시되도록 한다. 제2도포 공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자 부품의 둘레에 밀봉제를 도포하지만, 전자 부품하의 미리 도포되어 있는 밀봉제에까지 도달시키는 것이 좋으며, 이것도 신속 또한 충분히 실시할 수 있다. 따라서, 전자 부품과 조립 대상물 간의 밀봉제에 기포가 들어가기 어렵게 되어, 기포로 인한 전자 부품의 파열이나 부식에 의한 조립 불량을 줄일 수 있다. 또, 밀봉제는 2회 도포한다고 하지만 모두 짧은 시간에 이루어지므로 공정간 이동 시간이 단축되어 생산 능률이 향상된다.

Description

전자 부품의 조립 방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서{METHOD AND DEVICE FOR ELECTRONIC PARTS MOUNTING AND DISPENSER USED THEREFOR}
본 발명은 회로 기판 등의 조립 대상물에 전자 부품을 배치하여 밀봉처리하여 조립하는 전자 부품의 조립 방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서(dispenser)에 관한 것이다.
근년에 와서, 전자 부품을 회로 기판 위에 조립하는 방법으로서, 회로 기판 상의 전극에 전자 부품을 페이스 다운(face down)의 상태에서 조립하는 COB(CHIP ON BOARD) 조립이 주목을 받고 있다. 이하 도면을 참조하면서, 이 COB 조립 방법에 대하여 설명한다.
도 10a는 종래의 COB 조립 방법의 순서도를 도시하고 있다. 먼저, 도 10b에 도시한 바와 같이 회로 기판(d)에 전자 부품(b)을 배치하여 본딩(bonding), 즉 접착한다. 회로 기판(d)에는 전자 부품(b)과의 전기적 접속을 하는, 도 10b에 도시한 바와 같은 전극(c)이 배치되어 있다. 회로 기판(d)은 도 10b에 도시한 바와 같이 스테이지(a)에 보관된다. 한편, 전자 부품(b)의 전극부에는 회로 기판(d)의 전극부(c)와 접합하기 위한 범프(bump)(e)가 형성되어 있다. 이 범프(e)에는 접착용의 은 페이스트(paste) 등이 피복되어 있다. 전자 부품(b)은, 노즐(f)로 흡착 이송되며, 배치 위치에 위치결정되어 기판(d) 위에 배치된다. 배치 후의 전자 부품(b)은 상기한 은 페이스트의 열용융을 도모하여 접착한다. 이어서, 도 10c에 도시한 바와 같은 경사 스테이지(g) 등을 사용하여 회로 기판(d)을 비스듬하게 위치지지하여 전자 부품(b)의 높은 위치의 옆부분을 따라 디스펜서(h)에 의하여 밀봉제(i)를 도포한다. 이에 따라, 도포한 밀봉제(i)는 회로 기판(d)의 경사에 따라서 전자 부품(b)의 하부에도 흘러 들어가게 한다. 그리고, 밀봉제(i)를 열경화시켜 접합을 완료한다. 도 10c에 도시한 (j)는 위치결정 베이스이며, 회로 기판(d)을 위치결정한다.
그러나, 전자 부품(b)의 하면과 회로 기판(d)의 틈새가 수 10 미크론 정도로좁기 때문에, 밀봉제(i)의 점도가 크므로, 상기 종래의 도포 방법에서는 밀봉제(i)가 전자 부품(b)의 하부에 흘러 들어가는 것이 어렵다. 이 때문에, 밀봉제(i)의 유입을 위한 시간이 많이 걸리는 경향이 있어, 작업 시간이 길어져 생산 능률이 불량하였다. 게다가, 밀봉제(i)의 유입이 부족해지기 쉬우므로 기포가 들어가는 원인으로 되어 있다. 전자 부품(b)과 회로 기판(d) 사이에 기포가 있으면, 이것이 전자 부품(b) 둘레의 밀봉에 의하여 밀폐되므로, 기포내 공기가 환경온도의 변화에 의하여 팽창 또는 수축하여, 그때의 증압이나 감압으로 전자 부품(b)에 파열이 발생하거나 기포 내의 습기에 의하여 전극 등이 부식하여 조립 불량을 초래한다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하는 것으로, 조립 대상물의 전자 부품 배치 위치에 밀봉제를 미리 도포하여 전자 부품의 밑에 밀봉제를 적극적으로 부여함에 따라, 신속하고 충분하게 밀봉처리 할 수 있어, 파열이나 부식 등의 조립 불량을 저감하며, 또 생산 효율을 높일 수 있는 전자 부품의 조립 방법과 이에 사용되는 장치 및 디스펜서를 제공함을 목적으로 한다.
도 1a는 본 발명의 제1실시형태에 관한 전자 부품의 조립 방법의 순서도.
도 1b, 1c, 1d는 제1실시형태의 조립 방법에 사용하는 장치를 사용하여 각 공정의 작업을 실시하는 상태의 사시도.
도 2는 제1실시형태에 있어서, 제1도포 공정에서 사용하는 도포 장치에 의하여 도포작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 제1실시형태에 있어서, 전자 부품의 배치·접착 공정에서 사용하는 배치 장치에 의하여 배치 작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 4는 제1실시형태에 있어서, 제2도포 공정에서 사용하는 도포 장치에 의하여 도포 작업을 하는 상태를 도시한 사시도.
도 5는 제1실시형태의 도 2의 도포 장치에 있어서 페인팅 공법 동작중인 디스펜서를 도시한 단면도.
도 6은 제1실시형태에 있어서 2개의 도포 장치 및 배치 장치를 각각 이동시키는 이동기구의 사시도.
도 7은 제1실시형태에 관한 조립 방법을 실시할 수 있는 조립 장치 전체의 사시도.
도 8은 본 발명의 제2실시형태에 관한 조립 방법 및 장치에 있어서 사용하는 디스펜서의 단면도.
도 9는 스크린 인쇄 공법을 사용한 본 발명의 제3실시형태에 관한 조립 방법 및 장치의 도포 공정에서 사용하는 도포 장치에 의하여 도포 작업을 하는 상태를 도시한 단면도.
도 10a, 10b, 10c는 종래의 전자 부품의 밀봉처리를 하는 조립 방법의 순서도와 이 방법의 2개의 공정에 사용하는 장치의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 전자 부품
5 : 디스펜서
6 : 접착 장치
7 : 제1도포 장치
10 : 제2도포 장치
22 : 전극부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태에 관한 전자 부품의 조립 방법은, 조립 대상물의 전자 부품을 배치하는 위치에 밀봉제를 조립 대상물의 전극부에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포 공정, 상기 전자 부품을 상기 배치 위치에 배치하여 접착하는 공정, 및 상기 조립 대상물 상의 접착후의 상기 전자 부품 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포 공정을 구비하도록 구성되어 있다.
본 발명의 제2형태에 의하면, 상기 제1형태에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포 공정 중 적어도 제1도포 공정은 페인팅 공법을 사용하도록 한다.
본 발명의 제3형태에 의하면, 제1형태에 있어서, 상기 제1도포 공정은 스크린 인쇄 공법을 사용하도록 한다.
본 발명의 제4형태에 의하면, 제1∼3중의 어느 형태에 있어서, 상기 제1도포 공정과 상기 제2도포 공정에서 서로 다른 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제5형태에 의하면, 제4형태에 있어서, 상기 제1도포 공정의 밀봉제는 열순환성 및 내습성을 갖고 있어, 기포가 들어가기 어려우며, 상기 제2도포 공정의 밀봉제는 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 작은 것이 되도록 하고 있다.
본 발명의 제6형태에 의하면, 제1∼5중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 공정에서는 밀봉제로서 다관능(多官能) 에폭시를 사용하고, 상기 제2도포 공정에서는 밀봉제로서 실리콘, 난연성(難燃性) 에폭시, 아크릴 수지 중에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제7형태에 관한 전자 부품의 조립 장치에 의하면, 조립 대상물을 유지하는 유지 장치, 유지 장치에 유지된 상기 조립 대상물의 전자 부품을 배치하는 배치 위치에 밀봉제를 조립 대상물의 전극부에 걸리지 않도록 하여 도포하는 제1도포 장치, 상기 전자 부품을 상기 조립 대상물의 상기 배치위치에 배치하여 접착하는 접착 장치, 및 상기 조립 대상물 상의 접착후의 상기 전자 부품의 주위의 적어도 일부에 밀봉제를 도포하는 제2도포 장치를 구비하도록 한다.
본 발명의 제8형태에 의하면, 제7형태에 있어서, 상기 제1, 제2의 각 도포 장치중의 적어도 제1도포 장치는 프린팅 장치로 되어 있다.
본 발명의 제9형태에 의하면, 제7형태에 있어서, 상기 제1도포 장치는 스크린 인쇄 장치로 되어 있다.
본 발명의 제10형태에 의하면, 제7∼9중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 장치와 상기 제2도포 장치에서 서로 다른 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제11형태에 의하면, 제10형태에 있어서, 상기 제1도포 장치의 밀봉제는, 열순환성 및 내습성을 갖고 있어, 기포가 들어가기 어렵고, 상기 제2도포 장치의 밀봉제는 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고, 유동성이 좋으며, 또한 표면장력이 작은 것이 되도록 하고 있다.
본 발명의 제12형태에 의하면, 제7∼11중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 장치에서는 밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하고, 상기 제2도포 장치에서는 밀봉제로서, 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴 수지 중에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용하도록 한다.
본 발명의 제13형태에 의하면, 제7∼12중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 장치는, 밀봉제의 토출구가 여러개 있는 디스펜서를 지니고, 각 토출구로부터의 밀봉제 토출량을 개별적으로 제어하는 제어 장치를 구비하고 있다.
본 발명의 제14형태에 관한 디스펜서에 의하면 제7∼13형태의 어느 것에 기재한 조립 장치에 사용되고, 토출구가 여러개 있어, 각 토출구에의 밀봉제 공급로가 개별적으로 설치되어 있도록 하고 있다.
본 발명의 제15형태에 의하면, 제1∼6중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 공정에서 도포되는 밀봉제의 두께는 상기 전자 부품의 전극의 높이와 상기 조립 대상물의 전극의 높이 이상으로 되어 있다.
본 발명의 제16형태에 의하면, 제7∼13중의 어느 한 형태에 있어서, 상기 제1도포 장치에서 도포하는 밀봉제의 두께는, 상기 전자 부품의 전극의 높이와 상기 조립 대상물의 전극의 높이 이상으로 되어 있다.
본 발명의 제1형태에 의하면, 전자 부품은 조립 대상물의 제1도포 공정에 의하여 밀봉제가 미리 도포된 부분에 배치되고, 제1도포는 배치위치에 있는 전극을 피할 뿐 아니라 신속하고도 충분하게 강제 도포되도록 하여, 배치된 전자 부품과 조립 대상물 사이에 밀착하게 위치시켜, 계속 실시되는 전자 부품과 조립 대상물의 전극 사이의 접착에는 방해가 되지 않아서 보통 때와 같이 실시하도록 한다. 제2도포 공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자 부품의 둘레에 밀봉제를 도포하지만, 전자 부품 밑에 미리 도포되어 있는 밀봉제까지 도달하는 것이 좋으며, 이것도 신속하고도 충분하게 실시할 수 있다. 따라서, 전자 부품과 조립 대상물 사이의 밀봉제에 기포가 들어가기 어려우므로, 기포로 인한 전자 부품의 파열이나 부식에 의한 조립 불량을 줄일 수 있다. 또, 밀봉제는 2회 도포한다지만, 모두 짧은 시간에 이루어지므로 작업 시간이 단축되어 생산 능률이 향상된다. 또한, 제1도포에 의하여 그 후에 배치되는 전자 부품을 회로 기판에 접착하는 역할도 하므로, 배치 후에 전자 부품이 위치이동하는 것을 방지하며, 또 접착 밀봉처리된 전자 부품의 고착성이 향상되므로 수율 및 품질의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 제2 및 8형태에 의하면, 페인팅 공법에 의한 도포 궤적이나 이동속도의 자유로운 설정으로, 조립 대상물 상의 전극의 어떠한 배열에도 용이하게 대응하며, 더욱이, 필요한 도포 밀도 및 도포량도 용이하게 만족할 수 있으며, 특히 제1도포에 사용하여 조립 불량의 발생을 더욱 줄일 수 있다. 또, 밀봉제의 도포 위치를 정확하게 제어할 수 있으므로, 전극과의 안전 틈새를 적절히 설정하면 점도가 낮은 밀봉제를 사용하여 처리하여도, 전극부로 흘러서 접착을 방해하는 일은 없으므로, 저점도로서 유동성이 좋은 만큼 작업능률이 향상된다.
본 발명의 제3 및 9형태에 의하면, 스크린에 미리 설정하는 인쇄 패턴에 의하여, 조립 대상물 상의 전극의 어떠한 배열에도 대응하며, 더욱이 필요한 도포 밀도 또한 얻을 수 있으므로, 조립 불량의 발생을 더욱 줄일 수 있다. 또, 밀봉제의 도포는 스크린의 개폐와 스퀴즈(squeeze)의 이동만으로 재빨리 할 수 있어, 여러개의 전자 부품 배치 위치에도 동시에 도포할 수 있으므로 생산 능률이 더욱 향상된다.
본 발명의 제4∼6 및 10∼12형태에 의하면, 제1, 제2의 각 도포의 방식이나 기구의 상이함이라고 하는 서로 다른 도포 조건에 대응할 수 있어, 제1, 제2의 각 도포를 처음부터 끝까지 잘 달성할 수 있다.
본 발명의 제7형태에 의하면, 상기 유지 장치에 의하여 유지된 조립 대상물에 대하여, 제1도포 장치가 디스펜서를 예컨대 3차원적으로 이동시킴에 따라, 전자 부품 배치 위치의 전극을 피한 부분에 밀봉제를 도포할 수 있고, 그 위에 접착 장치에 의하여 전자 부품을 배치하면, 전자 부품과 조립 대상물과의 전극끼리가 밀봉제의 방해 없이 서로 대향할 수 있으므로 접착처리 할 수 있다. 이어서, 제2도포 장치에 의하여 디스펜서를 이동시켜서 접착한 다음의 전자 부품의 둘레에 밀봉제를 도포함에 따라, 밀봉처리를 완료할 수 있고, 상기 조립 방법을 자동적으로 실시할 수 있다.
본 발명의 제13형태에 의하면, 여러개의 토출구로의 밀봉제의 공급량을 제어장치로 개별 제어함에 따라, 점성이 뛰어난 밀봉제의 디스펜서 전체로서의 도포량을 미묘하고도 정확하게 제어할 수 있으며, 여러 가지 도포 조건에 가장 적합하게 대응할 수 있다. 게다가, 토출구의 위치를 고려한 각자로부터의 밀봉제 토출량을 제어함에 따라서, 도포 궤적이 곡선을 그릴 때 곡선 안쪽의 도포량을 적게 바깥쪽의 도포량을 많게 하여 전체로서 균일하게 도포할 수 있도록 할 수 있어서 효과적이다.
본 발명의 상기한 바, 그리고 다른 목적과 특징은, 첨부된 도면에 관한 바람직한 실시형태에 관련한 다음의 기술에서 명백하게 된다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 첨부 도면에 있어서, 같은 부품에 대하여는 같은 참조부호를 붙이도록 하였다.
이하, 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대하여, 도 1 내지 도 9를 참조하면서 설명한다.
(제1실시형태)
도 1∼도 7은 본 발명의 제1실시형태에 관한 조립 방법 및 조립 장치를 도시한 것이다. 본 제1실시형태에서는, 도 1b∼도 1d에 도시한 바와 같이, 조립 대상물로서의 예컨대 회로 기판(1)에 전자 부품(2)을 조립하는 경우를 도시한 것이며, 도 1b, 도 1c, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같은 회로 기판(1)을 위치결정하여 유지하는 유지 장치(11)로서의 위치결정 베이스(3)와, 이 위치결정되는 회로 기판(1) 위에 전자 부품(2)을 배치하여 접착하는 접착 장치(6)로서의 예컨대 도 1c에 도시한 바와 같은 흡착 노즐(4)을 사용한 것과, 예컨대 도 1b, 도 2에 도시한 바와 같은 디스펜서(5)가 회로 기판(1) 위를 3차원적으로 이동할 수 있는 밀봉제의 제1도포 장치(7)등을 구비한 전자 부품(2)의 조립 장치가 사용되고 있다. 접착 장치(6) 및 제1도포 장치(7)는 동일 기계의 동일 스테이지에 대하여 설치하는 것이 좋으나, 다른 스테이지에 설치할 수 있으며, 개별적 기계 장치로서 순차 사용할 수도 있다. 또, 본 제1실시형태에서는 접착후의 전자 부품(2) 둘레에 종래와 같은 밀봉처리를 함에 도 1d, 도 4에 도시한 바와 같은 경사 스테이지(8)와, 디스펜서(9)를 지닌 제2도포 장치(10)도 사용한다. 이 경사 스테이지(8)에서도 위치결정 베이스(13)가 사용된다. 이 위치결정 베이스(13)는 접착 장치(6) 및 제1도포 장치(7)에 의한 작업 스테이지의 경우와는 다른 것이라도 좋다. 이 위치결정 베이스(13)는, 회로 기판(1)을 경사진 자세로 어긋남이나 이동이 없도록 위치결정하기 위함이고, 그러기 위한 특별한 위치결정부(13a, 13b)가 설치된다. 각 위치결정부(13a)는 한 쌍의 핀으로 구성되어서 기판(1)에 있어 하나의 각부(角部)를 위치결정하며, 각 위치결정부(13b)는 L자 형상부재로 구성되어서 기판(1) 중 다른 하나의 각부를 위치결정한다.
또한, 유지 장치(11)는 접착 장치(6), 제1도포 장치(7), 제2도포 장치(10)의 작업을 위하여 공통으로 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 유지 장치(11)는, 모든 작업을 하는 경우 회로 기판(1)을 경사시켜 지지하여도 좋고, 접착한 다음의 밀봉제 도포의 경우에만 경사지도록 할 수도 있다.
제1실시형태에서는, 제1, 2도포 장치(7, 10)는 다른 것을 사용하고 있으나, 작업 스테이지를 공통으로 하는 경우에는 특히, 그것들은 동일한 것을 공용으로 하는 것이 적합하다. 제1, 2도포 장치(7, 10)의 각 디스펜서(5, 9)는, 도포 작업을 위하여 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 수평면상에서 직교하는 X, Y의 두 방향과, 이것들 두 방향과 직교하는 연직방향에 따른 Z방향으로 전후 이동 및 위치제어되는 것이 더욱 적합하다. 이 때문에, 도 6에 도시한 바와 같은 공지된 XY로봇이 사용된다. 도 6은, 예컨대 제1도포 장치(7)용 XY로봇(100)을 도시하고 있으며, (101)은 제1도포 장치(7)를 Z방향으로 상하 운동시키는 Z방향 구동기구, (102)는 Z방향 구동기구(101)에 지지된 제1도포 장치(7)를 X방향으로 전후 이동시키는 X방향 구동기구, (103)은 X방향 구동기구(102)를 Y방향으로 전후 이동시키는 Y방향 구동기구이다.
당연히, 도포 장치(7)에 의한 밀봉제의 도포는, 도포 정밀도 확보의 관계에서 페인팅 공법을 적용하는 페인팅 장치로 실시하는 것이 바람직하며, 고정밀도의 동작 기구(15)와 동작 제어 장치(16) 등이 사용된다. 이 페인팅 장치의 공지예로서는, 토출구에서 밀봉제를 토출하는 디스펜서(토출노즐)를 페인팅을 실시하여야 할 면에 대하여 원근방향으로 이동할 수 있도록 설치하고, 모우터로 회전구동되는 캠기구와, 피에조(piezo) 소자 등을 구비한 디스펜서의 이동 장치를 구비한 페인팅장치가 있다(일본국 특개평 2-181494호 공보). 동작 제어 장치(16)는 전용 제어 기기라도 좋으나 수치 제어할 수 있는 마이크로 컴퓨터가 범용성에서나 수치 관리상에서 편리하다. 도포 장치(10)에 의한 도포는 페인팅 공법에 비하면 단순하고, 그 동작 기구(17)와 동작 제어 장치(18)는 도포 장치(7)의 것보다 저급한, 바꾸어 말하면, 고정밀도가 그토록 요구되지 않는, 종래와 같은 것이라도 좋다.
경사 스테이지(8)는, 경사의 각도(θ)를 바꿀 수 있고, 회로 기판(1)을 지지하는 각도(α)도 바꿀 수 있다. 이 θ 및 α의 자유로운 설정에 의하여, 가장 효율이 좋은 도포 상태를 만들 수 있다. 구체적인 예로서는, 150,000 cPs(상온)의 에폭시 페놀계통 밀봉제를 사용할 때, θ=15°, α=45°이다.
제1실시형태에 관한 조립 장치의 전체는 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 있어서, (90)은 조립전의 기판(1)의 수납고, (91)은 수납고(90)로부터 1장씩 기판(1)을 재치한 그대로의 상태에서, 제1도포, 배치 및 제2도포 공정의 작업 위치까지 반송부(91a)를 이동시키는 모우터, (93)은 그 이동을 안내하는 가이드, (94)는 상기 반송부(91a)를 지지하며 또한 가이드(93)를 따라서 모터(92)의 구동에 의하여 전후 이동하는 이동체, (95)는 이동체 전체를 일정 각도까지 기울이는 경사 기구, (97)은 조립 완료의 기판(1)을 수납하는 수납고이다. 도 7에서는, 예로서 도 6의 XY로봇의 Z방향 구동기구(101)에 접착 장치(10)의 노즐(4)이 배치되어 있는 상태가 도시되어 있다. 상기 경사기구(95)는 상기 경사 스테이지를 포함하여, 희망하는 각도로 기판(1)을 경사시킬 수 있다.
상기 조립 장치를 사용한 전자 부품(2)의 조립 작업은, 예컨대 도 1a에 도시한 순서도에 따른 방법으로 실시할 수 있다. 이에 대하여 설명한다. 먼저, 회로 기판(1)의 전자 부품(2)을 배치하는 위치(20)에, 도 1b, 도 2에 도시한 바와 같이 밀봉제(21)를 회로 기판(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포 공정을 실시한다. 이 도포는 상기한 페인팅 공정에 의하여 하게 되고, 전극부(22)에 걸리지 않는 범위에서, 가급적 넓고 조밀하게, 또한 소정의 두께가 되도록 도포한다. 이 밀봉제의 두께는, 범프의 높이와 전극의 높이로 형성되는 간격 치수 이상으로 하면, 전자 부품(2)의 하면과 회로 기판(1) 표면상의 밀봉제(21)의 표면 사이에 간격이 만들어지지 않으므로 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대, 범프의 높이가 50㎛, 전극의 높이가 2㎛이라면, 밀봉제(21)의 높이는, 전극의 높이가 2㎛와 같이 작기 때문에 적어도 범프의 높이인 50㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기는 52㎛ 이상으로 한다. 밀봉제(21)의 두께의 상한은, 전자 부품(2)을 기판(1)에 접착할 때, 밀봉제(21)가 전자 부품(2)과 기판(1)의 대향하는 전간격의 도통을 방해하지 않는 두께로 한다. 따라서, 상기 예에서는, 55㎛ 정도를 밀봉제(21)의 두께의 상한으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 밀봉제(21)의 두께를 제어하기 위하여 디스펜서(5)의 페인팅 궤적과 궤적 밀도가 적당히 설정된다. 본 제1실시형태에서는, 도 1b, 도 2에 도시한 바와 같이, 조밀한 피치에서 연속적으로 직선왕복 이동하는 페인팅 동작을 한다. 그러나, 이에 한정하지 않음은 말할 것도 없다.
이 제1도포 공정에 있어서, 회로 기판(1)과 디스펜서(5)의 선단 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 스페이서(23)에 의하여 소정간격이 유지된다. 디스펜서(5)에 공급되는 밀봉제(21)는, 콤프레서(200)에서 공급된 압축 공기(24)의 압력에 의하여토출구(5a)에서 토출된다.
이 토출과 동시에, 디스펜서(5)는, 회로 기판(1)에 대하여 상기 페인팅 동작을 하게 된다. 이때, 밀봉제(21)의 점도 변화를 방지하기 위하여, 항온수(25)를 디스펜서(5)의 주위에 순환시킨다. 더욱이, 본 제1실시형태에서는 스페이서(23)를 사용하고 있으나, 예컨대 (공개특허 공보평 2-187095호) 등에 도시하는 바와 같이 회로 기판(1)과 디스펜서(5)의 병행관계 정밀도가 뛰어나고, 또한 밀봉제(21)의 도포량 정밀도가 낮아도 좋을 때는, 스페이서(23) 등의 간격 유지 장치는 필요 없게 된다. 예로서는, 상기 간격은 80∼100(㎛)이다.
그 다음, 도 1c, 도 3에 도시한 바와 같이, 회로 기판(1)의 밀봉제 도포 후의 배치 위치(20)에 접착 장치(6)에 의해 전자 부품(2)을 배치하여 접착한다. 접착에 의하여 회로 기판(1)의 전극(22)과 전자 부품(2)의 전극은 전자 부품(2) 측의 범프(125)를 개재하여 접속된다. 이 공정은 종래 공법과 같으며, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이 배치접착 공정을 위하여, 노즐(4)은 동작 기구(26)와 동작 제어 장치(27) 등에 의하여, 수평면 상에서 직교하는 X, Y 두 방향과, 연직 Z 방향의 움직임을 제어하게 된다. 이를 위한 구동기구는 상기 도포 장치의 구동 기구와 같은 것을 사용할 수 있다.
이어서, 도 1d, 도 4에 도시한 제2도포 공정을 제2도포 장치(10)에 의하여 실시한다. 이것도 종래 공법과 다르지 않으므로, 상세한 설명은 생략한다. 최후에 밀봉제(21)를 열로 경화시켜서 전체 공정을 종료한다.
이상과 같이 하여, 전자 부품(2)의 밀봉처리를 수반하는 회로 기판(1)에의조립이 상기 조립 장치에 의하여 자동적으로 달성된다.
이상과 같은 조립 방법에서는, 제1도포는 배치 위치(20)에 있는 전극(22)을 비워둘 뿐 아니라 신속 또한 충분히 강제 도포하여, 배치된 전자 부품(2)과 회로 기판(1) 사이에 조밀하게 위치시키고, 계속되는 전자 부품(2)과 회로 기판(1)의 전간격 접착에는 방해가 되지 않아서 통상 그대로 실시할 수 있다. 제2도포 공정은 종래의 경우와 마찬가지로 전자 부품(2) 둘레에 밀봉제(21)를 도포하지만, 그 밀봉제(21)는 전자 부품(2)의 하방에 미리 도포되어 있는 밀봉제(21)에까지 도달하면 좋고, 이것도 신속 또한 충분하게 할 수 있다. 따라서 전자 부품(2)과 회로 기판(1) 사이의 밀봉제(21)에 기포가 들어가기 어려워서, 기포로 인한 전자 부품(2)의 파열이나 부식에 의한 조립 불량을 줄일 수 있다. 또, 밀봉제(21)는, 2회 도포한다고 하지만, 모두 짧은 시간에 이루어지므로 작업 시간은 단축되어 생산 능률이 향상된다. 또한, 제1도포에 의하여 그 후에 배치되는 전자 부품(2)을 회로 기판(1)에 접착하는 역할도 하므로, 배치 후 전자 부품(2)이 위치이동하는 것을 방지하고, 또 접착, 밀봉처리한 전자 부품(2)의 고착성이 향상되므로, 수율 및 품질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 페인팅 공법은 도포 궤적이나 이동 속도의 자유로운 설정으로, 회로 기판(1) 상의 전극(22)의 어떠한 배열에도 용이하게 대응하여, 필요한 도포 밀도 및 도포량도 용이하게 만족할 수 있으며, 특히, 제1도포에 사용하여 조립 불량의 발생을 더욱 줄일 수 있다. 또, 밀봉제(21)의 도포 위치를 정확하게 제어할 수 있으므로, 전극(22)과의 안전 간격을 적절히 설정하여 두면, 점도가 낮은 밀봉제를사용하여 처리하더라도, 전극부로 흘러서 접착을 방해하는 일은 없으므로, 저점도로서 유동성이 좋은 만큼 작업 능률이 향상한다. 구체적으로는, 예컨대, 종래에 150,000 cPs 정도의 밀봉제를 사용한데 반해, 제1실시형태의 예로서는, 제1도포는 5000 cPs의 점도의 밀봉제로 실시하고, 제2도포는 1000 cPs의 점도의 밀봉제로 실시할 수 있다.
따라서, 제1도포 공정과, 제2도포 공정에서 상이한 밀봉제를 사용할 수 있으며, 이에 따라, 제1, 제2의 각 도포의 방식이나 기구가 서로 다른 상이한 도포 조건에 대응할 수 있어, 제1, 제2의 각 도포를 양호하게 달성할 수 있었다. 구체적으로는, 예컨대, 제1도포의 밀봉제로서는, 열순환성 및 내습성이 뛰어나고, 기포가 혼입되기 어려운 것을 선택할 수 있으며, 제2도포의 밀봉제로서는, 범프에의 친화성이 좋고, 유동성이 양호하며, 표면장력이 낮아서 신뢰성이 높은 것을 선택할 수 있다. 보다 구체적인 예로서는, 제1도포의 밀봉제로서는 다관능 에폭시, 제2도포의 밀봉제로서는 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 제2도포 장치(10)는, 도 4에서는 기판(1)과 어떤 각도만큼 경사진 상태에서 도시하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 기판(1)의 표면에 직교하도록 제2도포 장치(10)를 배치하도록 하여도 좋다.
(제2실시형태)
도 8은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 조립 방법 및 장치로서, 제1도포 공정에서 특히 적합한 디스펜서(5)를 도시하고 있다. 이 디스펜서(5)는 밀봉제(21)의 토출구(5a)가 여러개 있어, 이 실시형태에서는 3개이고 일렬로 늘어서 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고 적당한 수의 것을 어떻게 배열하여도 좋다.
각 토출구(5a)는 각각 조인트(31), 공기 튜브(32)에 의하여 전자 밸브(33a, 33b, 33c)에 연결되어 있다.
또한, 도 8에 도시한 (34)는 디스펜서(5)의 틈새, (35)는 공기누출 방지의 씨일이다. 각 전자 밸브(33a, 33b, 33c)는 각기 조정기(36a, 36b, 36c)에 연결되어 있다. 조정기(36a, 36b, 36c)는 콤프레서(201)로부터의 공기의 각 압력을 조정할 수 있다. 따라서, 조정기(36a, 36b, 36c)의 조정과 전자 밸브(33a, 33b, 33c)의 개폐 조정에 의하여, 각 토출구(5a)로부터의 밀봉제(21)의 토출량을 개별적으로 조정할 수 있으며, 조정기(36a∼36c), 전자 밸브(33a∼33c)는 토출량 제어 장치로서 기능한다.
이에 따라, 3개의 토출구(5a)에서 중앙부와, 그 양측부에 밀봉제(21)를 토출할 수 있기 때문에, 토출된 밀봉제(21)의 단면이 장방형으로 되어, 페인팅 특유의 선폭 방향의 밀봉제(21) 두께의 미소차를 없애고, 선폭방향으로 납작한 단면이 정규 장방형의 도포가 가능하게 된다. 이것을 제1실시형태에서 설명한 제1도포 장치(7)에 사용하면 제1도포를 실시할 수 있고, 제2도포 장치(10)에 사용하면 제2도포를 실시할 수 있다. 따라서 제1, 제2의 각 도포에 하나의 디스펜서를 공용하는 경우에 유효하다. 또한, 본 제2실시형태의 디스펜서(5)는 다른 일반의 도포에도 적용될 수 있다.
이와 같이 여러개의 토출구(5a)로의 밀봉제(21)의 공급량을 개별적으로 제어함에 따라, 예컨대 150,000cPs 정도의 점성이 뛰어난 밀봉제(21)라도, 디스펜서(5) 전체로서의 토출량, 즉 도포량을 미묘 또한 정확하게 제어할 수 있으며, 여러 가지 도포 조건에 가장 적합하게 대응할 수 있다. 더욱이, 토출구(5a)의 위치를 고려한 각자로부터의 밀봉제(21) 토출량을 제어함으로써, 도포 궤적이 곡선을 이룰 때 곡선 안쪽의 도포량을 적게 바깥쪽의 도포량을 많게 하여 전체로서 균일하게 도포할 수 있도록 되어 효과적이다.
(제3실시형태)
도 9는 본 발명의 제3실시형태에 관한 조립 방법 및 장치로서, 제1도포 공정을 스크린 인쇄 장치에 의하여 실시한다.
이에 대하여 설명하면, 회로 기판(1)은 지지 장치로서의 스테이지(41)에 지지되며, 기판(1)의 배선 패턴에 맞추어서, 유제(乳劑)(42)에 의하여 형태화된 스크린(43)이 위치결정된다. 스크린(43)상에는 밀봉제(21)가 재치되어, 스퀴즈(44)를 스크린(43)에 밀어붙이면서 이동시킴에 따라, 회로 기판(1) 위에 밀봉제(21)가 도포된다. 이상은 일반의 스크린 인쇄 공법과 같다. 이와 같은 제1도포 공정에 있어서도 제1실시형태와 대략 같은 작용효과를 얻을 수 있다.
구체적으로는, 페인팅 공법에 있어 상기 선폭 방향에서의 밀봉제(21)의 평탄화에 대하여, 스크린(43) 상에 형성된 유제(42) 패턴의 선단 예리화 및 판 이탈성의 향상에 의하여, 상기 페인팅 방법에는 뒤떨어진다 하더라도, 대략 같은 효과를 달성할 수 있었다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태에 관련하여 충분히 기재되어 있으나, 이 기술 분야의 숙련된 사람들에게 있어서는, 여러 가지 변형이나 수정이 가능함은 명백하다. 그와 같은 변형이나 수정은, 첨부한 청구범위에 의한 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 그 속에 포함되는 것으로 이해하여야 할 것이다.
이와 같은 공법에서는, 스크린(43)에 유제(42)로 미리 설정하는 인쇄 패턴에 의하여, 회로 기판(1) 상의 전극의 어떠한 배열에도 대응하여, 그 위에 필요한 도포 밀도를 얻을 수 있으므로, 조립 불량의 발생을 더욱 줄일 수 있다. 또, 밀봉제(21)의 도포는 스크린(43)의 개폐와 스퀴즈(44)의 이동만으로 순간적으로 할 수 있고, 여러개의 전자 부품(2)의 배치 위치에도 동시에 도포할 수 있으므로, 생산 능률이 더욱 향상된다.
본 발명은, 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전자 부품의 배치 전에 전자 부품의 조립 위치에 미리 밀봉제를 도포하므로, 기포가 혼입되는 등 밀봉제의 도포 불량에 의한 파열이나 부식 등의 조립 불량을 줄이고, 또 작업 요령을 향상시킬 수 있다.

Claims (23)

  1. 조립 대상물의 전자 부품(2)을 배치하는 위치에, 열순환성 및 내습성을 가지며 기포 혼입이 어려운 제1밀봉제를 조립 대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 하여 도포하는 제1도포 공정과,
    상기 전자 부품을 상기 배치 위치에 배치하여 접착하는 공정과,
    상기 조립 대상물 상의 접착후의 상기 전자 부품 주위의 적어도 일부에, 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고, 유동성이 양호하며 또한 표면장력이 작은 제2밀봉제를 도포함과 함께, 상기 제2밀봉제가 전자 부품 밑의, 상기 제1도포 공정에서 도포된 상기 제1밀봉제까지 도달하는 제2도포 공정을 포함하며,
    상기 제1밀봉제가 굳어지기 전에 상기 제2밀봉제가 상기 제1밀봉제와 틈이 없게 접촉하도록 도포되는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 각각의 도포 공정 중 적어도 제1도포 공정은 페인팅 공법을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1도포 공정은 스크린 인쇄 공법을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하고, 상기 제2밀봉제로서 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴 수지 중에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용함과 함께, 상기 제1도포 공정은 5000cPs 점도의 밀봉제로 행하며, 상기 제2도포 공정은 1000cPs 점도의 밀봉제로 행하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 방법.
  6. 조립 대상물(1)을 유지하는 유지 장치와,
    상기 유지 장치에 유지된 조립 대상물의 전자 부품(2)을 배치하는 위치에, 열순환성 및 내습성을 가지며 기포 혼입이 어려운 제1밀봉제를 조립 대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포 장치(7)와,
    상기 전자 부품을 상기 조립 대상물의 상기 배치 위치에 배치하여 접착하는 접착장치(6)와,
    상기 조립 대상물 상의 접착후의 상기 전자 부품 주위의 적어도 일부에, 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고 유동성이 양호하며, 또한 표면장력이 작은 제2밀봉제를 도포함과 함께, 상기 제2밀봉제가 전자 부품 밑의, 상기 제1도포 장치에 의하여 도포된 상기 제1밀봉제까지 도달하는 제2도포 장치(10)를 포함하며,
    상기 제1밀봉제가 굳어지기 전에 상기 제2밀봉제가 상기 제1밀봉제와 틈이 없게 접촉하도록 도포되는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1, 제2 각각의 도포 장치 중 적어도 제1도포 장치는 페인팅 장치인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1도포 장치는 스크린 인쇄 장치인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  9. 삭제
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1밀봉제로서 다관능 에폭시를 사용하고, 상기 제2밀봉제로서 실리콘, 난연성 에폭시, 아크릴 수지 중에서 선택된 하나의 밀봉제를 사용함과 함께, 상기 제1도포 장치는 5000cPs 점도의 밀봉제를 사용하며, 상기 제2도포 장치는 1000cPs 점도의 밀봉제를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  11. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도포 장치는 밀봉제 토출구(5a)가 복수개 있는 디스펜서(5)를 가지며, 각 토출구로부터의 밀봉제 토출량을 개별적으로 제어하는 제어 장치(36a, 36b, 36c, 33a, 33b, 33c)를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  12. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 조립 창치에 사용되며, 토출구(5a)가 복수개 있고, 각각의 토출구에 대한 밀봉제 공급로가 개별적으로 설치된 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  13. 조립 대상물(1)을 유지하는 유지 장치와,
    밀봉제 토출구(5a)가 복수개 있는 디스펜서(5)를 가지며, 각 토출구로부터의 밀봉제 토출량을 개별적으로 제어하는 제어 장치(36a, 36b, 36c, 33a, 33b, 33c)를 가지고, 또한 상기 유지 장치에 유지된 상기 조립 대상물의 전자 부품(2)을 배치하는 위치에, 제1밀봉제를 조립 대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 도포하는 제1도포 장치(7)와,
    상기 전자 부품을 상기 조립 대상물의 상기 배치 위치에 배치하여 접착하는 접착 장치(6)와,
    상기 조립 대상물 상의 접착후의 전자 부품 주위의 적어도 일부에, 제2밀봉제를 도포함과 함께, 상기 제2밀봉제가 전자 부품 밑의, 상기 제1도포 장치에 의해 도포된 상기 제1밀봉제까지 도달하는 제2도포 장치(10)를 포함하며,
    상기 제1밀봉제가 굳어지기 전에 상기 제2밀봉제가 상기 제1밀봉제와 틈이 없게 접촉하도록 도포되는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1, 제2 각각의 도포 장치 중 적어도 제1도포 장치는 페인팅 장치인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1도포 장치는 스크린 인쇄 장치인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  16. 삭제
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1밀봉제는 열순환성 및 내습성을 가지고 기포 혼입이 어려우며, 상기 제2밀봉제는 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고, 유동성이 양호하며 또한 표면장력이 작은 것을 특징으로 하는 전자 부품의 조립 장치.
  18. 조립 대상물(1)을 유지하는 유지 장치와,
    상기 유지 장치에 유지된 상기 조립 대상물의 전자 부품(2)을 배치하는 위치에, 제1밀봉제를 조립 대상물(1)의 전극부(22)에 걸리지 않도록 하여 도포하는 제1도포 장치(7)와,
    상기 전자 부품을 조립 대상물의 상기 배치 위치에 배치하여 접착하는 접착장치(6)와,
    상기 조립 대상물 상의 접착후의 상기 전자 부품 주위의 적어도 일부에, 제2밀봉제를 도포함과 함께, 상기 제2밀봉제가 전자 부품 밑의, 상기 제1도포 장치에 의해 도포된 상기 제1밀봉제까지 도달하는 제2도포 장치(10)를 포함하며,
    상기 제1밀봉제가 굳어지기 전에 상기 제2밀봉제가 상기 제1밀봉제와 틈이 없게 접촉하도록 도포되는 전자 부품의 조립 장치에 사용되며, 토출구(5a)가 복수개 있으며 각 토출구에 대한 밀봉제 공급로가 개별적으로 설치된 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1, 제2 각각의 도포 장치 중 적어도 제1도포 장치는 페인팅 장치인 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 조립 장치에 사용되는 디스펜서.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1도포 장치는 스크린 인쇄 장치인 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 조립 장치에 사용되는 디스펜서.
  21. 삭제
  22. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1밀봉제는 열순환성 및 내습성을 가지고 기포 혼입이 어려우며, 상기 제2밀봉제는 상기 전자 부품의 전극부의 범프에의 친화성이 좋고 유동성이 양호하며, 또한 표면장력이 작은 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 조립 장치에 사용되는 디스펜서.
  23. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도포 장치는 밀봉제 토출구(5a)가 복수개 있는 디스펜서(5)를 가지며, 각 토출구로부터의 밀봉제 토출량을 개별적으로 제어하는 제어 장치(36a, 36b, 36c, 33a, 33b, 33c)를 가지는 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 조립 장치에 사용되는 디스펜서.
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