KR20050107994A - 점성물질을 분배하기 위한 복수의 펌프속도들을 구현하는방법 - Google Patents

점성물질을 분배하기 위한 복수의 펌프속도들을 구현하는방법 Download PDF

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Abstract

가동(moving) 분배기로부터 복수의 점성물질 비드들을 성분 캐리어에 분배하는 방법은 복수의 서로 다른 펌프속도들 각각에 대해 유속과 같은 출력특성을 측정 하고, 펌프속도 및 선 속도 중 하나를 복수의 점성물질 비드들 각각에 연관시키고, 각각의 점성물질 비드를 분배하기 위한 대응하는 펌프속도로 펌프를 동작시키는 동안 대응하는 선 속도로 성분 캐리어에 대해 분배기를 이동시키는 것을 포함한다. 각각의 측정된 펌프속도에 연관된 출력특성은 분배되는 점성물질의 무게로부터 결정될 수 있다.

Description

점성물질을 분배하기 위한 복수의 펌프속도들을 구현하는 방법{Method of implementing multiple pump speeds for dispensing a viscous material}
본 발명은 일반적으로 반도체 패키징에 관한 것으로, 특히 반도체 패키징용 점성물질을 분배하는 것에 관한 것이다.
마이크로전자 업계에서, 패키지들은 이를테면 다이들과 같은 성분들로부터 형성되고 이를테면 기판, 인쇄회로기판, 혹은 리드프레임과 같은 성분 캐리어 상에 실장된다. 각각의 성분 상의 전기적 도전성 본드 패드들은 성분 캐리어 상의 대응하는 전기적 도전성의 땜납 볼들 혹은 범프들에 전기적으로 결합된다. 각 성분의 땜납 범프들은 성분 캐리어 상의 대응하는 본드 패드들에 일치시키고, 전기적 접속으로서 작용하는 땜납 조인트들이 생성되게 리플로 공정이 적용된다. 전기적 접속은 각 성분과 성분 캐리어 사이의 갭에 행해진다.
전기적 접속들의 신뢰도는 갭에 점성물질로서, 추후에 점착성 조인트가 형성되게 경화시킬 이를테면 언더필 혹은 엔캡슐란트 물질(encapsulant material)을 충전시킴으로써 향상된다. 종래의 비접촉 언더필 방법들은 통상적으로 가동(movable) 분배기로부터 선 부분의 비드(bead) 형태로 점성물질을 성분의 하나 이상의 주변 사이드 에지들 가까이에 분배한다. 점성물질은 단일 밸브 혹은 펌프속도로 동작하는 밸브 혹은 펌프에 의해, 유체 저장기로부터 분배기의 분배 요소에 펌핑된다. 주어진 펌프속도에 대해 분배기로부터 점성물질의 유속은 예를 들면 분배기로부터 분배되는 점성물질의 질량 또는 무게를 측정함으로써 측정된다. 측정된 유속을 사용할 때, 단위 길이 당 분배되는 용적 혹은 선 밀도(linear density)를 가변시키기 위해서, 성분 캐리어에 평행한 x-y 방향의 속도 혹은 선 속도를 변경시킨다. 엔캡슐란트 물질은 모세관 힘에 의해, 성분의 주변 사이드 에지들에서 갭으로 이동하게 된다.
복수의 점성물질 비드들을 현저하게 서로 다른 선 밀도들로 분배해야 할 경우, 해결해야 할 상황이 발생한다. 이 상황은 예를 들면 멀티-칩 모듈들(MCM)을 언더필 할 때 빈번히 발생되는 것으로, 단일 성분 캐리어에 실장되는 현저히 서로 다른 기하학적 크기 및/또는 갭들을 언더필 할 경우 일어난다. 선 밀도 혹은 단위 길이 당 무게로서 표현할 수도 있는, 비드 길이 및 점성물질의 무게 혹은 용적은 각각의 비드를 특징짓는다. 일반적으로, 비교적 큰 선 밀도의 비드들을 분배하는데 필요한 프로세스 시간은 단일의 비교적 빠른 펌프속도(즉, 유속 출력)를 선택함으로써 최소로 될 수 있다. 그러나, 선 속도는 일관되지 않은 웨팅(wetting), 스트린징(stringing), 및 스플래터와 같은 질 저하 효과들이 나타나게 되는 최소 분배 가능 선 속도를 초과할 수는 없다. 그러므로, 펌프속도에는 최대 분배 가능 선 속도에 의해 상한이 부과된다. 이에 따라 선 속도를 가변시키면서 단일 펌프속도를 사용할 경우 넓은 범위의 선 밀도들로 복수의 점성물질 비드들을 분배할 때 언더필 동작의 수율이 감소하게 된다.
MCM이 자신의 라디오-주파수(RF) 차폐 내에 각각 수용된 복수의 성분들을 탑재할 경우에 또 다른 해결할 상황이 발생한다. 차폐된 성분들은 RF 차폐를 관통하는 개구들을 통해 저 점도의 점성물질을 분배함으로써 언더필 된다. 분배 요소는 분배 요소를 고정시켜 두고, 차폐된 성분의 주변에 관하여 이산 점성물질 디포지트 혹은 도트를 개구들 중 적어도 한 개구에 분배한다. 이산 점성물질 디포지트들을 분배할 때, 펌프가 턴 온 되는 시간량 혹은 온-타임을 변경시켜 분배되는 용적을 가변시킨다.
차폐된 성분들 중 적어도 두 성분이, 언더필링에 있어 현저히 서로 다른 량의 점성물질을 요한다면, 단일 펌프속도로 이들 두 무게들을 분배하는 것은 비효율적일 수 있다. 예를 들면, 한 차폐성분은 1 밀리그램의 무게를 요할 수도 있고 또 다른 차폐성분은 100 밀리그램의 무게를 요할 수도 있다. 보다 무거운 무게의 이산 디포지트들을 분배하는 데 최적인 펌프속도는 보다 적은 무게를 분배하는 데 필요한 시간이 펌프 응답 시간에 관련하여 너무 짧기 때문에, 보다 적은 무게들의 이산 디포지트들을 분배하는 데에는 적합하지 않을 수 있다. 어떤 펌프속도에서, 펌프 응답 시간은 이 특정의 펌프속도로 정확하게 분배될 수 있는 최소 무게를 정한다. 펌프 응답 시간은 펌프속도가 떨어짐에 따라 짧아진다. 그러므로, 보다 느린 펌프속도들이, 보다 적은 무게들을 분배하는 데에 적합하다. 그러나, 보다 느린 펌프속도로 분배하는 것은 보다 무거운 무게들을 분배하기 위한 시간이 길어지기 때문에 언더필 동작의 수율을 감소시킨다.
그러므로, 현저하게 서로 다른 선 밀도들을 갖는 복수의 점성물질 비드들을 보다 효율적으로 분배하거나, 분배되는 양들에 현저한 변동이 있는 복수의 이산 점성물질 디포지트들을 보다 효율적으로 분배하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 지금까지 알려진 언더필 방법들의 전술한 및 다른 단점 및 결점들을 극복한다. 본 발명을 어떤 실시예에 관련하여 기술할 것이지만, 본 발명은 이들 실시예들로 한정되는 것은 아님을 알 것이다. 반대로, 본 발명은 본 발명의 정신 및 범위 내에 포함될 수 있는 모든 대안들, 수정들 및 등가물들을 포함한다.
일반적으로, 본 발명은 인쇄회로기판와 같은 성분 캐리어 상에 탑재된 다이들과 같은 성분들을 언더필하는 방법에 관한 것이나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 원리들은 실장 조립체 내 갭 혹은 공간이 있는 성분 캐리어에 실장되는 어떠한 성분이든 이들에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 원리는 어떤 표면실장 혹은 관통공 실장형 조립체를 언더필하는데 적용할 수 있다. 복수의 펌프속도들이 선택되고 측정된다. 상이한 길이 특성들의 복수의 비드들이 프로그램될 수 있다. 어떠한 점성물질 비드이든 고유 분배 무게로 프로그램되고 각 비드는 측정된 펌프속도 중에서 선택될 수 있다. 선 속도는 선 속도로 분배하는 능력에 의해 제한되는, 명시된 비드 길이, 분배 무게, 및 펌프속도에 근거하여 결정된다. 대안으로, 펌프 온-타임은 분배 무게 및 고정 분배 요소로부터 점성물질을 분배하는 펌프속도로부터 결정될 수 있다.
본 발명에 따라서, 점성물질 분배 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은 대응하는 제1 및 제2 출력특성에서 분배 요소로부터 점성물질을 분배하는 펌프를 동작시키기 위한 제1 및 제2 펌프속도들을 선택하고, 분배 요소를 이동시키는 선 속도들 혹은 펌프를 동작시키는 온-타임과 같은 제1 및 제2 분배 특성을 제1 및 제2 출력특성으로부터 결정하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 점성물질을 분배하는 방법이 제공된다. 방법은 펌프로부터 분배 요소로 점성물질을 공급하는 제1 및 제2 펌프속도들을 명시하는 것을 포함한다. 방법은 분배 요소로부터 점성물질을 분배하는 제1 펌프속도로 펌프를 동작시키면서 제1 선 속도로 분배 요소를 이동시키는 것과, 분배 요소로부터 점성물질을 분배하는 제2 펌프속도로 펌프를 동작시키는 동안 제2 선 속도로 분배 요소를 이동시키는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 복수의 점성물질 비드들을 성분 캐리어에 분배하는 방법에 제공된다. 방법은 점성물질을 분배하는 펌프를 동작시키는 동안 복수의 펌프속도들 각각의 속도에서 펌프의 출력특성을 결정하는 것을 포함한다. 복수의 점성물질 비드들 각각에 대해서, 복수의 펌프속도들 중 하나가 선택되고 선 속도는 선택된 펌프속도에 대응하는 출력특성에 근거하여 결정된다. 복수의 점성물질 비드들 각각은 분배 요소로부터 점성물질을 분배하는 선택된 펌프속도로 펌프를 동작시키면서 대응하는 선 속도로 성분 캐리어에 대해 분배 요소를 이동시킴으로써 분배된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들 및 잇점들은 첨부한 도면 및 이의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1을 참조하여, 언더필 물질 혹은 엔캡슐란트와 같은 점성물질을 이를테면 복수의 다이를 탑재한 인쇄회로기판과 같은 복수의 성분들(14)을 탑재한 성분 캐리어에 분배하기 위해, 참조부호 10으로 표시한 점성물질 분배 시스템이 제공된다. 분배 시스템(10)은 점성물질이 점성물질 모세관 작용에 의해서, 혹은 진공을 사용하여 성분 캐리어(12)와 성분(14) 사이에 확장된 전기적 접속들을 엔캡슐레이트 하기 위해 이들 사이의 갭에 이동 또는 흐르도록 점성물질 비드들(15)을 각 성분(14)의 사이드 에지들에 인접하게 분배하는 데 특히 유용하다.
성분 캐리어(12)에 의해 탑재되는 성분들(14) 중 적어도 2개는 서로 다른 기하학적 크기들을 갖고 있다. 그러나, 본 발명의 원리는 일반적으로 두 개 이상의 점성물질 비드들(15)이 단위 길이 당 현저히 서로 다른 용적 혹은 선 밀도를 요하는 어떠한 분배 응용에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 비드들(15) 중 둘이 단일 성분(14)을 언더필 하기 위해 분배될 수 있다. 유사하게, 본 발명은 별도의 성분 캐리어들(12)에 의해 탑재되는 두 개의 개별 성분들(14)에 현저히 서로 다른 선 밀도들을 갖는 2개 이상의 점성물질 비드들(15)을 제공하는 것을 제공한다.
분배 시스템(10)은 유체 저장기(18)와 유체 저장기(18)로부터 점성물질을 받을 수 있는 분배 요소(20)를 구비한 분배기(16)를 포함한다. 점성물질 비드들(15)은 분배 요소(20)의 선단에 있는 유출 오리피스로부터 성분 캐리어(12)에 분배된다. 분배 요소(20) 부분을 둘러싸고 히터/쿨러 제어기(24)에 결합된 것은 가열, 냉각 및 온도 감지 요소들(도시생략)을 구비한 히트 싱크(22)일 수 있다. 유체 저장기(18)와 분배 요소(20) 사이에는 계량된 용적들의 점성물질을 유체 저장기(18)에서 분배 요소(20)로 보내기 위한 정변위(positive displacement) 펌프로서 동작하는 펌프(26)가 배치된다. 펌프(26)는 분배되는 점성물질의 용적들이 예측가능하고 재현가능한 매우 정확한 용적으로 분배할 수 있다. 컴퓨터 시스템(30)은 기억되어 있는 동작 프로그램에 따라 점성물질의 분배를 제어한다. 펌프(26)의 동작은 컴퓨터 시스템(30)으로부터 코맨드 혹은 제어신호들을 수신하는 펌프 제어기(27)에 의해 조정된다. 통상, 유체 저장기(18)에 주재하는 점성물질 위의 헤드스페이스(headspace)는 컴퓨터 시스템(30)으로부터의 코맨드 혹은 제어신호들에 의해 제어되는 가압 공기원(a source of pressurized air)(28)에 의해 가압된다.
도 1에서, 분배기(16)는 성분 캐리어(12)에 대해 3차원 이동을 위한 3축 전기기계 포지셔너(32)에 탑재된다. 특히, 전기기계 포지셔너(32)는 분배 요소(20)를 성분 캐리어(12)에 대한 선 속도 혹은 x-y 이동속도로 이동시킨다. 전형적으로, z 방향으로 분배 요소(20)의 선단과 성분 캐리어(12) 사이의 간격은 거의 일정하게 유지되고 분배 요소(20)의 선단은 성분 캐리어(12)의 표면에 거의 평행한 x-y 평면으로 이동된다. 전기기계 포지셔너(32)는 컴퓨터 시스템(30)으로부터의 코맨드 혹은 제어신호들에 의해 제어되는 이동 제어기(34)와 인터페이스된다. 일반적으로, 사용할 수 있는 선 속도들의 범위는 전기기계 포지셔너(32)의 물리적 이동 능력들과, 적합한 비드 질을 유지하면서 성분 캐리어(12)에 비드가 분배될 수 있는 최대 분배 가능 선 속도에 의해 제한된다. 높이 센서(36)는 분배 높이를 조정하기 위해 성분 캐리어(12)부터 분배 요소(20)의 수직 간격을 검출한다.
컴퓨터 시스템(30)은 분배 경로 혹은 스타일로 패턴되고 분배 위치에 놓인(originate) 성분 캐리어(12)에 각각의 라인들(15)을 디포지트하기 위한 선 속도로 분배기(16) 및 분배 요소(20)를 이동시키기 위해 전기기계 포지셔너(32)에 지시하는 제어신호들을 이동 제어기(34)에 제공한다. 컴퓨터 시스템(30)은 공정라인의 동작을 조정하기 위해 통신 버스들(42)을 통해 다른 장비에 링크될 수도 있다.
도 1에서, 컨베이어(38)는 수평 화살표 39로 표시한 바와 같이, 분배 요소(20) 밑으로, 성분 캐리어(12), 및 이와 유사한 복수의 성분 캐리어(12)를 이송시킨다. 컨베이어(38)의 동작은 컴퓨터 시스템(30)으로부터 코맨드 혹은 제어신호들을 수신하는 컨베이어 제어기(40)에 의해 제어된다. 성분 캐리어(12)는 히터 제어기(46)에 의해 활성화되는(energized) 가열원(44)에 의해 가열될 수 있다. 성분 캐리어(12)의 온도는 온도 정보를 히터 제어기(46)에 제공하는 히트 센서들(47)에 의해 감지된다. 컴퓨터 시스템(30)에 인터페이스되는 팬 제어기(50)에 의해 제어되는 송풍기(49)는 성분 캐리어(12)를 냉각시킨다.
분배 시스템(10)의 프라임 및 퍼지 스테이션(51a)은 컴퓨터 시스템(30)에 의해 제어되는 진공원(51b)에 결합된다. 분배 동작 전에 혹은 긴 아이들 기간 후에, 분배 요소(20) 및 펌프(26) 내에 초기에 존재하는 점성물질 내 에어 포켓들을 제거하기 위해 프라임 및 퍼지 과정이 수행된다.
도 1에서, 분배 시스템(10)은 전가 무게 저울(scale) 회로(54)에 의해 컴퓨터 시스템(30)에 인터페이스된 무게 저울(52)을 포함할 수 있다. 무게 저울(52)의 리셉터클(53)은 펌프속도 측정되는 동안 분배기(16)로부터 분배되는 점성물질을 캡처하도록 구성된다. 이를 위해, 분배기(16)는 전기기계 포지셔너(32)에 의해 무게 저울(52)로 이동되고 점성물질이 펌프(26)를 동작시킴으로써 리셉터클에 디포지트된다. 예를 들면, 분배기(16)는 분배 요소(20)로부터 점성물질을 펌핑하기 위해 분배기(16)가 동작하는 시간을 나타내는, 소정의 분배 시간 혹은 온-타임 동안 동작될 수 있다. 무게 저울(52)에 의해 측정된 무게는 전자 무게 저울 회로(54)를 통해 컴퓨터 시스템(30)에 제공된다. 펌프속도에 대응하는 점성물질의 출력은 무게 저울(52)로부터의 무게를 사용하여 결정된다. 측정된 펌프속도들은 비드들(15)의 분배를 프로그램하기 위해 컴퓨터 시스템(30)에 의해 이용된다.
카메라(56), 카메라(56)에 인터페이스된 비젼 회로(58), 및 조명 유닛(59)은 각각의 성분(14)의 적어도 한 주변 에지에 대해 분배 요소(20)를 정밀하게 위치시킬 수 있는 비젼 시스템을 제공하는데 사용될 수 있다. 조명 유닛(59)은 카메라(56)가 성분 카메라(12), 성분들(14) 및 어떤 기준 마크들의 이미지를 취할 수 있게 성분 캐리어(12)를 조명한다. 비젼 회로(58)는 성분 캐리어(12) 및 성분들(14)의 정보 및 디지털 이미지들을 컴퓨터 시스템(30)에 전송하기 위해 컴퓨터 시스템(30)과 통신한다. 컴퓨터 시스템(30)은 각 성분(14)의 크기들 및 방위를 계산하기 위해 패턴 인식 시스템을 이용할 수 있다.
도 2를 참조하여, 펌프(26)가 동작할 수 있는 복수의 서로 다른 펌프속도들 중에서 한 세트의 펌프속도들을 계산하는 본 발명의 원리에 따른 분배 시스템(10)(도 1)의 동작의 논리 흐름을 기술한다. 블록(60)에서, 분배 프로세스를 위한 셋업 동안, 컴퓨터 시스템(30)은 측정된 한 세트의 펌프속도들을 수립하기 위한 루틴을 초기화하고 제어한다. 블록(62)에서, 이동 제어기(34)는 점성물질을 무게 저울(52)의 리셉터클(53)에 분배하기 위해 분배 요소(20)가 위치하도록 분배기(16)를 이동시키기 위해 전자기계 포지셔너(32)를 작동시킨다. 블록(64)에서, 펌프(26)는 측정된 한 세트의 일정한 펌프속도들 중에서 선택된 펌프속도들 중 한 속도로 분배 요소(20)로부터의 점성물질을 리셉터클(53)에 분배하는 온-타임 동안 동작된다. 온-타임 동안 분배되는 점성물질량은 무게 저울(52)에 의해 측정된다.
블록(66)에서, 펌프속도는 측정된 무게에 관계된 출력 특성을 판정함으로써 측정된다. 예를 들면, 출력 특성은 점성물질의 무게 및 선택된 펌프속도로 펌프가 동작되었던 온-타임으로부터 결정된 유속일 수 있다. 펌프속도 및 대응하는 출력 특성은 추후에 참조 및 언더필 용적 제어를 구현에서 사용하기 위해, 데이터베이스에 하나의 상관된 데이터 쌍으로서 이를테면 컴퓨터 시스템(30)에 의해 저장된다. 블록(68)에서, 한 세트의 펌프속도들 중에서 측정할 또 다른 펌프속도가 남아 있는지 여부가 판정된다. 추가의 펌프속도들을 측정할 것이라면, 블록(68)은 제어를 다시 블록(62, 64, 66)으로 보내어 세트 내 각각의 펌프속도를 측정하는 것을 반복한다. 모든 펌프속도들이 측정되었다면, 블록(70)은 제어를 컴퓨터 시스템(30)에 의해 실행되는 분배 동작 셋업 루틴으로 보낸다.
본 발명은, 유속을 제공하기 위해 온-타임의 함수로서 무게를 측정하는 대신에, 펌프(26)의 다른 출력 특성이 판정될 수도 있다는 것을 제공한다. 예를 들면, 펌프(26)는 예상 무게의 점성물질과 동등한 점성물질량을 리셉터클(53)에 분배할 것으로 예상되는 펌프속도로 동작될 수도 있다. 실제 분배되는 점성물질양은 무게 저율(52)에 의해 측정된 후 예상 무게와 비교된다. 반복되는 과정에서, 실제 점성물질 무게와 예상 점성물질 무게가 일치할 때까지, 펌프 온-타임을 일정하게 하면서, 펌프(26)의 펌프속도는 다양하게 할 수도 있다.
대안의 실시예에서, 한 세트의 펌프속도들을 측정하기 위한 분배된 점성물질량을 정량화하기 위해 무게가 아닌 점성물질 용적이 측정될 수도 있다. 예를 들면, 한 라인의 점성물질이 제1 유리판에 분배되고 기지의 높이의 스페이서에 의해 제1 유리판에서 떨어진 제2 유리판으로 덮을 수 있다. 라인은 제2 유리판을 통해 볼 수 있다. 라인의 주변길이가 측정되고 면적이 이로부터 계산에 의해 측정된다. 그러면 분배되는 용적이 면적과 스페이서 높이로부터 결정된다.
도 3을 참조하여, 측정된 펌프속도들을 사용한 언더필 용적 제어를 구현하는 본 발명의 원리에 따른 분배 시스템(10)(도 1)의 동작의 논리 흐름을 기술한다. 블록(80)에서, 컴퓨터 시스템(30)은 성분 캐리어(12)에 분배할 각각의 점성물질 비드(15)에 대해, 측정된 펌프속도들(도 2) 중 하나와 대응하는 선 속도를 선택하는 루틴을 개시하여 제어한다. 블록(82)에서, 비드들(15) 중 하나의 위치 혹은 원점(origin)과 분배 경로 혹은 스타일이 명시된다. 원점 및 분배 경로는 예를 들면 매핑된 성분 위치 데이터로부터 및/또는 성분 캐리어(12) 및 성분들(14)의 디지털 이미지로부터 도출된 좌표들로부터 명시될 수 있다. 각 비드(15)의 분배 경로는 성분들(12) 중 대응하는 성분의 하나 이상의 사이드 에지들 주위에 배열된 하나 이상의 개개의 선 부분들에 의해 정의될 수도 있다. 어떤 예들로서, 분배 경로는 1) 성분들(14)의 한 사이드 에지에 하나의 선 부분; 혹은 2) 성분(14)의 한 사이드 에지에 두 개의 정렬되어 있으나 서로 이격된 선 부분들; 혹은 3) 성분(14)의 두 개의 인접한 사이드 에지들 주위의 L 형상의 경로로 배열된 두 개의 선 부분들; 혹은 4) 성분(14)의 3개의 사이드 에지들에 주위에 U 형상의 경로로 배열된 3개의 선 부분들; 혹은 특정 응용에 요구되는 선 부분들의 어떤 다른 조합일 수 있다. 성분들(14) 각각은 하나 이상의 비드(15)를 받을 수도 있다. 예를 들면, 성분(14)은 한 사이드 에지를 따른 선형 길이로 분배된 제1 비드(15) 및 이에 이어 다른 3개의 사이드 에지들을 따라 확장한 U 형상의 경로로 분배된 제2 비드(15)를 받을 수 있는데, 여기서 점성물질의 용적 및 선 밀도는 제1 및 제2 비드들(15)에서 현저히 서로 다를 수 있다.
블록(84)에서, 성분(14)의 하나 이상의 주변 사이드 에지들에 인접하여 분배기(16)로부터 디포지트될 점성물질 비드(15)에 대한 길이가 명시된다. 블록(86)에서, 비드(15)에 대해 점성물질의 무게가 명시되고, 블록(88)에서, 이전에 측정 되었던(도 2) 펌프(26)의 각각의 펌프속도에 대해, 분배 특성 혹은 분배기(16)를 이동시키기 위한 선 속도가 결정 혹은 계산된다. 예를 들면, 각각의 라인 속도는 피제수가 비드 길이이고 제수가 대응하는 유속으로 나눈 무게로 주어지는 이동시간인 몫으로서 계산될 수도 있다. 선 속도는 이동 제어기(34) 및 전기기계 포지셔너(32)가 비드(15)의 분배 경로를 따라 성분 캐리어(12)에 대해 어떤 경로로 분배기(16) 및 분배 요소(20)를 이동시켜야 하는 x-y 평면에서의 선 속도를 나타낸다.
본 발명은 각각의 비드(15)가 측정된 서로 다른 펌프속도들 및 비드 길이에 대한 대응하는 선 속도들을 조정함으로써 디포지트될 수도 있다. 특히, 복수의 서로 다른 펌프속도들 및 대응하는 선 속도들은 비드(15)의 전체 길이에 대해 단위 길이 당 거의 일정한 무게 혹은 용적을 제공하기 위해 선택될 수도 있다. 예를 들면, 비드(15)는 이의 길이의 일부에, 측정된 펌프속도들 중 하나로 펌프(26)를 동작시키고 분배 요소(20)를 대응하는 선 속도를 이동시킴으로써 분배되고, 상기 비드의 길이의 나머지 부분에는 펌프(26)를 측정된 보다 빠른 펌프속도로 동작시키고 분배 요소(20)를 보다 느린 대응하는 선 속도로 이동시킴으로써 분배될 수 있고, 여기서 각각의 펌프속도 및 선 속도 조합은 비드 길이를 따라 거의 일정한 무게 혹은 단위 길이 당 용적을 제공하도록 조정된다.
본 발명의 대안 실시예에서, 선 밀도는 측정된 펌프속도들 및 선 속도들을 조정함으로써 비드(15)의 길이를 따라 달라질 수도 있다. 예를 들면, 현저히 서로 다른 개개의 선 밀도들의 두 개의 선형 부분들을 갖는 L 형상 비드(15)에서, 분배 시간은, 한 선 부분에 분배하기 위해, 측정된 펌프속도들 중 하나 및 이의 대응하는 선 속도와, 다른 선 부분을 분배 하기 위해, 측정된 펌프속도들 중 다른 하나와 이의 대응하는 선 속도를 명시함으로써 최적으로 될 수 있고, 여기서 각각의 펌프속도 및 선 속도 조합은 각각의 선 부분에 대해 단위 길이 당 서로 다른 용적들을 제공한다.
블록(90)에서, 시스템(10)의 사용자는 측정된 선 속도들을 검토하고, 물리적으로 사용가능한 범위의 선 속도들 및/또는 최대 선 속도와 비교하였을 때, 선 속도들 중 하나가 수락가능한지 여부를 판정한다. 측정된 선 속도들 중 어느 것도 수락될 수 없다면, 블록(90)은 제어를 블록(92)으로 넘긴다. 블록(92)은 도 2의 펌프속도 측정에 제어를 다시 넘기고, 새로운 펌프속도에 대해 출력 특성이 결정되며, 이어서 제어는 블록(88)으로 되돌아간다. 선 속도들 중 하나가 수락가능하다면, 블록(90)은 제어를 블록(94)으로 넘겨 여기서 비드(15)를 분배하기 위해 분배 요소(20)를 이동시키기 위한 수락가능한 선 속도가 명시된다. 선택된 선 속도는 수락가능한 비드 질 및 최적 프로세스 수율의 달성에 따른다. 즉, 수락가능한 선 속도는 전기기계 포지셔너(32)의 선 속도 내에 있어야 하며, 점성물질이 성분 캐리어(12)를 적실 수 없는 최대 선 속도를 초과하지 말아야 한다. 일반적으로, 각 비드(15)에 대해 선택된 수락가능한 선 속도는 프로세스 수율을 최적할 목적으로, 전술한 물리적 한계에 비추어, 사용될 수 있는 가장 빠른 선 속도이다.
블록(96)에서, 모든 비드들(15)에 대해 선 속도들이 명시되었는지가 판정된다. 그렇지 않다면, 제어는 블록(96)에서 블록(82)으로 옮겨지고 최소한 블록들(82, 84, 86, 88, 90, 94)이 반복된다. 선 속도가 모든 비드들(15)에 대해 명시되었다면, 제어는 블록(96)에서 블록(98)으로 옮겨져서, 어떤 남아있는 파라미터들을 프로그램하고 분배 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템(30) 상에서 실행하는 호출 프로그램으로 되돌아간다.
사용시, 분배 시스템(10)의 분배기(16) 및 분배 요소(20)는 점성물질을 리셉터클(53)에 분배하기 위해 무게 저울(52)에 대해서 위치된다. 펌프 제어기(27)는 분배 요소(20)로부터 점성물질로부터 점성물질을 분배하기 위해 측정된 한 세트의 펌프속도들 중 하나로 펌프(26)를 동작시킨다. 무게 저울(52)은 분배된 점성물질의 용적을 측정하고 출력특성이 측정된 무게로부터 결정된다. 예를 들면, 유속은 무게 및 펌프(26)의 온-타임으로부터 결정될 수도 있다. 이 과정은 측정될 각 펌프속도마다 반복된다. 그후에, 적어도 한 속도 및 적어도 하나의 측정된 펌프속도는 각 비드(15)에 연관된다.
이어서, 비드들(15)은 성분 캐리어(12)에 분배 시스템에 의해 순차적으로 분배된다. 구체적으로, 각각의 비드(15)에 대해, 분배 요소(20)의 선단은 성분 캐리어(12) 위의 특성 높이 및 대응하는 성분(14)의 에지에 대해 명시된 위치에 위치된다. 펌프(26)는 사전에 선택된 측정된 펌프속도 혹은 펌프속도들로 동작되고, 분배기(16)의 분배 요소(20)는 대응하는 사전에 선택된 선 속도 혹은 선 속도들로 성분 캐리어(12)에 대해서 동시에 이동된다.
도 1에서, 성분 캐리어(12) 상의 2개 이상의 성분들(14)은 하나 이상의 떨어져 있는 점성물질 디포지트들(19)을 받을 수 있는 구멍들이 천공된 라디오 주파수(RF) 차폐(17)에 의해 가려져 있을 수 있다. 분배 요소(20)는 성분(14) 밑에 흐르는 어떤 무게의 언더필 물질을 에워싼 용적(enclosed volume)으로 분배하기 위해 RF 차폐(17) 내 구멍들에 대해서 전기기계 포지셔너(32)에 의해 위치가 정해진다. 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 성분 캐리어(12)가, 차폐가 없는 성분들(14) 및 RF 차폐들(17)로 덮인 성분들(14)을 탑재할 수도 있다는 것을 제공한다. 본 발명은 측정된 펌프속도들을 사용한 언더필 용적 제어가 각각 도 3 및 도 4의 프로세스들을 사용하여 성분 배열들의 조합을 언더필 하는데 구현될 수 있다는 것을 또한 제공한다.
도 4를 참조하여, 복수의 서로 다른 이산 용적들(19)을 분배하기 위해, 측정된 펌프속도들을 사용하여 언더필 용적 제어를 구현하는 본 발명의 대안 실시예에 따른 분배 시스템(10)(도 1)의 동작의 논리 흐름을 기술한다. 블록(100)에서, 컴퓨터 시스템(30)은 성분 캐리어(12)에 분배할 각각의 이산 점성물질 디포지트(19)에 대해, 측정된 펌프속도들(도 2) 중 하나 및 대응하는 분배 특성 혹은 온-타임을 선택하는 루틴을 개시하고 제어한다. 블록(102)에서, 이산 디포지트들(19) 중 하나의 위치 혹은 스타일이 명시된다. 성분들(14) 각각은 하나 이상의 이산 디포지트(19)를 받을 수도 있다. 블록(104)에서, 이산 디포지트(19)를 위한 점성물질의 무게가 명시된다. 블록(106)에서, 이전에 측정되었던(도 2) 펌프(26)의 각각의 펌프속도에 대해, 펌프(26)를 동작시키는 온-타임이 계산 혹은 결정된다.
블록(108)에서, 시스템(10)의 사용자는 계산된 온-타임들을 검토하고, 온-타임들 중 하나가, 물리적으로 사용가능한 범위의 온-타임들 및/또는 최소 온-타임에 비교했을 때 수락가능한지 여부를 판정한다. 계산된 온-타임들 어느 것도 수락될 수 없다면, 블록(108)은 제어를 블록(110)으로 넘긴다. 블록(110)은 제어를 다시 도 2의 펌프속도 측정으로 넘기고, 새로운 펌프속도에 대해 출력특성이 결정되고, 이어서 제어는 블록(106)으로 리턴된다. 온-타임들 중 하나가 수락가능 하다면, 블록(108)은 제어를 블록(112)으로 넘겨, 이산 무게(19)를 분배하기 위해 펌프(26)에 대해, 수락가능한 온-타임이 명시된다. 선택된 온-타임은 흐름을 개시하여 중지시키는데 필요한 선택된 펌프속도에서 특성 펌프 응답 시간보다 큰 것에 따른다.
블록(114)에서, 모든 이산 디포지트들(19)에 대해 온-타임이 명시되었는지 여부가 판정된다. 명시되지 않았다면, 제어는 블록(114)에서 블록(102)으로 옮겨지고 적어도 블록들(102, 104, 106, 108, 112)이 반복된다. 모든 이산 디포지트들(19)에 대해 온-타임이 명시되었다면, 제어는 블록(114)에서 블록(116)으로 옮겨져서, 어떤 남은 파라미터들을 프로그램하고 분배 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템 상에서 실행하는 호출 프로그램으로 리턴한다.
본 발명의 원리에 따라서, 하나의 펌프로 단위길이 당 현저히 서로 다른 용적들 혹은 이산 점성물질 무게들을 갖는 복수의 점성물질 비드들을 서로 다른 펌프속도들로 분배할 수 있게 복수의 서로 다른 펌프속도들이 프로그램될 수 있다. 복수의 서로 다른 펌프 레이트들을 프로그램하는 능력은 흐름 레이트 및 속도가 무게 혹은 선 밀도에 대해서 최적화될 수 있으므로 단일 성분 캐리어 상에 실장되는 크기가 서로 다른 성분들을 언더필하는데 필요한 시간을 감소시킨다. 결국, 펌프가 단일 펌프속도로 동작하는 종래의 분배 시스템에 비해, 총 분배 시간들이 현저하게 감소되고 프로세스 수율이 현저하게 증가된다. 복수의 서로 다른 펌프속도들 중에서 선택하는 능력은 개개의 비드의 선 밀도 혹은 각각의 이산 디포지트의 무게의 유속을 최적화하는 능력을 제공한다.
본 발명을 다양한 실시예의 설명에 의해 예시하고 이들 실시예들은 상세히 기술하였으나, 이러한 상세로 첨부한 청구항들의 범위를 본 출원인이 한정하려는 것은 아니다. 추가의 잇점들 및 수정들은 이 기술에 숙련된 자들에게 쉽게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 넓은 면들에서 본 발명은 특정의 상세, 대표적인 방법들, 및 도시 및 기술된 예들로 한정되지 않는다. 따라서, 출원인의 일반적인 발명적 개념들의 정신 또는 범위 내에서 이러한 상세들의 일탈이 행해질 수 있다.
도 1은 점선으로 표시한 연결 선들이 기계적 연결을 나타내고 실선은 전기적 연결을 나타내는 점성물질 분배 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 펌프속도 측정에 대한 도 1의 점성물질 분배 시스템의 동작을 도시한 논리 흐름도.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 언더필 용적 제어를 위한 도 1의 점성물질 분배 시스템의 동작을 도시한 논리 흐름도.
도 4는 본 발명의 대안 실시예에 따른 언더필 용적 제어를 위한 점성물질 분배 시스템의 동작을 예시한 도 3과 유사한 논리 흐름도.

Claims (26)

  1. 복수의 펌프속도들로 점성물질을 공급할 수 있는 펌프로부터 점성물질을 받는 가동 분배 요소로부터 점성물질을 분배하기 위해 점성물질 분배 시스템을 동작시키는 방법에 있어서,
    펌프로부터 분배 요소에 점성물질을 제공하는 제1 펌프속도를 선택하는 단계와;
    상기 제1 펌프속도에서 제1 출력 특성으로부터 제1 분배 특성을 결정하는 단계와;
    상기 펌프로부터 상기 분배 요소로 점성물질을 제공하기 위한 제2 펌프속도를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 펌프속도에서 제2 출력특성으로부터 제2 분배 특성을 결정하는 단계를 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분배 특성은 상기 분배 요소를 이동시키는 제1 선 속도이고,
    상기 제1 선 속도로 상기 분배 요소를 이동시키면서 점성물질을 분배하도록 상기 펌프를 상기 제1 펌프속도로 동작시키는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 분배 특성은 상기 분배 요소를 이동시키는 제2 선 속도이고,
    상기 제2 선 속도로 상기 분배 요소를 이동시키면서 점성물질을 분배하도록 상기 펌프를 상기 제2 펌프속도로 동작시키는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 분배 특성은 상기 펌프를 동작시키는 제1 온-타임이고,
    상기 점성물질을 분배하기 위해 상기 제1 온-타임동안 상기 펌프를 상기 제1 펌프속도로 동작시키는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 분배 특성은 상기 펌프를 동작시키는 제2 온-타임이고,
    상기 점성물질을 분배하기 위해 상기 제2 온-타임동안 상기 펌프를 상기 제2 펌프속도로 동작시키는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  6. 제1항에 있어서, 무게 저울에 상기 제1 펌프속도로 점성물질을 분배하는 단계; 및
    상기 무게 저울에 의해 측정된 제1 무게를 사용하여 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계는 온-타임 동안 상기 분배 요소를 동작시키는 단계; 및
    상기 제1 무게 및 상기 온-타임을 사용하여 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 무게 저울에 상기 제2 펌프속도로 점성물질을 분배하는 단계; 및
    상기 무게 저울에 의해 측정된 제2 무게를 사용하여 상기 제2 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 출력특성을 결정하는 단계는 온-타임 동안 상기 분배 요소를 동작시키는 단계; 및
    상기 제2 무게 및 상기 온-타임을 사용하여 상기 제2 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  10. 복수의 펌프속도들로 점성물질을 공급할 수 있는 펌프로부터 점성물질을 받는 가동 분배 요소로부터 점성물질을 분배하기 위해 점성물질 분배 시스템을 동작시키는 방법에 있어서,
    상기 펌프로부터 분배 요소에 점성물질을 제공하기 위한 제1 펌프속도 및 제2 펌프속도를 명시하는 단계와;
    상기 분배 요소로부터 점성물질을 분배하기 위해 상기 제1 펌프속도로 펌프를 동작시키는 동안 상기 분배 요소를 제1 선 속도로 이동시키는 단계; 및
    상기 분배 요소로부터 점성물질을 분배하기 위해 상기 제2 펌프속도로 펌프를 동작시키는 동안 상기 분배 요소를 제2 선 속도로 이동시키는 단계를 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 무게 저울에 상기 제1 펌프속도로 점성물질을 분배하는 단계; 및
    상기 무게 저울에 의해 측정된 제1 무게를 사용하여 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 무게 저울에 상기 제2 펌프속도로 점성물질을 분배하는 단계; 및
    상기 무게 저울에 의해 측정된 제2 무게를 사용하여 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제1 펌프속도로 분배되는 점성물질의 제1 무게로부터 제1 유속을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 유속으로부터 상기 제1 선 속도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 펌프속도로 분배되는 점성물질의 제2 무게로부터 제1 유속을 측정하는 단계; 및
    상기 제2 유속으로부터 상기 제2 선 속도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 분배 시스템 동작방법.
  15. 복수의 펌프속도들로 점성물질을 공급할 수 있는 펌프로부터 점성물질을 받는 가동 분배 요소로부터 복수의 점성물질 비드들을 성분 캐리어에 분배하는 방법에 있어서,
    상기 점성물질을 분배하기 위해 상기 펌프를 동작시키는 동안 복수의 펌프속도들 각각에서 펌프에 대한 출력특성을 결정하는 단계와;
    상기 복수의 점성물질 비드들 각각에 대해, 상기 복수의 펌프속도들 중 하나를 선택하는 단계와;
    상기 복수의 점성물질 비드들 각각에 대해, 상기 선택된 펌프속도에 대응하는 상기 출력 특성에 기초하여 선 속도를 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 점성물질 비드들 각각에 대해, 상기 분배 요소로부터 점성물질을 분배하기 위해 상기 선택된 펌프속도로 상기 펌프를 동작시키는 동안 상기 대응하는 선 속도로 상기 성분 캐리어에 대해 분배 요소를 이동시키는 단계를 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 성분들이 상기 성분 캐리어에 실장되고 상기 복수의 성분들 각각은 대응하는 복수의 갭만큼 상기 성분 캐리어로부터 이격되고,
    상기 복수의 성분들 중 대응하는 성분과 상기 성분 캐리어 사이의 복수의 갭들 중 한 갭에 상기 복수의 점성물질 비드들 각각을 옮기는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 점성물질 비드들을 옮기는 단계는 상기 복수의 점성물질 비드들 중 적어도 두 개를 상기 동일 갭에 옮기는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 복수의 펌프속도들 각각에서 유속을 결정하는 단계는,
    상기 펌프속도들 중 대응하는 속도로 점성물질을 분배하는 단계와;
    분배되는 점성물질의 무게를 측정하는 단계; 및
    상기 무게를 사용하여 상기 대응하는 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 복수의 점성물질 비드들 중 적어도 두 개는 서로 다른 펌프속도들로 분배되는 점성물질 비드 분배 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 복수의 점성물질 비드들 각각에 대해, 상기 복수의 펌프속도들 중 하나의 속도를 선택하기 전에 상기 복수의 펌프속도들 각각에서의 출력특성으로부터 선 속도를 결정하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 펌프속도 선택은 상기 선 속도에 근거하는 점성물질 비드 분배 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 성분 캐리어에 대해 상기 분배 요소를 이동시키는 단계는, 상기 점성물질 비드들 각각에 대해, 상기 복수의 펌프속도들 중 대응하는 선택된 속도로 상기 펌프가 동작하는 중에 상기 분배 요소를 상기 결정된 선 속도로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  22. 적어도 제2 및 제2 펌프속도들로 점성물질을 공급할 수 있는 펌프로부터 점성물질을 받는 가동 분배 요소로부터 제2 및 제2 점성물질 비드들을 성분 캐리어에 분배하는 방법에 있어서,
    상기 제1 점성물질 비드에 대해 제1 무게 및 제1 분배 경로를 명시하는 단계와;
    상기 제2 점성물질 비드에 대해 제2 무게 및 제2 분배 경로를 명시하는 단계와;
    상기 제1 펌프속도에서 상기 분배 요소로부터 분배되는 점성물질의 제1 출력특성을 결정하는 단계와;
    상기 제2 펌프속도에서 상기 분배 요소로부터 분배되는 점성물질의 제2 출력특성을 결정하는 단계와;
    상기 제1 출력특성, 상기 제1 무게, 및 상기 제1 분배 경로로부터 제1 선 속도를 결정하는 단계와;
    상기 제2 출력특성, 상기 제2 무게, 및 상기 제2 분배 경로로부터 제2 선 속도를 결정하는 단계와;
    상기 제1 점성물질 비드를 분배하기 위해 상기 제1 분배 경로에 대해서 상기 성분 캐리어에 대한 상기 분배 요소를 상기 제1 선 속도로 이동시키는 동안 상기 펌프를 상기 제1 펌프속도로 동작시키는 단계; 및
    상기 제2 점성물질 비드를 분배하기 위해 상기 제2 분배 경로에 대해서 상기 성분 캐리어에 대한 상기 분배 요소를 상기 제2 선 속도로 이동시키는 동안 상기 펌프를 상기 제2 펌프속도로 동작시키는 단계를 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 점성물질 비드 및 상기 제2 점성물질 비드를 성분과 상기 성분 캐리어 사이의 갭에 옮기는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  24. 제22항에 있어서, 제1 성분과 상기 성분 캐리어 사이의 제1 갭에 상기 제1 점성물질 비드를 옮기는 단계; 및
    제2 성분과 상기 성분 캐리어 사이의 제2 갭에 상기 제2 점성물질 비드를 옮기는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계는,
    상기 무게 저울에 점성물질을 상기 제1 펌프속도로 분배하는 단계와;
    분배된 점성물질의 제1 무게를 측정하는 단계; 및
    상기 제1 무게를 사용하여 상기 제1 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 출력특성을 결정하는 단계는,
    상기 무게 저울에 점성물질을 상기 제2 펌프속도로 분배하는 단계와;
    분배된 점성물질의 제2 무게를 측정하는 단계; 및
    상기 제2 무게를 사용하여 상기 제2 출력특성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 점성물질 비드 분배 방법.
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