利用非接触式投放器将粘性物质喷射到基底上的方法技术

一种非接触式粘性物质喷射系统，具有一安装成可对一表面作相对运动的喷射式投放器。控制器能使喷射式投放器射出粘性物质液滴，该粘性物质液滴作为粘性物质小点涂在所述表面上。诸如摄象机或天平那样的仪器连接控制器，且提供代表涂到表面上的小点与尺寸相关物理特性的反馈信号。后续涂的小点的与尺寸相关物理性，是根据与尺寸相关物理特性的反馈信号，通过加热和冷却或调节喷射式投放器中活塞行程来控制的。还提供投放物质的体积控制和速度偏差补偿。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及投放粘性物质的设备，更具体地说，涉及计算 机控制的非接触式喷射系统，用于把粘性物质的小点涂到表面上。
技术介绍
在制造诸如印刷电路(PC)板这样的基片的过程中，经常有必要 涂上少量粘性物质，即粘度大于50厘泊的物质。作为例子，这种物质 包括普通粘合剂、焊膏、助焊剂、阻焊漆、油脂、油、密封剂、注封 化合物、环氧树脂、芯片粘接膏、硅酮、RTV及氰基丙烯酸酯，但不 限于这些例子。在寻求电路越来越微型的过程中，已经开发出叫做叩焊芯片技术 的制造工艺，它有多个加工工序需要投放粘性流体。例如，半导体电 路小片或叩焊芯片首先通过焊球或焊盘附着到PC板上，在此工序中粘 性的助焊剂涂在叩焊芯片与PC板之间。然后，使粘性的液态环氧树脂 流动，并整个覆盖芯片的内面。这一底层充填作业要求，以一种或多 或少连续的方式，沿所述半导体芯片的至少一个侧边涂覆准确量的液 态环氧树脂。液态环氧树脂由于毛细作用在芯片下流动，这样因为芯 片内面与PC板顶面之间小的间隙。 一旦底层充填作业完成，就希望沉 积足够的液态环氧树脂来封装全部电接线，以便沿芯片的侧边形成填 角焊缝。正确成形的填角焊缝确保沉积足够的环氧树脂，从而在芯片 与PC板之间有最大的粘接机械强度。因此，用环氧树脂作底层充填首 先形成机械接头，以利于热循环和/或机械加载时在互连的焊接点上减 少应力和限制应变，其次可保护焊接点免水汽与其它环境因素的影响。 在正合适位置上沉积正确数量的环氧树脂，对于底层充填工艺的质量而言至关重要。环氧树脂太少可能导致腐浊及热应力过大。环氧树脂 太多则可能流到芯片底面以外，妨碍其它半导体器件及连接线。在另一应用场合，芯片粘到PC板上。在这个申请中，粘合剂以一 种图案涂到PC板上，而芯片通过向下的压力放在粘合剂上。粘合剂分 布图案的设计要使粘合剂均匀地流在芯片底面与PC板之间而不会从 芯片下面流出。此外在这个申请中，精确数量的粘合剂涂在PC板的准 确位置上是重要的。PC板时常由传送携带通过粘性物质投放器，投放器安装成可在PC 板上方作两轴运动。运动的投放器能将粘性物质的小点投放到PC板上 要求的位置。为了提供优质的粘性物质投放，经常要控制几个变量。 首先，控制每滴小点的重量和尺寸。已知的粘性物质投放器具有闭环 控制系统，用来使物质投放过程中保持小点尺寸不变。控制投放的重 量和小点尺寸的已知办法有，通过改变粘性物质供应压力、投放器中 分配阀的持续工作时间及分配阀中冲击锤的行程。这些控制回路都会 有各自的优点和缺点，取决于具体投放器的设计和该投放器所投放的 粘性物质。但这些方法常需要附加的部件和机械装置，从而带来附加 的费用和可靠性问题。此外，随着小点投放速率的增加，这些方法的 相应度也不大满意。因此不断需求提供更好更简单的闭环控制系统来 控制小点尺寸或重量。在投放过程中可能控制的第二重要变量是，在一具体循环中所要 投放的粘性物质的总量或总体积。芯片设计人员常规定粘性物质的总 量或总体积，如分别在底层充填和粘接工序中使用的底层充填中的环 氧树脂、粘接时的粘合剂。对于给定的小点尺寸与投放速度，就可以 对投放器的控制器进行编程，以便投放器适当数量的小点，从而将规 定量的粘性物质沿要求的线路或图案投放到PC板上要求的位置上。这 样的系统在影响粘性物质投放的参数保持常数的场合相当有效。但这 些参数是在不断变化的，虽然在短期内经常只有少量的变化，可是这 种变化累加效应能导致投放器所投放的流体的体积有可以觉察得到的 改变。因此，要求控制系统能检测投放重量的变化并自动调节投放速 度，以使所需要的粘性物质总体积在整个投放周期内均匀地投放。第三个重要变量涉及飞行中的粘性物质小点投放时间的选择。当投放在空中时，粘性物质的小点在落到PC板之前通过空气作水平飞 行。为使小点精确地定位在PC板上，已知的办法是进行校准循环操作， 确定以时间为基准的补偿值，并将其应用于投放器的提前触发。此外 还需要不断改进飞行投放器能够投放粘性物质小点的步骤，以使其更 精确地定位在PC板上。因此，需要一种改进的计算机来控制粘性物质投放系统以满足上 述要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的非接触式喷射系统，它能较精确的将空中 飞行的粘性物质小点涂到基片上。首先，本专利技术的改进的非接触式喷 射系统可通过改进喷嘴温度或改变喷射阀活塞的行程来调节投放的重 量或小点尺寸。这提供了一种更简单和更便宜的系统，其有较快的响 应时间来校准投放的重量或小点尺寸。此外，本专利技术改进的非接触式 喷射系统，允许喷嘴和基片之间的相对速度能够作为现用物质投放特 性及应用于基片上的物料的具体总体积的变化的函数而得到自动优 化。其结果是较精确均匀地将投放的粘性物质涂到基片上。此外，本 专利技术改进的非接触式喷射系统根据喷嘴和基片间的相对速度的函数， 来优化待投放的各个小点位置，从而使喷射在空中的粘性物质准确地 定位在基片上。本专利技术改进的非接触式喷射系统特别适用于粘性物质 小点的重量与体积及其在基片上的位置需要准确控制的场合。根据本专利技术的原理并按照描述的实施例，本专利技术提供的非接触式 粘性物质喷射系统具有喷射投放器，它安装成可相对于一表面运动。 与喷射式投放器相连的控制器有存储器，可储存与粘性物质小点要求 的尺寸相关的物理特性。该控制器工作时可使喷射式投放器将粘性物 质的小点涂到表面上。与该控制器连接的仪器提供一个反馈信号，该 反馈信号表示检测到的涂在表面上的小点的与尺寸相关的物理特性。 温控器的第一装置可提高喷嘴温度而第二装置可降低喷嘴温度。控制 器工作时可根据测到的与尺寸相关的物理特性与要求的与尺寸相关的 物理特性之间的差值而使温控器改变喷嘴的温度。在本专利技术的不同方面，与尺寸相关的物理特性由涂在表面上的小点的直径，重量或体积确定。在本专利技术的另一方面，仪器是摄像机， 在本专利技术又一方面，仪器是天平。本专利技术的其它方面包括根据测到的 涉及尺寸的物理特性与所要求的涉及尺寸的物理特性之间的差值，启 动第一装置提高喷嘴温度或启动第二装置来降低喷嘴温度的方法。在本专利技术另一实施例中，控制器工作时首先使喷射式投放器中的 活塞从滑阀孔后退一个冲程，此后使活塞朝向滑阀孔移动一个冲程， 通过喷嘴喷射出粘性物质的液滴。液滴贴到表面上成为粘性物质的小 点。控制器进一步工作时可根据表示该小点与尺寸相关的物理特性是 小于还是大于要求的小点尺寸值的反馈信号来加大或縮短活塞的行 程。在本专利技术的另一方面，所述仪器是摄像机，在本专利技术的又一方面 所述仪器是天平。在本专利技术的其它方面，各方法用于根据涂在表面上 的小点的与尺寸相关的物理特性是小于还是大于要求值而提高或縮小 活塞的形成。在本专利技术的再一个实施例中，控制器中存储着表示待投放粘性物 质总体积的总体积值和表示所述粘性物质总体积所要喷射长度的长度 值。控制器工作时可使喷射式投放器将粘性物质的小点涂到表面上。 仪器提供代表涂在表面上的小点所含粘性物质的量的反馈信号给控制 器。控制器对反馈信号即体积值及长度值作出响应，以确定使粘性物 质总体积均匀投放到上述长度上时喷射式投放器与表面之间的相对运 动的最大速度。在本专利技术的又一个实施例中，控制器工作时可使喷射式投放器通 过第一位置上的喷嘴喷射出粘性物质液滴，从而使粘性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用投放器将粘性物质喷射到基底上的方法，该投放器可以非接触的方式将不连续量的粘性物质喷射到该基底上，其中每个从投放器中射出的不连续量的粘性物质脱离投放器，且在无需润湿基底以便将喷嘴的该不连续量的粘性物质拉出的情况下离开投放器，该方法包括：提供代表拟投放到基底上的粘性物质目标量的目标值，和代表该目标值在基底上所要投放长度的长度值；使投放器工作，以便将第一组不连续量的粘性物质涂到标度表面上；产生反馈信号，该反馈信号代表所测得的涂在所述标度表面上的第一组 不连续量的粘性物质中所含粘性物质量；确定投放器和所述基底之间的相对运动的速度值，目标量的粘性物质将作为第二组不连续量的粘性物质以该相对运动速度值被投放在所述基底上，其投放的长度由所述长度值所代表；和以该速度值在所述基底上移动 投放器，以便将第二组不连续量的粘性物质投放到所述基底上，投放的长度由所述长度值所代表。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R阿伯内西，AJ巴比亚尔兹，NA巴伦德特，R恰尔代拉，JE小库珀，KS埃斯彭西德，E菲斯克，CL吉鲁茨基，PR詹金斯，A刘易斯，RA梅理特，NI纳加诺，H基尼奥内斯，T拉特利德格，J舍曼，F苏里亚维德加加，T韦斯顿，
申请(专利权)人：诺德森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]