[发明专利]非接触式粘性物质喷射系统

说明书

本申请是申请号为200410038372X、申请日为2004年5月24日、发明名称为“非接触式粘性物质喷射系统”发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容