静电喷嘴、排出装置以及半导体模块的制造方法
【专利摘要】本发明涉及能够防止静电喷嘴与工件之间的放电，并且能够对狭窄的缝隙涂覆液体的静电喷嘴。静电喷嘴具有第一～第三管部、以及电源。第一管部由导体构成，且被电源施加电压。第二管部由绝缘体构成。第三管部由金属构成，且通过上述第二管部而与上述第一管部绝缘，并比上述第二管部细。在上述第一管部、上述第二管部以及上述第三管部的内部流动的液体被从上述第三管部的前端排出。
【专利说明】
静电喷嘴、排出装置以及半导体模块的制造方法
技术领域
[0001]本说明书公开的技术涉及静电喷嘴、排出装置、以及利用静电喷嘴的半导体模块的制造方法。
【背景技术】
[0002]公知有一种使液体带电，并将带电后的液体涂覆于工件的静电喷嘴。在多数的静电喷嘴中，包括前端部的静电喷嘴的主体由金属构成。通过对金属制的主体施加电压，能够使在其内部流动的液体带电。然而，在这样的静电喷嘴中，存在当使静电喷嘴接近工件时，在静电喷嘴的前端部与工件之间产生放电的情况。
[0003]另一方面，专利文献I公开了一种静电喷嘴。该静电喷嘴具有筒状电极、筒状喷嘴前端部、以及电源。筒状电极由导体构成。筒状喷嘴前端部由绝缘体构成，且与上述筒状电极连接。电源对筒状电极施加电压。在该静电喷嘴中，从外部供给的液体在筒状电极和筒状喷嘴前端部的内部流动，并从筒状喷嘴前端部排出。因为由电源对筒状电极施加了电压，所以液体在筒状电极的内部流动时液体带电。因此，被从筒状喷嘴前端部排出的液体恰当地附着于工件。
[0004]另外，在该静电喷嘴中，由于筒状喷嘴前端部由绝缘体构成，所以能够防止在筒状喷嘴前端部与工件之间产生放电。因此，在该静电喷嘴中，能够使筒状喷嘴前端部接近工件，能够恰当地将液体涂覆于工件。
[0005]专利文献I:日本特开2013 — 237002号公报
[0006]在专利文献I的静电喷嘴中，筒状喷嘴前端部是绝缘体，刚性较低。因而，需要使筒状喷嘴前端部变粗。因此，难以对狭窄的缝隙(例如，如槽那样较细且深度较深的缝隙)涂覆液体。因此，在本说明书中，提供一种能够防止静电喷嘴与工件之间的放电，并且能够对狭窄的缝隙涂覆液体的静电喷嘴。
【发明内容】
[0007]本说明书公开的静电喷嘴具有第一管部、第二管部、第三管部、以及电源。上述第一管部由导体构成，并被电源施加电压。上述第二管部由绝缘体构成，且与上述第一管部连接。上述第三管部由金属构成，并与上述第二管部连接，通过上述第二管部与上述第一管部绝缘，且比上述第二管部细。上述电源对上述第一管部施加电压。上述静电喷嘴将在上述第一管部、上述第二管部以及上述第三管部的内部流动的液体从上述第三管部的前端排出。
[0008]在该静电喷嘴中，第三管部构成喷嘴的前端部。第三管部由金属构成。由于金属的刚性比绝缘体的刚性高，所以能够使第三管部较细。因此，根据该静电喷嘴，能够将喷嘴的前端部(即，第三管部)插入到狭窄的缝隙，能够对狭窄的缝隙涂覆液体。另外，第三管部通过第二管部而与第一管部绝缘。因此，即便使第三管部与工件接近，也能够防止第三管部与工件之间的放电。
【附图说明】
[0009]图1是树脂涂覆装置10的说明图。
[0010]图2是涂覆了底漆(primer) 92后的半成品80的纵剖视图。
[0011]图3是由实施方式的方法制造出的半导体模块的纵剖视图。
[0012]图4是表示绝缘击穿电压与距离LI的关系的图。
【具体实施方式】
[0013]图1所示的树脂涂覆装置10具有排出装置12和工作台(stage)40。树脂涂覆装置10在半导体t旲块的制造工序中对图1所不的半成品80的表面涂覆底漆。
[0014]排出装置12具有静电喷嘴14、栗26、树脂罐28、以及直流电源32。
[0015]静电喷嘴14具有前端喷嘴部16、中间喷嘴部18、以及基端喷嘴部20。前端喷嘴部16是由金属构成的圆管。中间喷嘴部18是由绝缘体构成的圆管。前端喷嘴部16的基端部被埋在中间喷嘴部18的中心孔内。由此，前端喷嘴部16与中间喷嘴部18连接。前端喷嘴部16的中心孔16a与中间喷嘴部18的中心孔18a相连。前端喷嘴部16的前端部从中间喷嘴部18向外侧突出。前端喷嘴部16的前端部的外径小于2mm。前端喷嘴部16的外径比中间喷嘴部18的外径小。即，前端喷嘴部16比中间喷嘴部18细。
[0016]基端喷嘴部20具有管状电极22和外侧管部24。管状电极22是由金属构成的圆管。外侧管部24是由绝缘体构成的圆管。管状电极22的长度与外侧管部24的长度大致相等。另夕卜，管状电极22的整体被埋入外侧管部24的中心孔内。因此，基端喷嘴部20的中心孔20a的内壁整体由管状电极22(8卩，金属)构成。基端喷嘴部20沿轴向与中间喷嘴部18连接。基端喷嘴部20与前端喷嘴部16的相反侧的中间喷嘴部18的端部连接。管状电极22的中心孔20a与中间喷嘴部18的中心孔18a相连。环状电极22通过中间喷嘴部18与前端喷嘴部16绝缘。
[0017]在基端喷嘴部20的基端连接有树脂供给管30的一端。在树脂供给管30的另一端连接有树脂罐28 ο在树脂罐28内储存有液状的底漆。在树脂供给管30中设置有栗26。若栗26工作，则树脂罐28内的底漆被输送到静电喷嘴14 ο被供给至静电喷嘴14的底漆在基端喷嘴部20的中心孔20a、中间喷嘴部18的中心孔18a以及前端喷嘴部16的中心孔16a内流动，并从前端喷嘴部16的前端排出。
[0018]在基端喷嘴部20的管状电极22连接有布线34。布线34的另一端接地。在布线34中夹装有直流电源32。直流电源32对管状电极22施加电压Vl (例如，1kV)。管状电极22与前端喷嘴部16之间的距离LI以及中间喷嘴部18的材质被选择为管状电极22与前端喷嘴部16之间的绝缘击穿电压大于直流电源32的输出电压VI。
[0019]工作台40由金属构成。工作台40被接地。
[0020]半成品80具有散热板82、金属块84、半导体芯片86以及散热板88。散热板88由金属构成。在散热板88的上表面固定有半导体芯片86。半导体芯片86通过焊料与散热板88连接。在半导体芯片86的上表面固定有金属块84。金属块84通过焊料与半导体芯片86连接。在金属块84的上表面固定有散热板82。散热板82由金属构成。散热板82通过焊料与金属块84连接。散热板82经由金属块84与半导体芯片86导通。
[0021]如图所示，金属块84和半导体芯片86的横向(与半导体芯片86的上表面平行的方向)的尺寸小于散热板82、88的横向的尺寸。因此，在不存在金属块84和半导体芯片86的位置，在散热板82与散热板88之间形成有空间90。更详细而言，在散热板82的下表面和与其下表面对置的散热板88的上表面之间形成有空间90。散热板82的下表面、金属块84的侧面、半导体芯片86的侧面以及散热板88的上表面露出在空间90。空间90的上下方向的宽度(S卩，散热板82的下表面与散热板88的上表面之间的宽度)大约是2mm，比前端喷嘴部16的前端部的外径宽。
[0022]接下来，对由半成品80制造半导体模块的方法进行说明。首先，如图1所示，将半成品80载置到工作台40。由于工作台40接地，所以与工作台40接触的散热板88也接地。另外，由于半导体芯片86、金属块84以及散热板82与散热板88导通，所以它们也经由散热板88而接地。即，对半成品80整体施加大致0V。
[0023]另外，接通直流电源32，对管状电极22施加电压VI。并且，将前端喷嘴部16插入到半成品80的空间90内。进而，通过栗26将底漆供给到静电喷嘴14，从前端喷嘴部16的前端排出底漆。由此，对露出在空间90内的半成品80的表面(即，散热板82的下表面、金属块84的侧面、半导体芯片86的侧面以及散热板88的上表面)涂覆底漆。另外，若对管状电极22施加电压Vl，则在底漆从基端喷嘴部20的中心孔20a内通过时，底漆带正电。因此，带正电的底漆被从前端喷嘴部16排出。另一方面，对半成品80施加大致0V。因此，从前端喷嘴部16排出的底漆容易附着于半成品80的表面。从而，能够对半成品80的表面均匀地涂覆底漆。
[0024]另外，在该树脂涂覆装置10中，在排出底漆的前端喷嘴部16与接受电压Vl的施加的管状电极22之间夹装有由绝缘体构成的中间喷嘴部18。即，通过中间喷嘴部18，使得前端喷嘴部16与管状电极22绝缘。因此，即便使前端喷嘴部16与半成品80接近，在前端喷嘴部16与半成品80之间也不产生放电。因此，即使将前端喷嘴部16插入到狭窄的空间90内，在前端喷嘴部16与半成品80之间也不产生放电。因此，能够防止由放电而造成的对半导体芯片86的损伤。
[0025]如以上说明那样，根据静电喷嘴14，能够一边防止在前端喷嘴部16与半成品80之间产生放电，一边将前端喷嘴部16插入到半成品80的狭窄的空间90内。因此，如图2所示，能够对露出在空间90内的半成品的表面(即，散热板82的下表面、金属块84的侧面、半导体芯片86的侧面以及散热板88的上表面)的整体均匀地涂覆底漆92。
[0026]接下来，如图3所示，通过注塑成型形成覆盖半成品80的表面的树脂层94。由此，半导体模块完成。由于在注塑成型时树脂流入空间90内，所以树脂层94也在空间90内形成。如上所述，由于在注塑成型前底漆被涂覆于空间90内的半成品80的表面，所以树脂层94恰当地附着于空间90内的半成品80的表面。从而，根据该方法，能够制造可靠性高的半导体模块。
[0027]如以上说明那样，在实施方式的静电喷嘴14中，前端喷嘴部16由刚性较高的金属构成。金属制的前端喷嘴部16能够比由绝缘体构成的前端喷嘴部细。因此，在静电喷嘴14中，能够将底漆恰当地涂覆于如上述的空间90那样细且深度深的缝隙。另外，即使这样由金属构成前端喷嘴部16，通过中间喷嘴部18将前端喷嘴部16与管状电极22绝缘，也能够防止前端喷嘴部16与半成品80之间的放电。
[0028]其中，图4表示了管状电极22与前端喷嘴部16之间的绝缘击穿电压与距离LI的关系。优选以直流电源32的施加电压Vl比图4所示的绝缘击穿电压低的方式设定距离LI。即，优选在图4的斜线区域内设定电压Vl和距离LI。
[0029]另外，随着对静电喷嘴14的使用，而存在前端喷嘴部16带电的情况。因此，也可以定期地(在即将进行底漆涂覆工序之前等)将前端喷嘴部16接地，从前端喷嘴部16对电荷进行放电。
[0030]此外，上述的实施方式的静电喷嘴14排出底漆，但也可以排出其他的树脂。另外，也可以排出树脂以外的液体。
[0031]以下，对实施方式的构成要素与技术方案的构成要素的关系进行说明。实施方式的管状电极22是技术方案的第一管部的一个例子。实施方式的中间喷嘴部18是技术方案的第二管部的一个例子。实施方式的前端喷嘴部16是技术方案的第三管部的一个例子。实施方式的底漆是技术方案的液体的一个例子。
[0032]以下列出本说明书公开的技术要素。其中，以下的各技术要素是独立且有用的技术要素。
[0033]本说明书公开的一个例子的排出装置具有静电喷嘴和对第一管部施加电压的电源。电源的输出电压比第一管部与第三管部之间的绝缘击穿电压低。
[0034]在本说明书公开的一个例子的制造方法中，由半成品制造半导体模块。上述半成品具有相互对置的2个散热板、和在上述2个散热板之间与上述散热板分别连接的半导体芯片。在上述2个散热板之间形成有空间。上述制造方法具有在将静电喷嘴的第三管部插入到上述空间的状态下，从上述静电喷嘴排出液体的工序。由此，液体被涂覆于露出在上述空间的表面的至少一部分。
[0035]以上，对实施方式详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定技术方案。技术方案所记载的技术包含对以上例示的具体例进行了各种变形、变更的技术。
[0036]本说明书或者附图所说明的技术要素通过单独或者各种组合来发挥技术有用性，并不局限于申请时技术方案所记载的组合。另外，本说明书或者附图所例示的技术同时实现多个目的，且实现其中一个目的的技术本身具有技术有用性。
[0037]符号说明
[0038]10...树脂涂覆装置;12...排出装置;14...静电喷嘴；16...前端喷嘴部；18...中间喷嘴部；20...基端喷嘴部；22...管状电极；24...外侧管部；26...栗；28...树脂罐；
30...树脂供给管32...直流电源;34...布线;40...工作台；80...半成品；82...散热板；
84...金属块;86...半导体芯片;88...散热板;90...空间；92...底漆;94...树脂层。
【主权项】
1.一种静电喷嘴，具有: 第一管部，其由导体构成，且被电源施加电压； 第二管部，其由绝缘体构成，且与上述第一管部连接；以及 第三管部，其由金属构成，且与上述第二管部连接，并通过上述第二管部而与上述第一管部绝缘，且比上述第二管部细， 上述静电喷嘴将在上述第一管部、上述第二管部以及上述第三管部的内部流动的液体从上述第三管部的前端排出。2.—种排出装置，具有: 权利要求1所述的静电喷嘴；以及 对上述第一管部施加电压的电源， 上述电源的输出电压比上述第一管部与上述第三管部之间的绝缘击穿电压低。3.一种制造方法，是由半成品制造半导体模块的方法， 上述半成品具有: 相互对置的2个散热板；以及 半导体芯片，其在上述2个散热板之间与上述2个散热板分别连接， 在上述2个散热板之间形成有空间， 上述制造方法具有在将权利要求1的静电喷嘴的第三管部插入到上述空间的状态下，从上述静电喷嘴排出上述液体的工序。
【文档编号】B05B5/053GK106000699SQ201610169093
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】山中温子
【申请人】丰田自动车株式会社