CN101563764A - 液体材料的填充方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装置构成的自由度高、无需进行复杂控制即可提供适当量液体材料的液体材料的填充方法及装置。本发明的液体材料的填充方法及其装置，是利用毛细管现象在衬底与其上所保持的工件的空隙填充从吐出部吐出的液体材料的方法；其特征在于包括：提供步骤，从吐出部向工件的边缘部提供液体材料；拍摄步骤，通过拍摄组件，对假定所述提供步骤中所提供的液体材料通过毛细管现象而渗出的区域的工件的边缘部的图像进行拍摄；判定步骤，根据所拍摄的图像，检测工件的边缘部是否存在液体材料，由此判定液体材料是否填充于衬底与工件的整个空隙；以及补充步骤，在判定为不良的情况，从吐出部向所述工件的边缘部提供液体材料。

Description

液体材料的填充方法及装置

技术领域

本发明涉及一种利用毛细管现象向衬底与其上所保持的工件的空隙内，填充从吐出部吐出的液体材料的方法，尤其关于一种可在半导体封装的底部填充(underfill)步骤中恰当地填充液体材料的方法及装置。

再者，本发明中所谓“吐出”，包括液体材料离开吐出部前与工件接触的型式的吐出方式、以及液体材料离开吐出部后与工件接触的型式的吐出方式。

背景技术

如图1所示，半导体封装的构成如下，经由焊锡凸块而使半导体芯片连接在衬底上。在衬底与半导体芯片的空隙中填充底部填充材料，可缓解热应力或来自外部的应力等的影响。

将底部填充材料填充至衬底与半导体芯片的空隙的步骤，被称作底部填充步骤。如图2的(a)至(c)所示，底部填充步骤是以如下方式进行：从位于半导体芯片的端部附近的吐出部提供底部填充材料，利用毛细管现象使树脂填充至半导体芯片与衬底的空隙后，通过烘箱等进行加热而使树脂硬化。

在底部填充步骤中，如果半导体芯片与衬底的空隙中残留有气泡，则进行加热以使底部填充材料硬化时，残留于空隙中的气泡膨胀，会产生不良影响。因此，必须使气泡无残留、不进入所述空隙中。

如果使吐出部沿着半导体的全周移动同时提供底部填充材料，则底部填充材料朝向半导体芯片的全周流动，因此，如图3所示，在半导体芯片的中心残留有未被排出的气泡。

因此，通常较多情况为通过如图2的(a)至(c)所示的方式提供底部填充材料。图2的(a)表示使吐出部以相对于半导体芯片静止的方式提供底部填充材料的方法，图2的(b)表示使吐出部沿着半导体芯片一边移动同时提供底部填充材料的方法，图2的(c)表示使吐出部沿着半导体芯片的两边移动同时提供底部填充材料的方法。

根据如图2的(a)至(c)所示的方法，因底部填充材料在一个方向流过半导体芯片与衬底的空隙，所以半导体芯片与衬底的空隙中的空气，被底部填充材料挤压而朝向提供侧的相反侧排出，结果，可进行无气泡残留的填充。

从吐出部提供的底部填充材料的量，是预先算出的填满半导体芯片与衬底的整个空隙的量。通过提供所述量的底部填充材料，大部分半导体芯片可获得底部填充材料填满半导体芯片与衬底的整个空隙的良好结果。

图4的(a)表示底部填充材料遍及半导体芯片与衬底的整个空隙的状态。如此，较佳为，成为底部填充材料从半导体芯片边缘部(周边)少量渗出的状态。

然而，也存在底部填充材料未遍及半导体芯片的整个周边的情况，如此状态的半导体封装被判定为不良。图4的(b)是表示底部填充材料未遍及半导体芯片的整个周边的状态的图。

在专利文献1中揭示有如下方法，使载置有半导体芯片的衬底倾斜，从上方侧使底部填充材料流向半导体芯片与衬底的空隙中，并通过设置于下方侧的监控相机，确认底部填充材料已到达下方，由此确认底部填充材料已填满。

在专利文献2中揭示有如下的底部填充材料的填充方法，在树脂涂布装置中，在本步骤之前进行整平，通过CCD相机，测定残留树脂的面积(吐出前的面积S1)、与形成于喷嘴前端部的树脂球的面积(吐出后的面积S2)，并根据所测定的吐出后的面积S2与吐出前的面积S1的差，来进行树脂吐出量测定，所述树脂涂布装置包括：阀式的分配器，在喷嘴的前端部形成树脂球，并将该树脂球转印涂布至衬底上；图像辨识组件，具备拍摄部，该拍摄部拍摄附着于喷嘴前端部的树脂；以及控制组件，根据所拍摄的图像数据，控制从喷嘴的树脂吐出量。

专利文献1：日本特开2000-82715号公报

专利文献2：日本特开2004-273541号公报

发明内容

(发明所欲解决的问题)

然而，在专利文献1中揭示的方法中，为了不产生底部填充材料的过剩提供，必须检测底部填充材料到达另一端的瞬间。因此，吐出中必须实时解析监控相机的图像，判断底部填充材料是否到达另一端，但该控制非常复杂。

另外，在通过监控相机确认已到达的时间点，半导体芯片与衬底的空隙的底部填充材料的流动处于不稳定的状态。即便确认已到达，且从吐出部的提供也停止后，已提供的底部填充材料会流动。因此，与从吐出部的提供无关，存在底部填充材料从半导体芯片的周围溢出的现象。此种现象尤其在黏度高的底部填充材料的情况(在半导体芯片与衬底的空隙中流动慢的底部填充材料的情况)易于发生。

另一方面，实时确认底部填充材料的到达后，直至吐出部的实际吐出停止为止，存在时滞，由此导致过剩提供。该问题在底部填充材料的提供速度较快时易发生过剩提供，因此，考虑减慢提供速度来解决所述问题。然而，黏度低的底部填充材料因其流动性而难以减慢提供速度，另外，也存在因减慢提供速度而妨碍高速化的问题。

另外，在专利文献1中揭示有如下内容，流入时使衬底保持倾斜，确认到达后使其变为水平，通过毛细管现象使从半导体芯片的相反侧流出的底部填充材料返回，由此进行良好的填充。然而，如此使衬底倾斜的机构会导致生产设备变大。更进一步，必须进行对应各半导体芯片的填充而使衬底倾斜/水平变化的步骤，因此需要花费额外时间，导致生产性能变差。

另外，半导体芯片较多为小型的，因此必须使包含吐出部的吐出机构与监控相机接近配置。因此，吐出机构与监控相机的大小受到限制，另外，吐出机构与监控相机的配置也受到限制。

本发明的目的在于解决如上所述的问题。即，本发明的目的在于提供一种装置构成的自由度较高、且无需复杂控制即可提供适当量的液体材料的液体材料的填充方法及装置。

(解决问题的手段)

在确认液体材料是否充分填充于衬底与工件的空隙内的同时进行液体材料提供的方法中，存在所述问题。因此，本发明者采用如下方法：提供所需量的液体材料，在填充于工件与衬底的空隙后，确认填充状态，并仅在填充为不良的情况之后再进行补充。

即，第1发明是一种液体材料的填充方法，利用毛细管现象，在衬底与其上所保持的工件的空隙填充从吐出部吐出的液体材料的方法；其特征在于，包括：提供步骤，从吐出部向工件的边缘部提供液体材料；拍摄步骤，通过拍摄组件，对假定所述提供步骤中所提供的液体材料通过毛细管现象而渗出的区域的工件的边缘部的图像进行拍摄；判定步骤，根据所拍摄的图像，检测工件的边缘部是否存在液体材料，由此判定液体材料是否填充于衬底与工件的整个空隙；以及补充步骤，在判定为不良的情况，从吐出部向所述工件的边缘部提供液体材料。

第2发明特征在于，如第1发明中，所述补充步骤为，从与在所述提供步骤中所提供液体材料时吐出部的位置重叠的位置开始，提供液体材料。

换言之，从提供步骤中提供液体材料的侧的边缘部进行补充，可防止气泡进入。即便在提供步骤中从已静止的吐出部提供，在补充步骤中使吐出部稍微移动而提供的情况，也可获得相同的效果。

第3发明特征在于，如第1发明中，所述补充步骤为，使吐出部移动至所述判定步骤中不存在液体材料的工件的边缘部来提供液体材料。

第4发明特征在于，如第1至3发明中的任一发明中，在所述工件为多边形的情况下，所述拍摄步骤中对工件的角的边缘部进行拍摄。

第5发明特征在于，如第4发明中，所述工件的角是，构成离提供步骤中吐出部位置所属的边最远位置的边，且不构成吐出部位置所属的边的一个以上的角。

第6发明特征在于，如第1至5发明中的任一发明中，所述判定步骤包括辨识步骤，该辨识步骤中根据所拍摄的图像来辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的量，且所述补充步骤中，提供根据所述判定步骤所辨识的渗出的液体材料的量而算出的补充量的液体材料。

第7发明特征在于，如第6发明中，所述判定步骤，根据所拍摄的图像辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的宽度，并根据该宽度算出渗出的液体材料的补充量。

第8发明特征在于，如第6发明中，所述判定步骤根据所拍摄的图像来辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的面积，并根据该面积算出渗出的液体材料的补充量。

第9发明特征在于，如第6发明中，所述拍摄步骤对工件的边缘部的多个部位进行拍摄，所述判定步骤根据所拍摄的图像而检测工件的边缘部的多个部位是否存在液体材料，并根据不存在液体材料的部位数来算出液体材料的补充量。

第10发明特征在于，如第1至8发明中的任一发明中，所述拍摄步骤对工件的边缘部的多个部位进行拍摄，所述判定步骤根据所拍摄的图像确认工件的边缘部的多个部位是否存在液体材料，在所有部位存在液体材料时判定为良好，在任何一部位不存在液体材料时判定为不良。

第11发明特征在于，如第1至10发明中的任一发明中，具有对准步骤，所述衬底具有对准标记，在所述提供步骤之前，通过拍摄组件拍摄衬底的对准标记，并校正衬底及/或衬底上的工件的保持位置的偏移。

第12发明特征在于，如第11发明中，所述对准步骤与所述拍摄步骤使用同一拍摄组件。

第13发明特征在于，如第1至12发明中的任一发明中，在所述衬底上保持有多个工件的情况下，对二个以上的工件实施提供步骤后，实施拍摄步骤至补充步骤。

第14发明特征在于，如第1至13发明中的任一发明中，在所述衬底上保持有多个工件的情况下，所述拍摄组件具有与吐出部相独立的驱动组件，对衬底上的所有工件完成提供步骤之前，开始对该衬底上已完成提供步骤的工件实施拍摄步骤。

第15发明特征在于，如第1至14发明中的任一发明中，在所述拍摄步骤中，通过与拍摄组件连设的由多个照射部构成的照明组件来照射工件的边缘部而进行拍摄。

第16发明是一种吐出装置，包括：提供液体材料的液体材料提供部、具有吐出液体材料的吐出口的吐出部；使吐出部移动自如的驱动机构、拍摄组件、以及控制这些部分的动作来吐出所需量的液体材料的控制部；如此所成的吐出装置，其特征在于，控制部具有实施第1至14发明中任一发明涉及的液体材料的填充方法的程序。

第17发明特征在于，如第16发明中，具备与所述拍摄组件连设的由多个照射部构成的照明组件。

再者，本发明的吐出装置中，如果例示用于吐出所需量的液体材料的具体构成，则揭示有如下：在气压式分配器的情况下控制加压空气的压力值与加压时间，在管式的情况下控制为了输送管内的液体而挤压管的构件的移动量及挤压次数，在喷射式等喷射液滴的类型情况下控制吐出液滴的次数，在螺旋式的情况下控制螺旋的旋转量，在阀式的情况下控制液体材料的施加压力的大小与阀门部的开闭量及开闭时间等。

(发明效果)

根据本发明，在一连串的步骤中，无需复杂的控制即可提供适当量的液体材料，且可缩短判定时间。

另外，无需接近配置吐出部与拍摄组件，且不需要使衬底倾斜的机构等，因此装置构成简化，且设计的自由度高。

附图说明

图1是用以说明底部填充步骤的侧视图及平面图。

图2是用以说明底部填充步骤中的喷嘴路径的图。

图3是用以说明半导体芯片与衬底的空隙存在气泡的情况的透视图。

图4是用以说明恰当地进行底部填充材料的填充的状态(a)、以及需要补充的状态(b)的平面图。

图5是表示实施例1涉及的吐出装置的概要的侧视图。

图6是照射组件的说明图。

图7是用以说明附有对准标记的衬底与半导体芯片的各部位的平面图。

图8是实施例1的补充步骤的说明图。

图9是实施例2的判定步骤的说明图。

图10是实施例3的各步骤的说明图。

图11是表示实施例4的吐出装置的概要的侧视图。

符号说明

1衬底

2半导体芯片

3保持组件

4焊锡凸块

5底部填充材料

6吐出部(喷嘴)

7注射器

8注射器支架

9Z平台

11导轴

12滚珠螺杆

13空气管

14分配器

15顶座

16光缆

17搬送轨道

18XY方向移动机构

19Z方向移动机构

20照射组件

21照射部

30光源

31图像辨识部

40相机

41相机支架

50气泡

60对准标记

具体实施方式

用以实施本发明的最佳方式，是涉及一种可恰当地填充液体材料的方法及装置。

对衬底1上所载置的工件，制作一个至多个图案，并依照图案吐出液体材料。例如，如图2的(a)所示，制作成为沿着作为方形工件的半导体芯片2的一边的线的涂布图案，或如图2的(b)所示，制作成为沿着作为方形工件的半导体芯片2的两边的线的涂布图案。而且，工件并不仅限定于方形，也可为圆形或多边形。

本发明的较佳态样的衬底1具有如图7所示的对准标记60。并且，最佳形态的本发明是一种液体材料的填充方法及具有实施该方法的程序的吐出装置，该液体材料的填充方法的特征在于，包括：对准步骤，通过拍摄组件对衬底1的对准标记60进行拍摄，并校正衬底1上的工件的保持位置的偏移；提供步骤，从吐出部6向工件的边缘部提供液体材料；拍摄步骤，通过拍摄组件，对与所述提供步骤中的吐出部6的位置不重叠的工件的边缘部的图像进行拍摄；判定步骤，根据所拍摄的图像判定液体材料是否存在于工件的边缘部，由此判定液体材料是否已填充于衬底1与工件的整个空隙；以及补充步骤，在判定为不良的情况，向所述工件的边缘部进行液体材料的提供。

此处，提供步骤中所提供的液体材料的量为所需的量，该量通过预先计算或测试来决定。因此，并不会产生如同检测到液体材料到达工件的相反侧后停止提供的现有方法那样因时滞而导致的过剩提供。另外，因提供预先决定的量的液体材料，所以也不会产生所填充的液体材料极端地过剩提供的情况。无需使从工件的相反侧流出的液体材料返回，因此也无需设置使衬底倾斜的机构。

另外，根据本发明，无需为了防止过剩提供而限制液体材料的提供速度，因此可提高提供速度。

在拍摄步骤中，通过拍摄组件，获取用于判定工件的边缘部是否存在液体材料所需的图像数据。在拍摄步骤中，在与提供步骤中提供液体材料时的吐出部6位置不重叠的位置，对一个至多个部位进行拍摄。

此处，既能以工件的端部为中心进行拍摄，也能以远离工件的端部的部位为中心进行拍摄。在后者的情况下，可确认液体距离工件一定距离，根据该情况判定液体材料的量为充分，且可判定能以高机率适当地填充于其它部位(即，液体材料填充于工件与衬底1的整个区域)。

而且，通过拍摄组件而获得的图像数据，可用于判定是否从工件渗出必要量以上的液体材料，或者也可用于判定从工件渗出的液体材料是否附着于工件的表面。

另外，由于对同一工件不同时实施提供步骤及拍摄步骤，所以可调整从提供步骤结束后至拍摄步骤开始为止的时间。例如，在所提供的液体材料到达工件与衬底的空隙花费时间的情况下，可适当地调整拍摄步骤的开始时间。即，通过在液体材料的流动稳定后进行拍摄/判定，与从吐出部的提供无关，可防止液体材料溢出的现象。

在衬底1上保持多个工件的情况，较佳为对二个以上的工件实施提供步骤后，再实施拍摄步骤至补充步骤。

对已经进行提供步骤后的工件实施拍摄步骤之前，进行其它工件的提供步骤，由此可有效活用直至液体材料的流动稳定为止的等待时间。

另外，本发明者根据经验规则，发现在大致四边形等多边形的工件中，液体材料难以填满之处，位于提供步骤中的吐出部的位置至离吐出图案最远的角部，因此如果液体材料到达该角部，则液体材料能以高准确率填满工件与衬底1的整个空隙。并且，根据积极研究的结果，发明了通过对角部进行判定，而以少量判定部位来有效地判定液体材料是否良好填充的方法。

如果以具体例进行说明，则如下所示，在工件为大致三角形的情况下，沿着其一边吐出液体材料时，对离该一边最远的一个角进行判定即可，在工件为大致四边形的情况下，沿着其一边吐出液体材料时，对离该一边最远的二个角(即，构成与该一边对向一边的二个角)进行判定即可，而在沿着邻接的二边吐出液体材料时，对离该二边最远的一个角(即，与该二边相交的角对向位置的角)进行判定即可。

在工件为大致五边形的情况下，沿着邻接的二边吐出液体材料时，对离该二边最远位置的构成一边的二个角进行判定即可，沿着邻接的三边吐出液体材料时，对离该三边最远位置的一个角进行判定即可。

在工件为大致六边形的情况下，沿着邻接的二边吐出液体材料时，对距离该二边最远位置的构成二边的三个角进行判定即可，沿着邻接的三边吐出液体材料时，对距离该三边最远位置的构成一边的二个角进行判定即可。

在工件为大致正八边形的情况时下，沿着邻接的三边吐出液体材料时，对离该三边最远位置的构成一边的二个角(在要求高精度的情况时，对构成位于对向位置的三边的四个角)进行判定即可，沿着邻接的四边吐出液体材料时，对离该四边最远位置的构成二边的三个角进行判定即可。

以下根据实施例，对底部填充步骤中的本发明的详细内容加以说明，但本发明并不仅限于所述实施例。

[实施例1]

图5表示本实施例的吐出装置的概略侧视图。图5中，将图纸的横向设为X方向，将与图纸垂直的方向设为Y方向，并将图纸的纵向设为Z方向。

以下对本实施例的吐出装置的构成及动作加以说明。

(构成)

大致为筒状的注射器7中，内部储存底部填充材料5。在注射器7的下方端部，连通直径小于注射器7的吐出部(喷嘴)6，且在注射器7的相反侧的端部连通空气管13。

空气管13连接分配器14，且经由空气管13向注射器7中提供加压空气。分配器14能以设定加压空气的压力所设定的时间进行提供。

注射器7通过注射器支架8被固定于Z平台9上。Z平台9设置为通过Z方向移动机构19可在Z轴方向上移动。

Z方向移动机构19被固定于顶座15上。Z方向移动机构19包括，具有未图标的马达的驱动组件、通过马达来旋转的滚珠螺杆以及导轴，通过驱动马达，可使Z轴平台在Z方向上移动。

在顶座15上除了设置有Z方向移动机构19外，也设置有通过相机支架41来保持的筒状的相机40。相机40连接于图像辨识部31，且相机40所拍摄的图像数据被传送至图像辨识部31。

在相机40上，以包围其前端部的方式设置有照射组件20。如图6所示，照射组件20具有多个进行光照射的照射部21。本实施例的装置中，照射部21以相机40为中心，在圆周方向上以等间隔来三重排列设置。如此，以相机40为中心，以均等亮度进行光照射，由此可使对比度清晰，良好地进行图像辨识。

光纤的一端分别连接照射部21，这些光纤形成束来构成光缆，并与设置于照射组件20相反侧的光源连接。光源的光经由光缆而从照射部21射出。而且，照射组件20也可通过LED(light-emitting diode，发光二极管)等公知照射组件来构成。

在顶座15的下方设置有搬送轨道17，其搬送进行底部填充的衬底1。顶座15构成为如下，通过未图示的公知XY方向移动机构18使载置于搬送轨道17上的衬底1在XY方向上自如移动。

在衬底1上，经由焊锡凸块4而载置有俯视为正方形的半导体芯片2。如图7所示，衬底1上，在角部附近具有二个对准标记α、β。对准标记用于校正填充作业时衬底1的偏移。

而且，同样也可在工件上设置对准标记，来校正衬底1上的工件的保持位置的偏移。

(动作)

参照图7、图8对动作加以说明。

1)对准步骤

在之前的步骤中，在进行底部填充材料5的填充作业的衬底1上载置半导体芯片2。此处，半导体芯片2相对于对准标记α、β配置于相同位置上。另外，因经由焊锡凸块4而载置，所以衬底1与半导体芯片2之间存在空隙。

衬底1通过搬送轨道17上所设置的未图示的搬送带，在搬送轨道17上移动，并停止在搬送轨道17上的作业位置。停止后，通过未图示的保持组件3来保持衬底1，使位置不会偏移。

保持组件3保持的衬底1的XY方向位置，在每个衬底1会偏移，而并非全部为相同位置。该位置的偏移对底部填充材料5的填充有良好或不良的影响。其原因在于半导体芯片2与吐出部6的位置关系不同。因此，必须进行校正每个衬底1的偏移的对准步骤。

以如下方式进行对准步骤。

首先，使相机40移动至对准标记α的上方，并拍摄对准标记α。将图像上的对准标记α的位置存储为XY方向移动机构18的坐标值α。同样，拍摄对准标记β。将图像上的对准标记α的位置存储为XY方向移动机构18的坐标值β。此处，相机40的移动是通过XY方向移动机构18对应各顶座15而移动。

半导体芯片2相对于对准标记α、β设置于相同位置上。因此，根据坐标值α、β及图像上的对准标记α、β的位置信息，求出在填充底部填充材料5时吐出部6的位置，算出并存储该位置的XY方向移动机构18的坐标。此处，在本实施例中，吐出部6在衬底1上以A→B→C的路径移动，进行底部填充材料5的填充，因此必须求出相当于A→B→C的路径的XY方向移动机构18的坐标值。通过实施对准步骤，消除衬底1的位置偏移的影响。

2)提供步骤

首先，以吐出部6的前端位于衬底1上的A部位的正上方的方式，通过XY方向移动机构18使吐出部6移动，且以吐出部6的前端位于所需的高度的方式，通过Z轴移动机构19调整高度。

从分配器14经由空气管13向注射器7内提供所需的压力的加压空气，同时使吐出部6在衬底1上的A→B→C的路径上移动，由此提供底部填充材料5(参照图7)。在吐出部6移动至C部位后，停止从分配器14提供加压空气，结束底部填充材料5的提供。通过Z轴移动机构19使吐出部6向上方移动。

从吐出部6提供的底部填充材料5，通过毛细管现象而被填充至半导体芯片2与衬底1的空隙中，结束提供步骤。

底部填充材料5的最佳量，以假定填满半导体芯片2与衬底1的空隙的量，且根据预先试行错误的测试及理论进行计算来算出。根据最佳的底部填充材料5的量，控制吐出条件来进行吐出。本实施例控制的吐出条件，提供至注射器7内的加压空气的压力与加压时间。具体而言，通过分配器14控制注射器7内的加压空气压力，在加压时间内吐出部6结束A→B→C的移动时，通过分配器14控制加压停止。根据本实施例的控制方法，通过使移动速度与移动距离相同，使吐出时间始终固定。吐出部6的移动速度可通过XY方向移动机构18来控制。

另外，在温度影响吐出量的情况时，温度也作为控制对象。温度的控制可例示如下方法，即，在注射器7、吐出部6、衬底1等上设置加热/冷却组件以进行控制、或通过利用设置于装置周边的加热/冷却组件所散发的热来整体控制周边温度。视需要选择所述方法。

另外，在其它条件(经时黏度变化、吐出部的堵塞及水位差等)对吐出量产生较大影响的情况下，较佳为也控制所述条件为所需的值。

另外，也可根据注射器7内的底部填充材料5的量来改变吐出压力及时间，来控制所提供的底部填充材料5的量。即便在不具备直接测定吐出量的组件的吐出装置中，如果控制必要的吐出条件，也可进行所需量的吐出。

3)拍摄步骤

经过提供步骤后的半导体芯片2成为拍摄步骤的对象。较佳为，拍摄步骤在被填充至空隙中的底部填充材料5的流动稳定后进行。

在拍摄步骤中，在提供步骤中提供底部填充材料5的路径以外的半导体芯片2的周边(图8中的A→B→C以外的周边)，获取用以判定底部填充材料5是否到达的图像数据。以下进行详细说明。

首先，使相机40位于a部位上。而且，通过照射组件20照射拍摄部位，对包括半导体芯片2的周边以及衬底1的图像进行拍摄。此处，所拍摄的图像不是动态图像而是静止图像。同样，在点b、点c、点d、及点e，也拍摄包括半导体芯片2的周边以及衬底1的图像。

照射组件20通过以环状且均等地配置于相机40的周围的照射部21来进行照射，因此，相机40等的图像并不映入拍摄范围内，可遍及拍摄范围来照射均等亮度的光。因此，可获得最适于图像辨识、且对比度清晰的图像。

拍摄所使用的相机40与对准步骤中使用的相机40为共享。对准用的相机40，其目的在于拍摄对准标记，因此通常不能进行广视角的拍摄。因此，对准用的相机仅可拍摄半导体芯片2的周边的一部分，因此本实施例中使相机40移动至点a至点e的各部位来进行拍摄(而且，在使用可进行广视角的拍摄的相机的情况，也可一次拍摄点a至点e的全部图像)。如此，根据本实施例的构成，无需设置多个相机40，因此可使装置整体小型化，另外，可使装置廉价地构成。

4)判定步骤

由相机40所拍摄的图像数据，被传送至图像辨识部31。图像辨识部31对分别对应点a至点e的图像进行辨识，以确认半导体芯片2的周边的更外侧是否存在底部填充材料5。图像辨识使用公知的简易方法即可，例如揭示有相对于已实施二值化等减色处理的图像数据，分割为任意区域并对该区域中进行底部填充步骤前后的面积比进行判定的方法，或根据衬底1的表面与底部填充材料5的对比度差进行判定的方法。如此，在本实施例的装置中，可通过照射组件20而获得对比度清晰的图像，因此无需进行复杂的图像辨识，即可确认底部填充材料5的存在。

在所有部位上，底部填充材料5存在于半导体芯片2外侧的情况，判定底部填充材料5的填充良好。在任一部位上无法确认底部填充材料5存在于外侧的情况下，判定底部填充材料5的填充不良。例如，在图8中，底部填充材料5并未到达点c，因此判定为填充不良。

5)补充步骤

在判定步骤中判定填充良好的情况，半导体芯片2的底部填充步骤结束。在判定底部填充材料5的填充不良的情况，实施补充步骤。例如，在图8中，底部填充材料5并未到达点c，因此判定为填充不良，而实施补充步骤。

在图8的情况，补充步骤以如下方式进行。

(1)首先，使吐出部6移动至D部位上。并且，使吐出部6在D→B→E的路径移动，同时从吐出部6吐出底部填充材料5。所吐出的底部填充材料5被填充至半导体芯片2与衬底1的空隙中，挤压已填充于空隙的底部填充材料5，补充底部填充材料5不足的点c的部分。此处，补充步骤仅进行不足部分的补充，因此与提供步骤相比，提供少量的底部填充材料5即可。因此，在与提供步骤相比较短距离的D→B→E路径移动同时吐出即可。

为了补充少量的底部填充材料5，不仅可通过缩短距离来减少吐出量，也可通过减少吐出压力、或提高移动速度等来减少吐出量。另外，在将吐出部6维持静止来进行吐出的情况，也可通过缩短吐出时间来减少吐出量。

从在提供步骤中提供底部填充材料5的边AB、边BC侧起，再次提供底部填充材料5，由此可防止衬底1与半导体芯片2的空隙内残留空气。其原因在于，位于衬底1与半导体芯片2的空隙中的底部填充材料5，向外侧挤压存在于点c附近的空隙中的空气。在需要补充多个部位的情况及所述空隙中残留有空气的可能性较高的情况，较佳为将吐出部6的路径与提供步骤重复。

(2)另外，也可向不存在底部填充材料5的部位直接提供底部填充材料5。此时，可使吐出部6的动作最小，所以效率佳。在底部填充材料5未到达的部分极少的情况等、空气进入的影响少的情况，该方法可缩短所需时间，所以较佳。

在图8的情况，使吐出部6移动至c部位来提供底部填充材料5，由此进行补充。另外，经判定底部填充材料5未到达c部位与e部位此二个部位的情况，使吐出部6分别移动至c部位与e部位的位置来提供底部填充材料5，由此进行补充。

(3)也可通过既定的计算方法，算出补充步骤中要补充的底部填充材料5的量。尤其有效的是在，从与提供步骤中提供液体材料时的吐出部的位置重叠的位置提供液体材料的情况。

第1方法如下所示，判定步骤中对应点a至点e来判定底部填充材料5的有无，并根据不存在底部填充材料5的部位的个数，决定补充步骤中要补充的底部填充材料5的量。其原因在于，不存在底部填充材料5的部位的个数与需要补充的底部填充材料5的量存在一定的相关关系。

第2方法如下所示，判定步骤中根据点a至点e检测从半导体芯片2的缘渗出的底部填充材料5的宽度，并根据该宽度决定补充步骤中要补充的底部填充材料5的量。其原因在于，渗出的底部填充材料5的宽度与需要补充的底部填充材料5的量存在一定的相关关系。此处，宽度的检测可使用各种方法，可列举如下方法作为一例，对离工件边缘一定距离的多个平行线上，进行确认在相对工件边缘平行的线上有无底部填充材料5的作业，并检测从确认无底部填充材料5的线与确认有底部填充材料5的线边界渗出的宽度。此处，在各平行线上存在少量底部填充材料5的情况或在某一定范围以上存在的情况等，判定在所述线上存在底部填充材料5。作为其它示例可列举如下方法，检测所拍摄的图像中与工件边缘成直角的线上，对比度变化较大的部分，由此辨识工件与底部填充材料5边界及底部填充材料5与衬底的边界，并检测渗出的底部填充材料5的宽度。此处较佳为，根据需要，在所拍摄的图像的多个部位测定线宽来进行统计处理。

而且，当然也可组合第1方法与第2方法来使用。

[实施例2]

在拍摄步骤及判定步骤中，为进行高可靠性的判定，较佳为对一个半导体芯片2尽可能多的部位，进行液体材料已到达的判定。然而，就生产性的观点而言，较佳为作为判定对象的部位较少。因此，本实施例中，尝试以较少部位有效率地判断底部填充材料5的填充是否良好。

图9的(a)表示使吐出部6沿着半导体芯片2一边即边AB移动同时提供底部填充材料5的情况。在该情况，对不属于提供底部填充材料5的边的角C、角D，拍摄包括半导体芯片2的周边的图像，判定底部填充材料5是否到达即可。期望在更短时间内进行拍摄判定的情况下，暂不考虑判定精度下降的问题，对角C、角D的任一者进行拍摄`定即可。

图9的(b)表示使吐出部6沿着半导体芯片2的两边即边AB、边BC移动，同时提供底部填充材料5的情况。在该情况，对不属于提供底部填充材料5的边AB、边BC的角D，拍摄包括半导体芯片2的周边的图像，判定底部填充材料5是否到达即可。

图9的(c)表示使吐出部6在a部位上静止来提供底部填充材料5的情况。在该情况，对不属于提供底部填充材料5的a部位的边AB的角C、角D，拍摄包括半导体芯片2的周边的图像，并判定底部填充材料5是否到达即可。在期望在更短时间内进行拍摄·判定的情况，暂不考虑判定精度下降的问题，对角C、角D的任一者进行拍摄/判定即可。

如上所述，根据实施例2的判定方法，与实施例1的判定方法相比，能以较少判定部位而有效地判断底部填充材料5的填充是否良好。

[实施例3]

如图10所示，本实施例中对一片衬底1上载置有多个半导体芯片2A、2B、2C、2D情况时的各步骤加以说明。

在本实施例中，并非对半导体芯片2A～2D分别实施提供步骤～补充步骤，而是首先对半导体芯片2A～2D全体实施提供步骤后，再实施拍摄步骤～补充步骤。即，依半导体芯片2A、2B、2C、2D的顺序进行提供步骤后，再依半导体芯片2A、2B、2C、2D的顺序实施拍摄步骤与判定步骤，其后，仅对经判定为底部填充材料5的填充不良的半导体芯片2实施补充步骤。

如此，不对半导体芯片2A～2D分别实施提供步骤～补充步骤的原因在于，从已提供的底部填充材料5流入半导体芯片2与衬底1的空隙至流动稳定为止存在时滞，如果在半导体芯片2A的提供步骤后立即实施半导体芯片2A的拍摄步骤，则需要等待至流动稳定为止后才进行拍摄，导致时间浪费。

如本实施例所示，先以衬底单位实施提供步骤后再实施拍摄步骤及补充步骤，则直至流动稳定为止的时间内可对其它半导体芯片2进行填充作业，所以可缩短每片衬底的底部填充步骤所需要的时间。而且，拍摄步骤与判定步骤当然也可并行实施。例如，有效率的是，对半导体芯片2A进行拍摄后，进行半导体芯片2A的判定，其间对半导体芯片2B进行拍摄。

[实施例4]

如图11所示，本实施例的装置除具备对准用相机40a外，也具备拍摄步骤用的相机40b。

拍摄步骤用相机40b通过与对准用相机40a及吐出部6的XY方向移动机构不同的另一XY方向移动机构18b而移动自如。因此，拍摄步骤用相机40b可独立于对准用相机40a及吐出部6，而在XY方向上移动。通过如此构成的装置，对图10的衬底1进行底部填充的情况的动作加以说明。

首先，对半导体芯片2A～2D实施提供步骤。即，向半导体芯片2A提供底部填充材料5结束后，立即通过吐出部6向半导体芯片2B进行底部填充材料5的提供，同样也对半导体芯片2C、半导体芯片2D依序进行底部填充材料5的提供。

与提供步骤并行地实施拍摄步骤。即，提供至半导体芯片2A的底部填充材料5的流动稳定后，通过拍摄步骤用相机40b对半导体芯片2A进行拍摄，同样依序对半导体芯片2B、半导体芯片2C、半导体芯片2D进行拍摄。

与拍摄步骤并行地实施判定步骤。即，半导体芯片2A的拍摄结束后，对半导体芯片2A进行判定，同样也对半导体芯片2B、半导体芯片2C、半导体芯片2D进行判定。

半导体芯片2D的提供步骤结束后，对于半导体芯片2A～2D的判定步骤中已经判定为底部填充的填充不良的半导体芯片2，从2A开始依序实施补充步骤。如此，通过使吐出部6，与拍摄步骤用相机40b独立地在XY方向上移动，可在一个衬底上并行地实施提供步骤/拍摄步骤/判定步骤/补充步骤，所以可进而缩短每片衬底的底部填充步骤所需要的时间。

[实施例5]

本实施例中对实施例2进一步尝试改进，尝试以更少的判定部位有效判断底部填充材料5的填充是否良好。

实施例2中，在图9的(a)的图案中，为了判定底部填充材料5是否适当地填充，而对角C、角D是否存在底部填充材料5进行判定。然而，当底部填充材料5的填充难易度在角部与边部无较大差别的情况下，有效的是，仅对边CD中的一点进行判定。因此，本实施例中，在边CD中央的1点对包括半导体芯片2的周边的图像进行拍摄，判定底部填充材料5是否到达，由此可在更短时间内进行拍摄/判定。

图9的(c)的图案也相同，有效的是，仅对边CD中的一点进行判定。图9的(b)的图案中，对边CD中的一点与边AD中的一点(较佳为分别靠近角D的一点)进行判定即可。

而且，如上所述，当然也可通过既定的计算方法算出所补充的底部填充材料5的量。

(产业上的可利用性)

本发明可实施于吐出液体材料的各种装置中。

作为液体材料离开吐出部前与工件接触的型式的吐出方式，可例示有在所期望时间内对前端具有喷嘴的注射器内的液体材料施加经调压的空气的气压式；具有平板管机构或旋转管机构的管式；使在前端具有喷嘴的储存容器内表面上密接滑动的柱塞移动所期望量而吐出的柱塞式；通过螺杆的旋转来吐出液体材料的螺旋式；以及通过阀门的开闭对施加有所期望压力的液体材料进行吐出控制的阀门式等。

另外，作为液体材料离开吐出部后与工件接触的型式的吐出方式，列举有使阀体冲击阀座来使液体材料从喷嘴前端飞翔喷出的喷射式；使柱塞型式的柱塞移动，然后突然停止，来使之同样从喷嘴前端飞翔喷出的柱塞喷射型式；以及连续喷射方式或需求方式(demand)方式的油墨喷射型式等。

Claims (17)

1、一种液体材料的填充方法，是利用毛细管现象，在衬底与其上所保持的工件的空隙填充从吐出部吐出的液体材料的方法，其特征在于，包括：

提供步骤，从吐出部向工件的边缘部提供液体材料；

拍摄步骤，通过拍摄组件，对假定所述提供步骤中所提供的液体材料通过毛细管现象而渗出的区域的工件边缘部的图像进行拍摄；

判定步骤，根据所拍摄的图像，检测工件的边缘部是否存在液体材料，由此判定液体材料是否填充于衬底与工件之间的整个空隙；以及

补充步骤，在判定为不良的情况下，从吐出部向所述工件的边缘部提供液体材料。

2、根据权利要求1所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述补充步骤，从与所述提供步骤中提供液体材料时的吐出部位置重叠的位置开始，提供液体材料。

3、根据权利要求1所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述补充步骤，使吐出部移动至所述判定步骤中不存在液体材料的工件的边缘部提供液体材料。

4、根据权利要求1、2或3中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

在所述工件为多边形的情况下，

所述拍摄步骤中对工件的角的边缘部进行拍摄。

5、根据权利要求4所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述工件的角是，构成离提供步骤中吐出部位置所属的边最远位置的边，且不构成吐出部位置所属的边的一个以上的角。

6、根据权利要求1至5中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述判定步骤包括辨识步骤，该辨识步骤中根据所拍摄的图像来辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的量，

所述补充步骤中，提供根据所述判定步骤所辨识的渗出的液体材料的量来算出的补充量的液体材料。

7、根据权利要求6所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述判定步骤，根据所拍摄的图像辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的宽度，并根据该宽度算出渗出的液体材料的补充量。

8、根据权利要求6所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述判定步骤，根据所拍摄的图像来辨识从工件的边缘部渗出的液体材料的面积，并根据该面积算出渗出的液体材料的补充量。

9、根据权利要求6所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述拍摄步骤，对工件的边缘部的多个部位进行拍摄，

所述判定步骤，根据所拍摄的图像来检测工件的边缘部的多个部位是否存在液体材料，并根据不存在液体材料的部位的数来算出液体材料的补充量。

10、根据权利要求1至8中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述拍摄步骤，对工件的边缘部的多个部位进行拍摄，

所述判定步骤，根据所拍摄的图像确认在工件的边缘部的多个部位，是否在边缘部存在液体材料，在所有部位存在液体材料时判定为良好，在任一部位不存在液体材料时则判定为不良。

11、根据权利要求1至10中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述衬底具有对准标记，

填充方法具有对准步骤，该对准步骤在所述提供步骤之前，通过拍摄组件拍摄衬底的对准标记，校正衬底及/或衬底上的工件的保持位置的偏移。

12、根据权利要求11所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

所述对准步骤与所述拍摄步骤使用同一拍摄组件。

13、根据权利要求1至12中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

在所述衬底上保持有多个工件的情况下，

对二个以上的工件实施提供步骤后，实施拍摄步骤至补充步骤。

14、根据权利要求1至13中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

在所述衬底上保持有多个工件的情况下，

所述拍摄组件具有与吐出部相独立的驱动组件，

对衬底上的所有工件完成提供步骤之前，开始对该衬底上已完成提供步骤的工件实施拍摄步骤。

15、根据权利要求1至14中任一项所述的液体材料的填充方法，其特征在于，

在所述拍摄步骤中，通过与拍摄组件连设的由多个照射部构成的照明组件照射工件的边缘部来进行拍摄。

16、一种吐出装置，包括：提供液体材料的液体材料提供部、具有吐出液体材料的吐出口的吐出部、使吐出部移动自如的驱动机构、拍摄组件、以及控制这些部分的动作来吐出所需量的液体材料的控制部；

如此所成的吐出装置，其特征在于：

控制部具有实施权利要求1至14项中任一项所述的液体材料的填充方法的程序。

17、根据权利要求16所述的吐出装置，其特征在于，

具备与所述拍摄组件连设的由多个照射部构成的照明组件。

Images