CN102183716A

CN102183716A - 载体装配装置

Info

Publication number: CN102183716A
Application number: CN2010105879534A
Authority: CN
Inventors: 小暮吉成
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-09-14
Also published as: JP2011128072A; US20110148020A1; US8967605B2; KR101313000B1; TW201135252A; KR20110070785A; JP5368290B2

Abstract

本发明提供可以谋求结构简单化的载体装配装置，该载体装配装置(1)包括支撑载置有晶粒(90)的基部部件(70)的装配台(31)、保持盖子部件(80)的保持头(46)、具有容纳盖子部件(80)并带有开口部(444)的减压室(443)、且通过与装配台(31)抵接而形成密闭空间的减压头(44)、使保持头(46)和减压头(44)同时向装配台(31)移动的第1升降驱动器(43)和使保持头(46)相对减压头(44)相对移动的第2升降驱动器(47)。

Description

载体装配装置

技术领域

本发明涉及用于装配为测试晶粒上制作的集成电路元件等电子电路元件而使用的测试用载体的载体装配装置。

背景技术

作为临时封装裸芯片状态的半导体芯片的测试用载体，已知的是，将该芯片插入2片薄膜之间。该测试用载体是通过将半导体芯片和2片薄膜搬入真空炉内，并将它们的位置对准之后，在真空炉内减压而装配的(例如参照专利文献1)。

现有技术文献：

专利文献1特开平7-263504号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，上述技术中，是将半导体和2片薄膜搬入真空炉内并密闭真空炉进行减压之后，将上薄膜覆盖载置有半导体芯片的下薄膜。因此，将上薄膜从外部搬入真空炉内的搬送体系和真空炉内对上薄膜操作的搬送体系是断开的，存在装置结构复杂的问题。

本发明要解决的技术问题是提供可使结构简单化的载体装配装置。

解决技术问题的方案

[1]本发明的载体装配装置，是用于装配具有在中间插入电子元件的基部部件和盖子部件的测试用载体的载体装配装置，其特征在于，包括：支撑载置有所述电子元件的所述基部部件的装配台、保持所述盖子部件的保持头、具有容纳所述盖子部件并带有开口部的减压室、且通过与所述装配台抵接而形成密闭空间的减压头、使所述保持头和所述减压头同时向所述装配台移动的第1移动单元，和使所述保持头相对所述减压头相对移动的第2移动单元。

[2]上述发明中，所述减压头也可以具有可容纳所述盖子部件的筒部和堵塞所述筒部一端的盖部。

[3]上述发明中，所述第2移动单元具有联结于所述保持头的轴，所述轴贯穿所述盖部使所述保持头位于所述筒部内，也是可以的。

[4]上述发明中，所述装配台也可以具有吸着保持所述基部部件的抽吸孔。

[5]上述发明中，所述载体装配装置具备朝着粘结所述基部部件和所述盖子部件的粘着部照射紫外线的照射单元，所述减压头具有透过从所述照射单元朝着所述粘着部照射的紫外线的窗部也是可以的。

[6]上述发明中，所述载体装配装置也可以具备连接到所述减压室、对由所述装配台和所述减压头形成的所述密闭空间减压的减压单元。

[7]上述发明中，所述载体装配装置也可以具备使所述基部部件向所述装配台移动的第3移动单元和将所述电子元件载置于所述装配台支撑的所述基部部件之上的第4移动单元。

[8]上述发明中，所述载体装配装置也可以具备在所述基部部件上形成布线图案的布线形成单元。

[9]上述发明中，所述基部部件或所述盖子部件的至少一面具有薄膜状部件。

[10]上述发明中，所述电子元件也可以是由半导体晶圆切割而成的晶粒。

发明的效果

本发明可以利用第1移动单元使减压头与保持头同时移动而抵接于装配台，然后，利用第2移动单元仅移动保持头，将盖子部件叠置到基部部件之上，因此能够谋求载体装配装置结构的简单化。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的器件制造工序的一部分的流程图；

图2是本发明实施方式的测试用载体的分解斜视图；

图3是本发明实施方式的测试用载体的截面图；

图4是本发明实施方式的测试用载体的分解截面图；

图5是图4的V部的放大图；

图6是表示本发明实施方式的测试用载体的基部部件的平面图；

图7是表示本发明实施方式的载体装配装置的整体构成的平面图；

图8是表示图7的载体装配装置的基部供给部的侧视图；

图9是表示图7的载体装配装置的晶粒供给部的侧视图；

图10是表示图7的载体装配装置的装配部的截面图；

图11是表示本发明实施方式的测试用载体的装配方法的流程图；

图12是表示本发明实施方式的装配部活动的图，其示出保持头和减压头同时下降的状态；

图13是表示本发明实施方式的装配部活动的图，其示出保持头相对减压头相对下降的状态；

图14是表示本发明实施方式的装配部活动的图，其示出照射装置朝着粘着剂照射紫外线的状态。

符号说明

1…载体装配装置

10…基部供给部

11…第1搬送臂(第3移动单元)

12…布线形成模块

122…印刷头(布线形成单元)

124…分配器

20…晶粒供给部

21…第2搬送臂(第4移动单元)

30…装配部

31…装配台

313…抽吸孔

32…照射装置

40…装配臂

43…第1升降驱动器(第1移动单元)

44…减压头

441…筒部

442…盖部

443…减压室

444…开口部

445…第2抽吸管线

446…窗

45…固定部件

46…保持头

461…第3抽吸管线

47…第2升降驱动器(第2移动单元)

471…驱动轴

50…真空泵(减压单元)

60…测试用载体

70…基部部件

71…刚性基板

74…柔性基板

80…盖子部件

81…刚性板

82…薄膜

90…晶粒(电子元件)

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式的器件制造工序的一部分的流程图。

本实施方式中，在半导体晶圆的切割之后(图1的步骤S10之后)到进行最终的封装之前(步骤S50之前)，对晶粒上制作的电子电路元件进行测试(步骤S20～S40)。此时，本实施方式中首先将晶粒90临时封装到测试用载体60(步骤S20)。接着，晶粒90和测试装置借助该测试用载体60电连接(未在图中示出)，从而对晶粒90上制作的电子电路元件实施测试(步骤S30)。然后，一旦该测试结束，从测试用载体60取出晶粒90(步骤S40)之后，通过对该晶粒90的正式封装完成最终产品(步骤S50)。

首先，对本实施方式的为测试而临时地封装(临时封装)晶粒90的测试用载体60的构成进行说明。

图2～5是表示本实施方式的测试用载体的图，图6是表示该测试用载体的基部部件的平面图。

本实施方式的测试用载体60，如图2～4所示，包括形成布线图案76、78(参照图5及图6)、封装晶粒90的基部部件70和覆盖在该基部部件70上的盖子部件80。该测试用载体60通过在基部部件70和盖子部件80之间插入晶粒90而保持晶粒90。

基部部件70包括在中央形成开口71a的刚性基板71和在刚性基板71包含中央开口71a的整个表面上层压的柔性基板74。该柔性基板74，与其中央部分可以变形相比，其外周部分因刚性基板71而不能变形，以期提高测试用载体60的处理能力。

刚性基板71的具体例子，例如可以列举出聚酰胺酰亚胺树脂、陶瓷、玻璃等构成的单层基板或多层的层压基板等。另一方面，柔性基板74的具体例子，例如可以列举由聚酰亚胺树脂构成的单层基板或多层的层压基板等。

如图5所示，柔性基板74具有形成第2布线图案76的基膜75和覆盖该基膜75的盖膜77。

如图5及图6所示，第2布线图案76例如通过蚀刻基膜75上层压的铜箔而预先形成。另一方面，盖膜77表面上通过喷墨印刷形成第1布线图案78。该第1布线图案78是在晶粒90封装到基部部件70之前，通过后述的载体装配装置1的布线形成模块12实时印刷。

该第1布线图案78的一端通过盖膜77上形成的通孔77a连接到第2布线图案76的一端。另一方面，第1布线图案78的另一端上形成与晶粒90的输入输出端子91连接的端子接触部781。另外，第1布线图案78的一端相当于后述布线形成模块12印刷的印刷开始位置782。

刚性基板71的与第2布线图案76的另一端对应的位置上，贯穿有通孔72。第2布线图案76通过基膜75上形成的通孔75a连接到通孔72，该通孔72连接刚性基板71下表面形成的连接端子73。该连接端子73在对晶粒90上制作的电子电路元件测试时，与测试装置的触头电接触。

另外，也可以使第2布线图案76的另一端位于刚性基板71的中央开口71a的内侧，连接端子73形成于柔性基板74的里面。另外，使第2布线图案76的另一端在上面露出，在柔性基板74的上表面形成连接端子73也是可以的。

如图6所示，位于盖膜77表面的对角线上的两处角落上，形成在第1布线图案78的印刷开始位置782的确定等过程中使用的对准标记79。另外，若盖膜表面上形成2个以上的对准标记，对准标记的数量及位置无特别限定。而且，本实施方式中，虽然对准标记79具有十字形状，但不特别限定于该形状。

回到图2～图4，盖子部件80也包括中央形成开口81a的刚性板81和层压在该刚性板81上的薄膜82。薄膜82，与其中央部分可以变形相比，其外周部分因刚性板81而不能变形。

刚性板81的具体例子，例如可以列举聚酰胺酰亚胺树脂、陶瓷、玻璃等构成的板状部件。另一方面，薄膜82的具体例子，例如可以列举聚酰亚胺树脂构成的薄板状部件。

另外，盖子部件80也可以仅由薄膜82构成，还可以仅由未形成开口81a的刚性板81构成。而且，本实施方式中，虽然盖子部件80上未形成布线图案，但并不特别限定于此，代替基部部件70或与基部部件70一起，盖子部件80上形成布线图案也是可以的。该情况下，代替刚性板81，与上述刚性基板71一样，例如使用聚酰胺酰亚胺树脂、陶瓷、玻璃等构成的单层基板或多层的层压基板等。另外，代替薄膜82，与上述柔性基板74一样地，例如使用聚酰亚胺树脂构成的单层基板或多层的层压基板等。并且，在盖子部件80具有刚性基板和柔性基板的情况下，基部部件70仅由薄膜构成也是可以的。

以上说明的测试用载体60按如下所述进行装配。即，在输入输出端子91接合到端子接触部781的状态下，将晶粒90载置到基部部件70上之后，在减压条件下将盖子部件80叠置到基部部件70之上。接着，在基部部件70和盖子部件80之间夹持晶粒90的状态下回到大气压下，在基部部件70和盖子部件80之间保持晶粒90。

另外，晶粒90的输入输出端子91和柔性基板74的端子接触部781不是通过焊锡等固定。本实施方式中，由于基部部件70和盖子部件80之间的空间与大气压相比形成负压，柔性基板74和薄膜82挤压晶粒90，晶粒90的输入输出端子91和柔性基板74的端子接触部781相互接触。

顺便，在晶粒90较厚的情况下，与图3所示构成相反，还可以层压基部部件70和盖子部件80，以使刚性基板71和刚性板81直接接触。

如图2～6所示，基部部件70和盖子部件80为防止位置偏移，同时提升密闭性利用粘着部741相互固定。作为构成该粘着部741的粘着剂，例如可以举出紫外线固化型粘着剂。粘着剂事先涂布在基部部件70的与盖子部件80外周部分相对的位置，在盖子部件80覆盖基部部件70之后，用紫外线照射，使该粘着剂固化，从而形成粘着部741。

接下来，对临时封装工序(图1的步骤S20)中使用的载体装配装置1进行说明。另外，下面说明的载体装配装置不过是一个例子，本发明的载体装配装置并不特别限定于此。

图7是表示本发明实施方式的载体装配装置的整体构成的平面图，图8是表示该载体装配装置的基部供给部的侧视图，图9是表示载体装配装置的晶粒供给部的侧视图，图10是表示载体装配装置的装配部的截面图。

本实施方式的载体装配装置1，是为了测试晶粒90上制作的电路元件，用于将晶粒90临时封装到测试用载体60的装置。

如图7所示，该载体装配装置1包括：在基部部件70上形成第1布线图案78之后将该基部部件70供给至装配部30的基部供给部10、检测晶粒90的输入输出端子91的位置之后将该晶粒90供给至装配部30的晶粒供给部20，以及将基部部件70、晶粒90和盖子部件80装配的装配部30。

如图7及图8所示，基部供给部10包括：搬送基部部件70的第1搬送臂11和在基部部件70表面印刷第1布线图案78的布线形成模块12。

第1搬送臂11具有沿X方向设置的X方向导轨111、可在该X方向导轨111上沿X方向移动的Y方向导轨112、可在该Y方向导轨112上沿Y方向移动的Z方向驱动器113和在Z方向驱动器113的前端设置的吸着保持基部部件70的吸着头114，可以使基部部件70在三维方向上移动。该第1搬送臂11将基部部件70从容纳多个基部部件70的第1货仓13搬送至旋转台126的同时，将印刷后的基部部件70从旋转台126搬送至装配部30的装配台31。

布线形成模块12包括：具有印刷头122、第1摄像机123和分配器124的可动单元121、使可动单元121移动的移动机构125和保持被印刷第1布线图案78的基部部件70的旋转台126。

可动单元121设有通过喷墨印刷在基部部件70上形成第1布线图案78的印刷头122。另外，印刷头122也可以利用激光印刷等实时形成布线图案的方法代替喷墨印刷，在基部部件70上形成第1布线图案78。

另外，该可动单元121安装有对基部部件70摄像的第1摄像机123和填充有粘着剂的分配器124。未在图中特别示出的图像处理装置从该第1摄像机123拍摄的图像检测对准标记79的位置，根据该检测结果确定第1布线图案78的印刷开始位置782。另外，分配器124在印刷头122形成布线图案之后，将构成粘着部741的粘着剂涂布在基部部件70上。

移动机构125具有滚珠螺杆机构，可以在三维方向上移动可动单元121。另外，虽然图7及图8中仅示出一个方向上的滚珠螺杆，但实际上，在设有沿X方向的滚珠螺杆机构和沿Y方向的滚珠螺杆机构的同时，还设有用于上下移动可动单元121的升降机构。

旋转台126具有可容纳基部基板70的2个凹状的容纳部127，可以利用从马达128传递的驱动力旋转。因此，由第1搬送臂11供给基部部件70至一个容纳部127时，在另一个容纳部127处，印刷头122在基部部件70上印刷第1布线图案78，分配器124在基部部件70上涂布粘着剂是可能的。

通过第1搬送臂11，将利用上述布线模块12形成第1布线图案78的基部部件70，从旋转台126搬送至装配部30的装配台31。

如图7及图9所示，晶粒供给部20包括：搬送晶粒的第2搬送臂21和对晶粒90摄像的第2摄像机22。

第2搬送臂21具有沿Y方向设置的Y方向导轨211、可在该Y方向导轨211上沿Y方向移动的X方向导轨212、可在该X方向导轨212上沿X方向移动的Z方向驱动器213和在Z方向驱动器213的前端设置的吸着保持晶粒90的吸着头214，可以使晶粒90在三维方向上移动。该第2搬送臂21将晶粒90从容纳有多个晶粒90的第2货仓23搬送至装配部30的装配台31。

第2摄像机22从下方对保持在第2搬送臂21上的晶粒90摄像。未特别在图中示出的图像处理装置从该第2摄像机22拍摄的图像检测晶粒90的输入输出端子91的位置，根据该检测结果确定端子接触部形成位置781。

如图7及图10所示，装配部30包括：从基部供给部10和晶粒供给部20分别供给基部部件70和晶粒90的装配台31、将盖子部件80搬送至装配台31以装配测试用载体60的装配臂40和对测试用载体60的粘着部741照射紫外线的照射装置33。

参照图9对装配台31进行说明，装配台31的中央部分形成可容纳基部部件70的凹部311。该凹部311的外周部分开有通过第1抽吸管线312连通至真空泵50(参照图10)的抽吸孔313。利用第1搬送臂11将基部部件70载置于该凹部311上。然后，真空泵50通过第1抽吸管线312和抽吸孔313抽吸装配台31上载置的基部部件70，从而可将基部部件70固定到装配台31。并且，利用第2搬送臂21将晶粒90载置于该基部部件70之上。

如图7及图10所示，装配臂40具有可在Y方向导轨21上沿Y方向移动的X方向导轨42和可在X方向导轨42上沿X方向移动的第1升降驱动器43，第1升降驱动器43可以同时升降具有减压室443的减压头44和保持盖子部件80的保持头46。该装配臂40将盖子部件80从容纳多个盖子部件80的第3货仓33搬送至装配台31，在减压条件下将盖子部件80粘合到基部部件70上，以装配测试用载体60。

如图10所示，减压头44由角筒状的筒部441和堵塞筒部上端的盖部442构成。根据该筒部441和盖部442区划出减压室443，该减压室443没有底部，下侧具有开口部444。

另外，减压头44的筒部441的下端的整个外周上安装有密封部件，通过使减压头44抵接于装配台31，减压室443成为密闭空间。该减压室443通过第2抽吸管线445连接至真空泵50。因此，通过在减压头44贴紧到装配台31的状态下使真空泵50工作，可以对减压室443内减压。

另外，该减压头44的盖部442上安装有固定部件45。该固定部件45上固定有使保持头46相对减压头44相对升降的第2驱动器47。即，第2升降驱动器47通过固定部件45间接地固定于减压头44，设置在减压头44的上面。另外，第2升降驱动器47直接设置在减压头44上也是可以的。而且，该固定部件45的上部连接有装配臂40的第1升降驱动器43。第1和第2升降驱动器43、47，例如可以举出具有气缸或马达的滚珠螺杆机构。

保持头46通过第3抽吸管线461连接至真空泵50，可以吸着保持盖子部件80。该保持头46固定于第2升降驱动器47的驱动轴471的前端的同时，容纳于减压头44的减压室443内。为此，第2升降驱动器47的驱动轴471贯穿减压头44的盖部442。另外，盖部442上驱动轴471贯穿的部分配置有O形圈或油封等密封部件，确保充分的气密性。

并且，减压头44的筒部441的四面各形成可透过紫外线的窗446，该窗446的附近配置有照射装置32。本实施方式中，通过在筒部441上形成该窗446，可以利用减压室443外面配置的照射装置32使粘着剂固化。

接下来，参照图11～14，对本实施方式的测试用载体60的装配方法进行说明。图11是表示本实施方式的测试用载体的装配方法的流程图，图12～14是表示本实施方式的装配部活动的的截面图。

如图11所示，首先，第1搬送臂11将基部部件70从第1货仓13搬送至旋转台126，第1摄像机123对该基部部件70摄像(步骤S201)。图像处理装置从该图像检测对准标记79的位置，根据该检测结果确定第1布线图案78的印刷开始位置782(步骤S202)。

另一方面，第2搬送臂21将晶粒90从第2货仓23搬送至第2摄像机22上方，第2摄像机22对该晶粒摄像(步骤S203)。图像处理装置从该图像检测晶粒90的输入输出端子91的位置，根据该检测结果确定第1布线图案78的端子接触部形成位置781(步骤S204)。

接着，布线形成模块12在印刷开始位置782和端子接触部形成位置781之间，通过喷墨印刷形成第1布线图案78(步骤S205)。

接着，第1搬送臂11将基部部件70从旋转台126搬送至装配台31，第2搬送臂21将晶粒90载置于该基部部件70之上(步骤S206)。

接着，装配臂40使减压头44移动至装配台31的上方，第1驱动器43使减压头44下降。然后，如图12所示，减压头44抵接于装配台31，减压头44的减压室443成为密闭空间(步骤S207)。该状态下，真空泵50通过第2抽吸管线445对减压室443内进行抽吸，使减压室443内与大气压相比而减压(S208)。

该减压条件下，如图13所示，利用第2升降驱动器47使保持头46相对减压头44相对地下降，将盖子部件80贴合到基部部件70(步骤S209)。接着，如图14所示，照射装置32通过减压头44的窗446朝着粘着剂照射紫外线，从而使粘着剂固化形成粘着部741(步骤S210)。

接着，通过第2抽吸管线445停止减压室443的减压，利用第1升降驱动器43使减压头44和保持头46一起上升，使减压空间443对大气开放(步骤S211)。通过该开放，由于基部部件70和盖子部件80之间的空间与大气压相比形成负压，未用焊锡等固定的晶粒90的输入输出端子91和柔性基板74的端子接触部781可靠地接触。

如上所述，本实施方式中，利用装配臂40使减压头44和保持头46一起移动，抵接于装配台31，接着，利用第2升降驱动器47移动保持头46，可以将盖子部件80贴合到基部部件70之上。因此，可以不需要真空炉，且使因真空炉内部而断开的搬送体系成为一体，从而可以简化载体装配装置1的结构，能够谋求载体装配装置1的小型化和成本下降。另外，由于可以连续地搬送，可以谋求装配时间的缩短。

另外，以上说明的实施方式为容易理解本发明记载于此，而非用于限定本发明。因此，上述实施方式中公开的各要素旨在包含本发明的技术范围内的所有设计变化或等同物。

Claims

1.一种载体装配装置，是用于装配具有在中间插入电子元件的基部部件和盖子部件的测试用载体的载体装配装置，其特征在于，包括：

支撑载置有所述电子元件的所述基部部件的装配台、

保持所述盖子部件的保持头、

具有容纳所述盖子部件并带有开口部的减压室、且通过与所述装配台抵接而形成密闭空间的减压头、

使所述保持头和所述减压头同时向所述装配台移动的第1移动单元，和

使所述保持头相对所述减压头相对移动的第2移动单元。

2.根据权利要求1所述的载体装配装置，其特征在于，所述减压头具有：

可容纳所述盖子部件的筒部，和

堵塞所述筒部一端的盖部。

3.根据权利要求2所述的载体装配装置，其特征在于，

所述第2移动单元具有联结于所述保持头的轴，

所述轴贯穿所述盖部使所述保持头位于所述筒部内。

4.根据权利要求1所述的载体装配装置，其特征在于，所述装配台具有吸着保持所述基部部件的抽吸孔。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述载体装配装置包括朝着粘结所述基部部件和所述盖子部件的粘着部照射紫外线的照射单元，

所述减压头具有透过从所述照射单元朝着所述粘着部照射的紫外线的窗部。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述载体装配装置包括连接到所述减压室、对由所述装配台和所述减压头形成的所述密闭空间减压的减压单元。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述载体装配装置包括：

使所述基部部件向所述装配台移动的第3移动单元，和

将所述电子元件载置于所述装配台支撑的所述基部部件之上的第4移动单元。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述载体装配装置包括在所述基部部件上形成布线图案的布线形成单元。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述基部部件或所述盖子部件的至少一面具有薄膜状部件。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的载体装配装置，其特征在于，所述电子元件是由半导体晶圆切割而成的晶粒。