CN106611719A - 倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态的检查方法，该方法包括如下的步骤：向倒装芯片的凸点涂覆助焊剂；识别所述倒装芯片的凸点位置，并校正所识别的位置；向所述倒装芯片的凸点照射具有针对所述助焊剂的吸收率高的特定区域的波长范围的照明光；对借助所述照明光而从所述凸点反射的反射光进行拍摄而获取视频或图像；以及读取所述获取的视频或图像而检查助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态。

Description

倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法

技术领域

本发明涉及一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，具体而言，涉及一种照射具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光，从而根据所反射的反射光的光强之差来检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法。

背景技术

近年来，随着电子通信技术的发展，电子设备越来越倾向于小型化、轻量化。因此，内置于各种电子设备的电子部件(例如，半导体芯片)必须满足高集成化、超小型化。

因此，针对将高密度、超小型的表面贴装部件(SMD：Surface Mount Device)贴装到印刷电路基板(PCB：Printed Circuit Board，在下文中，将其称之为“基板”)的表面贴装技术的研究正积极进行着。

作为这种表面贴装技术，代替以往的键合技术而有一种利用凸点(Bump)将作为半导体芯片的裸片(die)的电极和基板连接的倒装芯片(Flip Chip)工艺。

倒装芯片是能够以面朝下(Face-down)形态将电子装置或半导体芯片直接安装到基板的贴装板的装置。

在将倒装芯片安装到基板时，可以通过生成在芯片表面上的导电性凸点实现电连接，而且在将芯片安装到基板时，该芯片以倒置的状态得到贴装，基于此称之为倒装芯片。

倒装芯片不需要焊线(Wire bond)，因此倒装芯片的尺寸明显小于通常的经过引线键合工序(Wire-bonding process)的芯片。此外，在引线键合中，焊线的芯片和基板之间的连接是以一次焊接一个的方式进行，相反，在倒装芯片中，可以同时执行，因此，相比焊线的芯片，倒装芯片的费用将会得到节俭，而且倒装芯片的连接长度比引线键合的芯片短，因此其性能也将会得到提高。

以下，对根据上述的倒装芯片工艺而将倒装芯片贴装到基板的工艺进行简单说明。

首先执行凸点加工(Bumping)工艺，即，从晶片(wafer)分离并取出芯片，并翻转(flip)芯片而使上下表面的位置翻转。

之后执行回流(Reflow)工艺，即，贴装机的头将被翻转的芯片吸附之后使其移动到预定的位置，并且在需要时对包含凸点的面进行加热。

此时，为提高基板和芯片的接合性能，将执行助熔(Fluxing)工艺，即，向芯片的凸点转移助焊剂(Flux)。

之后，执行如下的工艺：利用相机视觉(camera vision)识别基板的作为将要贴装芯片的预定位置的衬垫，从而识别凸点的位置，并使凸点抵接衬垫以贴装(Mounting)芯片。

最后，，通过回流进行加热以接合基板和芯片，并通过涂覆环氧树脂的底部填充(Under filling)和借助热等来进行硬化的固化(Curing)而保护芯片。

在如上所述的倒装芯片工艺中，在进行朝芯片的凸点转移助焊剂的助熔工艺时，可能会发生助焊剂无法正常地被涂覆在芯片的凸点的情况，在此情况下，芯片没有正常地接合到基板的可能行较大，据此，可能会引起生产出不良电子部件的问题。

对此，在现有技术中，被提出用于检查助焊剂是否正常地被涂覆在芯片凸点的多样的方法。

例如，具有如下的方法：将芯片浸渍(Deeping)在装有助焊剂的容器之后，利用相机对容器内助焊剂的凸点痕迹进行拍摄而检查助焊剂的涂覆与否。然而这种方法，由于助焊剂由液体构成，因而其痕迹将会瞬间消失，从而存在着难以容易地检查针对芯片凸点的助焊剂的涂覆与否的问题。

此外，也有一种将可识别的其他添加物添加到助焊剂以能够容易地实现识别过程的技术，然而对该技术而言，可能会存在助焊剂特性变化的问题。

另外，还提出过通过利用相机拍摄助焊剂涂覆于芯片的凸点的状态而获取的视频或图像来检查针对芯片凸点的助焊剂的涂覆与否的方法，然而，在此情况下，由于助焊剂是无色液体，因此为了正确地判断助焊剂被涂覆在芯片的凸点的状态而需要使用具有高价的镜头的相机，从而存在发生费用负担的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国授权专利第10-1377444号

日本公开专利第2008-041758号

发明内容

本发明是着眼于上述的各种问题而提出的，本发明所要解决的技术课题在于提供一种如下的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，该方法向涂覆有助焊剂的倒装芯片的凸点照射具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光，据此根据对从涂覆有助焊剂的凸点和未涂覆有助焊剂的凸点反射的光的光强之差进行比较和判断，从而能够更为容易地检查助焊剂的涂覆与否。

此外，本发明所要解决的另一个技术课题在于提供一种如下的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，该方法利用浸渍有助焊剂的倒装芯片的位置校正结果和吸嘴的大小信息而重新设定用于判断助焊剂涂覆状态的搜寻区域，从而能够预防出现助焊剂的涂覆状态检查结果根据凸点的大小或吸嘴的大小及形态而表现为不同的情况。

本发明的课题并不局限于如上所述的课题，本领域技术人员可以根据下文中的记载而容易地理解未提及的其他课题。

根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法可以包括如下的步骤：向倒装芯片的凸点涂覆助焊剂；识别所述倒装芯片的凸点位置，并校正所识别的位置；向所述倒装芯片的凸点照射具有针对所述助焊剂的吸收率较高的特定区域的波长范围的照明光；对借助所述照明光而从所述凸点反射的反射光进行拍摄而获取视频或图像；以及读取所述获取的视频或图像而检查助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态。

优选地，所述特定区域的波长范围是具有针对所述助焊剂的吸收率随着波长的变化而呈现的多个峰值中的一个峰值的波长范围。

在此，优选地，从所述倒装芯片的凸点中设定搜寻区域，并获取针对从位于所述搜寻区域内的凸点反射的反射光的视频或图像。

在此情况下，所述搜寻区域的设定是根据所述凸点的位置经校正的信息和吸附所述倒装芯片的吸嘴的大小信息而进行。

此外，可以包括如下步骤：提取位于所述搜寻区域内的凸点的平均光强值，并将所述提取到的平均光强值和预先设定而输入的基准光强值进行比较，从而判断助焊剂针对倒装芯片的凸点的涂覆状态的良好或不良。

在此，如果所述预先设定而输入的基准光强值大于所述搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则可以判断为助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态良好；如果所述预先设定而输入的基准光强值小于所述搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则可以判断为助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态不良。

另外，在所述搜寻区域的设定是根据所述凸点的位置经校正的信息和吸附所述倒装芯片的吸嘴的大小信息而进行再设定。

此外，优选地，在提取位于所述搜寻区域内的凸点的平均光强值的步骤之前输入所述预先设定的基准光强值。

此外，所述特定区域的波长范围可以是400nm～500nm区域的波长范围，而且可以通过在所述照明光所透过的位置布置偏光膜，从而使具有所述特定区域的波长范围的光照射。

本发明的其他具体事项包含在详细的说明及附图中。

根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，本发明可以提供如下的效果：向涂覆有助焊剂的倒装芯片的凸点照射具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光，据此能够根据对从涂覆有助焊剂的凸点和未涂覆有助焊剂的凸点反射的光的光强之差进行比较和判断，更为容易地检查助焊剂的涂覆与否。

此外，根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，本发明还可以提供如下的效果：利用浸渍有助焊剂的倒装芯片的位置校正结果和吸嘴的大小信息而重新设定用于判断助焊剂涂覆状态的搜寻区域，能够预防出现助焊剂的涂覆状态检查结果根据凸点的大小或吸嘴的大小及形态而表现为不同的情况，从而可以更准确地进行助焊剂的涂覆状态的检查。

根据本发明的效果并不局限于如上所述的内容，更为多样的效果将包含在本说明书内。

附图说明

图1是按顺序示出包含用于根据本发明的实施例而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法的表面贴装工艺的图。

图2是按顺序示出根据本发明的实施例而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法的顺序图。

图3是按顺序示出对倒装芯片的助焊剂涂覆状态进行检查而判断涂覆状态的方法的顺序图。

图4是概略性地示出在吸嘴吸附倒装芯片的状态下执行助熔工艺的关系的构成图。

图5a以及图5b是概略性地示出图4中的位于吸嘴面积内部的凸点和位于吸嘴面积外部的凸点的基于助熔的形状。

图6是为了确认助焊剂能够最强地吸收的光的波长范围区域而通过图表示出助焊剂的吸收光谱测量结果的图。

图7以及图8是示出基于根据本发明的一实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法的判断结果的图。

符号说明

110：吸嘴 116：倒装芯片

118：凸点

具体实施方式

如果参照根据附图而详细地说明的实施例，本发明的优势及特征以及达成这些的方法会变得更加明确。然而本发明并不局限于以下公开的实施例，可由互不相同的多种形态来实现，只是，提供本实施例的目的在于完整地公开本发明，且使本发明所属的技术领域中具有通常的知识的技术人员完整地认识本发明的范畴，而且本发明仅由权利要求书中所记载的范畴来定义。整个说明书中，相同的参照符号指称相同的构成要素。

另外，参考作为本发明的理想的示例图的剖视图及/或者概略图而对本说明书中记述的实施例进行说明。因此，示例图的形态可能根据制造技术及/或者允许误差等而变形。另外，本发明所表示的各个附图中，考虑到说明的方便性，各个构成要素可能被多多少少放大或缩小而表示。在整个说明书中，相同的参照符号指称相同的构成要素。

在下文中，参照附图对关于根据本发明的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法的优选实施例进行详细的说明。

图1是按顺序示出包含用于根据本发明的实施例而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法的表面贴装工艺的图。

如图所示，表面贴装工艺包括如下的工序：借助包含吸嘴的头来拾取(Pick-up)安置于裸片(die)穿梭板的倒装芯片工序；以及助熔工艺，用于在被拾取的倒装芯片的凸点表面涂覆助焊剂(flux)。

如果通过助熔工序而助焊剂被涂覆到倒装芯片的凸点表面，则在进行倒装芯片的位置校正之后，倒装芯片被结合于基板，从而实现贴装。

此时，涂覆于倒装芯片的凸点表面的助焊剂执行使倒装芯片接合于基板的功能。

因此，如果助焊剂未能通过助熔工序而正常地涂覆在倒装芯片的凸点，则倒装芯片无法接合在基板上，最终会生产出不良电子部件。

为解决如上所述的生产不良电子部件的问题，本发明提出一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法。

图2是按顺序示出根据本发明的实施例而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法的顺序图；图3是按顺序示出对倒装芯片的助焊剂涂覆状态进行检查而判断涂覆状态的方法的顺序图。

首先，如图2所示，根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法包括如下的步骤：从裸片穿梭板拾取一面形成有多个凸点的倒装芯片(S10)；通过对被拾取的倒装芯片的凸点浸渍(Deeping)助焊剂，从而使助焊剂涂覆在凸点表面(S20)。

此外，还包括如下的步骤：在照明部向涂覆有助焊剂的凸点照射第一照明光的状态下，利用相机拍摄凸点的位置(S30)；通过上述的拍摄步骤识别凸点(S40)。

在拍摄凸点的图像而识别凸点时，可以包括如下的步骤：如果未能正常地识别，则发生错误(S50)；如果成功识别凸点，则使倒装芯片对齐到预设的位置，从而完成位置的校正(S60)。

此外，在完成倒装芯片(即，凸点)的位置校正之后，所述照明部向凸点照射具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的第二照明光，在此状态下，可以包括如下的步骤：相机拍摄第二照明光从凸点反射的反射光(S70)；通过被拍摄的反射光的光强之差来检查针对凸点的助焊剂的涂覆状态(S80)。

在此，借助照明部照射的第一照明光可以是为了识别倒装芯片的凸点而在相机拍摄时用于提高周围的亮度的光；第二照明光可以是具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光。在下文中，将会对第二照明光进行详细的说明。

通过拍摄这样的第二照明光的反射光而获取的视频或图像可以借助未图示的视觉确认(vision)部而被读取，从而能够检查助焊剂的涂覆状态，在此参照图3对其具体的检查方法进行说明则如下。

如果具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的第二照明光借助照明部照射到倒装芯片的凸点，并在该状态下相机拍摄到从凸点反射的第二照明光的反射光，则可以获取拍摄的视频或图像(S810)。

之后，执行如下的步骤：设定用于基于所获取的视频或图像来检查助焊剂的涂覆状态的搜寻区域(S820)。

图4是概略性地示出在吸嘴吸附倒装芯片的状态下执行助熔工序的关系的构成图，可以看出吸嘴110的截面面积相对小于倒装芯片116的整体的截面面积。

因此，如果在吸嘴110吸附倒装芯片116的状态下接触到助焊剂盘，则位于吸嘴面积内的凸点由于针对助焊剂盘的压接，如图5a所示，凸点的前端将会变形为扁平(flat)的形状120，而位于吸嘴110面积外的凸点118不形成针对助焊剂盘的压接，因此，如图5b所示，凸点可以保持原形(即，球形)。

即，位于吸嘴110面积内的凸点可以正常地实现助焊剂的涂覆，相反，位于吸嘴110的面积以外的凸点可能无法正常地实现助焊剂的涂覆。

因此，在设定搜寻区域的步骤(S820)中，优选地，输入吸嘴110的大小信息和倒装芯片116的位置经校正的信息(S830)而设定搜寻区域。

例如，吸嘴110的大小并不恒定，可以采用多样的大小的吸嘴，因此，在用于检查凸点118的助焊剂涂覆状态的工序中，针对搜寻区域的设定可以根据吸嘴110的大小信息和倒装芯片116的位置经校正的信息的输入(S830)而变得不同。

如上所述，如果用于检查针对凸点的助焊剂的涂覆状态的搜寻区域被设定(S820)，则可以执行用于输入预先设定的基准光强值的步骤(S840)。

在根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法中，将在搜寻区域设定步骤(S820)之后进行预先设定的基准光强值的输入步骤(S840)的情况作为一例而进行了说明，然而这仅仅是一个示例，只要是在下述的搜寻区域内的各凸点的平均光强值提取步骤(S850)之前，则任何的步骤中皆可执行该步骤。

另外，在进行搜索区域设定步骤(S820)之后，可以执行提取搜寻区域内的各凸点的平均光强值的步骤(S850)。

如上所述的提取搜寻区域内的各凸点的平均光强值的步骤(S850)可以通过读取对如下的反射光进行拍摄而得到的视频或图像来提取，即，所述反射光是如上所说明的那样将第二照明光朝凸点照射而从凸点反射的反射光。

照明部的第二照明光可以从涂覆于倒装芯片的凸点上的助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光源照射。

图6是本发明的申请人为了确认具有助焊剂能够最强地吸收的光的波长范围区域而通过图表示出助焊剂的吸收光谱测量结果的图，如图6所示，可以看出，助焊剂对光的吸收量随着波长范围从300nm区域的波长范围逐渐变高而增加，尤其，在第一个峰值所处的420nm左右的波长范围下，所吸收的光最多。

此外，可以看出：随着波长范围从420nm左右的波长范围逐渐变高，光的吸收量先变少，再到第二个峰值所处的465nm左右的波长范围下，所吸收的的光相对较多。

因此，在根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法中，可以借助具有400nm～500nm区域的波长范围的光源而照射第二照明光。

作为参考，显然也可以利用具有除了所述区域的波长范围以外的其他波长范围的光源，并布置偏光膜等，从而照射上述区域的波长范围(400nm～500nm)的光。

如上所述，第二照明光可以通过具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长的光源而照射到倒装芯片的凸点，搜寻区域内的各凸点所反射的反射光的各光强可以提取为平均值(S850)，而且将执行如下步骤(S860)：所提取的搜寻区域内的各凸点的平均光强值与被预设而输入的基准光强值进行比较。

此时，如果被读取为预先设定而输入的基准光强值大于搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则可以判断为助焊剂的涂覆状态良好(S870)，相反，如果被读取为预先设定而输入的基准光强值小于搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则可以判断为助焊剂的涂覆状态不良(S880)。

如上所述，第二照明光是具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长的光，因此部分光会被涂覆于倒装芯片的凸点的助焊剂所吸收。

例如，假设第二照明光的光强为100，则随着部分光被涂覆于倒装芯片的凸点的助焊剂所吸收，从而从倒装芯片的凸点反射的光的光强大小将会降至100以下。

相反，在倒装芯片的凸点未涂覆有助焊剂的情况下，从倒装芯片的凸点反射的光的大小将会保持原来的100。

因此，如果读取为预先设定而输入的基准光强值大于搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则说明助焊剂被正常地涂覆在搜寻区域内的各凸点，从而吸收了第二照明光中的一部分光，据此，可以判断为助焊剂的涂覆状态良好。

相反，如果读取为预先设定而输入的基准光强值小于搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则说明助焊剂未正常地涂覆在搜寻区域内的各凸点，从而第二照明光直接被反射，据此，可以判断为助焊剂的涂覆状态不良。

图7以及图8是示出借助根据本发明的一实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法而通过视觉确认部显示的判断结果的图，其中，图7是示出搜寻区域内的各凸点的平均光强值大于预先设定而输入的光强值，因此助焊剂未能正常地涂覆的情况(参考A-A’线光强)的图；图8是示出搜寻区域内的各凸点的平均光强值小于预先设定而输入的光强值，因此助焊剂被正常地涂覆的情况(参考B-B’线的光强)的图。

如果通过如上所述的检查方法对倒装芯片的助焊剂涂覆状态进行检查结果，判断为助焊剂涂覆状态良好，则将倒装芯片移送到向后续工序，相反，如果判断为涂覆状态不良，则重新执行针对倒装芯片的助熔工序，据此能够消除出现不良电子部件被多量生产的问题。

另外，在根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法中，根据倒装芯片的校正后的位置和吸嘴的大小信息来重新设定搜寻区域，从而用于检查助焊剂的针对倒装芯片的凸点的涂覆状态的搜寻区域可以根据多样的大小的吸嘴而改变，因此能够更为准确地检查助焊剂的涂覆状态。

在本发明所属的技术领域中具有基本知识的人皆可理解本发明在不改变其技术思想或必需的特征的情况下可实施为其他具体的形态。因此要理解上述的实施例在所有的方面上都是示例性的，而不是局限性的。本发明的范围根据权利要求书而表现，而不是上述详细的说明，而且从权利要求书中的意思及范围还有其等同的概念导出的所有变更或变形的形态均应解释为包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，包括如下的步骤：

(a)向倒装芯片的凸点涂覆助焊剂；

(b)识别所述倒装芯片的凸点位置，并校正所识别的位置；

(c)向所述倒装芯片的凸点照射具有针对所述助焊剂的吸收率高的特定区域的波长范围的照明光；

(d)对借助所述照明光而从所述凸点反射的反射光进行拍摄而获取视频或图像；以及

(e)读取所述获取的视频或图像而检查助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态，

所述特定区域的波长范围是具有针对所述助焊剂的吸收率随着波长的变化而呈现的多个峰值中的一个峰值的波长范围。

2.如权利要求1所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

在所述(d)步骤中，

从所述倒装芯片的凸点中设定搜寻区域，并获取针对从位于所述搜寻区域内的凸点反射的反射光的视频或图像。

3.如权利要求2所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

所述搜寻区域的设定是根据所述凸点的位置经校正的信息和吸附所述倒装芯片的吸嘴的大小信息而进行。

4.如权利要求2所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，包括如下步骤：

提取位于所述搜寻区域内的凸点的平均光强值，并将所述提取到的平均光强值和预先设定而输入的基准光强值进行比较，从而判断助焊剂针对倒装芯片的凸点的涂覆状态的良好或不良。

5.如权利要求4所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，

如果所述预先设定而输入的基准光强值大于所述搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则判断为助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态良好。

6.如权利要求4所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，

如果所述预先设定而输入的基准光强值小于所述搜寻区域内的各凸点的平均光强值，则判断为助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆状态不良。

7.如权利要求2所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

在所述搜寻区域的设定是根据所述凸点的位置经校正的信息和吸附所述倒装芯片的吸嘴的大小信息而进行再设定。

8.如权利要求4所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

在提取位于所述搜寻区域内的凸点的平均光强值的步骤之前输入所述预先设定的基准光强值。

9.如权利要求1所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

所述特定区域的波长范围是400nm～500nm区域的波长范围。

10.如权利要求1或权利要求9所述的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法，其中，

通过在所述照明光所透过的位置布置偏光膜，从而使具有所述特定区域的波长范围的光照射。