JP2002031603A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
よび不良品の救済を実現する。 【解決手段】 QFN7が収納されたトレイを載置する
トレイローダと、空になった前記トレイを収納する空ト
レイストッカと、QFN7の封止部3の表面3aを外観
検査するとともに、裏面3bに付着した異物を除去する
表面検査部と、封止部3の裏面3bを外観検査する裏面
検査部と、表面検査および裏面検査によって良品と判定
されたQFN7をトレイに収納して載置する良品アンロ
ーダと、表面検査および裏面検査によって不良品と判定
されたQFN7をトレイに収納して載置する不良品アン
ローダと、前記良品アンローダおよび前記不良品アンロ
ーダに空のトレイを供給する空トレイストッカとからな
り、QFN7の外観検査の時間短縮化を図る。
Description
関し、特に、ペリフェラル形の半導体装置の外観検査の
時間短縮化および不良品救済に適用して有効な技術に関
する。
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
て、QFN(Quad Flat Non-leaded Package) とよばれ
る半導体パッケージが開発されている。
て樹脂封止された樹脂封止形のものであり、モールドに
よって形成された封止部の裏面(実装側の面)の周縁部
に外部端子となる複数のリードが配置されており、した
がって、表面実装形の半導体装置であるとともに、ペリ
フェラル形の半導体装置と呼ばれている。
については、例えば、特開平10−189830号公報
にその構造と製造方法とが記載されている。
術のペリフェラル形の半導体装置において、封止部の表
裏面の外観検査は、作業者が目視によって行っており、
したがって、検査に手間がかかることが問題となる。
検査におけるリード長さやリード幅の測定についても、
作業者が実際の良品サンプルや不良品限界サンプルなど
を用いて目視比較によって測定を行っている。
きが発生し、測定精度が低下することが問題となる。
外観検査装置には、良品・不良品を選別する機能を備え
ているものはあるが、不良品を救済する機能を備えてい
るものはない。
よび不良品の救済を実現する半導体装置の製造方法を提
供することにある。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
査装置を用いたものであり、前記外観検査装置によって
前記半導体装置を外観検査する工程と、前記外観検査装
置によって前記半導体装置の封止部の複数の外部端子が
配置された実装側の面に付着した異物を除去する工程と
を有し、同一の前記外観検査装置によって前記半導体装
置の外観検査と、前記半導体装置の前記封止部の前記実
装側の面の異物除去とを行うものである。
外観検査装置を用いたものであり、前記外観検査装置に
よって前記半導体装置の封止部の複数の外部端子が配置
された実装側の面と反対側の面を外観検査しながら、前
記外観検査装置によって前記半導体装置の前記封止部の
前記実装側の面に付着した異物を除去する工程を有し、
同一の前記外観検査装置によって前記半導体装置の外観
検査と、前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面
の異物除去とを行うものである。
って半導体装置の良品・不良品の選別とともに不良品の
救済を行うことができ、その結果、外観検査工程の中
で、良品・不良品の選別と不良品の救済とを効率良く行
うことができる。
は、外観検査装置を用いたものであり、前記外観検査装
置によって前記半導体装置の封止部の複数の外部端子が
配置された実装側の面と反対側の面を外観検査しなが
ら、前記外観検査装置によって前記半導体装置の前記封
止部の前記実装側の面に付着した異物を除去する工程
と、前記異物を除去した後、前記外観検査装置によって
前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面を外観検
査する工程とを有し、同一の前記外観検査装置によって
前記半導体装置の外観検査と前記半導体装置の前記封止
部の前記実装側の面の異物除去とを行って、前記半導体
装置の良品・不良品の選別および前記不良品の救済を行
うものである。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する
場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の
数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定さ
れるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いもの
とする。
製造方法で用いられる外観検査装置の構造の一例を示す
構成ブロック図、図2は図1に示す外観検査装置によっ
て外観検査される半導体装置の一例であるQFNの構造
を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、
(c)は底面図である。図3は図2に示す半導体装置の
断面の構造を示す拡大断面図、図4は図2に示すQFN
の外観検査を行う際の図1に示す外観検査装置の動作手
順の一例を示す動作フロー図、図5は図1に示す外観検
査装置によるQFNの表面検査時の裏面異物除去方法の
一例を示す概念図、図6は図1に示す外観検査装置によ
るQFNの裏面検査時の検査状態の一例を示す概念図、
図7は図1に示す外観検査装置によってQFNの裏面検
査を行う際のリードの測定箇所の一例を示す図であり、
(a)は拡大部分底面図、(b)は(a)のA部を拡大
して示す拡大部分底面図、図8は図1に示す外観検査装
置によってQFNの裏面検査を行う際の検査箇所の一例
を示す図であり、(a)は拡大部分底面図、(b)は拡
大部分側面図、(c)は拡大部分底面図、図9は図1に
示す外観検査装置によってQFNの裏面検査を行う際の
検査箇所の一例を示す図であり、(a)は拡大部分底面
図、(b)は(a)のB部を拡大して示す拡大部分底面
図、図10は図1に示す外観検査装置によってQFNの
裏面検査を行う際の検査箇所の一例を示す拡大部分底面
図である。
造方法で用いられる外観検査装置は、図2に示す小形の
ペリフェラル形の半導体装置の一例であるQFN7の外
観を検査するとともに、その封止部3の裏面(実装側の
面)3bの異物除去を行うものである。
て説明すると、QFN7が収納された複数のトレイを載
置するトレイローダ8と、前記トレイに収納されたQF
N7を表面検査部10に供給するとともに、空になった
前記トレイを収納する空トレイストッカ9と、QFN7
の封止部3の表面(裏面3bと反対側の面)3aを外観
検査するとともに、裏面3bに付着した図9に示す異物
16(例えば、レジン屑やめっき屑)を除去する表面検
査部10と、封止部3の裏面3bを外観検査する裏面検
査部11と、表面検査および裏面検査によって良品と判
定(選別)されたQFN7をトレイに収納して載置する
良品アンローダ12と、表面検査および裏面検査によっ
て不良品と判定(選別)されたQFN7をトレイに収納
して載置する不良品アンローダ13と、良品アンローダ
12および不良品アンローダ13に空のトレイを供給す
る空トレイストッカ14とからなる。
1に示す表面検査部10で、図2に示すQFN7の封止
部3の表面3aの検査と、封止部3の裏面3bの異物除
去とを行う。その際、表面検査部10で表面検査と裏面
3bの異物除去とを同時に行ってもよいし、両者をタイ
ミングをずらして行っても良い。
3の表面検査を行いながら裏面3bの異物除去を行って
もよいし、あるいは、いずれか一方を先に行って、他方
をその後に行ってもよいが、外観検査の時間短縮化を図
るためには、表面検査を行いながら、同時に裏面3bの
異物除去を行うことが好ましい。
表面3aの外観検査は、封止部3の表面3aに付された
製品情報に関する図2(a)に示すマーク17の認識と
確認である。
に、専用治具19のポケット19aなどに収納されたQ
FN7の封止部3の表面3aをカメラ18によって撮像
し、これにより、取り込んだ像を画像処理して表面3a
に付されたマーク17を認識して、この認識したマーク
17が、予め登録されたものと一致しているか否かを判
定(確認)する。
と同時に、QFN7の封止部3の裏面3bを異物除去手
段である集塵機20によって吸引して裏面3bに付着し
た図9に示す異物16を除去する。
QFN7の封止部3の表面3aをコレット21などによ
って吸着保持し、この状態で封止部3の裏面3bをカメ
ラ23によってミラー22に反射させて撮像し、取り込
んだ像を画像処理する。
3の裏面3bにおけるリード長さおよびリード幅の測定
とそれらの合否判定、さらに、リード欠損、リード表面
異物およびリード間異物の有無の判定などを行ってQF
N7の良品・不良品を判定する。
その合否判定については、図7(a)に示すように、有
効リード長さ(LA)と有効リード幅(LB)とを画像
処理によって検出し、これらが許容範囲内であれば、合
格判定となる。例えば、図7(a),(b)に示すよう
に、リード(外部端子)1の被実装面1bの一部にレジ
ンフラッシュバリ24が形成されている場合に、LAが
LA±0.1の範囲を超えると不合格となる。
(b),(c)に示すように、封止部3の裏面3bや側面
3cにおいて、リード1あるいはタブ吊りリード1cが
欠損している場合に不合格となる。
は、図9(a),(b)に示すように、有効リード面積
(LA×LB)に対する異物16の面積を算出し、例え
ば、前記有効リードの面積の5%以上の異物16が存在
する場合に不合格となる。
10に示すように、異物16の長さをmとし、リード間
長さをMとすると、例えば、m≧M/2の場合に不合格
となる。
法において図1に示す外観検査装置15によって外観検
査される図2および図3に示すQFN7の構造について
説明する。
は、樹脂モールドによって形成された封止部3の裏面3
bの周縁部に、実装基板などの基板端子と接続する複数
のリード1の被実装面1bが露出して配置されたペリフ
ェラル形で、小形、かつ樹脂封止形の面実装タイプのも
のである。
bに半導体集積回路が形成された半導体チップ2を支持
するタブ1aと、タブ1aの周囲に配置され、かつタブ
1aの周囲から外部に向かって延在する複数のリード1
と、半導体チップ2の表面電極2aとこれに対応するリ
ード1とを接続するボンディング用のワイヤ4と、半導
体チップ2、ワイヤ4およびリード1の一部を樹脂封止
して形成された封止部3と、タブ1aを支持するととも
に、封止部3の裏面3bの4つの角部に露出して配置さ
れたタブ吊りリード1cとからなる。
リード1の配置箇所よりタブ1aの配置箇所を高くする
構造(これをタブ上げともいう)のものであり、したが
って、タブ1aの裏面1d側にも封止部3が形成された
タブ埋め込み構造のものである。
インナリードの機能とアウタリードの機能との両者を兼
ね備えている。すなわち、リード1のうち封止部3内に
埋め込まれた領域は、ワイヤ4と接続するインナリード
領域であり、一方、封止部3の裏面3bにおいてこの封
止部3から露出した被実装面1bを備える領域は、アウ
タリード領域である。
タブ1aのチップ支持面1e上にペ付け材5を介して固
定されている。
よび各リード1は、例えば、Cu、FeまたはFe−N
iなどの薄板材によって形成され、その厚さは、例え
ば、0.1〜0.2mm程度である。
田めっきなどによるめっき層6が形成されている。
グ用のワイヤ4は、例えば、金線である。
脂封止によって形成され、その際用いられる封止用樹脂
(モールドレジン)は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹
脂などである。
を、その外観検査方法を含めて説明する。
れた半導体チップ2を準備し、その後、リードフレーム
のタブ1aと半導体チップ2の裏面2cとを接合する。
ペ付け材5を塗布し、主面2bを上方に向けて半導体チ
ップ2を固定するチップマウント(ダイボンディングま
たはペレットボンディングともいう)を行う。
これに対応する各リード1とを金線であるボンディング
用のワイヤ4を用いてワイヤボンディングし、これによ
り、半導体チップ2の表面電極2aと各リード1とをワ
イヤ4によって接続する。
樹脂封止を行う。
部をモールドによって樹脂封止する。その際、各リード
1の被実装面1bが、封止部3の裏面3bの周縁部に露
出するように樹脂モールドを行って封止部3を形成す
る。
リード1の被実装面1bに半田などのめっき層6を形成
する。
1cをリードフレームの枠部から切断によって切り離
す。
部3が形成された各リード1およびタブ吊りリード1c
を切断(ピンチカット)分離して図2(a),(b),
(c)に示す形状とする。
いたQFN7の外観検査を行う。
S1に示すQFN供給を行う。
供給し、その後、空トレイを空トレイストッカ9に収納
する(ステップS2)とともに、QFN7を専用治具1
9に移載して表面検査部10で、QFN7の封止部3の
表面検査すなわちマーク17の読み取りと確認、および
裏面3bの異物除去を行う(ステップS3)。
専用治具19のポケット19aなどに収納されたQFN
7の封止部3の表面3aをカメラ18によって撮像し、
これにより、取り込んだ像を画像処理して表面3aに付
された図2(a)に示すマーク17を認識し、この認識
したマーク17が、予め登録されたものと一致している
か否かを判定する。
ってQFN7の表面3aを外観検査しながら、同時に外
観検査装置15によってQFN7の裏面3bに付着した
異物16を除去する。
に示すように、QFN7の封止部3の裏面3bを集塵機
20によって吸引して裏面3bに付着した図9に示す異
物16を除去する。
し、封止部3の裏面検査を行う(ステップS4)。
とリード1とタブ吊りリード1cとを外観検査する。
に、QFN7の封止部3の表面3aをコレット21など
によって吸着保持し、この状態で封止部3の裏面3bま
たは側面3cをカメラ23によって撮像し、取り込んだ
像を画像処理する。
3の裏面3bにおけるリード長さおよびリード幅の測定
とその判定、さらに、リード欠損、リード表面異物およ
びリード間異物の有無の判定などを行ってQFN7の良
品・不良品を判定する。
その合否判定では、図7(a)に示すように、有効リー
ド長さ(LA)と有効リード幅(LB)とを画像処理に
よって検出し、これらが許容範囲内であれば、合格判定
とする。例えば、図7(a),(b)に示すように、リー
ド(外部端子)1の被実装面1bの一部にレジンフラッ
シュバリ24が形成されている場合に、LAがLA±0.
1の範囲を超えると不合格となり、範囲内の場合を合格
とする。
(b),(c)に示すように、封止部3の裏面3bや側面
3cにおいて、リード1あるいはタブ吊りリード1cが
欠損している場合を不合格とし、欠損していない場合を
合格とする。
は、図9(a),(b)に示すように、有効リード面積
(LA×LB)に対する異物16の面積を算出し、例え
ば、前記有効リードの面積の5%以上の異物16が存在
する場合を不合格とし、それ以外を合格とする。
10に示すように、異物16の長さをmとし、かつリー
ド間長さをMとすると、例えば、m≧M/2となる場合
を不合格とし、それ以外を合格とする。
する。
ンローダ12および不良品アンローダ13に対してそれ
ぞれに空のトレイを供給する空トレイ供給を行う(ステ
ップS5)。
たQFN7を良品アンローダ12において空トレイに収
納し、一方、不良品と判定されたQFN7を不良品アン
ローダ13において空トレイに収納するQFN収納を行
う(ステップS6)。
QFN7については、再度外観検査を行って、所望の処
理を施す。
製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。
てQFN7の外観検査と、QFN7の封止部3の裏面3
bの異物除去とを行うことにより、同一の外観検査装置
15によってQFN7の良品・不良品の選別とともに不
良品の救済を行うことができる。
で、良品・不良品の選別と不良品の救済とを効率良く行
うことができる。
方法によれば、同一の外観検査装置15を用いた外観検
査の流れの中で、前記外観検査とともに異物付着による
不良品を効率良く良品に変えることを実現できる。
QFN7の良品・不良品の選別とともに異物付着による
不良品の救済を行うことにより、外観検査と異物除去と
を自動で行えるため、QFN7の外観検査工程の時間短
縮化を図ることができる。
の封止部3の表面3aを外観検査しながら、封止部3の
裏面3bに付着した異物16を除去することにより、Q
FN7の表面検査と同時にレジン屑やめっき屑などの封
止部3の裏面3bに付着した異物16を除去することが
できる。
ける外観検査と異物除去とを効率良く行うことが可能に
なるとともに、外観検査工程において同じ場所(本実施
の形態では外観検査装置15の表面検査部10のこと)
でQFN7の外観検査と異物除去とを行うことができ、
その結果、無駄なスペースを使用することなくスペース
の有効活用を図ることができる。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
封止部3の裏面3bの異物除去方法として異物16を吸
引して封止部3から取り除く集塵機20を用いる場合を
説明したが、前記異物除去方法としては、図11や図1
2に示す変形例の異物除去方法を用いてもよい。
法は、ガイド部材25によって支持されたQFN7の封
止部3の裏面3bを粘着性を有したテープ部材26と接
触させて、これにより、封止部3の裏面3bに付着され
た異物16を除去するものである。その際、テープ部材
26は、供給リール27から巻き取りリール28に巻き
取り可能な状態としておき、供給リール27と巻き取り
リール28との間の箇所で封止部3の表面検査および裏
面3bの異物除去を行う。
は、ガイド部材25によって支持されたQFN7の封止
部3の裏面3bを、粘着性を有した粘土材29と接触さ
せることにより、転写方式によって封止部3の裏面3b
に付着した異物16を除去するものである。
面検査および裏面3bの異物除去を行うことができる。
例の異物除去方法を用いた場合であっても、前記実施の
形態と同様の作用効果を得ることができる。
0において封止部3の表面検査と裏面3bの異物除去と
を行い、その後、裏面検査部11において封止部3の裏
面検査を行う場合について説明したが、表面検査と裏面
検査の順序を入れ換えてもよい。
面検査部10と裏面検査部11の配置を交換し、QFN
7の搬送方向の上流側に裏面検査部11を配置して、そ
の下流側に表面検査部10を配置してもよい。
置15において、QFN7の封止部3の裏面3bの異物
除去を表面検査部10で行う場合を説明したが、封止部
3の裏面3bの異物除去については、外観検査装置15
内であれば必ずしも表面検査部10で行わなくても良
く、例えば、裏面検査部11などにおいて裏面検査前も
しくは裏面検査後に行っても良いし、あるいは表面検査
部10や裏面検査部11以外の場所で行っても良い。
ブ埋め込み構造の場合を説明したが、QFN7は、タブ
露出構造であってもよい。
がペリフェラル形のQFN7の場合について説明した
が、前記半導体装置は、封止部の実装側の面に複数の外
部端子が配置される構造(外部端子がエリアアレイ配置
の構造)のものであれば、ペリフェラル形のQFN7に
限定されずに、例えば、BGA(Ball Grid Array)やC
SP(Chip Size Package)あるいはLGA(Land Grid
Array)などの半導体装置であってもよい。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
体装置の外観検査と、半導体装置の封止部の実装側の面
の異物除去とを行うことにより、外観検査工程の中で、
良品・不良品の選別と不良品の救済とを効率良く行うこ
とができる。すなわち、同一の外観検査装置を用いた外
観検査の流れの中で、外観検査とともに異物付着による
不良品を効率良く良品に変えることを実現できる。
体装置の良品・不良品の選別とともに異物付着による不
良品の救済を行うことにより、外観検査と異物除去とを
自動で行えるため、外観検査工程の時間短縮化を図るこ
とができる。
の封止部の表面を外観検査しながら、封止部の裏面に付
着した異物を除去することにより、外観検査工程におけ
る外観検査と異物除去とを効率良く行うことが可能にな
るとともに、外観検査工程において同じ場所で半導体装
置の外観検査と異物除去とを行える。その結果、無駄な
スペースを使用することなくスペースを有効活用でき
る。
用いられる外観検査装置の構造の一例を示す構成ブロッ
ク図である。
によって外観検査される半導体装置の一例であるQFN
の構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面
図、(c)は底面図である。
断面図である。
示す外観検査装置の動作手順の一例を示す動作フロー図
である。
査時の裏面異物除去方法の一例を示す概念図である。
査時の検査状態の一例を示す概念図である。
てQFNの裏面検査を行う際のリードの測定箇所の一例
を示す図であり、(a)は拡大部分底面図、(b)は
(a)のA部を拡大して示す拡大部分底面図である。
によってQFNの裏面検査を行う際の検査箇所の一例を
示す図であり、(a)は拡大部分底面図、(b)は拡大
部分側面図、(c)は拡大部分底面図である。
てQFNの裏面検査を行う際の検査箇所の一例を示す図
であり、(a)は拡大部分底面図、(b)は(a)のB
部を拡大して示す拡大部分底面図である。
面検査を行う際の検査箇所の一例を示す拡大部分底面図
である。
る変形例の裏面異物除去方法を示す概念図である。
る変形例の裏面異物除去方法を示す概念図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 外観検査装置を用いた半導体装置の製造
方法であって、 前記外観検査装置によって前記半導体装置を外観検査す
る工程と、 前記外観検査装置によって前記半導体装置の封止部の複
数の外部端子が配置された実装側の面に付着した異物を
除去する工程とを有し、 同一の前記外観検査装置によって前記半導体装置の外観
検査と、前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面
の異物除去とを行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項2】 外観検査装置を用いた半導体装置の製造
方法であって、前記外観検査装置によって前記半導体装
置の封止部の複数の外部端子が配置された実装側の面と
反対側の面を外観検査しながら、前記外観検査装置によ
って前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面に付
着した異物を除去する工程を有し、同一の前記外観検査
装置によって前記半導体装置の外観検査と、前記半導体
装置の前記封止部の前記実装側の面の異物除去とを行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 外観検査装置を用いた半導体装置の製造
方法であって、 前記外観検査装置によって前記半導体装置の封止部の複
数の外部端子が配置された実装側の面と反対側の面を外
観検査しながら、前記外観検査装置によって前記半導体
装置の前記封止部の前記実装側の面に付着した異物を除
去する工程と、 前記異物を除去した後、前記外観検査装置によって前記
半導体装置の前記封止部の前記実装側の面を外観検査す
る工程とを有し、 同一の前記外観検査装置によって前記半導体装置の外観
検査と前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面の
異物除去とを行って、前記半導体装置の良品・不良品の
選別および前記不良品の救済を行うことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 外観検査装置を用いた半導体装置の製造
方法であって、 前記外観検査装置によって前記半導体装置の封止部の複
数の外部端子が配置された実装側の面と反対側の面を外
観検査しながら、前記外観検査装置に設けられた異物除
去手段によって前記半導体装置の前記封止部の前記実装
側の面に付着した異物を吸引して前記異物を除去する工
程と、 前記異物を除去した後、前記外観検査装置によって前記
半導体装置の前記封止部の前記実装側の面を外観検査す
る工程とを有し、 同一の前記外観検査装置によって前記半導体装置の外観
検査と、前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面
の異物除去とを行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項5】 外観検査装置を用いた半導体装置の製造
方法であって、 前記半導体装置の封止部の実装側の面に複数の外部端子
であるリードが配置された前記半導体装置の前記封止部
の前記実装側の面と反対側の面を前記外観検査装置によ
って外観検査しながら、前記外観検査装置によって前記
半導体装置の前記封止部の前記実装側の面に付着した異
物を除去する工程と、 前記異物を除去した後、前記外観検査装置によって前記
半導体装置の前記封止部の前記実装側の面と側面と前記
リードとを外観検査する工程とを有し、 同一の前記外観検査装置によって前記半導体装置の外観
検査と、前記半導体装置の前記封止部の前記実装側の面
の異物除去とを行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000214992A JP4025490B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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