JP2002252251A - 半導体チップの実装装置及び実装方法 - Google Patents
半導体チップの実装装置及び実装方法Info
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Abstract
半導体チップの破損や信頼性の劣化を防止し、生産性の
向上を実現することが可能な半導体チップの実装装置及
び実装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 フェースアップの状態のベアICチップ
12をその能動素子面側から吸着し、搬送する搬送手段
としての搬送用ノズル18と、このベアICチップ12
をフェースアップの状態のままで上向きの搭載面上に搭
載する実装用ヘッド部20と、この実装用ヘッド部20
を下から保持し、反重力方向に移動させるヘッド駆動部
22と、実装用ヘッド部20上方に配置され、配線が形
成された実装面を下向きにした配線基板26を裏面側か
ら保持する基板固定用ベース部24とを有している。こ
のため、途中でベアICチップ12を保持している搬送
用ノズル18を上下反転させる反転機構部やヘッド自重
キャンセル機構部を設ける必要がなくなる。
Description
装置及び実装方法に係り、特に半導体チップを配線基板
にフリップチップ接続させる実装装置及び実装方法に関
するものである。
配線基板にフリップチップ接続させる実装装置であるフ
リップチップ熱圧着装置を、図2を用いて説明する。図
2に示されように、従来のフリップチップ熱圧着装置3
0においては、能動素子面を上向きにしたフェイスアッ
プ(face up)の状態のIC(集積回路)チップ32が
チップトレイ34に収納されて供給されるチップ供給部
36が設けられている。
チップトレイ34に収納されたベアICチップ32をフ
ェイスアップの状態でその能動素子面側から吸着し搬送
する搬送用ノズル38、このベアICチップ32を吸着
した搬送用ノズル38を上下反転させる反転機構部部4
0、及びこれらの駆動部(図示せず)が設けられてい
る。
井には、その搭載面を下向きにした実装用ヘッド部42
が設けられ、その下向きの搭載面下に、搬送用ノズル3
8によって搬送されてきたベアICチップ32をその能
動素子面を下向きにしたフェイスダウン(face down)
の状態で搭載するようになっている。また、この実装用
ヘッド部42を重力方向に移動させるヘッド駆動部44
及びこのヘッド駆動部44によって実装用ヘッド部42
を重力方向に移動させる際の荷重をコントロールするた
めのヘッド自重キャンセル機構部部46が設けられてい
る。
固定用ベース部48が水平に固定されて配置され、その
上向きの搭載面上に、配線が形成された実装面を上向き
にした配線基板50を真空吸着によって保持するように
なっている。
配線基板50の実装面との接合部を所望の条件に加熱す
るための加熱部(図示せず)が設けられている。また、
配線基板50のアライメントマークとベアICチップ3
2のパターンとを認識するCCDカメラが設けられ、こ
のCCDカメラによって認識された配線基板50とベア
ICチップ32との位置ずれを実装用ヘッド部42の水
平位置を微調整して補正する位置補正機構部(図示せ
ず)が設けられている。
30を用いて行うフリップチップ実装方法を説明する。
先ず、フリップチップ熱圧着装置30のチップ供給部3
4に、チップトレイ32に能動素子面を上向きにしたフ
ェイスアップの状態で詰め込まれているベアICチップ
32を供給する。そして、このフェイスアップ状態のベ
アICチップ32をその能動素子面側から搬送用ノズル
38を用いて吸着してピックアップし、図中の矢印に示
すように、このベアICチップ32を吸着した搬送用ノ
ズル38を反転機構部部40によって上下反転させた
後、その駆動部によって移動させて、実装用ヘッド部4
2に搬送する。そして、この実装用ヘッド部42の下向
きの搭載面下に、ベアICチップ32をその能動素子面
を下向きにしたフェイスダウンの状態に搭載する。
に固定されて配置された基板固定用ベース部48の上向
きの搭載面上に、真空吸着によって配線基板50をその
実装面を上向きに保持しておく。そして、CCDカメラ
及び位置補正機構部によって配線基板50のアライメン
トマークとベアICチップ32のパターンとを認識し
て、両者の位置ずれを実装用ヘッド部42の水平位置を
微調整して補正した後、ヘッド駆動部44によって実装
用ヘッド部42を図中に白抜き矢印で示すように重力方
向に移動させる。
搭載面上に搭載されたベアICチップ32を基板固定用
ベース部48の上向きの搭載面上に保持された配線基板
50に装着し、ベアICチップ32の能動素子面のバン
プと配線基板50の実装面に形成された配線とを接続さ
せるフリップチップ接続を行う。
て実装用ヘッド部42を重力方向に押し下げる推力と加
熱部から供給される熱量により、ベアICチップ32の
能動素子面のバンプと配線基板26の実装面の配線との
接合部には、所定の荷重と熱とが印加される。
が少なく、良好なフリップチップ接続に必要な荷重が実
装用ヘッド部42の自重よりも少ない場合には、たとえ
ヘッド駆動部44によって実装用ヘッド部42を重力方
向に押し下げる推力をゼロにしても、実装用ヘッド部4
2の自重が荷重として印加されることになるため、ヘッ
ド自重キャンセル機構部部46によってベアICチップ
32の能動素子面のバンプと配線基板26の実装面の配
線との接合部に印加される荷重を実装用ヘッド部42の
自重より小さな所望の荷重にコントロールすることが必
要となる。
リップチップ熱圧着装置30において、例えばベアIC
チップ32のピン数が少ない場合のように、ベアICチ
ップ32を配線基板50に装着する際に必要な荷重が実
装用ヘッド部42の自重よりも少ないときには、最適の
荷重にコントロールするためにヘッド自重キャンセル機
構部部46を設けることが必要になっている。
ヘッド自重キャンセル機構部部46を設ける場合には、
装置全体の構造が複雑になり、高価になると共に、高荷
重を印加する際に実装用ヘッド部42の芯ブレが起き易
くなり、ベアICチップ32の破損や信頼性の劣化を招
く恐れを生じるという問題があった。
の状態で詰め込まれているベアICチップ32を配線基
板50の実装面にフェイスダウンに装着するためには、
フェイスアップ状態のベアICチップ32を搬送用ノズ
ル38によってピックアップし、実装用ヘッド部42の
下向きの搭載面上にフェイスダウンの状態に搭載する過
程において、ベアICチップ32を吸着した搬送用ノズ
ル38を反転機構部部40によって上下反転させる必要
がある。
搬送用ノズル38を上下反転させる反転機構部部40を
設ける場合にも、装置全体の構造が複雑になり、高価に
なると共に、装置のタクトが長くなり、生産性の低下を
招くという問題があった。
れたものであり、装置の構造を簡略化して、安価にする
と共に、半導体チップの破損や信頼性の劣化を防止し、
生産性の向上を実現することが可能な半導体チップの実
装装置及び実装方法を提供することを目的とする。
る本発明に係る半導体チップの実装装置及び実装方法に
より達成される。即ち、請求項1に係る半導体チップの
実装装置は、能動素子面を上向きにした半導体チップを
保持し、搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬
送されてきた半導体チップを能動素子面を上向きにして
上向きの搭載面上に搭載する実装用ヘッド部と、この実
装用ヘッド部上方に配置され、実装面を下向きにした配
線基板を裏面側から保持する基板固定用ベース部と、実
装用ヘッド部を下から支持し、反重力方向に移動させる
ヘッド駆動部と、を有し、ヘッド駆動部によって実装用
ヘッド部を反重力方向に移動させ、この実装用ヘッド部
の上向きの搭載面上に搭載された半導体チップを基板固
定用ベース部に保持された配線基板に装着し、フリップ
チップ接続させることを特徴とする。
実装装置においては、能動素子面を上向きにしたフェー
スアップの状態で半導体チップを保持し、搬送する搬送
手段と、この半導体チップをフェースアップの状態のま
まで搭載する実装用ヘッド部とを有する構造となってい
ることにより、半導体チップは常にフェースアップの状
態のままで、搬送手段によって保持・搬送され、実装用
ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載されるため、途中で
半導体チップを保持している搬送手段を上下反転させる
反転機構部部を設ける必要がなくなる。従って、装置全
体の構造が簡略化され、安価になると共に、装置のタク
トが短縮され、生産性の向上が実現される。
態で搭載する実装用ヘッド部と、この実装用ヘッド部上
方に配置され、実装面を下向きにした配線基板を裏面側
から保持する基板固定用ベース部と、実装用ヘッド部を
下から支持し、反重力方向に移動させるヘッド駆動部と
を有する構造となっていることにより、ヘッド駆動部に
よって実装用ヘッド部を反重力方向に移動させ、実装用
ヘッド部の上向きの搭載面上にフェースアップの状態で
搭載されている半導体チップを基板固定用ベース部に保
持されている実装面を下向きにした配線基板に装着し、
フリップチップ接続させることになるため、ヘッド駆動
部によって実装用ヘッド部を反重力方向に移動させる推
力により、半導体チップを配線基板に装着する際に必要
な荷重がたとえ実装用ヘッド部の自重よりも少ない場合
であっても所望の荷重にコントロールすることが可能に
なり、従来は必要であったヘッド自重キャンセル機構部
部を設ける必要がなくなる。従って、装置全体の構造が
簡略化され、安価になると共に、ヘッド自重キャンセル
機構部部を設けた場合の高荷重を印加する際の実装用ヘ
ッド部の芯ブレ等に起因する半導体チップの破損や信頼
性の劣化が防止され、製造歩留まり及び信頼性の向上が
実現される。
方法は、能動素子面を上向きにした半導体チップを搬送
手段によって保持し、搬送するステップと、この搬送手
段によって搬送されてきた半導体チップを能動素子面を
上向きにして実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載
するステップと、この実装用ヘッド部上方に配置された
基板固定用ベース部に、実装面を下向きにした配線基板
を裏面側から保持するステップと、実装用ヘッド部を下
から支持するヘッド駆動部によって反重力方向に移動さ
せ、実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載された半
導体チップを基板固定用ベース部に保持された配線基板
に装着し、フリップチップ接続させるステップと、を有
することを特徴とする。
実装方法においては、能動素子面を上向きにしたフェー
スアップの状態で半導体チップを搬送手段によって保持
し、搬送するステップと、この半導体チップをフェース
アップの状態のままで実装用ヘッド部の上向きの搭載面
上に搭載するステップとを有することにより、半導体チ
ップは常にフェースアップの状態のままで、搬送手段に
よって保持搬送され、実装用ヘッド部の上向きの搭載面
上に搭載されるため、途中で半導体チップを保持してい
る搬送手段を上下反転させる反転機構部部を設ける必要
がなくなる。従って、タクトタイムが短縮され、生産性
の向上が実現される。
態で実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載するステ
ップと、実装用ヘッド部上方に配置された基板固定用ベ
ース部に、実装面を下向きにした配線基板を裏面側から
保持するステップと、実装用ヘッド部を下から支持する
ヘッド駆動部によって反重力方向に移動させ、実装用ヘ
ッド部の上向きの搭載面上に搭載された半導体チップを
基板固定用ベース部に保持された配線基板に装着し、フ
リップチップ接続させるステップとを有することによ
り、ヘッド駆動部によって実装用ヘッド部を反重力方向
に移動させ、実装用ヘッド部の上向きの搭載面上にフェ
ースアップの状態で搭載されている半導体チップを基板
固定用ベース部に保持されている実装面を下向きにした
配線基板に装着し、フリップチップ接続させることにな
るため、ヘッド駆動部によって実装用ヘッド部を反重力
方向に移動させる推力により、半導体チップを配線基板
に装着する際に必要な荷重がたとえ実装用ヘッド部の自
重よりも少ない場合であっても所望の荷重にコントロー
ルすることが可能になる。従って、半導体チップの破損
や信頼性の劣化が防止され、製造歩留まり及び信頼性の
向上が実現される。
本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施
形態に係るフリップチップ実装装置としてのフリップチ
ップ熱圧着装置を示す概略断面図である。
フリップチップ熱圧着装置10においては、半導体チッ
プとして能動素子面のAlパッド上にバンプが形成され
たベアICチップ12がチップトレイ14に収納されて
前工程から供給されるチップ供給部16が設けられてい
る。
チップトレイ14に収納されたベアICチップ12をフ
ェイスアップの状態でその能動素子面側から吸着し、搬
送する搬送手段としての搬送用ノズル18及びその駆動
部(図示せず)が設けられている。
されてきたベアICチップ12をフェースアップの状態
のままで上向きの搭載面上に搭載する実装用ヘッド部2
0、及びこの実装用ヘッド部20を下から支持し、反重
力方向に移動させるヘッド駆動部22が設けられてい
る。
るフリップチップ熱圧着装置10の天井には、基板固定
用ベース部24が水平に固定されて配置され、その下向
きの搭載面下に、配線が形成された実装面を下向きにし
た配線基板26をその裏面側から真空吸着によって保持
するようになっている。即ち、実装用ヘッド部20の上
向きの搭載面と基板固定用ベース部24の下向きの搭載
面とが上下に対向するように配置されている。
プ12の能動素子面と配線基板26の実装面との接合部
を所望の条件に加熱するための加熱部(図示せず)が設
けられている。また、配線基板26のアライメントマー
クとベアICチップ12のパターンとを認識するCCD
カメラ(図示せず)が設けられ、このCCDカメラによ
って認識された配線基板26とベアICチップ12との
位置ずれを実装用ヘッド部20の水平位置を微調整して
補正する位置補正機構部(図示せず)が設けられてい
る。
置を用いて行うフリップチップ実装方法を説明する。先
ず、フリップチップ熱圧着装置10のチップ供給部14
に、チップトレイ12に収納されたベアICチップ12
を前工程から供給する。なお、このベアICチップ12
は、ウェーハのダイシング工程が終了したものであっ
て、その能動素子面上に形成されているバンプや回路配
線を傷付けないようにするために、能動素子面を上向き
にしたフェイスアップの状態でチップトレイ12に詰め
られている。
Cチップ12をその能動素子面側から搬送用ノズル18
を用いて吸着してピックアップし、その駆動部によって
図中の矢印に示すように移動させ、実装用ヘッド部20
に搬送する。そして、この実装用ヘッド部20の上向き
の搭載面上に、ベアICチップ12の向きを途中で反転
させることなくフェイスアップ状態のままで搭載する。
された基板固定用ベース部24においては、その下向き
の搭載面下に配線基板26をその裏面側から真空吸着し
て、配線基板26の実装面が下向きになるように保持し
ておく。また、この配線基板26の実装面には、ベアI
Cチップ12とのフリップチップ実装に必要なACF
(Anisotropic Conductive Film;異方性導電膜)など
の接着剤を予め事前に供給しておく。
によって配線基板26のアライメントマークとベアIC
チップ12のパターンとを認識して、両者の位置ずれを
基板固定用ベース部24の水平位置を微調整して補正し
た後、ヘッド駆動部22によって実装用ヘッド部20を
図中に白抜き矢印で示すように反重力方向に移動させ
る。
搭載面上に搭載されたベアICチップ12を基板固定用
ベース部24に保持された配線基板26に装着し、ベア
ICチップ12の能動素子面のバンプと配線基板26の
実装面に形成された配線と接続させるフリップチップ接
続を行う。
て実装用ヘッド部20を反重力方向に押し上げる推力
は、実装用ヘッド部20の自重と装着に必要な荷重との
和となるため、実装用ヘッド部20の自重に制約される
ことなく、装着に必要な荷重をゼロからコントロールす
ることが可能である。そして、この適正にコントロール
された荷重に加え、加熱部からは所望の熱量を供給する
ことにより、ベアICチップ12の能動素子面のバンプ
と配線基板26の実装面の配線との接合部には所望の荷
重と熱とが印加されるため、フリップチップ接続に最適
の荷重及び温度における熱圧着が行われることになる。
子面を上向きにしたフェースアップの状態のベアICチ
ップ12をその能動素子面側から吸着し、搬送する搬送
手段としての搬送用ノズル18と、このベアICチップ
12をフェースアップの状態のままで上向きの搭載面上
に搭載する実装用ヘッド部20とを有する構造となって
いることにより、ベアICチップ12は常にフェースア
ップの状態のままで、搬送用ノズル18によって保持搬
送され、実装用ヘッド部20の上向きの搭載面上に搭載
されるため、途中でベアICチップ12を保持している
搬送用ノズル18を上下反転させる反転機構部部を設け
る必要がなくなる。従って、フリップチップ熱圧着装置
10全体の構造を簡略化して、安価にすることができる
と共に、装置のタクトを短縮して、生産性の向上を実現
することができる。
プの状態で上向きの搭載面上に搭載する実装用ヘッド部
20と、この実装用ヘッド部20を下から支持し、反重
力方向に移動させるヘッド駆動部22と、実装用ヘッド
部20上方に配置され、配線が形成された実装面を下向
きにした配線基板26を裏面側から保持する基板固定用
ベース部24とを有する構造となっていることにより、
ヘッド駆動部22によって実装用ヘッド部20を反重力
方向に移動させ、この実装用ヘッド部20の上向きの搭
載面上にフェースアップの状態で搭載されているベアI
Cチップ12を基板固定用ベース部24に保持されてい
る実装面を下向きにした配線基板26に装着し、フリッ
プチップ接続させることになるため、ヘッド駆動部22
によって実装用ヘッド部20をその自重を受け止めつつ
反重力方向に移動させる推力により、ベアICチップ1
2を配線基板26に装着する際に必要な荷重がたとえ実
装用ヘッド部20の自重よりも少ない場合であっても、
所望の荷重にコントロールすることが可能になり、従来
は必要であった複雑なヘッド自重キャンセル機構部部を
設ける必要がなくなる。従って、フリップチップ熱圧着
装置10全体の構造を更に簡略化して、安価にすること
ができると共に、ヘッド自重キャンセル機構部部を設け
た場合の高荷重を印加する際の実装用ヘッド部の芯ブレ
等に起因するベアICチップ12の破損や信頼性の劣化
を防止して、製造歩留まり及び信頼性の向上を実現する
ことができる。
る半導体チップの実装装置及び実装方法によれば、次の
ような効果を奏することができる。即ち、請求項1に係
る半導体チップの実装装置によれば、能動素子面を上向
きにしたフェースアップの状態で半導体チップを保持
し、搬送する搬送手段と、この半導体チップをフェース
アップの状態のままで搭載する実装用ヘッド部とを有す
る構造となっていることにより、半導体チップは常にフ
ェースアップの状態のままで、搬送手段によって保持・
搬送され、実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載さ
れるため、途中で半導体チップを保持している搬送手段
を上下反転させる反転機構部部を設ける必要がなくな
る。従って、装置全体の構造を簡略化して、安価にする
ことができると共に、装置のタクトを短縮して、生産性
の向上を実現することができる。
態で搭載する実装用ヘッド部と、この実装用ヘッド部上
方に配置され、実装面を下向きにした配線基板を裏面側
から保持する基板固定用ベース部と、実装用ヘッド部を
下から支持し、反重力方向に移動させるヘッド駆動部と
を有する構造となっていることにより、ヘッド駆動部に
よって実装用ヘッド部を反重力方向に移動させ、実装用
ヘッド部の上向きの搭載面上にフェースアップの状態で
搭載されている半導体チップを基板固定用ベース部に保
持されている実装面を下向きにした配線基板に装着し、
フリップチップ接続させることになるため、ヘッド駆動
部によって実装用ヘッド部を反重力方向に移動させる推
力により、半導体チップを配線基板に装着する際に必要
な荷重がたとえ実装用ヘッド部の自重よりも少ない場合
であっても所望の荷重にコントロールすることが可能に
なり、従来は必要であった複雑なヘッド自重キャンセル
機構部部を設ける必要がなくなる。従って、装置全体の
構造を更に簡略化して、安価にすることができると共
に、半導体チップの破損や信頼性の劣化を防止して、製
造歩留まり及び信頼性の向上を実現することができる。
方法によれば、能動素子面を上向きにしたフェースアッ
プの状態で半導体チップを搬送手段によって保持し、搬
送するステップと、この半導体チップをフェースアップ
の状態のままで実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭
載するステップとを有することにより、半導体チップは
常にフェースアップの状態のままで、搬送手段によって
保持搬送され、実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭
載されるため、途中で半導体チップを保持している搬送
手段を上下反転させる反転機構部部を設ける必要がなく
なる。従って、タクトタイムを短縮して、生産性の向上
を実現することができる。
態で実装用ヘッド部の上向きの搭載面上に搭載するステ
ップと、実装用ヘッド部上方に配置された基板固定用ベ
ース部に、実装面を下向きにした配線基板を裏面側から
保持するステップと、実装用ヘッド部を下から支持する
ヘッド駆動部によって反重力方向に移動させ、実装用ヘ
ッド部の上向きの搭載面上に搭載された半導体チップを
基板固定用ベース部に保持された配線基板に装着し、フ
リップチップ接続させるステップとを有することによ
り、ヘッド駆動部によって実装用ヘッド部を反重力方向
に移動させ、実装用ヘッド部の上向きの搭載面上にフェ
ースアップの状態で搭載されている半導体チップを基板
固定用ベース部に保持されている実装面を下向きにした
配線基板に装着し、フリップチップ接続させることにな
るため、ヘッド駆動部によって実装用ヘッド部を反重力
方向に移動させる推力により、半導体チップを配線基板
に装着する際に必要な荷重がたとえ実装用ヘッド部の自
重よりも少ない場合であっても所望の荷重にコントロー
ルすることが可能になる。従って、半導体チップの破損
や信頼性の劣化を防止して、製造歩留まり及び信頼性の
向上を実現することができる。
装置としてのフリップチップ熱圧着装置を示す概略断面
図である。
面図である。
チップ、14……チップトレイ、16……チップ供給
部、18……搬送用ノズル、20……実装用ヘッド部、
22……ヘッド駆動部、24……基板固定用ベース部、
26……配線基板、30……フリップチップ熱圧着装
置、32……ベアICチップ、34……チップトレイ、
36……チップ供給部、38……搬送用ノズル、40…
…反転機構部部、42……実装用ヘッド部、44……ヘ
ッド駆動部、46……ヘッド自重キャンセル機構部部、
48……基板固定用ベース部、50……配線基板。
Claims (2)
- 【請求項1】 能動素子面を上向きにした半導体チップ
を保持し、搬送する搬送手段と、 前記搬送手段によって搬送されてきた前記半導体チップ
を能動素子面を上向きにして上向きの搭載面上に搭載す
る実装用ヘッド部と、 前記実装用ヘッド部上方に配置され、実装面を下向きに
した配線基板を裏面側から保持する基板固定用ベース部
と、 前記実装用ヘッド部を下から支持し、反重力方向に移動
させるヘッド駆動部と、を有し、 前記ヘッド駆動部によって前記実装用ヘッド部を反重力
方向に移動させ、前記実装用ヘッド部の上向きの搭載面
上に搭載された前記半導体チップを前記基板固定用ベー
ス部に保持された前記配線基板に装着して、フリップチ
ップ接続させることを特徴とする半導体チップの実装装
置。 - 【請求項2】 能動素子面を上向きにした半導体チップ
を搬送手段によって保持し、搬送するステップと、 前記搬送手段によって搬送されてきた前記半導体チップ
を能動素子面を上向きにして実装用ヘッド部の上向きの
搭載面上に搭載するステップと、 前記実装用ヘッド部上方に配置された基板固定用ベース
部に、実装面を下向きにした配線基板を裏面側から保持
するステップと、 前記実装用ヘッド部を下から支持するヘッド駆動部によ
って反重力方向に移動させ、前記実装用ヘッド部の上向
きの搭載面上に搭載された前記半導体チップを前記基板
固定用ベース部に保持された前記配線基板に装着して、
フリップチップ接続させるステップと、 を有することを特徴とする半導体チップの実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001045867A JP2002252251A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 半導体チップの実装装置及び実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001045867A JP2002252251A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 半導体チップの実装装置及び実装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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