JP3285087B2 - テープ検査装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテープキャリア型半
導体装置の検査装置および方法に関し、半導体パッケー
ジの基材として用いられるテープキャリア上に配線され
た金属箔であるインナーリードと前記半導体チップに接
合される箇所に設けられた貫通穴に金属を充填すること
によって形成された金属突起物であるインナーバンプと
の接合状態を検査する検査装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話およびパソコンなどの電
子機器の小型、軽量、薄型化に伴い、それらに搭載され
ている半導体装置も小型、軽量、薄型化の一途を辿って
いる。

【０００３】このような半導体装置の小型、軽量、薄型
化に適した半導体実装技術として、薄膜のテープキャリ
アに半導体チップを実装するＴＡＢ（Tape Automated
Bonding）方式がある。

【０００４】一般にＴＡＢ方式では、ポリイミドの絶縁
テープ上に銅などの金属箔を接着し、この金属箔からエ
ッチング等により所望の形状のインナーリードを形成
し、また半導体チップの電極端子上にバンプと呼ばれる
金属突起物を設け、インナーリードとバンプを接合する
ことによって、キャリアテープと半導体チップとを接続
している。

【０００５】しかし、最近の半導体装置はさらに小型、
軽量、薄型化が進み、パッケージサイズが極めて小さい
チップサイズパッケージの開発が進められている。この
チップサイズパッケージに使用されるテープキャリア
は、一般的なＴＡＢ方式で採用されていたテープキャリ
アとは異なる方式を採用している。

【０００６】図２、図３、図４に基づいてチップサイズ
パッケージに使用されるテープキャリアの詳細な構造を
説明する。図２（ａ）はテープ１００の全体図であり、
図２（ｂ）は図２（ａ）に記されているテープ１００の
Ｂ部を拡大し、インナーリードが配線されている面から
見たテープ１００のＢ部の表面図であり、図２（ｃ）は
テープ１００のＢ部を拡大し、インナーリードが配線さ
れている面の反対面から見たテープ１００のＢ部の表面
図である。テープ１００の長手方向に沿った軸をＸ軸と
し、テープ１００の表面上のＸ軸に垂直な軸をＹ軸とす
る。図３は図２（ｂ）に記されているＡ部を拡大した表
面図である。図４はテープ１００上のＡ部周辺の点Ｃお
よび点Ｄを結んだ線分で切断した場合の断面図である。
点Ｃおよび点Ｄ線分はインナーバンプの中心を通り、テ
ープ１００をＸ軸に対し平行である。

【０００７】テープ１００には位置決め用の穴１０６が
あけられている。テープ１００には図２（ａ）のよう
に、テープ１００と接合される半導体チップ（図示せ
ず）の面積にほぼ等しい大きさの区画が複数個設けられ
ている。その区画の１つであるＢ部には、図２（ｂ）の
ように、半導体装置の外部端子への接続端と半導体チッ
プの端子への接続端を有するインナーリード１０１が配
線されている。

【０００８】図２（ｂ）のＡ部はインナーリード１０１
の半導体チップへの接続端である。Ａ部のような半導体
チップへの接続端には図４のように半導体チップに接合
される箇所にレーザ等で貫通穴（以降スルーホール）が
設けられており、その貫通穴内に金属が充填されインナ
ーバンプ１０２と呼ばれる突出電極が形成されている。
インナーバンプ１０２はテープ１００下面より突出して
おり、半導体チップの電極と接続できる形態となってい
る。インナーリード１０１の先端部はインナーバンプ１
０２を覆うような形態でインナーバンプ１０２に接合さ
れている。

【０００９】上述のような方式では、半導体チップと接
合される部分であるインナーバンプ１０２がテープ１０
０のスルーホール内に存在し、しっかりと固定されてい
るため、インナーリード１０１が細密化されてもテープ
１００と半導体チップとの接合時などにインナーリード
１０１に集中して応力がかかることがなくなり、リード
曲がりなどが発生しなくなるため、チップサイズパッケ
ージのように非常に細密化されたインナーリード１０１
を有する半導体パッケージには欠かせない方式となって
いる。

【００１０】上述のような方式で問題となるのが、図３
にみられるようなインナーバンブ１０２の中心位置１０
５とインナーリード１０１の先端部の中心位置１０４の
位置ずれである。この位置ずれは大きくなればなるほど
インナーリード１０１とインナーバンプ１０２の接地面
積は少なくなり、配線切れなどが発生する恐れが大きく
なる。

【００１１】そのため、テープ１００のインナーリード
１０１およびインナーバンプ１０２の形成工程を終えた
後に、テープ１００上のインナーバンブ１０２の中心位
置１０５とインナーリード１０１の先端部の中心位置１
０４の位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量が規定値を
越えている場合はそのテープ１００を不良であるとし、
不良であるテープ１００を選別するテープ検査工程が必
要となる。

【００１２】従来のテープ検査装置の構成を図５に示
す。図５のテープ検査装置は、工場顕微鏡３００および
距離測定部３０１から構成される。工場顕微鏡３００は
検査物を設置するテーブルと鏡筒の相対位置を上下左右
に変化させることが可能であり、レンズの中心位置に対
するテーブル上の位置を距離測定部３０１に出力するよ
うになっている。

【００１３】先ず検査者は、図２（ａ）に示した位置決
め穴１０６を基準にしてテープ１００をインナーリード
１０１形成側の面を上にして設置する。テープ１００の
インナーリード１０１形成側の面には図２（ｂ）のよう
にインナーリード１０１の先端部の中心位置１０４を測
定するためのリード基準マーク２０１が記されている。
検査者は工場顕微鏡３００のレンズの中心位置をリード
基準マーク２０１に合わせ、その時の座標値を原点とし
て設定し、次にインナーリード１０１の先端部の中心位
置１０４にレンズの中心位置を合わせ、その時の座標値
を距離測定部３０１に出力し、距離測定部３０１はその
座標値を表示する。

【００１４】次に検査者は、テープ１００をインナーリ
ード１０１が形成されている面とは反対側の面を上にし
て設置し直す。その面には図２（ｃ）のようにバンプ基
準マーク２０２がテープ１００の対角線上に記されてい
る。検査者は、リード基準マーク２０１を基準としたイ
ンナーリード１０１の先端部の中心位置１０４を求めた
方法と同様に、そのバンプ基準マーク２０２を基準とし
たインナーバンプ１０２の中心位置１０５を計測する。

【００１５】次に、検査者はリード基準マーク２０１を
基準としたインナーリード１０１の先端部の中心位置１
０４の計測結果と、バンプ基準マーク２０２を基準とし
たインナーバンプ１０２の中心位置１０５の計測結果
と、リード基準マーク２０１とバンプ基準マーク２０２
の相対位置関係とから、インナーリード１０１の先端部
の中心位置１０４とインナーバンプ１０２の中心位置１
０５のＸ軸方向の位置ずれ量である中心ずれＸおよびＹ
軸方向の位置ずれ量である中心ずれＹを別途算出し、イ
ンナーリード１０１の先端部の中心位置１０４とインナ
ーバンプ１０２の中心位置１０５の位置ずれ量を求め、
その位置ずれ量と予め規定されているインナーリード１
０１の先端部の中心位置１０４とインナーバンプ１０２
の中心位置１０５の位置ずれ量の規定値とを比較し、位
置ずれ量が規定値以下の場合はテープ１００を合格と
し、位置ずれ量が規定値を越えている場合はテープ１０
０を不合格としていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のテープ
検査装置では、以下に示す２つの問題点がある。 （１）インナーリードの先端部の中心位置はリード基準
マークを基準として求め、インナーバンプの中心位置は
バンプ基準マークを基準として求めるため、リード基準
マークおよびバンプ基準マークの位置自体に誤差が含ま
れていた場合、算出されるインナーリードの先端部の中
心位置とインナーバンプの中心位置の位置ずれ量に前述
の誤差が含まれてしまう。 （２）インナーリード先端部の中心位置とインナーバン
プの中心位置との位置ずれ量を、検査者が別途計算する
ことにより求めるため、テープキャリアの合否の判定を
下すまでに時間を要してしまう。

【００１７】よって本発明は、テープキャリア上の２つ
の異なる基準点を用いることなく、インナーリード先端
部の中心位置とインナーバンプの中心位置の相対的な位
置関係を測定するテープ検査装置を提供することを目的
としている。

【００１８】また、本発明は、インナーリード先端部の
中心位置とインナーバンプの中心位置の位置ずれ量を求
め、短時間でテープキャリアの合否を判定するテープ検
査装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のテープ検査装置は、テープキャリアの両面を
撮影可能な状態で保持するテープ保持手段と、インナー
リードの先端部のうちインナーバンプと接合されている
先端部を前記テープキャリアの表面のうち前記インナー
リードが配線されている面から撮影する第１のカメラ
と、前記テープキャリアの表面のうち前記インナーリー
ドが配線されている面を照らし出す第１の照明とを有す
るインナーリード認識手段と、前記テープキャリアの表
面のうち前記インナーリードが配線されている面とは逆
の面から前記インナーリードの先端部と接合される前記
インナーバンブを撮影するため前記第１のカメラと向か
い合うようにして設置され前記第１のカメラと相対位置
関係が不変である第２のカメラと、前記テープキャリア
の表面のうち前記インナーリードが配線されている面と
は逆の面を照らし出す第２の照明とを有するインナーバ
ンプ認識手段と、前記第１のカメラおよび前記第２のカ
メラで撮影された画像データを取り込み、前記第１のカ
メラで撮影された画像上における前記インナーリードの
先端部の中心位置を算出し、前記第２のカメラで撮影さ
れた画像上における前記インナーバンプの中心位置を算
出し、前記インナーリードの先端部の中心位置および前
記インナーバンプの中心位置に基づいて前記インナーリ
ードの先端部の中心位置と前記インナーバンブの中心位
置との位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量が規定値以
内である場合は前記テープキャリアを合格とし、前記位
置ずれ量が前記規定値を越えている場合は前記テープキ
ャリアを不合格とする判定処理手段と、前記テープ保持
手段と、前記インナーリード認識手段と、前記インナー
バンプ認識手段と、前記判定処理手段とを制御する制御
手段とから構成される。

【００２０】本発明のテープ検査装置では、相対的な位
置関係が不変で互いに向かい合っている２つのカメラに
よってテープキャリアの両面を撮影し、両面の画像上に
おけるインナーリード先端部の中心位置とインナーバン
プの中心位置とに基づいて、インナーリード先端部の中
心位置とインナーバンプの中心位置の相対的な位置関係
を測定するので、テープキャリア上の２つの異なる基準
点を用いることなく、正確にインナーリード先端部の中
心位置とインナーバンプの中心位置の相対的な位置ずれ
量を測定することができる。

【００２１】また、インナーリード先端部の中心位置と
インナーバンプの中心位置の相対的な位置ずれ量を求
め、テープキャリアの合否の判定を自動的に行うので、
短時間でテープキャリアの合否を判定することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照して詳細に説明する。全図において、同一の符号
がつけられている構成要素は、すべての同一のものを示
す。

【００２３】図１は、本実施形態のテープ検査装置の構
成を示す図である。

【００２４】図１のテープ検査装置はテープホルダ部１
と、リード認識部２と、バンプ認識部３と、判定処理部
５と、制御部６と、ＸＹテーブル５７とから構成されて
いる。テープホルダ部１はガラス板５５、５６を有して
おり、図面の下側にガラス板５５が設置され、図面の上
側にガラス板５６が設置されている。ＸＹテーブル５７
はテープホルダ部１のガラス板５５、５６に平行に設置
されている。リード認識部２はテープホルダ部１より図
面の下側に位置し、照明５２とカメラ５１とから構成さ
れる。照明５２はテープホルダ部１を照らし、カメラ５
１は制御部６からの移動指令によりＸＹテーブル５７上
を移動しテープホルダ部１をガラス板５５側から撮影で
きるように設置されている。カメラ５１によって撮影さ
れた画像データ６０は判定処理部５に送られる。

【００２５】バンプ認識部３はテープホルダ部１より図
面の上側に位置し、照明５４とカメラ５３とから構成さ
れる。照明５４はテープホルダ部１を照らし、カメラ５
３はカメラ５１と向かい合うようにＸＹテーブル５７に
設置され、制御部６からの指令によりＸＹテーブル５７
上をカメラ５１とともに移動し、テープホルダ部１をガ
ラス板５６側から撮影できるように設置されている。カ
メラ５３によって撮影された画像データ６１は判定処理
部５に送られる。

【００２６】制御部６は、テープホルダ部１に対するテ
ープ１００の保持の確認を行い、ＸＹテーブル５７へ移
動指令を発する。また、リード認識部２およびバンプ認
識部３に対し撮影指令を発し、判定処理部５に対しイン
ナーリード１０１の先端部の中心位置１０４とインナー
バンプ１０２の中心位置１０５の位置ずれ量の規定値を
出力し、判定処理部５からテープ１００の判定結果を入
力する。

【００２７】判定処理部５はリード認識部２およびバン
プ認識部３より送られる画像データ６０、６１を取り込
む。そしてインナーバンプ１０２の中心位置１０５とイ
ンナーリード１０１の先端部の中心位置１０４の位置ず
れ量を検出して制御部６から出力される規定値に基づい
てテープ１００の合否を判定し、その判定結果を制御部
６に出力する。

【００２８】次に、本実施形態のテープ検査装置の動作
について説明する。

【００２９】ガラス板５５はピン（図示せず）を有して
おり、テープ１００はそのピンと位置決め用の穴１０６
とによってガラス板５５の上面の決められた場所に位置
決めして設置される。その後、テープ１００上面にガラ
ス板５６をかぶせ、テープ１００はガラス板５５、５６
で挟み込むように保持される。

【００３０】制御部６はリード認識部２に属するカメラ
５１およびバンプ認識部３に属するカメラ５３を撮影対
象となるインナーリード１０１の先端部およびインナー
バンプ１０２の位置にくるように、ＸＹテーブル５７に
対し移動指令を発する。カメラ５１、５３が所定の位置
に移動した後、制御部６はリード認識部２に属するカメ
ラ５１およびバンプ認識部３に属するカメラ５３に対し
テープ１００上にあるインナーリード１０１の先端部お
よびインナーバンプ１０２の画像をそれぞれ撮影するよ
う指示する。

【００３１】カメラ５１によって取り込まれたインナー
リード１０１の先端部の画像およびカメラ５３によって
取り込まれたインナーバンプ１０２の画像は判定処理部
５に転送される。判定処理部５はそれらの画像上におけ
るインナーリード１０１の中心位置とインナーバンプ１
０２の中心位置とを求め、予め求められているカメラ５
１とカメラ５３の機械的な位置ずれ量を考慮した上で、
インナーリード１０１の先端部の中心位置とインナーバ
ンプ１０２の中心位置の相対的な位置ずれ量を求める。
インナーリード１０１の先端部の中心位置とインナーバ
ンプ１０２の中心位置の相対的な位置ずれ量の規定値は
予め制御部６に設定されており、制御部６はこの規定値
を判定処理部５に送る。判定処理部５はこの規定値と前
述のとおり求められたインナーリード１０１の中心位置
とインナーバンプ１０２の中心位置の相対的な位置ずれ
量を比較し、位置ずれ量が規定値以下の場合はテープ１
００を合格とし、位置ずれ量が規定値を越えている場合
はテープ１００を不合格とする。判定処理部５はテープ
１００の判定結果を制御部６に出力する。

【００３２】上述のとおり、本実施形態のテープ検査装
置では、インナーリード１０１の先端部の中心位置とイ
ンナーバンプ１０２の中心位置の相対的な位置関係を測
定し、インナーリード１０１の先端部の中心位置とイン
ナーバンプ１０２の中心位置の位置ずれ量を自動的にも
とめることができる。

【００３３】また、上述した本実施形態のテープ検査装
置のテープホルダ部１の下面ガラス板５５はテープ１０
０の保持のためにピンおよび上面ガラス板５６を用いた
が、下面ガラス板５５にテープ１００を真空吸着できる
ような溝を設けて、テープ１００を真空吸着することに
よって保持しても良い。

【００３４】また、本実施形態のテープ検査装置では、
ＸＹテーブル５７を設置してカメラ５１、５３をＸＹテ
ーブル５７上で移動させてインナーリードの先端部およ
びインナーバンプの画像の取り込みを行ったが、カメラ
５１、５３の位置を固定し、テープホルダ部１をＸＹテ
ーブル５７上に設置し、テープホルダ部１をＸＹテーブ
ル５７上で移動させても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のテープ検査
装置は、テープキャリア上の２つの異なる基準点を用い
ることなく、インナーリードの中心位置とインナーバン
プの中心位置の相対的な位置関係を測定するので、正確
にインナーリード先端部の中心位置とインナーバンプの
中心位置の相対的な位置ずれ量を測定することができ
る。

【００３６】また、インナーリードの中心位置とインナ
ーバンプの中心位置の相対的な位置ずれ量を求め、テー
プキャリアの合否の判定を自動的に行うので、短時間で
テープキャリアの合否を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のテープ検査装置の構成を
示す図である。

【図２】本発明の一実施形態のテープ検査装置の検査対
象であるテープキャリアの概要図である。

【図３】図２のＡ部の拡大図である。

【図４】図３の点Ｃ、点Ｄを結ぶ線分で切断したテープ
１００の断面図である。

【図５】従来のテープ検査装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ テープホルダ部 ２ リード認識部 ３ バンプ認識部 ５ 判定処理部 ６ 制御部 ５１、５３ カメラ ５２、５４ 照明 ５５、５６ ガラス板 ５７ ＸＹテーブル ６０、６１ 画像データ １００ テープ １０１ インナーリード １０２ インナーバンプ １０４ インナーリード１０１の先端部の中心位置 １０５ インナーバンプ１０２の中心位置 １０６ 位置決め用穴 ２０１ リード基準マーク ２０２ バンプ基準マーク ３００ 工場顕微鏡 ３０１ 距離測定部 Ａ インナーリード１０１の先端部 Ｂ テープ１００上の区画 Ｃ、Ｄ Ａ部周辺の点

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体パッケージの基材として用いられ
   るテープキャリア上に配線された金属箔であるインナー
   リードと、半導体チップに接合される箇所に設けられた
   貫通穴に金属を充填することによって形成された金属突
   起物であるインナーバンプとの接合状態を検査するテー
   プ検査装置において、 前記テープキャリアの両面を撮影可能な状態で保持する
   テープ保持手段と、 前記インナーリードの先端部のうち前記インナーバンプ
   と接合されている先端部を前記テープキャリアの表面の
   うち前記インナーリードが配線されている面から撮影す
   る第１のカメラと、前記テープキャリアの表面のうち前
   記インナーリードが配線されている面を照らし出す第１
   の照明とを有するインナーリード認識手段と、 前記テープキャリアの表面のうち前記インナーリードが
   配線されている面とは逆の面から前記インナーリードの
   先端部と接合される前記インナーバンブを撮影するため
   に前記第１のカメラと向かい合うようにして設置され前
   記第１のカメラと相対位置関係が不変である第２のカメ
   ラと、前記テープキャリアの表面のうち前記インナーリ
   ードが配線されている面とは逆の面を照らし出す第２の
   照明とを有するインナーバンプ認識手段と、 前記第１のカメラおよび前記第２のカメラで撮影された
   画像データを取り込み、前記第１のカメラで撮影された
   画像上における前記インナーリードの先端部の中心位置
   を算出し、前記第２のカメラで撮影された画像上におけ
   る前記インナーバンプの中心位置を算出し、前記インナ
   ーリードの先端部の中心位置および前記インナーバンプ
   の中心位置に基づいて前記インナーリードの先端部の中
   心位置と前記インナーバンブの中心位置との位置ずれ量
   を算出し、前記位置ずれ量が規定値以内である場合は前
   記テープキャリアを合格とし、前記位置ずれ量が前記規
   定値を越えている場合は前記テープキャリアを不合格と
   する判定処理手段と、 前記テープ保持手段と、前記インナーリード認識手段
   と、前記インナーバンプ認識手段と、前記判定処理手段
   とを制御する制御手段とから構成されることを特徴とす
   るテープ検査装置。
2. 【請求項２】 前記第１のカメラおよび前記第２のカメ
   ラは、前記テープ保持手段に保持される前記テープキャ
   リアの表面に対して平行に設置されたＸＹテーブルに取
   り付けられており、前記第１のカメラおよび第２のカメ
   ラは前記制御手段からの移動指令により前記ＸＹテーブ
   ルの平面上の任意の位置に移動可能である請求項１に記
   載のテープ検査装置。
3. 【請求項３】 前記テープ保持手段は、前記テープキャ
   リアの表面に対して平行に設置されたＸＹテーブルに取
   り付けられており、前記テープ保持手段は前記制御手段
   からの移動指令により前記ＸＹテーブルの平面上の任意
   の位置に移動可能である請求項１に記載のテープ検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記テープ保持手段は、第１のガラス板
   および第２のガラス板を有しており、前記第１のガラス
   板の上面に前記テープキャリアを設置し、前記第２のガ
   ラス板を前記テープキャリアの上面にかぶせ、前記第１
   のガラス板および前記第２のガラス板が前記テープキャ
   リアを挟み込むように保持する手段である請求項１から
   ３のいずれか１項記載のテープ検査装置。
5. 【請求項５】 前記テープ保持手段は、前記テープキャ
   リアを真空吸着するための溝が設けられている１枚のガ
   ラス板を有する手段である請求項１から３のいずれか１
   項記載のテープ検査装置。
6. 【請求項６】 半導体パッケージの基材として用いられ
   るテープキャリア上に配線された金属箔であるインナー
   リードと半導体チップに接合される箇所に設けられた貫
   通穴に金属を充填することによって形成された金属突起
   物であるインナーバンプとの接合状態を検査するテープ
   検査方法において、 前記テープキャリアの両面を撮影可能な状態で保持し、 互いに向かい合っていて常に相対位置関係の変わらない
   第１のカメラおよび第２のカメラを用いて、前記テープ
   キャリアの表面のうち前記インナーリードが配線されて
   いる面側から前記インナーリードの先端部のうち前記イ
   ンナーバンプと接合される先端部を第１のカメラで撮影
   し、 前記テープキャリアの表面のうち前記インナーリードが
   配線されている面とは反対の面側から前記インナーバン
   ブを第２のカメラで撮影し、 前記第１のカメラで撮影された画像上における前記イン
   ナーリードの先端部の中心位置と前記第２のカメラで撮
   影された画像上における前記インナーバンプの中心位置
   とを算出し、 前記インナーリードの先端部の中心位置と前記インナー
   バンプの中心位置とに基づいて前記インナーリードの先
   端部の中心位置と前記インナーバンブの中心位置との位
   置ずれ量を算出し、 前記位置ずれ量が規定値以内である場合は前記テープキ
   ャリアを合格とし、前記位置ずれ量が前記規定値を越え
   ている場合は前記テープキャリアを不合格とするテープ
   検査方法。