JP3734357B2

JP3734357B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number: JP3734357B2
Application number: JP34395697A
Authority: JP
Inventors: 敬規石黒; 和範樋口; 富司須田
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11163041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置（semiconductor integrated circuit device 。以下、ＩＣという。）の製造技術、特に、半導体チップ（chip of semiconductor 。能動素子、受動素子、これらを電気的に接続する回路を含む集積回路が作り込まれたチップ。以下、チップという。）をキャリア（carrier ）に機械的接続（bond。原子間力が働く程度に密着していない機械的接続。以下、ボンディングという。）するボンディング技術に関し、例えば、チップのサイズと同等または略同等のサイズのチップ・サイズ・パッケージ（chip size package または、chip scale package以下、ＣＳＰという。）を備えているＩＣの製造方法に利用して有効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣを使用する電子機器の小型薄形化に伴って、ＩＣのパッケージの縮小が要望されている。この要望に応ずるために各種のＣＳＰが開発されており、その一例として、次のように構成されているマイクロ・ボール・グリッド・アレイパッケージ（micro ball grid array package 。以下、μＢＧＡという。）がある。すなわち、チップの電極（electrode 。部品の特定の領域から電気的機能を取り出し、他との電気的接続を行う導体的構成部分。以下、電極パッドという。）側の主面にはテープキャリアが絶縁材料（insulating materia）が使用されて形成されたボンド（bond）によってボンディングされているとともに、テープキャリアに敷設された各インナリードがチップの各電極パッドに電気的接続（bond。非導電金属部間の電気的接続を確実にするか、または、電位を等しくするために行う接続）されており、各アウタリードに各外部端子としてのバンプ（bump）がそれぞれ半田付け（sodering) されている。
【０００３】
このμＢＧＡにおけるボンディング方法として、テープ状に形成されたキャリアを一方向に走行させてキャリアの指定された位置にチップを順次ボンディングさせて行くボンディング方法の適用が、考えられる。
【０００４】
従来のこの種のボンディング方法としては、ＴＣＰ・ＩＣ（tape career package ＩＣ）の製造方法におけるインナリードボンディング（inner lead bonding）方法が知られている。このインナリードボンディング方法においては、キャリアは供給側リールから繰り出され、テンションローラおよびガイドローラを通り、ボンディング位置まで搬送され、このボンディング位置においてキャリアのリードとチップとのインナリードボンディング（ＴＣＰ・ＩＣの製造方法においては機械的かつ電気的接続となる。）が実施される。
【０００５】
なお、インナリードボンディング方法および装置を述べている例としては、日本国特許庁公開特許公報特開平３−５８４４０号がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したボンディング方法においては、キャリアの厚さが薄くなると、スプロケットによる搬送やピン挿入による位置決めを行うことは、パーフォレーション（perforation ）の変形や破損を発生することになるため、確実な搬送や正確な位置決めが不可能になるという問題点がある。
【０００７】
そこで、摩擦ローラによる摩擦駆動力を利用する搬送技術をキャリアの搬送に採用することが提案されている。ところが、摩擦駆動力を利用する搬送技術においては、キャリアの幅方向への位置ずれ（以下、横ずれという。）、すなわち、偏向や蛇行が発生し易いという問題点がある。
【０００８】
このようなキャリアの位置ずれを防止する搬送技術を述べている例としては、日本国特許庁公開特許公報特開平５−２４１２４７号がある。すなわち、ここに述べられたフィルム搬送機構は、フィルムの横ずれが検出された時に搬送ユニットを移動させてフィルムを基準位置に戻すように構成されている。
【０００９】
しかしながら、キャリアにおけるチップのボンディング位置のピッチが小さくなる前記したボンディング方法においては、ボンディング時間がきわめて短くなるため、搬送ユニットによってキャリアを基準位置に戻す横ずれ防止技術は採用することができない。
【００１０】
本発明の目的は、ボンディング時間の増加を回避しつつキャリアの横ずれを防止することができるボンディング技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の目的は、ボンディング時間を短縮することができるボンディング技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の目的は、チップをキャリアの指定された位置に正確にボンディングすることができるボンディング技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１５】
すなわち、テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送されキャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることによって前記キャリアの横ずれが解消されることを特徴とする。
【００１６】
また、テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側および下流側に弛みが、前記キャリアの送りによって交互に形成され、双方の弛みが前記キャリアの送りにより交互に解消されることを特徴とする。
【００１７】
また、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記半導体チップが前記キャリアの指定された位置に対して予め設定された値だけずらされて配置された後に、指定された位置に配置され直してボンディングされることを特徴とする。
【００１８】
前記した第１の手段によれば、キャリア自体の復元力によってキャリアの横ずれが解消されるため、ボンディング時間の増加を回避しつつキャリアの横ずれを防止することができる。
【００１９】
前記した第２の手段によれば、交互に形成される弛みが解消される間にキャリアを早く送ることができるため、全体としてのキャリア搬送時間を短く設定しつつ、長いボンディング時間を確保することができる。
【００２０】
前記した第３の手段によれば、半導体チップを認識し易い位置に配置することにより、半導体チップの位置を観測することができるため、半導体チップをキャリアの指定位置に正確にボンディングすることができる。
【００２１】
本願において開示される発明のうち代表的なその他の概要を説明すれば、次の通りである。
【００２２】
１．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング工程を備えている半導体集積回路装置の製造方法において、
前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることによって前記キャリアの横ずれが解消されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２３】
２．前記摩擦ローラの瞬間的な開閉が、前記キャリアに対して区間を分けて実施されることを特徴とする項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００２４】
３．前記摩擦ローラの瞬間的な開閉が、前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側と下流側とに分けて実施されることを特徴とする項１または２に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００２５】
４．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることによって前記キャリアの横ずれが解消されることを特徴とするボンディング装置。
【００２６】
５．前記摩擦ローラが複数組、前記キャリアの搬送方向に間隔が置かれて配列されており、前記摩擦ローラの瞬間的な開閉が隣合う摩擦ローラ間にて同時に実施されることを特徴とする項４に記載のボンディング装置。
【００２７】
６．前記摩擦ローラが複数組、前記キャリアの搬送方向に間隔が置かれて配列されており、前記摩擦ローラの瞬間的な開閉が前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側と下流側とに分けて実施されることを特徴とする項４または５に記載のボンディング装置。
【００２８】
７．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング工程を備えている半導体集積回路装置の製造方法において、
前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側および下流側に弛みが、前記キャリアの送りによって交互に形成され、双方の弛みが前記キャリアの送りにより交互に解消されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２９】
８．前記上流側の弛みが形成されている期間に前記キャリアに対して前記チップがボンディングされることを特徴とする項７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００３０】
９．前記弛みの高さが規制されることを特徴とする項７または８に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００３１】
１０．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側および下流側に弛みが、前記キャリアの送りによって交互に形成され、双方の弛みが前記キャリアの送りにより交互に解消されることを特徴とするボンディング装置。
【００３２】
１１．前記上流側の弛みが形成されている期間に前記キャリアに対して前記チップがボンディングされることを特徴とする項１０に記載のボンディング装置。
【００３３】
１２．前記弛みの高さが規制されることを特徴とする項１０または１１に記載のボンディング装置。
【００３４】
１３．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング工程を備えている半導体集積回路装置の製造方法において、
前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることによって前記キャリアの横ずれが解消され、
前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側および下流側に弛みが、前記キャリアの送りによって交互に形成され、双方の弛みが前記キャリアの送りにより交互に解消されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００３５】
１４．前記弛みが形成されている期間に前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることを特徴とする項１３に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００３６】
１５．テープ状に形成されたキャリアが摩擦ローラによって搬送され、キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることによって前記キャリアの横ずれが解消され、
前記キャリアに対して前記半導体チップがボンディングされるステージの上流側および下流側に弛みが前記キャリアの送りによって交互に形成され、双方の弛みが前記キャリアの送りにより交互に解消されることを特徴とするボンディング装置。
【００３７】
１６．前記弛みが形成されている期間に前記摩擦ローラが瞬間的に開閉されることを特徴とする項１５に記載のボンディング装置。
【００３８】
１７．キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング工程を備えている半導体集積回路装置の製造方法において、
前記半導体チップが前記キャリアの指定された位置に対して予め設定された値だけずらされて配置された後に、指定された位置に配置され直してボンディングされることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００３９】
１８．前記配置し直される際に、ずらされて配置された前記半導体チップの位置が測定されて誤差を求められ、求められた誤差が解消されるように指定された位置に配置され直されることを特徴とする項１７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【００４０】
１９．キャリアの指定された位置に半導体チップがボンディングされるボンディング装置において、
前記半導体チップが前記キャリアの指定された位置に対して予め設定された値だけずらされて配置された後に、指定された位置に配置され直してボンディングされることを特徴とするボンディング装置。
【００４１】
２０．前記配置し直される際に、ずらされて配置された前記半導体チップの位置が測定されて誤差を求められ、求められた誤差が解消されるように指定された位置に配置され直されることを特徴とする項１９に記載のボンディング装置。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態であるボンディング装置のボンディング部を示す斜視図である。図２はその一部切断正面図である。図３はその平面図である。図４はその側面断面図である。図５は本発明の一実施形態であるボンディング装置の全体を示す正面図である。図６はその平面図である。図７はボンド付テープキャリアを示す一部省略平面図である。図８の（ａ）は同じく一部切断正面図、（ｂ）は一部切断側面図である。図９はチップを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部切断正面図、（ｃ）は拡大した一部切断側面図である。図１０はボンディング後を示す一部省略平面図であり、図１１は同じくボンディング後を示しており、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は一部切断側面図である。図１２はローラ群によるボンド付テープキャリアのステージへの供給作動を示す説明図である。図１３は被ボンディング部とチップとのアライメントを示す説明図である。図１４は製造されたμＢＧＡ・ＩＣを示す正面断面図である。
【００４３】
本実施形態において、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法は、μＢＧＡ・ＩＣを製造する方法として構成されており、その主要工程であるボンディング工程は図１〜図６に示されているボンディング装置によって実施される。
【００４４】
μＢＧＡ・ＩＣの製造方法においては、ボンド付テープキャリア１がリールに巻かれた状態で、ボンディング方法が実施されるボンディング装置に供給される。すなわち、ボンディング装置における一方のワークであるボンド付テープキャリア１は、図７および図８に示されているように構成され、リールに巻かれた状態でボンディング装置に供給される。ボンド付テープキャリア１はテープキャリア２とボンド１０とを備えている。テープキャリア２はＴＣＰ・ＩＣの製造方法に使用されているＴＡＢ（tape automatede bonding)テープに相当するものである。テープキャリア２は同一パターンが長手方向に繰り返されるように構成されているため、その構成の説明および図示は一単位だけについて行われている。
【００４５】
テープキャリア２はキャリア本体３を備えており、キャリア本体３はポリイミド等の絶縁性能（insulation performance）が高い樹脂が用いられて同一パターンが長手方向に連続するテープ形状に一体成形されている。キャリア本体３の両端辺部には規則的に配列されたパーフォレーション３Ａが多数個、長さ方向に等間隔にそれぞれ配列されて開設されており、各パーフォレーション３Ａは正方形の孔形状に形成されている。キャリア本体３にはバンプ形成部４が長手方向に一列横隊に整列されている。バンプ形成部４にはバンプホール５が多数個、４本の平行線上において整列されて穿たれている。各バンプホール５には後の工程においてバンプがアウタリードに電気的に接続するように形成される。バンプ形成部４の中心線上には長孔形状に形成された窓孔６が、バンプホール５の列と平行に開口されている。また、バンプ形成部４の外周辺部には切断を補助するための長孔６Ａが４本、長方形の枠形状に配されて穿たれている。
【００４６】
キャリア本体３の片側主面（以下、下面とする。）にはインナリード７が複数本、窓孔６に短手方向に突き出すようにそれぞれ配線されている。各インナリード７のバンプ形成部４側に位置する一端（以下、外側端とする。）には、各アウタリード８がそれぞれ一連に連設されており、互いに一連になったインナリード７とアウタリード８とは機械的かつ電気的に一体の状態になっている。各アウタリード８のバンプホール５に対向する部位は、バンプ形成部４から露出した状態になっており、各アウタリード８の外側端は長孔６Ａの外側まで伸びた状態になっている。インナリード７群およびアウタリード８群は、銅や金等の導電性を有する材料が使用されて形成されている。インナリード７群およびアウタリード８群の形成方法としては、キャリア本体３に接着（adhesion。化学的もしくは物理的な力またはその両者によって二つの面が結合した状態）等の手段によって固着させた銅箔や金箔をリソグラフィー処理およびエッチング処理によってパターニングする方法や、キャリア本体３にリソグラフィー処理によって選択的に金めっき処理する方法等がある。
【００４７】
インナリード７群は各窓孔６の長手方向に間隔を置かれて互いに平行に配線されている。各インナリード７の窓孔６に突き出た部分は窓孔６の中心線を跨いだ位置で切断された状態になっている。すなわち、インナリード７の窓孔６に突き出た部分の長さは窓孔６の幅よりも短く幅の半分よりも長く設定されている。
【００４８】
キャリア本体３の下面にはエラストマやシリコンゴム製のボンド１０が接着されており、インナリード７群およびアウタリード８群はボンド１０によって被覆されている。ボンド１０におけるキャリア本体３の窓孔６に対向する部位には、長方形孔形状の窓孔１１がインナリード７群を外部に露出させるようにキャリア本体３の窓孔６よりも若干大きめに形成されている。したがって、ボンド付テープキャリア１はキャリア本体３、インナリード７群、アウタリード８群およびボンド１０によって構成されている。
【００４９】
チップ１２は図９に示されているように長方形の平板形状に形成されており、その一主面側（以下、アクティブエリア側という。）には、能動素子や受動素子、これらを電気的に接続する回路を含む所望の半導体集積回路が作り込まれている。すなわち、チップ１２は多数個がマトリックス状に配列されて、所謂ＩＣ製造の前工程において半導体ウエハ（wafer of semiconductor。以下、ウエハという。）の状態でアクティブエリア側に半導体集積回路を作り込まれる。各チップ１２のアクティブエリア側の表面はパッシベーション膜１３によって被覆されており、パッシベーション膜（passivation film）１３に形成されたスルーホール（through hall）には電極パッド１４が外部に露出する状態に形成されている。電極パッド１４は複数形成されており、テープキャリア２における各インナリード７に対応されている。
【００５０】
図１に示されているように、ウエハ１５のアクティブエリア側と反対側の主面にはウエハシート１６が貼付され、ウエハシート１６の外周辺部にはウエハリング１７が貼付される。ウエハシート１６が貼付された状態で、ウエハ１５はダイシング工程においてスクライビイングラインに沿って長方形の平板形状に分断され、多数個のチップ１２が製造された状態になる。分断されたチップ１２はウエハ１５にウエハシート１６が貼付されているため、ばらばらになることはない。そして、チップ１２群はウエハシート１６およびウエハリング１７に保持された状態で、ボンディング装置２０のピックアップ装置５０に供給される。
【００５１】
ちなみに、図１０および図１１に示されているように、ボンディング作業が実施された後において、チップ１２はテープキャリア２に機械的接続（ボンディング）されている。すなわち、チップ１２はテープキャリア２に各電極パッド１４が各インナリード７にそれぞれ向かい合うように配された状態で、パッシベーション膜１３とボンド１０との境界で接着されている。この状態において、インナリード７は電極パッド１４にボンド１０の厚さ分だけ上方に離れた位置で対向した状態になっており、インナリード７の先端部は電極パッド１４の真上に位置した状態になっている。
【００５２】
図５および図６に示されているように、ボンディング装置２０はボンド付テープキャリア１を搬送するためのローディングリール２１およびアンローディングリール２２を左右の両端部に備えており、ボンド付テープキャリア１はローディングリール２１とアンローディングリール２２との間に張られている。ローディングリール２１の下側にはスペーサテープ巻取りリール２３が支持されており、スペーサテープ巻取りリール２３はローディングリール２１がボンド付テープキャリア１を繰り出した後のスペーサテープ２４を巻き取るように構成されている。アンローディングリール２２の下側にはスペーサテープ繰出しリール２５が支持されており、スペーサテープ繰出しリール２５はアンローディングリール２２がボンド付テープキャリア１を巻き取る際にスペーサテープ２６を繰り出して行くように構成されている。
【００５３】
ローディングリール２１の下流側には複数個のローラ２８を有するプリベーク炉２７が設備されており、ボンド付テープキャリア１はプリベーク炉２７を通過してボンディング装置２０の中央部に設定されたボンディングステージ（以下、ステージという。）３１に供給されるようになっている。プリベーク炉２７を通過する際に、ボンド付テープキャリア１の絶縁層１０は所定の温度（約１５０℃）に加熱されることによって水分を蒸発される。アンローディングリール２２の上流側には複数個のローラ３０を有するアフタベーク炉２９が設備されており、ステージ３１を通過したボンド付テープキャリア１はアフタベーク炉２９を通過してアンローディングリール２２に巻き取られるようになっている。アフタベーク炉２９を通過する際に、ボンド付テープキャリア１のチップ１２を接着したボンド１０の接着層は所定の温度（約２５０℃）に加熱されることによって硬化される。
【００５４】
図１〜図４に詳しく図示されているように、ボンディング装置２０の中央部に設定されたステージ３１におけるボンド付テープキャリア１の両側（以下、前側および後側とする。）端部には、前後で一対のガイドレール３２、３２が左右方向に平行で水平にそれぞれ敷設されている。ボンド付テープキャリア１はパーフォレーション３Ａ群が配列されたキャリア本体３の両端部を両ガイドレール３２、３２によって滑ることができるように挟まれた状態で水平に案内されて、ローディングリール２１側からアンローディングリール２２の方向に送られるようになっている。
【００５５】
ステージ３１の左右両脇には第１ローラＲ１、第２ローラＲ２、第３ローラＲ３、第４ローラＲ４、第５ローラＲ５および第６ローラＲ６がステージ３１を中心にして略左右対称形に配置されている。但し、図６に示されているように、第１ローラＲ１はプリベーク炉２７の上流側に配置されており、第６ローラＲ６はアフタベーク炉２９の下流側に配置されている。これらローラＲ１〜Ｒ６は上下で一対のローラによって構成されており、上下で一対のローラがボンド付テープキャリア１を上下から挟んで摩擦駆動力によって搬送する摩擦ローラとして構成されている。また、各ローラは前後に分割されて前後のガイドレール３２、３２にそれぞれ配置され、ボンド付テープキャリア１の両端部に接触して搬送するようになっている。つまり、分割された前後のローラはボンド付テープキャリア１の中央部に配置されたボンド１０やチップ１２等に干渉しない状態で、ボンド付テープキャリア１を搬送し得るように構成されている。
【００５６】
図２に示されているように、ステージ３１の左脇に配置された第３ローラＲ３の下側ローラＲ３ａは、キャリア本体３の両端部下面に接する状態で回転することができるように支持されており、モータＲ３ｂに駆動されるベルトＲ３ｃが巻き掛けられている。第３ローラＲ３の上側ローラＲ３ｄは下側ローラＲ３ａと協働してキャリア本体３を挟むように配設されており、上側ローラＲ３ｄは他端部をピンＲ３ｅによって上下方向に揺動することができるように支持されたアームＲ３ｆの一端部に回転することができるように支持されている。アームＲ３ｆのピンＲ３ｅ寄りの位置にはスプリングＲ３ｇがアームＲ３ｆを下方に押し下げるように取り付けられており、アームＲ３ｆのスプリングＲ３ｇよりも上側ローラＲ３ｄ寄りの位置には電磁プランジャＲ３ｈがアームＲ３ｆを上下動させるように取り付けられている。
【００５７】
ステージ３１の右脇の第４ローラＲ４の右方に配置された第５ローラＲ５の下側ローラＲ５ａは、キャリア本体３の両端部下面に接する状態で回転することができるように支持されており、モータＲ５ｂに駆動されるベルトＲ５ｃが巻き掛けられている。第５ローラＲ５の上側ローラＲ５ｄは下側ローラＲ５ａと協働してキャリア本体３を挟むように配設されており、上側ローラＲ５ｄは他端部をピンＲ５ｅによって上下方向に揺動することができるように支持されたアームＲ５ｆの一端部に回転することができるように支持されている。アームＲ５ｆのピンＲ５ｅ寄りの位置にはスプリングＲ５ｇがアームＲ５ｆを下方に押し下げるように取り付けられており、アームＲ５ｆのスプリングＲ５ｇよりも上側ローラＲ５ｄ寄りの位置には電磁プランジャＲ５ｈがアームＲ５ｆを上下動させるように取り付けられている。
【００５８】
第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間には第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間に形成される弛みを検出する第１センサＳ１が配置されており、第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間には第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間に形成される弛みを検出する第２センサＳ２が配置されている。
【００５９】
第３ローラＲ３および第５ローラＲ５に限らず、第１ローラＲ１、第２ローラＲ２、第４ローラＲ４および第６ローラＲ６もモータによって正逆回転駆動されるように構成されている。そして、第１ローラＲ１〜第６ローラＲ６のモータや電磁プランジャの制御部および第１センサＳ１、第２センサＳ２は、メインコントローラ４７に交信するように接続されており、後述する通り、メインコントローラ４７は第１ローラＲ１〜第６ローラＲ６を図１２に示されているように制御する。
【００６０】
ボンディング装置２０のステージ３１が設定された場所には、下側押さえ３３が昇降装置によって昇降されるように設備されており、下側押さえ３３はキャリア本体３におけるボンド１０の外側領域を押さえる長方形の枠形状に形成されている。下側押さえ３３の真上には下側押さえ３３と同形の長方形枠形状に形成された上側押さえ３４が設備されており、上側押さえ３４はロータリーアクチュエータ３５によって上下方向に往復揺動されるように支持されている。上側押さえ３４は下側に移動してボンド付テープキャリア１におけるチップ１２の周囲を下側押さえ３３に押さえ付けることにより、ボンド付テープキャリア１をステージ３１に固定するようになっている。
【００６１】
図４に示されているように、ステージ３１の後脇にはＸＹテーブル３６が設けられており、ＸＹテーブル３６はその上に搭載されたボンディングヘッド３7 をＸＹ方向に移動させるように構成されている。ボンディングヘッド３７には先端にボンディング工具３９を取り付けられたボンディングアーム３８の一端部が支持されており、ボンディングヘッド３７はボンディングアーム３８を操作することによりボンディング工具３９を上下動させるように構成されている。ボンディング工具３９にはヒータが内蔵されている。
【００６２】
ＸＹテーブル３６には位置認識装置４０を構成するための画像取り込み装置としての工業用テレビカメラ（以下、カメラという。）４１がスタンド４２によって設けられており、カメラ４１はステージ３１上のボンド付テープキャリア１を撮映するようになっている。カメラ４１にはインナリード認識用測定線を設定するインナリード認識用測定線設定部（以下、設定部という。）４３が接続されており、設定部４３には輝度測定部４４が接続されている。輝度測定部４４には加算輝度分布波形を形成する形成部４５が接続され、形成部４５にはインナリードの中心線を判定する判定部４６が接続されている。判定部４６はメインコントローラ４７に接続されており、判定結果をメインコントローラ４７に送信するようになっている。ちなみに、メインコントローラ４７の一入力端にはＸＹテーブル３６のコントローラ４８が接続されており、メインコントローラ４７の出力端にはモニタ４９が接続されている。
【００６３】
ステージ３１の前脇にはウエハシート１６からチップ１２を１個ずつピックアップするピックアップ装置５０が設けられている。ピックアップ装置５０はウエハリング１７を保持してウエハ１５をＸＹ方向に移動させるＸＹテーブル５１を備えている。ＸＹテーブル５１の真下にはウエハシート１６に粘着（水や溶剤、熱等を使用せずに常温でわずかな圧力を加えるだけで接着）されたチップ１２を１個ずつ突き上げる突き棒５２が設けられている。ＸＹテーブル５１の真上にはチップ１０の良否を検出する視覚観測系５３が設けられている。
【００６４】
ピックアップ装置５０の片脇にはアライメント装置５４が設けられており、アライメント装置５４はＸテーブル５５、Ｙテーブル５６、Ｚテーブル５７およびΘテーブル５８を備えており、Θテーブル５８がアライメントステーション５９とステージ３１との間を往復移動し得るように構成されている。アライメントステーション５９の真上には視覚観測系６０が設けられており、視覚観測系６０はメインコントローラ４７に交信するように接続されている。メインコントローラ４７は視覚観測系６０からの観測データに基づいて後述する作動を制御するようになっている。Θテーブル５８の上面はチップ１２を真空力によって吸着して保持することができるように構成されており、保持したチップ１２を加熱し得るように構成されている。
【００６５】
ピックアップ装置５０とアライメントステーション５９との間にはハンドリング装置６１が設けられている。ハンドリング装置６１はガイドレール６２を備えており、ガイドレール６２にはＸ軸モータ６３によって往復移動される移動ブロック６４が跨がるように設けられており、移動ブロック６４にはアーム６５が支持されている。アーム６５の先端部にはＺ軸モータ６７によって上下動されるコレット６６が取り付けられている。コレット６６はチップ１２を真空力によって吸着して保持することができるように構成されている。
【００６６】
次に、前記構成に係るボンディング装置による本発明の一実施形態であるμＢＧＡ・ＩＣの製造方法のボンディング方法を説明する。
【００６７】
図１２は第１ローラＲ１〜第６ローラＲ６によるボンド付テープキャリア１のステージ３１への供給作動を示している。
【００６８】
図１２（ａ）において、ボンド付テープキャリア１の中間部が上側押さえ３４と下側押さえ３３とにより拘束された状態で、第１ローラＲ１および第２ローラＲ２がボンド付テープキャリア１の送り方向に対して正方向に回転（以下、正回転という。）されると、第３ローラＲ３は停止しているため、図１２（ｂ）に示されているように、ボンド付テープキャリア１の第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間には弛み部が形成される。
【００６９】
図１２（ｃ）において、上側押さえ３４と下側押さえ３３とによる拘束および第３ローラＲ３による拘束が解除され、続いて、図１２（ｄ）に示されているように、第４ローラＲ４が正回転されると、図１２（ｅ）に示されているように、ボンド付テープキャリア１の第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間の弛みが減少されるとともに、第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間に弛みが形成される。
【００７０】
図１２（ｆ）において、上側押さえ３４と下側押さえ３３との拘束が解除された状態で第３ローラＲ３が閉じられ、第５ローラＲ５および第６ローラＲ６が瞬間的に開閉される。例えば、図２において、メインコントローラ４７は第５ローラＲ５の電磁プランジャＲ５ｈを短時間のうちに伸長させた後に短縮させる。
【００７１】
この瞬間的な開閉により、ボンド付テープキャリア１は自由状態になるため、ボンド付テープキャリア１に発生している偏向や蛇行等の横ずれはボンド付テープキャリア１自体の復元力によって解消される。このようにして、ボンド付テープキャリア１におけるステージ３１よりも下流側区間の横ずれは第５ローラＲ５および第６ローラＲ６の瞬間的な開閉に伴うボンド付テープキャリア１自体の自己制御機能によって解消されるため、ボンド付テープキャリア１を強制的に横移動させて横ずれを解消させる場合に必要な高精度の制御は必要がなく、しかも、横ずれの解消に時間が浪費されることはない。
【００７２】
図１２（ｇ）において、第３ローラＲ３がボンド付テープキャリア１の送り方向に対して逆方向に回転（以下、逆回転という。）されると、第４ローラＲ４は停止されているため、ボンド付テープキャリア１の第３ローラＲ３と第４ローラＲ４との間は一直線状態に緊張された状態になる。また、第５ローラＲ５および第６ローラＲ６が正回転されると、第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間の弛みは減少される。
【００７３】
図１２（ｈ）において、第３ローラＲ３が逆回転されると、上側押さえ３４と下側押さえ３３とが閉じられボンド付テープキャリア１が拘束される。この際、第３ローラＲ３によってボンド付テープキャリア１にバックテンションが付与されるため、ボンド付テープキャリア１は一直線状に緊張した状態で、上側押さえ３４と下側押さえ３３とによって押さえられた状態になる。
【００７４】
図１２（ｉ）において、第３ローラＲ３が閉じられて回転が停止された状態で、第１ローラＲ１および第２ローラＲ２が瞬間的に開閉される。例えば、図２において、メインコントローラ４７は第２ローラＲ２の電磁プランジャＲ２ｈを短時間のうちに伸長させた後に短縮させる。
【００７５】
この瞬間的な開閉により、ボンド付テープキャリア１は自由状態になるため、ボンド付テープキャリア１に発生している偏向や蛇行等の横ずれはボンド付テープキャリア１自体の復元力によって解消される。このようにして、ボンド付テープキャリア１におけるステージ３１よりも上流側区間の横ずれは第１ローラＲ１および第２ローラＲ２の瞬間的な開閉に伴うボンド付テープキャリア１自体の自己制御機能によって解消されるため、ボンド付テープキャリア１を強制的に横移動させて横ずれを解消させる場合に必要な厳格な精度の制御は必要がなく、しかも、横ずれの解消に時間が浪費されることはない。
【００７６】
図１２（ｊ）において、ボンド付テープキャリア１が上側押さえ３４と下側押さえ３３とにより拘束された状態で、第１ローラＲ１および第２ローラＲ２が正回転されると、第３ローラＲ３は停止しているため、図１２（ｋ）に示されているように、ボンド付テープキャリア１の第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間には弛み部が形成される。
【００７７】
図１２（ｌ）において、上側押さえ３４と下側押さえ３３とによる拘束および第３ローラＲ３による拘束が解除され、続いて、図１２（ｍ）に示されているように、第４ローラＲ４が正回転されると、ボンド付テープキャリア１の第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間の弛みは減少されるとともに、図１２（ｅ）に示されているように、第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間に弛みが形成される。
【００７８】
以降、図１２（ｅ）からの作動が繰り返される。そして、図１２（ｈ）から図１２（ｋ）の間における上側押さえ３４と下側押さえ３３とによるボンド付テープキャリア１の拘束期間において、チップ１２のボンド付テープキャリア１へのボンディング作業が実施される。
【００７９】
以上のように、本実施形態においては、チップ１２のボンド付テープキャリア１へのボンディング作業中に、左右両脇においてボンド付テープキャリア１に弛みを形成させることより、ボンド付テープキャリア１を予め送っておくことができるため、ボンド付テープキャリア１の全体としての搬送時間を短縮することができる。すなわち、ボンド付テープキャリア１を予め送っておかない場合には、全体としての搬送時間はチップ１２のボンド付テープキャリア１へのボンディング作業時間によって規定されてしまうが、ボンド付テープキャリア１を予め送って弛みを形成しておけば、その弛みを高速度で搬送することができるため、その分、全体としての搬送時間を短縮することができる。
【００８０】
なお、第２ローラＲ２と第３ローラＲ３との間に形成される弛みの高さは第１センサＳ１によって監視されることより、所定の範囲内に規制される。また、第４ローラＲ４と第５ローラＲ５との間に形成される弛みの高さは第２センサＳ２によって監視されることより、所定の範囲内に規制される。過度の弛みが形成されることによる種々の弊害が、この高さ規制によって防止される。また、弛みが形成されない状態でボンド付テープキャリア１が高速度で送られてしまうことによるボンド付テープキャリア１の切断が防止される。
【００８１】
以上のようにしてステージ３１に供給されたボンド付テープキャリア１に対するチップ１２のボンディング作業について説明する。
【００８２】
前述した供給作業によってステージ３１に供給されたボンド付テープキャリア１がステージ３１において上側押さえ３４と下側押さえ３３とによって拘束されると、ボンド付テープキャリア１におけるインナリード７の位置が位置認識装置４０によって図１３（ａ）に示されているように測定される。
【００８３】
図１３（ａ）において、位置認識装置４０のカメラ４１の中心はボンド付テープキャリア１のこれからボンディングする領域（以下、被ボンディング部という。）９の座標の原点Ｏであると仮定すると、被ボンディング部９内の各インナリード７をカメラ４１によって認識して座標位置を観測することにより、各インナリード７の座標位置と座標原点との位置関係、すなわち、実際のインナリード７の位置と予め登録されたインナリード７の基準位置との誤差値を求めることができる。
【００８４】
チップ１２はダイシングされてウエハシート１６およびウエハリング１７に保持されたウエハ１５の状態で、ボンディング装置２０におけるピックアップ装置５０に供給されることは、前述した通りである。
【００８５】
ピックアップ装置５０において、視覚観測系５３の観測に基づいて、ＸＹテーブル５１はウエハシート１６の上における良品のチップ１２を突き棒５２の真上に位置させる。突き棒５２はウエハシート１６を下から突いて良品のチップ１２を突き上げる。ウエハシート１６から突き上げられたチップ１２はハンドリング装置６１のコレット６６に真空力によって吸着されてピックアップされる。
【００８６】
コレット６６に保持されたチップ１２はハンドリング装置６１によってアライメント装置５４のアライメントステーション５９に搬送され、チップ保持台を兼用するΘテーブル５８に移載される。アライメント装置５４のアライメントステーション５９において、チップ１２は視覚観測系６０によって観測される。視覚観測系６０はその観測データをメインコントローラ４７に送信する。メインコントローラ４７は送信されて来たチップ１２の電極パッド１４の位置に関するデータを基準データと比較して、その誤差値を解消する補正値を図１３（ｂ）に示されているように求める。メインコントローラ４７はその補正値に基づいてテーブル５５、Ｙテーブル５６およびΘテーブル５７を制御することにより、チップ１２のＸＹ方向およびΘ方向の位置ずれを補正してアライメントする。
【００８７】
図１３（ｂ）において、視覚観測系６０の中心はチップ１２の座標の原点であると仮定すると、電極パッド１４を視覚観測系６０によって認識して座標位置を観測することにより、各電極パッド１４の座標位置と座標原点との位置関係、すなわち、各電極パッド１４の実際の位置と各電極パッド１４の予め登録された基準位置との誤差値を求めることができるため、チップ１２の中心の座標原点に対する誤差値は求めることができる。
【００８８】
以上のようにしてアライメントステーション５９において基準位置に対する誤差値を補正されたチップ１２はステージ３１に、アライメント装置５４のＸテーブル５５およびＹテーブル５６によって予め設定された基準量だけ平行移動される。この平行移動により、チップ１２はステージ３１の被ボンディング部９の真下に配置されるが、図１３（ｃ）に示されているように、チップ１２の電極パッド１４が被ボンディング部９のインナリード７に重ならないように予め設定された値だけオフセットされた状態に配置される。
【００８９】
ステージ３１に被ボンディング部９にオフセットされた状態で配置されたチップ１２の電極パッド１４が、位置認識装置４０によって被ボンディング部９の窓孔６を通して測定される。この際、図１３（ｃ）に示されているように、電極パッド１４はインナリード７に重ならないようにオフセットされているため、位置認識装置４０はインナリード７の影響を受けずに電極パッド１４の中心を正確に求めることができる。
【００９０】
ところで、電極パッド１４がインナリード７に対してオフセットされずに配置された場合において、例えば、電極パッド１４が上側に位置するインナリード７と図１３（ｄ）に示されているように重なり合っていると、位置認識装置４０は電極パッド１４の中心がＯ’であると、誤判定してしまう。このように電極パッド１４の中心が誤判定されると、電極パッド１４とインナリード７との位置が補正によって合わせ込まれる際に、誤差が発生してしまうため、電極パッド１４に対するインナリード７のシングルポイントボンディングに誤差が発生してしまうことになる。
【００９１】
しかし、本実施形態においては、電極パッド１４がインナリード７に対して図１３（ｃ）に示されているようにオフセットされて配置されることにより、電極パッド１４が上側に位置するインナリード７と重なり合わないため、位置認識装置４０は電極パッド１４の中心を正確に判定することができる。また、位置認識をするためのカメラ４１の視野を電極パッド１４の領域に絞り込むことも可能であるため、認識精度をより一層高めることができる。このように電極パッド１４の中心Ｏが正確に判定されると、電極パッド１４とインナリード７との位置を補正によって正確に合わせ込むことができるため、電極パッド１４に対してインナリード７を精密にシングルポイントボンディングすることができる。
【００９２】
ステージ３１におけるチップ１２の電極パッド１４の実際の位置が認識されると、メインコントローラ４７は前述した実際のインナリード７の位置と照合することにより、誤差値を算出してその補正値を求める。そして、メインコントローラ４７はアライメント装置５４のＸテーブル５５、Ｙテーブル５６およびΘテーブル５７を制御することにより、この補正値によってチップ１２の位置を補正するとともに、チップ１２をオフセット位置から正規の位置へ配置する。すなわち、チップ１２は予め設定されたオフセット値および補正値分だけオフセット位置から配置し直される。
【００９３】
以上のようにしてチップ１２がボンド付テープキャリア１の被ボンディング部９に正確にアライメントされると、チップ１２がＺテーブル５７によって上昇されるとともに、ボンディング工具３９がボンディングヘッド３７によって下降される。これにより、チップ１２が被ボンディング部９のボンド１０の下面に押し付けられるとともに、チップ１２およびボンド１０が加熱されるため、チップ１２はボンド１０に熱圧着され、チップ１２はボンド付テープキャリア１の被ボンディング部９にボンド１０の接着層によってボンディングされた状態になる。
【００９４】
チップ１２がボンド付テープキャリア１の被ボンディング部９にボンディングされると、ボンド付テープキャリア１が前述したボンド付テープキャリア１のステージへの供給および位置決め方法によって１ピッチｐ分だけ送られる。以降、前述した作動が繰り返し実行されることにより、ローディングリール２１から繰り出されるボンド付テープキャリア１についてボンディング方法が順次実行されて行く。
【００９５】
その後、μＢＧＡ・ＩＣの製造方法におけるインナリードボンディング工程において、図１４に示されているように、チップ１２の電極パッド１４にボンド付テープキャリア１のインナリード７がインナリードボンディングされ、同じく樹脂封止体成形工程において、テープキャリア２の各窓孔６の内部にエラストマやシリコンゴム等の絶縁材料がポッティングされることによって、インナリード７群および電極パッド１４群が樹脂封止部によって樹脂封止される。
【００９６】
また、μＢＧＡ・ＩＣの製造方法におけるバンプ形成工程において、テープキャリア２の各アウタリード８における各バンプホール５の底で露出した部位に半田ボールが半田付けされることにより、バンプ形成部４の上面から突出したバンプがテープキャリア２に形成される。
【００９７】
以上、説明した製造方法により、図１４に示されているμＢＧＡ・ＩＣ１９が製造されたことになる。
【００９８】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施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いうまでもない。
【００９９】
例えば、ステージの上流側および下流側に弛みをボンド付テープキャリアの送りによって交互に形成させ、双方の弛みをボンド付テープキャリアの送りにより交互に解消させる方法および構成は、ボンディング時間に余裕を設定することができる場合等においては省略してもよい。
【０１００】
また、ローラを瞬間的に開閉させることによってボンド付テープキャリアの横ずれを解消させる方法および構成は、ボンド付テープキャリアをスプロケットによって搬送することができる場合等においては省略してもよい。
【０１０１】
チップをキャリアの指定された位置に対して予め設定された値だけずらされて配置した後に、指定された位置に配置し直してボンディングする方法および構成は、チップをキャリアにボンドを介してボンディングする場合に限らず、ＴＣＰ・ＩＣのインナリードボンディング方法のように、チップをキャリアのインナリードに機械的かつ電気的に接続（インナリードボンディング）する場合等に適用することができる。
【０１０２】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるμＢＧＡ・ＩＣの製造技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、その他のＣＳＰ・ＩＣやＴＣＰ・ＩＣ等の半導体集積回路装置の製造技術全般に適用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【０１０４】
摩擦ローラを瞬間的に開閉させることにより、キャリアの横ずれを解消させることができるため、ボンディング時間の増加を回避しつつキャリアの横ずれを防止することができる。
【０１０５】
ステージの上流側および下流側に弛みをキャリアの送りによって交互に形成させ、双方の弛みをキャリアの送りにより交互に解消させることにより、交互に形成される弛みを解消される間にキャリアを早く送ることができるため、キャリアの全体としての搬送時間を短く設定しつつ、長いボンディング時間を確保することができる。
【０１０６】
半導体チップをキャリアの指定された位置に対して予め設定された値だけずらされて配置した後に、指定された位置に配置し直してボンディングすることにより、半導体チップを認識し易い位置に配置して半導体チップの位置を観測することができるため、半導体チップをキャリアの指定位置に正確にボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるボンディング装置のボンディング部を示す斜視図である。
【図２】その一部切断正面図である。
【図３】その平面図である。
【図４】その側面断面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるボンディング装置の全体を示す正面図である。
【図６】その平面図である。
【図７】ボンド付テープキャリアを示す一部省略平面図である。
【図８】（ａ）は同じく一部切断正面図、（ｂ）は一部切断側面図である。
【図９】チップを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部切断正面図、（ｃ）は拡大した一部切断側面図である。
【図１０】ボンディング後を示す一部省略平面図である。
【図１１】同じくボンディング後を示しており、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は一部切断側面図である。
【図１２】ローラ群によるボンド付テープキャリアのステージへの供給作動を示す説明図である。
【図１３】被ボンディング部とチップとのアライメントを示す説明図である。
【図１４】製造されたμＢＧＡ・ＩＣを示す正面断面図である。
【符号の説明】
１…ボンド付テープキャリア、２…テープキャリア、３…キャリア本体、３Ａ…パーフォレーション、４…バンプ形成部、５…バンプホール、６…窓孔、７…インナリード、８…アウタリード、９…被ボンディング部、１０…絶縁膜、１１…窓孔、１２…チップ、１３…パッシベーション膜、１４…電極パッド、１５…ウエハ、１６…ウエハシート、１７…ウエハリング、１９…μＢＧＡ・ＩＣ、２０…ボンディング装置、２１…ローディングリール、２２…アンローディングリール、２３…スペーサテープ巻取りリール、２４…スペーサテープ、２５…スペーサテープ繰出しリール、２６…スペーサテープ、２７…プリベーク炉、２８…ローラ、２９…アフタベーク炉、３０…ローラ、３１…ボンディングステージ、３２…ガイドレール、Ｒ１…第１ローラ、Ｒ２…第２ローラ、Ｒ３…第３ローラ、Ｒ４…第４ローラ、Ｒ５…第５ローラ、Ｒ６…第６ローラ、３３…下側押さえ、３４…上側押さえ、３５…ロータリーアクチュエータ、３６…ＸＹテーブル、３７…ボンディングヘッド、３８…ボンディングアーム、３９…ボンディング工具、４０…位置認識装置、４１…カメラ、４２…スタンド、４３…インナリード認識用測定線設定部、４４…輝度測定部、４５…加算輝度分布波形成部、４６…判定部、４７…メインコントローラ、４８…コントローラ、４９…モニタ、５０…ピックアップ装置、５１…ＸＹテーブル、５２…突き棒、５３…視覚観測系、５４…アライメント装置、５５…Ｘテーブル、５６…Ｙテーブル、５７…Ｚテーブル、５８…Θテーブル、５９…アライメントステーション、６０…視覚観測系、６１…ハンドリング装置、６２…ガイドレール、６３…Ｘ軸モータ、６４…移動ブロック、６５…アーム、６６…コレット、６７…Ｚ軸モータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) manufacturing technique, and in particular, an integrated circuit including a chip of semiconductor (an active element, a passive element, and a circuit electrically connecting them). Bonding technology that mechanically connects a chip with built-in circuit (hereinafter referred to as a chip) to a carrier (bond; mechanical connection that does not adhere to the extent that atomic force is applied; hereinafter referred to as bonding). For example, the present invention is effective when used for a method of manufacturing an IC having a chip size package (chip size package or chip scale package, hereinafter referred to as CSP) having a size equal to or substantially the same as the chip size. About.
[0002]
[Prior art]
As electronic devices using ICs become smaller and thinner, there is a demand for reducing IC packages. Various CSPs have been developed to meet this demand. As an example, there is a micro ball grid array package (hereinafter referred to as μBGA) configured as follows. . That is, the tape carrier is insulated on the main surface on the side of the chip electrode (electrode. Conductive component that takes out an electrical function from a specific region of the component and makes electrical connection with other parts; hereinafter referred to as an electrode pad). Bonded by bonds formed using materials (insulating materia), and each inner lead laid on the tape carrier is electrically connected to each electrode pad of the chip (bond between non-conductive metal parts) The bumps as the external terminals are soldered to the outer leads, respectively.
[0003]
As a bonding method in this μBGA, it is conceivable to apply a bonding method in which a carrier formed in a tape shape travels in one direction and chips are sequentially bonded to specified positions of the carrier.
[0004]
As a conventional bonding method of this type, an inner lead bonding method in a manufacturing method of a TCP / IC (tape career package IC) is known. In this inner lead bonding method, the carrier is unwound from the supply side reel, passes through the tension roller and the guide roller, and is conveyed to the bonding position. At this bonding position, the inner lead bonding between the carrier lead and the chip (TCP / IC In the manufacturing method, mechanical and electrical connection is performed).
[0005]
As an example describing an inner lead bonding method and apparatus, there is Japanese Patent Office Published Patent Publication No. 3-58440.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the bonding method described above, when the carrier is thinned, carrying by sprocket or positioning by inserting a pin causes deformation or breakage of perforation. There is a problem that accurate positioning is impossible.
[0007]
In view of this, it has been proposed to employ a conveyance technique that utilizes the frictional driving force of the friction roller for carrier conveyance. However, the transport technology using the frictional driving force has a problem that misalignment in the width direction of the carrier (hereinafter referred to as lateral displacement), that is, deflection and meandering easily occur.
[0008]
An example of a transport technique for preventing such carrier misalignment is Japanese Patent Office Published Patent Publication No. 5-241247. That is, the film transport mechanism described here is configured to move the transport unit to return the film to the reference position when a lateral shift of the film is detected.
[0009]
However, in the above-described bonding method in which the pitch of the chip bonding position on the carrier is reduced, the bonding time is extremely short, and therefore it is not possible to employ a lateral shift prevention technique for returning the carrier to the reference position by the transport unit.
[0010]
An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of preventing a lateral shift of a carrier while avoiding an increase in bonding time.
[0011]
An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of shortening the bonding time.
[0012]
An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of accurately bonding a chip to a specified position of a carrier.
[0013]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
An outline of typical inventions among inventions disclosed in the present application will be described as follows.
[0015]
That is, in a bonding apparatus in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
A lateral shift of the carrier is eliminated by momentarily opening and closing the friction roller.
[0016]
In a bonding apparatus in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller, and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
The slack is formed alternately on the upstream side and downstream side of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier by feeding the carrier, and both slacks are alternately eliminated by feeding the carrier. And
[0017]
In a bonding apparatus in which a semiconductor chip is bonded to a specified position of a carrier,
The semiconductor chip is arranged by being shifted by a predetermined value with respect to a designated position of the carrier, and then placed again at the designated position and bonded.
[0018]
According to the first means described above, since the lateral shift of the carrier is eliminated by the restoring force of the carrier itself, the lateral shift of the carrier can be prevented while avoiding an increase in bonding time.
[0019]
According to the second means described above, the carrier can be sent quickly while the alternately formed slack is eliminated, so that a long bonding time is ensured while setting the carrier transportation time as a whole short. Can do.
[0020]
According to the third means, since the position of the semiconductor chip can be observed by arranging the semiconductor chip at a position where it can be easily recognized, the semiconductor chip can be accurately bonded to the designated position of the carrier. .
[0021]
A typical outline of the invention disclosed in the present application will be described as follows.
[0022]
1. In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a bonding step in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the carrier is offset laterally by momentarily opening and closing the friction roller.
[0023]
2. 2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the opening and closing of the friction roller is performed by dividing the section with respect to the carrier.
[0024]
3. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the momentary opening and closing of the friction roller is performed separately on an upstream side and a downstream side of a stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier. A method of manufacturing a circuit device.
[0025]
4). In a bonding apparatus in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller, and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
A bonding apparatus characterized in that lateral displacement of the carrier is eliminated by momentarily opening and closing the friction roller.
[0026]
5. A plurality of sets of the friction rollers are arranged at intervals in the conveying direction of the carrier, and instantaneous opening and closing of the friction rollers is performed simultaneously between adjacent friction rollers. The bonding apparatus described in 1.
[0027]
6). A plurality of sets of the friction rollers are arranged at intervals in the carrier conveying direction, and the momentary opening and closing of the friction rollers is performed upstream and downstream of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier. Item 6. The bonding apparatus according to Item 4 or 5, wherein the bonding device is performed separately.
[0028]
7). In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a bonding step in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
The slack is formed alternately on the upstream side and downstream side of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier by feeding the carrier, and both slacks are alternately eliminated by feeding the carrier. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
[0029]
8). 8. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the chip is bonded to the carrier during a period in which the upstream side slack is formed.
[0030]
9. Item 9. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Item 7 or 8, wherein the height of the slack is regulated.
[0031]
10. In a bonding apparatus in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller, and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
The slack is formed alternately on the upstream side and downstream side of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier by feeding the carrier, and both slacks are alternately eliminated by feeding the carrier. Bonding equipment.
[0032]
11. The bonding apparatus according to claim 10, wherein the chip is bonded to the carrier during a period in which the upstream side slack is formed.
[0033]
12 Item 12. The bonding apparatus according to Item 10 or 11, wherein the height of the slack is regulated.
[0034]
13. In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a bonding step in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
When the friction roller is opened and closed instantaneously, the lateral shift of the carrier is eliminated,
The slack is formed alternately on the upstream side and downstream side of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier by feeding the carrier, and both slacks are alternately eliminated by feeding the carrier. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
[0035]
14 14. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 13, wherein the friction roller is instantaneously opened and closed during a period in which the slack is formed.
[0036]
15. In a bonding apparatus in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller, and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
When the friction roller is opened and closed instantaneously, the lateral shift of the carrier is eliminated,
The slack is alternately formed by feeding the carrier on the upstream side and the downstream side of the stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier, and both slacks are alternately eliminated by feeding the carrier. Bonding equipment.
[0037]
16. 16. The bonding apparatus according to claim 15, wherein the friction roller is instantaneously opened and closed during a period in which the slack is formed.
[0038]
17. In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a bonding step in which a semiconductor chip is bonded to a specified position of a carrier,
A semiconductor integrated circuit device comprising: a semiconductor chip, wherein the semiconductor chip is disposed by being shifted by a predetermined value with respect to a designated position of the carrier, and is then repositioned and bonded at the designated position. Production method.
[0039]
18. When the re-arrangement is performed, the position of the semiconductor chip that is shifted and positioned is measured to obtain an error, and the semiconductor chip is re-arranged at a designated position so as to eliminate the obtained error. Item 18. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Item 17.
[0040]
19. In a bonding apparatus in which a semiconductor chip is bonded to a specified position of a carrier,
A bonding apparatus, wherein the semiconductor chip is arranged by being shifted by a predetermined value with respect to a designated position of the carrier, and is then placed again at a designated position and bonded.
[0041]
20. When the re-arrangement is performed, the position of the semiconductor chip that is shifted and positioned is measured to obtain an error, and the semiconductor chip is re-arranged at a designated position so as to eliminate the obtained error. Item 20. A bonding apparatus according to Item 19.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing a bonding portion of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially cut front view thereof. FIG. 3 is a plan view thereof. FIG. 4 is a side sectional view thereof. FIG. 5 is a front view showing the entire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view thereof. FIG. 7 is a partially omitted plan view showing the bonded tape carrier. FIG. 8A is a partially cut front view, and FIG. 8B is a partially cut side view. FIG. 9 shows a chip, where (a) is a plan view, (b) is a partially cut front view, and (c) is an enlarged partially cut side view. FIG. 10 is a partially omitted plan view showing after bonding, FIG. 11 also shows after bonding, (a) is a partially cut front view, and (b) is a partially cut side view. FIG. 12 is an explanatory view showing an operation of supplying the tape carrier with a bond to the stage by the roller group. FIG. 13 is an explanatory view showing the alignment between the bonded portion and the chip. FIG. 14 is a front sectional view showing the manufactured μBGA • IC.
[0043]
In the present embodiment, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is configured as a method for manufacturing a μBGA • IC, and the main bonding process is the bonding process shown in FIGS. Implemented by the device.
[0044]
In the manufacturing method of μBGA · IC, a tape carrier with a bond 1 is wound around a reel and supplied to a bonding apparatus in which the bonding method is performed. That is, the tape carrier with bond 1 which is one work in the bonding apparatus is configured as shown in FIGS. 7 and 8, and is supplied to the bonding apparatus in a state of being wound around a reel. The bonded tape carrier 1 includes a tape carrier 2 and a bond 10. The tape carrier 2 corresponds to a TAB (tape automated bonding) tape used in a TCP / IC manufacturing method. Since the tape carrier 2 is configured such that the same pattern is repeated in the longitudinal direction, the description and illustration of the configuration are made only for one unit.
[0045]
The tape carrier 2 includes a carrier body 3, and the carrier body 3 is integrally formed in a tape shape in which the same pattern is continuous in the longitudinal direction using a resin having high insulation performance such as polyimide. A large number of regularly arranged perforations 3A are arranged at both ends of the carrier body 3 and arranged at equal intervals in the length direction, and each perforation 3A is formed in a square hole shape. . The carrier body 3 has bump formation portions 4 aligned in a line in the longitudinal direction. A large number of bump holes 5 are formed in the bump forming portion 4 and aligned on four parallel lines. In each bump hole 5, a bump is formed so as to be electrically connected to the outer lead in a later step. On the center line of the bump forming portion 4, window holes 6 formed in a long hole shape are opened in parallel with the rows of the bump holes 5. In addition, four long holes 6A for assisting the cutting are provided in the outer peripheral portion of the bump forming portion 4 in a rectangular frame shape.
[0046]
A plurality of inner leads 7 are wired on one side main surface (hereinafter referred to as a lower surface) of the carrier body 3 so as to protrude into the window hole 6 in the short direction. The outer leads 8 are connected in series to one end (hereinafter referred to as the outer end) of each inner lead 7 on the bump forming portion 4 side, and the inner lead 7 and the outer lead 8 that are arranged in series with each other. Is mechanically and electrically integrated. A portion of each outer lead 8 facing the bump hole 5 is exposed from the bump forming portion 4, and an outer end of each outer lead 8 extends to the outside of the long hole 6 A. The inner lead 7 group and the outer lead 8 group are formed using a conductive material such as copper or gold. As a method for forming the inner lead 7 group and the outer lead 8 group, a copper foil fixed to the carrier body 3 by means such as adhesion (adhesion, in which two surfaces are bonded by chemical or physical force or both). There are a method of patterning a metal foil by lithography and etching, a method of selectively performing gold plating on the carrier body 3 by lithography.
[0047]
The inner leads 7 are wired in parallel with each other at intervals in the longitudinal direction of each window hole 6. A portion of each inner lead 7 protruding into the window hole 6 is cut at a position straddling the center line of the window hole 6. That is, the length of the portion of the inner lead 7 protruding into the window hole 6 is set shorter than the width of the window hole 6 and longer than half the width.
[0048]
An elastomer or silicon rubber bond 10 is adhered to the lower surface of the carrier body 3, and the inner lead 7 group and the outer lead 8 group are covered with the bond 10. A rectangular hole-shaped window hole 11 is formed slightly larger than the window hole 6 of the carrier body 3 at a portion of the bond 10 facing the window hole 6 of the carrier body 3 so that the inner lead 7 group is exposed to the outside. ing. Therefore, the tape carrier 1 with a bond is composed of the carrier body 3, the inner lead 7 group, the outer lead 8 group, and the bond 10.
[0049]
The chip 12 is formed in a rectangular flat plate shape as shown in FIG. 9, and on one main surface side (hereinafter referred to as an active area side), an active element and a passive element are electrically connected. A desired semiconductor integrated circuit including a circuit to be connected is formed. That is, a large number of chips 12 are arranged in a matrix, and a semiconductor integrated circuit is formed on the active area side in a so-called semiconductor wafer (wafer of semiconductor) state in a so-called IC manufacturing pre-process. The surface of each chip 12 on the active area side is covered with a passivation film 13, and the electrode pad 14 is exposed to the outside in a through hole formed in the passivation film 13. ing. A plurality of electrode pads 14 are formed and correspond to the inner leads 7 in the tape carrier 2.
[0050]
As shown in FIG. 1, a wafer sheet 16 is attached to the main surface of the wafer 15 opposite to the active area side, and a wafer ring 17 is attached to the outer peripheral portion of the wafer sheet 16. With the wafer sheet 16 attached, the wafer 15 is divided into a rectangular flat plate shape along the scribe line in the dicing process, and a large number of chips 12 are manufactured. The divided chips 12 are not separated because the wafer sheet 16 is stuck on the wafer 15. The group of chips 12 is supplied to the pickup device 50 of the bonding apparatus 20 while being held by the wafer sheet 16 and the wafer ring 17.
[0051]
Incidentally, as shown in FIGS. 10 and 11, after the bonding operation is performed, the chip 12 is mechanically connected (bonded) to the tape carrier 2. That is, the chip 12 is bonded to the tape carrier 2 at the boundary between the passivation film 13 and the bond 10 in a state where the electrode pads 14 are arranged to face the inner leads 7. In this state, the inner lead 7 is opposed to the electrode pad 14 at a position spaced upward by the thickness of the bond 10, and the tip of the inner lead 7 is located directly above the electrode pad 14. It has become.
[0052]
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the bonding apparatus 20 includes loading reels 21 and unloading reels 22 for conveying the bonded tape carrier 1 at both left and right ends. Is stretched between the loading reel 21 and the unloading reel 22. A spacer tape take-up reel 23 is supported on the lower side of the loading reel 21, and the spacer tape take-up reel 23 is configured to take up the spacer tape 24 after the loading reel 21 feeds the bonded tape carrier 1. Has been. A spacer tape feeding reel 25 is supported on the lower side of the unloading reel 22 so that the spacer tape feeding reel 25 feeds the spacer tape 26 when the unloading reel 22 winds up the bonded tape carrier 1. It is configured.
[0053]
A pre-baking furnace 27 having a plurality of rollers 28 is installed on the downstream side of the loading reel 21, and the bonded tape carrier 1 passes through the pre-baking furnace 27 and is a bonding stage (set at the center of the bonding apparatus 20). Hereinafter, it is referred to as a stage). When passing through the pre-baking furnace 27, the insulating layer 10 of the bonded tape carrier 1 is heated to a predetermined temperature (about 150 ° C.) to evaporate moisture. An after-baking furnace 29 having a plurality of rollers 30 is installed upstream of the unloading reel 22, and the bonded tape carrier 1 that has passed through the stage 31 passes through the after-baking furnace 29 and is wound around the unloading reel 22. It is supposed to be. When passing through the after-baking furnace 29, the adhesive layer of the bond 10 to which the chip 12 of the tape carrier 1 with the bond is bonded is cured by being heated to a predetermined temperature (about 250 ° C.).
[0054]
As shown in detail in FIGS. 1 to 4, at both ends (hereinafter referred to as the front side and the rear side) of the bonded tape carrier 1 in the stage 31 set at the center of the bonding apparatus 20, A pair of guide rails 32, 32 are laid in parallel in the left-right direction and horizontally in the front-rear direction. The tape carrier 1 with a bond is guided horizontally in a state where both ends of the carrier body 3 on which the perforation 3A group is arranged are slid by both guide rails 32, 32, and unloaded from the loading reel 21 side. It is fed in the direction of the loading reel 22.
[0055]
The first roller R1, the second roller R2, the third roller R3, the fourth roller R4, the fifth roller R5, and the sixth roller R6 are arranged substantially symmetrically about the stage 31 on both sides of the stage 31. Has been. However, as shown in FIG. 6, the first roller R 1 is disposed on the upstream side of the pre-baking furnace 27, and the sixth roller R 6 is disposed on the downstream side of the after-baking furnace 29. These rollers R 1 to R 6 are configured as a pair of rollers at the top and bottom, and the pair of rollers at the top and bottom are configured as friction rollers that sandwich the bonded tape carrier 1 from above and below and convey it by friction driving force. Each roller is divided into front and rear guide rails 32 and 32, respectively, so as to come into contact with both ends of the bonded tape carrier 1 for conveyance. That is, the divided front and rear rollers are configured to be able to transport the bonded tape carrier 1 without interfering with the bond 10, the chip 12, and the like disposed at the center of the bonded tape carrier 1.
[0056]
As shown in FIG. 2, the lower roller R3a of the third roller R3 disposed on the left side of the stage 31 is supported so as to be able to rotate while being in contact with the lower surfaces of both end portions of the carrier body 3. A belt R3c driven by a motor R3b is wound around the belt. The upper roller R3d of the third roller R3 is disposed so as to sandwich the carrier body 3 in cooperation with the lower roller R3a. The other end of the upper roller R3d can be swung up and down by a pin R3e. It is supported so that it can rotate to one end part of arm R3f supported so that it can do. A spring R3g is attached at a position near the pin R3e of the arm R3f so as to push down the arm R3f. An electromagnetic plunger R3h moves the arm R3f up and down at a position near the upper roller R3d than the spring R3g of the arm R3f. It is attached to let you.
[0057]
The lower roller R5a of the fifth roller R5 disposed on the right side of the fourth roller R4 on the right side of the stage 31 is supported so as to be able to rotate while being in contact with the lower surfaces of both end portions of the carrier body 3. A belt R5c driven by a motor R5b is wound around. The upper roller R5d of the fifth roller R5 is disposed so as to sandwich the carrier body 3 in cooperation with the lower roller R5a, and the upper roller R5d can swing up and down at the other end by a pin R5e. It is supported so that it can rotate to one end part of arm R5f supported so that it can do. A spring R5g is attached at a position near the pin R5e of the arm R5f so as to push down the arm R5f. An electromagnetic plunger R5h moves the arm R5f up and down at a position near the upper roller R5d than the spring R5g of the arm R5f. It is attached to let you.
[0058]
A first sensor S1 for detecting slack formed between the second roller R2 and the third roller R3 is disposed between the second roller R2 and the third roller R3. Between the five rollers R5, a second sensor S2 for detecting slack formed between the fourth roller R4 and the fifth roller R5 is disposed.
[0059]
Not only the third roller R3 and the fifth roller R5, but also the first roller R1, the second roller R2, the fourth roller R4, and the sixth roller R6 are configured to be driven to rotate forward and backward by a motor. The motors of the first roller R1 to the sixth roller R6 and the control unit of the electromagnetic plunger and the first sensor S1 and the second sensor S2 are connected to communicate with the main controller 47. As will be described later, the main controller 47 controls the first roller R1 to the sixth roller R6 as shown in FIG.
[0060]
At the place where the stage 31 of the bonding apparatus 20 is set, a lower presser 33 is installed so as to be lifted and lowered by the lifting device, and the lower presser 33 is a rectangular shape that presses the outer region of the bond 10 in the carrier body 3. It is formed in a frame shape. An upper press 34 formed in the same rectangular frame shape as the lower press 33 is provided directly above the lower press 33, and the upper press 34 is reciprocally swung up and down by a rotary actuator 35. It is supported. The upper presser 34 moves downward and presses the periphery of the chip 12 of the bonded tape carrier 1 with the lower presser 33 to fix the bonded tape carrier 1 to the stage 31.
[0061]
As shown in FIG. 4, an XY table 36 is provided behind the stage 31, and the XY table 36 is configured to move the bonding head 37 mounted thereon in the XY direction. Yes. The bonding head 37 supports one end of a bonding arm 38 having a bonding tool 39 attached to the tip thereof. The bonding head 37 is configured to move the bonding tool 39 up and down by operating the bonding arm 38. Yes. The bonding tool 39 has a built-in heater.
[0062]
The XY table 36 is provided with an industrial television camera (hereinafter referred to as a camera) 41 as an image capturing device for constituting the position recognition device 40 by a stand 42, and the camera 41 is a tape with a bond on the stage 31. Career 1 is filmed. An inner lead recognition measurement line setting unit (hereinafter referred to as a setting unit) 43 for setting an inner lead recognition measurement line is connected to the camera 41, and a luminance measurement unit 44 is connected to the setting unit 43. . The luminance measurement unit 44 is connected to a forming unit 45 that forms an added luminance distribution waveform, and the forming unit 45 is connected to a determination unit 46 that determines the center line of the inner lead. The determination unit 46 is connected to the main controller 47 and transmits a determination result to the main controller 47. Incidentally, a controller 48 of the XY table 36 is connected to one input end of the main controller 47, and a monitor 49 is connected to the output end of the main controller 47.
[0063]
A pickup device 50 for picking up chips 12 from the wafer sheet 16 one by one is provided on the front side of the stage 31. The pickup device 50 includes an XY table 51 that holds the wafer ring 17 and moves the wafer 15 in the XY directions. Immediately below the XY table 51 is provided a thrust bar 52 that pushes up the chips 12 that are adhered to the wafer sheet 16 (adhered by applying a slight pressure at normal temperature without using water, solvent, heat, etc.) one by one. ing. A visual observation system 53 that detects the quality of the chip 10 is provided directly above the XY table 51.
[0064]
An alignment device 54 is provided on one side of the pickup device 50, and the alignment device 54 includes an X table 55, a Y table 56, a Z table 57, and a Θ table 58. 31 is configured to be able to reciprocate between. A visual observation system 60 is provided directly above the alignment station 59, and the visual observation system 60 is connected so as to communicate with the main controller 47. The main controller 47 controls the operation described later based on observation data from the visual observation system 60. The upper surface of the Θ table 58 is configured so that the chip 12 can be adsorbed and held by a vacuum force, and the held chip 12 can be heated.
[0065]
A handling device 61 is provided between the pickup device 50 and the alignment station 59. The handling device 61 includes a guide rail 62, and a moving block 64 that is reciprocated by an X-axis motor 63 is provided on the guide rail 62. An arm 65 is supported on the moving block 64. ing. A collet 66 that is moved up and down by a Z-axis motor 67 is attached to the tip of the arm 65. The collet 66 is configured so that the chip 12 can be adsorbed and held by a vacuum force.
[0066]
Next, the bonding method of the manufacturing method of μBGA • IC which is an embodiment of the present invention by the bonding apparatus having the above-described configuration will be described.
[0067]
FIG. 12 shows the operation of supplying the tape carrier 1 with a bond to the stage 31 by the first roller R1 to the sixth roller R6.
[0068]
In FIG. 12A, the first roller R1 and the second roller R2 are fed in the feeding direction of the bonded tape carrier 1 with the middle portion of the bonded tape carrier 1 being restrained by the upper presser 34 and the lower presser 33. Since the third roller R3 is stopped when it is rotated in the forward direction (hereinafter referred to as forward rotation), the second tape carrier 1 with the bond as shown in FIG. A slack portion is formed between the second roller R2 and the third roller R3.
[0069]
In FIG. 12C, the restraint by the upper presser 34 and the lower presser 33 and the restraint by the third roller R3 are released. Subsequently, as shown in FIG. When forwardly rotated, as shown in FIG. 12 (e), the slack between the second roller R2 and the third roller R3 of the bonded tape carrier 1 is reduced, and the fourth roller R4 and A slack is formed between the fifth roller R5.
[0070]
In FIG. 12F, the third roller R3 is closed in a state where the restraint between the upper presser 34 and the lower presser 33 is released, and the fifth roller R5 and the sixth roller R6 are opened and closed instantaneously. For example, in FIG. 2, the main controller 47 extends the electromagnetic plunger R5h of the fifth roller R5 in a short time and then shortens it.
[0071]
By this momentary opening and closing, the bonded tape carrier 1 is in a free state, so that the lateral displacement such as deflection and meandering generated in the bonded tape carrier 1 is eliminated by the restoring force of the bonded tape carrier 1 itself. In this way, the lateral shift of the section downstream of the stage 31 in the bonded tape carrier 1 is eliminated by the self-control function of the bonded tape carrier 1 itself accompanying the momentary opening and closing of the fifth roller R5 and the sixth roller R6. Therefore, it is not necessary to perform the high-precision control necessary for eliminating the lateral shift by forcibly moving the bonded tape carrier 1 laterally, and time is not wasted in eliminating the lateral shift.
[0072]
In FIG. 12G, when the third roller R3 is rotated in the reverse direction (hereinafter referred to as reverse rotation) with respect to the feeding direction of the bonded tape carrier 1, the fourth roller R4 is stopped. Between the 3rd roller R3 and 4th roller R4 of the tape carrier 1 with a bond, it will be in the state strained in the straight line state. Further, when the fifth roller R5 and the sixth roller R6 are rotated forward, the slack between the fourth roller R4 and the fifth roller R5 is reduced.
[0073]
In FIG. 12H, when the third roller R3 is rotated in the reverse direction, the upper presser 34 and the lower presser 33 are closed, and the tape carrier 1 with bond is restrained. At this time, the back tension is applied to the bonded tape carrier 1 by the third roller R3, so that the bonded tape carrier 1 is pressed by the upper presser 34 and the lower presser 33 in a straight line. become.
[0074]
In FIG. 12 (i), the first roller R1 and the second roller R2 are momentarily opened and closed with the third roller R3 closed and the rotation stopped. For example, in FIG. 2, the main controller 47 shortens the electromagnetic plunger R2h of the second roller R2 after extending it in a short time.
[0075]
By this momentary opening and closing, the bonded tape carrier 1 is in a free state, so that the lateral displacement such as deflection and meandering generated in the bonded tape carrier 1 is eliminated by the restoring force of the bonded tape carrier 1 itself. In this way, the lateral shift in the upstream section of the bonded tape carrier 1 with respect to the stage 31 is eliminated by the self-control function of the bonded tape carrier 1 itself accompanying the momentary opening and closing of the first roller R1 and the second roller R2. Therefore, it is not necessary to control the strict accuracy necessary to eliminate the lateral displacement by forcibly moving the bonded tape carrier 1 laterally, and time is not wasted to eliminate the lateral displacement.
[0076]
In FIG. 12 (j), when the first roller R1 and the second roller R2 are rotated forward with the bonded tape carrier 1 being restrained by the upper presser 34 and the lower presser 33, the third roller R3 is Since it is stopped, as shown in FIG. 12 (k), a slack portion is formed between the second roller R2 and the third roller R3 of the bonded tape carrier 1.
[0077]
In FIG. 12 (l), the restraint by the upper presser 34 and the lower presser 33 and the restraint by the third roller R3 are released, and then, as shown in FIG. When forwardly rotated, the slack between the second roller R2 and the third roller R3 of the bonded tape carrier 1 is reduced, and as shown in FIG. A slack is formed between the fifth roller R5.
[0078]
Thereafter, the operation from FIG. 12 (e) is repeated. Then, the bonding work of the chip 12 to the bonded tape carrier 1 is performed during the restraint period of the bonded tape carrier 1 by the upper pressing member 34 and the lower pressing member 33 between FIG. 12 (h) and FIG. 12 (k). Is done.
[0079]
As described above, in the present embodiment, the bonding tape carrier 1 is preliminarily formed by forming slack in the bonding tape carrier 1 on both the left and right sides during the bonding operation of the chip 12 to the bonding tape carrier 1. Since it can send, the conveyance time as the whole tape carrier 1 with a bond can be shortened. That is, when the tape carrier 1 with the bond is not sent in advance, the overall transport time is defined by the bonding work time of the chip 12 to the tape carrier 1 with the bond 12. If the slack is formed by sending the slack, the slack can be transported at a high speed, so that the entire transport time can be shortened accordingly.
[0080]
The height of the slack formed between the second roller R2 and the third roller R3 is regulated within a predetermined range by being monitored by the first sensor S1. Further, the height of the slack formed between the fourth roller R4 and the fifth roller R5 is regulated within a predetermined range by being monitored by the second sensor S2. Various adverse effects due to the formation of excessive slack are prevented by this height regulation. Moreover, the cutting | disconnection of the tape carrier 1 with a bond by the tape carrier 1 with a bond being sent at high speed in the state where slack is not formed is prevented.
[0081]
The bonding operation of the chip 12 to the bonded tape carrier 1 supplied to the stage 31 as described above will be described.
[0082]
When the bonded tape carrier 1 supplied to the stage 31 by the supply operation described above is constrained by the upper press 34 and the lower press 33 on the stage 31, the position of the inner lead 7 in the bonded tape carrier 1 is determined by the position recognition device. 40 as measured in FIG. 13 (a).
[0083]
In FIG. 13A, assuming that the center of the camera 41 of the position recognition device 40 is the origin O of the coordinates of the area to be bonded (hereinafter referred to as a bonded portion) 9 of the bonded tape carrier 1, By recognizing each inner lead 7 in the unit 9 by the camera 41 and observing the coordinate position, the positional relationship between the coordinate position of each inner lead 7 and the coordinate origin, that is, the position of the actual inner lead 7 is registered in advance. An error value with respect to the reference position of the inner lead 7 thus obtained can be obtained.
[0084]
As described above, the chip 12 is diced and supplied to the pickup device 50 in the bonding apparatus 20 in the state of the wafer 15 held on the wafer sheet 16 and the wafer ring 17.
[0085]
In the pickup device 50, based on the observation of the visual observation system 53, the XY table 51 positions the non-defective chip 12 on the wafer sheet 16 directly above the thrust bar 52. The stick 52 pushes the wafer sheet 16 from below to push up the non-defective chip 12. The chips 12 pushed up from the wafer sheet 16 are picked up and picked up by the vacuum force on the collet 66 of the handling device 61.
[0086]
The chip 12 held by the collet 66 is transported to the alignment station 59 of the alignment apparatus 54 by the handling device 61 and transferred to the Θ table 58 which also serves as a chip holding table. The chip 12 is observed by the visual observation system 60 at the alignment station 59 of the alignment apparatus 54. The visual observation system 60 transmits the observation data to the main controller 47. The main controller 47 compares the received data relating to the position of the electrode pad 14 of the chip 12 with the reference data, and obtains a correction value for eliminating the error value as shown in FIG. The main controller 47 controls the table 55, the Y table 56, and the Θ table 57 based on the correction value, thereby correcting and aligning the positional deviation of the chip 12 in the XY direction and Θ direction.
[0087]
In FIG. 13B, assuming that the center of the visual observation system 60 is the origin of the coordinates of the chip 12, each electrode pad 14 is recognized by recognizing the electrode pad 14 by the visual observation system 60 and observing the coordinate position. Since the error value between the actual position of each electrode pad 14 and the pre-registered reference position of each electrode pad 14 can be obtained, the coordinates of the center of the chip 12 can be obtained. An error value with respect to the origin can be obtained.
[0088]
The chip 12 whose error value with respect to the reference position has been corrected in the alignment station 59 as described above is translated to the stage 31 by a reference amount set in advance by the X table 55 and the Y table 56 of the alignment device 54. As a result of this parallel movement, the chip 12 is arranged directly under the bonded portion 9 of the stage 31, but the electrode pad 14 of the chip 12 is connected to the inner lead of the bonded portion 9 as shown in FIG. 7 is arranged in a state offset by a preset value so as not to overlap.
[0089]
The electrode pad 14 of the chip 12 disposed on the stage 31 while being offset from the bonded portion 9 is measured by the position recognition device 40 through the window hole 6 of the bonded portion 9. At this time, as shown in FIG. 13C, since the electrode pad 14 is offset so as not to overlap the inner lead 7, the position recognizing device 40 is not affected by the inner lead 7, and the electrode pad 14 is not affected. The center of 14 can be accurately obtained.
[0090]
When the electrode pad 14 is arranged without being offset with respect to the inner lead 7, for example, the electrode pad 14 overlaps with the inner lead 7 positioned on the upper side as shown in FIG. 13D. If so, the position recognition device 40 erroneously determines that the center of the electrode pad 14 is O ′. If the center of the electrode pad 14 is erroneously determined in this way, an error occurs when the positions of the electrode pad 14 and the inner lead 7 are aligned by correction. An error occurs in single point bonding.
[0091]
However, in the present embodiment, the electrode pad 14 is arranged to be offset with respect to the inner lead 7 as shown in FIG. Therefore, the position recognition device 40 can accurately determine the center of the electrode pad 14. In addition, since the field of view of the camera 41 for position recognition can be narrowed down to the area of the electrode pad 14, the recognition accuracy can be further improved. When the center O of the electrode pad 14 is accurately determined in this way, the positions of the electrode pad 14 and the inner lead 7 can be accurately aligned by correction. Single point bonding is possible.
[0092]
When the actual position of the electrode pad 14 of the chip 12 on the stage 31 is recognized, the main controller 47 compares the actual position of the inner lead 7 described above to calculate an error value and obtain a correction value thereof. The main controller 47 controls the X table 55, the Y table 56, and the Θ table 57 of the alignment device 54, thereby correcting the position of the chip 12 with this correction value and moving the chip 12 from the offset position to the normal position. Deploy. That is, the chip 12 is rearranged from the offset position by a preset offset value and correction value.
[0093]
When the chip 12 is accurately aligned with the bonded portion 9 of the bonded tape carrier 1 as described above, the chip 12 is raised by the Z table 57 and the bonding tool 39 is lowered by the bonding head 37. As a result, the chip 12 is pressed against the lower surface of the bond 10 of the bonded portion 9, and the chip 12 and the bond 10 are heated, so that the chip 12 is thermocompression bonded to the bond 10, and the chip 12 is bonded to the bonded tape carrier 1. The bonded portion 9 is bonded by the adhesive layer of the bond 10.
[0094]
When the chip 12 is bonded to the bonded portion 9 of the bonded tape carrier 1, the bonded tape carrier 1 is fed by 1 pitch p by the above-described method of supplying and positioning the bonded tape carrier 1 to the stage. Thereafter, the above-described operations are repeatedly executed, whereby the bonding method is sequentially executed for the bonded tape carrier 1 fed from the loading reel 21.
[0095]
Thereafter, in the inner lead bonding step in the μBGA · IC manufacturing method, as shown in FIG. 14, the inner lead 7 of the bonded tape carrier 1 is inner lead bonded to the electrode pad 14 of the chip 12. In the stop molding process, an insulating material such as elastomer or silicon rubber is potted inside each window hole 6 of the tape carrier 2 so that the inner lead 7 group and the electrode pad 14 group are resin-sealed by the resin sealing portion. Is done.
[0096]
Further, in the bump forming step in the μBGA · IC manufacturing method, the solder balls are soldered to the portions exposed at the bottoms of the respective bump holes 5 in the respective outer leads 8 of the tape carrier 2. Protruding bumps are formed on the tape carrier 2.
[0097]
The μBGA IC 19 shown in FIG. 14 is manufactured by the manufacturing method described above.
[0098]
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
[0099]
For example, a method and configuration in which slack is alternately formed on the upstream side and downstream side of the stage by feeding a tape carrier with a bond, and both slacks are eliminated alternately by feeding a tape carrier with a bond. If it can be done, it may be omitted.
[0100]
Further, the method and configuration for eliminating the lateral shift of the bonded tape carrier by instantaneously opening and closing the roller may be omitted when the bonded tape carrier can be transported by a sprocket.
[0101]
A method and a structure in which a chip is arranged by being shifted by a predetermined value with respect to a designated position of a carrier and then repositioned at the designated position and bonded. The present invention is not limited to this case, and can be applied to a case where a chip is mechanically and electrically connected to an inner lead of a carrier (inner lead bonding), as in the inner lead bonding method of TCP / IC.
[0102]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the manufacturing technology of μBGA • IC, which is the field of use behind the present invention, has been described. It can be applied to general manufacturing techniques of semiconductor integrated circuit devices such as TCP and IC.
[0103]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0104]
By opening and closing the friction roller instantaneously, the lateral shift of the carrier can be eliminated, so that the lateral shift of the carrier can be prevented while avoiding an increase in bonding time.
[0105]
By forming slack alternately on the upstream side and downstream side of the stage by feeding the carrier and eliminating both slacks alternately by feeding the carrier, the carrier is sent quickly while the slack formed alternately is eliminated. Therefore, it is possible to secure a long bonding time while setting the carrier conveying time as a whole short.
[0106]
After placing the semiconductor chip shifted by a preset value with respect to the specified position of the carrier, the semiconductor chip is placed at a position where it can be easily recognized by re-positioning at the specified position and bonding. Since the position of the semiconductor chip can be observed, the semiconductor chip can be accurately bonded to the designated position of the carrier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a bonding portion of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cut front view thereof.
FIG. 3 is a plan view thereof.
FIG. 4 is a side sectional view thereof.
FIG. 5 is a front view showing an entire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view thereof.
FIG. 7 is a partially omitted plan view showing a tape carrier with a bond.
8 (a) is a partially cut front view, and FIG. 8 (b) is a partially cut side view. FIG.
9A and 9B show a chip, where FIG. 9A is a plan view, FIG. 9B is a partially cut front view, and FIG. 9C is an enlarged partially cut side view.
FIG. 10 is a partially omitted plan view showing after bonding.
FIGS. 11A and 11B show a state after bonding, where FIG. 11A is a partially cut front view, and FIG. 11B is a partially cut side view;
FIG. 12 is an explanatory view showing an operation of supplying a tape carrier with a bond to a stage by a group of rollers.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing alignment between a bonded portion and a chip.
FIG. 14 is a front sectional view showing the manufactured μBGA IC.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tape carrier with a bond, 2 ... Tape carrier, 3 ... Carrier main body, 3A ... Perforation, 4 ... Bump formation part, 5 ... Bump hole, 6 ... Window hole, 7 ... Inner lead, 8 ... Outer lead, 9 ... Bonded 10 ... Insulating film, 11 ... Window hole, 12 ... Chip, 13 ... Passivation film, 14 ... Electrode pad, 15 ... Wafer, 16 ... Wafer sheet, 17 ... Wafer ring, 19 ... [mu] BGA / IC, 20 ... Bonding device , 21 ... loading reel, 22 ... unloading reel, 23 ... spacer tape take-up reel, 24 ... spacer tape, 25 ... spacer tape supply reel, 26 ... spacer tape, 27 ... pre-baking furnace, 28 ... roller, 29 ... after-baking furnace 30 ... Roller, 31 ... Bonding stage, 32 ... Guide rail, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st roller, R2 ... 2nd roller, R3 ... 3rd roller, R4 ... 4th roller, R5 ... 5th roller, R6 ... 6th roller, 33 ... Lower side press, 34 ... Upper side press, 35 ... Rotary Actuator, 36 ... XY table, 37 ... Bonding head, 38 ... Bonding arm, 39 ... Bonding tool, 40 ... Position recognition device, 41 ... Camera, 42 ... Stand, 43 ... Inner lead recognition measurement line setting unit, 44 ... Luminance Measurement unit, 45 ... addition luminance distribution wave forming unit, 46 ... determination unit, 47 ... main controller, 48 ... controller, 49 ... monitor, 50 ... pickup device, 51 ... XY table, 52 ... cue stick, 53 ... visual observation system 54 ... Alignment device 55 ... X table 56 ... Y table 57 ... Z table 58 ... Θ table 59 ... Alignment Station 60: visual observation system, 61 ... handling device, 62 ... guide rail, 63 ... X-axis motor, 64 ... moving block, 65 ... arm, 66 ... collet, 67 ... Z-axis motor.

Claims

In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a bonding step in which a carrier formed in a tape shape is conveyed by a friction roller and a semiconductor chip is bonded to a specified position of the carrier.
A manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device, wherein lateral displacement of the carrier is eliminated by a restoring force of the carrier itself by momentarily opening and closing the friction roller.

2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein instantaneous opening and closing of the friction roller is performed by dividing a section with respect to the carrier.

2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the momentary opening and closing of the friction roller is performed separately on an upstream side and a downstream side of a stage where the semiconductor chip is bonded to the carrier. Device manufacturing method.