JP3734608B2 - 半導体ベアチップ実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ベアチップ実装方法に関する。
携帯型情報機器の小型化に伴い、半導体装置の基板への実装については高密度化が求められている。そこで、パケージングされていない状態の裸のチップである半導体ベアチップをそのまま実装する技術であって、且つ、この半導体ベアチップをこの周囲に余分の面積を必要とせず実装エリアが狭くて足りるフリップチップ方式で実装する技術が開発されつつある。
【０００２】
図８は、この技術を示す。半導体ベアチップ１０は、ウェハから切り出された半導体ベアチップ本体１２の下面の各電極１３上にＡｕ製のスタッドバンプ１４が形成されている構成である。プリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部２１には電極２２が形成してある。プリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部に熱硬化性接着剤を塗布した状態で、半導体ベアチップ１０を半導体ベアチップ実装予定部とアライメントさせてプリント基板２０上に搭載し加圧し加熱する。これによって、半導体ベアチップ１０は、スタッドバンプ１４が電極２２に圧着し、且つ、熱硬化された熱硬化性接着剤２３によってプリント基板２０に接着されて実装される。
【０００３】
ここで、半導体ベアチップは回路の集積度が高くなる傾向にあり、これによって、スタッドバンプの数が多くなってスタッドバンプ１４のピッチｐが１００μｍ以下と狭くなる傾向にある。よって、半導体ベアチップをフリップチップ方式で実装する場合に、半導体ベアチップと基板上の実装予定位置とを位置合わせするアライメントに高い精度が要求される。
【０００４】
【従来の技術】
従来の半導体ベアチップ実装装置は、位置を認識するためのＣＣＤカメラを有する構成であり、ＣＣＤカメラによって半導体ベアチップ１０上の認識マーク３０とプリント基板２０上の認識マーク３１とを認識して、半導体ベアチップをプリント基板上の半導体ベアチップ実装予定部とアライメントさせて実装していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体ベアチップ実装装置は、装置の内部の温度、及びＣＣＤカメラの光学的収差等は考慮されていず、アライメントの精度が良くなかった。よって、スタッドバンプのピッチｐが１００μｍ以下と狭くなるとアライメントが不十分となり、実装不良が発生するおそれがある。即ち、従来の半導体ベアチップ実装装置は、スタッドバンプのピッチｐが１００μｍ以下の半導体ベアチップのフリップチップ方式実装には対応することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決した半導体ベアチップ実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてからの時間の計測をして、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてから所定時間を経過後に該半導体ベアチップ実装装置を始動させる場合には上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せずにマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なうようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は、半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該マウント用ヘッドに保持された半導体ベアチップの認識マークを認識する半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び該ステージに固定された基板の認識マークを認識する基板認識用ＣＣＤカメラの温度を温度センサで検出し、この温度センサが検知した温度をオフセットテーブルに当てはめてオフセット値を求め、該オフセット値を考慮した位置情報に基づいて該マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例になる半導体ベアチップ実装装置４０を示す。
先ず、基本的な構成について説明する。半導体ベアチップ実装装置４０は、下面に半導体ベアチップ１０を吸着して保持するマウント用ヘッド４１と、上面にプリント基板２０が固定されるステージ４２と、マウント用ヘッド４１に保持された半導体ベアチップ１０上の認識マーク３０を認識するための半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３と、ステージ４２に固定されたプリント基板２０上の認識マーク３１を認識するプリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４と、マウント用ヘッド４１をＸ方向に動かすマウント用ヘッド移動機構４５と、ステージ４２をＹ方向に動かすステージ移動機構４６とを有する。半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３は、マウント用ヘッド４１が移動する下側の所定の位置に固定して設けてある。プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４はマウント用ヘッド４１の側面に固定してある。マウント用ヘッド移動機構４５は、送り用のボールねじ４７とこれを回転させるモータ４８とよりなる。ステージ移動機構４６は、送り用のボールねじ４９とこれを回転させるモータ５０とよりなる。
【００１４】
半導体ベアチップ実装装置４０は、更に、半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３及びプリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４が撮影して得た画像を処理する画像処理部５１と、この画像処理部５１よりの情報を演算制御する演算制御部５２と、モータ４８用の駆動回路５３と、モータ５０用の駆動回路５４と、複数の温度センサ５５〜５９と、時計６１と、半導体ベアチップ実装装置４０全体を制御する制御装置６０とを有する。制御装置６０はマイクロコンピュータで構成されている。
【００１５】
温度センサ５５は、半導体ベアチップ実装装置４０の内部に設けてあり、半導体ベアチップ実装装置４０の内部の雰囲気温度を検知する。温度センサ５６は、ボールねじ４７の温度を検知する。温度センサ５７は、ボールねじ４９の温度を検知する。温度センサ５８は、半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３の温度を検知する。温度センサ５９は、プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４の温度を検知する。
【００１６】
半導体ベアチップ実装装置４０は、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３よりの情報及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４よりの情報が画像処理部５１で処理され、画像処理部５１よりの情報が演算制御部５２で演算制御され、演算制御部５２よりの情報に応じて駆動回路５３、５４が動作され、モータ４８、５０が駆動されボールねじ４７、４９が回転して、マウント用ヘッド４１がＸ方向に動き、ステージ４２をＹ方向に動いて、半導体ベアチップ１０をプリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部２１とアライメントさせて、半導体ベアチップ１０を実装させる。なお、半導体ベアチップ実装装置４０は、マウント用ヘッド４１が半導体ベアチップを吸着してプリント基板２０上に実装する動作を一サイクルとして動作する。
【００１７】
次に、上記のアライメントを高精度化させるための構成及び動作について説明する。
アライメントを高精度化は、（１）半導体ベアチップ実装装置４０の稼働中の熱膨張及び収縮に着目した方策、（２）半導体ベアチップ実装装置４０を停止させその後に稼働させるときの半導体ベアチップ実装装置４０が停止した状態に放置されていた時間の長さに着目した方策、（３）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差等に着目した方策、（４）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の熱膨張に着目した方策、の４つの方策によって達成されている。以下、個別に説明する。
【００１８】
（１）半導体ベアチップ実装装置４０のの稼働中の熱膨張及び収縮に着目した方策
半導体ベアチップ実装のアライメント精度は、半導体ベアチップ実装装置４０の温度、即ち、熱膨張及び収縮によって影響をうける。半導体ベアチップ実装装置４０はアライメント精度保証温度範囲（半導体ベアチップ実装装置４０が所望のアライメント精度で動作することが保証される温度範囲であり、約２３〜２６℃である）を有する。アライメント精度保証温度範囲が特許請求の範囲の記載の「所定温度範囲」に対応する。
【００１９】
ここで、半導体ベアチップ実装装置４０が稼働してしている途中で温度センサ５５、５６、５７の何れかが検知している温度が半導体ベアチップ実装装置４０のアライメント精度保証温度範囲から下方に外れた場合には、その時のサイクルが完了した後に空運転（マウント用ヘッド４１が半導体ベアチップを吸着しない状態で動作する）を行って半導体ベアチップ実装装置４０の温度を上昇させ、アライメント精度保証温度範囲内に入ったことを確認してから動作を開始させるようにしてある。半導体ベアチップ実装装置４０が稼働してしている途中で温度センサ５５、５６、５７の何れかが検知している温度が半導体ベアチップ実装装置４０のアライメント精度保証温度範囲から上方に外れた場合には、その時のサイクルが完了した後に動作を停止させ、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を休止させて半導体ベアチップ実装装置４０の温度を自然に下げ、アライメント精度保証温度範囲内に入ったことを確認してから動作を開始させるようにしてある。
【００２０】
これによって、半導体ベアチップ実装装置４０は内部の温度がアライメント精度保証温度範囲内にある場合にだけ動作し、内部の温度がアライメント精度保証温度範囲より外れた場合には動作しないため、半導体ベアチップ実装装置４０の熱膨張及び収縮に起因するアライメントの精度低下は起きず、よって、半導体ベアチップ１０はプリント基板２０上に精度良く実装される。
【００２１】
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図２に示すように動作する。
各サイクルの実装動作が完了した後に温度センサ５５、５６、５７が検知している温度を確認する（ステップ１、２）。
検知している温度がアライメント精度保証温度範囲内である場合には、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ３、４）。
【００２２】
検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より外れている場合には、検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低いか高いかを判断し（ステップ５）、低いと判断した場合には、空運転をさせる（ステップ６）。
空運転は検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低い間は何回でも繰り返し継続する（ステップ７）。空運転を継続して温度が上昇してアライメント精度保証温度範囲内に入ると（ステップ８）、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ４）。
【００２３】
ステップ５で検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高いと判断した場合には、運転を休止させる（ステップ９）。
運転の休止は、検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高い間は継続する（ステップ１０）。運転を休止させたままとして自然に冷却されて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲内に入ると（ステップ１１）、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ４）。
【００２４】
なお、空運転をしすぎて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高くなると、空運転を休止させる（ステップ８、９）。また、運転の休止によって冷却されすぎて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなると、空運転をさせる（ステップ１１、６）。
（２）半導体ベアチップ実装装置４０を停止させその後に稼働させるときの半導体ベアチップ実装装置４０が停止した状態に放置されていた時間の長さに着目した方策
工場での操業についてみると、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させ、その後、数時間経過した後に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させることがある。半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させると、半導体ベアチップ実装装置４０は自然冷却されて温度は徐々に低下し、ある時間経過すると、半導体ベアチップ実装装置４０の温度はアライメント精度保証温度範囲より低くなる。この状態で半導体ベアチップ実装装置４０を動作させて半導体ベアチップ実装を行うとアライメント精度が良くない状態で実装されてしまう。
【００２５】
そこで、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させた後、所定時間Ｔ１（半導体ベアチップ実装装置４０が自然冷却されてその温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなるまでの時間である）経過すると、半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ２（半導体ベアチップ実装装置４０の温度が上昇してアライメント精度保証温度範囲に入るまでの時間である）空運転させ、その後半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ３（半導体ベアチップ実装装置４０が自然冷却されてその温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなるまでの時間である）停止させ、この後半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ２空運転させ、再度稼働させるまで空運転と停止とを繰り返し行うようにしてある。これによって、半導体ベアチップ実装装置４０を再度稼働させたときには、半導体ベアチップ実装装置４０は温度がアライメント精度保証温度範囲内にある状態で動作を開始し、最初から半導体ベアチップはアライメント精度が保証された状態で実装される。
【００２６】
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図３に示すように動作する。
半導体ベアチップ実装装置４０の稼働の停止操作がされたことを確認すると、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０の動作を停止させる（ステップ２０、２１、２２）。
【００２７】
時間Ｔ１が経過したときに、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０を空運転を開始させ、空運転を時間Ｔ２継続させる（ステップ２３、２４、２５、２６）。
空運転が時間Ｔ２継続したときに、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０の空運転を停止させ、停止状態を時間Ｔ３継続させる（ステップ２７、２８、２９）。
【００２８】
時間Ｔ３の間に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させる操作がされない場合には、再度空運転を開始させる（ステップ３０、２５）。
上記の時間Ｔ３の間に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働された場合には、半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させる（ステップ３１）。
（３）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差等に着目した方策
図４（Ａ），（Ｂ）は半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３の撮像面に対応するカメラ視野８０を示す。視野８０は、Ｘ方向上に５１２画素、Ｙ方向上に４８０画素がマトリクス状に並んだ５１２×４８０個の画素８１を有する。図５（Ａ），（Ｂ）は基板認識用ＣＣＤカメラ４４の撮像面に対応するカメラ視野８２を示す。視野８２は、Ｘ方向上に５１２画素、Ｙ方向上に４８０画素がマトリクス状に並んだ５１２×４８０個の画素８３を有する。
【００２９】
半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３において、一つの画素８１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法はａμｍと定めてある。基板認識用ＣＣＤカメラ４４においても、一つの画素８３当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法はａμｍと定めてある。ここで、カメラ４３のレンズは僅かであるとはいえ収差を有する。よって、カメラ視野８０のうち周辺部の一つの画素８１−２当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法は、カメラ視野８０の中央部の一つの画素８１−１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法ａμｍと若干相違する。このことは、基板認識用ＣＣＤカメラ４４についても同じである。これが、アライメント精度を損ねる。
【００３０】
そこで、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３については、図４（Ａ）に示すように半導体ベアチップ認識マーク３０の像３０Ａを最初にとらえたときにこれを本認識せずにとりあえず予備認識し、半導体ベアチップ１０を適宜移動させて図４（Ｂ）に示すように半導体ベアチップ認識マーク像３０Ａをカメラ視野８０の中央部でとらえたときに始めて半導体ベアチップ認識マーク像３０Ａを本認識し、同じく、基板認識用ＣＣＤカメラ４４についても、図５（Ａ）に示すようにプリント基板認識マーク３１の像３１Ａを最初にとらえたときにこれを本認識せずにとりあえず予備認識し、プリント基板２０を適宜移動させて図５（Ｂ）に示すようにプリント基板認識マーク像３１Ａをカメラ視野８２の中央部でとらえたときに始めてプリント基板認識マーク像３１Ａを本認識し、これに基づいて、半導体ベアチップをプリント基板上に実装するためのアライメントのため演算を行うようにしてある。
【００３１】
このため、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差が原因でのアライメント誤差が発生しないようになり、よって、半導体ベアチップ１０はプリント基板２０上に精度良く実装される。
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図６に示すように動作する。
【００３２】
先ず、半導体ベアチップ認識マーク３０の像３０Ａを最初にとらえたときにこれを予備認識する（ステップ４０）。
次に、像３０Ａのカメラ視野８０の中央からのずれ量Ｅ１（図４（Ａ）参照）を算出する（ステップ４１）。
次に、図４（Ｂ）に示すように、像３０Ａがカメラ視野８０の中央にくるように半導体ベアチップ１０（ヘッド４１）を移動させる（ステップ４２）。次いで像３０Ａを本認識する（ステップ４３）。次いで、半導体ベアチップ認識マーク３０の位置を算出して求める（ステップ４４）。
【００３３】
次に、上記の動作をプリント基板認識マーク３１について行う。即ち、プリント基板認識マーク３１の像３１Ａを最初にとらえたときにこれを予備認識し（ステップ４５）、像３１Ａのカメラ視野８２の中央からのずれ量Ｅ２（図５（Ａ）参照）を算出し（ステップ４６）、図５（Ｂ）に示すように、像３１Ａがカメラ視野８２の中央にくるようにプリント基板２０（ステージ４２）を移動させ（ステップ４７）、像３１Ａを本認識し（ステップ４８）、次いで、プリント基板認識マーク３１の位置を算出して求める（ステップ４９）。
【００３４】
次いで、ステップ４４及びステップ４９で求めた位置に基づいて半導体ベアチップ１０をプリント基板２０に搭載する位置を算出する（ステップ５０）。半導体ベアチップ１０をプリント基板２０上の実装予定部２１に到るようにヘッド４１及びステージ４２を移動させる（ステップ５１）。次いで、実装指令を出す（ステップ５２）。
（４）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の熱膨張に着目した方策
半導体ベアチップ実装装置４０内部の温度変化は半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の温度に影響を与え、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の温度が変化するとレンズ等が熱膨張収縮し、先に述べたように画素８１−１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法及び画素８３−１当たりのプリント基板２０上での寸法が、本来の寸法から微妙に変化（この変化量をオフセット値という）し、アライメント精度が損なわれる。
【００３５】
そこで、予め、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４について、実際の温度と基準の動作温度との差とオフセット値との関係を求め、オフセットテーブルを用意しておき、これを当てはめてオフセット補正をしてマウント用ヘッド移動機構４５及びステージ移動機構４６を動作させてアライメントを行うようにしている。これによって、アライメントの高精度化が図れる。
【００３６】
なお、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４は半導体ベアチップ実装装置４０を空運転させても温度が上昇しにくい。よって、オフセットテーブルを利用した補正が効果的である。
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図７に示すように動作する。
【００３７】
先ず、温度センサ５８、５９が検知している温度を確認する（ステップ６０）。
次いで、メモリーに記憶されているオフセットテーブルを読みだし、参照し、温度を当てはめてオフセット値を決定する（ステップ６１、６２）。
次いで、決定されたオフセット値によってオフセット補正を行い（ステップ６３）、このオフセット補正したデータに基づいて実装指令を出す（ステップ６４）。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、検出した温度が所定温度範囲より低い場合には、マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、ステージが基板が固定されていない状態でマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なって温度を上昇させ、空運転を温度が上昇して所定温度範囲内に入るまで続けて行い、検出した温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転を休止させて温度を低下させ、運転の休止を温度が低下して所定温度範囲内に入るまで続ける構成としたことを停止させるようにしため、半導体ベアチップ実装動作が半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲内にある状態で行われるため、半導体ベアチップ実装を常に良好なアライメント精度で行うことが出来る。また、半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲から外れてアライメント精度が低下すると、空運転等を行って半導体ベアチップ実装装置の温度を所定温度範囲内に入れるようにしているため、半導体ベアチップ実装動作が中断している時間を短く出来、よって、半導体ベアチップ実装作業を能率良く行うことが出来る。
【００３９】
また、請求項１の発明によれば、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出することに加えて、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてからの時間の計測をして、経過時間が所定時間を越えた場合には、該半導体ベアチップ実装装置を始動させた場合に該該半導体ベアチップ実装装置が上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せずにマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なうようにしたため、停止していた半導体ベアチップ実装装置を再度稼働させたときには、半導体ベアチップ実装装置は温度がアライメント精度保証温度範囲内にある状態で動作を開始し、最初から半導体ベアチップをアライメント精度が保証された状態で実装することが出来る。
【００４１】
請求項２の発明によれば、半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、検出した温度が所定温度範囲より低い場合には、マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、ステージが基板が固定されていない状態でマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なって温度を上昇させ、空運転を温度が上昇して所定温度範囲内に入るまで続けて行い、検出した温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転を休止させて温度を低下させ、運転の休止を温度が低下して所定温度範囲内に入るまで続ける構成としたことを停止させるようにしたため、半導体ベアチップ実装動作が半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲内にある状態で行われるため、半導体ベアチップ実装を常に良好なアライメント精度で行うことが出来る。また、半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲から外れてアライメント精度が低下すると、空運転等を行って半導体ベアチップ実装装置の温度を所定温度範囲内に入れるようにしているため、半導体ベアチップ実装動作が中断している時間を短く出来、よって、半導体ベアチップ実装作業を能率良く行うことが出来る。
また、請求項２の発明によれば、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出することに加えて、該マウント用ヘッドに保持された半導体ベアチップの認識マークを認識する半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び該ステージに固定された基板の認識マークを認識する基板認識用ＣＣＤカメラの温度を温度センサで検出し、この温度センサが検知した温度をオフセットテーブルに当てはめてオフセット値を求め、該オフセット値を考慮した位置情報に基づいて該マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作するようにしたため、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び基板認識用ＣＣＤカメラの温度のよる影響がないように出来、その分半導体ベアチップのアライメント精度の向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる半導体ベアチップ実装装置を示す図である。
【図２】半導体ベアチップ実装装置の実装動作中の動作のフローチャートである。
【図３】半導体ベアチップ実装装置の稼働を停止させ、その後稼働させるときの動作のフローチャートである。
【図４】半導体ベアチップの認識マークの予備認識及び本認識を説明する図である。
【図５】プリント基板の認識マークの予備認識及び本認識を説明する図である。
【図６】アライメント動作のフローチャートである。
【図７】オフセットテーブルを利用したアライメント動作のフローチャートである。
【図８】半導体ベアチップがフリップチップ方式で実装されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 半導体ベアチップ
１４ スタッドバンプ
２０ プリント基板
２１ 半導体ベアチップ実装予定部
２２ 電極
２３ 熱硬化された熱硬化性接着剤
３０ 半導体ベアチップの認識マーク
３０Ａ 半導体ベアチップの認識マークの像
３１ プリント基板の認識マーク
３１Ａ プリント基板の認識マークの像
４０ 半導体ベアチップ実装装置
４１ マウント用ヘッド
４２ ステージ
４３ 半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ
４４ プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ
４５ マウント用ヘッド移動機構
４６ ステージ移動機構
４７、４９ 送り用のボールねじ
４８、５０ モータ
５１ 画像処理部
５２ 演算制御部
６０ 制御回路
６１ 時計
８０、８２ カメラ視野
８１、８３ 画素
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ベアチップ実装方法に関する。
携帯型情報機器の小型化に伴い、半導体装置の基板への実装については高密度化が求められている。そこで、パケージングされていない状態の裸のチップである半導体ベアチップをそのまま実装する技術であって、且つ、この半導体ベアチップをこの周囲に余分の面積を必要とせず実装エリアが狭くて足りるフリップチップ方式で実装する技術が開発されつつある。
【０００２】
図８は、この技術を示す。半導体ベアチップ１０は、ウェハから切り出された半導体ベアチップ本体１２の下面の各電極１３上にＡｕ製のスタッドバンプ１４が形成されている構成である。プリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部２１には電極２２が形成してある。プリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部に熱硬化性接着剤を塗布した状態で、半導体ベアチップ１０を半導体ベアチップ実装予定部とアライメントさせてプリント基板２０上に搭載し加圧し加熱する。これによって、半導体ベアチップ１０は、スタッドバンプ１４が電極２２に圧着し、且つ、熱硬化された熱硬化性接着剤２３によってプリント基板２０に接着されて実装される。
【０００３】
ここで、半導体ベアチップは回路の集積度が高くなる傾向にあり、これによって、スタッドバンプの数が多くなってスタッドバンプ１４のピッチｐが１００μｍ以下と狭くなる傾向にある。よって、半導体ベアチップをフリップチップ方式で実装する場合に、半導体ベアチップと基板上の実装予定位置とを位置合わせするアライメントに高い精度が要求される。
【０００４】
【従来の技術】
従来の半導体ベアチップ実装装置は、位置を認識するためのＣＣＤカメラを有する構成であり、ＣＣＤカメラによって半導体ベアチップ１０上の認識マーク３０とプリント基板２０上の認識マーク３１とを認識して、半導体ベアチップをプリント基板上の半導体ベアチップ実装予定部とアライメントさせて実装していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体ベアチップ実装装置は、装置の内部の温度、及びＣＣＤカメラの光学的収差等は考慮されていず、アライメントの精度が良くなかった。よって、スタッドバンプのピッチｐが１００μｍ以下と狭くなるとアライメントが不十分となり、実装不良が発生するおそれがある。即ち、従来の半導体ベアチップ実装装置は、スタッドバンプのピッチｐが１００μｍ以下の半導体ベアチップのフリップチップ方式実装には対応することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決した半導体ベアチップ実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてからの時間の計測をして、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてから所定時間を経過後に該半導体ベアチップ実装装置を始動させる場合には上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せずにマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なうようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は、半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該マウント用ヘッドに保持された半導体ベアチップの認識マークを認識する半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び該ステージに固定された基板の認識マークを認識する基板認識用ＣＣＤカメラの温度を温度センサで検出し、この温度センサが検知した温度をオフセットテーブルに当てはめてオフセット値を求め、該オフセット値を考慮した位置情報に基づいて該マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例になる半導体ベアチップ実装装置４０を示す。
先ず、基本的な構成について説明する。半導体ベアチップ実装装置４０は、下面に半導体ベアチップ１０を吸着して保持するマウント用ヘッド４１と、上面にプリント基板２０が固定されるステージ４２と、マウント用ヘッド４１に保持された半導体ベアチップ１０上の認識マーク３０を認識するための半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３と、ステージ４２に固定されたプリント基板２０上の認識マーク３１を認識するプリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４と、マウント用ヘッド４１をＸ方向に動かすマウント用ヘッド移動機構４５と、ステージ４２をＹ方向に動かすステージ移動機構４６とを有する。半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３は、マウント用ヘッド４１が移動する下側の所定の位置に固定して設けてある。プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４はマウント用ヘッド４１の側面に固定してある。マウント用ヘッド移動機構４５は、送り用のボールねじ４７とこれを回転させるモータ４８とよりなる。ステージ移動機構４６は、送り用のボールねじ４９とこれを回転させるモータ５０とよりなる。
【００１４】
半導体ベアチップ実装装置４０は、更に、半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３及びプリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４が撮影して得た画像を処理する画像処理部５１と、この画像処理部５１よりの情報を演算制御する演算制御部５２と、モータ４８用の駆動回路５３と、モータ５０用の駆動回路５４と、複数の温度センサ５５〜５９と、時計６１と、半導体ベアチップ実装装置４０全体を制御する制御装置６０とを有する。制御装置６０はマイクロコンピュータで構成されている。
【００１５】
温度センサ５５は、半導体ベアチップ実装装置４０の内部に設けてあり、半導体ベアチップ実装装置４０の内部の雰囲気温度を検知する。温度センサ５６は、ボールねじ４７の温度を検知する。温度センサ５７は、ボールねじ４９の温度を検知する。温度センサ５８は、半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ４３の温度を検知する。温度センサ５９は、プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ４４の温度を検知する。
【００１６】
半導体ベアチップ実装装置４０は、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３よりの情報及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４よりの情報が画像処理部５１で処理され、画像処理部５１よりの情報が演算制御部５２で演算制御され、演算制御部５２よりの情報に応じて駆動回路５３、５４が動作され、モータ４８、５０が駆動されボールねじ４７、４９が回転して、マウント用ヘッド４１がＸ方向に動き、ステージ４２をＹ方向に動いて、半導体ベアチップ１０をプリント基板２０上の半導体ベアチップ実装予定部２１とアライメントさせて、半導体ベアチップ１０を実装させる。なお、半導体ベアチップ実装装置４０は、マウント用ヘッド４１が半導体ベアチップを吸着してプリント基板２０上に実装する動作を一サイクルとして動作する。
【００１７】
次に、上記のアライメントを高精度化させるための構成及び動作について説明する。
アライメントを高精度化は、（１）半導体ベアチップ実装装置４０の稼働中の熱膨張及び収縮に着目した方策、（２）半導体ベアチップ実装装置４０を停止させその後に稼働させるときの半導体ベアチップ実装装置４０が停止した状態に放置されていた時間の長さに着目した方策、（３）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差等に着目した方策、（４）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の熱膨張に着目した方策、の４つの方策によって達成されている。以下、個別に説明する。
【００１８】
（１）半導体ベアチップ実装装置４０のの稼働中の熱膨張及び収縮に着目した方策
半導体ベアチップ実装のアライメント精度は、半導体ベアチップ実装装置４０の温度、即ち、熱膨張及び収縮によって影響をうける。半導体ベアチップ実装装置４０はアライメント精度保証温度範囲（半導体ベアチップ実装装置４０が所望のアライメント精度で動作することが保証される温度範囲であり、約２３〜２６℃である）を有する。アライメント精度保証温度範囲が特許請求の範囲の記載の「所定温度範囲」に対応する。
【００１９】
ここで、半導体ベアチップ実装装置４０が稼働してしている途中で温度センサ５５、５６、５７の何れかが検知している温度が半導体ベアチップ実装装置４０のアライメント精度保証温度範囲から下方に外れた場合には、その時のサイクルが完了した後に空運転（マウント用ヘッド４１が半導体ベアチップを吸着しない状態で動作する）を行って半導体ベアチップ実装装置４０の温度を上昇させ、アライメント精度保証温度範囲内に入ったことを確認してから動作を開始させるようにしてある。半導体ベアチップ実装装置４０が稼働してしている途中で温度センサ５５、５６、５７の何れかが検知している温度が半導体ベアチップ実装装置４０のアライメント精度保証温度範囲から上方に外れた場合には、その時のサイクルが完了した後に動作を停止させ、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を休止させて半導体ベアチップ実装装置４０の温度を自然に下げ、アライメント精度保証温度範囲内に入ったことを確認してから動作を開始させるようにしてある。
【００２０】
これによって、半導体ベアチップ実装装置４０は内部の温度がアライメント精度保証温度範囲内にある場合にだけ動作し、内部の温度がアライメント精度保証温度範囲より外れた場合には動作しないため、半導体ベアチップ実装装置４０の熱膨張及び収縮に起因するアライメントの精度低下は起きず、よって、半導体ベアチップ１０はプリント基板２０上に精度良く実装される。
【００２１】
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図２に示すように動作する。
各サイクルの実装動作が完了した後に温度センサ５５、５６、５７が検知している温度を確認する（ステップ１、２）。
検知している温度がアライメント精度保証温度範囲内である場合には、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ３、４）。
【００２２】
検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より外れている場合には、検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低いか高いかを判断し（ステップ５）、低いと判断した場合には、空運転をさせる（ステップ６）。
空運転は検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低い間は何回でも繰り返し継続する（ステップ７）。空運転を継続して温度が上昇してアライメント精度保証温度範囲内に入ると（ステップ８）、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ４）。
【００２３】
ステップ５で検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高いと判断した場合には、運転を休止させる（ステップ９）。
運転の休止は、検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高い間は継続する（ステップ１０）。運転を休止させたままとして自然に冷却されて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲内に入ると（ステップ１１）、次の実装動作サイクルを開始させる（ステップ４）。
【００２４】
なお、空運転をしすぎて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より高くなると、空運転を休止させる（ステップ８、９）。また、運転の休止によって冷却されすぎて検知している温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなると、空運転をさせる（ステップ１１、６）。
（２）半導体ベアチップ実装装置４０を停止させその後に稼働させるときの半導体ベアチップ実装装置４０が停止した状態に放置されていた時間の長さに着目した方策
工場での操業についてみると、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させ、その後、数時間経過した後に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させることがある。半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させると、半導体ベアチップ実装装置４０は自然冷却されて温度は徐々に低下し、ある時間経過すると、半導体ベアチップ実装装置４０の温度はアライメント精度保証温度範囲より低くなる。この状態で半導体ベアチップ実装装置４０を動作させて半導体ベアチップ実装を行うとアライメント精度が良くない状態で実装されてしまう。
【００２５】
そこで、半導体ベアチップ実装装置４０の稼働を停止させた後、所定時間Ｔ１（半導体ベアチップ実装装置４０が自然冷却されてその温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなるまでの時間である）経過すると、半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ２（半導体ベアチップ実装装置４０の温度が上昇してアライメント精度保証温度範囲に入るまでの時間である）空運転させ、その後半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ３（半導体ベアチップ実装装置４０が自然冷却されてその温度がアライメント精度保証温度範囲より低くなるまでの時間である）停止させ、この後半導体ベアチップ実装装置４０を所定時間Ｔ２空運転させ、再度稼働させるまで空運転と停止とを繰り返し行うようにしてある。これによって、半導体ベアチップ実装装置４０を再度稼働させたときには、半導体ベアチップ実装装置４０は温度がアライメント精度保証温度範囲内にある状態で動作を開始し、最初から半導体ベアチップはアライメント精度が保証された状態で実装される。
【００２６】
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図３に示すように動作する。
半導体ベアチップ実装装置４０の稼働の停止操作がされたことを確認すると、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０の動作を停止させる（ステップ２０、２１、２２）。
【００２７】
時間Ｔ１が経過したときに、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０を空運転を開始させ、空運転を時間Ｔ２継続させる（ステップ２３、２４、２５、２６）。
空運転が時間Ｔ２継続したときに、時間Ｔを零に設定し、半導体ベアチップ実装装置４０の空運転を停止させ、停止状態を時間Ｔ３継続させる（ステップ２７、２８、２９）。
【００２８】
時間Ｔ３の間に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させる操作がされない場合には、再度空運転を開始させる（ステップ３０、２５）。
上記の時間Ｔ３の間に半導体ベアチップ実装装置４０を稼働された場合には、半導体ベアチップ実装装置４０を稼働させる（ステップ３１）。
（３）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差等に着目した方策
図４（Ａ），（Ｂ）は半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３の撮像面に対応するカメラ視野８０を示す。視野８０は、Ｘ方向上に５１２画素、Ｙ方向上に４８０画素がマトリクス状に並んだ５１２×４８０個の画素８１を有する。図５（Ａ），（Ｂ）は基板認識用ＣＣＤカメラ４４の撮像面に対応するカメラ視野８２を示す。視野８２は、Ｘ方向上に５１２画素、Ｙ方向上に４８０画素がマトリクス状に並んだ５１２×４８０個の画素８３を有する。
【００２９】
半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３において、一つの画素８１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法はａμｍと定めてある。基板認識用ＣＣＤカメラ４４においても、一つの画素８３当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法はａμｍと定めてある。ここで、カメラ４３のレンズは僅かであるとはいえ収差を有する。よって、カメラ視野８０のうち周辺部の一つの画素８１−２当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法は、カメラ視野８０の中央部の一つの画素８１−１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法ａμｍと若干相違する。このことは、基板認識用ＣＣＤカメラ４４についても同じである。これが、アライメント精度を損ねる。
【００３０】
そこで、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３については、図４（Ａ）に示すように半導体ベアチップ認識マーク３０の像３０Ａを最初にとらえたときにこれを本認識せずにとりあえず予備認識し、半導体ベアチップ１０を適宜移動させて図４（Ｂ）に示すように半導体ベアチップ認識マーク像３０Ａをカメラ視野８０の中央部でとらえたときに始めて半導体ベアチップ認識マーク像３０Ａを本認識し、同じく、基板認識用ＣＣＤカメラ４４についても、図５（Ａ）に示すようにプリント基板認識マーク３１の像３１Ａを最初にとらえたときにこれを本認識せずにとりあえず予備認識し、プリント基板２０を適宜移動させて図５（Ｂ）に示すようにプリント基板認識マーク像３１Ａをカメラ視野８２の中央部でとらえたときに始めてプリント基板認識マーク像３１Ａを本認識し、これに基づいて、半導体ベアチップをプリント基板上に実装するためのアライメントのため演算を行うようにしてある。
【００３１】
このため、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４のレンズの収差が原因でのアライメント誤差が発生しないようになり、よって、半導体ベアチップ１０はプリント基板２０上に精度良く実装される。
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図６に示すように動作する。
【００３２】
先ず、半導体ベアチップ認識マーク３０の像３０Ａを最初にとらえたときにこれを予備認識する（ステップ４０）。
次に、像３０Ａのカメラ視野８０の中央からのずれ量Ｅ１（図４（Ａ）参照）を算出する（ステップ４１）。
次に、図４（Ｂ）に示すように、像３０Ａがカメラ視野８０の中央にくるように半導体ベアチップ１０（ヘッド４１）を移動させる（ステップ４２）。次いで像３０Ａを本認識する（ステップ４３）。次いで、半導体ベアチップ認識マーク３０の位置を算出して求める（ステップ４４）。
【００３３】
次に、上記の動作をプリント基板認識マーク３１について行う。即ち、プリント基板認識マーク３１の像３１Ａを最初にとらえたときにこれを予備認識し（ステップ４５）、像３１Ａのカメラ視野８２の中央からのずれ量Ｅ２（図５（Ａ）参照）を算出し（ステップ４６）、図５（Ｂ）に示すように、像３１Ａがカメラ視野８２の中央にくるようにプリント基板２０（ステージ４２）を移動させ（ステップ４７）、像３１Ａを本認識し（ステップ４８）、次いで、プリント基板認識マーク３１の位置を算出して求める（ステップ４９）。
【００３４】
次いで、ステップ４４及びステップ４９で求めた位置に基づいて半導体ベアチップ１０をプリント基板２０に搭載する位置を算出する（ステップ５０）。半導体ベアチップ１０をプリント基板２０上の実装予定部２１に到るようにヘッド４１及びステージ４２を移動させる（ステップ５１）。次いで、実装指令を出す（ステップ５２）。
（４）半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の熱膨張に着目した方策
半導体ベアチップ実装装置４０内部の温度変化は半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の温度に影響を与え、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４の温度が変化するとレンズ等が熱膨張収縮し、先に述べたように画素８１−１当たりの半導体ベアチップ１０上での寸法及び画素８３−１当たりのプリント基板２０上での寸法が、本来の寸法から微妙に変化（この変化量をオフセット値という）し、アライメント精度が損なわれる。
【００３５】
そこで、予め、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４について、実際の温度と基準の動作温度との差とオフセット値との関係を求め、オフセットテーブルを用意しておき、これを当てはめてオフセット補正をしてマウント用ヘッド移動機構４５及びステージ移動機構４６を動作させてアライメントを行うようにしている。これによって、アライメントの高精度化が図れる。
【００３６】
なお、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ４３及び基板認識用ＣＣＤカメラ４４は半導体ベアチップ実装装置４０を空運転させても温度が上昇しにくい。よって、オフセットテーブルを利用した補正が効果的である。
上記の動作を行わせるため制御装置６０を構成するマイクロコンピュータは、図７に示すように動作する。
【００３７】
先ず、温度センサ５８、５９が検知している温度を確認する（ステップ６０）。
次いで、メモリーに記憶されているオフセットテーブルを読みだし、参照し、温度を当てはめてオフセット値を決定する（ステップ６１、６２）。
次いで、決定されたオフセット値によってオフセット補正を行い（ステップ６３）、このオフセット補正したデータに基づいて実装指令を出す（ステップ６４）。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、検出した温度が所定温度範囲より低い場合には、マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、ステージが基板が固定されていない状態でマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なって温度を上昇させ、空運転を温度が上昇して所定温度範囲内に入るまで続けて行い、検出した温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転を休止させて温度を低下させ、運転の休止を温度が低下して所定温度範囲内に入るまで続ける構成としたことを停止させるようにしため、半導体ベアチップ実装動作が半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲内にある状態で行われるため、半導体ベアチップ実装を常に良好なアライメント精度で行うことが出来る。また、半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲から外れてアライメント精度が低下すると、空運転等を行って半導体ベアチップ実装装置の温度を所定温度範囲内に入れるようにしているため、半導体ベアチップ実装動作が中断している時間を短く出来、よって、半導体ベアチップ実装作業を能率良く行うことが出来る。
【００３９】
また、請求項１の発明によれば、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出することに加えて、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてからの時間の計測をして、経過時間が所定時間を越えた場合には、該半導体ベアチップ実装装置を始動させた場合に該該半導体ベアチップ実装装置が上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せずにマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なうようにしたため、停止していた半導体ベアチップ実装装置を再度稼働させたときには、半導体ベアチップ実装装置は温度がアライメント精度保証温度範囲内にある状態で動作を開始し、最初から半導体ベアチップをアライメント精度が保証された状態で実装することが出来る。
【００４１】
請求項２の発明によれば、半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、検出した温度が所定温度範囲より低い場合には、マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、ステージが基板が固定されていない状態でマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なって温度を上昇させ、空運転を温度が上昇して所定温度範囲内に入るまで続けて行い、検出した温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転を休止させて温度を低下させ、運転の休止を温度が低下して所定温度範囲内に入るまで続ける構成としたことを停止させるようにしたため、半導体ベアチップ実装動作が半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲内にある状態で行われるため、半導体ベアチップ実装を常に良好なアライメント精度で行うことが出来る。また、半導体ベアチップ実装装置の温度が所定温度範囲から外れてアライメント精度が低下すると、空運転等を行って半導体ベアチップ実装装置の温度を所定温度範囲内に入れるようにしているため、半導体ベアチップ実装動作が中断している時間を短く出来、よって、半導体ベアチップ実装作業を能率良く行うことが出来る。
また、請求項２の発明によれば、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出することに加えて、該マウント用ヘッドに保持された半導体ベアチップの認識マークを認識する半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び該ステージに固定された基板の認識マークを認識する基板認識用ＣＣＤカメラの温度を温度センサで検出し、この温度センサが検知した温度をオフセットテーブルに当てはめてオフセット値を求め、該オフセット値を考慮した位置情報に基づいて該マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作するようにしたため、半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び基板認識用ＣＣＤカメラの温度のよる影響がないように出来、その分半導体ベアチップのアライメント精度の向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる半導体ベアチップ実装装置を示す図である。
【図２】半導体ベアチップ実装装置の実装動作中の動作のフローチャートである。
【図３】半導体ベアチップ実装装置の稼働を停止させ、その後稼働させるときの動作のフローチャートである。
【図４】半導体ベアチップの認識マークの予備認識及び本認識を説明する図である。
【図５】プリント基板の認識マークの予備認識及び本認識を説明する図である。
【図６】アライメント動作のフローチャートである。
【図７】オフセットテーブルを利用したアライメント動作のフローチャートである。
【図８】半導体ベアチップがフリップチップ方式で実装されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 半導体ベアチップ
１４ スタッドバンプ
２０ プリント基板
２１ 半導体ベアチップ実装予定部
２２ 電極
２３ 熱硬化された熱硬化性接着剤
３０ 半導体ベアチップの認識マーク
３０Ａ 半導体ベアチップの認識マークの像
３１ プリント基板の認識マーク
３１Ａ プリント基板の認識マークの像
４０ 半導体ベアチップ実装装置
４１ マウント用ヘッド
４２ ステージ
４３ 半導体ベアチップマーク認識用ＣＣＤカメラ
４４ プリント基板マーク認識用ＣＣＤカメラ
４５ マウント用ヘッド移動機構
４６ ステージ移動機構
４７、４９ 送り用のボールねじ
４８、５０ モータ
５１ 画像処理部
５２ 演算制御部
６０ 制御回路
６１ 時計
８０、８２ カメラ視野
８１、８３ 画素
Claims (2)
- 半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてからの時間の計測をして、該半導体ベアチップ実装装置が最後の動作をしてから所定時間を経過後に該半導体ベアチップ実装装置を始動させる場合には上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せずにマウント用ヘッド移動機構及びステージ移動機構が動作する空運転を行なうようにしたことを特徴とする半導体ベアチップ実装方法。 - 半導体ベアチップを保持するマウント用ヘッドを動かすマウント用ヘッド移動機構及び基板が固定されるステージを動かすステージ移動機構が動作して半導体ベアチップを基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法において、
該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度を検出し、該半導体ベアチップ実装装置の内部の温度が所定温度範囲より低い場合には、上記マウント用ヘッドが半導体ベアチップを保持せず、上記ステージが基板が固定されていない状態で上記マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作する空運転を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続けて行い、上記温度が所定温度範囲より高い場合には、半導体ベアチップ実装装置の運転の休止を上記温度が所定温度範囲内に入るまで続ける構成とし、
且つ、該マウント用ヘッドに保持された半導体ベアチップの認識マークを認識する半導体ベアチップ認識用ＣＣＤカメラ及び該ステージに固定された基板の認識マークを認識する基板認識用ＣＣＤカメラの温度を温度センサで検出し、この温度センサが検知した温度をオフセットテーブルに当てはめてオフセット値を求め、該オフセット値を考慮した位置情報に基づいて該マウント用ヘッド移動機構及び該ステージ移動機構が動作するようにしたことを特徴とする半導体ベアチップ実装方法。
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-
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