JP4053666B2

JP4053666B2 - Semiconductor device handling method and apparatus

Info

Publication number: JP4053666B2
Application number: JP25389998A
Authority: JP
Inventors: 健二下川; 宏平巽; 英児橋野
Original assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP2000091353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの実装工程においてその表面の電極にバンプを形成する際、導電性ボール（半田ボール）が仮固定された半導体デバイスを工程間で移動もしくは移載するためのハンドリング方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体デバイスの電極（電極パッド）と、プリント配線板等の電極部あるいはＴＡＢテープのインナーリード等とを接続するための方法として、微小導電性ボールで形成されたバンプを介して両者を接合する方法が知られている（所謂ボールバンプ法）。このバンプを形成する際に、半導体デバイスの電極に対応する多数の配列孔を有し、各配列孔に微小導電性ボールを列設配置するようにした配列用基板が使用される。
【０００３】
このバンプ形成において、たとえば半導体デバイスの電極パッドにバンプを形成する場合、電極のある表面に予めフラックスを供給しておき、微小導電性ボールを電極に仮配列した後リフローする方法が一般的である。
【０００４】
ここで半田バンプの形成方法の１例を概略説明する。
図６は、この種の半田バンプの形成方法の主要工程を示している。図６（Ａ）において、半導体デバイス１にフラックス２を供給する。フラックス２の供給方法としては、たとえば印刷あるいはディスペンサを用いて電極部分のみ、または電極がある表面全体に供給する。フラックス２を供給された半導体デバイス１は所定のトレーに配置される。
【０００５】
つぎに、トレーから半導体デバイス１をピックアップして、バンプ用半田ボール搭載ステージに移載する。この半田ボール搭載ステージにおいて、図６（Ｂ）のようにフラックス２の粘着力で表面の電極に半田ボール３を仮固定する。半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１は、もとのトレーの所定位置に戻される。
【０００６】
つぎに、半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１は、リフロー炉に搬送され、半田の融点以上の温度に加熱される。このリフロー炉で溶融した半田ボール３は、図６（Ｃ）のように電極に接合される。なお、このリフロー工程は、トレーごと一緒に行ってもよい。その後、余分なフラックスを洗浄除去することで図６（Ｄ）のように半田バンプ４が形成される。なお、この洗浄工程は、トレーごと一緒に洗浄槽に入れて行ってもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバンプ形成方法において特に半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１をピックアップする際、たとえば図７に示したようにコレット１００を用いて、矢印のように吸引することで半導体デバイス１をピックアップしていた。この場合、図示のようにコレット１００の開口部１００ａを半導体デバイス１の周縁部にあててバキュームをかけるが、このバキュームによる吸引力で半田ボール３が脱落し、あるいは半導体デバイス１の表面に供給されているフラックス２が吸引口１００ａあるいは１００ｂ付近に付着する等の問題があった。
【０００８】
また、半導体デバイスの表面中心部を吸引することでピックアップする方法もある。ところが、この方法では表面中心部にも電極が配置されている所謂エリア配置の半導体デバイスに対しては、実質的に適用不可能となる。
このように半導体デバイスを工程間で移動もしくは移載させるハンドリングの際に、上記のように半田ボールの脱落をはじめ種々の不都合があった。
【０００９】
本発明はかかる実情に鑑み、半導体デバイスの実装工程において特に円滑かつ安定して半導体デバイスを搬送可能な半導体デバイスのハンドリング方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体デバイスのハンドリング方法は、半導体デバイスの表面にフラックスを供給し、その粘着力で前記表面の電極に導電性ボールを仮固定し、この表面以外の部位であって、前記半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部を有するリフロートレーに移動する際に干渉しない、前記半導体デバイスのボール搭載面に対する側面若しくは底面の部位を機械的に支持してピックアップするようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング方法において、前記半導体デバイスの側面の上部をクランプしてピックアップすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング方法において、前記半導体デバイスの底面を、該半導体デバイスを上下動可能にするリフタ又はピックアップツールを挿入可能にする溝と、前記半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部と、を有するデバイス収容部と干渉しないように構成された、支持部面が半導体デバイス底面よりも小さいフォーク状又はアーム状ピックアップツールで支持してピックアップすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング方法において、前記半導体デバイスは、該半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部を有する受け台に載置され、前記受け台の上表面の空きスペースを吸引してピックアップするようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング装置は、表面に供給されたフラックスの粘着力で前記表面の電極に導電性ボールが仮固定された半導体デバイスをハンドリングする装置であって、前記表面以外の部位であって、前記半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部を有するリフロートレーに移動する際に干渉しない、前記半導体デバイスのボール搭載面に対する側面若しくは底面の部位を機械的に支持して前記半導体デバイスをピックアップするピックアップ手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング装置において、前記ピックアップ手段として、前記半導体デバイスの側面の上部をクランプしてピックアップするように構成された手段を含んでいることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング装置において、前記ピックアップ手段として、前記半導体デバイスの底面を、該半導体デバイスを上下動可能にするリフタ又はピックアップツールを挿入可能にする溝と、前記半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部と、を有するデバイス収容部と干渉しないように構成された、支持部面が半導体デバイス底面よりも小さいフォーク状又はアーム状ピックアップツールで支持してピックアップするように構成された手段を含んでいることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による半導体デバイスのハンドリング装置において、前記ピックアップ手段として、前記半導体デバイスを載置する、該半導体デバイスを収容する略同形状の凹型開口部を有する受け台の上表面の空きスペースを吸引してピックアップするように構成された手段を含んでいることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、特に導電性ボールを用いてバンプ形成する方法において、半導体デバイスを工程間でハンドリングすべく、半田ボールが仮固定された半導体デバイスをピックアップする際、電極のある表面以外の部位であって、リフロートレーに移動する際に干渉しない部位に機械的に作用してピックアップする。つまり典型的には半導体デバイスの側面の上部をクランプし、あるいは半導体デバイスの底面を、デバイス収容部と干渉しないように構成された、フォーク状又はアーム状ピックアップツールで支持してピックアップするというものである。
【００１９】
このように導電性ボールが仮固定状態で搭載されている半導体デバイスの表面に対しては、吸引力等何ら機械的力を作用させない。したがって、ハンドリング中に導電性ボールが脱落する等の危険が全くなく、導電性ボールの仮固定状態を適正に維持しながら、半導体デバイスを工程間で移動もしくは移載することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき従来例と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明による半導体デバイスのハンドリング方法および装置の好適な実施の形態を説明する。
【００２１】
この実施形態では半導体デバイスの実装工程において、半田ボール（導電性ボール）を用いて表面の電極にバンプを形成するものとする。また、前述したようにこの半田バンプの形成方法において、半導体デバイス１にフラックス２を供給し、フラックス２を供給された半導体デバイス１は所定のトレーに配置される。トレーから半導体デバイス１をピックアップして、半田ボール搭載ステージに移載し、フラックス２の粘着力で表面の電極に半田ボール３を仮固定する。半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１を、もとのトレーの所定位置に戻し、リフロー炉に搬送して、リフロー炉で溶融した半田ボール３が電極に接合されるものとする。
【００２２】
本発明は、表面の電極に半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１をハンドリングする際、その表面以外の部位に機械的に作用して半導体デバイス１をピックアップするというものである。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるハンドリング装置１０の要部構成と主要工程を順に示している。
図１（Ａ）において、半導体デバイス１の電極がある表面全体にフラックス２を供給され、半田ボール搭載ステージで半田ボール３が仮固定される。半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１は、半田ボール搭載ステージのトレー２０上に置かれている。
【００２４】
図１（Ｂ）において、トレー２０上に置かれた半導体デバイス１はつぎに、もとのトレーの所定位置に戻され、あるいは後述するリフロー用トレーに移載される。この場合、半導体デバイス１をピックアップするピックアップ手段として、半導体デバイス１の側面をクランプしてピックアップするように構成されたクランプ式ピックアップツール１１を含んでいる。
【００２５】
このクランプ式ピックアップツール１１は、半導体デバイス１をその両側面にて挟持するように構成された一対の爪１１ａ，１１ａを有している。また、図示しない駆動機構によって上下動および水平移動可能に支持されている。この例では半導体デバイス１の側面の上部を挟持し、リフロー用トレーに移載する際に干渉しないようにする。
【００２６】
図１（Ｃ）において、半導体デバイス１はピックアップツール１１により、たとえばこの例のようにリフロー用トレー２１まで搬送され、トレー２１に移載される。このようにフラックス２の供給から半田ボール搭載ステージを経て、リフロー用トレー２１に移載する間にバキューム等の吸引手段を用いずに、半導体デバイス１の側面をクランプしてハンドリングすることで半田ボール３の脱落等を完全になくすることができる。
【００２７】
つぎに図２は、本発明の第２の実施形態を示している。
図２（Ａ）において、半導体デバイス１の電極がある表面全体にフラックス２を供給され、半田ボール搭載ステージで半田ボール３が仮固定される。半田ボール３が仮固定された半導体デバイス１は、半田ボール搭載ステージのトレー２０上に置かれている。この例ではトレー２０にリフタ２２が装着されている。このリフタ２２は、図示しない駆動機構によって所定タイミングで上下動可能に構成される。半導体デバイス１は図示のように、リフタ２２によって一旦持ち上げられる。
【００２８】
図２（Ｂ）において、リフタ２２によって持ち上げられた半導体デバイス１はつぎに、もとのトレーの所定位置に戻され、あるいは後述するリフロー用トレー２１に移載される。この場合、半導体デバイス１をピックアップするピックアップ手段として、半導体デバイス１の底面を支持してピックアップするように構成されたフォーク状ピックアップツール１２を含んでいる。
【００２９】
このフォーク状ピックアップツール１２は、リフタ２２と干渉しないように構成されたフォーク状の支持部１２ａを有している。また、図示しない駆動機構によって上下動および水平移動可能に支持されている。半導体デバイス１は図示のように、その底面を支持される。ここで底面の支持は、吸引や溝等によるチップの固定手段を含んでもよい。
【００３０】
図２（Ｃ）において、半導体デバイス１はピックアップツール１２により、たとえばリフロー用トレー２１まで搬送され、トレー２１に移載される。この例ではまた、トレー２１にリフタ２３が装着されている。このリフタ２３は、図示しない駆動機構によって所定タイミングで上下動可能に構成される。半導体デバイス１はトレー２１に移載される際、上昇位置で待機しているリフタ２３上に置かれる。そして図２（Ｄ）のようにリフタ２３を下降させることで、図示のように半導体デバイス１を移載することができる。
【００３１】
この例でもフラックス２の供給から半田ボール搭載ステージを経て、リフロー用トレー２１に移載する間に、半導体デバイス１の底面を支持してハンドリングすることで半田ボール３の脱落等を完全になくすることができる。
【００３２】
つぎに図３および図４は、本発明の第３の実施形態を示している。
この第３の実施形態において半導体デバイス１は、たとえば半田ボール搭載ステージのトレー２０上に置かれる。第３の実施形態に係るトレー２０には図示のように、後述するピックアップツール１３が適度な隙間で挿入し得るように形成された溝２４が設けられている。溝２４は図３（Ａ）に示されるように、トレー２０のデバイス収容部２０ａをさらに堀り下げることで形成することができる。また、図３（Ｂ）の例に示すように４個どりのトレー２０の場合、トレー２０の一方向に沿って形成するとよい。
なお、デバイス収容部２０ａは複数でもよく、たとえばトレー２０の周辺部に沿って縦・横それぞれ３列とし、この場合ピックアップツール１３によってピックアップし得るためにトレー２０の内部領域にはデバイス収容部２０ａを設けないのが好ましい。また、縦２列で横３列以上の複数のデバイス収容部２０ａを設けることもできる。
【００３３】
第３の実施形態においてまた、半導体デバイス１をピックアップするピックアップ手段として、図４に示すように半導体デバイス１の底面を支持してピックアップするように構成されたアーム状ピックアップツール１３を含んでいる。
【００３４】
ピックアップツール１３は、トレー２０のデバイス収容部２０ａと干渉しないように構成されたアームの支持部１３ａを有している。ピックアップツール１３は、図示しない駆動機構によって上下動および水平移動可能に支持されている。半導体デバイス１はピックアップツール１３によって、図３のようにその底面を支持される。
【００３５】
半導体デバイス１はピックアップツール１３により、たとえばリフロー用トレー２１まで搬送され、トレー２１に移載される。第３の実施形態においては、リフロー用トレー２１のデバイス収容部２１ａにも、トレー２０の場合と同様にピックアップツール１３が適度な隙間で挿入し得るように形成された溝２５が設けられる。この例でも半導体デバイス１のハンドリング中に半田ボール３の脱落等を完全になくすることができるが、たとえば第２の実施形態に係るリフタ２２およびリフタ２３やそれらの駆動機構等が省略されるため構成の簡素化を図ることができる。
【００３６】
つぎに図５は、本発明の第４の実施形態を示している。
この第４の実施形態において半導体デバイス１は、たとえば半田ボール搭載ステージのトレー２０上に置かれる。第４の実施形態に係るトレー２０において、図示のように半導体デバイス１を載置する受け台２６を備えている。半導体デバイス１はこの受け台２６を介して、たとえばトレー２０のデバイス収容部２０ａに収容される。
【００３７】
なお、受け台２６に半導体デバイス１を固定する場合、図５に示すように凹部２６ａを設けて、この凹部２６ａに半導体デバイス１を収容することで固定することができる。あるいはまた、このような凹部２６ａを設ける代わりに、たとえば受け台２６上の所定部位にゲル状の粘着物を塗布しておき、この粘着物によって半導体デバイス１を固定するようにしてもよい。
【００３８】
第４の実施形態においてまた、ピックアップ手段として、たとえば図５（Ｂ）に示すように半導体デバイス１を載置する受け台２６の所定部位を吸引してピックアップするように構成された吸引式ピックアップツール１４を含んでいる。このピックアップツール１４は、受け台２６の上表面の空きスペースに吸着する吸着パッド１４ａを有している。ピックアップツール１４はまた、図示しない駆動機構によって上下動および水平移動可能に支持されている。半導体デバイス１はピックアップツール１４によって、受け台２６を介して支持される。
【００３９】
なお、第４の実施形態において、吸引式ピックアップツール１４の代わりに、前述の第２の実施形態あるいは第３の実施形態でそれぞれ説明したフォーク状ピックアップツール１２またはアーム状ピックアップツール１３と実質的に同等な手段を用い、これらのピックアップ手段によって受け台２６をピックアップすることも可能である。
【００４０】
上記実施形態において、基本的には単一の半導体デバイス１をピックアップする例を説明したが、その他たとえば図３（Ｂ）に示したような複数個どりのトレーに対しても本発明を適用可能である。つまりそのようなトレーを一括でピックアップすることで生産効率を高めることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種のバンプ形成において半田ボールが仮固定状態で搭載されている半導体デバイスの表面を吸引する必要がなく、ハンドリング中の半田ボールの脱落をなくすることができる。このように半田ボールの仮固定状態を適正に維持しながら、半導体デバイスを工程間で移動もしくは移載することができるため、半導体デバイスの実装工程を大幅に効率化することができる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるハンドリング装置の要部構成と主要工程を順に示すそれぞれ断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるハンドリング装置の要部構成と主要工程を順に示すそれぞれ断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における半導体デバイス収容トレーの構成例を示す断面図および平面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるピックアップツールの構成例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態におけるハンドリング装置の要部構成と主要工程を順に示すそれぞれ断面図である。
【図６】半田バンプの形成方法の主要工程を示すそれぞれ断面図である。
【図７】従来の半導体デバイスのピックアップツールの構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１半導体デバイス
２フラックス
３半田ボール
１０ハンドリング装置
１１クランプ式ピックアップツール
１１ａ爪
１２フォーク状ピックアップツール
１３アーム状ピックアップツール
１３ａ支持部
１４吸引式ピックアップツール
２０トレー
２１リフロー用トレー
２２，２３リフタ
２４，２５溝
２６受け台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a handling method for moving or transferring a semiconductor device in which conductive balls (solder balls) are temporarily fixed between the steps when forming bumps on the electrodes on the surface in the mounting process of the semiconductor device, and Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
As a method for connecting an electrode (electrode pad) of a semiconductor device and an electrode portion of a printed wiring board or an inner lead of a TAB tape in a manufacturing process of a semiconductor device, a bump formed of a minute conductive ball is used. There is known a method of joining the two via a so-called ball bump method. When the bumps are formed, an array substrate is used which has a large number of array holes corresponding to the electrodes of the semiconductor device and in which micro conductive balls are arranged and arranged in each array hole.
[0003]
In this bump formation, for example, when a bump is formed on an electrode pad of a semiconductor device, a method is generally used in which a flux is supplied in advance to a surface on which an electrode is provided, and a minute conductive ball is temporarily arranged on the electrode and then reflowed. .
[0004]
Here, an example of a method for forming solder bumps will be outlined.
FIG. 6 shows the main steps of this type of solder bump forming method. In FIG. 6A, a flux 2 is supplied to the semiconductor device 1. As a method of supplying the flux 2, for example, printing or a dispenser is used to supply only the electrode portion or the entire surface where the electrode is present. The semiconductor device 1 supplied with the flux 2 is placed on a predetermined tray.
[0005]
Next, the semiconductor device 1 is picked up from the tray and transferred to the bump solder ball mounting stage. In this solder ball mounting stage, the solder balls 3 are temporarily fixed to the electrodes on the surface by the adhesive force of the flux 2 as shown in FIG. The semiconductor device 1 to which the solder balls 3 are temporarily fixed is returned to a predetermined position on the original tray.
[0006]
Next, the semiconductor device 1 on which the solder balls 3 are temporarily fixed is conveyed to a reflow furnace and heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder. The solder balls 3 melted in this reflow furnace are joined to the electrodes as shown in FIG. In addition, you may perform this reflow process together with the tray. Thereafter, excess solder is removed by washing, whereby solder bumps 4 are formed as shown in FIG. In addition, you may perform this washing | cleaning process by putting into a washing tank together with the tray.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when picking up the semiconductor device 1 to which the solder balls 3 are temporarily fixed in the conventional bump forming method, for example, the semiconductor device 1 is sucked as indicated by an arrow using a collet 100 as shown in FIG. Had picked up. In this case, as shown in the drawing, the opening 100a of the collet 100 is applied to the peripheral edge of the semiconductor device 1 and vacuum is applied. However, the solder ball 3 falls off or is supplied to the surface of the semiconductor device 1 by the suction force of the vacuum. There is a problem that the flux 2 is attached to the vicinity of the suction port 100a or 100b.
[0008]
There is also a method of picking up the semiconductor device by sucking the center of the surface. However, this method is substantially inapplicable to a semiconductor device having a so-called area arrangement in which an electrode is also arranged at the center of the surface.
As described above, when handling the semiconductor device to be moved or transferred between processes, there are various inconveniences such as dropping of the solder balls as described above.
[0009]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a semiconductor device handling method and apparatus capable of transporting a semiconductor device particularly smoothly and stably in a semiconductor device mounting process.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A method of handling a semiconductor device according to the present invention includes supplying a flux to the surface of a semiconductor device, temporarily fixing a conductive ball to an electrode on the surface with the adhesive force, and a portion other than the surface, wherein the semiconductor device is It is characterized in that pick-up is performed by mechanically supporting a side surface or a bottom surface portion of the semiconductor device with respect to the ball mounting surface which does not interfere when moving to a reflow tray having a concave opening of substantially the same shape to be accommodated. To do.
[0011]
In the semiconductor device handling method according to the present invention, the upper part of the side surface of the semiconductor device may be clamped and picked up.
[0012]
Further, in the semiconductor device handling method according to the present invention, the bottom surface of the semiconductor device has a groove that allows insertion of a lifter or a pickup tool that allows the semiconductor device to move up and down, and a substantially same shape that accommodates the semiconductor device. It is characterized in that the pickup is supported and picked up by a fork-shaped or arm-shaped pick-up tool whose support portion surface is configured so as not to interfere with the device housing portion having the concave opening portion and which is smaller than the bottom surface of the semiconductor device .
[0013]
In the semiconductor device handling method according to the present invention, the semiconductor device is placed on a cradle having a concave opening of substantially the same shape for accommodating the semiconductor device, and sucks an empty space on the upper surface of the cradle. It is characterized in that it was picked up.
[0014]
Further, a semiconductor device handling apparatus according to the present invention is an apparatus for handling a semiconductor device in which conductive balls are temporarily fixed to electrodes on the surface by an adhesive force of a flux supplied to the surface, and a part other than the surface a is said not to interfere when moving the reflow tray having a recessed opening of substantially the same shape for accommodating the semiconductor device, the mechanically supporting the portion of the side surface or the bottom surface to the ball mounting surface of the semiconductor device A pickup means for picking up a semiconductor device is provided.
[0015]
In the semiconductor device handling apparatus according to the present invention, the pickup means includes means configured to clamp and pick up an upper part of a side surface of the semiconductor device.
[0016]
Further, in the semiconductor device handling apparatus according to the present invention, the pick-up means accommodates the bottom surface of the semiconductor device, a lifter that allows the semiconductor device to move up and down, or a groove that allows insertion of a pick-up tool, and the semiconductor device. A concave opening having substantially the same shape, and configured so as not to interfere with the device accommodating portion, and configured to be supported and picked up by a fork-shaped or arm-shaped pick-up tool whose support surface is smaller than the bottom surface of the semiconductor device. It is characterized by including the said means.
[0017]
Further, in the semiconductor device handling apparatus according to the present invention, as the pick-up means, an empty space on the upper surface of the cradle having the substantially identical concave opening for receiving the semiconductor device is placed. And means for picking up.
[0018]
According to the present invention, particularly in a method of forming a bump using a conductive ball, when picking up a semiconductor device to which a solder ball is temporarily fixed in order to handle the semiconductor device between processes, a part other than the surface where the electrode is located Then, when moving to the reflow tray, it picks up by mechanically acting on a portion that does not interfere . In other words, the upper part of the side surface of the semiconductor device is typically clamped, or the bottom surface of the semiconductor device is picked up by being supported by a fork-shaped or arm-shaped pick-up tool configured not to interfere with the device housing portion. is there.
[0019]
Thus, no mechanical force such as a suction force is applied to the surface of the semiconductor device on which the conductive ball is mounted in a temporarily fixed state. Therefore, there is no danger of the conductive ball dropping off during handling, and the semiconductor device can be moved or transferred between processes while maintaining the temporarily fixed state of the conductive ball properly.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor device handling method and apparatus according to the present invention will be described using the same reference numerals for members that are substantially the same as or correspond to those of a conventional example based on the drawings.
[0021]
In this embodiment, bumps are formed on electrodes on the surface using solder balls (conductive balls) in the semiconductor device mounting process. Further, as described above, in this solder bump forming method, the flux 2 is supplied to the semiconductor device 1, and the semiconductor device 1 supplied with the flux 2 is placed on a predetermined tray. The semiconductor device 1 is picked up from the tray, transferred to the solder ball mounting stage, and the solder ball 3 is temporarily fixed to the surface electrode by the adhesive force of the flux 2. The semiconductor device 1 on which the solder balls 3 are temporarily fixed is returned to a predetermined position on the original tray, conveyed to a reflow furnace, and the solder balls 3 melted in the reflow furnace are joined to the electrodes.
[0022]
The present invention picks up the semiconductor device 1 by mechanically acting on a portion other than the surface when handling the semiconductor device 1 in which the solder ball 3 is temporarily fixed to the electrode on the surface.
[0023]
FIG. 1 shows the main configuration and main steps of a handling apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention in order.
In FIG. 1A, flux 2 is supplied to the entire surface where the electrodes of the semiconductor device 1 are present, and the solder balls 3 are temporarily fixed on the solder ball mounting stage. The semiconductor device 1 on which the solder balls 3 are temporarily fixed is placed on a tray 20 of a solder ball mounting stage.
[0024]
In FIG. 1B, the semiconductor device 1 placed on the tray 20 is then returned to a predetermined position on the original tray or transferred to a reflow tray described later. In this case, the pick-up means for picking up the semiconductor device 1 includes a clamp-type pick-up tool 11 configured to clamp and pick up the side surface of the semiconductor device 1.
[0025]
The clamp-type pickup tool 11 has a pair of claws 11a and 11a configured to sandwich the semiconductor device 1 on both side surfaces thereof. Further, it is supported by a drive mechanism (not shown) so as to be vertically movable and horizontally movable. In this example, the upper part of the side surface of the semiconductor device 1 is sandwiched so as not to interfere with the transfer to the reflow tray.
[0026]
In FIG. 1C, the semiconductor device 1 is transported to the reflow tray 21 by the pickup tool 11 and transferred to the tray 21 as in this example, for example. In this way, the solder ball is clamped and handled without using suction means such as vacuum while being transferred to the reflow tray 21 from the supply of the flux 2 through the solder ball mounting stage. 3 can be eliminated completely.
[0027]
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2A, the flux 2 is supplied to the entire surface where the electrodes of the semiconductor device 1 are present, and the solder balls 3 are temporarily fixed on the solder ball mounting stage. The semiconductor device 1 on which the solder balls 3 are temporarily fixed is placed on a tray 20 of a solder ball mounting stage. In this example, a lifter 22 is attached to the tray 20. The lifter 22 is configured to be movable up and down at a predetermined timing by a drive mechanism (not shown). The semiconductor device 1 is once lifted by the lifter 22 as shown.
[0028]
In FIG. 2B, the semiconductor device 1 lifted by the lifter 22 is then returned to a predetermined position of the original tray or transferred to a reflow tray 21 described later. In this case, the pick-up means for picking up the semiconductor device 1 includes a fork-shaped pick-up tool 12 configured to support and pick up the bottom surface of the semiconductor device 1.
[0029]
The fork-shaped pickup tool 12 has a fork-shaped support portion 12 a configured so as not to interfere with the lifter 22. Further, it is supported by a drive mechanism (not shown) so as to be vertically movable and horizontally movable. As shown, the semiconductor device 1 is supported on the bottom surface. Here, the support of the bottom surface may include a means for fixing the chip by suction or a groove.
[0030]
In FIG. 2C, the semiconductor device 1 is transported to, for example, a reflow tray 21 by the pickup tool 12 and transferred to the tray 21. In this example, the lifter 23 is also attached to the tray 21. The lifter 23 is configured to be movable up and down at a predetermined timing by a driving mechanism (not shown). When the semiconductor device 1 is transferred to the tray 21, the semiconductor device 1 is placed on the lifter 23 waiting at the raised position. Then, by lowering the lifter 23 as shown in FIG. 2D, the semiconductor device 1 can be transferred as shown.
[0031]
Also in this example, during the transfer from the flux 2 to the reflow tray 21 through the solder ball mounting stage, the bottom surface of the semiconductor device 1 is supported and handled, so that the solder balls 3 are completely removed. be able to.
[0032]
Next, FIG. 3 and FIG. 4 show a third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, the semiconductor device 1 is placed on a tray 20 of a solder ball mounting stage, for example. As shown in the figure, the tray 20 according to the third embodiment is provided with a groove 24 formed so that a pickup tool 13 to be described later can be inserted with an appropriate gap. As shown in FIG. 3A, the groove 24 can be formed by further deepening the device accommodating portion 20a of the tray 20. Further, as shown in the example of FIG. 3B, in the case of four trays 20, it is preferable to form along one direction of the tray 20.
There may be a plurality of device accommodating portions 20a. For example, the device accommodating portions 20a are arranged in three rows along the periphery of the tray 20 in each of the vertical and horizontal directions. Is preferably not provided. Also, a plurality of device accommodating portions 20a having two vertical rows and three horizontal rows or more can be provided.
[0033]
In the third embodiment, the pick-up means for picking up the semiconductor device 1 includes an arm-like pick-up tool 13 configured to support and pick up the bottom surface of the semiconductor device 1 as shown in FIG.
[0034]
The pickup tool 13 has an arm support portion 13 a configured so as not to interfere with the device housing portion 20 a of the tray 20. The pickup tool 13 is supported by a drive mechanism (not shown) so as to be movable up and down and horizontally. The bottom surface of the semiconductor device 1 is supported by the pickup tool 13 as shown in FIG.
[0035]
The semiconductor device 1 is transported to, for example, the reflow tray 21 by the pickup tool 13 and transferred to the tray 21. In the third embodiment, the device accommodating portion 21a of the reflow tray 21 is also provided with a groove 25 formed so that the pickup tool 13 can be inserted with an appropriate gap as in the case of the tray 20. In this example as well, it is possible to completely eliminate the dropping of the solder balls 3 during the handling of the semiconductor device 1, but for example, the lifter 22 and the lifter 23 according to the second embodiment, their drive mechanism, etc. are omitted. The configuration can be simplified.
[0036]
Next, FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, the semiconductor device 1 is placed on a tray 20 of a solder ball mounting stage, for example. The tray 20 according to the fourth embodiment includes a cradle 26 on which the semiconductor device 1 is placed as illustrated. The semiconductor device 1 is accommodated, for example, in the device accommodating portion 20a of the tray 20 through the cradle 26.
[0037]
In addition, when fixing the semiconductor device 1 to the cradle 26, as shown in FIG. 5, it can fix by providing the recessed part 26a and accommodating the semiconductor device 1 in this recessed part 26a. Alternatively, instead of providing such a recess 26a, for example, a gel-like adhesive may be applied to a predetermined portion on the cradle 26, and the semiconductor device 1 may be fixed by this adhesive.
[0038]
Also, in the fourth embodiment, as a pick-up means, for example, as shown in FIG. 5B, a suction type pick-up tool configured to suck and pick up a predetermined portion of a cradle 26 on which the semiconductor device 1 is placed. 14 is included. The pick-up tool 14 has a suction pad 14 a that sucks into an empty space on the upper surface of the cradle 26. The pickup tool 14 is also supported by a drive mechanism (not shown) so as to be movable up and down and horizontally. The semiconductor device 1 is supported by the pickup tool 14 via the cradle 26.
[0039]
In the fourth embodiment, instead of the suction pickup tool 14, the fork-like pickup tool 12 or the arm-like pickup tool 13 described in the second embodiment or the third embodiment is substantially used. It is also possible to pick up the cradle 26 with these pickup means using equivalent means.
[0040]
In the above embodiment, an example in which a single semiconductor device 1 is picked up has been basically described. However, the present invention can also be applied to a plurality of trays as shown in FIG. It is. In other words, production efficiency can be increased by picking up such trays in a lump.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to suck the surface of the semiconductor device on which the solder ball is temporarily mounted in this type of bump formation, and the solder ball is not dropped during handling. Can do. As described above, the semiconductor device can be moved or transferred between processes while properly maintaining the temporarily fixed state of the solder balls, so that the semiconductor device mounting process can be made more efficient. Have.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a main part configuration and main processes of a handling device according to a first embodiment of the present invention in order.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views sequentially showing a main part configuration and main steps of a handling apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a configuration example of a semiconductor device storage tray according to a third embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration example of a pickup tool according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views sequentially showing a main configuration and main steps of a handling device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing main processes of a method for forming solder bumps.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional pick-up tool for a semiconductor device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 2 Flux 3 Solder ball 10 Handling apparatus 11 Clamp type pick-up tool 11a Claw 12 Fork-shaped pick-up tool 13 Arm-shaped pick-up tool 13a Support part 14 Suction-type pick-up tool 20 Tray 21 Reflow tray 22, 23 Lifter 24, 25 Groove 26 cradle

Claims

Flux is supplied to the surface of the semiconductor device, and the conductive ball is temporarily fixed to the electrode on the surface by the adhesive force, and a concave opening having a substantially same shape that accommodates the semiconductor device is a part other than the surface. A method for handling a semiconductor device, characterized in that pick-up is performed by mechanically supporting a side surface or a bottom surface portion of the semiconductor device with respect to a ball mounting surface, which does not interfere when moving to a reflow tray.

2. The semiconductor device handling method according to claim 1, wherein an upper part of a side surface of the semiconductor device is clamped and picked up.

The bottom surface of the semiconductor device ,
The semiconductor device is configured so as not to interfere with a device accommodating portion having a groove that allows insertion of a lifter or a pickup tool that allows the semiconductor device to be moved up and down, and a substantially identical concave opening that accommodates the semiconductor device .
2. The method of handling a semiconductor device according to claim 1, wherein the pick-up is supported by a fork-shaped or arm-shaped pick-up tool whose support portion surface is smaller than the bottom surface of the semiconductor device .

The semiconductor device is mounted on a cradle having a concave opening of substantially the same shape that accommodates the semiconductor device, and an empty space on the upper surface of the cradle is sucked and picked up. A method for handling a semiconductor device according to claim 1.

An apparatus for handling a semiconductor device in which a conductive ball is temporarily fixed to an electrode on the surface by the adhesive force of a flux supplied to the surface,
A portion other than the surface, said no interference when moving to reflow tray having a recessed opening of substantially the same shape for accommodating the semiconductor device, mechanical sites side or bottom relative to the ball-mounting surface of the semiconductor device A semiconductor device handling apparatus, comprising: pick-up means for picking up the semiconductor device supported by the device.

The semiconductor device handling apparatus according to claim 5,
An apparatus for handling a semiconductor device, characterized in that the pickup means includes means configured to clamp and pick up an upper portion of a side surface of the semiconductor device.

The semiconductor device handling apparatus according to claim 5,
As the pickup means, the bottom surface of the semiconductor device ,
The semiconductor device is configured so as not to interfere with a device accommodating portion having a groove that allows insertion of a lifter or a pickup tool that allows the semiconductor device to be moved up and down, and a substantially identical concave opening that accommodates the semiconductor device .
An apparatus for handling a semiconductor device, comprising means configured to support and pick up with a fork-like or arm-like pick-up tool whose support surface is smaller than the bottom surface of the semiconductor device .

The semiconductor device handling apparatus according to claim 5,
The pick-up means includes means configured to suck and pick up an empty space on the upper surface of a cradle having a concave opening of substantially the same shape for mounting the semiconductor device and accommodating the semiconductor device. A device for handling a semiconductor device.