JP4768731B2 - Flip chip mounting deviation inspection method and mounting apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、半導体チップと回路基板のフリップチップ実装に関するものであり、実装後の実装位置ずれ検査をX線撮像装置や赤外線顕微鏡などのベアチップ内部の観察手段を用いずに、画像処理で外観測定のみで実装ずれを簡単に測定できるフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置に関する。   The present invention relates to flip chip mounting of a semiconductor chip and a circuit board, and the mounting position deviation inspection after mounting is performed by image processing without using observation means inside the bare chip such as an X-ray imaging device or an infrared microscope. The present invention relates to a flip-chip mounting deviation inspection method and a mounting apparatus that can easily measure mounting deviations.

従来のフリップチップ実装後の実装ずれの検査は、アライメントマーク面が基板の回路面に接するために外観からの検査は不可能であった。そのため、フリップチップの実装ずれの検査を行うには、X線撮像装置や赤外線顕微鏡などで測定波をフリップチップを透過させて、フリップチップのバンプ位置と基板のパターンとの位置関係を目視または画像処理により測定する検査方法が行われていた(例えば特許文献1)。   The conventional inspection of mounting deviation after flip chip mounting cannot be performed from the appearance because the alignment mark surface is in contact with the circuit surface of the substrate. Therefore, in order to inspect the flip chip mounting displacement, the measurement wave is transmitted through the flip chip with an X-ray imaging apparatus or an infrared microscope, and the positional relationship between the flip chip bump position and the substrate pattern is visually or imaged. An inspection method for measuring by processing has been performed (for example, Patent Document 1).

一方、電子回路の実装では電極接合部に不良があると、電子回路が正常に動作しないので、実装後、できるだけ早く実装位置ずれ検査を実施する方が良い。実装検査が後工程になるほど、実装不良による製品の修理や廃棄が問題となる。しかしながら、X線撮像装置や赤外線顕微鏡などは高価であり、通常、検査はオフラインでサンプリングされた実装基板に対して行われている。そして、フリップチップ実装直後に実装位置の検査をできるように、X線撮像装置や赤外線顕微鏡を実装装置に取り付けようとしても、設備が複雑になり、また、タクトタイムがアップする問題があった。
特開平11−183406号公報
On the other hand, when the electronic circuit is mounted, if there is a defect in the electrode joint portion, the electronic circuit does not operate normally. The later the mounting inspection is, the more problematic the repair or disposal of the product is due to mounting defects. However, X-ray imaging devices, infrared microscopes, and the like are expensive, and inspection is usually performed on a mounting substrate sampled offline. Further, even if an X-ray imaging apparatus or an infrared microscope is attached to the mounting apparatus so that the mounting position can be inspected immediately after flip chip mounting, there are problems that the facilities are complicated and the tact time is increased.
JP-A-11-183406

そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、高価なX線撮像装置や赤外線顕微鏡を用いることなく、フリップチップと基板の実装後の実装位置ずれ検査を可能とする、フリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置を提供することにある。   Accordingly, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a flip chip mounting displacement inspection method that enables a mounting position displacement inspection after mounting a flip chip and a substrate without using an expensive X-ray imaging apparatus or infrared microscope. And providing a mounting apparatus.

上記課題を解決するために、本発明においては以下のフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置が提供される。   In order to solve the above problems, the present invention provides the following flip-chip mounting deviation inspection method and mounting device.

(1)まず、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第1の角部とを第1のCCDカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第1の角部との位置関係を計測し、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第2のCCDカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第1の角部と同じ位置の第2の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第2の角部との位置関係を計測して、第1の角部の基準点と第2の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。 (1) First, in flip chip mounting in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board, before flip chip mounting, the flip chip alignment mark and the flip chip plane first viewed from the direction side recognizing the flip chip alignment mark are identified. The first corner is recognized by image processing with a first CCD camera to measure the positional relationship between the alignment mark and the first corner of the flip chip, and after flip chip mounting, the circuit surface of the flip chip By recognizing the alignment mark of the substrate and the second corner at the same position as the first corner of the flip chip by image processing with a second CCD camera from the opposite side of the substrate, The positional relationship between the alignment mark and the second corner is measured, and the reference point of the first corner and the reference of the second corner To calculate the relative positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position of the alignment mark on the flip chip, and calculate the amount of deviation from the predetermined mounting positional relationship. Provided is a flip-chip mounting deviation inspection method characterized by performing pass / fail judgment.

(2)また、上記(1)の方法において、第1のCCDカメラと第2のCCDカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。 (2) Further, in the method of (1), a flip chip mounting deviation inspection method is provided, wherein the first CCD camera and the second CCD camera also serve as position correcting means.

(3)また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持し、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第2の角部を、フリップチップの上側に配置した上CCDカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第1の角部とを、フリップチップの下側に配置した下CCDカメラで画像認識し、フリップチップ実装後に、2視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識し、前記第1の角部と前記第2の角部の位置関係から2視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第1の角部または第2の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。 (3) Further, in flip chip mounting in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board, the flip chip is sucked and held on a chip slider constituting a chip holding plate by a transparent member, and before flip chip mounting, The upper corner of the flip chip is used to recognize the image by the upper CCD camera, and the lower CCD camera has the alignment mark on the lower surface of the flip chip and the first corner disposed below the flip chip. After image recognition and flip chip mounting, the two-view camera recognizes the image of the alignment mark of the substrate and the corner of the mounted flip chip, and 2 from the positional relationship between the first corner and the second corner. The position data of the corner recognized by the camera of the field of view is selected as the first corner or the second corner, and the position of the alignment mark on the substrate is selected. Measure the positional relationship with the position data of the corner of the flip chip, calculate the relative positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position of the alignment mark on the flip chip, and calculate the amount of deviation from the predetermined mounting position Thus, there is provided a flip chip mounting deviation inspection method characterized by determining whether the mounting deviation after flip chip mounting is good or bad.

(4)また、上記(3)の方法において、下CCDカメラでフリップチップのバンプ位置を画像認識し、2視野のカメラで基板の電極位置を画像認識し、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。 (4) In the method of (3) above, the flip CCD bump position is image-recognized by the lower CCD camera, the electrode position of the substrate is image-recognized by the two-view camera, and the flip chip from the substrate alignment mark is recognized. There is provided a flip chip mounting misalignment inspection method characterized by calculating a relative positional relationship between a bump and a substrate electrode to determine whether or not the mounting misalignment between the flip chip bump and the substrate electrode is good.

(5)また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第1の角部とを第1のCCDカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第1の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装前計測手段と、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第2のCCDカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第1の角部と同じ位置の第2の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第2の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装後計測手段と、第1の角部の基準点と第2の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。 (5) Further, in a flip chip mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a circuit board, before flip chip mounting, the flip chip alignment mark and the flip chip plane viewed from the direction side for recognizing the flip chip alignment mark Flip chip measuring means before flip chip mounting for measuring the positional relationship between the alignment mark and the first corner of the flip chip by recognizing the first corner by image processing with a first CCD camera; After mounting, the alignment mark on the substrate and the second corner at the same position as the first corner of the flip chip are processed by image processing with a second CCD camera from the direction opposite to the circuit surface of the flip chip. By recognizing the frame, the positional relationship between the alignment mark of the substrate and the second corner is measured. The relative position relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position of the alignment mark on the flip chip is calculated by matching the measurement means after the up-chip mounting with the reference point of the first corner and the reference point of the second corner. There is provided a flip-chip mounting apparatus characterized by having a calculation means for determining whether or not the mounting deviation after flip-chip mounting is good by calculating a deviation amount from a predetermined mounting positional relationship.

(6)また、上記(4)の装置において、第1のCCDカメラと第2のCCDカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。 (6) Also, in the apparatus of (4), a flip chip mounting apparatus is provided, wherein the first CCD camera and the second CCD camera also serve as position correcting means.

(7)また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持するチップ保持手段と、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第2の角部を、フリップチップの上側に配置した上CCDカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第1の角部とを、フリップチップの下側に配置した下CCDカメラで画像認識するフリップチップ実装前認識手段と、フリップチップ実装後に、2視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識するフリップチップ実装後認識手段と、前記第1の角部と前記第2の角部の位置関係から2視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第1の角部または第2の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。 (7) Further, in a flip chip mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a circuit board, chip holding means for sucking and holding the flip chip on a chip slider constituting the chip holding plate with a transparent member, and flipping before flip chip mounting The second corner on the upper surface of the chip is recognized by an upper CCD camera disposed on the upper side of the flip chip, and the alignment mark and the first corner on the lower surface of the flip chip are disposed on the lower side of the flip chip. Recognizing means before flip chip mounting for recognizing an image with the lower CCD camera, and recognizing means after flip chip mounting for recognizing an image of a substrate alignment mark and a corner of the mounted flip chip with a two-view camera after flip chip mounting. The angle of the image recognized by the two-view camera based on the positional relationship between the first corner and the second corner Is selected as the first corner or the second corner, the positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position data on the corner of the flip chip is measured, and the position of the alignment mark on the substrate And calculating means for calculating a relative positional relationship between positions of flip chip alignment marks and calculating a deviation amount from a predetermined mounting position, thereby determining whether or not the mounting deviation after flip chip mounting is good. A flip chip mounting apparatus is provided.

(8)また、上記(7)の装置において、下CCDカメラがフリップチップのバンプ位置を画像認識し、2視野のカメラが基板の電極位置を画像認識し、前記演算手段が、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。 (8) In the apparatus of (7), the lower CCD camera recognizes the flip chip bump position, the two-view camera recognizes the electrode position of the substrate, and the calculation means includes the alignment mark of the substrate. The flip chip mounting apparatus is characterized in that the relative positional relationship between the flip chip bump and the substrate electrode is calculated to determine whether the flip chip bump and the substrate electrode are mounted correctly.

なお、上記(5)または(7)の装置において、フリップチップ実装前計測手段、フリップチップ実装後計測手段、または、フリップチップ実装前認識手段、フリップチップ実装後認識手段は、演算手段と別の装置である必要はなく、それら計測手段や認識手段の機能の一部が演算手段によって果たされてもよい。前記の装置は、あくまで技術思想として規定したものである。   In the apparatus of (5) or (7), the pre-flip-chip mounting measuring means, the post-flip-chip mounting measuring means, or the pre-flip chip mounting recognizing means and the post-flip chip mounting recognizing means are different from the computing means. It is not necessary to be a device, and some of the functions of the measuring means and the recognizing means may be performed by the computing means. The above apparatus is defined as a technical idea to the last.

上記(1)の発明によれば、実装直後に全ての基板を検査でき歩留まりが上がる。フリップチップと基板の実装後にオンラインで検査ができるので、基板毎に検査データを管理できるようになり、基板不良などの製品トレースが容易にできるようになる。また、前工程への検査データのフィードバックなどに活用でき、信頼性の高い実装ができる。   According to the invention of (1), all substrates can be inspected immediately after mounting, and the yield is increased. Since the inspection can be performed online after the flip chip and the substrate are mounted, the inspection data can be managed for each substrate, and the product trace such as a substrate defect can be easily performed. In addition, it can be used for feedback of inspection data to the previous process, enabling highly reliable mounting.

上記(2)の発明によれば、位置補正と同時にチップの角部の画像認識ができるので、タクトタイムを短縮することができ、生産性が上がる。   According to the invention of the above (2), since the image recognition of the corner portion of the chip can be performed simultaneously with the position correction, the tact time can be shortened and the productivity is increased.

上記(3)の発明によれば、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップの上面の角部と、フリップチップの下面の角部を正確に認識し、フリップチップの基板への接合後の位置データと比較、照合して位置関係を求めるので、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   According to the invention of (3) above, the position data after the flip chip is bonded to the substrate by accurately recognizing the flip chip alignment mark, the corner of the upper surface of the flip chip, and the corner of the lower surface of the flip chip. Since the positional relationship is obtained by comparing and collating, the mounting displacement inspection after flip-chip mounting can be performed with high accuracy.

上記(4)の発明によれば、フリップチップのバンプと基板の電極の位置関係を求めることができるので、バンプの位置ずれや電極の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   According to the invention of (4) above, since the positional relationship between the flip chip bump and the substrate electrode can be obtained, even if the bump misalignment or the electrode misalignment occurs, after flip chip mounting with high accuracy It is possible to perform a mounting deviation inspection.

上記(5)の発明によれば、第1のCCDカメラで実装前のフリップチップを画像認識し、第2のCCDカメラでフリップチップ実装後の基板を画像認識することで、フリップチップの実装ずれが検査できるので、大がかりな設備が不要となる。   According to the invention of (5) above, the flip-chip mounting displacement is achieved by recognizing the flip chip before mounting with the first CCD camera and recognizing the image of the substrate after flip-chip mounting with the second CCD camera. Can be inspected, eliminating the need for large-scale equipment.

上記(6)の発明によれば、従来の実装装置で用いている実装時の位置補正用CCDカメラを検査用に使用できるので設備を追加する必要がない。   According to the invention of (6) above, since the CCD camera for position correction at the time of mounting used in the conventional mounting apparatus can be used for inspection, it is not necessary to add equipment.

上記(7)の発明によれば、透明部材でフリップチップ保持板を構成するチップスライダを用いて、フリップチップの上面の角部と、フリップチップの下面の角部が認識できるので、フリップチップの角部に割れ(クラック)による凹凸部が発生していても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   According to the invention of the above (7), the corners on the upper surface of the flip chip and the corners on the lower surface of the flip chip can be recognized using the chip slider that constitutes the flip chip holding plate with the transparent member. Even if uneven portions due to cracks are generated at the corners, mounting deviation inspection after flip-chip mounting can be performed with high accuracy.

上記(8)の発明によれば、チップのバンプと基板の電極の位置関係を求めることができるので、バンプの位置ずれや電極の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   According to the invention of (8) above, the positional relationship between the bumps of the chip and the electrodes of the substrate can be obtained. Mounting deviation inspection can be performed.

本発明の第1の実施の形態に係る実装装置の要部正面図である。It is a principal part front view of the mounting apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. チップのバンプ面を第1のCCDカメラもしくは2視野カメラで認識したときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image when the bump surface of a chip | tip is recognized with the 1st CCD camera or a 2 view camera. 実装後の基板を第2のCCDカメラもしくは2視野カメラで認識したときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image when the board | substrate after mounting is recognized with the 2nd CCD camera or a 2 visual field camera. 第1の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。It is a flowchart for demonstrating the test | inspection method in the mounting apparatus of 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係る検査方法を説明するためのフロチャートである。It is a flowchart for demonstrating the inspection method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る実装装置の要部正面図である。It is a principal part front view of the mounting apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施の形態におけるチップスライダと上下CCDカメラを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining a chip slider and an upper and lower CCD camera in a third embodiment. 第3の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。It is a flowchart for demonstrating the test | inspection method in the mounting apparatus of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における上下CCDカメラの撮像状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the imaging state of the upper and lower CCD camera in 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施の形態に係る実装装置におけるチップのバンプと基板の電極の位置を説明する要部平面図である。It is a principal part top view explaining the position of the bump of a chip | tip, and the electrode of a board | substrate in the mounting apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。It is a flowchart for demonstrating the test | inspection method in the mounting apparatus of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 チップ
2 バンプ
3 チップトレイ
4 第1のCCDカメラ
5 第1の角部
6 アライメントマーク
7 基板
8 電極
9 ボンディングステージ
10 ボンディングヘッド
11 2視野カメラ
12 第2のCCDカメラ
13 第2の角部
14 基板トレイ
15 アライメントマーク
100 実装装置
110 チップ認識部
120 接合部
130 実装検査部
150 実装装置
160 チップ供給器
161 チップトレイ
162 吸着ツール
163 移載ツール
170 チップスライダ
171 固定レール
172 平板
173 スライド板
174 穴部
175 上ガラス
176 下ガラス
177 孔
180 接合部
181 ボンディングヘッド
182 ボンディングステージ
183 2視野カメラ
190 搬送チップ認識部
191 上CCDカメラ
192 下CCDカメラ
193 支持台
200 演算手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip 2 Bump 3 Chip tray 4 1st CCD camera 5 1st corner | angular part 6 Alignment mark 7 Board | substrate 8 Electrode 9 Bonding stage 10 Bonding head 11 2 Field-of-view camera 12 2nd CCD camera 13 2nd corner | angular part 14 Board | substrate Tray 15 Alignment mark 100 Mounting device 110 Chip recognition unit 120 Joining unit 130 Mounting inspection unit 150 Mounting device 160 Chip supply 161 Chip tray 162 Adsorption tool 163 Transfer tool 170 Chip slider 171 Fixed rail 172 Flat plate 173 Slide plate 174 Hole 175 Upper glass 176 Lower glass 177 Hole 180 Bonding part 181 Bonding head 182 Bonding stage 183 Two-field camera 190 Conveying chip recognition part 191 Upper CCD camera 192 Lower CCD cover La 193 support base 200 arithmetic means

<第1の実施の形態>
以下に、本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1はフリップチップ実装ずれを検査できる実装装置100の要部正面図である。実装装置100は、チップ認識部110、接合部120および実装検査部130から構成されている。チップ認識部110は、チップトレイ3と第1のCCDカメラ4とを有し、バンプ2付きのフリップチップ(以下、単に「チップ」と呼ぶ。)1がチップトレイ3に収納されている。チップトレイ3の上方より第1のCCDカメラ4が、チップ1のバンプ2面に刻印されているアライメントマーク6(図2に図示)および第1の角部5を認識できるようになっている。チップ1の第1の角部5は、チップ1を四角形の立体(以下、立方体と称する。)として見たときのバンプ2面側の一つの角を意味する。そして、第1の角部5は、図2に示すように、アライメントマーク6の近傍に位置する。図2に、第1のCCDカメラ4から撮像した際の、チップ1、バンプ2、アライメントマーク6および第1の角部5の位置関係を示す。第1の角部5とアライメントマーク6との位置関係をx1、y1とする。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a principal part of a mounting apparatus 100 capable of inspecting flip chip mounting misalignment. The mounting apparatus 100 includes a chip recognition unit 110, a bonding unit 120, and a mounting inspection unit 130. The chip recognition unit 110 includes a chip tray 3 and a first CCD camera 4, and a flip chip (hereinafter simply referred to as “chip”) 1 with bumps 2 is stored in the chip tray 3. The first CCD camera 4 can recognize the alignment mark 6 (shown in FIG. 2) and the first corner portion 5 stamped on the bump 2 surface of the chip 1 from above the chip tray 3. The first corner portion 5 of the chip 1 means one corner on the bump 2 surface side when the chip 1 is viewed as a rectangular solid (hereinafter referred to as a cube). And the 1st corner | angular part 5 is located in the vicinity of the alignment mark 6, as shown in FIG. FIG. 2 shows the positional relationship between the chip 1, the bump 2, the alignment mark 6, and the first corner 5 when imaged from the first CCD camera 4. The positional relationship between the first corner 5 and the alignment mark 6 is assumed to be x1 and y1.

実装装置100の接合部は、チップ1を吸着保持するボンディングヘッド10と、基板7を吸着保持するボンディングステージ9と、チップ1と基板7のそれぞれのアライメントマーク6、15(基板7のアライメントマーク15は、図3に示す。)を認識する2視野カメラ11から構成されている。ボンディングヘッド10は昇降可能になっている。ボンディングステージ9はx、y、θ方向に移動可能になっている。2視野カメラ11は、ボンディングヘッド10とボンディングステージ9の間に、チップ1と基板7のアライメントマーク6、15を認識するために挿入できるよう、進退可能になっている。   The bonding portion of the mounting apparatus 100 includes a bonding head 10 that sucks and holds the chip 1, a bonding stage 9 that sucks and holds the substrate 7, and alignment marks 6 and 15 of the chip 1 and the substrate 7 (alignment marks 15 of the substrate 7). Is shown in FIG. 3). The bonding head 10 can be moved up and down. The bonding stage 9 is movable in the x, y, and θ directions. The two-field camera 11 can be moved back and forth so that it can be inserted between the bonding head 10 and the bonding stage 9 in order to recognize the alignment marks 6 and 15 of the chip 1 and the substrate 7.

実装装置100の実装検査部130は、チップ1が実装された基板7を収納する基板トレイ14と、基板トレイ14の上方に配置された第2のCCDカメラ12から構成されている。図3に、第2のCCDカメラ12から基板7を撮像した際の、チップ1、基板7および基板7に刻印されているアライメントマーク15の位置関係を示す。チップ1のバンプ2面の反対の面の、第1の角部5に対応する立方体の対向部を第2の角部13とする。第1の角部5と第2の角部13は、第2のCCDカメラ12から撮像した場合、チップ1のダイシング時(ウエハ上で切断する際)に切断面がチップ1のバンプ面に対して垂直に形成されると、同じ座標点となる。第2の角部13とアライメントマーク15との位置関係をx2、y2とする。   The mounting inspection unit 130 of the mounting apparatus 100 includes a substrate tray 14 that houses the substrate 7 on which the chip 1 is mounted, and a second CCD camera 12 that is disposed above the substrate tray 14. FIG. 3 shows the positional relationship between the chip 1, the substrate 7, and the alignment mark 15 imprinted on the substrate 7 when the substrate 7 is imaged from the second CCD camera 12. A facing portion of the cube corresponding to the first corner 5 on the surface opposite to the bump 2 surface of the chip 1 is defined as a second corner 13. When the first corner 5 and the second corner 13 are imaged from the second CCD camera 12, when the chip 1 is diced (when it is cut on the wafer), the cut surface is against the bump surface of the chip 1. If they are formed vertically, they have the same coordinate point. The positional relationship between the second corner 13 and the alignment mark 15 is x2 and y2.

実装装置100のチップ認識部110から接合部120へのチップ1の搬送は、図示していないチップ吸着反転ツールを用いて行われるようになっている。接合部120から実装検査部130への基板7の搬送は、図示していない基板搬送ツールで行われるようになっている。   The conveyance of the chip 1 from the chip recognition unit 110 of the mounting apparatus 100 to the bonding unit 120 is performed using a chip adsorption / reversal tool (not shown). The substrate 7 is transported from the bonding unit 120 to the mounting inspection unit 130 by a substrate transport tool (not shown).

次に、図4に示す動作フロチャートを用いて第1の実施の形態における検査方法を説明する。まず、チップ認識部110において、第1のCCDカメラ4でチップ1の第1の角部5とアライメントマーク6を画像処理する(ステップS1)。   Next, the inspection method in the first embodiment will be described using the operation flowchart shown in FIG. First, in the chip recognition unit 110, the first CCD camera 4 performs image processing on the first corner 5 and the alignment mark 6 of the chip 1 (step S1).

次に、第1の角部5とアライメントマーク6の相対位置関係を計算する(ステップS2)。   Next, the relative positional relationship between the first corner 5 and the alignment mark 6 is calculated (step S2).

次に、チップ吸着反転ツールを用いて、チップトレイ3からボンディングヘッド10にチップが搬送される。ボンディングヘッド10はチップ1を吸着保持する。また、基板7がボンディングステージ9に搬送され吸着保持される(ステップS3)。   Next, the chip is transported from the chip tray 3 to the bonding head 10 by using a chip adsorption / reversal tool. The bonding head 10 holds the chip 1 by suction. Further, the substrate 7 is transported to the bonding stage 9 and held by suction (step S3).

次に、2視野カメラ11がチップ1と基板7の間に前進し、チップ1のアライメントマーク6と基板7のアライメントマーク15を認識する。チップ1と基板7のアライメントマーク6、15のデータに基づいてボンディングステージ9がx、y、θ方向に動作し、アライメントが行われる(ステップS4)。   Next, the two-field camera 11 moves forward between the chip 1 and the substrate 7 to recognize the alignment mark 6 on the chip 1 and the alignment mark 15 on the substrate 7. Based on the data of the alignment marks 6 and 15 on the chip 1 and the substrate 7, the bonding stage 9 operates in the x, y, and θ directions, and alignment is performed (step S4).

次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド10が下降し、チップ1のバンプ2と基板7の電極8が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド10が上昇する(ステップS5)。   Next, when the alignment is completed, the bonding head 10 is lowered, and the bump 2 of the chip 1 and the electrode 8 of the substrate 7 are bonded. Pressurization and heating are performed for a predetermined time to complete the bonding, and the bonding head 10 is raised (step S5).

次に、チップ1が接合された基板7を、基板搬送ツールが実装検査部の基板トレイ14に搬送する(ステップS6)。   Next, the board | substrate conveyance tool conveys the board | substrate 7 with which the chip | tip 1 was joined to the board | substrate tray 14 of a mounting test | inspection part (step S6).

次に、第2のCCDカメラ12がチップ1の第2の角部13と基板7のアライメントマーク15を画像認識する(ステップS7)。   Next, the second CCD camera 12 recognizes an image of the second corner 13 of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 (step S7).

次に、第2の角部13と基板7のアライメントマーク15の位置関係を計算する(ステップS8)。   Next, the positional relationship between the second corner 13 and the alignment mark 15 on the substrate 7 is calculated (step S8).

次に、チップ1のバンプ2面側に刻印されているアライメントマーク6と基板7のアライメントマーク15の位置関係を計算する(ステップS9)。   Next, the positional relationship between the alignment mark 6 stamped on the bump 2 surface side of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 is calculated (step S9).

次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップS9で求めた位置関係とを比較する(ステップ10)。ステップS9で求めた実装ずれ量が予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し(ステップS11)、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する(ステップS12)。   Next, the preset mounting deviation range is compared with the positional relationship obtained in step S9 (step 10). If the mounting deviation amount obtained in step S9 is within a preset allowable range, it is determined as a non-defective product (step S11), and if it exceeds the allowable range, it is determined as a mounting failure (step S12).

このように、フリップチップ実装後の実装ずれ検査において、X線撮像装置や赤外線顕微鏡などを用いずに、CCDカメラを用いてオンラインで実装ずれを測定するので、大がかりな設備が不要となり、従来の設備にチップ認識用CCDカメラと実装検査用CCDカメラを追加するだけで所望の検査が可能になる。   In this way, in the mounting deviation inspection after flip chip mounting, the mounting deviation is measured online using a CCD camera without using an X-ray imaging device or an infrared microscope, so that no large-scale equipment is required. The desired inspection can be performed simply by adding a chip recognition CCD camera and a mounting inspection CCD camera to the equipment.

<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態は、図1におけるチップ認識部110および実装検査部130を装備せずに、接合部120のみでフリップチップ実装後の実装ずれを測定する検査方法および実装装置である。図1の接合部120に図示される2視野カメラ11を、実装前において、チップ1と基板7の位置補正用手段に用いることと、チップ1の第1の角部5を認識することに、兼用して使用する。従って、実装前に2視野カメラ11で得られる画像情報は図2と同じになる。そして、実装後に、基板7の上方に2視野カメラ11を前進させ、図3と同じ画像情報を得るようにする。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an inspection method and a mounting apparatus for measuring a mounting deviation after flip chip mounting only by the joint 120 without mounting the chip recognition unit 110 and the mounting inspection unit 130 in FIG. To use the two-field camera 11 illustrated in the joint 120 of FIG. 1 as a means for correcting the position of the chip 1 and the substrate 7 before mounting and to recognize the first corner 5 of the chip 1. Use it also. Therefore, the image information obtained by the two-view camera 11 before mounting is the same as that in FIG. Then, after mounting, the two-field camera 11 is advanced above the substrate 7 to obtain the same image information as in FIG.

次に、第2の実施の形態の検査方法について図5のフロチャートを用いて説明する。まず、チップトレイ3に収納されているチップ1が、図示していないチップ吸着反転ツールによってボンディングヘッド10に搬送され吸着保持される。また、図示していない基板搬送ツールによって基板7がボンディングステージ9に搬送され吸着保持される(ステップS13)。   Next, the inspection method of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the chip 1 stored in the chip tray 3 is conveyed to the bonding head 10 by suction and held by a chip suction reversal tool (not shown). Further, the substrate 7 is transported to the bonding stage 9 and sucked and held by a substrate transport tool (not shown) (step S13).

次に、ステップS14において、チップ1と基板7の間に2視野カメラ11が前進し、チップ1のアライメントマーク6と基板7のアライメントマーク15を画像認識し、ボンディングヘッド10とボンディングステージ9の位置補正を行う。そして、チップ1の第1の角部5も画像認識する。その後、2視野カメラ11は待機位置に後退する。   Next, in step S14, the two-field camera 11 moves forward between the chip 1 and the substrate 7, recognizes the image of the alignment mark 6 of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7, and positions the bonding head 10 and the bonding stage 9 Make corrections. The first corner portion 5 of the chip 1 is also recognized as an image. Thereafter, the two-field camera 11 moves back to the standby position.

次に、チップ1の第1の角部5とアライメントマーク6の位置関係を計算し、x1,y1のデータを得る(ステップS15)。   Next, the positional relationship between the first corner 5 of the chip 1 and the alignment mark 6 is calculated to obtain data of x1 and y1 (step S15).

次に、ボンディングヘッド10が下降しチップ1のバンプ2と基板7の電極8が接合される。所定の時間、加圧および加熱が行われ接合が完了し、ボンディングヘッド10が上昇する(ステップS16)。   Next, the bonding head 10 is lowered to bond the bumps 2 of the chip 1 and the electrodes 8 of the substrate 7. Pressurization and heating are performed for a predetermined time to complete the bonding, and the bonding head 10 is raised (step S16).

次に、基板7の上方に2視野カメラ11が前進し、チップ1の第2の角部13と基板7のアライメントマーク15を画像認識する(ステップS17)。   Next, the two-view camera 11 moves forward above the substrate 7 and recognizes an image of the second corner 13 of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 (step S17).

次に、第2の角部13と基板7のアライメントマーク15の位置関係を計算する(ステップS18)。   Next, the positional relationship between the second corner 13 and the alignment mark 15 on the substrate 7 is calculated (step S18).

次に、チップ1のバンプ2面側に刻印されているアライメントマーク6と基板7のアライメントマーク15の位置関係を計算する(ステップS19)。   Next, the positional relationship between the alignment mark 6 stamped on the bump 2 surface side of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 is calculated (step S19).

次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップS19で求めた位置関係とを比較する(ステップS20)。ステップS19で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し(ステップS21)、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する(ステップS22)。   Next, the preset mounting deviation range is compared with the positional relationship obtained in step S19 (step S20). If the mounting deviation obtained in step S19 is within a preset allowable range, it is determined as a non-defective product (step S21), and if it exceeds the allowable range, it is determined as a mounting failure (step S22).

このように、第1の実施の形態で用いた第1のCCDカメラ4および第2のCCDカメラ12の代わりに、位置補正用の2視野カメラ11を兼用して使用するので、タクトタイムを短縮することができ、生産性が上がる。また、新たに設備を追加する必要がない。   As described above, since the first field of view camera 11 for position correction is used instead of the first CCD camera 4 and the second CCD camera 12 used in the first embodiment, the tact time is shortened. Can increase productivity. Moreover, it is not necessary to add new equipment.

<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について図6を用いて説明する。図6は、第3の実施の形態に係る実装装置150の要部正面図である。実装装置150は、大きく分けてチップ1を供給するチップ供給器160と、チップ供給器160から接合部180へチップ1を搬送するチップスライダ170と、基板7の電極8にチップ1のバンプ2を接合する接合部180と、チップスライダ170上のチップ1のアライメントマーク6を認識する搬送チップ認識部190と、実装ずれの良否判定をする演算手段200から構成されている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a front view of a main part of a mounting apparatus 150 according to the third embodiment. The mounting device 150 is roughly divided into a chip supplier 160 that supplies the chip 1, a chip slider 170 that conveys the chip 1 from the chip supplier 160 to the joint 180, and the bump 2 of the chip 1 on the electrode 8 of the substrate 7. It comprises a joining part 180 to be joined, a transport chip recognition part 190 for recognizing the alignment mark 6 of the chip 1 on the chip slider 170, and a computing means 200 for judging the quality of mounting deviation.

チップ供給器160は、チップトレイ161に一定間隔でフェイスアップ状態(チップ1のバンプ面が上向きになる状態)で整列配置された複数のチップ1を一つずつ吸着保持し旋回させる伸縮自在で旋回可能な吸着ツール162と、吸着ツール162で反転したチップ1を水平方向に移動させチップスライダ170にチップ1をフェイスダウン状態(チップ1のバンプ2面が下向きになる状態)で受け渡す移載機構163とから構成されている。   The chip supplier 160 is retractable and swiveled to suck and hold and swivel a plurality of chips 1 arranged in a face-up state (a state where the bump surface of the chip 1 faces upward) on the chip tray 161 at regular intervals. A possible suction tool 162 and a transfer mechanism for moving the chip 1 inverted by the suction tool 162 in the horizontal direction and transferring the chip 1 to the chip slider 170 in a face-down state (a state where the bump 2 surface of the chip 1 faces downward). 163.

チップスライダ170は、チップ供給器160と接合部180の間に配設された固定レール171に沿って、往復移動可能になっている。チップスライダ170は、チップ供給器160からのチップ受け渡し位置(図6の位置A)と、搬送チップ認識部190の認識位置(図6の位置B)と、接合部180のチップ受け渡し位置(図6の位置C)で、それぞれ停止する。   The chip slider 170 can reciprocate along a fixed rail 171 disposed between the chip supplier 160 and the joint 180. The chip slider 170 includes a chip delivery position from the chip supplier 160 (position A in FIG. 6), a recognition position in the transport chip recognition unit 190 (position B in FIG. 6), and a chip delivery position in the joint 180 (FIG. 6). At position C).

チップスライダ170は、図7に示すようにL字型の板で、水平(X、Y)方向に延びる平板172と上下(Z)方向のスライド板173から構成されている。平板172には、穴部174が形成されており、穴部174の上部および下部にそれぞれ上側ガラス175と下側ガラス176がシールされて取り付けられている。上側ガラス175にはチップ1の吸着用の孔177が形成されている。上側ガラス175と、下側ガラス176と、穴部174とから形成される吸気室は、図示しないチューブにより吸引ポンプに連通接続されていて、チップスライダ170に受け渡されたチップ1を吸着保持して移載できるようになっている。   The chip slider 170 is an L-shaped plate as shown in FIG. 7, and is composed of a flat plate 172 extending in the horizontal (X, Y) direction and a slide plate 173 in the vertical (Z) direction. A hole 174 is formed in the flat plate 172, and an upper glass 175 and a lower glass 176 are sealed and attached to an upper part and a lower part of the hole 174, respectively. The upper glass 175 is formed with a hole 177 for suction of the chip 1. The suction chamber formed by the upper glass 175, the lower glass 176, and the hole 174 is connected to a suction pump by a tube (not shown), and holds the chip 1 delivered to the chip slider 170 by suction. Can be transferred.

搬送チップ認識部190は、上CCDカメラ191と、下CCDカメラ192と、両カメラを支持する支持台193から構成されている。支持台193は、チップスライダ170のレール171方向に移動可能になっており、チップスライダ170の位置Bでの停止にあわせてチップスライダ170側に移動し、両カメラでチップ1のアライメントマーク6と第1の角部5および第2の角部13を認識する。   The transport chip recognition unit 190 includes an upper CCD camera 191, a lower CCD camera 192, and a support base 193 that supports both cameras. The support base 193 is movable in the direction of the rail 171 of the chip slider 170, and moves to the chip slider 170 side in accordance with the stop of the chip slider 170 at the position B. The first corner 5 and the second corner 13 are recognized.

接合部180は、チップ1を吸着保持するボンディングヘッド181と、基板7を吸着保持するボンディングステージ182と、チップ1と基板7のそれぞれのアライメントマーク6、15を認識する2視野カメラ183から構成されている。ボンディングヘッド181は昇降可能になっている。ボンディングステージ182はx、y、θ方向(水平方向および回転方向)に移動可能になっている。2視野カメラ183は、ボンディングヘッド181とボンディングステージ182の間に、チップ1と基板7のアライメントマーク6、15を認識するために挿入できるよう、進退可能になっている。   The bonding portion 180 includes a bonding head 181 that sucks and holds the chip 1, a bonding stage 182 that sucks and holds the substrate 7, and a two-field camera 183 that recognizes the alignment marks 6 and 15 of the chip 1 and the substrate 7. ing. The bonding head 181 can be moved up and down. The bonding stage 182 is movable in the x, y, and θ directions (horizontal direction and rotational direction). The two-field camera 183 can be moved back and forth so that it can be inserted between the bonding head 181 and the bonding stage 182 in order to recognize the alignment marks 6 and 15 of the chip 1 and the substrate 7.

演算手段200は、搬送チップ認識部190の上CCDカメラ191と下CCDカメラ192で画像認識されたデータと、接合部180の2視野カメラ183で画像認識されたデータから、実装ずれの良否判定を行う。   The arithmetic unit 200 determines whether or not the mounting deviation is acceptable from the data recognized by the upper CCD camera 191 and the lower CCD camera 192 of the transport chip recognition unit 190 and the data recognized by the two-view camera 183 of the joint unit 180. Do.

次に、実装装置150における検査方法を、図8の動作フロチャートを用いて説明する。
まず、チップトレイ161に収納されているチップ1が、吸着ツール162にピックアップされ反転する(ステップS30)。
Next, the inspection method in the mounting apparatus 150 is demonstrated using the operation | movement flowchart of FIG.
First, the chip 1 stored in the chip tray 161 is picked up by the suction tool 162 and reversed (step S30).

次に、移載ツール163がチップ1を吸着ツール162から受け取り、位置Aに在席しているチップスライダ170に移載する(ステップS31)。   Next, the transfer tool 163 receives the chip 1 from the suction tool 162 and transfers it to the chip slider 170 seated at the position A (step S31).

次に、チップスライダ170はチップ1を吸着保持し、位置Aから位置Bに移動して停止する(ステップS32)。   Next, the chip slider 170 holds the chip 1 by suction, moves from the position A to the position B, and stops (step S32).

次に、搬送チップ認識部190の支持台193が、チップスライダ170上のチップ1を上CCDカメラ191および下CCDカメラ192で認識できる位置まで前進する(ステップS33)。   Next, the support base 193 of the transport chip recognition unit 190 moves forward to a position where the upper CCD camera 191 and the lower CCD camera 192 can recognize the chip 1 on the chip slider 170 (step S33).

次に、上CCDカメラ191でチップ1の第2の角部13を認識する。そして、下CCDカメラ192で第1の角部5とアライメントマーク6を認識する(ステップS34)。上CCDカメラ191と下CCDカメラ192とチップスライダ170の位置は、精度良く設定されている。第1の実施の形態ではチップトレイ3の加工精度が第1のCCDカメラで認識した画像の精度に影響を与えていたが、この第3の実施の形態においては、上下CCDカメラの取り付け精度を所定値以上に構成することができるため、第1の実施の形態に比べ高精度に画像認識を行うことが可能となる。   Next, the upper CCD camera 191 recognizes the second corner 13 of the chip 1. The lower CCD camera 192 recognizes the first corner 5 and the alignment mark 6 (step S34). The positions of the upper CCD camera 191, the lower CCD camera 192, and the chip slider 170 are set with high accuracy. In the first embodiment, the processing accuracy of the chip tray 3 affects the accuracy of the image recognized by the first CCD camera. However, in this third embodiment, the mounting accuracy of the upper and lower CCD cameras is increased. Since it can be configured to be equal to or greater than a predetermined value, it is possible to perform image recognition with higher accuracy than in the first embodiment.

また、チップ1のダイシング面(切断面)は、図9の(A)、(B)に示すような端面の細かい欠け、割れ(クラック)による凹凸部が発生しており、チップ1のバンプ2の面に対して垂直な平面として加工されていない。このため、一方向からのカメラによる角部の認識では、チップ1の厚みによる焦点ボケが発生し、正確に角部の認識が行われない。しかし、上下2方向からチップ1の角部を認識することにより、高精度にチップ1のアライメントマーク6と第1の角部5(チップ1のバンプ面のエッジ)と第2の角部13(チップ1のバンプと反対側の面のエッジ)の認識が可能となる。   Further, the dicing surface (cut surface) of the chip 1 has uneven portions due to fine chips and cracks on the end surface as shown in FIGS. 9A and 9B, and the bump 2 of the chip 1. It is not processed as a plane perpendicular to the surface. For this reason, in the recognition of the corner portion by the camera from one direction, the focal point blur due to the thickness of the chip 1 occurs, and the corner portion is not accurately recognized. However, by recognizing the corners of the chip 1 from the upper and lower two directions, the alignment mark 6, the first corner 5 (the edge of the bump surface of the chip 1), and the second corner 13 ( The edge of the surface of the chip 1 opposite to the bump) can be recognized.

次に、支持台193が水平方向に移動し、上CCDカメラ192と下CCDカメラが待機位置に退避する(ステップS35)。   Next, the support base 193 moves in the horizontal direction, and the upper CCD camera 192 and the lower CCD camera are retracted to the standby position (step S35).

次に、チップスライダ170が、ボンディングヘッド181が上昇位置にあることを確認し、チップ1を吸着保持した状態にて位置Bから位置Cに移動する(ステップS36)。   Next, the chip slider 170 confirms that the bonding head 181 is in the raised position, and moves from the position B to the position C with the chip 1 held by suction (step S36).

次に、チップスライダ170が位置Cに到着すると、ボンディングヘッド181が所定位置まで下降し、チップスライダ170のチップ1の吸着保持の解除を確認後、ボンディングヘッド181がチップ1を吸着保持し、チップ1の受け渡しが行われる(ステップS37)。また、基板7がボンディングステージ182に搬送され吸着保持される。   Next, when the chip slider 170 arrives at the position C, the bonding head 181 descends to a predetermined position, and after confirming the release of the suction holding of the chip 1 of the chip slider 170, the bonding head 181 suctions and holds the chip 1 and the chip. 1 is delivered (step S37). Further, the substrate 7 is conveyed to the bonding stage 182 and held by suction.

次に、チップスライダ170が位置Cから位置Aに移動し、次のチップ1の受け取りに備える(ステップS38)。   Next, the chip slider 170 moves from the position C to the position A to prepare for receiving the next chip 1 (step S38).

次に、2視野カメラ183がチップ1と基板7の間に前進し、チップ1のアライメントマーク6と基板7のアライメントマーク15を認識する。チップ1と基板7のアライメントマーク6、15のデータに基づいてボンディングステージ182がx、y、θ方向に動作しアライメントが行われる(ステップS39)。   Next, the two-field camera 183 moves forward between the chip 1 and the substrate 7 to recognize the alignment mark 6 on the chip 1 and the alignment mark 15 on the substrate 7. Based on the data of the alignment marks 6 and 15 on the chip 1 and the substrate 7, the bonding stage 182 operates in the x, y, and θ directions to perform alignment (step S39).

次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド181が下降し、チップ1のバンプ2と基板7の電極8が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド181が上昇する(ステップS40)。   Next, when the alignment is completed, the bonding head 181 is lowered, and the bump 2 of the chip 1 and the electrode 8 of the substrate 7 are bonded. Pressurization and heating are performed for a predetermined time to complete the bonding, and the bonding head 181 is raised (step S40).

次に、基板7の上方に2視野カメラ183が前進し、チップ1の第1の角部5もしくは第2の角部13と、基板7のアライメントマーク15を画像認識する(ステップS41)。   Next, the two-view camera 183 moves forward above the substrate 7 and recognizes the image of the first corner portion 5 or the second corner portion 13 of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 (step S41).

次に、上CCDカメラ191および下CCDカメラ192で得られた画像データから、チップ1における第1の角部5および第2の角部13の位置関係(上下関係)を認識する。そして、2視野カメラ183で得られたチップ1の角部の画像データの位置を第1の角部5とするか第2の角部13とするかを選択する(ステップS42)。例えば、図9の(A)のような場合は、2視野カメラ183で得られたチップ1の角部の画像データの位置を第1の角部5(チップ1のバンプ面のエッジ)とする。また、図9の(B)のような場合は、第2の角部13(チップ1のバンプの反対側の面のエッジ)を選択する。   Next, the positional relationship (vertical relationship) of the first corner 5 and the second corner 13 in the chip 1 is recognized from the image data obtained by the upper CCD camera 191 and the lower CCD camera 192. Then, it is selected whether the position of the image data at the corner of the chip 1 obtained by the two-field camera 183 is the first corner 5 or the second corner 13 (step S42). For example, in the case of FIG. 9A, the position of the image data at the corner of the chip 1 obtained by the two-view camera 183 is set as the first corner 5 (the edge of the bump surface of the chip 1). . In the case of FIG. 9B, the second corner 13 (the edge of the surface on the opposite side of the bump of the chip 1) is selected.

次に、選択された角部の位置データと基板7のアライメントマーク15の位置関係を計算する(ステップS43)。上CCDカメラ191および下CCDカメラ192では、チップ1のアライメントマーク6と、第1の角部5と、第2の角部13のそれぞれの画像認識が行われ、同一座標系での位置関係が求められている。この座標系に2視野カメラ183で得られた選択されたチップ1の角部の位置データおよび基板7のアライメントマーク15の位置データを展開し、位置関係を計算する(ステップS44)。   Next, the positional relationship between the position data of the selected corner and the alignment mark 15 on the substrate 7 is calculated (step S43). In the upper CCD camera 191 and the lower CCD camera 192, image recognition of the alignment mark 6, the first corner 5 and the second corner 13 of the chip 1 is performed, and the positional relationship in the same coordinate system is obtained. It has been demanded. In this coordinate system, the position data of the corners of the selected chip 1 obtained by the two-field camera 183 and the position data of the alignment marks 15 on the substrate 7 are developed, and the positional relationship is calculated (step S44).

次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップS44で求めた位置関係とを比較する(ステップS45)。ステップS44で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し(ステップS46)、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する(ステップS47)。   Next, the preset mounting deviation range is compared with the positional relationship obtained in step S44 (step S45). If the mounting deviation obtained in step S44 is within a preset allowable range, it is determined as a non-defective product (step S46), and if it exceeds the allowable range, it is determined as a mounting failure (step S47).

このように、搬送チップ認識部190においてチップ1のアライメントマーク6と、第1の角部5と、第2の角部13を正確に認識し、チップ1の基板7への接合後の位置データと比較、照合して位置関係を求めるので、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   As described above, the transfer chip recognition unit 190 accurately recognizes the alignment mark 6, the first corner 5, and the second corner 13 of the chip 1, and the position data after the chip 1 is bonded to the substrate 7. Since the positional relationship is obtained by comparing and collating, the mounting displacement inspection after flip-chip mounting can be performed with high accuracy.

<第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、第3の実施の形態と同様の実装装置150を用いる。第4の実施の形態では、搬送チップ認識部190の下CCDカメラが、チップ1のアライメントマーク6を認識するのではなく、バンプ2の位置を認識する。そして、接合部180の2視野カメラ183は、基板7のアライメントマーク15を認識する際、電極8の位置も認識する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a mounting apparatus 150 similar to that in the third embodiment is used. In the fourth embodiment, the lower CCD camera of the transport chip recognition unit 190 does not recognize the alignment mark 6 of the chip 1 but recognizes the position of the bump 2. The two-field camera 183 of the joint 180 also recognizes the position of the electrode 8 when recognizing the alignment mark 15 of the substrate 7.

図10の(A)に下CCDカメラ192でチップ1を認識した際の概略画像を示す。点線で正規のバンプ2の位置RBP(x3,y3)を示し、実線で実際のバンプ2の位置ABP(Δx3,Δy3)を示している。バンプ2の位置ずれは、バンプ形成工程の精度に起因して発生している。   FIG. 10A shows a schematic image when the chip 1 is recognized by the lower CCD camera 192. The dotted line indicates the position RBP (x3, y3) of the regular bump 2, and the solid line indicates the actual position ABP (Δx3, Δy3) of the bump 2. The positional deviation of the bump 2 occurs due to the accuracy of the bump forming process.

図10の(B)に2視野カメラ183で基板7を認識した際の概略画像を示す。点線で正規の電極8の位置REP(x4,y4)を示し、実線で実際の電極8の位置AEP(Δx4,Δy4)を示している。電極8の位置ずれは、基板7の伸びなどにより発生している。   FIG. 10B shows a schematic image when the substrate 7 is recognized by the two-field camera 183. The dotted line indicates the position REP (x4, y4) of the regular electrode 8, and the solid line indicates the actual position AEP (Δx4, Δy4) of the electrode 8. The positional deviation of the electrode 8 occurs due to the elongation of the substrate 7 or the like.

このように、バンプ2または電極8のずれが発生した場合の実装検査方法について、図11のフロチャートを用いて説明する。まず、チップトレイ161に収納されているチップ1が、吸着ツール162にピックアップされ反転する(ステップS50)。   As described above, a mounting inspection method when the bump 2 or the electrode 8 is displaced will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the chip 1 stored in the chip tray 161 is picked up by the suction tool 162 and reversed (step S50).

次に、移載ツール163がチップ1を吸着ツール162から受け取り、位置Aに在席しているチップスライダ170に移載する(ステップS51)。   Next, the transfer tool 163 receives the chip 1 from the suction tool 162 and transfers it to the chip slider 170 seated at the position A (step S51).

次に、チップスライダ170はチップ1を吸着保持し、位置Aから位置Bに移動して停止する(ステップS52)。   Next, the chip slider 170 holds the chip 1 by suction, moves from the position A to the position B, and stops (step S52).

次に、搬送チップ認識部190の支持台193が、チップスライダ170上のチップ1を上CCDカメラ191および下CCDカメラ192で認識できる位置まで前進する(ステップS53)。   Next, the support base 193 of the transport chip recognition unit 190 advances to a position where the upper CCD camera 191 and the lower CCD camera 192 can recognize the chip 1 on the chip slider 170 (step S53).

次に、上CCDカメラ191でチップ1の第2の角部13を認識する。そして、下CCDカメラ192で第1の角部5とアライメントマーク6とバンプ2を認識する(ステップS54)。そして、図10の(A)に示した、アライメントマーク6と実際のバンプ2の位置関係(x3+Δx3,y3+Δy3)を求める(ステップS55)。   Next, the upper CCD camera 191 recognizes the second corner 13 of the chip 1. Then, the lower corner camera 192 recognizes the first corner 5, the alignment mark 6 and the bump 2 (step S54). Then, the positional relationship (x3 + Δx3, y3 + Δy3) between the alignment mark 6 and the actual bump 2 shown in FIG. 10A is obtained (step S55).

次に、支持台193が水平方向に移動し、上CCDカメラ192と下CCDカメラが待機位置に退避する(ステップS56)。   Next, the support base 193 moves in the horizontal direction, and the upper CCD camera 192 and the lower CCD camera are retracted to the standby position (step S56).

次に、チップスライダ170が、ボンディングヘッド181が上昇位置あることを確認し、チップ1を吸着保持した状態で位置Bから位置Cに移動する(ステップS57)。   Next, the chip slider 170 confirms that the bonding head 181 is in the raised position, and moves from the position B to the position C with the chip 1 being sucked and held (step S57).

次に、チップスライダ170が位置Cに到着すると、ボンディングヘッド181が所定位置まで下降し、チップスライダ170のチップ1の吸着保持の解除を確認後、ボンディングヘッド181がチップ1を吸着保持し、チップ1の受け渡しが行われる(ステップS58)。また、基板7がボンディングステージ182に搬送され吸着保持される。   Next, when the chip slider 170 arrives at the position C, the bonding head 181 descends to a predetermined position, and after confirming the release of the suction holding of the chip 1 of the chip slider 170, the bonding head 181 suctions and holds the chip 1 and the chip. 1 is delivered (step S58). Further, the substrate 7 is conveyed to the bonding stage 182 and held by suction.

次に、チップスライダ170が位置Cから位置Aに移動し、次のチップ1の受け取りに備える(ステップS59)。   Next, the chip slider 170 moves from the position C to the position A to prepare for receiving the next chip 1 (step S59).

次に、2視野カメラ183がチップ1と基板7の間に前進し、チップ1のバンプ2と基板7のアライメントマーク15と電極8を認識する。そして、図10の(B)に示したアライメントマーク15と電極8の位置関係(x4+Δx4,y4+Δy4)を求める(ステップS60)。   Next, the two-field camera 183 moves forward between the chip 1 and the substrate 7 to recognize the bump 2 of the chip 1, the alignment mark 15 of the substrate 7, and the electrode 8. Then, the positional relationship (x4 + Δx4, y4 + Δy4) between the alignment mark 15 and the electrode 8 shown in FIG. 10B is obtained (step S60).

次に、チップ1のバンプ2と基板7の電極8のデータに基づいてボンディングステージ182がx、y、θ方向に動作しアライメントが行われる(ステップS61)。   Next, based on the data of the bumps 2 of the chip 1 and the electrodes 8 of the substrate 7, the bonding stage 182 operates in the x, y, and θ directions to perform alignment (step S61).

次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド181が下降し、チップ1のバンプ2と基板7の電極8が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド181が上昇する(ステップS62)。   Next, when the alignment is completed, the bonding head 181 is lowered, and the bump 2 of the chip 1 and the electrode 8 of the substrate 7 are bonded. Pressurization and heating are performed for a predetermined time to complete the bonding, and the bonding head 181 is raised (step S62).

次に、基板7の上方に2視野カメラ183が前進し、チップ1の第1の角部5もしくは第2の角部13と、基板7のアライメントマーク15を画像認識する(ステップS63)。   Next, the two-field camera 183 moves forward above the substrate 7 and recognizes the image of the first corner portion 5 or the second corner portion 13 of the chip 1 and the alignment mark 15 of the substrate 7 (step S63).

次に、ステップS54で得られた角部の位置関係に基づき、第1の角部5または第2の角部13の座標を選択する。そして、基板7のアライメントマーク15からのバンプ2と電極8の位置関係を計算する(ステップS64)。そして、電極8に対するバンプ2のずれ量を計算する。   Next, the coordinates of the first corner 5 or the second corner 13 are selected based on the positional relationship of the corner obtained in step S54. Then, the positional relationship between the bump 2 and the electrode 8 from the alignment mark 15 on the substrate 7 is calculated (step S64). Then, a deviation amount of the bump 2 with respect to the electrode 8 is calculated.

次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップS64で求めた位置関係とを比較する(ステップS65)。ステップS64で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し(ステップS66)、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する(ステップS67)。   Next, the preset mounting deviation range is compared with the positional relationship obtained in step S64 (step S65). If the mounting deviation obtained in step S64 is within a preset allowable range, it is determined as a non-defective product (step S66), and if it exceeds the allowable range, it is determined as a mounting failure (step S67).

このように、チップ1のバンプ2と基板7の電極8の位置関係を求めることができるので、バンプ2の位置ずれや電極8の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。   Thus, since the positional relationship between the bump 2 of the chip 1 and the electrode 8 of the substrate 7 can be obtained, even if the positional deviation of the bump 2 or the positional deviation of the electrode 8 occurs, the position after flip chip mounting with high accuracy is obtained. Mounting deviation inspection can be performed.

本発明に係るフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置は、装置を簡素化できるとともに工程を大幅に短縮できるので、チップの基板への接合が要求されるあらゆる分野に適用することができる。   The flip-chip mounting deviation inspection method and mounting apparatus according to the present invention can be simplified in the apparatus and greatly shortened the process, and thus can be applied to all fields where bonding of the chip to the substrate is required.

Claims (8)

半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第1の角部とを第1のCCDカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第1の角部との位置関係を計測し、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第2のCCDカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第1の角部と同じ位置の第2の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第2の角部との位置関係を計測して、第1の角部の基準点と第2の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、フリップチップ実装ずれ検査方法。  In flip chip mounting in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board, before flip chip mounting, the flip chip alignment mark and the first corner of the flip chip plane viewed from the direction side for recognizing the flip chip alignment mark Is recognized by image processing with a first CCD camera, the positional relationship between the alignment mark and the first corner of the flip chip is measured, and after flip chip mounting, the direction opposite to the circuit surface of the flip chip Further, the second CCD camera recognizes the alignment mark on the substrate and the second corner portion at the same position as the first corner portion of the flip chip by image processing, whereby the alignment mark on the substrate and the second corner portion are recognized. Measure the positional relationship with the second corner, and match the reference point of the first corner with the reference point of the second corner And calculating the relative positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position of the alignment mark on the flip chip, and calculating the amount of deviation from the predetermined mounting positional relationship, thereby determining whether the mounting deviation after flip chip mounting is good or bad. Flip chip mounting deviation inspection method characterized by performing 第1のCCDカメラと第2のCCDカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とする、請求項1に記載のフリップチップ実装ずれ検査方法。  2. The flip-chip mounting deviation inspection method according to claim 1, wherein the first CCD camera and the second CCD camera also serve as position correcting means. 半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持し、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第2の角部を、フリップチップの上側に配置した上CCDカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第1の角部とを、フリップチップの下側に配置した下CCDカメラで画像認識し、フリップチップ実装後に、2視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識し、前記第1の角部と前記第2の角部の位置関係から2視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第1の角部または第2の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、フリップチップ実装ずれ検査方法。  In flip chip mounting in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board, the flip chip is sucked and held on a chip slider constituting a chip holding plate by a transparent member, and before flip chip mounting, the second corner on the upper surface of the flip chip is The image is recognized by the upper CCD camera arranged on the upper side of the flip chip, and the alignment mark and the first corner on the lower surface of the flip chip are recognized by the lower CCD camera arranged on the lower side of the flip chip. After chip mounting, the image of the alignment mark on the substrate and the corner of the mounted flip chip is recognized with a two-view camera, and an image is displayed with the two-view camera based on the positional relationship between the first corner and the second corner. The recognized corner position data is selected as the first corner or the second corner, and the position of the alignment mark on the substrate and the flip chip are selected. Measure the positional relationship with the position data of the corner of the chip, calculate the relative positional relationship between the position of the alignment mark on the board and the position of the alignment mark on the flip chip, and calculate the amount of deviation from the predetermined mounting position Thus, the flip chip mounting misalignment inspection method is characterized in that the quality of mounting misalignment after flip chip mounting is determined. 下CCDカメラでフリップチップのバンプ位置を画像認識し、2視野のカメラで基板の電極位置を画像認識し、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、請求項3に記載のフリップチップ実装ずれ検査方法。  The lower CCD camera recognizes the flip chip bump position, the two-field camera recognizes the electrode position of the substrate, and calculates the relative positional relationship between the flip chip bump and the substrate electrode from the substrate alignment mark. 4. The flip-chip mounting deviation inspection method according to claim 3, wherein the quality determination of the mounting deviation between the flip-chip bump and the substrate electrode is performed. 半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第1の角部とを第1のCCDカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第1の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装前計測手段と、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第2のCCDカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第1の角部と同じ位置の第2の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第2の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装後計測手段と、第1の角部の基準点と第2の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置。  In a flip chip mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a circuit board, before flip chip mounting, the flip chip alignment mark and the first corner of the flip chip plane as seen from the direction of recognizing the flip chip alignment mark Are recognized by image processing with a first CCD camera, measuring means before flip chip mounting for measuring the positional relationship between the alignment mark and the first corner of the flip chip, and flip chip after flip chip mounting. By recognizing the alignment mark on the substrate and the second corner at the same position as the first corner of the flip chip by image processing with the second CCD camera from the direction opposite to the circuit surface of Flip chip for measuring the positional relationship between the alignment mark of the substrate and the second corner By calculating the post-mounting measurement means and the reference point of the first corner and the reference point of the second corner, the relative positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position of the alignment mark on the flip chip is calculated, A flip-chip mounting apparatus comprising: an arithmetic unit that determines whether or not a mounting shift after flip-chip mounting is good by calculating a shift amount from a predetermined mounting position relationship. 第1のCCDカメラと第2のCCDカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とする、請求項5に記載のフリップチップ実装装置。  6. The flip chip mounting apparatus according to claim 5, wherein the first CCD camera and the second CCD camera also serve as position correcting means. 半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持するチップ保持手段と、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第2の角部を、フリップチップの上側に配置した上CCDカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第1の角部とを、フリップチップの下側に配置した下CCDカメラで画像認識するフリップチップ実装前認識手段と、フリップチップ実装後に、2視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識するフリップチップ実装後認識手段と、前記第1の角部と前記第2の角部の位置関係から2視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第1の角部または第2の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置。  In a flip chip mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a circuit board, chip holding means for sucking and holding a flip chip on a chip slider constituting a chip holding plate with a transparent member, and a flip chip on the upper surface of the flip chip before the flip chip mounting The upper corner of the flip chip is used to recognize the image by the upper CCD camera, and the lower CCD camera has the alignment mark on the lower surface of the flip chip and the first corner disposed below the flip chip. Recognizing means before flip chip mounting for recognizing images, recognizing means after flip chip mounting for recognizing images of a substrate alignment mark and corners of the mounted flip chip with a two-view camera after flip chip mounting; The position data of the corner recognized by the two-view camera from the positional relationship between the corner and the second corner. Is selected as the first corner or the second corner, the positional relationship between the position of the alignment mark on the substrate and the position data on the corner of the flip chip is measured, and the position of the alignment mark on the substrate and the flip chip A flip chip comprising: an arithmetic unit that calculates a relative positional relationship between alignment mark positions and calculates a deviation amount from a predetermined mounting position to determine whether or not the mounting deviation after flip chip mounting is good. Mounting device. 下CCDカメラがフリップチップのバンプ位置を画像認識し、2視野のカメラが基板の電極位置を画像認識し、前記演算手段が、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、請求項7に記載のフリップチップ実装装置。  The lower CCD camera recognizes the flip chip bump position, the two-field camera recognizes the electrode position of the substrate, and the calculation means detects the relative position of the flip chip bump and the substrate electrode from the substrate alignment mark. 8. The flip chip mounting apparatus according to claim 7, wherein the relationship is calculated to determine whether or not the mounting deviation between the flip chip bump and the substrate electrode is good.
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