JPH056913A - ポツテイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂材料の塗布状態を検出し、常に適正な塗
布状態におけるポッティング処理を自動的に行い、作業
効率および品質の向上を可能とする。 【構成】 ＴＡＢ実装方式による樹脂封止におけるポッ
ティング装置１であって、半導体チップ３がボンディン
グされたキャリアテープ４に適用され、このキャリアテ
ープ４上の所定の箇所に樹脂５を塗布するシュリンジ６
と、このシュリンジ６のＺ軸、Ｙ軸およびＸ軸方向駆動
用のＺテーブル７、Ｙテーブル８およびＸテーブル９
と、樹脂５の塗布状態検出用のカメラ１０とから構成さ
れている。そして、シュリンジ６が３次元的に位置決め
され、ポッティング後の樹脂５の塗布状態が検出され、
次のポッティング時に適正な条件に補正してフィードバ
ックされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗布機構に関し、特に
ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装における半導体
集積回路装置の樹脂封止工程において、樹脂塗布プロセ
スの作業効率の向上および半導体集積回路装置の品質向
上が可能とされるポッティング装置に適用して有効な技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体集積回路装置の組立技
術の一つとして、近年、ＴＡＢ実装がワイヤボンディン
グに代わる技術として注目を集めており、そのアプリケ
ーション、パッケージングおよび自動化技術は大きく様
変わりして来ている。

【０００３】特に、インナーリードボンディング（ＩＬ
Ｂ：Inner Lead Bonding）装置の開発、転写はんだバン
プなどの周辺技術の整備に伴い、ＴＡＢ実装技術はワイ
ヤボンディングに比べて、電気テスト、バーンインテ
ストがテープ上で可能、実装密度が高く、多ピン化対
応に最適、一括したボンディングが可能、厚みの薄
型化、信頼性の高いボンディング、モジュラ化が可
能、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）への対応、
良好な高周波特性、などの利点を備えていることなど
から近年汎用技術と成りつつあり、さらに拡大の方向に
進んでいる。

【０００４】そして、このようなＴＡＢ技術を用いた組
立工程では、絶縁性の長尺なキャリアテープの長さ方向
に所定のピッチで実装用のリード群を被着・配置し、こ
の各リード群にはんだバンプなどを介して個々の半導体
チップをボンディングすることにより、大量の半導体集
積回路装置の組立工程の効率化を図ることが可能となっ
ている。

【０００５】この場合に、半導体チップを外部環境の湿
気および塵挨などから保護するために、たとえばエポキ
シ系樹脂などをＩＬＢ後の半導体チップのリード部など
を覆うように塗布した後に、加熱処理などによって乾燥
・硬化させることによって封止樹脂に所定の強度を持た
せる樹脂封止を行うことが一般的である。

【０００６】たとえば、封止樹脂を塗布する塗布機構と
してのポッティング装置においては、樹脂塗布用のシュ
リンジをＸ軸およびＹ軸方向に駆動する駆動制御部と、
塗布位置の停止時間を制御する時間制御部などを備え、
駆動制御部によって塗布軌跡を決定し、時間制御部によ
る塗布時間の制御によって塗布位置における塗布量が制
御されている。

【０００７】なお、これに類似する技術としては、たと
えば株式会社工業調査会、平成元年７月１日発行、「電
子材料」Ｐ１００に記載されるＴＡＢ樹脂封止装置が挙
げられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、被塗布対象物の塗布位置に対す
る作業者による吐出ノズルの位置合わせずれ、ＩＬＢの
影響によるチップ面とテープ面の傾きの発生などによ
り、所定の塗布位置に対して樹脂材料の塗布位置ずれが
発生する要因があるため、作業者がポッティングの状態
を監視し、時々位置を補正しなければならなかった。

【０００９】また、樹脂材料の成分のばらつきにより、
樹脂材料の広がりが所定の広がりより大きくなったり、
逆に小さくなったりして、厚さについても同様の問題が
発生する要因があり、作業者の監視および補正作業が必
要となっていた。

【００１０】さらに、樹脂材料の量が多過ぎたり、逆に
少な過ぎたりすること、位置がずれたりすることは、リ
ード露出不良などの外観的な不具合ばかりでなく、パッ
ケージ構造の対ストレス強度、たとえば温度サイクル性
が著しく低下するなど品質上大きな問題がある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、樹脂材料の広が
り、塗布位置および厚さなどの塗布状態を検出し、常に
適正な塗布状態における塗布処理を自動的に行い、作業
効率の向上を図ることができるポッティング装置を提供
することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、作業者の作業
性および品質ばらつきなどによる影響を低減し、樹脂塗
布処理における品質の向上を図ることができるポッティ
ング装置を提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明のポッティング装置は、
被塗布対象物の所定の箇所に樹脂材料を塗布するポッテ
ィング装置であって、樹脂材料の吐出ノズルの軌跡を補
正するために、被塗布対象物へのポッティング後の樹脂
材料の広がりおよび塗布位置を検出するものである。

【００１６】また、本発明の他のポッティング装置は、
樹脂材料の広がりが所定の広がりになるように樹脂材料
の吐出条件を補正するために、被塗布対象物へのポッテ
ィング後の樹脂材料の広がり状態を検出するものであ
る。

【００１７】この場合に、前記被塗布対象物へのポッテ
ィング後の樹脂材料の厚さを検出し、この樹脂材料の厚
さが所定の厚さになるように樹脂材料の吐出条件を補正
するようにしたものである。

【００１８】また、前記被塗布対象物を認識し、この被
塗布対象物に対応した塗布プログラムをオートロードす
るようにしたものである。

【００１９】

【作用】前記したポッティング装置によれば、ポッティ
ング後の被塗布対象物に対する樹脂材料の広がり、吐出
位置および厚さなどの塗布状態を同時処理的に検出する
ことにより、次のポッティング時に吐出ノズルの軌跡お
よび吐出条件を適正な塗布条件に補正してフィードバッ
クすることができる。これにより、ポッティング処理に
おける品質の向上が可能となり、同時に作業者の負担を
軽減することができる。

【００２０】また、被塗布対象物の認識により、被塗布
対象物に対応した塗布プログラムをオートロードするこ
とができる。これにより、被塗布対象物に対するポッテ
ィング処理を自動的に行うことができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるポッティング
装置の要部を示す概略構成図、図２は本実施例のポッテ
ィング装置における塗布状態を示す説明図、図３は本実
施例のポッティング装置などから構成される樹脂封止シ
ステムを示す構成図、図４は本実施例のポッティング装
置を用いて樹脂封止されたキャリアテープを示す断面
図、図５は本実施例のポッティング装置の変形例を示す
要部構成図である。

【００２２】まず、図１により本実施例のポッティング
装置の構成を説明する。

【００２３】本実施例のポッティング装置は、たとえば
ＴＡＢ実装方式による樹脂封止におけるポッティング装
置１とされ、図４に示すようにリード２が形成され、半
導体チップ３がボンディングされたキャリアテープ（被
塗布対象物）４に適用され、このキャリアテープ４上の
所定の箇所に樹脂５を塗布するシュリンジ６と、このシ
ュリンジ６のＺ軸、Ｙ軸およびＸ軸方向駆動用のＺテー
ブル７、Ｙテーブル８およびＸテーブル９と、樹脂５の
塗布状態検出用のカメラ１０とから構成されている。

【００２４】そして、シュリンジ６が前後、左右および
上下方向に３次元的に位置決めされ、そのポッティング
後の樹脂５の塗布状態がカメラ１０により随時検出され
ている。

【００２５】シュリンジ６は、たとえば吐出ノズル１１
が下向きにした姿勢で配設され、その内部に所定量の液
状の樹脂５が貯留されている。そして、一定量の樹脂５
を供給するディスペンサ１２に接続され、さらにこのデ
ィスペンサ１２が吐出制御部１３に接続され、シュリン
ジ６内の圧力が調整されることによって樹脂５の塗布量
が制御されている。

【００２６】また、シュリンジ６の真下には、半導体チ
ップ３がボンディングされたキャリアテープ４が搬送さ
れ、キャリアテープ４の移動によって逐次搬送される複
数の半導体チップ３の各々とリード２とのボンディング
箇所に対して所定量の樹脂５が塗布されるようになって
いる。

【００２７】Ｚテーブル７は、たとえばエンコーダ１４
が連結されたＤＣモータ１５と、このＤＣモータ１５に
ベルト１６を介して連動されるボールねじ１７とから構
成され、ＤＣモータ１５の回転角がエンコーダ１４によ
って検出されている。

【００２８】また、ボールねじ１７には、シュリンジ６
を保持するシュリンジホルダ１８が回動可能に螺合さ
れ、ボールねじ１７の回動によってシュリンジホルダ１
８がリニアガイド１９に案内されて上下方向に移動され
るようになっている。

【００２９】さらに、Ｚテーブル７は駆動制御部２０に
接続され、エンコーダ１４によるＤＣモータ１５の回転
角の検出によってボールねじ１７の回動が制御され、こ
れによってシュリンジ６の吐出ノズル１１の高さ方向が
制御されるようになっている。

【００３０】Ｙテーブル８は、Ｚテーブル７と同様の構
成とされ、駆動制御部２０による制御によってシュリン
ジ６のＹ軸方向の駆動が制御されている。

【００３１】Ｘテーブル９は、Ｚテーブル７と同様の構
成とされ、駆動制御部２０によってシュリンジ６のＸ軸
方向の駆動が制御され、Ｙテーブル８の駆動と連動して
塗布軌跡が決定されるようになっている。

【００３２】カメラ１０は、たとえば小形のＣＣＤ(Cha
rge Coupled Device）カメラとされ、Ｚテーブル７に固
定され、キャリアテープ４上の半導体チップ３の位置お
よび大きさを認識すると同時に、ポッティング後の樹脂
５の広がりおよび塗布位置が検出されるようになってい
る。

【００３３】さらに、カメラ１０は画像処理部２１に接
続され、たとえばカメラ１０によって検出された画像が
画像処理部２１によって樹脂５の外周エッジを境界に２
値化処理され、次のポッティング時に吐出ノズル１１の
軌跡および吐出量を決定する吐出時間の吐出条件にフィ
ードバックされている。

【００３４】以上の構成において、吐出制御部１３、駆
動制御部２０および画像処理部２１は、たとえばマイク
ロコンピュータなどによる主制御部２２に接続され、主
制御部２２によって総轄的な制御が可能となっている。

【００３５】また、主制御部２２には、被塗布対象物、
たとえばキャリアテープ４にボンディングされた半導体
チップ３の大きさ、縦横比またはキャリアテープ４上の
配線パターンなどによる種類に対応した塗布プログラム
が予め作成されている。そして、カメラ１０による認識
によって種類に対応した塗布プログラムが自動的に読み
込まれ、この塗布プログラムに従ってポッティング装置
１が自動制御されている。

【００３６】以上のように構成されるポッティング装置
１は、たとえば図３に示すような樹脂封止システムの一
部として構成され、樹脂塗布処理の前工程であるキャリ
アテープ４を供給するリール方式のローダ機構２３が左
側に連結され、一方樹脂塗布処理の後工程である樹脂乾
燥・硬化処理のためのベーキング装置２４が右側に連結
され、さらにその右側にリール方式によってキャリアテ
ープ４を巻き取るアンローダ機構２５が連結されてい
る。

【００３７】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３８】始めに、キャリアテープ４の製造および半
導体チップ３へのバンプ形成の各別工程において、キャ
リアテープ４とバンプが形成された半導体チップ３とが
製造される。そして、パッケージ工程において、最初に
キャリアテープ４上のリード２と半導体チップ３の電極
とがバンプを介して接続されるＩＬＢ工程が行われた
後、本発明の樹脂封止工程が行われる。

【００３９】まず、ＩＬＢ工程が終了したキャリアテー
プ４がリールに巻かれた状態においてローダ機構２３に
セットされ、一方アンローダ機構２５には空のリールが
セットされて樹脂封止が完了したキャリアテープ４が巻
き取られる。

【００４０】始めに、ポッティング装置１において、キ
ャリアテープ４にボンディングされた半導体チップ３の
種類、たとえば半導体チップ３のサイズをカメラ１０の
検出によって認識し、主制御部２２内において種類に応
じた塗布プログラムを選択してオートロードする。

【００４１】同時に、カメラ１０によって半導体チップ
３の位置を検出し、駆動制御部２０によってＹテーブル
８およびＸテーブル９が制御され、シュリンジ６がポッ
ティングの開始点に位置決めされる。

【００４２】続いて、塗布プログラムに従い、駆動制御
部２０を通じてＺ、ＹおよびＸテーブル７〜９が制御さ
れ、シュリンジ６が前後、左右および上下方向に３次元
的に位置決めされる。同時に、吐出制御部１３が制御さ
れ、ディスペンサ１２を通じてシュリンジ６の吐出ノズ
ル１１から一定量の樹脂５が供給される。

【００４３】そして、ローダ機構２３から搬送されてき
たキャリアテープ４上の複数の半導体チップ３の各々に
対して、塗布量および位置決め制御されて所定量の樹脂
５が塗布される。

【００４４】この場合に、たとえばポッティング開始時
においては、最初の３個の半導体チップ３に対するポッ
ティング状態がカメラ１０によって検出され、ポッティ
ング後の樹脂５の広がりおよび吐出位置などの塗布状態
を検出し、画像処理部２１を通じて同時処理することに
よって次のポッティング時に吐出ノズルの軌跡および吐
出時間をフィードバックすることができる。

【００４５】たとえば、図２(a) に示すように樹脂５の
塗布状態が適正な時には、吐出ノズル１１の軌跡および
吐出時間を前と同じ条件においてポッティングを行い、
一方、図２(b) のような塗布位置の不良、または図２
(c) の樹脂不足による不良、さらに図２(d) のような樹
脂過多による不良などが検出された場合には、吐出ノズ
ル１１の軌跡および吐出時間が適正な塗布状態が得られ
るように補正される。

【００４６】さらに、樹脂５が塗布されたキャリアテー
プ４がベーキング装置２４に搬送され、ベーキング装置
２４において、キャリアテープ４を所定の雰囲気条件に
保持されたベーキング室内を搬送させ、塗布された樹脂
５を所定の硬度、たとえば鉛筆の２Ｈ以上の硬度まで硬
化させる。

【００４７】そして、樹脂５を所定の硬度に硬化された
後、アンローダ機構２５のリールに樹脂封止が完了した
キャリアテープ４を巻き取り、１リール分の樹脂封止工
程が完了する。このように、以上の工程を各リール毎に
繰り返し、大量の半導体集積回路装置の組立を効率良く
行うことができる。

【００４８】従って、本実施例のポッティング装置１に
よれば、樹脂５の塗布状態を検出するカメラ１０を設け
ることにより、ポッティング後の樹脂５の広がりおよび
吐出位置を検出し、さらに画像処理部２１を通じて同時
処理し、次のポッティング時に適正な塗布状態が得られ
る吐出ノズル１１の軌跡および吐出条件に補正してフィ
ードバックすることができるので、従来のような作業者
による監視および補正処理が不要となり、作業者の負担
が軽減すると同時に、ポッティング処理における品質の
向上が可能となる。

【００４９】また、半導体チップ３の大きさなどの検出
によって種類を認識することにより、それに対応した塗
布プログラムのオートロードが可能となるので、ポッテ
ィング処理を自動的に行うことができ、塗布プロセスの
作業効率の向上が可能となる。

【００５０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５１】たとえば、本実施例のポッティング装置１
においては、カメラ１０がＺテーブル７に固定される場
合について説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、たとえば図５に示すように、特にポッ
ティング後の樹脂５の塗布位置を照明２６による光透過
方式によって検出する移動可能なカメラ２７を追加する
場合などについても適用可能である。

【００５２】この場合には、ポッティング処理と同時に
塗布状態の検出ができるので、１個のカメラ１０による
検出に比べてパラレル処理が可能となり、処理能力の向
上を図ることができる。また、光透過検出によって、樹
脂不足によるスリット状の不良の検出も可能となる。

【００５３】さらに、図５に示すように移動可能なカメ
ラ２７の後段に、相対的な距離の測定が可能なレーザ２
８，２９を配設する場合などについても適用可能であ
り、この場合には樹脂５の広がりおよび塗布位置の塗布
状態に加えて、樹脂５の厚さを検出することができるの
で、前記同様に樹脂５の厚さが所定の厚さになるように
吐出条件を補正してフィードバックすることにより、ポ
ッティング処理におけるより一層の品質の向上が可能と
なる。

【００５４】また、本実施例のポッティング装置１にお
いては、ローダ機構２３、ベーキング装置２４およびア
ンローダ機構２５と連結して用いられる場合について説
明したが、たとえばポッティング装置１を単体で用いた
り、さらに他の組み合せによって使用することも可能で
ある。たとえば、ローダ機構２３とポッティング装置１
との間にＩＬＢ用のボンディング装置を挿入したり、ま
たベーキング装置２４の後にマーキング装置、さらに樹
脂厚測定機構を連結する場合などについても適用可能で
ある。

【００５５】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるＴＡＢ実装に用い
られるポッティング装置１に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、たとえばペレ
ットボンダなどの他の半導体集積回路装置の製造工程に
用いられる塗布機構、さらに樹脂材料として接着材を用
いた接着材の塗布機構などについても広く適用可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００５７】(1).被塗布対象物へのポッティング後の樹
脂材料の広がりおよび塗布位置を検出し、この検出結果
に対応させて樹脂材料の吐出ノズルの軌跡および塗布条
件を補正することにより、次のポッティング時に吐出ノ
ズルの軌跡および吐出条件を適正な塗布条件に補正して
フィードバックすることができるので、作業者による作
業性および品質ばらつきなどの影響が低減され、ポッテ
ィング処理における品質の向上が可能となる。

【００５８】(2).前記(1) に加えて、被塗布対象物への
ポッティング後の樹脂材料の厚さを検出し、この樹脂材
料の厚さが所定の厚さになるように吐出条件を補正する
ことにより、ポッティング処理におけるより一層の品質
の向上が可能となる。

【００５９】(3).被塗布対象物を認識し、被塗布対象物
に対応した塗布プログラムをオートロードすることによ
り、被塗布対象物に対するポッティング処理を自動的に
行うことができる。

【００６０】(4).前記(1) により、ポッティング処理の
監視が不要となり、かつ複数台のポッティング装置の監
視が一人の作業者によって可能となるので、作業者に対
する負担の軽減または作業者の削減を図ることができ
る。

【００６１】(5).前記(1) により、連続的に処理した場
合には、ポッティングの異常を即座に検出することがで
きるので、大量の不良の製造を抑制することができる。

【００６２】(6).前記(1) 〜(5) により、特にＴＡＢ実
装方式の樹脂塗布工程のポッティング装置に用いること
により、大量の半導体集積回路装置の組立、特に複数の
半導体チップがボンディングされたキャリアテープに対
する樹脂塗布プロセスの作業効率および品質の向上が可
能とされるポッティング装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるポッティング装置の要
部を示す概略構成図である。

【図２】本実施例のポッティング装置における塗布状態
を示す説明図である。

【図３】本実施例のポッティング装置などから構成され
る樹脂封止システムを示す構成図である。

【図４】本実施例のポッティング装置を用いて樹脂封止
されたキャリアテープを示す断面図である。

【図５】本実施例のポッティング装置の変形例を示す要
部構成図である。

【符号の説明】

１ ポッティング装置 ２ リード ３ 半導体チップ ４ キャリアテープ（被塗布対象物） ５ 樹脂 ６ シュリンジ ７ Ｚテーブル ８ Ｙテーブル ９ Ｘテーブル １０ カメラ １１ 吐出ノズル １２ ディスペンサ １３ 吐出制御部 １４ エンコーダ １５ ＤＣモータ １６ ベルト １７ ボールねじ １８ シュリンジホルダ １９ リニアガイド ２０ 駆動制御部 ２１ 画像処理部 ２２ 主制御部 ２３ ローダ機構 ２４ ベーキング装置 ２５ アンローダ機構 ２６ 照明 ２７ カメラ ２８ レーザ ２９ レーザ

フロントページの続き (72)発明者 図師 寿 東京都武蔵村山市伊奈平２丁目51番地の１ 株式会社新川内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗布対象物の所定の箇所に樹脂材料を
   塗布するポッティング装置であって、前記被塗布対象物
   へのポッティング後の前記樹脂材料の広がりおよび塗布
   位置を検出し、該検出結果に対応させて前記樹脂材料の
   吐出ノズルの軌跡を補正することを特徴とするポッティ
   ング装置。
2. 【請求項２】 被塗布対象物の所定の箇所に樹脂材料を
   塗布するポッティング装置であって、前記被塗布対象物
   へのポッティング後の前記樹脂材料の広がり状態を検出
   し、該樹脂材料の広がりが所定の広がりになるように該
   樹脂材料の吐出条件を補正することを特徴とするポッテ
   ィング装置。
3. 【請求項３】 前記被塗布対象物へのポッティング後の
   前記樹脂材料の厚さを検出し、該樹脂材料の厚さが所定
   の厚さになるように該樹脂材料の吐出条件を補正するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のポッティング装
   置。
4. 【請求項４】 前記被塗布対象物を認識し、該被塗布対
   象物に対応した塗布プログラムをオートロードすること
   を特徴とする請求項１、２または３記載のポッティング
   装置。