JPH07142545A - フリップチップ部品の実装装置 - Google Patents

フリップチップ部品の実装装置

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JPH07142545A
JPH07142545A JP29172193A JP29172193A JPH07142545A JP H07142545 A JPH07142545 A JP H07142545A JP 29172193 A JP29172193 A JP 29172193A JP 29172193 A JP29172193 A JP 29172193A JP H07142545 A JPH07142545 A JP H07142545A
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JP
Japan
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flip
chip component
substrate
mounting
infrared
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Pending
Application number
JP29172193A
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English (en)
Inventor
Kenji Okamoto
健二 岡本
Masanori Yasutake
正憲 安武
Osamu Yamazaki
攻 山崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01077Iridium [Ir]

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線撮像手段によって、フリップチップI
Cを実装する前後にバンプ状態や接合状態を確認し、良
否判定に従って不良を取り除き、良品のみを次工程に進
める実装方法を提供する。 【構成】 赤外線カメラ1でフリップチップIC10を
撮像し、バンプ形状部分のみ抽出2させ、塗着状態およ
び接合状態における位置ずれ量、面積値を計測3し、予
め設定された許容値5と計測値を比較し、良否判定によ
り不良品を取り除き良品のみを実装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフリップチップ部品の実
装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、フリップチップ部品(以下フリッ
プチップICと称す)等の電子部品実装技術は、高密度
かつ狭ピッチ化に対応し、さらに良品生産の要求も高ま
っている。
【0003】以下、従来のフリップチップICの実装方
法の一例について図8、図9を参照しながら説明する。
図9において、31は回路基板、32はクリーム半田の
印刷箇所に開口部33を形成されたメタルマスクであ
る。34はメタルマスク32上に供給されたクリーム半
田である。35はスキージで、メタルマスク32上を移
動し、クリーム半田34を回路基板31上に印刷する。
36はフリップチップICで、アルミパッド37を介し
て金のバンプ38を有し、吸着ヘッド39にて保持され
て回路基板31上に実装される。40は電気検査機で、
そのピン41を回路基板31の導体42に接触させて電
気的接合および/または回路特性を検査する。
【0004】次に、フリップチップIC36の実装工程
について、図8と図9を参照して説明する。まずステッ
プ#11で図9(a)に示すように、メタルマスク32
上でスキージ35を水平方向に移動することによって回
路基板31上にクリーム半田34を印刷する。次にステ
ップ#12で、図9(b)に示すように、バンプ38を
有するフリップチップIC36を吸着ヘッド39にて保
持し、接合すべき回路基板31にこのフリップチップI
C36を実装する。次のステップ#13で、この回路基
板31をリフロー炉等のリフロー装置に通してクリーム
半田34を溶融させ、フリップチップIC36のバンプ
38と回路基板31の導体42とを接合する。その後ス
テップ#14で、図9(c)に示すように、回路基板3
1の導体42にピン41を当て、電気検査機40で検査
を行い、検査の結果不合格の際には、不合格のフリップ
チップIC36に対してステップ#15で回路基板31
を加熱してフリップチップIC36を除去し、ステップ
#16で回路基板31の導体42上にクリーム半田34
を供給し、再びフリップチップIC36を実装するステ
ップ#12の工程に移行する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成では、印刷工程後のクリーム半田印刷状態やフリ
ップチップICのバンプ形状が不明なまま次の工程のフ
リップチップIC実装工程で、基板上にフリップチップ
ICが実装されていた。クリーム半田印刷状態やバンプ
形状が不良である場合でも実装工程、リフロー工程と次
工程に進み、電気検査で検査されたときに良・不良が判
定されている。
【0006】電気検査では、ピンを導体接合部に接触さ
せる方式であるため、リードピッチが狭くなるにつれピ
ンの接触が困難になり誤判定になりやすく、しかも装置
が高価であるという問題があった。
【0007】さらに、フリップチップICを基板に実装
した後での検査のみでは、不良が発生した場合、その原
因が直ちに判明できず、不良の再発を防ぐことができな
いといった問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のフリップチップ
ICの実装装置は、赤外線撮像手段によりフリップチッ
プICのバンプ状態を計測し、良品判定されたICのみ
基板に実装することを第1の特徴とする。
【0009】また、ヒータ付吸着ノズルにより、実装さ
れたフリップチップIC電極部と基板のパターン部を赤
外線撮像手段により撮像し、接合状態を抽出することに
より、位置ずれ量と面積値を計測し予め設定された許容
値と比較判定する手段を備えたことを第2の特徴とす
る。
【0010】さらに、上記第1の特徴で良品判定された
フリップチップICを基板に実装した後に、第2の特徴
によりICと基板の接合状態の良否を判定することを第
3の特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の上記構成によって、フリップチップI
Cのバンプ形成状態の不良なものは取り除かれ、良品の
み基板に実装されるため、実装工程の品質を向上させる
ことができる。
【0012】また、実装後も接合状態の良否が判定され
るため、実装工程後の高価な検査装置も不要になる。
【0013】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例の
フリップチップICの実装装置の実装工程について、図
1〜図3を参照しながら説明する。
【0014】図1は、本発明の第1の実施例におけるフ
リップチップICの実装装置の構成を示すものである。
図1において、1は撮像管分充感度特性が8〜13μm
程度の赤外線カメラ、2は赤外線カメラ1で撮像された
画像からバンプ形状に相当する部分を抽出する抽出部で
あり、3は抽出部2で得られた抽出画像に基づいてバン
プ塗着状態の位置ずれ量と面積値を演算する塗着状態計
測部、4は計測部3で求められた位置ずれ量および面積
値を予め設定されている許容値5と比較判定し、フリッ
プチップICに塗着されたバンプ形状の良否を決定する
ものである。
【0015】以下、上記構成による実装方法について図
1〜図3を参照しながらその動作について説明する。
【0016】バンプ形成11されたフリップチップIC
10をヒータ付吸着ノズル9で吸着、移動し、所定位置
で下面から赤外線カメラ1で撮像する。図2はバンプ形
成11されたフリップチップIC10の底面から赤外線
カメラ1で撮像する撮像部分を示したものである。13
〜16はそれぞれ電極上のバンプ、12は電極である。
これを抽出部2でバンプ形状に相当する部分のみ抽出す
る。図3は、バンプ形状のみ抽出した画像を示す。17
〜20が抽出されたバンプ形状に相当する部分である。
この抽出画像で抽出された部分を計測部3によって位置
ずれ量および面積値を算出する。図3に示す23a〜2
3dは、それぞれのバンプの基準中心位置であり、24
a〜24dは計測されたバンプの中心位置である。この
基準中心位置から、計測された中心位置までの距離を位
置ずれ量とする。次に比較判定部で求められた位置ずれ
量、面積値を予め設定された許容値5と比較し、その許
容値を越えた場合は、実装制御部6からフリップチップ
IC10を取り除く指令がノズル駆動部7に出力され
る。許容値以下の場合は良品とみなされ次工程の基板へ
フリップチップIC10が実装される。
【0017】(実施例2)次に本発明の第2の実施例に
ついて、図4、図5を用いて説明する。図4は、本発明
の第2の実施例におけるフリップチップICの実装装置
の構成を示すものである。図4において、12は基板で
ある。
【0018】ヒータ付吸着ノズル9で吸着されたフリッ
プチップIC10を基板12の所定位置に移動させ実装
する。その直後に下面から撮像管分充感度特性が8〜1
3μm程度の赤外線カメラ1で撮像し、フリップチップ
IC10と基板の接合部分のみを抽出部2aにより抽出
する。図5は、抽出部により抽出された接合部に相当す
る画像を示したものである。
【0019】26〜29はフリップチップIC10と基
板12の接合部に相当するデータを抽出したもの、25
は計測処理を行うウィンド、30は接合部の基準となる
中心位置である。
【0020】前記した第1の実施例と同様に、接合部の
位置ずれ量と面積値を計測部3aで計測し、予め設定さ
れた許容値5と比較判定4し、許容値を越えた場合は実
装制御部6からノズル駆動部に対して取り除くための指
令が出力される。比較判定結果が許容値以下であれば、
次工程へと進んでいく。
【0021】(実施例3)次に本発明の第3の実施例に
ついて、図6を用いて説明する。図6は、本発明の第3
の実施例におけるフリップチップIC実装装置の構成を
示したものである。図6において、13は赤外照明であ
る。
【0022】フリップチップIC10を基板12の所定
位置に実装した後、基板裏面から赤外照明により照射
し、その反射光を撮像管分充感度特性が8〜13μm程
度の赤外線カメラ1で撮像する。撮像された画像は前記
した第2の実施例と同様に、抽出部2b、計測部3b、
比較判定部4で処理された後、実装制御部で比較判定さ
れた結果に基づき、良品であれば次工程へ進み、不良品
であれば実装された基板が取り除かれる。
【0023】(実施例4)次に本発明の第4の実施例に
ついて、図7を用いて説明する。図7は、本発明のフリ
ップチップIC実装装置のフローを示したものである。
#1によって基板にクリーム半田印刷され、フリップチ
ップICにはバンプが形成される。#2において、フリ
ップチップICのバンプ形状を前記した第1の実施例で
説明した方法で検査し、NGであればフリップチップI
Cを取り除き(#5)、OKであれば次工程の#3に進
む。#3はフリップチップICを基板の所定位置に実装
する工程である。#4で、フリップチップICと基板の
接合部を第2の実施例または第3の実施例で説明した方
法で検査し、NGの判定であれば実装された基板を取り
除き、OKであれば次工程へ進む。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、クリーム
半田印刷後にその状態を赤外線カメラで撮像し、良・否
判定することによって次工程での不良発生を減少させる
ことができる。
【0025】また、フリップチップICを基板に実装し
た後にも、赤外線カメラで撮像し、良・否を判定するこ
とにより、不良品が次工程に進むことを防ぎ、フリップ
チップIC実装工程の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるフリップチップ
部品実装装置の構成を示したブロック図
【図2】同フリップチップ部品実装装置の赤外線撮像手
段により撮像するフリップチップ部品のバンプ状態を示
した平面図
【図3】同フリップチップ部品実装装置の抽出手段によ
りバンプを抽出した結果を示した平面図
【図4】本発明の第2の実施例におけるフリップチップ
部品実装装置の構成を示したブロック図
【図5】同フリップチップ部品実装方法の抽出手段によ
り抽出した接合部分を示した平面図
【図6】本発明の第3の実施例におけるフリップチップ
部品実装装置の構成を示したブロック図
【図7】本発明の第4の実施例におけるフリップチップ
部品実装装置のフローチャート
【図8】従来例のフリップチップ部品実装方法のフロー
チャート
【図9】(a)は従来例におけるフリップチップ部品の
実装方法の各工程の説明図 (b)は従来例におけるフリップチップ部品の実装方法
の各工程の説明図 (c)は従来例におけるフリップチップ部品の実装方法
の各工程の説明図
【符号の説明】
1 赤外面カメラ 2 被測定対象物の抽出部 3 被測定対象物の計測部 4 比較判定部 5 許容値格納部 6 実装制御部 7 ノズル駆動部 8 ロボット 9 ヒータ付吸着ノズル 10 フリップチップIC 11 バンプ 12 基板 13 赤外照明

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線カメラで電極にクリーム半田を形
    成されたフリップチップ部品の少なくとも一部を撮像す
    る赤外線撮像手段と、前記赤外線撮像手段により撮像さ
    れた画像からフリップチップ部品の電極部に形成された
    バンプに相当する信号のみを抽出する抽出手段と、前記
    抽出手段から出力されたデータを用いて前記電極部に対
    するバンプ形成の位置ずれ量と面積値を算出するバンプ
    形成の状態計測手段と、前記状態計測手段から算出され
    た位置ずれ量および面積値を予め設定された許容値と比
    較し良否を判定する比較判定手段と、前記比較判定手段
    により良品判定となったフリップチップ部品のみ基板に
    実装する実装手段を備えたことを特徴とするフリップチ
    ップ部品の実装装置。
  2. 【請求項2】 電極にバンプ形成されたフリップチップ
    部品をヒータ付吸着ノズルで吸着保持して基板上の所定
    の実装位置に実装する手段と、実装後前記基板の裏面か
    ら赤外線カメラで前記電極部を撮像する赤外線撮像手段
    と、前記赤外線撮像手段により撮像された画像から実装
    直後にフリップチップ部品の電極と基板のランドの接合
    状態部に相当する信号のみを抽出する抽出手段と、前記
    抽出手段から出力されたデータを用いて前記接合状態部
    の位置ずれ量と面積値を算出する接合状態計測手段と、
    前記接合状態計測手段から算出された位置ずれ量と面積
    値を予め設定された許容値と比較し良否を判定する比較
    判定手段を備えたことを特徴とするフリップチップ部品
    の実装装置。
  3. 【請求項3】 電極にバンプ形成されたフリップチップ
    部品を吸着ノズルで吸着保持して基板上の所定の実装位
    置に実装する手段と、前記フリップチップ部品の所定の
    実装位置における基板の裏面から照射する照明手段を備
    えたことを特徴とする請求項2記載のフリップチップ部
    品の実装装置。
  4. 【請求項4】 赤外線カメラでフリップチップ部品の少
    なくとも一部を撮像する赤外線撮像手段と、前記赤外線
    撮像手段により撮像された画像からフリップチップ部品
    の電極部に形成されたバンプに相当する信号のみを抽出
    する抽出手段と、前記抽出手段から出力されたデータを
    用いて前記電極部に対するバンプ形成の位置ずれ量と面
    積値を算出するバンプ形成の状態計測手段と、前記状態
    計測手段から算出された位置ずれ量および面積値を予め
    設定された許容値と比較し良否を判定する比較判定手段
    と、前記比較判定手段により良品判定となったフリップ
    チップ部品のみ基板に実装する実装手段と、実装後前記
    基板の裏面から赤外線カメラで前記電極部を撮像する赤
    外線撮像手段と、前記赤外線撮像手段により撮像された
    画像から実装直後にフリップチップ部品の電極と基板の
    ランドの接合状態部に相当する信号のみを抽出する抽出
    手段と、前記抽出手段から出力されたデータを用いて前
    記接合状態部の位置ずれ量と面積値を算出する接合状態
    計測手段と、前記接合状態計測手段から算出された位置
    ずれ量と面積値を予め設定された許容値と比較し良否を
    判定する比較判定手段を備えたことを特徴とするフリッ
    プチップ部品の実装装置。
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