TW497187B - Inspection method for electric components and assembly apparatus for electric components - Google Patents

Description

497187 A7 ________Β7 五、發明說明（丨） [發明所屬之技術領域] 本發明是關於在電子元件之組裝步驟中，用以檢查固 態元件結合於載體薄膜上時的結合狀態之電子元件檢查方 法，及與此方法相關之電子元件組裝裝置。 [習知之技術] 半導體元件組裝方式之一種的載帶輸送(tape carder)方 式，如圖6所示，係在由帶狀耐熱性樹脂膠膜作成之載體 薄膜2上面，形成由導體層構成之既定形狀的引線76 ’將 此引線7與矽晶片78上表面電極之結合墊結合在一起’然 後進行利用樹脂將該等加以密封等之各種組裝步驟。 此載帶輸送方式，如圖7所示，載體薄膜2表面形成 之引線76的前端自載體薄膜2之窗部2a突出於外，使砂 晶片78從該引線76之下方靠近，利用內裝加熱器之結合 頭由上方一面加熱一面加壓，將引線76與結合墊80予以 熱熔合，或是利用將均勻散佈導體粉末之熔融樹脂材料塗 抹於兩者間的境界面上使其硬化後加以結合。此方式時’ 欲檢查結合後製品之品質時，可以利用在其上方以攝影機 觀測之方式來檢測引線76與結合墊80間之結合位置偏差 [發明欲解決之課題] 但是，隨著半導體元件之精細節距化(fine-pitch)，該 現有的方式已無法忽視因外力及熱所造成之引線76的變形 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ;---.---------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 ___B7 _ 五、發明說明（X ) ，因此近年來係如圖8所示，在以不透明酚醛樹脂積層材 料等作成之基板82表面上形成引線76，再將上下翻轉之 矽晶片78由上方接近引線76來加以結合之方式進行(覆晶 片法 flip chip)。 可是這種覆晶片方式，由於無法從外部看到引線76與 結合墊80之結合部分，當欲檢查此製品之品質時，必需將 已結合之矽晶片78自基板82上之引線76拆下，再以顯微 鏡來觀察結合面之狀態，此項作業相當煩雜。此外’雖然 亦提出了一種如特開平10-270501號公報中所揭示，利用 紅外線光從上面照射使其穿透矽晶片78,以檢測反射像中 結合墊80及引線76光像之方式，來檢查兩者間之位置偏 差的方法，但該方式由於使用紅外線裝置’因此設備龐大 〇 因此，本發明之目的，係提供一種能以良好之效率實 施結合狀態之檢查的手段。 [用以解決課題之方法] 本案第1發明之電子元件之檢查方法，係用以檢查形 成於以光穿透性材料作成的載體薄膜上面之導體層、與形 成於固態元件下面之結合墊間的結合狀態，其特徵爲：根 據穿透前述載體薄膜之前述結合墊之光像，來進行前述檢 查。 本案之第1發明，由於係利用載體薄膜之光穿透性， 根據穿透載體薄膜之結合墊光像來檢查形成於載體薄膜上 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --W---.---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 _ B7____ 五、發明說明（>!) 面之導體層、與固態元件之結合墊間的結合狀態’因此不 需將已結合之矽晶片拆下的煩雜檢查步驟，而能以良好之 效率實施檢查。 本案第2發明之電子元件之檢查方法，包含：結合步 驟，係將形成於以光穿透性材料作成的帶狀載體薄膜上面 之導體層、與形成於複數個固態元件下面之結合墊加以結 合；及檢測步驟，係在將前述複數個固態元件一連串的保 持於前述載體薄膜上之狀態下，根據穿透該載體薄膜之前 述結合墊的光像來進行結合狀態之檢測。 本案之第2發明，由於係在將複數個固態元件一連串 的保持在帶狀之載體薄膜上之狀態下，根據穿透載體薄膜 之前述結合墊光像來檢測結合狀態，因此可不停止組裝線 而連續的進行檢測作業，進一步提昇檢查步驟之效率。 本案第3發明之電子元件組裝裝置，具備：結合機構 ，用以將形成於以光穿透性材料作成之帶狀載體薄膜上面 之導體層、與形成於複數個固態元件下面之結合墊結合； 及檢測機構，係在將前述複數個固態元件一連串的保持於 前述載體薄膜上之狀態下，根據穿透該載體薄膜之前述結 合墊的光像來進行結合狀態之檢測。本案第3發明，可獲 得與本案第2發明相同之效果。 本案第4發明，係本案之第3發明之電子元件組裝裝 置，其中，前述結合機構係由自上下方包挾前述載體薄膜 之上側構件及下側構件構成，並進一步具備將前述下側構 件與前述檢測機構保持成一體之移動台，藉前述移動台之 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ——·---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 __B7_____ 五、發明說明（< ) 移動，使前述下側構件及前述檢測機構選擇性的配置在與 前述上側構件對向之位置，且於前述上側構件對向位置處 配置前述下側構件之姿勢下，前述檢測機構係與前述載體 薄膜上結合後之固態元件呈對向。 本案之第4發明，由於係藉移動台之移動，使下側構 件及檢測機構可選擇性的被配置在與上側構件對向之位置 ，在利用上側構件與下側構件進行結合後’藉將檢測機構 配置於與上側構件對向之位置，因此能不移動載體薄膜即 能檢查出結合步驟是否進行的良好。又’由於前述上側構 件對向位置處配置前述下側構件之姿勢下’前述檢測機構 係與前述載體薄膜上結合後之固態元件呈對向，因此藉將 載體薄膜從進行結合之結合位置處送至進行檢測之檢查位 置處，即可同時連續的進行使用上側構件及下側構件之結 合、以及使用檢測機構進行之檢測。 [圖式之簡單說明] 圖1，係顯示本發明實施形態之電子元件組裝裝置之 槪略構成的前視圖。 圖2，係顯示移動台、加熱器單元及檢查用攝影機的 前視圖。 圖3，係顯示移動台、加熱器單元及檢查用攝影機的 前視圖。 圖4，係移動台之A-Α線剖面圖。 圖5，係顯示實施形態之電氣構成及動作的說明圖。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --W---_----------I----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 _B7_ 五、發明說明（& ) 圖6，係顯示載體薄膜的俯視圖。 圖7，係習知結合的說明圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8，係習知之覆晶片方式之結合步驟的說明圖。 [符號說明] 1 電子元件組裝裝置 2 載體薄膜 2a 窗部 12 結合頭 24 樹脂滴下單元 26, 28 乾燥部 30 加熱器單元 31 移送臂 32 檢查用攝影機 34 結合位置 35 檢查位置 36 移動台 48 位置調整機構 62 油壓缸 74 顯示器 76 引線 78 矽晶片 80 結合墊 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 497187 A7 ^_—一 _B7 ___ 五、發明說明（\ ) [發明之實施形態] 以下，根據圖式說明本發明之較佳實施形態。圖1中 ，本發明之實施形態之電子元件組裝裝置1，係一晶片結 合器(die bonder)，具備：收容繞卷於捲軸8上之未加工載 體薄膜2的供料單元4，將加工後之載體薄膜2繞卷於捲 軸10上之卸料單元6，以及具有進行結合步驟之結合頭12 的結合單兀14。 供料單元4中，除上述捲軸8外，亦具備在繞出載體 薄膜2時捲繞保護帶18之間隔用捲軸19。同樣的，在卸 料單元6中，除上述捲軸10外，亦具備在繞入載體薄膜2 時捲繞保護帶22之間隔用捲軸20。 結合單元W中，除結合頭12外，亦設有樹脂滴下單 兀24 '乾燥部26，28、加熱單元30及檢查用攝影機32。 又’於結合位置34之附近，設有用以將矽晶片載置於載體 薄膜2上之搬送臂31及其操作盤33。 樹脂滴下單元24，係將分散保持導體粉末之樹脂材料 滴下至載體薄膜2之導體層上者。乾燥部26, 28，皆呈s 繞載體薄膜2之筒狀，並以熱風來加熱滴下之樹脂材料， 其中乾燥部26，係將上述樹脂材預熱至較其硬化溫度稍低 之溫度’又’乾燥部28則係將上述樹脂材加熱至其硬化 度使其硬化。 & 加熱單元30及檢查用攝影機32，係搭載於移動台36 。、如圖2所示，移動台％係由固定部％及可動部4〇所擒 成’可動部4〇係利用支柱46將上面板π及底面板44結 —.—---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 497187 A7 ___B7___ 五、發明說明（' ) 合而成。加熱單元30，係螺固於上面板42，檢查用攝影機 32係透過位置調整機構48安裝於上面板42。 位置調整機構48，是利用手動方式在XY平面上變更 及設定檢查用攝影機32之位置，具備：用以調整X方向 及Y方向位置的調整螺絲50，與此螺絲螺合之定程塊51 ，相嵌合成滑動自如之導軌52與滑動構件54，及用以固 定設定位置之固定螺絲56。57係設置檢查用攝影機32用 之承座。藉調整螺絲50之操作，使定程塊51在調整螺絲 50之軸向方向的X方向及Y方向移動，並以此方式使檢 查用攝影機32在圖2及圖3中虛線59所示之範圍內移動 〇 如圖4所示，在底面板44之底面固定有滑動構件58 ，與此對向之固定部38上固定有導軌60。往複式油壓缸 62是以和導軌60平行方向設置，其導桿64之前端安裝有 定程塊65及擋塊66。定程塊65係是固定於可動部40之 底面板44。68爲規範定程塊65及擋塊66之可動範圍的可 調整限制構件。因此，利用油壓缸62之突出與後退動作’ 移動台36之可動部40透過定程塊65移動，據此’加熱器 單元30及檢查用攝影機32同時往X-X方向(參照圖2)移 動。 如圖2及圖3所示，於結合位置34之正上方處，開叉 狀之夾頭7〇係以未圖示之昇降機構安裝成昇降自如’據此 ，於結合步驟中，將載體薄膜2壓接向加熱器單元30 ° 如圖5所示，在檢查用攝影機32之上緣部，設有由 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） II---.-------0^--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 ____B7___ 五、發明說明（$ ) LED構成之環狀光源72。將光源作成環狀之目的，是爲了 避免在攝影時產生成暈現像(halation)。又，檢查用攝影機 32之輸出側，係透過放大器73連接至顯示器74，據此’ 將載體薄膜2之光像顯示於顯示器74上。 本實施形態中，載體薄膜2是使用具光穿透性之耐熱 性樹脂薄膜。此樹脂薄膜特別是以使用例如東稜·杜邦公 司之凯普敦(kapton、商標)販賣之製品，或宇部興產公司之 優匹雷克斯（商標）販賣之製品等的耐熱性聚醯亞胺 (polyimide)薄膜爲佳，除此以外，只要是具備有可承受結 合所需之耐熱性、機械強度及適度吸濕性之薄膜，對可見 光具有穿透性之材料皆可使用。 如以上構造之本實施形態的電子元件組裝裝置1，係 將形成於載體薄膜2上之引線76及矽晶片78上的結合墊 80，利用分散保持導體粉末之樹脂黏著來加以結合，以下 針對其動作加以說明。首先，作爲初期動作，如圖2所示 ，係將加熱器單元30配置在結合位置34處，以夾頭70從 上方將體薄膜2壓接向加熱器單元30，利用移送臂31(參 照圖1)將矽晶片78載置於預定位置，再由上方以結合頭 12 —面加熱一面加壓，來進行結合作業。 接著，使油壓缸62突出動作，將移動台36之可動部 4〇移動至圖中左側，據此，將檢查用攝影機32配置在結 合位置34。由於檢查用攝影機32之畫像是顯示在顯示器 74上，因此作業員可以一面觀看此畫像一面操作調整螺絲 5〇，而觀查到矽晶片78全周之結合部，檢查是否有引線 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -n i_i ϋ n n ϋ n^_eJ· n ϋ ϋ I i— 1 I j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 497187 A7 ---------B7___ 五、發明說明（' ) 76與結合墊80間的結合位置偏差。當有位置偏差時，即 操作操作盤33藉變更移送臂31之偏位量(〇ffset，水平方 向、即XY方向之載置位置之位置座標)之設定値，來修正 矽晶片78之載置位置。以上所述爲初步設定動作。 當此初步設定動作完成後，接著使油壓缸62後退動作 ，使移動台36之可動部40移向圖中右側，據此，將加熱 器單元30再次移往結合位置34，且使檢查用攝影機32配 置於檢查位置35處。然後，在以連續方式利用結合頭12 及加熱器單元30進行結合步驟，同時作業員一面觀看檢查 用攝影機32於顯示器74上的畫像，一面逐次檢查引線76 與結合墊80的位置偏差。在有異常，亦即當引線76與矽 晶片78發生位置偏差超出容許範圍外時，即停止設備之操 作，依照顯示器74上畫像顯示之位置偏差量來操作操作盤 33，適當的修正移送臂31的偏位量設定値。 如以上所述，本實施形態係利用載體薄膜2之光穿透 性，將形成於載體薄膜2上之引線76與矽晶片78上的結 合墊80之結合狀態，根據穿透載體薄膜2之結合墊80光 像進行檢查，不需要將已結合之矽晶片78拆下的煩雜檢查 步驟，而能以良好的效率來進行檢查。 此外，本實施形態，由於係在將複數個矽晶片78 —連 串的保持於帶狀之載體薄膜2上之狀態下，根據穿透載體 薄膜2之結合墊80光像來檢測結合狀態，因此可不停止裝 置而連續進行檢測，進一步提昇檢查步驟之效率。 又，本實施形態，由於係藉移動台36之可動部40之 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —.—---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 ___B7_ 五、發明說明（^ ) 移動，將下側構件之加熱器單元30及檢查用攝影機32選 擇性的配置於與上側構件之結合頭12對向位置，因此在利 用結合頭12及加熱器單元30進行結合作業後，藉將檢查 用攝影機32配置在與結合頭12對向之位置，即可在不移 動載體薄膜2之情形下，檢查結合步驟是否正確的進行。 此外，在加熱器單元30是配置在與結合頭12相對向位置 之狀態下，檢查用攝影機32是與載體薄膜2上結合後之矽 晶片78呈相對向之位置，藉將載體薄膜2從進行結合之結 合位置34往進行檢測之檢查位置35搬送，即可同時連續 的進行使用結合頭12及加熱器單元30進行之結合作業， 與使用檢查用攝影機32所進行的檢測作業。 此外，本實施形態，雖係將引線76與結合墊80的位 置偏差，經由作業員目視顯示器74上之畫像來加以檢查， 但也可將檢查用攝影機32之輸出側連接至畫像處理裝置， 將引線76與結合墊80的位置偏差經由畫像處理轉換成數 値數據，當位置偏差量超過既定的容許値之場合即判定爲 異常。進一步的，將此位置偏差量回饋至移送臂31之偏位 量中，據以自動的修正位置偏差量亦可。 此外，本實施形態，雖係將檢查用攝影機32之XY方 向位置，藉手動操作調整螺絲50來加以調整，但亦可將各 個調整螺絲50分別連接至伺服馬達，利用開關之手動操作 驅動此伺服馬達來調整檢查用攝影機32之XY方向位置。 進一步的，根據政晶片78之配置節距來驅動該種伺服馬達 ，將檢查用攝影機32配置在對應各製品之矽晶片78之配 12 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ' --;---_---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497187 A7 _____Β7____ 五、發明說明（丨\ ) 置節距的最適當位置亦可。 此外，本實施形態，雖使用分散保持導體粉末之樹脂 材料，但本發明之結合方法中，亦可使用習知之其它種種 方法，例如使用無導體粉末之樹脂材料，或不使用樹脂材 料而利用引線76及結合墊80間之熱融熔或共晶反應來將 兩者結合之方法。 此外，本實施形態，雖係將結合步驟中之結合頭12作 爲上側構件，將加熱器單元30作爲下側構件，但兩者之配 置位置亦可上下相反。 此外，上述之各實施形態，雖是以電子元件組裝裝置 1之結合器爲例加以說明，但此種適用僅是其中一例，本 發明之方法及裝置，也可以適用於其它各種半導體元件組 裝用之裝置中，亦可適用於使用載體薄膜之其它電子元件 組裝裝置上，此類之構造亦屬於本發明之範疇。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —-—---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 497187 儲 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種電子元件之檢查方法，係用以檢查形成於以光 穿透性材料作成的載體薄膜上面之導體層、與形成於固態 元件下面之結合墊間的結合狀態，其特徵在於： 係根據穿透前述載體薄膜之前述結合墊之光像，來進 行前述檢查。 2 · —種電子元件之檢查方法，包含： 結合步驟，係將形成於以光穿透性材料作成的帶狀載 體薄膜上面之導體層、與形成於複數個固態元件下面之結 合墊加以結合；以及 檢測步驟，係在將前述複數個固態元件一連串的保持 於前述載體薄膜上之狀態下，根據穿透該載體薄膜之前述 結合墊的光像來進行結合狀態之檢測。 3 · —種電子元件組裝裝置，其特徵在於，具備： 結合機構，係用以將以光穿透性材料作成之帶狀載體 薄膜上面所形成之導體層、與複數個固態元件下面所形成 之結合墊加以結合；以及 檢測機構，係在將前述複數個固態元件一連串的保持 於前述載體薄膜上之狀態下，根據穿透該載體薄膜之前述 結合墊的光像來進行結合狀態之檢測。 4 ·如申請專利範圍第3項之電子元件組裝裝置’其中 ，前述結合機構係由自上下方包挾前述載體薄膜之上側構 件及下側構件構成， 並進一步具備將前述下側構件與前述檢測機構保持成 一體之移動台， 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一一口，I n ·1 ϋ ϋ ϋ I I n n ϋ ϋ ϋ I ϋ n n I I I I I ϋ — ϋ n ϋ ϋ ϋ ϋ I 497187 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 藉前述移動台之移動，使前述下側構件及前述檢測機 構選擇性的配置在與前述上側構件對向之位置，且於前述 上側構件對向位置處配置前述下側構件之姿勢下，前述檢 測機構係與前述載體薄膜上結合後之固態元件呈對向。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 111111. 線丨攀 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）