TWI761582B - 外觀檢查裝置暨電路基板之製造方法 - Google Patents

外觀檢查裝置暨電路基板之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供適於在半導體晶片等平板狀的電子零件產生的裂痕或裂縫的檢測的吸附噴嘴。本發明具備:吸附面121,其與半導體晶片C的主面C1相接;及抽吸口122a~122d,其設於吸附面121;吸附面121具有凸面形狀,藉此,在藉由抽吸口122a~122d抽吸半導體晶片C的主面C1的情形時,反映吸附面121的凸面形狀,半導體晶片C的主面C1變形為凹面,半導體晶片C的背面C2變形為凸面。如此,當吸附半導體晶片C時,背面C2變形為凸面,因此,可擴大在背面C2產生的裂痕或裂縫。因此,可藉由外觀檢查裝置容易地檢測在半導體晶片C的背面C2產生的裂痕或裂縫。

Description

外觀檢查裝置暨電路基板之製造方法
本發明關於一種吸附噴嘴及具備其之外觀檢查裝置,特別是關於一種用於吸附平板狀的電子零件的吸附噴嘴及具備其之外觀檢查裝置。另外,本發明關於一種使用如此之外觀檢查裝置的電路基板之製造方法。
在電路基板的製造步驟等之中,廣泛使用用於吸附安裝於基板的電子零件並進行搬送的吸附噴嘴。吸附噴嘴的吸附面使用與電子零件匹配的形狀,以能夠正確地吸附電子零件。作為其中一例,在專利文獻1中揭示有將吸附面設為凹型形狀的吸附噴嘴,以能夠正確地吸附具有凸型形狀的電子零件。另外,如專利文獻2所記載般,通常,用於吸附半導體晶片的吸附噴嘴的吸附面是平坦的。
習知的半導體晶片因為在切割厚度為約750μm的矽晶圓的狀態下被封裝或安裝,所以機械強度被充分地保持,幾乎不會產生翹曲等。但是,近年來,有時藉由從背面側研磨半導體晶片,而將厚度例如薄型化加工為100μm以下。當將半導體晶片薄型化時,也產生因半導體材料的熱膨脹係數和樹脂或導體層等的熱膨脹係數的差引起的應力平衡,藉此使半導體晶片其本身變形為凹型形狀的情況。
另外,在半導體晶片上產生裂痕或裂縫的情況下,需要在封裝前或安裝前檢測出此情形。因此,在電路基板的製造步驟等之中,藉由使用相機的外觀檢查裝置進行半導體晶片的外觀檢查,將產生裂痕或裂縫的半導體晶片作為不合格品而廢棄。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-283265號公報
[專利文獻2]日本專利特開2017-059736號公報
但是,當藉由平坦的吸附面吸附變形為凹型的半導體晶片時,由於凹型形狀被矯正為平面,因此,難以看見裂紋,而有不能藉由外觀檢查裝置正確地檢測的情況。
因此,本發明提供一種吸附噴嘴及具備其之外觀檢查裝置、以及電路基板之製造方法,其適於在半導體晶片等的平板狀的電子零件上產生的裂痕或裂縫的檢測。
本發明的吸附噴嘴係用於吸附具有上表面及背面的平板狀的電子零件的上述上表面者;其特徵在於,其具備:吸附面,其與上述電子零件的上述上表面相接;及抽吸口,其設於上述吸附面;上述吸附面具有凸面形狀,藉此,在藉由上述抽吸口抽吸上述 電子零件的上述上表面的情況下,反映上述吸附面的上述凸面形狀,上述電子零件的上述上表面變形為凹面,上述電子零件的上述背面變形為凸面。
根據本發明,當吸附平板狀的電子零件時,由於背面變形為凸面,因此,能夠擴大在背面產生的裂痕或裂縫。因此,可以藉由外觀檢查裝置容易地檢測在電子零件上產生的裂痕或裂縫。關於電子零件的種類沒有特別限定,但可以將容易產生裂痕或裂縫的半導體晶片作為對象。該情況下,亦可為,電子零件的上表面為半導體晶片的主面,電子零件的背面為半導體晶片的被研磨的背面。據此,即使在背面上存在多個研磨痕的情況下,也可以確實地檢測裂痕或裂縫。
在本發明中,也可為,抽吸口在從吸附面的中心離開的位置上呈放射狀配置複數個。據此,能夠確實地使平板狀的電子零件變形。
本發明的外觀檢查裝置,其特徵在於,其具備:上述的吸附噴嘴;及相機,其對藉由吸附噴嘴吸附的電子零件的背面,在變形為凸面的狀態下進行攝影。根據本發明,能夠確實地檢測在電子零件的背面產生的裂痕或裂縫。
本發明的電路基板之製造方法,其特徵在於,其具備:檢查步驟,其使用上述的外觀檢查裝置進行電子零件的好壞判定;及安裝步驟,其將藉由檢查步驟判定為良品的電子零件安裝於基板。根據本發明,因為沒有錯誤地安裝不合格品,所以可以提高電路基板的良率。
如此,根據本發明,能夠提供一種吸附噴嘴及具備其之外觀檢查裝置以及電路基板之製造方法,其適於在半導體晶片等的平板狀的電子零件上產生的裂痕或裂縫的檢測。
100‧‧‧電路基板製造裝置
110‧‧‧吸附機構
120‧‧‧吸附噴嘴
121‧‧‧吸附面
121a‧‧‧吸附面的中心
122a~122d‧‧‧抽吸口
130‧‧‧真空泵
140x、140z‧‧‧搬送機構
150‧‧‧相機
160‧‧‧檢查裝置
B‧‧‧基板
C‧‧‧半導體晶片
C1‧‧‧半導體晶片的主面(上表面)
C2‧‧‧半導體晶片的背面
D‧‧‧缺陷
S1、S2‧‧‧工作台
圖1是用於說明本發明較佳的實施形態的電路基板製造裝置100的構成的示意圖。
圖2是用於說明使用了電路基板製造裝置100的電路基板之製造方法的圖。
圖3是用於說明使用了電路基板製造裝置100的電路基板之製造方法的圖。
圖4是用於說明使用了電路基板製造裝置100的電路基板之製造方法的圖。
圖5是從吸附面121側觀察吸附噴嘴120的俯視圖。
圖6是沿著圖5所示的X1-X2線的剖視圖。
圖7是沿著圖5所示的Y1-Y2線的剖視圖。
圖8是表示在吸附噴嘴120上吸附半導體晶片C的狀態的側視圖。
圖9是表示在半導體晶片C的背面C2上產生缺陷D的情況的示意性的剖視圖,其表示半導體晶片C大致為完全平坦的狀態的情況。
圖10是表示在半導體晶片C的背面C2上產生缺陷D的情況的示意性的剖視圖,其表示使半導體晶片C彎曲的情況。
圖11是表示在半導體晶片C的背面C2上產生缺陷D的情況 的示意性的俯視圖,其表示半導體晶片C大致為完全平坦的狀態的情況。
圖12是表示在半導體晶片C的背面C2上產生缺陷D的情況的示意性的俯視圖,其表示使半導體晶片C彎曲的情況。
以下,參照附圖,對本發明較佳的實施形態進行詳細的說明。
圖1是用於說明本發明的較佳的實施形態的電路基板製造裝置100的構成的示意圖。
如圖1所示,本實施形態的電路基板製造裝置100具備:吸附機構110,其用於吸附搬送載置於工作台S1上的平板狀的半導體晶片C;搬送機構140z,其使吸附機構110沿z方向移動;搬送機構140x,其使吸附機構110沿x方向移動;相機150,其對半導體晶片C進行攝影;檢查裝置160,其基於由相機150攝影的攝影圖像進行半導體晶片C的外觀檢查;及工作台S2,其載置基板B。在此,吸附機構110、相機150及檢查裝置160構成包含於電路基板製造裝置100的外觀檢查裝置。
吸附機構110具備吸附半導體晶片C的吸附噴嘴120,藉由真空泵130所進行的抽真空動作使半導體晶片C吸附於吸附噴嘴120的吸附面121。半導體晶片C藉由背面研磨而被薄型化,其厚度例如為100μm以下。半導體晶片C為大致平板狀,但在厚度例如被薄型化為100μm以下的情況下,根據形成於主面的再配線層和構成背面的矽基板的熱膨脹係數的差,有時產生一些彎曲。在本說明書及申請專利範圍中使用的「平板狀」一詞並非要求 表面完全平坦,而是包含產生一些彎曲的情況的概念。
使用了電路基板製造裝置100的電路基板之製造方法如下所述。首先,如圖1所示,在使吸附機構110位於工作台S1的正上方之後,如圖2所示,使用搬送機構140z使吸附機構110向z方向下降,使半導體晶片C的主面C1吸附於吸附噴嘴120的吸附面121。在該狀態下,在使用搬送機構140z再次使吸附機構110向z方向上升之後,如圖3所示,使用搬送機構140x使吸附機構110沿x方向移動,在相機150的正上方停止。在該狀態下,藉由相機150對半導體晶片C的背面C2進行攝影,藉由檢查裝置160解析其攝影圖像,藉此進行半導體晶片C的好壞判定。好壞判定係根據在半導體晶片C的背面C2是否存在裂痕或裂縫而進行。
然後,好壞判定的結果,當判定為半導體晶片C為良品(即,在背面C2不存在裂痕或裂縫)時,如圖4所示,使用搬送機構140x使吸附機構110向x方向移動,在工作台S2的正上方停止。再者,藉由使用搬送機構140z使吸附機構110向z方向下降,藉此將吸附的半導體晶片C安裝於基板B。由此,藉由外觀檢查判定為良品的半導體晶片C安裝於基板B,因此,可以提高包含安裝了半導體晶片C的基板B的電路基板的良率。
此外,圖1至圖4所示的吸附機構110的動作僅為一例,不僅向x方向及z方向驅動,也可以向y方向驅動,也可以使用臂等呈圓弧狀驅動。另外,藉由相機150攝影時停止吸附機構110也不是必須的,可以一邊將吸附機構110沿既定的方向驅動一邊進行攝影。
接著,對吸附噴嘴120的構造進行說明。
圖5是從吸附面121側觀察吸附噴嘴120的俯視圖,圖6是沿著圖5所示的X1-X2線的剖視圖,圖7是沿著圖5所示的Y1-Y2線的剖視圖。
如圖5至圖7所示,吸附噴嘴120的吸附面121具有凸面形狀,設有以能夠使半導體晶片C沿著吸附面121的凸面形狀變形的方式分散配置的四個抽吸口122a~122d。在本發明中,抽吸口的數量不限於四個,但藉由在從吸附面121的中心121a離開的位置將抽吸口呈放射狀配置複數個,而能夠沿著吸附面121的凸面形狀使半導體晶片C變形。雖然沒有特別限定,但較佳為吸附面121的凸面形狀的曲率半徑為大致一定。據此,能夠藉由吸附面121使半導體晶片C緊貼。
圖8是表示半導體晶片C被吸附於吸附噴嘴120的狀態的側視圖。
如圖8所示,半導體晶片C具有:形成有電晶體等電路元件的主面C1(上表面)、和位於主面C1的相反側的背面C2,該主面C1被吸附於吸附噴嘴120的吸附面121。於是,在本實施形態中,由於吸附噴嘴120的吸附面121具有凸面形狀,因此,當將半導體晶片C的主面C1吸附於吸附面121時,反映吸附面121的凸面形狀,半導體晶片C的主面C1變形為凹面,且半導體晶片C的背面C2變形為凸面。半導體晶片C的厚度越薄,如此之變形越容易,例如,如果是薄型化為100μm以下的半導體晶片C,則可以容易地使其變形。此外,使用吸附噴嘴120的半導體晶片C的變形不需要是強制性的變形,亦可為在自然狀態、即未賦予外力的狀態下半導體晶片C已經變形的情況下,維持該變形形狀。
作為薄型化半導體晶片C的方法,通常是研磨半導體晶片C的背面C2的方法。但是,當研磨半導體晶片C的背面C2時,由於研磨時或搬送時的損傷,有時在半導體晶片C的背面C2產生裂痕或裂縫。圖9是表示在半導體晶片C的背面C2產生裂痕或裂縫等缺陷D的情況的示意圖,在使半導體晶片C為大致完全平坦的狀態的情況下,在背面C2露出的缺陷D會緊閉,難以藉由圖像識別特定出缺陷D。
但是,在本實施形態中,當將半導體晶片C吸附於吸附噴嘴120時,由於半導體晶片C的背面C2變形為凸面,因此,如圖10所示,在背面C2露出的缺陷D打開,缺陷D顯現化。即,如作為俯視圖的圖11所示,在半導體晶片C為大致完全平坦的狀態下,即使利用相機150對背面C2進行攝影,也存在很多不能對缺陷D進行圖像識別的情況,但如圖12所示,如果在使半導體晶片C變形的狀態下利用相機150對背面C2進行攝影,則可以容易地對缺陷D進行圖像識別。
特別是被薄型化的半導體晶片C在背面C2存在無數的研磨痕,因此,當在背面C2露出的缺陷D緊閉時,難以對缺陷D進行圖像識別。但是,如上所述,在本實施形態中,由於在使半導體晶片C的背面C2變形為凸面的狀態下藉由相機150進行攝影,因此,可以容易地對缺陷D進行圖像識別。
如此,本實施形態的吸附噴嘴120由於吸附面121具有凸面形狀,由此,可以使平板狀的電子零件變形,因此,藉由在該狀態下進行攝影,可以容易地檢測通常難以識別的裂痕或裂縫。
以上,對本發明較佳的實施形態進行了說明,但本發 明不限定於上述的實施形態,在不脫離本發明的主旨的範圍內可以進行各種變更,當然該等亦包含在本發明的範圍內。
例如,在上述實施形態中,使用吸附噴嘴120吸附半導體晶片C,但只要是平板狀且能夠進行反映吸附面121的凸面形狀的變形的電子零件,就不限於半導體晶片,也可以將其他電子零件作為吸附對象。
120‧‧‧吸附噴嘴
121‧‧‧吸附面
122a、122b‧‧‧抽吸口

Claims (4)

  1. 一種外觀檢查裝置,其特徵在於,其具備:吸附機構,其具有吸附噴嘴,上述吸附噴嘴係用於吸附具有形成有電路元件的主面及位於上述主面的相反側且被研磨的背面之平板狀半導體晶片的上述主面;搬送機構,其使上述吸附機構移動;及相機,其對藉由上述吸附噴嘴吸附的上述半導體晶片的上述背面進行攝影;上述吸附噴嘴係具備:吸附面,其與上述半導體晶片的上述主面相接;及抽吸口,其設於上述吸附面;上述吸附面具有凸面形狀,藉此,在藉由上述抽吸口抽吸上述半導體晶片的上述主面的情況下,反映上述吸附面的上述凸面形狀,上述半導體晶片的上述主面變形為凹面,上述半導體晶片的上述被研磨的背面變形為凸面,上述搬送機構於使上述半導體晶片之上述主面吸附於上述吸附噴嘴之上述吸附面後,使上述吸附機構移動而停止在上述相機之正上方,上述相機對藉由上述吸附噴嘴吸附的上述半導體晶片的上述背面,在變形為凸面的狀態下進行攝影。
  2. 一種外觀檢查裝置,其特徵在於,其具備:吸附機構,其具有吸附噴嘴,上述吸附噴嘴係用於吸附具有形成有電路元件的主面及位於上述主面的相反側且被研磨的背面之平板狀半導體晶片的上述主面; 搬送機構,其使上述吸附機構移動;及相機,其對藉由上述吸附噴嘴吸附的上述半導體晶片的上述背面進行攝影;上述吸附噴嘴係具備:吸附面,其與上述半導體晶片的上述主面相接;及抽吸口,其設於上述吸附面;上述吸附面具有凸面形狀,藉此,在藉由上述抽吸口抽吸上述半導體晶片的上述主面的情況下,反映上述吸附面的上述凸面形狀,上述半導體晶片的上述主面變形為凹面,上述半導體晶片的上述被研磨的背面變形為凸面,上述搬送機構於使上述半導體晶片之上述主面吸附於上述吸附噴嘴之上述吸附面後,使上述吸附機構朝既定方向移動,上述相機對藉由上述吸附噴嘴吸附的上述半導體晶片的上述背面,在變形為凸面的狀態下,一面朝上述既定方向驅動一面進行攝影。
  3. 如請求項1或2之外觀檢查裝置,其中,上述抽吸口在從上述吸附面的中心離開的位置上呈放射狀配置複數個。
  4. 一種電路基板之製造方法,其特徵在於,其具備:檢查步驟,其使用請求項1或2之外觀檢查裝置進行上述半導體晶片的好壞判定;及安裝步驟,其將藉由上述檢查步驟判定為良品的上述半導體晶片安裝於基板;上述安裝步驟係以如下方式進行:使用上述搬送機構而使上述吸附機構下降,藉此,將被上述吸附噴嘴吸附且被判定為上述良品的 上述半導體晶片安裝於上述基板。
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