JP4004513B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、半導体チップ(以下、チップという。)に形成された電極パッドにキャリアに敷設されたインナリードをボンディングするボンディング技術に関し、例えば、チップのサイズと同等または略同等のサイズのチップ・サイズ・パッケージ(Chip Size PackageまたはChip Scale Package。以下、CSPという。)を備えている半導体集積回路装置(以下、ICという。)の製造方法に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly to a bonding technique for bonding an inner lead laid on a carrier to an electrode pad formed on a semiconductor chip (hereinafter referred to as a chip). Effectively used in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) having a chip size package (Chip Size Package or Chip Scale Package; hereinafter referred to as CSP) having substantially the same size. About.
ICを使用する電子機器の小型薄形化に伴って、ICのパッケージの縮小が要望されている。この要望に応ずるために各種のCSPが開発されており、その一例として、次のように構成されているマイクロ・ボール・グリッド・アレイパッケージ(以下、μBGAという。)がある。すなわち、チップの電極パッド側の主面にはテープキャリアが絶縁膜によって機械的に接続されているとともに、テープキャリアに敷設された各インナリードがチップの各電極パッドにボンディングされており、各アウタリードに各外部端子としてのバンプがそれぞれ半田付けされて突設されている。 As electronic devices using ICs become smaller and thinner, there is a demand for reducing IC packages. Various CSPs have been developed to meet this demand. As an example, there is a micro ball grid array package (hereinafter referred to as μBGA) configured as follows. In other words, the tape carrier is mechanically connected to the main surface of the chip on the electrode pad side by an insulating film, and each inner lead laid on the tape carrier is bonded to each electrode pad of the chip. Bumps as external terminals are respectively soldered and protruded.
このμBGAにおけるインナリードのボンディング方法として、チップの全面にわたって配置された各電極パッドに多数本のインナリードが1本ずつボンディング工具によって次々に圧接されて行くシングルポイントボンディング法(以下、単にボンディング方法という。)がある。 As a bonding method of inner leads in this μBGA, a single point bonding method (hereinafter simply referred to as a bonding method) in which a large number of inner leads are pressed against each electrode pad arranged over the entire surface of the chip one by one with a bonding tool. .)
なお、CSPを述べてある例としては、非特許文献1がある。
In addition, there exists a
メモリチップをフィルムキャリアによるリード・オン・チップ方式のTAB型パッケージに実装するに際し、接合ずれによる接合強度低下を発生させず、さらにはフォーミング金型等が不要で低コストのメモリチップのTABパッケージのボンディング方法が述べられている例として、特許文献1がある。このボンディング方法においては、ボンディング工具によってボンディング前にインナリードが屈曲変形された後に、ボンディング工具によってインナリードが加圧されてチップの電極パッドに接合される。
しかしながら、前記したボンディング方法においては、インナリードの真下に電極パッドが位置した状態になるため、インナリードの中心線を画像認識装置によって認識することができないという問題点があることが本発明者によって明らかにされた。 However, in the above-described bonding method, the electrode pad is positioned directly below the inner lead, and thus the present inventors have a problem that the center line of the inner lead cannot be recognized by the image recognition device. It was revealed.
しかしながら、前記したボンディング方法においては、絶縁膜に機械的に接続されたチップが傾いていると、ボンディング工具によって次々にボンディングされて行くインナリードと電極パッドとの間隔の相互間に誤差がそれぞれ発生するため、ボンディング後の各インナリードのループ形状が相異なるという問題点があることが本発明者によって明らかにされた。 However, in the bonding method described above, if the chip mechanically connected to the insulating film is inclined, an error occurs between the distance between the inner lead and the electrode pad that are successively bonded by the bonding tool. Therefore, the present inventors have revealed that there is a problem that the loop shape of each inner lead after bonding is different.
前記したボンディング方法においては、水平に真っ直ぐ延びたインナリードがボンディング工具によって屈曲変形されるため、インナリードに歪みが発生してインナリードボンディング後のインナリードに応力が残留し、その結果、温度サイクル加速試験時等に熱膨張係数差による応力(以下、熱応力という。)が作用した際に、インナリードの応力残留部に亀裂が入るという問題点があることが、本発明者によって明らかにされた。 In the bonding method described above, since the inner lead that extends horizontally is bent and deformed by the bonding tool, the inner lead is distorted and stress remains in the inner lead after the inner lead bonding, resulting in a temperature cycle. The present inventor has revealed that there is a problem that a crack is formed in a stress residual portion of the inner lead when a stress due to a difference in thermal expansion coefficient (hereinafter referred to as thermal stress) is applied during an acceleration test or the like. It was.
本発明の目的は、電極パッドの存在にかかわらずインナリードの中心線を認識することができるボンディング技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of recognizing the center line of an inner lead regardless of the presence of an electrode pad.
本発明の目的は、ボンディング後のループ形状を安定させることができるボンディング技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bonding technique that can stabilize the loop shape after bonding.
本発明の目的は、インナリードボンディング後のインナリードに応力が残留するのを防止することができるボンディング技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of preventing stress from remaining in an inner lead after inner lead bonding.
本発明の目的は、テープでの位置合わせを確保することによってテープによる製造を実現することができるボンディング技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of realizing manufacture with a tape by ensuring alignment with the tape.
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。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
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説明すれば、次の通りである。 An outline of typical inventions among inventions disclosed in the present application will be described as follows.
すなわち、複数のインナリードを含む配線パターンを有するキャリアテープに複数の半導体集積回路チップが固定されたチップリード複合体テープをリードボンディング装置に供給する工程と、
前記リードボンディング装置内において、供給された前記チップリード複合体テープ上の複数の前記半導体集積回路チップのうち、一つの前記半導体集積回路チップを含む一つの単位領域を光学的に観測する工程と、
前記リードボンディング装置内において、前記観測の結果に基づいて、前記一つの半導体集積回路チップの一主面上の電極パッドに接続されるべき、前記キャリアテープの表面から突出して形成された前記インナリードの中心位置を認識して、前記インナリードの中心にボンディング工具の先端部分の位置を合わせる工程と、
前記リードボンディング装置内において、前記ボンディング工具の先端部分の位置を合わせた後、前記インナリードと前記電極パッドとを前記ボンディング工具により接続する工程と、を備えていることを特徴とする。
That is, supplying a chip lead composite tape in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips are fixed to a carrier tape having a wiring pattern including a plurality of inner leads to a lead bonding apparatus;
A step of optically observing one unit region including one semiconductor integrated circuit chip among the plurality of semiconductor integrated circuit chips on the supplied chip lead composite tape in the lead bonding apparatus;
In the lead bonding apparatus, based on the result of the observation, the inner lead formed to protrude from the surface of the carrier tape to be connected to an electrode pad on one main surface of the one semiconductor integrated circuit chip Recognizing the center position of the inner tool and aligning the position of the tip of the bonding tool with the center of the inner lead;
In the lead bonding apparatus, after aligning the position of the tip portion of the bonding tool, the inner lead and the electrode pad are connected by the bonding tool.
前記した手段によれば、インナリードボンディングに際して、一つの単位領域を光学的に観測し、その観測結果に基づいてインナリードの中心を認識し、インナリードの中心にボンディング工具の先端部を合わせることができるため、インナリードを電極パッドに正確にボンディングすることができる。 According to the above-described means, at the time of inner lead bonding, one unit region is optically observed, the center of the inner lead is recognized based on the observation result, and the tip of the bonding tool is aligned with the center of the inner lead. Therefore, the inner lead can be accurately bonded to the electrode pad.
本願において開示される発明のうち代表的なその他の概要を説明すれば、次の通りである。 A typical outline of the invention disclosed in the present application will be described as follows.
1.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されて、前記半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードに整合された後に、前記各インナリードが前記半導体チップの各電極パッドにボンディング工具によってボンディングされるボンディング方法において、
前記電極パッドを背景とする前記インナリードの画像が取り込まれる画像取り込み工程と、
前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドを含む画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドの両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線が設定されるインナリード認識用測定線設定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度がそれぞれ測定される輝度測定工程と、
前記各インナリード認識用測定線の輝度が同一点毎に加算されて加算輝度分布波形が形成される形成工程と、
前記加算輝度分布波形に閾値が設定され、この閾値以上の領域における重心が算出されて前記インナリードの中心線が判定される判定工程と、
を備えていることを特徴とするボンディング方法。
1. After the semiconductor chip is mechanically connected to the carrier in which the inner lead group is laid on one main surface through the insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is aligned with the inner lead, the inner lead Is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool,
An image capturing step in which an image of the inner lead with the electrode pad as a background is captured;
Of the image scanning lines orthogonal to the inner leads on the captured image, each inner lead is provided for at least one of the image scanning lines including the electrode pad and at least one of the image scanning lines on both sides of the electrode pad. Inner lead recognition measurement line setting process in which a recognition measurement line is set;
A luminance measurement step in which the luminance of each point on each line is measured for each inner lead recognition measurement line;
A forming step in which the luminance of each inner lead recognition measurement line is added for each same point to form an added luminance distribution waveform;
A determination step in which a threshold is set in the added luminance distribution waveform, a center of gravity in a region equal to or greater than the threshold is calculated, and a centerline of the inner lead is determined;
A bonding method characterized by comprising:
2.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されて、前記半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードに整合された後に、前記各インナリードが前記半導体チップの各電極パッドにボンディング工具によってボンディングされるボンディング方法において、
前記電極パッドを背景とする前記インナリードの画像が取り込まれる画像取り込み工程と、
前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドを含む画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドの両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線が設定されるインナリード認識用測定線設定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度がそれぞれ測定される輝度測定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に閾値がそれぞれ設定され閾値以上輝度分布波形が形成される形成工程と、
前記各閾値以上輝度分布波形が同一点毎に加算されて加算閾値以上輝度分布波形が形成され、この閾値以上の領域における重心が算出されて前記インナリードの中心線が判定される判定工程と、
を備えていることを特徴とするボンディング方法。
2. After the semiconductor chip is mechanically connected to the carrier in which the inner lead group is laid on one main surface through the insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is aligned with the inner lead, the inner lead Is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool,
An image capturing step in which an image of the inner lead with the electrode pad as a background is captured;
Of the image scanning lines orthogonal to the inner leads on the captured image, each inner lead is provided for at least one of the image scanning lines including the electrode pad and at least one of the image scanning lines on both sides of the electrode pad. An inner lead recognition measurement line setting process in which a recognition measurement line is set;
A luminance measurement step in which the luminance of each point on each line is measured for each inner lead recognition measurement line;
A forming step in which a threshold value is set for each inner lead recognition measurement line and a luminance distribution waveform is formed above the threshold value;
A determination step in which the luminance distribution waveform above each threshold is added for each same point to form a luminance distribution waveform above the addition threshold, a center of gravity in a region above this threshold is calculated, and a center line of the inner lead is determined.
A bonding method characterized by comprising:
3.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されて、前記半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードに整合された後に、前記各インナリードが前記半導体チップの各電極パッドにボンディング工具によってボンディングされるボンディング方法において、
前記キャリアおよび半導体チップの横方向から前記インナリードおよび前記電極パッドに対応する画像が取り込まれる画像取り込み工程と、
前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドに対応する画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドに対応する画像の両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線が設定されるインナリード認識用測定線設定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度がそれぞれ測定される輝度測定工程と、
前記各インナリード認識用測定線の輝度が同一点毎に加算されて加算輝度分布波形が形成される形成工程と、
前記加算輝度分布波形に閾値が設定され、この閾値以上の領域における重心が算出されて前記インナリードの厚さの中心線が判定される判定工程と、
を備えていることを特徴とするボンディング方法。
3. After the semiconductor chip is mechanically connected to the carrier in which the inner lead group is laid on one main surface through the insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is aligned with the inner lead, the inner lead Is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool,
An image capturing step in which an image corresponding to the inner lead and the electrode pad is captured from the lateral direction of the carrier and the semiconductor chip;
Of the image scanning lines orthogonal to the inner leads on the captured image, at least one of the image scanning lines corresponding to the electrode pad and at least one of the image scanning lines on both sides of the image corresponding to the electrode pad. An inner lead recognition measurement line setting step in which each inner lead recognition measurement line is set,
A luminance measurement step in which the luminance of each point on each line is measured for each inner lead recognition measurement line;
A forming step in which the luminance of each inner lead recognition measurement line is added for each same point to form an added luminance distribution waveform;
A determination step in which a threshold is set in the added luminance distribution waveform, a center of gravity in a region equal to or greater than the threshold is calculated, and a centerline of the thickness of the inner lead is determined;
A bonding method characterized by comprising:
4.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されて、前記半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードに整合された後に、前記各インナリードが前記半導体チップの各電極パッドにボンディング工具によってボンディングされるボンディング方法において、
前記キャリアおよび半導体チップの横方向から前記インナリードおよび前記電極パッドに対応する画像が取り込まれる画像取り込み工程と、
前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドに対応する画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドに対応する画像の両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線が設定されるインナリード認識用測定線設定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度がそれぞれ測定される輝度測定工程と、
前記各インナリード認識用測定線毎に閾値がそれぞれ設定され閾値以上輝度分布波形が形成される形成工程と、
前記各閾値以上輝度分布波形が同一点毎に加算されて加算閾値以上輝度分布波形が形成され、この閾値以上の領域における重心が算出されて前記インナリードの厚さの中心線が判定される判定工程と、
を備えていることを特徴とするボンディング方法。
4). After the semiconductor chip is mechanically connected to the carrier in which the inner lead group is laid on one main surface through the insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is aligned with the inner lead, the inner lead Is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool,
An image capturing step in which an image corresponding to the inner lead and the electrode pad is captured from the lateral direction of the carrier and the semiconductor chip;
Of the image scanning lines orthogonal to the inner leads on the captured image, at least one of the image scanning lines corresponding to the electrode pad and at least one of the image scanning lines on both sides of the image corresponding to the electrode pad. An inner lead recognition measurement line setting step in which each inner lead recognition measurement line is set,
A luminance measurement step in which the luminance of each point on each line is measured for each inner lead recognition measurement line;
A forming step in which a threshold value is set for each inner lead recognition measurement line and a luminance distribution waveform is formed above the threshold value;
Determination that the luminance distribution waveform above the threshold value is formed by adding the luminance distribution waveforms above the threshold values for each same point, and calculating the center of gravity in the area above the threshold value to determine the center line of the inner lead thickness Process,
A bonding method characterized by comprising:
5.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに絶縁膜を介して機械的に接続されている半導体チップの各電極パッドに、これら電極パッドにそれぞれ整合された前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされるボンディング装置において、
前記電極パッドを背景とする前記インナリードの画像を取り込む画像取り込み装置と、 前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドを含む画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドの両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線を設定するインナリード認識用測定線設定部と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度をそれぞれ測定する輝度測定部と、
前記各インナリード認識用測定線の輝度を同一点毎に加算して加算輝度分布波形を形成する形成部と、
前記加算輝度分布波形に閾値を設定し、この閾値以上の領域における重心を算出して前記インナリードの中心線を判定する判定工程と、
を備えていることを特徴とするボンディング装置。
5). Each inner lead that is aligned with each electrode pad of the semiconductor chip mechanically connected to the carrier having an inner lead group laid on one main surface via an insulating film is bonded by a bonding tool. In the bonding apparatus
An image capturing device that captures an image of the inner lead with the electrode pad as a background, and at least one of the image scanning lines including the electrode pad among image scanning lines that are orthogonal to the inner lead on the captured image, and An inner lead recognition measurement line setting unit for setting each inner lead recognition measurement line for at least one of the image scanning lines on both sides of the electrode pad;
A luminance measuring unit for measuring the luminance of each point on each line for each inner lead recognition measuring line;
A forming unit that adds the luminance of each inner lead recognition measurement line for each same point to form an added luminance distribution waveform;
A determination step of setting a threshold value in the added luminance distribution waveform, calculating a center of gravity in a region equal to or greater than the threshold value, and determining a centerline of the inner lead;
A bonding apparatus comprising:
6.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに絶縁膜を介して機械的に接続されている半導体チップの各電極パッドに、これら電極パッドにそれぞれ整合された前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされるボンディング装置において、
前記キャリアおよび半導体チップの横方向から前記インナリードおよび前記電極パッドに対応する画像を取り込む画像取り込み装置と、
前記取り込み画像上における前記インナリードにそれぞれ直交する画像走査線のうち、前記電極パッドに対応する画像走査線の少なくとも1本および前記電極パッドに対応する画像の両脇の画像走査線の少なくとも1本ずつに各インナリード認識用測定線を設定するインナリード認識用測定線設定部と、
前記各インナリード認識用測定線毎に各線上の各点の輝度をそれぞれ測定する輝度測定部と、
前記各インナリード認識用測定線の輝度を同一点毎に加算して加算輝度分布波形を形成する形成部と、
前記加算輝度分布波形に閾値を設定し、この閾値以上の領域における重心を算出して前記インナリードの厚さの中心線を判定する判定部と、
を備えていることを特徴とするボンディング装置。
6). Each inner pad aligned with each electrode pad is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip mechanically connected through an insulating film to a carrier having an inner lead group laid on one main surface by a bonding tool. In the bonding apparatus
An image capturing device for capturing an image corresponding to the inner lead and the electrode pad from the lateral direction of the carrier and the semiconductor chip;
Of the image scanning lines orthogonal to the inner leads on the captured image, at least one of the image scanning lines corresponding to the electrode pad and at least one of the image scanning lines on both sides of the image corresponding to the electrode pad. An inner lead recognition measurement line setting unit for setting each inner lead recognition measurement line,
A luminance measuring unit for measuring the luminance of each point on each line for each inner lead recognition measuring line;
A forming unit that adds the luminance of each inner lead recognition measurement line for each same point to form an added luminance distribution waveform;
A determination unit that sets a threshold value in the added luminance distribution waveform, calculates a center of gravity in a region equal to or greater than the threshold value, and determines a center line of the thickness of the inner lead;
A bonding apparatus comprising:
7.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続され、前記半導体チップの各電極パッドに前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされるボンディング方法において、
前記半導体チップの各電極パッドに前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされる以前に、前記半導体チップの前記電極パッド群を含む平面の前記ボンディング工具に対する高さが測定され、この測定された高さに基づいて前記ボンディング工具によるボンディングが実行されることを特徴とするボンディング方法。
7). In a bonding method in which a semiconductor chip is mechanically connected to a carrier in which an inner lead group is laid on one main surface via an insulating film, and each inner lead is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool.
Before each inner lead is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool, a height of the plane including the electrode pad group of the semiconductor chip with respect to the bonding tool is measured, and the measured height Bonding with the bonding tool is performed based on the above.
8.前記高さの測定が、前記ボンディング工具が前記半導体チップの前記電極パッド群を含む平面に前記インナリードを介して接触されて実行されることを特徴とする項7に記載のボンディング方法。
8). The bonding method according to
9.前記高さの測定が、前記ボンディング工具が前記半導体チップにおける前記電極パッド群を含む平面の少なくとも3箇所に接触されて、前記半導体チップの平行度を求められることにより実行されることを特徴とする項7に記載のボンディング方法。
9. The height measurement is performed when the bonding tool is brought into contact with at least three portions of a plane including the electrode pad group in the semiconductor chip to obtain parallelism of the semiconductor chip.
10.前記半導体チップの高さの測定が、非接触形センサによって前記半導体チップにおける前記電極パッド群を含む平面を検出されることにより実行されることを特徴とする項7に記載のボンディング方法。
10. The bonding method according to
11.一主面にインナリード群が敷設されたキャリアに絶縁膜を介して機械的に接続されている半導体チップの各電極パッドに、前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされるボンディング装置において、
前記半導体チップの各電極パッドに前記各インナリードがボンディング工具によってボンディングされる以前に、前記半導体チップの前記電極パッド群を含む平面の前記ボンディング工具に対する高さが測定され、この測定された高さに基づいて前記ボンディング工具によるボンディングが実行されることを特徴とするボンディング装置。
11. In a bonding apparatus in which each inner lead is bonded by a bonding tool to each electrode pad of a semiconductor chip mechanically connected to a carrier in which an inner lead group is laid on one main surface through an insulating film,
Before each inner lead is bonded to each electrode pad of the semiconductor chip by a bonding tool, a height of the plane including the electrode pad group of the semiconductor chip with respect to the bonding tool is measured, and the measured height Bonding with the bonding tool is performed based on the above.
12.前記ボンディング工具が前記半導体チップの前記電極パッド群を含む平面に前記各インナリードを介して接触されて前記高さが測定されることを特徴とする項11に記載のボンディング装置。
12 12. The bonding apparatus according to
13.前記ボンディング工具が前記半導体チップにおける前記電極パッド群を含む平面の少なくとも3箇所に接触されて前記半導体チップの平行度を求められることにより、前記高さが測定されることを特徴とする項11に記載のボンディング装置。
13.
14.前記半導体チップにおける前記電極パッド群を含む平面を非接触形センサによって検出されて、前記半導体チップの高さが測定されることを特徴とする項11に記載のボンディング装置。
14 12. The bonding apparatus according to
15.一主面に複数本のインナリードが敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されているとともに、この半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードにボンディングされている半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記インナリードが前記電極パッドにボンディングされる際に、前記インナリードの位置が個別または一括して観測され、この観測結果に基づいて前記インナリードがボンディング工具によって変形されて前記電極パッドにボンディングされることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
15. A semiconductor in which a semiconductor chip is mechanically connected to a carrier in which a plurality of inner leads are laid on one main surface via an insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is bonded to each inner lead. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising:
When the inner lead is bonded to the electrode pad, the position of the inner lead is individually or collectively observed, and based on the observation result, the inner lead is deformed by a bonding tool and bonded to the electrode pad. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
16.前記キャリアに前記半導体チップが前記絶縁膜を介して機械的に接続される接続工程と、前記インナリードの位置が個別または一括して観測され、この観測結果に基づいて前記インナリードが前記ボンディング工具によって変形されて前記電極パッドにボンディングされるボンディング工程とを備えていることを特徴とする項15に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
16. A connection step in which the semiconductor chip is mechanically connected to the carrier through the insulating film, and a position of the inner lead are individually or collectively observed, and the inner lead is converted into the bonding tool based on the observation result. 16. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to
17.前記インナリードが前記電極パッドにボンディングされる前に、前記キャリアに規則的に配列された規則部が観測され、この観測に基づいて前記半導体チップと前記ボンディング工具とが対応されることを特徴とする項15に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
17. Before the inner lead is bonded to the electrode pad, a regular portion regularly arranged on the carrier is observed, and based on this observation, the semiconductor chip and the bonding tool correspond to each other.
18.前記キャリアに予め配置された特徴リードと、前記半導体チップに予め配置された特徴パッドとが観測され、この観測に基づいて前記インナリードと前記半導体チップとの位置が認識されることを特徴とする項15に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
18. A feature lead arranged in advance on the carrier and a feature pad arranged in advance on the semiconductor chip are observed, and the positions of the inner lead and the semiconductor chip are recognized based on the observation.
19.前記インナリードの画像が取り込まれ、この取り込まれた画像に基づいて前記インナリードの位置が観測されることを特徴とする項15に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
19. 16. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to
20.一主面に複数本のインナリードが敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されているとともに、この半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードにボンディングされている半導体集積回路装置の製造方法に使用されるボンディング装置であって、
前記インナリードが前記電極パッドにボンディングされる際に、前記インナリードの位置が個別または一括して観測され、この観測結果に基づいて前記インナリードがボンディング工具によって変形されて前記電極パッドにボンディングされることを特徴とするボンディング装置。
20. A semiconductor in which a semiconductor chip is mechanically connected to a carrier in which a plurality of inner leads are laid on one main surface via an insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is bonded to each inner lead. A bonding apparatus used in a method of manufacturing an integrated circuit device,
When the inner lead is bonded to the electrode pad, the position of the inner lead is individually or collectively observed, and based on the observation result, the inner lead is deformed by a bonding tool and bonded to the electrode pad. A bonding apparatus characterized by that.
21.前記インナリードの位置を個別または一括して観測する観測装置と、この観測結果に基づいて前記インナリードを前記ボンディング工具によって変形させて前記電極パッドにボンディングさせるコントローラとを備えていることを特徴とする項20に記載のボンディング装置。
21. An observation device that individually or collectively observes the position of the inner lead, and a controller that deforms the inner lead with the bonding tool based on the observation result and bonds the inner lead to the electrode pad.
22.前記インナリードが前記電極パッドにボンディングされる前に、前記キャリアに規則的に配列された規則部を観測する観測装置と、この観測に基づいて前記半導体チップと前記ボンディング工具との対応を求めるコントローラとを備えていることを特徴とする項20に記載のボンディング装置。
22. An observation device for observing the regular portion regularly arranged on the carrier before the inner lead is bonded to the electrode pad, and a controller for obtaining correspondence between the semiconductor chip and the bonding tool based on the
23.前記キャリアに予め配置された特徴リードと、前記半導体チップに予め配置された特徴パッドとを観測する観測装置と、この観測に基づいて前記インナリードと前記半導体チップとの位置を認識するコントローラとを備えていることを特徴とする項20に記載のボンディング装置。
23. An observation device for observing a feature lead arranged in advance on the carrier and a feature pad arranged in advance on the semiconductor chip, and a controller for recognizing the position of the inner lead and the semiconductor chip based on the
24.前記インナリードの画像を取り込む画像取込み装置と、この取り込まれた画像に基づいて前記インナリードの位置を観測するコントローラとを備えていることを特徴とする項20に記載のボンディング装置。
24. 21. The bonding apparatus according to
25.一主面に複数本のインナリードが敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されているとともに、この半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードにボンディングされている半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ボンディングに際して、前記インナリードの一部がボンディング工具によって弯曲されるとともに前記電極パッドに押し付けられてボンディングされることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
25. A semiconductor in which a semiconductor chip is mechanically connected to a carrier in which a plurality of inner leads are laid on one main surface via an insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is bonded to each inner lead. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising:
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein a part of the inner lead is bent by a bonding tool and pressed against the electrode pad at the time of bonding.
26.前記インナリードの一部が前記ボンディング工具によって前記半導体チップの上に接触された後に、前記ボンディング工具が水平移動されて前記インナリードがS字形状に弯曲されることを特徴とする項25に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
26. 26. The inner lead according to
27.前記インナリードの一部を前記半導体チップの上に接触させた前記ボンディング工具が上昇された後に、水平移動されることを特徴とする請求項26に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
27. 27. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to
28.前記インナリードの一部を前記半導体チップの上に接触させた前記ボンディング工具が上昇された後に、前記インナリードの基端部の方向に前記電極パッドの被ボンディング部を超えて水平移動され、さらに、被ボンディング部に戻されることを特徴とする請求項27に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
28. After the bonding tool in which a part of the inner lead is brought into contact with the semiconductor chip is raised, the bonding tool is horizontally moved in the direction of the base end portion of the inner lead beyond the bonded portion of the electrode pad, and 28. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to
29.前記インナリードの一部が前記ボンディングによって叩かれて切断された後に、一方の切断部片がボンディング工具によって弯曲されるとともに、前記電極パッドにボンディングされることを特徴とする項25に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
29. 26. The semiconductor according to
30.前記インナリードの先端部が前記ボンディング工具によって前記半導体チップの上に接触されることを特徴とする請求項26に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
30. 27. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to
31.前記インナリードの一部が前記ボンディング工具によって前記半導体チップの方向に移動された後に、前記ボンディング工具が水平移動されて前記インナリードがS字形状に弯曲されることを特徴とする項25に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
31. 26. The method according to
32.前記インナリードの一部を前記半導体チップの方向に移動させた前記ボンディング工具が上昇された後に、前記インナリードの基端部の方向に前記電極パッドの被ボンディング部を超えて水平移動され、さらに、被ボンディング部に戻されることを特徴とする項31に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
32. After the bonding tool that has moved a part of the inner lead in the direction of the semiconductor chip is raised, the bonding tool is horizontally moved in the direction of the base end of the inner lead beyond the bonded portion of the electrode pad, and
33.一主面に複数本のインナリードが敷設されたキャリアに半導体チップが絶縁膜を介して機械的に接続されているとともに、この半導体チップの各電極パッドが前記各インナリードにボンディングされている半導体集積回路装置の製造方法に使用されるボンディング装置であって、
前記ボンディングに際して、前記インナリードの一部がボンディング工具によって弯曲されるとともに前記電極パッドに押し付けられてボンディングされることを特徴とするボンディング装置。
33. A semiconductor in which a semiconductor chip is mechanically connected to a carrier in which a plurality of inner leads are laid on one main surface via an insulating film, and each electrode pad of the semiconductor chip is bonded to each inner lead. A bonding apparatus used in a method of manufacturing an integrated circuit device,
In the bonding, a part of the inner lead is bent by a bonding tool and pressed against the electrode pad for bonding.
34.前記インナリードの一部が前記ボンディング工具によって前記半導体チップの上に接触された後に、前記ボンディング工具が水平移動されて前記インナリードがS字形状に変形されることを特徴とする項33に記載のボンディング装置。 34. 34. The inner lead is deformed into an S shape by horizontally moving the bonding tool after a part of the inner lead is brought into contact with the semiconductor chip by the bonding tool. Bonding equipment.
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、次の通りである。
インナリードを電極パッドにボンディング工具によってボンディングするに際して、一つの単位領域を光学的に観測し、その観測結果に基づいてインナリードの中心を認識し、インナリードの中心にボンディング工具の先端部を合わせることができるため、インナリードを電極パッドに正確にボンディングすることができる。
また、インナリードをチップの電極パッドにインナリードボンディングするに際し、画像の画素毎のパターン認識による比較のような複雑な処理を実行せずに、迅速にインナリードの中心を求めることができるので、ボンディング時間を全体として短縮することができる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
When bonding the inner lead to the electrode pad with a bonding tool, one unit region is optically observed, the center of the inner lead is recognized based on the observation result, and the tip of the bonding tool is aligned with the center of the inner lead. Therefore, the inner lead can be accurately bonded to the electrode pad.
In addition, when the inner lead is bonded to the electrode pad of the chip, the center of the inner lead can be quickly obtained without performing complicated processing such as comparison by pattern recognition for each pixel of the image. The bonding time can be shortened as a whole.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(発明の実施の形態1)
図1は本発明の一実施形態であるボンディング方法におけるインナリード認識方法を示す工程図である。図2はその各工程を説明する各説明図である。図3は本発明の一実施形態であるボンディング装置を示す模式図である。図4はそのボンディング方法の各工程を示す各部分断面図である。図5はワークを示しており、(a)は一部省略平面図、(b)は一部省略正面断面図である。図6は製造されたμBGA・ICを示しており、(a)は平面図、(b)は一部切断正面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram showing an inner lead recognition method in a bonding method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining each process. FIG. 3 is a schematic view showing a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial sectional view showing each step of the bonding method. 5A and 5B show a workpiece, wherein FIG. 5A is a partially omitted plan view, and FIG. 5B is a partially omitted front sectional view. 6A and 6B show the manufactured μBGA • IC, where FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a partially cut front view.
本実施形態において、本発明に係るボンディング方法は、μBGAを備えているIC(以下、μBGA・ICという。)の製造方法のボンディング工程に使用されており、図3に示されているボンディング装置によって実施される。μBGA・ICの製造方法のボンディング工程におけるワーク1は、図5に示されているように構成されている。ワーク1はテープキャリアにチップが絶縁層を介して機械的に接続されて構成されている。キャリアとしてのテープキャリア2はTCP・IC(テープ・キャリア・パッケージを備えているIC)の製造方法に使用されているTAB(テープ・オートメイテッド・ボンディング)テープに相当するものである。テープキャリア2は同一パターンが長手方向に繰り返されるように構成されているため、その構成の説明および図示は一単位だけについて行われている。
In this embodiment, the bonding method according to the present invention is used in a bonding process of a manufacturing method of an IC (hereinafter referred to as μBGA · IC) having μBGA, and is performed by a bonding apparatus shown in FIG. To be implemented. The
テープキャリア2はポリイミド等の絶縁性樹脂が用いられて同一パターンが長手方向に連続するテープ形状に一体成形されているキャリア本体3を備えており、キャリア本体3には正方形のバンプ形成部4が長手方向に一列横隊に整列されている。バンプ形成部4にはバンプホール5が多数個、正方形の環状線上において整列されて開設されており、各バンプホール5には後記するバンプが後記するアウタリードに電気的に接続するように構成されるようになっている。バンプ形成部4の四辺には長方形の長孔形状に形成された窓孔6が4本、正方形の枠形状に配置されて開口されている。
The
キャリア本体3の片側主面(以下、下面とする。)にはインナリード7が複数本、各窓孔6を短手方向に跨ぐようにしてそれぞれ配線されている。各インナリード7のバンプ形成部4側に位置する一端(以下、内側端とする。)には、各アウタリード8がそれぞれ一連に連設されており、互いに一連になったインナリード7とアウタリード8とは機械的かつ電気的に一体の状態になっている。インナリード7群およびアウタリード8群は、銅や金等の導電性を有する材料が使用されて形成されている。インナリード7群およびアウタリード8群の形成方法としては、キャリア本体3に溶着や接着等の適当な手段によって固着させた銅箔や金箔をリソグラフィー処理およびエッチング処理によってパターニングする方法や、キャリア本体3にリソグラフィー処理によって選択的に金めっき処理する方法等がある。各アウタリード8のバンプホール5に対向する部位は、バンプ形成部4から露出した状態になっている。
A plurality of
インナリード7群は各窓孔6の長手方向に間隔を置かれて互いに平行に配線されている。各インナリード7の窓孔6に架橋した部分における両端辺には三角形状のノッチ9が一対、尖端側を内向きに切り込まれるようにそれぞれ形成されている。つまり、インナリード7は両ノッチ9、9を結ぶ線において容易に切断され得るようになっている。各インナリード7において、一対のノッチ9、9は中央から窓孔6におけるバンプ形成部4と反対側(以下、外側とする。)に片寄った位置に配されている。すなわち、インナリード7における両ノッチ9、9が窓孔6の外側に寄った側の部分(以下、短い部分という。)7aの長さは、インナリード7における両ノッチ9、9が窓孔6の内側辺から遠のいた側の部分(以下、長い部分という。)7bの長さよりも短くなっている。
The inner leads 7 are wired in parallel with each other at intervals in the longitudinal direction of each
キャリア本体3の下面にはエラストマやシリコンゴム製の絶縁膜10が接着等の適当な手段によって被着されており、インナリード7群およびアウタリード8群は絶縁膜10によって被覆されている。絶縁膜10におけるキャリア本体3の各窓孔6に対向する部位には、長方形孔形状の窓孔11がインナリード7群を外部に露出させるように、キャリア本体3の窓孔6よりも若干大きめに開口されている。したがって、テープキャリア2はキャリア本体3、インナリード7群、アウタリード8群および絶縁膜10によって構成されている。
An insulating
図5に示されているように、チップ12はテープキャリア2の一単位と略等しい大きさの正方形の平板形状に形成されており、その一主面側(以下、アクティブ・エリア側という。)には、半導体素子を含む所望の半導体集積回路が作り込まれている。すなわち、チップ12は所謂IC製造の前工程において半導体ウエハの状態でアクティブ・エリア側に半導体集積回路を作り込まれ、ダイシング工程において正方形の平板形状に分断されて製造される。チップ12のアクティブ・エリア側の表面は、パッシベーション膜13によって被覆されており、パッシベーション膜13に形成された開口部には電極パッド14が外部に露出する状態に形成されている。電極パッド14は複数形成されており、テープキャリア2における各インナリード7に対応されている。
As shown in FIG. 5, the
このように構成されたチップ12は前記構成に係るテープキャリア2に、図5に示されているように機械的に接続されている。すなわち、チップ12はテープキャリア2に各電極パッド14が各インナリード7にそれぞれ整合するように配されて、パッシベーション膜13と絶縁膜10との間で接着されて機械的に接続される。この状態において、各インナリード7は各電極パッド14に絶縁膜10および接着層の厚さ分だけ上方に離れた位置でそれぞれ対向した状態になっている。各インナリード7において、一対のノッチ9、9は電極パッド14の真上よりも左方に片寄った位置に配された状態になっており、インナリード7の長い部分7bの略中央部が電極パッド14の真上に位置した状態になっている。
The
図3に示されているボンディング装置20はステージ21を備えており、ステージ21は前記構成に係るワーク1を水平に保持するように構成されている。ステージ21の片脇にはXYテーブル22が設備されており、XYテーブル22はその上に搭載されたボンディングヘッド23をXY方向に移動させるように構成されている。ボンディングヘッド23には先端にボンディング工具25を取り付けられたボンディングアーム24の一端部が支持されており、ボンディングヘッド23はボンディングアーム24を操作することによりボンディング工具25を上下動させるように構成されている。ボンディングアーム24には位置検出センサ26が設備されており、位置検出センサ26は後記するメインコントローラに接続されている。XYテーブル22およびボンディングヘッド23には、これらの作動を制御するコントローラ(以下、作動コントローラという。)27が接続されており、作動コントローラ27には作動を指令するコントローラ(以下、メインコントローラという。)28が接続されている。メインコントローラ28にはディスプレー29が接続されている。
The
ボンディングヘッド23にはインナリード認識装置30を構成するための画像取り込み装置としての工業用テレビカメラ(以下、カメラという。)31がスタンド36によって設備されており、カメラ31はステージ21上のワーク1を撮映するようになっている。カメラ31にはインナリード認識用測定線を設定するインナリード認識用測定線設定部(以下、設定部という。)32が接続されており、設定部32には輝度測定部33が接続されている。輝度測定部33には加算輝度分布波形を形成する形成部34が接続され、形成部34にはインナリードの中心線を判定する判定部35が接続されている。判定部35はメインコントローラ28に接続されており、判定結果をメインコントローラ28に送信するようになっている。
The
次に、前記構成に係るボンディング装置による本発明の一実施形態であるボンディング方法におけるインナリード認識方法を、図1、図2および図3によって説明する。 Next, an inner lead recognizing method in a bonding method according to an embodiment of the present invention by the bonding apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
メインコントローラ28はXYテーブル22を駆動して、ステージ21の上に載置されたワーク1におけるこれからボンディングしようとするインナリード7の撮映位置にカメラ31を移動させる。カメラ31は図1における画像取り込み工程41を実行して、これからボンディングしようとするインナリード7を撮映する。カメラ31によって撮映された図2(a)に示されている画像51は、ディスプレイ29に映し出されるとともに、設定部32に入力される。
The
設定部32は図1におけるインナリード認識用測定線設定工程42を実行して、図2(a)に示されているように、画像51におけるインナリード7にそれぞれ直交する画像走査線のうち、電極パッド14を含む画像走査線の1本によって電極パッド対応インナリード認識用測定線(以下、中央測定線という。)52を設定し、電極パッド14の両脇の画像走査線の1本ずつによって各電極パッド外側インナリード認識用測定線(以下、それぞれ内側端部測定線および外側端部測定線という。)53および54を設定する。
The setting
輝度測定部33は図1における輝度測定工程43を実行して、中央測定線52、内側端部測定線53および外側端部測定線54毎に各走査線上の各点における輝度をそれぞれ測定し、図2(b)、(c)および(d)に示されているように、中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aをそれぞれ形成する。これら中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aは形成部34に入力される。
The
形成部34は図1における形成工程44を実行して、図2(b)、(c)および(d)に示された中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aを走査線上の各点を一致させて、すなわち、時系列を一致させて重ね合わせることにより、図2(e)に示されている加算輝度分布波形55を形成する。つまり、中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aの輝度が各点毎に加算されて、加算輝度分布波形55が形成される。この加算輝度分布波形55は判定部35に入力される。
The forming
判定部35は図1における判定工程45を実行して、図2(f)に示されているように、まず、加算輝度分布波形55に閾値56を設定する。続いて、加算輝度分布波形55における閾値56以上の領域57における重心58が算出され、この重心58に対向する位置がこれからボンディングしようとするインナリード7の中心線の位置59として判定される。つまり、これからボンディングしようとしているインナリード7の位置が正確に認識されたことになる。
The
以上のようにして求められたインナリード7の中心線の位置59にボンディング装置20のボンディング工具25の中心線が、メインコントローラ28の指令に基づいて作動コントローラ27の制御によるXYテーブル22の作動によって一致されることにより、インナリード7は電極パッド14に正確にボンディングされる。
The center line of the
次に、前記構成に係るボンディング装置による本発明の一実施形態であるボンディング方法を、図4によって説明する。 Next, a bonding method according to an embodiment of the present invention using the bonding apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.
図4(a)に示されているように、ボンディング工具25がインナリード7の長い部分7bのノッチ9の近くの部位を押し下げると、インナリード7は両ノッチ9、9を結ぶ線から切断される。
As shown in FIG. 4A, when the
図4(b)に示されているように、ボンディング工具25がさらに下降されることにより、インナリード7の長い部分7bの切断部片が押し下げられてチップ12の上面に着地される。
4B, when the
ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したか否かは、ボンディングアーム24に設備された位置検出センサ26からの位置データを分析することによってメインコントローラ28において判定される。ボンディング工具25がチップ12の上面に着地していないと判定した場合には、メインコントローラ28はブザー等の警報装置を警報作動させるとともに、ディスプレー29に警報内容を表示させる。次いで、作業者によるキーボードの手動操作またはメインコントローラ28による自動指令制御によって、ボンディング工具25は徐々に下降されてチップ12の上面にインナリード7を介して着地される。
Whether or not the
そして、ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したと判定すると、メインコントローラ28は着地時における位置検出センサ26からの位置データを読み込んで、チップ12の上面における着地点の高さを測定する。
When it is determined that the
ボンディング工具25の高さを測定したメインコントローラ28は、ボンディング工具25を予め設定された所定の高さHだけ図4(c)に示されているように上昇させる。所定の高さHは実験やコンピュータによるシュミレーションおよび過去の実績データ等の経験的手法によって、異なるボンディング条件毎に対応した最適値が求められ、予め、キーボードによってメインコントローラ28に記憶されている。メインコントローラ28は所定の高さHを作動コントローラ27に指令する。作動コントローラ27はボンディングヘッド23を制御してボンディングアーム24を揺動させることにより、ボンディング工具25を所定高さHだけ上昇させる。
The
ボンディング工具25が所定の高さHだけ上昇すると、図4(c)に示されているように、インナリード7の長い部分7bの切断部片は、インナリード7のスプリングバックによってチップ12の上面から離れるように若干上昇する。インナリード7の長い部分7bの切断部片がチップ12から上昇した状態において、所定の高さHだけ上昇したボンディング工具25は、インナリード7の長い部分7bの切断部片の上面から離れた状態になっている。
When the
続いて、図4(d)に示されているように、ボンディング工具25はそのままの高さを維持した状態で、バンプ形成部4の方向に電極パッド14の真上まで平行移動される。この平行移動に伴って、インナリード7の長い部分7bの切断部片はボンディング工具25によってバンプ形成部4の方向へずらされるとともに、斜め下方に押し下げられるため、その切断部片は所定のループ形状を形成された状態になるとともに、その先端部下面は電極パッド14の上面に当接された状態になる。
Subsequently, as shown in FIG. 4D, the
次いで、図4(e)に示されているように、ボンディング工具25は下降されてインナリード7の長い部分7bの切断部片を押し下げる。この押し下げにより、インナリード7の長い部分7bの切断部片の切り口側端部は、所定のループ形状を形成したまま電極パッド14に押接される。ボンディング工具25はインナリード7の長い部分7bの切断部片の切り口側端部を電極パッド14に押接させるとともに、熱および超音波エネルギを作用させることにより熱圧着(圧接)させる。すなわち、インナリード7は電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされたことになる。
Next, as shown in FIG. 4 (e), the
その後、前記したインナリード認識方法およびボンディング方法が各インナリード7毎に繰り返されることにより、チップ12がテープキャリア2に電気的に接続される。各インナリード7毎のボンディングに際して、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、インナリード7の中心線の位置59が認識されるとともに、チップ12における電極パッド14のボンディング工具25に対する高さが逐次測定され、この認識された中心線の位置59および測定された各高さに対応した最適条件でボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行される。
Thereafter, the inner lead recognition method and the bonding method described above are repeated for each
したがって、例えば、バンプ形成部4の下に絶縁膜10を介して機械的に接続されたチップ12が傾くことにより、ボンディング工具25によって次々にボンディング(熱圧着)されて行くインナリード7と電極パッド14との間隔の相互間に誤差がそれぞれ発生していたとしても、各インナリード7毎に相互間の誤差に対応した最適条件によってボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行されるため、ボンディング後の各インナリード7のループ形状はそれぞれ適正に形成されることになる。
Therefore, for example, the
全てのインナリード7について前記したボンディング作業が終了すると、図6に示されているように、テープキャリア2の各窓孔6の内部にエラストマやシリコンゴム等の絶縁性材料がポッティングされることによって、インナリード7群が樹脂封止部15によって樹脂封止される。
When the above-described bonding operation is completed for all the
次いで、テープキャリア2の各アウタリード8における各バンプホール5の底で露出した部位に半田ボールが半田付けされることにより、図6に示されているように、バンプ形成部4の上面から突出したバンプ16がテープキャリア2に形成される。以上のようにして図6に示されているμBGA・IC17が製造されたことになる。
Next, a solder ball is soldered to a portion exposed at the bottom of each
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) インナリード7を電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングするに際して、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、インナリード7の中心線の位置59を逐次認識することにより、ボンディング工具25をインナリード7に正確に整合させることができるため、各インナリード7を各電極パッド14にいずれも適正にボンディングすることができるため、μBGA・IC17の品質および信頼性並びに製造歩留りを高めることができる。
1) When the
2) 中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aの輝度を同一点毎に加算して加算輝度分布波形55を形成し、この加算輝度分布波形55に閾値56を設定することにより、加算輝度分布波形55における閾値56以上の領域57を高く形成させることができるため、インナリード7の背景となる電極パッド14の存在にかかわらず、インナリード7の中心線の位置59を正確に判定することができ、これからボンディングしようとしているインナリード7の位置を正確に認識することができる。
2) The luminances of the central measurement
図7は本発明の実施形態であるボンディング方法におけるインナリード認識方法を示す工程図である。図8はその各工程を説明する各説明図である。 FIG. 7 is a process diagram showing an inner lead recognition method in the bonding method according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining each process.
本実施形態が前記実施形態1と異なる点は、インナリードおよび電極パッドに対応する画像を横から取り込んでインナリードの厚さの中心線を認識するように構成した点にある。本実施形態であるボンディング方法におけるインナリード認識方法を、図7および図8によって説明する。 This embodiment is different from the first embodiment in that an image corresponding to the inner lead and the electrode pad is taken from the side to recognize the center line of the thickness of the inner lead. The inner lead recognition method in the bonding method according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態において、カメラは水平方向横向きになってインナリード7および電極パッド14に対応する図8(a)に示された画像71を取り込むことにより、図7における画像取り込み工程61を実行する。水平方向横向きのカメラによって撮映された図8(a)に示されている画像71は、ディスプレイに映し出されるとともに、設定部32に入力される。
In the present embodiment, the camera is horizontally oriented and captures the
設定部32は図7におけるインナリード認識用測定線設定工程62を実行して、図8(a)に示されているように、画像71におけるインナリード7にそれぞれ直交する垂直走査線(テレビ画像の場合は仮想的な走査線となるが、画像処理によって容易に設定することができる。)のうち、電極パッド14を含む画像走査線の1本によって電極パッド対応インナリード認識用測定線(以下、中央測定線という。)72を設定し、電極パッド14の両脇の画像走査線の1本ずつによって各電極パッド外側インナリード認識用測定線(以下、それぞれ内側端部測定線および外側端部測定線という。)73および74を設定する。
The setting
輝度測定部33は図1における輝度測定工程63を実行して、中央測定線72、内側端部測定線73および外側端部測定線74毎に各走査線上の各点における輝度をそれぞれ測定し、図8(b)、(c)および(d)に示されているように、中央測定線輝度波形72a、内側端部測定線輝度波形73aおよび外側端部測定線輝度波形74aをそれぞれ形成する。これら中央測定線輝度波形72a、内側端部測定線輝度波形73aおよび外側端部測定線輝度波形74aは形成部34に入力される。
The
形成部34は図1における形成工程64を実行して、図8(b)、(c)および(d)に示された中央測定線輝度波形72a、内側端部測定線輝度波形73aおよび外側端部測定線輝度波形74aを走査線上の各点を一致させて、すなわち、時系列を一致させて重ね合わせることにより、図8(e)に示されている加算輝度分布波形75を形成する。つまり、中央測定線輝度波形72a、内側端部測定線輝度波形73aおよび外側端部測定線輝度波形74aの輝度が各点毎に加算されて、加算輝度分布波形75が形成される。この加算輝度分布波形75は判定部35に入力される。
The forming
判定部35は図1における判定工程65を実行して、図8(f)に示されているように、まず、加算輝度分布波形75に閾値76を設定する。続いて、加算輝度分布波形75における閾値76以上の領域77における重心78が算出され、この重心78に対向する位置がインナリード7の厚さ方向の中心線の位置79として判定される。つまり、これからボンディングしようとしているインナリード7の高さ位置が正確に認識されたことになる。
The
以上のようにして求められたインナリード7の厚さ方向の中心線の位置すなわち高さ方向の位置79にボンディング装置20のボンディング工具25の高さが、メインコントローラ28の指令に基づいて作動コントローラ27の制御によるボンディングヘッド23の作動に利用されることにより、インナリード7は電極パッド14に正確にボンディングされる。
The height of the
図9は本発明の実施形態であるボンディング方法におけるインナリード認識方法を示す工程図である。図10はその各工程を説明する各説明図である。 FIG. 9 is a process diagram showing an inner lead recognition method in the bonding method according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining each process.
本実施形態が前記実施形態1と異なる点は、図10(b)、(c)および(d)に示されているように、中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54a毎に閾値56Aがそれぞれ設定され、閾値56Aを越える各領域57Aがそれぞれ求められた後に、これらが時系列を一致させて重ね合わせられることにより、図10(e)に示されている加算閾値以上輝度分布波形55Aが形成され、図10(f)に示されているように、加算閾値以上輝度分布波形55Aにおける領域57Aにおける重心58が算出され、この重心58に対向する位置がこれからボンディングしようとするインナリード7の中心線の位置59として判定される点である。
This embodiment is different from the first embodiment in that the center measurement
なお、前記実施形態においても、同様に、各中央測定線輝度波形72a、内側端部測定線輝度波形73aおよび外側端部測定線輝度波形74a毎に閾値を越える各領域をそれぞれ求めた後に、加算閾値以上輝度分布波形を形成して重心を算出し、この重心によってインナリード7の厚さ方向の中心線の位置として判定することができる。
In the embodiment, similarly, each region exceeding the threshold is obtained for each central measurement line luminance waveform 72a, inner end measurement line luminance waveform 73a, and outer end measurement line luminance waveform 74a, and then added. The center of gravity is calculated by forming a luminance distribution waveform that is equal to or greater than the threshold, and the center of gravity can be determined as the position of the center line of the
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、中央測定線、内側端部測定線および外側端部測定線は1本ずつ設定するに限らず、多数本程電極パッドの影響を相対的に減少させることができるため、カメラの画素数が許容する範囲内で可及的に多く設定することが望ましい。 For example, the center measurement line, the inner end measurement line, and the outer end measurement line are not limited to be set one by one, and the influence of the electrode pad can be relatively reduced, so that the number of pixels of the camera is reduced. It is desirable to set as many as possible within the allowable range.
画像取り込み装置としては工業用テレビカメラを使用するに限らず、CCD等のエリアセンサやラインセンサ等を使用してもよい。その場合、画像取り込み装置を移動させて走査するように構成してもよいし、ステージを移動させて走査するように構成してもよい。 The image capturing device is not limited to an industrial television camera, and an area sensor such as a CCD or a line sensor may be used. In that case, the image capturing device may be moved and scanned, or the stage may be moved and scanned.
インナリードを電極パッドに電気的に接続するボンディング方法としては、超音波熱圧着方法を使用するに限らず、圧接方法や共晶方法等を使用することができる。 The bonding method for electrically connecting the inner lead to the electrode pad is not limited to the ultrasonic thermocompression bonding method, and a pressure welding method, a eutectic method, or the like can be used.
ボンディングを実行するボンディング装置はシングル・ポイント・ボンディング専用に構成するに限らず、既存のワイヤボンディング装置を利用して構成してもよい。 The bonding apparatus that performs bonding is not limited to single point bonding, but may be configured using an existing wire bonding apparatus.
インナリード群およびアウタリード群の担体(キャリア)であるキャリア本体は、テープによって構成するに限らず、絶縁性を有する樹脂製のフィルムや、セラミックまたは絶縁性を有する樹脂等の材料を用いて形成された剛性を有する基板によって構成してもよい。 The carrier main body, which is a carrier of the inner lead group and the outer lead group, is not limited to a tape, but is formed using a material such as an insulating resin film, ceramic, or insulating resin. You may comprise by the board | substrate which has the rigidity.
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背景となった利用分野であるμBGA・ICの製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、その他のCSP・ICの製造方法等に使用されるボンディング技術全般に適用することができる。 In the above description, the case where the invention made mainly by the present inventor is applied to the manufacturing method of μBGA • IC, which is the field of use behind it, has been described. However, the present invention is not limited to this, and other CSP • ICs are used. The present invention can be applied to all bonding techniques used in the manufacturing method and the like.
(発明の実施の形態2)
図11は本発明の一実施形態であるボンディング方法の各工程をそれぞれ示す各部分断面図である。図12は本発明の一実施形態であるボンディング装置を示す模式図である。図13はワークを示しており、(a)は一部省略平面図、(b)は一部省略一部切断正面図である。図14は製造されたμBGA・ICを示しており、(a)は一部切断平面図、(b)は一部切断正面図である。
(
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing each step of the bonding method according to one embodiment of the present invention. FIG. 12 is a schematic view showing a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a workpiece, in which (a) is a partially omitted plan view, and (b) is a partially omitted partially cut front view. 14A and 14B show the manufactured μBGA · IC, where FIG. 14A is a partially cut plan view and FIG. 14B is a partially cut front view.
本実施形態において、本発明に係るボンディング方法は、μBGAを備えているIC(以下、μBGA・ICという。)の製造方法のボンディング工程に使用されており、図12に示されているボンディング装置によって実施される。μBGA・ICの製造方法のボンディング工程におけるワーク1は、図13に示されているように構成されている。ワーク1はテープキャリアにチップが絶縁層を介して機械的に接続されて構成されている。キャリアとしてのテープキャリア2はTCP・IC(テープ・キャリア・パッケージを備えているIC)の製造方法に使用されているTAB(テープ・オートメイテッド・ボンディング)テープに相当するものである。テープキャリア2は同一パターンが長手方向に繰り返されるように構成されているため、その構成の説明および図示は一単位だけについて行われている。
In this embodiment, the bonding method according to the present invention is used in a bonding process of a manufacturing method of an IC (hereinafter referred to as μBGA · IC) provided with μBGA, and is performed by a bonding apparatus shown in FIG. To be implemented. The
テープキャリア2はポリイミド等の絶縁性樹脂が用いられて同一パターンが長手方向に連続するテープ形状に一体成形されているキャリア本体3を備えており、キャリア本体3には正方形のバンプ形成部4が長手方向に一列横隊に整列されている。バンプ形成部4にはバンプホール5が多数個、正方形の環状線上において整列されて開設されており、各バンプホール5には後記するバンプが後記するアウタリードに電気的に接続するように構成されるようになっている。バンプ形成部4の四辺には長方形の長孔形状に形成された窓孔6が4本、正方形の枠形状に配置されて開口されている。
The
キャリア本体3の片側主面(以下、下面とする。)にはインナリード7が複数本、各窓孔6を短手方向に跨ぐようにしてそれぞれ配線されている。各インナリード7のバンプ形成部4側に位置する一端(以下、内側端とする。)には、各アウタリード8がそれぞれ一連に連設されており、互いに一連になったインナリード7とアウタリード8とは機械的かつ電気的に一体の状態になっている。インナリード7群およびアウタリード8群は、銅や金等の導電性を有する材料が使用されて形成されている。インナリード7群およびアウタリード8群の形成方法としては、キャリア本体3に溶着や接着等の適当な手段によって固着させた銅箔や金箔をリソグラフィー処理およびエッチング処理によってパターニングする方法や、キャリア本体3にリソグラフィー処理によって選択的に金めっき処理する方法等がある。各アウタリード8のバンプホール5に対向する部位は、バンプ形成部4から露出した状態になっている。
A plurality of
インナリード7群は各窓孔6の長手方向に間隔を置かれて互いに平行に配線されている。各インナリード7の窓孔6に架橋した部分における両端辺には三角形状のノッチ9が一対、尖端側を内向きに切り込まれるようにそれぞれ形成されている。つまり、インナリード7は両ノッチ9、9を結ぶ線において容易に切断され得るようになっている。各インナリード7において、一対のノッチ9、9は中央から窓孔6におけるバンプ形成部4と反対側(以下、外側とする。)に片寄った位置に配されている。すなわち、インナリード7における両ノッチ9、9が窓孔6の外側に寄った側の部分(以下、短い部分という。)7aの長さは、インナリード7における両ノッチ9、9が窓孔6の内側辺から遠のいた側の部分(以下、長い部分という。)7bの長さよりも短くなっている。
The inner leads 7 are wired in parallel with each other at intervals in the longitudinal direction of each
キャリア本体3の下面にはエラストマやシリコンゴム製の絶縁膜10が接着等の適当な手段によって被着されており、インナリード7群およびアウタリード8群は絶縁膜10によって被覆されている。絶縁膜10におけるキャリア本体3の各窓孔6に対向する部位には、長方形孔形状の窓孔11がインナリード7群を外部に露出させるように、キャリア本体3の窓孔6よりも若干大きめに開口されている。したがって、テープキャリア2はキャリア本体3、インナリード7群、アウタリード8群および絶縁膜10によって構成されている。
An insulating
図13に示されているように、チップ12はテープキャリア2の一単位と略等しい大きさの正方形の平板形状に形成されており、その一主面側(以下、アクティブ・エリア側という。)には、半導体素子を含む所望の半導体集積回路が作り込まれている。すなわち、チップ12は所謂IC製造の前工程において半導体ウエハの状態でアクティブ・エリア側に半導体集積回路を作り込まれ、ダイシング工程において正方形の平板形状に分断されて製造される。チップ12のアクティブ・エリア側の表面は、パッシベーション膜13によって被覆されており、パッシベーション膜13に形成された開口部には電極パッド14が外部に露出する状態に形成されている。電極パッド14は複数個が形成されており、テープキャリア2における各インナリード7に対応されている。
As shown in FIG. 13, the
このように構成されたチップ12は前記構成に係るテープキャリア2に、図13に示されているように機械的に接続されている。すなわち、チップ12はテープキャリア2に各電極パッド14が各インナリード7にそれぞれ整合するように配されて、パッシベーション膜13と絶縁膜10との間で接着されて機械的に接続される。この状態において、各インナリード7は各電極パッド14に絶縁膜10および接着層の厚さ分だけ上方に離れた位置でそれぞれ対向した状態になっている。各インナリード7において、一対のノッチ9、9は電極パッド14の真上よりも左方に片寄った位置に配された状態になっており、インナリード7の長い部分7bの略中央部が電極パッド14の真上に位置した状態になっている。
The
図12に示されているボンディング装置20はステージ21を備えており、ステージ21は前記構成に係るワーク1を水平に保持するように構成されている。ステージ21の片脇にはXYテーブル22が設備されており、XYテーブル22はその上に搭載されたボンディングヘッド23をXY方向に移動させるように構成されている。ボンディングヘッド23には先端にボンディング工具25を取り付けられたボンディングアーム24の一端部が支持されており、ボンディングヘッド23はボンディングアーム24を操作することによりボンディング工具25を上下動させるように構成されている。ボンディングアーム24には位置検出センサ26が設置されており、位置検出センサ26はボンディングアーム24の上下位置を検出して後記するメインコントローラへ送信するようになっている。
The
XYテーブル22およびボンディングヘッド23には、これらの作動を制御するコントローラ(以下、作動コントローラという。)27が接続されており、作動コントローラ27には作動を指令するコントローラ(以下、メインコントローラという。)28が接続されている。メインコントローラ28にはディスプレー29、キーボード29Aおよび警報機としてのブザー29Bが接続されている。
A controller (hereinafter referred to as an operation controller) 27 that controls these operations is connected to the XY table 22 and the
次に、前記構成に係るボンディング装置による本発明の一実施形態であるボンディング方法を、図11によって説明する。 Next, a bonding method according to an embodiment of the present invention using the bonding apparatus according to the above configuration will be described with reference to FIG.
図11(a)に示されているように、ボンディング工具25がインナリード7の長い部分7bのノッチ9の近くの部位を押し下げると、インナリード7は両ノッチ9、9を結ぶ線から切断される。
As shown in FIG. 11A, when the
図11(b)に示されているように、ボンディング工具25がさらに下降されることにより、インナリード7の長い部分7bの切断部片が押し下げられてチップ12の上面に着地される。
As shown in FIG. 11B, the
ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したか否かは、位置検出センサ26からの位置データを分析することによってメインコントローラ28において判定される。ボンディング工具25がチップ12の上面に着地していないと判定した場合には、メインコントローラ28はブザー29Bを警報作動させるとともに、ディスプレー29に警報内容を表示させる。次いで、作業者によるキーボード29Aの手動操作またはメインコントローラ28による自動指令制御によって、ボンディング工具25は徐々に下降されてチップ12の上面にインナリード7を介して着地される。
Whether or not the
そして、ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したと判定すると、メインコントローラ28は着地時の位置検出センサ26からの位置データを読み込んで、チップ12の上面における着地点の高さを測定する。
If it is determined that the
ボンディング工具25の高さを測定したメインコントローラ28は、ボンディング工具25を予め設定された所定の高さHだけ図11(c)に示されているように上昇させる。所定の高さHは実験やコンピュータによるシュミレーションおよび過去の実績データ等の経験的手法によって、異なるボンディング条件毎に対応した最適値が求められ、予め、キーボード29Aによってメインコントローラ28に記憶されている。メインコントローラ28は所定の高さHを作動コントローラ27に指令する。作動コントローラ27はボンディングヘッド23を制御してボンディングアーム24を揺動させることにより、ボンディング工具25を所定高さHだけ上昇させる。
The
ボンディング工具25が所定の高さHだけ上昇すると、図11(c)に示されているように、インナリード7の長い部分7bの切断部片は、インナリード7のスプリングバックによってチップ12の上面から離れるように若干上昇する。インナリード7の長い部分7bの切断部片がチップ12から上昇した状態において、所定の高さHだけ上昇したボンディング工具25は、インナリード7の長い部分7bの切断部片の上面から離れた状態になっている。
When the
続いて、図11(d)に示されているように、ボンディング工具25はそのままの高さを維持した状態で、バンプ形成部4の方向に電極パッド14の真上まで平行移動される。この平行移動に伴って、インナリード7の長い部分7bの切断部片はボンディング工具25によってバンプ形成部4の方向へずらされるとともに、斜め下方に押し下げられるため、その切断部片は所定のループ形状を形成された状態になるとともに、その先端部下面は電極パッド14の上面に当接された状態になる。
Subsequently, as shown in FIG. 11 (d), the
次いで、図11(e)に示されているように、ボンディング工具25は下降されてインナリード7の長い部分7bの切断部片を押し下げる。この押し下げにより、インナリード7の長い部分7bの切断部片の切り口側端部は、所定のループ形状を形成したまま電極パッド14に押接される。ボンディング工具25はインナリード7の長い部分7bの切断部片の切り口側端部を電極パッド14に押接させるとともに、熱および超音波エネルギを作用させることにより熱圧着(圧接)させる。すなわち、インナリード7は電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされたことになる。
Next, as shown in FIG. 11 (e), the
その後、前記したボンディング作業が各インナリード7毎に繰り返されることにより、チップ12がテープキャリア2に電気的に接続される。各インナリード7毎のボンディングに際して、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、チップ12における電極パッド14のボンディング工具25に対する高さが逐次測定され、この測定された各高さに対応した最適条件でボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行される。したがって、例えば、バンプ形成部4の下に絶縁膜10を介して機械的に接続されたチップ12が傾くことにより、ボンディング工具25によって次々にボンディング(熱圧着)されて行くインナリード7と電極パッド14との間隔の相互間に誤差がそれぞれ発生していたとしても、各インナリード7毎に相互間の誤差に対応した最適条件によってボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行されるため、ボンディング後の各インナリード7のループ形状はそれぞれ適正に形成されることになる。
Thereafter, the above-described bonding operation is repeated for each
全てのインナリード7について前記したボンディング作業が終了すると、図14に示されているように、テープキャリア2の各窓孔6の内部にエラストマやシリコンゴム等の絶縁性材料がポッティングされることによって、インナリード7群が樹脂封止部15によって樹脂封止される。
When the above-described bonding operation is completed for all the
次いで、テープキャリア2の各アウタリード8における各バンプホール5の底で露出した部位に半田ボールが半田付けされることにより、図14に示されているように、バンプ形成部4の上面から突出したバンプ16がテープキャリア2に形成される。以上のようにして図14に示されているμBGA・IC17が製造されたことになる。
Next, a solder ball is soldered to a portion exposed at the bottom of each
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) インナリード7を電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングするに際し、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、チップ12の電極パッド14のボンディング工具25に対する高さを逐次測定し、測定した各高さにそれぞれ対応した最適条件によってボンディング工具25によるボンディングを実行することにより、各インナリード7を各電極パッド14にいずれも適正なループ形状をもってボンディングすることができるため、μBGA・IC17の品質および信頼性並びに製造歩留りを高めることができる。
1) When the
2) 例えば、バンプ形成部4の下に絶縁膜10を介して機械的に接続されたチップ12が傾くことにより、ボンディング工具25によって次々にボンディングされて行くインナリード7と電極パッド14との間隔の相互間に誤差がそれぞれ発生していたとしても、各インナリード7毎に相互間の誤差に対応した最適条件下によってボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行されるため、ボンディング後の各インナリード7のループ形状をいずれも適正に形成することができる。
2) For example, when the
3) 高さの測定と測定後のボンディングとを同一のボンディング工具25の一連の作動によって連続して実行することにより、ボンディング作業を同一ステージにおいて完了させることができるため、ボンディングの作業時間を短縮することができるとともに、ボンディング装置の構造を簡単化することができる。
3) Since the height measurement and the bonding after the measurement are continuously performed by a series of operations of the
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、高さの測定は各インナリード毎に実行するに限らず、チップにおける電極パッド群を含む平面である上面の少なくとも3箇所にボンディング工具を接触させて、チップの平行度を求めることにより実行してもよい。 For example, the measurement of the height is not limited to each inner lead, but is performed by bringing the bonding tool into contact with at least three places on the upper surface, which is a plane including the electrode pad group in the chip, and calculating the parallelism of the chip. May be.
また、高さの測定はボンディング工具をチップの電極パッド群を含む平面である上面に接触させて実行するに限らず、レーザー測距器等の非接触形センサを使用することにより実行してもよい。非接触形センサによる測定は、オンラインで実行してもよいし、オフラインで実行してもよい。 In addition, the height measurement is not limited to being performed by bringing the bonding tool into contact with the upper surface, which is a plane including the electrode pad group of the chip, but can also be performed by using a non-contact type sensor such as a laser range finder. Good. The measurement by the non-contact sensor may be performed online or offline.
インナリードを電極パッドに電気的に接続するボンディング方法としては、超音波熱圧着方法を使用するに限らず、圧接方法や共晶方法等を使用することができる。 The bonding method for electrically connecting the inner lead to the electrode pad is not limited to the ultrasonic thermocompression bonding method, and a pressure welding method, a eutectic method, or the like can be used.
ボンディングを実行するボンディング装置はシングル・ポイント・ボンディング専用に構成するに限らず、既存のワイヤボンディング装置を利用して構成してもよい。 The bonding apparatus that performs bonding is not limited to single point bonding, but may be configured using an existing wire bonding apparatus.
インナリード群およびアウタインナリード群の担体(キャリア)であるキャリア本体は、テープによって構成するに限らず、絶縁性を有する樹脂製のフィルムや、セラミックまたは絶縁性を有する樹脂等の材料を用いて形成された剛性を有する基板によって構成してもよい。 The carrier body which is a carrier of the inner lead group and the outer inner lead group is not limited to tape, but is made of an insulating resin film, a material such as a ceramic or an insulating resin. You may comprise by the board | substrate which has the formed rigidity.
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背景となった利用分野であるμBGA・ICの製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、その他のCSP・ICの製造方法等に使用されるボンディング技術全般に適用することができる。 In the above description, the case where the invention made mainly by the present inventor is applied to the manufacturing method of μBGA • IC, which is the field of use behind the present invention, has been described. The present invention can be applied to all bonding techniques used in the manufacturing method and the like.
(発明の実施の形態3)
図15は本発明の一実施形態であるμBGA・ICの製造方法を示す工程図である。図16はそれに使用されるボンディング装置を示す正面図である。図17はその主要部を示す一部切断正面図である。図18は同じく平面図である。図19は同じくブロック図を含む一部切断正面図である。図20はワークを示す一部省略平面図である。図21の(a)は同じく一部切断正面図、(b)は一部切断側面図である。図22はチップを示しており、(a)は平面図、(b)は一部切断正面図、(c)は拡大した一部切断側面図である。図23はワークのステージへの供給および位置決め方法を示す斜視図である。図24はインナリードと電極パッドとの位置関係測定方法を説明するための説明図であり、(a)はワーク全体を示す画面図、(b)は特徴リードの測定ステップを示す画面図、(c)は特徴パッドの測定ステップを示す画面図である。図25はインナリード認識方法の各工程を説明する各説明図である。図26はボンディング方法の各工程を説明する各説明図である。
(
FIG. 15 is a process diagram showing a method for manufacturing a μBGA • IC according to an embodiment of the present invention. FIG. 16 is a front view showing a bonding apparatus used therefor. FIG. 17 is a partially cut front view showing the main part. FIG. 18 is also a plan view. FIG. 19 is a partially cut front view including a block diagram. FIG. 20 is a partially omitted plan view showing the workpiece. FIG. 21A is a partially cut front view, and FIG. 21B is a partially cut side view. FIG. 22 shows a chip, where (a) is a plan view, (b) is a partially cut front view, and (c) is an enlarged partially cut side view. FIG. 23 is a perspective view showing a method for supplying and positioning a workpiece on a stage. 24A and 24B are explanatory diagrams for explaining a method of measuring the positional relationship between the inner lead and the electrode pad, where FIG. 24A is a screen view showing the entire work, FIG. 24B is a screen view showing the step of measuring the characteristic lead, c) is a screen diagram showing the measurement step of the feature pad. FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining each step of the inner lead recognition method. FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining each step of the bonding method.
本実施形態において、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法は、μBGAを備えているIC(以下、μBGA・ICという。)を製造する方法として構成されており、その主要工程であるボンディング工程は図16〜図19に示されているボンディング装置によって実施される。 In this embodiment, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is configured as a method for manufacturing an IC provided with μBGA (hereinafter referred to as μBGA · IC), and is a main process of bonding. Is implemented by the bonding apparatus shown in FIGS.
図15に示されているように、このμBGA・ICの製造方法においては、図20〜図21に示されているワークがワーク準備工程において準備されて、ボンディング方法が実施されるボンディング工程に供給される。すなわち、このボンディング工程に供給されるワーク1は、図20および図21に示されているように構成されている。ワーク1はテープキャリアにチップが絶縁層を介して機械的に接続されて構成されている。キャリアとしてのテープキャリア2はTCP・IC(テープ・キャリア・パッケージを備えているIC)の製造方法に使用されているTAB(テープ・オートメイテッド・ボンディング)テープに相当するものである。テープキャリア2は同一パターンが長手方向に繰り返されるように構成されているため、その構成の説明および図示は一単位だけについて行われている。
As shown in FIG. 15, in this μBGA · IC manufacturing method, the work shown in FIGS. 20 to 21 is prepared in the work preparation process and supplied to the bonding process in which the bonding method is performed. Is done. That is, the
テープキャリア2はポリイミド等の絶縁性樹脂が用いられて同一パターンが長手方向に連続するテープ形状に一体成形されているキャリア本体3を備えており、キャリア本体3にはバンプ形成部4が長手方向に一列横隊に整列されている。バンプ形成部4にはバンプホール5が多数個、4本の平行線上において整列されて開設されており、各バンプホール5には後記するバンプが後記するアウタリードに電気的に接続するように構成されるようになっている。バンプ形成部4の中心線上には長孔形状に形成された窓孔6が、バンプホール5の列と平行に開口されている。また、バンプ形成部4の外周辺部には切断を補助するための長孔6Aが4本、長方形の枠形状に配されて開設されている。
The
キャリア本体3の片側主面(以下、下面とする。)にはインナリード7が複数本、窓孔6に短手方向に突き出すようにそれぞれ配線されている。各インナリード7のバンプ形成部4側に位置する一端(以下、外側端とする。)には、各アウタリード8がそれぞれ一連に連設されており、互いに一連になったインナリード7とアウタリード8とは機械的かつ電気的に一体の状態になっている。各アウタリード8のバンプホール5に対向する部位は、バンプ形成部4から露出した状態になっており、各アウタリード8の外側端は長孔6Aの外側まで伸びた状態になっている。インナリード7群およびアウタリード8群は、銅や金等の導電性を有する材料が使用されて形成されている。インナリード7群およびアウタリード8群の形成方法としては、キャリア本体3に溶着や接着等の適当な手段によって固着させた銅箔や金箔をリソグラフィー処理およびエッチング処理によってパターニングする方法や、キャリア本体3にリソグラフィー処理によって選択的に金めっき処理する方法等がある。
A plurality of
インナリード7群は各窓孔6の長手方向に間隔を置かれて互いに平行に配線されている。各インナリード7の窓孔6に突き出た部分は窓孔6の中心線を跨いだ位置で切断された状態になっている。すなわち、インナリード7の窓孔6に突き出た部分の長さは窓孔6の幅よりも短く幅の半分よりも長く設定されている。
The inner leads 7 are wired in parallel with each other at intervals in the longitudinal direction of each
キャリア本体3の両端辺部には規則的に配列された規則部としてのスプロケット・ホール(以下、ホールという。)3Aが多数個、長さ方向に等間隔にそれぞれ配列されて開設されており、各ホール3Aは正方形の孔形状に形成されている。また、キャリア本体3におけるアウタリード8群の両脇には特徴部としてのリード(以下、特徴リードという。)9Aを表示するための特徴リード表示孔(以下、表示孔という。)3Bが一対、対角位置にそれぞれ開設されており、各表示孔3Bは正方形の孔形状に形成されている。各表示孔3Bのキャリア本体3の下面には特徴リード9Aがそれぞれ形成されており、各特徴リード9Aはインナリード7およびアウタリード8と区別し得るように略h形状に形成されて横向きに配置されている。
A large number of sprocket holes (hereinafter referred to as “holes”) 3A as regular parts arranged regularly are arranged at both ends of the
キャリア本体3の下面にはエラストマやシリコンゴム製の絶縁膜10が接着等の適当な手段によって被着されており、インナリード7群およびアウタリード8群は絶縁膜10によって被覆されている。絶縁膜10におけるキャリア本体3の窓孔6に対向する部位には、長方形孔形状の窓孔11がインナリード7群を外部に露出させるように、キャリア本体3の窓孔6よりも若干大きめに開口されている。したがって、テープキャリア2はキャリア本体3、インナリード7群、アウタリード8群および絶縁膜10によって構成されている。
An insulating
図22に示されているように、チップ12は長方形の平板形状に形成されており、その一主面側(以下、アクティブ・エリア側という。)には、半導体素子を含む所望の半導体集積回路が作り込まれている。すなわち、チップ12は所謂IC製造の前工程において半導体ウエハの状態でアクティブ・エリア側に半導体集積回路を作り込まれ、ダイシング工程において長方形の平板形状に分断されて製造される。チップ12のアクティブ・エリア側の表面は、パッシベーション膜13によって被覆されており、パッシベーション膜13に形成された開口部には電極パッド14が外部に露出する状態に形成されている。電極パッド14は複数形成されており、テープキャリア2における各インナリード7に対応されている。また、電極パッド14群の列の両脇には特徴部としてのパッド(以下、特徴パッドという。)14Aが一対、それぞれ形成されており、各特徴パッド14Aは電極パッド14と区別し得るようにT字形状に形成されている。
As shown in FIG. 22, the
図20および図21に示されているように、ワーク1においてチップ12はテープキャリア2に機械的に接続されている。すなわち、チップ12はテープキャリア2に各電極パッド14が各インナリード7にそれぞれ整合するように配された状態で、パッシベーション膜13と絶縁膜10との間で接着されて機械的に接続される。この状態において、インナリード7は電極パッド14に絶縁膜10および接着層の厚さ分だけ上方に離れた位置で対向した状態になっており、インナリード7の先端部は電極パッド14の真上に位置した状態になっている。
As shown in FIGS. 20 and 21, the
図16に示されているように、ボンディング装置80にはステージ21が設定されており、ステージ21は前記構成に係るワーク1を水平に保持するように構成されている。図19に示されているように、ステージ21の片脇にはXYテーブル22が設備されており、XYテーブル22はその上に搭載されたボンディングヘッド23をXY方向に移動させるように構成されている。ボンディングヘッド23には先端にボンディング工具25を取り付けられたボンディングアーム24の一端部が支持されており、ボンディングヘッド23はボンディングアーム24を操作することによりボンディング工具25を上下動させるように構成されている。ボンディングアーム24には位置検出センサ26が設備されており、位置検出センサ26は後記するメインコントローラに接続されている。XYテーブル22およびボンディングヘッド23には、これらの作動を制御するコントローラ(以下、作動コントローラという。)27が接続されており、作動コントローラ27には作動を指令するコントローラ(以下、メインコントローラという。)28が接続されている。メインコントローラ28にはディスプレー29が接続されている。
As shown in FIG. 16, a
XYテーブル22にはインナリード認識装置30を構成するための画像取り込み装置としての工業用テレビカメラ(以下、カメラという。)31がスタンド36によって設備されており、カメラ31はステージ21上のワーク1を撮映するようになっている。カメラ31にはインナリード認識用測定線を設定するインナリード認識用測定線設定部(以下、設定部という。)32が接続されており、設定部32には輝度測定部33が接続されている。輝度測定部33には加算輝度分布波形を形成する形成部34が接続され、形成部34にはインナリードの中心線を判定する判定部35が接続されている。判定部35はメインコントローラ28に接続されており、判定結果をメインコントローラ28に送信するようになっている。
The XY table 22 is provided with an industrial television camera (hereinafter referred to as a camera) 31 as an image capturing device for constituting the inner
図16に示されているように、ボンディング装置80はワーク1を搬送するためのローディングリール81およびアンローディングリール82を備えており、ワーク1はローディングリール81とアンローディングリール82との間に張られている。ローディングリール81の下側にはスペーサテープ巻取りリール83が支持されており、スペーサテープ巻取りリール83はローディングリール81がワーク1を繰り出した後のスペーサテープ84を巻き取るように構成されている。アンローディングリール82の下側にはスペーサテープ繰出しリール85が支持されており、スペーサテープ繰出しリール85はアンローディングリール82がワーク1を巻き取る際にスペーサテープ86を繰り出して行くように構成されている。
As shown in FIG. 16, the
図17および図18に示されているように、ボンディング装置80のステージ21が設定された場所には昇降駆動装置87によって昇降されるヒートブロック88が設備されており、ヒートブロック88の上面には窪み89がワーク1のチップ12を収容し得るように掘り下げられている。ヒートブロック88の上面における窪み89の外側部分によって下側押さえ90が形成されている。ヒートブロック88の真上には下側押さえ90と同形の長方形枠形状に形成された上側押さえ91が設備されており、上側押さえ91はロータリーアクチュエータ92によって上下方向に往復回動されるように支持されている。上側押さえ91は下側に回動してワーク1におけるチップ12の周囲を下側押さえ90に押さえ付けることにより、ワーク1をステージ21に固定するようになっている。
As shown in FIGS. 17 and 18, a heat block 88 that is moved up and down by a
ボンディング装置80におけるワーク1の両側(以下、前側および後側とする。)端部には、前後で一対のガイドレール93、93が左右方向に平行で水平にそれぞれ敷設されている。ワーク1はホール3A群が配列されたキャリア本体3の両端部を両ガイドレール93、93によって摺動自在に挟まれた状態で水平に案内されて、ローディングリール81側からアンローディングリール82の方向に送られるようになっている。
A pair of
両ガイドレール93、93のステージ21から右側に離れた位置には、前後で一対の送りローラ94、94がキャリア本体3の両端部下面に接する状態で回転自在に支持されており、両送りローラ94、94には送りモータ95に駆動されるベルト96が巻き掛けられている。両送りローラ94、94のキャリア本体3を挟んだ上側には前後で一対の押さえローラ97、97が、送りローラ94と協働してキャリア本体3を挟むように配設されており、両押さえローラ97、97は他端部をピン98によって上下方向に回動自在に支持されたアーム99の一端部に回転自在に支持されている。アーム99のピン98寄りの位置にはスプリング100がアーム99を下方に付勢するように係止されており、アーム99のスプリング100よりも押さえローラ97寄りの位置には電磁プランジャ101がアーム99を上下動させるように係合されている。
A pair of feed rollers 94, 94 are rotatably supported in a state where both
両ガイドレール93、93のステージ21から左側に離れた位置には、前後で一対のバックテンションローラ102、102がキャリア本体3の両端部下面に接する状態で回転自在に支持されており、両バックテンションローラ102、102にはバックテンションモータ103に駆動されるベルト104が巻き掛けられている。両バックテンションローラ102、102のキャリア本体3を挟んだ上側には前後で一対の押さえローラ105、105が、バックテンションローラ102と協働してキャリア本体3を挟むように配設されており、両押さえローラ105、105は他端部をピン106によって上下方向に回動自在に支持されたアーム107の一端部に回転自在に支持されている。アーム107のピン106寄りの位置にはスプリング108がアーム107を下方に付勢するように係止されており、アーム107のスプリング108よりも押さえローラ105寄りの位置には電磁プランジャ109がアーム107を上下動させるように係合されている。
A pair of
後側のガイドレール93のステージ21から右側に離れた位置にはホール覗き孔110が、キャリア本体3に開設されたホール3Aよりも大きい長方形の孔形状に開設されており、ホール覗き孔110の真上にはホール検出装置としてのホトセンサ111が、スタンド等で支持されて設備されている。ホトセンサ111はホール覗き孔110を通してホール3Aを検出するように構成されている。ホトセンサ111にはホール3Aの通過に基づいてワーク1の位置を制御するワーク位置コントローラ112が接続されており、このコントローラ112は送りモータ95やバックテンションモータ103、電磁プランジャ101および109を後述する通り制御するように構成されている。
A
以下、前記構成に係るボンディング装置によるボンディング方法を説明する。 Hereinafter, a bonding method using the bonding apparatus according to the above configuration will be described.
まず、ワークのステージへの供給および位置決め方法が説明される。この説明において、キャリア2における隣合うチップ12、12間の間隔(1ピッチ)pは、図23に示されているように、キャリア2のホール3Aの数で4個分に相当する寸法に設定されているものとする。
First, a method for supplying and positioning a workpiece on a stage will be described. In this description, the interval (one pitch) p between
図16に示されている状態において、送り側の電磁プランジャ101が予め設定されたシーケンスによって伸長作動されると、図17に示されているように、アーム99がスプリング100によって下方に回動されるため、押さえローラ97は送りローラ94との間でキャリア本体3をスプリング100の弾発力によって挟んだ状態になる。同時に、バックテンション側の電磁プランジャ109が短縮されると、アーム107がスプリング108の弾発力に抗して上方に回動されるため、押さえローラ105はバックテンションローラ102との間でのキャリア本体3の挟持状態を解除する。続いて、送りローラ94が送りモータ95によって予め設定されたシーケンスに基づいて回転されると、送りローラ94と押さえローラ97とによって挟まれたキャリア本体3はローディングリール81側からアンローディングリール82側への方向に送られる。
In the state shown in FIG. 16, when the
この送り作動によって、キャリア2が隣合うホール3A、3A間のピッチPで3ピッチ分だけ送られると、図23に示されているように、ホトセンサ111の位置は送り開始位置J1から第2位置J2に相対的に移動する。この際、送りローラ94および押さえローラ97とキャリア本体3との間の滑りがあるため、第2位置J2は不確定である。
When the
なお、キャリア2が送りモータ95によってホール3AのピッチPで2ピッチ(2×P)分だけ送られると、バックテンション側の電磁プランジャ109が予め設定されたシーケンスによって伸長作動される。バックテンション側の電磁プランジャ109が伸長すると、アーム107がスプリング108の弾発力によって下方に回動されるため、押さえローラ105はバックテンションローラ102との間でキャリア本体3をスプリング108の弾発力によって挟んだ状態になる。続いて、バックテンションローラ102がバックテンションモータ103によって回転されると、バックテンションローラ102と押さえローラ105とによって挟まれたキャリア本体3はローディングリール81側からアンローディングリール82側への方向に引っ張られる。これにより、キャリア2の弛みは除去された状態になる。
When the
次いで、送りモータ95はキャリア2をホール3Aのピッチで1ピッチ(1×P)分だけ送る作動を実行する。この送りに伴って、ホトセンサ111の位置は図23に示されているように、第3位置J3、第4位置J4および第5位置J5と相対的に移動することになる。但し、ホトセンサ111は第3位置J3を通過する際にホール3Aの上流側開口縁を検出すると、送りモータ95を停止させる。送りモータ95が停止すると、ホトセンサ111の位置は第3位置J3と第4位置J4との間の任意の位置すなわちホール3A内の中間位置で相対的に停止する。
Next, the feed motor 95 performs an operation of feeding the
次いで、送りモータ95はキャリア2をホール3Aの幅Wで1個(1×W)分だけ送る作動を実行する。この送りに伴って、ホトセンサ111の位置は第4位置J4を確実に超えることになる。但し、ホトセンサ111は第4位置J4を通過する際にホール3Aの下流側開口縁を検出すると、送りモータ95を停止させる。これにより、ホトセンサ111は第4位置J4で相対的に停止する。
Next, the feed motor 95 performs an operation of feeding the
次いで、送りモータ95はキャリア2をステージ21の中心とチップ12の中心とが合う位置に来るように予め設定された補正値Kだけ送って停止する。この送りおよび停止作動によって、ホトセンサ111は第5位置J5に相対的に停止する。この第5位置J5は隣合うホール3A、3A間において補正値Kによって規定される常に一定した位置になるため、ワーク1はステージ21に対して常に一定の関係位置に供給されて停止された状態になる。
Next, the feed motor 95 feeds and stops the
以上説明した通り、ホトセンサ111によってキャリア2のホール3Aの下流側開口縁を検出してそこから所定の補正値Kだけキャリア2を送るように構成することにより、チップ12の大きさやインナリード7およびアウタリード8の長さが変更された場合や、ホール3A間のピッチやホール3Aの大きさが変更された場合等であっても、ピッチの大きさやピッチ数および補正値Kに関する数値を適宜に入力する簡単な作業によって多種多様の変更に迅速に対応することができるため、機種の変更等の混流生産に対処することができ、他面、ボンディング装置の汎用性を高めることができる。
As described above, the
以上のようにしてワーク1がステージ21に対して予め設定された一定の位置に供給されて停止されると、昇降駆動装置87によってヒートブロック88が上昇されるとともに、ロータリーアクチュエータ92によって上側押さえ91が下降される。上側押さえ91の下降により、ワーク1はヒートブロック88の下側押さえ90に押さえ付けられるため、ワーク1はステージ21に対して位置決めされた状態になる。また、ワーク1のチップ12の下面はヒートブロック88の窪み89の底面に当接した状態になるため、チップ12はヒートブロック88によって加熱される状態になる。
As described above, when the
ワークがステージに対して位置決めされると、ワークにおけるインナリードと電極パッドとの位置関係が、次に説明される方法によって測定されて適宜に補正される。 When the workpiece is positioned with respect to the stage, the positional relationship between the inner lead and the electrode pad in the workpiece is measured by a method described below and corrected as appropriate.
前述した通り、ワーク1はステージ21に対して予め設定された位置関係に常に停止されるため、例えば、図24に示されているように、カメラ31の中心とワーク1の中心とを略合致させることができる。図24において、カメラ31の中心をワーク1の座標の原点Oと仮定すると、左側の特徴リード9Aの座標位置はワーク1の設計データから求めることができる。
As described above, since the
そこで、図24(b)に示されているように、左側の特徴リード9Aの座標位置にカメラ31の切り出しウインドが設定される。ここで、実際のワーク1においては、キャリア本体3やホール3A等が設計値どおりに形成されているとは限らないので、例えば、図24(b)に示されているように、実際の特徴リード9Aと、設計上の特徴リード9A’との間には誤差(ΔXa、ΔYa)が発生している。この誤差(ΔXa、ΔYa)は次のアルゴリズムによって求められる。
Therefore, as shown in FIG. 24B, the cutout window of the
まず、カメラ31によって撮映された実際の特徴リード9Aが画像認識され、この認識により原点Oに対するその中心座標(Xa、Ya)が求められる。この中心座標(Xa、Ya)と、設計上の特徴リード9Aの原点Oに対する中心座標(Xa’、Ya’)との差が求められる。この差の値が誤差の値(ΔXa、ΔYa)になる。
First, an
次に、図24(c)に示されているように、左側の特徴パッド14Aの座標位置にカメラ31の切り出しウインドが設定される。ここで、実際のワーク1においては、キャリア本体3にチップ12が設計どおりに固着されているとは限らないので、例えば、図24(c)に示されているように、実際の特徴パッド14Aと、設計上の特徴リード14A’との間には誤差(ΔXb、ΔYb)が発生している。この誤差の値(ΔXb、ΔYb)は特徴リード9Aの場合と同じアルゴリズムによって求められる。
Next, as shown in FIG. 24C, the cutout window of the
以降、右側の特徴リード9Aおよび特徴パッド14Aについて誤差の値が同様の方法によってそれぞれ求められる。これらの誤差の値に対しての統計処理によって、設計上の各インナリード7の座標位置および各電極パッド14の座標位置に関する誤差の値がそれぞれ求められる。そして、これらの誤差の値のそれぞれと予め設定された許容値とが比較される。範囲外である場合には補正が不能である旨が警報される。範囲内である場合には、互いに対向するインナリード7と電極パッド14との間の各補正値がそれぞれ求められる。
Thereafter, error values are obtained for the
以上説明した通り、特徴リード9Aおよび特徴パッド14Aを使用して各インナリード7と各電極パッド14との位置関係をそれぞれ求めることにより、補正不能の誤差に対するボンディング作業を省略することができ、また、補正可能なものについては補正によってボンディングの精度を向上させることができる。さらに、次のインナリード認識方法において、カメラ31の切り出しウインドを各インナリード7と各電極パッド14との関係位置に精密に設定させることができる。
As described above, by determining the positional relationship between each
以上のようにしてワークにおけるインナリードと電極パッドとの位置関係が求められると、図25に示されているインナリード認識方法が実行される。 When the positional relationship between the inner lead and the electrode pad in the work is obtained as described above, the inner lead recognition method shown in FIG. 25 is executed.
図19において、メインコントローラ28はXYテーブル22を駆動して、ステージ21の上に載置されたワーク1におけるこれからボンディングしようとするインナリード7の撮映位置にカメラ31を移動させる。この際、前述のようにして求められたインナリード7の位置座標が使用される。カメラ31は画像取込み工程41(図1参照。以下、同じ。)を実行して、これからボンディングしようとするインナリード7を撮映する。カメラ31によって撮映された図25(a)に示されている画像51は、ディスプレイ29に映し出されるとともに、設定部32に入力される。
In FIG. 19, the
設定部32はインナリード認識用測定線設定工程42を実行して、図25(a)に示されているように、画像51におけるインナリード7にそれぞれ直交する画像走査線のうち、電極パッド14を含む画像走査線の1本によって電極パッド対応インナリード認識用測定線(以下、中央測定線という。)52を設定し、電極パッド14の両脇の画像走査線の1本ずつによって各電極パッド外側インナリード認識用測定線(以下、それぞれ内側端部測定線および外側端部測定線という。)53および54を設定する。
The setting
輝度測定部33は輝度測定工程43を実行して、中央測定線52、内側端部測定線53および外側端部測定線54毎に各走査線上の各点における輝度をそれぞれ測定し、図25(b)、(c)および(d)に示されているように、中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aをそれぞれ形成する。これら中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aは形成部34に入力される。
The
形成部34は形成工程44を実行して、図25(b)、(c)および(d)に示された中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aを走査線上の各点を一致させて、すなわち、時系列を一致させて重ね合わせることにより、図25(e)に示されている加算輝度分布波形55を形成する。つまり、中央測定線輝度波形52a、内側端部測定線輝度波形53aおよび外側端部測定線輝度波形54aの輝度が各点毎に加算されて、加算輝度分布波形55が形成される。この加算輝度分布波形55は判定部35に入力される。
The forming
判定部35は判定工程45を実行して、図25(f)に示されているように、まず、加算輝度分布波形55に閾値56を設定する。続いて、加算輝度分布波形55における閾値56以上の領域57における重心58が算出され、この重心58に対向する位置がこれからボンディングしようとするインナリード7の中心線の位置59として判定される。つまり、これからボンディングしようとしているインナリード7の位置が正確に認識されたことになる。
The
以上のようにして求められたインナリード7の中心線の位置59にボンディング装置20のボンディング工具25の中心線が、メインコントローラ28の指令に基づいて作動コントローラ27の制御によるXYテーブル22の作動によって一致されることにより、図26に示されているように、インナリード7は電極パッド14にボンディング工具25によって正確にボンディングされる。
The center line of the
図26(a)に示されているように、ボンディング工具25がインナリード7の電極パッド14の真上の部分を、ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地しない程度の高さまで押し下げる。ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したか否かは、ボンディングアーム24に設備された位置検出センサ26からの位置データを分析することによってメインコントローラ28において判定される。
As shown in FIG. 26A, the
インナリード7の先端部を所定の高さまで押し下げると、図26(b)に示されているように、ボンディング工具25がインナリード7の絶縁膜10に支持された基端部の方向に平行移動される。この平行移動に伴って、インナリード7は全体的にS字形状に弯曲される。すなわち、インナリード7の基端部には歪が発生しないループ形状に曲げ癖が付けられ、その先端部下面は電極パッド14の上面に当接された状態になる。
When the tip of the
なお、この際、ボンディング工具25は垂直に下降した後に水平移動させるに限らず、図26(b)に想像線の軌跡で示したように、ボンディング工具25は斜め下方に移動させてもよい。
At this time, the
次いで、図26(c)に示されているように、ボンディング工具25は電極パッド14の中心の真上に戻され、続いて、ボンディング工具25は垂直に下降される。この下降により、ボンディング工具25はインナリード7の先端部を電極パッド14に押し付ける。ボンディング工具25はインナリード7の先端部を電極パッド14に押し付けるとともに、熱および超音波エネルギを作用させることにより熱圧着させる。すなわち、インナリード7は電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされた状態になる。
Next, as shown in FIG. 26 (c), the
その後、前記したインナリード認識方法およびボンディング方法が各インナリード7毎に繰り返されることにより、チップ12がテープキャリア2に電気的に接続される。各インナリード7毎のボンディングに際して、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、インナリード7の中心線の位置59が認識され、この認識された中心線の位置59に対応した最適条件でボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行される。
Thereafter, the inner lead recognition method and the bonding method described above are repeated for each
全てのインナリード7について前記したボンディング作業が終了すると、前述した作動によってテープキャリア2が前述したワークのステージへの供給および位置決め方法によって1ピッチp分だけ送られる。以降、前述した工程が繰り返し実行されることにより、ローディングリール81から繰り出されるワーク1についてボンディング方法が順次実行されて行く。
When the above-described bonding operation is completed for all the
その後、図15に示されているように、μBGA・ICの製造方法における樹脂封止体成形工程において、テープキャリア2の各窓孔6の内部にエラストマやシリコンゴム等の絶縁性材料が図27に示されているようにポッティングされることによって、インナリード7群および電極パッド14群が樹脂封止部15によって樹脂封止される。
Thereafter, as shown in FIG. 15, in the resin sealing body forming step in the μBGA · IC manufacturing method, an insulating material such as elastomer or silicon rubber is placed inside each
また、μBGA・ICの製造方法におけるバンプ形成工程において、テープキャリア2の各アウタリード8における各バンプホール5の底で露出した部位に半田ボールが半田付けされることにより、バンプ形成部4の上面から突出したバンプ16がテープキャリア2に図27に示されているように形成される。
Further, in the bump forming step in the μBGA · IC manufacturing method, the solder balls are soldered to the portions exposed at the bottoms of the
以上、説明した製造方法により、図28に示されているμBGA・IC17が製造されたことになる。
The
次に、チップの高さを測定してからボンディング工具によるボンディングが実施される図29〜図33に示されているボンディング方法を説明する。 Next, the bonding method shown in FIGS. 29 to 33 in which bonding with a bonding tool is performed after measuring the height of the chip will be described.
図29に示されているように、ボンディング工具25がインナリード7の先端部を押し下げると、インナリード7は絶縁膜10の窓孔11の上側縁を起点として下方に弯曲される。
As shown in FIG. 29, when the
図30に示されているように、ボンディング工具25がさらに下降されることにより、インナリード7の先端部が押し下げられてチップ12の上面に着地される。
As shown in FIG. 30, when the
ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したか否かは、位置検出センサ26からの位置データを分析することによってメインコントローラ28において判定される。ボンディング工具25がチップ12の上面に着地していないと判定した場合には、メインコントローラ28はボンディング工具25を徐々に下降させてチップ12の上面にインナリード7を介して着地させる。
Whether or not the
そして、ボンディング工具25がチップ12の上面にインナリード7を介して着地したと判定すると、メインコントローラ28は着地時の位置検出センサ26からの位置データを読み込んで、チップ12の上面における着地点の高さを測定する。
If it is determined that the
ボンディング工具25の高さを測定したメインコントローラ28は、図31に示されているように、ボンディング工具25を予め設定された所定の高さHだけ上昇させる。所定の高さHは実験やコンピュータによるシュミレーションおよび過去の実績データ等の経験的手法によって、異なるボンディング条件毎に対応した最適値が求められ、メインコントローラ28に予め記憶されている。メインコントローラ28は所定の高さHを作動コントローラ27に指令する。作動コントローラ27はボンディングヘッド23を制御してボンディングアーム24を揺動させることにより、ボンディング工具25を所定高さHだけ上昇させる。
The
ボンディング工具25が所定の高さHだけ上昇すると、図31に示されているように、インナリード7の先端部はインナリード7のスプリングバックによってチップ12の上面から離れるように若干上昇する。インナリード7の先端部がチップ12から上昇した状態において、所定の高さHだけ上昇したボンディング工具25は、インナリード7の先端部上面から離れた状態になっている。
When the
続いて、図32に示されているように、ボンディング工具25はそのままの高さを維持した状態で、バンプ形成部4の方向に電極パッド14の中心の真上を通り過ぎた所定の位置まで平行移動される。この平行移動に伴って、インナリード7はボンディング工具25によってバンプ形成部4の方向へずらされるとともに、斜め下方に押し下げられるため、その中間部は所定のループ形状を形成された状態になるとともに、その先端部下面は電極パッド14の上面に当接された状態になる。
Subsequently, as shown in FIG. 32, the
次いで、図33に示されているように、ボンディング工具25は電極パッド14の真上位置に移動された後に垂直に下降される。この下降により、インナリード7の先端部は所定のループ形状を形成したままの状態で、ボンディング工具25によって電極パッド14に所定の力で押し付けられる。ボンディング工具25はインナリード7の先端部を電極パッド14に押し付けるとともに、熱および超音波エネルギを作用させることにより熱圧着させる。すなわち、インナリード7は電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされたことになる。
Next, as shown in FIG. 33, the
以上説明した通り、インナリード7を電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングするに際し、インナリード7がチップ12の電極パッド14にボンディング工具25によってボンディングされる以前に、チップ12の電極パッド14のボンディング工具25に対する高さを逐次測定し、測定した各高さにそれぞれ対応した最適条件によってボンディング工具25によるボンディングを実行することにより、各インナリード7を各電極パッド14にいずれも適正なループ形状をもってボンディングすることができるため、μBGA・IC17の品質および信頼性並びに製造歩留りを高めることができる。
As described above, when the
例えば、バンプ形成部4の下に絶縁膜10を介して機械的に接続されたチップ12が傾くことにより、ボンディング工具25によって次々にボンディングされて行くインナリード7と電極パッド14との間隔の相互間に誤差がそれぞれ発生していたとしても、各インナリード7毎に相互間の誤差に対応した最適条件下によってボンディング工具25によるボンディングがそれぞれ実行されるため、ボンディング後の各インナリード7のループ形状をいずれも適正に形成することができる。
For example, when the
ちなみに、インナリード7と電極パッド14との間隔の誤差が小さい場合には、ボンディング工具25によってインナリード7をチップ12に着地させない方が作業時間を短縮されるので、有利である。
Incidentally, when the error in the distance between the
高さの測定と測定後のボンディングとを同一のボンディング工具25の一連の作動によって連続して実行することにより、ボンディング作業を同一ステージにおいて完了させることができるため、ボンディングの作業時間を短縮することができるとともに、ボンディング装置の構造を簡単化することができる。
Since the height measurement and the bonding after the measurement are continuously executed by a series of operations of the
なお、ボンディング工具25は前記実施形態の軌跡に制御するに限らず、例えば、図34に示されている軌跡のように制御してもよい。
Note that the
図34において、Sは移動開始点を示しており、Eは移動終了点を示している。移動開始点Sはインナリードの先端部またはノッチの部分に設定され、移動終了点Eは電極パッドに設定される。 In FIG. 34, S indicates a movement start point, and E indicates a movement end point. The movement start point S is set at the tip or notch portion of the inner lead, and the movement end point E is set at the electrode pad.
図34(a)の軌跡は、インデックスを最も早く設定することができる。 The index shown in FIG. 34A can set the index earliest.
図34(b)の軌跡は、インナリードをS字形状に成形することができる。 The locus shown in FIG. 34B can form the inner lead into an S shape.
図34(c)の軌跡は、チップ面を検出することができ、チップが傾いた場合にステージとチップとの間にゴミ等が入り高さが変化した時に有効である。 The trajectory in FIG. 34C is effective when the chip surface can be detected and dust or the like enters between the stage and the chip when the chip is tilted and the height changes.
図34(d)の軌跡は、窓孔間に架橋されたインナリードの切断に有効であるとともに、インナリードの成形に有効である。 The trajectory in FIG. 34 (d) is effective for cutting the inner leads bridged between the window holes and is effective for forming the inner leads.
図34(e)の軌跡は、インナリードをS字形状に成形することができるとともに、チップ面を検出することができる。 The trajectory in FIG. 34 (e) can form the inner lead into an S-shape and detect the chip surface.
図34(f)の軌跡も、インナリードをS字形状に成形することができるとともに、窓孔に架橋されたインナリードの切断に有効である。 The trajectory in FIG. 34 (f) is also effective for cutting the inner lead that is bridged in the window hole while the inner lead can be formed into an S-shape.
図34(g)の軌跡は、チップ面を検出することができ、窓孔間に架橋されたインナリードの切断に有効であり、インナリードの成形に有効である。 The locus in FIG. 34 (g) can detect the chip surface, and is effective for cutting the inner leads bridged between the window holes, and is effective for forming the inner leads.
図34(h)の軌跡は、インナリードをS字形状に成形することができるとともに、チップ面を検出することができ、また、窓孔間に架橋されたインナリードの切断に有効であり、インナリードの成形に有効である。 The trajectory of FIG. 34 (h) is effective for cutting the inner lead that can form the inner lead into an S-shape, detect the chip surface, and is bridged between the window holes, Effective for inner lead molding.
なお、図34の各図において、垂直および水平移動は斜め移動に設定してもよい。 In each drawing of FIG. 34, the vertical and horizontal movements may be set to oblique movements.
1…ワーク、2…テープキャリア(キャリア)、3…キャリア本体、4…バンプ形成部、5…バンプホール、6…窓孔、7…インナリード、7a…短い部分、7b…長い部分(切断部片)、8…アウタリード、9…ノッチ、10…絶縁膜、11…窓孔、12…チップ、13…パッシベーション膜、14…電極パッド、15…樹脂封止部、16…バンプ、17…μBGA・IC(半導体装置)、20…ボンディング装置、21…ステージ、22…XYテーブル、23…ボンディングヘッド、24…ボンディングアーム、25…ボンディング工具、26…位置検出センサ、27…作動コントローラ、28…メインコントローラ、29…ディスプレー、29A…キーボード、29B…ブザー(警報機)、30…インナリード認識装置、31…工業用テレビカメラ(画像取り込み装置)、32…インナリード認識用測定線設定部(設定部)、33…輝度測定部、34…形成部、35…判定部、36…スタンド、41…画像取り込み工程、42…インナリード認識用測定線設定工程、43…輝度測定工程、44…形成工程、45…判定工程、51…画像、52…中央測定線、53…内側端部測定線、54…外側端部測定線、52a…中央測定線輝度波形、53a…内側端部測定線輝度波形、54a…外側端部測定線輝度波形、55…加算輝度分布波形、55A…加算閾値以上輝度分布波形、56、56A…閾値、57、57A…領域、58…重心、59…中心線の位置、61…画像取り込み工程、62…インナリード認識用測定線設定工程、63…輝度測定工程、64…形成工程、65…判定工程、71…画像、72…中央測定線、72a…中央測定線輝度波形、73…内側端部測定線、73a…内側端部測定線輝度波形、74…外側端部測定線、74a…外側端部測定線輝度波形、75…加算輝度分布波形、76…閾値、77…領域、78…重心、79…厚さ方向の中心線の位置(高さ方向の位置)、80…ボンディング装置、81…ローディングリール、82…アンローディングリール、83…スペーサテープ巻取りリール、84…スペーサテープ、85…スペーサテープ繰出しリール、86…スペーサテープ、87…昇降駆動装置、88…ヒートブロック、89…窪み、90…下側押さえ、91…上側押さえ、92…ロータリーアクチュエータ、93…ガイドレール、94…送りローラ、95…送りモータ、96…ベルト、97…押さえローラ、98…ピン、99…アーム、100…スプリング、101…電磁プランジャ、102…バックテンションローラ、103…バックテンションモータ、104…ベルト、105…押さえローラ、106…ピン、107…アーム、108…スプリング、109…電磁プランジャ、110…ホール覗き孔、111…ホトセンサ、112…ワーク位置コントローラ、3A…スプロケット・ホール(ホール)、3B…特徴リード表示孔(表示孔)、6A…長孔、9A…特徴リード、14A…特徴パッド。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記リードボンディング装置内において、供給された前記チップリード複合体テープ上の複数の前記半導体集積回路チップのうち、一つの前記半導体集積回路チップを含む一つの単位領域を光学的に観測することにより、前記リードボンディング装置と電極パッドおよび前記インナリードとの相対位置関係を画像データに基づいて前記電極パッドの上に位置する前記インナリードの中心位置を検出する工程と、
前記リードボンディング装置内において、前記検出の結果に基づいて、前記一つの半導体集積回路チップの一主面上の前記電極パッドに接続されるべき前記インナリードにボンディング工具の中心を合わせるように相対位置関係を修正する工程と、
前記リードボンディング装置内において、前記ボンディング工具の中心の位置を合わせた後、前記インナリードと前記電極パッドとを前記ボンディング工具により接続する工程と、を備えている半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記インナリードのボンディングは、前記インナリードの中心位置の検出を前記電極パッドを背景とした前記インナリードの画像データを取り込んで、画像データの重心位置を求めることにより実行し、
前記インナリードの中心位置の認識は、前記電極パッドおよび前記インナリードの画像の輝度情報を前記電極パッドを含む少なくとも3箇所にて取り込み、前記輝度情報に基づいて前記インナリードの重心位置を求めることにより実行され、
前記インナリードの重心位置を求めることは、前記少なくとも3箇所の前記輝度情報に基づいて、前記3箇所の輝度情報の所定の閾値以上の輝度情報を求めてから3箇所の輝度情報を重畳させて前記インナリードの重心位置を求めることにより実行されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 Supplying a chip lead composite tape in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips are fixed to a carrier tape having a wiring pattern including a plurality of inner leads to a lead bonding apparatus;
In the lead bonding apparatus, by optically observing one unit region including one semiconductor integrated circuit chip among the plurality of semiconductor integrated circuit chips on the supplied chip lead composite tape , Detecting the center position of the inner lead located on the electrode pad based on image data based on the relative positional relationship between the lead bonding apparatus and the electrode pad and the inner lead;
In the lead bonding apparatus, based on the detection result, a relative position is set so that the center of the bonding tool is aligned with the inner lead to be connected to the electrode pad on one main surface of the one semiconductor integrated circuit chip. Modifying the relationship;
In the lead bonding apparatus, after aligning the center position of the bonding tool, the step of connecting the inner lead and the electrode pad with the bonding tool is provided. And
The inner lead bonding is performed by obtaining the inner lead image data with the electrode pad in the background, and detecting the center position of the inner lead by obtaining the center position of the image data.
The center position of the inner lead is recognized by acquiring luminance information of the image of the electrode pad and the inner lead at at least three locations including the electrode pad, and obtaining the position of the center of gravity of the inner lead based on the luminance information. Executed by
The determination of the center of gravity of the inner lead is performed by superimposing the luminance information of the three locations after obtaining the luminance information equal to or greater than a predetermined threshold of the luminance information of the three locations based on the luminance information of the at least three locations. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is performed by obtaining a position of the center of gravity of the inner lead .
前記リードボンディング装置内において、供給された前記チップリード複合体テープ上の複数の前記半導体集積回路チップのうち、一つの前記半導体集積回路チップを含む一つの単位領域を光学的に観測することにより、前記リードボンディング装置と電極パッドおよび前記インナリードとの相対位置関係を画像データに基づいて前記電極パッドの上に位置する前記インナリードの中心位置を検出する工程と、 In the lead bonding apparatus, by optically observing one unit region including one semiconductor integrated circuit chip among the plurality of semiconductor integrated circuit chips on the supplied chip lead composite tape, Detecting the center position of the inner lead located on the electrode pad based on image data based on the relative positional relationship between the lead bonding apparatus and the electrode pad and the inner lead;
前記リードボンディング装置内において、前記検出の結果に基づいて、前記一つの半導体集積回路チップの一主面上の前記電極パッドに接続されるべき前記インナリードにボンディング工具の中心を合わせるように相対位置関係を修正する工程と、 In the lead bonding apparatus, based on the detection result, a relative position is set so that the center of the bonding tool is aligned with the inner lead to be connected to the electrode pad on one main surface of the one semiconductor integrated circuit chip. Modifying the relationship;
前記リードボンディング装置内において、前記ボンディング工具の中心の位置を合わせた後、前記インナリードと前記電極パッドとを前記ボンディング工具により接続する工程と、を備えている半導体集積回路装置の製造方法であって、 In the lead bonding apparatus, after aligning the center position of the bonding tool, the step of connecting the inner lead and the electrode pad with the bonding tool is provided. And
前記インナリードのボンディングは、前記インナリードの中心位置の検出を前記電極パッドを背景とした前記インナリードの画像データを取り込んで、画像データの重心位置を求めることにより実行し、 The inner lead bonding is performed by detecting the center position of the inner lead by taking in the image data of the inner lead with the electrode pad in the background and obtaining the position of the center of gravity of the image data.
前記インナリードの中心位置の認識は、前記電極パッドおよび前記インナリードの画像の輝度情報を前記電極パッドを含む少なくとも3箇所にて取り込み、前記輝度情報に基づいて前記インナリードの重心位置を求めることにより実行され、 The center position of the inner lead is recognized by acquiring luminance information of the image of the electrode pad and the inner lead at at least three locations including the electrode pad, and obtaining the position of the center of gravity of the inner lead based on the luminance information. Executed by
前記インナリードの重心位置を求めることは、前記少なくとも3箇所の前記輝度情報に基づいて、前記3箇所の輝度情報を予め重畳した輝度情報に対して所定の閾値以上の輝度情報を求めて、前記インナリードの重心位置を求めることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 Obtaining the center-of-gravity position of the inner lead is based on the luminance information of the at least three locations, obtaining luminance information equal to or higher than a predetermined threshold with respect to the luminance information obtained by superimposing the luminance information of the three locations in advance, A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the center of gravity of an inner lead is obtained.
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