[go: up one dir, main page]

JP2008227017A - Electronic component mounting apparatus and mounting method - Google Patents

Electronic component mounting apparatus and mounting method Download PDF

Info

Publication number
JP2008227017A
JP2008227017A JP2007060922A JP2007060922A JP2008227017A JP 2008227017 A JP2008227017 A JP 2008227017A JP 2007060922 A JP2007060922 A JP 2007060922A JP 2007060922 A JP2007060922 A JP 2007060922A JP 2008227017 A JP2008227017 A JP 2008227017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mounting
electronic component
bump
substrate
semiconductor chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007060922A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Kusube
善弘 楠部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Mechatronics Corp filed Critical Shibaura Mechatronics Corp
Priority to JP2007060922A priority Critical patent/JP2008227017A/en
Publication of JP2008227017A publication Critical patent/JP2008227017A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H10W72/0711
    • H10W72/07183

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】基板に実装された半導体チップの実装状態の良否を確実に判定することができるようにした実装装置を提供することにある。
【解決手段】半導体チップ4のバンプ4aを基板1に押圧しながら超音波振動を付与してバンプを基板に接合させて半導体チップを実装する実装ツール7と、基板に実装された半導体チップのバンプを半導体チップを介して撮像する赤外線カメラ33と、赤外線カメラの撮像信号を画像処理する画像処理部34と、画像処理部で処理された撮像信号からバンプのつぶれ度合を求めてバンプによる半導体チップの実装状態を判定する比較部37を具備する。
【選択図】図2
An object of the present invention is to provide a mounting apparatus capable of reliably determining whether or not a semiconductor chip mounted on a substrate is mounted.
A mounting tool for mounting a semiconductor chip by applying ultrasonic vibration while pressing a bump 4a of a semiconductor chip 4 against the substrate 1 to bond the bump to the substrate, and a bump of the semiconductor chip mounted on the substrate An infrared camera 33 for picking up an image of the semiconductor chip through the semiconductor chip, an image processing unit 34 for image processing of the image pickup signal of the infrared camera, and determining the degree of bump collapse from the image pickup signal processed by the image processing unit. A comparison unit 37 for determining the mounting state is provided.
[Selection] Figure 2

Description

この発明は超音波振動を利用して電子部品を基板に実装する実装装置及び実装方法に関する。   The present invention relates to a mounting apparatus and a mounting method for mounting an electronic component on a substrate using ultrasonic vibration.

たとえば、電子部品であるバンプ付きの半導体チップをポリイミド製のテープ状部材などの基板のパッドに実装する場合、上記半導体チップに押圧荷重と超音波振動を与えながら上記基板に実装する方法が知られている。つまり、半導体チップを基板に設けられたパッドに所定の圧力で加圧するとともに加熱し、さらにその半導体チップに超音波振動を付与することで、上記基板のパッドに半導体チップのバンプを固相拡散によって接合させるというものである。   For example, when mounting a semiconductor chip with bumps, which is an electronic component, on a pad of a substrate such as a tape member made of polyimide, a method of mounting the semiconductor chip on the substrate while applying a pressing load and ultrasonic vibration is known. ing. That is, the semiconductor chip is pressurized and heated to a pad provided on the substrate with a predetermined pressure, and further, ultrasonic vibration is applied to the semiconductor chip, so that the bump of the semiconductor chip is applied to the pad of the substrate by solid phase diffusion. It is to join.

このような半導体チップの実装は実装ツールを用いて行われる。実装ツールはヒータが内蔵された超音波ヘッドを有する。この超音波ヘッドには上記半導体チップを吸着保持する吸着部が一体的に設けられている。そして、上記吸着部に半導体チップが受け渡されると、上記実装ツールは上記基板の実装位置の上方に位置決めされてから、下降方向に駆動される。それによって、上記吸着部に保持された上記半導体チップが加圧力、熱及び超音波振動によって基板に実装されるというものである。   Such a semiconductor chip is mounted using a mounting tool. The mounting tool has an ultrasonic head with a built-in heater. The ultrasonic head is integrally provided with a suction portion for sucking and holding the semiconductor chip. When the semiconductor chip is delivered to the suction portion, the mounting tool is positioned above the mounting position of the substrate and then driven in the downward direction. As a result, the semiconductor chip held on the suction portion is mounted on the substrate by pressure, heat, and ultrasonic vibration.

超音波振動を利用して半導体チップを基板に確実に実装する場合、接合に大きく寄与する超音波振動を実装ツールの超音波ヘッドから半導体チップへ効率よく伝達することが要求される。   When a semiconductor chip is reliably mounted on a substrate using ultrasonic vibration, it is required to efficiently transmit ultrasonic vibration that greatly contributes to bonding from the ultrasonic head of the mounting tool to the semiconductor chip.

しかしながら、実際には実装ツールの吸着部と、この吸着部に吸着保持される半導体チップの間に異物が混入したり、上記吸着部の磨耗によって半導体チップとの間に滑りが生じたり、実装ツールに加えられる加圧力にばらつきが生じることで、超音波振動が実装ツールから半導体チップに効率よく確実に伝達されないということがある。そのような場合、半導体チップに設けられたバンプが確実に押しつぶされないため、バンプが基板のパッドに所定の強度で接合されないという、接合不良を招くことになる。   However, in actuality, foreign matter may be mixed between the suction part of the mounting tool and the semiconductor chip sucked and held by the suction part, or slipping may occur between the mounting tool and the semiconductor chip due to wear of the suction part. Due to variations in the pressure applied to the semiconductor device, ultrasonic vibration may not be transmitted efficiently and reliably from the mounting tool to the semiconductor chip. In such a case, since the bumps provided on the semiconductor chip are not crushed reliably, the bumps are not bonded to the pads of the substrate with a predetermined strength, resulting in a bonding failure.

そこで、半導体チップを基板に実装したならば、バンプが確実に押しつぶされているか否かを検査し、その検査に基づいて半導体チップの接合状態を判定するということが行われている。   Therefore, when a semiconductor chip is mounted on a substrate, it is inspected whether or not the bump is reliably crushed, and the bonding state of the semiconductor chip is determined based on the inspection.

バンプが確実に押しつぶされているか否かを検査する場合、半導体チップを基板に実装したならば、その半導体チップの上面の高さを検出し、その高さによってバンプが確実に押しつぶされているか否かを判定するようにしている。   When inspecting whether the bump is reliably crushed, if the semiconductor chip is mounted on the substrate, the height of the upper surface of the semiconductor chip is detected, and whether the bump is reliably crushed by that height Judgment is made.

特許文献1には、基材(基板)に被接合物(半導体チップ)を超音波振動を利用して実装した後、ホーンの先端に設けられたチップ(実装ツール)の位置(高さ)を位置変位センサによって予め規定された位置にあるか否かを判別して接合状態の良否を判定することが示されている。
特開2001−105159号公報
In Patent Document 1, the position (height) of a chip (mounting tool) provided at the tip of a horn is mounted after mounting an object (semiconductor chip) on a base material (substrate) using ultrasonic vibration. It is shown that whether or not the joining state is good is determined by determining whether or not the position is in a predetermined position by the position displacement sensor.
JP 2001-105159 A

特許文献1に示されるように、半導体チップを接合した後の実装ツールの位置を判別する方法によると、半導体チップの実装を繰り返して行うことで、実装ツールの半導体チップを吸着保持する吸着部が磨耗してくるため、半導体チップの接合状態の良否に係らず、実装後に位置変位センサによって検出される実装ツールの位置が変化してくる。   As shown in Patent Document 1, according to the method of determining the position of the mounting tool after joining the semiconductor chips, the suction part for sucking and holding the semiconductor chip of the mounting tool is obtained by repeatedly mounting the semiconductor chip. Because of wear, the position of the mounting tool detected by the position displacement sensor changes after mounting regardless of whether the semiconductor chip is bonded or not.

そのため、実装後における実装ツールの位置から半導体チップの接合状態の良否を判定するようにすると、実装ツールの使用に伴う磨耗に対して対応できないため、半導体チップが確実に接合されているか否かの判定が確実に行えなくなるということがある。   Therefore, if it is determined whether or not the bonding state of the semiconductor chip is good from the position of the mounting tool after mounting, it is not possible to cope with the wear caused by the use of the mounting tool, so whether or not the semiconductor chip is securely bonded. In some cases, the determination cannot be performed reliably.

しかも、実装後における実装ツールの高さは、接合状態の良否に係らず、実装前におけるバンプの高さや基板の厚さなどのばらつきによっても変化するから、実装後に実装ツールの高さを検出する方法では実際の接合状態を正確に判定することができないということもある。   In addition, the height of the mounting tool after mounting changes depending on variations in bump height, board thickness, etc. before mounting regardless of whether the bonding state is good or not, so the height of the mounting tool is detected after mounting. The method may not be able to accurately determine the actual bonding state.

この発明は、実装ツールの高さによらず、基板と電子部品の接合状態を正確に判定できるようにすることで、実装ツールの磨耗、バンプの高さや基板の厚さのばらつきなどに対応することができるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。   The present invention can accurately determine the bonding state between the substrate and the electronic component regardless of the height of the mounting tool, thereby addressing the wear of the mounting tool, variations in the height of the bump, the thickness of the substrate, and the like. It is an object of the present invention to provide an electronic component mounting apparatus and mounting method that can be used.

この発明は、基板に電子部品を、この電子部品に設けられたバンプを介して実装する実装装置であって、
上記電子部品のバンプを上記基板に押圧しながら超音波振動を付与して上記バンプを上記基板に接合させて上記電子部品を実装する実装ツールと、
上記基板に実装された上記電子部品のバンプをこの電子部品を介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の撮像信号を画像処理する画像処理部と、
この画像処理部で処理された撮像信号から上記バンプのつぶれ度合を求めて上記バンプによる上記電子部品の実装状態を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
The present invention is a mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate via bumps provided on the electronic component,
A mounting tool for mounting the electronic component by applying ultrasonic vibration while pressing the bump of the electronic component against the substrate and bonding the bump to the substrate;
Imaging means for imaging the bumps of the electronic component mounted on the substrate through the electronic component;
An image processing unit that performs image processing on an imaging signal of the imaging unit;
An electronic component mounting apparatus comprising: determination means for determining a degree of collapse of the bump from the imaging signal processed by the image processing unit and determining a mounting state of the electronic component by the bump.

上記撮像手段は、
上記電子部品を透過する波長領域の照射光を出射する光源と、上記電子部品を透過して反射した上記照射光を撮像する撮像カメラとによって構成されていることが好ましい。
The imaging means is
It is preferable that the light source is configured to include a light source that emits irradiation light in a wavelength region that passes through the electronic component, and an imaging camera that captures the irradiation light that is transmitted through and reflected by the electronic component.

この発明は、基板に電子部品を、この電子部品に設けられたバンプを介して実装する実装方法であって、
上記電子部品のバンプを上記基板に押圧しながら超音波振動を付与して上記バンプを上記基板に接合させて実装する工程と、
上記基板に実装された上記電子部品のバンプを撮像する工程と、
上記バンプの撮像信号から上記バンプのつぶれ度合を求める工程と、
上記バンプのつぶれ度合から上記電子部品の実装状態を判定する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。
This invention is a mounting method for mounting an electronic component on a substrate via bumps provided on the electronic component,
A process of applying ultrasonic vibration while pressing the bumps of the electronic component against the substrate to bond the bumps to the substrate and mounting the bumps;
Imaging a bump of the electronic component mounted on the substrate;
A step of obtaining the degree of collapse of the bump from the imaging signal of the bump;
And a step of determining a mounting state of the electronic component from a degree of collapse of the bump.

上記電子部品を透過する波長領域の照射光を照射し、上記バンプで反射する照射光によって上記バンプのつぶれ度合を求めることが好ましい。   It is preferable to irradiate with irradiation light in a wavelength region that passes through the electronic component, and obtain the degree of collapse of the bump by irradiation light reflected by the bump.

上記バンプのつぶれ度合による面積の変化を求め、その面積の変化によって上記電子部品の実装状態を判定することが好ましい。   It is preferable to obtain a change in area due to the degree of collapse of the bumps and determine the mounting state of the electronic component based on the change in area.

この発明によれば、基板に電子部品を実装したならば、バンプのつぶれ度合を測定して電子部品の実装状態を判定するため、実装ツールの磨耗、バンプの高さや基板の厚さのばらつきなどに係らず、基板に対する電子部品の接合状態を正確に判定することができる。   According to the present invention, when an electronic component is mounted on the substrate, the mounting state of the electronic component is determined by measuring the degree of bump collapse, so that the wear of the mounting tool, the height of the bump, the variation in the thickness of the substrate, etc. Regardless of this, it is possible to accurately determine the bonding state of the electronic component to the substrate.

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図1はフリップチップ方式の実装装置の概略的構成を示す正面図、図2は同じく側面図であって、この実装装置はリードフレームなどの基板1を所定方向に沿って搬送する搬送装置2を備えている。この搬送装置2は所定間隔で平行に配置された一対のガイドレール3を有し、このガイドレール3に沿って上記基板1が間欠的にピッチ送りされるようになっている。上記基板1はピッチ送りされるごとに、図示せぬクランパによって上記ガイドレール3に位置決め保持されるようになっている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a flip-chip mounting device, and FIG. 2 is a side view of the mounting device. The mounting device includes a transport device 2 for transporting a substrate 1 such as a lead frame along a predetermined direction. I have. The transport device 2 has a pair of guide rails 3 arranged in parallel at a predetermined interval, and the substrate 1 is intermittently pitched along the guide rails 3. Each time the substrate 1 is pitch-fed, it is positioned and held on the guide rail 3 by a clamper (not shown).

上記基板1が搬送装置2によって実装位置に搬送されると、その実装位置には後述する部品供給部21(図1に示す)から供給された電子部品としての厚さが数百ミクロンの薄い半導体チップ4が実装される。この実装位置には、上記基板1の下面を支持するステージツール5が第1の駆動機構6によって水平方向であるX、Y及び上下方向であるZ方向に駆動可能に設けられている。   When the substrate 1 is transported to the mounting position by the transport device 2, a thin semiconductor having a thickness of several hundred microns as an electronic component supplied from a component supply unit 21 (shown in FIG. 1) described later is provided at the mounting position. Chip 4 is mounted. At this mounting position, a stage tool 5 that supports the lower surface of the substrate 1 is provided so as to be driven by the first drive mechanism 6 in the horizontal X and Y directions and the vertical Z direction.

上記ステージツール5の上方には、上記基板1の上面に上記半導体チップ4を実装するための実装ツール7が第2の駆動機構8によってX、Y及びZ方向に駆動可能に設けられている。   A mounting tool 7 for mounting the semiconductor chip 4 on the upper surface of the substrate 1 is provided above the stage tool 5 so as to be driven in the X, Y, and Z directions by the second driving mechanism 8.

上記実装ツール7は基部11を有し、この基部11の下面には超音波ヘッド12が設けられている。この超音波ヘッド12はホーン13を有し、このホーン13の一端には振動子14が設けられている。上記ホーン13の下面には吸着部15が設けられ、この吸着部15に上記半導体チップ4が後述するように吸着保持される。   The mounting tool 7 has a base 11, and an ultrasonic head 12 is provided on the lower surface of the base 11. The ultrasonic head 12 has a horn 13, and a vibrator 14 is provided at one end of the horn 13. A suction portion 15 is provided on the lower surface of the horn 13, and the semiconductor chip 4 is sucked and held on the suction portion 15 as will be described later.

上記振動子14には図示しない発振器が接続されていて、この発振器からたとえば40kHzの高周波電圧が印加される。それによって、上記振動子14とともに上記ホーン13が超音波振動するようになっている。   An oscillator (not shown) is connected to the vibrator 14, and a high frequency voltage of 40 kHz, for example, is applied from this oscillator. Accordingly, the horn 13 is ultrasonically vibrated together with the vibrator 14.

上記部品供給部21は図示せぬ駆動源によってX、Y方向に駆動されるウエハステージ22を有する。このウエハステージ22には多数の半導体チップ4に分割された半導体ウエハ23がウエハシート24に保持されている。   The component supply unit 21 has a wafer stage 22 driven in the X and Y directions by a drive source (not shown). On the wafer stage 22, a semiconductor wafer 23 divided into a large number of semiconductor chips 4 is held on a wafer sheet 24.

図3に示すように、上記半導体チップ4はその一方の面に上記基板1に形成されたパッド1aに電気的に接続される複数のバンプ4a(図4(a)に示す)が形成されていて、このバンプ4aが形成された面を上にして上記ウエハシート24に保持されている。   As shown in FIG. 3, the semiconductor chip 4 has a plurality of bumps 4a (shown in FIG. 4A) electrically connected to the pads 1a formed on the substrate 1 on one surface. Then, the wafer sheet 24 is held with the surface on which the bumps 4a are formed facing upward.

上記ウエハシート24に保持された半導体チップ4のうち、所定の位置の半導体チップ4は図示せぬ突き上げピンによって突き上げられる。突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ4はピックアップ装置25を構成する吸着ノズル26によって吸着される。この吸着ノズル26は反転ユニット27に設けられた回転ヘッド28に取り付けられている。   Among the semiconductor chips 4 held on the wafer sheet 24, the semiconductor chip 4 at a predetermined position is pushed up by a push-up pin (not shown). The semiconductor chip 4 pushed up by the push-up pin is sucked by the suction nozzle 26 that constitutes the pickup device 25. The suction nozzle 26 is attached to a rotary head 28 provided in the reversing unit 27.

上記回転ヘッド28は回転駆動される。それによって、上記吸着ノズル26は、図1に実線で示す吸着面26aが下を向いた位置と、その位置から180度回転して上方を向いた位置(同図に鎖線で示す)とに位置決めされる。   The rotary head 28 is driven to rotate. Accordingly, the suction nozzle 26 is positioned at a position where the suction surface 26a indicated by a solid line in FIG. 1 faces downward, and a position where the suction surface 26a rotates 180 degrees from that position and faces upward (shown by a chain line in FIG. 1). Is done.

上記反転ユニット27はガイドロッド29に沿って駆動されるようになっている。このガイドロッド29は上記ウエハステージ22から上記搬送装置2の実装位置に向かって水平に架設されている。それによって、上記ウエハシート24から半導体チップ4を吸着した吸着ノズル26は、図1に鎖線で示すように半導体チップ4を吸着した吸着面26aを上にして搬送装置2の側方に駆動されて位置決めされる。この位置を受け渡し位置とする。   The reversing unit 27 is driven along the guide rod 29. The guide rod 29 is installed horizontally from the wafer stage 22 toward the mounting position of the transfer device 2. As a result, the suction nozzle 26 that sucks the semiconductor chip 4 from the wafer sheet 24 is driven to the side of the transfer device 2 with the suction surface 26a sucking the semiconductor chip 4 upward as shown by a chain line in FIG. Positioned. This position is the delivery position.

吸着ノズル26が受け渡し位置に位置決めされると、同図に鎖線で示すように実装ツール7が駆動され、上記吸着ノズル26の吸着面26aに吸着された半導体チップ4を受け取る。ついで、この実装ツール7が実線で示すように基板1の上方の実装位置に位置決めされる。   When the suction nozzle 26 is positioned at the delivery position, the mounting tool 7 is driven as indicated by a chain line in the drawing, and the semiconductor chip 4 sucked on the suction surface 26a of the suction nozzle 26 is received. Next, the mounting tool 7 is positioned at a mounting position above the substrate 1 as indicated by a solid line.

それと同時に、上記ステージツール5が上昇方向に駆動されて基板1の下面を支持する。そして、上記実装ツール7が下降方向に駆動されることで、上記基板1の上記ステージツール5によって支持された部分に、上記実装ツール7に保持された半導体チップ4が実装されることになる。   At the same time, the stage tool 5 is driven in the upward direction to support the lower surface of the substrate 1. When the mounting tool 7 is driven in the downward direction, the semiconductor chip 4 held by the mounting tool 7 is mounted on the portion of the substrate 1 supported by the stage tool 5.

なお、上記ステージツール5と実装ツール7のホーン13には、それぞれ図示しないヒータが設けられている。それによって、上記半導体チップ4や基板1の半導体チップ4が実装される部分を加熱しながら、上記半導体チップ4を基板1に超音波振動を与えながら熱圧着するようになっている。つまり、半導体チップ4に設けられたバンプ4aが押しつぶされて上記基板1に設けられたパッド1aに固相拡散によって接合される。   The stage tool 5 and the mounting tool 7 have horns 13 provided with heaters (not shown). Accordingly, the semiconductor chip 4 and the portion of the substrate 1 where the semiconductor chip 4 is mounted are heated, and the semiconductor chip 4 is thermocompression bonded to the substrate 1 while applying ultrasonic vibration. That is, the bumps 4a provided on the semiconductor chip 4 are crushed and joined to the pads 1a provided on the substrate 1 by solid phase diffusion.

半導体チップ4が実装された基板1は搬送装置2のガイドレール3に沿って所定のピッチで間欠的に搬送され、上記基板1には図2に示すように半導体チップ4が所定間隔で順次実装される。実装ツール7によって基板1に実装された半導体チップ4が実装位置から所定ピッチ(この実施の形態では2ピッチ)搬送されると、その半導体チップ4には近赤外線や中赤外線などの赤外線領域の波長をもつ照射光Lが照射される。照射光Lは光源31から光軸を水平にして出射され、上記基板1の上方に45度の角度で配設された半透鏡32で下方に向かって反射して半導体チップ4の上面を照射する。   The substrate 1 on which the semiconductor chips 4 are mounted is intermittently transferred at a predetermined pitch along the guide rails 3 of the transfer device 2, and the semiconductor chips 4 are sequentially mounted on the substrate 1 at predetermined intervals as shown in FIG. Is done. When the semiconductor chip 4 mounted on the substrate 1 by the mounting tool 7 is transported from the mounting position by a predetermined pitch (2 pitches in this embodiment), the semiconductor chip 4 has a wavelength in an infrared region such as near infrared or mid infrared. Irradiation light L having Irradiation light L is emitted from the light source 31 with the optical axis horizontal, and is reflected downward by the semi-transparent mirror 32 disposed at an angle of 45 degrees above the substrate 1 to irradiate the upper surface of the semiconductor chip 4. .

半導体チップ4を照射した照射光Lは、その波長が赤外線領域であるため、厚さが数百μmの薄い上記半導体チップ4を透過し、押しつぶされたバンプ24や基板1のパッド1aなどで反射する。反射した照射光Lは上記半透鏡32を透過して上記半透鏡32とで撮像手段を構成する撮像カメラとしての赤外線カメラ33によって受光される。   Irradiation light L irradiating the semiconductor chip 4 is transmitted through the thin semiconductor chip 4 having a thickness of several hundreds μm because the wavelength is in the infrared region, and reflected by the crushed bump 24, the pad 1a of the substrate 1, or the like. To do. The reflected irradiation light L passes through the semi-transparent mirror 32 and is received by an infrared camera 33 as an imaging camera that constitutes an imaging means with the semi-transparent mirror 32.

赤外線カメラ33に入射した照射光Lは画像処理部34で二値化処理される。つまり、上記バンプ4aとバンプ4a以外の部分は、それらの材料の違いにより反射率が異なるから、上記バンプ4aで反射した照射光Lと、バンプ4a以外の部分で反射した照射光Lとの輝度に差が生じるから、その輝度の差によって二値化処理される。   The irradiation light L incident on the infrared camera 33 is binarized by the image processing unit 34. That is, since the reflectance of the portion other than the bump 4a and the bump 4a differs depending on the material, the luminance between the irradiation light L reflected by the bump 4a and the irradiation light L reflected by the portion other than the bump 4a. Therefore, binarization is performed based on the difference in luminance.

上記画像処理部34で二値化処理された撮像信号は制御装置35に出力される。この制御装置35は二値化処理された撮像信号から上記バンプ4aの面積を求める演算処理部36と、この演算処理部36で算出されたバンプ4aの面積を予め設定された基準面積と比較して上記バンプ4aのつぶれ度合を判定し、判定信号を出力する判定手段としての比較部37を有する。   The imaging signal binarized by the image processing unit 34 is output to the control device 35. The control device 35 compares the area of the bump 4a calculated by the arithmetic processing unit 36 with a calculation area 36 for obtaining the area of the bump 4a from the binarized imaging signal, and compares the area of the bump 4a with a preset reference area. And a comparison unit 37 serving as a determination unit that determines the degree of collapse of the bump 4a and outputs a determination signal.

上記半導体チップ4を基板1に実装したとき、上記バンプ24の面積が20〜30%程度拡大していれば、上記バンプ24が十分に押しつぶされていると判定することができる。したがって、上記比較部37では実装前のバンプ24の面積に対して測定された実装後のバンプ24の面積がどの程度拡大されているかを比較して判定信号を出力するようになっている。   When the semiconductor chip 4 is mounted on the substrate 1, it can be determined that the bump 24 is sufficiently crushed if the area of the bump 24 is enlarged by about 20 to 30%. Therefore, the comparison unit 37 compares the area of the bump 24 after mounting measured with respect to the area of the bump 24 before mounting and outputs a determination signal.

このような構成の実装装置によれば、搬送装置2によって基板1がピッチ送りされる度に、その基板1に対して半導体チップ4が実装ツール7によって実装される。半導体チップ4は実装ツール7から付与される加圧力、熱及び超音波振動によってそのバンプ4aが押しつぶされて基板1のパッド1aに固相拡散接合される。   According to the mounting apparatus having such a configuration, the semiconductor chip 4 is mounted on the substrate 1 by the mounting tool 7 every time the substrate 1 is pitch-fed by the transfer device 2. The semiconductor chip 4 is solid-phase diffusion bonded to the pads 1 a of the substrate 1 by crushing the bumps 4 a by the applied pressure, heat and ultrasonic vibration applied from the mounting tool 7.

図4(a)は基板1に実装される前の半導体チップ4のバンプ4aを示し、図4(b)は実装されることで押しつぶされたバンプ4aを示す。実装前のバンプ4aの面積をS1、実装後のバンプ4aの面積をS2とすると、S1<S2であって、上述したようにS2がS1の1.2〜1.3倍程度であれば、上記バンプ4aが十分に押しつぶされて半導体チップ4が実装されているということになる。   4A shows the bump 4a of the semiconductor chip 4 before being mounted on the substrate 1, and FIG. 4B shows the bump 4a crushed by being mounted. Assuming that the area of the bump 4a before mounting is S1, and the area of the bump 4a after mounting is S2, S1 <S2, and as described above, if S2 is about 1.2 to 1.3 times S1, This means that the bump 4a is sufficiently crushed and the semiconductor chip 4 is mounted.

実装位置で基板1に実装された半導体チップ4が赤外線カメラ33の上方に搬送されると、その半導体チップ4に光源31から出射されて半透鏡32で反射した赤外線領域の波長の照射光Lが照射される。   When the semiconductor chip 4 mounted on the substrate 1 at the mounting position is transported above the infrared camera 33, the irradiation light L having a wavelength in the infrared region that is emitted from the light source 31 and reflected by the semi-transparent mirror 32 to the semiconductor chip 4. Irradiated.

照射光Lは半導体チップ4の厚さが数百ミクロンと非常に薄いため、この半導体チップ4を透過してバンプ4aや基板1のパッド1aなどで反射し、上記半透鏡32を通って上記赤外線カメラ33に入射する。   Since the thickness of the semiconductor chip 4 is very thin such as several hundred microns, the irradiation light L is transmitted through the semiconductor chip 4 and reflected by the bumps 4a, the pads 1a of the substrate 1, etc., and passes through the semi-transparent mirror 32 and the infrared rays. The light enters the camera 33.

赤外線カメラ33に入射した照射光Lは画像処理部34で二値化処理されてから、制御装置35の演算処理部36で押しつぶされたバンプ4aの面積が求められた後、比較部37で基準面積と比較されて上記バンプ4aのつぶれ度合が判定される。   The irradiation light L incident on the infrared camera 33 is binarized by the image processing unit 34, and then the area of the bump 4 a crushed by the arithmetic processing unit 36 of the control device 35 is obtained. The degree of collapse of the bump 4a is determined by comparing with the area.

つまり、半導体チップ4を基板1に実装したならば、実装後のバンプ4aのつぶれ度合に応じた面積の変化から半導体チップ4が基板1に確実に実装されているか否かを判定するようにした。   That is, when the semiconductor chip 4 is mounted on the substrate 1, it is determined whether or not the semiconductor chip 4 is reliably mounted on the substrate 1 from the change in area according to the degree of collapse of the bump 4a after mounting. .

そのため、従来のように実装ツール7の使用に伴う吸着部15の磨耗、或いは基板1や半導体チップ4の厚さのばらつきなどに影響を受けることなく、基板1に対する半導体チップ4の実装状態を確実かつ精密に判定することが可能となるから、不良品の発生を未然に防止することができる。   Therefore, the mounting state of the semiconductor chip 4 on the substrate 1 is ensured without being affected by the wear of the suction portion 15 accompanying the use of the mounting tool 7 or the variation in the thickness of the substrate 1 or the semiconductor chip 4 as in the prior art. Moreover, since it becomes possible to make a precise determination, it is possible to prevent the occurrence of defective products.

上記一実施の形態では基板に実装された半導体チップのバンプのつぶれ度合を撮像するために赤外線領域の照射光を上記半導体チップに照射するようにしたが、照射光としては赤外線領域の光だけに限られず、上記半導体チップに対して光学的に透明な他の波長の光、たとえばレーザ光やX線などを用いるようにしてもよい。   In the above embodiment, the semiconductor chip is irradiated with the irradiation light of the infrared region in order to image the degree of collapse of the bumps of the semiconductor chip mounted on the substrate. However, the irradiation light is limited to the light of the infrared region. However, the present invention is not limited to this, and other wavelengths of light that are optically transparent to the semiconductor chip, such as laser light and X-rays, may be used.

また、上述した実施の形態では孔が根から照射された照射光がバンプやパッドで反射した反射光をカメラで撮像するようにしたが、半導体チップと基板を透過した透過光によってバンプの押しつぶされた量を測定するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the reflected light reflected from the bumps and pads by the irradiation light emitted from the root of the hole is imaged by the camera. However, the bumps are crushed by the transmitted light transmitted through the semiconductor chip and the substrate. It is also possible to measure the amount.

その場合、バンプが押しつぶされると、その面積が増大するから、測定される透過光は押しつぶされたバンプが適切である場合は少なくなる。したがって、透過光量の割合を測定すれば、バンプが適切に押しつぶされているか否かを判定することができる。   In that case, when the bump is crushed, its area increases, so that the measured transmitted light is less if the crushed bump is appropriate. Therefore, if the ratio of the transmitted light amount is measured, it can be determined whether or not the bump is properly crushed.

この発明の一実施の形態の実装装置の概略的構成を示す正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view which shows schematic structure of the mounting apparatus of one embodiment of this invention. 同じく側面図。Similarly side view. 吸着部に吸着保持された半導体チップの拡大図。The enlarged view of the semiconductor chip adsorbed and held by the adsorption part. (a)は実装前のバンプの大きさを説明するための半導体チップの平面図、(b)は実装後のバンプの大きさを説明するための半導体チップの平面図。(A) is a top view of the semiconductor chip for explaining the size of the bump before mounting, (b) is a plan view of the semiconductor chip for explaining the size of the bump after mounting.

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、4…半導体チップ(電子部品)、7…実装ツール、12…超音波ヘッド、14振動子、15…吸着部、4a…バンプ、31…光源、32…半透鏡、33…赤外線カメラ(撮像カメラ)、34…画像処理部、35…制御装置、36…演算処理部、37…比較部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 4 ... Semiconductor chip (electronic component), 7 ... Mounting tool, 12 ... Ultrasonic head, 14 vibrators, 15 ... Adsorption part, 4a ... Bump, 31 ... Light source, 32 ... Semi-transparent mirror, 33 ... Infrared camera (Imaging camera), 34... Image processing unit, 35... Control device, 36.

Claims (5)

基板に電子部品を、この電子部品に設けられたバンプを介して実装する実装装置であって、
上記電子部品のバンプを上記基板に押圧しながら超音波振動を付与して上記バンプを上記基板に接合させて上記電子部品を実装する実装ツールと、
上記基板に実装された上記電子部品のバンプをこの電子部品を介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の撮像信号を画像処理する画像処理部と、
この画像処理部で処理された撮像信号から上記バンプのつぶれ度合を求めて上記バンプによる上記電子部品の実装状態を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
A mounting device for mounting electronic components on a substrate via bumps provided on the electronic components,
A mounting tool for mounting the electronic component by applying ultrasonic vibration while pressing the bump of the electronic component against the substrate and bonding the bump to the substrate;
Imaging means for imaging the bumps of the electronic component mounted on the substrate through the electronic component;
An image processing unit that performs image processing on an imaging signal of the imaging unit;
An electronic component mounting apparatus comprising: determination means for determining a degree of collapse of the bump from the imaging signal processed by the image processing unit and determining a mounting state of the electronic component by the bump.
上記撮像手段は、
上記電子部品を透過する波長領域の照射光を出射する光源と、上記電子部品を透過して反射した上記照射光を撮像する撮像カメラとによって構成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装装置。
The imaging means is
The light source which emits the irradiation light of the wavelength range which permeate | transmits the said electronic component, and the imaging camera which images the said irradiation light which permeate | transmitted and reflected the said electronic component, It is comprised. Electronic component mounting equipment.
基板に電子部品を、この電子部品に設けられたバンプを介して実装する実装方法であって、
上記電子部品のバンプを上記基板に押圧しながら超音波振動を付与して上記バンプを上記基板に接合させて実装する工程と、
上記基板に実装された上記電子部品のバンプを撮像する工程と、
上記バンプの撮像信号から上記バンプのつぶれ度合を求める工程と、
上記バンプのつぶれ度合から上記電子部品の実装状態を判定する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。
A mounting method for mounting an electronic component on a substrate via bumps provided on the electronic component,
A process of applying ultrasonic vibration while pressing the bumps of the electronic component against the substrate to bond the bumps to the substrate and mounting the bumps;
Imaging a bump of the electronic component mounted on the substrate;
A step of obtaining the degree of collapse of the bump from the imaging signal of the bump;
And a step of determining a mounting state of the electronic component from a degree of collapse of the bump.
上記電子部品を透過する波長領域の照射光を照射し、上記バンプで反射する照射光によって上記バンプのつぶれ度合を求めることを特徴とする請求項3記載の電子部品の実装方法。   4. The method of mounting an electronic component according to claim 3, wherein irradiation light in a wavelength region that passes through the electronic component is irradiated, and a degree of collapse of the bump is obtained by irradiation light reflected by the bump. 上記バンプのつぶれ度合による面積の変化を求め、その面積の変化によって上記電子部品の実装状態を判定することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の電子部品の実装方法。   5. The electronic component mounting method according to claim 3, wherein a change in area due to the degree of collapse of the bump is obtained, and a mounting state of the electronic component is determined based on the change in area.
JP2007060922A 2007-03-09 2007-03-09 Electronic component mounting apparatus and mounting method Pending JP2008227017A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007060922A JP2008227017A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Electronic component mounting apparatus and mounting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007060922A JP2008227017A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Electronic component mounting apparatus and mounting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008227017A true JP2008227017A (en) 2008-09-25

Family

ID=39845309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007060922A Pending JP2008227017A (en) 2007-03-09 2007-03-09 Electronic component mounting apparatus and mounting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008227017A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105710526A (en) * 2016-04-22 2016-06-29 广东顺威精密塑料股份有限公司 Automatic alignment device for fan blades
WO2025057761A1 (en) * 2023-09-12 2025-03-20 株式会社村田製作所 Mounting device for electronic component and mounting method for electronic component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07142545A (en) * 1993-11-22 1995-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flip chip component mounting device
JPH09312317A (en) * 1996-05-23 1997-12-02 Nec Corp Flip chip joint inspection method and device
JPH10311807A (en) * 1997-05-13 1998-11-24 Kobe Steel Ltd Examining method for soldered state formed by ball solder, using x-ray
JP2001060605A (en) * 1999-08-24 2001-03-06 Murata Mfg Co Ltd Method and apparatus for inspecting joints of electronic components on mounting board

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07142545A (en) * 1993-11-22 1995-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flip chip component mounting device
JPH09312317A (en) * 1996-05-23 1997-12-02 Nec Corp Flip chip joint inspection method and device
JPH10311807A (en) * 1997-05-13 1998-11-24 Kobe Steel Ltd Examining method for soldered state formed by ball solder, using x-ray
JP2001060605A (en) * 1999-08-24 2001-03-06 Murata Mfg Co Ltd Method and apparatus for inspecting joints of electronic components on mounting board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105710526A (en) * 2016-04-22 2016-06-29 广东顺威精密塑料股份有限公司 Automatic alignment device for fan blades
WO2025057761A1 (en) * 2023-09-12 2025-03-20 株式会社村田製作所 Mounting device for electronic component and mounting method for electronic component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4546576B2 (en) Bump bonding determination apparatus and method, and semiconductor component manufacturing apparatus and method
TWI702660B (en) Die bonding device and manufacturing method of semiconductor device
KR102285101B1 (en) Inspection method, inspection apparatus, laser machining apparatus and expansion apparatus of workpiece
TWI389280B (en) Method and device for flip chip bonding
TWI734619B (en) Laser compression bonding device and method for semiconductor chip
JP2004309460A (en) Inspection of a series of electronic components
US8633441B2 (en) Die bonding process incorporating infrared vision system
KR20090027179A (en) Bonding device
TWI736055B (en) Semiconductor manufacturing device and semiconductor device manufacturing method
KR20120106051A (en) Solder reflow equipment and method
JP2011086698A (en) Bonding device
JP5428131B2 (en) Observation device and void observation method
JP4915823B2 (en) Ultrasonic bonding equipment
US20090141275A1 (en) Alignment inspection method and alignment inspection apparatus
JP2008227017A (en) Electronic component mounting apparatus and mounting method
JP2006253665A (en) Joining method and joining apparatus
JPH10209227A (en) Semiconductor integrated circuit inspection system, semiconductor integrated circuit inspection apparatus, and semiconductor integrated circuit inspection method
JPH0964094A (en) Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
JP4750527B2 (en) Ultrasonic bonding equipment
JP2021150586A (en) Die bonding device and manufacturing method of semiconductor device
JP2006156970A5 (en)
JP2024042228A (en) Mounting equipment and semiconductor device manufacturing method
JP5753805B2 (en) Mounting apparatus and control method thereof
JP4827490B2 (en) Semiconductor device manufacturing system
US20250297934A1 (en) Apparatus for measuring viscoelastic properties of an adhesive film for thermal compression bonding and method of measuring viscoelastic properties of an adhesive film using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111102

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120228