(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記樹脂シートおよび前記支持基台を前記一軸方向と直交する第2の一軸方向に移動させることが可能な搬送機構をさらに備えた、請求項2または請求項3に記載の半導体パッケージ配置装置。
前記樹脂シートおよび前記支持基台を前記一軸方向と直交する第2の一軸方向に移動させる工程をさらに含む、請求項7または請求項8に記載の半導体パッケージの配置方法。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【0013】
図1に、実施形態の製造装置の模式的な平面図を示す。
図1に示す実施形態の製造装置1は、半導体パッケージ基板供給装置A(以下、「基板供給装置A」という。)と、半導体パッケージ基板切断装置B(以下、「基板切断装置B」という。)と、半導体パッケージ配置装置C(以下、「配置装置C」という。)と、図示しない導電性膜形成装置(以下、「膜形成装置」という。)とを備えている。
【0014】
基板供給装置Aは、半導体パッケージ基板4を基板切断装置Bに供給するための基板供給部3を備えている。本実施形態においては、基板供給装置Aは、基板供給装置A、基板切断装置B、配置装置C、および膜形成装置のすべての動作の制御を行う制御部2も備えている。なお、制御部2は、基板供給装置Aが備えていることに限定されるものではなく、製造装置1の他の装置内に設けられていてもよい。また、制御部2は、複数に分割して、基板供給装置A、基板切断装置B、配置装置C、および膜形成装置のうちの少なくとも二つに設けられていてもよい。
【0015】
半導体パッケージ基板4は、最終的に切断されて複数の半導体パッケージ10に個片化される切断対象物である。半導体パッケージ基板4は、たとえば、プリント基板またはリードフレームなどからなる基材と、基材が有する複数の領域にそれぞれ装着された半導体チップ状部品と、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂とを備え得る。
【0016】
基板切断装置Bは、切断前の半導体パッケージ基板4または切断後の半導体パッケージ10を載置するための切断テーブル7と、切断テーブル7を回転させるための回転機構6と、回転機構6および切断テーブル7を移動させるための移動機構5と、半導体パッケージ基板4を切断するための回転刃9と、回転刃9を有する切断機構8と、を備えている。
【0017】
基板切断装置Bは、たとえば以下のように動作する。まず、基板供給装置AからX軸方向に供給された半導体パッケージ基板4を、回転機構6上に設置された切断テーブル7上に設置する。次に、移動機構5が切断テーブル7を回転機構6とともにY軸方向に半導体パッケージ基板4の切断位置にまで移動させる。次に、回転機構6が切断テーブル7を回転させることによって切断される半導体パッケージ基板4の向きを調整するとともに、切断機構8がX軸方向に移動することによって半導体パッケージ基板4に対する回転刃9の切断位置を調整する。
【0018】
次に、回転刃9により半導体パッケージ基板4の切断を行う。半導体パッケージ基板4を切断して複数の半導体パッケージ10に分割した後には、複数に分割された半導体パッケージ10が設置された切断テーブル7を切断前とは逆方向にY軸方向に移動させて元の位置に戻す。これにより、基板切断装置Bの動作が完了する。
【0019】
配置装置Cは、半導体パッケージ基板4の切断後の半導体パッケージ10を設置して半導体パッケージ10を検査するための検査テーブル12と、検査テーブル12上に設置された半導体パッケージ10を検査するための検査機構11と、検査後の半導体パッケージ10を設置するための保管テーブル15とを備えている。
【0020】
配置装置Cは、また、半導体パッケージ10を吸着するための吸着機構14と、吸着機構14に吸着された半導体パッケージ10を撮像するための第2の撮像部28と、吸着機構14に吸着された半導体パッケージ10を配置するための後述する支持基台20の開口32を撮像するための第1の撮像部27とを備えている。本実施形態において、吸着機構14はX軸方向にのみ移動可能とされており、第1の撮像部27の少なくとも一部は吸着機構14に対して固定された状態で取り付けられている。
【0021】
配置装置Cは、また、配置部材供給部19と、配置部材22と、配置部材22を設置するための配置テーブル16と、配置部材22を整列するための整列機構17と、配置テーブル16をY軸方向に移動可能とする搬送機構(図示せず)と、真空ポンプ23とを備えている。配置部材22は、たとえば金属製のステンシル等の支持基台20と、支持基台20上の樹脂シート18とを備えている貼付部材である。
【0022】
樹脂シート18としては、たとえば、樹脂製のシート状基材と、当該シート状基材の少なくとも片面に塗布された接着剤からなる接着層(粘着層)と、を備えたシートを用いることができる。接着剤としては、たとえば粘着剤(感圧接着剤:pressure sensitive adhesive)を用いることができる。樹脂シート18として、たとえば、ポリイミドフィルムの両面にシリコーン系粘着剤が塗布された樹脂シート等を用いることができる。ここで、樹脂シート18は、少なくとも半導体パッケージ10が貼り付けられる側の面に接着剤が塗布されて接着層が形成されていればよいが、半導体パッケージ10が貼り付けられる側の面とその反対側の面に接着剤が塗布されて接着層が形成されてもよい。このように、樹脂シート18における少なくとも半導体パッケージ10の配置面に接着層(粘着層)が設けられるため、貼付部材である配置部材22には、半導体パッケージ10を貼り付けることができる。
【0023】
配置部材22は、支持基台20および樹脂シート18に加えて、支持基台20の外周に金属製等のフレーム状部材を設けた構成としてもよい。この場合には、たとえば、樹脂シート18に対して同じ側に支持基台20とフレーム部材とを配置する構成としてもよい。支持基台20よりも樹脂シート18のサイズを大きくし、支持基台20よりも大きな開口が内側に形成されたフレーム状部材に樹脂シート18を取り付ければよく、さらにフレーム状部材の厚さを支持基台20の厚さよりも厚くすることができる。このような構成の配置部材22とすることによって、フレーム状部材を搬送用部材として用いることができる。
【0024】
配置装置Cは、たとえば以下のように動作する。まず、半導体パッケージ10が載置された検査テーブル12をX軸方向に移動させる。この検査テーブル12の移動中に検査機構11によって半導体パッケージ10が良品であるか否かの検査が行われる。この検査によって、半導体パッケージ10が良品でないと判断された場合には、この時点でまたはこの後に半導体パッケージ10が廃棄用ボックス等に収納される。一方、半導体パッケージ10が良品であると判断された場合には、半導体パッケージ10を反転させて、半導体パッケージ10が保管テーブル15上に設置される。半導体パッケージ10は、たとえば
図2の模式的拡大平面図に示されるボール電極13が下側(保管テーブル15側)を向いた状態で保管テーブル15上に設置される。その後、保管テーブル15は、吸着機構14による半導体パッケージ10の吸着位置までY軸方向に移動する。
【0025】
また、配置部材供給部19から、支持基台20と、支持基台20上の樹脂シート18とを備えた配置部材22を供給する。配置部材22をX軸方向に移動させて、配置部材22を配置テーブル16上に設置する。そして、たとえば
図3(a)の模式的平面図に示される支持基台20の開口32に相当する樹脂シート18の箇所に、たとえばレーザ光を照射することによって、たとえば
図3(b)の模式的平面図に示すように、樹脂シート18にも複数の開口33を形成する。
【0026】
図4に、この段階での
図1の破線21で取り囲まれた領域の模式的な拡大平面図を示す。配置装置Cのこの段階以降の動作は、
図4〜
図11を参照して説明する。まず、吸着機構14は、保管テーブル15上に配置された半導体パッケージ10の吸着位置の上方までX軸方向に移動する。次に、たとえば
図5の模式的側面図に示すように、吸着機構14は吸着部材30によって、半導体パッケージ10のボール電極13側と反対側を吸着する。
【0027】
なお、
図5に示す例では、説明の便宜のため、吸着機構14が半導体パッケージ10を1つのみ吸着する場合を示しているが、この場合に限定されず、たとえば
図6の模式的断面図に示すように、吸着機構14は複数の半導体パッケージ10を同時に吸着してもよい。なお、
図6に示される隣り合う吸着部材30の間の間隔はL1とされている。
【0028】
次に、半導体パッケージ10を吸着した吸着機構14は、半導体パッケージ10の吸着位置の上方から配置部材22の上方に向かってX軸方向に移動する。このとき、たとえば
図7の模式的側面図に示すように、吸着機構14によって吸着された半導体パッケージ10の下側から第2の撮像部28が当該半導体パッケージ10の撮像データを取得する。第2の撮像部28によって取得される撮像データとしては、たとえば半導体パッケージ10の位置データ等が挙げられる。第2の撮像部28によって取得された撮像データは基板供給装置Aの制御部2に送信される。
【0029】
第2の撮像部28によって半導体パッケージ10の撮像データを取得した後には、吸着機構14は、第2の撮像部28の上方から配置部材22の上方に向かってさらにX軸方向に移動する。その後、たとえば
図8の模式的側面図に示すように、吸着機構14に取り付けられた第1の撮像部27が上方から支持基台20の開口32の撮像データを取得する。
【0030】
なお、ここでは、第2の撮像部28によって半導体パッケージ10の撮像データを取得した後に、第1の撮像部27によって支持基台20の開口32の撮像データを取得する場合について説明したが、第1の撮像部27による撮像データの取得と第2の撮像部28による撮像データの取得との順番を入れ替えて、第1の撮像部27によって支持基台20の開口32の撮像データを取得した後に、第2の撮像部28によって半導体パッケージ10の撮像データを取得してもよい。
【0031】
図9に、第1の撮像部27が支持基台20の開口32の撮像データを取得する方法の一例を図解する模式的な側面図を示す。
図9に示すように、まず、赤外光源52が光学部材としてのビームスプリッタ53に対してたとえばX軸方向またはY軸方向に赤外光54aを照射する。次に、赤外光源52により照射された赤外光54aはビームスプリッタ53によってその進行方向をZ軸方向に変えられる。なお、赤外光源52は、後述する赤外線撮像素子51により撮像可能な赤外領域の光を少なくとも一部として発する光源であればよく、赤外領域のみの光を発する光源だけを意味しない。
【0032】
次に、ビームスプリッタ53によって進行方向を変えられた赤外光54bは、樹脂シート18に入射する。ここで、樹脂シート18がたとえばポリイミド樹脂から形成されている場合には樹脂シート18は黄色に着色しているが、赤外光54bは黄色に着色した樹脂シート18をZ軸方向に透過する。その結果、赤外光54bはたとえば金属製のステンシル等の支持基台20の平坦な表面にZ軸方向の下向きに入射して、Z軸方向の上向きに反射する反射光55を生成する。その後、支持基台20で反射した反射光55は、赤外線撮像素子51にZ軸方向に入射し、赤外線撮像素子51に入射した反射光55によって、支持基台20の位置を認識することが可能な撮像データを取得することができる。
【0033】
なお、第1の撮像部27は少なくとも赤外線撮像素子51を含んでいればよく、ここに示した例では、第1の撮像部27は、赤外線撮像素子51を含むとともに、赤外光源52およびビームスプリッタ53も含んでいる。また、第1の撮像部27において、赤外線撮像素子51に対して、赤外光源52およびビームスプリッタ53の少なくとも一方が一体化されていてもよい。ビームスプリッタ53は、後述するように入射光54bと反射光55とを同軸とするための光学部材である。光学部材としては、ビームスプリッタ53以外にも、赤外光54aを反射し反射光55を透過させることによって入射光54bと反射光55とを同軸とすることができるハーフミラー等を用いることもできる。
【0034】
このように、本実施形態においては、赤外光源52から樹脂シート18を通して支持基台20に入射する入射光54bと、入射光54bが支持基台20で反射することによって生成した反射光55とを同軸(本実施形態においてはZ軸に平行な軸)とすることができる。これにより、本実施形態においては、支持基台20の開口32の位置を高精度に特定することができる。第1の撮像部27によって取得された支持基台20の開口32の位置に関する撮像データも、基板供給装置Aの制御部2に送信される。
【0035】
なお、上記において、樹脂シート18としては、上記のポリイミド樹脂から形成された黄色に着色した樹脂シートに限定されないことは言うまでもない。また、赤外光54bとしては、その少なくとも一部が、着色した樹脂シート18を透過して支持基台20に入射し、当該赤外光54bと同軸となるように支持基台20で反射する反射光55を生成する光であれば特に限定されない。また、「同軸」は、完全に軸が一致している場合に限定されず、本実施形態における効果が得られるのであれば、入射光である赤外光54bの軸と反射光55の軸との間に少しズレが生じていてもよい。
【0036】
その後、制御部2は、第1の撮像部27により撮像された支持基台20の開口32の撮像データと、第2の撮像部28により撮像された半導体パッケージ10の撮像データとに基づいて、支持基台20の開口32に対する半導体パッケージ10の位置合わせを行う。
【0037】
位置合わせは、たとえば、複数の開口32の配列方向をX軸と平行にするために回転機構(図示せず)によって支持基台20を回転して、支持基台20の複数の開口32の整列方向と吸着機構14の軸方向(X軸方向)とが整列するように搬送機構(図示せず)によって支持基台20をY軸方向に移動すること等により行うことができる。これにより、支持基台20の開口32に対する半導体パッケージ10のY軸方向の位置合わせが完了する。
【0038】
半導体パッケージ10の位置合わせは、たとえば
図10の模式的断面図に示すように、吸着機構14による半導体パッケージ10のX軸方向への移動、隣り合う吸着部材30の間の間隔のL1からL2への変更に伴う半導体パッケージ10のX軸方向への移動、またはこれらの組み合わせによる半導体パッケージ10のX軸方向への移動により行うことができる。これにより、支持基台20の開口32内に半導体パッケージ10のボール電極13が収まるように、支持基台20の開口32に対する半導体パッケージ10のX軸方向の位置合わせが完了する。
【0039】
たとえば上述のようにして、支持基台20の開口32に対する半導体パッケージ10のX軸方向およびY軸方向の位置合わせが完了した後には、たとえば
図11の模式的断面図に示すように、半導体パッケージ10のボール電極13が支持基台20の開口32内に収まるように吸着部材30に吸着された半導体パッケージ10を下方に下ろし、樹脂シート18上に半導体パッケージ10を配置して貼り付ける。
【0040】
たとえば半導体パッケージ10が半導体パッケージ10の一方の面上にボール電極13を設置したBGA半導体パッケージである場合には、たとえば
図2に示すように、半導体パッケージ10の周縁10aに近接してボール電極13が設置され、半導体パッケージ10のボール電極13から周縁10aまでの距離が非常に短くなることがある。この場合には、たとえば
図11に示すように、ボール電極13を支持基台20の開口32内に収めつつ、ボール電極13から周縁10aまでの短い距離の領域をすべて開口32外に設置する必要があることから、非常に高精度の配置技術が要求される。
【0041】
本実施形態においては、
図9に示すように、赤外光源52から樹脂シート18を通して支持基台20に入射する入射光としての赤外光54bと同軸の反射光55が赤外線撮像素子51に入射して支持基台20の開口32の位置を示す撮像データを取得している。そのため、支持基台20の開口32の位置を高精度に特定することができる。したがって、本実施形態においては、半導体パッケージ10のボール電極13が支持基台20の開口32内に高精度に収まるように、高精度に半導体パッケージ10を樹脂シート18上に配置することができる。
【0042】
ここで、支持基台20の表面が平滑であっても、入射光54bと反射光55とを同軸とすることにより、支持基台20の開口32を撮像することができる。また、ポリイミドなどの赤外領域より可視光域の吸収が多い樹脂を用いた樹脂シート18であっても、赤外光源52と赤外線撮像素子51とを用いることにより、樹脂シート18を通して支持基台20の開口32を撮像することができる。
【0043】
さらに、本実施形態において、吸着機構14がX軸方向のみに移動可能とされ、支持基台20の開口32を撮像する第1の撮像部27の少なくとも一部が吸着機構14に対して固定された状態で取り付けられている場合には、第2の撮像部28による半導体パッケージ10の検出位置のY軸方向へのズレが生じにくくなるだけでなく、第1の撮像部27による開口32の検出位置のY軸方向へのズレも生じにくくなる。そのため、支持基台20の開口32内にボール電極13が収まるように樹脂シート18上に半導体パッケージ10を高精度に配置することができる。
【0044】
なお、
図1および
図4は、吸着機構14のX軸方向に隣り合う位置に第1の撮像部27が取付けられた構成を示している。第1の撮像部27は、吸着機構14に対して固定された状態で取付けられていればよく、たとえば、吸着機構14のY軸方向に隣り合う位置に取付けられてもよい。
【0045】
また、
図1および
図4は、吸着機構14を2つ用いた構成を示しているが、吸着機構14を1つのみ用いてもよい。吸着機構14を1つのみ用いた場合には、第1の撮像部27および第2の撮像部28をそれぞれ1つずつのみ用いることができる。
【0046】
また、
図1および
図4は、2つの吸着機構14のそれぞれに第1の撮像部27および第2の撮像部28を1つずつ合計で第1の撮像部27および第2の撮像部28を2つずつ用いた構成を示しているが、第1の撮像部27および第2の撮像部28を2つの吸着機構14に共通化して、2つの吸着機構14と1つの第1の撮像部27と1つの第2の撮像部28とを用いた構成とすることもできる。この場合には、1つの第2の撮像部28を
図1および
図4のY軸方向に移動可能とすることにより、2つの吸着機構14に対して1つの第2の撮像部28を共通化することができる。また、1つの第1の撮像部27を2つの吸着機構14のうちの一方に固定された状態で取り付け、第1の撮像部27により取得した撮像データに基づいて、たとえば支持基台20の開口32の座標データを生成することにより、2つの吸着機構14に対して1つの第1の撮像部27を共通化することができる。一例を示せば、1つの第1の撮像部27により2つの吸着機構14に対応する支持基台20の開口32の撮像データを取得し、この撮像データに基づいて2つの吸着機構14に対応する支持基台20の開口32の座標データを生成すればよい。ここでの第1の撮像部27および第2の撮像部28による撮像データ取得の順番としては、たとえば、第2の撮像部28による第1の吸着機構14に吸着された半導体パッケージ10の撮像、第1の撮像部27による第1および第2の吸着機構14に対応する支持基台20の開口32の撮像、および第2の撮像部28による第2の吸着機構14に吸着された半導体パッケージ10の撮像という順番としてもよい。
【0047】
次に、たとえば
図12の模式的断面図に示すように、図示しない膜形成装置によって半導体パッケージ10のボール電極13の設置側と反対側の表面をたとえば金属膜等からなる導電性膜25で被覆する。その後、たとえば
図13の模式的断面図に示すように、導電性膜25の形成後の半導体パッケージ10からなる電子部品24を配置部材22から取り出すことによって、電子部品24の製造が完了する。ここで、膜形成装置としては、たとえばスパッタリング装置などを用いることができる。また、半導体パッケージ10に導電性膜25を形成する面としては、ボール電極13の設置面以外の面のすべてとすることができる。たとえば、半導体パッケージ10の形状が略直方体である場合には、ボール電極13の設置面以外の5面に導電性膜25を形成することができる。また、導電性膜25はたとえば電磁シールド膜として機能させることができる。
【0048】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。