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公開番号2024040538
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-26
出願番号2022144947
出願日2022-09-13
発明の名称実装装置
出願人東レエンジニアリング株式会社
代理人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20240318BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】 フェイスダウン実装で、チップ部品が基板認識マークを覆う場合においても、基板認識マークの位置情報を取得して高精度な実装を実現させる実装装置を提供すること。
【解決手段】 チップ部品のチップ認識マークを有する面の反対面を保持するアタッチメントツールと、基板を保持する基板ステージと、前記チップ部品を透過する波長を含む光を、前記アタッチメントツール側から前記基板に面に向けて照射する反射用光源と、前記反射用光源が照射する光の反射光を認識する認識手段を備え、前記認識手段が、前記チップ部品を透過して前記基板で反射した光による画像を取得して、前記基板認識マークの位置情報を取得する実装装置を提供する。
【選択図】 図4
特許請求の範囲【請求項1】
位置合わせ用のチップ認識マークを有するチップ部品と、位置合わせ用の基板認識マークを有する基板とを、前記チップ認識マークを有する面と前記基板認識マークを有する面を対向させ、前記基板認識マークが前記チップ部品に覆われる状態で実装する実装装置であって、
前記チップ部品の前記チップ認識マークを有する面の反対面を保持するアタッチメントツールと、
前記基板を保持する基板ステージと、
前記チップ部品を透過する波長を含む光を、前記アタッチメントツール側から前記基板に面に向けて照射する反射用光源と、
前記反射用光源が照射する光の反射光を認識する認識手段を備え、
前記認識手段が、前記チップ部品を透過して前記基板で反射した光による画像を取得して、前記基板認識マークの位置情報を取得する実装装置。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
請求項1に記載の実装装置であって、
前記認識手段が、前記反射用光源から照射され、前記チップ部品を透過して前記チップ部品の前記チップ認識マークを有する面で反射する光による画像を取得して、前記チップ認識マークの位置情報を取得し、
前記基板認識マークの位置情報と前記チップ認識マークの位置情報を用いて、前記基板と前記チップの位置合わせを行う実装装置。
【請求項3】
請求項1に記載の実装装置であって、
前記チップ部品の下側に配置され、前記チップ部品を透過する波長を含む光を前記チップ部品に向けて照射する透過用光源を更に備え、
前記認識手段が、前記透過用光源から照射され、前記チップ部品を透過する波長の光による画像を取得して、前記チップ認識マークの位置情報を取得し、
前記基板認識マークの位置情報と前記チップ認識マークの位置情報を用いて、前記基板と前記チップの位置合わせを行う実装装置。
【請求項4】
請求項3に記載の実装装置であって、
前記認識手段が前記チップ認識マークの位置情報を取得してから、前記アタッチメントツールを前記基板ステージ方向に移動させ、
前記基板認識マークが前記認識手段の被写界深度に入る状態となるよう前記チップ部品を前記基板に接近させた状態で、前記基板認識マークの位置情報を取得する実装装置。
【請求項5】
請求項4に記載の実装装置で、
前記チップ認識マークの位置情報を取得してから前記基板認識マークの位置情報を取得するまで、前記アタッチメントツールに対する前記認識手段の相対位置を維持する実装装置。
【請求項6】
請求項1に記載の実装装置であって、
前記アタッチメントツールがツール認識マークを有し、
前記チップ部品の下側から前記チップ部品を透過する波長を含む光を前記チップ部品に向けて照射する透過用光源を更に備え、
前記認識手段が、前記透過用光源から照射され、前記チップ部品と前記アタッチメントツールを透過する波長の光による画像から、前記チップ認識マークの位置情報と前記ツール認識マークの位置情報を取得してから、
前記認識手段が、前記反射用光源から照射され、前記基板で反射した前記チップ部品およびアタッチメントツールを透過する波長の光による画像から、前記基板認識マークの位置情報と前記ツール認識マークの位置情報を取得し、
前記ツール認識マークとの相対位置情報を用いて、前記基板認識マークと前記チップ認識マークの位置関係を求め、前記基板と前記チップの位置合わせを行う実装装置。
【請求項7】
請求項6に記載の実装装置であって、
前記基板認識マークと前記ツール認識マークの両方が前記認識手段の被写界深度に入る状態となるよう前記チップ部品を前記基板に接近させた状態で、前記基板認識マークの位置情報と前記ツール認識マークの位置情報を取得する実装装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明はチップ部品を基板に実装する実装装置に関する。特に、基板の電極面にチップ部品の電極面を対向させて実装を行う実装装置に係る。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
配線基板等の基板に半導体チップ等のチップ部品を実装する一つの形態として、基板の電極面にチップ部品の電極面を対向させて実装するフェイスダウン実装がある。
【0003】
図13にはフェイスダウン実装を行う基板Sの例を示すが、基板Sに複数配された実装箇所SC個々にチップ部品を、電極面同士を対向させて接合する。この際、基板Sの個々の実装箇所SCに精度よくチップ部品を配置しないと、基板Sとチップ部品の電気的な接合が不完全となり、半導体装置の品質不良の原因となる。このため、基板Sの各実装箇所SCには基板認識マークASとして、基板認識第1マークAS1および基板認識第2マークAS2が図13に示したように電極面側に設けてある。一方、チップ部品の電極面にもチップ認識マークACとして、チップ認識第1マークAC1およびチップ認識第2マークAC2が設けてあり、図14に示すような状態で、基板認識第1マークAS1とチップ認識第1マークAC1の位置関係および基板認識第2マークAS2とチップ認識第2マークAC2の位置関係から基板Sの実装箇所SCに対するチップ部品Cの(基板S面内方向における)相対位置が求まり、これを是正することで位置精度を高められる。
【0004】
従来、チップ認識マークACと基板認識マークASの相対位置を求めるのに際して、図15に示すような、上下2視野カメラ500が用いられており、上下2視野カメラ500の上視野50Uがチップ認識第1マークAC1(またはチップ認識第2マークAC2)を視野に入れ、下視野50Dが基板認識第1マークAS1(または基板認識第2マークAS2)を視野にいれて撮像を行なっている。
【0005】
この上下2視野カメラ500を用いて、基板Sの実装箇所SCに対するチップ部品Cの(基板S面内方向における)相対位置を求め是正することにより、最大誤差数μm程度の実装が可能である。
【0006】
最大誤差数μmという数値は、所謂フリップチップ実装と言われるフェイスダウン実装において、チップ部品Cの電極としてハンダバンプを用いるような電極ピッチが100μm以上であれば十分であったが、Cuピラーバンプを用いるような電極ピッチが50μm強の場合には余裕がなく、更に高密度実装が進み電極ピッチが狭くなる現状において精度が不十分な用途もある。
【0007】
そこで、上下2視野カメラを用いて更なる高精度化を図っているが、図15に示す状態において、基板Sの実装箇所SCに対してチップ部品Cを(基板S面内方向で)誤差1μm未満で位置合わせしても、実装段階の最大誤差が1μmを超えることがある。これは、図15の状態からチップCが基板Sに向かって降下する際に、降下方向に僅かな傾きがあること等に起因している。このため、基板Sを保持する面に対する降下方向が垂直となるよう実装装置各部の加工精度や剛性を高めることで解決しようと試みているが、装置コストに影響が及ぶ。また、上下2視野カメラでは、上カメラと下カメラの光軸を合わせるのが難しく、相対ズレが発生するため、相対ズレの補正が必要である。
【0008】
そこで、装置コストに大きな影響を及ばすにフェイスダウン実装の高精度化を図るべく、本願発明者らはフェイスアップ実装で用いている位置合わせ手法も組み合わせて、チップ部品を基板に極力接近させた状態で位置合わせが行える手法を見出だした(特許文献1
)。
【0009】
これは、まず図16に示すように、チップ部品Cを保持するアタッチメントツール42にツール認識マークを付し、このツール認識手段を介して位置合わせを行うものである。具体的には、チップ位置認識手段8が図16(a)に示すような状態でチップ認識第1マークAC1とツール認識第1マークAT1を同一視野内で撮像して相対位置情報を得て、図16(b)に示す状態で同様にチップ認識第2マークAC2とツール認識第2マークAT2の相対位置情報を得てから、図17(a)に示すようにチップ部品Cを基板Sに接近させた状態でツール認識第1マークAT1と基板認識第1マークAS1の位置関係を求め、図17(b)のようにツール認識第2マークAT2と基板認識第2マークAS2の位置関係を求めてからチップ部品Cと基板Sの相対位置合わせを行うものである(特許文献1)。この方法では1つのカメラで撮像した画像を用いた位置合わせであるため、上下2視野カメラのような相対ズレの問題がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
特願2022-007513号
特開2018-093140号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
(【0011】以降は省略されています)

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