JPH088440B2

JPH088440B2 - 半導体チップの観察装置および観察方法

Info

Publication number: JPH088440B2
Application number: JP1298253A
Authority: JP
Inventors: 渡秀瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH03159200A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体チップの観察装置に関し、半導体チッ
プから延出するアウターリードを透明な着地板に着地さ
せて、下方のカメラにより観察するようにしたものであ
る。

（従来の技術）ポリイミドのような合成樹脂により作られたフィルム
キャリアに、半導体を搭載した後、このフィルムキャリ
アをカッターにより打ち抜いて半導体チップを形成する
ことが、所謂TAB法として知られている。このような半
導体チップを基板に搭載することは、一般にアウターリ
ードボンディングと呼称されるが、このアウターリード
ボンディングは、半導体から極小ピッチで多数本延出す
る極細のアウターリードを、基板に形成された極細の電
極部にマッチングさせねばならないため、予めこのアウ
ターリードをカメラにより観察して、その位置を精密に
検出することが行われる。

（発明が解決しようとする課題）ところで上記フィルムキャリアは、屈曲自在なテープ
であってリールに巻回して管理されており、したがって
フィルムキャリヤを打ち抜いて形成されたアウターリー
ドは、巻きぐせにより屈曲していることが多い。また半
導体をフィルムキャリアに搭載することは、一般にイン
ナーリードボンディングと呼称されるが、このインナー
リードボンディングは、フィルムキャリアのインナーリ
ードを、半導体の回路面に形成された電極部に熱圧着す
ることにより行われるため、その際、熱応力が生じてリ
ードは変形しやすい。

第９図はこのように屈曲変形した半導体チップＰのア
ウターリードＬをカメラ100により観察している様子を
示すものであるが、アウターリードＬは屈曲変形してい
るため、その正しい位置を観察できず、したがってこの
観察結果に基いてこの半導体チップＰを基板101に搭載
しても、アウターリードＬを基板101の電極部102に正確
にマッチングさせることはできないこととなる。103は
半導体チップＰを吸着する移載ヘッドのノズルである。

そこで本発明は、屈曲自在なフィルムキャリアにて製
造された半導体チップのアウターリードが屈曲変形して
いても、この屈曲変形を矯正してカメラにより正しく観
察できる半導体チップの観察装置および観察方法を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、カメラと、このカメラの上方に
設けられた光源部と、このカメラと光源部の間にあっ
て、移載ヘッドのノズルに吸着された半導体チップの屈
曲自在なアウターリードを着地させることによりアウタ
ーリードの屈曲変形を矯正するとともに、すべてのアウ
ターリードを前記カメラの焦点距離に位置決めするため
の透明な着地板とから半導体チップの観察装置を構成し
た。

また半導体チップを移載ヘッドのノズルの下端部に吸
着して屈曲自在なアウターリードを透明な着地板の上面
に着地させることによりアウターリードの屈曲変形を矯
正し、このノズルによる吸着状態と矯正状態を維持した
ままで上方から光を照射して、この着地板の下方に配設
されたカメラにより前記着地板に着地した前記アウター
リードを観察するようにした。

また望ましくは、着地板の上面の高さを半導体チップ
が後工程で搭載される基板の上面の高さと一致させた。

（作用）上記構成によれば、アウターリードを着地板に着地さ
せることにより、アウターリードが屈曲変形していて
も、この屈曲変形を矯正してすべてのアウターリードを
カメラの焦点距離位置である同一レベルに位置させて、
同一精度で明瞭に観察できる。また着地板の上面の高さ
を基板の上面の高さと一致させることにより、観察した
後の工程で基板に高精度で搭載できる。

また移載ヘッドのノズルが半導体チップを吸着した状
態でアウターリードを着地板に着地させ、この吸着状態
を維持したままでカメラで観察することにより、ノズル
が半導体チップを吸着・吸着解除することに付随して生
じる半導体チップの位置ずれとロスタイムの発生をなく
し、高精度・高速度にて半導体チップを基板に搭載でき
る。

（実施例１）次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図は半導体チップの観察装置の斜視図であって、
１はＸテーブル２とＹテーブル３から成るXYテーブルで
あり、Ｙテーブル３から延出する支持板４には、マイク
ロメータ５を介してカメラ６が装着されている。このマ
イクロメータ５は、カメラ６を昇降させて焦点距離を調
整する。MX,MYはＸモータとＹモータである。

10はXYテーブル１の上部側方に設けられたテーブル板
であり、その上面にはＸレール11、スライダ12を介し
て、ブラケット13がＸ方向に摺動自在に装着されてい
る。14はシリンダ、15はそのロッドであって、ロッド15
の先端部はブラケット13に結合されており、ロッド15が
前進後退することにより、ブラケット13はＸ方向に摺動
する。

20はブラケット13の上部に装着された着地ステージで
あって、ガラス板のような透明な着地板21が装着されて
いる。この着地板21は、上述のように、シリンダ14が作
動することによりＸ方向に摺動して、カメラ６の上方に
前進し、また側方に後退する。22,23は、着地ステージ2
0の上方に間隔ｔをおいて対設されたプレート状の光源
部であって、支持アーム24,25に支持されている。この
間隔ｔは、半導体チップＰを吸着する移載ヘッド26のノ
ズル27の通路となる。28は可動ステージであって、Ｘ方
向に移動し、これに載置された半導体チップＰを光源部
22,23の下方に搬入する。Ｌはフィルムキャリアを打ち
抜いて形成されたアウターリード、Ｃはアウターリード
Ｌ上にインナーリードボンディングによる搭載された半
導体である。

この観察装置は上記のような構成より成り、次に第２
図（ａ）〜（ｅ）を併せて参照しながら、観察方法を説
明する。

着地ステージ20が側方に退去した状態で、可動ステー
ジ28が前進し、これに載置された半導体チップＰを、カ
メラ６と光源部22,23の間に搬入する（第２図
（ａ））。これと同時に移載ヘッド26のノズル27は光源
部22,23の間隔ｔに進入し、可動ステージ28上の半導体
チップＰを吸着してテイクアップするとともに、可動ス
テージ28は側方に退去する（同図（ｂ））。次いで着地
ステージ20はカメラ６と半導体チップＰの間に進入し、
（同図（ｃ））、次いでノズル27は下降して、アウター
リードＬを着地板21に着地させ，次いでXYテーブル１を
作動させてカメラ６をXY方向に移動させることにより、
半導体Ｃの４辺から延出するアウターリードＬを観察す
る（同図（ｄ））。この時、光源部22,23は点灯してお
り、したがってアウターリードＬのシルエットをカメラ
６により明瞭に観察できる。次いでノズル27は上昇し
て、半導体チップＰを次工程へ移送し、また着地ステー
ジ20は側方に退去する（同図（ｅ））。

第３図は、上記（ｄ）工程において、アウターリード
Ｌを着地板21に着地させた状態を示している。上述した
ように、アウターリードＬは、フィルムキャリヤの巻き
ぐせや熱応力により屈曲変形しているが、着地板21に着
地させることにより、この屈曲変形は矯正されており、
したがってカメラ６により、アウターリードＬの位置ず
れなどを正しく観察して、後工程において、アウターリ
ードＬを基板の電極部に正確にマッチングさせて搭載す
ることができる。

ところで、ノズル27は、上述したインナーリードボン
ディング時の熱のために撓み変形するなどして、それ自
身、高さ誤差を有している。このため、観察位置である
上記着地板21の上面と、半導体チップＰを搭載する基板
（図外）の上面に高さの差異があると、半導体チップＰ
のアウターリードＬと基板の電極部に相対的な位置ずれ
を生じる。したがって着地板21の上面の高さは、半導体
チップＰを搭載する基板の上面の高さと一致させておく
ことが望ましい。なお第４図に示すように、ノズル27に
より半導体チップＰを直接着地板21上に移送着地させ
て、カメラ６により観察してもよく、この場合、上記可
動テーブル28は不要である。

（実施例２）上記実施例のものは、光源部22,23の間に、ノズル27
が出入するための間隔ｔが存在するため、照明むらが生
じ、半導体Ｃから４方向に延出するアウターリードＬを
均一明瞭に観察できない難点がある。そこで本実施例
は、このような難点を解消できる手段を説明する。

第５図において、上記支持アーム24,25は、可動ブロ
ック31,32に支持されている。この可動ブロック31,32
は、ガイドロッド33に沿ってＹ方向に往復摺動する。3
4,35はガイドロッド33の支持ブロック、36はガイドロッ
ド33の先端部に装着された固定プレートである。この固
定プレート36と上記可動ブロック31,32は、コイルばね
材37により結合されており、そのばね力により、光源部
22,23が閉じる方向に付勢している。また可動ブロック3
1,32の下部には、くさび形のカム形38が装着されてい
る。38aはカム面である。また上記着地ステージ20の両
側部には、カムフォロア39が軸着されている。したがっ
てステージ20がＸ方向に前進後退すると、これに同期し
てカム板38はＹ方向に前進後退し、光源部22,23は開閉
する。また光源部22,23の接合部には、上記ノズル27が
嵌合する溝部40が切欠形成されている。

したがって第６図実線にて示すように、着地ステージ
20が後退し、また可動ステージ28が進入した状態では、
光源部22,23は開いており、その間隔ｔからノズル27は
進入し、可動ステージ28上の半導体チップＰをテイクア
ップする。また可動ステージ28が後退し、着地ステージ
20が進入すると、カムフォロア39はカム面38aを転動
し、光源部22,23は閉じる（第６図鎖線参照）。この状
態で、ノズル27は溝部40に嵌合し、光源部22,23に包囲
される。したがって光源部22,3の光を、半導体チップＰ
の４方向に延出するアウターリードＬに均一に照射し
て、カメラ６により明瞭に観察することができる。

（実施例３）インナーリードボンディングは、インナーリードを半
導体の電極部に熱圧着させることにより行われるので、
アウターリードＬは熱変形しやすい。そこで次にこのよ
うに熱変形したアウターリードＬを、上記着地板21や基
板に確実に着地させるためのノズルを説明する。

第７図（ａ）において、51はノズル27に装着された断
面カギ型の治具であり、その下端面が、半導体チップＰ
から延出するアウターリードＬの水平部に押当すること
により、アウターリードＬの姿勢を矯正している。図
中、鎖線は、熱変形などにより屈曲したアウターリード
Ｌを示している。また同図（ｂ）に示すように、基板50
に搭載する場合も、アウターリードＬの姿勢を矯正して
いる。このようにノズル27の側方に治具51を設けること
により、アウターリードＬの屈曲変形を矯正して、アウ
ターリードＬを着地板21や基板50に確実に着地させるこ
とができる。なお上述したように、アウターリードＬが
着地する着地板21と基板50の上面の高さH1,H2は、同じ
高さにすることが望ましい。

第８図（ａ）は、回路面に、回路の保護のためのボン
ドＢを塗布した半導体チップＰの吸着に有利なノズル52
を示している。このノズル52の下端部52aは側方に分岐
しており、アウターリードＬの水平部を吸着する。また
このノズル52によれば、同図（ｂ）に示すように、回路
が底面に形成され、かつアウターリードＬが底面から側
方に延出する半導体チップＰも有利に吸着することがで
きる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、屈曲変形して曲
りぐせがつきやすいフィルムキャリアにて製造された半
導体チップのアウターリードを着地板に着地させたうえ
で、カメラにより観察するようにしているので、アウタ
ーリードが屈曲変形していても、この屈曲変形を矯正し
てすべてのアウターリードをカメラの焦点距離位置であ
る同一レベルに位置させて、同一精度で明瞭に観察でき
る。また着地板の上面の高さを基板の上面の高さと一致
させることにより、観察した後の工程で基板に高精度で
搭載できる。

また移載ヘッドのノズルが半導体チップを吸着した状
態でアウターリードを着地板に着地させることによりア
ウターリードの屈曲変形を矯正し、このノズルによる吸
着状態と矯正状態を維持したままでカメラで観察するこ
とにより、ノズルが半導体チップを吸着・吸着解除する
ことに付随して生じる半導体チップの位置ずれとロスタ
イムの発生をなくし、高精度・高速度にて半導体チップ
を基板に搭載できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は半導
体チップの観察装置の斜視図、第２図は観察工程を示す
工程側面図、第３図は半導体チップを着地板に載置した
状態の斜視図、第４図は他の実施例の観察中の側面図、
第５図は他の実施例の観察装置の斜視図、第６図は光源
部の開閉手段の平面図、第７図（ａ），（ｂ）はノズル
の他の実施例の側面図、第８図（ａ），（ｂ）はノズル
の更に他の実施例断面図、第９図は従来手段による観察
中の斜視図である。６……カメラ 21……着地板 22,23……光源部 26……移載ヘッド 27,52……ノズルＬ……アウターリードＰ……半導体チップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルムキャリアを打ち抜いて製造された
屈曲自在な複数本のアウターリードを有する半導体チッ
プの観察装置であって、カメラと、このカメラの上方に
設けられた光源部と、このカメラと光源部の間にあっ
て、移載ヘッドのノズルに吸着された半導体チップの屈
曲自在なアウターリードを着地させることによりアウタ
ーリードの屈曲変形を矯正するとともに、すべてのアウ
ターリードを前記カメラの焦点距離に位置決めするため
の透明な着地板とを備えたことを特徴とする半導体チッ
プの観察装置。
【請求項２】前記着地板の上面の高さを、前記半導体チ
ップが後工程で搭載される基板の上面の高さと一致させ
たことを特徴とする請求項１記載の半導体チップの観察
装置。
【請求項３】フィルムキャリアを打ち抜いて製造された
屈曲自在な複数本のアウターリードを有する半導体チッ
プの観察方法であって、半導体チップを移載ヘッドのノ
ズルの下端部に吸着して屈曲自在なアウターリードを透
明な着地板の上面に着地させることによりアウターリー
ドの屈曲変形を矯正し、このノズルによる吸着状態と矯
正状態を維持したままで上方から光を照射して、この着
地板の下方に配設されたカメラにより前記着地板に着地
した前記アウターリードを観察することを特徴とする半
導体チップの観察方法。
【請求項４】前記着地板の上面の高さを、前記半導体チ
ップが後工程で搭載される基板の上面の高さと一致させ
たことを特徴とする請求項３記載の半導体チップの観察
方法。