(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドに保持される前の電子部品を電子部品の能動面側から第１のカメラにより撮像する第１の撮像工程と、第１の撮像工程の撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置および電子部品の能動面位置並びに外形中心Ｃ１と能動面中心Ｃ２の位置ずれ量Δｘ，Δｙを検出する第１の認識工程と、第１の認識工程の検出結果に基づいて移載ヘッドのノズルのセンタを電子部品の能動面中心Ｃ２に位置合わせするように制御して電子部品をピックアップする工程と、前記移載ヘッドによって前記能動面側を保持された電子部品を第２のカメラによって裏面側から撮像する第２の撮像工程と、第２の撮像工程の撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置を検出する第２の認識工程と、前記第１の認識工程における前記位置ずれ量Δｘ，Δｙの検出結果と第２の認識工程における外形位置の検出結果とに基づいて前記移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御して前記ピックアップ時に発生した電子部品の位置ずれ誤差を補正することにより、電子部品の能動面を前記基板に位置合わせして基板に搭載する搭載工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハシートに貼着された状態の半導体チップなど電子部品を基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数の個片チップより成るウェハから切り出され、切り出された個片の半導体チップはウェハシートから剥ぎ取られてピックアップされる。このピックアップ工程では、ウェハシートの上方に配置されたカメラによって各半導体素子を認識することにより各半導体の位置が検出される。そして半導体素子を移載ヘッドによって取り出して基板に搭載する際には、この位置検出結果に基づいて移載ヘッドの位置合わせを行うようにしていた。
【０００３】
ところで、半導体チップの外形の中心と回路パターンなどの能動面の中心とは、半導体ウェハを個片に切断するダイシング時の位置誤差などの要因によって必ずしも一致せず、位置ずれを生じている場合がある。基板上における半導体素子の実装位置精度は能動面が基準となるため、前述の半導体素子の位置認識の際には能動面の位置を検出して機能上の素子中心位置を求め、この素子中心位置をねらって移載ヘッドの吸着ノズルを位置合わせすることが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸着ノズルによって半導体素子の上面を真空吸着し取り出すピックアップ動作時には、吸着ノズルに対して半導体素子の位置ずれが生じ易く、検出された素子中心位置をねらって吸着ノズルを位置合わせしても、ピックアップ後においては半導体素子が位置ずれ状態となる場合が多い。そしてピックアップ後には半導体素子の能動面は吸着ノズルによって隠された状態になることから、素子中心位置を改めて検出することができない。このため従来の電子部品実装装置においては、半導体素子などの電子部品の外形と回路パターンなどの能動面との相対位置が位置ずれを生じている場合には、この位置ずれがそのまま実装位置精度を低下させる要因となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、電子部品の外形と能動面との相対位置が位置ずれを生じている場合においても、正しい実装位置精度を確保することができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装方法は、移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドに保持される前の電子部品を電子部品の能動面側から第１のカメラにより撮像する第１の撮像工程と、第１の撮像工程の撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置および電子部品の能動面位置並びに外形中心Ｃ１と能動面中心Ｃ２の位置ずれ量Δｘ，Δｙを検出する第１の認識工程と、第１の認識工程の検出結果に基づいて移載ヘッドのノズルのセンタを電子部品の能動面中心Ｃ２に位置合わせするように制御して電子部品をピックアップする工程と、前記移載ヘッドによって前記能動面側を保持された電子部品を第２のカメラによって裏面側から撮像する第２の撮像工程と、第２の撮像工程の撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置を検出する第２の認識工程と、前記第１の認識工程における前記位置ずれ量Δｘ，Δｙの検出結果と第２の認識工程における外形位置の検出結果とに基づいて前記移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御して前記ピックアップ時に発生した電子部品の位置ずれ誤差を補正することにより、電子部品の能動面を前記基板に位置合わせして基板に搭載する搭載工程とを含む。
【０００８】
本発明によれば、部品供給部において電子部品を撮像して認識する第１の認識工程において電子部品の外形位置および電子部品の能動面位置を検出し、移載ヘッドによって部品供給部から取り出され移載ヘッドに保持された状態の電子部品を下方から撮像して認識する第２の認識工程において電子部品の外形位置を再び検出し、第１の認識工程の位置検出結果と第２の認識工程の位置検出結果とに基づいて移載ヘッド駆動機構を制御することにより、移載ヘッドに保持された電子部品の能動面を基板に位置合わせした上で基板に搭載することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２，図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図である。
【００１０】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構成について説明する。図１において部品供給部１は、ウェハ位置決め機構３によって移動するウェハ保持テーブル２を備えており、ウェハ保持テーブル２には電子部品である半導体チップ５が切り出された状態の半導体ウェハ４が保持されている。半導体チップ５は粘着シート２ａ（図２参照）に回路形成面側（能動面側）を上向きに貼着された状態でウェハ保持テーブル２に装着されている。
【００１１】
ウェハ保持テーブル２の上方には、第１のカメラ１２が配設されており、第１のカメラ１２はウェハ保持テーブル２に保持された半導体ウェハ４を能動面側から撮像する。第１のカメラ１２によって上方から撮像された画像データを第１の認識部１３によって認識処理することにより、半導体チップ５を認識する。この半導体チップ５の認識においては、第１の認識部１３は半導体チップ５の外形位置を認識するとともに、半導体チップ５の回路形成面の能動面位置を検出する。第１の認識部による検出結果は、制御部１６に伝達される。
【００１２】
部品供給部１の側方には、基板位置決め部６が配設されている。基板位置決め部６は基板位置決め機構８によって移動する基板保持テーブル７を備えており、基板保持テーブル７には基板９が保持されている。部品供給部１と基板位置決め部６の上方には、部品供給部１と基板位置決め部６を移動ストローク範囲内に含む移載ヘッド１０が配設されている。移載ヘッド１０は移載ヘッド駆動機構１１によって移動し、ウェハ保持テーブル２に保持された半導体チップ５を能動面側を吸着して取り出して、基板保持テーブル７に保持された基板９上に搭載する。
【００１３】
移載ヘッド１０が部品供給部１から基板位置決め部６へ向かって移動する経路には、第２のカメラ１４が配設されている。第２のカメラ１４は移載ヘッド１０に保持された状態の半導体チップ５を能動面とは反対側の裏面側から（下方から）撮像し、この撮像データを第２の認識部１５によって認識処理することにより、再び半導体チップ５が認識される。この半導体チップ５の認識においては、半導体チップ５の外形位置が検出され、第２の認識部１５による検出結果は、制御部１６に伝達される。
【００１４】
制御部１６はウェハ位置決め機構３および基板位置決め機構８を制御し、第１の認識部１３および第２の認識部１５による半導体チップ５の位置検出結果に基づいて、制御部１６が移載ヘッド駆動機構１１、ウェハ位置決め機構３および基板位置決め機構８を制御することにより、以下に説明するように、電子部品実装動作において半導体チップ５の位置合わせを行う。
【００１５】
次に図２，図３を参照して、電子部品実装方法について説明する。図２（ａ）において、粘着シート２ａに貼着された状態の半導体チップ５は、上方の第１のカメラ１２によって撮像される。そしてこの撮像結果を第１の認識部１３で認識処理することにより、図２（ｂ）で示すように、半導体チップ５の外形位置および能動面５ａの位置が検出される（第１の認識工程）。
【００１６】
これにより、半導体チップ５の外形中心Ｃ１および半導体チップ５の能動面中心Ｃ２が検出され、さらにこの検出結果に基づいて、外形中心Ｃ１と能動面中心Ｃ２との位置ずれ量（Δｘ、Δｙ）が求められる。これらの検出結果は制御部１６に伝達される。ここで位置ずれ量（Δｘ、Δｙ）は、半導体ウェハ４のダイシングにおける位置合わせ誤差などによって生じるものである。
【００１７】
次いで上記位置検出結果に基づいて制御部１６が移載ヘッド駆動機構１１、ウェハ位置決め機構３を制御することにより、移載ヘッド１０によって半導体チップ５を取り出す。このとき、図２（ｃ）に示すように、制御部１６は移載ヘッド１０のノズルセンタを半導体チップ５の能動面中心Ｃ２に位置合わせするように制御する。
【００１８】
そして移載ヘッド１０によって半導体チップ５の上面を吸着したならば、図２（ｄ）に示すように、移載ヘッド１０を上昇させて半導体チップ５を粘着シート２ａから剥離させる。この取り出し動作において、半導体チップ５は移載ヘッド１０に対して位置ずれを発生しやすく、移載ヘッド１０を上昇させた後の状態では、能動面中心Ｃ２と移載ヘッド１０のノズルセンタとは必ずしも一致しない。
【００１９】
次いで半導体チップ５を保持した移載ヘッド１０は、基板位置決め部６の上方に移動する。この移動経路において、図３（ａ）に示すように、移載ヘッド１０に保持された状態の半導体チップ５は、第２のカメラ１４によって裏面側から撮像される。この撮像結果を第２の認識部１５によって認識処理することにより、半導体チップ５の外形位置が検出される（第２の認識工程）。
【００２０】
この後、基板９への半導体チップ５の実装が行われる。すなわち図３（ｂ）に示すように、実装位置に予め樹脂接着材１７が塗布された基板９へ移載ヘッド１０を下降させ、半導体チップ５を基板９に樹脂接着材１７上に搭載する。この搭載動作においては、第２の認識部１５による外形位置検出結果と、図２（ｂ）において検出された外形中心Ｃ１と能動面中心Ｃ２との位置ずれ量（Δｘ、Δｙ）とに基づいて、すなわち第１の認識工程の位置検出結果と第２の認識工程の位置検出結果とに基づいて、移載ヘッド１０に保持されている半導体チップ５の能動面の正確な位置を制御部１６が計算し、移載ヘッド移動機構１１を制御する。
【００２１】
これにより、移載ヘッド１０のノズルセンタと半導体チップ５の能動面中心Ｃ２が位置ずれを生じている場合にあっても、図３（ｃ）に示すように、ノズルセンタと能動面位置との位置ずれ誤差を補正した上で、能動面５ａの中心位置を正しく基板９の実装位置に位置合わせして半導体チップ５を実装することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、部品供給部において電子部品を撮像して認識する第１の認識工程において電子部品の外形位置および電子部品の能動面位置を検出し、移載ヘッドによって部品供給部から取り出され移載ヘッドに保持された状態の電子部品を下方から撮像して認識する第２の認識工程において電子部品の外形位置を再び検出し、第１の認識工程の位置検出結果と第２の認識工程の位置検出結果とに基づいて移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御することにより、移載ヘッドに保持された電子部品の能動面を基板の実装位置に位置合わせした上で基板に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
１  部品供給部
３  ウェハ位置決め機構
４  半導体ウェハ
５  半導体チップ
５ａ  能動面
６  基板位置決め部
８  基板位置決め機構
９  基板
１０  移載ヘッド
１１  移載ヘッド駆動機構
１２  第１のカメラ
１３  第１の認識部
１４  第２のカメラ
１５  第２の認識部
１６  制御部
【図１】
0003617483.tif 000002
【図２】
0003617483.tif 000003
【図３】
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