(57)【要約】【課題】半導体チップなどの平板状の電子部品に生じている割れやヒビの検出に適した吸着ノズルを提供する。【解決手段】半導体チップＣの主面Ｃ１と接する吸着面１２１と、吸着面１２１に設けられた吸引口１２２ａ〜１２２ｄとを備え、吸着面１２１は凸面形状を有し、これにより、吸引口１２２ａ〜１２２ｄによって半導体チップＣの主面Ｃ１を吸引した場合に、吸着面１２１の凸面形状を反映して、半導体チップＣの主面Ｃ１が凹面に変形し、半導体チップＣの裏面Ｃ２が凸面に変形する。このように、半導体チップＣを吸着すると裏面Ｃ２が凸面に変形することから、裏面Ｃ２に生じている割れやヒビを拡大することができる。このため、半導体チップＣの裏面Ｃ２に生じている割れやヒビを外観検査装置によって容易に検出することが可能となる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び裏面を有する平板状の電子部品の前記上面を吸着するための吸着ノズルであって、
前記電子部品の前記上面と接する吸着面と、前記吸着面に設けられた吸引口とを備え、
前記吸着面は凸面形状を有し、これにより、前記吸引口によって前記電子部品の前記上面を吸引した場合に、前記吸着面の前記凸面形状を反映して、前記電子部品の前記上面が凹面に変形し、前記電子部品の前記裏面が凸面に変形することを特徴とする吸着ノズル。
【請求項２】
前記吸引口は、前記吸着面の中心から離れた位置に放射状に複数個配置されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の吸着ノズルと、
前記吸着ノズルによって吸着された前記電子部品の前記裏面を、凸面に変形した状態で撮影するカメラと、を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の外観検査装置を用いて前記電子部品の良否判定を行う検査工程と、
前記検査工程によって良品であると判定された前記電子部品を基板に実装する実装工程と、を備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記電子部品が半導体チップであることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記電子部品の前記上面は前記半導体チップの主面であり、前記電子部品の前記裏面は前記半導体チップの研削された裏面であることを特徴とする請求項５に記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着ノズル及びこれを備える外観検査装置に関し、特に、平板状の電子部品を吸着するための吸着ノズル及びこれを備える外観検査装置に関する。また、本発明は、このような外観検査装置を用いた回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板の製造工程などにおいては、基板に実装する電子部品を吸着し搬送するための吸着ノズルが広く用いられている。吸着ノズルの吸着面は、電子部品を正しく吸着できるよう、電子部品に合わせた形状が用いられる。一例として、特許文献１には、凸型形状を有する電子部品を正しく吸着できるよう、吸着面を凹型形状とした吸着ノズルが開示されている。また、特許文献２に記載されているように、半導体チップを吸着するための吸着ノズルは、吸着面が平坦であることが一般的である。
【０００３】
従来の半導体チップは、厚みが約７５０μｍであるシリコンウェーハをダイシングしたままの状態でパッケージング又は実装されていたことから、機械的強度が十分に保たれており、反りなどもほとんど発生しなかった。しかしながら、近年においては、半導体チップを裏面側から研削することによって、厚みを例えば１００μｍ以下に薄型化加工されることがある。半導体チップを薄型化すると、半導体材料の熱膨張係数と樹脂や導体層などの熱膨張係数の差に起因する応力バランスによって、半導体チップそのものが凹型形状に変形してしまうケースも発生していた。
【０００４】
また、半導体チップに割れやヒビが生じている場合、パッケージング前又は実装前にこれを検出する必要がある。このため、回路基板の製造工程などにおいては、カメラを用いた外観検査装置によって半導体チップの外観検査が行われ、割れやヒビが発生している半導体チップは不良品として廃棄される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８３２６５号公報
【特許文献２】特開２０１７−０５９７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、凹型に変形した半導体チップをフラットな吸着面で吸着すると、凹型形状が平面に矯正されるためクラックが見にくくなり、外観検査装置によって正しく検出できないケースがあった。
【０００７】
したがって、本発明は、半導体チップなどの平板状の電子部品に生じている割れやヒビの検出に適した吸着ノズルこれを備える外観検査装置、並びに、回路基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による吸着ノズルは、上面及び裏面を有する平板状の電子部品の前記上面を吸着するための吸着ノズルであって、前記電子部品の前記上面と接する吸着面と、前記吸着面に設けられた吸引口とを備え、前記吸着面は凸面形状を有し、これにより、前記吸引口によって前記電子部品の前記上面を吸引した場合に、前記吸着面の前記凸面形状を反映して、前記電子部品の前記上面が凹面に変形し、前記電子部品の前記裏面が凸面に変形することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、平板状の電子部品を吸着すると裏面が凸面に変形することから、裏面に生じている割れやヒビを拡大することができる。このため、電子部品に生じている割れやヒビを外観検査装置によって容易に検出することが可能となる。電子部品の種類については特に限定されないが、割れやヒビが生じやすい半導体チップを対象とすることができる。この場合、電子部品の上面は半導体チップの主面であり、電子部品の裏面は半導体チップの研削された裏面であっても構わない。これによれば、裏面に多数の研削痕が存在する場合であっても、割れやヒビを確実に検出することが可能となる。
【００１０】
本発明において、吸引口は吸着面の中心から離れた位置に放射状に複数個配置されていても構わない。これによれば、平板状の電子部品を確実に変形させることが可能となる。
【００１１】
本発明による外観検査装置は、上記の吸着ノズルと、吸着ノズルによって吸着された電子部品の裏面を凸面に変形した状態で撮影するカメラとを備えることを特徴とする。本発明によれば、電子部品の裏面に生じている割れやヒビを確実に検出することが可能となる。
【００１２】
本発明による回路基板の製造方法は、上記の外観検査装置を用いて電子部品の良否判定を行う検査工程と、検査工程によって良品であると判定された電子部品を基板に実装する実装工程とを備えることを特徴とする。本発明によれば、誤って不良品を実装することがないため、回路基板の歩留まりを高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、半導体チップなどの平板状の電子部品に生じている割れやヒビの検出に適した吸着ノズルこれを備える外観検査装置、並びに、回路基板の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態による回路基板製造装置１００の構成を説明するための模式図である。
【図２】図２は、回路基板製造装置１００を用いた回路基板の製造方法を説明するための図である。
【図３】図３は、回路基板製造装置１００を用いた回路基板の製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、回路基板製造装置１００を用いた回路基板の製造方法を説明するための図である。
【図５】図５は、吸着ノズル１２０を吸着面１２１側から見た平面図である。
【図６】図６は、図５に示すＸ１−Ｘ２線に沿った断面図である。
【図７】図７は、図５に示すＹ１−Ｙ２線に沿った断面図である。
【図８】図８は、吸着ノズル１２０に半導体チップＣが吸着された状態を示す側面図である。
【図９】図９は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に欠陥Ｄが生じている様子を示す模式的な断面図であり、半導体チップＣがほぼ完全に平坦な状態である場合を示している。
【図１０】図１０は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に欠陥Ｄが生じている様子を示す模式的な断面図であり、半導体チップＣを湾曲させた場合を示している。
【図１１】図１１は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に欠陥Ｄが生じている様子を示す模式的な平面図であり、半導体チップＣがほぼ完全に平坦な状態である場合を示している。
【図１２】図１２は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に欠陥Ｄが生じている様子を示す模式的な平面図であり、半導体チップＣを湾曲させた場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の好ましい実施形態による回路基板製造装置１００の構成を説明するための模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態による回路基板製造装置１００は、ステージＳ１上に載置された平板状の半導体チップＣを吸着搬送するための吸着機構１１０と、吸着機構１１０をｚ方向に移動させる搬送機構１４０ｚと、吸着機構１１０をｘ方向に移動させる搬送機構１４０ｘと、半導体チップＣを撮影するカメラ１５０と、カメラ１５０による撮影画像に基づいて半導体チップＣの外観検査を行う検査装置１６０と、基板Ｂを載置するステージＳ２を備えている。ここで、吸着機構１１０、カメラ１５０及び検査装置１６０は、回路基板製造装置１００に含まれる外観検査装置を構成する。
【００１８】
吸着機構１１０は、半導体チップＣを吸着する吸着ノズル１２０を備えており、真空ポンプ１３０によるバキューム動作によって吸着ノズル１２０の吸着面１２１に半導体チップＣを吸着させる。半導体チップＣは、裏面研削により薄型化されており、その厚みは例えば１００μｍ以下である。半導体チップＣはほぼ平板状であるが、厚みが例えば１００μｍ以下に薄型化されている場合、主面に形成された再配線層と裏面を構成するシリコン基板の熱膨張係数の差により、多少の湾曲が生じることがある。本明細書および特許請求の範囲において使用する「平板状」という文言は、表面が完全に平坦であることを要求するものではなく、多少の湾曲が生じている場合を含む概念である。
【００１９】
回路基板製造装置１００を用いた回路基板の製造方法は次の通りである。まず、図１に示すように、吸着機構１１０をステージＳ１の直上に位置させた後、図２に示すように、搬送機構１４０ｚを用いて吸着機構１１０をｚ方向に降下させ、吸着ノズル１２０の吸着面１２１に半導体チップＣの主面Ｃ１を吸着させる。この状態で、搬送機構１４０ｚを用いて吸着機構１１０をｚ方向に再び上昇させた後、図３に示すように、搬送機構１４０ｘを用いて吸着機構１１０をｘ方向に移動させ、カメラ１５０の直上で停止させる。この状態で、半導体チップＣの裏面Ｃ２をカメラ１５０によって撮影し、その撮影画像を検査装置１６０によって解析することにより、半導体チップＣの良否判定を行う。良否判定は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に割れやヒビが存在するか否かによって行う。
【００２０】
そして、良否判定の結果、半導体チップＣが良品である（つまり、裏面Ｃ２に割れやヒビが存在しない）と判定されると、図４に示すように、搬送機構１４０ｘを用いて吸着機構１１０をｘ方向に移動させ、ステージＳ２の直上で停止させる。さらに、搬送機構１４０ｚを用いて吸着機構１１０をｚ方向に降下させることによって、吸着された半導体チップＣを基板Ｂに実装する。これにより、外観検査によって良品と判定された半導体チップＣが基板Ｂに実装されるため、半導体チップＣが実装された基板Ｂからなる回路基板の歩留まりを高めることが可能となる。
【００２１】
尚、図１〜図４に示した吸着機構１１０の動作はあくまで一例であり、ｘ方向及びｚ方向に駆動されるだけでなく、ｙ方向に駆動されるものであっても構わないし、アームなどを用いて円弧状に駆動されるものであっても構わない。また、カメラ１５０による撮影時に吸着機構１１０を停止させる点も必須でなく、吸着機構１１０を所定の方向に駆動しながら撮影しても構わない。
【００２２】
次に、吸着ノズル１２０の構造について説明する。
【００２３】
図５は吸着ノズル１２０を吸着面１２１側から見た平面図であり、図６は図５に示すＸ１−Ｘ２線に沿った断面図、図７は図５に示すＹ１−Ｙ２線に沿った断面図である。
【００２４】
図５〜図７に示すように、吸着ノズル１２０の吸着面１２１は凸面形状を有しており、吸着面１２１の凸面形状に沿って半導体チップＣを変形できるよう、分散配置された４つの吸引口１２２ａ〜１２２ｄが設けられている。本発明において吸引口の数が４つに限定されるものではないが、吸着面１２１の中心１２１ａから離れた位置に吸引口を放射状に複数個配置することによって、吸着面１２１の凸面形状に沿って半導体チップＣを変形させることができる。特に限定されるものではないが、吸着面１２１の凸面形状は、その曲率半径がほぼ一定であることが好ましい。これによれば、半導体チップＣを吸着面１２１により密着させることが可能となる。
【００２５】
図８は、吸着ノズル１２０に半導体チップＣが吸着された状態を示す側面図である。
【００２６】
図８に示すように、半導体チップＣは、トランジスタなどの回路素子が形成された主面Ｃ１（上面）と、主面Ｃ１の反対側に位置する裏面Ｃ２を有し、その主面Ｃ１が吸着ノズル１２０の吸着面１２１に吸着される。そして、本実施形態においては、吸着ノズル１２０の吸着面１２１が凸面形状を有していることから、半導体チップＣの主面Ｃ１を吸着面１２１に吸着すると、吸着面１２１の凸面形状を反映して半導体チップＣの主面Ｃ１が凹面に変形し、且つ、半導体チップＣの裏面Ｃ２が凸面に変形する。このような変形は、半導体チップＣの厚みが薄いほど容易であり、例えば、１００μｍ以下に薄型化された半導体チップＣであれば、容易に変形させることが可能である。尚、吸着ノズル１２０を用いた半導体チップＣの変形は強制的な変形である必要はなく、自然な状態、つまり、外力が与えられていない状態で半導体チップＣがすでに変形している場合、この変形形状を維持するものであっても構わない。
【００２７】
半導体チップＣを薄型化する方法としては、半導体チップＣの裏面Ｃ２を研削する方法が一般的である。しかしながら、半導体チップＣの裏面Ｃ２を研削すると、研削時や搬送時におけるダメージによって、半導体チップＣの裏面Ｃ２に割れやヒビが発生することがある。図９は、半導体チップＣの裏面Ｃ２に割れやヒビなどの欠陥Ｄが生じている様子を示す模式図であり、半導体チップＣをほぼ完全に平坦な状態とした場合には、裏面Ｃ２に露出する欠陥Ｄが閉じてしまい、画像認識によって欠陥Ｄを特定することが困難である。
【００２８】
しかしながら、本実施形態においては、半導体チップＣを吸着ノズル１２０に吸着すると、半導体チップＣの裏面Ｃ２が凸面に変形することから、図１０に示すように、裏面Ｃ２に露出する欠陥Ｄが開き、欠陥Ｄが顕在化する。つまり、平面図である図１１に示すように、半導体チップＣがほぼ完全に平坦な状態では、裏面Ｃ２をカメラ１５０で撮影しても、欠陥Ｄを画像認識することができないケースが多々存在するが、図１２に示すように、半導体チップＣを変形させた状態で裏面Ｃ２をカメラ１５０で撮影すれば、欠陥Ｄを容易に画像認識することが可能となる。
【００２９】
特に、薄型化された半導体チップＣは、裏面Ｃ２に無数の研削痕が存在することから、裏面Ｃ２に露出する欠陥Ｄが閉じていると、欠陥Ｄを画像認識することは困難である。しかしながら、上述の通り、本実施形態においては半導体チップＣの裏面Ｃ２を凸面に変形させた状態でカメラ１５０によって撮影していることから、欠陥Ｄを容易に画像認識することが可能となる。
【００３０】
このように、本実施形態による吸着ノズル１２０は、吸着面１２１が凸面形状を有しており、これにより平板状の電子部品を変形させることが可能であることから、この状態で撮影を行うことにより、通常であれば認識することが困難な割れやヒビを容易に検出することが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３２】
例えば、上記実施形態では、吸着ノズル１２０を用いて半導体チップＣを吸着しているが、平板状であって吸着面１２１の凸面形状を反映した変形が可能な電子部品であれば、半導体チップに限定されず、他の電子部品を吸着対象とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１００    回路基板製造装置
１１０    吸着機構
１２０    吸着ノズル
１２１    吸着面
１２１ａ    吸着面の中心
１２２ａ〜１２２ｄ    吸引口
１３０    真空ポンプ
１４０ｘ，１４０ｚ    搬送機構
１５０    カメラ
１６０    検査装置
Ｂ    基板
Ｃ    半導体チップ
Ｃ１    半導体チップの主面（上面）
Ｃ２    半導体チップの裏面
Ｄ    欠陥
Ｓ１，Ｓ２    ステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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