(57)【要約】【課題】簡易な光学系とカメラを用意するだけで、半導体部品の積層に欠落があっても、封止に必要とされる樹脂量を正確に求める。【解決手段】基板１２上に搭載された半導体部品１４を樹脂にて封止する樹脂封止装置の樹脂量決定装置において、スリット状の光１６を、基板１２と直交する方向Ｘ以外の方向Ａから、基板１２および半導体部品１４のそれぞれの表面１２Ａ、１４Ａの双方に跨るようにして照射するスリット光光源１８と、このスリット光１６の照射によって基板１２の表面１２Ａ上に到達した基板照射光２０及び半導体部品１４の表面１４Ａ上に到達した部品照射光２２を基板１２と直交する方向Ｘから撮像するＣＣＤカメラ２６と、を備え、該撮像情報を、封止に必要とされる樹脂量を求める際の一指標として使用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に搭載された半導体部品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の樹脂量決定装置において、
明暗の境界が既知の照射光を、前記基板と直交する方向以外の方向から、前記基板および半導体部品のそれぞれの表面の双方に跨るようにして照射する手段と、
この照射光の照射によって前記基板の表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光を前記基板と直交する方向から撮像する手段と、を備え、
該撮像情報を、封止に必要とされる樹脂量を求める際の一指標として使用する
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記半導体部品に関して、前記照射光を照射した際に設計上得られると推定される部品照射光の明暗の境界の、基板照射光の明暗の境界に対する位置を予め登録しておく記憶手段と、
該登録された位置と、実際に撮像された位置との乖離態様を求める画像処理手段と、を備え、
この乖離態様に基づいて、実際の封止に必要とされる樹脂量を求める
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定装置。
【請求項３】
請求項１または２において、更に、
実際に撮像された画像における前記基板照射光の明暗の境界と部品照射光明暗の境界との距離を求める演算手段を備え、
該距離に基づいて、封止に必要とされる樹脂量を求める
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記距離と、必要とされる樹脂量との関係を、封止される半導体部品毎に予めテーブルに記憶しておき、前記距離が、該テーブル上の複数の距離ランクのうち、どのランクに属するかを判定することにより、封止に必要とされる樹脂量を当該距離ランクに対応するテーブル上の値から求める
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記明暗の境界が既知の照射光を、該照射光の長手方向と直角の方向に走査することにより、前記半導体部品最上面の当該走査方向の実長さを検出し、該実長さを封止に必要とされる樹脂量を決定する際の補助データとして利用する
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定装置。
【請求項６】
基板上に搭載された半導体部品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の樹脂量決定方法において、
明暗の境界が既知の照射光を、前記基板と直交する方向以外の方向から、前記基板および半導体部品のそれぞれの表面の双方に跨るようにして照射する工程と、
この照射光の照射によって前記基板の表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光を前記基板と直交する方向から撮像する工程と、
該撮像画像から、封止に必要とされる樹脂量を求めるための指標を得る工程と、を含む
ことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止装置の樹脂量決定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品は、そのままでは外部からの影響を受け易いため、基板に搭載された後に、熱硬化性樹脂等により樹脂封止が行われている。
【０００３】
樹脂封止を行なう場合には、対向する樹脂封止金型で基板をクランプした状態で、当該金型を合わせてできるキャビティを利用して、該キャビティ内で半導体部品を封止するようにしている。
【０００４】
近年、携帯電話のＳＲＡＭ等の分野において、スタックドパッケージと呼ばれる半導体部品が用いられている。これは複数の半導体チップを積層化したもので、僅かな体積増加で高度な機能を拡充させることができるため、需要が急拡大している。
【０００５】
ただ、この種の半導体部品は、前工程の不良などにより部品の積層数が不揃いになってしまうことがある。この場合、半導体部品が予定された積層数に達していないということであるため、キャビティ内に充填すべき樹脂量（封止に必要とされる樹脂量）も設定値からずれてしまうことになる。圧縮成形方法を用いた樹脂封止装置の場合、（トランスファ成形と異なって）キャビティが閉じており、圧縮の過程において樹脂量を増減することができないため、充填すべき樹脂量の決定の不適は、製品の不良に直結する。
【０００６】
特許文献１においては、このような問題に対する技術として、レーザ光を半導体部品に照射して得られる反射光の焦点距離を読み取ることにより該半導体部品の高さを計測し、この高さ計測値からチップ積層量を判定し、不足する半導体部品に補填する樹脂量若しくは補填しない樹脂量を算出する技術が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３４９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１において開示されている技術は、レーザ光等を利用して半導体部品の高さを実測し、実測した高さから積層量を判定して樹脂量を演算するものであったため、この種の樹脂封止装置にあっては、一般に半導体部品が基板上においてマトリクス状に多数配置されているため、構造が複雑且つ大掛かりとならざるを得ず、コスト的あるいは設置スペース的に実現が難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するべくなされたものであって、より「簡易な測定或いは検知手法によって得られる情報」を指標とし、後は、この指標に基づいて演算等のソフト的な処理のみで封止に必要とされる樹脂量を求めることができるようにすることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に搭載された半導体部品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の樹脂量決定装置において、明暗の境界が既知の照射光を、前記基板と直交する方向以外の方向から、前記基板および半導体部品のそれぞれの表面の双方に跨るようにして照射する手段と、この照射光の照射によって前記基板の表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光を前記基板と直交する方向から撮像する手段と、を備え、該撮像情報を、封止に必要とされる樹脂量を求める際の一指標として使用することにより、上記課題を解決するものである。
【００１１】
本発明で実際にハード系の手段にて測定或いは検知するのは、明暗の境界が既知の照射光（例えばスリット光）の照射によって基板の表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光の撮像画像のみである。この情報を得るには、簡易な光学系とカメラが有れば足り、コスト的にも設置スペース的にも非常に有利である。後は、得られた撮像画像に対してソフト的な所定の画像処理、或いは演算処理をするだけで済むため、簡易な構成で封止に必要とされる樹脂量を求めることができる。
【００１２】
具体的な画像処理、或いは演算処理の手法としては、例えば、前記半導体部品に関して、前記スリット光を照射した際に設計上得られると推定される部品照射光の基板照射光に対する位置を予め登録しておく記憶手段と、該登録された位置と、実際に撮像された位置との乖離態様を求める画像処理手段と、を備え、この乖離態様に基づいて、必要とされる樹脂量を求めるようにすればよい。樹脂封止に必要とされる樹脂量を求めるには、必ずしも半導体部品の現実の高さや積層数を把握する必要はない。要は、樹脂封止に影響を与えるような高さや積層数の「変化」があったときに、その変化を何らかの形で的確に把握できれば足りる。前記乖離態様は、この変化を反映しているため、実測された部品照射光の位置が設計上の部品照射光の位置に対してどの程度乖離しているかを見ることにより、補正すべき樹脂量を求めることができる。補正すべき樹脂量が求まれば、必要とされる樹脂量は単純な演算で求められる。
【００１３】
また、例えば、撮像結果から、前記半導体部品に関して、前記基板照射光の明暗の境界と部品照射光の明暗の境界との距離を求める演算手段を備え、この求められた距離に基づいて、封止に必要とされる樹脂量を求めるようにしてもよい。基板照射光と部品照射光のそれぞれの明暗の境界の距離は、必要とされる樹脂量と所定の逆相関がある（距離が大きければ必要とされる樹脂量が少ない）。そのため、この距離が演算によって求められれば、後は、必要な樹脂量を演算、或いはテーブル参照等の手法によって求めることができる。
【００１４】
このように、本発明では、この測定或いは検知された基板照射光と部品照射光の画像情報をどのように加工して封止に必要な樹脂量を求めるかについては特に限定されない。なお、必要に応じて半導体部品の表面の面積等のデータを適宜併用して活用しても良いのは言うまでもない。
【００１５】
本発明では、必要ならば、前記明暗の境界が既知の照射光を、該照射光の長手方向と直角の方向に走査することにより、前記半導体部品の当該走査方向の実長さを検出するように構成することも容易である。この実長さは、樹脂量を演算する際の補助データとしてさまざまな形で利用できる（後述）。
【００１６】
本発明は、基板上に搭載された半導体部品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の樹脂量決定方法において、明暗の境界が既知の照射光を、前記基板と直交する方向以外の方向から、前記基板および半導体部品のそれぞれの表面の双方に跨るようにして照射する工程と、この照射光の照射によって前記基板の表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光を前記基板と直交する方向から撮像する工程と、該撮像画像から、封止に必要とされる樹脂量を求めるための指標を得る工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止装置の樹脂量決定方法として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な光学系とカメラを用意するだけで、半導体部品の積層に欠落があっても、封止に必要とされる樹脂量を正確に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、樹脂封止装置の一部分を構成する装置として適用されるが、樹脂封止装置自体の基本構成については、従来の構成と特に異なるところがないため、ここでは、本発明本来の「必要とする樹脂量の決定装置」の部分に焦点を当てて説明する。
【００２０】
図１に、本発明の実施形態の一例に係る樹脂量決定装置の概略構成を示す。この樹脂量決定装置は、基板１２及び該基板１２上に載置された半導体部品１４の双方に対して跨るようなスリット光（明暗の境界が既知の照射光）１６を照射可能なスリット光光源１８を備える。スリット光光源１８は、基板１２と直交する方向Ｘ以外の方向（この実施形態では水平方向Ｙからθ＝４５度傾いた方向）Ａから当該スリット光１６を照射する。図２を合わせて参照して、基板１２の上方には、該基板１２と直交する方向Ｘからこのスリット光１６の照射によって基板１２の表面１２Ａ上及び半導体部品１４の表面１４Ａ上に描写されたスリット状の基板照射光２０及び部品照射光２２（のそれぞれの明暗の境界）を同時に撮像するＣＣＤカメラ２６が配置されている。
【００２１】
なお、図の符号３０は、スリット光１６を発生するスリット光光源１８におけるスリット光１６の発生を制御するコントローラ、３２はＣＣＤカメラ２６によって捉えられた画像に対して所定の画像処理或いは演算処理を行うことにより封止に必要とされる樹脂量を求めるコンピュータである。樹脂量決定装置のハード系の構成は基本的にこれだけである。なお、撮像手段は、ＣＣＤカメラに限定されるものではなく、要は、基板照射光２０及び部品照射光２２のそれぞれの明暗の境界を同時に撮像できるものならば、その種類は問われない。
【００２２】
次に、この樹脂量決定装置の作用を、撮像結果から必要とする樹脂量を求める具体的な手法の説明と共に詳細に説明する。
【００２３】
図２に示されるように、先ず、水平方向Ｙからθ＝４５度の角度方向Ａからスリット光１６を基板１２及び半導体部品１４に照射し、描かれた基板照射光２０及び部品照射光２２をＣＣＤカメラ２６によって基板１２と直交する方向（図２における真上方向）Ｘから撮像する。
【００２４】
例えば、図３に示されるように、コンピュータ３２内に、半導体部品１４に関して、スリット光１６を照射した際に設計上得られると推定される部品照射光の基板照射光に対する位置Ｙｆを予め登録しておくメモリ（記憶手段）３２Ａと、該登録された位置Ｙｆと、実際に撮像された部品照射光２２と位置の乖離態様を求める画像処理器（画像処理手段）３２Ｂと、を備えることにより、この乖離態様（及び必要に応じて予め既知の半導体部品１４の寸法情報）に基づいて、必要とされる樹脂量を求めるように構成することができる。
【００２５】
より具体的に説明すると、樹脂封止に必要とされる樹脂量を求めるには、前述したように、必ずしも半導体部品１４の現実の高さや積層数を把握する必要はない。要は、樹脂封止に影響を与えるような高さや積層数の「変化」があったときに、その変化を何らかの形で的確に把握できれば足りる。例えば設計上の積層数が１５層で３層違うと必要とされる樹脂量に影響が出てくる場合は、実際の積層レベルが１５／３＝５段階のいずれのレベルに相当するかが何らかの形で把握できれば足りる。図３の表示例で説明し直すならば、基板１２上に照射される基板照射光２０の位置は、半導体部品１４の積層数に関わらず不変である。したがって、先ず、設計上の積層が正常になされたときの仮想画像における基板照射光２０の（明暗の境界）位置と、実際に撮像された画像における基板照射光２０の（明暗の境界）位置同士を重ね合わせる。一方、積層数が零のときに生じると推測される部品照射光２２の位置Ｙｎの周辺区間ｙ０と、設計通り１５層が正常に積層されたときに生じると推測される部品照射光２２の位置Ｙｆの周辺区間ｙ４を含む計５つの区間ｙ０〜ｙ４を想定しておき、撮像された部品照射光２２の位置がこの５つの区間ｙ０〜ｙ４うちのどの区間に位置しているか（設計上の部品照射光２０の位置Ｙｆからどの程度乖離しているか）を画像処理によって判定することにより、補正すべき樹脂量を求めることができる。
【００２６】
即ち、部品照射光２２が設計上の部品照射光の位置Ｙｆの周辺区間ｙ４内に存在していた場合には、補正すべき樹脂量は零であり、したがって、必要とされて樹脂量は、設計上求められる樹脂量そのものとして演算される。部品照射光２２の位置が区間ｙ０側にずれていると判定されたときほど補正すべき樹脂量は多くなり、区間ｙ０に位置していると判定された場合には、封止されるべき半導体部品１４自体が存在していないと考えられるため、補正すべき樹脂量は、半導体部品１４の体積そのものとなる。図３の例では、部品照射光２２は区間ｙ１に属しているため、中間的な相応の補正がなされる。
【００２７】
他の演算手法としては、基板照射光２０と部品照射光２２（のそれぞれの明暗の境界）の距離ｄを得られた実測画像から直接的に求め、例えばこの距離ｄが予め設定したどの閾値区間に存在しているかを判定するという演算手法が利用できる。図２（Ａ）（Ｂ）に比較して示すように、この距離ｄ（ｄｂ、ｄｓ）は、半導体部品１４の基板１２からの高さＨ（Ｈｂ、Ｈｓ）或いはチップ積層数と相関があり、半導体部品１４の高さ方向の情報を基本的に内在している。そのため、この距離ｄを用いることにより、コンピュータを３２によって必要とされて樹脂量を演算することができる。
【００２８】
なお、判定した結果は、前述したように、補正すべき樹脂量を演算するという形で利用しても良いし、必要とされる樹脂量を直接求める形で利用しても良い。必要とされて樹脂量を直接求める場合、例えば、距離ｄから演算で直接的に求める方法と、図４に示されるように、距離ｄと必要とされる樹脂量との関係を、封止される半導体部品毎（図の例では部品１〜部品５毎）に予めメモリ（テーブル）３２Ｃに記憶しておき、距離ｄが、該テーブル３２Ｃ上の複数の距離ランク（図４では９個の距離ランクｄ１〜ｄ９）のうち、どのランクに属するかを判定することにより、封止に必要とされる樹脂量Ｑ１１、Ｑ１２、…Ｑ１９、Ｑ２１、Ｑ２２、…Ｑ２９、…、Ｑ５１、Ｑ５２、…Ｑ５９を当該距離ランクｄ１〜ｄ９に対応するテーブル３２Ｃ上の値から直接求めるようにすることも可能である。前記区間ｙ０〜ｙ４の数や距離ランクのｄ１〜ｄ９の数は、封止する半導体部品２２の積層数、或いは要求される封止精密度等に応じて適宜に設定すればよい。
【００２９】
ところで上記実施形態においては、スリット光（明暗の境界が既知の光）１６の照射によって基板１２の表面上に到達した基板照射光２０及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光２２を、基板と直交する方向ＸからＣＣＤカメラ２６によって撮像する構成を採用していたため、当該スリット光１６をスリットの長手方向と直角の方向（Ｙ方向）に走査することにより、半導体部品１４の最上面の当該走査方向Ｙの実長さＬｙを検出することが可能である。また、この走査系を９０度回転させることにより、半導体部品１４の奥行き方向Ｚの実長さＬｚを検出することも可能である。具体的にはこの測定は、走査の過程で、基板照射光２０及び部品照射光２２の（それぞれの明暗の境界の）距離ｄが半導体部品の存在によって最も大きくなった位置から最初により小さく反転する位置までの間、即ち、分岐が最も大きく維持されている間の長さをソフト的に検知することで実現できる。この半導体部品１４の最上面の実長さＬｙ（或いはＬｚ）は、樹脂量を演算する際の補助データとしてさまざまな形で利用できる。例えば、もし、積層階によってその寸法が微妙に異なる場合には（図２参照）、最上面の実長さＬｙ、Ｌｚが把握できることにより、積層階自体を推定できる。距離ｄとの掛け合わせで推定した場合には、一層その正確度が高められる。また、実長さＬｙ，Ｌｚが把握できることにより、封止しようとする半導体部品の種類（或いは体積）の特定がリアルタイムでできるようになるため、予め種々の閾値を半導体部品の種類毎に記憶・設定しておく手間を省略できるようになり、また、実長さＬｙ，Ｌｚをも利用した状況分けができるようになるため、樹脂量算出の正確度もより向上できる。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、明暗の境界が既知の照射光としてスリット光を用いるようにしていたが、要は境界さえ明確であれば、例えば、帯状の光であっても、又、照射面を明と暗に２分割するような照射光であってもよい。更には、境界線の形状が既知の場合は、該明暗の境界の形状は必ずしも直線である必要もない。
【００３１】
このように、本発明では、封止に必要とされる樹脂量を求めるに当たって、明暗の境界が既知の照射光の照射によって基板表面上に到達した基板照射光及び半導体部品の表面上に到達した部品照射光を基板と直交する方向から撮像した画像に基づいて、その指標を得るようにしたため、極めて簡易な光学系とカメラを用意するだけで、半導体部品の積層に欠落があっても、封止に必要とされる樹脂量を正確に求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、特に圧縮成形方法を用いた樹脂封止装置に適用すると、顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる樹脂封止装置の樹脂量決定装置の実施形態の一例を示す概略構成図
【図２】基板及び半導体部品にスリット光が照射された様子を示す斜視図
【図３】ＣＣＤカメラによって得られた画像の処理の例を示す模式図
【図４】距離ｄから必要とされる樹脂量を求めるためのテーブル
【符号の説明】
【００３４】
１２…基板
１４…半導体部品
１６…スリット光（明暗の境界が既知の照射光）
１８…スリット光光源
２０…基板照射光
２２…部品照射光
２６…ＣＣＤカメラ（撮像手段）
３０…コントローラ
３２…コンピュータ
ｄ…基板照射光と部品照射光との距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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