(57)【要約】      （修正有）【課題】チップキャリアテープから他のプロセッシングステーションへとチップを移動する方法、キャリアテープシステムをフリップチップパッケージングに適応する方法を改善する。【解決手段】チップ１４が通常の方法で回路側を上にしてキャリアテープ１１上にロードでき、単一のピック操作でキャリアテープ１１からピッキングでき回路側を下にして配置することができるようなフリップチップアセンブルに対するキャリアテープシステムを設計することができた。キャリアテープ１１の裏側からチップ１４をピッキングする。次にピックツール１６の真空ヘッドがＩＣチップ１４の裏側に接触し、更なる取り扱いなしで回路側を下にしてチップ１４をディスペンス（操作／分配)する。【選択図】図７
2004260195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側と裏側を有するフレキシブルテープからなるチップキャリアテープであって、
前記チップキャリアテープを貫通するようにチップサイト開口を備え、前記チップサイト開口は、チップキャリアテープの裏側を沿ってのびる接着性バッキングを有し、前記接着性バッキングは、前記チップサイト開口のそれぞれにて開口を有する
ことを特徴とするチップキャリアテープ。
【請求項２】
前記開口は、ＩＣチップのエッジを係合するタブを備える
ことを特徴とする請求項１記載のチップキャリアテープ。
【請求項３】
ＩＣチップを操作する装置であって、
（Ａ）巻かれたチップキャリアテープをほどくリールと、
（Ｃ）前記キャリアテープに穴をパンチする手段からなるパンチステーションと、
（Ｄ）第１位置から個々のＩＣチップをピッキングしそのＩＣチップを第２位置に配置する手段からなるチップローディングステーションと、
（Ｅ）テイクアップリールと、
（Ｆ）前記チップキャリアテープをほどき、前記パンチステーション、前記チップローディングステーション、前記テイクアップリールへと順に前記チップキャリアテープを移す手段と
を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
前記パンチステーションは、異なる大きさの穴をパンチする手段を備える
ことを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
ＩＣチップを操作する装置であって、
（Ａ）巻かれたチップキャリアテープをほどくリールと、
（Ｂ）前記リールに巻かれるチップキャリアテープと、ここで、
前記チップキャリアテープは、表側と裏側を有するフレキシブルテープからなり、前記チップキャリアテープを貫通するチップサイト開口を有し、前記チップサイト開口は、チップキャリアテープの裏側を沿ってのびる連続的な接着性バッキングを備え、前記接着性バッキングは、前記チップサイト開口の裏側全体を覆い、
（Ｃ）前記接着性バッキングにおいて異なる大きさの穴をパンチする手段からなるパンチステーションと、
（Ｄ）第１位置から個々の開始チップをピッキングしそのＩＣチップを第２位置に配置する手段からなるチップローディングステーションと、
（Ｅ）テイクアップリールと、
（Ｆ）前記チップキャリアテープをほどき、前記パンチステーション、前記チップローディングステーション、前記テイクアップリールへと順に前記チップキャリアテープを移す手段と
を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの取り扱い技術および関連する装置に関し、特に、チップキャリアテープから他のプロセッシングステーションへとチップを移動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣシンギュレーションオペレーションからＩＣパッケージングオペレーションへと処理済み集積回路（ＩＣ）チップを運ぶ多くのシステムが存在する。これらシステムの多くは圧感受性接着性バッキング（backing）を有する孔パンチ済みプラスチックキャリアテープを用いる。これは、キャリアテープと呼ばれ、文献、Industry Standard, ELA/IS-747, Electronic Industries Association(Arlington, VA)出版、に詳細に説明されている。
【０００３】
チップは、ピックアンドプレースツールによって孔に取り付けられ、、圧感受性接着性バッキング（接着性バッキングと呼ぶ）によって孔に保持される。広く用いられるキャリアテープシステムは、孔処理されたプラスチックテープ（プラスチックキャリア）の下側にそってのびる接着性バッキングの２つの平行なレールを用いる。この点について例えば、米国特許第５２０３１４３号（１９９３年４月２０か発行）を参照されたい。
【０００４】
キャリアテープがロードされた後、これらテープは次のアセンブリ操作に直接運ぶことができ、あるいはより典型的には、一時的保管のためリール（reel）される。次にテープはアンリールされ、チップはキャリアテープからピッキングされ、パッケージやアセンブリマシーンに配置される。伝統的なピックアンドプレースツールによって、チップは、キャリアテープ上を回路の側を上にされて運ばれ、ピックアンドプレースマシンの真空ヘッドによって回路側上で捕獲（seize）され、次のアセンブリステーションにて回路の側を上にして挿入される。通常のサーフェースマウントパッケージおよびワイアボンドパッケージに対して、チップの回路側が上の配置が望ましい配向性である。しかし、フリップチップパッケージに対しては、望ましい配向は逆側である。
【０００５】
フリップチップパッケージングに対してキャリアテープシステムを適応するのに多くの方法が用いられている。１つとして、Tempo Electronics(米国カルフォールニア州Los Angeles)から得られるBare Die Dispensing Systemがある。この装置において、通常の方法で（即ち、回路側が上で）キャリアテープからダイをピッキングするのにインバーターアームが用いられ、１８０゜アークによってピックツールのアームをスウィングし、第１のピックツールから第２のピックツールで、このときは回路側を下にして、ダイをピッキングする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この方法は満足するものであるが２つのピック操作を用いるとチップ取り扱い操作が遅くなってしまい、ピックポイントにおいて繰り返しチップ位置のエラーに貢献してしまう。キャリアテープシステムをフリップチップパッケージングに適応するほかの解決方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
我々は、チップが通常の方法で回路側を上にしてキャリアテープ上にロードでき、単一のピック操作でキャリアテープからピッキングでき回路側を下にして配置することができるようなフリップチップアセンブルに対するキャリアテープシステムを設計することができた。一実施例において、従来の構成とほぼ同じ装置、同じキャリアテープを用いる。別の実施例において、キャリアテープは本発明のため特別に意図した新しい設計を有し、別の実施例において、インシチュウ(in situ)で新しいキャリアテープを作るように変更した。
【０００８】
本発明に従う全ての実施例に共通な機能は、キャリアテープの裏側からチップをピッキングすることである。次にピックツールの真空ヘッドがＩＣチップの裏側に接触し、更なる取り扱いなしで回路側を下にしてチップをディスペンス(dispense：操作／分配)する。
【０００９】
裏側ディスペンス、即ち、スルーテープディスペンス(through tape dispensing)を容易にするため、テープの接着性バッキングを変更して、連続性デュアルレール接着性バッキングとなるようにチップサイトにて離散的孔を備えるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１において、接着性裏側パンチ処理プラスチックキャリアテープ１１は、排気装置を通してテープを制御しながらリールするスプロケット穴１２を有する。スプロケット穴１２は、テープおよびピックアンドプレースツールの運動の軸となるアライメント手段としても機能する。チップサイトは１９として示してあり、これは単に、キャリアテープ１１を貫通する開口である。ＩＣチップは１４に示してあり、接着性バッキングレール１３上に配置される。レール１３は、定接着性ポリマーでレールのチップ側上でコーティングされ、チップを正しい位置に保持する。
【００１１】
接着性バッキングは、様々なフレキシンブルの何れでもよい。承知な例として、業界で広く用いられているNittoテープである。プラスチックキャリアーは、適切な厚いフレキシブルな高強度材料の何れでもよい。一例として、Tempo Electronicsが製造するSurfTape（登録商標）である。
【００１２】
典型的なチップ製造操作において、処理されたウエファーは、ダイシングマシーンにて１つ１つにされ、個々のチップは図１に示すようにキャリアテープ１１にて配置される。テープは、その後のプロセッシングステーションへとコンベアベルトで運んでもよいが、より典型的には、リールされ、そのリールは最初のパッキングステーションへと移動される。
【００１３】
そこでは、ピックアンドプレースツールによって個々のチップがテープからディスペンスされ、ダイボンダーにて配置されるか、あるいはハンダボンディングのため相互接続基板上に取り付けられる。図２〜４に示した例において、チップ１４はハンダバンプ１５によってハンダバンプされ、相互接続基板上にサーフェースマウントできるようにされる。
【００１４】
典型的なディスペンス操作を図２〜４に示した。アンリールテープ１１がディスペンス装置によってステッピングされ、個々の第１４はピックアンドプレースツール１６によってキャリアテープ１１からピッキングされる。このピックアンドプレースツール１６は従来技術のもので、典型的にはマイクロマニピュレーターアームに取り付けられた真空ヘッド２１からなり、このマイクロマニピュレーターアームはチップをキャリアテープからピッキングし、それらをパッケージ基板（図示せず）上に配置する。
【００１５】
ディスペンス操作は、ダイイジェクターピン１７を用いることによって稼働し、これは図３にて、キャリアテープ１３からチップ１４を持ち上げ、ピックアンドプレースツール１６のシンクヘッド２１とかかるようにされる。キャリアテープ１３は、スプロケット穴１２に係合するスプロケットによってこの操作のための位置へとステッピングされる。ピックアンドプレースツール、ダイイジェクターピン、キャリアテープのムーブメントの操作は、秒当たり数個の割合でチップがディスペンスされるように調整される。
【００１６】
ダイイジェクターピンおよび真空ヘッドの操作のタイミングは、キャリアテープの接着性バッキングが真空ヘッドを上昇させるよりも前に、図３に示すようにチップの裏側からはがれるようにされ、チップの揺れないし回転が最小化するようにされる。図４には、ディスペンス操作が終了した際であってチップを配置サイトへと移動する準備が整った際の様子を示してある。
【００１７】
上の操作は、様々なチップ取り扱いアプリケーションにおいてうまく用いることができる。しかし、フリップチップアセンブリ操作にてディスペンス装置を用いた場合に、複雑化の問題が発生する。これは、フリップチップパッケージに対してチップはアクティブ側を上にしてピックアンドプレースツール１６に到着し、相互接続基板上への配置の前に逆転しなければならないという事実のためである。
【００１８】
ピックアンドプレースツール操作の前にチップを逆転する装置は存在するが、このような装置は本質的に付加的なピックアンドプレースツールを伴い、このことは前述したように、操作を複雑化し、更に重要なことに、制度を減らし、全体の操作を相当に遅くしてしまう。
【００１９】
図５〜７には、本発明に従うディスペンス装置の変更例を示してある。この変更したディスペンス装置の特徴は、チップのアクティブ側がビッグツールの真空ヘッドに面するようにキャリアテープとビッグツールが配向されていることである。アクティブ側を上にして（即ち、チックの裏側が接着性バッキング１３に接触するように）シンギュレーションステージにてチップがキャリアテープ上へロードされるので、テープまたは真空ヘッドの何れかはお互いに対して逆転されなければならない。
【００２０】
図５〜７に示した実施例において、キャリアテープが逆転され、ディスペンス装置へと「逆さまに」挿入される。このことは以下の幾つかの選択肢のうちの１つによって達成することができる。キャリアテープは、シンギュレーション操作から「逆に」リールすることができる。キャリアテープは、テープを逆転するように再びリールすることができる。あるいは、キャリアテープは、ディスペンス装置にて逆転することができる。
【００２１】
また、ピックアンドプレース真空ヘッドとダイイジェクターピンの位置を図５に示した構成のように交換し、従来技術の配向のキャリアテープを用いることができる。このモードにおいて、ダイイジェクターピンは、頂上から押し、真空ヘッドは底からピッキングする。次にピックアンドプレースツールは１８０゜回転し、チップを配置する。真空ヘッドを回転することは、従来技術のような付加的なピックアンドプレース操作を入れることと比べると比較的単純で迅速である。
【００２２】
これら選択肢の何れかに従うと、キャリアテープは、イジェクターピンとピックツールに対して逆さまに配向して最終ステーションへとステッピングされる。本発明のエッセンスは、チップを頂上から持ち上げるのではなくキャリアテープの底を通して押すことができることを認識したことにある。このことは図５に示してある。イジェクターピン１７とチップ１４が接着性バッキング１３の同じ側にありイジェクターピン１７が図２〜４のように裏側ではなくチップ１４のアクティブ側に係合している。
【００２３】
イジェクターピンがチップの回路側上に入るので、ＩＣへの損傷のリスクを減らし、接着性バッキング１３からの解放時にダイの回転運動を禁止するように、イジェクターピン１７にはパッド１８があることが好ましい。製造シーケンスにおけるこのステージでの典型的なＩＣチップは、ＩＣメタライゼーションの表面を覆うＳＩＮＣＡＰＳないしポリイミドの保護コーティングを有するようにされ、取り扱いやパッケージングにおける損傷の発生を減らしている。しかし、イジェクターティップをパディング(padding)する際には更なる注意が必要であろう。
【００２４】
図６には、本発明のディスペンスシーケンスが続き、チップ１４はキャリアテープ１１の底を通して押されている。ここで示した方法で接着性バッキング１３を通してのチップのエジェクションが信頼性および迅速性がよいことを実証できた。図７においてディスペンス操作が完了したものを示してあり、チップ１４はアクティブ側を下に配向されている。これは、相互接続基板上のフリップチップの配置に必要である。
【００２５】
本発明のディスペンス操作は、図８の１９で示す開口プレートにより更に増進される。この開口プレート１９は、接着性バッキング１３からのチップ１４のリフトオフ時に図示したように位置するような単純なフレームである。これはチップが比較的小さい場合（チップのエッジとキャリアテープにおける開口のエッジの間に比較的大きなギャップが存在する場合）に特に有用である。リフトオフを容易にする他の手段をも用いることができる。例えば、テープエッジは、ぎざぎざ(serrate)処理ないしスリット処理することができる。また、チップの裏側は、テープとチップの間の接着力を減らすようにラフ化処理をすることができる。
【００２６】
上述したようにキャリアテープに対してデュアルレール接着性バッキングを用いると本発明の最終モードを通してブッシュにおいて用いられる場合に高性能を発揮するが、スルーテープディスペンスモードに対して特別に設計されたような他の形態のキャリアテープをも用いることもできる。図９〜１４にはこれらの中の３つを示した。これら各実施例において、キャリアテープ上の接着性バッキングはチップの幅よりも幅が大きな単一の接着性テープあり、接着性バッキングはチップサイトにて個々の開口を有するようにされる。各実施例の間の変異は主に開口の形態による
【００２７】
図９において、変更したキャリアテープ２１は図示したようにチップサイトにて四角形（ないし随意に矩形）窓２２を有する。窓２２は、厚いプラスチックキャリアにおける開口である。キャリアテープに対する接着性バッキングの一部は窓２２それぞれにおいて２３で現れる。接着性バッキングにおける開口は２４で示した。キャリアテープにおけるスプロケット穴は２５で示した。チップは、テープ上に取り付けられた後、透視部分に示した空間を占める。プラスチックキャリアから分離した接着性バッキングは、図１０に示した。図９における透視部分にて示したチップから明らかなように開口２４はチップ面積よりも大きい。各開口２４には１もしくは複数のタブ２７があり、これはチップを保持するため接着性コンタクト表面を提供する。
【００２８】
図１１には、接着性バッキングにおいて離散的開口を有するキャリアテープの別の実施例を示してある。連続的キャリアテープ３１は、窓３２，接着性バッキング３３の一部、接着性バッキング３３において開口３４、スプロケット穴３５を有する。チップサイトは透視部分に示してある。接着性バッキング３３は、、プラスチックキャリア３１から分離され図１２に示してある。図１０のテープと同様に開口３４はチップエリアよりも大きいが、さらにタブ３８があり、これはタブ３７と組合わさって、チップの４つのエッジそれぞれとの接着性コンタクトを確実にする。
【００２９】
図１３には、接着性バッキングにおいて離散的開口を有するキャリアテープの別の実施例を示してある。連続的キャリアテープ４１は、窓４２，接着性バッキング４３の一部、接着性バッキング４３において開口４４，スプロケット穴４５を有する。チップサイトは透視部分に示してある。接着性バッキング４３は、プラスチックキャリア４１から離れており、これは図１４に示してある。図１０，１２のキャリアテープと同様に開口４４はチップ面積よりも大きい。タブ４５は、チップの４つのエッジそれぞれとの接着性タブコンタクトを確実にする。
【００３０】
図９〜１４のキャリアテープ設計は、本発明の好ましい実施例である。別の設計において、接着性コンタクトの領域がチップの周囲にのびるように、チップよりも小さくすることができる。この場合、開口のエッジにて複数のスリットを有することが望ましい。別の例として、開口が長さＬ、幅Ｗを有し、収容するチップが長さＬ1、幅Ｗ1を有する場合に、Ｌ＞Ｌ1かつＷ＜Ｗ1 、あるいはＬ＜Ｌ1 かつＷ＞Ｗ1 とするように収容することができる。
【００３１】
最適なパフォーマンスのため、接着性バッキングにおける開口は運ばれるチップの大きさにカスタムフィットするようにすることができる。このカスタムフィットは、異なる戦略を用いてアプローチされる。キャリアテープ上の接着性バッキングは、キャリアテープの供給会社により予めパンチ処理することができ、パンチ処理された形態でアセンブリ操作に提供することができる。代わりに、キャリアテープ上の接着性バッキングは、インシチュウ(in situ)（初期チップソーティング操作の一部として）パンチ処理することができる。
【００３２】
このことを達成する適当な装置は図１５に示した。リール５１上に新しいキャリアテープがリール済み状態で用意される。キャリアテープ５２はまずパンチステーション５３へ渡され、ここで、キャリアテープ上の接着性バッキングが処理しているチップにカスタムフィットするような開口を形成するようにパンチングされる。
【００３３】
次にキャリアテープはローディングステーション５４へと進み、ここで、従来技術のピックアンドプレースツールでチップがテープキャリア上へとロードされる。ロードしたテープはテイクアップリール５５上にリールされて、次のアセンブリ操作用に用意される。ステーションからステーションへとキャリアテープを運ぶ手段は一般に、キャリアテープ内のスプロケットホールと係合し、ステーション操作に対するテープの運動を調整するドライブスプロケットからなる。
【００３４】
接着性バッキングおよびプラスチックキャリアが一緒にアセンブルされた後に接着性バッキングに開口をパンチすることによって、接着性バッキングにおいて開口をキャリアテープ上のスプロケットホールへと有効にレジストすることを可能にする。しかし、接着性バッキングは代わりに、パンチして、そしてプラスチックキャリアに供給することができる。
【００３５】
この場合において適切なレジストレーションを確実にするため、キャリアテープのスプロケット穴をまたがってのびるように接着性バッキングを幅広くすることができる。全体のアライメントが適切であることを確実にするため、開口をパンチするのに用いた同じ操作におけるキャリアテープのものに対応するスプロケット穴を接着性バッキングにパンチすることができる。当業者であれば他のレジストレーション手段を考えることができるであろう。
【００３６】
本明細書において、「ハンダバンプ」および「ハンダバンプチップ」は、いかなる形態ないし構成（例えば、ボール、ペースト）のハンダ相互接続を用いることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術のＩＣキャリアテープの図。
【図２】キャリアテープからＩＣチップをディスペンスする操作の従来技術の手順を示す図。
【図３】キャリアテープからＩＣチップをディスペンスする操作の従来技術の手順を示す図。
【図４】キャリアテープからＩＣチップをディスペンスする操作の従来技術の手順を示す図。
【図５】キャリアテープの裏側からＩＣチップをディスペンスする本発明の手順を示す図。
【図６】キャリアテープの裏側からＩＣチップをディスペンスする本発明の手順を示す図。
【図７】キャリアテープの裏側からＩＣチップをディスペンスする本発明の手順を示す図。
【図８】キャリアテープの裏側からＩＣチップをディスペンスする本発明の手順を示す図。
【図９】本発明のスルーテープディスペンス方法において用意するように設計されたキャリアテープの図。
【図１０】プラスチックキャリアから分離した図９のキャリアテープの接着性バッキングの図。
【図１１】本発明のスルーテープディスペンス方法において用意するように設計されたキャリアテープの図。
【図１２】プラスチックキャリアから分離した図１１のキャリアテープの接着性バッキングの図。
【図１３】本発明のスルーテープディスペンス方法において用意するように設計されたキャリアテープの図。
【図１４】プラスチックキャリアから分離した図１３のキャリアテープの接着性バッキングの図。
【図１５】本発明の更なる実施例を示すキャリアテープスタンピングステーションを有するチップローディング装置の図。
【符号の説明】
【００３８】
１１、３１、４１、５２  キャリアテープ
１３  接着性バッキングレール
１４  チップ
１６  ピックアンドプレースツール
１７  イジェクターピン
１８  パッド
２１  真空ヘッド
３２、２２、４２  窓
１３、３３、４３  接着性バッキング
３４、２４、４４  開口
１２、３５、４５  スプロケット穴
２７、３７  タブ
３８  タブ
３１，４１  プラスチックキャリア
５１，５５  リール
５３  パンチステーション
５４  ローディングステーション
【図１】
2004260195.tif 000003
【図２】
2004260195.tif 000004
【図３】
2004260195.tif 000005
【図４】
2004260195.tif 000006
【図５】
2004260195.tif 000007
【図６】
2004260195.tif 000008
【図７】
2004260195.tif 000009
【図８】
2004260195.tif 000010
【図９】
2004260195.tif 000011
【図１０】
2004260195.tif 000012
【図１１】
2004260195.tif 000013
【図１２】
2004260195.tif 000014
【図１３】
2004260195.tif 000015
【図１４】
2004260195.tif 000016
【図１５】
2004260195.tif 000017