(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第１の角部とを第１のＣＣＤカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第１の角部との位置関係を計測し、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第２のＣＣＤカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第１の角部と同じ位置の第２の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第２の角部との位置関係を計測して、第１の角部の基準点と第２の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、フリップチップ実装ずれ検査方法。
【請求項２】
第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とする、請求項１に記載のフリップチップ実装ずれ検査方法。
【請求項３】
半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持し、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第２の角部を、フリップチップの上側に配置した上ＣＣＤカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第１の角部とを、フリップチップの下側に配置した下ＣＣＤカメラで画像認識し、フリップチップ実装後に、２視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識し、前記第１の角部と前記第２の角部の位置関係から２視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第１の角部または第２の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、フリップチップ実装ずれ検査方法。
【請求項４】
下ＣＣＤカメラでフリップチップのバンプ位置を画像認識し、２視野のカメラで基板の電極位置を画像認識し、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、請求項３に記載のフリップチップ実装ずれ検査方法。
【請求項５】
半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第１の角部とを第１のＣＣＤカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第１の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装前計測手段と、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第２のＣＣＤカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第１の角部と同じ位置の第２の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第２の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装後計測手段と、第１の角部の基準点と第２の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置。
【請求項６】
第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とする、請求項５に記載のフリップチップ実装装置。
【請求項７】
半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持するチップ保持手段と、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第２の角部を、フリップチップの上側に配置した上ＣＣＤカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第１の角部とを、フリップチップの下側に配置した下ＣＣＤカメラで画像認識するフリップチップ実装前認識手段と、フリップチップ実装後に、２視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識するフリップチップ実装後認識手段と、前記第１の角部と前記第２の角部の位置関係から２視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第１の角部または第２の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置。
【請求項８】
下ＣＣＤカメラがフリップチップのバンプ位置を画像認識し、２視野のカメラが基板の電極位置を画像認識し、前記演算手段が、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とする、請求項７に記載のフリップチップ実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップと回路基板のフリップチップ実装に関するものであり、実装後の実装位置ずれ検査をＸ線撮像装置や赤外線顕微鏡などのベアチップ内部の観察手段を用いずに、画像処理で外観測定のみで実装ずれを簡単に測定できるフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフリップチップ実装後の実装ずれの検査は、アライメントマーク面が基板の回路面に接するために外観からの検査は不可能であった。そのため、フリップチップの実装ずれの検査を行うには、Ｘ線撮像装置や赤外線顕微鏡などで測定波をフリップチップを透過させて、フリップチップのバンプ位置と基板のパターンとの位置関係を目視または画像処理により測定する検査方法が行われていた（例えば特許文献１）。【０００３】
一方、電子回路の実装では電極接合部に不良があると、電子回路が正常に動作しないので、実装後、できるだけ早く実装位置ずれ検査を実施する方が良い。実装検査が後工程になるほど、実装不良による製品の修理や廃棄が問題となる。しかしながら、Ｘ線撮像装置や赤外線顕微鏡などは高価であり、通常、検査はオフラインでサンプリングされた実装基板に対して行われている。そして、フリップチップ実装直後に実装位置の検査をできるように、Ｘ線撮像装置や赤外線顕微鏡を実装装置に取り付けようとしても、設備が複雑になり、また、タクトタイムがアップする問題があった。
【特許文献１】特開平１１−１８３４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、高価なＸ線撮像装置や赤外線顕微鏡を用いることなく、フリップチップと基板の実装後の実装位置ずれ検査を可能とする、フリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては以下のフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置が提供される。【０００６】
（１）まず、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第１の角部とを第１のＣＣＤカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第１の角部との位置関係を計測し、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第２のＣＣＤカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第１の角部と同じ位置の第２の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第２の角部との位置関係を計測して、第１の角部の基準点と第２の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。【０００７】
（２）また、上記（１）の方法において、第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。【０００８】
（３）また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持し、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第２の角部を、フリップチップの上側に配置した上ＣＣＤカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第１の角部とを、フリップチップの下側に配置した下ＣＣＤカメラで画像認識し、フリップチップ実装後に、２視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識し、前記第１の角部と前記第２の角部の位置関係から２視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第１の角部または第２の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。【０００９】
（４）また、上記（３）の方法において、下ＣＣＤカメラでフリップチップのバンプ位置を画像認識し、２視野のカメラで基板の電極位置を画像認識し、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装ずれ検査方法が提供される。【００１０】
（５）また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、フリップチップ実装前に、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップのアライメントマークを認識する方向側から見たフリップチップの平面の第１の角部とを第１のＣＣＤカメラで画像処理によって認識することにより、アライメントマークと前記フリップチップの第１の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装前計測手段と、フリップチップ実装後に、フリップチップの回路面と反対側の方向より第２のＣＣＤカメラで、基板のアライメントマークと、前記フリップチップの第１の角部と同じ位置の第２の角部とを画像処理によって認識することにより、前記基板のアライメントマークと前記第２の角部との位置関係を計測するフリップチップ実装後計測手段と、第１の角部の基準点と第２の角部の基準点を合わせることで、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置関係からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。【００１１】
（６）また、上記（４）の装置において、第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラが位置補正用手段を兼ねていることを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。【００１２】
（７）また、半導体チップを回路基板に実装するフリップチップ実装装置において、透明部材にてチップ保持板を構成するチップスライダにフリップチップを吸着保持するチップ保持手段と、フリップチップ実装前に、フリップチップの上面の第２の角部を、フリップチップの上側に配置した上ＣＣＤカメラで画像認識するとともに、フリップチップの下面のアライメントマークと第１の角部とを、フリップチップの下側に配置した下ＣＣＤカメラで画像認識するフリップチップ実装前認識手段と、フリップチップ実装後に、２視野のカメラで基板のアライメントマークと実装されたフリップチップの角部を画像認識するフリップチップ実装後認識手段と、前記第１の角部と前記第２の角部の位置関係から２視野のカメラで画像認識された角部の位置データを第１の角部または第２の角部として選択し、基板のアライメントマークの位置とフリップチップの角部の位置データとの位置関係を計測して、基板のアライメントマークの位置とフリップチップのアライメントマークの位置の相対位置関係を計算し、所定の実装位置からのずれ量を計算することにより、フリップチップ実装後の実装ずれの良否判定を行う演算手段とを有することを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。【００１３】
（８）また、上記（７）の装置において、下ＣＣＤカメラがフリップチップのバンプ位置を画像認識し、２視野のカメラが基板の電極位置を画像認識し、前記演算手段が、基板のアライメントマークからのフリップチップのバンプと基板の電極の相対位置関係を計算して、フリップチップのバンプと基板の電極の実装ずれの良否判定を行うことを特徴とするフリップチップ実装装置が提供される。【００１４】
なお、上記（５）または（７）の装置において、フリップチップ実装前計測手段、フリップチップ実装後計測手段、または、フリップチップ実装前認識手段、フリップチップ実装後認識手段は、演算手段と別の装置である必要はなく、それら計測手段や認識手段の機能の一部が演算手段によって果たされてもよい。前記の装置は、あくまで技術思想として規定したものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）の発明によれば、実装直後に全ての基板を検査でき歩留まりが上がる。フリップチップと基板の実装後にオンラインで検査ができるので、基板毎に検査データを管理できるようになり、基板不良などの製品トレースが容易にできるようになる。また、前工程への検査データのフィードバックなどに活用でき、信頼性の高い実装ができる。【００１６】
上記（２）の発明によれば、位置補正と同時にチップの角部の画像認識ができるので、タクトタイムを短縮することができ、生産性が上がる。【００１７】
上記（３）の発明によれば、フリップチップのアライメントマークと、フリップチップの上面の角部と、フリップチップの下面の角部を正確に認識し、フリップチップの基板への接合後の位置データと比較、照合して位置関係を求めるので、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。【００１８】
上記（４）の発明によれば、フリップチップのバンプと基板の電極の位置関係を求めることができるので、バンプの位置ずれや電極の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。【００１９】
上記（５）の発明によれば、第１のＣＣＤカメラで実装前のフリップチップを画像認識し、第２のＣＣＤカメラでフリップチップ実装後の基板を画像認識することで、フリップチップの実装ずれが検査できるので、大がかりな設備が不要となる。【００２０】
上記（６）の発明によれば、従来の実装装置で用いている実装時の位置補正用ＣＣＤカメラを検査用に使用できるので設備を追加する必要がない。【００２１】
上記（７）の発明によれば、透明部材でフリップチップ保持板を構成するチップスライダを用いて、フリップチップの上面の角部と、フリップチップの下面の角部が認識できるので、フリップチップの角部に割れ（クラック）による凹凸部が発生していても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。【００２２】
上記（８）の発明によれば、チップのバンプと基板の電極の位置関係を求めることができるので、バンプの位置ずれや電極の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実装装置の要部正面図である。
【図２】チップのバンプ面を第１のＣＣＤカメラもしくは２視野カメラで認識したときの画像を示す図である。
【図３】実装後の基板を第２のＣＣＤカメラもしくは２視野カメラで認識したときの画像を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る検査方法を説明するためのフロチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る実装装置の要部正面図である。
【図７】第３の実施の形態におけるチップスライダと上下ＣＣＤカメラを説明する斜視図である。
【図８】第３の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。
【図９】第３の実施の形態における上下ＣＣＤカメラの撮像状態を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る実装装置におけるチップのバンプと基板の電極の位置を説明する要部平面図である。
【図１１】第４の実施の形態の実装装置における検査方法を説明するためのフロチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１    チップ
２    バンプ
３    チップトレイ
４    第１のＣＣＤカメラ
５    第１の角部
６    アライメントマーク
７    基板
８    電極
９    ボンディングステージ
１０    ボンディングヘッド
１１    ２視野カメラ
１２    第２のＣＣＤカメラ
１３    第２の角部
１４    基板トレイ
１５    アライメントマーク
１００    実装装置
１１０    チップ認識部
１２０    接合部
１３０    実装検査部
１５０    実装装置
１６０    チップ供給器
１６１    チップトレイ
１６２    吸着ツール
１６３    移載ツール
１７０    チップスライダ
１７１    固定レール
１７２    平板
１７３    スライド板
１７４    穴部
１７５    上ガラス
１７６    下ガラス
１７７    孔
１８０    接合部
１８１    ボンディングヘッド
１８２    ボンディングステージ
１８３    ２視野カメラ
１９０    搬送チップ認識部
１９１    上ＣＣＤカメラ
１９２    下ＣＣＤカメラ
１９３    支持台
２００    演算手段
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
以下に、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１はフリップチップ実装ずれを検査できる実装装置１００の要部正面図である。実装装置１００は、チップ認識部１１０、接合部１２０および実装検査部１３０から構成されている。チップ認識部１１０は、チップトレイ３と第１のＣＣＤカメラ４とを有し、バンプ２付きのフリップチップ（以下、単に「チップ」と呼ぶ。）１がチップトレイ３に収納されている。チップトレイ３の上方より第１のＣＣＤカメラ４が、チップ１のバンプ２面に刻印されているアライメントマーク６（図２に図示）および第１の角部５を認識できるようになっている。チップ１の第１の角部５は、チップ１を四角形の立体（以下、立方体と称する。）として見たときのバンプ２面側の一つの角を意味する。そして、第１の角部５は、図２に示すように、アライメントマーク６の近傍に位置する。図２に、第１のＣＣＤカメラ４から撮像した際の、チップ１、バンプ２、アライメントマーク６および第１の角部５の位置関係を示す。第１の角部５とアライメントマーク６との位置関係をｘ１、ｙ１とする。【００２６】
実装装置１００の接合部は、チップ１を吸着保持するボンディングヘッド１０と、基板７を吸着保持するボンディングステージ９と、チップ１と基板７のそれぞれのアライメントマーク６、１５（基板７のアライメントマーク１５は、図３に示す。）を認識する２視野カメラ１１から構成されている。ボンディングヘッド１０は昇降可能になっている。ボンディングステージ９はｘ、ｙ、θ方向に移動可能になっている。２視野カメラ１１は、ボンディングヘッド１０とボンディングステージ９の間に、チップ１と基板７のアライメントマーク６、１５を認識するために挿入できるよう、進退可能になっている。【００２７】
実装装置１００の実装検査部１３０は、チップ１が実装された基板７を収納する基板トレイ１４と、基板トレイ１４の上方に配置された第２のＣＣＤカメラ１２から構成されている。図３に、第２のＣＣＤカメラ１２から基板７を撮像した際の、チップ１、基板７および基板７に刻印されているアライメントマーク１５の位置関係を示す。チップ１のバンプ２面の反対の面の、第１の角部５に対応する立方体の対向部を第２の角部１３とする。第１の角部５と第２の角部１３は、第２のＣＣＤカメラ１２から撮像した場合、チップ１のダイシング時（ウエハ上で切断する際）に切断面がチップ１のバンプ面に対して垂直に形成されると、同じ座標点となる。第２の角部１３とアライメントマーク１５との位置関係をｘ２、ｙ２とする。【００２８】
実装装置１００のチップ認識部１１０から接合部１２０へのチップ１の搬送は、図示していないチップ吸着反転ツールを用いて行われるようになっている。接合部１２０から実装検査部１３０への基板７の搬送は、図示していない基板搬送ツールで行われるようになっている。【００２９】
次に、図４に示す動作フロチャートを用いて第１の実施の形態における検査方法を説明する。まず、チップ認識部１１０において、第１のＣＣＤカメラ４でチップ１の第１の角部５とアライメントマーク６を画像処理する（ステップＳ１）。【００３０】
次に、第１の角部５とアライメントマーク６の相対位置関係を計算する（ステップＳ２）。【００３１】
次に、チップ吸着反転ツールを用いて、チップトレイ３からボンディングヘッド１０にチップが搬送される。ボンディングヘッド１０はチップ１を吸着保持する。また、基板７がボンディングステージ９に搬送され吸着保持される（ステップＳ３）。【００３２】
次に、２視野カメラ１１がチップ１と基板７の間に前進し、チップ１のアライメントマーク６と基板７のアライメントマーク１５を認識する。チップ１と基板７のアライメントマーク６、１５のデータに基づいてボンディングステージ９がｘ、ｙ、θ方向に動作し、アライメントが行われる（ステップＳ４）。【００３３】
次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド１０が下降し、チップ１のバンプ２と基板７の電極８が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド１０が上昇する（ステップＳ５）。【００３４】
次に、チップ１が接合された基板７を、基板搬送ツールが実装検査部の基板トレイ１４に搬送する（ステップＳ６）。【００３５】
次に、第２のＣＣＤカメラ１２がチップ１の第２の角部１３と基板７のアライメントマーク１５を画像認識する（ステップＳ７）。【００３６】
次に、第２の角部１３と基板７のアライメントマーク１５の位置関係を計算する（ステップＳ８）。【００３７】
次に、チップ１のバンプ２面側に刻印されているアライメントマーク６と基板７のアライメントマーク１５の位置関係を計算する（ステップＳ９）。【００３８】
次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップＳ９で求めた位置関係とを比較する（ステップ１０）。ステップＳ９で求めた実装ずれ量が予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し（ステップＳ１１）、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する（ステップＳ１２）。【００３９】
このように、フリップチップ実装後の実装ずれ検査において、Ｘ線撮像装置や赤外線顕微鏡などを用いずに、ＣＣＤカメラを用いてオンラインで実装ずれを測定するので、大がかりな設備が不要となり、従来の設備にチップ認識用ＣＣＤカメラと実装検査用ＣＣＤカメラを追加するだけで所望の検査が可能になる。【００４０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、図１におけるチップ認識部１１０および実装検査部１３０を装備せずに、接合部１２０のみでフリップチップ実装後の実装ずれを測定する検査方法および実装装置である。図１の接合部１２０に図示される２視野カメラ１１を、実装前において、チップ１と基板７の位置補正用手段に用いることと、チップ１の第１の角部５を認識することに、兼用して使用する。従って、実装前に２視野カメラ１１で得られる画像情報は図２と同じになる。そして、実装後に、基板７の上方に２視野カメラ１１を前進させ、図３と同じ画像情報を得るようにする。【００４１】
次に、第２の実施の形態の検査方法について図５のフロチャートを用いて説明する。まず、チップトレイ３に収納されているチップ１が、図示していないチップ吸着反転ツールによってボンディングヘッド１０に搬送され吸着保持される。また、図示していない基板搬送ツールによって基板７がボンディングステージ９に搬送され吸着保持される（ステップＳ１３）。【００４２】
次に、ステップＳ１４において、チップ１と基板７の間に２視野カメラ１１が前進し、チップ１のアライメントマーク６と基板７のアライメントマーク１５を画像認識し、ボンディングヘッド１０とボンディングステージ９の位置補正を行う。そして、チップ１の第１の角部５も画像認識する。その後、２視野カメラ１１は待機位置に後退する。【００４３】
次に、チップ１の第１の角部５とアライメントマーク６の位置関係を計算し、ｘ１，ｙ１のデータを得る（ステップＳ１５）。【００４４】
次に、ボンディングヘッド１０が下降しチップ１のバンプ２と基板７の電極８が接合される。所定の時間、加圧および加熱が行われ接合が完了し、ボンディングヘッド１０が上昇する（ステップＳ１６）。【００４５】
次に、基板７の上方に２視野カメラ１１が前進し、チップ１の第２の角部１３と基板７のアライメントマーク１５を画像認識する（ステップＳ１７）。【００４６】
次に、第２の角部１３と基板７のアライメントマーク１５の位置関係を計算する（ステップＳ１８）。【００４７】
次に、チップ１のバンプ２面側に刻印されているアライメントマーク６と基板７のアライメントマーク１５の位置関係を計算する（ステップＳ１９）。【００４８】
次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップＳ１９で求めた位置関係とを比較する（ステップＳ２０）。ステップＳ１９で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し（ステップＳ２１）、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する（ステップＳ２２）。【００４９】
このように、第１の実施の形態で用いた第１のＣＣＤカメラ４および第２のＣＣＤカメラ１２の代わりに、位置補正用の２視野カメラ１１を兼用して使用するので、タクトタイムを短縮することができ、生産性が上がる。また、新たに設備を追加する必要がない。【００５０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について図６を用いて説明する。図６は、第３の実施の形態に係る実装装置１５０の要部正面図である。実装装置１５０は、大きく分けてチップ１を供給するチップ供給器１６０と、チップ供給器１６０から接合部１８０へチップ１を搬送するチップスライダ１７０と、基板７の電極８にチップ１のバンプ２を接合する接合部１８０と、チップスライダ１７０上のチップ１のアライメントマーク６を認識する搬送チップ認識部１９０と、実装ずれの良否判定をする演算手段２００から構成されている。【００５１】
チップ供給器１６０は、チップトレイ１６１に一定間隔でフェイスアップ状態（チップ１のバンプ面が上向きになる状態）で整列配置された複数のチップ１を一つずつ吸着保持し旋回させる伸縮自在で旋回可能な吸着ツール１６２と、吸着ツール１６２で反転したチップ１を水平方向に移動させチップスライダ１７０にチップ１をフェイスダウン状態（チップ１のバンプ２面が下向きになる状態）で受け渡す移載機構１６３とから構成されている。【００５２】
チップスライダ１７０は、チップ供給器１６０と接合部１８０の間に配設された固定レール１７１に沿って、往復移動可能になっている。チップスライダ１７０は、チップ供給器１６０からのチップ受け渡し位置（図６の位置Ａ）と、搬送チップ認識部１９０の認識位置（図６の位置Ｂ）と、接合部１８０のチップ受け渡し位置（図６の位置Ｃ）で、それぞれ停止する。【００５３】
チップスライダ１７０は、図７に示すようにＬ字型の板で、水平（Ｘ、Ｙ）方向に延びる平板１７２と上下（Ｚ）方向のスライド板１７３から構成されている。平板１７２には、穴部１７４が形成されており、穴部１７４の上部および下部にそれぞれ上側ガラス１７５と下側ガラス１７６がシールされて取り付けられている。上側ガラス１７５にはチップ１の吸着用の孔１７７が形成されている。上側ガラス１７５と、下側ガラス１７６と、穴部１７４とから形成される吸気室は、図示しないチューブにより吸引ポンプに連通接続されていて、チップスライダ１７０に受け渡されたチップ１を吸着保持して移載できるようになっている。【００５４】
搬送チップ認識部１９０は、上ＣＣＤカメラ１９１と、下ＣＣＤカメラ１９２と、両カメラを支持する支持台１９３から構成されている。支持台１９３は、チップスライダ１７０のレール１７１方向に移動可能になっており、チップスライダ１７０の位置Ｂでの停止にあわせてチップスライダ１７０側に移動し、両カメラでチップ１のアライメントマーク６と第１の角部５および第２の角部１３を認識する。【００５５】
接合部１８０は、チップ１を吸着保持するボンディングヘッド１８１と、基板７を吸着保持するボンディングステージ１８２と、チップ１と基板７のそれぞれのアライメントマーク６、１５を認識する２視野カメラ１８３から構成されている。ボンディングヘッド１８１は昇降可能になっている。ボンディングステージ１８２はｘ、ｙ、θ方向（水平方向および回転方向）に移動可能になっている。２視野カメラ１８３は、ボンディングヘッド１８１とボンディングステージ１８２の間に、チップ１と基板７のアライメントマーク６、１５を認識するために挿入できるよう、進退可能になっている。【００５６】
演算手段２００は、搬送チップ認識部１９０の上ＣＣＤカメラ１９１と下ＣＣＤカメラ１９２で画像認識されたデータと、接合部１８０の２視野カメラ１８３で画像認識されたデータから、実装ずれの良否判定を行う。【００５７】
次に、実装装置１５０における検査方法を、図８の動作フロチャートを用いて説明する。
まず、チップトレイ１６１に収納されているチップ１が、吸着ツール１６２にピックアップされ反転する（ステップＳ３０）。【００５８】
次に、移載ツール１６３がチップ１を吸着ツール１６２から受け取り、位置Ａに在席しているチップスライダ１７０に移載する（ステップＳ３１）。【００５９】
次に、チップスライダ１７０はチップ１を吸着保持し、位置Ａから位置Ｂに移動して停止する（ステップＳ３２）。【００６０】
次に、搬送チップ認識部１９０の支持台１９３が、チップスライダ１７０上のチップ１を上ＣＣＤカメラ１９１および下ＣＣＤカメラ１９２で認識できる位置まで前進する（ステップＳ３３）。【００６１】
次に、上ＣＣＤカメラ１９１でチップ１の第２の角部１３を認識する。そして、下ＣＣＤカメラ１９２で第１の角部５とアライメントマーク６を認識する（ステップＳ３４）。上ＣＣＤカメラ１９１と下ＣＣＤカメラ１９２とチップスライダ１７０の位置は、精度良く設定されている。第１の実施の形態ではチップトレイ３の加工精度が第１のＣＣＤカメラで認識した画像の精度に影響を与えていたが、この第３の実施の形態においては、上下ＣＣＤカメラの取り付け精度を所定値以上に構成することができるため、第１の実施の形態に比べ高精度に画像認識を行うことが可能となる。【００６２】
また、チップ１のダイシング面（切断面）は、図９の（Ａ）、（Ｂ）に示すような端面の細かい欠け、割れ（クラック）による凹凸部が発生しており、チップ１のバンプ２の面に対して垂直な平面として加工されていない。このため、一方向からのカメラによる角部の認識では、チップ１の厚みによる焦点ボケが発生し、正確に角部の認識が行われない。しかし、上下２方向からチップ１の角部を認識することにより、高精度にチップ１のアライメントマーク６と第１の角部５（チップ１のバンプ面のエッジ）と第２の角部１３（チップ１のバンプと反対側の面のエッジ）の認識が可能となる。【００６３】
次に、支持台１９３が水平方向に移動し、上ＣＣＤカメラ１９２と下ＣＣＤカメラが待機位置に退避する（ステップＳ３５）。【００６４】
次に、チップスライダ１７０が、ボンディングヘッド１８１が上昇位置にあることを確認し、チップ１を吸着保持した状態にて位置Ｂから位置Ｃに移動する（ステップＳ３６）。【００６５】
次に、チップスライダ１７０が位置Ｃに到着すると、ボンディングヘッド１８１が所定位置まで下降し、チップスライダ１７０のチップ１の吸着保持の解除を確認後、ボンディングヘッド１８１がチップ１を吸着保持し、チップ１の受け渡しが行われる（ステップＳ３７）。また、基板７がボンディングステージ１８２に搬送され吸着保持される。【００６６】
次に、チップスライダ１７０が位置Ｃから位置Ａに移動し、次のチップ１の受け取りに備える（ステップＳ３８）。【００６７】
次に、２視野カメラ１８３がチップ１と基板７の間に前進し、チップ１のアライメントマーク６と基板７のアライメントマーク１５を認識する。チップ１と基板７のアライメントマーク６、１５のデータに基づいてボンディングステージ１８２がｘ、ｙ、θ方向に動作しアライメントが行われる（ステップＳ３９）。【００６８】
次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド１８１が下降し、チップ１のバンプ２と基板７の電極８が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド１８１が上昇する（ステップＳ４０）。【００６９】
次に、基板７の上方に２視野カメラ１８３が前進し、チップ１の第１の角部５もしくは第２の角部１３と、基板７のアライメントマーク１５を画像認識する（ステップＳ４１）。【００７０】
次に、上ＣＣＤカメラ１９１および下ＣＣＤカメラ１９２で得られた画像データから、チップ１における第１の角部５および第２の角部１３の位置関係（上下関係）を認識する。そして、２視野カメラ１８３で得られたチップ１の角部の画像データの位置を第１の角部５とするか第２の角部１３とするかを選択する（ステップＳ４２）。例えば、図９の（Ａ）のような場合は、２視野カメラ１８３で得られたチップ１の角部の画像データの位置を第１の角部５（チップ１のバンプ面のエッジ）とする。また、図９の（Ｂ）のような場合は、第２の角部１３（チップ１のバンプの反対側の面のエッジ）を選択する。【００７１】
次に、選択された角部の位置データと基板７のアライメントマーク１５の位置関係を計算する（ステップＳ４３）。上ＣＣＤカメラ１９１および下ＣＣＤカメラ１９２では、チップ１のアライメントマーク６と、第１の角部５と、第２の角部１３のそれぞれの画像認識が行われ、同一座標系での位置関係が求められている。この座標系に２視野カメラ１８３で得られた選択されたチップ１の角部の位置データおよび基板７のアライメントマーク１５の位置データを展開し、位置関係を計算する（ステップＳ４４）。【００７２】
次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップＳ４４で求めた位置関係とを比較する（ステップＳ４５）。ステップＳ４４で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し（ステップＳ４６）、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する（ステップＳ４７）。【００７３】
このように、搬送チップ認識部１９０においてチップ１のアライメントマーク６と、第１の角部５と、第２の角部１３を正確に認識し、チップ１の基板７への接合後の位置データと比較、照合して位置関係を求めるので、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。【００７４】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様の実装装置１５０を用いる。第４の実施の形態では、搬送チップ認識部１９０の下ＣＣＤカメラが、チップ１のアライメントマーク６を認識するのではなく、バンプ２の位置を認識する。そして、接合部１８０の２視野カメラ１８３は、基板７のアライメントマーク１５を認識する際、電極８の位置も認識する。【００７５】
図１０の（Ａ）に下ＣＣＤカメラ１９２でチップ１を認識した際の概略画像を示す。点線で正規のバンプ２の位置ＲＢＰ（ｘ３，ｙ３）を示し、実線で実際のバンプ２の位置ＡＢＰ（Δｘ３，Δｙ３）を示している。バンプ２の位置ずれは、バンプ形成工程の精度に起因して発生している。【００７６】
図１０の（Ｂ）に２視野カメラ１８３で基板７を認識した際の概略画像を示す。点線で正規の電極８の位置ＲＥＰ（ｘ４，ｙ４）を示し、実線で実際の電極８の位置ＡＥＰ（Δｘ４，Δｙ４）を示している。電極８の位置ずれは、基板７の伸びなどにより発生している。【００７７】
このように、バンプ２または電極８のずれが発生した場合の実装検査方法について、図１１のフロチャートを用いて説明する。まず、チップトレイ１６１に収納されているチップ１が、吸着ツール１６２にピックアップされ反転する（ステップＳ５０）。【００７８】
次に、移載ツール１６３がチップ１を吸着ツール１６２から受け取り、位置Ａに在席しているチップスライダ１７０に移載する（ステップＳ５１）。【００７９】
次に、チップスライダ１７０はチップ１を吸着保持し、位置Ａから位置Ｂに移動して停止する（ステップＳ５２）。【００８０】
次に、搬送チップ認識部１９０の支持台１９３が、チップスライダ１７０上のチップ１を上ＣＣＤカメラ１９１および下ＣＣＤカメラ１９２で認識できる位置まで前進する（ステップＳ５３）。【００８１】
次に、上ＣＣＤカメラ１９１でチップ１の第２の角部１３を認識する。そして、下ＣＣＤカメラ１９２で第１の角部５とアライメントマーク６とバンプ２を認識する（ステップＳ５４）。そして、図１０の（Ａ）に示した、アライメントマーク６と実際のバンプ２の位置関係（ｘ３＋Δｘ３，ｙ３＋Δｙ３）を求める（ステップＳ５５）。【００８２】
次に、支持台１９３が水平方向に移動し、上ＣＣＤカメラ１９２と下ＣＣＤカメラが待機位置に退避する（ステップＳ５６）。【００８３】
次に、チップスライダ１７０が、ボンディングヘッド１８１が上昇位置あることを確認し、チップ１を吸着保持した状態で位置Ｂから位置Ｃに移動する（ステップＳ５７）。【００８４】
次に、チップスライダ１７０が位置Ｃに到着すると、ボンディングヘッド１８１が所定位置まで下降し、チップスライダ１７０のチップ１の吸着保持の解除を確認後、ボンディングヘッド１８１がチップ１を吸着保持し、チップ１の受け渡しが行われる（ステップＳ５８）。また、基板７がボンディングステージ１８２に搬送され吸着保持される。【００８５】
次に、チップスライダ１７０が位置Ｃから位置Ａに移動し、次のチップ１の受け取りに備える（ステップＳ５９）。【００８６】
次に、２視野カメラ１８３がチップ１と基板７の間に前進し、チップ１のバンプ２と基板７のアライメントマーク１５と電極８を認識する。そして、図１０の（Ｂ）に示したアライメントマーク１５と電極８の位置関係（ｘ４＋Δｘ４，ｙ４＋Δｙ４）を求める（ステップＳ６０）。【００８７】
次に、チップ１のバンプ２と基板７の電極８のデータに基づいてボンディングステージ１８２がｘ、ｙ、θ方向に動作しアライメントが行われる（ステップＳ６１）。【００８８】
次に、アライメントが完了すると、ボンディングヘッド１８１が下降し、チップ１のバンプ２と基板７の電極８が接合される。所定の時間、加圧と加熱が行われて接合が完了し、ボンディングヘッド１８１が上昇する（ステップＳ６２）。【００８９】
次に、基板７の上方に２視野カメラ１８３が前進し、チップ１の第１の角部５もしくは第２の角部１３と、基板７のアライメントマーク１５を画像認識する（ステップＳ６３）。【００９０】
次に、ステップＳ５４で得られた角部の位置関係に基づき、第１の角部５または第２の角部１３の座標を選択する。そして、基板７のアライメントマーク１５からのバンプ２と電極８の位置関係を計算する（ステップＳ６４）。そして、電極８に対するバンプ２のずれ量を計算する。【００９１】
次に、予め設定されている実装ずれ範囲とステップＳ６４で求めた位置関係とを比較する（ステップＳ６５）。ステップＳ６４で求めた実装ずれが予め設定されている許容範囲以内の場合、良品と判定し（ステップＳ６６）、許容範囲を超える場合には実装不良と判定する（ステップＳ６７）。【００９２】
このように、チップ１のバンプ２と基板７の電極８の位置関係を求めることができるので、バンプ２の位置ずれや電極８の位置ずれが発生しても、高精度にフリップチップ実装後の実装ずれ検査を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係るフリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置は、装置を簡素化できるとともに工程を大幅に短縮できるので、チップの基板への接合が要求されるあらゆる分野に適用することができる。
【図１】
0004768731.tif 000002
【図２】
0004768731.tif 000003
【図３】
0004768731.tif 000004
【図４】
0004768731.tif 000005
【図５】
0004768731.tif 000006
【図６】
0004768731.tif 000007
【図７】
0004768731.tif 000008
【図８】
0004768731.tif 000009
【図９】
0004768731.tif 000010
【図１０】
0004768731.tif 000011
【図１１】
0004768731.tif 000012