(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープフィルム基材上に回路パターンおよび位置合わせマークが形成された半導体パッケージ用基板を位置合わせ対象物とし、テープフィルムを搬送し、かつ、その搬送に同期しながら、ラインセンサを備えた撮像手段により位置合わせマークの概略位置を掴める精度にて全体を概略撮像するとともに、概略撮像の結果から位置合わせマークの存在領域を認識し、その認識された存在領域を詳細撮像し、存在領域の詳細撮像より位置合わせマークの詳細位置を認識し、認識された位置合わせマークの詳細位置により位置合わせ対象物の位置を認識し、その位置合わせ対象物の認識された位置により位置合わせを行う事を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項２】
テープフィルム基材上に回路パターンおよび位置合わせマークが形成された半導体パッケージ用基板を位置合わせ対象物とし、テープフィルムを搬送する搬送手段、搬送手段の搬送に同期しながら位置合わせマークの概略位置を掴める精度にて全体を概略撮像するラインセンサを備えた撮像手段、概略撮像の結果から位置合わせマークの存在領域を認識するマーク存在領域認識手段、その認識された存在領域を詳細撮像する詳細撮像手段、存在領域の詳細撮像より位置合わせマークの詳細位置を認識する詳細位置認識手段、認識された位置合わせマークの詳細位置により位置合わせ対象物の位置を認識する対象物位置認識手段、その位置合わせ対象物の認識された位置により位置合わせを行う位置合わせ手段、よりなる事を特徴とする位置合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種回路基板の製造時や検査時で代表される様な、各種詳細な位置合わせが必要な位置合わせマークが設けられた位置合わせ対象物の位置合わせ方法および位置合わせ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
各種の半導体パッケージ用基板の方式のうち、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃａｇｅ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）などの方式はポリイミドなどのテープフィルムを基材として回路パターンを形成したものである。これまでは回路パターンのサイズが比較的大きく、また面付けの数も少なかったが、近年の半導体パッケージ用基板はサイズ縮小や基材幅の増加に伴う面付け数の増加が進んでいる。
【０００３】
半導体パッケージ用基板の電気特性、布線、外観など各種の検査は、基板のピース１枚ごとを単位として行うことが多い。これは、製品の面積が大きくなると位置ずれが起きやすくなり正確な検査が出来なくなるため、なるべく小さな面積を単位として検査したほうがよいという理由と、また布線検査の場合にはひとつの検査ヘッドのピン数をなるべく少なくしたほうが検査ヘッドのコストを下げられるという理由からである。
【０００４】
そのためピース１枚ごとに検査前に位置合わせを行うという従来の位置合わせ方法では、面付け数が増加すると位置合わせの回数が増え、検査速度が落ちるという欠点があった。
【０００５】
また、位置合わせを行うときにはピース１枚の上の２箇所以上の位置合わせマークの位置関係を認識する必要がある。従来の位置合わせ方法ではカメラ２台以上を使用して各位置合わせマークを撮像するか、カメラ１台を各位置合わせマークのある場所へ移動して撮像するかである。前者の場合、基板１枚のサイズが小さくなると各位置合わせマークのある場所にカメラを同時に配置することができなくなる。また後者の場合は位置合わせのたびにカメラを移動させる時間が必要となり、結局検査速度が落ちる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はテープフィルム基材の上に形成された各種半導体パッケージ用基板の各種の検査前に行われる位置合わせの様に、対象物が大きくなるにも関わらず正確な位置合わせが求められる場合における上記の問題を解消するためになされたものであり、例えば、従来よりもサイズが小さく面付け数の多い各種半導体パッケージ用基板の各種検査前の位置合わせ方法および装置などの場合に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記課題を達成するために、請求項１の発明においては、テープフィルム基材上に回路パターンおよび位置合わせマークが形成された半導体パッケージ用基板を位置合わせ対象物とし、テープフィルムを搬送し、かつ、その搬送に同期しながら、ラインセンサを備えた撮像手段により位置合わせマークの概略位置を掴める精度にて全体を概略撮像するとともに、概略撮像の結果から位置合わせマークの存在領域を認識し、その認識された存在領域を詳細撮像し、存在領域の詳細撮像より位置合わせマークの詳細位置を認識し、認識された位置合わせマークの詳細位置により位置合わせ対象物の位置を認識し、その位置合わせ対象物の認識された位置により位置合わせを行う事を特徴とする位置合わせ方法を提供するものである。
【０００８】
また、請求項２の発明においては、テープフィルム基材上に回路パターンおよび位置合わせマークが形成された半導体パッケージ用基板を位置合わせ対象物とし、テープフィルムを搬送する搬送手段、搬送手段の搬送に同期しながら位置合わせマークの概略位置を掴める精度にて全体を概略撮像するラインセンサを備えた撮像手段、概略撮像の結果から位置合わせマークの存在領域を認識するマーク存在領域認識手段、その認識された存在領域を詳細撮像する詳細撮像手段、存在領域の詳細撮像より位置合わせマークの詳細位置を認識する詳細位置認識手段、認識された位置合わせマークの詳細位置により位置合わせ対象物の位置を認識する対象物位置認識手段、その位置合わせ対象物の認識された位置により位置合わせを行う位置合わせ手段、よりなる事を特徴とする位置合わせ装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施例による位置合わせ状態の概略を示す上面図である。また、図２は本発明の第１の実施例による位置合わせの概略を示すフローチャートである。なお、位置合わせ対象物は被検査物とし、テープフィルムとする。
【００１１】
図１において、１は被検査物である半導体パッケージ基板回路パターンが形成されたテープフィルムである。
【００１２】
２は、テープフィルム１上で半導体パッケージ基板の回路パターンが形成されている領域であり、半導体パッケージ基板回路のピース３（後述）が多面付けされていてひとまとまりになっている。テープフィルム１上には、回路パターン形成領域２が周期的に繰り返し形成されている。
【００１３】
２１、２２は回路パターン形成領域２の位置合わせマークであり、回路パターン形成工程および検査工程などでの位置合わせのために回路パターン形成領域２の内部に形成されている。回路パターン形成領域２の位置合わせマークは一般的に複数個であることが多く、図１では２１と２２の２個の場合を示している。
【００１４】
３は半導体パッケージ基板回路の１ピースである。ピース３は最終的には１つずつ切り離されて１枚の半導体パッケージ基板となるが、生産工程では複数枚のピース３が回路パターン形成領域２の内部に多面付け形成されている。
【００１５】
また３１はピース３の内部に形成されている位置合わせマークであり、検査工程や電気素子実装工程などでの位置合わせのためのものである。位置合わせマーク３１は一般的には複数個形成されることが多く、図１では２個の場合を示している。
【００１６】
４は、少なくとも回路パターン形成領域２全体を撮像できるように設置された概略撮像機構であるラインセンサであり、テープフィルム１が搬送手段７１、７２により搬送されるのに同期して回路パターン形成領域２の画像を撮像し、その画像データを計算処理手段５（後述）に送る。
【００１７】
ラインセンサ４はテープフィルム１の直近に設置してじかに撮像してもよいが、レンズなどの光学系を用いてテープフィルム１から離れたところから撮像してもよい。
【００１８】
高精度の位置合わせを行うためには、回路パターン形成領域２の画像を高分解能で撮像する必要がある。現状では一般的なエリアセンサの画素数は２０００×２０００程度までであるが、それでは分解能が不足であることが多い。
【００１９】
例えば幅５０ｍｍのテープフィルムを２０００×２０００画素のエリアセンサで撮像すると分解能は２５μｍとなるが、位置合わせ精度はそれより大きくなり対応できる配線パターンの大きさは５０μｍ程度までとなり、現状の半導体パッケージ基板の配線パターンに対しては対応できないものが多くなってしまう。
【００２０】
そこで、本発明では画素数が５０００や１００００のラインセンサ４を使い、分解能の高い画像データを得るようにしている。幅５０ｍｍのテープフィルムを１００００画素のラインセンサで撮像すると分解能５μｍとなり、対応可能な配線パターンの大きさは１０μｍ程度までとなり、大多数の半導体パッケージ基板に対応可能となる。
【００２１】
５は計算処理手段であり、ラインセンサ４からの画像データから回路パターン形成領域２の位置合わせマーク２１、２２および各ピース３の位置合わせマーク３１を、あらかじめ登録しておいた位置合わせマーク２１、２２、３１の形状とのパターンマッチング処理を行うことなどにより抽出し、位置合わせマーク２１、２２、３１の画像のそれぞれの重心位置を計算することなどにより、その各相対位置座標を求める。
【００２２】
位置合わせマーク２１、２２および３１は、本来はいつも同じ相対位置座標にあるはずであるが、実際にはテープフィルム１の伸縮や露光時のステップ送りの微妙なずれなどにより、相対位置が少しずれることがある。
【００２３】
それを検知するために、それぞれの回路パターン形成領域２について全ての位置合わせマークの位置を認識しておく必要がある。
【００２４】
６１、６２は、それぞれ位置合わせマーク２１、２２の詳細位置を認識するための詳細撮像機構であるカメラであり、各種検査や実装が行われる場所の近傍に設置される。テープフィルム１上の回路パターン形成領域２は搬送手段７１、７２（後述）によりこの場所に搬送されて静止する。
【００２５】
まず計算処理手段５が前述のようにしてラインセンサカメラ４の画像から求めた相対位置座標と、ラインセンサ４の位置から現在静止している位置までの距離から、位置合わせマーク２１、２２の現在位置を計算し、カメラ６１、６２をそれぞれの位置まで移動させる。カメラ６１、６２はそれぞれ位置合わせマーク２１、２２の撮像を行い、画像データを計算処理手段５へ送る。
【００２６】
計算処理手段５はその画像データから、あらかじめ登録しておいた位置合わせマーク２１、２２の形状とのパターンマッチング処理を行うことなどにより位置合わせマーク２１、２２を抽出し、さらに位置合わせマーク２１、２２の画像のそれぞれの重心位置を計算することなどにより、位置合わせマーク２１、２２の詳細な静止位置座標を計算する。さらに位置合わせマーク２１、２２の詳細な静止位置座標と、前にラインセンサ４の画像データから計算した各ピース３の位置合わせマーク３１の位置座標から、各ピース３の位置合わせマーク３１の静止位置座標を計算して図示せぬ検査機構や実装機構などへ送る。
【００２７】
検査機構や実装機構ではそのピース３の位置合わせマーク３１の静止位置座標をもとに検査ヘッドや電気素子の位置合わせを行う。
【００２８】
７１および７２は搬送手段であり、テープフィルム１の搬送や静止を行う。
【００２９】
ラインセンサ４が回路パターン形成領域２を撮像するときは撮像タイミングに同期してテープフィルム１を搬送する。
【００３０】
また、回路パターン形成領域２がカメラ６１、６２の位置まで来るようにテープフィルム１を搬送したり、カメラ６１、６２の位置合わせマーク２１、２２の撮像時や図示せぬ検査機構や実装機構の作業時はテープフィルム１を静止、保持する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の位置合わせ機構は、従来よりもサイズが小さいため位置合わせ用のカメラを配置できなかった半導体パッケージ用基板の様な位置合わせが困難な対象物に対して位置合わせを行ったり、ピースごとに位置合わせを行うと従来よりも面付け数が多いため時間がかかりすぎる半導体パッケージ用基板のような対象物に対して短時間で位置合わせを行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による位置合わせ機構の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例による位置合わせの概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    半導体パッケージ回路基板の基材であるテープフィルム
２    テープフィルム１上で、回路パターンが形成されている領域
２１、２２    回路パターン形成領域２の位置合わせマーク
３    半導体パッケージ基板回路の１ピース
３１  ピース３の位置合わせマーク
４    回路パターン形成領域２全体を撮像できるように設置されたラインセンサ
５    計算処理手段
６１、６２    位置合わせマーク２１、２２の詳細位置を認識するカメラ
７１、７２    テープフィルム１を搬送、静止させる搬送手段
【図１】
0004221947.tif 000002
【図２】
0004221947.tif 000003