專利名稱：觀察設(shè)備及用于制造電子裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及觀察設(shè)備及用于制造電子裝置的方法，尤其涉及這樣 一種觀察設(shè)備及用于制造電子裝置的方法，其中在電子元件上設(shè)置有底部填 充樹(shù)脂。
背景技術(shù)：
倒裝芯片安裝是用于在安裝基板上安裝諸如半導(dǎo)體芯片(以下稱為芯片 元件)之類的電子元件的公知方法。倒裝芯片安裝法用于在芯片元件的電極上形成金(Au)凸點(diǎn)，并將芯片面朝下地連接到安裝基板。在倒裝芯片安裝 法中，在芯片元件和基板之間填充底部填充樹(shù)脂(樹(shù)脂粘結(jié)劑)，用以加強(qiáng) 金凸點(diǎn)和電極之間的連接。優(yōu)選地，底部填充樹(shù)脂以均勻的方式填充在連接空間中。然而，在涂敷 底部填充樹(shù)脂的步驟或在安裝芯片的步驟期間，底部填充樹(shù)脂中可能產(chǎn)生空 隙(氣隙)。這將影響連接的強(qiáng)度和質(zhì)量。鑒于此情況，已有各種用于檢測(cè) 底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙的方法(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1和2)。專利文獻(xiàn)l:日本專利申請(qǐng)第64-025045號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)第09-196617號(hào)公報(bào)然而，專利文獻(xiàn)1和2中公開(kāi)的傳統(tǒng)方法是在芯片安裝之后通過(guò)觀察X 射線透射和安裝截面來(lái)檢查是否存在空隙。因此，傳統(tǒng)方法能夠在芯片安裝 之后檢測(cè)空隙是否存在及空隙的位置。然而，這將造成一個(gè)問(wèn)題，即，所述 方法不能觀察到空隙是如何產(chǎn)生的，因此仍然不清楚空隙產(chǎn)生的原因，也不 能夠確定倒裝芯片安裝的步驟中的狀態(tài)以便控制空隙的產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的大體目的是提供一種改進(jìn)且有用的觀察設(shè)備及用于制造電子 裝置的方法，其可以消除上述問(wèn)題。本發(fā)明的更為具體的目的是提供一種觀察設(shè)備及用于制造電子裝置的 方法，其能使芯片安裝步驟中底部填充樹(shù)脂的流動(dòng)狀態(tài)、即空隙的行為狀態(tài) 可視化。依照本發(fā)明的一個(gè)方案，提供了一種觀察設(shè)備，其用于在倒裝芯片安裝 期間通過(guò)底部填充樹(shù)脂將待安裝的本體安裝在基板上時(shí)，觀察所述底部填充 樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙，該觀察設(shè)備包括安裝單元，其將所述待安裝的本體安 裝在該基板上；以及觀察單元，其在該安裝單元將所述待安裝的本體安裝在 該基板上時(shí)，觀察所述底部填充樹(shù)脂的行為狀態(tài)。依照本發(fā)明的另一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，該安裝單元可包括頭部， 其保持所述待安裝的本體；基臺(tái)，在該基臺(tái)上安裝該基板，并且所述觀察設(shè) 備可包括成像單元，該成像單元對(duì)所述底部填充樹(shù)脂的行為狀態(tài)進(jìn)行成像。依照本發(fā)明的再一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，在該頭部的、用于對(duì)所述 待安裝的本體進(jìn)行成像的位置處可形成第一開(kāi)口 ，以及該成像單元可設(shè)置在 與該第一開(kāi)口相對(duì)的位置處。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，在該基臺(tái)的、用于對(duì)該基 板進(jìn)行成像的位置處可形成第二開(kāi)口；以及該成像單元可設(shè)置在與該第二開(kāi) 口相對(duì)的位置處。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，可在該頭部和該基臺(tái)的至 少其中之一上設(shè)置加熱器，該加熱器用于加熱所述待安裝的本體或該基板。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，該頭部和該基臺(tái)中的至少 其中之一可通過(guò)使用透明材料而形成。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，該觀察設(shè)備可包括壓力調(diào)節(jié)單元，其用于 調(diào)節(jié)該頭部施加在該基臺(tái)上的壓力。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，待安裝的本體可為玻璃芯片。依照本發(fā)明的又一個(gè)方案，在該觀察設(shè)備中，可應(yīng)用X射線攝像機(jī)或紅 外攝像機(jī)作為成像單元。依照本發(fā)明的又一方案，提供了一種用于制造電子裝置的方法，該方法 包括如下步驟在倒裝芯片安裝期間，通過(guò)底部填充樹(shù)脂將電子元件安裝到 安裝基板上；以及觀察在安裝步驟中所述底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙。依照本發(fā)明，可以在待安裝的本體在實(shí)際安裝條件下進(jìn)行安裝時(shí)以實(shí)時(shí) 方式觀察底部填充樹(shù)脂的行為狀態(tài)(流動(dòng)狀態(tài))。通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下的詳細(xì)描述，將更加清楚本發(fā)明的其他目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明觀察設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的立體圖； 圖3A為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的主視圖； 圖3B為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的右視圖； 圖4A為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)附近的結(jié)構(gòu) 的主視圖；圖4B為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)附近的結(jié)構(gòu) 的右視圖；圖4C為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)附近的結(jié)構(gòu) 的仰視圖；圖5A為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的吸頭(attraction head)的 剖視圖；圖5B為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的固定基臺(tái)的剖視圖； 圖6為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的局部剖開(kāi)右視圖； 圖7為示出觀察設(shè)備的局部剖開(kāi)右視圖，其中成像攝像機(jī)設(shè)置在固定基 臺(tái)的下方；圖8A為示出玻璃基板的俯視圖； 圖8B為示出玻璃芯片的俯視圖；圖9為示出在玻璃芯片即將安裝在玻璃基板之前的狀態(tài)示意圖。圖10為示出由于將玻璃芯片安裝在玻璃基板上而產(chǎn)生空隙的狀態(tài)示意圖；圖11為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方塊圖； 圖12為示出由控制裝置執(zhí)行的空隙檢測(cè)過(guò)程的流程圖； 圖13為示出利用玻璃構(gòu)成的吸頭的變型的剖視圖；圖14為示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀察設(shè)備的安裝設(shè)備的主視圖;以及圖15為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制造方法的實(shí)例的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的觀察設(shè)備1的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。觀察設(shè)備1大體包括安裝單元2和觀察單元3。觀察設(shè)備1用于在倒裝芯片安裝時(shí)觀察 底部填充樹(shù)脂12中產(chǎn)生的空隙13 (參看圖IO)，在該倒裝芯片安裝期間， 待安裝的本體4經(jīng)由底部填充樹(shù)脂12安裝在基板5上。倒裝芯片安裝用于在待安裝的本體4上形成凸點(diǎn)6,且在基板5上形成 電極7，并以面朝下的方式將待安裝的本體4連接到基板5，以使凸點(diǎn)6直 接連接至電極7。與諸如引線結(jié)合法之類的其它結(jié)合方法相比，倒裝芯片安 裝可以處理多個(gè)引腳并提高安裝效率。安裝單元2用于將待安裝的本體4安裝在基板5上。安裝單元2包括頭 部8和安裝基臺(tái)10。待安裝的本體4安裝在頭部8上，并且基板5安裝在安 裝基臺(tái)10上。該頭部8配置為可移動(dòng)至安裝基臺(tái)10。此外，在頭部8中形 成第一開(kāi)口 9以貫穿圖中的上下方向。以同樣的方式在安裝基臺(tái)10中形成 第二開(kāi)口 11以貫穿圖中的上下方向。觀察單元3例如采用成像攝像機(jī)。該觀察單元3設(shè)置在與形成于頭部8 中的第一開(kāi)口 9相對(duì)的位置處，或者設(shè)置在與形成于安裝基臺(tái)10中的第二 開(kāi)口 11相對(duì)的位置處。在圖1所示的實(shí)例中，觀察單元3設(shè)置在與第一開(kāi) 口 9相對(duì)的位置處。利用諸如玻璃之類的透明材料來(lái)形成待安裝的本體4和基板5。從而， 當(dāng)將安裝單元2應(yīng)用于將待安裝的本體4安裝在基板5 (放置有底部填充樹(shù) 脂12)上的過(guò)程中時(shí)，可通過(guò)利用觀察單元3經(jīng)由第一開(kāi)口 9觀察待安裝的 本體4，其中待安裝的本體4安裝在頭部8上，從而觀察安裝過(guò)程期間底部 填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)。 '在此方式下，根據(jù)觀察設(shè)備l，在待安裝的本體4安裝在基板5上的實(shí) 際安裝情況下，可以在將待安裝的本體4安裝在基板5上的同時(shí)以實(shí)時(shí)方式觀察底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)(流動(dòng)狀態(tài))。因此，基于這種觀察的結(jié)果，可以確定空隙13的產(chǎn)生原因。而且，還可以通過(guò)第二開(kāi)口 11以實(shí)時(shí)方式從基板5觀察底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)(流動(dòng)狀態(tài))，從而可以從多個(gè)方向觀察底部填充樹(shù)脂12的 行為狀態(tài)。在圖1示出的實(shí)例中，第一開(kāi)口 9和第二開(kāi)口 11處于凸點(diǎn)6或 電極7的形成位置附近。然而，第一開(kāi)口 9和第二開(kāi)口 11的形成位置并無(wú) 特別限制，它們可形成于任何位置。此外，圖1示出了應(yīng)用常規(guī)成像攝像機(jī)作為觀察單元3的實(shí)例，其中第 一開(kāi)口9和第二開(kāi)口 11分別形成在頭部8和安裝基臺(tái)10中，并且使用透明 材料形成待安裝的本體4和基板5。然而，通過(guò)應(yīng)用X射線成像攝像機(jī)或紅 外攝像機(jī)作為觀察單元3，可以不在頭部8或安裝基臺(tái)10中形成第一開(kāi)口 9 或第二開(kāi)口 11、或不使用透明材料作為待安裝的本體4或基板5的情況下， 觀察底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)。下面，參照?qǐng)D2—圖12描述基于上述基本結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觀 察設(shè)備20。其中與圖1中示出的元件或部分相對(duì)應(yīng)的元件或部分采用同樣的 附圖標(biāo)記來(lái)表示，故省略其描述。首先，參照?qǐng)D2_圖4C描述觀察設(shè)備20的整體結(jié)構(gòu)。觀察設(shè)備20大 體包括觀察單元3、頭部8、安裝基臺(tái)10、基座21、攝像機(jī)基臺(tái)25、頭部移 動(dòng)機(jī)構(gòu)27、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30、基臺(tái)移動(dòng)裝置40、控制裝置50 (參見(jiàn)圖ll) 等等。上述頭部8、安裝基臺(tái)IO、頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30和基 臺(tái)移動(dòng)裝置40組成安裝單元。在基座21上以豎直方式安裝一支撐板22。支撐板22包括設(shè)置在其上的 觀察單元3、頭部8、攝像機(jī)基臺(tái)25、頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30 等等。觀察單元3包括成像攝像機(jī)23和透鏡單元24。成像攝像機(jī)23應(yīng)用例如 高速攝像機(jī)，其能夠拍攝高速圖像，并以至少200幀/秒的速率產(chǎn)生圖像。成 像攝像機(jī)23連接于控制裝置50，該控制裝置50由個(gè)人電腦等構(gòu)成且還起到 圖像處理裝置的作用。所拍攝圖像上的圖像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)娇刂蒲b置50。另外， 本實(shí)施例中所使用的成像攝像機(jī)23應(yīng)用普通的成像攝像機(jī)，而并未使用X 射線成像攝像機(jī)或紅外攝像機(jī)。透鏡單元24設(shè)置在成像攝像機(jī)23的下方。透鏡單元24起到放大成像 位置的作用，以使后述的底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)被透鏡單元24放大， 并由成像攝像機(jī)23拍攝。成像攝像機(jī)23和透鏡單元24 (觀察單元3)安裝 在攝像機(jī)基臺(tái)25上。攝像機(jī)基臺(tái)25設(shè)置在支撐板22上。攝像機(jī)基臺(tái)25相對(duì)于支撐板22支 撐觀察單元3，并能夠?qū)Τ上駭z像機(jī)23的成像位置進(jìn)行微調(diào)。據(jù)此，不僅可 以通過(guò)后述的基臺(tái)移動(dòng)裝置40來(lái)調(diào)節(jié)成像位置，還能夠通過(guò)利用攝像機(jī)基 臺(tái)25移動(dòng)成像攝像機(jī)23來(lái)調(diào)節(jié)成像位置。另外，在透鏡單元24的下方設(shè)置一對(duì)照明單元26。照明單元26用于將 光照射在成像攝像機(jī)23的成像位置，且該照明單元被配置為能夠提供對(duì)微 小空隙的行為狀態(tài)進(jìn)行成像所需的充足的照明。如圖4A和圖4B以放大的方式所示，頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27包括頭部驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)28、固定基臺(tái)29、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30、頭部保持件31等。固定基臺(tái)29固 定在支撐板22上，且頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28設(shè)置在固定基臺(tái)29的上部。固定基臺(tái)29的內(nèi)部包括升降機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，該升降機(jī)構(gòu)用于通 過(guò)將頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28作為驅(qū)動(dòng)源而上下移動(dòng)基座板37，且頭部保持件31通 過(guò)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30安裝在基座板37上。從而，當(dāng)頭部保持件31上下移動(dòng) 時(shí)，壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30和基座板37也隨之上下移動(dòng)。吸頭8設(shè)置在頭部保持件31的下端。吸頭8設(shè)置為沿水平方向延伸。 換句話說(shuō)，吸頭8固定在頭部保持件31上，以便平行于后述的安裝基臺(tái)10。參考圖5A描述吸頭8的結(jié)構(gòu)。吸頭8包括第一開(kāi)口9、芯片吸引部32、 頭部吸引接頭34、芯片加熱器36等等。在吸頭8中，芯片吸引部32設(shè)置在吸頭8的下表面上。在吸頭8上形 成有開(kāi)口8a，在芯片吸引部32上形成有開(kāi)口32a，以使開(kāi)口8a和開(kāi)口32a 彼此配合形成第一開(kāi)口 9。第一開(kāi)口 9為貫穿吸頭8和芯片吸引部32的通孔， 并形成為與上述觀察單元3 (成像攝像機(jī)23和透鏡單元24)的光軸同軸。 據(jù)此，觀察單元3能夠經(jīng)由第一開(kāi)口9在第一開(kāi)口9的下方成像。在本實(shí)施 例中，觀察單元3和第一開(kāi)口 9以相對(duì)的方式設(shè)置。此外，在吸頭8和芯片吸引部32中形成有吸引管道35。頭部吸引接頭 34連接到吸引管道35的一端(圖5A的左端)，且吸引管道35的另一端在芯片吸引部32的開(kāi)口 32a附近開(kāi)口。頭部吸引接頭34連接到包括真空泵的 芯片吸引裝置47 (參見(jiàn)圖11)，且通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片吸引裝置47在吸引管道35 的另一端執(zhí)行吸引。被用作待安裝的本體4的玻璃芯片附著在芯片吸引部32上的、吸引管 道的另一端開(kāi)口的位置處。在此情況下，玻璃芯片4通過(guò)所述真空泵的吸力 (負(fù)壓力)的作用被吸引到芯片吸引部32，從而玻璃芯片4保持(附著)在 芯片吸引部32上。在此附著(吸引)狀態(tài)下，玻璃芯片被吸附，從而使該 玻璃芯片4的一部分延伸到第一開(kāi)口 9中。另外，第一開(kāi)口 9的最低部分的 直徑例如為2mm。吸頭8的內(nèi)部包括芯片加熱器36。芯片加熱器36中產(chǎn)生的熱量經(jīng)由吸 頭8和芯片吸引部32傳導(dǎo)到玻璃芯片4。也就是說(shuō)，玻璃芯片4配置為使其 溫度由芯片加熱器36控制。由上所述，玻璃芯片4通過(guò)吸引到吸頭8而被保持。此外，吸頭8配置 為通過(guò)上述頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27而上下移動(dòng)，因此玻璃芯片4也相應(yīng)于吸頭8 的垂直移動(dòng)而上下移動(dòng)。壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30設(shè)置在頭部保持件31和基座板37之間。壓力調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)30應(yīng)用例如氣缸，并且配置為起到如下作用，即，在如后所述頭部保持 件31通過(guò)頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27而下降且玻璃芯片4按壓在基板5上時(shí)提供恒定 壓力。下面，描述設(shè)置在基座21上的機(jī)構(gòu)。如圖2、圖3A和圖3B中所示， 安裝基臺(tái)10、基臺(tái)移動(dòng)裝置40等設(shè)置在基座21上?；_(tái)移動(dòng)裝置40包括X—Y基臺(tái)41和e基臺(tái)42。安裝基臺(tái)10設(shè)置在 基臺(tái)移動(dòng)裝置40的上方。X—Y基臺(tái)41具有相對(duì)于基座21沿橫向(X—Y方向)移動(dòng)安裝基臺(tái) IO的功能。此外，e基臺(tái)42具有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝基臺(tái)IO的功能。據(jù)此，安裝基臺(tái) 10配置為在由基臺(tái)移動(dòng)裝置40給定的位置中可移動(dòng)。如圖5B中所示，安裝基臺(tái)IO包括第二開(kāi)口 11、基板吸引接頭44、吸 引管道45、基板加熱器46等等。第二開(kāi)口 11為貫穿安裝基臺(tái)IO的通孔， 且不必設(shè)置在如圖2、圖3A、圖3B和圖6中所示構(gòu)造的觀察設(shè)備20上。然而，如本實(shí)施例，通過(guò)在安裝基臺(tái)IO中形成第二開(kāi)口 11，可以通過(guò)在安裝基臺(tái)10的下方設(shè)置觀察單元3，從而從底側(cè)觀察玻璃芯片4和玻璃基板5之間產(chǎn)生的空隙，如圖7所示。此外，吸引管道45形成在安裝基臺(tái)10中?；逦宇^44連接到吸 引管道45的一端(圖5B中的左端)，并且吸引管道45的另一端在安裝基 臺(tái)10的第二開(kāi)口 11附近開(kāi)口?；逦宇^44連接到包括真空泵的基板 吸引裝置48 (參見(jiàn)圖ll)，且通過(guò)驅(qū)動(dòng)基板吸引裝置48在吸引管道45的 另一端執(zhí)行吸引。玻璃基板5附著在芯片吸引部32上的、吸引管道35的另一端開(kāi)口的位 置處，在此情況下，玻璃基板5通過(guò)所述真空泵的吸力(負(fù)壓力)的作用被 吸引到安裝基臺(tái)10上，因此玻璃基板5被保持(附著)在安裝基臺(tái)10上。 在此附著(吸引)狀態(tài)下，玻璃芯片5被吸附，以封閉第二開(kāi)口 11。安裝基臺(tái)10的內(nèi)部包括基板加熱器46?；寮訜崞?6中產(chǎn)生的熱量經(jīng) 由安裝基臺(tái)10傳導(dǎo)到玻璃基板5。也就是說(shuō)，玻璃基板5配置為使其溫度由 基板加熱器46控制。以下描述本實(shí)施例中使用的玻璃芯片4和玻璃基板5。在本實(shí)施例中， 該玻璃芯片4假定為半導(dǎo)體芯片，該玻璃基板5假定為安裝基板。在此假定 的基礎(chǔ)上應(yīng)用觀察底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)的方法，其中當(dāng)在玻璃基板5 上安裝玻璃芯片4時(shí)，底部填充樹(shù)脂12設(shè)置在玻璃芯片4和玻璃基板5之 間。在此情況下，優(yōu)選地，玻璃芯片4和玻璃基板5與實(shí)際的半導(dǎo)體芯片和 實(shí)際的安裝基板類似。因此，在本實(shí)施例中，如圖8A所示，以與在實(shí)際的 半導(dǎo)體芯片中相同的方式在玻璃基板5上形成電極7，并以與在實(shí)際的半導(dǎo) 體芯片中相同的方式在玻璃芯片4上形成凸點(diǎn)6。因此，如圖9所示，底部填充樹(shù)脂12被放置在玻璃基板5的、待安裝 玻璃芯片4的區(qū)域上，然后玻璃芯片4在如圖9所示的狀態(tài)下安裝在玻璃基 板5上。據(jù)此，底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)(流動(dòng))方式與實(shí)際的半導(dǎo)體 芯片安裝在實(shí)際的安裝基板上時(shí)的方式大體相同。因此，玻璃芯片4和玻璃 基板5之間的底部填充樹(shù)脂12中產(chǎn)生的空隙13的產(chǎn)生過(guò)程和位置與實(shí)際的 半導(dǎo)體芯片安裝在實(shí)際的安裝基板上時(shí)的空隙的產(chǎn)生過(guò)程和位置大體相同。 此外，玻璃芯片4和玻璃基板5是透明的，因此能夠從玻璃芯片4和玻璃基板5的外側(cè)觀察底部填充樹(shù)脂12的狀態(tài)。因此，如圖2、圖3A、圖3B和圖6所示，當(dāng)從玻璃芯片4的上方觀察 底部填充樹(shù)脂12和空隙13的狀態(tài)時(shí)，觀察單元3設(shè)置在玻璃芯片4的上方， 從而可以經(jīng)由第一開(kāi)口 9和玻璃芯片4觀察底部填充樹(shù)脂12和空隙13的狀 態(tài)。此外，如圖7所示，當(dāng)從玻璃基板5的下方觀察底部填充樹(shù)脂12和空 隙13的狀態(tài)時(shí)，觀察單元3設(shè)置在玻璃基板5的下方，從而可以經(jīng)由第二 開(kāi)口 11和玻璃基板5觀察底部填充樹(shù)脂12和空隙13的狀態(tài)。當(dāng)從玻璃芯片4的上方觀察底部填充樹(shù)脂12和空隙13的狀態(tài)時(shí)，不必 使用玻璃基板5，而可以使用實(shí)際的安裝基板?；蛘?，當(dāng)從玻璃基板5的下 方觀察底部填充樹(shù)脂12和空隙13的狀態(tài)時(shí)，不必使用玻璃芯片4，而可以 使用實(shí)際的半導(dǎo)體芯片。在此情況下，芯片或基板可使用實(shí)際的安裝基板或 實(shí)際的半導(dǎo)體芯片，從而能夠進(jìn)一步接近底部填充樹(shù)脂12和空隙13的行為 狀態(tài)。圖11為示出上述觀察設(shè)備20的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方塊圖。在本實(shí)施例中， 使用具有成像處理功能的個(gè)人電腦作為控制裝置50。在控制裝置50中，成 像攝像機(jī)23、頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28、芯片加熱器36、基臺(tái)移動(dòng)裝置40、基板加 熱器46、芯片吸引裝置47和基板吸引裝置48例如經(jīng)由圖中未示出的驅(qū)動(dòng)裝 置或輸入輸出設(shè)備(I/O)連接至控制裝置50。此外，在控制裝置50中，顯 示裝置51連接至控制裝置50以作為輸出單元，且用以存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 裝置52連接到控制裝置50。以下描述由具有上述結(jié)構(gòu)的觀察設(shè)備20中的控制裝置50執(zhí)行的空隙觀 察過(guò)程。圖12為示出由控制裝置50執(zhí)行的空隙觀察過(guò)程的流程圖。當(dāng)起動(dòng)圖12中所示的空隙觀察過(guò)程后，在步驟(圖中縮寫(xiě)為S) 10中， 芯片加熱器36和基板加熱器46被起動(dòng)，以加熱吸頭8 (芯片吸引部32)和 安裝基臺(tái)IO。隨后，構(gòu)成頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27的頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28被驅(qū)動(dòng)，以便 將吸頭8移動(dòng)到其最高部分的位置(初始位置)處(步驟12)。在此狀態(tài)下，在安裝基臺(tái)10上設(shè)置玻璃基板5 (步驟14)。將玻璃基 板5放置在安裝基臺(tái)10上的步驟可以利用后述的移動(dòng)機(jī)械手71來(lái)執(zhí)行，或 者也可以人工執(zhí)行該步驟。然后，控制裝置50起動(dòng)基板吸引裝置48，并將 玻璃基板5固定在安裝基臺(tái)IO上(步驟16)。在后續(xù)的步驟中，在玻璃基板5上放置玻璃芯片4 (步驟18)。此步驟為手動(dòng)操作。此外，只要操作者通過(guò)目測(cè)將玻璃芯片4放置在玻璃基板5上 以使形成在玻璃芯片4上的凸點(diǎn)6對(duì)應(yīng)于玻璃基板5上的電極7，則放置玻 璃芯片4的位置的精度就足夠。當(dāng)玻璃芯片4設(shè)置在玻璃基板5上的信息被輸入控制裝置50時(shí)，控制 裝置50起動(dòng)頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28，且使吸頭8從所述初始位置降低(步驟20)。 當(dāng)吸頭8 (芯片吸引部32)開(kāi)始接觸玻璃芯片4時(shí)，吸頭8停止下降。之后，控制裝置50起動(dòng)芯片吸引裝置47并利用真空吸力使玻璃芯片4 吸引至吸頭8 (步驟22)。玻璃芯片4在步驟18中僅僅是放置在玻璃基板5 上，以使玻璃芯片4通過(guò)利用所述真空吸力的吸引而吸引(保持)到吸頭8 上。如上所述，當(dāng)玻璃芯片4附著在吸頭8上時(shí)，控制裝置50再次驅(qū)動(dòng)頭 部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28，并利用頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27將吸頭8提升到預(yù)定的位置調(diào)節(jié)位 置(步驟24)。然后，控制裝置50驅(qū)動(dòng)基臺(tái)移動(dòng)裝置40 (X—Y基臺(tái)41和 e基臺(tái)42)以便調(diào)節(jié)玻璃基板5的位置，從而使玻璃芯片4的凸點(diǎn)6對(duì)應(yīng)于 形成玻璃基板5的電極7的位置處(步驟26)。可以通過(guò)例如在玻璃芯片4 上設(shè)置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，從而將普通的倒裝芯片安裝中的定位技術(shù)應(yīng)用到上述定位 中。當(dāng)沿X—Y方向和e方向定位玻璃基板5的步驟結(jié)束后，在保持此定位 狀態(tài)時(shí)，控制裝置50驅(qū)動(dòng)頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28并再次提升吸頭8 (步驟28)。 執(zhí)行此提升步驟直到吸頭8的位置提升到使得底部填充樹(shù)脂12能夠供應(yīng)給 玻璃基板5。接著，底部填充樹(shù)脂12供應(yīng)到吸引至安裝基臺(tái)10的玻璃基板5上(步 驟30)。供應(yīng)底部填充樹(shù)脂12的這個(gè)步驟可以手動(dòng)地執(zhí)行，或者也可以通 過(guò)使用具有分配器的自動(dòng)供應(yīng)裝置來(lái)自動(dòng)執(zhí)行。如上所述，當(dāng)?shù)撞刻畛錁?shù)脂12供應(yīng)到玻璃基板5上時(shí)，控制裝置50再 次驅(qū)動(dòng)頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28并降低吸頭8 (步驟32)。在此情況下，吸引到吸 頭8上的玻璃芯片4的凸點(diǎn)6和吸引到安裝基臺(tái)10上的玻璃基板5上的電 極7保持高精度定位。當(dāng)吸頭8降低時(shí)，控制裝置50判斷玻璃芯片4是否到達(dá)觀察起始位置。用于判斷的方法的實(shí)例包括(1)在固定基臺(tái)29的內(nèi)部嵌入用于測(cè)量吸頭 8的移動(dòng)距離的測(cè)距機(jī)構(gòu)且根據(jù)來(lái)自該測(cè)距機(jī)構(gòu)的信號(hào)判斷玻璃芯片4是否 到達(dá)觀察起始位置的方法；(2)在安裝基臺(tái)10上安裝能夠檢測(cè)玻璃芯片4 (或吸頭8)的檢測(cè)傳感器且根據(jù)來(lái)自該檢測(cè)傳感器的信號(hào)判斷玻璃芯片4 是否到達(dá)觀察起始位置的方法等等。步驟34中的處理持續(xù)到玻璃芯片4到 達(dá)觀察起始位置為止。另外，在本實(shí)施例中，玻璃芯片4開(kāi)始接觸玻璃基板 5上的底部填充樹(shù)脂12的位置被用作觀察起始位置。另一方面，在頭部吸引接頭34中，當(dāng)判斷玻璃芯片4已到達(dá)觀察起始 位置時(shí)，處理進(jìn)入到步驟36,并且控制裝置50起動(dòng)成像攝像機(jī)23。據(jù)此， 成像攝像機(jī)23開(kāi)始經(jīng)由第一開(kāi)口 9對(duì)底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)進(jìn)行成像， 其中底部填充樹(shù)脂12保持在玻璃芯片4和玻璃基板5之間。成像攝像機(jī)23中產(chǎn)生的底部填充樹(shù)脂12的圖像上的成像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)?控制裝置50。如上所述，控制裝置50還起到圖像處理裝置的作用，因此從 成像攝像機(jī)23傳輸?shù)某上駭?shù)據(jù)接受諸如控制裝置50中的不同類型過(guò)濾之類 的圖像處理，并被處理為可在顯示裝置51上顯示的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù) 被傳輸?shù)酱鎯?chǔ)裝置52并存儲(chǔ)(記錄)在其中。在下一步驟中，控制裝置50判斷吸頭8是否到達(dá)觀察終止位置(步驟 38)。該觀察終止位置是玻璃芯片4的凸點(diǎn)6連接到玻璃基板5的電極7且 安裝過(guò)程結(jié)束的位置。如果在步驟38中作出了否定判斷(否)，則吸頭8 未到達(dá)玻璃芯片4安裝在玻璃基板5的位置。因此，控制裝置50使吸頭8 (玻璃芯片4)繼續(xù)降低。如圖10所示，當(dāng)降低吸頭8時(shí)，玻璃芯片4開(kāi)始接近玻璃基板5，供應(yīng) 到玻璃基板5上的底部填充樹(shù)脂12被玻璃芯片4擠壓并散布開(kāi)，且一部分 底部填充樹(shù)脂12突出到玻璃芯片4之外。在此情況下，玻璃芯片4和玻璃基板5分別被芯片加熱器36和基板加 熱器46加熱，以便與安裝時(shí)實(shí)際的半導(dǎo)體芯片和實(shí)際的安裝基板具有相同 的溫度。據(jù)此，底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)的方式與在實(shí)際的半導(dǎo)體芯片 安裝在實(shí)際的安裝基板上時(shí)的方式相同。此外，可以通過(guò)調(diào)節(jié)頭部移動(dòng)機(jī)構(gòu) 27和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30來(lái)改變玻璃芯片4擠壓底部填充樹(shù)脂l2所灘加的壓 力。因此，玻璃芯片4擠壓底部填充樹(shù)脂12所施加的壓力可以調(diào)節(jié)為與在實(shí)際的安裝基板上安裝實(shí)際的半導(dǎo)體芯片時(shí)所施加的壓力相同。成像攝像機(jī)23對(duì)散布開(kāi)的底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)進(jìn)行成像。已知當(dāng)?shù)撞刻畛錁?shù)脂12散布開(kāi)時(shí)，底部填充樹(shù)脂12內(nèi)會(huì)產(chǎn)生空隙13 。因此， 當(dāng)?shù)撞刻畛錁?shù)脂12散布開(kāi)的行為狀態(tài)被成像時(shí)，空隙13產(chǎn)生時(shí)的狀態(tài)被成當(dāng)在步驟38中判斷吸頭8已到達(dá)觀察終止位置時(shí)，控制裝置50結(jié)束使 用成像攝像機(jī)進(jìn)行成像(步驟40)。此外，當(dāng)在下一步驟42中判斷吸頭8 已到達(dá)連接終止位置時(shí)，控制裝置50使頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28停止，并使吸頭8 停止下降(步驟44)。隨后，控制裝置50使芯片吸引裝置47停止，且從吸頭8釋放對(duì)玻璃芯 片4的吸引(步驟46)，然后控制裝置50驅(qū)動(dòng)頭部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28并將吸頭8 提升到初始位置(步驟48)。進(jìn)一步地，控制裝置50使基板吸引裝置48停 止并從安裝基臺(tái)10釋放對(duì)玻璃基板5的吸引(步驟50)。當(dāng)對(duì)玻璃基板5的吸引力被釋放時(shí)，玻璃基板5脫離安裝基臺(tái)10 (步驟 52)。可以使用移動(dòng)機(jī)械手71或者可以手動(dòng)執(zhí)行脫離安裝基臺(tái)IO(見(jiàn)圖14)。 當(dāng)玻璃基板5脫離安裝基臺(tái)10時(shí)，控制裝置50使芯片加熱器36和基板加 熱器46停止(步驟54)，且上述一系列空隙觀察步驟結(jié)束。如上所述，在使用觀察設(shè)備20的空隙觀察步驟中，基于與實(shí)際的半導(dǎo) 體芯片安裝在實(shí)際的基板上的條件相同的條件，執(zhí)行利用玻璃芯片4擠壓底 部填充樹(shù)脂12的步驟。據(jù)此，底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)(流動(dòng))方式與 實(shí)際的半導(dǎo)體芯片安裝在實(shí)際的安裝基板上時(shí)的流動(dòng)方式相同，并且成像攝 像機(jī)23能夠以實(shí)時(shí)方式對(duì)底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)(流動(dòng)狀態(tài))進(jìn)行成 像。因此，通過(guò)分析成像的底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)，可以確定產(chǎn)生空 隙13的原因。圖13示出了設(shè)置在上述觀察設(shè)備20上、作為吸頭8的變型的吸頭60。 另外，在圖13中，與吸頭8相同的組成元件采用了同樣的附圖標(biāo)記來(lái)表示， 故省略其描述。根據(jù)此變型的吸頭的整個(gè)部分采用透明玻璃形成。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，可以 在吸頭60中不形成通孔的情況下，從吸頭60的上方觀察底部填充樹(shù)脂12 的行為狀態(tài)。此外，需要在吸頭60上設(shè)置加熱器，以提高玻璃芯片4的溫度，因此 應(yīng)用透明加熱器61作為這種變型中的加熱器。利用透明加熱元件來(lái)形成透明加熱器61。因此當(dāng)設(shè)置了透明加熱器61之后，可以從透明加熱器61穿過(guò) 吸頭60設(shè)置的位置處的下方觀察狀態(tài)。與上述吸頭8需要調(diào)節(jié)第一開(kāi)口 9的光軸以及成像攝像機(jī)23的光軸相 比較，在這一方式下，通過(guò)使用透明玻璃形成吸頭60的整個(gè)部分，可以消 除這種調(diào)節(jié)的必要性。此外，在吸頭8中，從照明單元26發(fā)出的照明光線 經(jīng)由第一開(kāi)口 9照射到成像位置。然而，通過(guò)使用透明玻璃形成吸頭60的 整個(gè)部分，從照明單元26發(fā)出的照明光線穿過(guò)吸頭60的整個(gè)表面并照亮成 像位置。因此，與使用吸頭8的情況相比，當(dāng)使用同樣的照明單元26時(shí)， 可提高成像位置的照明度。此外，在上述觀察設(shè)備20中，例如使用能夠?qū)梢?jiàn)光進(jìn)行成像的成像 攝像機(jī)23，并對(duì)底部填充樹(shù)脂12進(jìn)行成像。然而，也可以使用能夠在X射 線范圍內(nèi)進(jìn)行圖像處理的X射線攝像機(jī)或能夠在紅外線范圍內(nèi)成像的紅外 攝像機(jī)來(lái)作為成像單元。通過(guò)使用這些攝像機(jī)，可以使用實(shí)際的半導(dǎo)體芯片 和實(shí)際的安裝基板而非使用玻璃芯片4或玻璃基板5來(lái)觀察底部填充樹(shù)脂12 的行為狀態(tài)和空隙13的產(chǎn)生。圖14為示出應(yīng)用本發(fā)明的觀察設(shè)備20的安裝設(shè)備70的主視圖。圖15 為示出制造電子裝置的步驟的流程圖。圖15描述了半導(dǎo)體芯片安裝到安裝 基板上以作為電子裝置的裝置的實(shí)例。如圖15所示，制造半導(dǎo)體裝置的步驟大體包括半導(dǎo)體芯片制造步驟 (步驟60)、安裝步驟(步驟62)、以及檢查步驟(步驟64)。在半導(dǎo)體 芯片制造步驟中，通過(guò)在晶片上進(jìn)行擴(kuò)散處理、成膜處理、曝光及顯影處理 等等而形成電路。然后執(zhí)行適當(dāng)?shù)姆庋b、形成凸點(diǎn)、并執(zhí)行切片，從而制成 半導(dǎo)體芯片。在以下的安裝步驟中，利用如后所述的安裝設(shè)備70將在半導(dǎo)體芯片制 造步驟中制成的半導(dǎo)體芯片安裝在安裝基板上。據(jù)此，制成了電子裝置，其 中在該電子裝置上，半導(dǎo)體芯片安裝在安裝基板上。隨后，在以此方式制成 的電子裝置上執(zhí)行例如包括可靠性測(cè)試的檢査步驟，之后運(yùn)輸經(jīng)過(guò)檢査的這些裝置。下面描述步驟62的安裝步驟。利用圖14所示的安裝設(shè)備70執(zhí)行該安 裝步驟。盡管安裝設(shè)備70的基本構(gòu)造與參考圖1 —圖12所述的觀察設(shè)備20 的基本構(gòu)造相同，然而安裝設(shè)備70與觀察設(shè)備20的不同之處在于，安裝設(shè) 備70包括作為成像攝像機(jī)23的X射線攝像機(jī)；移動(dòng)機(jī)械手71，用于附 著和分離作為待安裝的本體的半導(dǎo)體芯片4;移動(dòng)運(yùn)送器72，用于在半導(dǎo)體 芯片制造步驟中應(yīng)用的裝置與檢査步驟中應(yīng)用的裝置之間移動(dòng)半導(dǎo)體芯片 和電子裝置；等。安裝設(shè)備70起到通過(guò)與觀察設(shè)備20中相同的方式將玻璃芯片4安裝在 安裝基板上的安裝單元的作用。安裝設(shè)備70包括吸頭8、安裝基臺(tái)10、頭 部移動(dòng)機(jī)構(gòu)27、壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)30和基臺(tái)移動(dòng)裝置40。因此，通過(guò)使用安裝 設(shè)備70可以將半導(dǎo)體芯片4安裝在安裝基板上。此外，安裝設(shè)備70包括觀察單元3，該觀察單元3通過(guò)與觀察設(shè)備20 中相同的方式使用成像攝像機(jī)23和透鏡單元24構(gòu)成。據(jù)此，當(dāng)半導(dǎo)體芯片 4安裝在安裝基板上時(shí)，可以在使用成像攝像機(jī)23的同時(shí)對(duì)底部填充樹(shù)脂 12的行為狀態(tài)進(jìn)行成像。雖然由以該方式成像所獲得的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 裝置52中，但可以在步驟64的檢查步驟中從圖像數(shù)據(jù)計(jì)算空隙的產(chǎn)生量， 并判斷那些產(chǎn)生有大量空隙的電子裝置是否為不合格品。據(jù)此，能夠提高待 運(yùn)輸?shù)碾娮友b置的可靠性。此外，在半導(dǎo)體芯片安裝在安裝基板上的每一次安裝中，圖像數(shù)據(jù)均存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置52內(nèi)，因此可以累計(jì)從對(duì)底部填充樹(shù)脂12的行為狀態(tài)和空隙 產(chǎn)生的成像中獲得的大量圖像數(shù)據(jù)。因此，通過(guò)分析這些大量圖像數(shù)據(jù)，可 以精確地確定空隙13的產(chǎn)生機(jī)制。本發(fā)明并不局限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況 下可以做出各種變型和修改。本申請(qǐng)基于2007年2月9日遞交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2007-030423， 該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考合并在此。
權(quán)利要求
1、一種觀察設(shè)備，其用于在倒裝芯片安裝期間通過(guò)底部填充樹(shù)脂將待安裝的本體安裝在基板上時(shí)，觀察所述底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙，該觀察設(shè)備包括安裝單元，其將所述待安裝的本體安裝在該基板上；以及觀察單元，其在該安裝單元將所述待安裝的本體安裝在該基板上時(shí)，觀察所述底部填充樹(shù)脂的行為狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察設(shè)備，其中該安裝單元包括頭部，其保持所述待安裝的本體；和基臺(tái)，在該基臺(tái) 上安裝該基板；以及該觀察單元包括成像單元，該成像單元對(duì)所述底部填充樹(shù)脂的行為狀 態(tài)進(jìn)行成像。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，其中在該頭部的、用于對(duì)所述待安裝的本體進(jìn)行成像的位置處形成第一開(kāi) 口；以及該成像單元設(shè)置在與該第一開(kāi)口相對(duì)的位置處。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，其中在該基臺(tái)的、用于對(duì)該基板進(jìn)行成像的位置處形成第二開(kāi)口；以及 該成像單元設(shè)置在與該第二開(kāi)口相對(duì)的位置處。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，其中在該頭部和該基臺(tái)的至少其中之一上設(shè)置加熱器，該加熱器用于加熱所 述待安裝的本體或該基板。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，其中該頭部和該基臺(tái)中的至少其中之一通過(guò)使用透明材料而形成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的觀察設(shè)備，其中該加熱器通過(guò)使用透明加熱元件而形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，包括壓力調(diào)節(jié)單元，其用于調(diào)節(jié)該頭部施加在該基臺(tái)上的壓力。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察設(shè)備，其中所述待安裝的本體為玻璃芯片。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察設(shè)備，其中 所述基板為玻璃基板。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察設(shè)備，其中 使用X射線攝像機(jī)或紅外攝像機(jī)作為該成像單元。
12、 一種用于制造電子裝置的方法，該方法包括如下步驟 在倒裝芯片安裝期間，通過(guò)底部填充樹(shù)脂將電子元件安裝到安裝基板上；以及觀察在安裝步驟中所述底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙。
13、 如權(quán)利要求12所述的用于制造電子裝置的方法，其中 在觀察步驟中，利用觀察設(shè)備觀察空隙的產(chǎn)生，其中該觀察設(shè)備用于在倒裝芯片安裝期間通過(guò)所述底部填充樹(shù)脂將待安裝的本體安裝到基板上時(shí)，觀察所述底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙，該觀察設(shè)備包括安裝單元，其將所述待安裝的本體安裝到該基板上；以及觀察單元，其在該安裝單元將所述待安裝的本體安裝在該基板上時(shí)，觀
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種觀察設(shè)備，其用于在倒裝芯片安裝期間通過(guò)底部填充樹(shù)脂將待安裝的本體安裝在基板上時(shí)觀察所述底部填充樹(shù)脂中產(chǎn)生的空隙，該觀察設(shè)備包括安裝單元，其將待安裝的本體安裝在基板上；以及觀察單元，其再待安裝的本體安裝在基板上時(shí)觀察底部填充樹(shù)脂的行為狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101241871SQ20071016948
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者伊倉(cāng)和之, 佐藤雅彥, 西野徹 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社