JPH02278841A - 半導体装置用樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は半導体チップに樹脂を滴下して半導体チップの
電極形成面を樹脂封止する半導体装置用樹脂封止装置に
関し、特にフィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止に好
適の半導体装置用樹脂封止装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は樹脂封止前のフィルムキャリヤ半導体装置を示
す平面図、第４図は同じくその断面図である。

半導体チップ２は帯状のフィルムキャリヤテープ６の幅
方向の中央部に取り付けられており、フィルムキャリヤ
テープ６の長手方向に適長間隔をおいて複数個が配列さ
れている。

フィルムキャリヤテープｅはポリイミド等の絶縁フィル
ム上に銅等の金属箔を接着し、この金属箔をエツチング
等により所定の形状に加工してリード４及び電気選別の
ためのパッド５を設けたものである。このフィルムキャ
リヤテープ６は、その幅方向の中央部に半導体チップ２
を挿入するためのデバイスホール３が開口されており、
両側縁部には搬送及び位置決め用のスブロケットホール
エが設けられている。なお、リード４の変形を防止する
ために、デバイスホール３の周囲にサスペンダ８を設け
ることもある。

一方、半導体チップ２はその上面に電極が形成されてお
り、この電極上に金属の突起物であるバンプ７が設けら
れている。そして、このバンプ７がデバイスホール３に
導出したり−ド４の先端部とボンディング（インナーリ
ードボンディング）されており、これによりフィルムキ
ャリヤテープ６と接続されている。このボンディングは
熱圧着法又は共晶法等により行われる。

また、フィルムキャリヤ半導体装置の信頼性向上及び機
械的保護のために、第５図に示すように、少なくとも半
導体チップ２のバンプ７が設けられた面を被覆するよう
に樹脂９を滴下（ポツティング）する。その後、半導体
チップ２をフィルムキャリヤテープｅに取り付けたまま
の状態で電気選別用バッド５に試験装置の接触子を接触
させて電気選別及びバイアス試験を行い、不良品を選別
する。

上述のフィルムキャリヤ半導体装置を実装する場合は、
リード４を所定の長さで切断した後、第６図に示すよう
に、例えば半導体チップ２を接着剤１０によりプリント
基板１１上に固着して、リード４の端部をプリント基板
１１に設けられたポンディングパッド１２上にボンディ
ング（アウターリードボンディング）する。

フィルムキャリヤ半導体装置においては、全てのり一ド
４のインナーリードポンディングが同時に行われるため
、ボンディングに要する時間が極めて短いという利点を
存している。また、フィルムキャリヤテープθにより搬
送及び位置決めができるので、作業の自動化が容易であ
る等の利点もある。

第７図は従来の半導体装１１１Ｍ樹脂封止装置の一例を
示す模式図である。従来の半導体装置用樹脂封止装置は
デイスペンサ１５、シリンジ１８及びニードル１８等を
有する樹脂滴下部、ベーク炉１６並びに樹脂厚測定部２
１等により構成されている。

この樹脂封止装置においては、先ず、スプロケットホイ
ール１４がその周面に設けられた突起部をフィルムキャ
リヤテープ８のスプロケットホール１に嵌合させながら
回転することにより、フィルムキャリヤテープ６を供給
側リール１３から引き出すと共に、樹脂封止装置内を搬
送する。

次に、樹脂を滴下する前に、フォトセンサ２０によりフ
ィルムキャリヤテープ６の所定の位置に半導体チップ２
が搭載されていることを確認する。

そして、半導体チップ２が搭載されていないときはその
箇所への樹脂９の滴下を中止し、所定の位置に半導体チ
ップ２が搭載されているときは樹脂滴下部において半導
体チップ２上に液状の樹脂９を滴下する。この場合、液
状の樹脂９が装入されているシリンジ１８にデイスペン
サ１５から高圧空気を供給することにより、ニードル１
θから樹脂８を押し出して滴下するが、このときのデイ
スペンサ１５から供給する高圧空気の圧力及び加圧時間
を制御することにより、滴下する樹脂量を制御できる。

しかし、半導体チップ２のサイズが大きいと、滴下した
樹脂が半導体チップ２上の所定の領域に広がるまでに時
間がかかるため、不都合が発生することがある。このた
め、ニードル１θを複数本設けて多点での滴下を行った
り、第８図に白抜矢印で示すように、シリンジ１８全体
を水平面上で移動させながら樹脂９を滴下する方法が採
用されることがある。また、ＴＶ左カメラ半導体チップ
２の位置を検知し、その位置に合わせてシリンジ１８全
体を自動的に移動させて最滴位置に樹脂９を滴下する機
能を育する装置もある。

次に、樹脂８を滴下した半導体チップ２をべ一り炉１６
内に搬送して加熱し、樹脂９を硬化させる。その後、ベ
ーク炉１６から搬出して樹脂厚測定部２１に詔いて、硬
化後の樹脂の厚さをレーザ方式等で測定する。そして、
封止樹脂部の厚さが所定の範囲から外れている場合は、
この半導体装置を樹脂厚測定部２１に設けられている切
断金型で切断して除去する。

次いで、収納側リール１７にフィルムキャリヤテープθ
と共に良品の半導体装置を巻き取る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来の半導体装置用樹脂封止装置
においては、一応の自動化がなされているものの、完全
な自動化には至っていない。また、樹脂封止された半導
体装置の製造歩留及び品質に対しても滴定できるもので
はない。以下にこの詳細を説明する。

樹脂の滴下量は前述の如くデイスペンサ１５により制御
されている。しかし、デイスペンサ１６による高圧空気
の圧力及び加圧時間が一定であっても、シリンダ１８中
の樹脂量が変化すると滴下量が異なってしまう。また、
樹脂の製造ロット並びに保管方法及び保管期間等により
樹脂の粘度が変化するため、滴下後の樹脂の広がりが均
一でなく、被覆状態にバラツキが発生する。更に、シリ
ンジ１８内からニードル１９に自然落下する樹脂の影響
や、ニードル１９の詰まり及び滴下位置のズレ等の影響
もあり、半導体チップ２上の所定領域に樹脂θが広がる
ように、且つ、過剰にならないように滴下樹脂量を制御
することは極めて困難である。

半導体チップが短冊状のリードフレームに複数個配列さ
れたチップ壷オンΦボード（ＣＯＢ）の場合は、樹脂を
滴下した後に十分な時間放置して樹脂が所定領域全体に
広がった後、ベーク炉等で硬化させることにより不良品
の発生を回避できる。

しかし、前述の如く、半導体装置がフィルムキャリヤ方
式の場合は、収納側リール１７に連続的に巻き取る必要
上、樹脂を滴下してからベーク炉１６内で硬化するまで
の極めて短い時間に、所定領域に樹脂が広がっている必
要がある。

このため、前述の如く、複数本のニードル１９による多
点位置への滴下や、水平方向にシリンジ１８を移動させ
る方法等を組合わせて、滴下後の樹脂の広がりを制御し
ている。しかし、このような方法を使用しても樹脂の広
がり不足に起因した不良及び樹脂量が過多であることに
起因した樹脂厚不良並びに樹脂ダレ不良等が発生するた
め、ロフト毎又はそれ以下の管理幅を設けて、作業者が
樹脂の広がり性を検査し、滴下条件の補正を行う必要が
ある。しかし、一般に樹脂の粘度及び滴下量の微妙な変
化を目視で判断することが困難であるため、作業者によ
る滴下条件の確認又は補正では最適な条件での樹脂封止
を行うことが極めて困難であり、不良品の発生を防止す
ることができない。このため、樹脂が硬化した後に、外
観検査により不良品を除去する工程が必要である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
滴下後の樹脂の広がり性及び樹脂量等、半導体装置の樹
脂封止状態を検査し、この検査結果を基に樹脂の滴下条
件を制御することにより、不良品の発生を回避できると
共に、作業の一層の自動化が可能な半導体装置用樹脂封
止装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体装置用樹脂封止装置は、半導体チッ
プ上に樹脂を滴下する樹脂滴下部と、樹脂滴下後の半導
体チップに詔ける樹脂の被覆状態を検査する検査部と、
この検査部の検査結果に基づいて前記樹脂滴下部におけ
る樹脂の滴下条件を制御する制御部とを有することを特
徴とする。

［作」ゴ 本発明に係る半導体装置用樹脂封止装置は、検査部が樹
脂滴下後の半導体チップにおける樹脂の被覆状態を検査
し、この検査結果に基づいて制御部が樹脂の滴下条件を
制御する。これにより、常に最適の状態で半導体装置の
樹脂封止を行うことができる。以下に詳細を説明する。

作業開始時に最適条件で樹脂の滴下量を設定しても、長
時間に亘って作業を行うと、樹脂の粘度が変化する等の
原因により、滴下後の樹脂の広がりが最適状態と異なっ
てしまう。ところで、本発明においては、検査部が半導
体チップにおける樹脂の被覆状態を検査している。そし
て、制御部はこの検査結果に基づいて、高圧空気の圧力
又は加圧時間等の滴下条件を変化させて樹脂滴下条件を
変更する。そして、この新たな滴下条件で樹脂を滴下し
た半導体装置の樹脂の広がり性を前述の検査部により検
査する。この検査結果が最適状態と異なるときは、制御
部によって再度樹脂の滴下条件を変更する。

本発明においては、上述の如く、半導体装置における樹
脂の被覆状態を検査し、この検査結果をフィードバック
して樹脂の滴下条件を変更する。

これにより、常に最適な状態で半導体装置を樹脂封止で
きるため、不良品の発生を防止できる。また作業者が滴
下条件を設定する必要がなく、完全な自動化が達成でき
る。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す模式図である。本
実施例に係る半導体装置用樹脂封止装置は、前述した従
来の装置と同様に、スプロケットホイール１４が設けら
れており、このスプロケットホイール１４によりフィル
ムキャリヤテープ６を供給側リール１３から引き出すと
共に、装置内を搬送する。

シリンジ１８の前方にはフォトセンサ２０が設けられて
おり、半導体チップの欠落を監視している。

シリンジ１８は制御部（図示せず）からの信号により駆
動されるＸ・Ｙステージ（図示せず）上に設置されてお
り、水平面の限定された範囲を移動できるようになって
いる。また、シリンジ１８内には液状の樹脂が装入され
ており、デイスペンサ１５から供給される高圧空気によ
り、所定量の樹脂をその先端部に接続されたニードル１
９から滴下する。デイスペンサ１５は前記制御部からの
信号により、シリンジ１８へ供給する高圧空気の圧力又
は加圧時間が変化するようになっている。

シリンジ１８の後方には、従来と同様にベーク炉１６が
設けられているが、本実施例においては、このベーク炉
１θの直前に検査用ＴＶ左カメラ２が設置されている。

このＴＶカメラ２２はＴＶモニタ２３及び前記制御部に
接続されている。

ベーク炉１６の後方には切断金型を育する樹脂厚測定部
２１が配置されており、樹脂封止された半導体装置はこ
の樹脂厚測定部で樹脂の厚さを測定された後、所定の範
囲の樹脂厚から外れる不良品は切断金型で取り除かれて
、良品のみが収納側リール１７に巻き取られるようにな
っている。この樹脂厚測定部２１も前記制御部と接続さ
れている。

次に、本実施例装置の動作について説明する。

先ず、供給側リール１３から引き出されたフィルムキャ
リヤ半導体装置（第３図及び第４図参照）をフォトセン
サ２０で検査して、半導体チップが所定の位置に搭載さ
れていることを確認する。所定の位置に半導体チップが
搭載されている場合は、シリンジ１８の下方にこの半導
体チップが搬送されたときに、半導体チップ上に樹脂を
滴乍する。

滴下する樹脂の量はデイスペンサ１５により制御されて
おり、予め設定された量の樹脂がニードル１９の先端か
ら半導体チップ上に滴下される。この場合、シリンジ１
８は１．前述の如＜ｘ＠ｙステージ上に設置されており
、制御部からの信号により水平面を設定された順路で移
動できるため、前述した従来の装置と同様に、１点又は
多点位置での滴下の他に、第８図に示すようにシリンジ
１８を移動しながら滴下を行うこともできる。

次に、ベーク炉１８内に搬入する直前の半導体チップ上
の樹脂の広がり性を検査用ＴＶ左カメラ２で検査する。

この検査結果は前記制御部に送られて、予め制御部に設
定されている最適状態と比較される。そして、この比較
結果に基づいて、制御部は樹脂の滴下条件を変更する。

滴下条件を変更する方法としては以下に説明する方法が
ある。即ち、半導体チップを樹脂封止する場合、通常樹
脂を被覆する領域は矩形であ４゜一方、液状の樹脂は円
形状に広がるので角部が最も被覆しにくい。そこで、樹
脂不足が発生した角部が１又は２ｍ所であれば、Ｘ＠Ｙ
ステージを制御してシリンジ１８を樹脂不足が発生した
角部方向に移動し、次回の樹脂の滴下を行う。樹脂不足
が発生した角部が３若しくは４１１！所の場合又は上述
の如く滴下位置を変更して樹脂を滴下した半導体チップ
を検査用ＴＶ左カメラ２で検査した結果樹脂不足が発生
している場合は、シリンジ１８に印加する高圧空気の圧
力又は加圧時間を増加することにより滴下する樹脂の量
を増加する。

このようにして、自動的に滴下条件を補正することがで
きるが、補正方法の手順を詳細に設定しておくことによ
り、細かい条件補正が可能であり、例えば、マイクロコ
ンビ二一夕を使用して樹脂が不足である領域の面積を測
定し、この面積が太きいときはシリンジ１８の移動と滴
下量の増加とを同時に行うことにより、−層適正な補正
を行うことができる。

次いで、半導体チップをベーク炉１６内に搬送して所定
の温度に加熱し、樹脂を硬化させる。その後、ベーク炉
１６から半導体装置を搬出して樹脂厚測定部２１により
樹脂の厚さを測定し、所定値と異なる場合はその半導体
装置を除去する。この樹脂厚測定部２１は制御部と接続
されており、制御部は硬化後の樹脂の厚さも考慮して、
前述の補正の際の滴下樹脂量を決定する。

本実施例においては、上述の如＜ＴＶカメラ２２により
半導体チップ上面における実際の樹脂の広がり性及び硬
化後の樹脂の厚さを検査して、樹脂の滴下量及び滴下す
る位置を補正し、自動的に最適条件を求めながら樹脂封
止を行うため、不良品の発生を防止できる。

なぢ、上述した前圧方法と、樹脂適下部の直前に設けた
第２のＴＶカメラ（図示せず）により半導体チップの位
置を検出し、その結果に基づいてシリンジを移動させて
樹脂を滴下する前述の従来方法とを組合わせて樹脂の滴
下位置を決定することもできる。

第２図は本発明の第２の実施例を示す模式図である。

本実施例が第１の実施例と異なる点はベーク炉１６の直
後に外観検査用ＴＶカメラ２４が設けられていることに
あり、その他の構成は基本的には第１の実施例と同様で
あるので、第２図において第１図と同一物には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。

本実施例においては、ベーク炉１６の前方に検査用ＴＶ
カメラ２２が設けられており、ベーク炉１６の後方に外
観検査用ＴＶカメラ２４が設けられている。検査用ＴＶ
カメラ２２は、第１の実施例と同様に、半導体チップに
おける樹脂の広がり性を検査する外に、ＴＶカメラ２２
の焦点深度を利用して樹脂の厚さも測定する。そして、
これらの結果に基づいて、制御部（図示せず）は次回の
樹脂滴下条件を決定する。

外観検査用ＴＶカメラ２４は、制御部及びＴＶモニタ２
３ａに接続されている。制御部はＴＶカメラ２４からの
映像信号を基に半導体装置における樹脂の被覆状態を検
査して良又は不良の判定を行い、その結果を樹脂厚測定
部２１に出力する。

樹脂厚測定部２１は切断金型を有しており、制御部から
の信号に基づいてこの切断金型を駆動して不良と判定さ
れた半導体ｇ［をフィルムキャリヤテープ６から切断し
て除去する。なお、樹脂厚測定部２１は樹脂の厚さを測
定する手段を有しており、各半導体装置の樹脂の厚さを
測定して、樹脂の厚さが所定値から外れる半導体装置も
不良品として切断除去する。

上述の如く、本実施例においては、第１の実施例と同様
に、樹脂の滴下条件を自動的に補正して最適の滴下を行
うと共に、硬化後の樹脂の被覆状態を検査して不良品を
除去する自動外観検査の機能もをしている。

なお、ベーク炉１６の後方に外観検査用ＴＶカメラ２４
を設けずに、ベーク炉１６の前方に設けた検査用ＴＶカ
メラ２２の検査結果に基づいて、樹脂厚測定部２１に設
けられている切断金型を駆動することもできる。しかし
、検査時には被覆不良であっても、ベーク炉１６内で加
熱中に樹脂が広がる場合があるため、この方式では良品
の半導体装置を除去する可能性がある。このため、上述
の如く、ベーク炉１６の後方に外観検査用ＴＶカメラ２
４を設けて、樹脂が硬化した後の被覆状態を検査するこ
とが好ましい。

また、樹脂厚測定部の設置位置はベーク炉１６の後方に
限定されるものではなく、例えば、シリンジ１８とベー
ク炉１６との間に設置することもできる。この場合、設
置する位置により樹脂の硬化状態及び色等を考慮して、
レーザを応用したセンサ又は機械的センサ等、使用する
センナの種類を選択する必要がある。

更に、樹脂の広がり状態を検査するための検査用ＴＶカ
メラをベーク炉の後方に設けることもできる。この場合
、この検査用ＴＶカメラの検査結果に基づいて滴下量の
補正が行われる間に数十個の半導体チップの樹脂封止が
完了しているが、１台のＴＶカメラで樹脂の滴下条件の
最適化と外観検査とを行うことができるため、上述した
第２の実施例に比してＴＶカメラを１台節約できるとい
う利点がある。

また、上述した実施例１及び２においてはフィルムキャ
リヤ半導体装置の場合について説明したが、本発明に係
る半導体装置用樹脂封止装置により樹脂封止が可能な半
導体装置はフィルムキャリヤ半導体装置に限定されず、
例えばチップ・オン・ボード等、液状の樹脂を滴下して
樹脂封止する半導体装置に使用できる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、検査部により半導
体チップの樹脂被覆状態を検査して、この検査結果を基
に樹脂の滴下条件を制御するから、樹脂の粘度等が変化
しても、常に最適な樹脂封止を行うことができる。これ
により、半導体装置の樹脂対土工程における製造歩留が
著しく向上すると共に、高品質を維持することができる
。また、作業者による滴下条件の設定及び封止状態の検
査が不用であるため、自動化が達成できる。このため、
半導体装置の製造コストが低減されるという効果もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す模式図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す模式図、第３図はフィルム
キャリヤ半導体装置の樹脂封止前の状態を示す平面図、
第４図は同じくその断面図、第６図は同じくその樹脂封
止後の状態を示す断面図、第６図は同じくそのプリント
基板実装状態を示す断面図、第７図は従来の半導体装置
用樹脂封止ｖ＆置を示す模式図、第８図は樹脂の滴下方
法の一例を示す斜視図である。 １；スプロケットホール、２；半導体チップ、３；デバ
イスホール、４；リード、５；電気選別用パッド、６：
フィルムキャリヤテープ、７；バンプ、８；サスペンダ
、８；樹脂、１０；接着剤、１１；プリント基板、１２
：ボンディングパッド、１３；供給側リール、１４；ス
プロケットホイール、１５；デイスペンサ、１６；ベー
ク炉、１７；収納側リール、１８；シリンジ、１８；ニ
ードル、２０；フォトセンサ、２１；樹脂厚測定部、２
２；検査用ＴＶカメラ、２３．２３ａ；ＴＶモニタ、２
４；外観検査用ＴＶカメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体チップ上に樹脂を滴下する樹脂滴下部と、
   樹脂滴下後の半導体チップにおける樹脂の被覆状態を検
   査する検査部と、この検査部の検査結果に基づいて前記
   樹脂滴下部における樹脂の滴下条件を制御する制御部と
   を有することを特徴とする半導体装置用樹脂封止装置。