倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法与流程

本发明涉及一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法，具体而言，涉及一种照射助焊剂能够最强地吸收的具有特定区域的波长范围的光，从而根据所反射的反射光的光强之差来检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法。

背景技术：

近年来，随着电子通信技术的发展，电子设备越来越倾向于小型化、轻量化。因此，内置于各种电子设备的电子部件(例如，半导体芯片)必须满足高集成化、超小型化。

因此，针对将高密度、超小型的表面贴装部件(SMD：Surface Mount Device)贴装到印刷电路基板(PCB：Printed Circuit Board，在下文中，将其称之为“基板”)的表面贴装技术的研究正积极进行着。

作为这种表面贴装技术，代替以往的键合技术而有一种利用凸点(Bump)将作为半导体芯片的裸片(die)的电极和基板连接的倒装芯片(Flip Chip)工艺。

倒装芯片是能够以面朝下(Face-down)形态将电子装置或半导体芯片直接安装到基板的贴装板的装置。

在将倒装芯片安装到基板时，可以通过生成在芯片表面上的导电性凸点实现电连接，而且在将芯片安装到基板时，该芯片以倒置的状态得到贴装，基于此称之为倒装芯片。

倒装芯片不需要焊线(Wire bond)，因此倒装芯片的尺寸明显小于通常的经过引线键合工序(Wire-bonding process)的芯片。此外，在引线键合中，焊线的芯片和基板之间的连接是以一次焊接一个的方式进行，相反，在倒装芯片中，可以同时执行，因此，相比焊线的芯片，倒装芯片的费用将会得到节俭，而且倒装芯片的连接长度比引线键合的芯片短，因此其性能也将会得到提高。

以下，对根据上述的倒装芯片工艺而将倒装芯片贴装到基板的工艺进行简单说明。

首先执行凸点加工(Bumping)工艺，即，从晶片(wafer)分离并取出芯片，并翻转(flip)芯片而使上下表面的位置翻转。

之后执行回流(Reflow)工艺，即，贴装机的头将被翻转的芯片吸附之后使其移动到预定的位置，并且在需要时对包含凸点的面进行加热。

此时，为提高基板和芯片的接合性能，将执行助熔(Fluxing)工艺，即，向芯片的凸点转移助焊剂(Flux)。

之后，执行如下的工艺：利用相机视觉(camera vision)识别基板的作为将要贴装芯片的预定位置的衬垫，从而识别凸点的位置，并使凸点抵接衬垫以贴装(Mounting)芯片。

最后，，通过回流进行加热以接合基板和芯片，并通过涂覆环氧树脂的底部填充(Under filling)和借助热等来进行硬化的固化(Curing)而保护芯片。

在如上所述的倒装芯片工艺中，在进行朝芯片的凸点转移助焊剂的助熔工艺时，可能会发生助焊剂无法正常地被涂覆在芯片的凸点的情况，在此情况下，芯片没有正常地接合到基板的可能行较大，据此，可能会引起生产出不良电子部件的问题。

对此，在现有技术中，被提出用于检查助焊剂是否正常地被涂覆在芯片凸点的多样的方法。

例如，具有如下的方法：将芯片浸渍(Deeping)在装有助焊剂的容器之后，利用相机对容器内助焊剂的凸点痕迹进行拍摄而检查助焊剂的涂覆与否。然而这种方法，由于助焊剂由液体构成，因而其痕迹将会瞬间消失，从而存在着难以容易地检查针对芯片凸点的助焊剂的涂覆与否的问题。

此外，也有一种将可识别的其他添加物添加到助焊剂以能够容易地实现识别过程的技术，然而对该技术而言，可能会存在助焊剂特性变化的问题。

另外，还提出过通过利用相机拍摄助焊剂涂覆于芯片的凸点的状态而获取的视频或图像来检查针对芯片凸点的助焊剂的涂覆与否的方法，然而，在此情况下，由于助焊剂是无色液体，因此为了正确地判断助焊剂被涂覆在芯片的凸点的状态而需要使用具有高价的镜头的相机，从而存在发生费用负担的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国授权专利第10-1377444号

日本公开专利第2008-041758号

技术实现要素：

本发明是着眼于上述的各种问题而提出的，本发明所要解决的技术课题在于提供一种如下的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法，该装置及方法向涂覆有助焊剂的倒装芯片的凸点照射助焊剂能够最强地吸收的具有特定区域的波长范围的光，据此根据对从涂覆有助焊剂的凸点和未涂覆有助焊剂的凸点反射的光的光强之差进行比较和判断，从而能够更为容易地检查助焊剂的涂覆与否。

此外，本发明所要解决的技术课题在于提供一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法，该装置及方法利用助焊剂能够最强地吸收的具有特定区域的波长范围的光而容易地检查助焊剂针对芯片的凸点的涂覆与否，从而能够预防生产出不良电子产品。

本发明的课题并不局限于如上所述的课题，本领域技术人员可以根据下文中的记载而容易地理解未提及的其他课题。

用于解决所述课题的根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置可以包括：吸嘴驱动部，用于使助焊剂涂覆在凸点的倒装芯片移动到检查位置；主照明部，用于向所述倒装芯片的凸点照射具有针对所述助焊剂的吸收率高的特定区域的波长范围的光；拍摄部，用于拍摄从所述主照明部照射的所述光的反射光；以及视觉确认部，用于读取通过所述拍摄部拍摄的视频或图像而显示助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆与否，所述特定区域的波长范围可以是具有针对所述助焊剂的吸收率随着波长的变化而呈现的多个峰值中的一个峰值的波长范围。

在此，所述主照明部可以从所述凸点的下部侧的侧方向以倾斜的方向照射具有所述助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围的光，而且照射到所述倒装芯片的凸点的所述光可以沿着所述倒装芯片的凸点的下方向反射。

此外，可以包括：反射部,用于将从所述倒装芯片的凸点反射的所述反射光的路径引导至所述拍摄部侧，在所述反射部的下部侧还可以包括：辅助照明部，用于根据输入信号而使具有针对所述助焊剂的吸收率高的特定区域的波长范围的光照射到所述倒装芯片的凸点。

在此情况下，所述反射部可以是分束器，用于使从所述辅助照明部照射的光透过，并使从所述倒装芯片的凸点反射的反射光反射。

此外，所述主照明部可以形成有透光孔，用于使从所述倒装芯片的凸点反射的反射光透过，并使从所述辅助照明部照射的光通过。

此外，从所述主照明部照射的光的波长范围可以是400nm～500nm区域的波长范围，而且可以将带通滤波器布置在所述主照明部，从而使具有所述特定区域的波长范围的光照射。

此外，从所述辅助照明部照射的光的波长范围可以是400nm～500nm区域的波长范围，而且可以将带通滤波器布置在所述辅助照明部，从而使具有所述特定区域的波长范围的光照射。

另外，根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查方法是利用倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的方法，可以包括如下步骤：使涂覆有助焊剂的倒装芯片移动到检查位置；向所述倒装芯片的凸点照射具有针对所述助焊剂的吸收率高的特定区域的波长范围的光；拍摄从所述主照明部照射的所述光的反射光；读取通过所述拍摄部拍摄的视频或图像而显示助焊剂针对所述倒装芯片的凸点的涂覆与否；而且，基于所述拍摄到的反射光，可以将具有相对较低的光强的反射光的位置判断为涂覆有助焊剂的位置；将具有相对较低的光强的位置判断为未涂覆有助焊剂的位置。

本发明的其他具体事项包含在详细的说明及附图中。

根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查至装置及方法，本发明可以提供如下的效果：向涂覆有助焊剂的倒装芯片的凸点照射助焊剂能够最强地吸收的具有特定区域的波长范围的光，据此能够根据对从涂覆有助焊剂的凸点和未涂覆有助焊剂的凸点反射的光的光强之差进行比较和判断，更为容易地检查助焊剂的涂覆与否。

此外，根据本发明所要解决的技术课题在于提供一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法，本发明可以提供如下的效果：利用助焊剂能够最强地吸收的具有特定区域的波长范围的光而容易地检查助焊剂针对芯片的凸点的涂覆与否，从而能够预防生产出不良电子产品。

根据本发明的效果并不局限于如上所述的内容，更为多样的效果将包含在本说明书内。

附图说明

图1是概略性地示出在利用根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态之前向倒装芯片涂覆助焊剂的助焊剂浸渍装置的立体图。

图2是示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置的概略性的构成的模块图。

图3是概略性地示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置的构成图。

图4是为了确认助焊剂能够最强地吸收的光的波长范围区域而通过图表示出助焊剂的吸收光谱测量结果的图。

图5是概略性地示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置所采用的主照明部向倒装芯片的凸点照射光的路径的局部剖面图。

图6是图5的平面图。

图7以及图8是示出视觉确认部读取如下的情况下的反射光的光强并显示的图像及曲线图的图：在利用根据本发明的实施例的倒装芯片的涂覆状态检查装置而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的结果，助焊剂未被涂覆在倒装芯片的凸点的情况和被涂覆在倒装芯片的凸点的情况。

图9是示出在助焊剂被涂覆在倒装芯片的凸点的状态下的凸点形状的图。

符号说明

110：吸嘴驱动部 120：反射部

130：拍摄部 140：视觉确认部

150：电源及控制部 210：主照明部

220：辅助照明部

具体实施方式

如果参照根据附图而详细地说明的实施例，本发明的优势及特征以及达成这些的方法会变得更加明确。然而本发明并不局限于以下公开的实施例，可由互不相同的多种形态来实现，只是，提供本实施例的目的在于完整地公开本发明，且使本发明所属的技术领域中具有通常的知识的技术人员完整地认识本发明的范畴，而且本发明仅由权利要求书中所记载的范畴来定义。整个说明书中，相同的参照符号指称相同的构成要素。

另外，参考作为本发明的理想的示例图的剖视图及/或者概略图而对本说明书中记述的实施例进行说明。因此，示例图的形态可能根据制造技术及/或者允许误差等而变形。另外，本发明所表示的各个附图中，考虑到说明的方便性，各个构成要素可能被多多少少放大或缩小而表示。在整个说明书中，相同的参照符号指称相同的构成要素。

首先，在对根据本发明的倒装芯片的涂覆状态检查装置及方法的优选实施例进行说明之前，对将助焊剂涂覆到倒装芯片的助焊剂浸渍装置进行简单地说明。

图1是概略性地示出在利用根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态之前向倒装芯片涂覆助焊剂的助焊剂浸渍装置的立体图。

如图所示，助焊剂浸渍装置包含：碟状的助焊剂存储部20，用于在基底部件30上存储助焊剂F；叶片部50，沿着上下方向移动而以特定的厚度弄平助焊剂；Z轴部件2，具有用于吸附倒装芯片4的吸嘴3。

具有用于吸附倒装芯片4的吸嘴3的Z轴部件2根据电机的驱动而向下方移动以使倒装芯片4的凸点4a抵接到存储有助焊剂的助焊剂存储部20的底部，之后向助焊剂浸渍倒装芯片4的凸点4a。

在进行如上所述的助焊剂浸渍工序时，如果未对倒装芯片4的凸点4a形成助焊剂的均匀的涂覆，则倒装芯片无法正常地被接合到基板上，从而将会生产出不良电子部件。

本发明提出一种倒装芯片的助焊剂涂覆状态检测装置和利用该装置的助焊剂涂覆状态检查方法，以解决如上所述的生产出不良电子部件的问题。

图2是示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置的概略性的构成的模块图；图3是概略性地示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置的构成图。

如图2以及图3所示，根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置100可以包含：吸嘴驱动部110、主照明部210、拍摄部130以及视觉确认部140。

吸嘴驱动部110可以由包含如下项的构成形成：吸嘴114，用于吸附一面形成有多个凸点118的倒装芯片116；头112，用于使所述吸嘴114移动到设定的位置。

因此，吸嘴驱动部110可以执行如下的功能：吸附形成有凸点118且通过助焊剂浸渍工艺而在凸点118的一面涂覆有助焊剂的倒装芯片116之后，使其移动到用于检查助焊剂的涂覆状态的设定位置。

主照明部210可以执行向涂覆有助焊剂的倒装芯片116的凸点118照射光的功能。

在此，主照明部210可以根据电源及控制部150的电压接通/断开信号和输入信号而向涂覆有助焊剂的倒装芯片116的凸点118照射光。

主照明部210可以包含多个光源202，该多个光源202以助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围照射光。

本发明的申请人为了掌握助焊剂能够最强地吸收的光的波长范围区域而测量了助焊剂的吸收光谱(Spectrum)，其测量结果的值如图4所示地示出。作为参考，在图4的曲线图中，横轴表示波长(nm)，竖轴表示特定波长下的光吸收量。

如图4所示，可以看出，助焊剂对光的吸收量随着波长范围从300nm区域的波长范围逐渐变高而增加，尤其，在第一个峰值所处的420nm左右的波长范围下，所吸收的光最多。

此外，可以看出：随着波长范围从420nm左右的波长范围逐渐变高，光的吸收量先变少，再到第二个峰值所处的465nm左右的波长范围下，所吸收的的光相对较多。

因此，根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置可以提供包含具有400nm～500nm区域的波长范围的光源202的主照明部210。

提供于主照明部210的光源202可以提供以GaN(氮化镓)作为材料、具有350～450nm区域的波长范围、照射蓝色光的发光二极管。

目前在市场上广泛销售这种发光二极管，因此可以将该发光二极管作为主照明部210的光源而使用，或者可以在光源布置带通滤波器(Band Pass Filter)等，从而使光能够以所述区域的波长范围(400nm～500nm)照射。

在此，带通滤波器可以起到仅使特定波长范围的光透过的功能。

或者，除了用于照射具有所述区域的波长范围的光的光源以外，对照射连其他波长范围都包括在内的白色光的光源的情况而言，也可以布置带通滤波器等而以所述区域的波长范围(400nm～500nm)照射光。

作为参考，在根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置及方法中，对助焊剂能够最强地吸收的光的波长范围最优选为400nm～500nm的情况进行了说明，然而在提供具有新的光特性的助焊剂的情况下，光的吸收量可能会改变，在此情况下，也可以采用具有其他区域的波长范围的光源。

另外，图5以及图6是概略性地示出根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置所提供的主照明部向倒装芯片的凸点照射光的路径的剖面图以及平面图。

如图所示，主照明部210可以形成包含如下项的构成：在上文中说明的多个光源202；基底部件204，引导光的路径，以使从所述光源202照射的光能够以向上倾斜的方向而向倒装芯片116的凸点118照射。

在主照明部210的基底部件204中，用于使光透过的透光孔206形成于中央部位，而该透光孔206的周围，即，基底部件204的下部侧的透光孔206的周围可以布置有多个光源202。

因此，从光源202照射的光在通过基底部件204时折射，而且所折射的光以朝向倒装芯片116的凸点118以向上倾斜的方向进行照射。

如上所述，从主照明部210的光源202照射的光以向上倾斜的方向照射到倒装芯片116的凸点，而且，所照射的光将会从倒装芯片116的凸点118反射，此时，所反射的反射光可以通过主照明部210的透光孔206而向下方照射。

从倒装芯片116的凸点118反射的反射光借助拍摄部130而被拍摄，所述反射光可以随着被可布置于倒装芯片116以及主照明部210的下侧的反射部反射而改变路径并被引导至拍摄部130侧。

例如，如图3所示，倒装芯片116以及主照明部210的下侧可以布置有大约以45度的角度倾斜的形态的反射部120，而且拍摄部130可以布置于与该反射部120水平的位置。

据此，倒装芯片116以及主照明部210和拍摄部130可以分别布置于以形成大约90度的角度的位置，对此，将在下文中进行详细的说明。

以下，对利用由如上所述的构成形成的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置100检查助焊剂针对倒装芯片116的凸点118的涂覆状态的方法进行说明。

首先，如果吸嘴驱动部110吸附经过助焊剂浸渍工序的倒装芯片116而使其移动到助焊剂涂覆状态检查位置，则电源及控制部150对主照明部210供应电源，同时提供输入信号，从而打开(on)主照明部210。

因此，主照明部210的多个光源202被点亮，从而分别照射光，而且所照射的光在通过基底部件204时折射，从而以朝向倒装芯片116的凸点118方向进行照射。

此时，主照明部210的光源202布置于倒装芯片116的下侧的周围，从而由光源202照射的光将会以向上倾斜的形态朝向倒装芯片116的凸点118进行照射，而且以如上所述的方式照射的光在倒装芯片116的凸点118得到反射之后，通过主照明部210的透光孔206而朝向下侧。

通过主照明部210的透光孔206的反射光被反射部120再反射一次，并被引导至拍摄部130侧，从而拍摄部130可以拍摄从倒装芯片116的凸点118反射的反射光。

被反射部120反射的反射光将会被拍摄部130拍摄而转换为视频或图像，而且视觉确认部140将会读取如上所述的视频或图像而判断助焊剂针对倒装芯片116的凸点118的涂覆与否。

从主照明部210的光源202照射的光是如上所述的具有助焊剂能够最强地吸收的特定区域的波长范围(即，400nm～500nm的波长范围区域)的光，因此，部分光可以被涂覆于倒装芯片116的凸点118的助焊剂所吸收。

例如，假设从主照明部210的光源照射的光的大小为100，则随着部分光被涂覆于倒装芯片116的凸点118的助焊剂所吸收，从倒装芯片116的凸点118反射的光的大小将会降至100以下(60左右)。

相反，在倒装芯片116的凸点118未涂覆有助焊剂的情况下，从倒装芯片116的凸点118反射的光的大小将会大约保持在80。

如上所述，在倒装芯片116的凸点118涂覆有助焊剂的状态下，如果假设大部分凸点118的表面涂覆有助焊剂，而部分凸点的表面未涂覆有助焊剂，则从涂覆有助焊剂的凸点反射的反射光的大小(即，光强)将会由于助焊剂的光吸收所导致的光损失而相对较小，相反，从未涂覆有助焊剂的凸点反射的反射光的大小(即，光强)相对较大。

图7以及图8是示出视觉确认部读取如下的情况下的反射光的光强并显示的图像及曲线图的图：在利用根据本发明的实施例的倒装芯片的涂覆状态检查装置而检查倒装芯片的助焊剂涂覆状态的结果，助焊剂未被涂覆在倒装芯片的凸点的情况下的反射光的光强(A-A’线)和被涂覆在倒装芯片的凸点的情况下的反射光的光强(B-B’线)。

首先，如图7所示，可以看出从未涂覆有助焊剂的凸点反射的反射光呈现相对较大的光强，从涂覆有助焊剂的凸点反射的反射光呈现相对较小的光强。

其原因在于，根据从主照明部210照射的光形成助焊剂能够最强地吸收的特定波长范围区域，从未涂覆助焊剂的凸点反射的反射光完整地保持从照明部210照射的光强，相反，对从涂覆有助焊剂的凸点反射的反射光而言，其光强随着从主照明部210照射的光的一部分被吸收而减少。

另外，如图7以及图8所示，可以看出凸点118的周围的光强相对大于其中央部位的光强，其原因在于，如上所述，因主照明部210的光源布置于倒装芯片116下侧的周围部，所以从主照明部210的光源202照射的光以向上倾斜的形态被照射，从而光被集中照射到凸点118的侧表面部位(即，周围部位)。

即，其原因在于，凸点118以如图9中的上图所示地形成大致为球形的形状，因此相比光以直线方向照射的情况，在光从侧面部位照射的情况下反射的光的量更多，据此，凸点118的周围部位所呈现的光强较大。

然而，在进行针对倒装芯片116的凸点118的助熔工序的过程中，由于凸点118被按压，如图9的下图所示，其凸点118的前端的中央部位119可能形成扁平(flat)的形状，在此情况下，可能无法正常地使从主照明部210照射的光反射。

因此，在根据本发明的实施例的倒装芯片的助焊剂涂覆状态检查装置100中，还可以包含用于以直线方向朝向凸点118照射光的辅助照明部220，以应对涂覆有助焊剂的凸点118的前端被按压而具有扁平的部位119的情况。

参照图3，辅助照明部220可以布置于倒装芯片116的下侧竖直线上，以能够沿着直线方向而向倒装芯片116的凸点118照射光。

优选地，由于倒装芯片116以及主照明部210的下侧布置有反射部120，因此，辅助照明部220可以布置于反射部120的下侧。

在此，可以提供分束器(Beam splitter)作为反射部120，用于使照射的光直接透过的同时使反射光反射。

除此之外，辅助照明部220也可以根据电源及控制部150的接通/断开和输入信号而与主照明部210一同被点亮。

此外，从辅助照明部220照射的光可以通过反射部120，并通过主照明部210的透光孔206而直接照射到倒装芯片116的凸点118，而且，以如上所述的方式照射的光可以从倒装芯片116的凸点118逆反射而通过主照明部210的透光孔206，并借助反射部120而被反射到拍摄部130侧。

被反射部120反射的反射光可以被拍摄部130拍摄而转换为视频或图像，而且视觉确认部140将会读取如上所述的视频或图像而判断针对倒装芯片116的凸点118的助焊剂的涂覆与否，然而，根据所反射的反射光的光强之差来判断助焊剂的涂覆与否的方法与在上文中说明的内容相同，因此省略反复的说明。

在本发明所属的技术领域中具有基本知识的人皆可理解本发明在不改变其技术思想或必需的特征的情况下可实施为其他具体的形态。因此要理解上述的实施例在所有的方面上都是示例性的，而不是局限性的。本发明的范围根据权利要求书而表现，而不是上述详细的说明，而且从权利要求书中的意思及范围还有其等同的概念导出的所有变更或变形的形态均应解释为包括在本发明的范围内。