专利名称：观察设备及用于制造电子装置的方法
技术领域：
本发明大体上涉及观察设备及用于制造电子装置的方法，尤其涉及这样 一种观察设备及用于制造电子装置的方法，其中在电子元件上设置有底部填 充树脂。
背景技术：
倒装芯片安装是用于在安装基板上安装诸如半导体芯片(以下称为芯片 元件)之类的电子元件的公知方法。倒装芯片安装法用于在芯片元件的电极上形成金(Au)凸点，并将芯片面朝下地连接到安装基板。在倒装芯片安装 法中，在芯片元件和基板之间填充底部填充树脂(树脂粘结剂)，用以加强 金凸点和电极之间的连接。优选地，底部填充树脂以均匀的方式填充在连接空间中。然而，在涂敷 底部填充树脂的步骤或在安装芯片的步骤期间，底部填充树脂中可能产生空 隙(气隙)。这将影响连接的强度和质量。鉴于此情况，已有各种用于检测 底部填充树脂中产生的空隙的方法(参见专利文献1和2)。专利文献l:日本专利申请第64-025045号公报专利文献2:日本专利申请第09-196617号公报然而，专利文献1和2中公开的传统方法是在芯片安装之后通过观察X 射线透射和安装截面来检查是否存在空隙。因此，传统方法能够在芯片安装 之后检测空隙是否存在及空隙的位置。然而，这将造成一个问题，即，所述 方法不能观察到空隙是如何产生的，因此仍然不清楚空隙产生的原因，也不 能够确定倒装芯片安装的步骤中的状态以便控制空隙的产生。发明内容本发明的大体目的是提供一种改进且有用的观察设备及用于制造电子 装置的方法，其可以消除上述问题。本发明的更为具体的目的是提供一种观察设备及用于制造电子装置的 方法，其能使芯片安装步骤中底部填充树脂的流动状态、即空隙的行为状态 可视化。依照本发明的一个方案，提供了一种观察设备，其用于在倒装芯片安装 期间通过底部填充树脂将待安装的本体安装在基板上时，观察所述底部填充 树脂中产生的空隙，该观察设备包括安装单元，其将所述待安装的本体安 装在该基板上；以及观察单元，其在该安装单元将所述待安装的本体安装在 该基板上时，观察所述底部填充树脂的行为状态。依照本发明的另一个方案，在该观察设备中，该安装单元可包括头部， 其保持所述待安装的本体；基台，在该基台上安装该基板，并且所述观察设 备可包括成像单元，该成像单元对所述底部填充树脂的行为状态进行成像。依照本发明的再一个方案，在该观察设备中，在该头部的、用于对所述 待安装的本体进行成像的位置处可形成第一开口 ，以及该成像单元可设置在 与该第一开口相对的位置处。依照本发明的又一个方案，在该观察设备中，在该基台的、用于对该基 板进行成像的位置处可形成第二开口；以及该成像单元可设置在与该第二开 口相对的位置处。依照本发明的又一个方案，在该观察设备中，可在该头部和该基台的至 少其中之一上设置加热器，该加热器用于加热所述待安装的本体或该基板。依照本发明的又一个方案，在该观察设备中，该头部和该基台中的至少 其中之一可通过使用透明材料而形成。依照本发明的又一个方案，该观察设备可包括压力调节单元，其用于 调节该头部施加在该基台上的压力。依照本发明的又一个方案，在该观察设备中，待安装的本体可为玻璃芯片。依照本发明的又一个方案，在该观察设备中，可应用X射线摄像机或红 外摄像机作为成像单元。依照本发明的又一方案，提供了一种用于制造电子装置的方法，该方法 包括如下步骤在倒装芯片安装期间，通过底部填充树脂将电子元件安装到 安装基板上；以及观察在安装步骤中所述底部填充树脂中产生的空隙。依照本发明，可以在待安装的本体在实际安装条件下进行安装时以实时 方式观察底部填充树脂的行为状态(流动状态)。通过结合附图阅读以下的详细描述，将更加清楚本发明的其他目的、特 征和优点。
图1为示出根据本发明观察设备的基本结构的示意图； 图2为示出根据本发明实施例的观察设备的立体图； 图3A为示出根据本发明实施例的观察设备的主视图； 图3B为示出根据本发明实施例的观察设备的右视图； 图4A为示出根据本发明实施例的观察设备的头部移动机构附近的结构 的主视图；图4B为示出根据本发明实施例的观察设备的头部移动机构附近的结构 的右视图；图4C为示出根据本发明实施例的观察设备的头部移动机构附近的结构 的仰视图；图5A为示出根据本发明实施例的观察设备的吸头(attraction head)的 剖视图；图5B为示出根据本发明实施例的观察设备的固定基台的剖视图； 图6为示出根据本发明实施例的观察设备的局部剖开右视图； 图7为示出观察设备的局部剖开右视图，其中成像摄像机设置在固定基 台的下方；图8A为示出玻璃基板的俯视图； 图8B为示出玻璃芯片的俯视图；图9为示出在玻璃芯片即将安装在玻璃基板之前的状态示意图。图10为示出由于将玻璃芯片安装在玻璃基板上而产生空隙的状态示意图；图11为示出根据本发明实施例的观察设备的控制系统结构的方块图； 图12为示出由控制装置执行的空隙检测过程的流程图； 图13为示出利用玻璃构成的吸头的变型的剖视图；图14为示出应用了根据本发明实施例的观察设备的安装设备的主视图;以及图15为示出根据本发明实施例的半导体制造方法的实例的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述本发明的实施例。图1为示出根据本发明的观察设备1的基本结构的示意图。观察设备1大体包括安装单元2和观察单元3。观察设备1用于在倒装芯片安装时观察 底部填充树脂12中产生的空隙13 (参看图IO)，在该倒装芯片安装期间， 待安装的本体4经由底部填充树脂12安装在基板5上。倒装芯片安装用于在待安装的本体4上形成凸点6,且在基板5上形成 电极7，并以面朝下的方式将待安装的本体4连接到基板5，以使凸点6直 接连接至电极7。与诸如引线结合法之类的其它结合方法相比，倒装芯片安 装可以处理多个引脚并提高安装效率。安装单元2用于将待安装的本体4安装在基板5上。安装单元2包括头 部8和安装基台10。待安装的本体4安装在头部8上，并且基板5安装在安 装基台10上。该头部8配置为可移动至安装基台10。此外，在头部8中形 成第一开口 9以贯穿图中的上下方向。以同样的方式在安装基台10中形成 第二开口 11以贯穿图中的上下方向。观察单元3例如采用成像摄像机。该观察单元3设置在与形成于头部8 中的第一开口 9相对的位置处，或者设置在与形成于安装基台10中的第二 开口 11相对的位置处。在图1所示的实例中，观察单元3设置在与第一开 口 9相对的位置处。利用诸如玻璃之类的透明材料来形成待安装的本体4和基板5。从而， 当将安装单元2应用于将待安装的本体4安装在基板5 (放置有底部填充树 脂12)上的过程中时，可通过利用观察单元3经由第一开口 9观察待安装的 本体4，其中待安装的本体4安装在头部8上，从而观察安装过程期间底部 填充树脂12的行为状态。 '在此方式下，根据观察设备l，在待安装的本体4安装在基板5上的实 际安装情况下，可以在将待安装的本体4安装在基板5上的同时以实时方式观察底部填充树脂12的行为状态(流动状态)。因此，基于这种观察的结果，可以确定空隙13的产生原因。而且，还可以通过第二开口 11以实时方式从基板5观察底部填充树脂12的行为状态(流动状态)，从而可以从多个方向观察底部填充树脂12的 行为状态。在图1示出的实例中，第一开口 9和第二开口 11处于凸点6或 电极7的形成位置附近。然而，第一开口 9和第二开口 11的形成位置并无 特别限制，它们可形成于任何位置。此外，图1示出了应用常规成像摄像机作为观察单元3的实例，其中第 一开口9和第二开口 11分别形成在头部8和安装基台10中，并且使用透明 材料形成待安装的本体4和基板5。然而，通过应用X射线成像摄像机或红 外摄像机作为观察单元3，可以不在头部8或安装基台10中形成第一开口 9 或第二开口 11、或不使用透明材料作为待安装的本体4或基板5的情况下， 观察底部填充树脂12的行为状态。下面，参照图2—图12描述基于上述基本结构的根据本发明实施例的观 察设备20。其中与图1中示出的元件或部分相对应的元件或部分采用同样的 附图标记来表示，故省略其描述。首先，参照图2_图4C描述观察设备20的整体结构。观察设备20大 体包括观察单元3、头部8、安装基台10、基座21、摄像机基台25、头部移 动机构27、压力调节机构30、基台移动装置40、控制装置50 (参见图ll) 等等。上述头部8、安装基台IO、头部移动机构27、压力调节机构30和基 台移动装置40组成安装单元。在基座21上以竖直方式安装一支撑板22。支撑板22包括设置在其上的 观察单元3、头部8、摄像机基台25、头部移动机构27、压力调节机构30 等等。观察单元3包括成像摄像机23和透镜单元24。成像摄像机23应用例如 高速摄像机，其能够拍摄高速图像，并以至少200帧/秒的速率产生图像。成 像摄像机23连接于控制装置50，该控制装置50由个人电脑等构成且还起到 图像处理装置的作用。所拍摄图像上的图像数据被传输到控制装置50。另外， 本实施例中所使用的成像摄像机23应用普通的成像摄像机，而并未使用X 射线成像摄像机或红外摄像机。透镜单元24设置在成像摄像机23的下方。透镜单元24起到放大成像 位置的作用，以使后述的底部填充树脂12的行为状态被透镜单元24放大， 并由成像摄像机23拍摄。成像摄像机23和透镜单元24 (观察单元3)安装 在摄像机基台25上。摄像机基台25设置在支撑板22上。摄像机基台25相对于支撑板22支 撑观察单元3，并能够对成像摄像机23的成像位置进行微调。据此，不仅可 以通过后述的基台移动装置40来调节成像位置，还能够通过利用摄像机基 台25移动成像摄像机23来调节成像位置。另外，在透镜单元24的下方设置一对照明单元26。照明单元26用于将 光照射在成像摄像机23的成像位置，且该照明单元被配置为能够提供对微 小空隙的行为状态进行成像所需的充足的照明。如图4A和图4B以放大的方式所示，头部移动机构27包括头部驱动马 达28、固定基台29、压力调节机构30、头部保持件31等。固定基台29固 定在支撑板22上，且头部驱动马达28设置在固定基台29的上部。固定基台29的内部包括升降机构(图中未示出)，该升降机构用于通 过将头部驱动马达28作为驱动源而上下移动基座板37，且头部保持件31通 过压力调节机构30安装在基座板37上。从而，当头部保持件31上下移动 时，压力调节机构30和基座板37也随之上下移动。吸头8设置在头部保持件31的下端。吸头8设置为沿水平方向延伸。 换句话说，吸头8固定在头部保持件31上，以便平行于后述的安装基台10。参考图5A描述吸头8的结构。吸头8包括第一开口9、芯片吸引部32、 头部吸引接头34、芯片加热器36等等。在吸头8中，芯片吸引部32设置在吸头8的下表面上。在吸头8上形 成有开口8a，在芯片吸引部32上形成有开口32a，以使开口8a和开口32a 彼此配合形成第一开口 9。第一开口 9为贯穿吸头8和芯片吸引部32的通孔， 并形成为与上述观察单元3 (成像摄像机23和透镜单元24)的光轴同轴。 据此，观察单元3能够经由第一开口9在第一开口9的下方成像。在本实施 例中，观察单元3和第一开口 9以相对的方式设置。此外，在吸头8和芯片吸引部32中形成有吸引管道35。头部吸引接头 34连接到吸引管道35的一端(图5A的左端)，且吸引管道35的另一端在芯片吸引部32的开口 32a附近开口。头部吸引接头34连接到包括真空泵的 芯片吸引装置47 (参见图11)，且通过驱动芯片吸引装置47在吸引管道35 的另一端执行吸引。被用作待安装的本体4的玻璃芯片附着在芯片吸引部32上的、吸引管 道的另一端开口的位置处。在此情况下，玻璃芯片4通过所述真空泵的吸力 (负压力)的作用被吸引到芯片吸引部32，从而玻璃芯片4保持(附着)在 芯片吸引部32上。在此附着(吸引)状态下，玻璃芯片被吸附，从而使该 玻璃芯片4的一部分延伸到第一开口 9中。另外，第一开口 9的最低部分的 直径例如为2mm。吸头8的内部包括芯片加热器36。芯片加热器36中产生的热量经由吸 头8和芯片吸引部32传导到玻璃芯片4。也就是说，玻璃芯片4配置为使其 温度由芯片加热器36控制。由上所述，玻璃芯片4通过吸引到吸头8而被保持。此外，吸头8配置 为通过上述头部移动机构27而上下移动，因此玻璃芯片4也相应于吸头8 的垂直移动而上下移动。压力调节机构30设置在头部保持件31和基座板37之间。压力调节机 构30应用例如气缸，并且配置为起到如下作用，即，在如后所述头部保持 件31通过头部移动机构27而下降且玻璃芯片4按压在基板5上时提供恒定 压力。下面，描述设置在基座21上的机构。如图2、图3A和图3B中所示， 安装基台10、基台移动装置40等设置在基座21上。基台移动装置40包括X—Y基台41和e基台42。安装基台10设置在 基台移动装置40的上方。X—Y基台41具有相对于基座21沿横向(X—Y方向)移动安装基台 IO的功能。此外，e基台42具有转动安装基台IO的功能。据此，安装基台 10配置为在由基台移动装置40给定的位置中可移动。如图5B中所示，安装基台IO包括第二开口 11、基板吸引接头44、吸 引管道45、基板加热器46等等。第二开口 11为贯穿安装基台IO的通孔， 且不必设置在如图2、图3A、图3B和图6中所示构造的观察设备20上。然而，如本实施例，通过在安装基台IO中形成第二开口 11，可以通过在安装基台10的下方设置观察单元3，从而从底侧观察玻璃芯片4和玻璃基板5之间产生的空隙，如图7所示。此外，吸引管道45形成在安装基台10中。基板吸引接头44连接到吸 引管道45的一端(图5B中的左端)，并且吸引管道45的另一端在安装基 台10的第二开口 11附近开口。基板吸引接头44连接到包括真空泵的基板 吸引装置48 (参见图ll)，且通过驱动基板吸引装置48在吸引管道45的 另一端执行吸引。玻璃基板5附着在芯片吸引部32上的、吸引管道35的另一端开口的位 置处，在此情况下，玻璃基板5通过所述真空泵的吸力(负压力)的作用被 吸引到安装基台10上，因此玻璃基板5被保持(附着)在安装基台10上。 在此附着(吸引)状态下，玻璃芯片5被吸附，以封闭第二开口 11。安装基台10的内部包括基板加热器46。基板加热器46中产生的热量经 由安装基台10传导到玻璃基板5。也就是说，玻璃基板5配置为使其温度由 基板加热器46控制。以下描述本实施例中使用的玻璃芯片4和玻璃基板5。在本实施例中， 该玻璃芯片4假定为半导体芯片，该玻璃基板5假定为安装基板。在此假定 的基础上应用观察底部填充树脂12的行为状态的方法，其中当在玻璃基板5 上安装玻璃芯片4时，底部填充树脂12设置在玻璃芯片4和玻璃基板5之 间。在此情况下，优选地，玻璃芯片4和玻璃基板5与实际的半导体芯片和 实际的安装基板类似。因此，在本实施例中，如图8A所示，以与在实际的 半导体芯片中相同的方式在玻璃基板5上形成电极7，并以与在实际的半导 体芯片中相同的方式在玻璃芯片4上形成凸点6。因此，如图9所示，底部填充树脂12被放置在玻璃基板5的、待安装 玻璃芯片4的区域上，然后玻璃芯片4在如图9所示的状态下安装在玻璃基 板5上。据此，底部填充树脂12的行为状态(流动)方式与实际的半导体 芯片安装在实际的安装基板上时的方式大体相同。因此，玻璃芯片4和玻璃 基板5之间的底部填充树脂12中产生的空隙13的产生过程和位置与实际的 半导体芯片安装在实际的安装基板上时的空隙的产生过程和位置大体相同。 此外，玻璃芯片4和玻璃基板5是透明的，因此能够从玻璃芯片4和玻璃基板5的外侧观察底部填充树脂12的状态。因此，如图2、图3A、图3B和图6所示，当从玻璃芯片4的上方观察 底部填充树脂12和空隙13的状态时，观察单元3设置在玻璃芯片4的上方， 从而可以经由第一开口 9和玻璃芯片4观察底部填充树脂12和空隙13的状 态。此外，如图7所示，当从玻璃基板5的下方观察底部填充树脂12和空 隙13的状态时，观察单元3设置在玻璃基板5的下方，从而可以经由第二 开口 11和玻璃基板5观察底部填充树脂12和空隙13的状态。当从玻璃芯片4的上方观察底部填充树脂12和空隙13的状态时，不必 使用玻璃基板5，而可以使用实际的安装基板。或者，当从玻璃基板5的下 方观察底部填充树脂12和空隙13的状态时，不必使用玻璃芯片4，而可以 使用实际的半导体芯片。在此情况下，芯片或基板可使用实际的安装基板或 实际的半导体芯片，从而能够进一步接近底部填充树脂12和空隙13的行为 状态。图11为示出上述观察设备20的控制系统结构的方块图。在本实施例中， 使用具有成像处理功能的个人电脑作为控制装置50。在控制装置50中，成 像摄像机23、头部驱动马达28、芯片加热器36、基台移动装置40、基板加 热器46、芯片吸引装置47和基板吸引装置48例如经由图中未示出的驱动装 置或输入输出设备(I/O)连接至控制装置50。此外，在控制装置50中，显 示装置51连接至控制装置50以作为输出单元，且用以存储图像数据的存储 装置52连接到控制装置50。以下描述由具有上述结构的观察设备20中的控制装置50执行的空隙观 察过程。图12为示出由控制装置50执行的空隙观察过程的流程图。当起动图12中所示的空隙观察过程后，在步骤(图中縮写为S) 10中， 芯片加热器36和基板加热器46被起动，以加热吸头8 (芯片吸引部32)和 安装基台IO。随后，构成头部移动机构27的头部驱动马达28被驱动，以便 将吸头8移动到其最高部分的位置(初始位置)处(步骤12)。在此状态下，在安装基台10上设置玻璃基板5 (步骤14)。将玻璃基 板5放置在安装基台10上的步骤可以利用后述的移动机械手71来执行，或 者也可以人工执行该步骤。然后，控制装置50起动基板吸引装置48，并将 玻璃基板5固定在安装基台IO上(步骤16)。在后续的步骤中，在玻璃基板5上放置玻璃芯片4 (步骤18)。此步骤为手动操作。此外，只要操作者通过目测将玻璃芯片4放置在玻璃基板5上 以使形成在玻璃芯片4上的凸点6对应于玻璃基板5上的电极7，则放置玻 璃芯片4的位置的精度就足够。当玻璃芯片4设置在玻璃基板5上的信息被输入控制装置50时，控制 装置50起动头部驱动马达28，且使吸头8从所述初始位置降低(步骤20)。 当吸头8 (芯片吸引部32)开始接触玻璃芯片4时，吸头8停止下降。之后，控制装置50起动芯片吸引装置47并利用真空吸力使玻璃芯片4 吸引至吸头8 (步骤22)。玻璃芯片4在步骤18中仅仅是放置在玻璃基板5 上，以使玻璃芯片4通过利用所述真空吸力的吸引而吸引(保持)到吸头8 上。如上所述，当玻璃芯片4附着在吸头8上时，控制装置50再次驱动头 部驱动马达28，并利用头部移动机构27将吸头8提升到预定的位置调节位 置(步骤24)。然后，控制装置50驱动基台移动装置40 (X—Y基台41和 e基台42)以便调节玻璃基板5的位置，从而使玻璃芯片4的凸点6对应于 形成玻璃基板5的电极7的位置处(步骤26)。可以通过例如在玻璃芯片4 上设置对准标记，从而将普通的倒装芯片安装中的定位技术应用到上述定位 中。当沿X—Y方向和e方向定位玻璃基板5的步骤结束后，在保持此定位 状态时，控制装置50驱动头部驱动马达28并再次提升吸头8 (步骤28)。 执行此提升步骤直到吸头8的位置提升到使得底部填充树脂12能够供应给 玻璃基板5。接着，底部填充树脂12供应到吸引至安装基台10的玻璃基板5上(步 骤30)。供应底部填充树脂12的这个步骤可以手动地执行，或者也可以通 过使用具有分配器的自动供应装置来自动执行。如上所述，当底部填充树脂12供应到玻璃基板5上时，控制装置50再 次驱动头部驱动马达28并降低吸头8 (步骤32)。在此情况下，吸引到吸 头8上的玻璃芯片4的凸点6和吸引到安装基台10上的玻璃基板5上的电 极7保持高精度定位。当吸头8降低时，控制装置50判断玻璃芯片4是否到达观察起始位置。用于判断的方法的实例包括(1)在固定基台29的内部嵌入用于测量吸头 8的移动距离的测距机构且根据来自该测距机构的信号判断玻璃芯片4是否 到达观察起始位置的方法；(2)在安装基台10上安装能够检测玻璃芯片4 (或吸头8)的检测传感器且根据来自该检测传感器的信号判断玻璃芯片4 是否到达观察起始位置的方法等等。步骤34中的处理持续到玻璃芯片4到 达观察起始位置为止。另外，在本实施例中，玻璃芯片4开始接触玻璃基板 5上的底部填充树脂12的位置被用作观察起始位置。另一方面，在头部吸引接头34中，当判断玻璃芯片4已到达观察起始 位置时，处理进入到步骤36,并且控制装置50起动成像摄像机23。据此， 成像摄像机23开始经由第一开口 9对底部填充树脂12的行为状态进行成像， 其中底部填充树脂12保持在玻璃芯片4和玻璃基板5之间。成像摄像机23中产生的底部填充树脂12的图像上的成像数据被传输到 控制装置50。如上所述，控制装置50还起到图像处理装置的作用，因此从 成像摄像机23传输的成像数据接受诸如控制装置50中的不同类型过滤之类 的图像处理，并被处理为可在显示装置51上显示的图像数据。该图像数据 被传输到存储装置52并存储(记录)在其中。在下一步骤中，控制装置50判断吸头8是否到达观察终止位置(步骤 38)。该观察终止位置是玻璃芯片4的凸点6连接到玻璃基板5的电极7且 安装过程结束的位置。如果在步骤38中作出了否定判断(否)，则吸头8 未到达玻璃芯片4安装在玻璃基板5的位置。因此，控制装置50使吸头8 (玻璃芯片4)继续降低。如图10所示，当降低吸头8时，玻璃芯片4开始接近玻璃基板5，供应 到玻璃基板5上的底部填充树脂12被玻璃芯片4挤压并散布开，且一部分 底部填充树脂12突出到玻璃芯片4之外。在此情况下，玻璃芯片4和玻璃基板5分别被芯片加热器36和基板加 热器46加热，以便与安装时实际的半导体芯片和实际的安装基板具有相同 的温度。据此，底部填充树脂12的行为状态的方式与在实际的半导体芯片 安装在实际的安装基板上时的方式相同。此外，可以通过调节头部移动机构 27和压力调节机构30来改变玻璃芯片4挤压底部填充树脂l2所滩加的压 力。因此，玻璃芯片4挤压底部填充树脂12所施加的压力可以调节为与在实际的安装基板上安装实际的半导体芯片时所施加的压力相同。成像摄像机23对散布开的底部填充树脂12的行为状态进行成像。已知当底部填充树脂12散布开时，底部填充树脂12内会产生空隙13 。因此， 当底部填充树脂12散布开的行为状态被成像时，空隙13产生时的状态被成当在步骤38中判断吸头8已到达观察终止位置时，控制装置50结束使 用成像摄像机进行成像(步骤40)。此外，当在下一步骤42中判断吸头8 已到达连接终止位置时，控制装置50使头部驱动马达28停止，并使吸头8 停止下降(步骤44)。随后，控制装置50使芯片吸引装置47停止，且从吸头8释放对玻璃芯 片4的吸引(步骤46)，然后控制装置50驱动头部驱动马达28并将吸头8 提升到初始位置(步骤48)。进一步地，控制装置50使基板吸引装置48停 止并从安装基台10释放对玻璃基板5的吸引(步骤50)。当对玻璃基板5的吸引力被释放时，玻璃基板5脱离安装基台10 (步骤 52)。可以使用移动机械手71或者可以手动执行脱离安装基台IO(见图14)。 当玻璃基板5脱离安装基台10时，控制装置50使芯片加热器36和基板加 热器46停止(步骤54)，且上述一系列空隙观察步骤结束。如上所述，在使用观察设备20的空隙观察步骤中，基于与实际的半导 体芯片安装在实际的基板上的条件相同的条件，执行利用玻璃芯片4挤压底 部填充树脂12的步骤。据此，底部填充树脂12的行为状态(流动)方式与 实际的半导体芯片安装在实际的安装基板上时的流动方式相同，并且成像摄 像机23能够以实时方式对底部填充树脂12的行为状态(流动状态)进行成 像。因此，通过分析成像的底部填充树脂12的行为状态，可以确定产生空 隙13的原因。图13示出了设置在上述观察设备20上、作为吸头8的变型的吸头60。 另外，在图13中，与吸头8相同的组成元件采用了同样的附图标记来表示， 故省略其描述。根据此变型的吸头的整个部分采用透明玻璃形成。根据这一结构，可以 在吸头60中不形成通孔的情况下，从吸头60的上方观察底部填充树脂12 的行为状态。此外，需要在吸头60上设置加热器，以提高玻璃芯片4的温度，因此 应用透明加热器61作为这种变型中的加热器。利用透明加热元件来形成透明加热器61。因此当设置了透明加热器61之后，可以从透明加热器61穿过 吸头60设置的位置处的下方观察状态。与上述吸头8需要调节第一开口 9的光轴以及成像摄像机23的光轴相 比较，在这一方式下，通过使用透明玻璃形成吸头60的整个部分，可以消 除这种调节的必要性。此外，在吸头8中，从照明单元26发出的照明光线 经由第一开口 9照射到成像位置。然而，通过使用透明玻璃形成吸头60的 整个部分，从照明单元26发出的照明光线穿过吸头60的整个表面并照亮成 像位置。因此，与使用吸头8的情况相比，当使用同样的照明单元26时， 可提高成像位置的照明度。此外，在上述观察设备20中，例如使用能够对可见光进行成像的成像 摄像机23，并对底部填充树脂12进行成像。然而，也可以使用能够在X射 线范围内进行图像处理的X射线摄像机或能够在红外线范围内成像的红外 摄像机来作为成像单元。通过使用这些摄像机，可以使用实际的半导体芯片 和实际的安装基板而非使用玻璃芯片4或玻璃基板5来观察底部填充树脂12 的行为状态和空隙13的产生。图14为示出应用本发明的观察设备20的安装设备70的主视图。图15 为示出制造电子装置的步骤的流程图。图15描述了半导体芯片安装到安装 基板上以作为电子装置的装置的实例。如图15所示，制造半导体装置的步骤大体包括半导体芯片制造步骤 (步骤60)、安装步骤(步骤62)、以及检查步骤(步骤64)。在半导体 芯片制造步骤中，通过在晶片上进行扩散处理、成膜处理、曝光及显影处理 等等而形成电路。然后执行适当的封装、形成凸点、并执行切片，从而制成 半导体芯片。在以下的安装步骤中，利用如后所述的安装设备70将在半导体芯片制 造步骤中制成的半导体芯片安装在安装基板上。据此，制成了电子装置，其 中在该电子装置上，半导体芯片安装在安装基板上。随后，在以此方式制成 的电子装置上执行例如包括可靠性测试的检査步骤，之后运输经过检査的这些装置。下面描述步骤62的安装步骤。利用图14所示的安装设备70执行该安 装步骤。尽管安装设备70的基本构造与参考图1 —图12所述的观察设备20 的基本构造相同，然而安装设备70与观察设备20的不同之处在于，安装设 备70包括作为成像摄像机23的X射线摄像机；移动机械手71，用于附 着和分离作为待安装的本体的半导体芯片4;移动运送器72，用于在半导体 芯片制造步骤中应用的装置与检査步骤中应用的装置之间移动半导体芯片 和电子装置；等。安装设备70起到通过与观察设备20中相同的方式将玻璃芯片4安装在 安装基板上的安装单元的作用。安装设备70包括吸头8、安装基台10、头 部移动机构27、压力调节机构30和基台移动装置40。因此，通过使用安装 设备70可以将半导体芯片4安装在安装基板上。此外，安装设备70包括观察单元3，该观察单元3通过与观察设备20 中相同的方式使用成像摄像机23和透镜单元24构成。据此，当半导体芯片 4安装在安装基板上时，可以在使用成像摄像机23的同时对底部填充树脂 12的行为状态进行成像。虽然由以该方式成像所获得的图像数据存储在存储 装置52中，但可以在步骤64的检查步骤中从图像数据计算空隙的产生量， 并判断那些产生有大量空隙的电子装置是否为不合格品。据此，能够提高待 运输的电子装置的可靠性。此外，在半导体芯片安装在安装基板上的每一次安装中，图像数据均存 储在存储装置52内，因此可以累计从对底部填充树脂12的行为状态和空隙 产生的成像中获得的大量图像数据。因此，通过分析这些大量图像数据，可 以精确地确定空隙13的产生机制。本发明并不局限于所公开的特定实施例，在不脱离本发明的范围的情况 下可以做出各种变型和修改。本申请基于2007年2月9日递交的日本优先权申请No.2007-030423， 该申请的全部内容通过参考合并在此。
权利要求
1、一种观察设备，其用于在倒装芯片安装期间通过底部填充树脂将待安装的本体安装在基板上时，观察所述底部填充树脂中产生的空隙，该观察设备包括安装单元，其将所述待安装的本体安装在该基板上；以及观察单元，其在该安装单元将所述待安装的本体安装在该基板上时，观察所述底部填充树脂的行为状态。
2、 根据权利要求1所述的观察设备，其中该安装单元包括头部，其保持所述待安装的本体；和基台，在该基台 上安装该基板；以及该观察单元包括成像单元，该成像单元对所述底部填充树脂的行为状 态进行成像。
3、 根据权利要求2所述的观察设备，其中在该头部的、用于对所述待安装的本体进行成像的位置处形成第一开 口；以及该成像单元设置在与该第一开口相对的位置处。
4、 根据权利要求2所述的观察设备，其中在该基台的、用于对该基板进行成像的位置处形成第二开口；以及 该成像单元设置在与该第二开口相对的位置处。
5、 根据权利要求2所述的观察设备，其中在该头部和该基台的至少其中之一上设置加热器，该加热器用于加热所 述待安装的本体或该基板。
6、 根据权利要求2所述的观察设备，其中该头部和该基台中的至少其中之一通过使用透明材料而形成。
7、 根据权利要求5所述的观察设备，其中该加热器通过使用透明加热元件而形成。
8、 根据权利要求2所述的观察设备，包括压力调节单元，其用于调节该头部施加在该基台上的压力。
9、 根据权利要求1所述的观察设备，其中所述待安装的本体为玻璃芯片。
10、 根据权利要求1所述的观察设备，其中 所述基板为玻璃基板。
11、 根据权利要求2所述的观察设备，其中 使用X射线摄像机或红外摄像机作为该成像单元。
12、 一种用于制造电子装置的方法，该方法包括如下步骤 在倒装芯片安装期间，通过底部填充树脂将电子元件安装到安装基板上；以及观察在安装步骤中所述底部填充树脂中产生的空隙。
13、 如权利要求12所述的用于制造电子装置的方法，其中 在观察步骤中，利用观察设备观察空隙的产生，其中该观察设备用于在倒装芯片安装期间通过所述底部填充树脂将待安装的本体安装到基板上时，观察所述底部填充树脂中产生的空隙，该观察设备包括安装单元，其将所述待安装的本体安装到该基板上；以及观察单元，其在该安装单元将所述待安装的本体安装在该基板上时，观
全文摘要
本发明公开了一种观察设备，其用于在倒装芯片安装期间通过底部填充树脂将待安装的本体安装在基板上时观察所述底部填充树脂中产生的空隙，该观察设备包括安装单元，其将待安装的本体安装在基板上；以及观察单元，其再待安装的本体安装在基板上时观察底部填充树脂的行为状态。
文档编号H01L21/66GK101241871SQ20071016948
公开日2008年8月13日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年2月9日
发明者伊仓和之, 佐藤雅彦, 西野彻 申请人:富士通株式会社