TWI471953B - Liquid material filling method and device - Google Patents

Description

液體材料之填充方法及裝置

本發明係關於一種利用毛細管現象朝基板與其上所保持之工件之空隙內，填充自吐出部吐出之液體材料之方法，尤其關於一種可於半導體封裝之底部填充步驟中恰當地填充液體材料之方法及裝置。

再者，本發明中所謂「吐出」，係包括液體材料離開吐出部前與工件接觸之型式之吐出方式、以及液體材料離開吐出部後與工件接觸之型式的吐出方式。

如圖1所示，半導體封裝之構成如下，經由焊錫凸塊而使半導體晶片連接在基板上。於基板與半導體晶片之空隙中填充底部填充材料，可減小熱應力或來自外部之應力等之影響。

將底部填充材料填充至基板與半導體晶片之空隙的步驟，被稱作底部填充步驟。如圖2(a)至(c)所示，底部填充步驟係以如下方式進行：自位於半導體晶片之端部附近之吐出部供給底部填充材料，利用毛細管現象使樹脂填充至半導體晶片與基板之空隙後，藉由烘箱等進行加熱而使樹脂硬化。

於底部填充步驟中，若半導體晶片與基板之空隙中殘留有氣泡，則進行加熱以使底部填充材料硬化時，殘留於空隙中之氣泡膨脹，會產生不良影響。因此，必需使氣泡不殘留、不進入上述空隙中。

若一邊使吐出部沿著半導體之全周移動一邊供給底部填充材料，則底部填充材料朝向半導體晶片之全周流動，因此，如圖3所示，於半導體晶片之中心殘留有未被排出之氣泡。

因此，通常較多情況係藉由如圖2(a)至(c)所示之方式供給底部填充材料。圖2(a)表示使吐出部以相對於半導體晶片靜止的方式供給底部填充材料之方法，圖2(b)表示一邊使吐出部沿著半導體晶片之一邊移動一邊供給底部填充材料之方法，圖2(c)表示一邊使吐出部沿著半導體晶片之兩邊移動一邊供給底部填充材料之方法。

根據如圖2(a)至(c)所示之方法，因底部填充材料於一個方向流向半導體晶片與基板之空隙，故半導體晶片與基板之空隙中的空氣，被底部填充材料擠壓而朝所供給之側的相反側排出，結果，可進行無氣泡殘留之填充。

自吐出部供給之底部填充材料之量，係預先算出之填滿半導體晶片與基板之整個空隙的量。藉由供給上述量之底部填充材料，可獲得大部分半導體晶片中底部填充材料填滿半導體晶片與基板之整個空隙之良好結果。

圖4(a)表示底部填充材料遍及半導體晶片與基板之整個空隙之狀態。如此，較佳為成為底部填充材料自半導體晶片緣部(周邊)少量滲出之狀態。

然而，亦存在底部填充材料未遍及半導體晶片之整個周邊之情況，如此狀態之半導體封裝被判定為不良。圖4(b)係表示底部填充材料未遍及半導體晶片之整個周邊之狀態之圖。

於專利文獻1中揭示有如下方法，使載置有半導體晶片之基板傾斜，自上方側使底部填充材料流向半導體晶片與基板之空隙中，並藉由設置於下方側之監控相機，確認底部填充材料已到達下方，藉此確認底部填充材料已填滿。

於專利文獻2中揭示有如下之底部填充材料之填充方法，於樹脂塗佈裝置中，在本步驟之前進行整平，藉由CCD相機，測定殘留樹脂之面積(吐出前之面積S1)、與形成於噴嘴前端部之樹脂球之面積(吐出後之面積S2)，並根據所測定之吐出後之面積S2與吐出前之面積S1之差，來測定樹脂吐出量，上述樹脂塗佈裝置包括：閥式之分配器，於噴嘴之前端部形成樹脂球，並將該樹脂球轉印塗佈至基板上；影像辨識手段，具備拍攝部，該拍攝部拍攝附著於噴嘴前端部之樹脂；以及控制手段，根據所拍攝之影像資料，控制自噴嘴之樹脂吐出量。

(專利文獻1)日本專利特開2000－82715號公報(專利文獻2)日本專利特開2004－273541號公報

然而，於專利文獻1中揭示之方法中，為了不產生底部填充材料之過剩供給，必需檢測底部填充材料到達另一端之瞬間。因此，吐出中必需即時解析監控相機之影像，判斷底部填充材料是否到達另一端，但該控制非常複雜。

又，於藉由監控相機確認已到達之時間點，半導體晶片與基板之空隙之底部填充材料之流動處於不穩定之狀態。即便確認已到達，且自吐出部之供給亦停止後，已供給之底部填充材料會流動。因此，無關於自吐出部之供給，存在底部填充材料自半導體晶片之周圍滲出之現象。此種現象尤其於黏度高之底部填充材料之情況(於半導體晶片與基板之空隙中流動慢之底部填充材料之情況)易於發生。

另一方面，即時確認底部填充材料之到達後，直至吐出部之實際吐出停止為止，存在時滯，由此導致過剩供給。該問題於底部填充材料之供給速度較快時易發生過剩供給，因此，考慮減慢供給速度來解決上述問題。然而，黏度低之底部填充材料因其流動性而難以減慢供給速度，又，亦存在因減慢供給速度而妨礙高速化之問題。

另外，於專利文獻1中揭示有如下內容，流入時使基板保持傾斜，確認到達後使其變為水平，藉由毛細管現象使自半導體晶片之相反側流出之底部填充材料返回，藉此進行良好之填充。然而，如此使基板傾斜之機構會導致生產設備變大。更進一步，必需進行對應各半導體晶片之填充而使基板傾斜．水平變化之步驟，因此需要花費額外時間，導致生產性變差。

又，半導體晶片較多為小型者，因此必需使包含吐出部之吐出機構與監控相機接近配置。因此，吐出機構與監控相機之大小受到限制，又，吐出機構與監控相機之配置亦受到限制。

本發明之目的在於解決如上所述之問題。即，本發明之目的在於提供一種裝置構成之自由度較高、且無需複雜控制即可供給適當量之液體材料之液體材料之填充方法及裝置。

於一邊確認液體材料是否充分填充於基板與工件之空隙內，一邊供給液體材料之方法中，存在上述問題。因此，本發明者採用如下方法：供給所需量之液體材料，於填充於工件與基板之空隙後，確認填充狀態，並僅於填充為不良之情況，再之後進行補充。

即，第1發明係一種液體材料之填充方法，係利用毛細管現象，於基板與其上所保持之工件之空隙填充從吐出部吐出之液體材料的方法；其特徵在於包括：供給步驟，自吐出部朝工件之緣部供給液體材料；拍攝步驟，藉由拍攝手段，對假定上述供給步驟中所供給之液體材料藉由毛細管現象而滲出的區域之工件之緣部之影像進行拍攝；判定步驟，根據所拍攝之影像，檢測工件之緣部是否存在液體材料，由此判定液體材料是否填充於基板與工件之整個空隙；以及補充步驟，於判定為不良之情況，自吐出部朝上述工件之緣部供給液體材料。

第2發明係如第1發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述補充步驟係自與吐出部於上述供給步驟中所供給液體材料時之位置重疊的位置開始，供給液體材料。

換言之，自供給步驟中供給液體材料之側之緣部進行補充，可防止氣泡進入。即便於供給步驟中自已靜止之吐出部加以供給，於補充步驟中使吐出部稍微移動而供給之情況，亦可獲得相同之效果。

第3發明係如第1發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述補充步驟係使吐出部移動，而朝上述判定步驟中不存在液體材料的工件之緣部供給液體材料。

第4發明係如第1至3發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，於上述工件為多邊形之情況下，上述拍攝步驟中對工件之角之緣部進行拍攝。

第5發明係如第4發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述工件之角，係構成位於離供給步驟中吐出部之位置所屬之邊最遠位置的邊，且不構成位於吐出部之位置所屬之邊之1個以上之角。

第6發明係如第1至5發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述判定步驟包括辨識步驟，該辨識步驟中根據所拍攝之影像來辨識自工件之緣部滲出之液體材料之量，且上述補充步驟中，供給根據上述判定步驟所辨識之滲出之液體材料的量而算出之補充量之液體材料。

第7發明係如第6發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述判定步驟，根據所拍攝之影像辨識自工件之緣部滲出之液體材料的寬度，並根據該寬度算出滲出之液體材料之補充量。

第8發明係如第6發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述判定步驟根據所拍攝之影像而辨識自工件之緣部滲出之液體材料的面積，並根據該面積算出滲出之液體材料之補充量。

第9發明係如第6發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述拍攝步驟係對工件之緣部之多個部位進行拍攝，上述判定步驟根據所拍攝之影像而檢測工件之緣部之多個部位是否存在液體材料，並根據不存在液體材料之部位之數來算出液體材料之補充量。

第10發明係如第1至8發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述拍攝步驟係對工件之緣部之多個部位進行拍攝，上述判定步驟根據所拍攝之影像確認工件之緣部之多個部位是否存在液體材料，於所有部位存在液體材料時判定為良好，於任一部位不存在液體材料時判定為不良。

第11發明係如第1至10發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述基板具有對準標記，其具有對準步驟，該對準步驟於上述供給步驟之前，藉由拍攝手段拍攝基板之對準標記，且校正基板及/或基板上之工件之保持位置的偏移。

第12發明係如第11發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，上述對準步驟與上述拍攝步驟係使用同一拍攝手段。

第13發明係如第1至12發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，於上述基板上保持有多個工件之情況下，對2個以上之工件實施供給步驟後，實施拍攝步驟至補充步驟。

第14發明係如第1至13發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，於上述基板上保持有多個工件之情況下，上述拍攝手段具有與吐出部相獨立之驅動手段，對基板上之所有工件完成供給步驟之前，開始對該基板上已完成供給步驟之工件實施拍攝步驟。

第15發明係如第1至14發明中任一發明之液體材料之填充方法，其特徵在於，於上述拍攝步驟中，藉由與拍攝手段連設之由多個照射部構成之照明手段來照射工件之緣部而進行拍攝。

第16發明係一種吐出裝置，係包括：供給液體材料之液體材料供給部；具有吐出液體材料之吐出口之吐出部；使吐出部移動自如之驅動機構；拍攝手段；以及控制該等動作而吐出所需量之液體材料之控制部；如此所成之吐出裝置，其特徵在於：控制部具有實施第1至14發明中任一發明之液體材料之填充方法之程式。

第17發明係如第16發明之吐出裝置，其特徵在於，具備與上述拍攝手段連設之由多個照射部構成之照明手段。

再者，若例示本發明之吐出裝置吐出所需量之液體材料之具體構成，則揭示有如下：於氣壓式分配器之情況控制加壓空氣之壓力值與加壓時間，於管式之情況控制為了輸送試管內之液體而擠壓試管之構件的移動量及擠壓次數，於噴射式等噴射液滴之類型之情況控制吐出液滴之次數，於螺旋式之情況控制螺旋之旋轉量，於閥式之情況控制液體材料之施加壓力之大小與閥門部之開閉量及開閉時間等。

根據本發明，在一連串之步驟中，無需複雜之控制即可供給適當量之液體材料，且可縮短判定時間。

又，無需接近配置吐出部與拍攝手段，且亦無需使基板傾斜之機構等，因此裝置構成簡化，且設計之自由度高。

用以實施本發明之最佳形態，係關於一種可恰當地填充液體材料之方法及裝置。

對基板1上所載置之工件，製作一個至多個圖案，並依照圖案吐出液體材料。例如，如圖2(a)所示，製作成為沿著作為方形工件之半導體晶片2之一邊之線的塗佈圖案，或如圖2(b)所示，製作成為沿著作為方形工件之半導體晶片2之兩邊之線的塗佈圖案。再者，工件並不限定於方形，亦可為圓形或多邊形。

本發明之較佳態樣之基板1具有如圖7所示之對準標記60。並且，最佳形態之本發明係一種液體材料之填充方法及具有實施該方法之程式之吐出裝置，該液體材料之填充方法之特徵在於包括：對準步驟，藉由拍攝手段對基板1之對準標記60進行拍攝，並校正基板1上之工件之保持位置的偏移；供給步驟，自吐出部6朝工件之緣部供給液體材料；拍攝步驟，藉由拍攝手段，對與上述供給步驟中之吐出部6之位置不重疊之工件之緣部的影像進行拍攝；判定步驟，根據所拍攝之影像判定液體材料是否存在於工件之緣部，藉此判定液體材料是否已填充於基板1與工件之整個空隙；以及補充步驟，於判定為不良之情況，朝上述工件之緣部供給液體材料。

此處，供給步驟中所供給之液體材料之量為所需之量，該量係藉由預先計算或測試而決定。因此，並不會產生如檢測到液體材料到達工件之相反側後停止供給之習知方法般因時滯而導致之過剩供給。又，因供給預先決定之量之液體材料，故亦不會產生所填充之液體材料過度地過剩供給之情況。無需使自工件之相反側流出之液體材料返回，因此亦無需設置使基板傾斜之機構。

又，根據本發明，無需為了防止過剩供給而限制液體材料之供給速度，因此可提高供給速度。

於拍攝步驟中，藉由拍攝手段，獲取為了判定工件之緣部是否存在液體材料而所需之影像資料。於拍攝步驟中，對與供給步驟中吐出部6供給液體材料時之位置不重疊之位置，就1個至多個部位進行拍攝。

此處，既能以工件之端部為中心進行拍攝，亦能以遠離工件之端部之部位為中心進行拍攝。於後者之情況，可確認液體距離工件固定距離，根據該情況判定液體材料之量為充分，且可判定能以高機率適當地填充於其他部位(即，液體材料填充於工件與基板1之整個區域)。

再者，藉由拍攝手段而獲得之影像資料，可用於判定是否自工件滲出必要以上之液體材料，或者亦可用於判定自工件滲出之液體材料是否附著於工件之表面。

又，藉由未同時對同一工件實施供給步驟及拍攝步驟，可調整自供給步驟結束後至拍攝步驟開始為止之時間。例如，於所供給之液體材料到達工件與基板之空隙花費時間之情況下，可適當地調整拍攝步驟之開始時間。即，藉由於液體材料之流動穩定後進行拍攝．判定，無關自吐出部之供給，均可防止液體材料滲出之現象。

於基板1上保持多個工件之情況，較佳為對2個以上之工件實施供給步驟後，再實施拍攝步驟至補充步驟。

對經供給步驟後之工件實施拍攝步驟之前，實施其他工件之供給步驟，藉此可有效活用直至液體材料之流動穩定為止之等待時間。

又，本發明者根據經驗規則，發現於大致四邊形等多邊形之工件中，液體材料難以填滿之處，係位於供給步驟中之吐出部之位置至離吐出圖案最遠之角部，因此若液體材料到達該角部，則液體材料可以高機率填滿工件與基板1之整個空隙。並且，根據積極研究之結果，發明了藉由對角部進行判定，而以少量判定部位來有效地判定液體材料是否良好填充之方法。

若以具體例進行說明則如下所示，於工件為大致三角形之情況，沿著其1邊吐出液體材料時，對離該1邊最遠之1個角進行判定即可，於工件為大致四邊形之情況，沿著其1邊吐出液體材料時，對離該1邊最遠之2個角(即，構成與該1邊對向之1邊之2個角)進行判定即可，而於沿著鄰接之2邊吐出液體材料時，對離該2邊最遠之1個角(即，與該2邊相交之角對向之角)進行判定即可。

於工件為大致五邊形之情況，沿著鄰接之2邊吐出液體材料時，對離該2邊最遠之構成1邊之2個角進行判定即可，沿著鄰接之3邊吐出液體材料時，對離該3邊最遠之1個角進行判定即可。

於工件為大致六邊形之情況，沿著鄰接之2邊吐出液體材料時，對距離該2邊最遠之構成2邊之3個角進行判定即可，沿著鄰接之3邊吐出液體材料時，對距離該3邊最遠之構成1邊之2個角進行判定即可。

於工件為大致正八邊形之情況時，沿著鄰接之3邊吐出液體材料時，對離該3邊最遠之構成1邊之2個角(在要求高精度之情況時，對構成位於對向位置之3邊之4個角)進行判定即可，沿著鄰接之4邊吐出液體材料時，對離該4邊最遠之構成2邊之3個角進行判定即可。

以下根據實施例，對底部填充步驟中之本發明之詳細內容加以說明，但本發明絲毫不受該等實施例限制。

[實施例1]

圖5表示本實施例之吐出裝置之概略側視圖。圖5中，將圖紙之橫向設為X方向，將與圖紙垂直之方向設為Y方向，並將圖紙之縱向設為Z方向。

以下對本實施例之吐出裝置之構成及動作加以說明。

《構成》大致為筒狀之注射器7中，內部儲存底部填充材料5。於注射器7之下方端部，連通直徑小於注射器7之吐出部(噴嘴)6，且於注射器7之相反側之端部連通空氣試管13。

空氣試管13連接分配器14，且經由空氣試管13朝注射器7中供給加壓空氣。分配器14可以設定加壓空氣之壓力所設定之時間進行供給。

注射器7藉由注射器座8而被固定於Z平台9上。Z平台9設置為藉由Z方向移動機構19而可於Z軸方向上移動。

Z方向移動機構19被固定於頂座15上。Z方向移動機構19包括具有未圖示之馬達之驅動手段、藉由馬達而旋轉之滾珠螺桿以及導軸，藉由驅動馬達，可使Z軸平台於Z方向上移動。

於頂座15上除了設置有Z方向移動機構19外，亦設置有藉由相機支架41而保持之筒狀之相機40。相機40連接於影像辨識部31，且相機40所拍攝之影像資料被傳送至影像辨識部31。

於相機40上，以包圍其前端部之方式設置有照射手段20。如圖6所示，照射手段20具有多個進行光照射之照射部21。本實施例之裝置中，照射部21以相機40為中心，於圓周方向上以等間隔而三重排列設置。如此，以相機40為中心，以均等亮度進行光照射，藉此可使對比度清晰，而良好地進行影像辨識。

光纖之一端連接各照射部21，該等光纖形成束而構成光纜，並與設置於照射手段20之相反側之光源連接。光源之光經由光纜而自照射部21射出。再者，照射手段20亦可藉由LED(light－emitting diode，發光二極體)等習知照射手段而構成。

於頂座15之下方設置有搬送軌道17，其搬送進行底部填充之基板1。頂座15構成為如下，藉由未圖示之習知XY方向移動機構18使載置於搬送軌道17上之基板1於XY方向上自如移動。

於基板1上，經由焊錫凸塊4而載置有俯視為正方形之半導體晶片2。如圖7所示，基板1上，於角部附近具有2個對準標記α、β。對準標記用於校正填充作業時基板1之偏移。

再者，同樣亦可於工件上設置對準標記，來校正基板1上之工件之保持位置之偏移。

《動作》參照圖7、圖8對動作加以說明。

1)對準步驟於之前之步驟中，在進行底部填充材料5之填充作業的基板1上載置半導體晶片2。此處，半導體晶片2相對於對準標記α、β配置於相同位置上。又，因經由焊錫凸塊4而載置，故基板1與半導體晶片2之間存在空隙。

基板1藉由搬送軌道17上所設置之未圖示之搬送帶，於搬送軌道17上移動，並停止在搬送軌道17上之作業位置。停止後，藉由未圖示之保持手段3而保持基板1，使位置不會偏移。

保持手段3所保持之基板1於XY方向之位置，對應基板1偏移，而並非全部為相同位置。該位置之偏移對底部填充材料5之填充有良好或不良之影響。其原因在於半導體晶片2與吐出部6之位置關係不同。因此，必需進行校正每個基板1之偏移之對準步驟。

以如下方式進行對準步驟。

首先，使相機40移動至對準標記α之上方，並拍攝對準標記α。將影像上之對準標記α之位置記憶為XY方向移動機構18之座標值α。同樣，拍攝對準標記β。將影像上之對準標記α之位置記憶為XY方向移動機構18之座標值β。此處，相機40之移動係藉由XY方向移動機構18對應頂座15而移動。

半導體晶片2相對於對準標記α、β設置於相同位置上。因此，根據座標值α、β及影像上之對準標記α、β之位置資訊，求出於填充底部填充材料5時吐出部6之位置，算出並記憶該位置之XY方向移動機構18之座標。此處，於本實施例中，吐出部6於基板1上係以A→B→C之路徑移動，進行底部填充材料5之填充，因此必需求出相當於A→B→C之路徑的XY方向移動機構18之座標值。藉由實施對準步驟，消除基板1之位置偏移之影響。

2)供給步驟首先，以吐出部6之前端位於基板1上之A部位之正上方之方式，藉由XY方向移動機構18使吐出部6移動，且以吐出部6之前端位於所需之高度之方式，藉由Z軸移動機構19調整高度。

一邊自分配器14經由空氣試管13朝注射器7內供給所需之壓力之加壓空氣，一邊使吐出部6於基板1上之A→B→C之路徑上移動，藉此供給底部填充材料5(參照圖7)。於吐出部6移動至C部位後，停止自分配器14供給加壓空氣，結束底部填充材料5之供給。藉由Z軸移動機構19使吐出部6朝上方移動。

自吐出部6供給之底部填充材料5，藉由毛細管現象而被填充至半導體晶片2與基板1之空隙中，結束供給步驟。

底部填充材料5之最佳量，以假定填滿半導體晶片2與基板1之空隙之量，且根據預先試行錯誤之測試及理論進行計算而算出。根據最佳之底部填充材料5之量，控制吐出條件而進行吐出。本實施例控制之吐出條件，係供給至注射器7內之加壓空氣之壓力與加壓時間。具體而言，藉由分配器14控制注射器7內之加壓空氣壓力，於加壓時間內吐出部6結束A→B→C之移動時，藉由分配器14控制加壓停止。根據本實施例之控制方法，藉由使移動速度與移動距離相同，使吐出時間始終固定。吐出部6之移動速度可藉由XY方向移動機構18來控制。

又，於溫度影響吐出量之情況時，溫度亦作為控制對象。溫度之控制可例示如下方法，即，於注射器7、吐出部6、基板1等上設置加熱．冷卻手段以進行控制、或藉由利用設置於裝置周邊之加熱．冷卻手段所散發之熱來整體控制周邊溫度。視需要選擇該等方法。

又，於其他條件(經時黏度變化、吐出部之堵塞及水位差等)對吐出量產生較大影響之情況下，較佳為亦控制該等條件為所需之值。

又，亦可根據注射器7內之底部填充材料5之量而改變吐出壓力及時間，來控制所供給之底部填充材料5之量。即便於不具備直接測定吐出量之手段之吐出裝置中，若控制必要之吐出條件，亦可進行所需量之吐出。

3)拍攝步驟經過供給步驟後之半導體晶片2成為拍攝步驟之對象。較佳為，拍攝步驟於被填充至空隙中之底部填充材料5之流動穩定後進行。

於拍攝步驟中，在供給步驟中供給底部填充材料5之路徑以外之半導體晶片2之周邊(圖8中之A→B→C以外之周邊)，獲取用以判定底部填充材料5是否到達之影像資料。以下進行詳細說明。

首先，使相機40位於a部位上。而且，藉由照射手段20照射拍攝部位，對包括半導體晶片2之周邊以及基板1之影像進行拍攝。此處，所拍攝之影像並非為動態影像，較佳為靜止影像。同樣，於點b、點c、點d、及點e，亦拍攝包括半導體晶片2之周邊以及基板1之影像。

照射手段20藉由以環狀且均等地配置於相機40之周圍之照射部21而進行照射，因此，相機40等之影像並不映入拍攝範圍內，可遍及拍攝範圍而照射均等亮度之光。因此，可獲得最適於影像辨識、且對比度清晰之影像。

拍攝所使用之相機40與對準步驟中使用之相機40為共用。對準用之相機40，其目的在於拍攝對準標記，因此通常無法進行廣視角之拍攝。因此，對準用之相機40僅可拍攝半導體晶片2之周邊之一部分，因此本實施例中使相機40移動至點a至點e之各部位來進行拍攝(再者，於使用可進行廣視角之拍攝之相機之情況，亦可一次拍攝點a至點e之全部影像)。如此，根據本實施例之構成，無需設置多個相機40，因此可使裝置整體小型化，又，可使裝置廉價地構成。

4)判定步驟由相機40所拍攝之影像資料，係被傳送至影像辨識部31。影像辨識部31對分別對應點a至點e之影像進行辨識，以確認半導體晶片2之周邊之更外側是否存在底部填充材料5。影像辨識使用習知之簡易方法即可，例如揭示有相對於已實施二值化等減色處理之影像資料，分割為任意區域並對該區域中進行底部填充步驟前後之面積比進行判定之方法，或根據基板1之表面與底部填充材料5之對比度差進行判定之方法。如此，於本實施例之裝置中，可藉由照射手段20而獲得對比度清晰之影像，因此無需進行複雜之影像辨識，即可確認底部填充材料5之存在。

於所有部位上，底部填充材料5存在於半導體晶片2之外側之情況，判定底部填充材料5之填充良好。於任一部位上皆無法確認底部填充材料5存在於外側之情況下，判定底部填充材料5之填充不良。例如，於圖8中，底部填充材料5並未到達點c，因此判定為填充不良。

5)補充步驟於判定步驟中判定填充良好之情況，半導體晶片2之底部填充步驟結束。於判定底部填充材料5之填充不良之情況，實施補充步驟。例如，於圖8中，底部填充材料5並未到達點c，因此判定為填充不良，而實施補充步驟。

於圖8之情況，補充步驟以如下方式進行。

(1)首先，使吐出部6移動至D部位上。並且，一邊使吐出部6於D→B→E之路徑移動，一邊自吐出部6吐出底部填充材料5。所吐出之底部填充材料5被填充至半導體晶片2與基板1之空隙中，擠壓已填充於空隙之底部填充材料5，補充底部填充材料5不足之點c之部分。此處，補充步驟僅進行不足部分之補充，因此相比於供給步驟，供給少量之底部填充材料5即可。因此，一邊於短於供給步驟之距離D→B→E路徑移動一邊吐出即可。

為了補充少量之底部填充材料5，不僅可藉由縮短距離來減少吐出量，亦可藉由減少吐出壓力、或提高移動速度等來減少吐出量。又，於將吐出部6維持靜止而進行吐出之情況，亦可藉由縮短吐出時間來減少吐出量。

自在供給步驟中供給底部填充材料5之邊AB、邊BC側，再次供給底部填充材料5，藉此可防止基板1與半導體晶片2之空隙內殘留空氣。其原因在於，位於基板1與半導體晶片2之空隙中的底部填充材料5，朝外側擠壓存在於點c附近之空隙中之空氣。於需要補充多個部位之情況及上述空隙中殘留有空氣之可能性較高之情況，較佳為重複供給步驟與吐出部6之路徑。

(2)又，亦可朝不存在底部填充材料5之部位直接供給底部填充材料5。此時，可使吐出部6之動作最小，故效率佳。於底部填充材料5未到達之部分較少之情況等、無空氣進入之影響之情況，該方法可縮短所需時間，故較佳。

於圖8之情況，使吐出部6移動至c部位而供給底部填充材料5，藉此進行補充。又，經判定底部填充材料5未到達c部位與e部位此2個部位之情況，使吐出部6分別移動至c部位與e部位之位置而供給底部填充材料5，藉此進行補充。

(3)亦可藉由既定之計算方法，算出補充步驟中要補充之底部填充材料5之量。尤其於自與供給步驟中供給液體材料時之吐出部之位置重疊之位置供給液體材料之情況為有效。

第1方法係如下所示，判定步驟中對應點a至點e而判定底部填充材料5之有無，並根據不存在底部填充材料5之部位之數，決定補充步驟中要補充之底部填充材料5之量。其原因在於，不存在底部填充材料5之部位之數與需要補充之底部填充材料5之量存在固定之相關關係。

第2方法如下所示，判定步驟中根據點a至點e檢測自半導體晶片2之緣滲出之底部填充材料5之寬度，並根據該寬度決定補充步驟中要補充之底部填充材料5之量。其原因在於，滲出之底部填充材料5之寬度與需要補充之底部填充材料5之量存在固定之相關關係。此處，寬度之檢測可使用各種方法，可列舉如下方法作為一例，對離工件之緣一定距離之多個平行線，進行於平行於工件之緣之線上確認有無底部填充材料5之作業，並檢測自確認無底部填充材料5之線與確認有底部填充材料5之線邊界滲出的寬度。此處，於各平行線上存在少量底部填充材料5之情況或於某一定範圍以上存在之情況等，判定於該等線上存在底部填充材料5。作為其他示例可列舉如下方法，檢測所拍攝之影像中與工件之緣成直角線上，對比度變化較大之部分，藉此辨識工件與底部填充材料5邊界及底部填充材料5與基板之邊界，並檢測滲出之底部填充材料5之寬度。此處，視需要，較佳為，於所拍攝之影像之多個部位測定線寬來進行統計處理。

再者，當然亦可組合第1方法與第2方法來使用。

[實施例2]

於拍攝步驟及判定步驟中，為進行高可靠性之判定，較佳為對一個半導體晶片2儘可能多的部位，進行液體材料已到達之判定。然而，就生產性之觀點而言，較佳為作為判定對象之部位較少。因此，本實施例中，嘗試以較少部位有效率地判斷底部填充材料5之填充是否良好。

圖9(a)表示一邊使吐出部6沿著半導體晶片2之一邊即邊AB移動一邊供給底部填充材料5之情況。於該情況，對不屬於供給底部填充材料5之邊的角C、角D，拍攝包括半導體晶片2之周邊之影像，判定底部填充材料5是否到達即可。期望於更短時間內進行拍攝判定之情況下，暫不考慮判定精度下降之問題，對角C、角D之任一者進行拍攝．判定即可。

圖9(b)表示一邊使吐出部6沿著半導體晶片2之兩邊即邊AB、邊BC移動，一邊供給底部填充材料5之情況。於該情況，對不屬於供給底部填充材料5之AB、邊BC的角D，拍攝包括半導體晶片2之周邊之影像，判定底部填充材料5是否到達即可。

圖9(c)表示使吐出部6於a部位上靜止而供給底部填充材料5之情況。於該情況，對不屬於供給底部填充材料5之a部位之邊AB的角C、角D，拍攝包括半導體晶片2之周邊之影像，並判定底部填充材料5是否到達即可。在期望於更短時間內進行拍攝．判定之情況，暫不考慮判定精度下降之問題，對角C、角D之任一者進行拍攝．判定即可。

如上所述，根據實施例2之判定方法，相比於實施例1之判定方法，可以較少判定部位而有效地判斷底部填充材料5之填充是否良好。

[實施例3]

如圖10所示，本實施例中對一片基板1上載置有多個半導體晶片2A、2B、2C、2D時之各步驟加以說明。

於本實施例中，並非對半導體晶片2A~2D分別實施供給步驟~補充步驟，首先對半導體晶片2A~2D全體實施供給步驟後，再實施拍攝步驟~補充步驟。亦即，依半導體晶片2A、2B、2C、2D之順序實施供給步驟後，再依半導體晶片2A、2B、2C、2D之順序實施拍攝步驟與判定步驟，其後，僅對經判定為底部填充材料5之填充不良之半導體晶片2實施補充步驟。

如此，不對半導體晶片2A~2D分別實施供給步驟~補充步驟之原因在於，自所供給之底部填充材料5流入半導體晶片2與基板1之空隙至流動穩定為止存在時滯，若於半導體晶片2A之供給步驟後立即實施半導體晶片2A之拍攝步驟，則需要等待至流動穩定為止後才進行拍攝，導致時間浪費。

如本實施例所示，先以基板單位實施供給步驟後再實施拍攝步驟及補充步驟，則直至流動穩定為止之時間內可對其他半導體晶片2進行填充作業，故可縮短每片基板之底部填充步驟所需之時間。再者，拍攝步驟與判定步驟當然亦可並行實施。例如，有效為對半導體晶片2A進行拍攝後，進行半導體晶片2A之判定，其間對半導體晶片2B進行拍攝。

[實施例4]

如圖11所示，本實施例之裝置除具備對準用相機40a外，亦具備拍攝步驟用之相機40b。

拍攝步驟用相機40b藉由與對準用相機40a及吐出部6之XY方向移動機構不同之另一XY方向移動機構18b而移動自如。因此，拍攝步驟用相機40b可獨立於對準用相機40a及吐出部6，而於XY方向上移動。就藉由如此構成之裝置而對圖10之基板1進行底部填充之情況之動作加以說明。

首先，對半導體晶片2A~2D實施供給步驟。即，朝半導體晶片2A供給底部填充材料5結束後，立即藉由吐出部6朝半導體晶片2B供給底部填充材料5，同樣亦對半導體晶片2C、半導體晶片2D依序供給底部填充材料5。

與供給步驟並行地實施拍攝步驟。即，供給至半導體晶片2A之底部填充材料5之流動穩定後，藉由拍攝步驟用相機40b對半導體晶片2A進行拍攝，同樣依序對半導體晶片2B、半導體晶片2C、半導體晶片2D進行拍攝。

與拍攝步驟並行地實施判定步驟。即，半導體晶片2A之拍攝結束後，對半導體晶片2A進行判定，同樣亦對半導體晶片2B、半導體晶片2C、半導體晶片2D進行判定。

半導體晶片2D之供給步驟結束後，對於半導體晶片2A~2D之判定步驟中經判定為底部填充之填充不良之半導體晶片2，自2A開始依序實施補充步驟。如此，藉由使吐出部6、與拍攝步驟用相機40b獨立地於XY方向上移動，可於一個基板上並行地實施供給步驟．拍攝步驟．判定步驟．補充步驟，故可進而縮短每片基板之底部填充步驟所需之時間。

[實施例5]

本實施例中對實施例2進一步嘗試改良，嘗試以更少之判定部位有效判斷底部填充材料5之填充是否良好。

實施例2中，於圖9(a)之圖案中，為了判定底部填充材料5是否適當地填充，而對角C、角D是否存在底部填充材料5進行判定。然而，當底部填充材料5之填充難易度於角部與邊部無較大差別之情況下，有效的是僅對邊CD中之1點進行判定。因此，本實施例中，於邊CD之中央之1點對包括半導體晶片2之周邊之影像進行拍攝，判定底部填充材料5是否到達，藉此可於更短時間內進行拍攝．判定。

圖9(c)之圖案亦相同，有效的是僅對邊CD中之1點進行判定。圖9(b)之圖案中，對邊CD中之1點與邊AD中之1點(較佳為分別靠近角D之1點)進行判定即可。

再者，如上所述，當然亦可藉由規定之計算方法算出所補充之底部填充材料5之量。

(產業上之可利用性)

本發明可實施於吐出液體材料之各種裝置中。

作為液體材料離開吐出部前與工件接觸之型式之吐出方式，可例示有於所需時間內對前端具有噴嘴之注射器內之液體材料施加經調壓之空氣的氣壓式；具有平板試管機構或旋轉試管機構之管式；使在前端具有噴嘴之儲存容器之內表面上密接滑動之柱塞移動所需量而吐出之柱塞式；藉由螺桿之旋轉而吐出液體材料之螺旋式；以及藉由閥門之開閉對施加有所需壓力之液體材料進行吐出控制的閥門式等。

又，作為液體材料離開吐出部後與工件接觸之型式之吐出方式，列舉有使閥體衝擊閥座而使液體材料自噴嘴前端飛翔噴出之噴射式；使柱塞型式之柱塞移動，其次突然停止，而使之同樣自噴嘴前端飛翔噴出之柱塞噴射型式；以及連續噴射方式或噴印(demand)方式之油墨噴射型式等。

1．．．基板

2、2A、2B、2C、2D．．．半導體晶片

3．．．保持手段

4．．．焊錫凸塊

5．．．底部填充材料

6．．．吐出部(噴嘴)

7．．．注射器

8．．．注射器座

9．．．Z平台

11．．．導軸

12．．．滾珠螺桿

13．．．空氣試管

14．．．分配器

15．．．頂座

16．．．光纜

17．．．搬送軌道

18．．．XY方向移動機構

19．．．Z方向移動機構

20．．．照射手段

21．．．照射部

30．．．光源

31．．．影像辨識部

40．．．相機

40a．．．對準用相機

40b．．．拍攝步驟用相機

41．．．相機支架

50．．．氣泡

60．．．對準標記

a、b、c、d、e．．．點

A、B、C、D、E．．．角

α、β．．．對準標記

圖1(a)及(b)係用以說明底部填充步驟之側視圖及俯視圖。

圖2(a)至(c)係用以說明底部填充步驟中之噴嘴路徑之圖式。

圖3係用以說明半導體晶片與基板之空隙存在氣泡之情況之透視圖。

圖4(a)及(b)係用以說明恰當地進行底部填充材料之填充之狀態(a)、以及需要補充之狀態(b)的俯視圖。

圖5係表示實施例1之吐出裝置之概要之側視圖。

圖6係照射手段之說明圖。

圖7係用以說明附有對準標記之基板與半導體晶片之各部位之平面圖。

圖8係實施例1之補充步驟之說明圖。

圖9(a)至(c)係實施例2之判定步驟之說明圖。

圖10係實施例3之各步驟之說明圖。

圖11係表示實施例4之吐出裝置之概要之側視圖。

2．．．半導體晶片

60．．．對準標記

A、B、C、D、E．．．角

a、b、c、d、e．．．點

α、β．．．對準標記

Claims (11)

1. 一種液體材料之填充方法，係利用毛細管現象，於基板與其上所保持之大致方形之工件之空隙填充從吐出部吐出之液體材料的方法；其特徵在於，其包括：供給步驟，自吐出部對多個工件沿各工件緣部之1邊供給液體材料；拍攝步驟，對於各工件，利用拍攝手段拍攝在與上述供給步驟中被供給液體材料之邊對向之邊中1個部位之影像；判定步驟，對於各工件，根據所拍攝之邊中1個部位之影像，檢測在與被供給液體材料之邊對向之邊中的1個部位是否存在有液體材料，而判定液體材料是否填充於基板與工件之間之整個空隙；以及補充步驟，對於判定為不良之工件，辨識自所拍攝之邊中的1個部位滲出之液體材料的寬度，並根據該寬度算出液體材料之補充量，而在與上述供給步驟中供給液體材料時之吐出部位置重疊之位置自吐出部朝上述工件之緣部供給上述補充量之液體材料。
2. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，上述補充步驟係在與上述供給步驟中供給液體材料時之吐出部位置重疊之位置，一邊移動比供給步驟更短的距離一邊供給液體材料。
3. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其 中，上述吐出部係將液滴噴射而吐出者，於上述補充步驟中，藉由控制吐出液滴之次數來供給所需量之液體材料。
4. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，上述所拍攝之邊中的1個部位係位於邊之中央。
5. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，判定對上述所拍攝之邊離一定距離之多個平行線有無液體材料，藉此辨識從該邊中的1個部位所滲出之液體材料之寬度。
6. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，根據與上述所拍攝之邊成直角線上之對比度之變化，來辨識從該邊中之1個部位所滲出之液體材料之寬度。
7. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，上述拍攝手段具有與吐出部相獨立之驅動手段，對所有工件完成供給步驟之前，開始對已完成供給步驟之工件實施拍攝步驟。
8. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，上述基板具有對準標記， 該填充方法具有對準步驟，其於上述供給步驟之前，藉由拍攝手段拍攝基板之對準標記，校正基板及/或基板上之工件之保持位置之偏移；上述對準步驟與上述拍攝步驟係使用同一拍攝手段。
9. 如申請專利範圍第1項之液體材料之填充方法，其中，於上述拍攝步驟中，利用具有以拍攝手段為中心而沿著圓周方向設置之多個照射部之照明手段來照射工件之緣部而進行拍攝。
10. 一種吐出裝置，係包括：供給液體材料之液體材料供給部；具有吐出液體材料之吐出口之吐出部；使吐出部移動自如之驅動機構；拍攝手段；以及控制該等動作而吐出所需量之液體材料之控制部；如此所成之吐出裝置，其特徵在於：控制部具有實施申請專利範圍第1至8項中任一項之液體材料之填充方法之程式。
11. 如申請專利範圍第10項之吐出裝置，其中，具備照明手段，其具有與上述拍攝手段連設之多個照射部，且上述照射部係以上述拍攝手段為中心而沿著圓周方向設置。