JPH09219410A - 半導体素子の実装方法および実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リード・オン・チップ構造の半導体装置の製
造の際に、半導体素子での傷や欠けの発生を従来より低
減でき、然も、実装精度を従来より高めて、リードフレ
ームに半導体素子を実装出来る方法を提供する。 【解決手段】 個々の半導体素子13a が分割され仮固定
状態となっている半導体ウエハ13と、リードフレーム17
とを、共通な認識装置19の視界下に配置する。そして、
認識装置19で半導体素子13a の位置を検出すると共に、
半導体素子13a をその裏面から分離手段21により上昇さ
せて素子13a を半導体ウエハ13から分離する。そして、
分離した半導体素子13a を半導体素子移動手段23により
その裏面で吸着し、認識装置19で素子13a およびリード
フレーム17の位置を検出しながら、素子13a をその表面
がリードフレーム17の所定位置に当接するように移動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＯＣ（リード
・オン・チップ）構造の半導体装置を製造する際のリー
ドフレームへの半導体素子の実装方法と、この方法の実
施に好適な実装装置とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＯＣ構造の半導体装置を製造する際
の、リードフレームへの半導体素子の実装は、従来は一
般に、次のように行なわれていた。先ず、半導体ウエハ
に多数作り込まれた各半導体素子の位置をカメラ等の認
識装置を用い検出する。なお、各半導体素子はダイシン
グ等により分割された状態にあるが、ダイシングテープ
等により仮固定された状態にある。次に、半導体素子を
保持治具により半導体ウエハから位置修正を行なう個所
に移動する。この位置修正を行なう個所にて、半導体素
子の位置や傾きなどを、該素子がリードフレームに所望
通り実装されるように、別のカメラにより修正する。次
に、位置等の修正が済んだ半導体素子を、別途に位置決
めされているリードフレームに、半導体素子の表面側が
リードフレームの裏面に接する状態で移動し圧着する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の実装方法では、半導体ウエハ上の個々の半導体素
子を、保持治具を用いて半導体ウエハとは別位置の位置
修正を行なう個所に移動し、そこで位置修正を行なうの
で、移動時や位置修正時に半導体素子表面や外周部に外
力が加わる。そのため、半導体素子に傷や欠けを発生さ
せる危険がある。また、保持治具による移動時や位置修
正時に半導体素子に異物が付着する危険もある。また、
上述の従来の実装方法では、実装に当たっての半導体素
子の位置修正と被実装物であるリードフレームの位置決
めとを、別々の認識装置により行なっている。そのた
め、半導体素子とリードフレームとの位置ズレが生じ易
いという問題もあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の半導
体素子の実装方法によれば、ＬＯＣ構造の半導体装置を
製造する際にリードフレームへ半導体素子を実装するに
当たり、半導体素子が作り込まれた半導体ウエハであっ
て個々の半導体素子は分割され仮固定状態となっている
半導体ウエハと、リードフレームとを、共通な認識装置
の視界下に配置し、該認識装置で前記仮固定状態の半導
体素子の位置を検出すると共に、該半導体素子をその裏
面から分離手段により上昇させて該素子を前記半導体ウ
エハから分離し、該分離した半導体素子を移動手段によ
りその裏面で吸着し、前記認識装置で該素子および前記
リードフレームの位置を検出しながら、該素子をその表
面がリードフレームの所定位置に当接するように移動し
て前記実装を行なうことを特徴とする。

【０００５】この実装方法によれば、半導体素子の裏面
のみを用いて当該素子を半導体ウエハからリードフレー
ム側に移動出来る。しかも、その移動の際に半導体素子
がリードフレームに対し所定位置になるように位置修正
が出来る。しかも、リードフレームの所望の実装位置
と、被実装物である半導体素子の位置との相関関係が、
１つの認識装置により把握できる。

【０００６】またこの出願の半導体素子の実装装置によ
れば、ＬＯＣ構造の半導体装置を製造する際にリードフ
レームへ半導体素子を実装するための装置において、半
導体素子が作り込まれた半導体ウエハであって個々の半
導体素子は分割され仮固定状態となっている半導体ウエ
ハを載置するためのステージと、該ウエハ用のステージ
上方に設けられ、リードフレームを載置するためのステ
ージと、前記リードフレーム用のステージ上方に設けら
れ、前記リードフレームおよび半導体ウエハ上の個々の
半導体素子の位置検出に用いるこれらに共通な認識装置
と、前記ウエハ用のステージに置かれる半導体ウエハの
裏面から１つの半導体素子を上昇させて該素子を前記半
導体ウエハから分離するための分離手段と、該分離手段
により上昇された状態の半導体素子を裏面で吸着して保
持し、該保持した半導体素子をリードフレーム用のステ
ージ方向に移動し、かつ、自らが位置修正のため駆動可
能な半導体素子移動手段とを具えたことを特徴とする。

【０００７】この半導体素子の実装装置によれば、上述
の半導体素子の実装方法に関する発明を容易に実施する
ことが出来る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
半導体素子の実装方法および半導体素子の実装装置の実
施の形態について説明する。しかしながら説明に用いる
各図はこれらの発明を理解出来る程度に概略的に示して
あるにすぎない。また、各図において同様な構成成分に
ついては同一の番号を付して示し、その重複する説明を
省略することもある。

【０００９】１．実装装置の説明 図１は、半導体素子の実装装置の実施の形態を説明する
図である。図１において、１１は半導体ウエハ１３を載
置するためのステージ（ウエハ用のステージ）、１５は
リードフレーム１７を載置するためのステージ（リード
フレーム用のステージ）、１９は認識装置、２１は分離
手段、２３は半導体素子移動手段をそれぞれ示す。な
お、図では、各ステージ１１、１５、半導体ウエハ１
３、リードフレーム１７それぞれは、その一部のみを示
してあることを付記する。

【００１０】ここでウエハ用のステージ１１は、この場
合、半導体ウエハ１３の外周部分のみを支持し、半導体
ウエハ１３の半導体素子１３ａが作り込まれた部分と対
向するあたりはステージが無い状態（開放状態）となっ
た、枠状のステージとしてある。このようなステージで
あると、その開放状態となった部分を利用して、半導体
ウエハ１３の裏面から分離手段２１を半導体素子１３ａ
に接触させることができるからである。ここで、このウ
エハ用のステージ１１は、半導体ウエハ１３をＸ、Ｙお
よびＺの各方向にそれぞれ移動出来しかもＸＹ平面内で
回転（図１のθのごとく）移動出来る構成としておくの
が好適である。この場合はそうしてある。なお、半導体
ウエハ１３は、半導体素子１３ａが多数作り込まれてい
てかつ個々の半導体素子１３ａがダイシング等により分
割された状態となっていて、しかも、ダイシングテープ
等により仮固定状態となっている。

【００１１】また、リードフレーム用のステージ１５
は、ウエハ用のステージ１１の上方に設けてある。さら
にこのリードフレーム用のステージ１５は、リードフレ
ーム１７の少なくとも半導体素子が実装される予定部分
と対向する部分はステージが無い状態（開放状態）とな
った、枠状のステージとしてある。このようなステージ
であると、その開放状態となった部分を利用して、リー
ドフレーム１７の裏面の所定位置に半導体素子移動手段
２３により半導体素子１３ａを当接させることが出来る
からである。ここで、このリードフレーム用のステージ
１５は、リードフレーム１７をＸ、ＹおよびＺの各方向
にそれぞれ移動出来しかもＸＹ平面内で回転移動出来る
構成としておくのが好適である。この場合はそうしてあ
る。

【００１２】また、認識装置１９は、リードフレーム用
のステージ１５上方に設けてある。この認識装置１９
は、リードフレーム１７および半導体ウエハ１３上の個
々の半導体素子１３ａの位置検出に用いるもので、これ
らに共通な認識装置である。この認識装置は例えばＣＣ
Ｄカメラやテレビカメラ等任意のもので構成出来る。な
お、この認識装置は、ズーム機能やオートフォーカス機
能を有したものとしてある。

【００１３】また、分離手段２１は、ウエハ用のステー
ジ１１に置かれる半導体ウエハ１３の裏面から１つの半
導体素子１３ａを上昇させて該素子１３ａを半導体ウエ
ハ１３から分離するためのものである。ここでは、複数
本（ここでは４本）のピン２１ａを有していてダイシン
グテープをつき抜けて半導体ウエハ１３の裏面から半導
体素子１３ａを半導体ウエハ１３の上方に上昇させる構
成としてある。このため、この分離手段２１は図１のＺ
方向に移動可能な構成としてある。また、この場合の分
離手段は、ＸおよびＹの各方向にそれぞれ移動出来しか
もＸＹ平面内で回転移動出来る構成としておくのが好適
である。この場合はそうしてある。

【００１４】また、半導体素子移動手段２３は、分離手
段２１により上昇された状態の半導体素子１３ａをその
裏面で吸着して保持し、該保持した半導体素子をリード
フレーム用のステージ１７の方向に移動し、かつ、自ら
が位置修正のため駆動可能なものとなっている。具体的
には、分離手段２１の複数のピン２１ａに対応する位置
が溝となったクシ歯状の支持体であって、所々に半導体
素子１３ａを吸着するための吸引口Ｓを持った支持体
と、該支持体をＸ、ＹおよびＺの各方向にそれぞれ移動
するための駆動機構（図示せず）と、吸引手段（図示せ
ず）とで、半導体素子移動手段２３を構成してある。

【００１５】これらウエハ用のステージ１１、リードフ
レーム用のステージ１５、認識装置１９、分離手段２１
および半導体素子移動手段２３それぞれは、任意好適な
制御装置例えばコンピュータ（図示せず）により制御さ
れる構成としてある。

【００１６】２．実装方法の説明 次に、図１および図２（Ａ）、（Ｂ）を参照して半導体
素子の実装方法の実施の形態について説明する。ここ
で、図２（Ａ）、（Ｂ）は半導体ウエハ１３から半導体
素子１３ａを分離手段２１により分離し、そして、この
分離した半導体素子１３ａを半導体素子移動手段２３に
より吸着保持するまでの手順を主に示した図である。

【００１７】ダイシング等により個々の半導体素子１３
ａに分割されているが、ダイシングテープ等（図示せ
ず）により仮固定されている多数の半導体素子１３ａを
有した状態の半導体ウエハ１３を、ウエハ用のステージ
１１に置く。また、リードフレーム１７をリードフレー
ム用のステージ１５に置く。

【００１８】次に、分離手段２１が半導体ウエハ１３に
おける所望の半導体素子１３ａの裏面下方に、図示しな
い制御装置からの指示で、移動される。なお、半導体素
子１３ａの位置検出等は認識装置１９によって行なわれ
る。さらに、半導体素子１３ａを半導体ウエハ１３の面
より上昇させる様に、分離手段２１が上方に移動される
（図２（Ａ）参照）。この際、分離手段２１のピン２１
ａはダイシングテープ（図示せず）を突き破った後、半
導体素子１３ａの裏面につき当たり該素子を上昇させる
ので半導体素子１３ａは半導体ウエハ１３から分離され
る（図２（Ａ）参照）。

【００１９】次に、この上昇状態にある半導体素子１３
ａの下方に、半導体素子移動手段２３が、図示しない制
御装置の指示で移動される。この際の半導体素子１３ａ
の位置検出は認識装置１９によって行なわれる。半導体
素子移動手段２３は、分離手段２１のピン２１ａに接触
しないようにその形状が工夫（クシ歯状に工夫）されて
いるので、ピン２１ａに接触することなく半導体素子１
３ａの裏面に移動される。そして、半導体素子移動手段
１３ａは、半導体素子１３ａをその裏面で吸着して保持
する（図２（Ｂ）参照）。

【００２０】半導体素子１３ａを保持した半導体素子移
動手段２３は、図示しない制御装置の指示により、リー
ドフレーム用のステージ１５に向かって移動される。こ
の際、認識装置１９は、この移動されている半導体素子
１３ａの位置およびリードフレーム１７における実装位
置の関係を認識し、半導体素子移動手段２３の適正な移
動に必要な情報を図示しない制御装置に送る。この情報
を受けて図示しない制御装置は、半導体素子移動手段２
３に備わる駆動機構（図示せず）により半導体素子移動
手段２３のクシ歯状の支持体を、必要に応じ、Ｘ，Ｙ，
Ｚの各方向に移動し、および回転（θ方向）移動させ
る。これにより、半導体素子１３の位置修正がなされ
る。そして、リードフレーム１７の裏面の所定位置に半
導体素子１３ａが当接されるように、移動手段２３を駆
動する。リードフレーム１７への半導体素子１３ａの固
定は、公知のＬＯＣ実装技術で行なえば良い。

【００２１】上述の説明から明らかな様に、この出願の
実装方法および実装装置によれば、半導体素子の表面や
外周部に触れることなく半導体素子の裏面のみを使用し
て半導体素子をリードフレームに実装できることが分か
る。また、リードフレームの所望の実装位置と、被実装
物である半導体素子の位置との相関関係を、１つの認識
装置により把握しながら、当該実装を行なえることが分
かる。

【００２２】上述においてはこの出願に係る各発明の実
施の形態について説明したが、これらの発明は上述の実
施の形態に限られない。例えば、実施の形態で説明した
ステージ１１および１５の構造、分離手段２１の構造、
半導体素子移動手段２３の構造は例示にすぎない。本願
の目的を損ねない範囲で他の好適な構造とできる。

【００２３】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願に係る実装方法の発明によれば、個々の半導体素子
が分割され仮固定状態となっている半導体ウエハと、リ
ードフレームとを、共通な認識装置の視界下に配置す
る。そして、認識装置で半導体素子の位置を検出すると
共に、該半導体素子をその裏面から分離手段により上昇
させて該素子を前記半導体ウエハから分離する。そし
て、該分離した半導体素子をその裏面で吸着し、前記認
識装置で該素子および前記リードフレームの位置を検出
しながら、該素子をその表面がリードフレームの所定位
置に当接するように移動して前記実装を行なう。

【００２４】また、この出願に係る実装装置の発明によ
れば、所定の、ウエハ用のステージと、リードフレーム
用のステージと、ウエハおよびリードフレームに共通な
認識装置と、半導体素子の分離手段と、半導体素子の移
動手段とを具える。

【００２５】このため、これら実装方法の発明および実
装装置の発明によれば、半導体素子の表面や外周部に触
れることなく、半導体素子をリードフレームに実装でき
ることが分かる。したがって、従来より、半導体素子で
の傷や欠けの発生の低減が期待出来る。さらに、リード
フレームの実装位置と、半導体素子の位置との相関関係
を、１つの認識装置により把握しながら、当該実装を行
なえる。したがって、従来より、実装精度の向上が期待
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の説明図（その１）であり、主に実
施の形態の実装装置の説明図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態の説明図
（その２）であり、主に半導体ウエハから半導体素子を
分離手段により分離し、この分離した半導体素子を半導
体素子移動手段により吸着保持するまでの手順を示した
図である。

【符号の説明】

１１：ウエハ用のステージ １３：半導体ウエハ １５：リードフレーム用のステージ １７：リードフレーム １９：認識装置 ２１：分離手段 ２１ａ：ピン ２３：半導体素子移動手段 Ｓ：吸引口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＯＣ構造の半導体装置を製造する際に
   リードフレームへ半導体素子を実装するに当たり、 半導体素子が作り込まれた半導体ウエハであって個々の
   半導体素子は分割され仮固定状態となっている半導体ウ
   エハと、リードフレームとを、共通な認識装置の視界下
   に配置し、 該認識装置で前記仮固定状態の半導体素子の位置を検出
   すると共に、該半導体素子をその裏面から分離手段によ
   り上昇させて該素子を前記半導体ウエハから分離し、 該分離した半導体素子を移動手段によりその裏面で吸着
   し、前記認識装置で該素子および前記リードフレームの
   位置を検出しながら、該素子をその表面がリードフレー
   ムの所定位置に当接するように移動して前記実装を行な
   うことを特徴とする半導体素子の実装方法。
2. 【請求項２】 ＬＯＣ構造の半導体装置を製造する際に
   リードフレームへ半導体素子を実装するための装置にお
   いて、 半導体素子が作り込まれた半導体ウエハであって個々の
   半導体素子は分割され仮固定状態となっている半導体ウ
   エハを載置するためのステージと、 該ウエハ用のステージ上方に設けられ、リードフレーム
   を載置するためのステージと、 前記リードフレーム用のステージ上方に設けられ、前記
   リードフレームおよび半導体ウエハ上の個々の半導体素
   子の位置検出に用いるこれらに共通な認識装置と、 前記ウエハ用のステージに置かれる半導体ウエハの裏面
   から半導体素子を上昇させて該素子を前記半導体ウエハ
   から分離するための分離手段と、 該分離手段により上昇された状態の半導体素子を裏面で
   吸着して保持し、該保持した半導体素子をリードフレー
   ム用のステージ方向に移動し、かつ、自らが位置修正の
   ため駆動可能な半導体素子移動手段とを具えたことを特
   徴とする半導体素子の実装装置。