説明

半導体チップのピックアップ装置

【課題】粘着シートに貼られた半導体チップにダメージを与えず、確実に粘着シートから取り外すことができ、多品種に対応できるピックアップ装置を提供する。
【解決手段】粘着シート15に貼られた半導体チップ10のピックアップ装置において、半導体チップを支持する筐体2とピックアップされる半導体チップを押し上げる爪部4とを備え、筐体にはサポート面と開口部22が備えられ、爪部は半導体チップを押し上げる爪先端部41と爪本体屈曲部42と爪上側他端部とを有し、爪本体屈曲部には、支持ピン35を通す孔部が備えられており、筐体内部には筐体内スライダ部3と上限ストッパ部5とが備えられ、筐体内スライダ部をスライドさせることにより、支持ピンが上昇して爪先端部が上昇するとともに、爪上側他端部が上限ストッパ部と当接することで爪先端部が半導体チップ内側へ向かって閉じる機構を備えていることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着シートに貼られた半導体チップを前記粘着シートから取り外す半導体チップのピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
粘着シートに貼りつけて縦横方向に格子状に切断された半導体ウエハから、半導体チップを1つずつ取り外すために、その半導体チップと粘着シートとの粘着力を弱め、ピックアップするということが、従来から行われてきた。このピックアップには種々の方式があり、予め半導体チップを吸引ノズルで吸引保持した状態から粘着シートを剥離させるもの(例えば特許文献1,2)や、半導体チップを粘着シートから剥離させながらピックアップして吸引ノズルで保持するもの(例えば特許文献3)が従来からある。
【0003】
半導体チップは薄板化が進んでおり、欠けや割れが起きやすい薄板化された半導体チップに、過度のストレスを加えることなくピックアップすることが求められている。
そのため、薄板化された半導体チップにダメージを与えない様にピックアップ機構を、薄いチップ用に最適設定化するなどして対応させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−118862号公報
【特許文献2】特許4215818号公報
【特許文献3】特開2005−197368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、実際の生産工程においては品種替えなどがあり、薄板化された半導体チップだけでなく、従来からある厚みのある半導体チップも、同じ装置を使ってピックアップする場面が多くある。また、1つのシートには多数個に分割された半導体チップが貼り付いており、その状態から半導体チップを1つずつ取り外すため、ピックアップ対象となるチップの周囲に他の半導体チップが多数貼り付いている場合と、概ね半導体チップの取り外しが進み、ピックアップ対象となる半導体チップの周囲に他の半導体チップがない場合と、これらの中間の状態で部分的に他の半導体チップが隣接して存在する場合など、ピックアップ対象となる半導体チップが貼り付いているシートにかかる内部応力には、大きな差が生じている。そのため、多様な品種に対応できるピックアップ装置が求められてきた。
【0006】
そこで本発明は、粘着シートに貼られた半導体チップにダメージを与えず、確実に粘着シートから取り外すことができ、多様な品種に対応できるピックアップ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
粘着シートに貼られた半導体チップを前記粘着シートから取り外す半導体チップのピックアップ装置において、
ピックアップされる半導体チップを粘着シート側から支持する筐体と、
前記ピックアップされる半導体チップを粘着シート側から押し上げる複数の爪部とを備え、
前記筐体には、
前記半導体チップ下面側を支持するサポート面と、
前記サポート面に設けられた開口部とが備えられ、
前記爪部は、
前記開口部から突出して半導体チップを押し上げる爪先端部と、爪本体屈曲部と、爪他端部上側とを有し、
前記爪本体屈曲部には、前記爪先端部の回動動作の中心軸となる孔部が備えられており、
前記筐体内部には、
前記筐体内部をスライドできる筐体内スライダ部と、
前記爪他端部上側の上昇を制限する上限ストッパ部とが備えられ、
前記筐体内スライダ部には、
前記爪本体屈曲部の孔部を通る支持ピンが取り付けられており、
前記筐体内スライダ部をスライドさせることにより前記支持ピンが上昇し、前記爪先端部が上昇して前記開口部から突出しつつ、前記爪他端部上側が前記上限ストッパ部と当接することで前記爪先端部が、前記爪他端部上側と前記上限ストッパ部との当接点側に回動する構造を有していることを特徴とする、
半導体チップのピックアップ装置である。
【0008】
上記半導体チップのピックアップ装置を用いるので、
粘着シートを吸着保持する力が強かったり、粘着シートの伸縮率が低かったりして、粘着シートからの反力が大きくても、半導体チップを持ち上げる動作が妨げられず、ピックアップしたい半導体チップを確実に持ち上げることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、
前記爪部はさらに爪下側他端部を有し、
前記筐体内スライダ部には、さらに前記爪下側他端部を当接しながら押し上げる、爪押さえ部が取り付けられていることを特徴とする、
請求項1に記載の半導体チップのピックアップ装置である。
【0010】
上記半導体チップのピックアップ装置を用いれば、
前記爪他端部下側に上向きの力を加えておくことができるため、前記爪先端部が不意に回動することを防ぐことができる。さらに、前記筐体内スライダ部が下方に位置するときは、前記爪先端部を常に開放状態にしておくことができ、前記筐体内スライダ部の上昇とともに徐々に爪先端部が閉じる動作をスムーズに行うことができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、
前記爪部が4本備えられており、
前記爪部が2本一対で、当該一対を構成する前記爪部先端部が互いに対向して配置されており、前記筐体内スライダ部をスライドさせることにより、前記爪先端部が互いの間隔を狭めながら回動する構造を有している
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の半導体チップのピックアップ装置である。
【0012】
上記半導体チップのピックアップ装置を用いれば、
四角形の半導体チップの角部から内側に向けて、確実に粘着シートを剥離できるので、薄い半導体チップのピックアップには好適である。
【発明の効果】
【0013】
粘着シートに貼られた半導体チップにダメージを与えず、確実に粘着シートから取り外すことができ、多様な品種に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1A】本発明を具現化する形態の一例の開状態を示す平面図である。
【図1B】本発明を具現化する形態の一例の開状態を示す断面図である。
【図2A】本発明を具現化する形態の一例の閉状態を示す平面図である。
【図2B】本発明を具現化する形態の一例の閉状態を示す断面図である。
【図3】本発明を具現化する形態の一例に用いられる爪部の側面図である。
【図4】本発明を具現化する形態の一例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図である。
【図5】本発明を具現化する形態の別の例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図である。
【図6】本発明を具現化する形態のさらに別の例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図1Aは、本発明を具現化する形態の一例の開状態を示す平面図であり、1つの半導体チップを4本の爪部でピックアップさせる直前の状態を示している。
図1Bは、本発明を具現化する形態の一例の開状態を示す断面図であり、図1AのA−A矢視断面を示している。
各図において直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面を水平面、Z方向を鉛直方向
とする。特にZ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。また、X方向を軸中心とする回転方向をθx方向とし、Y方向を軸中心とする回転方向をθy方向とする。
【0016】
ピックアップ装置1は、筐体2と、筐体内スライダ部3と、爪部4と、上限ストッパ部5と、アクチュエータ6とを含んで構成されている。ここでは、爪部4が4本、それぞれ平面視した場合に90度の角度をなして配置されている場合を例示して説明する。
【0017】
筐体2は、略円筒形の中空形状をした筐体本体部20と、筐体本体部20の上端側を蓋するような構造のサポート面21とを含んで構成されている。前記サポート面21は、円形平面をしており、表面の一部には開口部22を有している。開口部22は、配管及び切替バルブなどを通じて真空源に接続されている。筐体2は、このような構造を備えているので、粘着シートに貼られた半導体チップをサポート面21で支持しつつ、開口部22の範囲で粘着シートを部分的に吸着保持できる。
【0018】
筐体内スライダ3は、筐体2の内部に配置されて、筐体2の内部をスライドできるような構造を備えている。筐体内スライダ3には、支持ピン35が取り付けられており、支持ピン35には、爪部4が取り付けられている。
【0019】
爪部4は、略L字型をしており、半導体チップが貼り付けられた粘着シート側を爪先端部41、屈曲している部分を爪本体屈曲部42、爪先端部41でない他端側の上側を爪他端部上側43、爪先端部41でない他端側の下側を爪他端部下側44と称する。爪本体屈曲部42には、支持ピン35を通す孔が設けられており、爪先端部41は、支持ピン35を回転中心として、θx方向又はθy方向に回動できるようになっている。
爪部4は、例えば図1A,図1Bに示すように、2本を1対として対称的に配置する。さらに、4本の爪部4を、2対が互いに交差するように配置しても良い。
【0020】
筐体2内部には、上限ストッパ部5が取り付けられており、筐体内スライダ30がスライドして爪部4全体が上昇し、爪先端部41が開口部22から所定寸法だけ突出した後又は突出する前に、爪他端部上側43が上限ストッパ部5に当接するように、構成されている。そして、筐体内スライダ30とともに支持ピン35が上昇を続けても、上限ストッパ部5が爪他端部上側43の上昇を制限するため、爪先端部41は、上昇しながら、爪他端部上側43と上限ストッパ5との当接点側に回動する。
【0021】
前述の爪先端部41が当接点側に回動するとは、図1Bに示す左側の爪部4の様に支持ピン35に対して前述の当接点が右側にあれば、爪先端部41が時計回りに回動し、図1Bに示す右側の爪部4の様に支持ピン35に対して前述の当接点が左側にあれば、爪先端部41が反時計回りに回動することを意味する。
つまり、図1A,図1Bように90度毎に4本の爪部4を配置し、それらの支持ピン35に対して前述の当接点が内側にあれば、爪先端部41a〜41dは、上昇しつつ、互いに間隔を狭めながら近づき合うように回動することができる。
【0022】
そうすることで、爪先端部41a〜41dは、筐体内スライダ部3が上昇することで、半導体チップ10を上方に押し上げつつ、半導体チップ10の端部から内側に向けて粘着シート15を剥離することができる。
尚、爪他端部上側43が上限ストッパ部5に当接したときに、爪先端部41a〜41dが開口部22より上側、下側若しくは同じ高さのいずれにするか、詳細を後述する水平方向及び垂直方向の移動量などは、爪部4の各部の寸法を適宜設計して決定すれば良い。
【0023】
ピックアップ装置1には、アクチュエータ6が取り付けられており、アクチュエータ6は、アクチュエータ本体部60と可動部61とを含んで構成されている。アクチュエータ6は、外部からのON/OFF動作制御が可能な構造をしており、OFF状態の時は可動部61が下方に位置している。アクチュエータ本体部60は、筐体本体部20に連結部材などを介して取り付けられている。あるいは、アクチュエータ本体部60を筐体本体部20に直接取り付けても良い。
【0024】
さらに、筐体内スライダ30は、爪他端部下側44と当接する位置に、爪押さえ部32を配置し、爪他端部上側43が上限ストッパ5と当接していない状態にあっては、爪先端部41が、爪他端部下側44と爪押さえ部32との当接点と反対側に回動する構造にしても良い。
【0025】
前述の爪先端部41が当接点と反対側に回動するとは、図1Bに示す左側の爪部4の様に支持ピン35に対して前述の当接点が右側にあれば、爪先端部41が反時計回りに回動し、図1Bに示す右側の爪部4の様に支持ピン35に対して前述の当接点が左側にあれば、爪先端部41が時計回りに回動することを意味する。
つまり、図1A,図1Bように90度毎に4本の爪部4を配置し、それらの支持ピン35に対して前述の当接点が内側にあれば、爪先端部41a〜41dは、互いに遠ざかるように回動し、爪部4と筐体2とが接触した状態で静止し、開放状態となる。
【0026】
爪押さえ部32は、ゴム材料などの弾性体により構成したり、図1Bに示すように、筐体内スライダ30の中央部の凹み部にスプリング33を介して爪押さえ部32を取り付けて構成したりしても良い。そうすれば、爪他端部下側44が適当な力で押し上げられるため、筐体内スライダ30が上昇する際に、爪部先端部41a〜41dが不意に閉じることが無くなる。さらに、筐体内スライダ30の上昇動作に連動して、爪部先端部41a〜41dが上昇しながらスムーズに互いに閉状態に変化させることができる。
【0027】
図2Aは、本発明を具現化する形態の一例の閉状態を示す平面図であり、1つの半導体チップを4本の爪部でピックアップさせた直後の状態を示している。
図2Bは、本発明を具現化する形態の一例の閉状態を示す断面図であり、図2AのA−A
矢視断面を示している。
図2A及び図2Bで示す図の状態では、図1A及び図1Bで示した状態と比較すると、アクチュエータ6がON状態となり、可動部61が上方に移動している。アクチュエータ6としては、エア、油圧又は電動で可動部61が上下方向に往復移動する構造のものが例示できる。
【0028】
本発明のピックアップ装置1は、上述のような構造を備えているので、前記アクチュエータのON/OFF動作により、筐体内スライダ3及び支持ピン35を上下にスライドさせ、支持ピン35の上昇により爪本体屈曲部42を上昇させる。そして、爪部4が全体的に上昇する一方で、筐体本体部2の内部に固定されている上限ストッパ部5の作用により爪他端部上側43の上昇を制限することで、爪先端部41を上昇させつつ、θx方向又はθy方向に回動させることができる構造を備えている。図1B及び図2Bに示すように、支持ピン35よりも内側に、爪他端部上側43と上限ストッパ部5とが当接するように配置することで、爪先端部41が内側に閉じる動作を具現化できる。そして、対をなしている爪部4の爪先端部41(つまり、爪先端部41aと41b、41cと41d)は、互いに間隔が狭まりながらチップを押し上げる動作となる。
【0029】
半導体チップ10は、上述のようにして爪先端部41により押し上げられると、下面側の粘着シート15との間に隙間10uが生じる。その後、半導体チップ10は、その上方に配置された移載部の吸引ノズルにより吸引される。そして、前記移載部は、吸引ノズルにより吸引した前記半導体チップを、さらに上方に持ち上げて完全にシートから剥離し、前記剥離したチップを次工程に運ぶように構成されている。このとき、半導体チップ10は、下面側の角部や端部を含めた広い範囲が既に粘着シート15から剥離しているので、ダメージを与えられることなくスムーズに取り出される。
【0030】
[爪形状による剥離動作の違い]
本発明を適用させ、爪部4の各寸法を適宜設定することで、爪先端部41の上昇中の軌跡は、任意に変化させることができる。
図3は、本発明を具現化する形態の一例に用いられる爪部の側面図であり、1つの爪部4について着目し、爪部4の支持ピン35に対する、爪先端部41と爪他端部上側43との位置寸法を示している。
【0031】
支持ピン35の中心を基準点とし、爪先端部41の水平方向の寸法をL1a、垂直方向の寸法をL1z、爪他端部上側43の水平方向の寸法をL2a、垂直方向の寸法をL2zと定義する。水平方向は、爪が閉じる方向をプラスとし、爪が開く方向をマイナスとして表す。垂直方向は、上側をプラスとし、下側をマイナスとして表す。
爪先端部が、支点よりも内側になるように配置すれば、爪先端部は少しずつ上昇しながら、内側に閉じ、終始、爪先端部の移動軌跡は直線的である。
一方、爪先端部が、支点よりも外側になるように配置し、爪先端部と支持ピンとの間隔を短めに設定すれば、爪先端部の移動軌跡はやや円弧状に近くなる。
【実施例1】
【0032】
図4は、本発明を具現化する形態の一例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図であり、図3に示した各寸法をそれぞれ、L1a=+1mm、L1z=+10mm、L2a=+3mm、L2z=+2mmとしたときの、爪先端部の上昇中の軌跡を示す図である
このとき爪先端部は、閉じ始めから閉じ終わりまでの上昇移動成分が、閉じる方向の移動成分と比較して小さくなっている。
【実施例2】
【0033】
図5は、本発明を具現化する形態の別の例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図であり、図3に示した各寸法をそれぞれ、L1a=−1mm、L1z=+10mm、L2a=+3mm、L2z=+2mmとしたときの、爪先端部の上昇中の軌跡を示す図である
このとき爪先端部は、閉じ始めから閉じ終わりまでの上昇移動成分が、閉じる方向の移動成分と概ね直線的に増加している。
【実施例3】
【0034】
図6は、本発明を具現化する形態のさらに別の例に用いられる爪先端部の軌跡を示す図であり、図3に示した各寸法をそれぞれ、L1a=−1.5mm、L1z=+5mm、L2a=+3.5mm、L2z=+0mmとしたときの、爪先端部の上昇中の軌跡を示す図である。このとき爪先端部は、閉じ始めから閉じ終わりまでの上昇移動成分が、閉じる方向の移動成分と概ね比例的に増加している。
【0035】
上述では、爪部及び爪先端部が二対(つまり4本)ある場合について説明をした。この場合、対をなしている爪先端部同士がが対向して配置されていることが好ましい。さらには、爪先端部がピックアップ対象となる半導体チップの角部の直下あるいは角部よりやや内側にまず当接するように配置することが、より好ましい。そうすれば、4本ある爪先端部が互いの間隔を狭めながら回動することで、正方形や長方形の外形をした半導体チップの角部から内側へ移動する。そのため、半導体チップの各角部から粘着シートが剥がれ、粘着シートから半導体チップをスムーズに取り外すことができる。
【0036】
一方、爪部及び爪先端部は、一対(つまり2本)のみで構成されていても良い。この場合、爪先端部をピックアップ対象となる半導体チップの長手方向の対辺端部に対応するように配置する。さらに、爪先端部は、前記対辺端部の対辺と同じか少し短い長さで当接しながら当該チップを押し上げつつ、内側へ向かって移動できるように構成する。図1Aを参考にして説明するならば、爪部を構成する爪先端部が41aと41bの一対のみで構成され、図1Aで図示された爪先端部41cと41dが無い構成の場合である。
そうすれば、細長い形状の半導体チップであっても、本発明を適用させて、粘着シートからスムーズに取り外すことができる。
【0037】
[従来技術との相違点]
従来の技術(例えば、特許文献3)では、爪先端部の上昇と水平動作との動作比率は、円弧動作の軌跡に基づいて設定されていた。そのため、その変化比率を変化させたい場合、爪先端部の断面形状を設計し加工する必要があった。しかし、本発明の方式であれば、爪部全体の上昇は、爪部の中途部である屈曲部を貫通する支持ピンを、筐体内スライダを介して持ち上げることで具現化できる。爪先端部の水平方向の移動は、爪他端部上側が、爪他端部上側の上昇を制限する上限ストッパと当接した後、さらに支持ピンが上昇することで具現化されている。
【0038】
また、従来の技術では、爪先端部の動きを直線的な軌跡にしようとする場合は、筐体部を基板の厚み方向に長くし、爪先端部と支持ピンとの距離を長くする必要があり、現実的ではなく、剛性も低くなりがちである。しかし、本発明の方式であれば、爪先端部、爪他端部上側及び支持ピンの位置寸法を適宜決定すれば、爪先端部と支持ピンとの距離を極端に大きくすることなく爪先端部の上昇成分を小さくすることができる。そのため、筐体の上下方向の寸法をコンパクトにすることができ、剛性を保つことも容易となる。
【0039】
[別の利点]
従来の技術では、薄板化された半導体チップのピックアップに好適な構成として、剥離手段である爪部のスムーズな開閉動作のために、ばね付勢力を弱くすると、粘着シートを吸着保持する力が強かったり、粘着シートの伸縮が少ない場合には、半導体チップがバックアップ体から持ち上げられる前に、爪部の先端部が閉じてしまう(いわゆる、空振り)現象が起きる場合があった。一方、空振り現象を避けるために、ばね付勢力を強くしてしまうと、爪部のスムーズな開閉動作が妨げられたり、振動や衝撃が発生したりして、薄板化された半導体チップに割れや欠けを生じさせずに粘着シートから取り外すことが難しくなる場合がある。しかし、本発明の構成によれば、開閉機構の構造および開閉動作の原理が異なっているため、爪部の開閉動作をスムーズ、かつ、確実に行うことが容易となり、多様な品種にも対応できる。
【符号の説明】
【0040】
1 ピックアップ装置
2 筐体
3 筐体内スライダ部
4 爪部
5 上限ストッパ部
6 アクチュエータ

10 半導体チップ
12 角部
15 粘着シート

20 筐体本体部
21 サポート面
22 開口部

30 スライダ本体部
32 爪押さえ部
33 スプリング
35 支持ピン

41 爪先端部
42 爪本体屈曲部
43 爪他端部上側
44 爪他端部下側
60 アクチュエータ本体部
61 可動部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
粘着シートに貼られた半導体チップを前記粘着シートから取り外す半導体チップのピックアップ装置において、
ピックアップされる半導体チップを粘着シート側から支持する筐体と、
前記ピックアップされる半導体チップを粘着シート側から押し上げる複数の爪部とを備え、
前記筐体には、
前記半導体チップ下面側を支持するサポート面と、
前記サポート面に設けられた開口部とが備えられ、
前記爪部は、
前記開口部から突出して半導体チップを押し上げる爪先端部と、爪本体屈曲部と、爪他端部上側とを有し、
前記爪本体屈曲部には、前記爪先端部の回動動作の中心軸となる孔部が備えられており、
前記筐体内部には、
前記筐体内部をスライドできる筐体内スライダ部と、
前記爪他端部上側の上昇を制限する上限ストッパ部とが備えられ、
前記筐体内スライダ部には、
前記爪本体屈曲部の孔部を通る支持ピンが取り付けられており、
前記筐体内スライダ部をスライドさせることにより前記支持ピンが上昇し、前記爪先端部が上昇して前記開口部から突出しつつ、前記爪他端部上側が前記上限ストッパ部と当接することで前記爪先端部が、前記爪他端部上側と前記上限ストッパ部との当接点側に回動する構造を有していることを特徴とする、
半導体チップのピックアップ装置。
【請求項2】
前記爪部はさらに爪下側他端部を有し、
前記筐体内スライダ部には、さらに前記爪下側他端部を当接しながら押し上げる、爪押さえ部が取り付けられていることを特徴とする、
請求項1に記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項3】
前記爪部が4本備えられており、
前記爪部が2本一対で、当該一対を構成する前記爪部先端部が互いに対向して配置されており、前記筐体内スライダ部をスライドさせることにより、前記爪先端部が互いの間隔を狭めながら回動する構造を有している
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の半導体チップのピックアップ装置。

【図1A】
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【図1B】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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