半導体吸着用コレット

【課題】半導体チップをダイボンドする際や半導体チップを運搬する際に向きを一定に制御でき半導体チップへのダメージを軽減する半導体吸着用コレットを提供する。
【解決手段】半導体チップを吸着する半導体吸着用コレット１において、半導体チップの吸着時において少なくとも半導体チップの上面及び側面に当接させて前記半導体チップの向きを整える基準面３１、３２を設ける。さらに、基準面３１に真空により吸着させる吸着孔４１を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体吸着用コレットに関し、特に、半導体チップをダイボンドする際や半導体チップを運搬する際に向きを一定に制御でき半導体チップへのダメージを軽減する半導体吸着用コレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２５に示されるように、コレット２０１による半導体チップ２０２のダイボンドは、切断された半導体チップ２０２をＣＣＤカメラ２０３等で位置を確認しながらピックアップし、運搬し、リードフレーム２０４上にマウントして行う。
【０００３】
従来の半導体吸着用コレットとして、図２６に示されるような角錐コレットの場合、半導体チップ２０２のエッジ（端）と点で接触させることにより、リードフレーム等に半導体チップをダイボンドする際や基台間を運搬する際に半導体チップの向きを一定に制御することができる。
【０００４】
一方、上記に対し、図２７や図２８に示されるラバーコレット（平コレット）の場合、リードフレーム等に半導体チップをダイボンドする際や基台間を運搬する際に上面（Ｚ面）を吸着する。ラバーコレットは樹脂製である為、半導体チップに対し、ダメージが軽減出来る。
【０００５】
また、特許文献１と２には、それぞれ半導体吸着用コレットを使用したダイピックアップ方法やボンディング装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２７５８４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図２６に示されるような角錐コレットの場合、半導体チップエッジ（端）と点で接触するため、負荷により半導体チップにダメージが加わる。また、図２７や図２８に示されるようなラバーコレット（平コレット）の場合、上面（Ｚ面）のみの吸着であるため、半導体チップの向きを一定に制御する事が困難である。そして、特許文献１や２に記載のダイピックアップ方法やボンディング装置では、このような問題は解決されない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、半導体チップをダイボンドする際や半導体チップを運搬する際に向きを一定に制御でき半導体チップへのダメージを軽減する半導体吸着用コレットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の半導体吸着用コレットは、半導体チップを吸着する半導体吸着用コレットにおいて、半導体チップの吸着時において少なくとも半導体チップの上面及び側面に当接させて半導体チップの向きを整える基準面を設けたことを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明の半導体吸着用コレットは、前記上面の基準面に真空により吸着させる吸着孔を設けたことを特徴とする。
さらに本発明の半導体吸着用コレットは、前記側面の基準面に真空により吸着させる吸着孔を設けたことを特徴とする。
さらに本発明の半導体吸着用コレットは、前記上面及び側面の各基準面に真空により吸着させる吸着孔をそれぞれ設けたことを特徴とする。
さらに本発明の半導体吸着用コレットは、前記それぞれの吸着孔は当該半導体吸着用コレット内で１つに合流して形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体吸着用コレットにおいて、半導体チップをダイボンドする際や半導体チップを運搬する際に向きを一定に制御でき半導体チップへのダメージを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。図２は、実施例１の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図３は、実施例１の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【００１３】
実施例１のコレット１は、上面部２１と側面部２２を有しており、上面部２１には第１の基準面３１を有しており、側面部２２は第２の基準面３２を有している。第１の基準面３１と第２の基準面３２は互いに内向きに直交しており、半導体チップであるダイ１０１の上面（Ｚ面）と一側面（ＸもしくはＹ面）の２面に当接させる。また、第２の基準面３２の下部には、面取り部２４を有している。コレット１の上部２３は（図示しない）従来の装置に接続する。
【００１４】
一方、上面部２１には、上部２３から第１の基準面３１まで貫通する吸着孔４１が形成されており、この吸着孔４１に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を第１の基準面３１側へ（真空）吸着する。これにより、ダイ１０１の上面が、第１の基準面３１に吸着する。そして、ダイ１０１の側面を、第２の基準面３２に当接させれば、２方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく（θずれがなく）、運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第２の基準面３２による基準は、ピックアップ時の横移動で合わせることができるが、さらに精度を確保するためにマウント時に設備側でスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることが可能となる。
【００１５】
ダイ１０１は、半導体チップであるが、とりわけダイボンドする際の方向の精度が必要なダイである場合に本発明が特に有効となる。例えば、圧力センサや、加速度センサや、ジャイロセンサ等は、実装精度が必要なセンサであり、その取り付け角度の精度はセンサによる検知精度そのものに大きく影響する。例えば、センサによって計測する以外の軸方向の感度である他軸感度が一定以内であることが必要とされ、この場合、実装する際の角度の正確性が求められる。一方、センサによるダイは、高さ方向に厚みがあるものも多く、側面部による基準が取りやすい。
【実施例２】
【００１６】
図４は、実施例２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図５は、実施例２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例２では実施例１と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００１７】
実施例２のコレット２は、第１の基準面３１ではなく側面部２２に有する第２の基準面３２から、上部まで貫通する吸着孔４２を有している。この吸着孔４２に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、１０１の一側面が、第２の基準面３２に吸着する。そして、ダイ１０１の上面を、第２の基準面３２に当接させれば、２方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第１の基準面３１による基準は、ピックアップ時の縦移動で合わせることができるが、高さ方向はピックアップ及びマウント時は加重が加わる為、加重制御や位置制御を用いることで安定させることができる。また、吸着孔４２の吸着口４２ａは、広く開口しており、横方向に長い長方形である。これにより吸着力を上げる効果を有している。
【実施例３】
【００１８】
図６は、実施例３の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図７は、実施例３の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例３では実施例１や２と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００１９】
実施例３のコレット３は、上部２３から第１の基準面３１へ貫通する吸着孔４１に加えて側面部２２に有する第２の基準面３２から上部まで貫通する吸着孔４２を有している。各基準面３１、３２からの吸着孔４１、４２はコレット３内で合流し上部２３へ連通ことでコンパクトな構成を可能としている。これらの吸着孔４１、４２に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の上面と一側面が、第１の基準面３１と第２の基準面３２にそれぞれ吸着し、２方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、運搬やダイボンドが可能になる。実施例３では、２方向から吸着していることでより確実にダイ１０１を吸着できる。なお、さらに精度を確保するためにマウント時に設備側でスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることができる。
【実施例４】
【００２０】
図８は、実施例４の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。図９は、実施例４の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図１０は、実施例４の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【００２１】
実施例４のコレット４は、上面部２６と第１側面部２７と第２側面部２８とを有しており、上面部２６には第１基準面３６を有しており、第１側面部２７には第２基準面３７を、第２側面部２８には第３基準面３８を有している。第１基準面３６と第２基準面３７と第３基準面３８は互いに内向きに直交しており、半導体チップであるダイ１０１の上面（Ｚ面）と直交する２側面（Ｘ面とＹ面）の３面に当接させる。また、第２基準面３７、第３基準面３８の下部にはそれぞれ、面取り部２９、面取り部３０を有している。コレット４の上部２３は（図示しない）従来の装置に接続する。
【００２２】
一方、上面部２６には、上部２３から第１基準面３６まで貫通する吸着孔４６が形成されており、この吸着孔４６に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の上面が、第１基準面３６に吸着する。そして、ダイ１０１の側面を、第２基準面３７と第３基準面３８にそれぞれ当接させれば、３方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく（θずれがなく）、運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第２基準面３７及び第３基準面３８による基準は、ピックアップ時の横移動で合わせることができるが、さらに精度を確保するためにマウント時に設備側でスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることができる。
【００２３】
実施例４では、ダイ１０１の上面（Ｚ面）と二側面（Ｘ面とＹ面）の３面に各基準面を当接させるため、確実かつ精度よく吸着させることができる。なお、ダイ１０１は実施例１と同様である。
【実施例５】
【００２４】
図１１は、実施例５の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図１２は、実施例５の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例５では実施例４と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００２５】
実施例５のコレット５は、第１基準面３６ではなく第１側面部２７に有する第２基準面３７（基準面Ｘ）から、上部まで貫通する吸着孔４７を有している。この吸着孔４７に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の一側面が、第２基準面３７に吸着する。そして、ダイ１０１の上面を第１基準面３６に、ダイ１０１の他側面を第３基準面３８に当接させれば、３方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、確実な運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第１基準面３６による基準は、ピックアップ時の縦移動で合わせることができるが、高さ方向はピックアップ及びマウント時は加重が加わる為、加重制御や位置制御を用いることで安定させることができる。さらに、第３基準面３８による基準は、ピックアップ時の横移動で合わせることができるが、さらに精度を確保するためにマウント時に設備側でスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることができる。また、吸着孔４７の吸着口４７ａは、広く開口しており、横方向に長い長方形である。これにより吸着力を上げる効果を有している。
【実施例６】
【００２６】
図１３は、実施例６の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図１４は、実施例６の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例６では実施例５と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００２７】
実施例６のコレット６は、実施例５のコレット５における第２基準面３７（基準面Ｘ）の吸着孔４７を、第３基準面３８（基準面Ｙ）に吸着孔４８として設けたものである。
【実施例７】
【００２８】
図１５は、実施例７の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図１６は、実施例７の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例７では、実施例４〜６と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００２９】
実施例７のコレット７は、第２基準面３７に吸着孔４７と、第３基準面３８に吸着孔４８とを有している。各基準面３７、３８からの吸着孔４７、４８はコレット７内で合流し上部２３へ連通することでコンパクトな構成を可能としている。これらの吸着孔４７、４８に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の直交する二側面（Ｘ，Ｙ）が、第２基準面３７と第３基準面３８にそれぞれ吸着する。そして、ダイ１０１の上面を第１基準面３６に当接させれば、３方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、確実な運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第１基準面３６による基準は、ピックアップ時の縦移動で合わせることができるが、高さ方向はピックアップ及びマウント時は加重が加わる為、加重制御や位置制御を用いることで安定させることができる。実施例７では、側面の２方向から吸着するので１方向からの吸着にくらべ確実性が向上する。
【実施例８】
【００３０】
図１７は、実施例８の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図１８は、実施例８の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例８では、実施例４〜６と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００３１】
実施例８のコレット８は、第１基準面３６に吸着孔４６と、第２基準面３７に吸着孔４７とを有している。各基準面３６、３７からの吸着孔４６、４７はコレット８内で合流し上部２３へ連通することでコンパクトな構成を可能としている。これらの吸着孔４７、４８に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の上面（Ｚ）と一側面（Ｘ）が、第１基準面３６と第２基準面３７にそれぞれ吸着する。そして、ダイ１０１の他側面を第３基準面３８に当接させれば、３方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、確実な運搬やダイボンドが可能になる。このとき、第３基準面３８による基準は、ピックアップ時の横移動で合わせることができるが、さらに精度を確保するためにマウント時に設備側でスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることができる。実施例８では、上面と一側面の２方向から吸着するので１方向からの吸着にくらべ確実性が向上する。
【実施例９】
【００３２】
図１９は、実施例９の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図２０は、実施例９の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例９では実施例８と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００３３】
実施例９のコレット９は、実施例８のコレット８における第２基準面３７（基準面Ｘ）の吸着孔４７を、第３基準面３８（基準面Ｙ）に吸着孔４８として設けたものである。
【実施例１０】
【００３４】
図２１は、実施例１０の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。図２２は、実施例１０の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。実施例１０では、実施例４〜６と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００３５】
実施例１０のコレット１０は、第１基準面３６に吸着孔４６と、第２基準面３７に吸着孔４７と、第３基準面３８に吸着孔４８とをそれぞれ有している。各基準面３６、３７、３８からの吸着孔４６、４７、４８はコレット１０内で合流し上部２３へ連通することでコンパクトな構成を可能としている。これらの吸着孔４６、４７、４８に上部２３に有する装置で負圧をかけて真空にしてダイ１０１を吸着する。これにより、ダイ１０１の上面（Ｚ）及び直交する２側面（Ｘ、Ｙ）が、第１基準面３６、第２基準面３７及び第３基準面３８にそれぞれ吸着し、３方向の基準が定まり、ダイ１０１の角度がずれることがなく、確実な運搬やダイボンドが可能になる。実施例１０では、上面と二側面の３方向から吸着するので２方向からの吸着にくらべさらに確実性が向上する。なお、マウント時にスクラブもしくはスライド等のマウント制御により位置を安定させることができる。
【実施例１１】
【００３６】
図２３は、実施例１１の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。実施例１１では、実施例４と異なる点について説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００３７】
実施例１１のコレット１１は、第２基準面３７と第３基準面３８の交点縦方向にスリット５１を設けている。これにより、ダイ１０１の２つ（Ｘ、Ｙ）の側面によるエッジ部が直接に第２基準面３７と第３基準面３８の交点に干渉することを避け、このエッジ部へのダメージを防止する。さらにダイ１０１のエッジ部がふれないため、各基準面による確実な位置決めができ位置ずれを防止できる。スリット５１の形状としては、例えば、交点の角度以下である先端が４５度となるような切込みによって形成される。このスリット５１は上記の各実施例にも適用できることは明らかである。
【実施例１２】
【００３８】
図２４は、実施例１２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す図である。
【００３９】
図２４で示されるように、基準面３９に吸着孔４９の吸着口４９ａより外側に軸方向に連続した突起状のリブであるガイド６１を設けダイが基準面に沿うようにする。これにより、ダイと各基準面との滑りをよくし、吸着時の位置修正が容易に行える。さらに、軸方向以外の部分からリークしており、このときのリフト力は真空力と吸着面積の積に比例するため、真空力の調整によりダイの保持力を調整することができる。そして、ガイドで囲まれる吸着面積が大きいため、吸着における真空力の調整によりダイの保持力を強くすることもできる。また、図２４（ｂ）のように上面の基準面３９’にガイド６１を設ける場合は、真空力は側面の半分程度とできる。この構成は上記の実施例で示した各吸着孔の吸着口に適用することができる。
【００４０】
以上、実施例１から１２では吸着孔４０、４１、４２、４６〜４８について述べたが、各吸着孔は各コレット内部に配設される配管による構成であってもよい。また、実施例１から１２の各コレットは金属系、樹脂系、ゴム系等の材質を用いることができる。
【００４１】
また、上記の各実施例は、吸着孔からの真空によりダイ１０１を吸着する半導体吸着用コレットを示したが、これ以外に静電気を帯電させてクーロン力により吸着させる半導体吸着用コレットにも適用できる。この場合、吸着孔は必要ないが、実施例１等に示した上面部２１の第１の基準面３１と側面部２２の第２の基準面３２や、実施例４等に示した上面部２６の第１基準面３６と第１側面部２７の第２基準面３７と第２側面部２８の第３基準面３８によりダイ１０１の位置を安定させθずれを防止することができる。また、面同士の接触であるため、上記の実施例同様に半導体チップへのダメージを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。
【図２】実施例１の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図３】実施例１の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図４】実施例２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図５】実施例２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図６】実施例３の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図７】実施例３の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図８】実施例４の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。
【図９】実施例４の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図１０】実施例４の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図１１】実施例５の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図１２】実施例５の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図１３】実施例６の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図１４】実施例６の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図１５】実施例７の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図１６】実施例７の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図１７】実施例８の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図１８】実施例８の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図１９】実施例９の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図２０】実施例９の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図２１】実施例１０の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す側面図である。
【図２２】実施例１０の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す正面図である。
【図２３】実施例１１の半導体吸着用コレットを示す斜視図である。
【図２４】実施例１２の半導体吸着用コレットによるダイの吸着を示す図であり、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は上面にガイドを設けた場合の図、（ｃ）側面断面図、（ｄ）正面図を示す。
【図２５】従来例であるコレットによるダイボンドの一例を示す説明図である。
【図２６】従来例である角錐コレットの一例を示す説明図である。
【図２７】従来例である平コレットの第１の例を示す説明図である。
【図２８】従来例である平コレットの第２の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１〜１１コレット
２１、２６上面部
２２側面部
２３上部
２４、２９、３０面取り部
２７第１側面部
２８第２側面部
３１第１の基準面
３２第２の基準面
３６第１基準面
３７第２基準面
３８第３基準面
３９、３９’ 基準面
４１、４２、４６〜４８、４９、４９’ 吸着孔
４２ａ、４７ａ、４８ａ、４９ａ、４９ａ’ 吸着口
５１スリット
６１ガイド
１０１ダイ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを吸着する半導体吸着用コレットにおいて、
半導体チップの吸着時において少なくとも半導体チップの上面及び側面に当接させて半導体チップの向きを整える基準面を設けたことを特徴とする半導体吸着用コレット。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体吸着用コレットにおいて、
前記上面の基準面に真空により吸着させる吸着孔を設けたことを特徴とする半導体吸着用コレット。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体吸着用コレットにおいて、
前記側面の基準面に真空により吸着させる吸着孔を設けたことを特徴とする半導体吸着用コレット。
【請求項４】
請求項１記載の半導体吸着用コレットにおいて、
前記上面及び側面の各基準面に真空により吸着させる吸着孔をそれぞれ設けたことを特徴とする半導体吸着用コレット。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体吸着用コレットにおいて、
前記それぞれの吸着孔は当該半導体吸着用コレット内で１つに合流して形成されていることを特徴とする半導体吸着用コレット。

【図１】