JP2005302932A - チップの分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粘着シートに貼り付けられた半導体等のチップを該粘着シートからピックアップするチップ分離装置において、チップが薄く破損し易い場合でも該チップに応力集中、傷及び割れを発生させることなく、しかも高速で該チップを剥離させて分離できるようにする。
【解決手段】粘着シート６をチップ５の貼付面６ａの裏面６ｂ側から吸着固定可能に構成された保持部２と、チップ５を粘着シート側から突上げ可能に構成され先端部３ｃに空気噴出孔３ｄが形成された突上げ軸３と、該突上げ軸に対して粘着シート及びチップを挟んで相対する位置に配設されると共にチップに接近又は離間する方向に移動可能に構成されチップを吸着可能な吸着面４ａが形成されたチップ受け部４とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、粘着シートに貼り付けられた半導体等のチップを該粘着シートからピックアップするチップ分離装置に係り、特にチップを剥離させる際に圧縮空気を使用することで、チップが薄く破損し易い場合でも該チップに応力集中、傷及び割れを発生させることなく、しかも高速で該チップを剥離させて分離することができるチップの分離装置に関する。

半導体の製造工程において、ウェーハを粘着シート上に貼付し、該ウェーハに半導体素子を形成し、ダイシング装置によって該半導体素子を１つずつ切断分離してチップとした後、粘着シートを引き伸ばして各チップを互いに離間させておき、１つずつ剥離させて分離すること（ピックアップ）が行われる。

この際にチップを粘着シートから分離するための手段としては、従来から多くの方式があり、代表的なものが、先の尖った複数本のニードルで粘着シートの下側からチップを突き上げると共に、該チップの上側に位置するチップ受け部により吸着して粘着シートから剥離させて分離する方式である（特許文献１，２）。

しかしニードルの先端は直径が小さく尖っているため突上げ位置に応力集中が発生するという問題があり、特に近年携帯電話等の機器における実装密度の高まりから、チップの厚さが例えば２０乃至５０μｍと薄くなってきているため、突上げの際にチップに傷が付いたり、更にはチップが割れてしまうおそれがあった。

またチップの分離に際し、特許文献１に開示されているダイボンディング装置では、突上げニードルが該突上げニードルの軸線方向やその直角方向に振動するように構成されている。同様にチップの分離に際して回転運動を伴うもの、揺動運動を伴うもの（特許文献３）等があるが、これらはチップを分離させるために種々の方向の動作を必要とするため、例えば突上げニードル等の駆動方向とチップの分離方向とが一致しているものよりも構造が複雑となり、チップの分離に要する時間も長くなるという問題があった。

突上げニードルを使用しないものとしては、チップが貼着されている部分の粘着シートを吸着動作のみで剥離させて分離させるものがある（特許文献４，５）。しかしこれらの場合吸着孔の端面部においてチップ面に応力集中が発生し、傷や割れの原因となっていた。

またこれらの場合、分離対象のチップと隣接するチップとが同一平面上にあるため、チップ受け部が大きいと分離対象のチップに隣接する周囲のチップに接触して該チップに傷や割れを生じさせる原因となるので、チップ受け部をチップの寸法よりも小さくしなければならなかった。

ところがチップ受け部がチップよりも小さいと、チップ受け部の吸着面からチップ端がはみ出す状態となり、このはみ出し部分とチップ受け部の端部との接触位置に応力集中が起き、傷や割れが発生してしまうことが多かった。

そして粘着シートを加熱してチップを分離させる構造の場合には、熱の影響で粘着のりがチップ裏面に残ってしまうという欠点があった（特許文献６）。

特開平５−１０９８６９号公報 特開２００２−１８４８３６号公報 特開２０００−３２３４３７号公報 特開２０００−３５３７１０号公報 特開２００１−１１８８６２号公報 特開平７−３３５７２０号公報

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、粘着シートをチップの貼付面の裏面側から吸着固定可能に構成された保持部と、チップを粘着シート側から突上げ可能に構成され先端部に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して粘着シート及びチップを挟んで相対する位置に配設されると共にチップに接近又は離間する方向に移動可能に構成されチップを吸着可能な吸着面が形成されたチップ受け部とを備えることによって、厚さが例えば２０乃至５０μｍ程度の薄いチップでも、応力集中による傷や割れを発生させることなく粘着シートから剥離させ、分離できるようにすることである。

また他の目的は、チップの周囲において該チップの貼付面の裏面側から粘着シートを吸着固定可能に構成された保持部と、チップを裏面側から突上げ可能に構成されチップの貼着面積よりも狭い中心端面の周辺に斜面が形成されチップの方向に凸に形成された先端部を有し該先端部の斜面近傍に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して粘着シート及びチップを挟んで相対する位置に配設されると共にチップに接近又は離間する方向に移動可能に構成されチップの面と同等以上の吸着面を有し該吸着面のうち中心端面に対向する位置及びチップの辺縁部に対向する位置に夫々吸着孔が形成されたチップ受け部とを備え、突上げ軸による突上げ、空気噴出孔からの圧縮空気の噴出及び辺縁部の吸引によりチップの剥離が起きるように構成することによって、チップのどの部分にも応力集中を生じさせずに容易にチップを分離できるようにすることであり、またこれによってチップの歩留まりを向上させることである。

更に他の目的は、上記構成により、夫々のチップの分離時間を短縮させ、高速で次々とチップを粘着シートから分離して行くことができるようにすることであり、またこれによってチップの分離工程における効率を高めて製造コストを低減させることができるようにすることである。

要するに本発明（請求項１）は、粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、前記粘着シートを前記チップの貼付面の裏面側から吸着固定可能に構成された保持部と、前記チップを前記粘着シート側から突上げ可能に構成され先端部に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して前記粘着シート及び前記チップを挟んで相対する位置に配設されると共に前記チップに接近又は離間する方向に移動可能に構成され前記チップを吸着可能な吸着面が形成されたチップ受け部とを備えたことを特徴とするものである。

また本発明（請求項２）は、粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、前記チップの周囲において該チップの貼付面の裏面側から前記粘着シートを吸着固定可能に構成された保持部と、前記チップを前記裏面側から突上げ可能に構成され前記チップの貼着面積よりも狭い中心端面の周辺に斜面が形成され前記チップの方向に凸に形成された先端部を有し該先端部の前記斜面近傍に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して前記粘着シート及び前記チップを挟んで相対する位置に配設されると共に前記チップに接近又は離間する方向に移動可能に構成され前記チップの面と同等以上の吸着面を有し該吸着面のうち前記中心端面に対向する位置及び前記チップの辺縁部に対向する位置に夫々吸着孔が形成されたチップ受け部とを備え、前記突上げ軸による突上げ、前記空気噴出孔からの圧縮空気の噴出及び前記辺縁部の吸引により前記チップの剥離が起きるように構成したことを特徴とするものである。

本発明は、上記のように粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、粘着シートをチップの貼付面の裏面側から吸着固定可能に構成された保持部と、チップを粘着シート側から突上げ可能に構成され先端部に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して粘着シート及びチップを挟んで相対する位置に配設されると共にチップに接近又は離間する方向に移動可能に構成されチップを吸着可能な吸着面が形成されたチップ受け部とを備えたので、厚さが例えば２０乃至５０μｍ程度の薄いチップでも、応力集中による傷や割れを発生させることなく粘着シートから剥離させ、分離できる効果がある。

またチップの周囲において該チップの貼付面の裏面側から粘着シートを吸着固定可能に構成された保持部と、チップを裏面側から突上げ可能に構成されチップの貼着面積よりも狭い中心端面の周辺に斜面が形成されチップの方向に凸に形成された先端部を有し該先端部の斜面近傍に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して粘着シート及びチップを挟んで相対する位置に配設されると共にチップに接近又は離間する方向に移動可能に構成されチップの面と同等以上の吸着面を有し該吸着面のうち中心端面に対向する位置及びチップの辺縁部に対向する位置に夫々吸着孔が形成されたチップ受け部とを備え、突上げ軸による突上げ、空気噴出孔からの圧縮空気の噴出及び辺縁部の吸引によりチップの剥離が起きるように構成したので、チップのどの部分にも応力集中を生じさせずに容易にチップを分離できる効果があり、またこの結果チップの歩留まりを向上させることができるという効果が得られる。

更に上記構成により、夫々のチップの分離時間を短縮させ、高速で次々とチップを粘着シートから分離して行くことができる効果があり、またこの結果チップの分離工程における効率を高めて製造コストを低減させることができる効果が得られる。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係るチップの分離装置１は、図１から図３において、保持部２と、突上げ軸３と、チップ受け部４とを備えている。

保持部２は、チップ５の周囲において該チップの貼付面６ａの裏面６ｂ側から粘着シート６を吸着固定可能に構成されたものであって、該粘着シート６を吸着するための吸着穴２ａが上端面に、例えば円環形に形成されている。なお、吸着穴２ａの形状は円環状に限られるものではなく、小径の吸着孔を円形、四角形等に配列するようにしてもよい。

突上げ軸３は、チップ５を裏面５ｂ側から突上げ可能に構成され、チップ５の貼着面積よりも狭い中心端面３ａの周辺に斜面３ｂが形成されチップ５の方向に凸に形成された先端部３ｃを有し、該先端部３ｃの斜面３ｂ近傍に空気噴出孔３ｄが形成されたものであり、例えば保持部２内において上下方向、即ち粘着シート６の面方向と直角方向に移動可能に構成されている。

中心端面３ａは、例えばチップ５の相似形となるような四角形に形成され、その四辺から夫々下るように斜面３ｂが形成されている。空気噴出孔３ｄは、例えば中心端面３ａの四辺に沿って配列されている。なお空気噴出孔３ｄの配列はこれに限られるものではなく、中心端面３ａにおける他の位置に設けてもよい。

チップ受け部４は、図２に示すように、突上げ軸３に対して粘着シート６及びチップ５を挟んで相対する位置に配設されると共に、チップ５に接近又は離間する方向に移動可能に構成され、チップ５の面と同等以上の吸着面４ａを有し、該吸着面４ａのうち中心端面３ａに対向する位置及びチップ５の辺縁部５ａに対向する位置に夫々吸着孔４ｂ，４ｃが形成されたものであって、支持軸８の下端に例えば直方体に形成され、該支持軸８と共に上下動可能に構成されている。

吸着孔４ｂは、例えば十字形に形成されている。吸着孔４ｃは、例えば複数の小径孔の集合として形成され、チップ５が四角形である場合に合わせて、該辺縁部５ａを吸着できるように四角形に配列して形成されている。

なお、吸着孔４ｂの形状や十字形に限られるものではない。同様に吸着孔４ｃも四角形に配列された小径孔の集合に限られるものではなく、チップ５の辺縁部５ａを吸着して粘着シート６からの剥離を促すことができればどのような形状、配列であってもよい。

本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１及び図３において、チップ５の分離前には粘着シート６の引伸ばしが行われ、隣接するチップ５間にある程度の隙間９が形成されている。

図４において、保持部２を粘着シート６に接近又は接触させ、保持部２の吸着穴２ａから矢印Ａ方向に空気を吸引すると、粘着シート６の裏面が該保持部２に吸着固定される。

続いて、図４及び図５に示すように、突上げ軸３を矢印Ｕ方向に上昇させて、先端部３ｃを粘着シート６のうち分離対象のチップ５が貼着されている部分の裏面６ｂに接触させ、そこから更に矢印Ｕ方向に突き上げると、粘着シート６が上に凸に引き伸ばされ、突上げ軸３の中心端面３ａ及び斜面３ｂに沿うように、粘着シート６にも平面６ｃ及び斜面６ｄが形成される。

またこのときチップ受け部４は、矢印Ｄ方向に下降し、吸着面４ａが突き上げられたチップ５に接近した状態となる。

ある程度厚みがあるチップの場合には、薄い場合よりも一般に弾性係数が大きいため、貼着面６ａのうち辺縁部５ａが貼着されている部分が斜面６ｄとなることにより、図７に示すように、平面６ｃ及び斜面６ｄの境界を支点１０とする剥離モーメントＭが作用し、辺縁部５ａから自然と剥離が始まる。

しかしチップ５の厚さが例えば２０乃至５０μｍ程度と薄い場合には弾性係数が小さいため、辺縁部５ａは自然に剥離せず、弾性変形したまま粘着シート６の斜面６ｃに貼り付いた状態となることが多い。

突上げ軸３による突上げ量を大きくすれば、剥離モーメントＭは高まるが、チップ５が該剥離モーメントＭに耐えられなくなる可能性がある。

そこで本発明では、図６及び図７に示すように、チップ５を突上げ軸３により該チップが破損しない程度に突き上げた状態で、突上げ軸３の空気噴出孔３ｄに矢印Ｆ方向に圧縮空気を供給すると共に、チップ受け部４の吸着孔４ｂ，４ｃから矢印Ｃ方向に空気を吸引することとしている。

突上げ軸３の空気噴出孔３ｄに圧縮空気を供給すると、該空気噴出孔３ｄの部分の粘着シート６に風船状の膨らみ６ｅが形成され、チップ５が突き上げられる。またこのときチップ受け部４の吸着孔４ｂからの空気の吸引によりチップ５の中央が剥離方向に吸引され、吸着孔４ｃからの空気の吸引により粘着シート６における斜面６ｄに貼り付いている辺縁部５ａが剥離方向に吸引される。

この圧縮空気によるチップ５の突上げ、チップ５の中央及び辺縁部５ａに対する吸着及び剥離モーメントＭにより、該辺縁部５ａを剥離させることができ、また粘着シートの平面６ｃにおいてもチップ５を剥離させることができる。

このとき風船状の膨らみ６ｅを介してチップ５を突き上げているので、面で突き上げる状態となり、従来の先の尖ったニードルのように、点で突き上げることによる応力集中を生じさせることがない。これによってチップ５に傷や割れを生じさせることなく、粘着シート６から分離することが可能となる。

粘着シート６から剥離したチップ５は、図８に示すように、直ちにチップ受け部４に吸着される。この後、図９に示すように、チップ受け部４はチップ５を吸着したまま矢印Ｕ方向に移動し、突上げ軸３は矢印Ｄ方向に下降して、チップ５の分離が完了する。

なお、上記実施例においては、チップ５の辺縁部５ａに対向する位置に吸着孔４ｃを設けて該吸着孔４ｃにより辺縁部５ａを吸引することとしたが、突上げ軸３における圧縮空気を使用した突上げのみでチップ５を剥離させることができれば吸着孔４ｃを設けなくてもよい。

また逆に吸着孔４ｃにより辺縁部５ａを吸引するだけでチップ５を剥離させることができれば、必ずしも圧縮空気を使用した突上げを行わなくてもよい。

チップの分離装置の斜視図である。 チップ受け部の斜視図である。 粘着シートが引き伸ばされ、分離対象のチップの下側に保持部及び突上げ軸が位置し、該チップの上側にチップ受け部が位置している状態を示す部分縦断面図である。 保持部により粘着シートを吸着し、突上げ軸が上昇して粘着シートに接触し、チップ受け部が下降して粘着シートに接近した状態を示す部分縦断面図である。 突上げ軸によりチップを突き上げたものの、チップの辺縁部はまだ粘着シートに貼着しいる状態を示す部分縦断面図である。 突上げ軸における圧縮空気による突上げ及びチップ受け部におけるチップの辺縁部の吸着によりチップが粘着シートから剥離した状態を示す部分縦断面図である。 粘着シートの平面と斜面との境界を支点として剥離モーメントが作用している状態を示す拡大部分縦断面図である。 粘着シートから剥離したチップがチップ受け部に吸着され、該粘着シートから分離した状態を示す部分縦断面図である。 チップ受け部が上昇し、突上げ軸が下降してチップの分離が完了した状態を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１ チップの分離装置
２ 保持部
２ａ 吸着穴
３ 突上げ軸
３ａ 中心端面
３ｂ 斜面
３ｃ 先端部
３ｄ 空気噴出孔
４ チップ受け部
４ａ 吸着面
４ｂ 吸着孔
４ｃ 吸着孔
５ チップ
５ａ 辺縁部
５ｂ 裏面
６ 粘着シート
６ａ 貼着面
６ｂ 裏面

Claims (2)

1. 粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、前記粘着シートを前記チップの貼付面の裏面側から吸着固定可能に構成された保持部と、前記チップを前記粘着シート側から突上げ可能に構成され先端部に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して前記粘着シート及び前記チップを挟んで相対する位置に配設されると共に前記チップに接近又は離間する方向に移動可能に構成され前記チップを吸着可能な吸着面が形成されたチップ受け部とを備えたことを特徴とするチップの分離装置。
2. 粘着シートに貼り付けられているチップを突き上げ該粘着シートから剥離させて分離するチップの分離装置において、前記チップの周囲において該チップの貼付面の裏面側から前記粘着シートを吸着固定可能に構成された保持部と、前記チップを前記裏面側から突上げ可能に構成され前記チップの貼着面積よりも狭い中心端面の周辺に斜面が形成され前記チップの方向に凸に形成された先端部を有し該先端部の前記斜面近傍に空気噴出孔が形成された突上げ軸と、該突上げ軸に対して前記粘着シート及び前記チップを挟んで相対する位置に配設されると共に前記チップに接近又は離間する方向に移動可能に構成され前記チップの面と同等以上の吸着面を有し該吸着面のうち前記中心端面に対向する位置及び前記チップの辺縁部に対向する位置に夫々吸着孔が形成されたチップ受け部とを備え、前記突上げ軸による突上げ、前記空気噴出孔からの圧縮空気の噴出及び前記辺縁部の吸引により前記チップの剥離が起きるように構成したことを特徴とするチップの分離装置。

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