JP2006294763A - 半導体素子のピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体素子をピックアップする際に、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体装置への不良を低減することを目的とする。
【解決手段】 ニードル３で半導体素子１を持ち上げることにより粘着シート２から半導体素子１を剥離することなく、ニードル３を固定してニードルホルダー４内を真空状態にし、粘着シート２とニードル３の接点以外の粘着シート２を吸引することにより、コレット７吸着動作以前に半導体素子１と粘着シート２の粘着面積を減少させ、半導体素子１を粘着シート２から概ね剥離させておくことができ、コレット７からの吸引力のみで半導体素子１を吸着することができるため、半導体素子１裏面へのニードル３による応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子１への不良を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘着シート上に貼り付け整列された半導体素子を１素子ずつコレットでピックアップする半導体素子のピックアップ装置に関するものである。

従来の半導体素子のピックアップ装置について図５，図６，図７，図８を参照しながら説明する。
図５は従来の半導体素子のピックアップ装置を示す要部構成図、図６は従来の半導体素子のピックアップ装置を示す構成図、図７は従来のピックアップ装置における吸着工程を説明する図、図８は従来のピックアップ装置における剥離工程を説明する図である。

図５において、１はピックアップ対象となる半導体素子及び周辺半導体素子、２は半導体素子を貼り付け固定している粘着シート、４は粘着シートを固定するための真空吸着溝を有するニードルホルダー、３は半導体素子を粘着シートから剥離させるための上下動作可能なニードルである。

以上のように構成された従来の半導体素子のピックアップ装置について、以下その動作を説明する。
粘着シート２上にマトリクス状に貼り付け整列された半導体素子１をコレット７により１素子ずつピックアップするために、図６に示すようにピックアップする半導体素子画像をレンズ８とＣＣＤ９により取り込み認識し、ニードルホルダー４の中心にピックアップ対象の半導体素子が配置されるように粘着シート全体をＸＹθステージ１１にて平面移動して位置決めする。位置決め後、半導体素子１が縦列３素子、横列３素子以上が搭載可能なニードルホルダー４上面範囲に形成された吸着溝・穴１２により粘着シート２を真空吸着固定する。その際、半導体素子１は、姿勢変化がないようにニードルホルダー４の上面に粘着シート２を介して保持されている構造となっている。シート粘着２シート吸着固定後、図４（ａ）に示すようにニードルホルダー４内に配置された上下動作可能なニードル３をニードルホルダー４上面と同じ高さまで上昇させる。次に、図７（ｂ）に示すように半導体素子１をピックアップするコレット７が真空引きしながら半導体素子１接触０ｍｍ位置まで下降する。下降後、図７（ｃ）に示すように半導体素子１を吸着ピックアップするためにニードルホルダー４内のニードル３の上昇と同タイミングで半導体素子１にストレスが加わらないようにサンドイッチ状態でコレット７の上昇を行う。ニードル３の突き上げ高さは半導体素子１が完全に粘着シート２から剥離できる高さとし、この高さからコレット７はさらに上昇、ニードル３は下降動作に移行し、待機位置さまで復帰する。また、半導体素子１の粘着シート２からの剥離は、図８（ａ）のようにシート２を突き破り剥離する場合もある。そして、図８（ｂ）のように、半導体素子１はコレット７に吸着された状態で粘着シート２から隔離されてピックアップされる。以上のように、半導体素子１の粘着シート２からのピックアップは、図６〜図８（ｂ）を繰り返すことで粘着シート上の半導体素子を順次取り出していく（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
特開２００１−１１８８６２号公報 特許第３２０９７３６号明細書

しかしながら、従来の半導体素子のピックアップ装置では以下の２点の問題があった。
１点目は、ニードルによる半導体素子の裏面突き上げ時に、半導体素子貼り付けシートから半導体素子の剥離性を向上させるため、ニードル先端ＳＲ径を０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍと小さいサイズにした状態で、ニードル上昇位置を上昇させると半導体素子裏面への傷や、ニードル突き上げ時にニードルによるシート打ち抜きにより半導体素子裏面への粘着シート付着等が発生し不良の原因となっていた。また、２点目としては、特に粘着シートにＵＶシートを用いた場合、ＵＶ照射が不安定であった箇所があると、半導体素子が貼り付けられている場所で粘着力が異なる場合があり、粘着力が特に強力な場所では、ニードル突き上げで半導体素子が粘着シートから剥離せずニードル先端部分を支点に半導体素子が破壊される場合も発生していた。

上記の問題点を解決するために、半導体素子をピックアップする際に、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子への不良を低減することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の半導体素子のピックアップ装置は、粘着シートに貼り付けられた複数の半導体素子を個別にピックアップする半導体素子のピックアップ装置であって、上面の中央部に前記粘着シートを固定する円筒穴を備えるニードルホルダーと、前記粘着シートを介してピックアップ対象となる前記半導体素子を保持するニードルと、前記ニードルボルダー内圧を調整するサイドパイプと、前記ニードルで保持された半導体素子をピックアップするコレットとを有し、前記ニードルでピックアップ対象となる前記半導体装置を保持した状態で、前記ニードルホルダー内を真空にして前記粘着シートを前記円筒穴から吸着することで前記ニードルと接触している部分以外の粘着シートを剥離してから、前記コレットでピックアップ対象となる前記半導体素子をピックアップすることを特徴とする。

請求項２記載の半導体素子のピックアップ装置は、請求項１記載の半導体素子のピックアップ装置において、前記ニードルの先端形状径は０．０３ｍｍから０．２５ｍｍであることを特徴とする。

請求項３記載の半導体素子のピックアップ装置は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体素子のピックアップ装置において、前記円筒穴の大きさは、ピックアップ対象の前記半導体素子の上下、左右に配列されている半導体素子の３０％以上の面積が前記円筒穴に入る大きさであることを特徴とする。

以上により、半導体素子をピックアップする際に、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子への不良を低減することができる。

ニードルで半導体素子を持ち上げることにより粘着シートから半導体素子を剥離することなく、ニードルを固定してニードルホルダー内を真空状態にし、粘着シートとニードルの接点以外の粘着シートを吸引することにより、コレット吸着動作以前に半導体素子と粘着シートの粘着面積を減少させ、半導体素子を粘着シートから概ね剥離させておくことができ、コレットからの吸引力のみで半導体素子を吸着することができるため、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子への不良を低減することができる。

以下、本発明に係わる実施の形態について図１，図２，図３，図４を参照しながら説明していく。
図１は本発明の半導体素子のピックアップ装置を示す要部構成図、図２は本発明の半導体素子のピックアップ装置を示す構成図、図３は本発明のピックアップ装置における吸着工程を説明する図、図４は本発明のピックアップ装置における剥離工程を説明する図である。

図１において、１はピックアップ対象となる半導体素子及び周辺半導体素子、２は半導体素子を貼り付け固定している粘着シート、４は粘着シートを固定および粘着シートを吸引するための穴を有するニードルホルダー、３は半導体素子を保持及び粘着シートから剥離させるための固定ニードルであり、ニードル３は高さ調整ねじ５により、粘着シート２に必要以上の負荷をかけずに粘着シート２を介して半導体素子１を保持する高さに調整される。

以上のように構成された本発明の半導体素子のピックアップ装置について、以下その動作を説明する。
図１のような構成において、粘着シート２上にマトリクス状に貼り付け整列された半導体素子１をコレット７により１素子ずつピックアップするために、図２（ａ）に示すようにピックアップする半導体素子１画像をレンズ８とＣＣＤ９により取り込み認識し、ニードルホルダー４の中心にピックアップ対象の半導体素子１が配置されるように粘着シート２全体をＸＹθステージ１１にて平面移動して位置決めする。位置決め後、サイドパイプ６にてニードルホルダー４内を真空にし、半導体素子が縦横列に３素子以上搭載可能なニードルホルダー４の上面のニードル３上方に形成され、ピックアップ対象となる半導体素子１とその周辺の粘着シート２領域を含む大きさの穴１３により粘着シート２を真空吸引する。その際、ピックアップ対象となる半導体素子１は、姿勢変化がないようにニードル３先端に粘着シート２を介して保持される構造となっている。なお、半導体素子１保持のためのニードル３本数は２本以上の偶数本である。また、ピックアップの対象となる半導体素子１周辺の半導体素子１は吸引される粘着シート２と同様に吸引側に押し下げられる形態となる。粘着シート２吸引直後に図３（ａ）に示すようにニードルホルダー４内に配置された固定ニードル３先端部に粘着シート２を介して半導体素子１が押し付けられ、また同時に、それ以外の粘着シート２部分も吸引される。

それにより、粘着シート２上のピックアップ対象となる半導体素子１と粘着シート２間に応力差が生じ、（半導体素子１粘着力）＜（粘着シート２変形による剥離力）となった時点で半導体素子１と粘着シート２の剥離が起こる。次に、その状態で、図３（ｂ）に示すように、半導体素子１をピックアップするコレット７が真空引きしながら半導体素子１接触０ｍｍ位置まで下降する。このとき、（コレット７の真空引き力）＞（ニードル３先端の粘着力）≠０となっており、時間経過とともにニードル３先端力＝０になり、その時点で半導体素子１は粘着シート２から剥離してコレット７側に吸着される（図４（ａ）に吸着した状態示す）。吸着後、図４（ｂ）に示すようにニードルホルダー内にシート吸着解除のために真空破壊エアーをサイドパイプ６から印加する。それと同時に、コレット７は半導体素子１を吸着状態で上昇する。以上のように、半導体素子の粘着シートからのピックアップは、図２〜図４（ｂ）、を繰り返すことで粘着シート２上の半導体素子１を順次取り出していく。

以上説明したように、ニードルで半導体素子を持ち上げることにより粘着シートから半導体素子を剥離することなく、ニードルを固定してニードルホルダー内を真空状態にし、粘着シートとニードル針の接点以外の粘着シートを吸引することにより、コレット吸着動作以前に半導体素子と粘着シートの粘着面積を減少させ、半導体素子を粘着シートから概ね剥離させておくことができ、コレットからの吸引力のみで半導体素子を吸着することができるため、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子への不良を低減することができる。

なお、ニードルホルダーは円筒形状になっており、円筒内部の穴のサイズは粘着シートに半導体素子がマトリクス状に貼られている半導体素子の大きさや間隔によってことなるが、ピックアップ対象となる半導体素子に対し、左右又は前後の半導体素子サイズの３０％以上が円筒穴にはいるサイズとする。また、ニードルの先端のＳＲ径は粘着シート厚やシートの粘着力によって異なるがＳＲ０．０３〜０．２５ｍｍまでを使用している。ニードルの本数や間隔については、本数は半導体素子のサイズに対して、２〜４本までを使用する。ニードル配置間隔は半導体素子の外形サイズより内側とする。また、このニードルの上下方向の高さはニードルの取り付け長さばらつきを吸収するため、高さ調整機構がついている。

本発明における半導体素子のピックアップ装置は、半導体素子裏面へのニードルによる応力印加を低減、安定化し、ピックアップによる半導体素子への不良を低減することができ、粘着シート上に貼り付け整列された半導体素子を１素子ずつコレットでピックアップする半導体素子のピックアップ装置等に有用である。

本発明の半導体素子のピックアップ装置を示す要部構成図 本発明の半導体素子のピックアップ装置を示す構成図 本発明のピックアップ装置における吸着工程を説明する図 本発明のピックアップ装置における剥離工程を説明する図 従来の半導体素子のピックアップ装置を示す要部構成図 従来の半導体素子のピックアップ装置を示す構成図 従来のピックアップ装置における吸着工程を説明する図 従来のピックアップ装置における剥離工程を説明する図

符号の説明

１・・・半導体素子
２・・・粘着シート
３・・・ニードル
４・・・ニードルホルダー
５・・・高さ調整ねじ
６・・・サイドパイプ
７・・・コレット
８・・・カメラ
９・・・ＣＣＤ
１１・・・ＸＹθステージ
１２・・・吸着溝・穴
１３・・・穴

Claims (3)

1. 粘着シートに貼り付けられた複数の半導体素子を個別にピックアップする半導体素子のピックアップ装置であって、
   上面の中央部に前記粘着シートを固定する円筒穴を備えるニードルホルダーと、
   前記粘着シートを介してピックアップ対象となる前記半導体素子を保持するニードルと、
   前記ニードルボルダー内圧を調整するサイドパイプと、
   前記ニードルで保持された半導体素子をピックアップするコレットと
   を有し、前記ニードルでピックアップ対象となる前記半導体素子を保持した状態で、前記ニードルホルダー内を真空にして前記粘着シートを前記円筒穴から吸着することで前記ニードルと接触している部分以外の粘着シートを剥離してから、前記コレットでピックアップ対象となる前記半導体素子をピックアップすることを特徴とする半導体素子のピックアップ装置。
2. 前記ニードルの先端形状径は０．０３ｍｍから０．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体素子のピックアップ装置。
3. 前記円筒穴の大きさは、ピックアップ対象の前記半導体素子の上下、左右に配列されている半導体素子の３０％以上の面積が前記円筒穴に入る大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体素子のピックアップ装置。

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