JP2011077482A - Tape expanding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分割前の板状ワークに貼着された拡張テープを拡張することにより当該板状ワークを個々のチップに分割してチップ間の間隔を所望の距離に拡張する機能や、チップに分割され全体として分割前の形状を維持した状態の板状ワークに貼着された拡張テープを拡張することによりチップ間の間隔を所望の距離に拡張する機能を有するテープ拡張装置に関する。 The present invention provides a function for expanding a space between chips to a desired distance by expanding an expansion tape attached to a plate-shaped workpiece before division, and dividing the plate-shaped workpiece into individual chips. The present invention relates to a tape expansion device having a function of expanding an interval between chips to a desired distance by expanding an expansion tape that has been divided and adhered to a plate-like workpiece in a state in which the shape before division is maintained as a whole.
半導体ウェーハ等の板状ワークを分割加工する方法として、板状ワークの分割予定ラインに沿ってその内部にレーザ光を集光して連続的な改質層を形成し、板状ワークに外力を加えることによってチップ間の間隔を広げて分割する方法がある。この方法においては、板状ワークの裏面に貼着したテープを拡張させるときの力が外力として用いられている。また、テープを拡張する力を外力として用いる技術は、板状ワークをチップに分割する場合だけでなく、チップに分割済みで全体として分割前の形状を維持した状態で拡張テープに貼着された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に広げる場合にも、利用されている。板状ワークが半導体ウェーハであり、その裏面にDAF(Die Attach Film)と称されるダイボンド用のフィルム状接着剤が貼着されている場合においても、同様の技術が利用されている。 As a method of dividing a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer, a continuous modified layer is formed by concentrating the laser beam along the planned division line of the plate-like workpiece, and external force is applied to the plate-like workpiece. There is a method of increasing the interval between chips by adding them. In this method, a force for expanding the tape attached to the back surface of the plate-like workpiece is used as an external force. In addition, the technology that uses the force to expand the tape as an external force is applied not only to dividing a plate-like workpiece into chips, but also to chips that have been divided into chips and maintained in their original shape as a whole. It is also used when expanding the chip interval of a plate-like workpiece to a desired distance. A similar technique is also used when the plate-like workpiece is a semiconductor wafer and a die-bonding film adhesive called DAF (Die Attach Film) is attached to the back surface thereof.
しかし、フィルム状接着剤は、非常に柔軟な糊状の物質により形成されているため、テープの拡張時にはフィルム状接着材も伸びてしまい、フィルム状接着材を確実に破断することは困難である。そこで、フィルム状接着剤を冷却しながら破断を行うことで、フィルム状接着剤が伸びるのを抑止し、板状ワークとともにフィルム状接着材も破断できるようにした破断方法も試みられている(例えば特許文献1参照)。 However, since the film adhesive is formed of a very soft paste-like substance, the film adhesive also expands when the tape is expanded, and it is difficult to reliably break the film adhesive. . Therefore, a rupture method has been attempted in which the film adhesive is prevented from extending by breaking while cooling the film adhesive, and the film adhesive can be broken together with the plate workpiece (for example, Patent Document 1).
また、テープを拡張させたままにしておくと、後の搬送等に支障をきたすため、拡張した拡張テープのたるみをとるために、ヒータから熱を与えて拡張テープを収縮させる技術も提案されている(例えば特許文献2参照)。 In addition, if the tape is left expanded, it will interfere with subsequent transport, etc., and in order to take up the slack of the expanded expansion tape, a technique for applying heat from the heater to contract the expansion tape has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
しかし、拡張テープの中には、加熱された後に冷却される過程において収縮する性質を有するものもあり、このような拡張テープについてたるみ部分を十分に収縮させてたるみを除去するには、拡張テープを熱した後に拡張テープから熱が十分放出されるのを待つ必要があり、処理効率が悪いという問題があった。 However, some expansion tapes have the property of shrinking in the process of being cooled after being heated, and in order to remove the slack by sufficiently shrinking the slack portion of such expansion tapes, the expansion tape There is a problem in that the processing efficiency is poor because it is necessary to wait for sufficient heat to be released from the expansion tape after heating.
本発明は、これらの事実に鑑みて成されたものであり、その主な技術的課題は、板状ワークに貼着される拡張テープとして加熱された後に冷却される過程において収縮する性質を有するものを使用する場合において、拡張テープの拡張によってチップ間の間隔を所望の距離にした後に、拡張テープのうち板状ワーク貼着部分の外周側に生じるたるみの除去を迅速に行うことができるテープ拡張装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of these facts, and its main technical problem is that it has a property of shrinking in the process of being cooled as it is heated as an expansion tape stuck to a plate-like workpiece. When using a tape, the expansion tape can be used to quickly remove slack generated on the outer peripheral side of the plate-like workpiece pasting portion after expanding the expansion tape to a desired distance between the chips. It is to provide an expansion device.
本発明は、開口部において拡張テープを介して分割前の板状ワーク又は複数のチップに分割された板状ワークを支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段と板状ワークとを板状ワーク表面の垂直方向に離反させて拡張テープを拡張することにより、分割前の板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するか、又は、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段とを有するテープ拡張装置に関するもので、拡張テープは、熱した後に冷却することによって冷却する過程において収縮する性質を有し、テープ拡張装置は、拡張テープの拡張された箇所を加熱する加熱手段と、拡張テープの拡張された箇所を冷却する冷却手段とを有する。 The present invention provides a frame holding means for holding an annular frame that supports a plate-like workpiece before division or a plate-like workpiece divided into a plurality of chips through an expansion tape at an opening, a frame holding means, and a plate-like workpiece. By extending the expansion tape by separating the plate workpiece in the vertical direction on the surface of the plate workpiece to divide the plate workpiece before division into a plurality of chips along the planned division line and extend the chip interval to a desired distance. Alternatively, the present invention relates to a tape expansion device having chip interval forming means for expanding the chip interval of the divided plate-like workpiece to a desired distance, and the expansion tape contracts in the cooling process by cooling after heating. The tape expansion device has a heating means for heating the expanded portion of the expansion tape and a cooling means for cooling the expanded portion of the expansion tape. To.
本発明に係るテープ拡張装置は、加熱手段とともに冷却手段を備えたことにより、拡張テープを加熱した後に迅速に冷却することができるため、たるみ除去を迅速に行うことができる。 Since the tape expansion apparatus according to the present invention includes the cooling means together with the heating means, the tape expansion apparatus can be quickly cooled after the expansion tape is heated, so that the slack can be removed quickly.
図1に示すテープ拡張装置1は、例えば図2(a)、(b)に示す分割前の板状ワーク100を分割加工する装置である。板状ワーク100は、例えば図2(a)に示すように、その表面100aに、分割予定ライン101によって区画されて複数のチップ領域102が形成されたものである。図2(b)に示すように、裏面100bにはDAF(Die Attach Film)と称されるフィルム状接着剤103が貼着されており、フィルム状接着剤103が拡張テープ104に貼着されている。拡張テープ104の周縁部には、リング状に形成され開口部105aが形成された環状フレーム105が貼着されており、板状ワーク100は、開口部105aにおいて拡張テープ104を介して環状フレーム105と一体となって支持された状態となっている。以下では、このように拡張テープ104を介して環状フレーム105と一体となって支持された板状ワーク100のことを、「フレームつきワーク10」と称する。なお、板状ワーク100の裏面100bにフィルム状接着剤103が貼着されない場合もある。また、ワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、半導体ウェーハの裏面に設けられるDAF等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア(Al2O3)系の無機材料基板、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。
A
拡張テープ104は、常温では伸縮性を有し、所定温度(例えば70℃)以上に加熱した後に冷却することにより、冷却される過程において収縮する性質を有する。拡張テープ104の基材としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン等の合成樹脂シートが挙げられ、粘着層としてはアクリル樹脂が挙げられる。
The
図2(a)に示す板状ワーク100には、例えばレーザ加工が施されている。レーザ加工は、板状ワーク100に対する透過性を有するレーザ光を板状ワーク100の内部に集光することにより分割予定ライン101に沿って改質層を形成する加工である。改質層は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性のいずれかがその周囲とは異なる状態となった層のことであり、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。
The plate-
図1に示すテープ拡張装置1は、図2に示した板状ワーク100及びフィルム状接着剤103、拡張テープ104並びに環状フレーム105を保持する保持ユニット2と、保持ユニット2との間で環状フレーム105を挟持するフレーム押さえ部3と、保持ユニット2において保持された拡張テープ104に対する加熱及び冷却の機能を有する加熱冷却手段4と、加熱冷却手段4を上方から覆う蓋部材5とを備えている。
The
図1に示すように、保持ユニット2は、拡張テープ104を介して板状ワーク100を吸引保持して昇降可能であるワーク保持テーブル20と、ワーク保持テーブル20において環状フレーム105を下方から支持するフレーム支持部21と、ワーク保持テーブル20を昇降させることによりワーク保持テーブル20に保持された板状ワーク100を昇降させるワーク昇降手段22と、フレーム支持部21を昇降させるフレーム昇降手段23とを有している。図1に示した環状フレーム105は、フレーム支持部21とフレーム押さえ部3とによって挟持されるため、フレーム支持部21とフレーム押さえ部3とでフレーム保持手段6が構成される。
As shown in FIG. 1, the
フレーム昇降手段23は、少なくとも3つ(図示の例では4つ)のエアシリンダによって構成されており、シリンダチューブ230とピストンロッド231とから構成されている。ピストンロッド231の上端がフレーム支持部21の下面に固定されており、ピストンロッド231の昇降によりフレーム支持部21を昇降させる構成となっている。
The frame lifting / lowering means 23 is configured by at least three (four in the illustrated example) air cylinders, and includes a
図1に示した保持ユニット2は、図3に示すように、ケーシング7に収容される。ケーシング7の側面には開閉扉70が配設されており、開閉扉70を開けた状態では、図2に示したフレームつきワーク10をケーシング7に対して搬出入することができる。また、図4に示すように、加熱冷却手段4は蓋部材5の内側に収容される。
The holding
図5に示すように、ワーク保持テーブル20は、上面が平面上に形成され無数の気孔を有する多孔質体により形成された吸着部200と、吸着部200を下方及び外周側から支持する枠体201とを有している。吸着部200の上面と枠体201の上面とは面一となっている。吸着部200は、枠体201を貫通するエア流路202を介して吸引源203と連通しており、吸引源203からの負圧により、拡張テープ104及び板状ワーク100を吸引保持する。枠体201は、その外径がフレーム支持部21及びフレーム押さえ部3の内径より小さく形成されているため、ワーク保持テーブル20の外周面とフレーム支持部21及びフレーム押さえ部3の内周面との間には隙間8が形成されている。
As shown in FIG. 5, the work holding table 20 includes a
図5に示すように、ワーク昇降手段22は、例えばエアシリンダであり、シリンダチューブ220とピストンロッド221とから構成されている。ピストンロッド221の上端が枠体201の下面に固定されており、ピストンロッド221の昇降によりワーク保持テーブル20を昇降させる構成となっている。
As shown in FIG. 5, the work lifting / lowering means 22 is, for example, an air cylinder, and includes a
図5に示すように、フレーム支持部21とフレーム押さえ部3とでフレーム105を挟持し、その状態でワーク保持テーブル20を上昇させると、拡張テープ100が拡張されて板状ワーク100の個々のチップ102に分割し、さらにチップ間隔を所望の距離にすることができる。したがって、保持ユニット2及びフレーム押さえ部3は、環状フレーム105と板状ワーク100とを板状ワーク100の表面100aと垂直方向に交わる方向(本例では鉛直方向)に離反させて拡張テープ104を拡張し分割予定ライン101に沿って個々のチップ102に分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段9として機能する。
As shown in FIG. 5, when the
図6は、図1、4及び5に示した加熱冷却手段4を下からみた状態を示しており、加熱冷却手段4は、円形の基盤40と、基盤40の中心に連結され基盤40とともに回転可能な軸部41と、基盤40の周縁部から下方に突出形成したリング基台42と、リング基台42に設けられた複数の加熱手段43及び複数の冷却手段44とから構成されている。図示の例では、加熱手段43及び冷却手段44は埋設されており、例えば、加熱手段43としてはヒータや熱風を送出する加熱ブロー、冷却手段44としては冷たい風を送出する冷却ブローを用いることができる。図6及び図7に示す例では、加熱手段43及び冷却手段44は、リング基台42の周方向に沿って交互に配設されている。図7の例では、45度おきに加熱手段43及び冷却手段44が交互に配設されており、リング基台42が矢印A方向に回転することにより加熱手段43及び冷却手段44も回転する構成となっている。
FIG. 6 shows a state in which the heating / cooling means 4 shown in FIGS. 1, 4 and 5 is viewed from below. The heating / cooling means 4 is connected to the center of the
次に、図2に示した板状ワーク100を個々のチップ102に分割してチップ間隔を拡張する方法について説明する。最初に、図8に示すように、フレーム支持部21に環状フレーム105を載置する。このとき、フレーム昇降手段23による制御により、フレーム支持部21の上面は、ワーク保持テーブル20の吸着部200の上面よりも若干上方に位置している。隙間8の上方には、加熱冷却手段4を構成するリング基台42に設けられた加熱手段43及び冷却手段44(図7参照)が位置している。
Next, a method for extending the chip interval by dividing the plate-
次に、図9に示すように、フレーム昇降手段23のピストンロッド231を上昇させることにより、フレーム支持部21とフレーム押さえ部3との間で環状フレーム105を上下から挟持する。このときのフレームつきワーク10の位置が待機位置となる。そして、図10に示すように、フレーム支持部21とフレーム押さえ部3とで環状フレーム105が挟持された状態を維持しつつ、エアシリンダ22による制御によりピストンロッド221を上昇させてワーク保持テーブル20を上昇させることにより、吸着部200の上面及び枠体201の上面を拡張テープ104の裏面に接触させ、さらにワーク保持テーブル20を上昇させて拡張テープ104及び板状ワーク100を上昇させる。そうすると、拡張テープ104の周縁部に貼着された環状フレーム105はフレーム支持部21とフレーム押さえ部3とで挟持されて動かない一方、板状ワーク100が貼着された部分及びその外周側の拡張テープ104は上昇するため、拡張テープ104が開口部105a(図2参照)の中心を基準に放射方向に伸張される。そして、拡張テープ104が伸びると、板状ワーク100の内部に形成されていた変質層部分に水平方向の外力が作用し、分割予定ライン101が縦横に分離されて隣り合うチップ102の間の間隔が広がり、個々のチップ102に分割される。また、板状ワーク100の裏面100bに貼着されているフィルム状接着剤103も破断される。そして、チップ102への分割後もワーク保持テーブル20をさらに上昇させることにより、隣り合うチップ間の間隔を所望の距離に拡張することができる。
Next, as shown in FIG. 9, the
こうして拡張テープ104を拡張させた後に、吸引源203から吸着部200に対して吸引力を作用させることにより、拡張した拡張テープ104を介して板状ワーク100を吸引保持する。そして、図11に示すように、ワーク保持テーブル20を下降させてフレームつきワーク10が待機位置に戻ると、チップ102の最外周部分と環状フレーム105の内周面との間の領域、すなわち空間8において拡張テープ104にたるみ部104aが生じる。なお、このとき、吸着部200には吸引力が作用しているため、拡張テープ104のうち各チップ102が貼着されている部分についてはたるみが生じることはない。
After the
次に、図12に示すように、ワーク保持テーブル20、フレーム支持部21及びフレーム押さえ部3の位置を変えずに、加熱冷却手段4を下降させ、リング基台42に埋設された加熱手段43及び冷却手段44を、空間8において露出した拡張テープ104の拡張された箇所、すなわちたるみ部104aに近接させた状態で対面させる。そして、例えば、加熱手段43をオンにするとともに冷却手段44から冷風を送出し、リング基台42を矢印A方向に135度回転させる。そうすると、図7に示したように、45度おきに加熱手段43と冷却手段44とが交互に配設されているため、最初の90度の回転によってたるみ部104aの全体に対して加熱手段43から矢印B方向に加熱が行われ、最初の45度の回転以降の90度の回転によって、加熱された部分に対して冷却手段44から矢印B方向に冷却が行われる。なお、最初は加熱手段43のみをオンとして加熱冷却手段4を90度回転させ、その後、加熱手段43をオフにするとともに冷却手段44をオンとし、その状態で加熱冷却手段4をさらに90度回転させるようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 12, the heating / cooling means 4 is lowered without changing the positions of the work holding table 20, the
以上のようにしてたるみ部104aを加熱してから冷却すると、図13に示すように、図12に示したたるみ部104aが収縮してたるみが解消され、収縮部104bとなる。したがって、分割後のフレーム突きワーク10をテープ拡張装置1から取り外して次の工程に搬送したり次の工程で保持したりするにあたり、支障が生じない。しかも、加熱冷却手段4は、加熱後すぐに冷却を行うことができるため、極めて効率的である。
When the
なお、図14に示すテープ拡張装置1aのように、フレーム支持部21aの内部に冷風路210aを形成し、冷風路210aの先端の噴出口211aからたるみ部104aに対して矢印C方向に冷風を噴出して冷却を行うようにしてもよい。この場合、たるみ部104の上方には加熱手段4aのみを配置すればよい。この加熱手段4aは、加熱冷却手段4と同様に、軸部41の先端に基盤40が連結され基盤40の周縁部からリング基台42が下方に突出形成された構成となっているが、リング基台42には加熱手段43のみが埋設されていればよい。なお、加熱を行う際には、図12の場合と同様に、たるみ部104aの上方にリング基台加熱手段4aを矢印A方向に回転させながら、加熱手段43から矢印B方向に加熱を行う。
As in the
以上説明した例においては、拡張テープ104を拡張することにより、分割される前の板状ワークを分割してチップ間隔を所望の距離としたが、すでに分割され全体として分割前の形状を維持した状態で拡張テープに貼着された分割済み板状ワークについても、テープ拡張装置1、1aを同様に動作させることにより、チップ間隔を所望の距離にすることができる。すなわち、チップ間隔形成手段9は、フレーム保持手段6と分割された板状ワークとを当該板状ワーク表面の垂直方向に離反させて拡張テープを拡張することにより、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張する機能をも有する。
In the example described above, the
1、1a:テープ拡張装置
10:フレームつきワーク
100:板状ワーク
100a:表面 101b:裏面
101:分割予定ライン 102:チップ領域
103:フィルム状接着剤 104:拡張テープ
105:環状フレーム 105a:開口部
2:保持ユニット
20:ワーク保持テーブル
200:吸着部 201:枠体 202:エア流路 203:吸引源
21、21a:フレーム支持部 210a:冷風路 211a:噴出口
22:ワーク昇降手段 220:シリンダチューブ 221:ピストンロッド
23:フレーム昇降手段 230:シリンダチューブ 231:ピストンロッド
3:フレーム押さえ部
4:加熱冷却手段 4a:加熱手段
40:基盤 41:軸部 42:リング基台 43:加熱手段 44:冷却手段
5:蓋部材
6:フレーム保持手段
7:ケーシング 70:開閉扉
8:隙間
9:チップ間隔形成手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該フレーム保持手段と板状ワークとを板状ワーク表面の垂直方向に離反させて該拡張テープを拡張することにより、該分割前の板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するか、又は、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段と、
を有するテープ拡張装置であって、
該拡張テープは、熱した後に冷却することによって、冷却する過程において収縮する性質を有し、
該拡張テープの拡張された箇所を加熱する加熱手段と、
該拡張テープの拡張された箇所を冷却する冷却手段と、
を有するテープ拡張装置。 A frame holding means for holding an annular frame that supports the plate-like workpiece before division or the plate-like workpiece divided into a plurality of chips via an expansion tape at the opening;
By extending the expansion tape by separating the frame holding means and the plate workpiece in the direction perpendicular to the surface of the plate workpiece, the plate workpiece before the division is divided into a plurality of chips along the division line. A chip interval forming means for extending the chip interval to a desired distance or extending the chip interval of the divided plate-like workpiece to a desired distance;
A tape expansion device having
The expansion tape has the property of shrinking in the cooling process by cooling after being heated,
Heating means for heating the expanded portion of the expansion tape;
Cooling means for cooling the expanded portion of the expansion tape;
A tape expansion device.
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