JP2802871B2 - 半導体チップのピックアップ装置およびこれを用いる半導体チップのピックアップ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は半導体チップのピック
アップ装置およびこれを用いる半導体チップのピックア
ップ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ＩＣ
やＬＳＩ等の半導体の装置は、シリコンウエハ上に多数
個一括して造り込まれた素子をダイシンクによって個々
の半導体チップに分離し、これを一つずつピックアップ
してリードフレーム上の所定位置にボンディングし、つ
いでワイヤボンディング、樹脂モールドパッケージン
グ、標印、検査、リードフォーム・カット、等の各工程
を経て、製造される。

【０００３】このうち、個々の半導体チップを一つずつ
ピックアップして所定の中間位置決めテーブル、あるい
はリードフレームに対するボンディング位置に搬送する
ための装置を、ピックアップ装置と呼び、通常、次のよ
うな構成をもっている。

【０００４】図４ないし図６に示すように、シリコンウ
エハから分割された多数個の半導体チップｇは、エキス
パンドテープｆと呼ばれる伸縮性のシート上に担持さ
れ、個々のチップ間の間隔を開けるべく、上記エキスパ
ンドテープが弾性伸長させられる。こうして伸長させら
れたエキスパンドテープは、保持枠ｋに張設される。

【０００５】上記エキスパンドテープｆが張設された保
持枠ｋは、ＸＹテーブル等のＸＹアクチュエータｍ上に
装着される。エキスパンドテープの下方には、上記エキ
スパンドテープの粘性等によってその上に仮保持されて
いる個々の半導体チップをエキスパンドテープから剥離
させるためのテープガイドａと呼ばれる機構が固定状に
配置される。

【０００６】従来のテープガイドａは、図５に示すよう
に、中央にバキュームホールｂが形成された平坦なガイ
ド面ｃを頂部に有する円筒状部材ｄを備えており、内部
に、上下動させられるピックアップニードルｅが組み込
まれている。また、上記テープガイドａの内部には、上
記バキュームホールｂに負圧を作用させてガイド面ｃに
エキスパンドテープｆの裏面を密着させるべく、適宜真
空圧を作用させることができるようになっている。

【０００７】上記エキスパンドテープｆの上方には、上
記テープガイドａ上に位置するエキスパンドテープｆに
載る半導体チップｇを真空吸着して搬送するための吸着
コレットｈが配置される。また、上記エキスパンドテー
プｆの上方にはまた、目的の半導体チップｇが正確に上
記テープガイドａの中央に位置しているかどうかを検出
するための光学認識系（図４）ｊが配置される。

【０００８】上記光学認識系ｊからの情報にしたがっ
て、制御装置がＸＹアクチュエータｍを駆動して、順次
エキスパンドテープｆ上の半導体チップｇをテープガイ
ドａの中央に位置するように案内する。

【０００９】この位置調整が終わると、図５に示される
ように、上記バキュームホールｂに負圧が作用させら
れ、エキスパンドテープｆがガイド面ｃに密着させられ
る。そして、図６に示すように、上記ピックアップニー
ドルｅが相対的に円筒状部材ｄに対して上動させられ、
その先端がエキスパンドテープｆを突き抜けて、半導体
チップｇをエキスパンドテープｆから剥離させる。そし
て、こうして剥離させられた半導体チップｇを吸着コレ
ットｈが吸着し、所定の位置決めテーブル、あるいはリ
ードフレーム上のボンディング位置まで搬送する。

【００１０】上記の従来の半導体チップのピックアップ
装置においては、次のような問題がある。

【００１１】その第一は、テープガイド本体（円筒状部
材ｄ）に対してその内部のピックアップニードルｅが相
対的に上下動する構成となっており、そのための構造が
複雑となるとともに、故障も多い。

【００１２】そして、その第二は、テープガイド本体に
対するピックアップニードルｅの上下動により、剥離さ
せられた半導体チップ８の位置ずれが生じやすく、吸着
コレットｈによってこの半導体チップをボンディングす
るべきリードフレーム上に運び置いた時点でのＸ方向、
Ｙ方向、あるいはθ方向の位置ずれが生じやすい。

【００１３】バキュームホールｂからピックアップニー
ドルｅを突き上げるためには、ピックアップニードルの
方を上方に動かさせる場合と、テープガイド本体を下方
へ動かせる場合の二通りがあるが、いずれの場合におい
ても、テープガイドとピックアップニードルとの相対的
な動きに起因する半導体チップ８の位置ずれが生じやす
いのである。

【００１４】本願発明は、上記の事情のもとで考え出さ
れたものであって、より簡単な機構により、かつ、半導
体チップの位置ずれをなくしながら、効率的な半導体チ
ップのピックアップを行うことができる半導体チップの
ピックアップ装置およびこれを用いる半導体チップのピ
ックアップ方法を提供することをその課題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１６】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、半導体チップが仮保持されたエキスパンドテープが
張設される保持枠をＸＹ方向に移動させるＸＹアクチュ
エータと、上記エキスパンドテープの下方に固定状に配
置され、上記エキスパンドテープの下面に摺動するガイ
ド面をもつとともに、このガイド面に形成されたバキュ
ームホールをもつテープガイドと、上記バキュームホー
ル内に臨むように配置され、上記エキスパンドテープを
突き抜けることが可能なピックアップニードルと、上記
エキスパンドテープ上の半導体チップを吸着搬送する吸
着コレットとを備える半導体チップのピックアップ装置
において、上記ピックアップニードルを、その上端高さ
が上記ガイド面と略一致するようにして上記テープガイ
ドに対して相対的に固定する一方、上記バキュームホー
ルの大きさをピックアップするべき半導体チップに対し
て充分大きく設定するとともに、このバキュームホール
に作用させるべき真空圧を、この真空圧を作用させたと
き、上記バキュームホールを覆うエキスパンドテープが
上記バキュームホール内に凹状に引き込まれるように設
定したことを特徴としている。

【００１７】そして、本願の請求項２に記載した発明
は、上記請求項１に記載の装置を用いた半導体チップの
ピックアップ方法であって、次のステップを含むことに
特徴づけられる。 (a)上記エキスパンドテープを、その上に仮保持される
一つの半導体チップが上記バキュームホールの中央に位
置するように位置調整するステップ、 (b)上記バキュームホールに所定の負圧を作用させて上
記半導体チップが載るエキスパンドテープをバキューム
ホール内に引き込み、この際に上記ピックアップニード
ルがエキスパンドテープを相対的に下から上に突き抜け
ることによって上記半導体チップをエキスパンドテープ
から剥離させるステップ、 (c) こうして剥離させられた半導体チップを上記吸着コ
レットによって吸着するステップ。

【００１８】さらに、本願の請求項３に記載した発明
は、エキスパンドテープ上に仮保持された半導体チップ
をテープガイド上で吸着コレットによりピックアップす
る方法であって、上記テープガイドのガイド面にバキュ
ームホールを形成するとともに、このバキュームホール
内に臨むようにして上端高さが上記ガイド面と略一致す
るようにピックアップニードルを固定状に設けておく一
方、上記エキスパンドテープを、その上に仮保持される
一つの半導体チップが上記バキュームホールの中央に位
置するように位置調整し、上記吸着コレットを下動させ
てその下端を上記半導体チップの上面に接触させるとと
もに吸引力を付与して上記半導体チップを吸着保持しつ
つ、上記バキュームホールに所定の負圧を作用させて上
記半導体チップが載るエキスパンドテープをバキューム
ホール内に引き込み、この際に上記ピックアップニード
ルがエキスパンドテープを相対的に下から上に突き抜け
ることによって上記半導体チップをエキスパンドテープ
から剥離させ、こうしてエキスパンドテープから剥離さ
せられた半導体チップを上記吸着コレットを上動させる
ことによってピックアップすることを特徴とする。

【００１９】

【発明の作用および効果】エキスパンドテープ上に付着
する半導体チップをエキスパンドテープから剥離させる
ためには、エキスパンドテープの下方にあるピックアッ
プニードルをエキスパンドテープの下から上へ突き抜け
させる必要がある。従来においては、かかるピックアッ
プニードルのエキスパンドテープに対する動きを、テー
プガイドに対してピックアップニードルを相対的に上動
させることによって得ていたが、本願発明では、テープ
ガイド内に負圧を作用させることにより、半導体チップ
を担持するエキスパンドテープをバキュームホール内に
引き込むことによって行っている。

【００２０】したがって、本願発明においては、テープ
ガイドに対してピックアップニードルを相対的に上下動
させるための機構が全く不要になり、テープガイドその
ものの構成が簡略化されるとともに、故障の発生も少な
くなる。

【００２１】そして、テープガイドに対するピックアッ
プニードルの平面的な位置関係、より詳しくはバキュー
ムホールに臨むピックアップニードル先端の平面的な位
置が高精度に維持されるため、バキュームホール内にエ
キスパンドテープが引き込まれる際にピックアップニー
ドルがこのエキスパンドテープを突き抜けて半導体チッ
プを剥離させる際に、半導体チップの位置ずれが起こり
にくくなる。その結果、こうして剥離させられた半導体
チップを吸着コレットによってリードフレーム上のボン
ディング位置に搬送する場合、リードフレーム上での半
導体チップの位置精度が高度に維持される。これによ
り、半導体チップのリードフレームに対するボンディン
グ精度が向上することから、製造される半導体装置の品
質特性が一定化する。

【００２２】また、エキスパンドテープからピックアッ
プした半導体装置を中間的に位置決めする必要性をなく
すことができるため、より簡便に半導体チップをリード
フレーム上にボンディングすることができるようにな
る。

【００２３】このように、本願発明の半導体チップのピ
ックアップ装置およびこれを用いる半導体チップのピッ
クアップ方法によれば、より簡便な機構によって、効率
よく、しかも精度よく半導体チップをエキスパンドテー
プからピックアップすることができる。

【００２４】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図１ないし図３を参照しつつ具体的に説明する。

【００２５】多数の半導体チップ１…を相互の間隔を広
げながら粘性付着等によって担持するエキスパンドテー
プ２は、所定の保持枠３に張設される。この保持枠３な
いしエキスパンドテープ２の平面的な位置（ＸＹ平面上
の位置）は、上記保持枠３をＸＹテーブル等のＸＹアク
チュエータ４に支持させることにより、適宜調整可能で
ある。

【００２６】上記エキスパンドテープ２の下方には、そ
の上面に付着する半導体チップ１をエキスパンドテープ
から剥離させるためのテープガイド５が固定状に配置さ
れる。

【００２７】このテープガイド５は、図２に示すよう
に、適正にＸＹテーブル上に保持させられたエキスパン
ドテープ２の下面高さとほぼ対応する上下高さをもつ平
坦状のガイド面６をもっている。このガイド面６は、中
空の円筒状部材７の上部に形成される。上記ガイド面６
の中央にはまた、所定の大きさのバキュームホール８が
あけられている。すなわち、このバキュームホール８
は、ピックアップするべき半導体チップ１に対して充分
大きなものとされる。

【００２８】上記円筒状のテープガイド５の内部には、
ピックアップニードル９が固定状に取付けられる。この
ピックアップニードル９は、鋭利な先端部９ａをもって
おり、この先端部９ａは、上記バキュームホール８の中
心に臨ませられる。そして、このピックアップニードル
９の先端部９ａは、ほぼ上記ガイド面６と同等高さに位
置している。なお、好ましくは、上記ピックアップニー
ドル９の先端部９ａは、上記ガイド面６よりもわずかに
低い位置にあるのが、上記ガイド面６上をエキスパンド
テープ２が円滑に摺動する上で望ましい。

【００２９】上記テープガイド５には、制御バルブ１０
を介して真空源１１が接続されている。

【００３０】上記エキスパンドテープ２の上方には、後
述するようにしてこのエキスパンドテープ２から剥離さ
せられた半導体チップ１を真空吸着して搬送するための
吸着コレット１２が配置される。

【００３１】上記エキスパンドテープ２の上方にはさら
に、エキスパンドテープ２上の半導体チップ１が、上記
テープガイド５の中心、より詳しくは、上記バキューム
ホール８に臨むピックアップニードル９の直上に位置し
ているかどうかを確認するための光学認識系１３が配置
されている。

【００３２】上記ＸＹアクチュエータ４、上記吸着コレ
ット１２、および上記テープガイドのバキュームホール
８への負圧を入切する制御バルブ１０は、制御装置１４
によって制御される。

【００３３】この制御装置１４に対する制御入力信号と
しては、上記光学認識系１３からの認識情報が含まれ
る。

【００３４】上記ＸＹアクチュエータ４は、エキスパン
ドテープ２上に多数担持される半導体チップ１が順次上
記テープガイド５上に位置するように制御駆動される
が、各半導体チップ１が正確に上記テープガイド５の中
央、より具体的にはバキュームホール８に臨むピックア
ップニードル９の直上に位置しているかどうかが、上記
光学認識系１３からの情報によって確認される。

【００３５】上記ＸＹアクチュエータ４が駆動されるこ
とにより、エキスパンドテープ２上の一つの半導体チッ
プ１が上記のようにしてテープガイド５のガイド面中央
に位置させられると、バキュームホール８に負圧が作用
させられる。

【００３６】そうすると、伸縮性をもつエキスパンドテ
ープ２は、図３に詳示するように、バキュームホール８
内に凹状に引き込まれる。ピックアップニードル９に対
して、相対的にエキスパンドテープ２が下方に押し下げ
られることになるから、上記ピックアップニードル９は
相対的に上記エキスパンドテープ２を突き抜け、このと
きエキスパンドテープ２上に付着させられていた半導体
チップ１は剥離させられる。

【００３７】こうして剥離させられた半導体チップ１
は、次に、上記吸着コレット１２に吸着保持され、リー
ドフレーム等の搬送先まで搬送させられる。

【００３８】こうして吸着コレット１２が搬送を行って
いる間に、次にピックアップするべき半導体チップが上
記と同様にしてテープガイド５の中心位置に位置させら
れ、上記と同様にしてエキスパンドテープからの剥離が
行われるとともに、吸着コレット１２による搬送が行わ
れる。

【００３９】上記から明らかなように、本願発明の半導
体チップのピックアップ装置においては、テープガイド
本体とその内部に組み込まれるピックアップニードルと
は、互いに固定関係にあるから、従前のようにこのテー
プガイド本体とピックアップニードルとを相対的に上下
動させるための機構が不要となり、構成が簡略化される
とともに、故障が少なくなる。とりわけ、半導体チップ
を位置ずれを起こすことなくピックアップするために
は、チップとピックアップニードルとの平面方向の位置
関係を常に正確に規定しておくことが必要であるが、本
願発明においては、かかる必要を簡単な構成によって満
足することができるのである。

【００４０】このように、本願発明の半導体チップのピ
ックアップ装置においては、位置ずれをおこすことな
く、円滑に半導体チップをエキスパンドテープからピッ
クアップすることが可能になる。

【００４１】なお、上記のように、本願発明では、テー
プガイドないしピックアップニードルが、いずれも上下
動をしないことから、吸着コレット１２を次のように作
動させることにより、より正確な半導体チップのピック
アップを行うことが可能である。

【００４２】すなわち、図２に示すように、半導体チッ
プ１の位置調整が行われた時点において、吸着コレット
１２を下動させてその下端を半導体チップ１の上面に接
触させるとともに吸引付着力を与え、この状態におい
て、図３に示すようにバキュームホール８に負圧を発生
させてエキスパンドテープ２をバキュームホール内に引
き込ませ、半導体チップをエキスパンドテープから剥離
させるのである。

【００４３】このようにすることにより、半導体チップ
１を、その姿勢あるいは平面的な位置を全く狂わせるこ
となく、都合良くエキスパンドテープから剥離させるこ
とができる。

【００４４】もちろん、本願発明の範囲は上述した実施
例に限定されることはない。ピックアップするべき半導
体チップとしては、ＩＣやＬＳＩ等の比較的大型のチッ
プの他、ダイオードやトランジスタ等の小型のチップま
で、あらゆる半導体チップをピックアップする場合に本
願発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例の全体構成図である。

【図２】本願発明の要部断面図であり、テープガイドに
対してエキスパンドテープ上の半導体チップの位置調整
をするとともに、吸着コレットが下動した状態を示す。

【図３】本願発明の要部断面図であり、上記テープガイ
ドのバキュームホールに負圧を作用させた状態を示す。

【図４】従来例の全体構成図である。

【図５】従来例の要部断面図である。

【図６】従来例の要部断面図であり、ピックアップニー
ドルがテープガイド本体に対し相対的に上動した状態を
示す。

【符号の説明】

１ 半導体チップ ２ エキスパンドテープ ３ テープガイド ８ バキュームホール ９ ピックアップニードル １２ 吸着コレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/52 H01L 21/301 H01L 21/68

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップが仮保持されたエキスパン
   ドテープが張設される保持枠をＸＹ方向に移動させるＸ
   Ｙアクチュエータと、上記エキスパンドテープの下方に
   固定状に配置され、上記エキスパンドテープの下面に摺
   動するガイド面をもつとともに、このガイド面に形成さ
   れたバキュームホールをもつテープガイドと、上記バキ
   ュームホール内に臨むように配置され、上記エキスパン
   ドテープを突き抜けることが可能なピックアップニード
   ルと、上記エキスパンドテープ上の半導体チップを吸着
   搬送する吸着コレットとを備える半導体チップのピック
   アップ装置において、 上記ピックアップニードルを、その上端高さが上記ガイ
   ド面と略一致するようにして上記テープガイドに対して
   相対的に固定する一方、 上記バキュームホールの大きさをピックアップするべき
   半導体チップに対して充分大きく設定するとともに、こ
   のバキュームホールに作用させるべき真空圧を、この真
   空圧を作用させたとき、上記バキュームホールを覆うエ
   キスパンドテープが上記バキュームホール内に凹状に引
   き込まれるように設定したことを特徴とする、半導体チ
   ップのピックアップ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置を用いた半導体チ
   ップのピックアップ方法であって、 (a)上記エキスパンドテープを、その上に仮保持される
   一つの半導体チップが上記バキュームホールの中央に位
   置するように位置調整するステップ、 (b)上記バキュームホールに所定の負圧を作用させて上
   記半導体チップが載るエキスパンドテープをバキューム
   ホール内に引き込み、この際に上記ピックアップニード
   ルがエキスパンドテープを相対的に下から上に突き抜け
   ることによって上記半導体チップをエキスパンドテープ
   から剥離させるステップ、 (c)こうして剥離させられた半導体チップを上記吸着コ
   レットによって吸着するステップ、 を含むことを特徴とする、半導体チップのピックアップ
   方法。
3. 【請求項３】 エキスパンドテープ上に仮保持された半
   導体チップをテープガイド上で吸着コレットによりピッ
   クアップする方法であって、 上記テープガイドのガイド面にバキュームホールを形成
   するとともに、このバキュームホール内に臨むようにし
   て上端高さが上記ガイド面と略一致するようにピックア
   ップニードルを固定状に設けておく一方、 上記エキスパンドテープを、その上に仮保持される一つ
   の半導体チップが上記バキュームホールの中央に位置す
   るように位置調整し、 上記吸着コレットを下動させてその下端を上記半導体チ
   ップの上面に接触させるとともに吸引力を付与して上記
   半導体チップを吸着保持しつつ、上記バキュームホール
   に所定の負圧を作用させて上記半導体チップが載るエキ
   スパンドテープをバキュームホール内に引き込み、この
   際に上記ピックアップニードルがエキスパンドテープを
   相対的に下から上に突き抜けることによって上記半導体
   チップをエキスパンドテープから剥離させ、 こうしてエキスパンドテープから剥離させられた半導体
   チップを上記吸着コレットを上動させることによってピ
   ックアップすることを特徴とする、半導体チップのピッ
   クアップ方法。