JP4671258B2

JP4671258B2 - 基板輸送用治具及びその製造方法

Info

Publication number: JP4671258B2
Application number: JP2001200730A
Authority: JP
Inventors: 進山田
Original assignee: 株式会社アロン社
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP2003012026A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＬＧＡ（Land Grid Array）又はＰＧＡ（Pin Grid Array）用の基板であって、半導体チップ搭載前のものの輸送に好適な基板輸送用治具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板メーカは、金属薄板からなるヒートスプレッダーにプリント基板を積層して構成される基板を製造し、チップ搭載メーカに供給している。チップ搭載メーカでは、プリント基板メーカから供給された基板に半導体チップを搭載し、ボンディングした後、封止材によりモールドして集積回路（ＩＣ）を組み立てている。
【０００３】
ここで、上記基板は、チップ搭載メーカが保有するチップ搭載装置の搬送ラインの仕様に合わせた大きさ・形状で形成されたフレームにより複数個が連結された形でプリント基板メーカから供給されているのが一般である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにフレームにより複数個が連結された形での基板の供給は、それを製造するに当たって、基板を構成するヒートスプレッダー部分とフレーム部分とが１つの金属薄板から形成されるものであるため、材料コストが高くつくという問題がある。一方、チップ搭載メーカ側にとっては、供給された基板をチップ搭載装置の搬送ラインにそのまま載せることができるので便利であるが、その反面、組立工程の最終段階で、基板を１個ずつフレームから切り離す作業を要し、また、基板を切り離す際に生じるバリを除去する作業が必要である。また、その作業において発生する粉塵が基板に付着するため、それを除去するための洗浄作業も必要となる。さらに、基板が切り離されたフレーム部分が廃棄物として大量に発生することになる。
【０００５】
このような問題を解消するため、上述のようにフレームにより複数個が連結された形で基板を供給するのではなく、基板を単体で供給する方法が採用され始めている。この供給方法によれば、基板を単体で製造することができるので、材料コストを低減させることができる。また、組立工程において、フレームを除去する工程が不要となり、さらに、フレームがないため、廃棄物の大量発生を防止できるというメリットがある。
【０００６】
しかしながら、かかる供給方法には、次のような問題点がある。すなわち、プリント基板メーカから基板が単体で供給されるため、チップ搭載メーカは、当該基板をチップ搭載装置の搬送ラインに載せるために、基板搬送のためのキャリヤを用意しなければならない。また、プリント基板メーカとチップ搭載メーカとの間で輸送される基板が単体であるために、プリント基板メーカが当該基板を基板輸送のための専用ケースに収容して出荷した後、チップ搭載メーカでは、輸送された専用ケースから基板を取り出して、上記キャリヤに載せ替えなければならないため、その作業に手間と時間を要する。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、基板を単体で供給可能とすると共に、輸送された基板をチップ搭載装置における基板搬送のためのキャリヤに載せ替えなくても、そのまま搬送ラインに載せることができる基板輸送用治具及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、半導体チップ搭載前の基板の輸送に用いられる基板輸送用治具であって、
金属板の内方に周囲に枠部を設けて区画される基板収容領域と、
該基板収容領域内において、前記枠部の上面よりも低い位置に、前記枠部から内方に向かって突設される基板支持部と、
前記金属板の両側端縁に沿って、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記半導体チップを前記基板に搭載するチップ搭載装置の位置決め用ピンが挿通可能な孔部と、
同じく前記金属板の両側端縁に沿って、前記孔部とは異なる位置に、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記チップ搭載装置の搬送用突起が係合可能な係合部とを具備し、
前記基板支持部が、エッチングにより前記枠部に対し直交する方向に突出形成された後、該枠部との間に形成される断面略円弧状のコーナ部よりも高い位置に前記基板に接する部位が形成されるように、曲げ加工されていることを特徴とする基板輸送用治具を提供する。
請求項２に記載の本発明は、少なくとも前記基板収容領域を挟んで対向する一対の枠部に、それぞれ外方に向かって略コ字状に切り欠かれた切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板輸送用治具を提供する。
請求項３に記載の本発明は、前記基板収容領域は、平面視で前記基板の大きさ・形状にほぼ沿った大きさ・形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板輸送用治具を提供する。
請求項４に記載の本発明は、前記基板支持部は、異なる枠部に突設されたもの同士が、ほぼ同一の突出方向長さと幅を有する突出片から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の基板輸送用治具を提供する。
請求項５に記載の本発明は、前記金属板の裏面に、両側端縁に沿ってそれぞれ略直線状の溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の基板輸送用治具を提供する。
請求項６に記載の本発明は、半導体チップ搭載前の基板の輸送に用いられる基板輸送用治具の製造方法であって、
金属板の内方に周囲に枠部を設けて区画される基板収容領域、該基板収容領域内において、前記枠部の上面よりも低い位置に、前記枠部から内方に向かって突設される基板支持部、前記金属板の両側端縁に沿って、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記半導体チップを前記基板に搭載するチップ搭載装置の位置決め用ピンが挿通可能な孔部、及び同じく前記金属板の両側端縁に沿って、前記孔部とは異なる位置に、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記チップ搭載装置の搬送用突起が係合可能な係合部をエッチングにより形成する工程と、
前記工程により形成された基板支持部を、前記枠部との間に形成される断面略円弧状のコーナ部よりも高い位置に前記基板に接する部位が形成されるように、曲げ加工する工程と
を具備することを特徴とする基板輸送用治具の製造方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいてさらに詳しく説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る基板輸送用治具を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ部断面図、図３は、底面図である。これらの図に示したように、本実施形態に係る基板輸送用治具は、１枚の金属板１０からなる。但し、後述するように２枚以上の金属薄板を積層した構造を採用することもできる。基板輸送用治具の幅、長手方向長さ及び厚さ、すなわち、金属板１０の幅、長手方向長さ及び厚さは、チップ搭載メーカが保有するチップ搭載装置の搬送ラインの仕様に合わせて決定される。
【００１０】
金属板１０の内方には、図１に示したように、周囲に枠部２０を設けて区画される基板収容領域３０が形成されている。この基板収容領域３０は、平面視で、その内部に収容される半導体チップ搭載前の基板の大きさ・形状にほぼ沿った大きさ・形状に形成されている。すなわち、例えば、平面視で略四角形の基板が収容されるとすれば、本実施形態のように、基板収容領域３０は、四辺の長さが、該基板の対応する四辺の長さとほぼ同じ長さを有する略四角形に形成される。それにより、基板収容領域３０を形成する枠部２０と収容される基板との間にほとんど隙間を生じさせることなく、基板収容領域３０内に基板を収容することが可能となるため、輸送途中の振動により、基板が基板収容領域３０内において縦横に揺動することを防止することができる。
【００１１】
基板収容領域３０内には、図１及び図２に示したように、枠部２０の上面よりも低い位置に、該枠部２０から内方に向かって突出するように基板支持部４０が設けられている。この基板支持部４０は、後述するように、金属板１０の表面側からなされるハーフエッチングにより枠部２０に対し直交する方向に突出形成された後、該枠部２０との間に形成される断面略円弧状のコーナ部５０よりも高い位置に基板に接する部位４０ａが形成されるように、曲げ加工されている。それにより、基板をより安定させた状態で基板収容領域３０内に収容することが可能となる。すなわち、ハーフエッチングにより基板支持部４０を形成した場合、どうしても枠部２０との間に断面略円弧状のコーナ部５０が形成されることになる（図４（ａ）参照）ため、そのままでは、基板の周縁がコーナ部５０に当接することとなり、不安定な状態で基板収容領域３０内に収容されることになる。そのため、本実施形態では、その後、基板支持部４０に対し、上記のように曲げ加工を施し、それにより、基板１００の周縁がコーナ部５０に当接することを回避すると共に、コーナ部５０よりも高い位置に存する基板支持部４０の先端付近の部位４０ａが基板１００の裏面に接して該基板を安定支持可能としている（図４（ｂ）参照）。
【００１２】
また、図１に示したように、基板収容領域３０を挟んで対向する一対の枠部２０には、それぞれ外方に向かって略コ字状に切り欠かれた切り欠き部６０が形成されている。かかる切り欠き部６０により、基板収容領域３０の外方に空間が形成されるため、人の手によりあるいはロボットアームを用いて基板を両側から把持した状態で基板収容領域３０に収容することができる。また、後述するように本実施形態の基板輸送用治具をチップ搭載装置における基板搬送のための搬送治具として用いた際には、チップ搭載装置の搬送ライン上において、基板ピックアップ用のロボットアームを用いて、搬送ライン上を搬送される基板輸送用治具から基板を取り外すことも可能となる。なお、基板収容領域３０を挟んで対向する他の一対の枠部２０にも同様に、上記切り欠き部６０を形成してもよいことはもちろんである。
【００１３】
また、金属板１０には、図１に示したように、その両側端縁に沿って、それぞれ所定のピッチ間隔で孔部７０が設けられている。この孔部７０は、チップ搭載装置の搬送ライン上に設けられる位置決め用ピンが挿通し得る大きさ・形状に形成され、また相互のピッチ間隔も、上記位置決め用ピンのピッチ間隔に適合するように設定される。
【００１４】
また、金属板１０には、同じくその両側端縁に沿って、上記孔部７０とは異なる位置に、それぞれ所定のピッチ間隔で略Ｖ字状に切欠き形成された係合部８０が設けられている。この係合部８０は、チップ搭載装置の搬送ライン上に設けられる搬送用突起が係合し得る大きさ・形状に形成され、また相互のピッチ間隔も、上記搬送用突起のピッチ間隔に適合するように設定される。従って、かかる係合部８０の形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、略円形、略楕円形、略四角形などの形状に形成され得る。
【００１５】
このように本実施形態の基板輸送用治具は、上記した孔部７０及び係合部８０を有して構成されるため、基板の輸送のみならず、チップ搭載装置における基板搬送のための搬送治具として用いることが可能である。従って、輸送された基板をチップ搭載装置における基板搬送のためのキャリヤに載せ替えなくても、そのまま搬送ラインに載せることができる。
【００１６】
また、金属板１０の裏面には、図３に示したように、両側端縁に沿ってそれぞれ略直線状の溝部９０が形成されている。本実施形態の基板輸送用治具は、この溝部９０を形成することにより、薄型であっても反りや歪みがほとんど生じることがなく、フラットな状態を安定維持することができる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る基板輸送用治具の製造方法の一例を説明する。まず、第１の工程では、所定の大きさ・形状に形成された金属板１０の表面及び裏面の所要の部分を耐エッチング材料で被覆する。ここで、金属板１０の材質は、種々の金属材料から適宜選択し得るが、本実施形態では、耐熱性、耐食性に優れたステンレス合金を用いている。なお、金属板１０の両側端縁に沿って形成される略Ｖ字状の係合部８０は、素材としての金属製の板から金属板１０を形成する際に、同時に形成される。
【００１８】
第２の工程では、エッチング液として、例えば塩化第二鉄エッチング液を用い、金属板１０の表面側から耐エッチング材料で被覆された部分以外の部分を腐食溶解させて除去することにより、周囲に枠部２０を設けて区画された基板収容領域３０を形成し、また、基板支持部４０、切り欠き部６０及び孔部７０を形成する。より具体的には、金属板１０に形成される基板支持部４０は、ハーフエッチングにより形成し、それ以外の部位である基板収容領域３０、切り欠き部６０及び孔部７０は、貫通エッチングにより形成する。
【００１９】
第３の工程では、上記エッチング液を用い、金属板１０の裏面側から耐エッチング材料で被覆された部分以外の部分を腐食溶解させて除去することにより、金属板１０の両側端縁に沿ってそれぞれ略直線状の溝部９０を形成し、その後、金属板１０の両面に付着されていた耐エッチング材料を除去する。
【００２０】
第４の工程では、プレス機械などを用い、金属板１０の裏面側から、上記エッチング加工により形成された基板支持部４０を押圧することにより、該基板支持部４０の基板に接する部位４０ａが枠部２０との間に形成される断面略円弧状のコーナ部５０よりも高い位置に形成されるように、曲げ加工する。この際、各枠部２０に突設された基板支持部４０同士が、異なる突出方向長さ及び幅を有していると、曲げ具合に差が生じる。そこで、本実施形態の基板支持部４０は、図１に示したように、異なる枠部２０に突設されたもの同士が、ほぼ同一の突出方向長さと幅を有する突出片から構成されている。それにより、プレスにより一度の押圧で、各突出片同士が均一の曲げ角度になるよう基板支持部４０を曲げ加工することができる。
【００２１】
このように製造方法の一手段として、エッチング加工を採用することにより、バリや歪みの発生をなくすことができると共に、加工コストの低廉化を図ることができるというメリットがあるが、上記した製造方法は一例であり、これに限定されるものではないことはもちろんである。例えば、金属板１０の表面側及び裏面側からそれぞれハーフエッチングすることにより、素材としての金属製の板から、両側端縁に沿ってそれぞれ係合部８０を有する金属板１０を形成し、また同時に、基板収容領域３０、切り欠き部６０及び孔部７０を形成することもできる。また、図５に示したように、所定の形状に形成された複数の金属薄板１０ａ，１０ｂを積層して構成される金属板１０により、基板収容領域３０及び基板支部４０が形成された構造のものを採用することもできる。また、本実施形態では、金属板１０に基板収容領域３０が一列に並んで形成されているが、例えば、図６に示したように、かかる基板収容領域３０が複数列に並んで形成された構造のものを採用することもできる。
【００２２】
上記のように製造された本実施形態の基板輸送用治具は以下のように使用される。すなわち、プリント基板メーカにおいて製造された単体の基板が、枠部２０によって区画された各基板収容領域３０に収容され、このように１つの基板輸送用治具に複数の基板を収容した状態でチップ搭載メーカへ向けて輸送される。なお、この輸送に際して、孔部７０に長尺の固定用ピン（図示せず）を挿通させることで、基板を収容した基板輸送用治具を積み重ねた状態で輸送することも可能である。
【００２３】
チップ搭載メーカに輸送された基板輸送用治具は、上述したようにチップ搭載装置の位置決め用ピンが挿通可能な孔部７０と、チップ搭載装置の搬送用突起が係合可能な係合部８０を有して構成されるため、チップ搭載装置における基板搬送のための搬送治具として用いることが可能である。従って、輸送された基板をチップ搭載装置における基板搬送のためのキャリヤに載せ替えなくても、そのまま搬送ラインに載せることができる。そして、使用後には、廃棄することなく、基板輸送用の治具として再利用することができる。
【００２４】
なお、上記した説明では、プリント基板メーカからチップ搭載メーカへの基板の輸送に用いられるケースについて説明したが、本発明の基板輸送用治具は、プリント基板の製造から集積回路（ＩＣ）の組み立てまでを一環して行う工場などにおいても、その工場内での基板の輸送用治具として、及びチップ搭載装置の搬送ラインで用いられる搬送用治具として適用可能であることはもちろんである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板輸送用治具によれば、単体の基板を輸送する輸送用治具としてのみならず、チップ搭載装置における基板搬送のための搬送用治具としての機能も兼ね備えることから、基板を単体で供給可能とすると共に、輸送された基板をチップ搭載装置における基板搬送のためのキャリヤに載せ替えなくても、そのまま搬送ラインに載せることができる。
また、本発明の基板輸送用治具の製造方法によれば、上記した有用な基板輸送用治具を簡易かつ低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る基板輸送用治具を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ部断面図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係る基板輸送用治具を示す底面図である。
【図４】図４は、上記実施形態において採用されている基板支持部の構造を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る基板輸送用治具を示す部分断面図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る基板輸送用治具を示す平面図である。
【符号の説明】
１０金属板
２０枠部
３０基板収容領域
４０基板支持部
５０コーナ部
６０切り欠き部
７０孔部
８０係合部
９０溝部
１００基板

Claims

半導体チップ搭載前の基板の輸送に用いられる基板輸送用治具であって、
金属板の内方に周囲に枠部を設けて区画される基板収容領域と、
該基板収容領域内において、前記枠部の上面よりも低い位置に、前記枠部から内方に向かって突設される基板支持部と、
前記金属板の両側端縁に沿って、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記半導体チップを前記基板に搭載するチップ搭載装置の位置決め用ピンが挿通可能な孔部と、
同じく前記金属板の両側端縁に沿って、前記孔部とは異なる位置に、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記チップ搭載装置の搬送用突起が係合可能な係合部とを具備し、
前記基板支持部が、エッチングにより前記枠部に対し直交する方向に突出形成された後、該枠部との間に形成される断面略円弧状のコーナ部よりも高い位置に前記基板に接する部位が形成されるように、曲げ加工されていることを特徴とする基板輸送用治具。
少なくとも前記基板収容領域を挟んで対向する一対の枠部に、それぞれ外方に向かって略コ字状に切り欠かれた切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板輸送用治具。
前記基板収容領域は、平面視で前記基板の大きさ・形状にほぼ沿った大きさ・形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板輸送用治具。
前記基板支持部は、異なる枠部に突設されたもの同士が、ほぼ同一の突出方向長さと幅を有する突出片から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の基板輸送用治具。
前記金属板の裏面に、両側端縁に沿ってそれぞれ略直線状の溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の基板輸送用治具。
半導体チップ搭載前の基板の輸送に用いられる基板輸送用治具の製造方法であって、
金属板の内方に周囲に枠部を設けて区画される基板収容領域、該基板収容領域内において、前記枠部の上面よりも低い位置に、前記枠部から内方に向かって突設される基板支持部、前記金属板の両側端縁に沿って、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記半導体チップを前記基板に搭載するチップ搭載装置の位置決め用ピンが挿通可能な孔部、及び同じく前記金属板の両側端縁に沿って、前記孔部とは異なる位置に、それぞれ所定のピッチ間隔で設けられる、前記チップ搭載装置の搬送用突起が係合可能な係合部をエッチングにより形成する工程と、
前記工程により形成された基板支持部を、前記枠部との間に形成される断面略円弧状のコーナ部よりも高い位置に前記基板に接する部位が形成されるように、曲げ加工する工程と
を具備することを特徴とする基板輸送用治具の製造方法。