JP6468789B2 - 離間装置 - Google Patents

Description

本発明は、離間装置に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウエハ（以下、単にウエハという場合がある）を所定の形状、所定のサイズに切断して複数の半導体チップ（以下、単にチップという場合がある）に個片化し、個片化した各チップの相互間隔を広げてからリードフレームや基板等の被搭載物上に搭載することが行われている。

チップ（片状体）の相互間隔を広げる離間方法としては、フィルム（接着シート）を介してフレームと一体化されたウェハ（板状部材）を支持するフレーム支持手段（支持手段）と、フィルム面支持機構（離間テーブル）とを相対移動させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなチップの相互間隔を広げる方法では、例えばＸ軸方向とＹ軸方向との２方向の張力を接着シートに付与し、例えば最外周に位置するチップが所定の位置に達したことを検知手段が検知することで間隔を広げる動作が完了する。

特開２０１２−２０４７４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の方法では、接着シートに対して一度に２方向の張力が付与されるため、２方向の合成方向にもチップが移動し、各チップの間隔に違いが生じ易い。しかし、このような間隔の違いは極めて微小なため、各チップは、均等に間隔が広げられたものとされ、計算で導き出される位置（以下、理論上の位置という場合がある）を基準として搬送装置やピックアップ装置等の搬送手段によって搬送され、被搭載物上に搭載されて製造物が形成される。その結果、当該製造物におけるチップと被搭載物との相対位置関係が微妙にずれてしまう場合が生じ、ワイヤボンディングの接続位置がずれたり、チップと被搭載物との端子同士の位置がずれたりして、それらの導通が取れなくなり、当該製造物の歩留まりを低下させてしまうという不都合を生じる。
なお、このような課題は、半導体装置の製造に係るだけでなく、例えば緻密な機械部品や微細な装飾品等においても発生し得る。

本発明の目的は、板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げたときに、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる離間装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の離間装置は、接着シート上の板状部材に互いに交差する少なくとも２方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間装置であって、前記接着シートにおける対向し合う第１領域および第２領域をそれぞれ第１支持手段および第２支持手段で支持し、当該第１、第２支持手段を前記２方向のうちの一方向に相対移動させて前記接着シートに当該一方向への張力を付与する第１張力付与手段と、前記接着シートにおける対向し合う第３領域および第４領域をそれぞれ第３支持手段および第４支持手段で支持し、当該第３、第４支持手段を前記２方向のうちの他方向に相対移動させて前記接着シートに当該他方向への張力を付与する第２張力付与手段とを備え、前記第１、第２、第３、第４支持手段は、前記２方向で形成される所定平面内でそれぞれ回動可能に設けられ、前記第１張力付与手段で前記第１、第２支持手段を前記一方向に相対移動させ、かつ、前記第１、第２支持手段を前記所定平面内で回動させた後、前記第２張力付与手段で前記第３、第４支持手段を前記他方向に相対移動させ、かつ、前記第３、第４支持手段を前記所定平面内で回動させる、という構成を採用している。

この際、本発明の離間装置において、前記第１張力付与手段で前記一方向への張力を付与する際、前記接着シートが前記他方向に縮むことを防止する他方向縮み防止手段を有することが好ましい。
また、本発明の離間装置において、前記第２張力付与手段で前記他方向への張力を付与する際、前記接着シートが前記一方向に縮むことを防止する一方向縮み防止手段を有することが好ましい。

以上のような本発明によれば、接着シートを一方向と他方向とに段階を踏んで別々に広げるため、片状体の相互間隔を正確に一方向に広げた状態で、当該片状体の相互間隔を正確に他方向に広げることができ、２方向の合成方向に片状態が移動しにくくなる。これにより、板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げたときに、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる。

また、一方向に相対移動させるときに、接着シートが他方向に縮むことを防止したり、他方向に相対移動させるときに、接着シートが一方向に縮むことを防止したりすることで、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことをより一層防止することができる。

本発明の一実施形態に係る離間装置の側面図であり、図２のＡＡ−ＡＡ断面ＢＢ矢視図およびＣＣ−ＣＣ断面ＤＤ矢視図。 図１の離間装置の平面図。 （Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の離間装置で張力を付与した接着シートの態様図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向であって図１中紙面に直交する手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１、図２において、離間装置１０は、接着シートＡＳ上の板状部材としての四角形のウエハＷＦに互いに交差する少なくとも２方向としてのＸ軸方向およびＹ軸方向の張力を付与して、ウエハＷＦから形成される複数の片状体としてのチップＣＰの相互間隔を広げる離間装置であって、接着シートＡＳにおける対向し合う第１領域ＡＳ１および第２領域ＡＳ２をそれぞれ第１支持手段２０および第２支持手段３０で支持し、当該第１、第２支持手段２０、３０を２方向のうちの一方向としてのＸ軸方向に相対移動させて接着シートＡＳに当該Ｘ軸方向への張力を付与する第１張力付与手段４０と、接着シートＡＳにおける対向し合う第３領域ＡＳ３および第４領域ＡＳ４をそれぞれ第３支持手段５０および第４支持手段６０で支持し、当該第３、第４支持手段５０、６０を２方向のうちの他方向としてのＹ軸方向に相対移動させて接着シートＡＳに当該Ｙ軸方向への張力を付与する第２張力付与手段７０と、第１張力付与手段４０でＸ軸方向への張力を付与する際、接着シートＡＳがＹ軸方向に縮むことを防止する他方向縮み防止手段としてのＹ軸方向縮み防止手段８０と、第２張力付与手段７０でＹ軸方向への張力を付与する際、接着シートＡＳがＸ軸方向に縮むことを防止する一方向縮み防止手段としてのＸ軸方向縮み防止手段９０とを有している。

なお、ウエハＷＦは、切断刃や加圧水等のウエハ切断手段によりチップＣＰに個片化されるか、レーザ光や薬液等のウエハ脆弱化手段によりチップＣＰに個片化可能とされ、接着シートＡＳが貼付されて一体物ＷＫとされている。
接着シートＡＳは、ウエハＷＦが貼付された被着体貼付領域ＡＷを囲む多角形の包囲領域ＡＣの各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びて、当該包囲領域ＡＣに対して４方向の張力の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込ＣＵと、包囲領域ＡＣの各辺からそれぞれＸ軸方向両側、Ｙ軸方向両側に延びる第１〜第４領域ＡＳ１〜ＡＳ４とを有し、平面視にて十字形状に形成されている。

第１、第２支持手段２０、３０は、駆動機器としての直動回動モータ２１、３１の各出力軸２１Ａ、３１Ａに支持された下把持部材２２、３２と、各下把持部材２２、３２の上面に支持された駆動機器としての回動モータ２３、３３の各出力軸２３Ａ、３３Ａに支持された上把持部材２４、３４とを備えている。

第１張力付与手段４０は、左右方向に１対設けられた駆動機器としてのリニアモータ４１を備え、それぞれのスライダ４２で直動回動モータ２１、３１を支持している。

第３、第４支持手段５０、６０は、駆動機器としての直動回動モータ５１、６１の各出力軸５１Ａ、６１Ａに支持された支持プレート５２、６２と、各支持プレート５２、６２にＹ軸方向縮み防止手段８０の下側部分を介して支持された駆動機器としての直動モータ５３、６３（６３は不図示）と、それらの各出力軸５３Ａ、６３Ａ（６３Ａは不図示）に支持された下把持バー５４、６４（６４は不図示）と、各支持プレート５２、６２の上面に支持された駆動機器としての回動モータ５５、６５と、それらの各出力軸５５Ａ、６５Ａに回動アーム５６、６６およびＹ軸方向縮み防止手段８０の上側部分を介して支持された駆動機器としての直動モータ５７、６７と、それらの各出力軸５７Ａ、６７Ａ（６７Ａは不図示）に支持された上把持バー５８、６８（６８は不図示）とを備えている。

第２張力付与手段７０は、前後方向に１対設けられた駆動機器としてのリニアモータ７１を備え、それぞれのスライダ７２で直動回動モータ５１、６１を支持している。

Ｙ軸方向縮み防止手段８０は、各支持プレート５２、６２それぞれに支持されたフレーム８１に回転可能に支持された複数の下側ローラ８２と、各回動アーム５６、６６それぞれに支持されたフレーム８３に回転可能に支持された複数の上側ローラ８４とを備えている。

Ｘ軸方向縮み防止手段９０は、各リニアモータ４１のスライダ４３それぞれに支持された駆動機器としての下側の直動モータ９１と、それらの各出力軸９１Ａに支持されたフレーム９２に回転可能に支持された複数の下側ローラ９３と、第１、第２支持手段２０、３０の上方で、左右方向に１対設けられた駆動機器としてのリニアモータ９４（右側不図示）と、それらの各スライダ９５（右側不図示）に支持された直動モータ９６（右側不図示）と、それらの各出力軸９６Ａ（右側不図示）に支持されたフレーム９７（右側不図示）に回転可能に支持された複数の上側ローラ９８（右側不図示）とを備えている。

以上の離間装置１０において、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰの相互間隔を広げる手順を説明する。
先ず、図１中実線で示すように、各部材が初期位置で待機する離間装置１０に対し、人手または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が一体物ＷＫを搬送し、接着シートＡＳの第１〜第４領域ＡＳ１〜ＡＳ４を下把持部材２２、３２上およびＹ軸方向縮み防止手段８０の下側ローラ８２上に載置する。次いで、第１、第２支持手段２０、３０が回動モータ２３、３３を駆動し、図２に示すように、第１領域ＡＳ１および第２領域ＡＳ２を下把持部材２２、３２および上把持部材２４、３４で把持する。また、第３、第４支持手段５０、６０が回動モータ５５、６５を駆動し、同図に示すように、第３領域ＡＳ３および第４領域ＡＳ４をＹ軸方向縮み防止手段８０の上側、下側ローラ８２、８４で把持する。

この後、第１張力付与手段４０が各リニアモータ４１を駆動し、図３（Ａ）に示すように、第１支持手段２０および第２支持手段３０をそれぞれ＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向へ移動し、接着シートＡＳをＸ軸方向に引き延ばす。これにより、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰのＸ軸方向の相互間隔が広げられる。このとき、第３、第４領域ＡＳ３、ＡＳ４が上側、下側ローラ８２、８４で把持されているので、包囲領域ＡＣは、Ｘ軸方向への伸びが許容されるものの、Ｙ軸方向への縮みが規制され、各チップＣＰは、Ｘ軸方向のみに移動することとなる。そして、Ｘ軸方向の両側に位置するチップＣＰが所定の位置に達したことを光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段が検知すると、第１張力付与手段４０が各リニアモータ４１の駆動を停止する。このとき、第１、第２支持手段２０、３０が直動回動モータ２１、３１を駆動し、それぞれの出力軸２１Ａ、３１Ａを所定平面内で回動させて首振り動作を行うことで、第１、第２領域ＡＳ１、ＡＳ２の伸び方向を前後方向で調整することができ、Ｘ軸方向への伸びが不均一になることを防止することができる。

その後、第１張力付与手段４０およびＸ軸方向縮み防止手段９０が各リニアモータ４１、９４を駆動し、図３（Ｂ）に示すように、引き延ばされた第１領域ＡＳ１および第２領域ＡＳ２の上下にそれぞれ下側、上側ローラ９３、９８を配置する。次いで、Ｘ軸方向縮み防止手段９０が直動モータ９１、９６を駆動し、引き延ばされた第１領域ＡＳ１および第２領域ＡＳ２をそれぞれ下側、上側ローラ９３、９８で把持する（図１中右側の二点鎖線で示す部分参照）。その後、第３、第４支持手段５０、６０が直動モータ５３、６３、５７、６７を駆動し、下把持バー５４、６４および上把持バー５８、６８でそれぞれ第３領域ＡＳ３および第４領域ＡＳ４を把持する。そして、第１、第２支持手段２０、３０が回動モータ２３、３３を駆動し、下把持部材２２、３２および上把持部材２４、３４での第１領域ＡＳ１および第２領域ＡＳ２の把持を解除する。

次いで、第２張力付与手段７０が各リニアモータ７１を駆動し、図３（Ｂ）に示すように、第３支持手段５０および第４支持手段６０をそれぞれ＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向へ移動し、接着シートＡＳをＹ軸方向に引き延ばす。これにより、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰのＹ軸方向の相互間隔も広げられる。このとき、第１、第２領域ＡＳ１、ＡＳ２が下側、上側ローラ９３、９８で把持されているので、包囲領域ＡＣは、Ｙ軸方向への伸びが許容されるものの、Ｘ軸方向への伸みが規制され、各チップＣＰは、Ｙ軸方向のみに移動することとなる。そして、Ｙ軸方向の両側に位置するチップＣＰが所定の位置に達したことを光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段が検知すると、第２張力付与手段７０が各リニアモータ７１の駆動を停止する。このとき、第３、第４支持手段５０、６０が直動回動モータ５１、６１を駆動し、それぞれの出力軸５１Ａ、６１Ａを所定面内で回動させて首振り動作を行うことで、第３、第４領域ＡＳ３、ＡＳ４の伸び方向を左右方向で調整することができ、Ｙ軸方向への伸びが不均一になることを防止することができる。

その後、搬送装置やピックアップ装置等の図示しない搬送手段が理論上の位置を基準として各チップＣＰを保持して搬送し、リードフレームや基板等の被搭載物上に搭載する。その後、全てのチップＣＰの搬送が終了すると、各手段が各駆動機器を駆動し、離間装置１０の各部材を初期位置に復帰させた後、チップＣＰが取り外された一体物ＷＫを搬送手段が回収し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰの相互間隔を広げたときに、各チップＣＰの位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

第１〜第４支持手段２０、３０、５０、６０は、メカチャックやチャックシリンダ等のチャック手段や、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段や、接着剤、磁力等で接着シートＡＳを支持する構成でもよい。

１対の第１張力付与手段４０のうち、一方を固定しておき、他方を移動させてもよいし、他方を固定しておき、一方を移動させてもよい。また、１対の第２張力付与手段７０のうち、一方を固定しておき、他方を移動させてもよいし、他方を固定しておき、一方を移動させてもよい。

一方向縮み防止手段および他方向縮み防止手段は、複数のプーリと、それらプーリに掛け回されたベルトとで構成してもよいし、接着シートと同様に伸びるゴムや樹脂等で構成してもよい。
一方向縮み防止手段および他方向縮み防止手段はなくともよい。
他方向縮み防止手段をなくして一方向縮み防止手段だけとしてもよいし、一方向縮み防止手段をなくして他方向縮み防止手段だけとしてもよい。
一方向縮み防止手段および他方向縮み防止手段は、下側、上側ローラ９３、９８、８２、８４や、プーリ、ベルトを回転駆動させる駆動機器を設けたり、接着シートと同様に伸びるゴムや樹脂等を引っ張る駆動機器を設けたりしてもよく、この場合、接着シートＡＳがＸ軸方向やＹ軸方向に縮むことをより効率的に防止することができる上、第１、第２張力付与手段４０、７０が接着シートＡＳを引っ張る張力を小さくすることもできる。
板状部材や片状体の形状は、例えば円形、楕円形、三角形や五角形以上の多角でもよく、どのような形状でもよい。
接着シートを介して板状部材に互いに交差する３方向以上の張力を付与してもよく、支持手段および張力付与手段の数は、張力を付与する方向数によって決定することができる。

接着シートの不干渉切込はなくともよい。
不干渉切込を形成する場合、接着シートを各支持手段で支持した後に形成してもよい。
不干渉切込は、各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びる一本の切り込みでもよい。
不干渉切込の形成には、カッター刃、レーザカッター、熱カッター、エアカッター、圧縮水カッター等を有する多関節ロボットなどの切断手段を用いることができる。

また、本発明における接着シートＡＳの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよい。また、接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材と接着剤層との間に中間層を有するもの、基材の上面にカバー層を有する等３層以上のもの、さらには、基材を接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層または複層の中間層を有するものや、中間層のない単層または複層のものであってよい。さらに、板状部材としては、例えば、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品等も対象とすることができ、片状体は、それらが個片化されたものであればよい。なお、接着シートＡＳは、機能的、用途的な読み方に換え、例えば、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ等の任意のシート、フィルム、テープ等でもよい。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、第１張力付与手段は、接着シートにおける対向し合う第１領域および第２領域をそれぞれ第１支持手段および第２支持手段で支持し、当該第１、第２支持手段を２方向のうちの一方向に相対移動させて接着シートに当該一方向への張力を付与可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０…離間装置
２０…第１支持手段
３０…第２支持手段
４０…第１張力付与手段
５０…第３支持手段、
６０…第４支持手段
７０…第２張力付与手段
８０…Ｙ軸方向縮み防止手段（他方向縮み防止手段）
９０…Ｘ軸方向縮み防止手段（一方向縮み防止手段）
ＡＳ…接着シート
ＡＳ１…第１領域
ＡＳ２…第２領域
ＡＳ３…第３領域
ＡＳ４…第４領域
ＣＰ…チップ（片状体）
ＷＦ…ウエハ（板状部材）

Claims (3)

1. 接着シート上の板状部材に互いに交差する少なくとも２方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間装置であって、
   前記接着シートにおける対向し合う第１領域および第２領域をそれぞれ第１支持手段および第２支持手段で支持し、当該第１、第２支持手段を前記２方向のうちの一方向に相対移動させて前記接着シートに当該一方向への張力を付与する第１張力付与手段と、
   前記接着シートにおける対向し合う第３領域および第４領域をそれぞれ第３支持手段および第４支持手段で支持し、当該第３、第４支持手段を前記２方向のうちの他方向に相対移動させて前記接着シートに当該他方向への張力を付与する第２張力付与手段とを備え、
   前記第１、第２、第３、第４支持手段は、前記２方向で形成される所定平面内でそれぞれ回動可能に設けられ、
   前記第１張力付与手段で前記第１、第２支持手段を前記一方向に相対移動させ、かつ、前記第１、第２支持手段を前記所定平面内で回動させた後、前記第２張力付与手段で前記第３、第４支持手段を前記他方向に相対移動させ、かつ、前記第３、第４支持手段を前記所定平面内で回動させるように構成されていることを特徴とする離間装置。
2. 前記第１張力付与手段で前記一方向への張力を付与する際、前記接着シートが前記他方向に縮むことを防止する他方向縮み防止手段を有することを特徴とする請求項１に記載の離間装置。
3. 前記第２張力付与手段で前記他方向への張力を付与する際、前記接着シートが前記一方向に縮むことを防止する一方向縮み防止手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の離間装置。

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