JPWO2017164294A1 - 剥離装置 - Google Patents

Abstract

剥離装置は、ワーク１０２に貼り付けられた接着部材（ＤＡＦ１０４）に貼着された保護フィルム１００の表面に面状に接触する当接面３０と、前記当接面３０内に設けられるとともに前記保護フィルム１００を吸着する吸着孔３２と、を備えたコレット１６と、前記コレット１６を、前記ワーク１０２に対して移動させる移動機構と、を備え、前記吸着孔３２で保護フィルム１００を吸着した状態で、前記コレット１６と前記ワーク１０２とを離間させることで、前記保護フィルム１００を、接着部材（ＤＡＦ１０４）から剥離する。これにより、ワークから保護フィルムを、より確実に剥離できる剥離装置を提供する。

Description

本明細書は、ワークに貼り付けられた接着部材から、当該接着部材の表面を保護する保護フィルムを剥離する剥離装置を開示する。

近年、電池機器の高機能化とモバイル用途への拡大に対応して、半導体素子などの電子的ワークの微細化や、高精度化が進んでいる。この場合、ワーク表面の僅かな汚染等も問題となるため、近年、使用の直前まで、ワークの表面が保護フィルムにより保護されることがある。特に、ワークに接着部材、例えば、ＤＡＦが貼り付けられている場合には、当該接着部材の表面を、保護フィルムで保護する。

例えば、半導体チップは、ダイボンディング工程において、液状エポキシ接着剤などのダイアタッチ剤を介してリードフレームあるいは基板に接着され、半導体装置が製造されている。しかしながら、モバイル用などチップが小さい場合、適量の接着剤を塗布することが困難であり、チップから接着剤がはみ出したり、大容量用途向けの大きいチップの場合には、反対に接着剤量が不足したりするなど十分な接着力を有することができないという問題点があった。

この問題の解決のため、液状ダイアタッチ剤の代わりに、ダイアタッチ剤（接着剤）として機能する接着フィルム、いわゆるダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と呼ばれる接着部材を、予め、半導体チップに貼付しておくことが提案されている。かかるＤＡＦの表面には、接着層の保護のために、保護フィルムが貼られており、ＤＡＦ付の半導体チップを使用する際には、当該保護フィルムを剥がして使用する。

特開２００８−９６５３０号公報 特開２００１−１９９６２４号公報

保護フィルムの剥離方法として、従来から、粘着テープを用いる方法が広く採用されている。例えば、特許文献１には、ローラに巻かれた粘着テープを保護フィルムに接触させたうえで、粘着テープを、ワークから離間させることで、保護フィルムを剥離する技術が開示されている。しかし、こうした粘着テープを用いた場合、基板やワークが汚染されるおそれがあった。

特許文献２には、粘着テープを用いることなく、保護フィルムを剥離する技術が開示されている。特許文献２では、吸着孔付のロールで、保護フィルムを吸着したうえで、ロールを回転させて、ワークから保護フィルムを剥離している。しかし、特許文献２のように、保護フィルムを剥離する部材を、ロール部材とした場合、当該ロール部材と、保護フィルムとは、線状にしか接触できない。そして、ロール部材を保護フィルムに接触させた際に、吸着のリークを防止するためには、吸着孔は、線状接触部分に収まる大きさの小さな孔にせざるを得ない。その結果、ロール部材全体としての、保護フィルムの保持力は、小さくなりがちで、保護フィルムの剥離が適切にできない場合があった。

そこで、本明細書では、ワークに貼り付けられた接着部材から保護フィルムを、より確実に剥離できる剥離装置を開示する。

本明細書で開示する剥離装置は、ワークに貼り付けられた接着部材から、当該接着部材の表面を保護する保護フィルムを剥離する剥離装置であって、前記接着部材に貼着された保護フィルムの表面に面状に接触する当接面と、前記当接面内に設けられるとともに前記保護フィルムを吸着する吸着孔と、を備えたコレットと、前記コレットを、前記ワークに対して移動させる移動機構と、を備え、前記吸着孔で保護フィルムを吸着した状態で、前記コレットと前記ワークとを離間させることで、前記保護フィルムを、前記接着部材から剥離する、ことを特徴とする。

前記当接面は、当該当接面の外側端部より内側端部が低くなるように、前記吸着のリークを生じない範囲で、前記ワークの表面に対して、傾いていてもよい。

また、前記吸着部は、前記保護フィルムの一端辺近傍を吸着してもよい。

また、前記当接面の面積は、前記保護フィルムよりも小さくてもよい。この場合、前記当接面は、前記保護フィルムの端部近傍に当接してもよい。また、この場合、前記当接面は、前記保護フィルムのうち、前記ワークの搬送方向と略直交する方向の端部近傍に当接してもよい。

本明細書で開示する剥離装置によれば、当接面は、保護フィルムに面状に接触し、吸着孔は、当接面内に設けられている。そのため、吸着孔の形状やサイズ、個数を、比較的自由に設定することができ、所望の吸着力が得やすい。結果として、保護フィルムをより確実に剥離できる。

本保護フィルムの剥離装置の構成を示す図である。 コレットおよびワークの形状を示す概略図である。 保護フィルムの剥離の様子を示す側面図である。 図３の一部拡大図である。 他のコレットおよびワークの形状を示す概略図である。 他のコレットおよびワークの構成を示す概略図である。 他のコレットおよびワークの構成を示す概略図である。 従来の剥離装置の構成を示す概略図である。 図７ＡのＡ−Ａ断面図である。

以下、剥離装置の構成について図面を参照して説明する。図１は、保護フィルムの剥離装置１０の概略構成図である。図２は、コレット１６とワーク１０２の形状を示す概略図である。また、図３は、保護フィルム１００の剥離の様子を示す側面図であり、図４は、図３の一部拡大図である。

この剥離装置１０は、ワーク１０２に貼り付けられた接着部材（ＤＡＦ１０４）から保護フィルム１００を剥離する装置である。ワーク１０２は、例えば、基板１１０上にマウントされた半導体チップである。このワーク１０２の表面には、接着部材としてＤＡＦ１０４が貼り付けられている。ＤＡＦ１０４は、周知の通り、ダイアタッチ剤（ボンディング剤）としての機能を有したフィルムであり、当該ＤＡＦ１０４を加熱することで硬化させて半導体チップをボンディングする。通常、こうしたＤＡＦ１０４は、半導体チップの裏面にラミネートまたは基板１１０に貼り付けされている。本例では、一つの半導体チップの上面に、別の半導体チップをボンディングする、いわゆる、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）構成を得るために、ＤＡＦ１０４は、基板１１０上に搭載された半導体チップ（ワーク１０２）の上面に貼着されている。このＤＡＦ１０４の外面（半導体チップに貼着されていない面）は、他の半導体チップが粘着される粘着面となる。このＤＡＦ１０４の粘着面は、汚染や異物付着を防止するために、保護フィルム１００により覆われ、保護される。

保護フィルム１００は、例えば、ＰＥＴ等の樹脂材料からなるフィルムで、ＤＡＦ１０４の粘着面の全面を覆う。ＤＡＦ１０４の使用前、すなわち、ＤＡＦ１０４を介して半導体チップのマウント等を行う場合には、予め、保護フィルム１００をＤＡＦ１０４から剥離する。本明細書で開示する剥離装置１０は、このＤＡＦ１０４の表面を保護する保護フィルム１００を、ＤＡＦ１０４から剥離する装置である。なお、通常、保護フィルム１００は、ＤＡＦ１０４より厚いことが多く、例えば、保護フィルム１００は、３５μｍ〜１００μｍであり、ＤＡＦ１０４は、１５μｍ〜３０μｍである。

剥離装置１０は、ワーク１０２を搬送するワーク搬送機構１４と、保護フィルム１００を剥離する剥離機構１２と、に大別される。ワーク搬送機構１４は、基板１１０に搭載されたワーク１０２を、一方向（本例ではＸ軸方向）に搬送する機構である。ワーク１０２は、搬送テーブル２２の上に載置された状態で搬送される。搬送テーブル２２は、例えば、モータや、ボールネジ、スライドレール等から構成される機構により、Ｘ軸方向に移動する。なお、一つの基板１１０には、複数のワーク１０２が、二次元的に配列されている。

剥離機構１２は、保護フィルム１００を吸着するコレット１６や、当該コレット１６をワーク１０２に対して相対移動させる移動機構１８、吸着力を発生させる真空源２０等を備えている。移動機構１８は、複数のモータと、当該モータの動きを直進運動に変換するボールネジ等を備えており、コレット１６を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三方向に移動させる。

コレット１６は、保護フィルム１００を吸着保持する部材である。このコレット１６の底面は、ワーク１０２の表面（すなわち、ワーク１０２に貼着された保護フィルム１００の外面）に当接する当接面３０として機能する。この当接面３０の形状は、特に限定されないが、本例では、図２に示すように、Ｙ軸方向（ワーク搬送方向に直交する方向）に長尺な長方形としている。より具体的には、当接面３０のＹ軸方向幅は、保護フィルム１００のＹ軸方向幅より僅かに小さく、当接面３０のＸ軸方向幅は、保護フィルム１００のＸ軸方向幅よりも十分に小さい。したがって、当接面３０は、保護フィルム１００に比べて、十分に小さくなっている。

保護フィルム１００を剥離する際、当接面３０は、保護フィルム１００の中央ではなく、Ｘ軸方向に偏った位置に当接する。具体的には、当接面３０のＸ軸方向の一端辺が、保護フィルム１００のＸ軸方向の一端辺に近接するように、コレット１６が位置決めされる。後に詳説するように、保護フィルム１００のうち、当接面３０の偏向方向（Ｘ軸方向）の端部が、剥離が最初に生じる剥離開始端１２０となる。

ここで、本例では、図４に示すように、コレット１６の中心軸Ｃｗを、鉛直方向に対して僅かに傾けている。その結果、当接面３０の外側端部より内側端部が低くなるように、当接面３０は、ワーク１０２の表面に対して僅かに傾いている。この当接面３０とワーク１０２の表面とが成す角度αは、吸着のリークを生じない範囲であれば特に限定されないが、例えば、０．５度〜１度程度である。このように、当接面３０を僅かに傾ける理由については、後に詳説する。

当接面３０内には、保護フィルム１００を吸着する吸着孔３２が開示されている。吸着孔３２は、当接面３０の外形を内側にオフセットさせたような略長方形となっている。吸着孔３２は、真空源２０に連結されている。

次に、この剥離装置１０を用いて保護フィルム１００を剥離する際の流れについて説明する。保護フィルム１００を剥離する場合には、移動機構１８を駆動して、コレット１６を、対象の保護フィルム１００の真上に位置させる。そして、真空源２０を駆動して、吸着孔３２による吸引を開始しながら、コレット１６を下降させ、当接面３０を保護フィルム１００の表面に当接させる。

図３、図４は、この時の様子を示す図である。図３から明らかな通り、当接面３０は、保護フィルム１００の一端辺（剥離開始端１２０）に隣接する一部分にのみ当接している。したがって、保護フィルム１００は、当接面３０からの荷重を、部分的にのみ受けることになる。吸着孔３２で、保護フィルム１００が吸着できれば、コレット１６を上昇させ、コレット１６とワーク１０２とを離間させる。これにより、吸着孔３２に吸着された保護フィルム１００が、ＤＡＦ１０４から離間し、剥離される。その後、コレット１６は、移動機構１８により、図示しない廃棄位置まで移動し、吸着保持した保護フィルム１００を、廃棄位置に廃棄する。

以上の説明から明らかな通り、本例のコレット１６は、保護フィルム１００に面状に当接するとともに、保護フィルム１００の剥離開始端１２０の近傍を吸着している。かかる構成とする理由について、従来技術と比較して説明する。従来、保護フィルム１００の剥離には、粘着テープが多用されていた。すなわち、従来、ローラに巻かれた粘着テープを保護フィルム１００に当接させたうえで、粘着テープを、ワーク１０２から離間させることで、保護フィルム１００を剥離する技術が多用されていた。しかし、こうした粘着テープを利用する技術の場合、基板１１０等に粘着テープの粘着剤が付着する汚染等を招くおそれがあった。

そこで、一部では、保護フィルム１００を吸着して剥離する技術も提案されていた。図７Ａ，図７Ｂは、従来技術の一例を示す図であり、図７Ｂは、図７ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。図７Ａ，図７Ｂに示すように、従来は、ロール部材５０に単一の吸着孔３２を設けておき、この吸着孔を下方に向けた状態で、ロール部材５０を保護フィルム１００に当接させて、保護フィルム１００を吸着していた。そして、保護フィルム１００を吸着すれば、ロール部材５０を回転させて、保護フィルム１００を巻き取りしていた。

しかし、こうしたロール部材５０を用いる構成の場合、ロール部材５０と保護フィルム１００は、線状にのみ当接することになる。そして、吸着のリークを防止するためには、吸着孔３２は、この線状の当接部分に収まる大きさの、非常に小さい孔にせざるを得なかった。このように吸着孔３２が小さい場合、ロール部材５０全体としての保護フィルム１００の保持力が小さくなりがちで、十分な剥離力が得られない場合もあった。

また、ロール部材５０の場合、既述した通り、線状の当接部分に吸着孔３２が位置する。線状の当接部分は、保護フィルム１００とＤＡＦ１０４とが、ロール部材５０からの押圧力を受けて密着する箇所である。従来技術では、この保護フィルム１００とＤＡＦ１０４とが密着する箇所を吸着孔３２で吸着しているため、保護フィルム１００とＤＡＦ１０４との離間が生じにくく、保護フィルム１００が適切に剥離できない場合があった。

一方、本例では、既述した通り、コレット１６の当接面３０は、保護フィルム１００に面状に当接し、この当接面３０内に吸着孔３２を設けている。そのため、吸着孔３２の位置や形状を、図７の場合に比して、比較的、自由に設計することができる。結果として、十分な大きさの、保護フィルム１００の保持力を確保できる。

また、本例では、当接面３０を保護フィルム１００より小さくし、保護フィルム１００の端部（剥離開始端１２０）に隣接する一部分に当接させている。また、吸着孔３２は、保護フィルム１００の端部（剥離開始端１２０）近傍を吸着している。これにより、保護フィルム１００の撓みや剥がれが生じやすくなり、保護フィルム１００をより確実に剥離できる。すなわち、保護フィルム１００は、通常、その中央部分からは剥がれにくく、その端部から剥がれていくことが多い。したがって、吸着孔３２は、保護フィルム１００の中央ではなく、端部近傍を吸着することが望ましいと言える。

さらに、本例では、当接面３０の外側端部より内側端部が低くなるように、当接面３０を、ワーク１０２の表面に対して僅かに傾けている。かかる構成とした場合、保護フィルム１００は、図４に示すように、当接面３０の内側端部から最も大きな力を受けることになり、当該内側端部との当接部分を中心として撓む。吸着孔３２は、この内側端部より、外側に位置しているため、撓んで僅かに浮いた保護フィルム１００を吸着できる。換言すれば、本例では、図７の場合と異なり、保護フィルム１００がＤＡＦ１０４から僅かに浮き上がった箇所を吸着孔３２で吸着する。その結果、吸着孔３２による吸着力が比較的小さくても、保護フィルム１００を、ＤＡＦ１０４から剥がすことができる。なお、当接面３０の傾きは、吸着のリークを防止できる範囲である。すなわち、保護フィルム１００は、局所的な荷重を受けると、部分的に厚みが減少する、いわゆる、沈み込みが生じる。当接面３０の傾きは、その外側端部と内側端部との高さの差が、この保護フィルム１００の部分的な沈み込み量に収まる範囲にする。これにより、リークを防止しつつも、保護フィルム１００をより確実に吸着保持でき、ひいては、保護フィルム１００をより確実に剥離できる。

なお、これまで説明した構成は、いずれも一例であり、保護フィルム１００に面状に当接する当接面３０と、当該当接面３０内に設けられた吸着孔３２と、を有するのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、上述の説明では、吸着孔３２を、当接面３０を内側にオフセットさせた略長方形としているが、十分な保持力が得られるのであれば、その他の形状でもよい。例えば、吸着孔３２は、丸孔でもよい。また、吸着孔３２の個数は、一つでもよいし、複数でもよい。したがって、吸着孔３２は、図５に示すように、二列に並んだ複数の丸孔でもよい。ただし、安定した保持力を確保するために、吸着孔３２は、保護フィルム１００の剥離開始端１２０となる一端辺に沿って長尺に配置されていることが望ましい。

また、これまでの説明では、当接面３０を保護フィルム１００より小さい略矩形としているが、当接面３０は、保護フィルム１００に面状に当接するのであれば、その形状や、サイズは、特に限定されない。したがって、当接面３０は、円形や、楕円形、正方形等でもよい。また、当接面３０は、図６Ａ，図６Ｂに示すように、保護フィルム１００のほぼ全面に当接できる大きさでもよい。当接面３０を保護フィルム１００とほぼ同じ大きさにした場合でも、吸着孔３２は、保護フィルム１００の中心ではなく、端部近傍に設けられることが望ましい。これは、保護フィルム１００の端部近傍を吸着するほうが、剥離しやすいためである。

また、これまでの説明では、保護フィルム１００のうち、Ｘ軸方向端部（搬送方向端部）寄りの位置に、当接面３０を当接させ、当該Ｘ軸方向端部近傍を吸着孔３２で吸着していた。かかる構成の場合、保護フィルム１００の搬送方向端部が、剥離開始端１２０となる。しかし、他の箇所が、剥離開始端１２０となるような構成としてもよい。例えば、図５に示すように、搬送方向と略直交するＹ軸方向一端が剥離開始端１２０となるような構成でもよい。図５のように、搬送方向と略直交する方向の一端を剥離開始端１２０とした場合、剥離開始端１２０の位置決め精度が高くなるため、保護フィルム１００をより確実に剥離できる。

すなわち、図２の構成の場合、剥離開始端１２０は、ワーク１０２の搬送方向一端であるため、剥離開始端１２０の位置精度は、ワーク１０２の搬送精度に大きく依存する。一方、図５の構成の場合、剥離開始端１２０は、ワーク１０２の搬送方向と略直交するＹ軸方向一端である。ワーク１０２は、Ｙ軸方向位置は、ほぼ固定のまま搬送されるため、Ｙ軸方向の位置精度は、ワーク１０２の搬送精度に依存せず、Ｘ軸方向の位置精度よりも高い。そのため、図５の構成の場合、コレット１６と剥離開始端１２０との相対的位置決め精度を高めることができ、保護フィルム１００をより確実に剥離できる。

また、これまでの説明では、吸着孔３２で保護フィルムを吸着した後、コレット１６を移動させることで、保護フィルム１００を、ワーク１０２から離間させている。しかし、保護フィルム１００の吸着後は、コレット１６と、ワーク１０２とが相対的に移動するのであれば、ワーク１０２・コレット１６のいずれが移動してもよい。

１０ 剥離装置、１２ 剥離機構、１４ ワーク搬送機構、１６ コレット、１８ 移動機構、２０ 真空源、２２ 搬送テーブル、３０ 当接面、３２ 吸着孔、５０ ロール部材、１００ 保護フィルム、１０２ ワーク、１０４ ＤＡＦ、１１０ 基板、１２０ 剥離開始端。

Claims (6)

1. ワークに貼り付けられた接着部材から、当該接着部材の表面を保護する保護フィルムを剥離する剥離装置であって、
   前記接着部材に貼着された保護フィルムの表面に面状に接触する当接面と、前記当接面内に設けられるとともに前記保護フィルムを吸着する吸着孔と、を備えたコレットと、
   前記コレットを、前記ワークに対して移動させる移動機構と、
   を備え、前記吸着孔で保護フィルムを吸着した状態で、前記コレットと前記ワークとを離間させることで、前記保護フィルムを、前記接着部材から剥離する、
   ことを特徴とする剥離装置。
2. 請求項１に記載の剥離装置であって、
   前記当接面は、当該当接面の外側端部より内側端部が低くなるように、前記吸着のリークを生じない範囲で、前記ワークの表面に対して、傾いている、ことを特徴とする剥離装置。
3. 請求項１または２に記載の剥離装置であって、
   前記吸着孔は、前記保護フィルムの一端辺近傍を吸着する、ことを特徴とする剥離装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の剥離装置であって、
   前記当接面の面積は、前記保護フィルムよりも小さい、ことを特徴とする剥離装置。
5. 請求項４に記載の剥離装置であって、
   前記当接面は、前記保護フィルムの端部近傍に当接する、ことを特徴とする剥離装置。
6. 請求項５に記載の剥離装置であって、
   前記当接面は、前記保護フィルムのうち、前記ワークの搬送方向と略直交する方向の端部近傍に当接する、ことを特徴とする剥離装置。

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