CN102693921B - 异物除去装置以及具备该装置的芯片接合机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不论基板的大小都能在短时间内高效地清洁基板表面，并能够防止异物再次附着的异物除去装置以及具备该异物除去装置的芯片接合机。本发明在具备：固定有在表面搭载了裸片的切割膜的拾取装置，以及用于吸附从上述切割膜上剥离的上述裸片并安装到涂敷了粘接剂的基板上的吸嘴，且用于在上述基板上涂敷上述粘接剂之前除去上述基板上的异物的异物除去装置中，上述异物除去装置由空气的吹出孔与吸入孔成为一体的清洁喷嘴构成。

Description

异物除去装置以及具备该装置的芯片接合机
技术领域
本发明涉及异物除去装置以及具备该装置的芯片接合机。
背景技术
芯片接合机是以焊锡、镀金、树脂作为接合材料，将裸片(嵌入了电路的硅基片的芯片)粘接到引线框、基板等(以下称为基板)接合的装置。在粘接该裸片与基板的芯片粘接材料(膏、膜)使用工程塑料，粘接到进行裸片的定位的引线框等。现在，以树脂作为接合材料来进行接合的方式成为主流。
在半导体的芯片接合中，为了将半导体芯片(IC，LSI)固定在引线框、陶瓷壳体、基板等上，使用焊锡、芯片接合用树脂膏(Ag环氧树脂以及Ag聚酰亚胺)作为粘接剂。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2002-50655号公报
专利文献2：日本特开2002-186923号公报
专利文献3：日本特开2000-5715号公报
专利文献4：日本特开2007-115979号公报
将裸片粘接到基板时，由于在基板的表面附着有灰尘时粘接剂的粘接力会下降，所以除去基板上的灰尘(以下称为异物)对安装裸片而言是极其重要的。此外，5～10μ的异物也成为粘接剂空洞的原因。
因此，芯片接合工序上，一般进行利用空流的清洁。作为这种清洁方式的现有技术存在以下的专利文献。
例如，专利文献1沿着水平输送移动的基板的输送路径设置有多种洗净装置，基板在输送的同时被洗净之后，将芯片安装到基板上。
专利文献2的构成为由集尘器吸取附着在基板表面上的异物。
专利文献3公开了在工件的移动方向上配置了一体设置空气排出腔与空气吸引腔的除尘装置的装置。
专利文献4中记载了对附着在排列了多个芯片的晶圆环表面上的异物进行离子化得到的气体进行喷吹和吸入从而除去的构成。
这样，作为除去基板上的异物的方法，如各专利文献所述，一般进行以下操作，由空气吹散异物，吸入并回收吹散的异物。但是，由于任何一个专利文献都是固定式异物除去的形式，所以不能充分做到在整个基板宽度内都高效地除去异物、以及防止除去后的异物的再次附着。
发明内容
本发明的目的在于提供不论基板的大小都能在短时间内高效地清洁基板表面，并能够防止异物再次附着的异物除去装置以及具备该异物除去装置的芯片接合机。
本发明为了实现上述目的，特征在于，具备：固定有在表面搭载了裸片的切割膜的拾取装置；用于吸附从上述切割膜上剥离的上述裸片并安装到涂敷了粘接剂的基板上的吸嘴；以及在将上述裸片粘接到上述基板上之前除去上述基板上的异物的空气的吹出孔与吸入孔成为一体的空气喷嘴。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选上述空气喷嘴的多个吹出孔形成为椭圆状，多个上述吸入孔以包围该吹出孔的方式形成为椭圆状。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选空气喷嘴在上述基板的移动方向上较长，在与上述基板的移动方向正交的方向上移动。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选上述空气喷嘴配置成在相对于上述基板的移动方向正交的方向上较长，并且在相对于上述基板的移动方向正交的方向上移动，同时配置两个该空气喷嘴。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选上述空气喷嘴配置成交错状。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选上述空气喷嘴以长度方向的端部为旋转轴向与上述基板的移动方向正交的方向旋转。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选在与上述基板的移动方向正交的方向上配置多个上述空气喷嘴。
此外，本发明为了实现上述目的，在第一个特征的基础上，优选断续地进行利用上述空气喷嘴的空气的吹出与吸入。
本发明的效果在于，根据本发明能够提供不论基板的大小都能在短时间内高效地清洁基板表面，且能够防止异物再次附着的芯片接合机以及异物除去装置。
附图说明
图1是从上方观察芯片接合机的概念图。
图2安装在图1的芯片接合机上的拾取装置的外观立体图。
图3是实施例一的清洁喷嘴的概略结构图。
图4是表示实施例一的清洁喷嘴的空气喷嘴的动作与形状的图。
图5是实施例二的清洁喷嘴的概略结构图。
图6是实施例三的清洁喷嘴的概略结构图。
图7是实施例四的清洁喷嘴的概略结构图。
图8是实施例五的清洁喷嘴的概略结构图。
图中：
1-晶圆供给部，2-工件供给输送部，3-芯片接合部，4-裸片(芯片)，5-清洁喷嘴，5a-空气供给配管，5b-空气排出配管，5c-喷嘴面，5d-空气吹出口，5e-空气吸入口，10-基板，11-晶圆输送盒提升器，12-拾取装置，14-晶圆环，15-扩张环，16-切割带，21-堆料装载器，22-框架进给器，22a，22b-基板导轨，23-卸载器，31-初步加工部(芯片接合膏涂敷装置)，32-压接头部。
具体实施方式
为了除去基板上的异物，作为喷出空气的喷嘴的形状，考虑如下的喷嘴，在中央部有圆形的空气吹出口，并以环状地包围该吹出口的形式设置空气吸入口。
若是这样的喷嘴，则由于能够在空气引起灰尘的飘起之前一气吸入灰尘，所以应除去的灰尘不会再次附着到基板上。
另一方面，粘接裸片的基板的宽度并不总是一定的，由于芯片接合机将裸片与多种宽度的基板粘接，所以就清洁而言，也需要与多种宽度的基板配合。
因此，上述空气喷嘴为圆形吹出口与环状吸入口的情况下，在宽度最大的基板，喷嘴的移动距离将变长，存在清洁上耗费时间的问题。
于是，本发明的发明者对能够对应各种基板宽度的空气喷嘴的形状与动作形式进行各种研讨的结果，得到了以下实施例。
以下，基于附图，参照图1、图2对芯片接合机的形态进行说明。
图1是从上方观察芯片接合机的概念图。
图1中，芯片接合机可以大致分为以下三部分：晶圆供给部1、工件供给输送部2、以及芯片接合部3。晶圆供给部1具有晶圆输送盒提升器11与拾取装置12。晶圆输送盒提升器11具有填充了晶圆环的晶圆输送盒(未图示)，并依次将晶圆环供给到拾取装置12。通过晶圆环移动，使拾取装置12能够从晶圆环中拾取所需的裸片。
工件供给输送部2具有堆料装载器21、框架进给器(未图示)、卸载器23。堆料装载器21通过基板导轨22a、22b沿箭头A方向输送粘接裸片的基板(未图示)。基板导轨22a、22b将基板经由框架进给器22上的两处处理位置输送到卸载器23。卸载器23成为保管输送来的基板的部分。基板导轨22a、22b以及输送来的基板的上部安装有清洁喷嘴5(异物除去装置)。芯片接合部3具有初步加工部(芯片接合膏涂敷装置)31与压接头部32。
图2是安装在图1的芯片接合机上的拾取装置的外观立体图。
在图2中，拾取装置12安装有支撑环(未图示)，该支撑环水平定位保持晶圆环14的扩张环15、以及与被晶圆环14保持的多个裸片(芯片)4粘接的切割带16。形成为多个的裸片4被初步加工部31一个一个地取出，在由图1所示的基板导轨22a，22b输送而来的基板的表面上涂敷粘接剂而粘接。
以下，详细说明本发明所具备的清洁喷嘴5。
实施例一
图3是实施例一的清洁喷嘴的概略结构图。
图4是表示实施例一的清洁喷嘴的空气喷嘴的动作与形状的图。
在图3、图4中，支撑在基板导轨22a、22b的槽内的基板10在纸面上沿进深方向输送(如图3所示)。清洁喷嘴5具备空气供给配管5a与空气排出配管5b。如图3所示，空气排出配管5b的配管直径比空气供给配管5a大。这是因为空气排出配管5b作为异物输送用配管来使用。与基板10的面最接近的面是图4所示的喷嘴面5c。
如图4所示，该喷嘴面5c在中央部设有多个空气吹出口5d，以覆盖该空气吹出口5d的周围的方式设有多个空气吸入口5e。
由此，被从空气吹出口5d排出的空气吹起的异物如图3的箭头所示地立即被空气吸入口5e吸引，最终被废弃。
标号51表示清洁喷嘴5沿图3所示的箭头B上下移动，而停止在上升位置的状态下的清洁喷嘴。通常，清洁喷嘴5下降到基板10的适当位置(例如基板的上方2mm的位置)，在基板10移动及更换时上升。此外，清洁喷嘴5如图3所示的箭头C那样，在基板10的宽度方向上移动并进行异物除去的动作，标号52是在宽度方向上移动之后的清洁喷嘴。
即，在本实施例中，长方形的清洁喷嘴5在相对于基板10的移动方向正交的方向上移动，同时长方形的清洁喷嘴5的长边方向成为与基板的移动方向相同的方向。
在本实施例中，清洁喷嘴5的喷嘴面5c的宽度根据清洁处理时间(所需的生产率)设定成所需的宽度。由此，能够根据基板10的宽度任意设定清洁喷嘴5的移动量。因此，本实施例的清洁能够对应各种基板宽度，同时，通过防止基板输送时的接触不良且由基板10与清洁喷嘴5的最佳间隔，能够在最佳清洁条件下进行处理。
此外，在本实施例中，由于通过将清洁喷嘴5的喷嘴面5c做成长方形，使异物的清洁宽度变宽，所以能够缩短清洁时间从而大幅度提高清洁效率。
实施例二
图5是表示实施例二的清洁喷嘴设置例的图。
在图5中，在相对于基板10的移动方向正交的方向上设置有两个平行的清洁喷嘴53、54，在本实施例中使清洁喷嘴53、54支撑在基板导轨22a、22b上。这两个清洁喷嘴53、54的长边的方向成为与基板的移动方向正交的方向，并且两个清洁喷嘴53、54在长边方向上动作。
由此，在本实施例中，通过基板10的移动能够同时进行图1所示的X轴方向的清洁与Y轴的清洁。
实施例三
图6是表示实施例三的清洁喷嘴的设置例的图。
在图6中，本实施例在相对于基板10的移动方向正交的方向上平行且错开(交错排列)地排列了三个清洁喷嘴55、56、57。这三个清洁喷嘴55、56、57的长边与实施例二同样地成为与基板的移动方向正交的方向，中央的清洁喷嘴57被固定，两侧的清洁喷嘴55、56与实施例二同样地在长边方向上动作。
由此，在本实施例中，即使清洁喷嘴57相对于基板宽度不具有动作机构，也能够跟随清洁喷嘴55、56的动作，有利于减少成本。此外，因为在基板10通过清洁喷嘴55、56、57的下方时进行清洁，所以能够防止由清洁处理时间引起的生产率下降。
实施例四
图7是表示实施例四的清洁喷嘴的设置例的图。
在图7中，本实施例的清洁喷嘴58以支点58a为轴，如汽车的刮水器那样地旋转，如虚线所示地旋转后成为清洁喷嘴58’。
由此，根据本实施例，因为能够使覆盖基板10宽度的长度方向的清洁喷嘴58相对于基板10从平行(水平)旋转到垂直的θ方向，所以能够对应各种基板宽度。此外，本实施例的清洁喷嘴58由于能够仅通过安装旋转机构就能够对应基板宽度，所以能够实现清洁装置自身的小型化，其结果，能够实现低成本化。
实施例五
图8是表示实施例五的清洁喷嘴的设置例的图。
图8中，在本实施例中，分两段设置了如实施例四那样以支点59a、60a为轴来旋转的清洁喷嘴59、60。标号59’与60’是旋转后的清洁喷嘴。此外，基板导轨如用标号22a’与22b’所示，根据基板的宽度可移动。
由此，根据本实施例，不仅能够对应大宽度的基板10，且能够配合输送来的基板10的宽度，仅使清洁喷嘴59或者清洁喷嘴60动作来对应。
即，本实施例的清洁喷嘴对于基板宽度具有自由度并灵活地动作，所以能够不受基板宽度的限定来进行清洁。
实施例六
虽然本实施例没有进行图示，但是为了进一步强化上述实施例一～六所说明的清洁喷嘴带来的异物除去效果，使空气的供给为脉冲状。
即，在本实施例中，通过强弱交替或者断续地进行对异物的空气的吹出与吸入，能够剥离高强度地附着在基板面上的异物，能够提高异物除去能力。
实施例一～六中，还能够做成以下这样。
以保护基板以及为了层叠而预先粘接的裸片4为目的，在清洁喷嘴5的前端上，也可以设置距离检测传感器。因为通过距离检测传感器，能够测量基板或者层叠后的裸片的表面的距离，从而能够检测是否偏离了适当距离。假设，偏离了适当距离时可以发出警报。或者，预先设置联锁功能，在偏离了适当距离时停止芯片接合机的动作。此外，也可以通过距离检测传感器，设置将基板或者层叠后的裸片的表面的距离与清洁喷嘴5之间的距离保持为一定值的控制功能。
根据本方式，即使在基板发生变形、因物理影响基板及喷嘴位置发生变化的情况下，也能够防止基板及安装了裸片的基板制品的喷嘴接触引起的不良状况，并且能够保证适当地异物除去能力。
以稳定异物除去能力与防止除去性能劣化引起的不良状况为目的，也可以用流量传感器或者压力传感器检测来自清洁喷嘴5的空气流量以及其周边的吸入孔的吸引流量。在流量偏离了适当值的情况下，发出警报。或者，也可以预先设置联锁功能，在流量偏离适当值时，停止芯片接合机的动作。此外，也能够通过用流量传感器或者压力传感器来检测流量，具有将该流量保持一定的功能。
根据本方式，能够防止伴随空气流量及吸引流量异常的除去能力的下降、过剩流量引起的基板及安装后的裸片的破损引起的不良状况，并且能够保持适当的异物除去能力。
虽然如上所述对本发明的实施方式进行了说明，但是基于上述的说明，对本领域技术人员而言，可以实施各种代替例、修改或者变形，本发明在不脱离其主旨的范围内，包含上述各种代替例、修改或者变形。

Claims (26)

1.一种异物除去装置，其特征在于，具有：
对裸片进行拾取的拾取装置；
用于吸附从切割膜上剥离的上述裸片并安装到基板上的吸嘴；以及
在将上述裸片粘接到上述基板上之前除去上述基板上的异物的空气的吹出孔与吸入孔成为一体的清洁喷嘴，
上述清洁喷嘴具备空气供给配管与空气排出配管，且上述空气排出配管的配管直径比上述空气供给配管大。
2.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
上述清洁喷嘴的多个吹出孔形成为椭圆状，多个上述吸入孔以包围该吹出孔的方式形成为椭圆状。
3.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
清洁喷嘴在上述基板的移动方向上较长，在与上述基板的移动方向正交的方向上移动。
4.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
上述清洁喷嘴配置成在相对于上述基板的移动方向正交的方向上较长，并且在相对于上述基板的移动方向正交的方向上移动。
5.根据权利要求4所述的异物除去装置，其特征在于，
上述清洁喷嘴配置成交错状。
6.根据权利要求3所述的异物除去装置，其特征在于，
上述清洁喷嘴以长度方向的端部为旋转轴向与上述基板的移动方向正交的方向旋转。
7.根据权利要求6所述的异物除去装置，其特征在于，
在与上述基板的移动方向正交的方向上配置多个上述清洁喷嘴。
8.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
9.根据权利要求2所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
10.根据权利要求3所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
11.根据权利要求4所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
12.根据权利要求5所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
13.根据权利要求6所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
14.根据权利要求7所述的异物除去装置，其特征在于，
断续地进行利用上述清洁喷嘴的空气的吹出与吸入。
15.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
上述清洁喷嘴至少安装了距离测量传感器或者测量流量的传感器中的一个。
16.根据权利要求1所述的异物除去装置，其特征在于，
以脉冲状进行空气的供给。
17.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求1所述的异物除去装置。
18.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求2所述的异物除去装置。
19.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求3所述的异物除去装置。
20.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求4所述的异物除去装置。
21.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求5所述的异物除去装置。
22.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求6所述的异物除去装置。
23.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求7所述的异物除去装置。
24.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求8所述的异物除去装置。
25.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求9所述的异物除去装置。
26.一种芯片接合机，其特征在于具备权利要求16所述的异物除去装置。
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