CN1329969C - 芯片拾取装置及其制造方法以及半导体制造装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种芯片拾取装置，不必另外调节针的顶起行程和载物台的升降位置，就能容易地使芯片从纸上剥离。使针(17)从针孔(16)突出，用针(17)通过纸(101)顶起芯片(102)，纸(101)在吸引通气孔(15)附近被吸附，但纸(101)在针孔(16)附近不被吸附，所以纸(101)只在针孔(16)附近拉伸，并从载物台(14)离开，芯片(102)从纸(101)剥离。因此，能够使针(17)的顶起行程一定，并且不必变更或调节载物台(14)的位置。另外，空气不会吸引到针孔(16)，所以芯片(102)容易从纸(101)剥离。

Description

芯片拾取装置及其制造方法以及半导体制造装置

技术领域

本发明涉及一种芯片拾取装置及其制造方法以及半导体制造装置，用于向电子部件等提供芯片。

背景技术

现有的这种装置有例如图6(a)及(b)所示的装置。该装置利用针103通过纸101将粘贴在纸101上的电子部件等的芯片102顶起，从而使芯片102从纸101剥离，然后用开口夹(未图示)吸附并拾取芯片102，将芯片102提供给芯片焊接装置的装片头等。

另外，如图7(a)及(b)所示，将纸101覆盖在内侧圆筒环111上，在将纸101铺展开的状态下，将外侧圆筒环112嵌合到内侧圆筒环111上，夹住纸101的外缘以支撑其，在纸101上排列粘贴有多个芯片102。连续移动该纸101，利用针103顺序顶起各芯片102并使其剥离。

这里，仅支撑纸101的外缘，所以用针103顶起1个芯片102时，纸101会整体拉伸。因此，为使芯片102从纸101充分剥离，需要加大用针103顶起的行程。另外，为使芯片102从纸101可靠剥离，需要使针103的前端适当变细。但是，如果加大用针103顶起的行程、使针103的前端变细，会产生针103顶破纸101的问题。

此外，纸101的拉伸状态在纸101的中央附近和外缘附近发生变化，所以使芯片102从纸101剥离的针103的最佳顶起行程也不同，但是该行程的调节及控制是困难的。

并且，如果反复用针103顶起，纸101慢慢拉伸，使得芯片102的剥离逐渐变困难，并使该剥离作业不能稳定进行。

为此，提出了图8所示装置。该装置向筒状载物台121的内侧插入配置针122。通过用载物台121的球面状上端顶起纸101，使无论在纸101的任何位置，在载物台121的上端附近向纸101提供一定的张力，然后用针122顶起载物台121上端的芯片102，并使其剥离。此时，在载物台121的上端附近向纸101提供一定的张力，所以可以使针122的顶起行程一定。另外，在载物台121的上端附近，纸101被拉伸，芯片102已从纸101被剥离下一半，所以当针122顶起时，能够容易剥离芯片102。

但是，现有的这种装置，即使能够使针122的顶起行程一定，但在纸101的中央附近和外缘附近，用于向纸101提供一定张力的载物台121的升降位置不同，该载物台121的位置调节和控制是困难的。

因此，提出了图9所示的装置。该装置在筒状载物台131的内侧配置针132，在载物台131的平板部131a的中央形成使针132突出的针孔131b，同时在平板部131a的针孔131b的周围形成多个吸引孔131c。通过吸引并排出载物台131内侧的空气，利用平板部131a的各吸引孔131c将纸101吸附到平板部131a，然后用针132顶起并剥离芯片102。此时，纸101被吸引到平板部131a，所以能够使针132的顶起行程一定，并且不必变更或调节载物台131的位置。

这些现有装置中，现在仍在使用的主要是图9所示的装置。

但是，图9所示装置中，针孔131b和各吸引孔131c在载物台131内部是连通的，所以空气通过针孔131b也被吸引，实际上如图10所示，纸101密接在针132的前端，存在纸101在针132的前端不拉伸，芯片102不易从纸101剥离的问题。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是，提供一种芯片拾取装置及其制造方法以及半导体制造装置，不必另外调节针的顶起行程和载物台的升降位置，就能容易地将芯片从纸上剥离。

为解决上述问题，本发明提供一种芯片拾取装置，用针通过纸将粘贴在纸上的芯片顶起，从而将芯片从纸上剥离，其中在放置纸的载物台上，分离形成使针突出的针孔和用于将纸吸附到载物台上的空气吸引通气孔。并且本发明的载物台包括竖立设置的筒状体和配置在该筒状体内的针保持体，在针保持体的外周设有垫片，通过该垫片在筒状体的内周和针保持体的外周间形成间隙，在筒状体和针保持体的上端面放置纸，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作空气的吸引通气孔。

根据这样构成的本发明，在放置纸的载物台上，独立形成使针突出的针孔和将纸吸附到载物台上的吸引通气孔。因此，在利用吸引通气孔将纸吸附到载物台上的状态下，可以用针将芯片顶起并从纸上剥离，不必另外调节针的顶起行程和载物台的位置。而且，针孔和吸引通气孔是独立形成的，所以在针孔处空气不会被吸引，也不会通过空气吸引使纸密接在针的前端，因此能够容易地将芯片从纸上剥离。

而且，通过这样简单的构成，可以在针孔周围形成吸引通气孔，在纸被吸引的区域的大约中央部位，用针通过纸将芯片顶起，能够可靠地剥离芯片。

此外，在本发明的芯片拾取装置中，沿针突出的方向分离配置有多个垫片。

将针保持体压入筒状体内侧时，如果沿针突出的方向独立配置各个垫片，可以使该压入操作更容易进行，还可以将针保持体可靠地定位在筒状体的内侧。

本发明的载物台上的吸引通气孔的形状被设定成使利用吸引通气孔通过纸吸引芯片的区域尺寸小于该芯片尺寸。

这样，如果使芯片的吸引区域的尺寸小于该芯片的尺寸，在载物台上移动纸时，芯片不会嵌入吸引通气孔。

另外，本发明的吸引通气孔相对于针孔具有对称形状。

此时，纸被吸引到相对针孔对称的各个部位。因此，用针通过纸顶起芯片时，产生于针前端和该各个部位间的各个应力分散作用到纸上，作用于芯片上的应力也被分散。这样，可以防止芯片损伤，或芯片从纸上被弹飞。例如，如果吸引通气孔是相对于针孔呈同心圆的形状，就能很容易地形成对称形状的吸引通气孔。优选能够吸附芯片的基本全部区域的形状的吸引通气孔。此时，用针通过纸顶起芯片时，芯片能够可靠地从纸上剥离。

本发明将多个吸引通气孔相对于针孔配置成对称形状。

此时，容易任意设定利用吸引通气孔通过纸吸引芯片的区域形状，而且可以适宜分散相对于芯片的吸引力。

本发明将载物台上的针孔尺寸设定得小于芯片尺寸。

如果这样设定针孔尺寸，在载物台上移动纸时，芯片不会嵌入针孔中。

本发明的针前端是平坦的。

此时，在用针顶起芯片时，针前端不会顶破纸，并可以分散作用于芯片的应力，使芯片不受损伤地就能剥离。在用针的平坦前端通过纸顶起芯片的状态下，不会顶破纸就能从纸上剥离芯片，纸的小片或其粘接剂的小片不会附着在芯片上，在拾取该芯片后的制造工序中，可以防止因附着在芯片背面的纸的小片或其粘接剂等而产生的芯片焊接不良等。

本发明将针的平坦前端的尺寸设定得小于芯片尺寸。例如，使针的平坦前端的直径为芯片的短边长度的1/2至1/5。或者，使针的平坦前端的直径为芯片的短边长度的约1/4。

根据针的平坦前端尺寸的这种设定，可以不顶破纸，就能可靠地将芯片从纸上剥离。

本发明还提供一种芯片拾取装置的制造方法，其中在该芯片拾取装置中，用针通过纸将粘贴在纸上的芯片顶起，使芯片从纸上剥离，在该制造方法中，在针保持体的外周设有垫片，使针保持体嵌合到筒状体的内侧，将垫片夹在筒状体的内周和针保持体的外周之间，在这之间形成间隙，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作真空吸附纸的吸引通气孔。

根据本发明的这种制造方法，可以容易地制作本发明的拾取装置。

另外，本发明提供一种具有本发明的芯片拾取装置的半导体制造装置。

本发明的这种半导体制造装置具有本发明的拾芯片取装置，所以能够可靠且迅速地进行将芯片从纸上剥离并拾取的工序，不会产生该工序的迟滞和停止等，可以缩短该工序之后的芯片焊接工序和引线焊接工序的生产节拍时间。所以，可以实现高可靠性的芯片焊接装置和引线焊接装置等的半导体制造装置。

附图说明

图1是表示本发明的拾取装置的一种实施方式的局部截面图。

图2(a)、(b)和(d)是分别表示本实施方式的拾取装置的筒状体、针保持体和针的侧面图，(c)是表示针保持体的平面图。

图3是表示本实施方式的拾取装置的载物台上的芯片的平面图。

图4是表示本实施方式的拾取装置的变形实例的平面图。

图5是表示本实施方式的拾取装置的其他变形实例的平面图。

图6(a)是现有装置的侧面图，(b)是表示该装置的动作状态的侧面图。

图7(a)和(b)是表示在纸上排列粘贴多个芯片时的平面图和侧面图。

图8是表示其他现有装置的侧面图。

图9是表示另外的其他现有装置的侧面图。

图10是表示图9装置的动作状态的侧面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的拾取装置的一实施方式的局部截面图。本实施方式的拾取装置11竖立设置筒状体12，在筒状体12的内侧配置针保持体13，构成载物台14。在筒状体12的内周和针保持体13的外周间形成间隙，将该间隙作为空气的吸引通气孔15。在针保持体13上形成针孔16，向该针孔16插入针17。

吸引通气孔15与真空泵(未图示)相连接，吸引通气孔15内的空气通过该真空泵被吸引。针孔16完全分离于吸引通气孔15而形成，所以该针孔16内的空气不会被吸引。

图2(a)、(b)和(d)是分别表示筒状体12、针保持体13和针17的侧面图，图2(c)是表示针保持体13的平面图。

筒状体12是金属制圆筒状物体，在其上端部有孔12a，在其下端部有法兰12b。将该法兰12b安装在装置本体上，以定位载物台14。

针保持体13在其上端部有圆筒框13a，使针17从该圆筒框13a的内侧突出。在针保持体13的外周设有2个垫片18、19，在各垫片18、19上分别形成槽18a、19a。

将针保持体13插入筒状体12的内侧，将针保持体13的各垫片18、19压入筒状体12，使垫片18接触筒状体12的上侧内壁12c，使筒状体12和针保持体13成为一体。通过各垫片18、19，在筒状体12的内周和针保持体13的外周间形成间隙，该间隙成为吸引通气孔15。在各垫片18、19分别形成槽18a、19a，所以吸引通气孔15不会因各垫片18、19而阻塞。另外，针保持体13的圆筒框13a的外径比筒状体12的孔12a的内径小，在载物台14的上面，吸引通气孔15相对于针孔16形成同心圆。在载物台14的上面，如果使吸引通气孔15相对于针孔16对称配置，该同心圆状的吸引通气孔15将非常容易制作。

另外，各垫片18、19被分开设置在两处，所以压入各垫片18、19所需的力小，因此载物台14的装配很容易。假定设置基本覆盖针保持体13的外周全体的垫片时，压入该垫片所需的力将非常大，所以载物台14的装配困难。压入各垫片18、19时，将针保持体13固定在筒状体12上时，不需使用粘接剂，所以如后面所述，使用电子部件等的芯片时，芯片不会被粘接剂污染。另外，筒状体12的上端面及针保持体13的圆筒框13a的上端面，即载物台14的上表面容易加工得很平滑，所以在使用过程中，筒状体12和针保持体13间不会产生晃动，载物台14的上表面也不会变形。

针17的前端部17a被加工平坦，设该前端部17a的直径为D，使该直径D小于芯片尺寸。

该拾取装置11，如图7所示，在载物台14上放置有排列粘贴了多个芯片102的纸101。此时，如图1所示，吸引通气孔15被纸101阻塞，所以吸引通气孔15内形成负压，纸101被吸附在载物台14上。但是，针孔16从吸引通气孔15完全分离开，所以在针孔16附近，纸101不会被吸附。

这里，按图3所示，向箭头A方向移动纸101，按图1所示，将一个芯片102定位在针17的前端部17a的正上方。使针17从针孔16突出，用针17通过纸101顶起该芯片102，纸101在吸引通气孔15附近被吸附，而在针孔16附近不被吸附，所以纸101只在针孔16附近拉伸并离开载物台14，该芯片102被从纸101上剥离。然后，用开口夹(未图示)吸附并拾取芯片102，将芯片102提供给芯片焊接装置的装片头等。

本实施方式中，在纸101吸附在载物台14上的状态下，用针17顶起芯片102并将其剥离，所以可以使针17的顶起行程一定，并且不需变更或调节载物台14的位置。而且，空气不会被吸附到针孔16，所以纸101不会象过去那样密接在针的前端，芯片102容易从纸101上剥离。

另外，吸引通气孔15相对于针孔16配置成同心圆状，所以纸101被吸附在针孔16的周围整体上。因此，用针17通过纸101顶起芯片102时，产生于针17的前端部17a和针孔16的周围全体间的应力分散作用于纸101，作用于芯片102的应力也被分散。这样，可以防止芯片102受损伤，或芯片102从纸101被弹飞。

针17的前端部17a被加工平坦，所以不会顶破纸101，可以很容易地剥离芯片102。而且，也可以分散作用于芯片102的应力，防止芯片102受损伤，或芯片102从纸101被弹飞。另外，纸101的小片及其粘接剂的小片不会附着到芯片102的背面，可以防止芯片焊接装置等因附着于芯片102背面的纸的小片和纸的粘接剂等产生的芯片焊接不良等。

通常，针17的前端部17a的直径D设定为芯片102的短边长度的1/2至1/5较好，最好的是将直径D设定为芯片102的短边长度的1/4。例如，芯片102的短边长度为180μm～220μm时，如果将针17的前端部17a的直径D设定为30μm、50μm、和100μm左右，芯片102可以很容易地从纸101剥离。如果将直径D设定为相当于芯片102的短边长度的大约1/4，即50μm时，芯片102可以以最良好的形态从纸101剥离。

另外，将载物台14上面的针孔16的内径设定得小于芯片102的短边长度。这样，在纸101移动过程中，芯片102不会嵌入针孔16。

另一方面，载物台14上面的吸引通气孔15的内径最好要尽可能地小。这是因为吸引通气孔15越接近针孔16，就越能缩短芯片102从纸101剥离时所需的针17的顶起行程。

为了不使芯片102嵌入吸引通气孔15，载物台14上面的吸引通气孔15的宽度h(如图3所示)，在能获得充分吸引力的范围内尽量狭窄为好。特别是，在纸101的箭头A的移动方向，吸引通气孔15的宽度h要小于芯片102的宽度。或者，因芯片102是矩形，需要使吸引通气孔15的宽度h小于芯片102的短边。假定吸引通气孔15的宽度h大于芯片102的宽度或短边，芯片102有时会嵌入吸引通气孔15。

图4是表示拾取装置11的变形实例的平面图。这里，假定芯片102A的长边和短边的长度差异很大，将筒状体12的孔12a的形状设定为椭圆形。因此吸引通气孔15在载物台14的上面呈现椭圆形，相对于针孔16虽对称，但不是同心圆状。沿着芯片102A的长边，吸引通气孔15被加长，所以通过吸引通气孔15可以吸引芯片102A的基本全部区域。尽管在芯片102A的长边方向，芯片102A更强地吸附在纸101上，但通过椭圆形的吸引通气孔15能够可靠地将纸101吸引到载物台14上，所以芯片102A能很容易地从纸101剥离。在纸101的箭头A的移动方向，吸引通气孔15被保持狭窄宽度h，芯片102A不会嵌入吸引通气孔15。

图5是表示拾取装置11的其他变形实例的平面图。这里，缩小筒状体12的上端部的孔12a的直径，将针保持体13的上端部的圆筒框13a嵌合在该孔12a上，使在筒状体12的上端部形成相对于针孔16呈对称形状的多个孔12d。即，在载物台14的上面，将通向吸引通气孔15的各孔12d相对于针孔16对称配置。此时，可以利用各孔12d任意设定通过纸101吸引芯片102的区域形状，即使各孔12d的尺寸小于芯片102的尺寸，也能获得大的吸附力。另外，可以适宜分散相对于芯片102的吸引力，能够防止芯片102受损伤，或芯片102从纸101被弹飞。

本发明并不限定于上述实施方式，可以进行多种变形。例如，可以改变载物台上面的吸引通气孔的形状、个数、配置等。另外，本发明不仅仅是拾取装置，也包含具有该拾取装置的芯片焊接装置和引线焊接装置等的半导体制造装置。

根据以上说明的本发明，在通过吸引通气孔将纸吸附到载物台上的状态下，可以用针顶起芯片并使其从纸上剥离，不必另外调节针的顶起行程和载物台的位置。而且，针孔和吸引通气孔是分离形成的，所以在针孔处空气不会被吸引，纸不会因空气吸引而被密接到针的前端，因此芯片能够很容易地从纸上剥离。

根据本发明，在针保持体的外周设有垫片，通过该垫片在筒状体的内周和针保持体的外周间形成间隙，在筒状体和针保持体的上端面放置纸，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作空气的吸引通气孔。根据这样简单的构成，可以在针孔周围形成吸引通气孔，在纸的吸引区域的基本中央部位，用针通过纸顶起芯片，能够使芯片可靠剥离。

此外，根据本发明，沿针突出的方向分离配置各垫片，可以很容易地将针保持体压入筒状体内侧，并将针保持体可靠定位在筒状体内侧。

根据本发明，芯片的吸引区域的尺寸小于该芯片的尺寸，所以在载物台上移动纸时，芯片不会嵌入吸引通气孔。

根据本发明，吸引通气孔相对于针孔具有对称形状，所以纸被吸引到相对针孔对称的各部位。因此，用针通过纸顶起芯片时，产生于针前端和该各部位间的各个应力分散作用到纸上，作用于芯片的应力也被分散。这样，能够防止芯片受损伤，或芯片从纸上被弹飞。

根据本发明，多个吸引通气孔相对针孔呈对称形状配置，所以容易任意设定利用吸引通气孔通过纸吸引芯片的区域形状，而且可以适宜分散相对于芯片的吸引力。例如，如果是相对针孔成同心圆形状的吸引通气孔，能够容易形成对称形状的吸引通气孔。另外，最好是能吸附芯片的基本全部区域的形状的吸引通气孔。此时，用针通过纸顶起芯片时，芯片能可靠从纸上剥离。

另外，根据本发明，载物台上的针孔尺寸小于芯片尺寸，所以在载物台上移动纸时，芯片不会嵌入针孔中。

根据本发明，针的前端是平坦的，所以用针顶起芯片时，针的前端不会顶破纸，并可以分散作用于芯片的应力，使芯片不受损伤地就能剥离。在用针的平坦前端通过纸顶起芯片的状态下，从纸上剥离芯片时，纸的小片或其粘接剂的小片等不会附着在芯片的背面，在拾取该芯片后的制造工序中，可以防止因附着在芯片背面的纸的小片或其粘接剂等而产生的芯片焊接不良等。

根据本发明，针的平坦前端的尺寸小于芯片尺寸。例如，使针的平坦前端的直径为芯片的短边长度的1/2至1/5。或者，使针的平坦前端的直径为芯片的短边长度的约1/4。这样，可以不顶破纸，就能可靠地将芯片从纸上剥离。

根据本发明的制造方法，在针保持体的外周设有垫片，使针保持体嵌合到筒状体的内侧，将垫片夹在筒状体的内周和针保持体的外周之间，在这之间形成间隙，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作真空吸附纸的吸引通气孔。这样，可以容易地制作本发明的拾取装置。

另外，本发明的半导体制造装置具有本发明的拾取装置，所以能够可靠且迅速地进行将芯片从纸上剥离并拾取的工序，可以缩短该工序之后的芯片焊接工序和引线焊接工序的生产节拍时间。所以，可以实现高可靠性的芯片焊接装置和引线焊接装置等的半导体制造装置。

Claims (10)

1.一种芯片拾取装置，用针通过纸将粘贴在纸上的芯片顶起，从而将芯片从纸上剥离，其特征在于，

在放置纸的载物台上，分离形成使针突出的针孔和用于将纸吸附到载物台上的空气吸引通气孔，

并且其中载物台包括竖立设置的筒状体和配置在该筒状体内的针保持体；以及

在针保持体的外周设有垫片，通过该垫片在筒状体的内周和针保持体的外周间形成间隙，在筒状体和针保持体的上端面放置纸，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作空气的吸引通气孔。

2.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，沿针突出的方向分离配置有多个垫片。

3.根据权利要求1或2所述的芯片拾取装置，其特征在于，载物台上的吸引通气孔的形状被设定成使利用吸引通气孔通过纸吸引芯片的区域尺寸小于该芯片尺寸。

4.根据权利要求1或2所述的芯片拾取装置，其特征在于，吸引通气孔相对于针孔具有对称形状。

5.根据权利要求1或2所述的芯片拾取装置，其特征在于，多个吸引通气孔相对于针孔配置成对称形状。

6.根据权利要求1或2所述的芯片拾取装置，其特征在于，载物台上的针孔尺寸小于芯片尺寸。

7.根据权利要求1或2所述的芯片拾取装置，其特征在于，针的前端是平坦的。

8.根据权利要求7所述的芯片拾取装置，其特征在于，针的平坦前端的尺寸小于芯片尺寸。

9.一种芯片拾取装置的制造方法，其中在该芯片拾取装置中，用针通过纸将粘贴在纸上的芯片顶起，使芯片从纸上剥离，该制造方法的特征在于，

在针保持体的外周设有垫片，使针保持体嵌合到筒状体的内侧，将垫片夹在筒状体的内周和针保持体的外周之间，在这之间形成间隙，在针保持体上形成使针突出的针孔，将筒状体的内周和针保持体的外周间的间隙用作真空吸附纸的吸引通气孔。

10.一种半导体制造装置，其特征在于，具有权利要求1或2所述的芯片拾取装置。

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