JP2005123283A - ワークの個片加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークを切断位置に正確に位置合わせして移動させることにより、寸法精度の優れた個片を得るとともに、装置構成を簡素化する。
【解決手段】 吸着ステージ１０が、ワーク２０の送り方向に可動に支持ステージ５０に支持され、前記吸着ステージ１０には、前記ワークが個片に切断される各々の領域に、ワークの送り方向のピッチ間隔でエア吸着孔１２が設けられ、前記支持ステージ５０には、ワークの送り方向の最前部に位置する個片となる領域をエア吸引するエア吸着孔１２ａに連通する第１のエア流路５２と、ワークの残り領域をエア吸引するエア吸着孔が配置される範囲にわたり、前記吸着ステージに設けられたすべてのエア吸着孔１２に連通する連通流路５４ａを有する第２のエア流路５４とが設けられ、前記第１のエア流路５２には、ワークを切断する際にはワークをエア吸引し、ワークを切断して得られた個片を移載する際にはエア吸引を停止するエア吸引機構５６が接続され、前記第２のエア流路５４には、ワークを常時エア吸引するエア吸引機構５８が接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板等のワークを切断位置に順送りしながら個片に切断するワークの個片加工装置に関する。

半導体装置等の電子部品を製造する製造方法では、短冊状あるいは大判（マトリクス状）に形成された基板あるいは半導体ウエハのように多数個の半導体チップが連設された製品をワークとし、最終的にワークを個片に切断して製品とする加工方法が行われている。
図４は短冊状に形成された基板をワークとして、これを個片化する装置の概略構成を示すものである。この装置は、吸着ステージ１０にワーク２０をエア吸着し、吸着ステージ１０をワーク２０とともにワーク２０の長手方向にピッチ送りし、カッタ刃３２により幅方向にワーク２０を切断し、切断した個片２０ａを吸着パッド４０によりピックアップして移載するように形成されたものである。

この装置では、ワーク２０を吸着ステージ１０に確実にエア吸着して支持できるようにするとともに、ワーク２０を切断して得られた個片２０ａを吸着ステージ１０からピックアップするため、ワーク２０を切断して個片化する領域ごとにエア吸着孔１２を設けている。
なお、個片に切断された半導体ウエハから半導体チップをピックアップする装置として特許文献１記載の装置がある。このピックアップ装置は、ピックアップ対象である半導体チップの周囲にある半導体チップを半導体ウエハを支持しているプラスチック支持層とともに引き下げることによって、相対的にピックアップ対象の半導体チップを支持体によって押し上げ、押し上げられた半導体チップをピックアップ装置によってピックアップするものである。
特開平５−２７７９７７号公報

ところで、図４に示すように、個片に切断されるワーク２０の領域ごとにエア吸着孔１２を設けているのは、ワーク２０を切断位置まで搬送する際に吸着ステージ１０上でワーク２０が位置ずれすることを防止し、個片に切断した後は、エア吸着孔１２ａによるエア吸引を停止し、吸着パッド４０によって個片２０ａをピックアップできるようにするためである。
しかしながら、ワーク２０の個片となる部位ごとにエア吸着孔１２を形成し、エア吸着孔１２ごとに別個にエア流路を設け、各エア流路によるエア吸引操作を独立して制御することは、エア流路や配管構造が複雑になり、流路ごとに開閉弁を設けるといったように装置構成が複雑になるとともに、エアの制御が難しくなるという問題があった。

そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ワークを切断位置に正確に位置合わせして移動させることができ、正確にワークを個片化することができるとともに、切断した個片を容易にピックアップして移載操作することができ、かつ装置構成やエアの制御系を複雑にすることなくワークを個片に切断することができるワークの個片加工装置を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、 ワークを吸着ステージにエア吸着し、吸着ステージとともにワークをピッチ送りするとともに、ワークの送り先側の切断位置においてワークを切断して個片に形成するワークの個片加工装置であって、前記吸着ステージが、ワークの送り方向に可動に支持ステージに支持されるとともに、支持ステージ上で前記個片の寸法に合わせた送り間隔でピッチ送りすべく設けられ、前記吸着ステージには、前記ワークが個片に切断される各々の領域に、ワークの送り方向のピッチ間隔でエア吸着孔が貫通して設けられ、前記支持ステージには、ワークの送り方向の最前部に位置する個片となる領域をエア吸引する前記吸着ステージに設けられたエア吸着孔に連通する第１のエア流路と、ワークの残り領域をエア吸引するエア吸着孔が配置される範囲にわたり、前記吸着ステージに設けられたすべてのエア吸着孔に連通する連通流路を有する第２のエア流路とが設けられ、前記第１のエア流路には、ワークを切断する際にはワークをエア吸引し、ワークを切断して得られた個片を移載する際にはエア吸引を停止するエア吸引機構が接続され、前記第２のエア流路には、ワークを常時エア吸引するエア吸引機構が接続されていることを特徴とする。
また、前記連通流路が、前記支持ステージの上面で開口する溝状に形成されているものであることを特徴とする。
また、前記ワークが切断された個片を、吸着ステージから移載先位置に移動させる移載機構が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るワークの個片加工装置は、吸着ステージにワークをエア吸着した状態でワークをピッチ送りできることから、ワークの位置ずれを防止して正確にワークを移送することが可能となり、これによってワークを個片に加工する作業を精度よく行うことができる。また、ワークをエア吸着ステージにエア吸着するためのエア吸引機構を２系統のみとすることで、エア配管やエア機構の構成を簡素化することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は、本発明に係るワークの個片加工装置の特徴的な構成部分を示す説明図である。本実施形態のワークの個片加工装置は、ワーク２０をエア吸着して支持する吸着ステージ１０と、吸着ステージ１０を支持する支持ステージ５０と、支持ステージ５０上で吸着ステージ１０をピッチ送りする移送機構と、ワーク２０を個片に切断する切断機構と、切断した個片２０ａを移載する移載機構とを備えている。

支持ステージ５０上で吸着ステージ１０をピッチ送りする移送機構は、支持ステージ５０上で、ワーク２０の長手方向に吸着ステージ１０が移動するように吸着ステージ１０をガイドするガイド部と、吸着ステージ１０をワーク２０の個片の寸法に一致させてピッチ送りする送り機構とを備えている。送り機構には、ボールねじを用いた駆動機構、あるいはエアシリンダを用いた駆動機構等の適宜駆動機構が使用できる。

ワーク２０を個片に切断する切断機構として、本実施形態ではワーク２０の送り方向と直角方向にワーク２０を横断して切断する板状のカッタ刃３２を用い、吸着ステージ１０のピッチ送り操作と連動してカッタ刃３２をワーク２０に対して接離する方向（上下方向）に移動させてワーク２０を切断している。ワーク２０を切断する切断刃として板状のカッタ刃３２かえて回転刃を使用することももちろん可能である。カッタ刃３２の切断位置は固定位置となっているから、この切断位置に合わせてワーク２０を移送することにより、所定寸法にワーク２０を切断することができる。

ワーク２０を切断した個片２０ａを移載する移載機構としては、個片２０ａをエア吸着して支持する吸着パッド４０を備えた移載機構が使用される。吸着パッド４０は移動機構４２により、吸着ステージ１０上でカットされた個片２０ａの位置と、移載先位置との間で移動して個片２０ａを移載操作する。ワーク２０の個片２０ａを移載する操作は、製品によってまちまちであり、たとえば吸着ステージ１０から収納トレイに移載する場合や、他の電子部品上に移載するといった場合がある。

図２に、吸着ステージ１０にワーク２０をセットした状態の平面図を示す。本実施形態で扱っているワーク２０は短冊状の製品であり、ワーク２０に対して上下動するカッタ刃３２によりワーク２０を幅方向に切断することによって平面形状が矩形の個片になる。
吸着ステージ１０には、ワーク２０の個片に切断される各々の領域に一つずつ、ワーク２０の長手方向に等ピッチ間隔でエア吸着孔１２が形成されている。なお、本実施形態でのエア吸着孔１２は平面形状で細長に形成されているが、エア吸着孔１２の形状はとくに限定されるものではない。また、ワーク２０で個片となる領域ごとに複数のエア吸着孔１２を配してもよい。複数のエア吸着孔１２を配する場合は、各々のエア吸着孔１２がワーク２０の長手方向に等ピッチ間隔となるようにするとよい。

図１に示すように、吸着ステージ１０に設けるエア吸着孔１２は吸着ステージ１０を厚さ方向に貫通して設けられ、吸着ステージ１０に支持されたワーク２０が支持ステージ５０に設けられたエア流路を介してエア吸着されるように設けられている。
本実施形態において特徴とする構成は、支持ステージ５０に設けるエア吸引用のエア流路を、吸着ステージ１０の送り方向でワーク２０の最前部に位置する個片２０ａをエア吸引する第１のエア流路５２と、ワーク２０の最前部に位置する個片２０ａを除くワーク２０の領域をエア吸引する第２のエア流路５４との２系統のエア流路としたことにある。

ワーク２０を支持する吸着ステージ１０の支持ステージ５０上での送り位置は、ワーク２０の最前部をエア吸着するエア吸着孔１２ａの位置が、支持ステージ５０の第１のエア流路５２の位置と一致するように決められる。
図１は、エア吸着孔１２ａと第１のエア流路５２の孔位置が一致している状態、すなわち、支持ステージ５０に対して吸着ステージ１０が位置決めされている状態を示す。
５６は第１のエア流路５２に連通して設けたエア吸引機構である。このエア吸引機構５６は、ワーク２０から個片２０ａを切断する前は、第１のエア流路５２およびエア吸着孔１２ａを介してワーク２０の最前部をエア吸引し、ワーク２０から個片２０ａを切断した後は、個片２０ａのエア吸引を停止するように制御される。

第２のエア流路５４は、ワーク２０の最前部から切断される個片２０ａに相当する部分を除くワーク２０の残り部分を吸着ステージ１０に支持するためのもので、本実施形態においては、ワーク２０の残り部分をエア吸引するエア吸着孔１２を連通流路５４ａによって共通に連通して、１本の第２のエア流路５４にまとめている。
図１で、連通流路５４ａは吸着ステージ１０に形成されたエア吸着孔１２のうち、前から２番目に形成されたエア吸着孔１２から最後部のエア吸着孔１２が形成された範囲にわたって支持ステージ５０の上面で開口する溝状に形成したもので、吸着ステージ１０が支持ステージ５０上でワーク２０の長手方向に前進動した際に、連通流路５４ａ内に位置するエア吸着孔１２はすべて連通するように設けられている。
５８は第２のエア流路５４に連通するエア吸引機構である。このエア吸引機構５８は吸着ステージ１０上にワーク２０があるときは常時エアを吸引している状態にある。こうして、ワーク２０の最前部を除いた残り部分は、常時、吸着ステージ１０にエア吸引されて支持されることになる。

以下では、図１に示すワークの個片加工装置の動作を、図３にしたがって説明する。
まず、図３(a)は、ワーク２０が初期状態（図１に示す状態）にある状態を示す。この状態では、ワーク２０の最前部の個片に切断される領域をエア吸引するエア吸着孔１２ａが支持ステージ５０の第１のエア流路５２の孔位置に一致し、ワーク２０の残りのエア吸着孔１２が第２のエア流路５４に連通している。エア吸引機構５６、５８はともにエアを吸引する状態にあり、これによってワーク２０が吸着ステージ１０に確実に位置決めして支持される。

カッタ刃３２はワーク２０の最前部から一つ分の個片２０ａを切断する上方に位置しており、ワーク２０が吸着ステージ１０にエア吸着されている状態で作動して、ワーク２０の最前部から個片２０ａを切断する。
個片２０ａを切断した後、吸着パッド４０が個片２０ａの上方に移動し、個片２０ａの上面を押接する。個片２０ａを吸着パッド４０が押接したところで、第１のエア流路５２に接続するエア吸引機構５６のエア吸引が解除され、第１のエア流路５２が大気開放され、吸着パッド４０に個片２０ａがエア吸着される。吸着パッド４０は吸着ステージ１０の上から個片２０ａをピックアップし、所定位置に移載する。

図３(b)は、吸着パッド４０が個片２０ａをピックアップした後、吸着ステージ１０が支持ステージ５０上で、個片の１ピッチ分、スライドするようにして前進した状態を示す。
吸着ステージ１０が１ピッチ分、前進したことによって、支持ステージ５０の第１のエア流路５２と、吸着ステージ１０で前から２番目に形成されているエア吸着孔の孔位置とが一致する。すなわち、第１のエア流路５２は一つの個片２０ａが切断された残りのワーク２０のうち、最前部の個片が切断される領域をエア吸引するエア吸着孔１２ａと孔位置が一致し、残りのエア吸着孔１２は第２のエア流路５４に連通する。

図３(a)の吸着ステージ１０の状態から図３(b)の吸着ステージ１０の状態に移行する際に、ワークの最前部から個片２０ａが切断された後の残りのワーク２０をエア吸着するエア吸着孔１２は第２のエア流路５４に連通したまま移行するので、ワーク２０が吸着ステージ１０上で位置ずれすることがなく、正確にワーク２０をカッタ刃３２の切断位置に移動させることができる。
次に、ワーク２０が吸着ステージ１０にエア吸着された状態でカッタ刃３２によりワーク２０を切断し、第１のエア流路５２によるエア吸引を解除し、切断された個片２０ａを吸着パッド４０によりピックアップして移載する。

図３(c)は、図３(b)に示す状態からワーク２０をさらに１ピッチ分、前進させた状態、図３(d)は、図３(c)に示す状態からワーク２０をさらに１ピッチ分、前進させた状態を示す。ワーク２０を個片の１ピッチ分ずつ前進させ、その状態でカッタ刃３２によりワーク２０から個片２０ａを分離し、吸着パッド４０により個片２０ａをピックアップする操作を行うことは上述した工程と同じである。
こうして、支持ステージ５０上で吸着ステージ１０を順次ピッチ送りして、ワーク２０を完全に個片化することができる。

なお、吸着ステージ１０を順次前進させていくと、連通流路５４ａと連通するエア吸着孔１２の数が減っていくが、それとともに吸着ステージ１０に支持されるワーク２０の大きさが減少していくから、ワーク２０を最後まで確実に支持することができる。
また、吸着ステージ１０をワーク２０を個片に切断する最も前の位置（最終段位置）まで前進させた状態で、連通流路５４ａによるエア吸引作用が確実に作用するようにするため、吸着ステージ１０はその後部側が連通流路５４ａを閉止する位置まで延出するように設計しておく必要がある。

本実施形態のワークの個片加工装置は、上述したように、ワーク２０を個片に切断する際の１ピッチ分ずつ吸着ステージ１０を支持ステージ５０上で前進させ、吸着ステージ１０を前進させる際には、ワーク２０がエア吸着孔１２と連通流路５４ａを介して常時、第２のエア流路５４と連通しているから、エア吸引機構５８から常時エア吸引していることにより、吸着ステージ１０上でワーク２０を位置ずれさせずに支持してワーク２０をピッチ送りすることが可能になる。これによって、ワーク２０のピッチ送りが数ｍｍといった小片状に切断する場合でも、ワーク２０を吸着ステージ１０に確実に保持して正確にワーク２０を切断することが可能になる。

また、本実施形態のワークの個片加工装置は、エア吸引によりワーク２０を吸着ステージ１０に吸着支持するのであるが、エア流路は支持ステージ５０に設けた第１のエア流路５２と、第２のエア流路５４の２系統のみからなることから、エア吸引機構も２つで済ませることができ、作動時のエアの吸引をＯＮ／ＯＦＦする制御も第１のエア流路５２に接続するエア吸引機構５６のみを制御すればよく、第２のエア流路５４は吸引操作のみであることから、エアの吸引機構を制御する制御機構の構成を容易にすることができるという利点がある。

本発明に係るワークの個片加工装置の主要部の構成を示す説明図である。 ワークと吸着ステージの平面配置を示す説明図である。 ワークの個片加工装置の動作を示す説明図である。 ワークの個片加工装置の従来の構成を示す説明図である。

符号の説明

１０ 吸着ステージ
１２、１２ａ エア吸着孔
２０ ワーク
２０ａ 個片
３２ カッタ刃
４０ 吸着パッド
４２ 移動機構
５０ 支持ステージ
５２ 第１のエア流路
５４ 第２のエア流路
５４ａ 連通流路
５６、５８ エア吸引機構

Claims (3)

1. ワークを吸着ステージにエア吸着し、吸着ステージとともにワークをピッチ送りするとともに、ワークの送り先側の切断位置においてワークを切断して個片に形成するワークの個片加工装置であって、
   前記吸着ステージが、ワークの送り方向に可動に支持ステージに支持されるとともに、支持ステージ上で前記個片の寸法に合わせた送り間隔でピッチ送りすべく設けられ、
   前記吸着ステージには、前記ワークが個片に切断される各々の領域に、ワークの送り方向のピッチ間隔でエア吸着孔が貫通して設けられ、
   前記支持ステージには、ワークの送り方向の最前部に位置する個片となる領域をエア吸引する前記吸着ステージに設けられたエア吸着孔に連通する第１のエア流路と、
   ワークの残り領域をエア吸引するエア吸着孔が配置される範囲にわたり、前記吸着ステージに設けられたすべてのエア吸着孔に連通する連通流路を有する第２のエア流路とが設けられ、
   前記第１のエア流路には、ワークを切断する際にはワークをエア吸引し、ワークを切断して得られた個片を移載する際にはエア吸引を停止するエア吸引機構が接続され、
   前記第２のエア流路には、ワークを常時エア吸引するエア吸引機構が接続されていることを特徴とするワークの個片加工装置。
2. 前記連通流路が、前記支持ステージの上面で開口する溝状に形成されているものであることを特徴とする請求項１記載のワークの個片加工装置。
3. 前記ワークが切断された個片を、吸着ステージから移載先位置に移動させる移載機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載のワークの個片加工装置。

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