JP2005236143A - 電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成等を簡素化し、電子部品の取り外し時に電子部品を破損させるおそれがなく、複数回の使用を確保してコストを抑制できる電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法を提供する。
【解決手段】 支持基板１の表面に、シリコーンウェーハ２を着脱自在に保持する複数の密着保持層３を並べ設け、シリコーンウェーハ２と密着保持層３との間に浸透性の剥離液５を浸入させてシリコーンウェーハ２を取り外す。シリコーンウェーハ２を真空ポンプ等により吸引しておく必要がなく、密着保持層３の密着保持面４に剥離液５を垂らすだけでシリコーンウェーハ２を取り外すことができるので、構成や製造方法の簡素化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコンウェーハ、セラミックグリーンシート、ガラス、フレキシブルプリント基板等からなる電子部品を固定したり、加工後の部品を搬送するために使用される電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法に関するものである。

シリコンウェーハ、セラミックグリーンシート、ガラス板、フレキシブルプリント基板等に代表される電子部品は、薄く割れやすく、それ自体でのハンドリングが困難であるという性質があるので、加工時に電子部品保持具に固定されて研磨、パターニング、ダイシング、印刷等の加工が施され、その後に搬送される。このような電子部品保持具は、加工時や搬送時に電子部品を強固に固定し、加工後や実装時に容易に取り外し可能であることが要求される。

係る電子部品保持具としては、図示しないが、（１）凸型の支持体を多数形成し、この多数の支持体上に電子部品を搭載して真空吸着するタイプ（特許文献１参照）、（２）電子部品の嵌合されるリセス孔が開設されたテンプレートと基板保持用の不織布からなるパッキング材が固定されたタイプ（特許文献２参照）、（３）光硬化性の粘着剤を使用し、電子部品の取り外しの際には粘着剤を硬化させて粘着性を喪失させるタイプ（特許文献３参照）等があげられる。
特開２０００−２８６３２９号公報 特開２００１− ３８６１１号公報 特開２００３−１１３３５５号公報

しかしながら、（１）のタイプの電子部品保持具は、電子部品の加工時に吸引状態を維持しなけれならず、構成や製造方法が複雑化するという大きな問題がある。また、（２）のタイプの電子部品保持具は、電子部品の端部から空気が徐々に流入するよう注意する必要があり、取り外し時に電子部品を破損させるおそれが少なくない。さらに、（３）のタイプの電子部品保持具は、粘着性の喪失後には再度使用することができないので、簡単に廃棄物化してランニングコストの増大を招き、しかも、多量の廃棄物を発生させてしまうこととなる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、構成等を簡素化し、電子部品の取り外し時に電子部品を破損させるおそれがなく、複数回の使用を確保してコストを抑制することのできる電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法を提供することを目的としている。

本発明においては、上記課題を解決するため、電子部品を保持する電子部品保持具であって、
支持体の両面の少なくともいずれか一方に、電子部品を着脱自在に保持する密着保持層を設け、電子部品と密着保持層との間に浸透性の剥離液を浸入させて電子部品を取り外すようにしたことを特徴としている。

なお、密着保持層に複数の凸部を間隔をおいて形成し、各凸部の端面を略平坦な密着保持面とすることができる。
また、密着保持層の材質の臨界表面張力に対し、剥離液の表面張力を２倍以下とすることが好ましい。
また、支持体と密着保持層のうち、少なくとも支持体を貫通する剥離液用の流通孔を備えることができる。

さらに、本発明においては、上記課題を解決するため、請求項１ないし４いずれかに記載の電子部品保持具から電子部品を取り外す方法であって、
密着保持層に保持された電子部品を取り外す際、密着保持層と電子部品との間に、剥離液を浸入させることを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における電子部品には、少なくとも単数複数の各種ウェーハ、セラミックグリーンシート、ガラス、各種プリント基板、コンデンサ、セラミックコンデンサのチップ部品等が含まれる。この電子部品の形状は特に問うものではない。支持体は、電子部品の形状等を考慮し、長方形、正方形、多角形、楕円形等の各種形状に形成される。また、密着保持層は、支持体の表面、裏面、あるいは両面の全部又は一部に、単数複数設けられる。

剥離液は、例えばスポイドや注射器等から密着保持層と電子部品との間に流入したり、剥離液中に電子部品保持具が浸漬されることにより、密着保持層と電子部品との間に流入する。複数の凸部と凸部の間は、平坦な密着保持面でも良いし、そうでなくても良い。凸部は、円柱形、円錐台形、角柱形、角錐台形等に形成され、大きさや長短を特に問うものではない。さらに、流通孔も単数複数いずれでも良い。この流通孔は、支持体と密着保持層とにそれぞれ連通して設けられても良いし、支持体のみに設けられても良い。

本発明によれば、電子部品と密着保持層との間に剥離液を流し込んだり、剥離液に電子部品保持具を浸して電子部品と密着保持層との間に剥離液を介在させれば、単数あるいは複数の電子部品の密着が解除され、電子部品を密着保持層から取り外すことができる。

本発明によれば、電子部品保持具の構成等を簡素化し、電子部品の取り外し時に電子部品を破損させるおそれを排除することができるという効果がある。また、電子部品保持具の複数回の使用を確保し、これを通じてコストを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法は、図１や図２に示すように、支持基板１の表面に、小型の電子部品であるシリコーンウェーハ２を保持する複数の密着保持層３を間隔をおいて並べ設け、シリコーンウェーハ２と密着保持層３との間に剥離液５を浸入させてシリコーンウェーハ２を取り外すようにしている。

支持基板１は、図１に示すように、例えば金属、セラミック、ガラス、あるいはこれらの複合体により平坦な矩形に形成される。この支持基板１は、用いられる用途により厚さが決定される。例えば、搬送に使用される場合には、支持基板１の厚さは５０μｍとされ、研磨等の加工に使用される場合には、支持基板１の厚さは数ｍｍとされる。

各密着保持層３は、図１や図２に示すように、所定のエラストマーを使用してゴム硬度５〜６０Ｈｓ（ＪＩＳ Ａ）、０．０５〜２ｍｍ程度の厚さを有する略帯形に形成され、平坦な表面がシリコーンウェーハ２を着脱自在に接触保持する密着保持面４とされており、この密着保持面４の中心線の平均粗さ（ＪＩＳ Ｂ６０１）が３．２μｍ以下程度とされる。

所定のエラストマーとしては、例えば反発弾性の低いシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン系エラストマー、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合エラストマー等があげられる。このエラストマーには、帯電防止を目的に導電性付与のため、カーボン、金属、金属酸化物等のフィラーが配合されたり、導電性ポリマーやイオン導電性付与剤等からなる帯電防止剤が塗布される。
なお、耐熱性が要求される場合には、シリコーンゴムやフッ素ゴムを使用するのが好ましい。

密着保持層３のゴム硬度が上記範囲なのは、５Ｈｓ未満の場合には、密着力が必要以上に強くなり、シリコーンウェーハ２の取り外しに支障を来たすからである。逆に、６０Ｈｓを超える場合には、密着力が弱くなり、シリコーンウェーハ２を十分に保持することができないからである。

密着保持層３の厚さが上記範囲なのは、０．０５ｍｍ程度を下回る場合には、密着保持層３の絶対強度が低下し、繰り返しの耐久性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。逆に、２ｍｍ程度を超える場合には、密着保持層３の平面精度を維持できなくなり、ガラス基板の加工に支障を来たすからである。
密着保持面４の中心線の平均粗さが３．２μｍ以下程度なのは、この数値を超える場合には、密着力が弱くなり、十分な保持力を得られないおそれがあるという理由に基づく。

このような密着保持層３は、（１）支持基板１に、ロールコータ、ダイコータ、スクリーン印刷等で直接エラストマーが塗布され、適正な温度で加熱硬化させる方法、（２）金型の内部に支持基板１をインサートし、その後、金型の内部にエラストマーを充填して適正な温度で加熱硬化させる方法、（３）ＰＥＴフィルム、ＯＰＰフィルム等からなるセパレータ上に密着保持層３を形成し、プレス加工により支持基板１に貼着した後、セパレータを剥離、除去する方法により形成される。

剥離液５は、浸透性、塗れ性、揮発性、電気絶縁性に優れる液体からなり、図示しないスポイドからシリコーンウェーハ２と密着保持層３との間に流入して密着保持されたシリコーンウェーハ２を取り外すよう機能する。この剥離液５は、支持基板１、シリコーンウェーハ２、密着保持層３に悪影響（膨潤、溶解、腐食、付着汚染等）を及ぼさない各種の有機溶剤及びこれらの水による希釈液からなり、具体的には、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコール、エチレンジアミン、カルビトール、ブチルアルコール、ヘキサアルデヒド、メチルアルコール等が該当する。

剥離液５の表面張力は、密着保持層３の材質の臨界表面張力に対し、２倍以下であるのが好ましい。これは、２倍を超える場合には、シリコーンウェーハ２と密着保持層３との間に剥離液５が十分浸透しないからである。剥離液５には揮発性が要求されるが、これは、シリコーンウェーハ２が濡れた場合には、密着性が得られなくなるし、再使用するときには乾燥させる必要があるからである。

上記構成において、電子部品保持具にシリコーンウェーハ２を保持させる場合には、密着保持層３の粗い密着保持面４にシリコーンウェーハ２を載せるか、シリコーンウェーハ２を載せて軽く押圧すれば、支持基板１の表面が平坦なので、電子部品保持具にシリコーンウェーハ２を立てた状態、又は寝かせた状態で確実に密着保持させることができる。
この際、密着保持層３が弾性で衝撃等を吸収するので、少々強くシリコーンウェーハ２を押圧しても、シリコーンウェーハ２の損傷を有効に防ぐことができる。

これに対し、加工終了時や実装時に電子部品保持具に保持されたシリコーンウェーハ２を取り外す場合には、スポイドからシリコーンウェーハ２と密着保持面４との間に剥離液５を滴下、浸透させれば、密着が解除され、密着保持されたシリコーンウェーハ２を簡単に取り外すことができる。

上記構成によれば、シリコーンウェーハ２を真空ポンプ等により吸引しておく必要が全くなく、剥離液５を垂らすだけで良いので、構成、製造方法、作業の著しい簡素化を図ることができる。また、加工時や取り外し時に保持力を変化させることができるので、取り外し時にシリコーンウェーハ２を破損させるおそれもない。

さらに、剥離液５が支持基板１、シリコーンウェーハ２、密着保持層３に悪影響を及ぼさない各種の有機溶剤及びこれらの水による希釈液からなるので、繰り返して何回でも使用することが可能になる。したがって、一度の使用で電子部品保持具が廃棄物になることがないので、ランニングコストの増大を招くことがなく、多量の廃棄物を発生させてしまうこともない。

次に、図３は本発明の第２の実施の形態を示すもので、この場合には、支持基板１を丸い円板に形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、支持基板１の形状の多様化を図ることができるのは明らかである。

次に、図４は本発明の第３の実施の形態を示すもので、この場合には、密着保持層３に、複数の凸部６と凹部７を交互に一列に配列形成し、各凸部６の上端面を平坦な密着保持面４Ａとし、密着保持面４Ａの中心線の平均粗さを３．２μｍ以下程度として電子部品密着時の密着性を維持するようにしている。

複数の凸部６は、（１）、（２）、（３）の製造方法により製造された密着保持層３の表面に、レーザ、刃物、砥石等により複数の凹部７が配列形成されることでラック歯状に形成される。また、凹部７付きの金型の転写によっても形成される。凸部６と凸部６との間の凹部７は、電子部品であるシリコーンウェーハ２の厚さの３倍以下の長さに形成される。これは、電子部品の厚さの３倍を超える場合には、電子部品の平面性を維持することができないという理由に基づく。

全凸部６の密着保持面４Ａは、密着保持層３の全面積の２０〜８０％、好ましくは５０％以上が良い。これは、係る範囲から逸脱すると、密着性や電子部品の平面性を維持できなくなるという理由に基づく。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、凸部６と凸部６の間の凹部７が剥離液５を迅速に流通・浸透させる排水溝の役割を果たすので、例えシリコーンウェーハ２等の電子部品が大きくても、容易に密着を解除することができるのは明らかである。

次に、図５は本発明の第４の実施の形態を示すもので、この場合には、密着保持層３に、複数の凸部６と凹部７とを交互に、かつ複数列に配列形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、排水溝の数が増えるので、電子部品が大きくても、容易に密着を解除することができるのは明白である。

次に、図６は本発明の第５の実施の形態を示すもので、この場合には、密着保持層３に、複数の凸部６を所定の間隔をおき配列形成して各凸部６の上端面を平坦な密着保持面４Ａとし、この密着保持面４Ａの中心線の平均粗さを３．２μｍ以下程度として電子部品密着時の密着性を維持するようにしている。

複数の凸部６は、金型の転写によりそれぞれ角柱形あるいは角錐台に形成される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、各凸部６を上記実施形態のように形成できない場合にきわめて有効である。

次に、図７は本発明の第６の実施の形態を示すもので、この場合には、各凸部６を円柱形あるいは円錐台に形成してその上端面を平坦な密着保持面４Ａとし、この密着保持面４Ａの中心線の平均粗さを３．２μｍ以下程度として電子部品密着時の密着性を維持するようにしている。

複数の凸部６は、金型の転写によりそれぞれ形成される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、各凸部６を上記実施形態のように形成できない場合にきわめて有効である。

次に、図８は本発明の第７の実施の形態を示すもので、この場合には、第１、第２の実施形態における支持基板１と密着保持層３との厚さ方向に、剥離液５用の流通孔８を間隔をおいて複数穿孔し、剥離液５が支持基板１の裏面側から複数の流通孔８を経由して密着保持層３の密着保持面４に流出するようにしている。
剥離液５は、支持基板１の流通孔８に手動操作、あるいは自動操作により供給される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、剥離液５の浸透促進が大いに期待できるとともに、支持基板１の表面からではなく、裏面側から剥離液５を供給浸透させることができる。

次に、図９は本発明の第８の実施の形態を示すもので、この場合には、第４、第５、第６の実施形態における支持基板１と密着保持層３との厚さ方向に、剥離液５用の流通孔８を穿孔し、剥離液５が支持基板１の裏面側から流通孔８を経由して密着保持層３の凹部７の底面、換言すれば、密着保持面４に流出するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、剥離液５の浸透促進が大いに期待できるとともに、支持基板１の表面からではなく、裏面側から剥離液５を供給浸透させることが可能になる。

以下、本発明に係る電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法の実施例を説明する。
実施例１
先ず、支持基板として厚さ０．８ｍｍ、１００ｍｍ□のＳＵＳ４３０を用意し、この支持基板を密着保持層が１ｍｍになるよう金型にインサートし、金型にシリコーンゴム〔信越化学工業株式会社製 商品名ＫＥ１９４０−３０〕を注入した。こうして密着保持層となるシリコーンゴムを注入したら、金型内でシリコーンゴムを１２０℃、５分間の条件で加熱硬化させて中間体を成形し、その後、中間体を金型からオーブンに移して２００℃、４時間の条件で加熱し、図２の電子部品保持具を製造した。

電子部品保持具を製造したら、この電子部品保持具の密着保持層上に積層セラミックコンデンサを載せて１０ｇの力で保持密着させた。すると、電子部品保持具に積層セラミックコンデンサを密着保持させることができ、上下逆にしても落下することがなかった。積層セラミックコンデンサは、縦０．５ｍｍ×横０．５ｍｍ×高さ１．０ｍｍの大きさとした。

次いで、容器に貯えられたエチルアルコール５０％水溶液に積層セラミックコンデンサを保持した電子部品保持具を逆さまにして浸したところ、密着保持層と積層セラミックコンデンサとの間にエチルアルコール５０％水溶液が浸透し、積層セラミックコンデンサが自重で５秒後に密着保持層から落下した。

実施例２
先ず、実施例１と同様にして図２の電子部品保持具を製造し、この電子部品保持具の密着保持層全面一方向に、切削砥石によりピッチ０．１８ｍｍ、幅０．０７ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの溝を形成し、その後、各溝の直角方向中央部に切削砥石により幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝を形成して図４の電子部品保持具を最終的に製造した。
電子部品保持具を製造したら、この電子部品保持具の中央部に８インチのシリコンウェーハを載せた。すると、電子部品保持具にシリコンウェーハをその自重で密着保持させることができ、上下逆にしても落下することがなかった。

次いで、容器に貯えられたエチルアルコール５０％水溶液にシリコンウェーハを保持した電子部品保持具を浸して１０秒間静止し、容器から引き上げたところ、密着保持層とシリコンウェーハとの間にエチルアルコール５０％水溶液が浸透し、シリコンウェーハをその自重と１０ｇの力とで取り外すことができた。

実施例３
先ず、実施例２と同様にして電子部品保持具を製造し、この電子部品保持具の中央の溝部にφ０．５ｍｍの流通孔を穿孔して図９の電子部品保持具を最終的に製造した。
電子部品保持具を製造したら、この電子部品保持具の中央部に８インチのシリコンウェーハを載せた。すると、電子部品保持具にシリコンウェーハをその自重で密着保持させることができ、逆さにしても落下しなかった。

次いで、支持基板裏面の流通孔からエチルアルコール５０％水溶液を注射器により注入したところ、密着保持層とシリコンウェーハとの間にエチルアルコール５０％水溶液が浸透し、シリコンウェーハをその自重と１０ｇの力とで取り外すことができた。

本発明に係る電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法の実施形態を示す全体斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の実施形態を示す要部断面説明図である。 本発明に係る電子部品保持具及び電子部品保持具から電子部品を取り外す方法の第２の実施形態を示す全体斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第３の実施形態を示す要部斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第４の実施形態を示す要部斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第５の実施形態を示す要部斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第６の実施形態を示す要部斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第７の実施形態を示す要部斜視図である。 本発明に係る電子部品保持具の第８の実施形態を示す要部断面説明図である。

符号の説明

１ 支持基板（支持体）
２ シリコーンウェーハ（電子部品）
３ 密着保持層
４ 密着保持面
４Ａ 密着保持面
５ 剥離液
６ 凸部
７ 凹部
８ 流通孔

Claims (5)

1. 電子部品を保持する電子部品保持具であって、支持体の両面の少なくともいずれか一方に、電子部品を着脱自在に保持する密着保持層を設け、電子部品と密着保持層との間に浸透性の剥離液を浸入させて電子部品を取り外すようにしたことを特徴とする電子部品保持具。
2. 密着保持層に複数の凸部を間隔をおいて形成し、各凸部の端面を略平坦な密着保持面とした請求項１記載の電子部品保持具。
3. 密着保持層の材質の臨界表面張力に対し、剥離液の表面張力を２倍以下とした請求項１又は２記載の電子部品保持具。
4. 支持体と密着保持層のうち、少なくとも支持体を貫通する剥離液用の流通孔を備えてなる請求項１、２、又は３記載の電子部品保持具。
5. 請求項１ないし４いずれかに記載の電子部品保持具から電子部品を取り外す方法であって、
   密着保持層に保持された電子部品を取り外す際、密着保持層と電子部品との間に、剥離液を浸入させることを特徴とする電子部品保持具から電子部品を取り外す方法。

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