JP2006324502A - テープ貼り機 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業者の個人差が生じることなく環状のフレームに装着された粘着テープに複数個のウエーハを貼着することができるテープ貼り機を提供する。
【解決手段】 環状のフレームに装着された粘着テープに複数個のウエーハを貼着するテープ貼り機であって、上面が開放したハウジングと、ハウジング内に配設されウエーハを保持する保持面を有する複数個のウエーハ保持部を備えたチャックテーブルと、チャックテーブルの上側に配設され上面に環状のフレームを保持するフレーム保持部を備えるとともに、フレーム保持部の内側に複数個のウエーハ保持部をそれぞれ遊嵌する複数個の嵌挿穴を備えたウエーハ位置決め枠体と、ウエーハ位置決め枠体の上面に向けて押圧する押圧部材を備えた押圧手段と、チャックテーブルをウエーハ位置決め枠体に対して進退せしめる進退手段とを具備している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、環状のフレームに装着された粘着テープに光デバイスウエーハ等のウエーハを貼着するテープ貼り機に関する。

サファイヤ基板等の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿って個々の発光ダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

このような光デバイスウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、切削ブレードを高速回転して切削する切削装置によって行われている。しかしながら、サファイヤ基板はモース硬度が高く難削材であるため、加工速度を遅くする必要があり、生産性が悪いという問題がある。

一方、サファイヤ基板に該基板に対して吸収性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２１号公報

しかるに、上述した光デバイスウエーハを形成するサファイヤ基板は、その直径が５０mm程度で比較的小さい。一方、レーザー加工装置のウエーハを保持するチャックテーブルは、直径が２００〜３００mmの半導体ウエーハに対応する大きさに構成されている。従って、チャックテーブルの保持面を有効に活用するため、環状のフレームに装着された粘着テープに複数個の光デバイスウエーハを貼着し、この粘着テープに貼着された複数個の光デバイスウエーハをチャックテーブルに保持してレーザー加工を実施することにより生産性の向上を図っている。

而して、環状のフレームに装着された粘着テープに複数個の光デバイスウエーハを貼着する作業は、作業者の目分量で実施しているため、個人差が生じ生産性が悪いという問題がある。また、環状のフレームに装着された粘着テープと光デバイスウエーハとの間に気泡が介在した状態で貼着される場合がある。このように、粘着テープと光デバイスウエーハとの間に気泡が介在すると、チャックテーブルに保持されたウエーハの加工面の高さ位置が不均一となり、高精度のレーザー加工を施すことができないという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作業者の個人差が生じることなく環状のフレームに装着された粘着テープの所定位置に複数個のウエーハを貼着することができるテープ貼り機を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、環状のフレームに装着された粘着テープに複数個のウエーハを貼着するテープ貼り機であって、
上面が開放したハウジングと、
該ハウジング内に配設されウエーハを保持する保持面を有する複数個のウエーハ保持部を備えたチャックテーブルと、
該チャックテーブルの上側に配設され上面に該環状のフレームを保持するフレーム保持部を備えるとともに、該フレーム保持部の内側に該複数個のウエーハ保持部をそれぞれ遊嵌する複数個の嵌挿穴を備えたウエーハ位置決め枠体と、
該ウエーハ位置決め枠体の上面に向けて押圧する押圧部材を備えた押圧手段と、
該チャックテーブルを該ウエーハ位置決め枠体に対して進退せしめる進退手段と、を具備している、
ことを特徴とするテープ貼り機が提供される。

上記チャックテーブルは複数個のウエーハ保持部の保持面に開口する吸引孔を備えており、該吸引口が吸引手段に接続されている。上記押圧手段は、押圧部材を弾性部材を介して支持する蓋体を具備している。上記ハウジング内は、減圧手段に接続されていることが望ましい。また、上記ウエーハ位置決め枠体は、粘着テープに対して粘着力が弱い合成樹脂材によって形成されていることが望ましい。

本発明によるテープ貼り機によれば、ウエーハをウエーハ位置決め枠体に形成された複数個の嵌挿穴を通してチャックテーブルの複数個のウエーハ保持部の保持面上に載置するので、複数個のウエーハをそれぞれ所定の位置関係に配置することができる。従って、ウエーハ位置決め枠体のフレーム保持部に保持された環状のフレームに装着されている粘着テープの所定位置に、複数個のウエーハ保持部の保持面上に載置された複数個のウエーハを正確に貼着することができる。このように、本発明によるテープ貼り機は、作業者の個人差が生ずることはなく、複数個のウエーハを粘着テープの所定位置に常に正確に貼着することができる。

以下、本発明に従って構成されたテープ貼り機の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成されたテープ貼り機の斜視図が示されており、図２には図１に示すテープ貼り機の分解斜視図が示されており、図３には図１に示すテープ貼り機の要部断面図が示されている。
図１乃至図３に示すテープ貼り機は、上面が開放された箱状のハウジング２と、ウエーハを保持するチャックテーブル３と、該チャックテーブル３を後述するウエーハ載置位置と該ウエーハ載置位置より高いウエーハ貼着位置に位置付ける進退手段４と、ウエーハを位置決めするとともに後述する環状のフレームを支持するウエーハ位置決め枠体５と、該ウエーハ位置決め枠体５の上面に向けて押圧する押圧部材を備えた押圧手段６を具備している。ハウジング２は、図示の実施形態においては直方体状に形成されており、その上面は正方形に形成され開放して構成されている。なお、ハウジング２の側壁２１には接続管２１１が配設されており、この接続管２１１が図３に示すように配管３４を介して減圧手段３５に接続されている。

チャックテーブル３は、円形状の基部３１と、該基部３１の上面に配設された複数個（図示の実施形態においては７個）のウエーハ保持部３２と、基部３１の中央部下面から突出して形成された支持部３３を具備している。複数個のウエーハ保持部３２はそれぞれ円形に形成されており、その上面はウエーハが載置される保持面３２１として機能する。このように形成された複数個のウエーハ保持部３２には、それぞれ保持面３２１に開口する複数の吸引孔３２２が形成されている。この吸引孔３２２は、図３に示すように基部３１および支持部３３に設けられた吸引通路３３１に連通している。なお、吸引通路３３１は、フレキシブルパイプ３６、ハウジング２の側壁２１に配設された接続管２１２および配管３７を介して吸引手段３８に接続されている。なお、複数個のウエーハ保持部３２における保持面３２１を形成する部分は、ポーラスなセラミックスによって形成してもよい。

上記進退手段４は、エアシリンダ４１と該エアシリンダ４１内に配設された図示しないピストンに連結されたピストンロッド４２とからなっており、ピストンロッド４２の先端が上記チャックテーブル３の支持部３３に連結されている。このように構成された進退手段４とチャックテーブル３は、ハウジング２内に配設され底壁２２上の所定位置に配置される。このように構成された進退手段４は、チャックテーブル３をウエーハ位置決め枠体５に対して進退せしめ図３において実線で示すウエーハ載置位置と、２点鎖線で示す貼着位置に移動せしめる。

上記ウエーハ位置決め枠体５は、ハウジング２の上面と対応する正方形に形成されており、その上面には後述する環状のフレームを保持するフレーム保持部５１が下側に段差を設けて形成されている。また、ウエーハ位置決め枠体５には、フレーム保持部５１の内側に上記チャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２をそれぞれ遊嵌する円形の複数個（図示の実施形態においては７個）の嵌挿穴５２が設けられている。この嵌挿穴５２の内径は、ウエーハ保持部３２の外径より僅かに大きく形成されている。なお、ウエーハ位置決め枠体５は、後述する粘着テープに対して粘着力が弱い合成樹脂材、例えばポリテトラフルオロエチレン或いはポリアセタール等によって構成することが望ましい。このように構成されたウエーハ位置決め枠体５は、ハウジング２の上面に載置される。なお、ハウジング２の上面にウエーハ位置決め枠体５が載置された状態で、図３に示すようにウエーハ位置決め枠体５に設けられた複数個の嵌挿穴５２の下部が上述したウエーハ載置位置に位置付けられているチャックテーブル３の複数のウエーハ保持部３２の上端部に嵌合するようになっている。そして、チャックテーブル３が上述した貼着位置に位置付けられると、図３において２点鎖線で示すようにウエーハ保持部３２の保持面３２１がウエーハ位置決め枠体５の上面と略同一高さ位置になる。

上記押圧手段６は、後述する粘着テープを押圧する押圧部材６１と、該押圧部材６１を支持する蓋体６２を具備している。押圧部材６１は、上記チャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２が配置された領域と対応する円形に形成されている。このように形成された押圧部材６１の上面には複数の支持支柱６３が立設されており、支持支柱６３の上端には係止部６３１が形成されている。そして、支持支柱６３には、弾性部材としてのコイルスプリング６４が嵌挿されている。

蓋体６２は、上記ウエーハ位置決め枠体５と対応する正方形に形成されており、図４に示すようにその下壁６２１に上記押圧部材６１を支持するように構成されている。即ち、蓋体６２の下壁６２１には、押圧部材６１の上面に立設された支持支柱６３の外径より僅かに大きい内径を有する案内穴６２１aが設けられている。また、蓋体６２の下壁６２１には、案内穴６２１aと隣接して形成され支持支柱６３の上端に設けられた係止部６３１の外径より大きい内径を有する挿通穴６２１bが設けられている。そして案内穴６２１aと挿通穴６２１bは、連通穴６２１cによって連通されている。従って、蓋体６２の下壁６２１の下側から挿通穴６２１bを通して支持支柱６３の上端に設けられた係止部６３１を挿入し、コイルスプリング６４を圧縮した状態で支持支柱６３を連通穴６２１cに沿って案内穴６２１aに移動する。この結果、支持支柱６３の上端に設けられた係止部６３１が蓋体６２を構成する下壁６２１の上面に係止され、支持支柱６３が立設された押圧部材６１は蓋体６２に支持される。このように、蓋体６２に支持され押圧部材６１は、コイルスプリング６４によって蓋体６２から離反する方向に附勢されている。
以上のように構成された押圧手段６は、図１に示すように蓋体６２がヒンジ６５によって上記ウエーハ位置決め枠体５にヒンジ結合される。

図示の実施形態におけるテープ貼り機は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
ここで、ウエーハおよび該ウエーハを貼着するための環状のフレームに装着された粘着テープについて説明する。
図５には複数個（上記チャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２の数に相当する７個）の光デバイスウエーハ１０が示されている。この光デバイスウエーハ１０は、サファイヤからなる基板の表面１０aに複数の光デバイス１０１がマトリックス状に形成されている。
図６には、ステンレス鋼等の金属材によって形成された環状のフレーム７の一方の面（図６において上面）に粘着テープ８が装着された状態が示されている。

次に、上述したテープ貼り機を用いて、複数個の光デバイスウエーハ１０を環状のフレーム７に装着された粘着テープ８に貼着する手順について説明する。
先ず、図１に示すようにテープ貼り機の押圧手段６をヒンジ６５を中心として上方に回動して開ける。このとき、チャックテーブル３は、上述したウエーハ載置位置に位置付けられている。

押圧手段６を開けたならば、光デバイスウエーハ１０をウエーハ位置決め枠体５に形成された複数個の嵌挿穴５２を通してチャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２の保持面３２１上に載置する。このとき、光デバイスウエーハ１０は、表面１０aを上側にして保持面３２１上に載置される（ウエーハ載置工程）。そして、吸引手段３８を作動することにより、複数個のウエーハ保持部３２の保持面３２１上に載置された複数個の光デバイスウエーハ１０は、それぞれウエーハ保持部３２の保持面３２１上に吸引保持される（ウエーハ保持工程）。

なお、上記ウエーハ保持工程実施する際に、押圧手段６を一端閉め、進退手段４を作動してチャックテーブル３を貼着位置に位置付けることにより、複数個のウエーハ保持部に３２上に載置された複数個の光デバイスウエーハ１０を押圧部材６１との間に挟持する（ウエーハ挟持工程）。この結果、複数個の光デバイスウエーハ１０は、複数個のウエーハ保持部に３２の保持面３２１に密着する。この状態で吸引手段３８を作動することにより、複数個のウエーハ保持部３２の保持面３２１上に載置された複数個の光デバイスウエーハ１０は、多少湾曲していてもウエーハ保持部３２の保持面３２１上に確実に吸引保持される。
そして、進退手段４を作動してチャックテーブル３を上述したウエーハ載置位置に戻すとともに、押圧手段６を図１に示す開状態とする。

次に、ウエーハ位置決め枠体５のフレーム保持部５１上に粘着テープ８が装着された環状のフレーム７を載置する（フレーム保持工程）。このとき、環状のフレーム７は、粘着テープ８の粘着面がウエーハ位置決め枠体５と対面するように載置される。

このようにして、フレーム保持工程を実施したならば、開けられていた押圧手段６をヒンジ６５を中心として回動して閉め、押圧部材６１を環状のフレーム７に装着された粘着テープ８上に載置する。この結果、押圧手段６の押圧部材６１は、コイルスプリング６４の附勢力によって粘着テープ８を押圧する（テープ押圧工程）。

次に、減圧手段３５を作動してハウジング２内を例えば大気圧よりも０．２気圧（２０２７Pa）程度減圧する。この結果、図７に示すようにウエーハ位置決め枠体５に設けられた複数個の嵌挿穴５２を通して環状のフレーム７に装着された粘着テープ８に負圧が作用し、粘着テープ８は複数個の嵌挿穴５２に吸引される。このようにして複数個の嵌挿穴５２に吸引された粘着テープ８は、それぞれ嵌挿穴５２に対応する領域において中央部が下方に膨出した形態となる（テープ膨出工程）。

上述したテープ膨出工程を実施したならば、進退手段４を作動してチャックテーブル３を図８に示すように貼着位置に位置付ける。この結果、チャックテーブル３複数個のウエーハ保持部３２に保持された複数個の光デバイスウエーハ１０は、粘着テープ８におけるウエーハ位置決め枠体５の複数個の嵌挿穴５２に対応する領域に押し付けられ、粘着テープ８に貼着される（ウエーハ貼着工程）。このとき、上述したように粘着テープ８における嵌挿穴５２に対応する領域が下方（光デバイスウエーハ１０側）に膨出した形態となっているので、光デバイスウエーハ１０は中央部から外周に向けて順次粘着テープ８に貼着されていくため、光デバイスウエーハ１０と粘着テープ８との間に気泡が介在されることなく光デバイスウエーハ１０をテープに貼着することができる。

上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、減圧手段３５の作動を停止してハウジング２内の減圧を解除するとともに、吸引手段３８の作動を停止してチャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２による光デバイスウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、押圧手段６をヒンジ６５を中心として上方に回動し、図１に示すよう押圧手段６を開ける。そして、上述したように複数個の光デバイスウエーハ１０が貼着された粘着テープ８が装着されている環状のフレーム７をウエーハ位置決め枠体５から搬出する（搬出工程）。このとき、粘着テープ８の粘着面がウエーハ位置決め枠体５の上面に貼着しているが、ウエーハ位置決め枠体５は上述したように粘着テープに対して粘着力が弱い合成樹脂材によって構成されているので、粘着テープ８はウエーハ位置決め枠体５から容易に剥離される。このようにテープ貼り機から搬出された環状のフレーム７に装着された粘着テープ８には、図９に示すように複数の光デバイスウエーハ１０がそれぞれ所定の位置関係で貼着されている。

以上のように本発明によるテープ貼り機によれば、光デバイスウエーハ１０をウエーハ位置決め枠体５に形成された複数個の嵌挿穴５２を通してチャックテーブル３の複数個のウエーハ保持部３２の保持面３２１上に載置するので、複数個の光デバイスウエーハ１０をそれぞれ所定の位置関係に配置することができる。従って、ウエーハ位置決め枠体５のフレーム保持部５１に保持された環状のフレーム７に装着されている粘着テープ８の所定位置に、複数個のウエーハ保持部３２の保持面３２１上に載置された複数個の光デバイスウエーハ１０を正確に貼着することができる。このように、本発明によるテープ貼り機を用いることにより、作業者の個人差が生ずることはなく、複数個のウエーハを粘着テープの所定位置に常に正確に貼着することができる。

本発明に従って構成されたテープ貼り機の斜視図。 図１に示すテープ貼り機の分解斜視図。 図１に示すテープ貼り機の要部断面図。 図１に示すテープ貼り機を構成する押圧手段の断面図。 本発明に従って構成されたテープ貼り機によって環状のフレームに装着された粘着テープに貼着される複数個の光デバイスウエーハの斜視図。 環状のフレームに粘着テープが装着されて状態を示す斜視図。 図１に示すテープ貼り機を用いてテープ膨出工程を実施した状態を示す説明図。 図１に示すテープ貼り機を用いてウエーハ貼着工程を実施した状態を示す説明図。 本発明に従って構成されたテープ貼り機を用いて環状のフレームに装着された粘着テープに複数個の光デバイスウエーハが貼着された状態を示す斜視図。

符号の説明

２：ハウジング
３：チャックテーブル
３２：ウエーハ保持部
３５：減圧手段
３８：吸引手段
４：進退手段
４１：エアシリンダ
５：ウエーハ位置決め枠体
５１：フレーム保持部
５２：嵌挿穴
６：押圧手段
６１：押圧部材
６２：蓋体
６３：支持支柱
６４：コイルスプリング
６５：ヒンジ
７：環状のフレーム
８：粘着テープ
１０：光デバイスウエーハ

Claims (5)

1. 環状のフレームに装着された粘着テープに複数個のウエーハを貼着するテープ貼り機であって、
   上面が開放したハウジングと、
   該ハウジング内に配設されウエーハを保持する保持面を有する複数個のウエーハ保持部を備えたチャックテーブルと、
   該チャックテーブルの上側に配設され上面に該環状のフレームを保持するフレーム保持部を備えるとともに、該フレーム保持部の内側に該複数個のウエーハ保持部をそれぞれ遊嵌する複数個の嵌挿穴を備えたウエーハ位置決め枠体と、
   該ウエーハ位置決め枠体の上面に向けて押圧する押圧部材を備えた押圧手段と、
   該チャックテーブルを該ウエーハ位置決め枠体に対して進退せしめる進退手段と、を具備している、
   ことを特徴とするテープ貼り機。
2. 該チャックテーブルは該複数個のウエーハ保持部の該保持面に開口する吸引孔を備えており、該吸引口が吸引手段に接続されている、請求項１記載のテープ貼り機。
3. 押圧手段は、押圧部材を弾性部材を介して支持する蓋体を具備している、請求項１記載のテープ貼り機。
4. 該ハウジング内は、減圧手段に接続されている、請求項１記載のテープ貼り機。
5. 該ウエーハ位置決め枠体は、該粘着テープに対して粘着力が弱い合成樹脂材によって形成されている、請求項１記載のテープ貼り機。

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