JP2007039708A - コレットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際に半導体チップに吸着反りを生じさせることのないコレットの製造方法を提供する。
【解決手段】コレットの製造方法は、コレット本体６０及び治具を夫々準備する工程と、治具の軸部をコレット本体の他端から吸引孔６１に挿入する工程と、コレット本体の一端の孔６４に金属粉末を装填する工程と、金属粉末を押圧ピンにより押圧して圧粉体を形成する工程と、圧粉体を焼結させて孔６４においてコレット本体に拡散接合した多孔質焼結金属体１００を形成する工程と、コレット本体及び多孔質焼結金属体を機械加工してコレット本体の一端面側で露呈する露呈面を多孔質焼結金属体に形成する工程とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイシング済みであって粘着性テープに貼着保持された半導体チップを該粘着テープからピックアップするピックアップ装置に用いられるコレットの製造方法に関する。

特開平９−１４１５８５号公報 特開２００３−２７３１３６号公報 特開２００２−３７３８７１号公報 特開２００５−１１７０１９号公報

高密度実装対応の半導体パッケージにおいては、厚さ１００μｍ以下の半導体チップの積層が行われており、今後は厚さ５０μｍ程度の半導体チップが多用されると見込まれている。また、ＩＣタグについては、低価格化を達成するために半導体チップの微小化が図られており、半導体チップサイズも１ｍｍ角以下となってきている。薄形半導体チップ又は微小薄形半導体チップの組立て方法においては、半導体チップを搭載する前に半導体チップを確実にかつ損傷を与えることなくピックアップすることが重要となる。

ダイシングにより個々に分割された半導体チップをダイシングフィルム（粘着シート）からピックアップする方法としては、図１１及び図１２に示すニードル突き上げ方式が、ダイボンダ、フリップチップボンダといったチップ搭載装置やチップをチップトレイに収納するトレイ詰め機に広く採用されている。図１１及び図１２において、半導体チップ１は、ダイシングによって個々に分割されて粘着シート２上に等間隔で貼着されている。この半導体チップ１は伸縮性を有する粘着シート２上に貼着された状態でピックアップ装置３のピックアップ本体４上に順次搬送される。

ピックアップ本体４は、内部に負圧部５を有して円筒状に形成されており、負圧部５の上面６は、粘着シート２の下面を支持するための平坦な案内面７を有する天壁部８によって閉塞されており、天壁部８の中央部には、半導体チップ１の底面寸法よりも若干大きく、粘着シート２の幅寸法よりも小さい貫通孔９が形成されており、ピックアップ本体４内には貫通孔９を通って粘着シート２の下面に当接されるピックアップニードル１０が上下方向移動自在に設けられており、ピックアップニードル１０の先端は鋭く尖った形状を呈している。

ピックアップ本体４の上方には、貫通孔９と対応した位置にコレット１１が配置されている。コレット１１は、真空吸引機（図示せず）につながる吸引孔１２を有しており、吸引孔１２の開口部周縁のコレット１１の先端部には半導体チップ１を吸着するためのチャック部１３が形成されている。コレット１１は、チャック部１３で吸着した半導体チップ１を粘着シート２から剥離してピックアップし、これをリードフレーム（図示せず）上のダイボンドする所定位置まで搬送できる構造となっている。

このように構成されたピックアップ装置３の動作について説明すると、半導体チップ１が貼着された粘着シート２は、ピックアップ本体４の案内面７上を滑りながら移送されるように配設されており、半導体チップ１は貫通孔９の中央部に移送される状態に間欠的に搬送される。案内面７に配置されている粘着シート２は、負圧部５が負圧にされた際に貫通孔９を通して吸着され、この吸着力で案内面７に拘束される。粘着シート２の裏面が案内面７に密着して拘束されると、これが負圧センサ（図示せず）で確認されると共に画像位置検出手段（図示せず）によって半導体チップ１の位置が検出される。

次いで、コレット１１が下降し、チャック部１３で半導体チップ１を真空吸着すると同時にピックアップニードル１０が上昇され、先端が粘着シート２を突き破って半導体チップ１を押し上げ、半導体チップ１を粘着シート２より剥離する。コレット１１は半導体チップ１を吸着したまま上昇し、半導体チップ１はピックアップされる。

ピックアップ装置３においては、上昇したピックアップニードル１０の先端が粘着シート２を突き破って半導体チップ１を押す構造となっているため、粘着シート２が突き破られる際に塵（粘着シートダスト）が発生し、この塵が周辺の半導体チップ１の上面に飛散されるという不具合があり、半導体チップ１の不良の原因を惹起することになる。また、ピックアップニードル１０の先端が粘着シート２を突き破ると、この先端が半導体チップ１の裏面に接触し、半導体チップ１の塵（シリコンダスト）を発生させ、粘着シートダストの場合と同様に半導体チップ１の不良の原因となる。

ピックアップ装置３の粘着シートダスト、シリコンダストの発生という問題点を解決するべく、特許文献１においては、内部に負圧部を有するとともに、上面で粘着シートの下面をガイドする多孔質材で形成されたシートガイド面を設け、シートガイド面を通して作用する負圧部の負圧によって粘着シートを吸着するピックアップ本体と、シートガイド面と対向した位置に配置されているとともにシートガイド面上に搬送された半導体チップを保持して粘着シートから剥離するためのピックアップ・チャック手段と、ピックアップ・チャック手段と対向してピックアップ本体内に設けられ、先端形状が平面または曲面として作られているとともに、先端をシートガイド面に形成されているガイド孔を通って粘着シートの下面に当接させて半導体チップを突き上げるピックアップニードルとを備えた半導体チップのピックアップ装置が提案されている。

また、特許文献２においては、ダイシング後の半導体チップを吸着部で吸着して保持するチップ保持部と、吸着部に設けられた多孔質材料の複数の微小な孔と、この微小な孔を真空排気する真空ポンプとを具備するピックアップ装置が提案されている。

ところで、斯かる特許文献１及び２におけるピックアップ装置は、いずれも従来のピックアップ装置の粘着シートダスト、シリコンダストの発生という問題点を解決するものであるが、コレットにより半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際、コレットに設けられた真空吸着孔（吸引孔）の大きさの如何によってはコレットの半導体チップに対する吸着力との関係で半導体チップの吸着反りによる変形が生じる虞があり、とくに、半導体チップの厚さが例えば５０μｍ程度以下の微少薄さになると、この吸着反りの問題は一層顕著となり得る。また、真空吸着孔では、半導体チップの大きさに応じてその寸法に適した大きさの真空吸着孔を具備したコレットを製作しなければならないという問題がある。

本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際に半導体チップに吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップに用いることができるコレットの製造方法を提供することにある。

本発明のコレットの製造方法は、一端に配された孔及びこの孔に連通した吸引孔を有しているコレット本体並びにコレット本体の吸引孔に隙間なしに挿入できる程度の径の軸部を有した治具を夫々準備する工程と、治具の軸部をコレット本体の他端から吸引孔に挿入する工程と、軸部が吸引孔に挿入されたコレット本体において当該コレット本体の一端の孔に金属粉末を装填する工程と、この金属粉末をコレット本体の一端から当該コレット本体の一端の孔に挿入された押圧ピンにより押圧して圧粉体を形成する工程と、この圧粉体を焼結させてコレット本体の一端の孔においてコレット本体に拡散接合した多孔質焼結金属体を形成する工程と、コレット本体及び多孔質焼結金属体を機械加工してコレット本体の一端面側で露呈する露呈面を多孔質焼結金属体に形成する工程とを具備している。

本発明のコレットの製造方法によれば、治具の軸部が吸引孔に挿入されたコレット本体の一端の孔に圧粉体を形成して焼結させるために、当該孔においてしっかりとコレット本体に固着された多孔質焼結金属体を簡単に得ることができ、しかも、半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際に半導体チップに吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップに用いることができるコレットを得ることができる。

治具の軸部の長さは、コレット本体の長さよりも短く、孔が吸引孔よりも大きな径を有している場合には、治具の軸部の長さは、吸引孔の長さと等しいのがよい。斯かる軸部は、圧粉体の焼結後において吸引孔から容易に抜き出せるように、圧粉体の焼結において多孔質焼結金属体が拡散接合されないような材料からなるのが好ましい。コレット本体の一端の孔に形成した圧粉体は、還元性雰囲気に調整した加熱炉内で８００〜１１５０℃、好ましくは８５０〜１０００℃の温度で２０〜１２０分間、好ましくは３０〜９０分間焼結させるとよい。半導体チップに対する吸引面となる多孔質焼結金属体の露呈面は、コレット本体の一端面と面一になるようにコレット本体及び多孔質焼結金属体への機械加工で形成されるが、場合により、コレット本体の一端面よりも突出するようにコレット本体及び多孔質焼結金属体への機械加工で形成されてもよい。

本コレットの製造方法は、孔の径が０．５〜１．０ｍｍであるコレットを得る場合に用いられるのが好ましい。

本発明の他のコレットの製造方法は、一端に配された孔及びこの孔に連通した吸引孔を有しているコレット本体を準備する工程と、金属粉末をコレット本体の一端の孔に対して相補的な形状となるように圧縮成形して圧粉体を形成する工程と、この圧粉体をコレット本体の一端から当該コレット本体の一端の孔に圧入する工程と、コレット本体の一端の孔に圧入された圧粉体を焼結させて当該孔においてコレット本体に拡散接合した多孔質焼結金属体を形成する工程と、コレット本体及び多孔質焼結金属体を機械加工してコレット本体の一端面側で露呈する露呈面を多孔質焼結金属体に形成する工程とを具備している。

斯かる他のコレットの製造方法によれば、金属粉末を圧縮成形した圧粉体をコレット本体の一端の孔に圧入して焼結させるために、当該孔においてしっかりとコレット本体に固着された多孔質焼結金属体を簡単に得ることができ、しかも、半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際に該半導体チップに吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップに用いることができるコレットを得ることができる。

本他のコレットの製造方法においても、上記と同様に、コレット本体の一端の孔に圧入した圧粉体は、還元性雰囲気に調整した加熱炉内で８００〜１１５０℃、好ましくは８５０〜１０００℃の温度で２０〜１２０分間、好ましくは３０〜９０分間焼結させるとよい。

他のコレットの製造方法は、孔の径が１．０ｍｍ以上である場合に用いられるのが好ましい。

本発明において、孔は、コレット本体の内部において金属粉末を装填する部位又は圧粉体を圧入する部位をいい、斯かる孔は、吸引孔と同径であってもよいが、好ましい例では、吸引孔よりも大きな径を有している。コレット本体は、機械構造用炭素鋼、無酸素銅及びタフピッチ銅から選択された材料からなっているとよく、具体的には、コレット本体には、ＪＩＳ−Ｇ−４５０１に規定されている機械構造用炭素鋼、例えばＳ４５Ｃなど、ＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されている無酸素銅及び同じくＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されているタフピッチ銅が使用されるとよく、斯かる例によれば、多孔質焼結金属体のコレット本体への拡散接合をより効果的に行うことができる。

好ましい例では、金属粉末は、４重量％以上１０重量％以下の錫、１０重量％以上４０重量％以下のニッケル及び０．１重量％以上０．７５重量％以下の燐を含有しており、残部が銅からなる。本例によれば、焼結時に圧粉体にＮｉ_３Ｐの液相を発生させ、この液相の発生により多孔質焼結金属体をコレット本体に効果的に拡散接合させて一体化させることができる。

金属粉末は、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つの無機物質粉末を含有していてもよく、斯かる無機物質粉末は、１重量％以上５重量％以下の割合で金属粉末に混合されているとよい。この例によれば、金属粉末からなる圧粉体を焼結させた多孔質焼結金属体に無機物質粒子を分散含有させることができる結果、斯かる無機物質粒子が多孔質焼結金属体の素地の金属部分の塑性変形を分断して軽減する働きを示すために、機械加工における多孔質焼結金属体の露呈面の細孔の目詰まりが抑制されて細孔開口端が絞り構造となり、半導体チップを吸着保持する際により均等な吸着力が半導体チップに作用して半導体チップに吸着反りなどの不具合を生じさせない。

多孔質焼結金属体に形成される露呈面は、吸引孔に適用される吸引力の損失を少なくするためには、コレット本体の一端面と面一することが好ましいのであるが、多少の吸引力の損失を許容する場合には、一端面よりも突出した位置にあってもよく、突出量は、許容できる吸引力の損失から決定すればよい。

本発明によれば、コレット本体の一端の孔において多孔質焼結金属体をしっかりとコレット本体に固着でき、半導体チップを粘着シートから吸着剥離する際に該半導体チップに吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップに用いることができるコレットの製造方法を提供し得る。

次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。

図１及び図２は、本発明の実施の形態の例のコレットの製造方法によって製造されたコレット５０を具備したピックアップ装置Ａの縦断面説明図であり、図３は、コレット５０の縦断面説明図であり、図４から図７は、本例のコレットの製造方法に関する説明図であり、図８及び図９は、本発明の実施の形態の他の例のコレットの製造方法に関する説明図であり、図１０は、本発明の実施の形態の更に他の例のコレットの製造方法に関する説明図である。

図１及び図２において、半導体チップ１は、ダイシングによって個々に分離され、粘着シート２上に等間隔で貼着されている。半導体チップ１は、粘着シート２上に貼着された状態で、ピックアップ装置Ａのピックアップ本体４上に順次搬送される。ピックアップ本体４は、内部に負圧部５が設けられて円筒状に形成されており、負圧部５の上面６は、粘着シート２の下面を支持するための平坦な案内面７を有する天壁部８によって閉塞されている。

天壁部８の中央部には、半導体チップ１の底面寸法よりも若干大きく、粘着シート２の幅寸法よりも小さい貫通孔９が形成されている。ピックアップ本体４内には貫通孔９を通って粘着シート２の下面に当接されるピックアップニードル１０が上下方向移動自在に設けられており、ピックアップニードル１０の先端は半球状の曲面形状を呈している。

ピックアップ本体４の上方には、貫通孔９と対応した位置にコレット５０が配置されている。コレット５０は、特に図３に示すように、一端８３に配された孔６４及び孔６４に連通した上下方向に伸びた横断面円形の吸引孔６１を有している金属製であって筒状のコレット本体６０と、コレット本体６０の平坦面からなる一端面６６と面一であって平坦面からなる露呈面１０１を有した多孔質焼結金属体１００とを具備している。吸引孔６１は、孔６４の吸引孔６１側の端面８１の中央部である一部６２で当該孔６４に連通しており、端面８１の一部６２を除く環状の残部６３は、多孔質焼結金属体１００に接している。コレット本体６０の一端８３の孔６４は、横断面円形であって吸引孔６１の径よりも大きな径を有している。孔６４に設けられている多孔質焼結金属体１００は、孔６４においてコレット本体６０に一体的に拡散接合している。

多孔質焼結金属体１００は、好ましくは、４重量％以上１０重量％以下の錫、１０重量％以上４０重量％以下のニッケル及び０．１重量％以上０．７５重量％以下の燐を含有しており、残部が銅からなっている。多孔質焼結金属体１００は、より好ましくは、１重量％以上５重量％以下の割合で無機物質粒子を分散含有しており、斯かる無機物質粒子は、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つからなっていてもよい。

多孔質焼結金属体１００に分散含有された無機物質粒子は、多孔質焼結金属体１００の素地の金属部分の塑性変形を分断して軽減する働きを示すため、機械加工における多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１の細孔の目詰まりが抑制されて細孔開口端が絞り構造となる結果、半導体チップ１を吸着保持する際により均等にかつ強力な吸着力が半導体チップ１に作用することになり、半導体チップ１に吸着反りなどの不具合が生じなく、容易に半導体チップ１を粘着シート２から剥離することができる。

コレット５０の吸引孔６１は、真空吸引機（図示せず）に連結されており、コレット５０の多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１が半導体チップ１を吸着するためのチャック部となる。

次に、上記構成からなるピックアップ装置Ａの動作を説明する。半導体チップ１が貼着された粘着シート２は、ピックアップ本体４の案内面７上を滑りながら移送され、半導体チップ１はピックアップ本体４の貫通孔９の中央部に間欠的に搬送される。粘着シート２が所定位置まで搬送されたことが検出されると負圧部５内が負圧とされる。負圧部５内が負圧とされると、この負圧によって粘着シート２は貫通孔９を通して案内面７側に吸着され、この吸着力によって案内面７に拘束される。

粘着シート２の裏面が案内面７に密着して拘束されると、これが負圧センサ（図示せず）で確認され、画像位置検出手段（図示せず）によって半導体チップ１の位置が検出される。次いで、コレット５０が下降し、多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１で半導体チップ１を真空吸着すると同時にピックアップニードル１０が上昇され、ピックアップニードル１０の先端が粘着シート２の裏面に当接して半導体チップ１を押し上げると共に一旦コレット５０をも持ち上げ、これにより半導体チップ１は粘着シート２から剥される。その後、コレット５０自体は半導体チップ１を吸着保持した状態で上昇し、而して、コレット５０によって半導体チップ１はピックアップされる。本例のピックアップニードル１０は、その先端が半球状の曲面形状を呈しているので、半導体チップ１の押し上げの際において粘着シート２に孔を開けないようになっている結果、粘着シートダスト等の発生が防止されて好ましいが、半導体チップ１の押し上げの際に粘着シート２に孔を開けるピックアップニードルと本例のコレット５０とを組み合わせたピックアップ装置としてもよい。

半導体チップ１のピックアップ動作においては、半導体チップ１は、孔６４においてコレット本体６０に拡散接合した多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１で吸着保持されるので、半導体チップ１にはその全面にわたって均等な吸着力が作用し、半導体チップ１には吸着反りなどの不都合は生じることがない。半導体チップ１は、多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１で吸着保持されるので、例えば多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１の寸法（径）よりも小さな寸法の半導体チップ１をも吸着保持することができ、種々の寸法の半導体チップ１に応じたコレットを製作する必要がないという経済性の面での利点も有する。

以下、上記のコレット５０の製造方法について、特に図１及び図４から図７を参照して詳細に説明する。

＜第一の製造方法＞
まず、図４に示すように、一端８３に設けられた孔６４及び孔６４に連通した吸引孔６１を有しているコレット本体６０と、コレット本体６０の吸引孔６１に隙間なしに挿入できる程度の径の横断面円形の軸部７３及び軸部７３のコレット本体６０の他端８４側の端部８５に一体的に設けられていると共にコレット本体６０の他端８４に当接する円板状の当接部７１を有した治具７０とを夫々準備する。コレット本体６０としては、ＪＩＳ−Ｇ−４５０１に規定されている機械構造用炭素鋼、例えばＳ４５Ｃなど、ＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されている無酸素銅又は同じくＪＩＳ−Ｈ−２１２３で規定されているタフピッチ銅が使用されて好適である。軸部７３は、当接部７１の一方の面７２から突出して上下方向に伸びていると共に吸引孔６１の長さと等しい長さを有している。

次に、図５に示すように、治具７０の軸部７３をコレット本体６０の他端８４から吸引孔６１に嵌合挿入し、当接部７１の面７２をコレット本体６０の他端８４に当接させる。このとき、軸部７３の先端面７４は、孔６４の端面８１と面一となっており、孔６４の吸引孔６１に対する開口端である端面８１の一部６２は、軸部７３の先端面７４で閉塞される。

次に、４重量％以上１０重量％以下の錫、１０重量％以上４０重量％以下のニッケル及び０．１重量％以上０．７５重量％以下の燐を含有しており、残部が銅からなる金属粉末又はこの金属粉末に黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つからなる無機物質粒子を１重量％以上５重量％以下の割合で配合した金属粉末に少量のケロシン（白灯油）を添加して湿潤性を有した金属粉末９０を準備し、金属粉末９０を図６に示すようにコレット本体６０の一端８３から孔６４に装填する。金属粉末に少量のケロシンを添加するのは、金属粉末の構成成分又は無機物質粒子の金属粉末中での偏析を防止するためである。

次に、図７に示すように、コレット本体６０の一端８３から孔６４に押圧ピン８０を嵌合挿入し、挿入した押圧ピン８０に軸方向の圧力を加えることにより孔６４の金属粉末９０を押圧して圧縮された圧粉体９１を形成する。金属粉末９０から圧粉体９１を形成する際の金属粉末９０の圧縮比は２〜３であるのが好ましい。

次に、コレット本体６０の孔６４に形成された圧粉体９１を還元性雰囲気に調整した加熱炉内で８００〜１１５０℃、好ましくは８５０〜１０００℃の温度で２０〜１２０分間、好ましくは３０〜９０分間焼結させる。

この焼結過程において、圧粉体９１中のニッケル（Ｎｉ）成分と燐（Ｐ）成分とが液相のＮｉ_３Ｐを発生し、焼結温度の上昇とともに次第に活発となる固相−液相間での相互拡散でもって圧粉体９１の多孔質焼結金属体１００への合金化が行われ、コレット本体６０の孔６４の周面６５及び端面８１の環状の残部６３への液相のＮｉ_３Ｐの良好なぬれ性（湿潤性）で多孔質焼結金属体１００のコレット本体６０への拡散接合による一体化が行われる。

焼結後、コレット本体６０を加熱炉から取り出すと共に治具７０の軸部７３をコレット本体６０の吸引孔６１から抜き出し、コレット本体６０及びコレット本体６０に一体的に拡散接合された多孔質焼結金属体１００に切削、研削、研磨などの機械加工を施し、コレット本体６０の一端面６６側で露呈すると共に当該一端面６６と面一である多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１を形成し、このようにして図３に示すようなコレット５０を製造する。露呈面１０１が一端面６６と面一にされる場合には、多孔質焼結金属体１００の周面全体がコレット本体６０に覆われるために、吸引孔６１に付与される吸引力の全てを露呈面１０１に伝達でき、吸着面としての露呈面１０１における半導体チップ１の確実な半導体チップ１の吸着を行うことができる。露呈面１０１を一端面６６と面一にする代わりに、機械加工により例えば一端面６６よりも突出した露呈面１０１としてもよい。

以上の製造方法は、コレット本体６０の孔６４の径が例えば０．５〜１．０ｍｍであるコレット５０を得る場合に推奨される。

以下、コレット５０の他の製造方法について特に図８及び図９を参照して詳細に説明する。

＜第二の製造方法＞
まず、図８に示すように、一端８３に配された孔６４及び孔６４に連通していると共に当該孔６４よりも小径の吸引孔６１を有しているコレット本体６０を準備する。コレット本体６０の材質は、上記と同様である。

次に、前記した第一の製造方法と同様の湿潤性を有した金属粉末９０を準備し、金属粉末９０をコレット本体６０の一端８３の孔６４に対して相補的な形状となるように金型（図示せず）内に装填して圧縮成形し、円柱状の圧粉体９１を形成する。圧粉体９１の外径寸法は、孔６４の径に対して締め代が与えられる寸法とされる。

次に、図９に示すように、圧粉体９１をコレット本体６０の一端８３から孔６４に圧入し、圧粉体９１の周面を孔６４の周面６５に当接させると共に圧粉体９１の上面を孔６４の端面８１の環状の残部６３に当接させる。

次に、コレット本体６０の一端８３の孔６４に圧入された圧粉体９１を還元性雰囲気に調整した加熱炉内で８００〜１１５０℃、好ましくは８５０〜１０００℃の温度で２０〜１２０分間、好ましくは３０〜９０分間焼結させる。

この焼結過程において、圧粉体９１中のニッケル（Ｎｉ）成分と燐（Ｐ）成分とが液相のＮｉ_３Ｐを発生し、焼結温度の上昇とともに次第に活発となる固相−液相間での相互拡散でもって圧粉体９１の多孔質焼結金属体１００への合金化が行われ、コレット本体６０の孔６４の周面６５及び残部６３への液相のＮｉ_３Ｐの良好なぬれ性で多孔質焼結金属体１００のコレット本体６０への拡散接合による一体化が行われる。

焼結後、コレット本体６０を加熱炉から取り出し、コレット本体６０及びコレット本体６０に一体的に拡散接合された多孔質焼結金属体１００に機械加工を施し、コレット本体６０の一端面６６側で露呈すると共に当該一端面６６と面一である多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１を形成し、このようにして図３に示すようなコレット５０を製造する。露呈面１０１が一端面６６と面一にされる場合には、多孔質焼結金属体１００の周面全体がコレット本体６０に覆われるために、吸引孔６１に付与される吸引力の全てを露呈面１０１に伝達でき、吸着面としての露呈面１０１における半導体チップ１の確実な半導体チップ１の吸着を行うことができる。上記と同様に、露呈面１０１を一端面６６と面一にする代わりに、機械加工により例えば一端面６６よりも突出した露呈面１０１としてもよい。

以上の第二の製造方法は、コレット本体６０の孔６４の径が例えば１．０ｍｍ以上のコレット５０を得る場合に推奨される。

上述の第一又は第二の製造方法により製造されたコレット５０によれば、半導体チップ１を吸着保持する多孔質焼結金属体１００は、圧粉体９１の焼結時にコレット本体６０に拡散接合により一体化されるのでコレット本体６０に脱落しないようにしっかりと保持され、多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１の全面が吸着面となって半導体チップ１にはその全面にわたって均等な吸着力が作用するために、半導体チップ１に吸着反りなどを生じさせることなく半導体チップ１をピックアップすることができる。

半導体チップ１は、多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１で吸着保持されるので、露呈面１０１の寸法（径）よりも小さな寸法の半導体チップ１を吸着保持することができ、種々の寸法の半導体チップ１に応じた寸法のコレットを製作する必要がないという経済性の面での利点も有する。

第一又は第二の製造方法により得られたコレット５０のコレット本体６０の一端８３をかしめて、孔６４の開口縁８２においてコレット本体６０にかしめ部（図示せず）を形成してもよく、このかしめ部によれば、多孔質焼結金属体１００の露呈面１０１の周縁部に機械的固定を加えることができ、斯かる多孔質焼結金属体１００は、端面８１の環状の残部６３にも当接しているために、多孔質焼結金属体１００を孔６４に強固に位置決め固定することができ、多孔質焼結金属体１００の孔６４からの抜け出し等の不具合を生じることをなくすことができる。

上述のようにして製造されたコレット５０は、前述したニードル突き上げ方式においても、また近年開発されているニードルレスピックアップ方式（特許文献２参照）、同低粘着フィルム方式（特許文献３参照）、同多段突き上げピックアップ方式（特許文献４参照）にも使用可能であり、厚さが５０μｍ程度の微小薄形半導体チップにおいても吸着反りを発生させることがない。

上記の製造方法では、吸引孔６１と、吸引孔６１の径よりも大きな径の孔６４とを有したコレット本体６０を用いたが、これに代えて、図１０に示すように、吸引孔６１と、吸引孔６１に連通すると共に吸引孔６１と同径の孔６４とを有したコレット本体６０を準備し、斯かるコレット本体６０に、治具７０の軸部７３をコレット本体６０の他端８４から吸引孔６１に嵌合挿入し、軸部７３の先端面７４で孔６４の端面８１を閉塞すると共に金属粉末９０をコレット本体６０の一端８３から孔６４に装填し、孔６４に装填された金属粉末９０をコレット本体６０の一端８３から孔６４に挿入された押圧ピン８０により押圧して圧粉体９１を形成し、以後、前記と同様にして、露呈面１０１を有した多孔質焼結金属体１００を具備したコレット５０を製造するようにしてもよい。また、吸引孔６１と同径の孔６４とを有したコレット本体６０と上記の第二の製造方法とを用いてコレット５０を得るようにしてもよい。このように上記のいずれの方法においても、コレット５０の一端８３の孔６４は吸引孔６１と同径であってもよい。

以上のように、一端８３に配された孔６４及び孔６４に連通した吸引孔６１を有しているコレット本体６０並びにコレット本体６０の吸引孔６１に隙間なしに挿入できる程度の径の軸部７３を有した治具７０を夫々準備する工程と、治具７０の軸部７３をコレット本体６０の他端８４から吸引孔６１に挿入する工程と、軸部７３が吸引孔６１に挿入されたコレット本体６０において当該コレット本体６０の一端８３の孔６４に金属粉末９０を装填する工程と、孔６４に装填された金属粉末９０をコレット本体６０の一端８３から孔６４に挿入された押圧ピン８０により押圧して圧粉体９１を形成する工程と、圧粉体９１を焼結させて孔６４においてコレット本体６０に拡散接合した多孔質焼結金属体１００を形成する工程と、コレット本体６０及び多孔質焼結金属体１００を機械加工してコレット本体６０の一端面１０１側で露呈する露呈面１０１を多孔質焼結金属体１００に形成する工程とを具備している製造方法によれば、孔６４においてコレット本体６０にしっかりと固定された多孔質焼結金属体１００を簡単に形成することができ、しかも、半導体チップ１を粘着シート２から吸着剥離する際に半導体チップ１に吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップ１に用いることができるコレット５０を得ることができる。

また、一端８３に配された孔６４及び孔６４に連通している吸引孔６１を有しているコレット本体６０を準備する工程と、金属粉末９０をコレット本体６０の一端８３の孔６４に対して相補的な形状となるように圧縮成形して圧粉体９１を形成する工程と、圧粉体９１をコレット本体６０の一端８３から孔６４に圧入する工程と、孔６４に圧入された圧粉体９１を焼結させて孔６４においてコレット本体６０に拡散接合した多孔質焼結金属体１００を形成する工程と、コレット本体６０及び多孔質焼結金属体１００を機械加工してコレット本体６０の一端面６６側で露呈する露呈面１０１を多孔質焼結金属体１００に形成する工程とを具備している製造方法によれば、コレット本体６０の一端８３の孔６４においてしっかりとコレット本体６０に固着された多孔質焼結金属体１００を簡単に形成することができ、しかも、半導体チップ１を粘着シート２から吸着剥離する際に該半導体チップ１に吸着反りを生じさせることなく、また、種々の寸法の半導体チップ１に用いることができるコレット５０を得ることができる。

本発明の実施の形態の例のコレットを適用したピックアップ装置の縦断面説明図である。 図１に示す例を適用したピックアップ装置の縦断面説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 図１に示す例の製造工程に関する説明図である。 本発明の実施の形態の更に他の例のコレットの製造工程に関する説明図である。 従来のピックアップ装置の縦断面説明図である。 図１１に示す例の縦断面説明図である。

符号の説明

５０ コレット
６０ コレット本体
６１ 吸引孔
６４ 孔
１００ 多孔質焼結金属体

Claims (6)

1. 一端に配された孔及びこの孔に連通した吸引孔を有しているコレット本体並びにコレット本体の吸引孔に隙間なしに挿入できる程度の径の軸部を有した治具を夫々準備する工程と、
   治具の軸部をコレット本体の他端から吸引孔に挿入する工程と、
   軸部が吸引孔に挿入されたコレット本体において当該コレット本体の一端の孔に金属粉末を装填する工程と、
   この金属粉末をコレット本体の一端から当該コレット本体の一端の孔に挿入された押圧ピンにより押圧して圧粉体を形成する工程と、
   この圧粉体を焼結させてコレット本体の一端の孔においてコレット本体に拡散接合した多孔質焼結金属体を形成する工程と、
   コレット本体及び多孔質焼結金属体を機械加工してコレット本体の一端面側で露呈する露呈面を多孔質焼結金属体に形成する工程と、
   を具備しているコレットの製造方法。
2. 治具の軸部の長さは、コレット本体の長さよりも短い請求項１に記載のコレットの製造方法。
3. 一端に配された孔及びこの孔に連通した吸引孔を有しているコレット本体を準備する工程と、
   金属粉末をコレット本体の一端の孔に対して相補的な形状となるように圧縮成形して圧粉体を形成する工程と、
   この圧粉体をコレット本体の一端から当該コレット本体の一端の孔に圧入する工程と、 コレット本体の一端の孔に圧入された圧粉体を焼結させて当該孔においてコレット本体に拡散接合した多孔質焼結金属体を形成する工程と、
   コレット本体及び多孔質焼結金属体を機械加工してコレット本体の一端面側で露呈する露呈面を多孔質焼結金属体に形成する工程と、
   を具備しているコレットの製造方法。
4. コレット本体は、機械構造用炭素鋼、無酸素銅及びタフピッチ銅から選択された材料からなる請求項１から３のいずれか一項に記載のコレットの製造方法。
5. 金属粉末は、４重量％以上１０重量％以下の錫、１０重量％以上４０重量％以下のニッケル及び０．１重量％以上０．７５重量％以下の燐を含有しており、残部が銅からなる請求項１から４のいずれか一項に記載のコレットの製造方法。
6. 金属粉末は、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つの無機物質粉末を含有している請求項１から５のいずれか一項に記載のコレットの製造方法。

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