JP2007200967A - チップピックアップ装置およびチップピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップを高速でダメージを与えることなくピックアップすることができるチップピックアップ装置およびチップピックアップ方法を提供する。
【解決手段】シート５に貼り付けられたチップ６を取出しノズル２１によって吸着保持してピックアップするチップピックアップ装置において、剥離ツール３２の上面の当接支持面に設けられた装着凹部内に、ゴムなどの可撓性の弾性体を球面状に成形したシート押上部材３４を装着し、取出しノズル２１の下降状態においてシート押上部材３４の押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接させ、取出しノズル２１がチップ６とともに上昇する上昇動作において押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート５の下面を押し上げる。これにより、シート５とチップ６とをチップ外縁側から剥離させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ウェハから切り出されシートに貼り付けられた状態のチップをピックアップするチップピックアップ装置およびチップピックアップ方法に関するものである。

半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数の個片チップより成るウェハから切り出される。この個片チップの切り出しは、粘着性のシートにウェハを貼り付けた状態で行われ、切り出された個片チップはシートから剥ぎ取られてピックアップされる（例えば特許文献１参照）。このピックアップ作業は、シートを下面側から吸着した状態で、シートの下面側からチップをエジェクタによって突き上げることによりシートから剥離させながら、チップを取出しヘッドによって吸着保持して取り出すようにしている。
特許第２６７９２６６号公報

最近の電子部品の小型化に伴ってチップは薄型化する傾向にあり、１００μｍ以下の極薄のチップが実用化されるようになっている。しかしながら、このように薄型化したチップは低剛性で撓みやすく極めて破損しやすいことから取り扱いが難しい。このためピックアップ動作の高速高能率化が難しく、また上述のウェハから個片のチップを取り出すピックアップ作業において、チップの割れや欠けなどのダメージを生じる場合があった。

そこで本発明は、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップすることができるチップピックアップ装置およびチップピックアップ方法ならびにチップ剥離装置およびチップ剥離方法を提供することを目的とする。

本発明のチップピックアップ装置は、シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置であって、前記シートを保持するシート保持部と、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記取り出しノズルを前記シート保持部に対して相対的に昇降させるノズル昇降機構と、前記チップに対して前記取り出しノズルを押圧するノズル押圧機構と、前記ノズル押圧機構の押圧荷重を設定する押圧荷重設定手段と、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構とを備え、前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、前記取り出しノズルを下降させて前記押圧荷重を第１の押圧荷重に設定した状態で前記保持面を前記チップの上面に当接させ、次いで前記押圧荷重を前記第１の押圧荷重よりも大きい第２の押圧荷重に設定し、前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部は押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接し、前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートとチップとをチップ外縁側から剥離させる。

本発明のチップピックアップ方法は、板状のチップが貼り付けられたシートを保持する
シート保持部と、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記取り出しノズルを前記シート保持部に対して相対的に昇降させるノズル昇降機構と、前記チップに対して前記取り出しノズルを押圧するノズル押圧機構と、前記ノズル押圧機構の押圧荷重を設定する押圧荷重設定手段と、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構とを備えたチップピックアップ装置によって前記シートから前記チップピックアップするチップピックアップ方法であって、前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、前記取り出しノズルを下降させて前記押圧荷重を第１の押圧荷重に設定した状態で前記保持面を前記チップの上面に当接させ、次いで前記押圧荷重を前記第１の押圧荷重よりも大きい第２の押圧荷重に設定し、前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部を押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接させ、前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートとチップとをチップ外縁側から剥離させ、次いで前記シートから剥離したチップを前記取出しノズルによって取り出す。

本発明によれば、取出しノズルの下降状態において可撓性を有する押上面をシートの下面に平面状に倣わせて当接させ、取出しノズルがチップとともに上昇する上昇動作において押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート下面を押し上げることにより、シートとチップとをチップ外縁側から剥離させてチップを高速でダメージを与えることなくピックアップすることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置におけるピックアップヘッドおよび取り出しノズルの部分断面図、図３は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の斜視図、図４は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図、図５は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の平面図、図６、図７は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ方法の工程説明図、図８は本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の構造説明図である。

まず図１を参照してチップのピックアップ装置の構成について説明する。このチップのピックアップ装置は、ダイシングによって個片に分割されシートに貼り付けられた状態の半導体チップを、真空吸引用の開口部を有する取出しノズルで吸着保持してピックアップする機能を有するものである。図１においてチップ供給部１は、ＸＹテーブル２に立設されたブラケット３上に保持テーブル４を結合して構成されている。保持テーブル４には複数の半導体チップ６（以下、単に「チップ６」と略記する）が貼り付けられたシート５が保持されている。保持テーブル４はシート５を保持するシート保持部となっている。ここで、チップ６は薄化加工された薄型チップであり、剛性が小さく撓みやすい特性を有している。

保持テーブル４の下方には剥離促進機構７が配設されている。剥離促進機構７は、以下
に説明するピックアップヘッド８によるチップ６のピックアップ動作において、シート５の下面に当接してチップ６とシート５との剥離を促進させる機能を有している。ＸＹテーブル２を駆動することにより、ピックアップ対象のチップ６は剥離促進機構７に対して位置合わせされる。チップ供給部１の上方には、移動テーブル９によって水平移動自在なピックアップヘッド８が配設されている。ピックアップヘッド８はノズル昇降機構２２によって昇降する昇降部２０の下部に取出しノズル２１を設けた構成となっている。ノズル昇降機構２２を駆動することにより、取出しノズル２１は保持テーブル４に対して相対的に昇降する。

図２（ａ）に示すように、昇降部２０の下部には、加圧室２４ａ内に受圧板２３を摺動自在に嵌合させた構成の空圧アクチュエータ２４が配設されており、受圧板２３には取出しノズル２１の上部が結合されている。受圧板２３の上面側の加圧室２４ａ内に作動気体を導入することにより、取出しノズル２１には下向きの荷重が作用し、これによりピックアップヘッド８によるチップ６のピックアップ動作において、取出しノズル２１はチップ６を押圧する。

加圧室２４ａは空圧配管２５を介して圧力設定部２６に接続されており、加圧室２４ａ内に導入される作動気体の圧力を圧力設定部２６によって所定圧力に設定することにより、取出しノズル２１による押圧荷重を所定値に設定することができるようになっている。上記構成において、昇降部２０に備えられた空圧アクチュエータ２４は、取り出しノズル２１をチップ６に対して押圧するノズル押圧機構を構成する。そして圧力設定部２６は、このノズル押圧機構の押圧荷重を設定する押圧荷重設定手段となっている。

図２（ｂ）に示すように、取出しノズル２１には真空吸引用の開口部２１ａが設けられており、開口部２１ａは真空配管２７を介して図２（ａ）に示す真空吸引源２８に接続されている。真空吸引源２８を駆動することにより、開口部２１ａから真空吸引し、チップ６を吸着保持する。開口部２１ａの下面には焼結体などの多孔質材より製作された吸着板２９が装着されており、開口部２１ａから真空吸引する際に、吸着板２９の下面の保持面２９ｂにチップ６の全範囲を均等に吸着して保持することができるようになっている。吸着板２９の外周側面には、樹脂膜など気密性を有するシール膜２９ａが設けられており、真空吸着時の吸着性能を確保するようにしている。

保持面２９ｂは平坦面に加工されており、薄くて撓みやすいチップ６を対象とする場合にあっても、チップ６も全範囲を真空吸着によって保持面２９ｂに密着させて保持することにより、チップ６を平坦な状態に保つことができる。すなわち、取出しノズル２１は昇降機構によって保持テーブル４に対して相対的に昇降し、吸着板２９の下面にはチップ６の上面に当接してこのチップ６を吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面２９ｂが設けられている。

シート５から剥離されたチップ６は、取出しノズル２１によって真空吸着によりピックアップされる。ピックアップされたチップ６は、移動テーブル９によってピックアップヘッド８が移動することにより、取出しノズル２１とともに基板保持テーブル１０の上方に移動する。そしてここで取出しノズル２１を昇降させることにより、チップ６は基板保持テーブル１０に保持された基板１１上に実装される。

保持テーブル４の上方には、カメラ１３を備えた撮像部１２が配設されている。撮像部１２はシート５上のチップ６を上方から撮像し、撮像結果を画像認識部１４に対して出力する。画像認識部１４はこの撮像結果を認識処理することにより、チップ６の位置を検出する。演算部１５はＣＰＵであり、記憶部１６に記憶されたプログラムを実行することにより各種動作処理や演算を行うことにより、以下に説明する各部を制御する。

記憶部１６は各部の動作に必要なプログラムや認識対象のチップ６のサイズや、シート５上での配列データ、圧力設定部２６によって設定される圧力値などの各種データを記憶する。この圧力値として本実施の形態においては、取出しノズル２１によってチップ６を押圧する際に切り替えられる２種類の押圧荷重（第１の押圧荷重Ｆ１および第２の押圧荷重Ｆ２）に対応した第１の圧力値Ｐ１および第２の圧力値Ｐ２の２種類の圧力値を記憶するようにしている。

機構制御部１７は、ピックアップヘッド８およびピックアップヘッド８を移動させる移動テーブル９、剥離促進機構７、ＸＹテーブル２および圧力設定部２６を制御する。ＸＹテーブル２，保持テーブル４，移動テーブル９、演算部１５および機構制御部１７は、位置検出手段によるチップ６の位置検出結果に基づいてピックアップ対象のチップを取出しノズル２１の開口部２１ａに対して相対的に位置決めする位置決め手段となっている。表示部１８は撮像されたチップ６の画像や操作・入力時の画面を表示する。操作・入力部１９はキーボードなどの入力装置であり、操作入力やデータ入力を行う。

次に図３、図４を参照して、剥離促進機構７の構成について説明する。図３に示すように剥離促進機構７は、機構本体部７ａ，機構本体部７ａに昇降自在に保持された支持軸部３１および剥離ツール３２より構成される。剥離ツール３２は対象となるチップ６の形状・サイズに応じて別体で準備され、支持軸部３１の上面に交換自在に装着される。

機構本体部７ａ内にはツール昇降機構（図示省略）が内蔵されており、ツール昇降機構を駆動することにより、剥離ツール３２は保持テーブル４に保持されたシート５に対して相対的に昇降する。剥離ツール３２の上面はシート剥離動作においてシート５の下面に当接してシート５を下受け支持する当接支持面３２ａとなっている。したがって、剥離ツール３２は、シート５の下面に当接してこのシート５を下受け支持する当接支持面が設けられ保持テーブル４に対して相対的に昇降する昇降部となっている。

当接支持面３２ａには、同心配置で複数の吸着孔３２ｂが設けられており、これらの吸着孔３２ｂによって囲まれた位置に設けられた正方形状の装着凹部３２ｃには、ゴムなどの可撓性の弾性体を、上に凸形の曲面を有する形状（本実施の形態においては球体）に成形したシート押上部材３４が装着されている。図４、図５に示すように吸着孔３２ｂは、当接支持面３２ａがシート５の下面に当接しピックアップ対象となるチップ６に位置合わせされた状態においてチップ６に相当する範囲、すなわちチップ下受け範囲の外側に位置するように配置されている。

これらの吸着孔３２ｂは剥離ツール３２の内部に設けられた円周溝形状の吸引空間３２ｄから当接支持面３２ａまで貫通して設けられており、さらに吸引空間３２ｄは支持軸部３１の内部を介して真空吸引源３５と連通している。当接支持面３２ａをシート５の下面に当接させた状態で、真空吸引源３５を駆動することにより吸着孔３２ｂから真空吸引し、これによりシート５は当接支持面３２ａに吸着保持される。

当接支持面３２ａにおいて、シート押上部材３４はチップ下受け範囲内の中央に位置するように配置されている。シート押上部材３４は以下に説明するように、取出しノズル２１によってチップ６を取り出すチップ取り出し動作において、シート５の下面に当接してこのシート５を押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部として機能する。

すなわちチップ６を取出しノズル２１によって平面状態に保持した状態で、剥離ツール３２をシート５に対して相対的に上昇させると、シート押上部材３４の上面側、すなわち当接支持面３２ａから上方に突出した部分は、シート５によって押圧されて変形する。そ
してさらに剥離ツール３２をシート５に対して押し付けて当接支持面３２ａがシート５の下面に当接するまでシート押上部材３４が変形した状態においては、シート押上部材３４は、上面をシート５の下面に平面状に倣わせて上部が平坦となった状態で当接する。

次いで吸着孔３２ｂによってシート５を吸着保持した後に、チップ６を保持した取出しノズル２１を上昇させると、以下のようにシート５とチップ６との剥離が行われる。チップ６が取出しノズル２１とともに上昇すると、当接支持面３２ａに吸着保持されたシート５に対してチップ６を剥離させる力が作用する。このとき、シート５の下面には圧縮変形状態のシート押上部材３４が当接していることから、取出しノズル２１の上昇に伴ってシート押上部材３４は元の形状（上に凸形の曲面状（ここでは球面状））に復帰するように変形し、これにより、シート５はシート押上部材３４の上面の少なくとも一部分によって押し上げられる。すなわちシート押上部材３４の上面の少なくとも一部分は、シート５を押し上げる押上面として機能する。

このとき、押上面は上に凸形の曲面状となっていることから、チップ６の外縁部近傍ではシート押上部材３４の上面は押上面として機能せず、したがってチップ６の外縁部においてはチップ６の上昇に伴ってシート５との剥離が進行する。これに対し、チップ６の中央部分においては、シート押上部材３４の押上面はチップ６の上昇に伴ってシート５を押上げ、これによりシート５はチップ６との密着状態を保つ。そしてチップ６がシート押上部材３４の突出代より高い位置まで上昇すると、もはやシート押上部材３４はシート５を押し上げる作用を失い、これにより、シート５はチップ６と最終的に完全剥離する。このシート押上部材３４による剥離促進においては、チップ６とシート５との剥離は必ずチップ６の外縁側から進行するようになっている。

すなわち上述構成において、取出しノズル２１が剥離ツール３２に対して相対的に下降した状態において、シート押上部材３４は押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接する。そしてチップ６を吸着保持した取出しノズル２１を上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、シート押上部材３４が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート５の下面を押し上げることにより、シート５とチップ６とをチップ外縁側から剥離させる。

このチップのピックアップ装置は上記のように構成されており、次に図６，図７を参照して、このチップのピックアップ装置を用いたピックアップ方法について説明する。まずピックアップ動作開始に先だって圧力設定部２６の設定圧力値を、以下に説明する第１の押圧荷重Ｆ１，第２の押圧荷重Ｆ２に対応した第１の圧力値Ｐ１，第２の圧力値Ｐ２に設定する。ここで第１の押圧荷重Ｆ１は、後述するチップのピックアップ動作において、取出しノズル２１を下降させてチップ６に当接させる際に、吸着板２９がチップ６に接触するのみで、チップ６に押圧力によるダメージを生じさせないような低い荷重である。また第２の押圧荷重Ｆ２は、シート押上部材３４を取出しノズル２１に保持されたチップ６にシート５の下面側から当接させて押し付ける際に、シート押上部材３４を保持面２９ｂに倣わせて変形させるのに十分な大きさの荷重である。

この後、ピックアップ動作が開始される。このとき、圧力設定部２６の設定圧力値は、上述の第１の圧力値Ｐ１に設定されている。図６（ａ）において剥離ツール３２の上方には、当該ピックアップ動作においてピックアップ対象となるチップ６がシート５に貼り付けられた状態で位置している。次いで図６（ｂ）に示すように、取出しノズル２１を下降させて吸着板２９をチップ６の上面に当接させるとともに、開口部２１ａから真空吸引してチップ６を吸着板２９によって保持する。これにより、チップ６は吸着板２９の下面の保持面２９ｂによって平坦な状態に保持される。このとき、受圧板２３に作用する圧力は、第１の圧力値Ｐ１に設定されていることから、取出しノズル２１がチップ６に当接する
際に、チップ６には押圧荷重によるダメージが生じない。

そしてこの後、圧力設定部２６の設定圧力は第２の圧力値Ｐ２に切り替えられ、図６（ｃ）に示すように、剥離ツール３２を上昇させて当接支持面３２ａをシート５の下面に当接させるとともに、吸着孔３２ｂから真空吸引することにより、シート５を当接支持面３２ａに吸着保持する。これにより、チップ６が平坦な状態に保たれたままシート５がシート押上部材３４に対して押し付けられることにより、シート押上部材３４は球体から変形し、上面がシート５の下面に倣って平坦な状態となる。このとき、受圧板２３に作用する圧力は、第２の圧力値Ｐ２に設定されていることから、取出しノズル２１がチップ６を上面側から押圧する際に、シート押上部材３４を変形させるのに必要な押圧荷重が確保される。

この後、取出しノズル２１を上昇させてチップ６をシート５から剥離させて取り出すチップ取出し動作が開始される。すなわち図７（ａ）に示すように、取出しノズル２１をわずかに上昇させた状態では、上に凸の球面状の押上面を有するシート押上部材３４が元の形状への復帰を開始することにより、シート５はチップ６の外縁側を除く大部分の範囲においてシート押上部材３４によって押し上げられてチップ６と密着した状態を保ち、外縁側のみにおいてチップ６とシート５との剥離が開始される。

この後取出しノズル２１がさらに上昇すると、チップ６の上昇につれてチップ６とシート５との剥離がチップ６の外縁側から進行し、図７（ｂ）に示すように、シート５はシート押上部材３４の押上面の頂部によって押し上げられた部分のみがチップ６の下面に密着した状態となる。そしてこの後、図７（ｃ）に示すように、取出しノズル２１がさらに上昇すると、保持されたチップ６はシート５から完全に剥離して分離し、チップ６の取り出しが完了する。

すなわち、上述のチップのピックアップ方法においては、取り出しノズル２１を下降させて押圧荷重を第１の押圧荷重Ｆ１に設定した状態で保持面２９ｂをチップ６の上面に当接させ、次いで押圧荷重を第１の押圧荷重Ｆ１よりも大きい第２の押圧荷重Ｆ２に設定し、取出しノズル２１の下降状態において、シート押上部材３４の押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接させる。そしてチップ６を吸着保持した取出しノズル２１を上昇させてチップ６を取り出すチップ取出し動作において、シート押上部材３４が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート５の下面を押し上げることにより、シート５とチップ６とをチップ外縁側から剥離させ、次いでシート５から剥離したチップ６を取出しノズル２１によって取り出すようにしている。これにより、薄型のチップや脆性材料で製作されて剛性が低く破損しやすい種類のチップを対象とする場合にあっても、ピックアップ動作を高速でダメージを与えることなく行うことができる。

なお上記実施の形態においては、略正方形状のチップ６を対象とする実施例を示しているが、対象となるチップが長方形など一方向に細長い平面形状を有するものである場合には、図８に示すような形状の剥離ツール３２Ａを用いることができる。図８において、剥離ツール３２Ａの上面の当接支持面３２ａには、長方形の平面形状を有するチップ６Ａを対象とするチップ下受け範囲の内側に、３つの装着凹部３２ｃが設けられている。それぞれの装着凹部３２ｃには、図４に示すシート押上部材３４が装着されている。

すなわち、この実施例においては、押上部であるシート押上部材３４をチップ６Ａの長辺方向に複数配置した形態となっている。この実施例においても、チップ６Ａを取出しノズル２１によって取り出す際には、シート５はチップ６Ａの外縁部を除く範囲においてシート押上部材３４によって押し上げられる。したがってシート５とチップ６Ａとの剥離は確実にチップ６Ａの外縁側から開始し、前述実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、チップの形状に拘わらず、シート押上部材３４をチップの辺方向に複数配置しても構わない。例えば、正方形のチップ６を対象とする場合において、チップ６を平面視してチップの四隅付近と中央付近に対応する計５箇所にシート押上部材３４を配置してもよい。また複数のシート押上部材３４の個数は、適宜設定して構わないし、各シート押上部材３４の大きさを互いに変えてもよい。

（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２のチップのピックアップ装置における取り出しノズルの部分断面図、図１０、図１１は本発明の実施の形態２のチップのピックアップ方法の工程説明図、図１２は本発明の実施の形態２のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の構造説明図である。

図９において、剥離ツール１３２は、図４に示す剥離ツール３２においては当接支持面３２ａの中央に固定的に装着されていたシート押上部材３４を、昇降動作可能に構成した形態となっており、同様に支持軸部３１に交換自在に装着される。当接支持面１３２ａには、同心配置で複数の吸着孔１３２ｂが設けられており、実施の形態１と同様に真空吸引源１３５を駆動することにより、吸着孔１３２ｂから真空吸引し、当接支持面１３２ａにシート５を吸着保持することが可能となっている。

吸着孔１３２ｂの内側には、装着孔部１３２ｃが上下方向に貫通して設けられている。装着孔部１３２ｃ内には、シート押上軸１３６が上下方向に挿通しており、シート押上軸１３６の上端部には実施の形態１に示すシート押上部材３４と同様構成のシート押上部材１３４が固着されている。シート押上軸１３６は昇降駆動機構１３７によって昇降自在となっており、定常状態においてはシート押上部材１３４は当接支持面１３２ａよりも下方の位置にある。そして昇降駆動機構１３７によってシート押上部材１３４の上部を当接支持面１３２ａから突出させることにより、シート押上部材１３４は実施の形態１におけるシート押上部材３４と同様に押上部として機能する。

すなわち、上述構成において、シート押上部材１３４は、剥離ツール１３２に対して昇降自在に設けられており、予め取出しノズル２１を下降させてチップ６を吸着保持した後に、シート押上部材１３４を上昇させることにより、押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接するようにしている。

次に図１０，図１１を参照して、このチップのピックアップ装置を用いたピックアップ方法について説明する。まずピックアップ動作開始に先だって、実施の形態１と同様に、圧力設定部２６の設定圧力値を、第１の押圧荷重Ｆ１，第２の押圧荷重Ｆ２に対応した第１の圧力値Ｐ１，第２の圧力値Ｐ２に設定する。

次いでピックアップ動作が開始される。図１０（ａ）において、剥離ツール１３２の上方には、当該ピックアップ動作においてピックアップ対象となるチップ６が、シート５に貼り付けられた状態で位置している。次いで、図１０（ｂ）に示すように、剥離ツール１３２を上昇させて当接支持面１３２ａをシート５の下面に当接させるとともに、吸着孔１３２ｂから真空吸引することにより、シート５を当接支持面１３２ａによって吸着保持する。

そして図１０（ｃ）に示すように、取出しノズル２１を下降させて吸着板２９をチップ６の上面に当接させるとともに、開口部２１ａから真空吸引してチップ６を吸着板２９によって保持する。これにより、チップ６は吸着板２９の下面の保持面２９ｂによって平坦な状態に保持される。このとき、受圧板２３に作用する圧力は、第１の圧力値Ｐ１に設定
されていることから、取出しノズル２１がチップ６に当接する際にチップ６にはダメージが生じない。

そしてこの後、圧力設定部２６の設定圧力は第２の圧力値Ｐ２に切り替えられ、次いで図１１（ａ）に示すように、昇降駆動機構１３７を駆動してシート押上軸１３６を上昇させ、チップ６が平坦な状態に保たれたまま、シート５の下面にシート押上部材１３４を押し付ける。これにより、シート押上部材１３４は球体から変形し、上面がシート５の下面に倣って平坦な状態となる。このとき、受圧板２３に作用する圧力は、第２の圧力値Ｐ２に設定されていることから、取出しノズル２１がチップ６を上面側から押圧する際に、シート押上部材３４を変形させるのに必要な押圧荷重が確保される。

この後、取出しノズル２１を上昇させてチップ６をシート５から剥離させて取り出すチップ取出し動作が開始される。このとき、実施の形態１において図７（ａ）に示す状態と同様に、シート押上部材１３４が元の形状への復帰を開始することにより、シート５はチップ６の外縁部側から剥離を開始する。そしてこの後取出しノズル２１がさらに上昇すると、チップ６とシート５との剥離がチップ６の外縁側から進行し、図１１（ｂ）に示すように、シート５はシート押上部材１３４の押上面の頂部によって押し上げられた部分のみがチップ６の下面に密着した状態となる。そしてこの後、図１１（ｃ）に示すように、取出しノズル２１がさらに上昇すると、保持されたチップ６はシート５から完全に剥離して分離し、チップ６の取り出しが完了する。そして実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を得る。

なお上記実施の形態２においては、略正方形状のチップ６を対象とする実施例を示しているが、対象となるチップが長方形など一方向に細長い平面形状を有するものである場合には、図１２に示すような形の当接支持面１３２ａを用いることができる。図１２において、剥離ツール１３２Ａの上面の当接支持面１３２ａには、長方形の平面形状を有するチップ６Ａを対象とするチップ下受け範囲の内側に、嵌合開口部１３２ｄが設けられている。嵌合開口部１３２ｄには３つのシート押上部材１３４が上端部に装着されたシート押上軸１３６Ａが嵌入しており、シート押上軸１３６Ａは図９に示す昇降駆動機構１３７によって昇降自在となっている。

上記構成において、３つのシート押上部材１３４は、図１１に示すチップ取り出し動作におけるシート押上部材１３４と同様の機能を有しており、チップ６Ａの取り出し動作においては、３つのシート押上部材１３４によってシート５を押し上げるようにしている。すなわち、この実施例においては、押上部をチップ６Ａの長辺方向に複数配置した形態となっている。この実施例においても、チップ６Ａを取出しノズル２１によって取り出す際には、シート５とチップ６Ａとの剥離は確実にチップ６Ａの外縁側から開始し、同様の効果を得ることができる。

なお、チップの形状に拘わらず、シート押上部材１３４をチップの辺方向に複数配置しても構わない。例えば、正方形のチップ６を対象とする場合において、チップ６を平面視してチップの四隅付近と中央付近に対応する計５箇所にシート押上部材１３４を配置してもよい。また複数のシート押上部材１３４の個数は、適宜設定して構わないし、各シート押上部材１３４の大きさを互いに変えてもよい。

また、上記実施の形態１，２においては、シート押上部材３４、１３４としてゴムなどの弾性体で製作された球体を用いる例を示したが、シート押上部材３４、１３４の形状・構成はこれに限定されるものではなく、多様な形態のものを用いることができる。例えば、押上面の形状としては球状面に限らず、上に凸の曲面であれば放物曲面や楕円曲面など各種の形状を採用してもよい。またシート押上部材３４、１３４の構成としては、内部に
空洞部がない中実体のみならず、内部に空洞部を有する中空体を用いることも可能である。

さらに、上記実施の形態においては、シート押上部材３４、１３４がシート５を押し上げる際の押し上げ力をゴムなどの可撓性の弾性材質が元の形状に復帰しようとする際の復元力を用いるようにしているが、シート押上部材３４、１３４として中空体を用い、内部空洞に空気を注入して膨らませる構成を採用するようにしてもよい。これによれば、押上力の大きさや押し上げタイミングを任意に制御することができるという利点がある。

本発明のチップのピックアップ装置およびピックアップ方法は、チップを端面側から無理なくシートから剥離させて、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップすることができるという効果を有し、薄型のチップをピックアップの対象とするピックアップ装置に対して有用である。

本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置におけるピックアップヘッドおよび取り出しノズルの部分断面図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の斜視図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の平面図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の構造説明図 本発明の実施の形態２のチップのピックアップ装置における取り出しノズルの部分断面図 本発明の実施の形態２のチップのピックアップ方法の工程説明図 本発明の実施の形態２のチップのピックアップ方法の工程説明図 本発明の実施の形態２のチップのピックアップ装置における剥離促進機構の構造説明図

符号の説明

４ 保持テーブル（シート保持部）
５ シート
６ チップ
７ 剥離促進機構
８ ピックアップヘッド
２１ 取出しノズル
２４ 空圧アクチュエータ（ノズル押圧機構）
３２、３２Ａ、１３２，１３２Ａ 剥離ツール
３２ａ 当接支持面
３２ｂ 吸着孔
３４、１３４ シート押上部材

Claims (7)

1. シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置であって、
   前記シートを保持するシート保持部と、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記取り出しノズルを前記シート保持部に対して相対的に昇降させるノズル昇降機構と、前記チップに対して前記取り出しノズルを押圧するノズル押圧機構と、前記ノズル押圧機構の押圧荷重を設定する押圧荷重設定手段と、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構とを備え、
   前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、
   前記取り出しノズルを下降させて前記押圧荷重を第１の押圧荷重に設定した状態で前記保持面を前記チップの上面に当接させ、次いで前記押圧荷重を前記第１の押圧荷重よりも大きい第２の押圧荷重に設定し、前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部は押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接し、前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートとチップとをチップ外縁側から剥離させることを特徴とするチップピックアップ装置。
2. 前記押上部は、可撓性の弾性体を上に凸形の曲面を有する形状に成形してなることを特徴とする請求項１記載のチップピックアップ装置。
3. 前記押上部を複数配置したことを特徴とする請求項１または２記載のチップピックアップ装置。
4. 前記押上部は前記昇降部に対して昇降自在に設けられており、予め前記取出しノズルを下降させて前記チップを吸着保持した後に前記押上部を上昇させることにより、前記押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接することを特徴とする請求項１乃至３記載のチップピックアップ装置。
5. 板状のチップが貼り付けられたシートを保持するシート保持部と、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記取り出しノズルを前記シート保持部に対して相対的に昇降させるノズル昇降機構と、前記チップに対して前記取り出しノズルを押圧するノズル押圧機構と、前記ノズル押圧機構の押圧荷重を設定する押圧荷重設定手段と、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構とを備えたチップピックアップ装置によって前記シートから前記チップピックアップするチップピックアップ方法であって、
   前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、
   前記取り出しノズルを下降させて前記押圧荷重を第１の押圧荷重に設定した状態で前記
   保持面を前記チップの上面に当接させ、次いで前記押圧荷重を前記第１の押圧荷重よりも大きい第２の押圧荷重に設定し、前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部を押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接させ、
   前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートとチップとをチップ外縁側から剥離させ、
   次いで前記シートから剥離したチップを前記取出しノズルによって取り出すことを特徴とするチップピックアップ方法。
6. 前記押上部は、可撓性の弾性体を上に凸形の曲面を有する形状に成形してなり、前記取出しノズルの下降状態において、前記取出しノズルによって前記チップおよびシートを介して前記押上部を弾性変形させることにより、押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接させることを特徴とする請求項５記載のチップピックアップ方法。
7. 前記押上部は前記昇降部に対して昇降自在に設けられており、予め前記取出しノズルを下降させて前記チップを吸着保持した後に前記押上部を上昇させることにより、前記押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接することを特徴とする請求項５または６記載のチップピックアップ方法。
   

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