JP2008544516A - ホイルキャリアのホイルを延伸させる手段、ウエハからダイ片を剥離させる機構及びダイ片剥離方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ホイルキャリア（１）のホイル（２）を延伸させる手段であって、ホイルはフレーム（３）に結合されており、この手段は円形の内側ボディ（６）と円形の外側ボディ（７）とを有し、少なくとも一方のボディで前記フレームを支持するとともに、一方のボディを他方のボディに対して軸線方向に移動させて、内側ボディを外側ボディ内に延在させることにより前記ホイルを延伸させる手段に関するものであり、一方のボディの、他方のボディに対する回転運動に際しての結合を達成するとともに、この回転運動が、前記ホイル（２）を延伸させるのに必要な軸線方向運動に変換されるようにする結合手段（１０）が設けられている。本発明は更に、ダイ片をホイルキャリアから剥離させる機構及び方法にも関するものである。

Description

本発明は、ホイルキャリアのホイルを延伸させる延伸手段であって、前記ホイルはフレームに結合されており、この延伸手段は円形の内側ボディと円形の外側ボディとを有し、少なくとも一方のボディで前記フレームを支持するとともに、一方のボディを他方のボディに対して軸線方向に移動させて、内側ボディを外側ボディ内に延在させることにより前記ホイルを延伸させる延伸手段に関するものである。

本発明は、ホイルキャリアを延伸させる手段を有し、ホイルキャリア上に配置されたウエハからダイ片を剥離させる機構にも関するものである。

本発明は更に、ウエハからダイ片を剥離させる方法に関するものである。

頭書に記載した延伸手段は、例えば、米国特許第５，９７９，７２８号明細書に記載されており、この米国特許明細書にはウエハからダイ片を分断及び分離させる装置が開示されている。このような適用分野が本発明の基礎ともなるものであるが、本発明の延伸手段は、フレーム上に配置され、延伸させる必要があるいかなるホイルに対しても用いることができる。この米国特許明細書におけるボディは、アンビル及びベース固定部材をそれぞれ有している。ホイルは内側リングと外側リングとの間に配置され、これらのリングが相俟ってフレームを構成している。アンビルがベース固定部材に対して軸線方向に移動すると、フレームの内側リングが外側リングに対して軸線方向に移動し、その結果、可撓性のホイルが延伸する。

この既知の延伸手段には、ホイルを延伸させる手段が大きなスペースを占めるという問題がある。このことは主として、その軸線（円形ボディに対する軸線）方向に対して該当する。アンビルは、軸線方向の移動をもたらすある種の駆動手段を必要とする。米国特許第５，９７９，７２８号明細書では、この目的のためにある種の駆動軸又は駆動棒を用いることが提案されている。この駆動軸は、その機能を達成するために、軸線方向にかなり長く延在している。

延伸手段は通常、ホイルを延伸させることによりダイ片が分離された後に、これらダイ片を処理するのに必要な他の手段と組み合わせて用いられる。例えば、検査手段や、個々のダイ片をホイルから除去させて外部のパッケージ内に又は基板上に配置するピックアンドプレース手段が考えられる。ダイ片がウエハ上に配向されていると、これらの他の手段も主として軸線方向に延在している。ホイル延伸手段は本質的に、ホイルの裏側、すなわち、ウエハの裏側に位置している為、これらの他の手段は殆ど延伸手段とは反対方向に延在している。その結果、軸線方向に関して占めるスペースは大きくなる。
米国特許第５，９７９，７２８号

本発明の目的は、軸線方向において必要とするスペースが小さくなる頭書に記載した延伸手段を提供することにある。

本発明によれば、請求項１に記載したホイルキャリアのホイルを延伸する手段を提供する。本発明によれば、軸線方向の運動のみを課するのではなく、回転運動、すなわちトルクを少なくとも一方のボディに課し、この運動を結合手段によって必要とする軸線方向の運動に変換する。このようにすることにより、以下に詳細に説明するレバー動作が得られる。特にボディが比較的大きい場合には、外形寸法が大きくなればなるほど、強いレバー動作を得ることができる。従って、ボディが必要とする運動をもたらすとともに、電動機のような如何なる種類のモータ又はアクチュエータともしうる駆動手段をコンパクトで軽量な設計にすることができる。一方のボディを直接軸線方向に駆動する必要がない為、駆動手段がこの軸線方向で占めるスペースが小さくて足りる。本発明による駆動手段は必要とする回転運動を手動で行うこともできる。この手動による回転運動は、例えば、外側ボディに握りを装着することにより容易に達成しうる。本発明による結合手段と同様な機能を有する最も一般的な例の結合手段は、蓋や、瓶の先端にそれぞれ付けられているねじ山である。

本発明による好適例では、前記結合手段が、突起部及び細長状の凹所を有しており、前記突起部は一方のボディに配置されているとともに、他方のボディに配置された前記凹所と結合し、前記凹所は、対応するボディに対する接線方向及び軸線方向の双方に延在しているようにする。このようにすることにより、結合手段の構造を簡単にするとともに、少なくとも突起部又は凹所が外側ボディの外側に配置されている状態に比べて、経方向で占めるスペースを減少させる。前記凹所はこれらの長手方向に対し僅かな傾斜角を有しているようにするのが特に好ましい。これらの凹所は、例えば、１０°よりも小さな傾斜角を有するように設計することができる。傾斜角を小さくすることによりレバー作用を最大にする。又、対応する円形のボディの直径を比較的大きく設計することにより、このような小さな傾斜角を容易に得ることができる。

本発明の他の好適例では、前記外側ボディの外面又は前記内側ボディの内面を歯付面とする。前記歯付面と結合する歯車が電動機により駆動されるようにするのが、特に好ましい。このようにした結果、必要な回転運動を得るのに有効な駆動機構が得られる。

本発明は、ホイルキャリア上に配置されたウエハからダイ片を剥離させる機構であって、この機構が、機構支持体上に配置された本発明による延伸手段と、個々のダイ片をホイルキャリアから持ち上げて、これらダイ片を外部の部分に配置するピックアンドプレースユニットとを有しており、このピックアンドプレースユニットは前記機構支持体上に配置され前記延伸手段に面している機構にも関するものである。個々のダイ片を検査するために、機構支持体上に検査ユニットをも装着するのが好ましい。このようにすることにより、ウエハ上のダイ片の検査と、ウエハからのダイ片の剥離との双方を行いうる機構が得られる。この機構が占める軸線方向のスペースは比較的小さい。更に、ホイルを延伸させる手段を駆動するこの機構の力は比較的小さくて足り、従って、この機構は比較的軽量となる。

本発明は、本発明による機構によりホイルキャリアからダイ片を除去する方法であって、この方法が、
‐ 複数のダイ片であって、これらダイ片はこれらのエッジに沿って互いに分離されている当該ダイ片を有するウエハを支持するホイルを具えるホイルキャリアを準備する工程と、
‐ このホイルキャリアを内側ボディと外側ボディとの間に配置する工程と、
‐ 前記内側ボディ及び外側ボディの双方を第１の方向で相対的に回転運動させ、この回転運動を相対的な軸線方向の運動に変換してホイルを延伸させる工程と、
‐ 個々のダイ片をウエハから持ち上げて、これらダイ片を外部の部分に配置する工程と、
‐ 前記内側ボディ及び外側ボディの双方を前記第１の方向とは反対の方向に相対的に回転させて前記ホイルを釈放させる工程と、
‐ 前記ホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間から除去する工程と
を具える方法にも関するものである。

この結果として、ダイ片をウエハから剥離させる高速な方法が得られる。本発明による方法は、ダイ片をこれらの機能に関して検査する工程をも有するのが好ましい。

このような方法は更に、
‐ 複数のホイルキャリアであって、各ホイルキャリアが、複数のダイ片を有するウエハを支持するホイルを有している当該ホイルキャリアを準備する工程と、
‐ これらホイルキャリアをラック内に配置する工程と、
‐ ホイルキャリアを前記ラックから取り出し、このホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間に配置する工程と、
‐ このホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間から取り出して前記ラック内に戻す工程と
を具えるのが特に好ましい。

これらの工程によれば、ウエハを部分的に処理して処理を中断させ、次にホイルキャリアをラック内に一時的に保存し、最後に後の工程でホイルキャリアを円形のボディ間に配置して依然としてウエハ上にあるダイ片を更に処理するようにしうる。上述した方法の工程は、いかなる任意の、有利な順序で組み合わせることができること勿論である。更に、上述した方法によれば、全体の処理速度を速めることができる。その理由は、人間の介在なしに複数のウエハを順次に処理しうる為である。このことは、対応する処理工程を自動化するとともに、例えば、リール上に設けられた外部パッケージを準備することにより可能としうる。

図１は、ホイル（箔）２を有するホイルキャリア１であって、このホイルがその外側縁に沿ってリング状のフレーム３に結合された当該ホイルキャリア１を示す。ホイル上にはウエハ４が接着されており、このウエハは複数のダイ片５１₁ 〜５１_N を有している。これらのダイ片は最終製品又は部分的に処理されるダイ片とすることができる。“ダイ片”とは、ＩＣ、個々のトランジスタ、ＭＥＭＳ素子、受動回路網等の半導体基板の如何なる個々の素子をも意味するものである。本発明は主として、ウエハを有するホイルキャリア（当該技術分野ではしばしばフィルムフレームキャリア、すなわちＦＦＣと称される）に向けたものであるが、その原理はフレームに結合され、可逆的に圧力を加えるようにする必要がある如何なるホイルに関しても用いることができる。

本発明の原理は、図２ａ及び２ｂにつき最も良好に説明しうる。これらの図は本発明の好適実施例による手段の断面図を、ホイルキャリア１がそれぞれ開始位置及び延伸位置にある状態で示している。これらの図は、ホイルキャリア１以外に、円形の内側ボディ６及び円形の外側ボディ７を示している。これらのボディはリング状（環状）にするのが好ましい。外側ボディ７は、ホイルキャリア１のフレーム３を支持するフランジ１２を有している。内側ボディ（内側リング）６は、動作状態でホイルに接触するフランジ１１を有している。内側ボディのフランジ１１は、少なくとも動作状態で外側ボディの内側に配置されている。従って、一見して幾分混乱するように見えるが、ボディ６は、このボディの他の部分１４が外側ボディ７の外側に配置されているにもかかわらず、内側ボディと称するものである。

ボディ６及び７の双方が結合手段１０を有している。すなわち、内側ボディ６内に凹所８が配置され、外側ボディ７に突起部９が装着され、この突起部が凹所８と結合される。一方のボディには他方のボディに対し回転軸線Ａを中心とする回転運動が開始位置から課せられる。これにより、突起部９が凹所８を通過する。この通過をもたらす回転運動は、一方のボディが他方のボディに対し軸線方向Ｙに同時変移されるような進路をとる。この変移の為に、フランジ１１が外側ボディ７の孔内に入り込み、ホイルキャリア１のホイル２を延伸させる。円形フランジ１２は外側ボディ７のこの孔を規定する。回転運動を逆方向に行うことにより、再び開始位置に到達し、これによりホイルを延伸状態から釈放させる。ボディ６及び７の双方の直径は実際には図２ａ及び２ｂに示すよりも著しく大きい。ダイ片５１₁ 〜５１_N は、ボディ６及び７間に配置する際に外側ボディ７に面するようにする。

フランジ１１は、内側ボディの残部との可撓性連結部１３を有する。この可撓性連結部は、フランジ１１及び１２間に位置するホイルの縮れを回避するのに有利である。

特定の実施例（図２ａ及び２ｂには図示せず）では、内側ボディが、ホイルを延伸させることなくフレーム３を丁度緊締するようにフランジ１２と協同するようにした特別なフランジ１１を有する。この実施例は、例えば、本発明による手段により緊締されたホイルキャリア上に配置されたウエハのダイ片を検査するだけにこの手段を用いるのに、適用することができる。

図３及び４は、それぞれ内側ボディ及び外側ボディの一部を示す斜視図である。これらの図から明らかなように、これらのボディは双方ともリング状で且つ比較的薄肉であり、このことは本発明による手段の全重量を軽くするのに有利である。フランジ１１及び１２の代表的な厚さはそれぞれ、３mm及び７mmである。ボディ６及び７の代表的な外径はそれぞれ、３３５mm及び３２０mmである。

図３及び４は、各ボディが多数の細長状凹所８か又は突起部９を有していることをもそれぞれ示している。内側ボディ６には、その部分１４の内面１６の周囲に沿って実質的に６０度よりも小さい角度に亘って延在する合計で６個の凹所を配置するのが好ましい。各凹所は入口部分１５を有し、このことは、第１段階で突起部を凹所内に案内することを意味する。このことは、駆動手段が双方のボディを相対的に軸線方向にも移動させるようにすることを意味するが、この移動距離は制限されている。更に、突起部及び凹所が適切に配置されると、このような移動には極めて低い駆動力しか必要としなくなる。

凹所をより一層明瞭に示すために、フランジ１１（図２ａ及び２ｂ参照）は図３に示していない。凹所は、内側ボディ６に対して接線方向と軸線方向との双方に延在し、接線成分は軸線成分より著しく大きい。従って、凹所の傾斜角αは比較的小さく、好ましくは１０度よりも小さくする。代表例では、傾斜角を約５°とする。この小さな傾斜角によれば、必要な軸線方向の変移をもたらす大きなトルクを容易に得ることができる。従って、前述したレバー作用が最大となる。

図５は、ウエハからダイ片を剥離させる機構３０を線図的に示す。この機構は機構支持体２１を有する。この機構支持体には、少なくとも以下の部品が装着されている。
‐ｘ及びｙ方向に移動でき、２つの円形のボディ６及び７を有し、ホイルキャリアのホイルを延伸させる手段２０。
‐複数のホイルキャリアを収容するラック２２。
‐ｘ及びｙ方向に移動できるとともにｘ‐ｙ平面内で回転でき、ホイルキャリアを手段２０とラック２２との間で輸送する輸送手段２６。
‐パッケージ部材を送給するリール３１。
‐ホイル上のダイ片（これらのダイ片はホイルに取り付けられたウエハ上に配置されている）を剥離させてこれらをパッケージ部材３２内に配置するピックアンドプレースユニット２８。
‐ボディ６及び７の一方を、他方に対して軸線方向移動及び回転移動させる駆動手段２５。
‐個々のダイ片を監視する監視アセンブリ２７。

機構３０は、制御ユニット２４により動作させられる。駆動手段２５は、円形のボディの少なくとも一部に沿って配置された歯付面３３に結合された歯車を駆動する電動機を有するようにするのが好ましい。この駆動手段の主要部は、ｘ‐ｙ平面内に延在している。本発明による手段を油圧機械により駆動するか、又はボディの必要な移動を手動で行うこともできる。駆動手段は、一方のボディを、他方のボディに対して回転移動させるようになっている。この回転移動は、結合手段により軸線方向移動に変換され、これにより、ボディ間に緊締されたホイルキャリアを延伸させる。この回転移動を逆にすることによりホイルキャリアが釈放される。

好ましくは、少なくとも一方のボディがその側部に孔を有し、この孔が輸送手段２６にその載荷位置において対面するようにする。このことは、それぞれホイルキャリアをボディ間に配置するか又はこの輸送手段により除去する場合に、この孔がこのホイルキャリアを受けるとともに釈放することを意味する。このような孔は外側ボディにのみ設けるのがより一層好ましい。

延伸用の手段２０は比較的軽量である為、前述したように、個々のダイ片を処理するための、ピックアンドプレースユニット２８に対するｘ及びｙ方向でのこの手段２０の速度を比較的速くしうる。従って、機構３０による全生産量が高まる。

ピックアンドプレースユニット２８は、個々のダイ片の機能性を検査する検査手段をも有することができる。このような検査手段は、ダイ片の活性領域に接触する極めて細い針を有する。監視アセンブリ２７は、制御ユニット２４に接続されたデジタルカメラを有するのが好ましい。ピックアンドプレースユニット２８の機能部分は、手段２０に面している。ダイ片を持ち上げて保持するために、ピックアンドプレースユニット２８は通常、真空を利用する。

機構３０は、温風をホイルの裏側に吹き付けるある種の送風機を有するのが好ましい。これは、ホイルが延伸された後に、このホイルを回復させるものである。更に、制御ユニットが、個々のダイ片の検査結果とピックアンドプレースユニット２８の制御とを組み合わせるようにするのが好ましい。このようにすることにより、機能しないダイ片をその他のダイ片から分離させることができる。

機構３０は、ホイルキャリアからダイ片を剥離させる本発明による方法を実行する良好な設備を具えるものである。図１及び２を参照するに、以下に説明するように、これらの図は、本発明の工程の１つである“ホイルキャリアをボディ間に配置する”工程を明らかに示している。実際に、図２ａは、ホイルキャリアをボディ６及び７間に配置した後に、このホイルキャリアがいかに向いているかを最も明瞭に示している。外側ボディ７のフランジ１２がフレーム３を支持している。内側ボディ６のフランジ１１はホイル２の裏面に接触している。ホイルの前面はダイ片５１₁ 〜５１_n を、これらが外側ボディ７に面するように保持している。

個々のダイ片を外部のパッケージ部材３２内に配置する代わりに、機構３０に供給される基板上にダイ片を配置することもできる。それに続いて、はんだ付け処理によりダイ片を基板に接続する。従って、機構３０には、はんだ付け装置又はこれに類似する接続手段を設けるのが好ましい。

延伸処理中に、ホイルは約１０％だけ延伸される。これにより、予めダイ片のエッジに沿って分離されている個々のダイ片間の相対距離が１０％だけ増大される。ダイ片は、極めて正確な切断処理により分離させるのが好ましい。実際には、この相対距離は５０μｍ（切断幅）から約５５μｍに増大される。ホイルを延伸させる更なる重要性は、ホイルに対する個々のダイ片の接着力をかなり低減させ、これによりダイ片をホイルから一層除去しやすくすることである。

上述した実施例は、本発明をこれら実施例に限定するものではなく、当業者は、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形例を設計しうるものである。

図１は、ウエハを有するホイルキャリアを示す斜視図である。 図２ａは、ホイルキャリアを出発位置に保持している本発明の好適実施例による手段を示す断面図である。 図２ｂは、ホイルキャリアを延伸位置に保持している本発明の好適実施例による手段を示す断面図である。 図３は、内側ボディを示す斜視図である。 図４は、外側ボディを示す斜視図である。 図５は、ダイ片をウエハから剥離させる機構を示す線図である。

Claims (8)

1. ホイルキャリアのホイルを延伸させる延伸手段であって、前記ホイルはフレームに結合されており、この延伸手段は円形の内側ボディと円形の外側ボディとを有し、少なくとも一方のボディで前記フレームを支持するとともに、一方のボディを他方のボディに対して軸線方向に移動させて、内側ボディを外側ボディ内に延在させることにより前記ホイルを延伸させる延伸手段において、一方のボディの、他方のボディに対する回転運動に際しての結合を達成するとともに、この回転運動が、前記ホイルを延伸させるのに必要な軸線方向運動に変換されるようにする結合手段が設けられている延伸手段。
2. 請求項１に記載の延伸手段において、前記結合手段は、突起部及び細長状の凹所を有しており、前記突起部は一方のボディに配置されているとともに、他方のボディに配置された前記凹所と結合し、前記凹所は、対応するボディに対する接線方向及び軸線方向の双方に延在している延伸手段。
3. 請求項２に記載の延伸手段において、前記凹所はこれらの長手方向に対し１０°よりも小さいような僅かな傾斜角を有している延伸手段。
4. 請求項１に記載の延伸手段において、前記外側ボディの外面又は前記内側ボディの内面が歯付面となっている延伸手段。
5. 請求項４に記載の延伸手段において、前記歯付面と結合する歯車が電動機により駆動されるようになっている延伸手段。
6. ホイルキャリア上に配置されたウエハからダイ片を剥離させる機構であって、この機構が、機構支持体上に配置された請求項１〜５のいずれか一項に記載の延伸手段と、個々のダイ片をホイルキャリアから持ち上げて、これらダイ片を外部の部分に配置するピックアンドプレースユニットとを有しており、このピックアンドプレースユニットは前記機構支持体上に配置され前記延伸手段に面している機構。
7. 請求項６に記載の機構によりホイルキャリアからダイ片を除去する方法であって、この方法が、
   ‐ 複数のダイ片であって、これらダイ片はこれらのエッジに沿って互いに分離されている当該ダイ片を有するウエハを支持するホイルを具えるホイルキャリアを準備する工程と、
   ‐ このホイルキャリアを内側ボディと外側ボディとの間に配置する工程と、
   ‐ 前記内側ボディ及び外側ボディの双方を第１の方向で相対的に回転運動させ、この回転運動を相対的な軸線方向の運動に変換してホイルを延伸させる工程と、
   ‐ 個々のダイ片をウエハから持ち上げて、これらダイ片を外部の部分に配置する工程と、
   ‐ 前記内側ボディ及び外側ボディの双方を前記第１の方向とは反対の方向に相対的に回転させて前記ホイルを釈放させる工程と、
   ‐ 前記ホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間から除去する工程と
   を具える方法。
8. 請求項７に記載の方法において、この方法が更に、
   ‐ 複数のホイルキャリアであって、各ホイルキャリアが、複数のダイ片を有するウエハを支持するホイルを有している当該ホイルキャリアを準備する工程と、
   ‐ これらホイルキャリアをラック内に配置する工程と、
   ‐ ホイルキャリアを前記ラックから取り出し、このホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間に配置する工程と、
   ‐ このホイルキャリアを前記内側ボディ及び外側ボディ間から取り出して前記ラック内に戻す工程と
   を具えることを特徴とする方法。

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