JP2012028364A

JP2012028364A - 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

Info

Publication number: JP2012028364A
Application number: JP2010162502A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yasumoto; 隆安元
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-20
Also published as: JP5348084B2

Abstract

【課題】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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視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ことを目的とする。
【解決手段】取出しノズルの昇降動作の昇降パターンを示す第１グラフ曲線Ｃ１、取出しノズルから排気される空気の流量パターンを示す第３グラフ曲線Ｃ３、エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げパターンを示す第２グラフ曲線Ｃ２を、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面２５として表示させ、吸着遅れ時間ＴＤおよび吸着時流量変動値ΔＱを求めることによってピックアップ動作条件の良否判定を行う。これにより、エジェクタピンや取出しノズルの動作の経時的な関連を定量的・合理的に把握することが可能となる。
【選択図】図３

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。このピックアップ作業においては、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（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、ピックアップ動作を安定して行うことができるよう、取出し姿勢不良などのピックアップミスが連続して所定回数以上発生した場合には、エジェクタピンの突き上げ量や動作速度などの動作条件パラメータを修正することにより、良好なピックアップ動作を得るようにしている。

特開２００４−２２８２５５号公報

ところで近年の電子部品の小型化に伴い、ピックアップの対象となるチップは小型化・薄型化が進行している。さらに、電子業界における生産性向上の要請から、設備動作は高速化する傾向にあり、チップピックアップ装置においても、破壊されやすいチップをより高速で取り出すことが求められている。このため、取出しノズルによってチップをシートから剥離させて取り出すピックアップ動作の動作条件を、より精細に設定することが求められる。

しかしながら、上述の先行技術例を含め従来技術においては、シートからチップを剥離するエジェクタの動作や、取出しノズルがチップを吸着保持する動作など、チップのピックアップ態様を良否を左右する各動作の経時的な関連を定量的データに基づいて合理的に把握することが難しいという課題があった。このため従来より正確な動作観察ができるように、単眼鏡や高速ビデオカメラなどを用いてピックアップ動作時の詳細挙動を把握する試みがなされていたが、いずれも目視観察に基づく判断であることから、担当作業者の熟練度によって調整作業の良否が大きく左右されてしまう。このように、従来のチップピックアップ技術には、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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視することが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視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チップを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であって、チップが貼り付けられた前記シートを保持するシート保持部と、ノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ真空排気部によって真空排気される取出しノズルを前記チップの上面に当接させることにより、このチップを吸着保持して前記シートから剥離させて取り出すピックアップ機構と、前記取出しノズルから真空吸引され前記真空排気部によって排気される空気の流量を計測する流量計測部と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記ピックアップ対象のチップを前記シートの下面側からエジェクタピンによって突き上げることにより前記チップとシートとの剥離を促進させるエジェクタ機構と、前記エジェクタ機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段と、前記ノズル昇降機構による取出しノズルの時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、前記流量計測部によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、前記エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得する動作データ処理部と、前記昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示させる動作条件表示処理部とを備えた。

本発明のチップピックアップ方法は、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、ノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ真空排気部によって真空排気される取出しノズルを前記チップの上面に当接させることにより、このチップを吸着保持して前記シートから剥離させて取り出すピックアップ機構と、前記取出しノズルから真空吸引され前記真空排気部によって排気される空気の流量を計測する流量計測部と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記ピックアップ対象のチップを前記シートの下面側からエジェクタピンによって突き上げることにより前記チップとシートとの剥離を促進させるエジェクタ機構とを備えたチップピックアップ装置によって、前記シートに貼り付けられた板状のチップを吸着保持してピックアップするチップピックアップ方法であって、前記ノズル昇降機構による取出しノズルの時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、前記流量計測部によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、前記エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得する動作データ取得工程と、前記昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示させる動作条件表示工程とを含み、前記表示された動作条件解析画面に基づいてピックアップ動作条件を設定し、さらにピックアップ動作実行中に、所定インターバルでその時点において取得された動作条件解析画面を表示させて、前記ピックアップ動作条件を監視する。

本発明によれば、ノズル昇降機構による取出しノズルの時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、取出しノズルから真空吸引され真空排気部によって排気される空気の流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得し、これら昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示させることにより、エジェクタピンや取出しノズルの動作の経時的な関連を定量的データに基づいて合理的に把握することが可能となり、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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視することができる。

本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置における取出しノズルおよびエジェクタ機構の動作データ取得の構成説明図本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置におけるピックアップ動作の動作条件解析画面の説明図本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置におけるピックアップ動作の動作条件解析例を示す図本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置におけるピックアップ動作の動作条件解析例を示す図本発明の一実施の形態のチップピックアップ装置におけるピックアップ動作の動作条件解析例を示す図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照してチップピックアップ装置の構成について説明する。このチップ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、真空吸引孔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上にシート保持部４を結合して構成されている。シート保持部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。ここで、チップ６は薄化加工された薄型チップであり、剛性が小さくピックアップ時に破損しやすい特性を有している。

シート保持部４の下方には、エジェクタ機構８がシート保持部４に対して相対的に昇降自在に配設されている。エジェクタ機構８は、以下に説明するピックアップ機構９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はエジェクタ機構８に対して位置合わせされる。したがって、ＸＹテーブル２は、エジェクタ機構８をシート５に貼り付けられたチップ６に対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段となっている。

チップ供給部１の上方には、移動テーブル９ａに装着されたピックアップ機構９が水平動自在に配設されている。ピックアップ機構９の下部には、取出しノズル２０が装着されており、取出しノズル２０はピックアップ機構９に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降自在となっている。取出しノズル２０は真空排気部２１によって真空排気され、取出しノズル２０をシート５に貼り付けられたチップ６の上面に当接させることにより、チップ６を取出しノズルの真空吸引孔によって吸着保持して、チップ６をシート５から剥離して取り出す。ピックアップ機構９には流量計測部２２が付設されており、流量計測部２２は取出しノズル２０から真空吸引され真空排気部２１によって排気される空気の流量を計測する。

シート５から剥離され、取出しノズル２０によって真空吸着によりピックアップされたチップ６は、移動テーブル９ａによってピックアップ機構９が移動することにより、取出しノズル２０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２０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。

シート保持部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の制御処理や演算を行い、これにより、以下に説明する各部が制御される。記憶部１６はチップ６のチップ供給部１からのピックアップや基板１１への実装に必要な動作プログラムや、認識対象のチップ６のサイズや、シート５上での配列データなどの各種データを記憶するほか、動作データ処理プログラム１６ａ、表示処理プログラム１６ｂ、動作条件判定プログラム１６ｃ、判定パラメータ１６ｄを記憶する。動作データ処理プログラム１６ａは、ピックアップ機構９、エジェクタ機構８によるピックアップ動作の動作条件の解析を目的とする動作データを取得するための処理プログラムであり、表示処理プログラム１６ｂは、取得された動作データに基づいてピックアップ動作の動作条件を解析するための動作条件解析画面を表示する処理を実行するための処理プログラムである。また動作条件判定プログラム１６ｃは、動作条件解析画面に基づいて求められたパラメータより、ピックアップ動作条件の良否を判定するための処理プログラムである。このピックアップ動作条件の良否判定は、条件出しテストを試行的に実行して決定された判定パラメータ１６ｄに基づいて行われる。

機構制御部１７は、ピックアップ機構９およびピックアップ機構９を移動させる移動テーブル９ａ、エジェクタ機構８、ＸＹテーブル２を制御する。表示部１８は撮像されたチップ６の画像や操作・入力時の案内画面、さらにはピックアップ機構９、エジェクタ機構８によるピックアップ動作の動作条件を解析するための動作条件解析画面を表示する。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２を参照して、ピックアップ動作の動作条件の解析を目的とする動作データの取得について説明する。図２に示すように、ピックアップ機構９において取出しノズル２０を昇降させるためのノズル昇降機構、エジェクタ機構８において剥離ツール８ａの上面から突出して設けられたエジェクタピン８ｂを昇降させるためのピン昇降機構は、それぞれ回転駆動源としてモータＭ１、Ｍ２を備えている。モータＭ１を駆動することにより、取出しノズル２０がシート５に貼り付けられたチップ６に対して昇降し、モータＭ２を駆動することにより、エジェクタピン８ｂがシート５に対して下面側から昇降する。

モータＭ１、モータＭ２は、駆動時のそれぞれの回転量をパルス値としてフィードバック出力するエンコーダＥ１、Ｅ２を有しており、エンコーダＥ１、Ｅ２からのフィードバックパルスは、動作データ処理部２３に対して出力される。またピックアップ機構９に付設された流量計測部２２の計測値は、動作データ処理部２３に対して出力される。ここで動作データ処理部２３は、演算部１５が動作データ処理プログラム１６ａを実行することによって実現される処理機能であり、これにより以下に説明するデータ処理が行われる。

動作データ処理部２３がこれらのデータ（フィードバックパルス、計測値）を時系列的に取得することにより、ピックアップ機構９に内蔵されたノズル昇降機構による取出しノズル２０の時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、流量計測部２２によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、エジェクタ機構８によるエジェクタピン８ｂの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータが取得される。

このようにして取得された昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンは、動作条件表示処理部２４によってそれぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面２５として表示部１８に表示される。ここで動作条件表示処理部２４は、演算部１５が表示処理プログラム１６ｂを実行することによって実現される処理機能であり、これにより、図３に示す動作条件解析画面２５が、表示部１８の表示パネルに表示される。

図３に示すように、動作条件解析画面２５は、横軸が時間軸ｔ、縦軸が高さ位置Ｈの直交座標系［ｔＨ］に、取出しノズル２０の下面の昇降高さの経時変化を示す「Ｃ１」およびエジェクタピン８ｂの上端の昇降高さの経時変化を示す第２グラフ曲線Ｃ２を時間軸を同期させて表示し、さらにこの直交座標系と時間軸を同期させて、横軸が時間軸ｔ、縦軸が流量値Ｑの直交座標系［ｔＱ］に、流量計測部２２によって計測された流量値の経時変化を示す第３グラフ曲線Ｃ３を、一覧性を有する形態で表示したものである。

動作条件解析画面２５において、第１グラフ曲線Ｃ１はタイミングｔ１においてノズル下降高さＨ１Ｌとなる下に凸の曲線形状部を有しており、また第２グラフ曲線Ｃ２はタイミングｔ１よりも遅延して設定されたタイミングｔ２において、ピン突き上げ高さＨ２Ｕとなる上に凸の曲線形状部を有している。ノズル下降高さＨ１Ｌは、取出しノズル２０が下降してチップ６の上面に当接すべき下降限の高さとして設定される。すなわちタイミングｔ１は取出しノズル２０がチップ６を吸着保持するために下降してシート５上のチップ６に当接すべきタイミングに対応している。

ここでノズル下降高さＨ１ＬはモータＭ１を駆動して取出しノズル２０を下降させる際のマシンパラメータとして設定指示されるものであり、このマシンパラメータに基づいた昇降動作において、実際に取出しノズル２０がチップ６に正しく当接するかどうかは保証されていない。このため、従来技術においては、チップ６への当接状態を確認するため、高速ビデオカメラなどの観察装置を用いて、作業者が目視により動作条件の良否確認を行っていた。これに対し、本実施の形態においては、動作データ処理部２３によってモータＭ２に指示されるノズル下降高さＨ１Ｌを変化させながら、第１グラフ曲線Ｃ１，第２グラフ曲線Ｃ２、第３グラフ曲線Ｃ３を動作条件解析画面２５に一覧性を有する形で表示させることにより、チップ６をピックアップするために最適なピックアップ動作条件を見い出すようにしている。

またタイミングｔ２は、取出しノズル２０がチップ６に当接した後にチップ６を下面側から徐々に突き上げて上限位置であるピン突き上げ高さＨ２Ｕに到達するタイミングである。なお本実施の形態においては、条件設定を簡略化するためピン突き上げ高さＨ２Ｕを固定した条件で、ピックアップ動作条件を設定する例を示している。もちろん、ピン突き上げ高さＨ２Ｕを変化させながら最適条件を求めるようにしてもよい。これにより、さらに精緻なピックアップ動作条件の解析を行うことができる。

第３グラフ曲線Ｃ３の形状と取出しノズル２０によるチップ６の真空吸着挙動との関連について説明する。まず、取出しノズル２０が下降途中にあって吸着面がまだチップ６に当接せずに真空吸引孔が開放状態となっている状態では、第３グラフ曲線Ｃ３は流量値が略一定な水平部分（１）を示し、タイミングｔ１以降において取出しノズル２０の吸着面がチップ６が当接して真空吸引孔が閉塞されることにより、流量値Ｑは低下を開始する。この流量値の低下開始タイミングｔｆ以降には、流量値Ｑが急速に低下する下降部分（２）が表れ、その後吸着保持状態が安定して流量値Ｑが一定値となることにより、当初の水平部分よりも流量値が低下した水平部分（３）が表れる。

ピックアップ動作条件が理想的な条件で適正に設定された場合には、下降を開始した取出しノズル２０はタイミングｔ１にてノズル下降高さＨ１Ｌに到達してチップ６に当接する。この場合には吸着遅れは発生せず低下開始タイミングｔｆはタイミングｔ１に略一致する（図４参照）。これに対し、ノズル下降高さＨ１Ｌが適正設定値よりも幾分高めである場合には、タイミングｔ１において取出しノズル２０はまだチップ６に当接せず、タイミングｔ１以降にエジェクタピン８ｂによって突き上げられたチップ６が、上昇を開始した取出しノズル２０に追い付く形で当接し、このタイミングにて流量値Ｑの低下が開始する。

すなわち、タイミングｔ１から低下開始タイミングｔｆまでの時間は、ノズル下降高さＨ１Ｌの設定が不適切であることにより発生する吸着遅れの程度を示す吸着遅れ時間ＴＤである。そして、低下開始タイミングｔｆ以降の流量値Ｑの低下度合いによって、チップ６が取出しノズル２０に吸着保持される吸着安定度合いが示される。流量値Ｑの低下度合いは、低下開始タイミングｔｆから予め設定された所定時間ＴＭだけ経過した計測タイミングｔｍにおける流量低下値、すなわち吸着時流量変動値ΔＱにより示される。本実施の形態においては、吸着遅れ時間ＴＤおよび吸着時流量変動値ΔＱを、予め設定されたしきい値しての判定パラメータ１６ｄと比較することにより、ピックアップ動作条件の良否を判定するようにしている。ここでは、吸着遅れ時間ＴＤがしきい値よりも大きい場合、吸着時流量変動値ΔＱがしきい値よりも小さい場合のいずれかに該当する場合には、ピックアップ動作条件は不良であると判定される。

上記ピックアップ動作条件の良否を判定は、演算部１５が動作条件判定プログラム１６ｃを実行することにより実現される動作条件良否判定部によって行われる。すなわち本実施の形態のチップピックアップ装置は、取出しノズル２０がチップ６に当接する高さ位置まで下降したタイミングｔ１から、流量パターンにおいて流量値Ｑが低下を開始した低下開始タイミングｔｆまでの時間および低下開始タイミングｔｆから所定時間ＴＭ経過後までの流量値の低下幅を、それぞれ吸着遅れ時間ＴＤおよび吸着時流量変動値ΔＱとして求め、この吸着遅れ時間ＴＤと吸着時流量変動値ΔＱとに基づいて、ピックアップ動作条件の良否を判定する動作条件良否判定部を備えた構成となっている。

次に、図４，図５，図６を参照して、動作条件解析例について説明する。まず図４は、ノズル下降高さＨ１Ｌが、適正高さＨ１Ｌａに設定された場合の例を示している。すなわちこの場合には、タイミングｔ１において、図４（ｂ）（イ）に示すように、取出しノズル２０がチップ６に当接することから、低下開始タイミングｔｆはタイミングｔ１に略一致しており、吸着遅れ時間ＴＤ１がほぼ０（ゼロ）となっている。

そしてこの状態から取出しノズル２０を上昇させると、図４（ｂ）（ロ）に示すように、チップ６は取出しノズル２０によって正しく吸着された状態でシート５から剥離され、取出しノズル２０とともに上昇する。したがって取出しノズル２０の真空吸引孔はチップ６によって閉塞された状態となり安定した真空吸引が行われることから、低下開始タイミングｔｆから所定時間ＴＭ経過後の計測タイミングｔｍにおける吸着時流量変動値ΔＱ１は、判定パラメータ１６ｄに規定するしきい値よりも大きくなる。したがって、ピックアップ動作条件は良好であると判定される。

次に図５は、ノズル下降高さＨ１Ｌｂが、適正高さＨ１Ｌａよりも幾分高めに設定された場合の例を示している。すなわちこの場合には、タイミングｔ１においてチップ６はまだ取出しノズル２０に当接せず、図５（ｂ）（イ）に示すように、エジェクタピン８ｂが上昇を開始してチップ６が幾分突き上げられた状態で取出しノズル２０がチップ６に当接する。そしてこのタイミングが低下開始タイミングｔｆとなり、低下開始タイミングｔｆはタイミングｔ１から吸着遅れ時間ＴＤ２だけ遅れている。ここでは吸着遅れ時間ＴＤ２が判定パラメータ１６ｄに規定するしきい値よりも小さい例を示している。そしてこの状態から取出しノズル２０を上昇させると、図５（ｂ）（ロ）に示すように、チップ６は取出しノズル２０によって正しく吸着された状態でシート５から剥離され、取出しノズル２０とともに上昇する。したがって取出しノズル２０の真空吸引孔はチップ６によって閉塞された状態となり安定した真空吸引が行われることから、低下開始タイミングｔｆから所定時間ＴＭ経過後の計測タイミングｔｍにおける吸着時流量変動値ΔＱ２は、判定パラメータ１６ｄに規定するしきい値よりも大きくなる。したがって、この場合には、ピックアップ動作条件は最適ではないものの許容範囲内であると判定される。

これに対し図６は、ノズル下降高さＨ１Ｌｃが、適正高さＨ１Ｌｂよりもさらに高めに設定された場合の例を示している。すなわちこの場合には、タイミングｔ１においてチップ６はまだ取出しノズル２０に当接せず、図６（ｂ）（イ）に示すように、エジェクタピン８ｂが上昇を開始してチップ６がさらに突き上げられた状態で取出しノズル２０がチップ６に当接する。そしてこのタイミングが低下開始タイミングｔｆとなり、低下開始タイミングｔｆはタイミングｔ１から大きく遅延した吸着遅れ時間ＴＤ３だけ遅れている。

すなわちこの場合には、吸着遅れ時間ＴＤ３が判定パラメータ１６ｄに規定するしきい値より大きくなる。そしてこの状態から取出しノズル２０を上昇させると、図６（ｂ）（ロ）に示すように、チップ６は取出しノズル２０によって正しく吸着されないまま、取出しノズル２０とともに上昇し、この上昇過程において取出しノズル２０の吸着面からチップ６が剥離落下もしくは不安定状態で保持された場合が生じる。このような場合には取出しノズル２０の真空吸引孔はチップ６によって完全には閉塞されず、真空リークが生じる。このため、低下開始タイミングｔｆから所定時間ＴＭ経過後の計測タイミングｔｍにおける吸着時流量変動値ΔＱ３は、判定パラメータ１６ｄに規定するしきい値よりも小さくなる。したがって、この場合には、ピックアップ動作条件は不良であると判定される。

なお上記実施の形態においては、ピックアップ動作条件として、取出しノズル２０のノズル下降高さＨ１Ｌを変化させて、ピックアップ動作条件を解析する例を示したが、ノズル下降高さＨ１Ｌをピン突き上げ高さＨ２Ｕと組み合わせた形で動作条件を解析するようにしてもよい。さらには、タイミングｔ１，タイミングｔ２および取出しノズル２０の昇降速度パターン、エジェクタピン８ｂの突き上げ速度パターンを総合的に組み合わせて、動作条件を設定するようにしてもよい。いずれの場合においても、これら動作条件の変動が取出しノズル２０によるチップ６の吸着保持や取り出し動作時の挙動に及ぼす影響を、視覚的かつ定量的に把握することができる。これにより、破損しやすい小型・薄型のチップ６を高速でピックアップする場合にあっても、精緻なピックアップ動作条件を設定することが可能となる。

上述構成のチップピックアップ装置によって、シート５に貼り付けられた板状のチップ６を吸着保持してピックアップするチップピックアップ方法においては、以下の各工程が実行される。すなわち、まず取出しノズル２０の時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、流量計測部２２によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、エジェクタ機構８によるエジェクタピン８ｂの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得する（動作データ取得工程）。

次いで、昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、図３に示すように、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面２５として表示部１８に表示させる（ピックアップ動作条件表示工程）。そして、表示された動作条件解析画面２５に基づいて、ピックアップ動作条件を設定する。さらにピックアップ動作実行中に、所定インターバルでその時点において取得された動作条件解析画面を表示させる。そしてこの動作条件解析画面を作業者が監視することにより、または以下に示す良否判定を自動的に行わせることにより、ピックアップ動作条件を監視する。

すなわち、動作条件解析画面２５に基づき、取出しノズル２０がチップ６に当接する高さ位置まで下降したタイミングｔ１から、流量パターンにおいて流量値Ｑが低下を開始した低下開始タイミングｔｆまでの時間および低下開始タイミングｔｆから所定時間ＴＭ経過後までの流量値の低下幅を、それぞれ吸着遅れ時間ＴＤおよび吸着時流量変動値ΔＱとして求め、この吸着遅れ時間ＴＤと吸着時流量変動値ΔＱとに基づいて、ピックアップ動作条件の良否を判定するようにしている。

上記説明したように、本実施の形態に示す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おいては、ピックアップ機構９のノズル昇降機構による取出しノズル２０の時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、取出しノズル２０から真空吸引され真空排気部２１によって排気される空気の流量値Ｑの時系列的な変動を示す流量パターン、エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得し、これら昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面２５として表示させるようにしたものである。

これにより、単眼鏡や高速ビデオカメラなどを用いてピックアップ動作時の詳細挙動を目視観察によって把握する従来技術における課題、すなわち担当作業者の熟練度によって調整作業の良否が大きく左右されることなく、エジェクタピンや取出しノズルの動作の経時的な関連を定量的データに基づいて合理的に把握することが可能となる。したがって、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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視することができる。

本発明の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は、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際のピックアップ動作条件を適正に設定し、さらに設定された後のピックアップ動作条件の適否を監視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してシートからチップを取出して基板に実装する分野において有用である。

１チップ供給部
２ＸＹテーブル
４シート保持部
５シート
６チップ
８エジェクタ機構
８ｂエジェクタピン
９ピックアップ機構
９ａ移動テーブル
１１基板
２０取出しノズル
Ｍ１，Ｍ２モータ
Ｅ１，Ｅ２エンコーダ

Claims

シートに貼り付けられたチップを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であって、
チップが貼り付けられた前記シートを保持するシート保持部と、ノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ真空排気部によって真空排気される取出しノズルを前記チップの上面に当接させることにより、このチップを吸着保持して前記シートから剥離させて取り出すピックアップ機構と、
前記取出しノズルから真空吸引され前記真空排気部によって排気される空気の流量を計測する流量計測部と、
前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記ピックアップ対象のチップを前記シートの下面側からエジェクタピンによって突き上げることにより前記チップとシートとの剥離を促進させるエジェクタ機構と、
前記エジェクタ機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段と、
前記ノズル昇降機構による取出しノズルの時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、前記流量計測部によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、前記エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得する動作データ処理部と、
前記昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示させる動作条件表示処理部とを備えたことを特徴とするチップピックアップ装置。
前記動作条件解析画面に基づき、前記取出しノズルが前記チップに当接すべき高さまで下降したタイミングから前記流量パターンにおいて流量値が低下を開始したタイミングまでの時間および前記低下を開始したタイミングから所定時間経過後までの流量値の低下幅を、それぞれ吸着遅れ時間および吸着時流量変動値として求め、この吸着遅れ時間と吸着時流量変動値とに基づいて、ピックアップ動作条件の良否を判定する動作条件良否判定部を備えた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。
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、ノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ真空排気部によって真空排気される取出しノズルを前記チップの上面に当接させることにより、このチップを吸着保持して前記シートから剥離させて取り出すピックアップ機構と、前記取出しノズルから真空吸引され前記真空排気部によって排気される空気の流量を計測する流量計測部と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記ピックアップ対象のチップを前記シートの下面側からエジェクタピンによって突き上げることにより前記チップとシートとの剥離を促進させるエジェクタ機構とを備えたチップピックアップ装置によって、前記シートに貼り付けられた板状のチップを吸着保持してピックアップするチップピックアップ方法であって、
前記ノズル昇降機構による取出しノズルの時系列的な昇降動作の態様を示す昇降パターン、前記流量計測部によって計測された流量値の時系列的な変動を示す流量パターン、前記エジェクタ機構によるエジェクタピンの突き上げ量の時系列な変化を示す突き上げパターンをそれぞれ示す昇降パターンデータ、流量パターンデータ、突き上げパターンデータを取得する動作データ取得工程と、
前記昇降パターン、流量パターンおよび突き上げパターンを、それぞれの時間軸を同期させて一覧性を有する動作条件解析画面として表示させるピックアップ動作条件表示工程とを含み、
前記表示された動作条件解析画面に基づいてピックアップ動作条件を設定し、さらにピックアップ動作実行中に、所定インターバルでその時点において取得された動作条件解析画面を表示させて、前記ピックアップ動作条件を監視することを特徴とするチップピックアップ方法。
前記動作条件解析画面に基づき、前記取出しノズルが前記チップに当接すべき高さまで下降したタイミングから前記流量パターンにおいて流量値が低下を開始したタイミングまでの時間および前記低下を開始したタイミングから所定時間経過後までの流量値の低下幅を、それぞれ吸着遅れ時間および吸着時流量変動値として求め、この吸着遅れ時間と吸着時流量変動値とに基づいて、ピックアップ動作条件の良否を判定することを特徴とする請求項３記載のチップピックアップ方法。