JP2012174742A

JP2012174742A - ダイピックアップ装置

Info

Publication number: JP2012174742A
Application number: JP2011032683A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Iwaki; 範明岩城; Takeshi Hamane; 剛濱根
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-09-10
Also published as: CN202558261U

Abstract

【課題】ダイシングシートに貼着されたダイをピックアップするダイピックアップ装置において、ダイ１個当たりのシート剥離に要する時間を短くしてタクトタイムを短縮する。
【解決手段】剥離ステージ１８のシート吸引孔４０は、複数のダイ２１の貼着部分を同時に吸引できるように当該複数のダイ２１の貼着部分に跨がるように形成されている。吸着ノズル３０の下端部には、同時にピックアップする複数のダイ２１の合計サイズとほぼ同一のサイズ又はそれより少し小さいサイズのパッド部３０ａが設けられている。吸着ノズル３０のパッド部３０ａでダイシングシート上の複数のダイ２１を吸着保持しながら、該複数のダイ２１の貼着部分の手前側から剥離ステージ１８を該複数のダイ２１の貼着部分の真下へスライドさせることで、該複数のダイ２１の貼着部分をシート吸引孔４０で徐々にシート剥離した後、吸着ノズル３０で同時に複数のダイ２１をピックアップする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ダイシングシートに貼着されたダイを吸着ノズルでピックアップする際に、吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分をダイシングシートの下面側から吸引して該ダイの貼着部分をシート剥離するダイピックアップ装置に関する発明である。

ダイシングシートに貼着されたダイを剥離する方式には、突き上げ剥離方式とスライド剥離方式とがある。突き上げ剥離方式では、特許文献１（特開２０１０−１２９９４９号公報）に記載されているように、碁盤目状にダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシート上のウエハから分割したダイを吸着ノズルで吸着してピックアップする際に、ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分をその真下から突き上げポットで突き上げて該ダイの貼着部分をダイシングシートから部分的に剥離させながら、吸着ノズルで該ダイを吸着してダイシングシートからピックアップするようにしている。

しかし、ダイが薄くて割れやすいダイの場合は、上記突き上げ剥離方式ではダイが割れてしまう可能性があるため、スライド剥離方式が用いられる。スライド剥離方式では、特許文献２（特許第３２０９７３６号公報）に記載されているように、多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズル（コレット）と、シート吸引孔を有する剥離ステージとを備え、吸着ノズルでダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から剥離ステージのシート吸引孔を該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで、該ダイの貼着部分を徐々にシート剥離するようにしている。

特開２０１０−１２９９４９号公報特許第３２０９７３６号公報

ダイピックアップ装置のタクトタイムを短縮するには、シート剥離速度を速くしてシート剥離に要する時間を短くすることが効果的であるが、上記特許文献２のようなスライド剥離方式では、薄くて割れやすいダイをシート剥離するため、剥離ステージのスライド速度を速くすると、薄いダイが割れてしまったり、シート剥離に失敗する可能性がある。このシート剥離の失敗を防ぐには、吸引力を大きくすれば良いが、吸引力を大きくすると、薄いダイが割れやすくなるため、吸引力を大きくできない。このため、剥離ステージのスライド速度を速くすることができず、ダイ１個当たりのシート剥離に要する時間が長くなってダイピックアップ装置のタクトタイムが長くなるという欠点があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダイ１個当たりのシート剥離に要する時間を短くしてタクトタイムを短縮できるダイピックアップ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ウエハを碁盤目状にダイシングして形成した多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズルと、前記吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分を前記ダイシングシートの下面側から吸引して該ダイの貼着部分をシート剥離する剥離ステージとを備え、前記剥離ステージは、前記ダイシングシートを吸引するシート吸引孔を有し、前記吸着ノズルで前記ダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から前記剥離ステージを該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイの貼着部分を徐々に前記シート吸引孔でシート剥離するダイピックアップ装置において、前記吸着ノズルは、複数のダイを同時にピックアップ可能に構成され、前記剥離ステージのシート吸引孔は、前記吸着ノズルで前記複数のダイを同時に吸着保持しながら該複数のダイの貼着部分を同時にシート剥離するように形成されていることを特徴とするものである。

この構成では、ダイシングシート上の複数のダイの貼着部分を同時にシート剥離することができるため、ダイ１個当たりのシート剥離に要する時間を大幅に短縮できて、ダイピックアップ装置のタクトタイムを短縮できる。

この場合、請求項２のように、吸着ノズルは、同時にピックアップ可能な複数のダイに対して各ダイ毎に独立して吸着／非吸着を切り換える手段を有する構成としても良い。このようにすれば、例えば、ピックアップ動作時に吸着ノズルで同時にピックアップ可能な複数のダイの中にバッドダイ（不良ダイ）があれば、そのバッドダイの吸着を非吸着に切り換えてバッドダイをダイシングシート上に残すことが可能となり、バッドダイの回収が容易である。

また、請求項３のように、剥離ステージは、吸着ノズルで同時にピックアップ可能な複数のダイの貼着部分に対して各ダイ毎に独立して吸引／非吸引を切り換える手段を有する構成としても良い。このようにすれば、例えば、同時にシート剥離可能な複数のダイの中にバッドダイがあれば、そのバッドダイの貼着部分の吸引を非吸引に切り換えて、バッドダイをダイシングシートに貼着したままの状態で残すことが可能となり、バッドダイの回収が容易である。

また、請求項４のように、吸着ノズルは、複数のダイを同時にピックアップした状態で上下反転可能に構成しても良い。このようにすれば、本発明のピックアップ装置を部品実装機にセットして使用する場合に、吸着ノズルで複数のダイを同時にピックアップした状態で該吸着ノズルを上下反転させて、部品実装機の装着ノズルで該吸着ノズル上の複数のダイを１個ずつ順番に吸着して回路基板に実装することができ、生産性を向上できる。

図１は本発明の実施例１におけるダイピックアップ装置の斜視図である。図２は実施例１のダイピックアップ装置をセットした部品実装機の斜視図である。図３は実施例１のダイのシート剥離のスライド動作開始時の状態（ダイシングシートの図示を省略）を示す斜視図である。図４は実施例１のダイのシート剥離のスライド動作終了時の状態（ダイシングシートの図示を省略）を示す斜視図である。図５は実施例１のダイシングシート上の各ダイと剥離ステージのシート吸引孔との位置関係を説明する平面図である。図６は実施例１のダイのシート剥離のスライド動作の途中の状態を示す部分拡大断面図である。図７は実施例１の吸着ノズルのパッド部の構成を示す拡大斜視図である。図８は実施例１の吸着ノズルのパッド部の構成を示す部分拡大縦断面図である。図９は実施例２のダイのシート剥離のスライド動作時の状態を示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図８を用いて説明する。
図１に示すように、本実施例１のダイピックアップ装置１１は、マガジン保持部１２（トレイタワー）、パレット引き出しテーブル１３、パレット引き出し機構１４、サブロボット１５、シャトル機構１６、反転機構１７、剥離ステージ１８（図３〜図６参照）、ＮＧコンベア１９、ノズルチェンジャー２０等を備えた構成となっている。このダイピックアップ装置１１は、図２に示すように、部品実装機２５のフィーダセット用スロットにパレット引き出しテーブル１３を差し込んだ状態にセットされる。

ダイピックアップ装置１１のマガジン保持部１２内に上下動可能に収納されたマガジンには、ダイ２１を載せたウエハパレット２２と、トレイ部品を載せたトレイパレット（図示せず）とを多段に混載できるようになっている。ウエハパレット２２は、碁盤目状にダイシングされたウエハ（多数のダイ２１）を貼着した伸縮可能なダイシングシート２９（図６参照）を、円形の開口部を有するウエハ装着板２３にエキスパンドした状態で装着し、該ウエハ装着板２３をパレット本体２８にねじ止め等により取り付けた構成となっている。尚、ダイシングシート２９のエキスパンドは、どのような方法で行っても良く、例えば、ダイシングシート２９を下方から円形リングで押し上げた状態でウエハ装着板２３に装着すれば良い。

パレット引き出し機構１４は、ウエハパレット２２、トレイパレットのいずれかのパレットをマガジン保持部１２内のマガジンからパレット引き出しテーブル１３上に引き出すものであり、パレット上の部品やダイを部品実装機２５（図２参照）の吸着ノズル（図示せず）でピックアップする位置（以下「部品実装機用引き出し位置」という）と、マガジンに近い引き出し位置（以下「サブロボット用引き出し位置」という）とのいずれの位置にもパレットを引き出し可能に構成されている。部品実装機用引き出し位置は、パレット引き出しテーブル１３の前端の位置（マガジンから最も離れた位置）であり、サブロボット用引き出し位置は、サブロボット１５の吸着ノズル３０（図３、図４、図７、図８参照）でウエハパレット２２のダイシングシート２９上のダイ２１を吸着可能な位置である。

サブロボット１５は、マガジン保持部１２の背面部（サブロボット用引き出し位置側の面）のうちのパレット引き出しテーブル１３の上方に位置して設けられ、ＸＺ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及び垂直方向）に移動するように構成されている。尚、サブロボット１５の移動方向をＸ方向のみとし、ウエハパレット２２に対するサブロボット１５のＹ方向（パレット引き出し方向）の相対的位置は、パレット引き出し機構１４によってウエハパレット２２をＹ方向に徐々に引き出すことで制御している。

このサブロボット１５には、カメラ２４が設けられ、このカメラ２４の撮像画像に基づいて、ピックアップ対象となるダイ２１の位置又はダイ２１の吸着姿勢を確認できるようになっている。また、ダイシングシート２９に貼着したダイ２１の中にバッドダイ（不良ダイ）が存在する場合は、バッドダイの上面にバッドダイであることを示すマークが付され、カメラ２４の撮像画像に基づいてバッドダイを認識できるようになっている。

シャトル機構１６は、サブロボット１５の吸着ノズル３０でピックアップされた部品をシャトルノズル２６で受け取って部品実装機２５の吸着ノズルでピックアップ可能な位置まで移送する。

反転機構１７は、サブロボット１５から受け取るダイ２１を必要に応じて上下反転させるものである。ダイ２１の種類によっては、ウエハパレット２２のダイシングシート２９に上下反対に貼着されたダイ（例えばフリップチップ等）が存在するためである。

剥離ステージ１８（図３参照）は、パレット引き出しテーブル１３の下側に配置され、剥離ステージ駆動手段であるＸＹロボット（図示せず）によってウエハパレット２２のダイシングシート２９の下面に沿ってＸＹ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及びその直角方向）に移動すると共に、ウエハパレット２２のダイシングシート２９の高さ位置に応じて剥離ステージ１８の高さ位置を上下動させる機能を備えている。そして、部品実装機用引き出し位置とサブロボット用引き出し位置のいずれの位置にウエハパレット２２を引き出した場合でも、部品実装機２５又はサブロボット１５の吸着ノズル３０で吸着ノズル３０上のダイ２１をピックアップする際に、該吸着ノズル３０でダイシングシート２９上のダイ２１を吸着保持しながら、該ダイ２１の貼着部分の手前側から剥離ステージ１８を該ダイ２１の貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイ２１の貼着部分を徐々にシート剥離する。剥離ステージ１８と吸着ノズル３０の構成とシート剥離方法については、後で詳しく説明する。尚、ＮＧコンベア１９は、不良部品や吸着不良のダイ２１を排出するコンベアである。

以上のように構成したダイピックアップ装置１１の制御装置３２は、キーボード、マウス等の入力装置３３と、液晶ディスプレイ等の表示装置３４等の周辺装置を備えたコンピュータにより構成され、部品実装機２５に供給する部品の種類に応じてパレットの引き出し位置と部品のピックアップ方法を選択すると共に、その選択結果に応じてパレット引き出し機構１４、サブロボット１５及びシャトル機構１６、反転機構１７、剥離ステージ１８、吸着ノズル３０等の動作を次のように制御する。

ウエハパレット２２上のダイ２１をサブロボット１５の吸着ノズル３０でピックアップする場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからウエハパレット２２をサブロボット用引き出し位置に引き出して、サブロボット１５の吸着ノズル３０で当該ウエハパレット２２のダイシングシート２９上の複数のダイ２１を同時にピックアップし、当該複数のダイ２１をシャトル機構１６のシャトルノズル２６で受け取って所定のピックアップ位置まで移送し、このピックアップ位置で、シャトル機構１６のシャトルノズル２６からダイ２１を部品実装機２５の装着ノズルでピックアップする。

本実施例１では、サブロボット１５の吸着ノズル３０は、複数のダイ２１を同時にピックアップした状態で上下反転可能に構成され、シャトル機構１６を使用せずに、サブロボット１５の吸着ノズル３０から部品実装機２５の装着ノズルへのダイ２１の受け渡しが可能となっている。シャトル機構１６を使用しない場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからウエハパレット２２を部品実装機用引き出し位置に引き出して、サブロボット１５の吸着ノズル３０のパッド３０ａで複数のダイ２１を同時にピックアップした状態で該吸着ノズル３０を上下反転させ、部品実装機２５の装着ノズルで該吸着ノズル３０のパッド３０ａ上の複数のダイ２１を１個ずつ順番に吸着して回路基板に実装する。

トレイ部品を部品実装機２５に供給する場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからトレイパレットを部品実装機用引き出し位置に引き出して、当該トレイパレット上のトレイ部品を部品実装機２５の装着ノズルで直接ピックアップする。

次に、剥離ステージ１８と吸着ノズル３０の構成とシート剥離方法を図３〜図８を用いて説明する。尚、図３及び図４では、ダイシングシート２９の図示を省略し、ダイ２１と剥離ステージ１８と吸着ノズル３０のパッド部３０ａのみを図示している。

剥離ステージ１８は、パレット引き出しテーブル１３の下側に配置され、剥離ステージ駆動手段であるＸＹロボット（図示せず）によってウエハパレット２２のダイシングシート２９の下面に沿ってＸＹ方向に移動する。剥離ステージ１８には、ダイシングシート２９をその下面側から吸引するシート吸引孔４０が上向きに形成され、該シート吸引孔４０には、ダイ２１のシート剥離に適した圧力に調整された負圧が供給されるように構成されている。シート吸引孔４０は、複数（本実施例１では４個）のダイ２１の貼着部分を同時に吸引できるように当該複数のダイ２１の貼着部分に跨がるように形成されている（図５参照）。

このシート吸引孔４０のスライド方向側の縁部には、凸部４１が形成され、同時にシート剥離する各ダイ２１の貼着部分を凸部４１で浮かせながらシート剥離するようになっている（図６参照）。尚、凸部４１は、必ずしもシート吸引孔４０のスライド方向側の縁部全体に沿って一直線状に形成する必要はなく、当該縁部の一部に１個又は複数個の凸部を形成するだけでも良く、また、各シート吸引孔４０のスライド方向とは異なる方向の縁部にも凸部を形成しても良い。

剥離ステージ１８を駆動するＸＹロボットは、同時にシート剥離した複数のダイ２１を吸着ノズル３０でピックアップする毎に、図３に示すように、剥離ステージ１８を次にピックアップする複数のダイ２１の貼着部分の手前側へ移動させて、図４に示すように、該剥離ステージ１８を該複数のダイ２１の貼着部分の真下へスライドさせてシート吸引孔４０で該複数のダイ２１の貼着部分を該複数のダイ２１がピックアップ可能となるように同時にシート剥離する。

一方、サブロボット１５の吸着ノズル３０は、同時にピックアップする複数のダイ２１の合計サイズに応じてノズルチェンジャー２０で自動交換できるようになっている。吸着ノズル３０の下端部には、同時にピックアップする複数のダイ２１の合計サイズとほぼ同一のサイズ又はそれより少し小さいサイズのパッド部３０ａが設けられている。

図７、図８に示すように、パッド部３０ａの吸着面部３０ｂは、多数の微細孔を有する多孔質部材又は多孔板で形成され、同時にピックアップする各ダイ２１毎に独立して吸着／非吸着を切り換える機能を持たせるために、パッド部３０ａ内部の負圧導入空洞部４２が各ダイ２１毎に仕切壁４３で仕切られ、各負圧導入空洞部４２がそれぞれ電磁バルブ４４を介して負圧源４５（バキューム源）に接続されている。これにより、各負圧導入空洞部４２の電磁バルブ４４の開弁／閉弁を各ダイ２１毎に独立して切り換えることで、同時にピックアップ可能な複数のダイ２１に対して各ダイ２１毎に独立して吸着／非吸着を切り換えることができるようになっている。このようにすれば、例えば、ピックアップ動作時に吸着ノズル３０で同時にピックアップ可能な複数のダイ２１の中にバッドダイがあれば、そのバッドダイを吸着する吸着面部３０ｂを非吸着に切り換えてバッドダイをダイシングシート２９上に残すことが可能となり、バッドダイの回収が容易である。

以上説明した本実施例１では、吸着ノズル３０で複数のダイ２１を同時に吸着保持しながら剥離ステージ１８で複数のダイ２１の貼着部分を同時にシート剥離するようにしたので、ダイ１個当たりのシート剥離に要する時間を大幅に短縮できて、ダイピックアップ装置１１のタクトタイムを短縮できる。

次に、本発明の実施例２を図９を用いて説明する。但し、上記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡単化し、主として異なる部分について説明する。

本実施例２で使用する剥離ステージ５１は、吸着ノズル３０で同時にピックアップ可能な複数のダイ２１の貼着部分に対して各ダイ２１毎に独立して吸引／非吸引を切り換えることができるように構成されている。

具体的には、剥離ステージ５１には、吸着ノズル３０で同時にピックアップ可能な複数のダイ２１の貼着部分毎にシート吸引孔５２が仕切壁５３で仕切り形成され、各シート吸引孔５２がそれぞれ電磁バルブ５４を介して負圧源５５（バキューム源）に接続されている。これにより、各シート吸引孔５２の電磁バルブ５４の開弁／閉弁を各ダイ２１毎に独立して切り換えることで、同時にシート剥離可能な複数のダイ２１の貼着部分に対して各ダイ２１毎に独立して吸引／非吸引を切り換えるようになっている。このようにすれば、例えば、同時にシート剥離可能な複数のダイ２１の中にバッドダイがあれば、そのバッドダイの貼着部分の吸引を非吸引に切り換えて、バッドダイをダイシングシート２９に貼着したままの状態で残すことが可能となり、バッドダイの回収が容易である。

尚、上記実施例１，２では、同時に４個のダイ２１をピックアップできるように構成したが、同時にピックアップするダイ２１の個数は、適宜変更して実施しても良い。
また、上記実施例１，２では、複数のダイ２１を同時にピックアップする吸着ノズル３０のパッド部３０ａを一体に形成したが、独立した複数本の吸着ノズルで複数のダイ２１を同時にピックアップするように構成しても良い。

また、各ダイ２１の貼着部分をそれぞれ複数のシート吸引孔で吸引するようにしても良く、また、シート吸引孔の形状も四角形に限定されず、円、楕円、長円、五角形以上の多角形等であっても良い。要は、ダイ２１の貼着部分にその下面側から吸引力（負圧）を作用させるようにシート吸引孔を形成すれば良い。

その他、本発明は、ダイピックアップ装置１１の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…ダイピックアップ装置、１２…マガジン保持部、１３…パレット引き出しテーブル、１４…パレット引き出し機構、１５…サブロボット、１６…シャトル機構、１７…反転機構、１８…剥離ステージ、１９…ＮＧコンベア、２０…ノズルチェンジャー、２１…ダイ、２２…ウエハパレット、２３…ウエハ装着板、２４…カメラ、２５…部品実装機、２６…シャトルノズル、２８…パレット本体、２９…ダイシングシート、３０…吸着ノズル、３０ａ…パッド部、３２…制御装置、４０…シート吸引孔、４１…凸部、４２…負圧導入空洞部、４３…仕切壁、４４…電磁バルブ、４５…負圧源、５１…剥離ステージ、５２…シート吸引孔、５３…仕切壁、５４…電磁バルブ、５５…負圧源

Claims

ウエハを碁盤目状にダイシングして形成した多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズルと、前記吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分を前記ダイシングシートの下面側から吸引して該ダイの貼着部分をシート剥離する剥離ステージとを備え、前記剥離ステージは、前記ダイシングシートを吸引するシート吸引孔を有し、前記吸着ノズルで前記ダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から前記剥離ステージを該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイの貼着部分を徐々に前記シート吸引孔でシート剥離するダイピックアップ装置において、
前記吸着ノズルは、複数のダイを同時にピックアップ可能に構成され、
前記剥離ステージのシート吸引孔は、前記吸着ノズルで前記複数のダイを同時に吸着保持しながら該複数のダイの貼着部分を同時にシート剥離するように形成されていることを特徴とするダイピックアップ装置。
前記吸着ノズルは、同時にピックアップ可能な複数のダイに対して各ダイ毎に独立して吸着／非吸着を切り換える手段を有することを特徴とする請求項１に記載のダイピックアップ装置。
前記剥離ステージは、前記吸着ノズルで同時にピックアップ可能な複数のダイの貼着部分に対して各ダイ毎に独立して吸引／非吸引を切り換える手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイピックアップ装置。
前記吸着ノズルは、複数のダイを同時にピックアップした状態で上下反転可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のダイピックアップ装置。