JP2014038947A

JP2014038947A - 搬送トレイ

Info

Publication number: JP2014038947A
Application number: JP2012180741A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】デバイスの大きさに関係なく、しかもデバイスを治具から搬送トレイへ効率よく移し替ることが可能であるとともに、複数のデバイスが移し替えられた搬送トレイを複数個重ねた状態で次工程に搬送する際に衝撃によってデバイスがずれることがない搬送トレイを提供する。
【解決手段】複数のデバイスを収容して搬送する搬送トレイであって、複数のデバイスを支持する表面を有するデバイス支持部と、デバイス支持部の外周を囲繞して形成された枠部とを備えたトレイ本体と、トレイ本体の該デバイス支持部の表面に装着されタック力を有するタック層と、トレイ本体のデバイス支持部の裏面に装着された弾性部材とを具備し、弾性部材は搬送トレイを重ねた際に下側の搬送トレイを構成するタック層に貼着された複数のデバイスを押圧する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、切削装置等のダイシング装置によって分割された半導体デバイスを収容して搬送する搬送トレイに関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を区画する分割予定ラインに沿って切断することにより個々のデバイスを製造している。このようにして分割されたデバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、半導体デバイスのパッケージもチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と称する小型化できるパッケージ技術が開発されている。ＣＳＰ技術の一つとして、ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄＰａｃｋａｇｅ（ＱＦＮ）と称するパッケージ技術が実用化されている。このＱＦＮと称するパッケージ技術は、デバイスの接続端子に対応した接続端子が複数形成されているとともにデバイス毎に区画する分割予定ラインが格子状に形成された銅板等の金属板に複数個のデバイスをマトリックス状に配設し、デバイスの裏面側から樹脂をモールディングした樹脂部によって金属板とデバイスを一体化することによりＣＳＰ基板（パッケージ基板）を形成する。このパッケージ基板を分割予定ラインに沿って切断することにより、個々にパッケージされたデバイス（チップサイズパッケージ）に分割する。

上記パッケージ基板の切断は、一般に切削ブレードを備えた切削装置によって施される。この切削装置は、分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝が格子状に形成されるとともに逃がし溝によって区画された複数の領域にそれぞれ吸引孔が設けられた治具を備え、保持テーブル上に位置付けられた該治具にパッケージ基板を吸引保持し、切削ブレードを回転させつつ保持テーブルをパッケージ基板の分割予定ラインに沿って切削送り方向に相対移動することにより、パッケージ基板を分割予定ラインに沿って切断し、個々のデバイスに分割する。その後、個々に分割されたデバイスは、複数の収容室を備えた搬送トレイに収容されて組立工程に搬送される（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−２３９３６号公報

而して、搬送トレイに設けられた複数の収容室はデバイス（チップサイズパッケージ）の大きさに対応してそれぞれ隔壁によって区画されており、従ってデバイスの大きさに対応した種類の搬送トレイを用意しなければならず、管理が煩雑になるという問題がある。
また、個々に分割されたデバイスを１個ずつ治具から搬送トレイに移し替えなければならず、この移し替え工程に時間を要し、生産性の面で必ずしも満足し得るものではない。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、デバイスの大きさに関係なく、しかもデバイスを治具から搬送トレイへ効率よく移し替ることが可能であるとともに、複数のデバイスが移し替えられた搬送トレイを複数個重ねた状態で次工程に搬送する際に衝撃によってデバイスがずれることがない搬送トレイを提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスを収容して搬送する搬送トレイであって、
複数のデバイスを支持する表面を有するデバイス支持部と、該デバイス支持部の外周を囲繞して形成された枠部とを備えたトレイ本体と、
該トレイ本体の該デバイス支持部の表面に装着されタック力を有するタック層と、
該トレイ本体の該デバイス支持部の裏面に装着された弾性部材と、を具備し、
該弾性部材は、搬送トレイを重ねた際に下側の搬送トレイを構成するタック層に貼着された複数のデバイスを押圧する、
ことを特徴とする搬送トレイが提供される。

上記弾性部材は、スポンジによって形成されている。
上記トレイ本体の枠部は、デバイス支持部の表面より上方に立設して形成された外周壁と、デバイス支持部の裏面より下方に垂下して形成された垂下壁とからなり、垂下壁の内側は外周壁を収容する大きさに形成され、垂下壁の下端はトレイ本体のデバイス支持部の裏面に装着された弾性部材の下面より突出して形成されている。

本発明による搬送トレイは、複数のデバイスを支持する表面を有するデバイス支持部と、該デバイス支持部の外周を囲繞して形成された枠部とを備えたトレイ本体と、トレイ本体のデバイス支持部の表面に装着されタック力を有するタック層と、トレイ本体のデバイス支持部の裏面に装着された弾性部材とを具備し、弾性部材は搬送トレイを重ねた際に下側の搬送トレイを構成するタック層に貼着された複数のデバイスを押圧するように構成されているので、個々のデバイスに対応して区画された複数の収容室を設ける必要がなく、個々のデバイスの大きさに対応した種類のトレイを用意する必要がない。従って、１種類の搬送トレイで各種のデバイスに対応することができ、管理が簡素化する。また、本発明による搬送トレイはデバイス支持部の表面にタック力を有するタック層が装着されているので、切削装置等のダイシング装置によって個々の分割された複数のデバイスをデバイス搬送装置によって一括してタック層上に移し替えることが可能であり、生産性を向上することができる。さらに、本発明においては、複数個の搬送トレイが重ねられた状態においては、上側の搬送トレイを構成する弾性部材は、下側の搬送トレイを構成するタック層に貼着された複数のデバイスを押圧するので、タック層に複数のデバイスを貼着して搬送する際に、衝撃によってデバイスがずれることがない。

被加工物としてのパッケージ基板の斜視図および断面図。図１に示すパッケージ基板を保持するための保持治具および保持治具にパッケージ基板を保持した状態を示す斜視図。図１に示すパッケージ基板を個々のデバイスに分割するための切削装置の斜視図。図３に示す切削装置によって実施する切断工程の説明図。図４に示す切断工程が実施されたパッケージ基板が個々のデバイスに分割された状態を示す斜視図。本発明に従って構成された搬送トレイの斜視図。図６におけるA―A断面図。図６におけるB―B断面図。図５に示す複数のデバイスを図６乃至図８に示す搬送トレイに移し替える状態を示す説明図。図８に示すように複数のデバイスが移し替えられた搬送トレイを複数個重ねた状態を示す説明図。

以下、本発明に従って構成された搬送トレイの好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１の(a)および(b)には、被加工物としてのパッケージ基板の斜視図および断面図が示されている。図１の(a)および(b)に示すパッケージ基板１は金属板１１を具備し、金属板１１のに所定の方向に延びる複数の第１の分割予定ライン１１１と、該第１の分割予定ライン１１１と直交する方向に延びる第２の分割予定ライン１１２が格子状に形成されている。第１の分割予定ライン１１１と第２の分割予定ライン１１２によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス（チップサイズパッケージ）１１３が配置されており、このデバイス１１３は金属板１１の裏面側から合成樹脂部１２によってモールディングされている。このように形成されたパッケージ基板１は、第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２に沿って切断され個々にパッケージされたデバイス１１３に分割される。

上記パッケージ基板１を複数の第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２に沿って切断するには、図２の(a)および(b)に示すように保持治具２によって保持される。
保持治具２は、図２の(a)に示すように矩形状に形成され表面中央部に上記パッケージ基板１を吸引保持する吸引保持部２０が突出して設けられている。吸引保持部２０の上面（保持面）にはパッケージ基板１に形成された第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２と対応する領域に後述する切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝２１および２２が格子状に形成されている。また、吸引保持部２０には、第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２によって区画された複数の領域にそれぞれ吸引孔２３が形成されており、この吸引孔２３が図示しない吸引手段に連通されるようになっている。なお、保持治具２の４隅には、位置決め用の穴２４が設けられている。このように構成された保持治具２には、図２の(b)に示すように吸引保持部２０の上面（保持面）に上記パッケージ基板１が載置される。

次に、上述した保持治具２に載置されたパッケージ基板１を第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２に沿って切断する切削装置について、図３を参照して説明する。
図３に示す切削装置３は、略直方体状の装置ハウジング３１を具備している。この装置ハウジング３１内には、被加工物を保持する吸引テーブル３２が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。吸引テーブル３２の上面には吸引凹部３２１が設けられており、この吸引凹部３２１に図示しない吸引手段と連通する吸引口３２２が開口している。また、吸引テーブル３２の上面における４隅には、上記保持治具２の４隅に設けられた位置決め用の穴２４が嵌合する位置きめピン３２３が立設されている。また、吸引テーブル３２は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。このように構成された吸引テーブル３２は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。

切削装置３は、切削手段としてのスピンドルユニット３３を具備している。スピンドルユニット３３は、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図３において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。この切削手段としてのスピンドルユニット３３は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング３３１と、該スピンドルハウジング３３１に回転自在に支持された回転スピンドル３３２と、該回転スピンドル３３２の前端部に装着された切削ブレード３３３とを具備している。

また、切削装置３は、上記吸引テーブル３２上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード３３３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段３４を具備している。この撮像手段３４は、顕微鏡からなる光学系と撮像素子(CCD)を具備しており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図３に示す切削装置３は以上のように構成されており、以下切削装置３を用いて上記パッケージ基板１を複数の第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２に沿って切断する切断作業について説明する。
先ず、切削装置３の吸引テーブル３２上にパッケージ基板１が載置され保持治具２を載置する。このとき、保持治具２の４隅に設けられた複数の位置決め用の穴２４を吸引テーブル３２の４隅に配設された位置決めピン３２３に嵌合することにより、パッケージ基板１が載置され保持治具２は所定の位置に位置付けられる。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、吸引テーブル３２の吸引口３２２、吸引凹部３２１、保持治具２に設けられた複数の吸引孔２３を介して保持治具２の吸引保持部２０に載置されたパッケージ基板１の各デバイス１１３に負圧が作用し、パッケージ基板１の各デバイス１１３が保持治具２の吸引保持部２０上に吸引保持される（パッケージ基板保持工程）。

上記パッケージ基板保持工程を実施したならば、図示しない切削送り手段を作動してパッケージ基板１を保持した保持治具２を撮像手段３４の直下まで移動せしめる。保持治具２が撮像手段３４の直下に位置付けられると、撮像手段３４および図示しない制御手段によってパッケージ基板１の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３４および図示しない制御手段は、パッケージ基板１の所定方向に形成されている第１の分割予定ライン１１１と、第１の分割予定ライン１１１に沿って切削する切削ブレード３３３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削加工すべき加工領域のアライメントを遂行する。また、パッケージ基板１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる第２の分割予定ライン１１２に対しても、同様に切削加工すべき加工領域のアライメントが遂行される。

上述したように、パッケージ基板１の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行したならば、保持治具２を切削領域に移動し、図４の(a)に示すように所定の第１の分割予定ライン１１１の一端を切削ブレード３３３の直下より図４の(a)において僅かに右側に位置付ける。そして、切削ブレード３３３を矢印３３３aで示す方向に回転しつつ図示しない切込み送り手段を作動して切削ブレード３３３を矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りし、所定の切り込み深さに位置付ける。この切り込み深さは、切削ブレード３３３の切れ刃の外周縁が保持治具２の吸引保持部２０に形成された逃がし溝２１（図２の(a)参照）に達する位置に設定されている。次に、図示しない切削送り手段を作動して吸引テーブル３２を図４の(a)において矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動する。そして、吸引テーブル３２に保持治具２を介して保持されたパッケージ基板１の所定の第１の分割予定ライン１１１の他端が図４の(b)に示すように切削ブレード３３３の直下より僅かに左側に達したら、吸引テーブル３２の移動を停止するとともに、切削ブレード３３３を矢印Ｚ２で示す方向に上昇せしめ、次に切削すべき第１の分割予定ライン１１１に割り出し送りして切削作業を繰り返す。この結果、パッケージ基板１は、第１の分割予定ライン１１１に沿って切断される(第１の切断工程)。

上述した第１の切断工程を実施したならば、吸引テーブル３２を９０度回動し、吸引テーブル３２に保持治具２を介して保持されたパッケージ基板１に形成された第２の分割予定ライン１１２を切削送り方向である矢印Xで示す方向に位置付ける、そして、パッケージ基板１に対して上記第１の切断工程と同様に全ての第２の分割予定ライン１１２に沿って切断作業を実施する（第２の切断工程）。

以上のようにして第１の切断工程および第２の切断工程が実施されたパッケージ基板１は、図５に示すように第１の分割予定ライン１１１および第２の分割予定ライン１１２に沿って切断され、個々のデバイス（チップサイズパッケージ）１１３に分割される。このようにして分割された個々のデバイス１１３は、保持治具２の吸引保持部２０に吸引保持された状態で維持される。

上述したように分割されたデバイス１１３は、後述する搬送トレイに収容されて次工程である組立工程に移送される。ここで、本発明に従って構成された搬送トレイについて、図６乃至図８を参照して説明する。
図６乃至図８に示す搬送トレイ５は、矩形状のトレイ本体５１と、該トレイ本体５１の表面に装着されたタック層５２と、トレイ本体５１の裏面に装着された弾性部材５３とからなっている。トレイ本体５１は合成樹脂（例えば、アクリル樹脂）によって形成されており、上記複数のデバイス（チップサイズパッケージ）１１３を支持する表面５１１aを有するデバイス支持部５１１と、該デバイス支持部５１１の外周を囲繞して形成された枠部５１２とを備えている。デバイス支持部５１１は、トレイ本体５１の上面に形成された矩形状の凹部を有し、該矩形状の凹部の底面が複数のデバイス１１３を支持する表面５１１aとして機能する。トレイ本体５１の枠部５１２は、デバイス支持部５１１の表面５１１aより上方に立設して形成された外周壁５１２aと、デバイス支持部５１１の裏面５１１bより下方に垂下して形成された垂下壁５１２ｂとからなっている。外周壁５１２aは、上端がデバイス支持部５１１の表面５１１aに装着されるタック層５２の上面より上方に突出して形成されている。垂下壁５１２ｂは、内側が外周壁５１２aを収容する大きさに形成され、その下端がデバイス支持部５１１の裏面５１１bに装着される弾性部材５３の下面より突出して形成されている。なお、トレイ本体５１の枠部５１２を構成する垂下壁５１２ｂにおける長手方向両側の垂下壁５１２ｂには、図示しない搬送装置の支持部材と係合する２個の係合凹部５１２c、５１２cがそれぞれ設けられている(図６には、一方の垂下壁５１２ｂに形成された係合凹部５１２c、５１２cのみが示されている)。

上記のように形成されたトレイ本体５１を構成するデバイス支持部５１１の表面５１１aには、タック層５２が適宜のボンド剤によって装着される。タック層５２は、タック力を有するシートからなっている。タック力を有するシートとしては、新タック化成株式会社が製造販売する商品名「セパレス」または「ハンデコタック」、信越ポリマー株式会社が製造販売する商品名「アシストテープ」、株式会社ユーエムアイが製造販売する商品名「フレックスキャリア」、株式会社エクシールコーポレーションが製造販売する商品名「ゲルベース」等を用いることができる。

また、トレイ本体５１を構成するデバイス支持部５１１の裏面５１１bには、弾性部材５３が適宜のボンド剤によって装着される。この弾性部材５３は、図示の実施形態においてはスポンジからなっており、後述するように搬送トレイ５を重ねた際に下側の搬送トレイ５を構成するタック層５２に貼着された複数のデバイスを押圧する。なお、弾性部材５３として、綿、布を用いてもよい。

次に、図５に示すように個々に分割された複数のデバイス（チップサイズパッケージ）１１３を保持治具２の吸引保持部２０上から搬送トレイ５に収容する方法について、図９を参照して説明する。
複数のデバイス１１３を保持治具２の吸引保持部２０上から搬送トレイ５に収容するには、図示の実施形態においてはデバイス搬送装置６を用いて実施する。デバイス搬送装置６は、複数のデバイスを吸引保持する吸引保持パッド６１と、該吸引保持パッド６１を一端部に支持する搬送アーム６２を具備しており、搬送アーム６２が図示しない作動機構によって作動せしめられる。吸引保持パッド６１は、下面に上記複数のデバイス１１３を形成するパッケージ基板１と同様の大きさの矩形状の凹部６１１aを備えたパッド本体６１１と、該パッド本体６１１の凹部６１１aに嵌合された吸着パッド６１２とからなっている。パッド本体６１１は、中央部には上記凹部６１１aに連通する吸引口６１１bが設けられている。この吸引口６１１bは、図示しない吸引手段に連通されている。上記吸着パッド６１２は矩形状に形成されており、上記保持治具２の吸引保持部２０に設けられた吸引孔２３と同様に複数のデバイス１１３と対応する位置に複数の吸引孔６１２aが設けられている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、吸引口６１１bおよび凹部６１１aを介して複数の吸引孔６１２aに負圧が作用せしめられる。

上述したデバイス搬送装置６を用いて複数のデバイス１１３を保持治具２の吸引保持部２０上から搬送トレイ５に収容するには、図９の(a)に示すように図示しない作動機構を作動して吸引保持パッド６１の吸着パッド６１２の下面を保持治具２の吸引保持部２０上に載置されている複数のデバイス１１３の上面に位置付ける。そして、吸引テーブル３２側に連通された吸引手段による吸引を解除するとともに吸引保持パッド６１の吸引口６１１bが連通された図示しない吸引手段を作動することにより、吸引口６１１bおよび凹部６１１aを介して吸着パッド６１２に設けられた複数の吸引孔６１２aに負圧を作用せしめる。この結果、吸着パッド６１２に設けられた複数の吸引孔６１２aに複数のデバイス１１３が吸引保持される。このように複数のデバイス１１３を吸着パッド６１２に設けられた複数の吸引孔６１２aに吸引保持したならば、図示しない作動機構を作動して図９の(b)に示すように吸引保持パッド６１を搬送トレイ５上に搬送し、吸着パッド６１２の下面（吸着面）に吸引保持されている複数のデバイス１１３の下面をトレイ本体５１のデバイス支持部５１１の表面５１１aに装着されたタック層５２上に載置する。次に、図示しない吸引手段による吸引を解除するとともに図示しない作動機構を作動して吸引保持パッド６１を搬送トレイ５上から退避することにより、図９の(c)に示すように複数のデバイス１１３は搬送トレイ５のデバイス支持部５１１の表面５１１aに装着されたタック層５２上に移し替えられたことになる。なお、搬送トレイ５のタック層５２上に移し替えられた複数のデバイス１１３は、タック層５２のタック力によって脱落することなく保持されている。

以上のように、図示の実施形態における搬送トレイ５は、デバイス支持部５１１の表面５１１aにタック力を有するタック層５２が装着されているので、個々のデバイス１１３に対応して区画された複数の収容室を設ける必要がなく、個々のデバイス１１３の大きさに対応した種類のトレイを用意する必要がない。従って、１種類の搬送トレイ５で各種のデバイス１１３に対応することができ、管理が簡素化する。また、本発明による搬送トレイ５はデバイス支持部５１１の表面５１１aにタック力を有するタック層５２が装着されているので、保持治具２の吸引保持部２０上から複数のデバイス１１３を上述したようにデバイス搬送装置６によって一括して移し替えることが可能であり、生産性を向上することができる。

以上のようにして搬送トレイ５に収容された複数のデバイス１１３は、組立工程に搬送される。このとき、搬送トレイ５は図１０の(a)および(b)に示すように複数個が重ねた状態で搬送される。図１０の(a)および(b)に示すように複数個の搬送トレイ５が重ねられた状態においては、上側の搬送トレイ５を構成する弾性部材５３は、下側の搬送トレイ５を構成するタック層５２に貼着された複数のデバイス１１３を押圧する。従って、搬送トレイ５を構成するタック層５２に複数のデバイス１１３を貼着して搬送する際に、衝撃によってデバイス１１３がずれることがない。

１：パッケージ基板
１１３：デバイス
２：保持治具
２０：吸引保持部
２１、２２：逃がし溝
２３：吸引孔
３：切削装置
３２：吸引テーブル
３３：スピンドルユニット
３３３：切削ブレード
５：搬送トレイ
５１：トレイ本体
５１１：デバイス支持部
５１２：枠部
５２：タック層
５３：弾性部材

Claims

複数のデバイスを収容して搬送する搬送トレイであって、
複数のデバイスを支持する表面を有するデバイス支持部と、該デバイス支持部の外周を囲繞して形成された枠部とを備えたトレイ本体と、
該トレイ本体の該デバイス支持部の表面に装着されタック力を有するタック層と、
該トレイ本体の該デバイス支持部の裏面に装着された弾性部材と、を具備し、
該弾性部材は、搬送トレイを重ねた際に下側の搬送トレイを構成するタック層に貼着された複数のデバイスを押圧する、
ことを特徴とする搬送トレイ。
該弾性部材は、スポンジによって形成されている、請求項１記載の搬送トレイ。
該トレイ本体の枠部は、該デバイス支持部の表面より上方に立設して形成された外周壁と、該デバイス支持部の裏面より下方に垂下して形成された垂下壁とからなり、該垂下壁の内側は該外周壁を収容する大きさに形成され、垂下壁の下端はトレイ本体のデバイス支持部の裏面に装着された弾性部材の下面より突出して形成されている、請求項１又は２記載の搬送トレイ。