JP2023181137A - 浮揚による電子部品の転送 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を搬送するシステム及び電子部品を搬送する方法を提供する。【解決手段】電子部品である物理的に分離された複数の半導体ダイを含むウェハ２３０Ａを搬送するシステム２００Ｂは、電子部品を運ぶキャリア２２０と、複数のトランスデューサ１３１を含み、キャリアが浮揚する浮揚場を生成するトランスデューサシステムと、電子部品をキャリアに配置する入力ユニット１１０と、電子部品をキャリアから受け入れる出力ユニット１２０と、入力ユニットから出力ユニットへキャリアを移動させるためにトランスデューサシステムを制御して浮揚場を変化させるために用いるコントローラと、を含む。【選択図】図３

Description

本開示の態様は、電子部品を搬送するシステムに関する。本開示の更なる態様は、電子部品を搬送する方法に関する。

半導体組立において、ソースユニットとターゲットユニットとの間に半導体ダイなどの電子部品を搬送（ｔｒａｎｓｆｅｒ）する必要があることが多い。例えば、ソースユニットは、ダイシングされた半導体ウェハを含んでもよく、ターゲットユニットは、ダイシングされた半導体ウェハ上のダイのうちの１つ以上が配置される必要があるプリント基板を含んでもよい。このような転送を可能とするために、電子部品を搬送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）するシステムが用いられている。このようなシステムは、ピックアンドプレース装置又はダイボンダ若しくはダイソータなどのダイ配置装置とも呼ばれてもよい。

上記システムは、比較的重くて高価な機構及びメカトロニクスモジュールに依存して小型（＜１ｍｍ）の部品を組み立てる。組み立てられた部品に関連して、組立設備が少なくとも７桁以上の重量を有するため、組立速度が速くなるのにつれて設備が複雑で高価になる。

音響又は磁場浮揚は、様々な組立用途のために広く研究されており、上記問題点を解決するための見込みのある技術である。力場を正確かつ高速に制御することができれば、機械の複雑さを大幅に低減することができる。更に、部品とピックアップツールとの機械的接触が必要とされないため、損傷のリスクを低減する。また、機械部品が視界を遮らないため、スマートビジョンを統合して、力場における小物の位置を追跡し、かつアライメント及び検査作業を支援することができる。

半導体組立に適用するために、音響又は磁場浮揚に伴ういくつかの問題を解決する必要がある。例えば、浮揚部品の実現可能な位置精度は、特定の用途に応じて許容されるべきである。従来技術では、浮揚部品の位置が振動の影響を受けるため、部品をキャリアに配置する際の位置精度が低下している。本出願人は、このような位置精度の低下を上記搬送システムにおける浮揚概念の適用によって成功裏に抑えることを見出した。

本開示の態様は、上記位置精度の低下の問題を解決する電子部品を搬送するシステムに関する。このため、電子部品を運ぶキャリアと、複数のトランスデューサを含み、キャリアが浮揚する浮揚場を生成するように構成されたトランスデューサシステムとを含むシステムが提供される。システムは、電子部品をキャリアに配置する入力ユニットと、電子部品をキャリアから受け入れる出力ユニットとを更に含む。また、システムは、入力ユニットから出力ユニットへキャリアを移動させるためにトランスデューサシステムを制御して浮揚場を変化させるコントローラを含む。

従来技術と比較して、本開示に係るシステムは、転送対象の電子部品を運ぶキャリアを用いている。このキャリアの形状、重量、密度などの特性は、用いられる特定の浮揚場に合わせて調整されてもよい。例えば、反磁性浮揚を用いる場合、好適な磁性材料でキャリアを製造することができる。また、転送対象の電子部品とは異なる形状、重量、及び／又は密度を用いることで、より安定した位置決めを実現することができる。転送対象の電子部品と比較して、キャリアを比較的大きくして平坦にしてもよい。これにより、転送対象の電子部品自体が浮揚場で浮揚している状況と比較して、浮揚場における位置振動を減少させることができる。

入力ユニットは、キャリアに第１の付着剤を分注する第１の分注ユニットを更に含んでもよい。この第１の付着剤は、電子部品が受け入れられた際に電子部品をキャリアに付着させるように構成される。第１の付着剤は、水などの液体であってもよい。この場合、電子部品は、流体的な接着によりキャリアに保持されてもよい。他の実施形態では、他の液体、例えば接着性を有する液体を用いてもよい。液体は、一般的に、適量の液体をキャリアに滴下することができるように適用される。液体の分注が浮揚場を乱すことを防止するために、分注ユニットは、典型的に、キャリアからある程度離れた位置に配置される。更に、キャリアは、液体の液滴を配列し、及び／又は液滴に力を加えてキャリア上に所定の位置及び／又は形状を持たせるための凹み又は他の構造を含んでもよい。更に、このような凹み又は他の構造は、電子部品が入力ユニットから受け入れられた際にキャリアに対して所定の位置を持つように細長い形状を有してもよい。電子部品自体も細長く、かつ特定の向きで基板などに配置される必要がある場合に、このような配列が好ましい。

出力ユニットは、電子部品の第１の付着剤によるキャリアへの付着を解除する脱着ユニットを含んでもよい。典型的には、脱着ユニットは、付着を遠隔的に、即ち機械的相互作用を介さずに解除する。これは、第１の付着剤に適当な形態のエネルギーを付与して、付着を解除することにより達成される。第１の付着剤が接着性を失うため、及び／又は第１の付着剤の少なくとも一部が除去されているため、付着は、解除されるおそれがある。例えば、第１の付着剤は、光吸収材料を含んでもよく、脱着ユニットは、第１の付着剤による付着を解除するために第１の付着剤を照射するように構成された光源を含んでもよい。光源としては、例えば、レーザ光源が挙げられてもよい。第１の付着剤は、第１の付着剤への照射により少なくとも一部が蒸発するように構成されてもよい。この場合、受けた光エネルギーは、第１の付着剤を蒸発させる点まで加熱する熱エネルギーに変換される。追加的又は代替的に、熱の吸収により、第１の付着剤が電子部品に推進力を作用させ、キャリアから離れるように電子部品を推し進めてもよい。

出力ユニットは、電子部品が配置される基板を保持するチャックなどの保持ユニットを含んでもよい。典型的には、基板は、板状であり、プリント基板を含んでもよい。また、出力ユニットは、キャリアから受け入れられた電子部品を基板に付着させるために基板に第２の付着剤を分注する第２の分注ユニットを含んでもよい。第１の付着剤とは逆に、第２の付着剤は、一般的に、基板上の電子部品の永久的な固定を保証すべきである。第２の付着剤としては、接着糊、半田などが挙げられてもよい。

電子部品は、半導体ダイであってもよい。更に、入力ユニットは、物理的に分離された複数の半導体ダイを含むウェハを保持するように構成されてもよい。このようなウェハは、製造途中の順序とは異なる順序でダイが配列され、及び／又は異なるウェハに由来するダイが配置された構造化ウェハであってもよい。また、代替的に、このようなウェハは、ウェハをダイシングすることにより各ダイが物理的に分離されたウェハを含んでもよい。

入力ユニットは、半導体ダイをウェハから切り離し、切り離された半導体ダイをキャリアに配置させ、及び／又は切り離された半導体ダイをキャリアに配置することを可能にする切り離しユニットを更に含んでもよい。切り離しユニットは、一般的に、一度に１つの半導体ダイを切り離すように構成される。物理的に分離された半導体ダイは、第３の付着剤を用いてテープ、箔、フィルムに付着してもよい。

切り離しユニットは、ニードルと、テープ、箔又はフィルムの裏面を押圧することによりニードルをウェハ上の複数の物理的に分離されたダイのうちの１つのダイと係合させ、かつこのような係合を解除するアクチュエータとを含んでもよい。この係合により、テープ、箔又はフィルムが外側に膨らみ、対応する半導体がテープ、箔又はフィルムから脱着してもよい。代替的に、切り離しユニットは、物理的に分離された半導体ダイのうちの半導体ダイの第３の付着剤によるテープ、箔又はフィルムへの付着を解除するために第３の付着剤を照射する光源を含んでもよい。この場合、第３の付着剤は、光吸収性接着剤となる。第３の付着剤は、光エネルギーを吸収すると、化学的転移を受けて接着性を失ってもよい。代替的に、第３の付着剤は、少なくとも一部が蒸発し、及び／又は取り除かれることにより、半導体ダイを切り離してもよい。

入力ユニットは、電子部品がキャリアに配置される際に、地球重力場に対してキャリアの上方に配置されてもよい。この場合、入力ユニットは、電子部品をキャリアに落下させるように構成されてもよい。追加的又は代替的に、出力ユニットは、電子部品がキャリアから受け入れられる際に、地球重力場に対してキャリアの下方に配置されてもよい。この場合、出力ユニットは、電子部品をキャリアから落下させるように構成されてもよい。代替的に、本開示の態様は、半導体ダイを受け入れる際にキャリアがウェハに対して移動し、即ちウェハと物理的に接触し、及び／又は半導体ダイを基板に配置する際にキャリアが基板に対して移動する実施形態に関する。他の電子部品を転送する実施形態についても同様である。

複数のトランスデューサは、音波を発生させるように構成された複数の音響トランスデューサを含んでもよい。この場合、浮揚場は、音響浮揚場である。複数の音響トランスデューサによって発生した音波は、２０Ｈｚ～２００ｋＨｚの範囲の周波数を有してもよい。トランスデューサは、キャリアとキャリアによって運ばれた部品とを捕捉することができる音響ポテンシャル井戸を生成するように構成されてもよい。コントローラは、キャリアを移動させるためにトランスデューサシステムを制御して音響ポテンシャル井戸の位置及び／又は向きを変化させるように構成されてもよい。

キャリアは、電子部品を支持する第１の面を有してもよく、第１の面に垂直な方向におけるキャリアの最大厚さは、音響トランスデューサによって発生した音波の波長の１／３倍未満である。一般的に、浮揚場内の位置及び向きの適切な制御を可能にするように、キャリアと電子部品との組み合わせは、音響ポテンシャル井戸内に含まれるべきである。第１の面の表面積は、電子部品の最大断面積の３倍以上であってもよく、より好ましくは１０倍以上である。典型的には、音響ポテンシャル井戸は、音波の伝播方向に垂直な方向において、伝播方向に平行な方向よりも大きくなる。例えば、トランスデューサが上下方向に音波を放射するように配置される場合、音響ポテンシャル井戸は、その高さよりもはるかに広い。更に、音響ポテンシャル井戸及び／又はキャリアは、細長くてもよい。これにより、音響ポテンシャル井戸内でのキャリアの自己配列が可能になるため、電子部品が出力ユニットにおいてキャリアから切り離される際の電子部品の向きを予測することができる。

第１の面は、矩形又は楕円形であってもよい。更に、キャリアは、重合体及び／又は低密度材料、例えばマグネシウム又はベリリウムなどの低密度金属、炭素系低密度複合材料などの低密度複合材料又は低密度セラミックスからなる群から選択される１種以上の材料で製造され、低密度材料は、好ましくは密度が２０００ｋｇ／ｍ^３未満である。

トランスデューサシステムは、定常波を発生させるためにトランスデューサによって放射された音波を反射する１つ以上の反射器を含んでもよい。一般的に、音響浮揚場は、定常波のパターンからなる。これらの定常波は、２つ以上の逆方向を持った音波を干渉させることにより発生してもよい。１つ以上の反射器を用いると、発生した音波は、定常波パターンを生成するために反射を干渉する。

システムは、音場が生成される筐体を含んでもよく、１つ以上の反射器は、筐体の内壁によって少なくとも部分的に形成される。転送対象の電子部品を保持した状態でウェハを用いる場合、このウェハは、反射器を部分的に形成してもよい。例えば、ウェハは、トランスデューサがウェハの下方に配置され、かつキャリアがトランスデューサとウェハとの間にある状態で、地球重力場に対して上下反転して配置されてもよい。この場合、定常波パターンは、トランスデューサから放射された音波とウェハから反射された音波とを用いて生成される。

同様に、出力ユニットにおいて、基板は、１つ以上の反射器を部分的に形成してもよい。例えば、基板は、トランスデューサが基板の上方に配置され、かつキャリアがトランスデューサと基板との間にある状態で、地球重力場に対して上向きに方向付けられるように配置されてもよい。この場合、定常波パターンは、トランスデューサから放射された音波と基板から反射された音波とを用いて生成される。

システムは、一般的に、多数の部分又はセグメントに分割されてもよい。例えば、システムは、入力部が複数のトランスデューサのうちの一部と組み合わせて配置された入力ユニットを含んでもよい。システムは、出力ユニットが複数のトランスデューサのうちの一部と組み合わせて配置された出力部と、入力部と出力部との間に配置され、かつ複数のトランスデューサのうちの一部のトランスデューサが配置された転送部とを更に含んでもよい。

転送部に配置された複数のトランスデューサのうちの一部のトランスデューサは、キャリアに配置された電子部品を支持した状態でキャリアを回転及び／又は反転させて、出力ユニットがキャリアから電子部品を受け入れる際に電子部品を出力ユニットに対向させるように構成されてもよい。例えば、上述した実施形態では、入力ユニットは、電子部品がキャリアに配置される際にキャリアの上方に配置され、そして出力ユニットは、電子部品がキャリアから受け入れられる際にキャリアの下方に配置される。このような入力ユニットと出力ユニットの位置決めを可能とするために、電子部品を搭載したキャリアを回転及び／又は反転させる必要がある。一般的に、回転及び／又は反転は、トランスデューサと入力ユニットとが分離する方向に垂直な回転軸の周りで行われる。例えば、トランスデューサから垂直に分離するように入力ユニットを配置する場合、回転軸は、水平であってもよい。

システムは、キャリア及び／又はキャリアによって運ばれた電子部品の位置及び／又は向きを決定する位置決めシステムを更に含んでもよい。この場合、コントローラは、決定された位置及び／又は向きに応じてトランスデューサシステムを制御するように構成される。位置決めシステムは、電子部品自体の位置及び／又は向きを決定するように構成されてもよい。代替的に、位置決めシステムは、電子部品がキャリアに対して所定の位置及び／又は向きを有する状態で、キャリアの位置及び／又は向きを決定するように構成されてもよい。

位置決めシステムは、ビジョンシステムを含んでもよい。この３Ｄビジョンシステムは、音場が生成される筐体内部の位置及び／又は向きを決定する。このシステムは、ステレオカメラの設定及び／又は三角測量のための構造化照射を含んでもよい。代替的な撮像手法は、計算撮像及びデジタルホログラフィーに基づくものである。最小測定周波数は、１ｋＨｚ程度であり得る。追加的に、このビジョンシステムは、キャリア上の半導体部品の位置決めを補正するために入力ユニット上の電子部品とキャリアとを配列するように構成されてもよい。ビジョンシステムは、基板上の電子部品の位置決めを補正するために、キャリア上の半導体部品と基板とを配列するためにもちいられてもよい。追加的又は代替的、位置決めシステムは、エコー位置決めを用いてキャリアの位置及び／又は向き及び／又はキャリアによって運ばれた電子部品の位置及び／又は向きを決定するように構成されてもよい。音響浮揚場を用いる場合、複数のトランスデューサは、更に、エコー位置決めを行うために音波を発生させるように構成されてもよい。これらの音波は、浮揚場を発生させるための音波と比較して、浮揚場を乱すことを回避するために異なる周波数を有してもよい。

システムは、複数の電子部品を同時に搬送するように構成されてもよい。例えば、音響浮揚を用いる場合、複数の音響キャビティが生成される。この場合、トランスデューサシステムは、各々の音響ポテンシャル井戸において同時に搬送される複数の電子部品のそれぞれを捕捉するように構成されてもよい。

更に、コントローラは、他の電子部品を搬送するために電子部品を搬送した後にキャリアを出力ユニットから入力ユニットに戻すように構成されてもよい。特に、水などの第１の付着剤を用いる場合、第１の付着剤によるキャリアの汚染が制限されるか又は存在しなくなるため、キャリアを複数回再利用することができる。

本開示の更なる態様によれば、キャリアが浮揚する浮揚場を生成する工程と、キャリアが浮揚している際に電子部品をキャリアに配置する工程と、キャリアとキャリアによって運ばれた電子部品とを共に移動させるために浮揚場を変化させる工程と、電子部品をキャリアから除去する工程とを含む、電子部品を搬送する方法が提供される。

本開示が磁気浮揚場などの他の浮揚場に関するが、浮揚場は、音響浮揚場であることが好ましい。浮揚場が音響浮揚場である場合、キャリアと、キャリアによって運ばれた電子部品とは、音響ポテンシャル井戸内に捕捉される。キャリアと、キャリアによって運ばれた電子部品とを共に移動させる工程は、音響ポテンシャル井戸の位置及び／又は向きを変化させる工程を含んでもよい。

電子部品は、ウェハに含まれる物理的に分離された複数の半導体ダイのうちの半導体ダイであってもよい。電子部品をキャリアに配置する工程は、半導体ダイをウェハから切り離し、切り離された半導体ダイをキャリアに配置させ、及び／又は切り離された半導体ダイをキャリアに配置することを可能にする工程を含んでもよい。物理的に分離された半導体ダイは、接着剤などの第３の付着剤を用いてテープ、箔又はフィルムに付着してもよい。この場合、半導体ダイを切り離す工程は、物理的に分離された半導体ダイのうちの半導体ダイの第３の付着剤による付着を解除するために第３の付着剤を照射する工程を含んでもよい。

浮揚場を生成する工程は、音波を発生させる複数のトランスデューサを用いて、定常波を発生させるために音波を１つ以上の反射器で反射する工程を含んでもよく、１つ以上の反射器は、少なくとも部分的にウェハにより形成される。

方法は、電子部品をキャリアに配置する前に第１の付着剤をキャリアに分注する工程を更に含んでもよく、第１の付着剤は、電子部品をキャリアに付着させる。この場合、電子部品を除去する工程は、電子部品の第１の付着剤によるキャリアへの付着を解除する工程を含んでもよい。第１の付着剤は、光吸収材料を含んでもよく、付着を解除する工程は、光源を用いて第１の付着剤を照射する工程を含んでもよい。

方法は、複数のキャリアと、キャリアによって運ばれた複数の対応する電子部品とを浮揚場において同時に浮揚させる工程を含んでもよい。この場合、キャリア及び対応する電子部品は、各々の音響キャビティに捕捉されてもよい。方法は、音響キャビティの位置及び／又は向きを変化させることによりキャリアとキャリアによって運ばれた電子部品とを同時に移動させる工程を含んでもよい。

本開示の特徴を詳細に理解できるように、実施形態を参照してより具体的な説明を行い、実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は典型的な実施形態のみを示しているため、本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。図面は、本開示の理解を容易にするためのものであるため、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。請求される主題の利点は、同様の要素を示すために同様の参照符号が使用されている付随の図面と併せてこの説明を読むことにより、当業者に明らかになるであろう。

本開示の一態様に係る電子部品を搬送するシステムの一実施形態の部品を模式的に示す図である。 本開示の一態様に係る電子部品を搬送するシステムの第１の実施形態を示す図である。 本開示の一態様に係る電子部品を搬送するシステムの第２の実施形態を示す図である。

図１は、本開示の一態様に係る電子部品を搬送するシステム１００の一実施形態の部品を模式的に示す図である。図１に示された部品も図２及び図３に示されている。図１～図３において、転送対象の電子部品は、半導体ダイである。この半導体ダイは、物理的に分離された複数の半導体ダイを含むダイシングされた半導体ウェハとして設置される。物理的に分離された半導体ダイは、光吸収性接着剤を用いてテープ、箔又はフィルムに付着する。

システム１００は、転送対象の電子部品をキャリアに配置する入力ユニット１１０を含む。入力ユニット１１０は、第１の付着剤をキャリアに分注する第１の分注ユニット１１１と、半導体ダイをウェハから切り離し、切り離された半導体ダイをキャリア上に配置させ、及び／又は切り離された半導体ダイをキャリア上に配置することを可能にする切り離しユニット１１２とを含む。

システム１００は、電子部品をキャリアからプリント基板としての基板に受け入れる出力ユニット１２０を更に含む。出力ユニット１２０は、電子部品の第１の付着剤によるキャリアへの付着を解除するための脱着ユニット１２１を含む。出力ユニット１２０は、必要に応じて、キャリアから受け入れられた電子部品を基板に付着させるために基板に第２の付着剤を分注する第２の分注ユニット１２２を更に含む。

システム１００は、それぞれが、周波数が２０ｋＨｚ～２００ｋＨｚの音波を放射する複数のトランスデューサ１３１を含むトランスデューサシステム１３０を含む。トランスデューサシステムは、キャリアが浮揚する浮揚場（ｌｅｖｉｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）を生成するように構成される。また、システム１００は、入力ユニット１１０から出力ユニット１２０へキャリアを移動させるためにトランスデューサシステム１３０を制御して浮揚場を変化させるコントローラ１４０を含む。コントローラ１４０は、第１の分注ユニット１１１と、切り離しユニット１１２と、脱着ユニット１２１と、必要に応じて第２の分注ユニット１２２とを更に制御する。

システム１００は、キャリア及び／又はキャリアによって運ばれた電子部品の位置及び／又は向きを決定する位置決めシステム１５０を含む。コントローラ１４０は、決定された位置及び／又は向きに応じてトランスデューサシステム１３０を制御するように構成される。必要に応じて、システム１００は、電子部品を搬送する様々な段階で電子部品及び／又はキャリアを検査する検査システム１６０を含んでもよい。コントローラ１４０は、検査システム１６０の出力に応じてトランスデューサシステム１３０を制御するように構成されてもよい。検査システム１６０は、１つ以上の光学カメラ１６１を含んでもよい。

次に、図２及び３を参照すると、本開示の一態様に係る電子部品を搬送するシステムの２つの実施形態について詳細に説明する。図１に示される部品と同一又は類似のこれらの実施形態における部品には同一の符号が付されている。

図２は、入力ユニット１１０が複数のトランスデューサ１３１のうちの一部と組み合わせて配置された入力部２０１を含むシステム２００Ａを示す。システム２００Ａは、出力ユニット１２０が複数のトランスデューサ１３１のうちの一部と組み合わせて配置された出力部２０２を更に含む。また、システム２００Ａは、入力部２０１と出力部２０２との間に配置された転送部２０３を含む。

システム２００Ａは、トランスデューサ１３１が配置された筐体２１０を含む。筐体２１０は、音響反射材料で製造される。トランスデューサ１３１から放射された音波が筐体２１０に反射して筐体２１０の内部に定常波パターンを生成する。定常波パターンは、複数の音響キャビティを含む。

図示されるように、入力ユニット１１０は、キャリア２２０に水などの液体の液滴１１１Ａを置く分注ユニット１１１を含む。これは、図２の挿入図ＩＩＩに示されている。入力ユニット１１０は、また、レーザ光源１１２としての切り離しユニットを含む。レーザ光源１２０は、コントローラ１４０によって制御されることにより、転送対象の半導体ダイ２３０をウェハテープ２３１に付着させるための光吸収性接着剤２３２の部分２３２Ａを照射するために活性化させることができる。照射後に、光吸収性接着剤２３２Ａによる半導体ダイ２３０の付着がなくなるため、半導体ダイ２３０がキャリア２２０に向かって落下し、液体１１１Ａを用いてキャリア２２０に付着する。

液体１１１Ａの液滴を用いてキャリア２２０に付着した半導体ダイ２３０の上面図及び側面図を示す図２の挿入図Ｉに示すように、キャリア２２０は、楕円形の扁平形状を有している。この形状は、筐体２１０に生成された音響キャビティの形状に対応してもよい。例えば、細長い形状を用いることにより、細長い音響ポテンシャル井戸にキャリア２２０自体が配列される。

入力部２０１の内部には、トランスデューサ１３１が筐体２１０の一側に配置され、複数の半導体ダイ２３０を保持するウェハ２３０Ａが筐体２１０の反対側に配置されている。図２の挿入図ＩＩに示すように、トランスデューサ１３１は、音波の源Ｓとして機能し、ウェハ２３０Ａは、反射器Ｒとして機能する。ここで、挿入図ＩＩは、システム２００Ａにおける各位置のトランスデューサ１３１の構成を示している。挿入図ＩＩは、入力部２０１から出力部２０２までの水平方向に垂直な断面図に相当する。

トランスデューサ１３１によって発生した音波と、ウェハ２３０Ａ及び筐体２１０で反射された音波とは、共に定常波パターンを形成する。挿入図ＩＩは、半導体ダイ２３０がウェハ２３０Ａから切り離された場合にキャリア２２０に向かって落下することを示す地球重力Ｆも示している。

第２の部分２０３の内部には、トランスデューサ１３１は、筐体２１０の内壁に沿って様々な垂直位置に配置されている。また、筐体２１０の上部は、反射器Ｒとして機能し、筐体２１０の下部に配置されたトランスデューサ１３１は、源Ｓとして機能する。他の実施形態では、トランスデューサ１３１は、筐体２１０の上部及び下部に配置されている。トランスデューサ１３１の構成により、入力部２０１から出力部２０２までの水平方向に平行な回転軸又は入力部２０１から出力部２０２までの水平方向に垂直な水平軸に沿って音響キャビティを回転及び／又は反転させる。

出力部２０２の内部に配置された出力ユニット１２０は、半導体ダイ２３０が配置される必要がある基板２４１を保持する保持ユニット２４０を含む。出力ユニット１２０は、レーザ光源１２１としての脱着ユニットを更に含む。プリント基板としてもよい基板２４１には、付着剤２４２が設置される。レーザ光源１２１が半導体ダイ２３０をキャリア２２０に付着させる液体１１１Ａの液滴を照射すると、半導体ダイ２３０とキャリア２２０との付着が破壊され、半導体ダイ２３０が半導体ダイ２３０を基板２４１に対して固定させるための付着剤２４２に落下する。なお、付着剤２４２は、接着糊又は半田などを含んでもよく、固定化を図るために硬化及び／又は加熱などの追加の工程が必要とされてもよい。

挿入図ＩＩに示すように、出力部２０２におけるトランスデューサ１３１の構成は、入力部２０１に対して反転している。これにより、キャリア２２０と、キャリア２２０によって運ばれた半導体ダイ２３０とを、入力部２０１と出力部２０２との間で回転又は反転させる必要がある。これは、先に説明したように、転送部２０３内で行われる。

キャリア２２０及び／又は半導体ダイ２３０の位置及び／又は向きを決定するための位置決めは、エコー位置決めを用いて実現することができる。エコー位置決めを行うために必要な音波は、異なる周波数であることにもかかわらずトランスデューサ１３１を用いて放射されてもよい。コントローラ１４０は、キャリア２２０及び／又は半導体ダイ２３０の決定された位置に応じてトランスデューサ１３１を制御するように構成される。具体的には、キャリア２２０及び半導体ダイ２３０が捕捉される音響ポテンシャル井戸の位置及び／又は向きを変化させる。このような変化は、トランスデューサ１３１によって発生した音波の振幅及び／又は位相を変化させることにより実現することができる。

挿入図ＩＩＩは、入力ユニット１１０から出力ユニット１２０への搬送時の様々な段階でのキャリア２２０及び半導体ダイ２３０の位置を示している。符号３Ａ、３Ｂを用いて図示されるように、キャリア２２０は、転送部２０３の内部にある時に反転する。

また、システム２００Ａは、転送プロセスを監視し、及び／又はキャリア２２０及び／又は半導体ダイ２３０の様々な品質検査を行う光学カメラ１６１を含む。コントローラ１４０は、カメラ１６１の出力又は光学カメラ１６１の画像を処理する画像処理ユニットの出力に基づいて、補正処置を行うためのトランスデューサ１３１を制御してもよい。例えば、損傷し及び／又は誤配置された半導体ダイ２３０が光学カメラ１６１によって検出された場合には、コントローラ１４０は、半導体ダイ２３０及び／又はキャリア２２０を廃棄するための、必要に応じて脱着ユニットが設置された別の場所に、キャリア２２０を移動させるようにトランスデューサ１３１を制御してもよい。

半導体ダイ２３０が基板２４１上に配置された後、キャリア２２０は、次の半導体ダイ２３０をウェハ２３０Ａ上に搬送するための次の液体１１１Ａの液滴を受け入れる入力部２０１に戻る。

図２が単一の半導体ダイ２３０を搬送するプロセスを示しているが、この構想は、複数の半導体ダイ２３０を一度に搬送する場合にも同様に用いることができる。これは、定常波パターンが複数の音響キャビティを含むためである。必要に応じて、切り離しユニット１１２は、複数の半導体ダイ２３０を実質的に同時に対応する複数のキャリア２２０に放出するように構成されてもよい。分注ユニット１１１及び脱着ユニット１２１についても同様である。

図３は、基板２４１上に半導体ダイ２３０を配置するために、半導体ダイ２３０が配置されたキャリア２２０を付着剤２４２に接触させる点で、システム２００Ａと異なるシステム２００Ｂを示している。要するに、この場合、半導体ダイ２３０は、地球重力場の基板２４２への影響を受けない。むしろ、半導体ダイ２３０は、付着剤２４２に押し込まれ、及び／又は押し付けられる。なお、付着剤２４２の付着力は、液体１１１Ａの付着力よりも優れ、この場合、脱着ユニット１１１を省略してもよい。

図３の実施形態の利点は、転送部２０３の内部でのキャリア２２０の回転又は反転が要求されないことである。これにより、転送部２０３の内部のトランスデューサ２３１の配置は、システム２００Ａの転送部２０３に対して異なるだけでなくてもよい。

以上、本発明をその詳細な実施形態を用いて説明した。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。その代わりに、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

例えば、音響浮揚を用いた場合には、空気又は他の気体媒体を介して電子部品を搬送するシステムが一般的である。しかしながら、本開示は、電子部品を搬送可能な液体などの他の媒体を排除するものではない。空気の代わりに液体を用いる場合、発生した音波の周波数は、一般的に異なる。例えば、周波数は、１００ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲であってもよい。

本発明の特定の好ましい態様は、添付の独立請求項に記載されている。従属請求項及び／又は独立請求項からの特徴の組み合わせは、請求項に記載されているようなものに限定されず、適宜組み合わせることができる。

本開示の範囲には、請求された発明に関連するか否か、又は本発明によって対処される問題のいずれか又は全てを軽減するか否かに関係なく、明示的又は暗示的に開示された任意の新規な特徴又は特徴の組み合わせ、又はそれらの任意の一般化が含まれる。出願人は、これによって、この出願又はそれから派生した任意のこのような更なる出願の審査中に、このような特徴に対して新しい請求項が作成される可能性があることを通知する。特に、添付の特許請求の範囲を参照すると、従属請求項の特徴は独立請求項の特徴と組み合わされてもよく、それぞれの独立請求項の特徴は、請求項に列挙された特定の組み合わせだけでなく、任意の適切な方法で組み合わされてもよい。

別個の実施形態の文脈で説明される特徴は、単一の実施形態で組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、別々に、又は任意の適切なサブコンビネーションで提供されてもよい。

「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という用語は、複数を除外するものではない。特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈してはならない。

Claims (15)

1. 電子部品を搬送するシステム（１００）であって、
   前記電子部品を運ぶキャリア（２２０）と、
   複数のトランスデューサ（１３１）を含み、前記キャリアが浮揚する浮揚場を生成するように構成されたトランスデューサシステム（１３０）と、
   前記電子部品を前記キャリアに配置する入力ユニット（１１０）と、
   前記電子部品を前記キャリアから受け入れる出力ユニット（１２０）と、
   前記入力ユニットから前記出力ユニットへ前記キャリアを移動させるために前記トランスデューサシステムを制御して前記浮揚場を変化させるコントローラ（１４０）とを含み、
   前記キャリアは、必要に応じて、重合体及び／又は低密度材料、例えば低密度金属、低密度複合材料又は低密度セラミックスからなる群から選択される１種以上の材料で製造され、前記低密度材料は、好ましくは、密度が２０００ｋｇ／ｍ^３未満である、システム。
2. 前記入力ユニットは、前記電子部品を受け入れる際に前記電子部品を前記キャリアに付着させるための第１の付着剤（１１１Ａ）を前記キャリアに分注する第１の分注ユニット（１１１）を更に含み、前記第１の付着剤は、必要に応じて水などの液体であり、前記出力ユニットは、必要に応じて、前記第１の付着剤による前記電子部品の前記キャリアへの付着を解除する脱着ユニット（１２１）を含み、前記第１の付着剤は、必要に応じて光吸収材料を含み、前記脱着ユニットは、前記第１の付着剤による付着を解除するために前記第１の付着剤を照射する光源（１２１）を含み、前記第１の付着剤は、好ましくは、前記第１の付着剤への照射により蒸発するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記出力ユニットは、前記電子部品が配置される基板（２４１）を保持する保持ユニット（２４０）を含み、前記出力ユニットは、必要に応じて、前記キャリアから受け入れられた前記電子部品を前記基板に付着させるために前記基板に第２の付着剤（２４２）を分注する第２の分注ユニット（１２２）を含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記電子部品は、半導体ダイ（２３０）であり、前記入力ユニットは、物理的に分離された複数の半導体ダイを含むウェハ（２３０Ａ）を保持するように構成され、前記入力ユニットは、前記半導体ダイを前記ウェハから切り離し、切り離された前記半導体ダイを前記キャリアに配置させ、及び／又は切り離された前記半導体ダイを前記キャリアに配置することを可能にする切り離しユニット（１１２）を更に含み、
   物理的に分離された前記半導体ダイは、必要に応じて、光吸収性接着剤などの第３の付着剤（２３２、２３２Ａ）を用いてテープ、箔又はフィルム（２３１）に付着し、前記切り離しユニットは、物理的に分離された前記半導体ダイのうちの半導体ダイの前記第３の付着剤による前記テープ、箔又はテープへの付着を解除するために前記第３の付着剤（２３２Ａ）を照射する光源（１１２）を含み、
   前記入力ユニットは、必要に応じて、前記電子部品が前記キャリアに配置される際に地球重力場（Ｆ）に対して前記キャリアの上方に配置され、前記入力ユニットは、前記電子部品を前記キャリアに落下させるように構成され、及び／又は前記出力ユニットは、必要に応じて、前記電子部品が前記キャリアから受け入れられる際に前記地球重力場に対して前記キャリアの下方に配置され、前記出力ユニットは、前記電子部品を前記キャリアから落下させるように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
5. 前記複数のトランスデューサは、音波を発生させるように構成された複数の音響トランスデューサ（１３１）を含み、前記浮揚場は、音響浮揚場であり、前記複数の音響トランスデューサによって発生した前記音波は、必要に応じて２０ｋＨｚ～２００ｋＨｚの範囲の周波数を有し、及び／又は前記複数のトランスデューサは、必要に応じて、前記キャリアと前記キャリアによって運ばれた部品とを捕捉することができる音響ポテンシャル井戸を生成するように構成され、前記コントローラは、前記キャリアを移動させるために前記トランスデューサシステムを制御して前記音響ポテンシャル井戸の位置及び／又は向きを変化させるように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
6. 前記キャリアは、前記電子部品を支持する第１の面を有し、前記第１の面に垂直な方向における前記キャリアの最大厚さは、前記音響トランスデューサによって発生した前記音波の波長の１／３倍未満であり、
   前記第１の面の表面積は、必要に応じて前記電子部品の最大断面積の３倍以上であり、より好ましくは１０倍以上であり、及び／又は
   前記音響ポテンシャル井戸及び／又は前記キャリアは、必要に応じて細長く、前記第１の面は、必要に応じて矩形又は楕円形である、請求項５に記載のシステム。
7. 前記トランスデューサシステムは、定常波を発生させるために前記トランスデューサによって放射された音波を反射する１つ以上の反射器（Ｒ）を含み、
   前記システムは、必要に応じて、音場が生成される筐体（２１０）を含み、前記１つ以上の反射器は、前記筐体の内壁によって少なくとも部分的に形成され、及び／又は
   半導体ウェハは、前記１つ以上の反射器を部分的に形成し、及び／又は
   基板及び／又は前記基板を保持する保持ユニットは、必要に応じて前記１つ以上の反射器を部分的に形成する、請求項４に記載のシステム。
8. 前記入力ユニットが前記複数のトランスデューサのうちの一部と組み合わせて配置された入力部（２０１）と、
   前記出力ユニットが前記複数のトランスデューサのうちの一部と組み合わせて配置された出力部（２０２）と、
   前記入力部と前記出力部との間に配置され、かつ前記複数のトランスデューサのうちの一部のトランスデューサが配置された転送部（２０３）とを含み、
   前記転送部に配置された前記複数のトランスデューサのうちの一部のトランスデューサは、必要に応じて、前記キャリアに配置された前記電子部品を支持した状態で前記キャリアを回転及び／又は反転させて、前記出力ユニットが前記キャリアから前記電子部品を受け入れる際に前記電子部品を前記出力ユニットに対向させるように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
9. 前記キャリア及び／又は前記キャリアによって運ばれた前記電子部品の位置及び／又は向きを決定する位置決めシステム（１５０）を更に含み、前記コントローラは、決定された位置及び／又は向きに応じて前記トランスデューサシステムを制御するように構成され、前記位置決めシステムは、必要に応じてビジョンシステムを含み、及び／又は
   前記位置決めシステムは、必要に応じて、エコー位置決めを用いて前記キャリアの位置及び／又は向き及び／又は前記キャリアによって運ばれた前記電子部品の位置及び／又は向きを決定するように構成され、請求項５に従属する限りにおいて、前記複数のトランスデューサは、必要に応じて、前記エコー位置決めを行うための音波を発生させるように更に構成され、前記音波は、前記浮揚場を生成する前記音波と異なる周波数を有する、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
10. 前記複数の電子部品を同時に搬送するように構成され、前記トランスデューサシステムは、必要に応じて、各々の音響ポテンシャル井戸において同時に搬送される前記複数の電子部品のそれぞれを捕捉するように構成される、請求項５に記載のシステム。
11. 前記コントローラは、他の電子部品を搬送するために前記電子部品を搬送した後に前記キャリアを前記出力ユニットから前記入力ユニットに戻すように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
12. 電子部品を搬送する方法であって、
    キャリアが浮揚する浮揚場を生成する工程と、
    前記キャリアが浮揚している際に前記電子部品を前記キャリアに配置する工程と、
    前記キャリアと、前記キャリアによって運ばれた前記電子部品とを共に移動させるために前記浮揚場を変化させる工程と、
    前記電子部品を前記キャリアから除去する工程とを含む、方法。
13. 前記浮揚場は、音響浮揚場であり、前記キャリアと、前記キャリアによって運ばれた前記電子部品とは、必要に応じて音響ポテンシャル井戸内に捕捉され、前記キャリアと、前記キャリアによって運ばれた前記電子部品とを共に移動させる工程は、前記音響ポテンシャル井戸の位置及び／又は向きを変化させる工程を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記電子部品は、ウェハに含まれる物理的に分離された複数の半導体ダイのうちの半導体ダイであり、前記電子部品を前記キャリアに配置する工程は、前記ウェハから半導体ダイを切り離し、切り離された前記半導体ダイを前記キャリアに配置させ、及び／又は切り離された前記半導体ダイを前記キャリアに配置することを可能にする工程を含み、物理的に分離された前記半導体ダイは、必要に応じて、接着剤などの第３の付着剤を用いてテープ、箔又はフィルムに付着し、前記半導体ダイを切り離す工程は、物理的に分離された前記半導体ダイのうちの半導体ダイの前記第３の付着剤による付着を解除するために前記第３の付着剤を照射する工程を含み、
    前記浮揚場を生成する工程は、音波を発生させる複数のトランスデューサを用いて、定常波を発生させるために前記音波を１つ以上の反射器で反射する工程を含み、前記１つ以上の反射器は、少なくとも部分的に前記ウェハにより形成される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法は、前記電子部品を前記キャリアに配置する前に前記電子部品を前記キャリアに付着させるための第１の付着剤を前記キャリアに分注する工程を更に含み、前記電子部品を除去する工程は、必要に応じて、前記電子部品の前記第１の付着剤による前記キャリアへの付着を解除する工程を含み、前記第１の付着剤は、必要に応じて光吸収材料を含み、付着を解除する工程は、光源を用いて前記第１の付着剤を照射する工程を含み、及び／又は
    前記方法は、複数のキャリアと、前記キャリアによって運ばれた対応する複数の電子部品とを前記浮揚場において同時に浮揚させる工程を更に含み、前記キャリア及び対応する電子部品は、必要に応じて各々の音響キャビティに捕捉され、前記方法は、前記音響キャビティの位置及び／又は向きを変化させることにより前記キャリアと前記キャリアによって運ばれた前記電子部品とを同時に移動させる工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。

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