JP3918661B2 - Pickup device and pick-up method of chip on wafer sheet - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ウェハシート上にボンドにより貼着されたチップは、移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着され、またペパーポットのニードルにより下方から突上げられ、ノズルが上昇することによりウェハシートから剥離されてピックアップされる。そして移載ヘッドは回路基板などの実装対象物の上方へ移動し、所定位置にチップを搭載する。
【0003】
図7(a),(b)は従来のウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図、図8は従来のペパーポットの上面図、図9は従来のチップの剥離力(ウェハシートからのチップの剥離抵抗)とノズルの上昇距離(剥離時間)の関係図である。
【0004】
図7(a)は移載ヘッドのノズル9が下降してその下端部にチップを真空吸着する様子を示している。図中、1はウェハシートであり、その上面にチップ2がボンド(図示せず)により多数個貼着されている。ウェハシート1の下面には、有蓋筒形のペパーポット4の上面が当接している。ペパーポット4の内部にはチップ突上用のニードル5が昇降子6上に立設されており、昇降子6は上下動手段(図外)に駆動されて上下動する。またペパーポット4も、図外の上下動手段により上下動する。ペパーポット4の上面にはニードル5が上下動して突没するための孔部7が開孔されており、また孔部7の周囲にはチップ直下のウェハシート1を真空吸着するための吸着孔8が開孔されている(図8も参照)。ペパーポット4の内部は真空吸引手段(図外)により真空吸引されるものであり、これにより、チップ2の直下のウェハシート1は、吸着孔8に真空吸着される。図7において、Pはその真空吸引圧を示している。
【0005】
次にチップ2のピックアップ方法を説明する。図7(a)において、ペパーポット4が上昇してその上面がウェハシート1の下面に当接した状態で、移載ヘッドのノズル9は下降し(矢印A)、その下端部はペパーポット4の孔部7上のチップ2の上面に着地してこれを真空吸着する。またこれと前後してニードル5および昇降子6は上昇し(矢印B)、ニードル5は孔部7から上方へ突出する。
【0006】
チップ2を真空吸着したノズル9は上昇を開始し(図7(b)の矢印C)、チップ2はニードル5で突上げられながらウェハシート1から剥離され、ノズル9でピックアップされる。チップ2をピックアップしたノズル9は、回路基板などの実装対象物の上方へ移動し、そこで下降上昇動作を行ってチップ2を実装対象物の所定位置に搭載する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図9は、従来のウェハシート1からのチップ2の剥離抵抗(チップ2をウェハシート1から剥離する際に生じる剥離力)とノズルの上昇距離(完全剥離までの時間)の関係を示している。図中、図t1はチップ2がウェハシート1から完全に剥離されるまでの時間、F1はチップ2とウェハシート1の剥離力(チップ2のウェハシート1からの剥離抵抗)の最大値である。従来は、ノズル9でチップ2を真空吸着し、ニードル5でチップ2を突上げながらノズル9を上昇させることにより、短時間t1で一気にチップ2をウェハシート1から完全剥離させてピックアップしていたものであり、完全剥離の瞬間が最大の剥離抵抗F1となる。
【0008】
このように従来はチップ2をウェハシート1から瞬間的に一気に剥離させていたため、ピックアップ時にはチップ2には過大な負荷がかかり、チップ2が破損するなどのトラブルが発生しやすかった。殊に近年は、チップ2は薄形化する傾向にあり、その厚さが100μmあるいはそれ以下のきわめて薄いものも提案されていることから、上記問題点は益々無視できなくなっている。ペパーポットに複数本のニードルを備え、複数本のニードルによりチップを突上げる方式のものもあるが、このような方式のものにおいても、上記問題点は避けられないものであった。
【0009】
したがって本発明は、ピックアップ時のチップの負荷を低減し、チップの破損を防止できるウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このために本発明のウェハシート上のチップのピックアップ装置は、ウェハシート上に粘着層により貼着されたチップをノズルの下端部に真空吸着してピックアップするチップのピックアップ装置であって、ケースと、このケースの内部に配設されたペパーポットとを備え、前記ケースの上面に前記ペパーポット上のピックアップの対象となるチップの側部のウェハシートを真空吸着するための開口部を開口し、また前記ペパーポットの上面に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着するとともにウェハシート上のチップを下方から突き上げるニードルが突没するための孔部を開孔し、且つ前記ケースの内部を吸引する第1の真空吸引手段と、前記ペパーポットの内部を吸引する第2の真空吸引手段と、前記ペパーポットを振動させる振動手段とを備えた。
【0011】
また本発明のウェハシート上のチップのピックアップ方法は、請求項1記載のウェハシート上のチップのピックアップ装置を用いるチップのピックアップ方法であって、前記ケースの上面をウェハシートの下面に当接させ、前記第1の真空吸引手段の駆動により前記ペパーポット上のチップの側部のウェハシートを前記開口部に真空吸着する工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記ペパーポット上のチップを真空吸着する工程と、前記振動手段を駆動させることにより前記ペパーポットを振動させて前記チップをウェハシートに貼着するボンドにキャビテーションを発生させ、このキャビテーションによりボンドに気泡を生じさせて前記チップと前記ウェハシートの貼着力を低下させる工程と、前記ニードルを上昇させてウェハシート上のチップを下方から突き上げるとともに前記ノズルを上昇させ、且つ前記第2の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含む。
【0012】
上記構成において、ニードルを上昇させてウェハシート上のチップをニードルにより突き上げながら、ノズルでウェハシート上のチップを真空吸着してピックアップする際には、振動手段でペパーポットを振動させる。するとチップをウェハシートに貼着するボンドにはキャビテーションが発生して気泡が生じ、この気泡のためにチップをウェハシートに貼着するボンドの貼着力は大巾に低下する。したがってチップに過大な負荷をかけることなく、チップをウェハシートから容易に剥離して確実にピックアップすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図、図2は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のケースとペパーポットの上面図、図3(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図、図4は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図、図5は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時のチップの平面図、図6は本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップの剥離力(ウェハシートからのチップの剥離抵抗)とノズルの上昇距離(剥離時間)の関係図である。なお従来例と同一要素には同一符号を付している。
【0014】
まず、図1を参照してウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を説明する。有蓋筒形のケース3とその内部の有蓋筒形のペパーポット4は、コ字形の支持部11上に装着されている。支持部11は第1の上下動手段としてのシリンダ12のロッド13の先端部に支持されており、ロッド13が突没すると支持部11及び支持部11上のケース3やペパーポット4は上下動する。ケース3とペパーポット4の上面は面一にすることが望ましいが、後述する第1のポンプ24と第2のポンプ26によるウェハシート1の真空吸引を阻害しない範囲で段差があってもよい。
【0015】
ニードル5が立設された昇降子6は、台部14に支持されている。支持部11には第2の上下動手段としてのシリンダ15が設けられており、台部14はそのロッド16の先端部に支持されている。したがってロッド16が突没すると昇降子6とニードル5は上下動し、ニードル5の上端部はペパーポット4の上面中央に開孔された孔部7から突没する。ニードル5は、複数本備えるものでもよい。
【0016】
支持部11の側部にはスライダ17が設けられており、スライダ17は垂直なリニアガイド18にスライド自在に嵌合している。19はリニアガイド18の支持体である。したがってシリンダ12のロッド13が突没すると、支持部11はリニアガイド18に沿って垂直に上下動する。待機時には、図1に示すようにケース3やペパーポット4は下降位置にあって、これらの上面は、その上方のウェハシート1から離れているが、ロッド13が突出するとこれらは上昇し、ケース3とペパーポット4の上面はウェハシート1の下面に当接する(図3(a)参照)。シリンダ12や支持体19などの上記諸要素は可動台20上に設置されている。可動台20は図示しない移動手段によりX方向やY方向へ水平移動し、ペパーポット4をピックアップ対象となる所定のチップ2の直下に位置させる。
【0017】
ペパーポット4には振動手段として超音波(US)振動器21が装着されており、これが駆動すると、ペパーポット4は超音波振動する。振動手段は、後述するようにボンド28にキャビテーションを発生させるためのものであり、したがって振動手段としては本実施の形態のような超音波振動器が望ましい。また振動手段はケース3に設け、その振動をケース3を介してペパーポット4に伝達するようにしてもよく、その設置位置は自由に決定できるものであり、要はボンド28に振動を付与してキャビテーションを発生させればよい。
【0018】
ケース3の上面にはウェハシート1を真空吸着するための開口部22が開口されている(図2も参照)。この開口部22は、ピックアップ対象となるペパーポット4の孔部7上のチップ2の側部に位置している。
【0019】
図1において、ケース3の内部はパイプ23を通して第1の真空吸引手段である第1のポンプ24に真空吸引される。またペパーポット4の内部はパイプ25を通して第2の真空吸引手段である第2のポンプ26に真空吸引される。27はシール部材であり、ペパーポット4と昇降子6の間の気密性を保持する。図4において、28はチップ2をウェハシート1に貼着するボンドである。
【0020】
このウェハシート上のチップのピックアップ装置は上記のような構成より成り、次にチップのピックアップ動作を説明する。図3(a)〜(c)はチップのピックアップ動作を動作順に示している。まず、シリンダ12のロッド13を突出させてケース3とペパーポット4を上昇させ、これらの上面をウェハシート1の下面に当接させる(図3(a)参照)。次に移載ヘッドのノズル9を下降させ(矢印A)、その下端部をペパーポット4上のチップ2の上面に着地させ、チップ2を真空吸着する(図3(a)において、鎖線で示すノズル9を参照)。なお、ケース3やペパーポット4を上昇させず、ウェハシート1を下降させることにより、ウェハシート1の下面をケース3やペパーポット4の上面に当接させてもよく、これらの上下動は相対的なものである。
【0021】
このとき、第1のポンプ24は駆動し、開口部22にチップ2の側部付近のウェハシート1を真空吸着する(吸引圧はP1)。またUS振動器21を駆動し、ペパーポット4を超音波(US)振動させる。するとチップ2の下面のボンド28にはキャビテーションにより微細な気泡10が多数発生し(図4、図5参照)、チップ2とウェハシート1の貼着力は大巾に低下する。したがって、ウェハシート1からのチップ2の剥離抵抗も大巾に低下する。
【0022】
また、シリンダ15のロッド16が突出することにより、それまで下方位置に退避していたニードル5は上昇し(図3(b)の矢印B)、孔部7から上方へ突出してチップ2を下方から突上げる。これと前後して、チップ2を真空吸着したノズル9も上昇を開始する(矢印C)。また遅くともこのとき、第2のポンプ26が駆動し、ペパーポット4の内部を真空吸引し、これによりウェハシート1は孔部7に強く真空吸着される(吸引圧はP2)。なお、ノズル9によるチップ2の吸着タイミング、ノズル9やニードル5の上昇タイミング等の各要素の動作タイミングは、チップ2の品種などに応じて最適に設定される。
【0023】
さて、図3(c)に示すように、ニードル5とノズル9は更に上昇を続け(矢印B,C)、チップ2の下面に貼着していたウェハシート1は、ノズル9の上昇にともない、上記吸引圧P2の為に徐々にチップ2の下面から強制的に剥離される。図3(b),(c)において、チップ2の直下の実線と鎖線で示すウェハシート1は、チップ2の下面から徐々に剥れる様子を示している。この場合、上記のようにチップ2の下面のボンド28にはキャビテーションにより微細な気泡10が生じているので、チップ2をウェハシート1に貼着するボンド28の貼着力は著しく低下しており、したがって上記吸引圧P2により、ウェハシート1はチップ2の下面からチップ2に過大な負荷をかけることなく容易に剥離する。そして図3(c)において鎖線で示すように、ウェハシート1がチップ2の下面から完全に剥離されると、ノズル9はそのまま上昇しながらチップ2を完全にピックアップし、実装対象物(図外)の上方へ移動して、このチップ2を実装対象物の所定の位置に搭載する。以上の動作を繰返すことにより、ウェハシート1上のチップ2は次々にノズル9にピックアップされて実装対象物を搭載される。
【0024】
図6は、上記のようにしてウェハシート1上のチップ2をピックアップする際の剥離力(チップの剥離抵抗)とノズル9の上昇距離(完全剥離までの時間)の関係を示している。図中、F2は剥離抵抗の最大値である。図9に示す従来例と比較して、完全剥離までの時間t2は従来例の剥離時間t1よりも長いが、剥離抵抗の最大値F2は従来例の剥離抵抗F1よりもかなり小さい。このことは、チップ2は比較的小さな剥離抵抗でウェハシート1から徐々に且つソフトに剥離されることを意味しており、したがってピックアップの際にチップ2が受ける負荷も小さく、よってチップは破損されにくい。
【0025】
以上要するに、従来例は、チップ2を強い力で短時間t1でウェハシート1から剥離させてピックアップしていたのに対し、本発明では比較的弱い力で比較的長い時間t2をかけながらゆっくりウェハシート1から剥離させてピックアップする。
【0026】
なお、本ピックアップ装置に、ウェハシートを加熱または冷却してボンドの貼着力を低下させる加熱手段や冷却手段を設けてもよい。この場合、ボンドの特性に応じて加熱と冷却を使い分ける。また、ニードルを使用する場合には、ニードルの先端形状をフラットまたは半径1mm以上の球形にするのが望ましい。これによりチップへの応力集中を避けて、チップへのダメージを軽減することができる。なお、ニードルを使用しなくてもチップのピックアップが可能な場合は、必ずしもニードルは必要ではなく、またこの場合ペパーポットの上面のニードルが突没するための孔部もなくてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ニードルを上昇させてウェハシート上のチップをニードルにより突き上げながら、チップをウェハシートからピックアップする際には、ペパーポットを振動手段により振動させるので、チップをウェハシートに貼着するボンドの貼着力は大巾に低下する。したがってピックアップ時にチップが受ける負荷は大巾に低減し、チップの破損を防止して、チップを容易にピックアップすることができる。したがって、特に薄形化したチップのピックアップにきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図
【図2】本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のケースとペパーポットの上面図
【図3】(a)本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
(b)本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
(c)本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
【図4】本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時のチップの平面図
【図6】本発明の一実施の形態におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップの剥離力(ウェハシートからのチップの剥離抵抗)とノズルの上昇距離(剥離時間)の関係図
【図7】(a)従来のウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
(b)従来のウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
【図8】従来のペパーポットの上面図
【図9】従来のチップの剥離力(ウェハシートからの剥離抵抗)とノズルの上昇距離(剥離時間)の関係図
【符号の説明】
1 ウェハシート
2 チップ
3 ケース
4 ペパーポット
5 ニードル
7 孔部
9 ノズル
21 超音波振動器
22 開口部
24 第1のポンプ
26 第2のポンプ
28 ボンド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip pickup device and a pickup method on a wafer sheet.
[0002]
[Prior art]
The chip attached by bonding on the wafer sheet is vacuum-sucked at the lower end of the nozzle of the transfer head, and is pushed up from below by the needle of the pepper pot, and peeled off from the wafer sheet by raising the nozzle. Picked up. Then, the transfer head moves above a mounting object such as a circuit board, and a chip is mounted at a predetermined position.
[0003]
7 (a) and 7 (b) are partial cross-sectional views showing the chip pickup operation of the conventional chip pickup device on the wafer sheet, FIG. 8 is a top view of the conventional pepperpot, and FIG. 9 is the conventional chip peeling. FIG. 5 is a relationship diagram of force (chip peeling resistance from a wafer sheet) and nozzle rising distance (peeling time).
[0004]
FIG. 7A shows a state in which the nozzle 9 of the transfer head is lowered and the chip is vacuum-adsorbed to the lower end portion thereof. In the figure, reference numeral 1 denotes a wafer sheet, on which a large number of chips 2 are bonded by bonding (not shown). The upper surface of the covered cylindrical pepper pot 4 is in contact with the lower surface of the wafer sheet 1. Inside the pepper pot 4, a needle 5 for protruding the tip is erected on a lift 6, and the lift 6 is driven by a vertical movement means (not shown) to move up and down. The pepper pot 4 is also moved up and down by a vertical movement means (not shown). The upper surface of the pepper pot 4 is provided with a hole 7 for the needle 5 to move up and down and project and sink, and around the hole 7 is an adsorption for vacuum-sucking the wafer sheet 1 directly under the chip. A hole 8 is opened (see also FIG. 8). The inside of the pepper pot 4 is vacuum-sucked by a vacuum suction means (not shown), whereby the wafer sheet 1 immediately below the chip 2 is vacuum-sucked by the suction holes 8. In FIG. 7, P indicates the vacuum suction pressure.
[0005]
Next, a method for picking up the chip 2 will be described. In FIG. 7A, in a state where the pepper pot 4 is raised and its upper surface is in contact with the lower surface of the wafer sheet 1, the nozzle 9 of the transfer head is lowered (arrow A), and the lower end portion is the pepper pot 4. This is landed on the upper surface of the chip 2 on the hole 7 and vacuum-adsorbed. Around this time, the needle 5 and the lift 6 are raised (arrow B), and the needle 5 protrudes upward from the hole 7.
[0006]
The nozzle 9 that vacuum-sucks the chip 2 starts to rise (arrow C in FIG. 7B), and the chip 2 is peeled off from the wafer sheet 1 while being pushed up by the needle 5 and picked up by the nozzle 9. The nozzle 9 that picks up the chip 2 moves above a mounting target such as a circuit board, and then performs a descending and raising operation to mount the chip 2 at a predetermined position of the mounting target.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 9 shows the relationship between the peeling resistance of the chip 2 from the conventional wafer sheet 1 (peeling force generated when the chip 2 is peeled from the wafer sheet 1) and the rising distance of the nozzle (time until complete peeling). . In the figure, t1 is the time until the chip 2 is completely peeled from the wafer sheet 1, and F1 is the maximum value of the peeling force between the chip 2 and the wafer sheet 1 (the peeling resistance of the chip 2 from the wafer sheet 1). . Conventionally, the chip 2 is vacuum-sucked by the nozzle 9, and the nozzle 9 is lifted while the chip 2 is pushed up by the needle 5, so that the chip 2 is completely separated from the wafer sheet 1 at a short time t1 and picked up. The moment of complete peeling is the maximum peeling resistance F1.
[0008]
As described above, conventionally, the chip 2 is instantaneously peeled off from the wafer sheet 1 at a stroke, so that an excessive load is applied to the chip 2 at the time of pick-up, and troubles such as breakage of the chip 2 are likely to occur. In particular, in recent years, the chip 2 tends to be thinned, and an extremely thin chip having a thickness of 100 μm or less has been proposed. Therefore, the above problem cannot be ignored. There is a method of providing a plurality of needles in a pepper pot and pushing up the tip by a plurality of needles. However, even in such a method, the above problems are unavoidable.
[0009]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a chip pickup device and a pickup method for a chip on a wafer sheet that can reduce the load on the chip during pickup and prevent chip breakage.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To this end, the chip pick-up device on the wafer sheet of the present invention is a chip pick-up device that picks up a chip attached to the wafer sheet by an adhesive layer by vacuum suction to the lower end of the nozzle, A pepper pot disposed inside the case, and an opening for vacuum-sucking the wafer sheet on the side of the chip to be picked up on the pepper pot on the upper surface of the case; In addition, the wafer sheet on the lower surface of the chip is vacuum-sucked on the upper surface of the pepper pot, and a hole for projecting and retracting a needle for pushing the chip on the wafer sheet from below is opened, and the inside of the case is sucked a first vacuum suction means, a second vacuum suction means for sucking the inside of the pepper pot vibration to vibrate the pepper pot And means.
[0011]
A chip pickup method on a wafer sheet according to the present invention is a chip pickup method using the chip pickup device on a wafer sheet according to claim 1, wherein the upper surface of the case is brought into contact with the lower surface of the wafer sheet. A step of vacuum-sucking the wafer sheet on the side of the chip on the pepperpot to the opening by driving the first vacuum suction means; and a chip on the pepperpot on the lower end of the chip pickup nozzle A vacuum adsorption step, and driving the vibrating means to vibrate the pepper pot to generate cavitation in a bond for adhering the chip to a wafer sheet. This cavitation generates bubbles in the bond to form the chip and Reducing the sticking power of the wafer sheet and raising the needle to The chip on the sheet is pushed up from below, the nozzle is raised, and the second vacuum suction means is driven to vacuum-suck the wafer sheet on the lower surface of the chip into the hole, and the wafer sheet is chipped by the suction force. and a step from the lower surface of the Ru were detached.
[0012]
In the above configuration, when picking up the chip on the wafer sheet by vacuum suction with the nozzle while raising the chip on the wafer sheet with the needle raised , the pepper pot is vibrated by the vibrating means. Then, cavitation occurs in the bond for adhering the chip to the wafer sheet, and bubbles are generated. Due to the air bubbles, the adhering force of the bond for adhering the chip to the wafer sheet is greatly reduced. Therefore, the chip can be easily detached from the wafer sheet and reliably picked up without imposing an excessive load on the chip.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing the entire structure of a chip pickup device on a wafer sheet in one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a case and a pepper of a chip pickup device on a wafer sheet in one embodiment of the present invention. 3A, 3B, and 3C are partial cross-sectional views showing the chip pickup operation of the chip pickup device on the wafer sheet according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a chip pickup device on a wafer sheet when vibration is applied according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 6 is a plan view, and FIG. 6 is a diagram illustrating a chip peeling force of a chip pickup device on a wafer sheet according to an embodiment of the present invention. Releasing resistance) and a relationship diagram of a rising distance of the nozzle (stripping time). In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as a prior art example.
[0014]
First, the overall structure of a chip pickup device on a wafer sheet will be described with reference to FIG. The covered cylindrical case 3 and the covered cylindrical pepper pot 4 inside it are mounted on a U-shaped support portion 11. The support part 11 is supported by the tip of the rod 13 of the cylinder 12 as the first vertical movement means. When the rod 13 protrudes, the case 3 and the pepper pot 4 on the support part 11 move up and down. To do. Although it is desirable that the upper surfaces of the case 3 and the pepper pot 4 be flush with each other, there may be a level difference as long as the vacuum suction of the wafer sheet 1 by the first pump 24 and the second pump 26 described later is not hindered.
[0015]
The elevator 6 on which the needle 5 is erected is supported by the base 14. The support portion 11 is provided with a cylinder 15 as second vertically moving means, and the base portion 14 is supported by the tip end portion of the rod 16. Therefore, when the rod 16 protrudes and retracts, the elevator 6 and the needle 5 move up and down, and the upper end portion of the needle 5 protrudes and retracts from the hole portion 7 opened at the center of the upper surface of the pepper pot 4. A plurality of needles 5 may be provided.
[0016]
A slider 17 is provided on the side of the support portion 11, and the slider 17 is slidably fitted to a vertical linear guide 18. Reference numeral 19 denotes a support for the linear guide 18. Therefore, when the rod 13 of the cylinder 12 protrudes and retracts, the support portion 11 moves vertically up and down along the linear guide 18. At the time of standby, as shown in FIG. 1, the case 3 and the pepper pot 4 are in the lowered position, and their upper surfaces are separated from the wafer sheet 1 above, but when the rod 13 protrudes, they rise and the case 3 and the upper surface of the pepper pot 4 are in contact with the lower surface of the wafer sheet 1 (see FIG. 3A). The various elements such as the cylinder 12 and the support 19 are installed on the movable table 20. The movable table 20 is moved horizontally in the X direction and the Y direction by a moving means (not shown), and the pepper pot 4 is positioned immediately below a predetermined chip 2 to be picked up.
[0017]
The pepper pot 4 is equipped with an ultrasonic (US) vibrator 21 as vibration means, and when this is driven, the pepper pot 4 is ultrasonically vibrated. The vibration means is for generating cavitation in the bond 28 as will be described later. Therefore, the ultrasonic vibrator as in this embodiment is desirable as the vibration means. Further, the vibration means may be provided in the case 3, and the vibration may be transmitted to the pepper pot 4 through the case 3. The installation position can be freely determined. In short, the vibration is applied to the bond 28. To generate cavitation.
[0018]
An opening 22 for vacuum-sucking the wafer sheet 1 is opened on the upper surface of the case 3 (see also FIG. 2). The opening 22 is located on the side of the chip 2 on the hole 7 of the pepper pot 4 to be picked up.
[0019]
In FIG. 1, the inside of the case 3 is vacuum-sucked through a pipe 23 by a first pump 24 that is a first vacuum suction means. Further, the inside of the pepper pot 4 is vacuum-sucked through a pipe 25 to a second pump 26 which is a second vacuum suction means. Reference numeral 27 denotes a seal member that maintains the airtightness between the pepper pot 4 and the lift 6. In FIG. 4, reference numeral 28 denotes a bond for attaching the chip 2 to the wafer sheet 1.
[0020]
The chip pick-up device on the wafer sheet has the above-described configuration. Next, the chip pick-up operation will be described. 3A to 3C show the chip pickup operation in the order of operation. First, the rod 13 of the cylinder 12 is protruded to raise the case 3 and the pepper pot 4, and the upper surfaces thereof are brought into contact with the lower surface of the wafer sheet 1 (see FIG. 3A). Next, the nozzle 9 of the transfer head is lowered (arrow A), the lower end thereof is landed on the upper surface of the chip 2 on the pepper pot 4, and the chip 2 is vacuum-sucked (indicated by a chain line in FIG. 3A). See nozzle 9). Note that the lower surface of the wafer sheet 1 may be brought into contact with the upper surface of the case 3 or the pepper pot 4 by lowering the wafer sheet 1 without raising the case 3 or the pepper pot 4. Is something.
[0021]
At this time, the first pump 24 is driven, and the wafer sheet 1 near the side portion of the chip 2 is vacuum-sucked into the opening 22 (suction pressure is P1). Further, the US vibrator 21 is driven to vibrate the pepper pot 4 by ultrasonic waves (US). Then, many fine bubbles 10 are generated in the bond 28 on the lower surface of the chip 2 by cavitation (see FIGS. 4 and 5), and the bonding force between the chip 2 and the wafer sheet 1 is greatly reduced. Therefore, the peeling resistance of the chip 2 from the wafer sheet 1 is also greatly reduced.
[0022]
Further, when the rod 16 of the cylinder 15 protrudes, the needle 5 that has been retracted to the lower position ascends (the arrow B in FIG. 3B), and protrudes upward from the hole 7 to lower the tip 2 downward. Rush from. Around this time, the nozzle 9 that vacuum-sucks the chip 2 also starts to rise (arrow C). At the same time, the second pump 26 is driven at this time, and the inside of the pepper pot 4 is vacuum-sucked, whereby the wafer sheet 1 is strongly vacuum-sucked in the hole 7 (suction pressure is P2). The operation timing of each element such as the suction timing of the tip 2 by the nozzle 9 and the rising timing of the nozzle 9 and the needle 5 is optimally set according to the type of the tip 2 and the like.
[0023]
Now, as shown in FIG. 3C, the needle 5 and the nozzle 9 continue to rise further (arrows B and C), and the wafer sheet 1 adhered to the lower surface of the chip 2 moves along with the rise of the nozzle 9. Due to the suction pressure P2, it is gradually peeled off from the lower surface of the chip 2 forcibly. 3B and 3C, the wafer sheet 1 indicated by the solid line and the chain line immediately below the chip 2 shows a state of gradually peeling from the lower surface of the chip 2. FIG. In this case, since the fine bubbles 10 are generated by cavitation in the bond 28 on the lower surface of the chip 2 as described above, the bonding force of the bond 28 for bonding the chip 2 to the wafer sheet 1 is significantly reduced. Therefore, the wafer sheet 1 is easily peeled from the lower surface of the chip 2 without applying an excessive load to the chip 2 by the suction pressure P2. 3C, when the wafer sheet 1 is completely peeled off from the lower surface of the chip 2, the nozzle 9 is lifted as it is, and the chip 2 is completely picked up, and a mounting object (not shown) The chip 2 is mounted at a predetermined position of the mounting object. By repeating the above operation, the chips 2 on the wafer sheet 1 are successively picked up by the nozzles 9 and mounted on the mounting object.
[0024]
FIG. 6 shows the relationship between the peeling force (chip peeling resistance) when picking up the chip 2 on the wafer sheet 1 as described above and the rising distance of the nozzle 9 (time until complete peeling). In the figure, F2 is the maximum value of the peeling resistance. Compared with the conventional example shown in FIG. 9, the time t2 until complete peeling is longer than the peeling time t1 of the conventional example, but the maximum value F2 of the peeling resistance is considerably smaller than the peeling resistance F1 of the conventional example. This means that the chip 2 is gradually and softly peeled off from the wafer sheet 1 with a relatively small peeling resistance, and therefore the load that the chip 2 receives during pick-up is small, and therefore the chip is damaged. Hateful.
[0025]
In short, in the conventional example, the chip 2 is peeled off and picked up from the wafer sheet 1 with a strong force in a short time t1, whereas in the present invention, the wafer is slowly taken over a relatively long time t2 with a relatively weak force. The sheet 1 is peeled off and picked up.
[0026]
The pick-up apparatus may be provided with a heating means or a cooling means for heating or cooling the wafer sheet to reduce the bonding force of the bond. In this case, heating and cooling are properly used according to the characteristics of the bond. Moreover, when using a needle, it is desirable that the tip shape of the needle be flat or spherical with a radius of 1 mm or more. As a result, stress concentration on the chip can be avoided and damage to the chip can be reduced. In addition, when the chip can be picked up without using a needle, the needle is not necessarily required, and in this case, there may be no hole for the needle on the upper surface of the pepper pot to project and retract.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when picking up a chip from the wafer sheet while raising the chip on the wafer sheet by raising the needle and picking up the chip from the wafer sheet , the chip is moved to the wafer sheet. The adhesive strength of the bond that adheres to the film is greatly reduced. Therefore, the load applied to the chip during pick-up can be greatly reduced, the chip can be prevented from being damaged, and the chip can be easily picked up. Therefore, it is very useful for picking up a thin chip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall structure of a chip pickup device on a wafer sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a case of a chip pickup device on a wafer sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a partial cross-sectional view showing a chip pickup operation of a chip pickup device on a wafer sheet in one embodiment of the present invention. FIG. 3B is a wafer in one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the chip pickup operation of the chip pickup device on the sheet. FIG. 4C is a partial cross-sectional view showing the chip pickup operation of the chip pickup device on the wafer sheet in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a chip pickup device on a wafer sheet when vibration is applied according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of a chip when a vibration is applied to a chip pickup device on a wafer sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a chip peeling force of a chip pickup device on a wafer sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A is a partial cross-sectional view showing a chip pickup operation of a conventional chip pickup device on a wafer sheet (removal resistance of a chip from a wafer sheet) and nozzle rising distance (removal time). b) Partial sectional view showing chip pick-up operation of a conventional pick-up device for a chip on a wafer sheet. FIG. 8 is a top view of a conventional pepperpot. FIG. 9 is a conventional chip peeling force (peeling resistance from a wafer sheet). ) And nozzle rise distance (peeling time) [Explanation of symbols]
1 Wafer Sheet 2 Chip 3 Case 4 Pepper Pot 5 Needle 7 Hole 9 Nozzle 21 Ultrasonic Vibrator 22 Opening 24 First Pump 26 Second Pump 28 Bond

Claims (2)

ウェハシート上に粘着層により貼着されたチップをノズルの下端部に真空吸着してピックアップするチップのピックアップ装置であって、
ケースと、このケースの内部に配設されたペパーポットとを備え、前記ケースの上面に前記ペパーポット上のピックアップの対象となるチップの側部のウェハシートを真空吸着するための開口部を開口し、また前記ペパーポットの上面に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着するとともにウェハシート上のチップを下方から突き上げるニードルが突没するための孔部を開孔し、且つ前記ケースの内部を吸引する第1の真空吸引手段と、前記ペパーポットの内部を吸引する第2の真空吸引手段と、前記ペパーポットを振動させる振動手段とを備えたことを特徴とするウェハシート上のチップのピックアップ装置。
A chip pick-up device for picking up a chip stuck by an adhesive layer on a wafer sheet by vacuum suction to the lower end of the nozzle,
A case and a pepper pot disposed inside the case, and an opening for vacuum-sucking a wafer sheet on a side of a chip to be picked up on the pepper pot on the upper surface of the case Further, the upper surface of the pepper pot is vacuum-sucked with the wafer sheet on the lower surface of the chip, and a hole is formed for the needle to push up the chip on the wafer sheet from below, and the inside of the case is opened. Pickup of chips on a wafer sheet , comprising: first vacuum suction means for sucking, second vacuum suction means for sucking the inside of the pepper pot , and vibration means for vibrating the pepper pot apparatus.
請求項1記載のウェハシート上のチップのピックアップ装置を用いるチップのピックアップ方法であって、前記ケースの上面をウェハシートの下面に当接させ、前記第1の真空吸引手段の駆動により前記ペパーポット上のチップの側部のウェハシートを前記開口部に真空吸着する工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記ペパーポット上のチップを真空吸着する工程と、前記振動手段を駆動させることにより前記ペパーポットを振動させて前記チップをウェハシートに貼着するボンドにキャビテーションを発生させ、このキャビテーションによりボンドに気泡を生じさせて前記チップと前記ウェハシートの貼着力を低下させる工程と、前記ニードルを上昇させてウェハシート上のチップを下方から突き上げるとともに前記ノズルを上昇させ、且つ前記第2の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含むことを特徴とするウェハシート上のチップのピックアップ方法。2. A chip pick-up method using a chip pick-up device on a wafer sheet according to claim 1, wherein the upper surface of the case is brought into contact with the lower surface of the wafer sheet, and the pepper pot is driven by driving the first vacuum suction means. By vacuum-sucking the wafer sheet on the side of the upper chip to the opening, vacuum-sucking the chip on the pepperpot to the lower end of the chip pickup nozzle, and driving the vibration means Oscillating the pepper pot to generate cavitation in the bond for adhering the chip to the wafer sheet, generating bubbles in the bond by this cavitation to reduce the adhering force between the chip and the wafer sheet, and the needle The nozzle on the wafer sheet is pushed up from below and the nozzle It raised, and said vacuum suction to the underside of the wafer sheet chip to the hole by driving the second vacuum suction means by the suction force to include a step of Ru is peeled wafer sheet from the lower surface of the chip A method for picking up chips on a wafer sheet.
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