JP4172837B2

JP4172837B2 - エキスパンド治具

Info

Publication number: JP4172837B2
Application number: JP2522198A
Authority: JP
Inventors: 康司新井; 毅藤本; 興三小森田
Original assignee: シチズン平和時計株式会社
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: JPH11214487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣの実装工程において用いられるエキスパンド治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、リードフレームまたは回路基板にＩＣチップを搭載するＩＣチップ搭載装置において、ＩＣチップをウエハーから取り出し易くするために、ウエハーを粘着シート上に貼着してウエハーリングに張設し、ダイシング１１ーで予め所定のチップサイズに切り目を入れておき、エキスパンド装置を用いてウエハーの外側の粘着シートを広げることによってＩＣチップ相互の間隔を広げることが行われている。このエキスパンド工程は、ＩＣチップ搭載装置とは切り離された前工程において専用のエキスパンド装置を用いて行われる場合と、ＩＣチップ搭載装置内に構築されたエキスパンド機構によって行われる場合とがある。前者のエキスパンド作業では、最終的にウエハーが粘着シートを張設したエキスパンド治具により拡張された状態で保持されて、この治具ごとＩＣ搭載装置に供給されることになる。
【０００３】
このような従来のエキスパンド治具の構成を図面により説明する。図４は、従来のエキスパンド治具を用いたエキスパンド装置の要部断面図であり、（ａ）は作業前、（ｂ）は作業中、（ｃ）は作業後の状態を示している。図４において、１はＩＣウエハーであり、２はウエハー１を貼着した粘着シートであり、３は粘着シート２を張設して保持するウエハーリングである。８０が拡張した粘着シート２を張設して保持するリング状のエキスパンド治具である。エキスパンド治具８０外周の角には面取が、中央には断面円弧状の溝８０ａが形成されている。
【０００４】
９１はウエハーリング３を上面の段部９１ａへ載せて固定するエキスパンド装置の固定台であり、９２は固定台９１に蝶番で支持された開閉する固定枠であり、ウエハーリング３を挟んで固定する。９３は固定枠９２の下面に突出して固着した弾性リング、９４は段部９１ａに突出して固着した弾性リングである。９５は固定枠９２の蝶番と反対側に枢着したハンドルの付いた逆Ｔ字型のロック軸であり、固定台９１の凹部９１ｂと係合する。９６はエキスパンド治具８０を乗せて上下動する押上げ台であり、９７は押し上げ台９６の上端に固定されたヒータープレートであり、その外周がエキスパンド治具８０内側に遊嵌してこれを位置決めすると共に、上端面はエキスパンド治具８０のやや下方に位置して粘着シート２の面を均一に加熱する。８１はエキスパンド治具８０に張設した粘着シート２を溝８０ａにおいて固定するための輪ゴムである。
【０００５】
次にエキスパンド工程の動作を説明する。図４（ａ）に示すようにエキスパンド治具８０をヒータープレート９７に被せ、ダイシング、ブレイク工程を終えたウエハー１を保持したウエハーリング３を固定台９１に載せて固定枠９２を閉めて押えハンドルでロック軸を操作してロックする。これによりウエハーリング３は上下から弾性リング９３、９４で圧縮されて粘着シート２共々しっかりと固定される。そこで、図示しない駆動装置のスイッチを入れると押上げ台９６が上昇して図４（ｂ）に示すように所定の高さに達したところで停止する。この間にヒータープレート９７によって暖められ軟化した粘着シート２は引き伸ばされウエハー１のＩＣチップ相互の間隔が広がる。
【０００６】
次に、この状態で輪ゴム８１を図４（ｃ）に示すように、粘着シート２の上からエキスパンド治具８０の側面溝８０ａにかけて強く締め付ける。輪ゴム８１の下方の粘着シート２を装置に内蔵された図示しないカッターで切断してウエハーリング３から切り離す。そしてスイッチを押して押上げ台９６を元の位置に復帰させ、ロックを解除して固定枠９２を開き、ウエハーリング３を取り出す。
【０００７】
エキスパンド工程を終えたウエハー１は、エキスパンド治具８０ごと図示しないＩＣ搭載機のＸＹテーブル上のＩＣ供給部に装着される。ＩＣ搭載機では整列したＩＣチップをＸＹテーブルで順送りしながらピックアップアームで拾い上げ、回路基板の所定のＩＣ搭載位置へ位置決めして搭載する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエキスパンド治具では粘着シートをエキスパンド治具に固定するのに輪ゴムを用いていたので、これを治具の外周に沿って均一な力で巻き付け固定することが難かしく、固定力がにムラが生じてウエハーを貼りつけた部分の粘着シートが不均一に引っ張られる結果となり、これによりICチップの配列が乱れることになった。この問題は、ICチップサイズが小さくなるほど相対的に大きくなり、１ｍｍ角のサイズともなると、もはや無視できないほどになり、ＩＣ搭載装置において、ＩＣチップのピックミスが多発して稼働率が低下するようになった。
【０００９】
そこで本発明は、粘着シートの均一な拡張と確実な保持が行え、ＩＣチップの精度良い整列が得られ、ＩＣ搭載装置の稼働率が向上するエキスパンド治具を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、ＩＣを貼着した粘着シ−トを拡張した状態で保持するエキスパンド治具において、前記粘着シートを張設したウエハーリングを載置する複数のガイドポストを立設した枠板であるベースリングと、前記ウエハーリングを押圧する枠板である押えリングと、前記ガイドポストを挿通するエキスパンドリングと、前記エキスパンドリングと前記押えリングとの間に間装した圧縮コイルバネとを有し、前記ガイドポストと係合するロック機構を具備したエキスパンドリング連結体とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明のうち、前記押えリングに固定され前記エキスパンドリングと係合する連結ピンにより、前記エキスパンドリングと前記押えリングとが前記圧縮バネを介して相互に離間するように配置され、前記エキスパンドリングが前記押えリングに向かって移動可能なように連結したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施の形態であるエキスパンド治具の分解斜視図、図２はこのエキスパンド治具を用いて作業するときに用いるエキスパンド装置の斜視図、図３はこのエキスパンド治具と装置とを用いてエキスパンドする時の部分断面図であり、（ａ）はエキスパンド前、（ｂ）はエキスパンド後を示している。
【００１３】
まず、エキスパンド治具の構成を説明する。図１において、１はダイシング、ブレイク工程を終わったＩＣウエハー、２はＩＣウエハー１を貼着した粘着シートであり、３は粘着シート２を張設したウエハーリングである。４はウエハーリング３を載置する枠板である円環状のベースリングであり、５は先細りの頭部と胴の中ほどに溝５ａを持つガイドポストであり、ベースリング４上に略等間隔に３本立設してある。６はガイドポスト５と共にウエハーリング３の外周のカット面を案内して位置決めするガイドピンであり、ベースリング４上に２本植設してある。
【００１４】
７はベースリング４上に載置したウエハーリング３を押圧する枠板である円環状の押えリングであり、ガイドポスト５が挿通する貫通穴７ａがそれぞれ対応する位置に形成されている。押えリング７の下面には図示しない弾性リングが固着してある。８はフランジ付き円筒部材であるエキスパンドリングであり、円筒部８ｂ上端にフランジ部８ａが形成されている。フランジ部８ａにはガイドポスト５が挿嵌するガイド穴８ｃが形成されている。９はガイド穴８ｃ間のフランジ部８ａに形成された逃げ穴を貫通して押えリング７に先端部が螺着固定された３本の頭付きの連結ピンであり、１０は各々の連結ピン９に嵌挿した圧縮コイルバネであり、エキスパンドリング８を連結ピン９の頭まで押し上げている。つまり、エキスパンドリング８と押えリング９とが圧縮コイルバネ１０を介して相互に離間するように配置され、連結ピン９を案内にしてエキスパンドリング８が押えリング９に向かって移動可能なように連結されている。
【００１５】
１１はロック機構を構成する円環板であるロックリングであり、ロックリング１１上にはロック穴１１ａと長穴１１ｂとがリング形状に沿って、ガイドポスト５と連結ピン９とにそれぞれ対応した位置に３個所ずつ形成されている。１２は段付きネジでそれぞれ長穴１１ｂを通してエキスパンドリング８のフランジ部８ａへ螺着してある。１３はロックリング１１へ螺着したツマミである。ロック穴１１ａはガイドポスト５の外径よりやや径大の穴部と、径小でありガイドポスト５の溝５ａに嵌入する穴部とが連通した形状をしており、ガイドポスト５の溝５ａにロック穴１１ａの径小部を嵌入することで、ベースリング４に押えリング７とエクスパンドリング８とがロックされる機構となっている。１４はエキスパンドリング連結体であり、ロックリング１１が装着されたエキスパンドリング８と押えリング７とが連結ピン９により連結されている。以上のようにエキスパンドリング連結体１４はガイドポスト５と係合するロック機構を具備している。２０はエキスパンドリング連結体１４とベースリング４との組立体であるエキスパンド治具である。
【００１６】
次にエキスパンド装置の構成を説明する。図２において、４０はエキスパンド装置、２１はエキスパンド装置４０の基台であり、その４隅に高さ調整できる脚を持ち、中央にエキスパンド治具２０のベースリング４の内径と略等しい寸法の抜き穴２１ａが、抜き穴２１ａの手前の基台２１には抜き穴２１ａと同幅の沈み段部２１ｂが形成してありる。２２及び２３は抜き穴２１ａの中心から同距離にある抜き穴２１ａを囲むように基台２１上の両サイドと奥にボルト固定されたベースリング４部を案内する案内部材である。２４は基台２１の中央両側に２本づつ立設した支柱で、２５は４本の支柱２４の上端部に固定した支持板である。
【００１７】
２６は支持板の中央に取り付けたストローク１００ｍｍのエアシリンダＡであり、２７はこの主軸の先端部に固定したストローク１５ｍｍのエアシリンダＢである。両エアシリンダＡ２６、Ｂ２７はそれぞれ電磁弁を介して図示しない空気源と接続されている。この電磁弁は図示しない制御ボックス内の駆動回路に接続されている。２８はプレス盤で、その中心部にエアシリンダＢ２７のロッド先端が固定されている。２９はプレス盤２８の下面に断熱材を介して固定されたヒーターパネルであり、エキスパンドリング８の内径よりやや小径の外形を持ちヒータが内蔵されている。３０はシリンダＡ２６の両側の支持板２５に固定した軸受に支持され垂直上下動するガイド軸である。両ガイド軸３０の先端はプレス盤２８の上面に固定されている。３１は支持板２５の両端部付近に設置された押しボタンスイッチであり、前記制御回路に直列に接続している。
【００１８】
次に、上記エキスパンド治具２０及びエキスパンド装置４０の動作を説明する。ＩＣウエハー１を保持したウエハーリング３の外形をガイドポスト５、ガイドピン６に合わせて位置を決めながらベースリング４に載せる。連結体１４をガイドポスト５にガイド穴８ａを合わせて被せる。この時、ロックリング１１のロック穴１１ａの径大部がエキスパンドリング８のガイド穴８ｃの位置にあるようにしておく。この状態でベースリング４を抱えるようにしてエキスパンド治具２０をエキスパンド装置４０の案内部材２２の間に滑り込ませ、ベースリング４を案内部材２３に突き当てる。両押しボタンスイッチ３１を同時に押すと駆動回路が働いて、まずエアシリンダＡ２６が作動してプレス盤２８が降下し、エキスパンドリング８の上端にプレス盤２８の下面が達したところで一時停止する。図３（ａ）はこの状態を示している。
【００１９】
この時、所定の温度例えば５０℃に加熱されたヒーターパネル２９は粘着シート２に近接した位置にある。所定時間後に今度はエアシリンダＢ２７が作動してプレス盤２８がさらに下降すると、プレス盤２８の外周付近の下面がエキスパンドリング８のフランジ部８ａに掛かって押し下げられる。暖められて軟化した粘着シート２はエキスパンドリング８の円筒部８ｂの下端面によって押し下げられ広げられる。このときに粘着シート２には張力が働くが、同時に押えリング７がウエハーリング３を圧縮コイルバネ１０の力で押し付ける。図３（ｂ）はこのときの状態を示している。この図において、１６は前述の弾性リングであり、粘着シート２を介してしっかりとウエハーリング３をベースリング４に固定している。最下端でプレス盤２８が停止した時には、ロックリング１１の高さが丁度ガイドポスト５の溝５ａの位置に一致する。そこでツマミ１３によってロックリング１１を時計周りに旋回させるとロック穴１１ａの径小部が溝５ａと係合してロックする。ここで再度両押しボタンスイッチ３１を押すことにより、エンシリンダＡ２６、Ｂ２７が共に上昇して元の位置に復帰する。
【００２０】
エキスパンドリング連結体１４はロック機構でロックされているので、エキスパンド治具２０がウエハーリング３を押し下げて粘着シート２を押し広げたままの状態で保持されている。そこで、エキスパンドが済んだエキスパンド治具２０をエキスパンド装置４０から取り出す。ここで、ウエハーリング３はガイドポスト５及びガイドピン６によってベースリング４に同心に位置決めされ、圧縮コイルバネ１０の力がかかった押えリング７によってしっかりと固定されており、ガイドポスト５でベースリング４と同心に位置決めされたエキスパンドリング８は粘着シート２を均一に引伸ばした状態で保持されている。エキスパンド工程を終えたＩＣウエハー１をこのエキスパンド治具２０ごとＩＣウエハー搭載装置に装着する。
【００２１】
ＩＣ供給を終えたウエハーリング３をエキスパンド治具２０から外す際にはエキスパンド装置４０にかけて、ロックリング１１を反時計回りに回せばよい。ウエハーリング３を着脱するのに、ベースリング４とエキスパンドリング連結体１４との２体に分離すればよいだけなので、取り扱いがきわめて容易である。
【００２２】
このエキスパンド治具２０とエキスパンド装置４０とを用いればきわめて容易にエキスパンドが行え、しかも、エキスパンド後のICチップは精度良く整列するので、これをＩC搭載機に供給すれば、ピックアップミスも生ぜずに順調に稼働して稼働率が向上する。
【００２３】
ロックリング１１のロックとロック解除とは、エキスパンド装置４０にエキスパンド治具２０を装着した上でツマミ１３を操作するだけでできるため、力も技も要らずきわめて容易である。
【００２４】
以上の実施の形態ではガイドポストを３本としたが、２本以上の他の本数設置しても良い。また連結ピンの本数についても同様である。さらに、エキスパンドリングをフランジ付きの円筒形状としたが、押えリングの連結ピンを挿通する保持部材が形成されていれば良いので、必ずしもこの形状である必要はない。
【００２５】
【発明の効果】
上記の如く本発明によれば、ＩＣを貼着した粘着シートを拡張したウエハーリングを保持するエキスパンド治具を、複数のガイドポストを立設したベースリングと、このウエハーリングを押圧する押えリングと、前記ガイドポストと係合するロック機構を具備したエキスパンドリングとで構成し、連結ピンにより、エキスパンドリングと押えリングとが圧縮コイルばねを介してエキスパンドリングが摺動可能なように連結した構成としたので、ＩＣウエハーの均一な拡張とＩＣチップの精度良い整列とが可能となり、ＩＣ搭載装置の稼働率が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるエキスパンド治具の分解斜視図である。
【図２】本発明のエキスパンド治具に用いるエキスパンド装置の斜視図である。
【図３】エキスパンド治具とエキスパンド装置との作業中の要部断面図である。
【図４】従来のエキスパンド工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ＩＣウエハー
２粘着シート
３ウエハーリング
４ベースリング
５ガイドポスト
７押えリング
８エキスパンドリング
９連結ピン
１０圧縮コイルバネ
１１ロックリング
１１ａロック穴
１３ツマミ
１４連結体
２０エキスパンド治具

Claims

ＩＣを貼着した粘着シ−トを拡張した状態で保持するエキスパンド治具において、
前記粘着シートを張設したウエハーリングを載置する複数のガイドポストを立設した枠板であるベースリングと、
前記ウエハーリングを前記ベースリングに押圧する枠板である押えリングと、前記ガイドポストをフランジ部で挿嵌し、暖められて軟化した前記粘着シ−トを円筒部で拡張するエキスパンドリングと、前記エキスパンドリングと前記押えリングとの間に間装した圧縮コイルバネとを有するエキスパンドリング連結体とを有し、
前記エキスパンドリングで前記粘着シ−トを拡張した高さで前記ガイドポストと係合するロック機構を具備することを特徴とするエキスパンド治具。
前記押えリングに固定され前記エキスパンドリングと係合する連結ピンにより、前記エキスパンドリングと前記押えリングとが前記圧縮バネを介して相互に離間するように配置され、前記エキスパンドリングが前記押えリングに向かって移動可能なように連結したことを特徴とする請求項１記載のエキスパンド治具。