JP4589246B2 - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Description

本発明はシート貼付装置及び貼付方法に係り、更に詳しくは、ロボットを用いてシート貼付手段を駆動するとともに、切断により生ずる外側の不要シート部分を巻き取る巻取装置を駆動することのできるシート貼付装置及び貼付方法に関する。

半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）等の板状部材は、その製造工程において、例えば、裏面研削時にはその回路面に保護シートが貼付されたり、リードフレームへのボンディング時にはダイボンディング用のシート等が貼付される。

このようなシートの貼付装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。同文献に開示された貼付装置は、ウエハ上に帯状のシートを繰り出すとともに、プレスローラでシートを押圧してウエハに貼付する貼付手段と、前記シートをウエハの形状に合わせて切断する切断装置と、この切断により生じた不要シート部分を巻き取る巻取装置とを備えて構成されている。

特開２００５−２４３７００号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたシート貼付装置にあっては、前記プレスローラ、切断装置或いは巻取装置を駆動するモータ等の駆動源を個々に必要とするものであり、部品点数が増大して構造が複雑になる、という不都合がある。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、シートに貼付圧力を付与するプレスローラを移動させる駆動源としてロボットを用い、当該ロボットが、他の装置の駆動源としても作用するようにして装置構成の簡略化を図ることのできるシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材からはみ出す大きさのシートを前記板状部材に貼付するプレスローラを含む貼付手段と、前記シートを板状部材の形状に合わせて切断する切断手段と、数値制御される多関節型のロボットとを含み、
前記ロボットは、前記プレスローラを板状部材の面に沿って転動させるように前記貼付手段を駆動する駆動機構として作用するとともに、前記切断手段での切断により生ずる外側の不要シート部分を巻き取る巻取装置を当該不要シートの面に沿って移動させる駆動機構としても作用する、という構成を採っている。

本発明において、前記ロボットは、前記板状部材を搬送する搬送用部材の駆動機構としても作用するように設けられている。

また、前記ロボットは、前記切断手段の駆動機構としても作用するように設けることもできる。

また、本発明は、板状部材の上面に、当該板状部材からはみ出す大きさのシートを繰り出し、数値制御されるロボットの自由端側に貼付手段を連結して当該貼付手段のプレスローラを板状部材の面に沿って転動させてシートを板状部材に貼付し、次いで、切断手段によって前記シートを板状部材の形状に合わせて切断し、前記連結を解除してロボットの自由端側に巻取装置を連結して前記切断によって生じた不要シートの面に沿って前記巻取装置を移動し、当該不要シート部分を巻き取る、という方法を採っている。

前記方法において、前記ロボットの自由端側に所定の搬送用部材を装着して前記板状部材を搬送する工程を含むこともできる。

また、前記ロボットの自由端側に切断手段を連結し、前記シートを切断する工程を含むようにしてもよい。

本発明によれば、ロボットが共通の駆動源となり、プレスローラを含む貼付手段の駆動機構として作用する他、巻取装置の駆動源としても作用することができるため、個々に駆動源を必要として従来装置に比べて構造の簡略化を達成することができる。
また、ロボットが搬送装置の駆動源或いは切断機構の駆動源としても作用する場合には、構造の簡略化を更に促進することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図が示され、図２には、その概略斜視図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、ベース１１の上部に配置されたシート繰出ユニット１２と、板状部材としてのウエハＷを支持するテーブル１３と、ウエハＷの上面側に繰り出された接着シートＳに押圧力を付与してウエハＷに貼付するプレスローラ１４を含む貼付手段１５と、ウエハＷに接着シートＳを貼付した後に当該ウエハＷの外縁に沿って接着シートＳを切断する切断手段としてのカッター刃１６を着脱自在に装着するロボット１７と、カッター刃１６及び後述する吸着アーム１００を収納するストック装置１８と、ウエハＷの外側の不要接着シートＳ１をテーブル１３の上面から剥離して巻き取る巻取装置１９とを備えて構成されている。

前記シート繰出ユニット１２は、帯状の剥離シートＰＳの一方の面に帯状の接着シートＳが仮着されたロール状の原反Ｌを支持する支持ローラ２０と、この支持ローラ２０から繰り出された原反Ｌを急激に反転して接着シートＳを剥離シートＰＳから剥離するピールプレート２２と、剥離シートＰＳを巻き取って回収する回収ローラ２３と、支持ローラ２０と回収ローラ２３との間に配置された複数のガイドローラ２５〜３１と、ガイドローラ２５，２６間に配置されたバッファローラ３３と、ガイドローラ２７，２８間に配置されるとともに、ロードセル３９及び当該ロードセル３９に支持されて前記ピールプレート２２の基部側に位置する張力測定ローラ４０とを含む張力測定手段３５と、ピールプレート２２、ガイドローラ２７，２８，２９及び張力測定手段３５を一体的に支持して前記プレスローラ１４と相互に作用してウエハＷに対する接着シートＳの貼付角度θを一定に保つ貼付角度維持手段３７とを備えて構成されている。前記ガイドローラ２７，２９には、ブレーキシュー３２，４２が併設されており、これらブレーキシュー３２，４２は、接着シートＳをウエハＷに貼付する際に、シリンダ３８、４８によって対応するガイドローラ２７，２９に対して進退することによって接着シートＳを挟み込んでその繰出を抑制するようになっている。

なお、前記シート繰出ユニット１２並びに当該ユニットを構成する前記張力測定手段３５及び貼付角度維持手段３７は、本出願人によって出願された特願２００５−１９８８０６号に開示されたものと同一であり、ここでは、それらの詳細な説明を省略する。

前記テーブル１３は、図２に示されるように、平面視略方形の外側テーブル５１と、平面視略円形の内側テーブル５２とにより構成されている。外側テーブル５１は内側テーブル５２の外縁との間に隙間Ｃを形成する状態で当該内側テーブル５２を受容可能な凹状に設けられているとともに、図示しない単軸ロボットを介してベース１１に対して昇降可能に設けられている。この一方、内側テーブル５２は、図示しない単軸ロボットを介して外側テーブル５１に対して昇降可能に設けられている。従って、外側テーブル５１と内側テーブル５２は、一体的に昇降可能であるとともに、相互に独立して昇降可能とされ、これにより、接着シートＳの厚み、ウエハＷの厚みに応じて所定の高さ位置に調整できるようになっている。

前記貼付手段１５は、前記プレスローラ１４と、これを回転可能に支持する門型フレーム５７と、当該門型フレーム５７の上面側に設けられるとともに、前記プレスローラ１４を上下に昇降させるシリンダ５９と、これらシリンダ５９の中間に設けられた係合部材６０と、門型フレーム５７を図２中Ｘ方向に移動可能に案内して前記プレスローラ１４でシートＳに貼付圧力を付与する一対のガイドレール６１とを備えて構成されている。

前記ロボット１７は、ベース部６４と、当該ベース部６４の上面側に配置された第１アーム６５Ａ〜第６アーム６５Ｆと、第６アーム６５Ｆの先端側すなわち自由端側に取り付けられた工具保持チャック６９とを含む多関節型に設けられている。第２、第３及び第５アーム６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｅは、図２の状態で言えばＹ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム６５Ａ、６５Ｄ、６５Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態におけるロボット１７は数値制御（ＮＣコントロール）されるものである。すなわち、対象物（本実施形態ではウエハ）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。

前記工具保持チャック６９は、略円筒状をなす受容体７０と、当該受容体７０の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置された三つのチャック爪７１とを備えて構成されている。各チャック爪７１は、空圧によって受容体７０の中心に対して径方向に進退可能となっている。ロボット１７は、前記工具保持チャック６９にカッター刃１６を受容して支持することができる他、貼付手段１５における前記係合部材６０を受容して貼付手段１５の駆動機構として作用し、更に、巻取装置１９における後述する係合部材９４を受容して当該巻取装置１９の駆動装置として作用するようになっている。また、図２に示されるように、ストック装置１８に収容された搬送用部材としての吸着アーム１００をカッター刃１６に持ち替えてウエハＷを搬送することもできるように設けられている。

前記巻取装置１９は、図１及び図２に示されるように、２つのローラ８０、８１と、これらローラを支持する移動フレームＦと、当該移動フレームＦに支持された駆動ローラ９０と、回転アーム９１の自由端側に支持され、ばね９２を介して駆動ローラ９０の外周面に接して不要接着シートＳ１をニップする巻取ローラ９３と、駆動ローラ９０の軸端に配置された駆動モータＭとを含む。移動フレームＦは、図２中Ｙ方向沿って相対配置された前部フレームＦ１と、この前部フレームＦ１に連結パイプ８３を介して連結された後部フレームＦ２とからなり、後部フレームＦ２には、前記ロボット１７の工具保持チャック６９に連結するための係合部材９４が設けられている。また、前部フレームＦ１と後部フレームＦ２は、前記貼付手段１５の門型フレーム５７を移動可能に案内するガイドレール６１にそれぞれ支持されており、これにより、フレームＦは、門型フレーム５７と同様に移動可能となっている。前記駆動モータＭは、駆動ローラ９０を介してフレームＦの移動に同期して不要接着シートＳ１を巻き取るように設定されている。なお、前記ローラ８１は、図１に示されるように、アーム部材８４に支持されているとともに、当該アーム部材８４はシリンダ８８によってローラ８１がローラ８０に対して離間、接近する方向に変位可能とされている。

次に、本実施形態における接着シートＳの貼付方法について説明する。

初期設定において、支持ローラ２０から繰り出される原反Ｌは、ピールプレート２２の先端位置で剥離シートＰＳから接着シートＳが剥離され、剥離シートＰＳのリード端は、ガイドローラ２８，２９を経由して回収ローラ２３に固定される。この一方、接着シートＳのリード端は、プレスローラ１４の外周下部を通って巻取装置１９の巻取ローラ９３に固定される。

ロボット１７は、その自由端側に取り付けられた工具保持チャック６９によって吸着アーム１００を装着し、図示しないウエハストッカからウエハＷを取り出してテーブル１３上にセットした後、吸着アーム１００をストッカ１８に戻し、貼付手段１５を構成する門型フレーム５７上の係合部材６０に連結する。そして、門型フレーム５７を図１中左側に移動させることで、プレスローラ１４が回転しながらウエハＷ上を転動する。このプレスローラの転動に伴って、接着シートＳに加わる張力を測定しつつ貼付角度θが常に一定となるように所定制御してシート貼付が行われることとなる。なお、貼付角度θを維持しながら貼付する態様は、特願２００５−１９８８０６号に詳述されている。

接着シートＳの貼付が完了すると、ロボット１７は、前記係合部材６０との連結を解除し、ストッカ１８に収容されているカッター刃１６に持ち替え動作する。そして、このカッター刃１６がウエハＷの外周縁に沿って移動するようにロボット１７が動作することで、ウエハＷの形状に合わせて接着シートＳの切断を行うことができる。この切断が行われた後に、ロボット１７は、カッター刃１６を吸着アーム１００に再び持ち替えて当該吸着アーム１００でウエハＷを吸着保持しつつ図示しない後工程若しくはウエハストッカに移載する。そして、この移載が終了した後に、吸着アーム１００をストッカ１８に戻す一方、ロボット１７の工具保持チャック６９が、前記巻取装置１９の後部フレームＦ２に設けられた係合部材９４に連結する。次いで、ロボット１７の動作を介してフレームＦが図１中左側に移動し、ローラ８０，８１がフレームＦと共に左側に移動するとともに、駆動ローラ９０がその移動に同期駆動して不要接着シートＳ１の巻き取りを開始することで、不要接着シートＳ１をテーブル１３の上面から剥離しつつ当該不要接着シートＳ１を巻き取ることができる。

このようにして接着シートＳの貼付と、不要接着シートＳ１の巻き取りが行われた後は、新たなウエハＷに接着シートＳを貼付するために、接着シートＳが所定量繰り出されるとともに、ピールプレート２２、貼付手段１５及び巻取装置１９が図１に示される位置に戻り、以後、同様の動作を繰り返すことで、順次ウエハＷに接着シートＳを貼付することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、テーブル１３が静止した状態で、プレスローラ１４が移動することで接着シートＳが貼付される場合を図示、説明したが、テーブル１３を移動させる構成を採用することでもよい。この場合には、テーブル１３に係合部材を設け、当該係合部材をロボット１７に連結して、移動するようにすればよい。
また、前記実施形態では、板状部材がウエハである場合を示したが、ウエハ以外の板状部材にシート、フィルムを貼付する構成にも適用することができる。

本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 前記シート貼付装置の概略斜視図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１３ テーブル
１４ プレスローラ
１５ 貼付手段
１６ カッター刃（切断手段）
１７ ロボット
１９ 巻取装置
１００ 吸着アーム（搬送用部材）
Ｓ 接着シート
Ｓ１ 不要接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (6)

1. 板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材からはみ出す大きさのシートを前記板状部材に貼付するプレスローラを含む貼付手段と、前記シートを板状部材の形状に合わせて切断する切断手段と、数値制御される多関節型のロボットとを含み、
   前記ロボットは、前記プレスローラを板状部材の面に沿って転動させるように前記貼付手段を駆動する駆動機構として作用するとともに、前記切断手段での切断により生ずる外側の不要シート部分を巻き取る巻取装置を当該不要シートの面に沿って移動させる駆動機構としても作用することを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記ロボットは、前記板状部材を搬送する搬送用部材の駆動機構としても作用することを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
3. 前記ロボットは、前記切断手段 の駆動機構としても作用することを特徴とする請求項１又は２記載のシート貼付装置。
4. 板状部材の上面に、当該板状部材からはみ出す大きさのシートを繰り出し、数値制御されるロボットの自由端側に貼付手段を連結して当該貼付手段のプレスローラを板状部材の面に沿って転動させてシートを板状部材に貼付し、次いで、切断手段によって前記シートを板状部材の形状に合わせて切断し、前記連結を解除してロボットの自由端側に巻取装置を連結して前記切断によって生じた不要シートの面に沿って前記巻取装置を移動し、当該不要シート部分を巻き取ることを特徴とするシート貼付方法。
5. 前記ロボットの自由端側に所定の搬送用部材を装着して前記板状部材を搬送する工程を含むことを特徴とする請求項４記載のシート貼付方法。
6. 前記ロボットの自由端側に切断手段を連結し、前記シートを切断する工程を含むことを特徴とする請求項４又は５記載のシート貼付方法。

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