JP4677275B2 - 電子部品用のエキスパンド装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品用のエキスパンド装置に関するものである。このエキスパンド装置は、主として、半導体チップ（以下「チップ」という。）に対応する領域が格子状に形成された半導体基板（以下「ウェーハ」という。）を対象とする次の工程で使用される。その工程とは、シート状部材に貼付されたウェーハが領域単位の個片に分離された状態で、そのシート状部材が伸張することによって個片同士の間隔を広げる工程である。

従来、個々のチップにそれぞれ対応する領域が格子状に形成されたウェーハを切断し、それらのチップを次工程であるボンディング工程に送る際には、次のようにしていた。まず、ウェーハの状態で各領域を電気的に検査して、各チップに対応する各領域の良否を判定する。次に、ウェーハがウェーハシートに貼付された状態で、回転刃を使用してウェーハを領域単位の個片であるチップに切断（分離）する。次に、良品であるチップを真空吸着によりピックアップして、そのチップをリードフレーム、プリント基板等（以下併せて「回路基板」という。）にボンディングする。

ところで、ウェーハを切断したままの状態でチップをピックアップする場合には、チップ同士が接触してそれらの稜部にチッピング（欠け）が発生するおそれがある。また、チップ同士の間隔が狭すぎることに起因して、真空吸着するツールが隣のチップに接触する等して、対象であるチップを的確にピックアップすることができないおそれもある。そこで、これらの問題に対処するために、エキスパンドと呼ばれる工程が採用されている。エキスパンド工程では、伸張性を有する樹脂シートからなるウェーハシートを使用して、切断されたウェーハが貼付されている状態でそのウェーハシートを外周方向に引き伸ばして（伸張させて）、チップ同士の間隔を広げている。エキスパンド工程において、従来のエキスパンド装置は、ウェーハが貼付されたウェーハシートの外周部を円環状のウェーハリングに保持している。そして、そのウェーハリングをエキスパンドリングの筒状部の回り（外側）に同心状に配置して、空気圧・油圧等のシリンダを使用してウェーハリングを下降させるという動作を行う（例えば、特許文献１参照）。この動作により、ウェーハリングに保持されているウェーハシートが筒状部の上において外周の方向に向かって伸張されるので、チップ同士の間隔が広がる。ここまでの動作をエキスパンド動作という。

また、近年、完成品としての電子部品であるパッケージを製造する際に、回路基板に装着した複数のチップを一括して樹脂封止し、その後に個片に切断する方式が採用されている。この方式は、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）方式と呼ばれる（例えば、非特許文献１参照）。ＭＡＰ方式によれば、まず、パッケージに対応する領域が格子状に形成された回路基板を準備して、各領域にそれぞれチップを装着する。次に、それらのチップを一括して樹脂封止する。次に、回路基板がシート状部材に貼付された状態でその回路基板を領域単位の個片に切断して、パッケージを製造する。この方式においても、上述したエキスパンド装置が使用される場合がある。

しかしながら、上述した従来の技術によれば、次のような問題がある。第１の問題は、空気圧・油圧等のシリンダを使用してウェーハリングを押し下げるので、チップ同士の間隔を広げる際に、広げられた間隔（距離）を高精度に定めることが困難だということである。言い換えれば、複数のウェーハを順次エキスパンドした後にそれらのウェーハ同士を比較すると、ウェーハの間で間隔のばらつきを小さくすることが困難である。また、近年では、チップサイズが様々になっているので、チップ同士の間隔が広げられた状態における最適な間隔についても様々になっている。このような状況の下では、従来のエキスパンド装置ではチップ同士の間隔を最適にすることが困難である。

第２の問題は、切断後のウェーハに角度方向の位置ずれが発生した場合に、エキスパンド工程の後の工程（例えば、ボンディング工程）において、個片からなる電子部品を保持する治具を使用して、その保持された電子部品に対して角度方向の補正を行う必要があることである。このような角度方向の位置ずれは、ウェーハが貼付されたウェーハシートの外周部をウェーハリングに保持した後に、そのウェーハリングを搬送する過程等で発生することがある。そして、角度方向の位置ずれが発生した場合には、治具を使用して１個の電子部品を保持する度に角度方向の補正を行う必要がある。したがって、エキスパンド工程の後の工程において、工数が大幅に増加する。

第３の問題は、異なるサイズのウェーハに対応する場合には、エキスパンド装置の機構部全体を交換する必要があるということである。この問題は、近年異なるサイズのウェーハを並列的に使用して電子部品を製造する傾向がある一方、従来のエキスパンド装置では１種類のサイズのウェーハにしか対応していないことに起因して生じている。具体的に言えば、エキスパンド装置の機構部の交換に際しては、交換後における機構部の位置調整、電気配線の接続、部品交換等の作業が多い。また、機構部全体が大きいことから、取り扱いや保管等も煩雑になる。これらにより、機構部の交換には多大な工数を要する。

ここで、シリコンウェーハを例に挙げて説明する。技術の進展に伴い、シリコンウェーハのサイズ（径）は、４インチ（約１００ｍｍ）、５インチ（約１２７ｍｍ）、６インチ（約１５０ｍｍ）、２００ｍｍ、３００ｍｍと順次大きくなってきた。そして、半導体メーカーは、生産設備（製造装置）について次のような対応を採ってきた。それは、大径のウェーハ（最新のウェーハ）に合わせて製造装置を改造する、又は、大径のウェーハ（最新のウェーハ）用の製造装置に置き換えるという対応である。しかし、３００ｍｍ径のウェーハが登場した後には、既存の生産設備と２００ｍｍ径のウェーハとを組み合わせて使用することを残すという傾向が強くなっている。すなわち、最先端の加工技術によって生産する機種については３００ｍｍ径のウェーハと最新の生産設備とを使用し、最先端ではない加工技術によって生産可能である機種については２００ｍｍ径のウェーハと既存の生産設備とを使用することが行われている（例えば、非特許文献２参照）。このようなウェーハと生産設備との並列的な使い分けによって、エキスパンド装置においても、２００ｍｍ径及び３００ｍｍ径のウェーハに対応する必要が生じている。したがって、エキスパンド装置の機構部全体を交換する必要が頻繁に生じるので、交換する際の負担が大きくなっている。また、シリコンウェーハについては、更なる大径化（４００ｍｍ径化又は４５０ｍｍ径化）が予定されているので、この問題は引き続き存在するものと予想される。

上述した３つの問題は、ＭＡＰ方式において樹脂封止された回路基板を切断する場合においても、同様に発生する。また、これらの問題は、ウェーハ以外の基板、例えば、チップ状の電子部品用の基板（セラミックス基板等）を使用する場合においても、同様に発生する。
特開平５−０２１５９９号公報（第２−３頁、図２−４） 河合紀安、外１名、「ＱＦＮ用アセンブリテープ」、日立化成テクニカルレポート、日立化成工業株式会社、２００２年７月、第３９号、ｐ．１７−１８ 「電機大手 旧世代工場を有効活用 機動的に品目変更」、日本経済新聞、２００５年２月１５日夕刊、第１面

本発明が解決しようとする課題は、電子部品用のエキスパンド装置において、切断した個片同士の間隔を最適にすることが困難である点、エキスパンド工程の後において各電子部品に対して角度方向の補正を行う必要がある点、及び、異なるサイズを有するウェーハ等を使用して電子部品を製造する際にエキスパンド装置の機構部全体を交換する際の負担が大きい点である。

上述の課題を解決するために、本発明に係る電子部品用のエキスパンド装置は、各々電子部品に対応する領域が格子状に形成された基板がシート状部材（２２）に貼付され、枠を有する枠状治具（２３）において枠の内側に基板が位置するようにしてシート状部材（２２）が固定され、基板が領域単位の個片（２４）に分離された後にシート状部材（２２）を伸張することによって個片（２４）同士の間隔（ｄ１）を広げる際に使用され、凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）を有する伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と、平面視して伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に重なるようにして設けられた固定板（１）と、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に相対向して設けられ平面視して凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）よりも大きい開口（１８）を有し枠状治具（２３）が載置される基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と、該基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）に設けられ枠状治具（２３）を押さえる押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とを備え、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とは相対的に昇降自在に設けられており、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが相対的に昇降する状態において押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）が枠状治具（２３）を押さえることによりシート状部材（２２）が凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）に押し当てられるとともに伸張する電子部品用のエキスパンド装置であって、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とからなる３種類の部品はシート状部材（２２）が固定される側において基板のサイズに応じて交換可能であり、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが所定の量だけ相対的に昇降することによって個片（２４）同士の間隔（ｄ１）が広げられて予め設定された所望の間隔（ｄ２）になることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品用のエキスパンド装置は、各々電子部品に対応する領域が格子状に形成された基板がシート状部材（２２）に貼付され、枠を有する枠状治具（２３）において枠の内側に基板が位置するようにしてシート状部材（２２）が固定され、基板が領域単位の個片（２４）に分離された後にシート状部材（２２）を伸張することによって個片（２４）同士の間隔（ｄ１）を広げる際に使用され、凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）を有する伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と、平面視して伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に重なるようにして設けられた固定板（１）と、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に相対向して設けられ平面視して凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）よりも大きい開口（１８）を有し枠状治具（２３）が載置される基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と、該基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）に設けられ枠状治具（２３）を押さえる押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とを備え、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とは相対的に昇降自在に設けられており、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが相対的に昇降する状態において押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）が枠状治具（２３）を押さえることによりシート状部材（２２）が凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）に押し当てられるとともに伸張する電子部品用のエキスパンド装置であって、固定板（１）において回動自在に設けられた回動板（１１）と、回動板（１１）を回動させる回動手段（Ｍ２）と、シート状部材（２２）における個片（２４）の画像を撮影する撮像手段（２８）と、回動手段（Ｍ２）による回動を制御する制御手段（２９）とを備えるとともに、基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）は回動板（１１）に一体的に構成されていることによって回動自在であり、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とからなる３種類の部品はシート状部材（２２）が固定される側において基板のサイズに応じて交換可能であり、制御手段（２９）は画像に基づいてシート状部材（２２）における個片（２４）の角度に関する情報を取得し、該情報に基づいて個片（２４）の角度が所定の目標値に達するように必要に応じて回動手段（Ｍ２）を回動させることを特徴とする。

また、本発明に係る電子部品用のエキスパンド装置は、上述のエキスパンド装置において、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と固定板（１）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とのうち少なくともいずれか１つは板金加工によって製造され、又は、プラスチックによって構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが所定の量だけ相対的に昇降する。これにより、相対的に昇降するその量（昇降量）に応じて、シート状部材（２２）が伸張する量（伸張量）が定まり、その伸張量に応じて個片（２４）同士の広げられた間隔（ｄ２）が定まる。したがって、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが相対的に昇降する昇降量を最適に定めておくことによって、個片（２４）同士の広げられた間隔（ｄ２）が、予め設定された最適かつ所望の大きさになる。

また、本発明によれば、撮像手段（２８）によって撮影された画像に基づいて、制御手段（２９）が、シート状部材（２２）における個片（２４）の角度に関する情報を取得し、その情報に基づいて個片（２４）の角度が所定の目標値に達するように必要に応じて回動手段（Ｍ２）を回動させる。これにより、枠状治具（２３）を単位として、格子状の領域が分離されることにより形成された各個片（２４）のすべてについて同時に行われる１回の回動により、個片（２４）の角度が所定の目標値に達することが可能になる。これによって、エキスパンド工程の後に、個片（２４）からなる電子部品をシート状部材（２２）から引き離して保持する際に、保持する治具を使用して個々の電子部品に対して角度方向の補正を行う必要がなくなる。したがって、エキスパンド工程の後の工程において工数が大幅に削減される。

また、本発明によれば、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とからなる３種類の部品が、シート状部材（２２）が固定される側において基板のサイズに応じて交換可能である。これにより、異なるサイズを有する基板をエキスパンドの対象にする場合において、これら少数の部品を同じ側において交換するだけで対応可能であって、エキスパンド装置の機構部全体を交換する必要がなくなる。したがって、異なるサイズを有する基板を使用する場合に、エキスパンド装置における交換、調整等の工数が大幅に削減される。

また、本発明によれば、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と固定板（１）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とのうち少なくともいずれか１つは板金加工によって製造され、又は、プラスチックによって構成されている。これにより、各構成要素の軽量化・簡略化と駆動機構（回動手段（Ｍ２）等）の小型化とが可能になる。したがって、エキスパンド装置自体のローコスト化と省エネルギー化とが可能になる。

凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）を有する伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と、平面視して伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に重なるようにして設けられた固定板（１）と、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）に相対向して設けられ平面視して凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）よりも大きい開口（１８）を有し枠状治具（２３）が載置される基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と、該基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）に設けられ枠状治具（２３）を押さえる押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とを備え、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とは相対的に昇降自在に設けられており、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが相対的に昇降する状態において押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）が枠状治具（２３）を押さえることによりシート状部材（２２）が凸部（１５Ｌ，１５Ｓ）に押し当てられるとともに伸張する電子部品用のエキスパンド装置に、固定板（１）において回動自在に設けられた回動板（１１）と、回動板（１１）を回動させる回動手段（Ｍ２）と、シート状部材（２２）における個片（２４）の画像を撮影する撮像手段（２８）と、回動手段（Ｍ２）による回動量を制御する制御手段（２９）とを備える。また、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）と押え部材（２０Ｌ，２０Ｓ）とは、基板のサイズに応じて交換可能である。また、伸張用部材（１６Ｌ，１６Ｓ）と基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）とが所定の量だけ相対的に昇降することによって、個片（２４）同士の間隔（ｄ１）が広げられて予め設定された所望の大きさの間隔（ｄ２）になる。また、基板載置板（１７Ｌ，１７Ｓ）は、回動板（１１）に一体的に構成されていることによって回動自在である。また、制御手段（２９）は、画像に基づいてシート状部材（２２）における個片（２４）の角度に関する情報を取得し、該情報に基づいて個片（２４）の角度が所定の目標値に達するように必要に応じて回動手段（Ｍ２）を回動させる。

本発明に係るエキスパンド装置の実施例１について、図１−図２を参照して説明する。図１は、本実施例に係るエキスパンド装置の概略を示す分解斜視図である。図２（１）は図１のエキスパンド装置にウェーハリングが供給された状態を、図２（２）はエキスパンド動作が完了した状態を、それぞれ図１のＡ−Ａ線に沿って模式的に示す正面断面図である。以下の説明においては、２００ｍｍ径のウェーハと３００ｍｍ径のウェーハとの２種類を対象とするエキスパンド装置について説明する。また、以下の説明において使用するいずれの図においても、主に３００ｍｍ径のウェーハ用のエキスパンド装置が示されている。なお、いずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。また、構成要素によっては、図１と図２とのいずれか一方にしか図示されていないものがある。

図１と図２とに示されているように、本実施例に係るエキスパンド装置は、平面視して四辺形状を有する固定板１と、固定板１に対向して設けられた昇降板２とを有する。昇降板２は、固定板１とほぼ同じ平面形状を有するとともに、昇降自在に設けられている。固定板１の四隅付近に設けられた穴にはジャッキ用でプーリ一体型のナット３が嵌装され、各ナット３にはガイド兼用のジャッキねじ（送りねじ）４が挿入され、各ジャッキねじ４はそれぞれベアリング５を介して昇降板２の四隅に取り付けられている。ナット３にはプーリ６が一体的に構成され、各プーリ６にはベルト７が巻回されている。ベルト７は、昇降用モータＭ１の軸に取り付けられたプーリ８に圧接されている。そして、昇降用モータＭ１の回転に伴い、ベルト７が図の両矢印の方向に運動し、プーリ６とナット３とを介して各ジャッキねじ４が共に昇降するようにして構成されている。固定板１には円形の穴９が形成されており、本実施例では、この穴９の中心を他の構成要素の位置についての基準にしている。また、昇降板２には、固定板１の穴９に対して同心状に円形の穴１０が形成されている。ここで、ウェーハが更に大径化した場合を想定して、機械的強度を向上させるために、ジャッキねじ４及びこれに付随する他の構成要素（プーリ一体型のナット３、ベアリング５）の数を更に増やしておくこともできる。例えば、ジャッキねじ４等の構成要素を、固定板１と昇降板２とが有する各辺の中央部付近に増設してもよい。

固定板１には、その穴９の中心の回りを回動自在になるようにして下側テーブル１１が取り付けられている。下側テーブル１１には、固定板１の穴９に対して同心状に円形の穴１２が設けられている。固定板１と下側テーブル１１とは、ベアリング（図示なし）を介して接している。下側テーブル１１にはベルト１３が巻回され、ベルト１３は回動用モータＭ２の軸に取り付けられたプーリ１４に圧接されている。すなわち、回動用モータＭ２が正逆双方向に回転することに伴い下側テーブル１１が回動する。また、下側テーブル１１には、円筒状であって側面視した場合の凸部１５Ｌとその下に設けられた鍔部とを有する伸張用部材、すなわちエキスパンドリング１６Ｌが、平面視して固定板１に重なり、かつ、これに含まれるようにして取り付けられている。ここで、昇降用モータＭ１と回動用モータＭ２とはサーボモータであって、それぞれ指令パルス信号によって制御される。

昇降板２には、円環状の上側テーブル１７Ｌが、ベアリング（図示なし）を介して接するようにして回動自在に取り付けられている。上側テーブル１７Ｌには、固定板１の穴９に対して同心状に開口１８が設けられている。下側テーブル１１の所定の位置には、複数の穴が設けられている。そして、その複数の穴を含むようにして、固定板１の所定の位置には、固定板１の穴９に対して同心状に円弧状の長穴が設けられている。上側テーブル１７Ｌの下面の所定の位置にはピン１９が固定され、各ピン１９は、下側テーブル１１の穴と固定板１の円弧状の長穴とに昇降自在に嵌装されるとともに、固定板１の円弧状の長穴に沿って移動可能に設けられている。これにより、下側テーブル１１と上側テーブル１７Ｌとは、回動する方向（図１のθＴ方向）については一体的に構成されている。したがって、上側テーブル１７Ｌは、固定板１と下側テーブル１１とに対しては昇降自在であり、かつ、固定板１と昇降板２とに対しては下側テーブル１１と一体的に回動自在である。

上側テーブル１７Ｌには、押え部材２０Ｌが取り付けられている。この押え部材２０Ｌは、固定板１の穴９に対して同心状の円環において平面視して中心線を挟む一部が除去されたような形状を有している。また、押え部材２０Ｌは、上述の中心線に沿ってウェーハリング（後述）が搬送されるような向きで、上側テーブル１７Ｌに取り付けられている。また、押え部材２０Ｌには、水平部２１と垂直部とが設けられている。そして、押え部材２０Ｌの水平部２１の下面と上側テーブル１７Ｌの上面との間には、一定量の隙間が設けられている。この隙間に、ウェーハシート２２が張設された状態でその外周部を保持したウェーハリング２３が挿入される。このウェーハリング２３は枠を有する枠状治具であって、エキスパンド装置の使用者がこれを準備する。ウェーハリング２３は、２００ｍｍ径と３００ｍｍ径との２種類のウェーハに応じて異なる内径と外径とを有し、いずれの径についても３００ｍｍ径用の方が２００ｍｍ径用よりも大きくなっている（図には３００ｍｍ径のウェーハ用が示されている）。ウェーハシート２２の上面は粘着性を有し、その面には、ウェーハが切断されて形成された個片からなるチップ２４が格子状に貼り付いている。この状態、すなわちエキスパンド前の状態で、チップ２４同士の間隔ｄ１は、ウェーハを切断する際に使用される回転刃の幅にほぼ見合う寸法になっている。したがって、間隔ｄ１は、回転刃の仕様に応じた既知の値である。

図１に示されているように、昇降板２において、ウェーハリング２３が搬送される方向に対して平行な辺にはガイドレール（図示なし）が設けられ、そのガイドレールにはブロック２５が取り付けられている。そして、ブロック２５にはウェーハリング２３を搬送するアーム２６が取り付けられ、アーム２６にはウェーハリング２３を把持するチャック２７が取り付けられている。このことにより、チャック２７がウェーハリング２３を把持した状態で、アーム２６が取り付けられたブロック２５が昇降板２の辺に沿って水平移動して、ウェーハリング２３が搬送される。

上側テーブル１７Ｌの開口１８の上方には、言い換えればウェーハシート２２に格子状に貼り付いているチップ２４が位置する部分の上方には、撮像用のカメラ２８が設けられている。このカメラ２８は、チップ２４の画像を撮影して画像情報を生成する撮像手段である。

コントローラ２９は、カメラ２８と昇降用モータＭ１と回動用モータＭ２とにそれぞれ接続されている。このコントローラ２９は、各モータ用のドライバを含んでおり、エキスパンド装置に以下の２つの動作を行わせる制御手段である。

第１の動作は、チップ２４同士の間隔ｄ１（既知の値）を予め設定され最適かつ所望の間隔ｄ２に広げる場合に、昇降板２を必要な量だけ下降させるために、駆動信号を昇降用モータＭ１に供給するという動作である。具体的には、コントローラ２９は、昇降用モータＭ１を一方の方向に所定の量だけ回転させる指令パルス信号を生成し、その指令パルス信号に基づく駆動信号を昇降用モータＭ１に供給する。ここで、初期値である間隔ｄ１を目標値である間隔ｄ２まで広げるために必要な昇降用モータＭ１の回転量は、予め算出されることが可能である。そこで、コントローラ２９は、間隔ｄ１と間隔ｄ２と昇降用モータＭ１を必要な量だけ回転させる指令パルス信号との関係を、記憶している。通常、間隔ｄ１は、ウェーハを切断する際に使用される回転刃の幅に応じて定まる既知の値であり、複数の値をとり得る。また、目標値である間隔ｄ２は、チップ２４のチップサイズによって様々な値になる。そこで、作業者が間隔ｄ１と間隔ｄ２との組合せをコントローラ２９に入力することによって、コントローラ２９はその組合せに応じた昇降用モータＭ１の回転量を算出する。また、事前に工程監督者が間隔ｄ１と間隔ｄ２との組合せをコントローラ２９に複数個だけ入力して記憶させ、エキスパンド動作の直前に作業者が組合せのうちいずれかを指定することもできる。これらによって、コントローラ２９は、間隔ｄ１を間隔ｄ２に広げるために必要な量だけ昇降用モータＭ１を回転させる指令パルス信号を生成し、その指令パルス信号に基づく駆動信号を昇降用モータＭ１に供給する。したがって、コントローラ２９は、間隔ｄ１と広げられた間隔ｄ２との複数個の組合せを事前に記憶しており、それらの組合せのうち指定された組合せに応じて、エキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌとを所定の量だけ相対的に昇降させることになる。

第２の動作は、カメラ２８から受け取った画像に基づいて回動用モータＭ２を所望の角度方向（図１のθＭ方向）に所望の角度だけ回転させる信号を生成し、その信号を回動用モータＭ２に供給するという動作である。ここで、チップ２４の角度に関する情報についての目標値が予め定められている。この目標値は、チップ２４が角度方向（図１のθＣ方向）に基準線からどれだけずれているかということについての目標値であり、言い換えればチップ２４における角度方向のずれの許容値である。作業者がこのずれの目標値をコントローラ２９に入力することによって、コントローラ２９はその目標値を記憶する。そして、コントローラ２９は、受け取った画像に基づいて、ウェーハシート２２におけるチップ２４の角度に関する情報を取得する。具体的には、画像処理を行ってチップ２４の稜線（エッジ）を検出し、その稜線と基準線とがなす角度、すなわちチップ２４の実際のずれの量を算出する。そして、コントローラ２９は、目標値と実際のずれの量とを比較し、必要に応じて回動用モータＭ２を回転させる方向と角度とを決定し、その回転に必要な信号を生成して回動用モータＭ２に供給する。

本実施例において、ウェーハシート２２の伸張量と指令パルス信号のパルス数との間の関係は、昇降用モータＭ１からジャッキねじ４に至るまでの各構成要素（図２（１）におけるプーリ８等）によって定まり、例えば、２．５ｍｍ／１０００パルスである。したがって、計算上、昇降用モータＭ１を制御する指令パルス信号の１パルス当たり２．５μｍの値で、間隔ｄ２をデジタル的に制御することができる。実用上このような小さな値は不要なので、昇降用モータＭ１を制御する指令パルス信号のパルス数については、例えば１０パルス単位にする等して適当に定めればよい。

また、ウェーハシート２２の伸張量を、例えば、片側で１０ｍｍ（両側で２０ｍｍ）程度に設定することができる。したがって、チップ２４がＮ行Ｍ列に配置されているとすれば、間隔ｄ２を、最大でほぼ２０／Ｎ（ｍｍ）及び２０／Ｍ（ｍｍ）まで広げることができる。

また、上述した各構成要素のうち、エキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓと上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓと押え部材２０Ｌ，２０Ｓとは、いずれも３００ｍｍ径用と２００ｍｍ径用との２種類が準備されている。ここで、図１において、符号の末尾にＬが付されているものが３００ｍｍ径用、Ｓが付されているものが２００ｍｍ径用を示す。これらの３つの部品は、次のように構成されており、ウェーハの径に合わせて選択される。

まず、エキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓについては、凸部１５Ｌ，１５Ｓ、すなわち円筒状の部分が、平面視した場合に、エキスパンドされたそれぞれの径のウェーハよりもやや大きい。また、凸部１５Ｌ，１５Ｓの外径が、それぞれの径用のウェーハリング２３の内径よりも小さい。最大外径は、ウェーハの径によらず同一で、上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓの開口１８の径よりも小さい。この最大外径を有する部分は、図では凸部１５Ｌ，１５Ｓの下に設けられた鍔部になっているが、大径用のエキスパンドリング１６Ｌにおいては鍔部がなくてもよい。次に、上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓの内径と外径とは、それぞれの径用のウェーハリング２３が載置され、かつ、昇降板２に回動自在に取り付けられるような値になっており、外径は、３００ｍｍ径用と２００ｍｍ径用とによらず同一の値を有する。次に、押え部材２０Ｌ，２０Ｓについては、それぞれの径用の上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓに取り付けられることができ、かつ、その径用のウェーハリング２３を十分に押さえることができるような、内径と外径とになっている。これらにより、エキスパンド工程の対象を３００ｍｍ径のウェーハから２００ｍｍ径のウェーハに変更する必要が生じた場合（又はその逆の場合）には、エキスパンド装置の機構部全体を交換することなく、これら３つの部品のみを交換することによって対応することができる。更に、それぞれの径に対応する上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓと押え部材２０Ｌ，２０Ｓとを予め組み立てて組立品としておくことができる。したがって、結局は、異なるサイズのウェーハに対して１つの部品と１つの組立品とを交換することによって対応することができる。

また、各構成要素のうち、固定板１と下側テーブル１１とは、２００ｍｍ径のウェーハと３００ｍｍ径のウェーハとのいずれに対しても共通に使用される。固定板１の穴９と下側テーブル１１の穴１２とは、対象になるウェーハのうち大径の方である３００ｍｍ径のウェーハに対応しており、平面視した場合に、３００ｍｍ径用のエキスパンドリング１６Ｌの凸部１５Ｌにほぼ対応する大きさになっている。

また、上述した構成において、円筒状のエキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓの内部は下側テーブル１１の穴１２を介して固定板１の穴９までつながり、この部分で上下方向に伸びる空間が形成される。この空間には、必要に応じて、エキスパンド動作後にチップ２４をピックアップしやすくするための次のような機構が設けられる。それらの機構とは、例えば、チップ２４を下方から上方へと突き出す突き出し機構、ウェーハシート２２の粘着性を弱めるための非接触加熱機構（熱風吹き出し機構や赤外線照射機構等）、ウェーハシート２２に紫外線硬化型の粘着剤が使用される場合における紫外線照射機構等である。

また、構成要素である部品のうち、固定板１と昇降板２と下側テーブル１１とエキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓと上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓと押え部材２０Ｌ，２０Ｓとの６種類の部品のうち少なくとも１種類の部品、好ましくは全種類の部品が、板金加工によって製造されていてもよい。更に、これら６種類の部品のうち少なくとも１種類の部品、好ましくは全種類の部品がプラスチックによって構成されていてもよく、板金加工によって製造された部品とプラスチックによって構成された部品とが混在していてもよい。これらにより、部品の軽量化・簡略化と駆動機構（モータ類）の小型化とが可能になる。

本実施例に係るエキスパンド装置の動作を、図１−図２を参照して説明する。まず、図１において、チャック２７がウェーハリング２３を把持し、アーム２６が移動することによって上側テーブル１７Ｌと押え部材２０Ｌとの間の隙間にウェーハリング２３を搬入した後に、チャック２７が把持を解除する。この状態で、図２（１）に示されるように、チップ２４が貼り付けられたウェーハシート２２が張設され、そのウェーハシート２２の外周部を保持したウェーハリング２３が、上側テーブル１７Ｌの上に載置される。

次に、ウェーハシート２２を伸張させる工程を行う。この工程では、コントローラ２９が、チップ２４同士の間隔ｄ１を予め設定され最適かつ所望の間隔ｄ２に広げる際に昇降板２を必要な量（下降量）だけ下降させるために、昇降用モータＭ１を所定の方向に所定の量だけ回転させる駆動信号を生成し、その駆動信号を昇降用モータＭ１に供給する。これによって、図２（１）に示されている状態から、昇降用モータＭ１が所定の量だけ回転し、ベルト７によってその回転が伝達された各プーリ６が回転し、各ジャッキねじ４が均等に回転・下降し、昇降板２が平行を保ったまま必要な下降量だけ下降する。この過程において、昇降板２とともに上側テーブル１７Ｌも下降するので、上側テーブル１７Ｌと押え部材２０Ｌとの間の隙間に挿入されたウェーハリング２３が、押え部材２０Ｌによって押さえられながら下降する。これにより、図２（２）に示されているように、ウェーハシート２２のうち平面視してエキスパンドリング１６Ｌの凸部１５Ｌに重なる部分はその凸部１５Ｌに対して押し当てられ、凸部１５Ｌの外側の部分は斜め下向きに引っ張られる。したがって、ウェーハリング２３の内側の部分におけるウェーハシート２２が伸張するので、チップ２４同士の間隔ｄ１が、予め設定された最適かつ所望の間隔ｄ２に広がる。

また、この伸張させる工程では、初期値である間隔ｄ１と目標値である間隔ｄ２との組合せであって少なくとも一方の値が異なる複数の組合せをコントローラ２９に記憶させ、それらのうち１つの組合せを事前に指定することができる。これにより、それらの複数の組合せに対応することができる。また、固定板１と昇降板２との四隅に設けられたジャッキねじ４がそれぞれ均等に回転・下降し、昇降板２が平行を保ったまま所定の下降量だけ下降する。したがって、シリンダを使用する場合に比較して、下降量を高精度にすることができるので、広げられた間隔ｄ２の精度が高くなるとともにばらつきが小さくなる。また、エキスパンド前後にわたってウェーハリング２３に保持されたウェーハシート２２の平行度が良好に保たれる。

次に、１個のウェーハリング２３における全チップ２４の角度方向（図１のθＣ方向）のずれを一括して補正する工程を行う。この工程では、図２（２）の状態において、カメラ２８が、間隔ｄ２を空けて格子状に並んでいるチップ２４の画像を撮影し、コントローラ２９に画像情報を供給する。コントローラ２９は、画像情報に基づいてチップ２４の実際のずれの量を算出し、目標値と実際のずれの量とを比較し、必要に応じて回動用モータＭ２を回転させる方向と角度とを決定し、その回転に必要な信号を生成して回動用モータＭ２に供給する。そして、回動用モータＭ２が回転することにより、下側テーブル１１と上側テーブル１７Ｌが一体的に回動する。これにより、１個のウェーハリング２３における全チップ２４の角度方向のずれが一括して解消されて所定の許容値の範囲内になる。なお、伸張させる工程と補正する工程との順序を入れ替えてもよい。

次に、図２（２）の状態において、ツール（図示なし）がチップ２４を真空吸着して、そのチップ２４を回路基板にボンディングする。なお、必要に応じて、チップ２４同士の間隔がｄ２に広げられた状態で、ウェーハリング２３を次工程に搬送してもよい。

以上説明したように、本実施例によれば次の効果が得られる。第１に、チップ２４同士の間隔ｄ１を最適な間隔ｄ２に広げるために必要な上側テーブル１７Ｌの下降量を予め定めておき、その下降量に応じてコントローラ２９が昇降用モータＭ１を回転させる。これにより、チップ２４同士の間隔が最適な間隔ｄ２に広がる。また、事前に間隔ｄ１と間隔ｄ２との組合せを複数個だけコントローラ２９に入力し、それらの組合せのいずれかを指定することにより、間隔ｄ１と間隔ｄ２との複数の組合せに対応することができる。第２に、コントローラ２９が画像情報に基づいて回動用モータＭ２を回転させ、これにより上側テーブル１７Ｌが回動して、全チップ２４の角度方向（図１のθＣ方向）のずれが一括して解消されて所定の許容値の範囲内になる。これにより、エキスパンド工程の後に、チップ２４をウェーハシート２２から引き離して保持する際に、保持する治具を使用して個々のチップ２４に対して角度方向の補正を行う必要がなくなる。第３に、異なるサイズを有するウェーハをエキスパンドの対象にする場合において、エキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓと上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓと押え部材２０Ｌ，２０Ｓという３種類の部品をそれぞれ交換するだけで対応可能になる。これにより、エキスパンド装置の機構部全体を交換する必要がなくなる。第４に、固定板１と昇降板２と下側テーブル１１とエキスパンドリング１６Ｌ，１６Ｓと上側テーブル１７Ｌ，１７Ｓと押え部材２０Ｌ，２０Ｓとの６種類の部品のうち少なくとも１種類の部品、好ましくは全種類の部品が板金加工によって製造され、又は、プラスチックによって構成されている。これにより、部品の軽量化・簡略化と駆動機構（モータ類）の小型化とが可能になるので、エキスパンド装置自体のローコスト化と省エネルギー化とが図られる。

なお、上述した実施例においては、エキスパンドリング１６Ｌが下側テーブル１１に取り付けられていることとした。これに限らず、エキスパンドリング１６Ｌが固定板１に取り付けられていることとしてもよい。この場合には、ウェーハシート２２がエキスパンドリング１６Ｌの凸部１５Ｌの上面に接触しながら回動するので、低摩擦係数を有する材料によって凸部１５Ｌの上面を構成することが好ましい。

以下、本発明に係るエキスパンド装置の２つの変形例について、図２−図３を参照して説明する。上述した実施例においては、エキスパンド装置が次の２つの動作を行った。第１の動作は、昇降板２を下降させる量、より広く表現すればエキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌとの相対的な昇降量を制御することによって、チップ２４同士の間隔（距離）を最適な大きさにする動作である。第２の動作は、必要に応じて回動用モータＭ２を使用して上側テーブル１７Ｌを回転させることによって、チップ２４の角度を所定の目標値に到達させる動作である。

第１の変形例に係るエキスパンド装置は、チップ２４の角度について高精度に設定する必要がない場合に採用され、上述の第１の動作のみを行う。第１の変形例に係るエキスパンド装置を、図３を参照して説明する。図３は、第１の変形例に係るエキスパンド装置においてエキスパンド動作が完了した状態を、図１におけるＡ−Ａ線に相当する線に沿って模式的に示す正面断面図である。図２に示されたエキスパンド装置に比較して、本変形例では、コントローラ２９がエキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌとの相対的な昇降量を制御するという構成のみが採用されている。したがって、図２と図３とを比較すれば分かるように、上側テーブル１７Ｌを回動させるための機構、すなわち図２に示された回動用モータＭ２、プーリ１４、ベルト１３、下側テーブル１１、及びピン１９が不要になる。また、カメラ２８も不要になるとともに、コントローラ２９はエキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌとの相対的な昇降量を制御する動作のみを行う。また、上側テーブル１７Ｌが昇降板２に、エキスパンドリング１６Ｌが固定板１に、それぞれ直接固定される。

第２の変形例に係るエキスパンド装置は、チップ２４同士の間隔（距離）について、切断後における間隔ｄ１とエキスパンド後の間隔ｄ２との組合せが１種類しかない場合に採用され、上述の第２の動作のみを行う。第２の変形例に係るエキスパンド装置を、図２を参照して説明する。図２に示されたエキスパンド装置において、本変形例では、間隔ｄ１と間隔ｄ２との組合せ、すなわちエキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌとの相対的な昇降量を１つの値に予め定めておけばよい。したがって、コントローラ２９においては、間隔ｄ１と間隔ｄ２との組合せを複数個記憶してそれらの中から指定された１つの組合せについて制御するという機能が不要になる。

ここで、上述した２つの変形例においても、３００ｍｍ径用のエキスパンドリング１６Ｌと上側テーブル１７Ｌと押え部材２０Ｌとが、２００ｍｍ径用のそれらの部品に交換可能になっている。したがって、２００ｍｍ径のウェーハと３００ｍｍ径のウェーハとに対して、エキスパンド装置の機構部全体を交換することなく、これら３つの部品のみを交換することによって対応することができる。

なお、上述した実施例と各変形例とにおいては、チップ２４にそれぞれ対応し回路が形成された領域が格子状に形成されたウェーハを、対象とした。そして、ウェーハシート２２に貼付されたウェーハを領域単位の個片からなるチップ２４に切断した後に、ウェーハシート２２を伸張することによってチップ２４同士の間隔ｄ１を広げる場合について説明した。この場合には、領域のそれぞれが、言い換えれば分離された後の個片からなる個々のチップ２４がそれぞれ電子部品に相当する。これに限らず、ウェーハに代えて、完成品であるパッケージにそれぞれ対応し回路が形成された領域が格子状に形成された基板、すなわちプリント基板等の回路基板を、対象としてもよい。すなわち、領域のそれぞれにチップ状の部品（半導体チップ等）が装着され、それらのチップ状の部品が一括して樹脂封止された後に、その回路基板が領域単位の個片に分離された場合においても、本発明を適用することができる。この場合には、個片のそれぞれが１個のパッケージに対応し、それらの個々のパッケージがそれぞれ電子部品に相当する。

また、チップ状の電子部品（チップコンデンサ、チップサーミスタ、チップ抵抗、チップインダクタ等）を製造する際に使用されるエキスパンド装置において、本発明を適用することができる。すなわち、上述の電子部品にそれぞれ対応し配線・各種素子等の回路が形成された領域が基板（例えば、セラミックス基板）に格子状に形成され、その基板を領域単位の個片に分離した後に、個片同士の間隔を広げる場合において、本発明に係るエキスパンド装置を使用することができる。この場合には、分離された後の個片、すなわち完成品であるチップコンデンサ等が電子部品に相当する。

また、ウェーハシート２２を伸張させるための伸張用部材として、円筒状の凸部１５Ｌを有するエキスパンドリング１６Ｌを使用した。これは、エキスパンドリング１６Ｌの下方に、突き出し機構、非接触加熱機構、紫外線照射機構等を設けることを想定したことによるものである。これらの機構が必要ない場合には、円柱状の凸部を有する伸張用部材を使用してもよい。

また、エキスパンドリング１６Ｌに対して昇降板２が昇降することとした。この構成に限らず、昇降板２に代えて固定された部材を使用し、その固定された部材に対してエキスパンドリング１６Ｌが昇降する構成を採用してもよい。また、昇降板２とエキスパンドリング１６Ｌとの双方が昇降することとしてもよい。要するに、ウェーハリング２３が載置された部材（実施例では上側テーブル１７Ｌに相当）とともに一体的に昇降する部材（実施例では昇降板２に相当）と、エキスパンドリング１６Ｌとが、相対的に昇降自在に設けられていればよい。

また、本発明は、上述の実施例と各変形例とに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

図１は、本発明の実施例１に係るエキスパンド装置の概略を示す分解斜視図である。 図２（１）は図１のエキスパンド装置にウェーハリングが供給された状態を、図２（２）はエキスパンド動作が完了した状態を、それぞれ図１のＡ−Ａ線に沿って模式的に示す正面断面図である。 図３は、第１の変形例に係るエキスパンド装置においてエキスパンド動作が完了した状態を、図１におけるＡ−Ａ線に相当する線に沿って模式的に示す正面断面図である。

１ 固定板
２ 昇降板
３ ナット
４ ジャッキねじ
５ ベアリング
６，８ プーリ
７ ベルト
９，１０，１２ 穴
１１ 下側テーブル（回動板）
１３ ベルト
１４ プーリ
１５Ｌ，１５Ｓ 凸部
１６Ｌ，１６Ｓ エキスパンドリング（伸張用部材）
１７Ｌ，１７Ｓ 上側テーブル（基板載置板）
１８ 開口
１９ ピン
２０Ｌ，２０Ｓ 押え部材
２１ 水平部
２２ ウェーハシート（シート状部材）
２３ ウェーハリング（枠状治具）
２４ チップ（個片）
２５ ブロック
２６ アーム
２７ チャック
２８ カメラ（撮像手段）
２９ コントローラ（制御手段）
Ｍ１ 昇降用モータ
Ｍ２ 回動用モータ（回動手段）
ｄ１，ｄ２ 間隔

Claims (3)

1. 各々電子部品に対応する領域が格子状に形成された基板がシート状部材に貼付され、枠を有する枠状治具において前記枠の内側に前記基板が位置するようにして前記シート状部材が固定され、前記基板が前記領域単位の個片に分離された後に前記シート状部材を伸張することによって前記個片同士の間隔を広げる際に使用され、凸部を有する伸張用部材と、平面視して前記伸張用部材に重なるようにして設けられた固定板と、前記伸張用部材に相対向して設けられ平面視して前記凸部よりも大きい開口を有し前記枠状治具が載置される基板載置板と、該基板載置板に設けられ前記枠状治具を押さえる押え部材とを備え、前記伸張用部材と前記基板載置板とは相対的に昇降自在に設けられており、前記伸張用部材と前記基板載置板とが相対的に昇降する状態において前記押え部材が前記枠状治具を押さえることにより前記シート状部材が前記凸部に押し当てられるとともに伸張する電子部品用のエキスパンド装置であって、
   前記伸張用部材と前記基板載置板と前記押え部材とからなる３種類の部品は前記シート状部材が固定される側において前記基板のサイズに応じて交換可能であり、
   前記伸張用部材と前記基板載置板とが所定の量だけ相対的に昇降することによって前記個片同士の間隔が広げられて予め設定された所望の間隔になることを特徴とする電子部品用のエキスパンド装置。
2. 各々電子部品に対応する領域が格子状に形成された基板がシート状部材に貼付され、枠を有する枠状治具において前記枠の内側に前記基板が位置するようにして前記シート状部材が固定され、前記基板が前記領域単位の個片に分離された後に前記シート状部材を伸張することによって前記個片同士の間隔を広げる際に使用され、凸部を有する伸張用部材と、平面視して前記伸張用部材に重なるようにして設けられた固定板と、前記伸張用部材に相対向して設けられ平面視して前記凸部よりも大きい開口を有し前記枠状治具が載置される基板載置板と、該基板載置板に設けられ前記枠状治具を押さえる押え部材とを備え、前記伸張用部材と前記基板載置板とは相対的に昇降自在に設けられており、前記伸張用部材と前記基板載置板とが相対的に昇降する状態において前記押え部材が前記枠状治具を押さえることにより前記シート状部材が前記凸部に押し当てられるとともに伸張する電子部品用のエキスパンド装置であって、
   前記固定板において回動自在に設けられた回動板と、
   前記回動板を回動させる回動手段と、
   前記シート状部材における前記個片の画像を撮影する撮像手段と、
   前記回動手段による回動を制御する制御手段とを備えるとともに、
   前記基板載置板は前記回動板に一体的に構成されていることによって回動自在であり、
   前記伸張用部材と前記基板載置板と前記押え部材とからなる３種類の部品は前記シート状部材が固定される側において前記基板のサイズに応じて交換可能であり、
   前記制御手段は前記画像に基づいて前記シート状部材における前記個片の角度に関する情報を取得し、該情報に基づいて前記個片の角度が所定の目標値に達するように必要に応じて前記回動手段を回動させることを特徴とする電子部品用のエキスパンド装置。
3. 請求項１又は２に記載の電子部品用のエキスパンド装置において、
   前記伸張用部材と前記固定板と前記基板載置板と前記押え部材とのうち少なくともいずれか１つは板金加工によって製造され、又は、プラスチックによって構成されていることを特徴とする電子部品用のエキスパンド装置。

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