JP4816622B2 - チップ剥離装置およびチップ剥離方法ならびにチップピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハから切り出されシートに貼り付けられた状態のチップをピックアップする際に、チップとシートとの剥離を促進するチップ剥離装置およびチップ剥離方法ならびにこのチップ剥離装置を用いたチップピックアップ装置に関するものである。

半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数の個片チップより成るウェハから切り出される。この個片チップの切り出しは、粘着性のシートにウェハを貼り付けた状態で行われ、切り出された個片チップはシートから剥ぎ取られてピックアップされる（例えば特許文献１参照）。このピックアップ作業は、シートを下面側から吸着した状態で、シートの下面側からチップをエジェクタによって突き上げることによりシートから剥離させながら、チップを取出しヘッドによって吸着保持して取り出すようにしている。
特許第２６７９２６６号公報

最近の電子部品の小型化に伴ってチップは薄型化する傾向にあり、１００μｍ以下の極薄のチップが実用化されるようになっている。しかしながら、このように薄型化したチップは低剛性で撓みやすく極めて破損しやすいことから取り扱いが難しく、従来技術で用いられていたエジェクタによる方法でチップをシートから剥離させると、チップの割れや欠けなどのダメージを生じる場合があった。このため、チップのピックアップにおける剥離動作を低速で行う必要があり、ピックアップ動作の高速化による生産性の向上が阻害されていた。このように従来のチップピックアップ装置においては、チップにダメージを与えることなく効率よくシートから剥離させることが難しいという課題があった。

そこで本発明は、チップにダメージを与えることなく効率よくシートから剥離させることができるチップ剥離装置およびチップ剥離方法ならびにチップピックアップ装置を提供することを目的とする。

本発明のチップ剥離装置は、シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置において、取出しノズルによって前記チップをシート保持部に保持された前記シートから取り出す際に、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進するチップ剥離装置であって、前記シートの下面を吸着する吸着面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記チップの外縁形状に対応して前記吸着面に設定された矩形状のチップ範囲の中央部に開口する吸着開口部と、前記吸着面において前記チップ範囲の外側に設けられた吸着孔と、前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着面において前記吸着開口部の外側且つ前記チップ範囲の内側に、前記チップ範囲の４つのコーナ部から前記吸着開口部へ向けて延出する平面形状で設けられ、突没機構によって前記吸着面から突出しまた吸着面に没入する突没部材とを備え、前記突没機構によって前記突没部材が突出し、且つ前記吸着開口部および前記吸着孔の真空吸引力が前記シートの下面に及ぶ距離まで前記吸着面を前記シートの下面に近接させた状態において前記突没部材が前記下面に当接し、この状態で前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引して前記シートを下方に撓ませることにより、前記突没部材の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点として前記チップと前記シートとを剥離させ、さらに、前記突没部材の平面形状は前記コーナ部側が突状であり、前記コーナ部を起点として発生した剥離を前記突没部材に沿って内側へ進展させる。

本発明のチップ剥離方法は、シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置において、取出しノズルによって前記チップをシート保持部に保持された前記シートから取り出す際に、前記シートの下面にチップ剥離装置を当接させて前記チップとシートとの剥離を促進するチップ剥離方法であって、前記チップ剥離装置は、前記シートの下面を吸着する吸着面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記チップの外縁形状に対応して前記吸着面に設定された矩形状のチップ範囲の中央部に開口する吸着開口部と、前記吸着面において前記チップ範囲の外側に設けられた吸着孔と、前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着面において前記吸着開口部の外側且つ前記チップ範囲の内側に、前記チップ範囲の４つのコーナ部から前記吸着開口部へ向けて延出する平面形状で設けられ、突没機構によって前記吸着面から突出しまた吸着面に没入する突没部材とを備え、前記突没機構によって前記突没部材が突出し、且つ前記吸着開口部および前記吸着孔の真空吸引力が前記シートの下面に及ぶ距離まで前記吸着面を前記シートの下面に近接させた状態において突出状態の前記突没部材が前記下面に当接し、この状態で前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引して前記シートを下方に撓ませることにより、前記突没部材の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点として前記チップと前記シートとを剥離させ、さらに、前記突没部材の平面形状は前記コーナ部側が突状であり、前記コーナ部を起点として発生した剥離を前記突没部材に沿って内側へ進展させる。

本発明のチップピックアップ装置は、シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置であって、前記シートを保持するシート保持部と、ノズル昇降機構によって前記シート保持部に対して相対的に昇降し、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させるチップ剥離装置とを備え、前記チップ剥離装置は、請求項１乃至３記載のチップ剥離装置である。

本発明によれば、シートの下面を吸着する吸着面に、吸着開口部および吸着孔の真空吸引力がシートの下面に及ぶ距離まで吸着面をシートの下面に近接させた状態において下面に当接する突没部材を吸着面に対して突没自在に設け、この突没部材をシートの下面に当接させた状態において吸着開口部および吸着孔から真空吸引してシートを下方に撓ませることにより、突没部材の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点としてチップとシートとを剥離させ、さらに、突没部材の平面形状はコーナ部側が突状であり、コーナ部を起点として発生した剥離を突没部材に沿って内側へ進展させることにより、薄型のチップを対象とする場合にあってもチップにダメージを与えることなく、効率よくシートから剥離させることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における取出しノズルの部分断面図、図３は本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の斜視図、図４は本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図、図５は本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の平面図、図６、図７、図８、図９、図１０は本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図である。

まず図１を参照してチップピックアップ装置の構成について説明する。このチップピックアップ装置は、ダイシングによって個片に分割されシートに貼り付けられた状態の半導体チップを、真空吸引用の開口部を有する取出しノズルで吸着保持してピックアップする機能を有するものである。図１においてチップ供給部１は、ＸＹテーブル２に立設されたブラケット３上に保持テーブル４を結合して構成されている。保持テーブル４には複数の半導体チップ６（以下、単に「チップ６」と略記する）が貼り付けられたシート５が保持
されている。保持テーブル４はシート５を保持するシート保持部となっている。ここで、チップ６は薄化加工された薄型チップであり、剛性が小さく撓みやすい特性を有している。

保持テーブル４の下方には剥離促進機構７（チップ剥離装置）が配設されている。剥離促進機構７は、以下に説明するピックアップヘッド８によるチップ６のピックアップ動作において、シート５の下面に当接してチップ６とシート５との剥離を促進させる機能を有している。ＸＹテーブル２を駆動することにより、ピックアップ対象のチップ６は剥離促進機構７に対して位置合わせされる。チップ供給部１の上方には、移動テーブル９に装着されたピックアップヘッド８が水平動自在に配設されている。ピックアップヘッド８の下部には、取出しノズル２０が装着されており、取出しノズル２０はピックアップヘッド８に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降自在となっている。

図２に示すように、取出しノズル２０には真空吸引用の開口部２０ａが設けられており、開口部２０ａの下面には吸着板２０ｂが装着されている。吸着板２０ｂは焼結体などの多孔質材より製作されており、真空吸引源（図示省略）を駆動して開口部２０ａから真空吸引（矢印ａ）することにより、吸着板２０ｂの下面の保持面２０ｄにチップ６の全範囲を均等に吸着して保持することができるようになっている。吸着板２０ｂの外周側面には、樹脂膜など気密性を有するシール膜２０ｃが設けられており、真空吸着時の吸着性能を確保するようにしている。

保持面２０ｄは平坦面に加工されており、薄くて撓みやすいチップ６を対象とする場合にあっても、チップ６も全範囲を真空吸着によって保持面２０ｄに密着させて保持することにより、チップ６を平坦な状態に保つことができる。すなわち、取出しノズル２０はノズル昇降機構によって保持テーブル４に対して相対的に昇降し、吸着板２０ｂの下面にはチップ６の上面に当接してこのチップ６を吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面２０ｄが設けられている。

シート５から剥離されたチップ６は、取出しノズル２０によって真空吸着によりピックアップされる。ピックアップされたチップ６は、移動テーブル９によってピックアップヘッド８が移動することにより、取出しノズル２０とともに基板保持テーブル１０の上方に移動する。そしてここで取出しノズル２０を昇降させることにより、チップ６は基板保持テーブル１０に保持された基板１１上に実装される。

保持テーブル４の上方には、カメラ１３を備えた撮像部１２が配設されている。撮像部１２はシート５上のチップ６を上方から撮像し、撮像結果を画像認識部１４に対して出力する。画像認識部１４はこの撮像結果を認識処理することにより、チップ６の位置を検出する。演算部１５はＣＰＵであり、記憶部１６に記憶されたプログラムを実行することにより各種動作処理や演算を行うことにより、以下に説明する各部を制御する。記憶部１６は各部の動作に必要なプログラムや認識対象のチップ６のサイズや、シート５上での配列データなどの各種データを記憶する。

機構制御部１７は、ピックアップヘッド８およびピックアップヘッド８を移動させる移動テーブル９、剥離促進機構７、ＸＹテーブル２を制御する。ＸＹテーブル２，保持テーブル４，移動テーブル９、演算部１５および機構制御部１７は、位置検出手段によるチップ６の位置検出結果に基づいてピックアップ対象のチップを取出しノズル２０の開口部２０ａに対して相対的に位置決めする位置決め手段となっている。表示部１８は撮像されたチップ６の画像や操作・入力時の画面を表示する。操作・入力部１９はキーボードなどの入力装置であり、操作入力やデータ入力を行う。

次に図３、図４、図５を参照して、剥離促進機構７の構成について説明する。図３に示すように剥離促進機構７は、機構本体部７ａ，機構本体部７ａに昇降自在に保持された支持軸部２１および剥離ツール２２より構成される。剥離ツール２２は対象となるチップ６の形状・サイズに応じて別体で準備され、支持軸部２１の上面に交換自在に装着される。

機構本体部７ａ内にはツール昇降機構（図示省略）が内蔵されており、ツール昇降機構を駆動することにより、剥離ツール２２は保持テーブル４に保持されたシート５に対して下面側から相対的に昇降する。剥離ツール２２の上面はシート剥離動作においてシート５の下面を吸着する吸着面２２ａとなっている。したがって、剥離ツール２２は、シート５の下面を吸着する吸着面２２ａが設けられ保持テーブル４に対して相対的に昇降する昇降部となっている。

図３，図５に示すように、吸着面２２ａには、ピックアップの対象となるチップ６の外縁形状に対応して、平面視して矩形状のチップ範囲２２ｃが設定されている。剥離ツール２２をピックアップ対象のチップ６に位置合わせした状態では、チップ範囲２２ｃはチップ６の外形と略一致する。チップ範囲２２ｃの中央部には円形の凹部である吸着開口部２４が開口しており、吸着開口部２４の内部には後述するシート剥離動作においてシート５の下面を支持するシート支持部２５が設けられている。

図４（ａ）は図３におけるＡ−Ａ断面を示しており、チップ範囲２２ｃの外側には、同心配置で複数の吸着孔２２ｂが設けられている。それぞれの吸着孔２２ｂは垂直な吸引孔２２ｄを介して、剥離ツール２２の下面に設けられた吸引空間２２ｅと連通している。吸着開口部２４もまた吸引路２２ｆ、２２ｄを介して吸引空間２２ｅに連通しており、さらに吸引空間２２ｅは支持軸部２１の内部に設けられた吸引路２１ａを介して真空吸引源２６と連通している。真空吸引源２６を駆動することにより吸着孔２２ｂおよび吸着開口部２４から真空吸引し（矢印ｃ，ｄ）、これにより後述するように、チップ６からシート５を剥離させるためのシート剥離動作が行われる。真空吸引源２６は、吸着開口部２４および吸着孔２２ｂから真空吸引する真空吸引手段となっている。

吸着面２２ａにおいて吸着開口部２４の外側且つチップ範囲２２ｃの内側には、チップ範囲２２ｃの４つのコーナ点Ｐ（図５）に近接して突没部材２３が吸着面２２ａに対して突没自在に設けられている。突没部材２３は、支持軸部２１および剥離ツール２２をそれぞれ上下に貫通して設けられた挿通孔２１ｂ、挿通孔２２ｇを上下方向にスライド自在に挿通しており、各コーナ点Ｐに対応して設けられた４つの突没部材２３は下部が結合されている。機構本体部７ａには、突没部材２３の突没動作（矢印ｅ）を駆動するための突没機構２７が内蔵されている。

突没機構２７を突出方向に駆動することにより、図４（ｂ）に示すように、各突没部材２３は同期して上昇し（矢印ｆ）、吸着面２２ａから規定の突出代Ｄ１だけ突出する。また突没機構２７を没入方向に駆動することにより、突没部材２３は吸着面２２ａに没入して図４（ａ）に示す状態となる。突没部材２３は、後述するように、剥離ツール２２をシート５の下面に対して上昇させてシート５のチップ６からの剥離を促進させるシート剥離動作において、シート５の下面に当接して部分的に支持する機能を有するものである。

すなわちチップ６に貼着された状態にあるシート５が、チップ６とともに突没部材２３によってチップ６の外縁部において部分的に支持されている状態で、吸着孔２２ｂや吸着開口部２４から真空吸引して吸引力をシート５に下面側から及ぼすことにより、チップ６の外縁部においてシート５とチップ６との貼着界面に口開きを生じさせ（図７（ａ）参照）、これにより、シート５をチップ６の外縁部を起点として剥離させるようにしている。このため、突没部材２３の突出代Ｄ１は、吸着開口部２４および吸着孔２２ｂの真空吸引
力がシート５の下面に及ぶ距離まで吸着面２２ａをシート５の下面に近接させた状態において、突没部材２３の上面がシート５の下面に当接するように設定される。

このような機能を満足させるため、本実施の形態においては突没部材２３の平面形状および配置を図５に示すような設定としている。すなわち突没部材２３の平面形状は、細長矩形の一方側を２面カットして突状部２３ｂとした細長形状の５角形となっている。そして突没部材２３の配置は、突状部２３ｂをコーナ点Ｐに近接させて突状部２３ｂの各辺をチップ範囲２２ｃの外縁線から所定の間隔ｒだけ内側に位置させ、突状部２３ｂの反対側をチップ範囲２２ｃの対角方向内側に吸着開口部２４まで延出させた配置となっている。

ここで、間隔ｒは突没部材２３がシート５の下面に当接してチップ６をシート５を介して下方から支持した状態において、チップ６が突没部材２３からオーバハング状態ではみ出した寸法に相当する。間隔ｒが大きすぎてもまた反対に小さすぎてもシート５を下方に引き下げてチップ６との間に口開きを生じさせることができにくくなることから、間隔ｒには適正範囲が存在する。この適正範囲は、チップの厚み・サイズ・剛性、シート５の剛性、チップ６との貼着力、シート５に作用する吸引力の大きさなど各種要素に依存しており、実際に口開き試験を試行した結果に基づいて決定される。

すなわち上記構成においては、突没部材２３は矩形状のチップ範囲２２ｃの４つのコーナ点Ｐを含むコーナ部に設けられており、さらに本実施の形態においては突没部材２３は４つのコーナ部から内側の吸着開口部２４へ向けて延出する平面形状で設けられている。突没部材２３をこのような形状とすることにより、コーナ部近傍を起点として発生した剥離を突没部材２３に沿って内側に進展させて、剥離を促進することが可能となっている。なお突没部材２３の平面形状としては、上述のような細長形状の５角形以外の形状、例えば円形や楕円形または多角形など、各種の形状を選択することができる。

また突没部材２３の配置についても、本実施の形態に示すようにチップ範囲２２ｃのコーナ部に突没部材２３を設ける配置には限定されず、チップ範囲２２ｃの内側であって吸着開口部２４の外側であれば、突没部材２３の配置を適宜設定することが可能である。要は、チップの厚み・サイズ・剛性、シート５の剛性、チップ６との貼着力、シート５に作用する吸引力の大きさなど前述の各種要素と、前述の間隔ｒとの組み合わせによって、チップ６の外縁部においてシート５とチップ６との貼着界面を口開きさせるのに適正な条件が満たされればよい。

図４（ｂ）に示すように、吸着開口部２４内に設けられたシート支持部２５の上面２５ａは、上凸形形状の曲面（本実施の形態においては球面）を有する形状となっている。シート支持部２５の上面２５ａにおける中心部２５ｂの高さは、シート剥離動作においてシート５の下方への撓みを許容すべく、突出状態における突没部材２３の上面２３ａよりも高さ差Ｄ２だけ低く設定されている。すなわち、チップ外縁部の近傍を突没部材２３によって支持された状態において、チップ６の中央部に位置するシート５をチップ６とともに幾分下方に撓ませることにより、チップ６の外縁部に発生した剥離を内側に向かって進展させるようにしている。この高さ差Ｄ２の設定においては、上述のシート剥離動作においてシート５を下方に撓ませる際に、中心部２５ｂがシート５の下面に当接してこのシート５の過大な撓みを防止する機能を果たすように設定される。すなわちチップの厚みやチップサイズに応じて、個別に適切な数値が選定される。

このチップのピックアップ装置は上記のように構成されており、次に図６，図７，図８を参照して、このチップのピックアップ装置によるチップピックアップ動作におけるチップ剥離方法について説明する。ここではチップ６として薄型で剛性が低く、エジェクタピンを用いる従来方法ではダメージを生じやすい種類のものを対象とする例を示している。

図６（ａ）は、剥離ツール２２をピックアップ対象となるチップ６に位置合わせした状態を示している。すなわち保持テーブル４を移動させることによりチップ６が貼着されたシート５を水平移動させ、ピックアップ対象のチップ６の位置を吸着面２２ａの上面のチップ範囲２２ｃ（図５）に合わせる。このとき、剥離ツール２２において突没部材２３はまだ没入状態にあり、シート５の下面には当接していない。この後剥離ツール２２を予め設定された剥離動作高さ、すなわち吸着開口部２４および吸着孔２２ｂの真空吸引力がシート５の下面に及ぶ距離まで吸着面２２ａをシート５の下面に近接させた高さまで上昇させる（矢印ｇ）。

次いで図６（ｂ）に示すように、突没機構２７を駆動して上昇させて（矢印ｆ）、吸着面２２ａから規定の突出代だけ突出させる。これにより突没部材２３は、シート５の下面に当接する。次いで取出しノズル２０を下降させて（矢印ｈ）、吸着板２０ｂをチップ６の上面に当接させるとともに、開口部２０ａから真空吸引して（矢印ａ）、チップ６を吸着板２０ｂによって上面側から保持する。

この後、図７（ａ）に示すように、真空吸引源２６を駆動して吸引路２１ａを介して真空吸引し（矢印ｋ）、これにより吸着孔２２ｂおよび吸着開口部２４から真空吸引する（矢印ｉ、ｊ）。ここではまず取出しノズル２０の外側の範囲にあるシート５に吸着孔２２ｂの吸引力を及ぼして吸着面２２ａに吸着させる。これにより、ピックアップ対象のチップ６の下面のシート５のうち、チップ６のチップ外縁部６ａの下面に位置するシート５ａが下方に吸引され、チップ外縁部６ａにおいてシート５ａとチップ６との貼着界面には、シート５がチップ６から下方に引き剥がされた口開きが生じる。

次いで図７（ｂ）に示すように、真空吸引による吸引力が吸着開口部２４の範囲にもおよぶことにより、吸着板２０ｂの下面に位置するチップ６はシート５とともに下方に撓み、シート５の下面が吸着開口部２４内に設けられたシート支持部２５の上面に当接する。このとき、チップ６には取出しノズル２０による吸引力も作用するが、吸着開口部２４による吸引力のほうが勝るため、チップ６はシート５とともに下方に撓む。

この後、吸着孔２２ｂおよび吸着開口部２４からの真空吸引をさらに継続することにより、チップ外縁部６ａを起点として生じたチップ６とシート５との剥離が突没部材２３に沿って内側へ進展する。この結果、図８（ａ）に示すように、突没部材２３によって下面側から支持された部分を除いて、ピックアップ対象のチップ６の全範囲においてシート５がチップ６から剥離した状態となる。このとき、開口部２０ａからの真空吸引（矢印ａ）は継続していることから、シート５から剥離したチップ６は再度吸着板２０ｂによって吸着保持される。そしてこの過程が進行した状態においては、ピックアップ対象のチップ６は、突没部材２３に相当する部分のみにおいてシート５と貼着されている。

次いで、吸着板２０ｂによってチップ６を保持した状態の取出しノズル２０を上昇させる（矢印ｌ）。これにより、ピックアップ対象のチップ６は、突没部材２３に相当する部分のみになお残存するシート５との貼着力に抗して持ち上げられ、シート５から完全に剥離する。これによりチップ６からシート５を剥離させるシート剥離動作およびシート５から剥離したチップ６を取り出すチップ６のピックアップ動作が完了する。

上述のシート剥離動作においては、突没機構２７によって突出状態の突没部材２３をシート５の下面に当接させた状態において、吸着開口部２４および吸着孔２２ｂから真空吸引して、シート５を下方に撓ませることにより、突没部材２３の近傍に位置するチップ外縁部６ａを剥離の起点として、チップ６とシート５とを剥離させるようにしている。このとき突没部材２３は矩形状のチップ範囲２２ｃの４つのコーナ部に設けられており、これ
らのコーナ部を起点としてチップ６とシート５とを剥離させ、生じた剥離を突没部材２３に沿って内側へ進展させるようにしている。

このように、チップ６をシート５とともに下方に撓ませることによってシート５の剥離を促進するシート剥離動作において、吸着開口部２４内に設けられたシート支持部２５によってシート５およびチップ６の撓みが規制されるため、シート５をチップ６とともに下方に撓ませる際に中心部２５ｂがシート５の下面に当接してこのシート５の過大な撓みを防止する。したがって、低剛性で撓みやすい極薄のチップ６を対象とする場合にあっても、チップ６が過大な撓みによって破損する不具合が生じない。

この後、次のチップ６を対象としたピックアップ動作に移行する。すなわち、図９（ａ）に示すように、突没機構２７を駆動して突没部材２３を下降させ（矢印ｍ）、吸着面２２ａから没入させるとともに、真空吸引源２６による真空吸引を停止して吸着開口部２４や吸着孔２２ｂによるシート５の真空吸着を解除する。これにより、剥離ツール２２をシート５に対して相対移動させることが可能となる。次いで保持テーブル４を駆動して、図９（ｂ）に示すように、チップ６が貼着されたシート５を水平移動させ（矢印ｎ）、次のピックアップ対象のチップ６の位置を吸着面２２ａの上面のチップ範囲２２ｃに合わせ、図６（ａ）以降のピックアップ動作が反復して実行される。この次のチップ６への移動において、突没部材２３は没入状態にあることからシート５と剥離ツール２２との相対移動においてシート５の下面と突没部材２３との干渉が生じることがない。

なお上記シート剥離動作例においては、取出しノズル２０によってピックアップ対象のチップ６を上面から吸着保持した状態でシート剥離動作を行う例を示しているが、対象とするチップ６の厚みが大きく、十分な剛性を有している場合には、図１０に示すような方法を用いてもよい。

すなわち、剥離ツール２２をピックアップ対象のチップ６に位置合わせして突没部材２３をシート５の下面に当接させた状態から、取出しノズル２０によってチップ６を保持することなく、図７，図８に示すシート剥離動作を実行する。このとき、チップ６は十分な剛性を有していることから、シート５が吸着孔２２ｂおよび吸着開口部２４によって真空吸引される際においても（矢印ｉ、ｊ）、チップ６は平面状態を保持し、シート５とともに撓むことがない。

したがって、チップ外縁部６ａにおいてこの範囲に位置するシート５ａのみが吸引力によって下方に引き剥がされ、図１０（ａ）に示すように、突没部材２３によって下面側から支持された部分を除いて、ピックアップ対象のチップ６の全範囲においてシート５がチップ６から剥離した状態となる。この後、取出しノズル２０をシート５から剥離した状態のチップ６に対して下降させ、次いで図１０（ｂ）に示すように、チップ６を吸着板２０ｂによって吸着保持した後に取出しノズル２０を上昇させる（矢印ｌ）ことにより、チップ６は取出しノズル２０によってピックアップされる。

また上記実施の形態においては、吸着開口部２４を円形の凹部とした例を示しているが、取り出し対象のチップ６の有効に撓ませることが可能な形状であれば、吸着開口部２４の形状は円形以外の形状でもよい。さらにシート支持部２５の上面の形状も、シート５の下面に当接してこのシート５の過大な撓みを防止することが可能な形状であれば、球面以外の形状を用いてもよい。

（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２のチップピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図、図１２、図１３は本発明の実施の形態２のチップ剥離方法の工程説明図である。
本実施の形態２は、実施の形態１において吸着開口部２４内に固定的に配置されているシート支持部２５を昇降動作可能に構成したものであり、これら以外の構成要素については、実施の形態１において図４に示す剥離促進機構７の構成と同様である。

図１１に示す剥離促進機構７Ａにおいて、剥離ツール２２Ａに設けられた吸着開口部２４の中央部には挿通孔２２ｈが上下に貫通して設けられており、支持軸部２１の中央部にも同様に、挿通孔２１ｃが上下に貫通して挿通孔２２ｈと同軸に設けられている。挿通孔２２ｈ、挿通孔２１ｃには、上下に長い軸状のシート支持部２５Ａが上下動可能に挿通しており、シート支持部２５Ａは昇降機構２８によって昇降自在（矢印ｏ）となっている。

昇降機構２８は、シート支持部２５Ａを吸着開口部２４に対して昇降させる支持部昇降手段となっている。シート支持部２５Ａの上端部には、実施の形態１におけるシート支持部２５と同様の曲面を有する上面２５ａが形成されている。シート支持部２５Ａが下降した状態において、上面２５ａは図４（ｂ）に示す状態と同様の高さ位置にあり、シート支持部２５Ａを上昇させることにより、上面２５ａは突出状態の突没部材２３の上面２３ａよりも上方に突出する。

図１２を参照して、剥離促進機構７Ａによるシート剥離動作を説明する。図１２（ａ）は、ピックアップ対象のチップ６に対して剥離ツール２２Ａを位置合わせし、さらに取出しノズル２０をチップ６に対して下降させて、吸着板２０ｂによってチップ６を上面側から保持した状態を示している。このとき、シート支持部２５Ａは下降状態にあり、実施の形態１における図７（ａ）と同様の状態となっている。

この後、実施の形態１に示す図７（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）の状態を経てチップ外縁部６ａに口開きが生じた後、チップ６の取り出しが行われる。すなわちピックアップ対象のチップ６において突没部材２３の近傍のチップ外縁部６ａを剥離の起点としてチップ６とシート５との剥離が生じ、シート５がチップ６から剥離しつつある状態において、シート支持部２５Ａを上昇させながら（矢印ｐ）、チップ６を吸着板２０ｂによって吸着保持した取出しノズル２０を上昇させる（矢印ｌ）。

これにより、シート支持部２５Ａがシート５を下面側から突き上げた状態でチップ６が上昇し（矢印ｑ）、この過程においてチップ６はシート５から完全に剥離する。すなわち本実施の形態２においては、突没部材２３の近傍のチップ外縁部を剥離の起点としてチップ６とシート５との剥離が生じた後に、シート支持部２５Ａを上昇させてチップ６とシート５との剥離を促進する形態となっている。

なお上記シート剥離動作例においては、取出しノズル２０によってピックアップ対象のチップ６を上面から吸着保持した状態でシート剥離動作を行う例を示しているが、対象とするチップ６の厚みが大きく、十分な剛性を有している場合には、図１３に示すような方法を用いてもよい。

すなわち、剥離ツール２２をピックアップ対象のチップ６に位置合わせして突没部材２３をシート５の下面に当接させた状態から、取出しノズル２０によってチップ６を保持することなく、図７，図８に示すシート剥離動作を実行する。このとき、チップ６は十分な剛性を有していることから、シート５が吸着孔２２ｂおよび吸着開口部２４によって真空吸引（矢印ｉ、ｊ）される際においてもチップ６は平面状態を保持し、シート５とともに撓むことなく、図１３（ａ）に示すように、シート５のみが吸引力によって下方に引き剥がされて、図１０（ａ）に示す状態と同様の口開きを生じる。

そしてこの引き剥がしの過程において、図１３（ｂ）に示すように、シート支持部２５
Ａを上昇させる（矢印ｐ）。これにより、チップ６のみが持ち上げられ、ピックアップ対象のチップ６のほとんど全範囲においてシート５がチップ６から剥離した状態となる。この後、取出しノズル２０をシート５から剥離した状態のチップ６に対して下降させ、次いでチップ６を吸着板２０ｂによって吸着保持した後に、取出しノズル２０を上昇させる（矢印ｌ）ことにより、チップ６は取出しノズル２０によってピックアップされる。

上記説明したように、実施の形態１，２に示すチップ剥離装置においては、シート５の下面を吸着する吸着面２２ａにおいて吸着開口部２４の外側且つチップ範囲２２ｃの内側に、チップ範囲２２ｃのコーナ部から吸着開口部２４へ向けて延出する平面形状で設けられ、突没機構２７によって吸着面２２ａから突出し、また吸着面２２ａに没入する突没部材２３を備えた構成となっている。そしてチップ剥離動作においては、突没機構２７によって突没部材２３が上昇し、且つ吸着開口部２４および吸着孔２２ｂの真空吸引力がシート５の下面に及ぶ距離まで吸着面２２ａをシート５の下面に近接させた状態において、突出状態の突没部材２３がシート５の下面に当接し、この状態で吸着開口部２４および吸着孔２２ｂから真空吸引してシート５を下方に撓ませることにより、突没部材２３の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点としてチップ６とシート５とを剥離させるようにしている。

これにより従来のエジェクタによってチップを突き上げる方法と比較して、チップに与えるダメージを極めて小さくすることができる。したがって低剛性で極めて破損しやすい極薄のチップを対象とする場合にあっても、チップにダメージを与えることなく、効率よくシートから剥離させることができる。

本発明のチップ剥離装置およびチップ剥離方法ならびにチップピックアップ装置は、チップにダメージを与えることなく効率よくシートから剥離させることができるという効果を有し、薄型のチップをピックアップの対象としてシートからチップを取り出して基板に実装する分野において有用である。

本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における取出しノズルの部分断面図 本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の斜視図 本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図 本発明の実施の形態１のチップピックアップ装置における剥離促進機構の平面図 本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態１のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態２のチップピックアップ装置における剥離促進機構の部分断面図 本発明の実施の形態２のチップ剥離方法の工程説明図 本発明の実施の形態２のチップ剥離方法の工程説明図

符号の説明

４ 保持テーブル
５ シート
６ チップ
７、７Ａ 剥離促進機構
８ ピックアップヘッド
２０ 取出しノズル
２２、２２Ａ 剥離ツール
２２ａ 吸着面
２２ｂ 吸着孔
２２ｃ チップ範囲
２３ 突没部材
２４ 吸着開口部
２５、２５Ａ シート支持部

Claims (5)

1. シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置において、取出しノズルによって前記チップをシート保持部に保持された前記シートから取り出す際に、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進するチップ剥離装置であって、
   前記シートの下面を吸着する吸着面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記チップの外縁形状に対応して前記吸着面に設定された矩形状のチップ範囲の中央部に開口する吸着開口部と、前記吸着面において前記チップ範囲の外側に設けられた吸着孔と、前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引する真空吸引手段と、
   前記吸着面において前記吸着開口部の外側且つ前記チップ範囲の内側に、前記チップ範囲の４つのコーナ部から前記吸着開口部へ向けて延出する平面形状で設けられ、突没機構によって前記吸着面から突出しまた吸着面に没入する突没部材とを備え、
   前記突没機構によって前記突没部材が突出し、且つ前記吸着開口部および前記吸着孔の真空吸引力が前記シートの下面に及ぶ距離まで前記吸着面を前記シートの下面に近接させた状態において前記突没部材が前記下面に当接し、この状態で前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引して前記シートを下方に撓ませることにより、前記突没部材の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点として前記チップと前記シートとを剥離させ、
   さらに、前記突没部材の平面形状は前記コーナ部側が突状であり、前記コーナ部を起点として発生した剥離を前記突没部材に沿って内側へ進展させることを特徴とするチップ剥離装置。
2. 前記吸着開口部内には上凸形状のシート支持部が設けられ、前記シート支持部の中心部の高さは前記シートの下方への撓みを許容すべく突出状態の前記突没部材の上面よりも低く設定されており、前記シートを下方に撓ませる際に前記中心部が前記シートの下面に当接してこのシートの過大な撓みを防止することを特徴とする請求項１に記載のチップ剥離装置。
3. 前記シート支持部を前記吸着開口部に対して昇降させる支持部昇降手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のチップ剥離装置。
4. シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置において、取出しノズルによって前記チップをシート保持部に保持された前記シートから取り出す際に、前記シートの下面にチップ剥離装置を当接させて前記チップとシートとの剥離を促進するチップ剥離方法であって、
   前記チップ剥離装置は、前記シートの下面を吸着する吸着面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記チップの外縁形状に対応して前記吸着面に設定された矩形状のチップ範囲の中央部に開口する吸着開口部と、前記吸着面において前記チップ範囲の外側に設けられた吸着孔と、前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引する真空吸引手段と、
   前記吸着面において前記吸着開口部の外側且つ前記チップ範囲の内側に、前記チップ範囲の４つのコーナ部から前記吸着開口部へ向けて延出する平面形状で設けられ、突没機構によって前記吸着面から突出しまた吸着面に没入する突没部材とを備え、
   前記突没機構によって前記突没部材が突出し、且つ前記吸着開口部および前記吸着孔の真空吸引力が前記シートの下面に及ぶ距離まで前記吸着面を前記シートの下面に近接させた状態において突出状態の前記突没部材が前記下面に当接し、この状態で前記吸着開口部および前記吸着孔から真空吸引して前記シートを下方に撓ませることにより、前記突没部材の近傍に位置するチップ外縁部を剥離の起点として前記チップと前記シートとを剥離させ、
   さらに、前記突没部材の平面形状は前記コーナ部側が突状であり、前記コーナ部を起点として発生した剥離を前記突没部材に沿って内側へ進展させることを特徴とするチップ剥離方法。
5. シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップするチップピックアップ装置であって、
   前記シートを保持するシート保持部と、ノズル昇降機構によって前記シート保持部に対して相対的に昇降し、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面が設けられた取出しノズルと、前記シート保持部の下方に配設され前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させるチップ剥離装置とを備え、
   前記チップ剥離装置は、請求項１乃至３記載のチップ剥離装置であることを特徴とするチップピックアップ装置。

Images