JP4836042B2

JP4836042B2 - 剥離装置

Info

Publication number: JP4836042B2
Application number: JP2009065446A
Authority: JP
Inventors: 友孝山口
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP2010219360A

Description

本発明は、シートに接着された接着体を剥離させる剥離装置に関し、特に、半導体装置を粘着シートから剥離させる装置に関する。

従来、粘着シートに接着された半導体装置を剥離させる方法として、下方からの吸着や上方からの押さえにより粘着シートを固定しながら、半導体装置の上面を吸着ノズル等で吸着保持し、さらに、半導体装置を下方から粘着シートごと突き上げる方法が用いられている。

この種の剥離装置として、例えば、特許文献１には、図１２に示すように、突き上げ用のピン６１を収納するペパーポット６２と、ペパーポット６２の上面に配置され、同心円状に形成された複数の溝６３を有するカバー板６４と、半導体装置（チップ）６５を吸着するノズル６６とを備えたチップの突き上げ装置が記載されている。

上記突き上げ装置において、半導体装置６５を剥離させるにあたっては、先ず、カバー板６４の溝６３を通じて粘着シート６７の裏面を吸着しつつ、半導体装置６５の上面をノズル６６で押さえ付ける。その状態で、ピン６１を上昇させて半導体装置６５を突き上げ、真空力と突き上げ力によって半導体装置６５から粘着シート６７を引き剥がす。

特開平１１−２６５９２７号公報

半導体装置６５と粘着シート６７の貼り付けに際しては、図１３に示すように、接着剤６８が盛り上がって半導体装置６５の側面に付着し、結果的に半導体装置６５の保持力が高まることがある。しかし、特許文献１に記載の突き上げ装置のように、粘着シート６７ごと下方から突き上げる剥離方法では、半導体装置６５と粘着シート６７を分離させる力が比較的に弱いため、半導体装置６５の保持力が剥離力に勝るようになる。このため、半導体装置６５から粘着シート６７が剥がれ難くなり、剥離作業の作業性や確実性の面で劣るという問題が生じる。

仮に、カバー板６４の溝６３による吸着力（下方からの吸着力）を増強し、ピン６１による押し上げ力との合力が、粘着シート６７上での半導体装置６５の保持力に勝ったとしても、この場合は、吸着処理に相当の時間を要し、作業の高速化が妨げられることになる。

すなわち、複数の半導体装置６５を順次にピックアップする場合、通常、先の半導体装置６５をピックアップした後、粘着シート６７を水平移動させて、次の半導体装置６５をペパーポット６２の中心（ピン６１の真上）に位置させる。しかし、ペパーポット６２による吸着力を強化すると、粘着シート６７を円滑に移動させることが困難となるため、一旦、吸着を解除して粘着シート６７を所定の位置まで移動させ、その後、改めて吸着する必要が生じる。この場合、吸着力が必要量まで達するのに時間を要するようになり、また、粘着シート６７の移動の都度、吸着力が立ち上がるまでの待ち時間が発生することにもなる。

また、近年、携帯電話やＯＡ端末等の薄型、小型化に伴い、それらに搭載される半導体装置の薄型、小型化も進められている。そのため、半導体装置の剛性が失われつつあり、半導体装置への負荷軽減が求められている。

しかし、特許文献１に記載の装置においては、ノズル６６とピン６１によって、半導体装置６５を上下から挟むことになるため、少なからず半導体装置に負荷を与えることになり、低剛性の半導体装置の取り扱いには不向きである。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、シートと接着体を容易に分離したり、剥離時の接着体への負荷を軽減することが可能な剥離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、シートと、該シート上に接着された接着体とを分離する剥離装置であって、前記接着体を上方から吸着保持する吸着手段と、前記接着体の縁部近傍において、該接着体が接着された状態の前記シートに対し、板状部材を上方から鋭角に押し当てるとともに、該板状部材を軸回転させる剥取手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、接着体の縁部近傍において、シートに板状部材を鋭角に押し当てながら、板状部材を軸線回りに回転させることで、接着体からシートを引き剥がすため、接着体の側面に接着剤が付着する場合でも、容易にシートを引き剥がすことができる。これにより、接着体への負荷を軽減しつつ、シートと接着体を速やかに分離することが可能になる。

前記剥離装置において、前記剥取手段が、回転方向の反転を繰り返しながら前記板状部材を回転させることができる。これによれば、接着体の側面に付着した接着剤を接着体から引き剥がすことができ、また、接着体の裏面に付着するシートについても、接着体の縁部から中心部に向けて引き剥がすことができる。

前記剥離装置において、前記剥取手段は、一端に前記板状部材が連結されたシャフトと、該シャフトを軸線回りに回転させる駆動部とを備えることができる。

前記剥離装置において、前記剥取手段は、前記板状部材の該シートへの押し込み量を増大させ、該板状部材を前記接着体の中心線に向けて移動させる押込部を備えることができる。これによれば、シートを下方に引き下げる力を増強し、接着体の裏面からシートを剥がし易くすることができる。このため、短時間で接着体とシートを分離することが可能になり、作業時間の短縮化を図ることができる。

前記剥離装置において、前記接着体が接着された状態のシートを載置するための台座を備え、該台座の少なくとも上部に中空部を有することができる。これによれば、接着体を上下から挟み込むことがないため、接着体への負荷を更に軽減することが可能になる。

前記剥離装置において、前記台座の上面の外径より大きい内径を有し、前記シートに接着される枠体と、該枠体を下降させる下降手段とを備えることができる。これによれば、シートに張りを与えた状態で剥離作業を行うことができ、作業性を向上させることが可能になる。

前記剥離装置において、前記接着体を半導体装置とすることができ、これによれば、低剛性の半導体装置を剥離させるのに適した剥離装置を構成することができる。

以上のように、本発明によれば、シートと接着体を容易に分離したり、剥離時の接着体への負荷を軽減することが可能になる。

本発明にかかる剥離装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。図１のリング、押下手段、粘着シート及び筒状台座の上面図である。図１の剥取手段を示す図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側面図（（ａ）のＡ矢視図）であり、（ｃ）は、背面図である。剥離手順を説明するための拡大正面図である。剥離手順を説明するための正面図である。剥離手順を説明するための拡大正面図である。剥離手順を説明するための拡大上面図である。本発明にかかる剥離装置の第２の実施形態を示す全体構成図である。図８の剥取手段を示す図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側面図（（ａ）のＣ矢視図）である。剥離手順を説明するための正面図である。剥離手順を説明するための拡大正面図である。従来のチップの突き上げ装置を示す正面図である。半導体装置の接着状態の一例を示す図であり、（ａ）は、正面図であり、（ｂ）は上面図である。

次に、発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる剥離装置の第１の実施形態を示し、この剥離装置１は、半導体装置（チップ）２が接着された粘着シート３を載置するための筒状台座４と、半導体装置２を上方から吸着保持する吸着手段５と、斜め上方から粘着シート３を押し下げて半導体装置２を剥ぎ取る剥取手段６ａ、６ｂと、粘着シート３を張った状態で粘着シート３の縁部に貼り付けられる枠体７と、駆動機構（不図示）を通じて枠体７を押し下げる押下手段８等から構成される。尚、吸着手段５及び剥取手段６ａ、６ｂは、本体基板９に固定され、本体基板９を昇降させることで、一体的に昇降し得るように構成される。

筒状台座４は、半導体装置２が接着された粘着シート３の下方に位置するように配置され、中空部４ａを有する無蓋の円筒状に形成される。図２に示すように、筒状台座４の外径Ｌ１は、枠体７の内径Ｌ２に比して小さくなるように形成される。

図１に戻り、吸着手段５は、粘着シート３に接着された半導体装置２の上方に位置するように配置され、半導体装置２の上面を吸着して半導体装置２を保持する吸着ノズル１０と、吸着ノズル１０を昇降させる駆動カム１１ａ及び従動カム１１ｂとを備える。

剥取手段６ａ、６ｂは、吸着手段５を挟んで相対向する位置に配置され、図３に示すように、円柱状のシャフト１３と、シャフト１３の一端に付設された板状部材１２とを備えたヘラ部１４を有する。板状部材１２は、半導体装置２の裏面から粘着シート３を剥ぎ取るためのものであり、上面視先細り状（図３（ａ）参照）で側面視扇形（図３（ｂ）参照）に形成される。

シャフト１３は、図３（ｂ）に示すように、支持ブロック１５に穿設された貫通孔１６に挿通され、シャフト１３の周面と貫通孔１６の壁面との間には、シャフト１３の軸回転を補助する回転ガイド１７が介設される。また、シャフト１３の他端には、円板状部材１８が付設され、円板状部材１８の周面には、球体状のジョイント部１９を先端に備えた連結ロッド２０が植設される。

連結ロッド２０は、図３（ｃ）に示すように、ジョイント部１９を介して、駆動部２１から突き出た駆動軸２２の先端部と連結される。ジョイント部１９と長孔２２ａの壁面との間には、ジョイント部１９のかじりを防止するため、隙間２３が設けられる。

支持ブロック１５は、図３（ｂ）に示すように、ガイドレール２６を介して側面視Ｌ字型のベース板２５上に載置され、その側面には、駆動部２１を固定するための壁板２８が連結される。また、ベース板２５は、本体基板９（図１参照）上に固定され、その端部には、所定の張力（例えば、５００ｇｆ程度）で支持ブロック１５を引き寄せるばね２７が付設される。

次に、上記構成を有する剥離装置１を用いた剥離方法について、図１〜図７を参照しながら説明する。

先ず、図２に示すように、半導体装置２が接着された粘着シート３の縁部に枠体７を貼り付け、その状態で、粘着シート３を筒状台座４上に載置し、粘着シート３の裏面（非接着面）を筒状台座４の上面と接触させる。次いで、押下手段８を下降させて枠体７を押し下げ、粘着シート３を筒状台座４に押し付ける。これにより、粘着シート３を外側に引っ張り、粘着シート３の張りを増強させる。

次に、図１に示すように、本体基板９を下降させ、吸着手段５及び剥取手段６ａ、６ｂを下降させる。これにより、図４に示すように、半導体装置２が接着された状態の粘着シート３に対し、板状部材１２を上方から鋭角に押し当てる。このとき、板状部材１２を半導体装置２と接触させることなく、板状部材１２の先端を粘着シート３や粘着シート３上の接着剤３ａに軽くめり込ませる（１ｍｍ程度が望ましい）。

次いで、図５に示すように、駆動カム１１ａを駆動させて吸着ノズル１０を下降させ、半導体装置２の上面に接触させる。その後、吸着駆動を開始し、吸着ノズル１０によって半導体装置２を吸着保持する。

次に、図５〜図７に示すように、剥取手段６ａ、６ｂの各々において、駆動部２１（図３参照）を駆動させ、ヘラ部１４を軸回転（シャフト１３の軸線Ｂ回りに回転）させる。このとき、駆動軸２２（図３参照）を往復移動させることで、回転方向の反転を繰り返しながらヘラ部１４を軸回転させる。その際、図６に示すように、板状部材１２と半導体装置２が接触しない状態を保ち、半導体装置２に傷が付くのを回避する。

上記の動作により、半導体装置２の側面に付着した接着剤３ａを半導体装置２の四隅から徐々に引き剥がすことができ、また、半導体装置２の裏面側の粘着シート３についても、半導体装置２の縁部から中心部に向けて徐々に引き剥がすことができる。

そして、半導体装置２の裏面から粘着シート３がある程度剥離した段階、又は、粘着シート３が完全に剥離した段階で、吸着ノズル１０を上昇させて半導体装置２を引き上げ、粘着シート３から分離させて回収する。

以上のように、本実施の形態によれば、半導体装置２の縁部近傍において、粘着シート３に板状部材１２を鋭角に押し当てながら、板状部材１２を軸線回りに回転させることで、半導体装置２から粘着シート３を引き剥がすため、半導体装置２の側面に接着剤が付着する場合でも、容易に粘着シート３を引き剥がすことができる。これにより、半導体装置２への負荷を軽減しつつ、粘着シート３と半導体装置２を速やかに分離することができ、作業性を大幅に向上させることが可能になる。

また、本実施の形態によれば、中空部４ａを有する筒状台座４上に粘着シート３を載置するため、剥離に際して半導体装置２を上下から挟むことがなく、半導体装置２への負荷を更に軽減することができ、低剛性の半導体装置２でも適切に剥離させることが可能になる。

次に、本発明にかかる剥離装置の第２の実施形態について、図８〜図１１を参照しながら説明する。尚、これらの図において、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、本実施の形態にかかる剥離装置３０は、剥取手段３１ａ、３１ｂにおいて、板状部材１２を前後移動させる機構をさらに備える。これら剥取手段３１ａ、３１ｂは、図９に示すように、板状部材１２をベース板２５ごと前後移動させるための機構として、ベース板２５に設置された従動カム３２と、本体基板９に設置された駆動カム３３と、駆動カム３３を回転させる回転駆動部３４と、ベース板２５を引き寄せるばね３５とを備える。尚、ベース板２５は、本体基板９に固定されたガイドレール３６上に載置され、ガイドレール３６に案内されながら前後方向（図９（ｂ）の左右方向）に移動自在とされる。

粘着シート３からの半導体装置２の剥離にあたっては、図１０に示すように、先ず、第一の実施形態と同様、吸着手段５及び剥取手段３１ａ、３１ｂを下降させ、図９に示すヘラ部１４の板状部材１２の先端を粘着シート３に軽く押し込む。次いで、剥取手段３１ａ、３１ｂのヘラ部１４を軸回転させながら、駆動カム３３を回転させてヘラ部１４を前方に移動させる。

こうして、図１１に示すように、ヘラ部１４を斜め下方に深く押し込み、板状部材１２の先端を半導体装置２の中心線２ａに近付ける。この際、板状部材１２の先端と粘着シート３との接点４１、４２が中心線２ａに近付くほど、粘着シート３を下方に引き下げる力が強くなるため、半導体装置２の裏面から粘着シート３が剥がれ易くなる。これにより、短時間で半導体装置２と粘着シート３を分離することが可能になり、作業時間の短縮化を図ることができる。

尚、上記実施の形態においては、板状部材１２として図３（ａ）、（ｂ）に示す形状の部材を例示したが、板状部材１２の形状は、これに限られるものではなく、半導体装置２を傷付けることなく、粘着シート３や接着剤３ａを剥がし得るものであれば、他の形状とすることもできる。

また、上記実施の形態においては、シャフト１３を通じて板状部材１２を軸回転させるが、必ずしもシャフト１３を用いる必要はなく、板状部材１２を軸回転し得るものであれば、他の構成を採ることもできる。

さらに、上記実施の形態においては、粘着シート３を載置する台座として筒状台座４を例示したが、必ずしも台座の全体を通して中空部４ａを設ける必要はなく、少なくとも台座の上部において、板状部材１２の押し込み空間を確保するための中空部（凹部）を有すればよい。

また、上記実施の形態においては、粘着シート３に張りを与える部材として、枠体７と押下手段８を例示したが、枠体７に関しては、必ずしも円環状の部材を用いる必要はなく、一方、押下手段８に関しては、押下手段８に代えて、枠体７を引き下げて下降させる手段を用いることができる。

１剥離装置
２半導体装置
２ａ中心線
３粘着シート
３ａ接着剤
４筒状台座
４ａ中空部
５吸着手段
６（６ａ、６ｂ）剥取手段
７枠体
８押下手段
９本体基板
９ａ駆動軸
１０吸着ノズル
１１ａ駆動カム
１１ｂ従動カム
１２板状部材
１３シャフト
１４ヘラ部
１５支持ブロック
１６貫通孔
１７回転ガイド
１８円板状部材
１９ジョイント部
２０連結ロッド
２１駆動部
２２駆動軸
２２ａ長孔
２３隙間
２５ベース板
２６ガイドレール
２７ばね
２８壁板
３０剥離装置
３１（３１ａ、３１ｂ）剥取手段
３２従動カム
３３駆動カム
３４回転駆動部
３５ばね
３６ガイドレール
４１、４２接点

Claims

シートと、該シート上に接着された接着体とを分離する剥離装置であって、
前記接着体を上方から吸着保持する吸着手段と、
前記接着体の縁部近傍において、該接着体が接着された状態の前記シートに対し、板状部材を上方から鋭角に押し当てるとともに、該板状部材を軸回転させる剥取手段とを備えることを特徴とする剥離装置。
前記剥取手段は、回転方向の反転を繰り返しながら前記板状部材を回転させることを特徴とする請求項１に記載の剥離装置。
前記剥取手段は、一端に前記板状部材が連結されたシャフトと、該シャフトを軸線回りに回転させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の剥離装置。
前記剥取手段は、前記板状部材の該シートへの押し込み量を増大させ、該板状部材を前記接着体の中心線に向けて移動させる押込部を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の剥離装置。
前記接着体が接着された状態のシートを載置するための台座を備え、該台座の少なくとも上部に中空部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の剥離装置。
前記台座の上面の外径より大きい内径を有し、前記シートに接着される枠体と、
該枠体を下降させる下降手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載の剥離装置。
前記接着体が半導体装置であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の剥離装置。