JP5005904B2

JP5005904B2 - 転着装置及び転着方法

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Publication number: JP5005904B2
Application number: JP2005291134A
Authority: JP
Inventors: 昌久大塚
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2025-10-04
Also published as: JP2007103644A; TW200715451A; WO2007040032A1

Description

本発明は転着装置及び転着方法に係り、特に、リングフレームにダイシングテープを介して支持されたダイシング済みの半導体チップを、転着用シートに転着させることに適した転着装置及び転着方法に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）は、ダイシングカッターを用いて賽の目状にダイシングを行い、これにより個片化された多数のチップをリードフレームやパッケージに搭載して電気的に接続して利用されている。これらのチップは、コレットを用いてダイシングテープからピックアップされるが、このピックアップの前段階において、各チップの支持面となるダイシングテープをエキスパンドしてチップ端縁間に隙間を形成する場合がある（例えば、特許文献１参照）。

特許第３０６４９７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたダイシングテープのエキスパンド、すなわち平面内におけるテープの延伸は、無効チップを有効チップと区別するために一部の転着を行うものであり、微少サイズに個片化されたチップに対してコレットを正確に位置決めするための隙間寸法の管理はなされていない。そのため、各チップの位置認識にずれを生じやすくなり、チップを一つずつ精度良くピックアップする際の妨げとなり易い。

［発明の目的］
本発明は、前述した不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、半導体チップ等の転着対象物を転着する際に、当該転着対象物の端縁間の隙間を予め設定された寸法にして転着を行うことのできる転着装置及び転着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、平面内に位置するとともに相互に略密着する複数の転着対象物を支持する支持面を含む第１の支持体と、前記転着対象物の転着面を含む第２の支持体とを用いた転着装置において、
前記転着対象物の端縁間に隙間を形成するエキスパンド装置と、前記隙間を検出する隙間検出装置と、当該隙間検出装置が設定された隙間の寸法に達したことを検出したときに前記エキスパンド装置を停止させる制御装置と、前記転着面に転着対象物を転着させる転着部とを備え、
前記転着部は、前記第１の支持体と前記第２の支持体とを支持するテーブルと、このテーブルを移動可能に支持するガイドレールとを備える、という構成を採っている。

本発明における転着装置において、第１の支持体は第１のリングフレームと、当該第１のリングフレームの内周領域に張設されて前記支持面を構成するダイシングテープとにより構成される一方、前記第２の支持体は第２のリングフレームと、当該第２のリングフレームの内周領域に張設されて前記転着面を構成する転着用シートにより構成され、前記転着対象物は、ダイシングされたチップ状の電子部品とすることができる。

また、前記隙間検出装置によって転着対象物の端縁間寸法が予め設定された寸法に達したことを条件に前記転着が行われることが好ましい。ここで、予め設定された寸法とは、設定寸法に対する許容範囲内の寸法を含む。

更に、前記ダイシングテープ及び転着用シートの少なくとも一方は、エネルギー線硬化型接着シートにより構成することができる。

また、本発明は、平面内に位置するとともに相互に略密着する複数の転着対象物を第１の支持体に支持させた状態で、前記転着対象物の端縁間に隙間を形成するようにエキスパンドを行い、隙間検出装置が設定された隙間の寸法に達したことを検出したときに制御装置を介して前記エキスパンドを停止させ、前記第１の支持体の支持面に第２支持体の転着面を対向させた状態でテーブルを転着位置に移動し、前記転着対象物を第２の支持体に転着させる、という方法を採っている。

本発明の転着装置及び転着方法によれば、エキスパンド装置によって転着対象物の端縁間に隙間が形成されたときに、当該隙間が隙間検出装置によって検出される構成であるため、予め設定した隙間寸法を検出したことを条件に転着を行うことができるようになり、これにより、転着対象物を一つずつ確実にピックアップすることが可能となる。

また、特に、転着対象物がチップ状の電子部品で極薄化されたものである場合には、一定の隙間を確保することで、ピックアップに際して端縁損傷等も効果的に防止することが可能となる。

更に、前記ダイシングテープや転着用シートの少なくとも一方をエネルギー線硬化型接着シートとした構成では、例えば、ダイシングテープがエネルギー線硬化型の接着テープの場合は、転着前に硬化処理しておくことで転着用シートへの転着をスムースに行うことができる。この一方、転着用シートがエネルギー線硬化型の接着シートの場合は、転着された対象物の取り出しに先だって硬化処理しておくことで、前記転着対象物のピックアップをスムースに行うことができる。

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、本発実施形態に係る転着装置の概略正面図が示されている。この図において、転着装置１０は、第１の支持体１１及び第２の支持体１２を用いて転着を行う装置として構成されている。第１の支持体１１には転着対象物となる電子部品としての多数のチップＣが支持されており、これら第１の支持体１１と前記第２の支持体１２を相互に平行に位置させた後に、各支持体１１，１２を重ね合わせるように相対接近させることで転着が行えるようになっている。

前記転着装置１０は、第１の支持体１１を収容するストッカ１５と、第２の支持体１２を形成する支持体形成装置１６と、前記チップＣを第１の支持体１１から第２の支持体１２に転着させる転着部１７とを備えて構成されている。

前記第１の支持体１１は、第１のリングフレーム２０と、当該第１のリングフレーム２０の内周領域に張設されて支持面を構成するダイシングテープＤＴとからなる。ダイシングテープＤＴは、紫外線硬化型接着剤層を備えており、当該接着剤層にチップＣが接着されている。第１の支持体１１は、チップＣを支持した状態でストッカ１５に収容されており、図示しないロボットを介して一つずつ取り出されて転着部１７の後述する第１のテーブル３５に移載される。なお、前記チップＣは、図２に示されるように、前工程において、一枚のウエハをダイシングして個片化されたものであり、これらチップＣは各端縁が相互に略密着した状態で第１の支持体１１に支持されている。

前記第２の支持体１２は、第２のリングフレーム２４と、当該第２のリングフレーム２４の内周領域に張設された転着用シートＳとにより構成されている。この第２の支持体１２は、前記支持体形成装置１６により形成され、当該支持体形成装置１６は、第２のリングフレーム２４を収容するストッカ２６と、当該ストッカ２６に併設されたシート貼付部２７と、前記ストッカ２６から第２のリングフレーム２４を一つずつ取り出す図示しないロボットと、当該ロボットによって取り出された第２のリングフレーム２４が移載されてこれを支持する貼付用テーブル３０と、この貼付用テーブル３０を図１中Ｙ方向に移動可能に支持するガイドレール３２とを含む。そして、貼付用テーブル３０がストッカ２６から移載された第２のリングフレーム２４を支持し、シート貼付部２７の下方を通過するときに、当該第２のリングフレーム２４の内周領域に転着用シートＳが貼付されるようになっている。ここで、転着用シートＳは、紫外線硬化型接着剤層を備えたものが採用されており、シート貼付部２７は、帯状の剥離シートに略円形の転着用シートＳが仮着された原反を繰り出す際にピールプレートで剥離しつつ第２のリングフレーム２４に貼付する公知の構造が採用されている。そして、移載ロボット９８によって第２の支持体１２は後述する第１のテーブル３５側つまり第１の支持体１１の上方に移載される（図６参照）。

前記転着部１７は、第１の支持体１１と第２の支持体１２とを支持する第１のテーブル３５と、この第１のテーブル３５を図１中Ｙ方向に移動可能に支持するガイドレール３６と、第１のテーブル３５の上方に位置するとともに、各チップＣの端縁間の隙間寸法を検出する隙間検出装置としてのカメラ３７と、第２の支持体１２の転着用シートＳを第１の支持体１１に支持された多数のチップＣに押圧する転着力付与装置３８と、前記第１のリングフレーム２０に対するダイシングテープＤＴの貼付領域に紫外線を照射する紫外線照射装置４０と、ダイシングテープＤＴを第１のリングフレーム２０から除去するシート除去装置４１とを備えて構成されている。

前記第１のテーブル３５は、図２及び図３に示されるように、テーブル本体４３と、当該テーブル本体４３に設けられたエキスパンド装置４４とを含む。テーブル本体４３は、ベースプレート４６と、当該ベースプレート４６に支柱４７を介して平行に支持された上部プレート４８とからなる。また前記ベースプレート４６は、支持プレート７５上に回転体７７を介して支持されている。この支持プレート７５は、下面側にスライダ７６を備え、当該スライダ７６がガイドレール３６に沿って移動可能に設けられている。上部プレート４８の面内には、第１及び第２の支持体１１，１２をそれぞれ昇降可能に保持する第１の保持装置５０及び第２の保持装置５１が設けられている。
第１の保持装置５０は、図３に示されるように、前記上部プレート４８を貫通して上下方向に延びる４本のねじ軸５４と、前記上部プレート４８の下面にプーリ５８が回転可能に固定されるとともに当該プーリ５８の回転により各ねじ軸５４を昇降可能に支持する軸受部５５と、前記ねじ軸５４が２本ずつ固定された左右一対の第１のフレームホルダ５６，５６とにより構成されている。また、各プーリ５８は、エンドレスベルト５９によってモータＭ１の出力軸に固定された駆動用プーリ６１に掛け回されている。これにより、モータＭ１の回転によって前記第１のフレームホルダ５６、５６に支持された第１の支持体１１が昇降可能となっている。なお、前記モータＭ１は前記上部プレート４８の下面側に吊持されている。

前記第２の保持装置５１は、実質的に第１の保持装置５０と同様の構成となっている。すなわち、第２の保持装置５１は、図３に示されるように、前記上部プレート４８を貫通して上下方向に延びる４本の外側ねじ軸６２と、前記上部プレート４８の下面にプーリ６５が回転可能に固定されるとともに当該プーリ６５の回転により各外側ねじ軸６２を昇降可能に支持する軸受部６３と、前記外側ねじ軸６２が２本ずつ固定された左右一対の第２のフレームホルダ６４，６４とにより構成されている。また、各プーリ６５は、エンドレスベルト６６によってモータＭ２の出力軸に固定された駆動用プーリ６８に掛け回されている（図２参照）。これにより、モータＭ２の回転によって前記第２のフレームホルダ６４，６４に支持された第２の支持体１２が昇降可能となっている。なお、モータＭ２も前記モータＭ１と同様に上部プレート４８の下面側に吊持されている。

前記上部プレート４８の中央部には、全チップＣの平面積よりも大きい平面積を上面に備えた円形の受け台７０が配置され、フレームホルダ５６が下降すると、ダイシングテープＤＴが放射方向に延伸され、当該ダイシングテープＤＴに接着されている各チップＣの端縁が相互に離間することとなる。ここにおいて、前記第１の保持装置５０及び前記受け台７０によりエキスパンド装置４４が構成されている。

前記隙間検出装置を構成するカメラ３７は、図１中符号Ｐ１で示す実線位置にある第１のテーブル３５の上方において、図示しない支持アームを介して配置されている。このカメラ３７は、前記エキスパンド装置４４によってチップＣ間の隙間寸法が予め設定された寸法に達しているか否かを検出するものであり、設定隙間寸法に達したことを検出したときに、図示しない制御装置に信号を出力するようになっている。なお、本実施形態ではチップＣ間の隙間寸法が設定値の許容範囲内に入ったことを「設定された寸法に達した」と表現することとし、その許容範囲は適宜変更することができる。

前記転着力付与装置３８は、Ｘ軸ロボット７２及びＹ軸ロボット７３と、Ｘ軸ロボット７２の下面側に支持されたＺ軸シリンダ７４（図７参照）の下端に設けられたブロック状の押圧部材７４Ａとを備えて構成されている。転着力付与装置３８は、第１のテーブル３５が図１中符号Ｐ２で示す位置に移動したときに、前記転着用シートＳの上面側から押圧力を付与しつつ押圧部材７４Ａが平面内でＸ、Ｙ方向に少しずつ移動可能に設けられ、転着用シートＳの接着面をチップＣの上面に押圧して接着するように設けられている。

前記転着用シートＳに各チップＣの上面が接着された後に、前記第１のテーブル３５は図１中符号Ｐ３で示す位置に移動するとともに、平面内で略９０度回転するようになっており、当該Ｐ３ポイント近傍にはロボット８０が配置されている。このロボット８０の第１のテーブル３５の他端側には、第２のテーブル８１が配置されており、ロボット８０によって第１及び第２の支持体１１，１２が第２のテーブル８１に移載されるようになっている。第２のテーブル８１の上部構造は、第１のテーブル３５における第１及び第２のフレームホルダ５６，６４と同様のフレームホルダを備えて構成されている。従って、図１では、同一符号を用いて説明を省略する。また、第２のテーブル８１は、反転装置８５を介して上部プレート４８を含む上部側の天地が反対となるように構成されており、第１のテーブル３５から第１及び第２の支持体１１，１２が移載された後に、図１中符号Ｐ４で示す位置で天地反転し、当該反転した状態で、第１のリングフレーム２０上に、前記紫外線照射装置４０が位置するように構成されている。この紫外線照射装置４０は、ダイシングテープＤＴと第１のリングフレーム２０との接着領域に紫外線を照射し、以後のダイシングテープＤＴの剥離が容易に行えるようになっている。

前記シート除去装置４１は、移動用ロボット８６と、この移動用ロボット８６に支持された左右一対の剥離部材８７、８７とからなる。剥離部材８７は、アーム８８の先端に取り付けられて第１のリングフレーム２０の内周縁に略沿う形状となる翼状の片部材８９を備えており、この片部材８９は、先端側がアーム８８の軸線を回転中心として回転可能に設けられている。各片部材８９は、第１のリングフレーム２０と第２のリングフレーム２４との間に位置する動作位置と、当該動作位置より退避して第２のテーブル８１の移動を妨げることのない退避位置との間で図示しない移動機構によって移動可能に設けられ、第２のテーブル８１が図１中符号Ｐ５で示される位置にあるときに、第１のリングフレーム２０に対してダイシングテープＤＴの剥離きっかけ部を形成し、第１のリングフレーム２０から浮き上がったダイシングテープＤＴ部分が図示しないチャックによって掴まれ、その後に第２のテーブル８１が図１中符号Ｐ６で示される位置に移動することでダイシングテープＤＴが第１のリングフレーム２０から完全に剥離されるようになっている。

ダイシングテープＤＴが剥離された状態で、第２のテーブル８１がガイドレール９０に沿って移動し、隣接位置に設けられたロボット９１を介して第１のリングフレーム２０がフレームストッカ９７に収容され、また、各チップＣが転着された第２の支持体１２は、図示しないロボットを介してストッカ１５の空き領域に再び収容されるようになっている。

次に、本実施形態における転着動作について、図４ないし図７をも参照しながら説明する。ここでは、ダイシングテープＤＴに接着された各チップＣは、ダイシングテープＤＴ側から予め紫外線照射されて接着力が消失若しくは低下した状態にあるものとする。

図４に示されるように、第１のテーブル３５上において、左右一対の第１のフレームホルダ５６，５６間に、チップＣを支持する第１の支持体１１が図示しないロボットを介してストッカ１５から移載された後に、図５に示されるように、モータＭ１の回転によりベルト５９が回行して第１のフレームホルダ５６，５６が下降する。この下降により、ダイシングテープＤＴが延伸され、これに支持されている各チップＣは、それらの端縁間に隙間を形成するようになる。この隙間は、上方に位置するカメラ３７によって検出され、予め設定された寸法に達したときに、図示しない制御装置に信号を出力して第１のフレームホルダ５６，５６の下降を停止させる。

次いで、図６に示されるように、第２のフレームホルダ６４，６４間に移載ロボット９８を介して前記貼付用テーブル３０から第２の支持体１２が移載される。この際、第１のテーブル３５は図１中Ｐ１位置にて反時計方向に９０度一時的に回転するようになっており、第２の支持体１２の移載を完了した後に、第１のテーブル３５が時計方向に９０度回転して再び元の状態に復帰する。

このようにして第１及び第２の支持体１１，１２が上下に位置した状態で、第１のテーブル３５が図１中符号Ｐ２位置に移動して転着力付与装置３８の下方に位置する。そして、図７に示されるように、モータＭ２（図２参照）の回転によりベルト６６が回行して第２のフレームホルダ６４，６４が下降し、転着用シートＳの接着面（下面）にチップＣの上面を接触させ、押圧部材７４Ａによって平面内でＸ、Ｙ方向に少しずつ移動して転着シートＳの完全接着を行い、この後、第１のテーブル３５が図１中符号Ｐ３位置に移動して時計方向に回転する。

転着用シートＳにチップＣを接着させた後の第１及び第２の支持体１１，１２は、その相対姿勢を保った状態で、ロボット８０を介して図１中符号Ｐ４位置に待機している第２のテーブル８１に移載され、当該第２のテーブル８１が反転装置８５を介して天地反転して第１の支持体１１が第２の支持体１２の上方に位置するように保たれる。そして、この状態で、第１の支持体１１を構成する第１のリングフレームと２０とダイシングテープＤＴの接着領域に紫外線照射装置４０が位置するように接近して紫外線照射を行い、当該部位における接着力を消失若しくは低下させる。

次いで、第２のテーブル８１が図１中符号Ｐ５で示される位置に移動する。ここで、シート除去装置４１の片部材８９がダイシングテープＤＴの下面側における第１のリングフレーム２０の内周縁に沿うように入り込み、アーム８８の軸線を回転中心として回転し、ダイシングテープＤＴを第１のリングフレームＤＴから浮き上がらせて当該浮き上がった部分が図示しないチャックで掴まれる。そして、第２のテーブル８２が図１中符号Ｐ６で示される位置に移動することで、第１のリングフレーム２０からダイシングテープＤＴが剥離、除去され、これにより、転着用シートＳに対するチップＣの転着動作を完了することとなる。

このようにしてダイシングテープＤＴが除去された後の第１のリングフレーム２０は、ロボット９１を介してストッカ９７に収容され、チップＣが転着された第２の支持体は、ストッカ１５の空き領域に図示しないロボットを介して再び収容される。

従って、このような実施形態によれば、チップＣの端縁間が予め設定された寸法に達したことを条件に各チップＣが転着用シートＳに転着されるので、転着後のチップＣをコレットで一つずつピックアップするときの相対位置を高精度に維持することができる、という効果を得る。

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、ダイシングテープＤＴ及び転着用シートＳの接着面が紫外線硬化型である場合を示したが、何れか一方の接着面が紫外線硬化型である場合も含む。

また、エキスパンド装置４４は、第１のフレームホルダ５６が下降することでダイシングテープＤＴをエキスパンドする構成としたが、受け台７０が上昇することでエキスパンドするようにしてもよい。要するに、本発明は、チップＣの端縁間の隙間寸法を設定値に保つようにエキスパンドできればよく、その手段、構成は特に限定されるものではない。

更に、転着対象物はチップに限らず、発光ダイオード等、その他の電子部品も含む。

本実施形態に係る転着装置の概略平面図。転着を行うための第１のテーブルの平面図。図２の正面図。第１のフレームホルダ間に第１の支持体が支持された初期状態を示す正面図。ダイシングテープをエキスパンドしてチップ間に隙間を形成した状態を示す正面図。第２のフレームホルダ間に第２の支持体を支持させた状態を示す正面図。チップ上面に第２の支持体を押圧する状態を示す正面図。

符号の説明

１０転着装置
１１第１の支持体
１２第２の支持体
１７転着部
２０第１のリングフレーム
２４第２のリングフレーム
３７カメラ（隙間検出装置）
４４エキスパンド装置
ＤＴダイシングテープ（支持面）
Ｓ転着用シート（転着面）
Ｃチップ（転着対象物）

Claims

平面内に位置するとともに相互に略密着する複数の転着対象物を支持する支持面を含む第１の支持体と、前記転着対象物の転着面を含む第２の支持体とを用いた転着装置において、
前記転着対象物の端縁間に隙間を形成するエキスパンド装置と、前記隙間を検出する隙間検出装置と、当該隙間検出装置が設定された隙間の寸法に達したことを検出したときに前記エキスパンド装置を停止させる制御装置と、前記転着面に転着対象物を転着させる転着部とを備え、
前記転着部は、前記第１の支持体と前記第２の支持体とを支持するテーブルと、このテーブルを移動可能に支持するガイドレールとを備えたことを特徴とする転着装置。
前記第１の支持体は第１のリングフレームと、当該第１のリングフレームの内周領域に張設されて前記支持面を構成するダイシングテープとにより構成される一方、前記第２の支持体は第２のリングフレームと、当該第２のリングフレームの内周領域に張設されて前記転着面を構成する転着用シートにより構成され、前記転着対象物は、ダイシングされたチップ状の電子部品であることを特徴とする請求項１記載の転着装置。
前記ダイシングテープ及び転着用シートの少なくとも一方は、エネルギー線硬化型接着シートにより構成されていることを特徴とする請求項２記載の転着装置。
平面内に位置するとともに相互に略密着する複数の転着対象物を第１の支持体に支持させた状態で、前記転着対象物の端縁間に隙間を形成するようにエキスパンドを行い、隙間検出装置が設定された隙間の寸法に達したことを検出したときに制御装置を介して前記エキスパンドを停止させ、前記第１の支持体の支持面に第２支持体の転着面を対向させた状態でテーブルを転着位置に移動し、前記転着対象物を第２の支持体に転着させることを特徴とする転着方法。