JP5214421B2 - 剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘着シートから半導体チップ等を剥離する剥離装置及び剥離方法に関するものである。

半導体装置の製造工程において、ダイシングされた半導体チップ（以下、単にチップという。）を粘着シートからピックアップする必要がある。従来のチップ剥離装置として、粘着シートを保持するステージと、このステージに対して進退する突き上げ台と、この突き上げ台によって突き上げられるニードルとを備えたものがある（特許文献１）。すなわち、突き上げ台によって突き上げられたニードルによりステージの粘着シートを裏面側から突いて、チップを粘着シートから離脱させるように構成されている。

前記特許文献１のものは、チップの中央部を突き上げる第１突き上げ部材と、第１突き上げ部材の周囲に配設される第２突き上げ部材とで突き上げ部材を構成している。そして、チップを粘着シートから剥離する際には、まず、第１突き上げ部材と第２突き上げ部材とを一体的に上昇させる。その後、第２突き上げ部材を下降させるものである。

また、複数の突き上げ部材とを順次上昇又は下降させてチップを粘着シートから剥離するものとして、図７に示すように、第１突き上げ部材１０１から第３突き上げ部材１０３までを備えた剥離装置がある。すなわち、チップ１０４の中央部を突き上げる第３突き上げ部材１０３と、第３突き上げ部材１０３の外側に配置される第２突き上げ部材１０２と、第２突き上げ部材１０２のさらに外側に配置される第１突き上げ部材１０１とで突き上げ部材が構成される。そして、粘着シート１０５からチップ１０４を剥離する方法は、図７（ａ）の矢印Ｄに示すように、まず、第１突き上げ部材１０１から第３突き上げ部材１０３までを上昇させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、チップ１０４の周縁は粘着シート１０５から剥離する。次に、第１突き上げ部材１０１をその位置に固定し、図７（ｂ）の矢印Ｅに示すように、第２突き上げ部材１０２と第３突き上げ部材１０３とを突き上げる。これにより、チップ１０４はさらに外周側から剥離することになる。その後、第２突き上げ部材１０２をその位置に固定し、図７（ｃ）の矢印Ｆに示すように、第３突き上げ部材１０３を突き上げる。これにより、第１突き上げ部材１０１から第３突き上げ部材１０３は図７（ｄ）に示すような形状となって、チップ１０４は粘着シート１０５から完全に剥離する。
特開２００７−１１５９３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の剥離装置や前記した剥離装置のように、突き上げ部材を複数の工程にて上昇または下降させて、外側から徐々に粘着シートを剥離するものでは、チップと粘着シートとの剥離に時間がかかる。特に、第３突き上げ部材まで備えたものでは、３段階で突き上げる必要があるため、動作に時間を要するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて、動作時間の短縮を図ることができる剥離装置及び剥離方法を提供する。

本発明の剥離装置は、粘着シート上に貼付けられて配置された電子部品を剥離する剥離装置であって、固定ブロックと、この固定ブロックの内周に配設される少なくとも１つの内側上下動部材と、固定ブロックの外周に配設される少なくとも１つの外側上下動部材とを備え、前記粘着シートの下面側から突き上げる突き上げ機構と、前記内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に上下動させることにより、内側上下動部材の上端面を上位とし、固定ブロックの上端面を中位とし、外側上下動部材の上端面を下位とする昇降駆動装置とを備えるのである。

本発明の剥離装置によれば、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを同時に上下動させることができるため、１工程で、内側上下動部材が最上位となる階段状を形成することができる。これにより、粘着シートは、階段状となった突き上げ機構の形状に沿って変形することになり、粘着シートからチップを剥離することができる。

前記昇降駆動装置は、前記外側上下動部材を固定ブロックの高さ位置よりも上方に上昇させた後、前記内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に上下動させることにより、内側上下動部材の上端面を上位とし、固定ブロックの上端面を中位とし、外側上下動部材の上端面を下位とすることができる。これにより、チップの端部が一旦上方に湾曲する
ことになって、この湾曲により粘着シートからチップの一部が剥離する。

この場合、外側上下動部材を、チップ裏面と面接触状となる筒状部材にて構成したり、チップ裏面と点接触状となるピン部材にて構成したりすることができる。

前記昇降駆動装置は、回転駆動する回転軸を備え、この回転軸に、回転軸の回転によって内側上下動部材を上下動させる第１カムと、回転軸の回転によって外側上下動部材を上下動させる第２カムとを付設することができる。これにより、内側上下動部材と外側上下動部材とを独立して作動させることができることができ、内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に逆向きに移動させることができる。この場合、内側上下動部材を上昇させると同時に外側上下動部材を下降させたり、内側上下動部材を下降させると同時に外側上下動部材を上昇させたりすることができる。

前記昇降駆動装置は、コレットにて電子部品を保持する前又は保持するのと同時に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させるものとできる。すなわち、コレットにて上方から電子部品を保持する前に電子部品を粘着シートから剥離することができる。また、前記昇降駆動装置は、コレットにて電子部品を保持した後に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させるものとできる。すなわち、コレットにて上方から電子部品を粘着シートから保持した後に電子部品を剥離することができる。

本発明の剥離方法は、粘着シート上に貼付けられて配置された電子部品を、上記粘着シートの下面から突き上げる剥離方法において、固定ブロックの内周に配置された内側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させて電子部品の中央部を突き上げると同時に、前記固定ブロックの外周に配置された外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも下方に下降させるものである。

前記外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させた後、固定ブロックの内周に配置された内側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させて電子部品の中央部を突き上げると同時に、前記固定ブロックの外周に配置された外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも下方に下降させることができる。

コレットにて電子部品を保持する前又は保持するのと同時に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させたり、コレットにて電子部品を保持した後、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させたりすることができる。

本発明の剥離装置では、１工程で、固定ブロックと内側上下動部材と外側上下動部材とで階段状を形成することができるため、迅速に階段状を形成することができ、粘着シートからのチップの剥離を効果的に短縮することができる。

チップの端部を一旦上方に湾曲させると、この湾曲により粘着シートからチップの一部が剥離して、粘着が強い等の理由でチップコーナー部の剥離が得られにくいものであっても、確実に粘着シートからチップを剥離させることができる。

外側上下動部材を筒状部材にて構成する場合、チップ裏面と筒状部材とが面接触状となり、粘着シートが破れてチップを傷付けることを防止できる。また、外側上下動部材をピン部材にて構成する場合、チップ裏面とピン部材とが点接触状となり、接地面積を極力減らすことで、粘着シートの剥離を促進することができる。

内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に逆向きに移動させることができるため、確実に１工程で階段状を形成することができる。

コレットにて上方から電子部品を保持する前に電子部品を初期剥離することができるため、剛性が高く及び／又は粘着性の高いシート上の電子部品に有効なものとなる。また、コレットにて上方から電子部品を保持した後に電子部品を剥離することができるため、突き上げにより電子部品が変形することがなく、特に、剛性の小さな電子部品に有効なものとなる。

本発明の剥離方法では、粘着シートからチップを剥離させる動作時間の短縮化を図ることができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

この剥離装置は、半導体チップ（以下、チップという）等の電子部品を回路基板に実装する実装動作を行う装置の一部であり、チップを回路基板に実装する前に、粘着シートに固着されたチップを突き上げて、粘着シートからチップを剥離させるものである。

この剥離装置は、図１に示すように、粘着シート上（図３参照）に貼付けられて配置されたチップ２１を、粘着シート２０の下面から突き上げる突き上げ機構１を備えている。この突き上げ機構１は、図１に示すように、固定ブロック２と、内側上下動部材３と、外側上下動部材４と、昇降駆動装置５を備えている。固定ブロック２は、図２に示すように、角筒状のブロック体であり、上下動することなく所定位置で固定されるものである。内側上下動部材３は、固定ブロック２の内側に配設される角材状のブロック体であり、後述する昇降駆動装置５によって上下動するものとなっている。外側上下動部材４は、固定ブロック２の外周に配設される角筒状のブロック体であり、昇降駆動装置５によって上下動するものとなっている。

昇降駆動装置５は、モータ等から構成される駆動手段７と、この駆動手段７に取付けられて、駆動手段７を作動させることにより回転する回転軸８と、この回転軸８に付設される第１カム６ａ及び第２カム６ｂを備えている。内側上下動部材３の下部には支持体９が連結され、この支持体９に第１カムフォロア１２ａが枢結されている。そして、この第１カムフォロア１２ａに、第１カム６ａの外径面が摺接している。また、外側上下動部材４の下部には支持体１０が連結され、この支持体１０に第２カムフォロア１２ｂが枢結されている。この第２カムフォロア１２ｂに、第２カム６ｂの外径面が摺接している。そして、第１カム６ａ及び第２カム６ｂの外径形状は、回転軸が１回転することにより、固定ブロック２と、内側上下動部材３と、外側上下動部材４との位置関係が、図３（ｂ）となった後、再び図３（ａ）に戻るような形状となっている。

また、本発明の剥離装置は、粘着シート２０を下方に吸着するための吸着機構（図示省略）を備えている。

次に、本発明の剥離装置を使用して粘着シート２０からチップ２１を剥離する方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、剥離装置の突き上げ機構１を、チップ２１の下方に位置させる。この場合、チップ２１の中央部に内側上下動部材３が対応するように突き上げ機構１を位置させる。

その後、内側上下動部材３を、図３（ａ）の矢印Ａに示す向きに上昇させるとともに、外側上下動部材４を、図３（ａ）の矢印Ｂに示す向きに下降させる。すなわち、駆動手段７を作動させて、回転軸８を時計回りに回転させる。この場合、第１カム６ａが支持体９を上昇させて、内側上下動部材３を上昇させる。また、これと同時に、第２カム６ｂが支持体１０を下降させて、外側上下動部材４を下降させる。

これにより、図３（ｂ）に示すように、１工程で、内側上下動部材３の上端面が上位となり、固定ブロック２の上端面が中位となり、外側上下動部材４の上端面が下位となる。つまり、内側上下動部材３が最上位となる階段状を形成することができる。

そして、図示省略の吸着機構にて、粘着シート２０を下方に吸着する。これにより、粘着シート２０は、階段状となった突き上げ機構１の形状に沿って変形することになる。すなわち、チップ２１のほぼ中央部が上位となり、外側に向かって除々に下位となる形状となる。このようにして、チップ２１の外側から内側へ、チップ２１を粘着シート２０から剥離することができる。

この場合、チップ２１を突き上げることにより、チップ２１の粘着シート２０からの剥離とほぼ同時に、チップ２１の上方にあるコレット１６にチップ２１を吸着させている。また、粘着シート２０からチップ２１を剥離した後、コレット１６を下降させてチップ２１を吸着することも可能である。

本発明では、１工程で、固定ブロック２と内側上下動部材３と外側上下動部材４とで階段状を形成することができるため、迅速に階段状を形成することができ、粘着シート２０からのチップ２１の剥離を効果的に短縮することができる。

内側上下動部材３と外側上下動部材４とを同時に逆向きに移動させることができるため、確実に１工程で階段状を形成することができる。

外側上下動部材４を、チップ裏面と面接触状となる筒状部材にて構成しているので、チップ裏面と外側上下動部材４とが面接触状となり、粘着シート２０が破れてチップ２１を傷付けることを防止できる。

次に、本発明の剥離装置を使用して粘着シート２０からチップ２１を剥離する他の方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、チップ２１の中央部に内側上下動部材３が対応するように、剥離装置の突き上げ機構１を、チップ２１の下方に位置させる。

そして、外側上下動部材４を、図４（ａ）の矢印Ｃに示す向きに上昇させる。すなわち、駆動手段７を作動させて、回転軸８を時計回りに回転させる。この場合、外側上下動部材４を固定ブロック２の高さ位置よりも上方に上昇させる。これにより、チップ２１の端部が一旦上方に湾曲することになって、この湾曲により粘着シート２０からチップ２１の一部が剥離する。

その後、内側上下動部材３を図４（ｂ）の矢印Ａに示す向きに上昇させるとともに、外側上下動部材４を図４（ｂ）の矢印Ｂに示す向きに下降させる。すなわち、駆動手段７を作動させて、回転軸８をさらに時計回りに回転させる。この場合、第１カム６ａが支持体９を上昇させて、内側上下動部材３を上昇させる。また、これと同時に、第２カム６ｂが支持体１０を下降させて、外側上下動部材４を下降させる。本実施形態では、第１カム６ａ及び第２カム６ｂの外径形状は、回転軸が１回転することにより、固定ブロック２と、内側上下動部材３と、外側上下動部材４との位置関係が、図４（ｂ）となった後、図４（ｃ）となり、再び図４（ａ）に戻るような形状となっている。また、コレット１６にて上方からチップ２１を保持する前にチップ２１を初期剥離することができるため、剛性が高く及び／又は粘着性の高いシート上のチップ２１に有効なものとなる。

そして、図４（ｃ）に示すように、１工程で、内側上下動部材３の上端面が上位となり、固定ブロック２の上端面が中位となり、外側上下動部材４の上端面が下位となって、図示省略の吸着機構にて、粘着シート２０を下方に吸着する。これにより、粘着シート２０は、階段状となった突き上げ機構１の形状に沿って変形することになる。このようにして、チップ２１の外側から内側へ、チップ２１を粘着シート２０から剥離することができる。

このように、他の方法についても同様に、粘着シート２０からチップ２１を剥離することができる。特に、粘着が強い等の理由でチップコーナー部の剥離が得られにくいものであっても、粘着シート２０からチップ２１の一部を剥離させることができるため、確実に粘着シート２１からチップ２０を剥離させることができる。

前記のように、外側上下動部材４を固定ブロック２の高さ位置よりも上方に上昇させて、チップ２１の端部を一旦上方に湾曲するものにおいては、図５や図６に示すように、外側上下動部材４をピン部材１４にて構成することができる。すなわち、図６に示すように、固定ブロック２は、角筒状のブロック体であり、内側上下動部材３は、固定ブロック２の内側に配設される角材状のブロック体であり、外側上下動部材４は、固定ブロック２の夫々のコーナー部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの外側に４箇所配設されるピン部材１４である。この場合、ピン部材１４は、先端部に先細テーパ部１５を有し、先端縁は、チップ２０を傷付けない程度に鋭くなっている。

外側上下動部材４をピン部材１４にて構成すると、チップ裏面とピン部材１４とが点接触状となり、接地面積を極力減らすことで、粘着シート２０の剥離を促進することができる。このため、粘着シート２０の剥離を促進することができて、一層確実に粘着シート２０からチップ２１を剥離させることができる。

前記した剥離方法は、コレット１６にてチップ２１を保持する前又は保持するのと同時に、固定ブロック２と、内側上下動部材３と、外側上下動部材４とを上下動させるものであったが、コレット１６にてチップ２１を保持した後に、固定ブロック２と、内側上下動部材３と、外側上下動部材４とを上下動させてもよい。すなわち、コレット１６にて上方からチップ２１を保持した後に、粘着シート２０からチップ２１を剥離することができる。この場合、コレット１６にて上方からチップ２１を保持した後にチップ２１を突き上げることができるため、突き上げによりチップ２１が変形することがなく、特に、剛性の小さなチップ２１に有効なものとなる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、突き上げ機構１は、平面視矩形に限らず、円形、長方形、楕円形、多角形等種々の形状とすることができる。また、内側上下動部材３や外側上下動部材４は、１つの部材に限られず、夫々２つ以上の部材から構成してもよい。すなわち、固定ブロック２の内側に複数の内側上下動部材３を設け、固定ブロック２の外側に複数の外側上下動部材４を設けることができる。外側上下動部材４をピン部材１４にて構成する場合、ピン部材１４の数は、４つに限られず、また夫々のピン部材１４の配置としても、固定ブロック２のコーナー部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対応する位置でなくてもよい。例えば、固定ブロック２の４つの辺の中央部近傍に夫々設けてもよい。ピン部材１４の先端面は、アール状としてもよい。これにより、チップ裏面を傷付けるのを一層防止することができる。また、実施形態ではピン部材１４を、先端に先細テーパ部１５を有するものとしたが、先端部がチップ裏面と点状接触するものであれば、テーパ部１５を有さないものであってもよい。すなわち、上端面から下端面にわたって一定の断面を有する極細の部材（例えば円柱や角材）にて構成することができる。

本発明の実施形態を示す剥離装置の簡略側面図である。 前記図１の剥離装置の簡略平面図である。 本発明の実施形態を示す剥離装置の使用状況を示す要部拡大簡略側面図であり、（ａ）は使用前、（ｂ）は使用後である。 本発明の実施形態を示す剥離装置の使用状況を示す要部拡大簡略側面図であり、（ａ）は使用前、（ｂ）は使用途中、（ｃ）は使用後である。 本発明の他の実施形態を示す剥離装置の簡略側面図である。 前記図５の剥離装置の簡略平面図である。 従来の剥離装置の使用状況を示す要部拡大簡略側面図であり、（ａ）は使用前、（ｂ）及び（ｃ）は使用途中、（ｄ）は使用後である。

符号の説明

１ 突き上げ機構
２ 固定ブロック
３ 内側上下動部材
４ 外側上下動部材
５ 昇降駆動装置
１４ ピン部材
１６ コレット
２０ 粘着シート
２１ チップ

Claims (11)

1. 粘着シート上に貼付けられて配置された電子部品を剥離する剥離装置であって、
   固定ブロックと、この固定ブロックの内周に配設される少なくとも１つの内側上下動部材と、固定ブロックの外周に配設される少なくとも１つの外側上下動部材とを備え、前記粘着シートの下面側から突き上げる突き上げ機構と、
   前記内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に上下動させることにより、内側上下動部材の上端面を上位とし、固定ブロックの上端面を中位とし、外側上下動部材の上端面を下位とする昇降駆動装置とを備えることを特徴とする剥離装置。
2. 前記昇降駆動装置は、前記外側上下動部材を固定ブロックの高さ位置よりも上方に上昇させた後、前記内側上下動部材と外側上下動部材とを同時に上下動させることにより、内側上下動部材の上端面を上位とし、固定ブロックの上端面を中位とし、外側上下動部材の上端面を下位とすることを特徴とする請求項１の剥離装置。
3. 前記外側上下動部材を、チップ裏面と面接触状となる筒状部材にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の剥離装置。
4. 前記外側上下動部材を、チップ裏面と点接触状となるピン部材にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の剥離装置。
5. 前記昇降駆動装置は、回転駆動する回転軸を備え、この回転軸に、回転軸の回転によって内側上下動部材を上下動させる第１カムと、回転軸の回転によって外側上下動部材を上下動させる第２カムとを付設したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項の剥離装置。
6. 前記昇降駆動装置は、コレットにて電子部品を保持する前又は保持するのと同時に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させるものであることを特徴とする請求項１〜請求項５の剥離装置。
7. 前記昇降駆動装置は、コレットにて電子部品を保持した後に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させるものであることを特徴とする請求項１〜請求項５の剥離装置。
8. 粘着シート上に貼付けられて配置された電子部品を、上記粘着シートの下面から突き上げる剥離方法において、
   前記請求項１〜請求項４のいずれかの剥離装置を、チップの下方に位置させた後、
   固定ブロックの内周に配置された内側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させて電子部品の中央部を突き上げると同時に、前記固定ブロックの外周に配置された外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも下方に下降させることを特徴とする剥離方法。
9. 前記外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させた後、固定ブロックの内周に配置された内側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも上方に上昇させて電子部品の中央部を突き上げると同時に、前記固定ブロックの外周に配置された外側上下動部材の上端面を、固定ブロックの上面の高さ位置よりも下方に下降させることを特徴とする請求項６の剥離方法。
10. コレットにて電子部品を保持する前又は保持するのと同時に、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させることを特徴とする請求項８又は請求項９の剥離方法。
11. コレットにて電子部品を保持した後、固定ブロックと、内側上下動部材と、外側上下動部材とを上下動させることを特徴とする請求項８又は請求項９の剥離方法。

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