JP5356061B2

JP5356061B2 - 剥離装置及び剥離方法

Info

Publication number: JP5356061B2
Application number: JP2009035072A
Authority: JP
Inventors: 義和下川
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: JP2010192648A

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、図５及び図６に示すように、チップの中央部を突き上げる１本の第１突き上げピン１０１と、第１突き上げピン１０１の周囲に配設される４本の第２突き上げピン１０２とで突き上げ部材を構成している。図５に示すように、第１突き上げピン１０１は、第１突き上げピン駆動機構１０３に連結されており、第２突き上げピン１０２は、第２突き上げピン駆動機構１０４に連結されている。これにより、第１突き上げピン１０１と第２突き上げピン１０２とは独立した駆動機構により駆動される。

そして、チップ１０５を粘着シート１０６から剥離する際には、まず、図７（ａ）に示すように、第１突き上げピン１０１及び第２突き上げピン１０２から構成される剥離装置の突き上げ機構を、チップ１０５の下方に位置させる。そして、図７（ａ）の矢印Ｄに示すように、第１突き上げピン１０１と第２突き上げピン１０２とを一体的に上昇させる。これにより、チップ１０５のコーナー部は４本の第２突き上げピン１０２で突上げられ、粘着シート１０６からチップ周縁部を初期剥離させる。その後、図７（ｂ）の矢印Ｅに示すように、第２突き上げピン１０２を下降させて、最終的には図７（ｃ）に示すように、第１突き上げピン１０１の１本のピンがチップ１０５に接触してチップ１０５を保持することになる。これにより、チップ１０５はさらに外周側から剥離し、チップ１０５を粘着シート１０６から完全に剥離することができる。

特開２００７−１１５９３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の剥離装置では、初期剥離を行う場合及びその後の剥離を行う場合、チップを保持している箇所がピンの接触している点のみとなる。特に、チップ周縁部の初期剥離を行った後では１本のピンのみがチップに当接するため、１点に応力が集中する。このため、ピンの当接箇所であるチップに過大な負荷が集中し、特に極薄チップを剥離させる場合、チップ割れが発生するおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みて、粘着シートから剥離する際に、電子部品にかかる負荷を分散させることができて、チップの一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができ、電子部品の割れを防止す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薄肉平板状の電子部品を剥離する剥離装置であって、前記電子部品よりも、その外形が小さい突上面部を有する第１突上手段と、複数のピン部材を有する第２突上手段と、前記第１突上手段の突上面部を上下動させる第１駆動機構と、前記第２突上手段のピン部材を上下動させる第２駆動機構と、前記突上面部とピン部材、又は突上面部のみが、電子部品を、粘着シートを介して下方から突き上げて電子部品の周縁部を剥離させる初期剥離を行った後、前記ピン部材の先端を突上面部よりも上位に位置させて電子部品の剥離を促進させるように、前記第１駆動機構と第２駆動機構とを制御する制御手段とを備え、前記第１突上手段の突上面部の上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して、この突上面部の上面に正方形の複数の小区画部を形成し、かつ各小区画部の略中心部に前記第２突き上げ手段のピン部材を配置したものである。

本発明の剥離装置によれば、第１突上手段の突上面部を上昇させて、電子部品に面状に当接することにより、電子部品にかかる負荷を分散させることができる。この場合、突上面部の外形は、電子部品の外形よりも小であるため、第１突上手段にて電子部品の周縁部を剥離させる初期剥離を行うことができる。これにより、電子部品の初期剥離を行う際に、電子部品の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。その後、第２突上手段の複数のピン部材が電子部品に点状で当接することになる。この場合、複数のピン部材が電子部品に当接することになって、ピン部材１本当たりにかかる負荷が緩和され、電子部品全体として応力が分散されることになる。これにより、電子部品にかかる負荷を分散させつつ電子部品の剥離を促進させることができ、電子部品の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。このようにして、初期剥離は突上面部が電子部品に面状に当接し、その後はピン部材が電子部品に複数の点状で当接することにより、電子部品にかかる負荷を分散させつつ段階的に剥離を行うことができる。

前記第１突上手段の突上面部の上面に凹溝が形成され、この凹溝を真空吸引用の通路とすることができる。これにより、凹溝を介して粘着シートを吸引することができ、初期剥離の際に電子部品を面状に受けつつ、電子部品の周縁部以外の部位（凹溝に対応する部位）においても剥離を促進させることができる。

凹溝を格子状に配列することができる。これにより、電子部品の全面にわたって均等に負荷を分散させることができる。

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薄肉平板状の電子部品を、前記粘着シートの下面から突き上げて剥離する剥離方法において、上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して正方形の複数の小区画部を形成した突上面部を、電子部品に粘着シートを介して下方から突き上げて、電子部品の周縁部を剥離する初期剥離を行った後、各小区画部の略中央部において、ピン部材の先端を前記突上面部よりも上位に位置させて、電子部品の剥離を促進させるものである。

本発明の剥離方法によれば、初期剥離を行う場合、突上面部が電子部品に面状に当接することになって、電子部品にかかる負荷を分散させることができる。これにより、電子部品の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。その後、複数のピン部材が電子部品に点状で当接することになって、ピン１本当たりにかかる負荷が緩和され、電子部品全体として応力が分散されることになる。これにより、電子部品にかかる負荷を分散させつつ電子部品の剥離を促進させることができ、電子部品の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。

本発明の他の剥離方法は、粘着シート上に貼付けられて配置された薄肉平板状の電子部品を、前記粘着シートの下面から突き上げて剥離する剥離方法において、上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して正方形の複数の小区画部を形成した突上面部を、電子部品に粘着シートを介して下方から突き上げて、電子部品の周縁部を剥離する初期剥離を行った後、各小区画部の略中央部において、ピン部材の先端を前記突上面部よりも上位に位置させ、その後、電子部品の中央部に対応するピン部材の先端が、電子部品の外周側に対応するピン部材の先端よりも上位となるようにするものである。

本発明の他の剥離方法によれば、複数のピン部材を突上面部よりも上位に位置させた後、電子部品の中央部に対応するピン部材の先端が、電子部品の外周側に対応するピン部材の先端よりも上位となるようにしているため、電子部品の周縁部より内側の剥離を段階的に行うことができ、より大きな剥離力を付与することができる。

本発明の剥離装置では、電子部品にかかる負荷を分散させつつ段階的に剥離を行うことができるので、電子部品の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができ、電子部品の割れを防止することができる。

凹溝を介して粘着シートを吸引すると、初期剥離の際に電子部品を面状に受けつつ、電子部品の周縁部以外の部位においても剥離を促進させることができるため、容易かつ確実に剥離することができる。

前記凹溝を格子状に配列すると、より一層電子部品にかかる荷重を分散させて、一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができ、電子部品の割れを一層防止することができる。

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際に、電子部品の割れを防止することができる。

本発明の他の剥離方法では、電子部品の周縁部より内側の剥離を段階的に行うことができ、より大きな剥離力を付与することができるため、初期剥離後の剥離を一層確実なものとすることができる。この場合、最終的には、前記剥離方法よりも少数のピン部材が電子部品に当接することになるため、例えば、剛性が大である電子部品の剥離を行う場合や、粘着力が大である粘着シートから剥離を行う場合に特に最適となる。

本発明の実施形態を示す剥離装置の簡略断面図である。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方法の説明図であり、（ａ）はチップの下方に突き上げ機構を位置させた図、（ｂ）は第１突上手段及び第２突上手段を上昇させた図、（ｃ）は第２突上手段をさらに上昇させた図である。本発明の他の実施形態を示す剥離方法の説明図であり、（ａ）はチップの下方に突き上げ機構を位置させた図、（ｂ）は第１突上手段及び第２突上手段を上昇させた図、（ｃ）は第２突上手段をさらに上昇させた図、（ｄ）は電子部品の周縁部に対応するピン部材を下降させた図である。従来の剥離装置の簡略断面図である。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）は使用途中、（ｃ）は使用後である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

この剥離装置は、半導体チップ２１（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２１を回路基板に実装する前に、粘着シート２０に固着されたチップ２１を突き上げて、粘着シート２０からチップ２１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２０上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をステージ２内に備えている。この突き上げ機構１は、図１に示すように、第１突上手段３と、第２突上手段４と、第１駆動機構５と、第２駆動機構６と、制御手段５０とを備えている。

第１突上手段３は、チップ２１よりも外形が小さい正方形の突上面部１０を有している。この突上面部１０の上面には、図２に示すように、凹溝８が格子状に配列されている。すなわち、突上面部１０の一対の辺に平行に延びる３本の凹溝８が形成され、これと直交する方向に３本の凹溝８が形成されている。これにより、平面視において正方形の小区画部７が１６個（４行４列）配列される。

第２突上手段４は、複数のピン部材９から構成されている。ピン部材９は、先端部に先細テーパ部を有し、先端縁はチップ２１を傷付けない程度に鋭くなっている。ピン部材９は、図２に示すように小区画部７の略中央部に位置するように、夫々の小区画部７に形成された孔（図示省略）に嵌まっている。これにより、１６本のピン部材９が４行４列に配置される。第１駆動機構５は、突上面部１０を上下動させるものであり、第２駆動機構６は、ピン部材９を上下動させるものである。これら第１駆動機構５及び第２駆動機構６は、制御手段５０に連結されている。

制御手段５０は、例えばマイクロコンピュータ等から構成されている。制御手段５０は、突上面部１０がチップ２１を下方から突き上げて、チップ２１の周縁部を剥離させる初期剥離を行った後、ピン部材９の先端を突上面部１０よりも上位に位置させてチップ２１の剥離を促進させるように、第１駆動機構５と第２駆動機構６とを制御する。

第１駆動機構５及び第２駆動機構６は、従来の方法を用いて構成することができる。例えば、カムとカムフォロアを用いた機構、シリンダを用いた機構、さらにボールねじ軸を用いた機構など様々な機構を適用することができる。

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。これにより、ステージ２の内面と第１突上手段４の外面との空間１１、及び第１突上手段４の内部空間１２を介して真空吸引される。そして、内部空間１２は、図示省略の連通路により凹溝８に連通しており、この凹溝８を介して粘着シート２０を真空吸引することができる。

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を剥離すべきチップ２１の下方に位置させる。この場合、チップ２１の中央部に第１突上手段３の中央部が対応するように突き上げ機構１を位置させ、平面視において、チップ２１の外周縁よりも内側に突上面部１０の外周縁が収まるようにする。

その後、制御手段５０が第１駆動機構５及び第２駆動機構６を制御して、突上面部１０及びピン部材９を、図３（ａ）の矢印Ａに示す向きに上昇させる。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。突上面部１０の外形は、チップ２１の外形よりも小であるため、図３（ｂ）に示すように、チップの周縁部を剥離させることができる（初期剥離）。この場合、突上面部１０にてチップ２１と面状に当接することができるため、チップ２１にかかる負荷を分散させることができる。これにより、チップ２１の初期剥離を行う際に、チップ２１の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。しかも、凹溝８を介して粘着シート２０を吸引しているため、初期剥離の際にチップ２１の全面を面状に受けつつ、チップ２１の周縁部以外の部位においても剥離を促進することができる。

その後、制御手段５０は第２駆動機構６を制御して、ピン部材９を図３（ｂ）の矢印Ｂに示す向きにさらに上昇させ、ピン部材９の先端を面状部材１０よりも上位に位置させる。これにより、チップ２１は図３（ｃ）に示すように、１６本のピン部材９で保持されることになって剥離が促進される。このとき、１６本のピン部材がチップ２１に１６個の点で当接することになって、ピン部材９の１本当たりにかかる負荷が緩和される。従って、チップ２１全体にかかる負荷が分散され、チップ２１全体として応力が分散されることになり、チップ２１の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができる。この場合、図３（ｃ）に示すように、凹溝８を介した吸引により粘着シート２０が下方に吸着されて、隣り合うピン部材間に存在する粘着シート２０は、チップ２１から既に剥離した状態となっている。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。そして、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。

前記工程では、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を吸着させているが、粘着シート２０からチップ２１を剥離した後に、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、チップ２１にかかる負荷を分散させつつ段階的に剥離を行うことができるので、チップ２１の一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができ、チップ２１の割れを防止することができる。

凹溝８を介して粘着シート２０を吸引すると、初期剥離の際にチップ２１を面状に受けつつ、チップ２１の周縁部以外の部位においても剥離を促進させることができるため、容易かつ確実に剥離することができる。

凹溝８を格子状に配列すると、より一層チップ２１にかかる荷重を分散させて、一部分に過大な負荷が集中するのを防止することができ、チップ２１の割れを一層防止することができる。

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を剥離する他の剥離方法について説明する。この場合、少なくとも第２駆動機構６は、チップの中央に対応する４本のピン部材９の上下動と、チップの外周側に対応する１２本のピン部材９の上下動とを独立して行うことができる機構となっている。まず、前記実施形態と同様の方法で、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（図４（ａ））、面状部材１０及びピン部材９を上昇させて、チップ２１の周縁部を剥離させる（図４（ｂ））。そして、ピン部材９を、図４（ｂ）の矢印Ｂに示す向きにさらに上昇させ、ピン部材９の先端を面状部材１０よりも上位に位置させる（図４（ｃ））。

その後、チップの中央に対応する４本のピン部材９が高くなるように、チップの外周側に対応する１２本のピン部材９を、図４（ｃ）の矢印Ｃに示す向きに下降させている。すなわち、少なくとも最も外周側に位置するピン部材９を下降させて、図４（ｄ）に示すように、中央に対応するピン部材９との間に段差を設ければよい。このようにして、中央部が高くなるようにピン部材９に段差を設けると、チップ２１の周縁部より内側の剥離を段階的に行うことができ、より大きな剥離力を付与することができる。このため、初期剥離後の剥離を一層確実なものとすることができる。

このように、他の剥離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。この場合、最終的には、前記剥離方法よりも少数のピン部材９がチップ２１に当接することになるため、特に剛性が大であるチップ２１の剥離を行う場合や、粘着力が大である粘着シート２０から剥離を行う場合に最適となる。なお、図４に示す剥離方法において、図３に示す剥離方法と同様の構成については、図３と同一符号を付してその説明を省略する。

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、突上面部１０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、ピン部材９や小区画部７は４行４列に限られず、さらに多数の行列であっても少数の行列であってもよい。行と列とでピン部材９や小区画部７の数を相違させてもよく、等ピッチであっても不等ピッチであってもよい。また、凹溝８を格子状とすることなく、小区画部７をランダムに配置してもよい。小区画部７は矩形状に限られず、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。小区画部７は、突上面部１０の全体にわたって設けることなく、少なくともチップ２１のコーナー部に対応する部位に設ければ良い。突上面部１０は凹溝８を有しないものであってもよい。ピン部材９の先端面を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９を先端に先細テーパ部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。

剥離方法としては、実施形態では最初に突上面部１０とピン部材９との両方を上昇させたが、突上面部１０のみを上昇させてもよい。また、最初に突上面部１０とピン部材９とを上昇させた場合、実施形態ではピン部材９をさらに上昇させたが、突上面部１０を下降させることにより、ピン部材９のみがチップ２１に当接するようにしてもよい。また、他の剥離方法として、実施形態では図４（ｃ）の矢印Ｃに示すように、チップ２１の周縁部に対応する１２本のピン部材９を下降させたが、チップ２１の中央に対応する４本のピン部材９をさらに上昇させることにより、中央に対応するピン部材９と、周縁部に対応するピン部材９との間に段差を設けることもできる。

３第１突上手段
４第２突上手段
５第１駆動機構
６第２駆動機構
８凹溝
９ピン部材
１０突上面部
２０粘着シート
２１チップ
５０制御手段

Claims

粘着シート上に貼付けられて配置された薄肉平板状の電子部品を剥離する剥離装置であって、
前記電子部品よりも、その外形が小さい突上面部を有する第１突上手段と、
複数のピン部材を有する第２突上手段と、
前記第１突上手段の突上面部を上下動させる第１駆動機構と、
前記第２突上手段のピン部材を上下動させる第２駆動機構と、
前記突上面部とピン部材、又は突上面部のみが、電子部品を、粘着シートを介して下方から突き上げて電子部品の周縁部を剥離させる初期剥離を行った後、前記ピン部材の先端を突上面部よりも上位に位置させて電子部品の剥離を促進させるように、前記第１駆動機構と第２駆動機構とを制御する制御手段とを備え、前記第１突上手段の突上面部の上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して、この突上面部の上面に正方形の複数の小区画部を形成し、かつ各小区画部の略中心部に前記第２突き上げ手段のピン部材を配置したことを特徴とする剥離装置。
粘着シート上に貼付けられて配置された薄肉平板状の電子部品を、前記粘着シートの下面から突き上げて剥離する剥離方法において、
上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して正方形の複数の小区画部を形成した突上面部を、電子部品に粘着シートを介して下方から突き上げて、電子部品の周縁部を剥離する初期剥離を行った後、
各小区画部の略中央部において、ピン部材の先端を前記突上面部よりも上位に位置させて、電子部品の剥離を促進させることを特徴とする剥離方法。
粘着シート上に貼付けられて配置された薄肉平板状の電子部品を、前記粘着シートの下面から突き上げて剥離する剥離方法において、
上面に真空吸引用の通路となる凹溝を格子状に配列して正方形の複数の小区画部を形成した突上面部を、電子部品に粘着シートを介して下方から突き上げて、電子部品の周縁部を剥離する初期剥離を行った後、
各小区画部の略中央部において、ピン部材の先端を前記突上面部よりも上位に位置させ、
その後、電子部品の中央部に対応するピン部材の先端が、電子部品の外周側に対応するピン部材の先端よりも上位となるようにすることを特徴とする剥離方法。