JP5472275B2 - エキスパンド装置及び部品の製造方法 - Google Patents

Description

片面にウェーハが貼付された粘着テープを拡張するためのエキスパンド装置及び該エキスパンド装置を用いた部品の製造方法に関する。

従来、電子部品の量産性を高めるために、粘着テープが広く用いられている。より具体的には、先ず粘着テープの片面にウェーハを貼り付ける。次に、ウェーハをダイシングにより複数の角形小片である部品に分割する。しかる後、粘着テープを拡張し、部品間の間隔を拡げる。次に、各部品をピックアップする。

上記のような粘着テープを拡張する装置として、様々なエキスパンド装置が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、図８に示すエキスパンド装置が開示されている。エキスパンド装置１００１では、加熱テーブル１００２上に、粘着テープ１００３が載置されている。図示されていないが、粘着テープ１００３上には、分割されるべきウェーハが貼付される。

粘着テープ１００３の外周縁は、上側拡張リング１００４の上面に貼り付けられている。粘着テープ１００３が貼り付けられた上側拡張リング１００４を、下側拡張リング１００５上に載置する。

図示しないウェーハをダイシングした後に、粘着テープ１００３を矢印Ａで示すように外側に向かってエキスパンドする。それによって、ウェーハ分割後の部品同士の間隔が拡げられる。

特開２００７−８１３５２号公報

エキスパンド装置１００１では、粘着テープ１００３の拡張を容易とするために、加熱テーブル１００２により粘着テープ１００３を加熱している。加熱テーブル１００２は、シャフト１００６の上端に固定されている。シャフト１００６は図示しない他の部材を介して、下側拡張リング１００５に連結されている。これらの部材は、機械的強度を要求されるため、金属などからなる。そのため、加熱テーブル１００２の熱が、シャフト１００６を伝わり下側拡張リング１００５から上側拡張リング１００４まで伝わることとなる。その結果、粘着テープ１００３において、ウェーハが貼付されている領域だけでなく、上側拡張リング１００４と接触している外周縁近傍の領域においても加熱されることとなる。従って、粘着テープ１００３のウェーハ貼付領域よりも外側の領域でも粘着テープ１００３が拡張されることとなる。また、特に上側拡張リング１００４の中でもシャフト１００６との接続部分は他の部分に比べて高温になる。この温度差により粘着テープ１００３は等方的に拡張されにくく、拡張程度がばらつくという問題があった。そのため、中央のウェーハ貼付領域において粘着テープ１００３が十分に拡張され難いという問題があった。よって、部品間の間隔を均等にかつ十分に拡げることが困難であり部品を確実にピックアップすることが困難となる。

本発明の目的は、ウェーハ貼付領域において、粘着テープをより効果的に拡張させることができ、部品を高精度にピックアップすることを可能とするエキスパンド装置及び該エキスパンド装置を用いた部品の製造方法を提供することにある。

本発明に係るエキスパンド装置は、加熱テーブルと、非加熱リングと、断熱材と、保持装置と、駆動装置とを備える。加熱テーブルの上面には、粘着テープの前記ウェーハが貼付されている部分を含む中央の第１の部分が載置される。非加熱リングは、加熱テーブルの外周縁を囲むように配置されている。断熱材は、前記非加熱リングの上面に積層されている。前記粘着テープの前記第１の部分の外側の第２の部分が断熱材の上面に直接または間接に積層される。保持装置は、粘着テープの上記第２の部分よりも外側の第３の部分を保持するものである。上記駆動装置は、前記加熱テーブル及び非加熱リングを前記保持装置に対して相対的に上下方向に駆動し、粘着テープを拡張するための装置である。

本発明に係るエキスパンド装置のある特定の局面では、前記非加熱リングの上面に前記粘着テープが接触しないように、前記非加熱リングの上面が前記加熱テーブルの上面よりも低くされている。この場合には、非加熱リングにより粘着テープが直接加熱され難い。そのため、粘着テープの第１の部分における拡張率をより一層高めることができる。

本発明に係るエキスパンド装置の他の特定の局面では、前記非加熱リングが上面に凹部を有し、該凹部内に枠材が配置されている。

本発明に係るエキスパンド装置のさらに他の特定の局面では、前記非加熱リングが、前記加熱テーブルの外周縁に対して隙間を隔てて配置されている。この場合には、非加熱リングに加熱テーブルの外周縁から伝熱による熱移動が生じ難い。

本発明に係るエキスパンド装置のさらに別の特定の局面では、前記加熱テーブルと、前記非加熱リングとを連結する連結部材をさらに備え、該連結部材の一部に、第２の断熱材が介在されている。この場合には、第２の断熱材により、非加熱リングの温度上昇を効果的に抑制することができる。

本発明に係るエキスパンド装置のさらに別の特定の局面では、前記加熱テーブルの上面が、拡張後に複数の部品が占める領域以下の大きさとされている。この場合には、拡張後の複数の部品が占める領域よりも外側の領域の加熱を効果的に抑制することができる。

本発明に係る部品の製造方法は、本発明のエキスパンド装置を用いた製造方法である。本発明の製造方法は、下記の各工程を備える。

前記粘着テープの上面に個々の部品に切断されたウェーハを貼付する工程。

前記エキスパンド装置の前記加熱テーブル上に前記粘着テープの前記第１の部分が位置するように、かつ前記第２の部分が前記断熱材上に直接または間接に積層されるように、前記粘着テープを配置する工程。

前記駆動装置により前記加熱テーブル及び前記非加熱リングを前記保持装置に対して下方に移動させ、前記複数個の部品同士を隔てる工程。

本発明に係るエキスパンド装置及びその製造方法によれば、枠材が断熱材を介して非加熱リングに積層されているため、加熱テーブルから非加熱リングに伝わってきた熱が断熱材の上方に伝わり難い。そのため、第１の部分を加熱テーブルからの熱により効果的に拡張することができるとともに、第２の部分における拡張を抑制することができる。従って、複数の部品間の間隔を十分に拡げることができ、拡張程度のばらつきも生じ難い。よって、ダイシング後に個々の部品を高精度にピックアップすることが可能となる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態で用いられるエキスパンド装置の要部を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、該エキスパンド装置の正面断面図であり、（ｃ）は、該エキスパンド装置の要部を拡大して示す部分切欠正面断面図である。 本発明の第１の実施形態のエキスパンド装置において、加熱テーブル上においてダイシングされかつ拡張前の複数の部品の位置関係を説明するための模式的平面図である。 本発明の第１の実施形態のエキスパンド装置を用いて粘着テープを拡張した後の状態を示す正面断面図である。 本発明の第１の実施形態のエキスパンド装置において、加熱テーブル上においてダイシングされかつ拡張された後の複数の部品の位置関係を説明するための模式的平面図である。 拡張後に複数の部品チップを粘着テープから取り出す工程を説明するための模式的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態のエキスパンド装置を用いた拡張工程における拡張率及び枠材の温度の時間による変化を示す図である。 第１の実施形態の変形例に係るエキスパンド装置を説明するための部分切欠正面断面図である。 従来のエキスパンド装置の一例を示す部分切欠正面断面図である。

以下、図面を参照しつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。

図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るエキスパンド装置を説明するための正面断面図である。エキスパンド装置１は、粘着テープ２を径方向外側に拡張する装置である。粘着テープ２は、少なくとも上面が、粘着性を有する合成樹脂フィルム材料からなる。

粘着テープ２は、円形の平面形状を有する。粘着テープ２の上面には、該粘着テープの外周縁近傍に保持リング３が固定されている。エキスパンド装置１には、上記粘着テープ２が保持リング３に固定されている構造が図示のように載置される。

また、粘着テープ２の上面は粘着性を備え、ウェーハ４が粘着固定されている。ウェーハ４は、ダイシングにより複数の部品４ａに分割されている。本実施形態のエキスパンド装置１では、図１（ｂ）に示すように、すでにダイシングされたウェーハ４が粘着テープ２に接着固定された構造が、エキスパンド装置１にセットされる。

エキスパンド装置１は、円板状の加熱テーブル５を有する。加熱テーブル５の平面形状は円形に限定されるものではなく、矩形等の他の形状であってもよい。

加熱テーブル５の下面には、ボールねじ６の上端が固定されている。

上記加熱テーブル５の上面の面積は、複数の部品４ａが粘着テープ２を拡張した後に占める領域の面積以下の面積を有するように構成されている。もっとも、加熱テーブル５の上面の面積は、粘着テープ２を拡張した後の複数の部品４ａが占める領域の面積より大きくともよい。

上記加熱テーブル５は、粘着テープ２を加熱する作用を果す。それによって、加熱テーブル５の上面に位置している粘着テープ部分、すなわち中央の第１の部分における粘着テープ２の拡張を容易に行うことができる。加熱テーブル５は、粘着テープ２を加熱するものであるため、金属などの熱伝導性に優れた材料からなることが好ましい。本実施形態では、加熱テーブル５は金属からなる。

加熱テーブル５の下方に、加熱テーブル５の下面と対向するように支持プレート７が配置されている。支持プレート７は、中央にねじ穴を有し、このねじ穴に、ボールねじ６がねじ込まれている。ボールねじ６の周りに支持プレート７を回転させることにより、加熱テーブル５を上下方向に移動させることができる。

もっとも、加熱テーブル５の下面と、支持プレート７の上面とは、加熱テーブル５の周方向に沿って配置された複数本のロッド８により連結されている。

支持プレート７は、加熱テーブル５よりも大きな面積の円板状部材である。支持プレート７は、金属などの剛性材料からなる。好ましくは、機械的強度に優れ、安価であるため、支持プレート７は、金属からなる。支持プレート７は、加熱テーブル５と同心に配置されている。また、支持プレート７の面積は、加熱テーブル５よりも大きくされている。

上記支持プレート７の外周縁近傍においては、上面において複数本の連結ロッド９が立設されている。複数本の連結ロッド９は、支持プレート７の周方向に均一に分散配置されている。

上記連結ロッド９は、金属からなるが、他の剛性材料により形成されてもよい。

なお、上記複数本のロッド８及び複数本の連結ロッド９の位置を、図１（ａ）により明らかにする。図１（ａ）は、エキスパンド装置１において、保持装置１４で囲まれた内側の部分の模式的平面図であり、ここでは、粘着テープ２及びウェーハ４は載置されていない。図１（ａ）から明らかなように、複数本のロッド８及び複数本の連結ロッド９は、それぞれ、周方向において均一に分散配置されている。

図１（ｃ）に要部を拡大して示すように、連結ロッド９の上端面には、第１の断熱材１０が積層されている。第１の断熱材１０上に、非加熱リング１２が固定されている。非加熱リング１２は、金属からなるが、他の剛性材料により形成されていてもよい。強度が高く、寸法安定性に優れているため、本実施形態では、非加熱リング１２は、金属からなる。

非加熱リング１２の内周面は、加熱テーブル５の外周面と隙間Ｇを隔てられている。もっとも、非加熱リング１２の内周面と、加熱テーブル５の外周面は接触されていてもよい。好ましくは、上記隙間Ｇが設けられることが望ましい。それによって、後述するように、非加熱リング１２の加熱を抑制することができ、粘着テープ２の第１の部分の拡張率をより一層高めることができる。

非加熱リング１２は、略円環状の形状を有するが、上面に凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは、非加熱リング１２の上面において、径方向外側に開いている。凹部１２ａの底面に、第２の断熱材１１が積層されている。第２の断熱材１１は、第１の断熱材１０と同様に、断熱作用を果すものである。従って、非加熱リング１２よりも熱伝導性が低い適宜の断熱性材料により形成し得る。好ましくは、断熱性に優れているため、第１，第２の断熱材１０，１１は、樹脂からなることが望ましい。本実施形態では、第１，第２の断熱材１０，１１は、ガラスエポキシ樹脂からなる。

また、図１（ｃ）に示すように、第２の断熱材１１の上面は、非加熱リング１２の上面よりも低くされている。それによって、後述する枠材１３の一部を凹部１２ａ内に収納することができる。それによって、枠材１３を非加熱リング１２上に安定に配置することができる。より好ましくは、円環状の枠材１３の内径は、非加熱リング１２の凹部の環状垂直壁１２ｂの径と同等もしくは該径よりも若干小さくされていることが望ましい。それによって、枠材１３を、環状垂直壁１２ｂに密着させることができる。それによって、枠材１３の位置ずれを防止することができる。

枠材１３は、円環状の形状を有する。枠材１３の上面は、加熱テーブル５の上面と同じ高さ位置とされている。それによって、図１（ｂ）に示すように、平坦な粘着テープ２を安定に支持することができる。

上記枠材１３は、金属などの剛性材料からなる。金属などの剛性材料からなるため、枠材１３の上面と、加熱テーブル５の上面とを正確に同じ高さ位置にすることができる。

上記枠材１３の上面が、粘着テープ２の第２の部分の下面に接触している。すなわち、第２の部分とは、前述した粘着テープ２の第１の部分の外側に位置するドーナツ状の領域である。第１の部分は、前述したように、加熱テーブル５上に位置する部分である。第２の部分は、加熱テーブル５の外周縁よりも外側のリング状の領域である。粘着テープ２は、第２の部分の外側に、さらにリング状の第３の部分を有する。この第３の部分において、粘着テープ２は、保持リング３と共に、保持装置１４により保持されている。保持装置１４は、下方に位置している第１の保持部材１４ａと、上方に位置している第２の保持部材１４ｂとを有する。第１，第２の保持部材１４ａ，１４ｂ間に、粘着テープ２の第３の領域及び保持リング３が挟持され、かつ固定されている。

保持装置１４は、図１（ｂ）において、略図的に示す駆動装置Ｍにより、上下方向に移動可能とされている。すなわち、保持装置１４は、加熱テーブル５及び枠材１３、非加熱リング１２に対し、独立に上下方向に移動可能とされている。

次に、上記エキスパンド装置１を用いた部品の製造方法の実施形態を説明する。

先ず、図１（ｂ）に示すように、エキスパンド装置１上にダイシング済みウェーハ４が貼付された粘着テープ２を載置する。図２は、この状態の平面図であり、粘着テープ２の中央の領域に、ダイシング済みウェーハ４、すなわち複数の部品４ａに分割されたウェーハ４が位置している。この複数の部品４ａが占める領域は、加熱テーブル５の上面の面積よりも小さい。次に、第２の保持部材１４ｂと第１の保持部材１４ａとにより、粘着テープ２の外周縁部分を保持リング３ごと挟持し固定する。

しかる後、駆動装置Ｍを駆動し、加熱テーブル５及び枠材１３を図３に示すように、保持装置１４に対して上方に移動させる。それによって、粘着テープ２の内側に位置している第１の部分が上方に移動する。従って、粘着テープ２が径方向外側に向かって拡張されることとなる。それに伴って、図３に示すように、隣り合う部品４ａ間の間隔が拡げられる。この状態を図４に平面図で示す。図４に示すように、部品４ａ間の間隔が拡げられている。複数の部品４ａが占める領域は、加熱テーブル５の上面の面積よりも若干小さくされている。好ましくは、拡張後の複数の部品４ａが占める領域の面積は、加熱テーブル５の上面の面積以上とすることが望ましい。それによって、小型化を進めることができるとともに、拡張率を効果的に高めることができる。

上記加熱テーブル５の上面の面積は、加熱テーブル５の直径をＤとしたとき、Ｄを、拡張前の部品４ａが占める領域×拡張率×（２）^１／２以下とすることが望ましい。この場合、例えば、拡張前の複数の部品４ａが占める正方形の領域の一辺の寸法を１００ｍｍとした場合、拡張率が１１０％必要な場合、１００ｍｍ×１１０（％）×（２）^１／２＝１５０ｍｍとなる。従って、加熱テーブル５の直径は、１５０ｍｍまたはそれ以下とすればよい。

上記のように、隣り合う部品４ａ間の隙間が拡げられると、各部品４ａをピックアップ装置により容易にかつ能率良く取り出すことができる。上述したように、エキスパンド装置１は、複数の部品４ａ間の間隔を拡げる装置である。

次に、図５に示すように、拡張後の粘着テープ２を上記第２の部分において切断する。そして、図５に示すように、切断された粘着テープ２を複数の部品４ａごと上方に取り出す。この取り出しに際しては、上記枠材１３も粘着テープ２と共に一体に取り出す。従って、拡張後の粘着テープ２を容易にかつ確実にピックアップ装置側へ移動させることができる。

本実施形態のエキスパンド装置１では、上記のように、加熱テーブル５を加熱することにより、粘着テープ２を容易に拡張することができる。加熱テーブル５が加熱された場合、金属からなるボールねじ６、支持プレート７及び連結ロッド９を介して非加熱リング１２及び枠材１３側に熱が伝わる。しかしながら、第１，第２の断熱材１０，１１が、間に存在するため、枠材１３が加熱され難い。従って、第２の部分では、粘着テープ２は第１の部分に比べて拡張され難い。よって、第１の部分における拡張率を効果的に高めることができる。また、拡張率のばらつきも生じ難い。従って、複数の部品４ａ間の各ばらつきも生じ難い。

また、上記実施形態では、加熱テーブル５の外周面と、非加熱リング１２の内周面とが隙間Ｇを隔てられている。そのため、それによっても、粘着テープ２の拡張率を高めることができる。本願発明者の実験によれば、上記隙間Ｇを設けなかった場合に粘着テープの温度を４２℃まで加熱した場合の拡張率を１００％としたとき、寸法が５ｍｍである隙間Ｇを設けた場合には、粘着テープの温度を３４．０℃に加熱した場合であっても、拡張率が１０２％と高められ得ることが確かめられている。

さらに、前述した通り、この種のエキスパンド装置では、加熱テーブルが加熱されると、加熱テーブルに連結されている部材の温度も上昇する。従って、例えば非加熱リングなどの粘着テープ２に近接する部材の温度が加熱テーブル５と同等になるまでは、拡張率にばらつきが生じがちであるという問題があった。しかしながら、本実施形態のエキスパンド装置１では、加熱テーブル５を加熱し始め、早い段階から拡張率のばらつきを小さくすることができる。

図６から明らかなように、枠材１３の温度が高くなると、拡張率は若干低くなることがわかる。本願発明者の実験によれば、以下の通りである。加熱テーブル５の温度を６０℃としたときに、枠材１３の温度が３８℃である場合、粘着テープ２の拡張率を基準として１００％とする。これに対して、枠材１３の温度が２５℃であれば、拡張率は１０３％に高められることが確かめられている。すなわち、第１，第２の断熱材１０，１１を設け、枠材１３の温度上昇を抑制することにより、上記拡張率を効果的に高め得ることがわかる。なお、上記拡張率とは、拡張後のウェーハにおける最も離れた部品同士の間の距離の拡張前のウェーハにおいて最も離れた部品同士の間の距離に対する割合をいうものとする。

なお、上記実施形態では、非加熱リング１２の下面に第１の断熱材１０が設けられていたが、図７に示すように、第１の断熱材１０は省略されてもよい。もっとも、好ましくは、第２の断熱材１１だけでなく、第１の断熱材１０を設けることが望ましい。それによって、枠材１３の温度上昇をより効果的に抑制することができる。

上記実施形態で、第１の断熱材１０及び第２の断熱材１１は、円環状の形状を有していたが、他の形状であってもよい。例えば、非加熱リング１２の上面側において、周方向に沿って複数の第２の断熱材１１を分散配置してもよい。第１の断熱材１０についても、非加熱リング１２の下面側において、周方向に複数分散配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、枠材１３が備えられていたが、枠材１３を省略してもよい。その場合には、第２の断熱材１１の厚みを厚くし、粘着テープ２の第２部分を第２の断熱材１１の上面に直接積層すればよい。

なお、上記実施形態の製造方法では、エキスパンド装置１に粘着テープ２をセットするに先立ち、ウェーハ４をダイシングしていたが、加熱テーブル５上において、ウェーハ４が貼り付けられた粘着テープ２を載置し、その状態でダイシングを行ってもよい。

１…エキスパンド装置
２…粘着テープ
３…保持リング
４…ウェーハ
４ａ…部品
５…加熱テーブル
６…ボールねじ
７…支持プレート
８…ロッド
９…連結ロッド
１０…第１の断熱材
１１…第２の断熱材
１２…非加熱リング
１２ａ…凹部
１２ｂ…環状垂直壁
１３…枠材
１４…保持装置
１４ａ…第１の保持部材
１４ｂ…第２の保持部材
Ｍ…駆動装置

Claims (7)

1. 粘着テープのウェーハが貼付されている部分を含む中央の第１の部分が上面に載置される加熱テーブルと、
   前記加熱テーブルの外周縁を囲むように配置された非加熱リングと、
   前記非加熱リングの上面に積層され、前記第１の部分の外側の第２の部分が直接または間接に載置される断熱材と、
   前記粘着テープの前記第２の部分よりも外側の第３の部分を保持する保持装置と、
   前記加熱テーブル及び非加熱リングを、前記保持装置に対して相対的に上下方向に駆動して前記粘着テープを拡張する駆動装置とを備える、エキスパンド装置。
2. 前記非加熱リングの上面に前記粘着テープが接触しないように、前記非加熱リングの上面が前記加熱テーブルの上面よりも低くされている、請求項１に記載のエキスパンド装置。
3. 前記非加熱リングが上面に凹部を有し、該凹部内に枠材が配置されている、請求項１に記載のエキスパンド装置。
4. 前記非加熱リングが、前記加熱テーブルの外周縁に対して隙間を隔てて配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエキスパンド装置。
5. 前記加熱テーブルと、前記非加熱リングとを連結する連結部材をさらに備え、該連結部材の一部に、第２の断熱材が介在されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエキスパンド装置。
6. 前記加熱テーブルの上面が、拡張後の複数の部品が占める領域以下の大きさとされている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエキスパンド装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のエキスパンド装置を用いた部品の製造方法であって、
   前記粘着テープの上面に個々の部品に切断されたウェーハを貼付する工程と、
   前記エキスパンド装置の前記加熱テーブル上に前記粘着テープの前記第１の部分が位置するように、かつ前記第２の部分が前記断熱材上に直接または間接に積層されるように、前記粘着テープを配置する工程と、
   前記駆動装置により前記加熱テーブル及び前記非加熱リングを前記保持装置に対して相対的に下方に移動させ、前記複数個の部品同士を隔てる工程とを備える、部品の製造方法。

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