JP5652868B2 - ウエハパレット及び部品実装機並びにダイシングシートの取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、碁盤目状にダイシングされたウエハから分割したダイを部品実装機に供給するダイ供給装置内で該ウエハを搬送するウエハパレット及び部品実装機並びにダイシングシートの取付方法に関する発明である。

特許文献１（特開２０１０−１２９９４９号公報）に記載されているように、碁盤目状にダイシングされたウエハから分割したダイを部品実装機に供給するダイ供給装置においては、ウエハが貼着されたエキスパンド可能（拡張可能）なダイシングシートをエキスパンドした状態に保持したリング状のエキスパンド装置をウエハパレット上にねじで取り付けて、該ウエハパレットをダイ供給装置の所定位置にセットし、ダイシングシート上のウエハから分割したダイを吸着ノズルで吸着してピックアップする際に、ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分をその真下から突き上げポットで突き上げて該ダイの貼着部分をダイシングシートから部分的に剥離させながら、吸着ノズルで該ダイを吸着してダイシングシートからピックアップするようにしている。

一般に、図８乃至図１１に示すように、ダイシングシート１をエキスパンドした状態に保持するエキスパンド装置２は、インナーリング３とアウターリング４とからなり、ダイシングシート１の外周部を保持する円環状のダイシングフレーム５をエキスパンダ治具６（図１１参照）で押さえ付けた状態で、その下方からインナーリング３でダイシングシート１のうちのウエハ７の貼着部分を押し上げてダイシングシート１をエキスパンドした後、その上方からアウターリング４をインナーリング３の外周に押し込んで、アウターリング４とインナーリング３との間にダイシングシート１の外周側の部分を挟み込むことで、ダイシングシート１をエキスパンドした状態に保持する。このようにして、ダイシングシート１をエキスパンドした状態に保持するエキスパンド装置２は、エキスパンド作業終了後にウエハパレット８上にねじ９で取り付けられる。

特開２０１０−１２９９４９号公報 特開平９−１９０９８８号公報

上記構成のエキスパンド装置２では、ダイシングシート１のエキスパンド量が両リング３，４の厚み（高さ）によって決まるため、ダイシングシート１のエキスパンド量を調整する場合は、厚みの異なる複数種類のリング３，４を用意する必要がある。しかも、エキスパンダ治具６を用いて、ダイシングシート１をエキスパンド装置２にエキスパンドした状態に装着した後、該エキスパンド装置２をウエハパレット８上にねじで取り付けるため、ダイシングシート１のエキスパンド作業からウエハパレット８への取り付けまでの作業に手数がかかり、作業能率が悪い。

尚、特許文献２（特開平９−１９０９８８号公報）のエキスパンド装置は、ペレットボンディング装置のウエハステージに取り付けるものであり、ウエハパレットに取り付けるものではないが、この特許文献２のペレットボンディング装置のエキスパンド装置をウエハパレットのエキスパンド装置に応用すると、ウエハパレットのエキスパンド装置にダイシングシートのエキスパンド量を調整する機能を持たせることができる。

しかし、特許文献２のものは、エキスパンド量の調整をねじ締め込み量の調整によって行うようになっているため、エキスパンド量の調整（ねじ締め込み量の調整）が大雑把になってばらつきが生じやすい。しかも、ダイシングシートのエキスパンド作業からウエハパレットへの取り付けまでの作業に手数がかかるという課題は、依然として解決されずに残されたままである。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダイシングシートのエキスパンド作業からウエハパレットへの取り付けまでの作業を簡単に行うことができるウエハパレット及び部品実装機並びにダイシングシートの取付方法を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、碁盤目状にダイシングしたウエハから分割したダイを部品実装機に供給するダイ供給装置内で該ウエハを搬送するウエハパレットにおいて、パレットベースプレートに上方に突出するように設けられ、前記ウエハが貼着されたエキスパンド可能なダイシングシートのうちの前記ウエハの貼着部分の外径よりも内径が大きいエキスパンド用円筒部材と、前記エキスパンド用円筒部材上に載せられた前記ダイシングシートを、前記パレットベースプレートに対して水平方向に位置決めするための位置決めピンと、前記ダイシングシートの外周部を保持する円環状のダイシングフレームを前記パレットベースプレートとの間に挟み込んで固定することで、前記パレットベースプレートに対して水平方向に位置決めされた前記ダイシングシートを前記エキスパンド用円筒部材上でエキスパンドした状態に保持する固定手段と、前記パレットベースプレートと前記ダイシングフレームとの間に挟み込まれる交換可能なスペーサとを備え、前記パレットベースプレートと前記ダイシングフレームとの間に挟み込む前記スペーサの厚み（高さ）を、前記ダイシングシートの必要とするエキスパンド量に応じて変更するようにしたものである。

本発明では、ダイシングシートをウエハパレットのパレットベースプレートに装着する際に、ダイシングシートをウエハパレットのエキスパンド用円筒部材に載せて、該ダイシングシートの外周部を保持する円環状のダイシングフレームをエキスパンド用円筒部材の外側に位置させて、該ダイシングシートを位置決めピンによりパレットベースプレートに対して水平方向に位置決めすると共に、厚み（高さ）の異なる複数種類のスペーサの中から、該ダイシングシートの必要とするエキスパンド量に応じた厚みのスペーサを選択して、該スペーサをダイシングフレームとパレットベースプレートとの間に挟み込み、固定手段でダイシングフレームをスペーサに押さえ付けてダイシングフレームとスペーサをパレットベースプレートに固定すれば、ダイシングシートの位置決めとエキスパンド量の調整からウエハパレットのパレットベースプレートへの取り付けまでの作業が完了する。これにより、ダイシングシートの位置決めとエキスパンド作業からウエハパレットのパレットベースプレートへの取り付けまでの作業を簡単に行うことができる。

この場合、固定手段は、クランプ機構等により構成しても良いが、請求項２のように、固定手段は、ダイシングフレームを押さえ付ける押さえプレートと、該押さえプレートとパレットベースプレートとの間にダイシングフレームとスペーサとを挟み込んでこれらの部材間に隙間が無くなるまで締め付けて固定するねじ部材とから構成すると良い。このようにすれば、極めて簡単な構成で本発明を実施でき、低コストの要求も満たすことができる。
尚、請求項３に係る発明は、請求項１，２に記載のウエハパレットを用いた部品実装機の発明であり、請求項４に係る発明は、請求項１の「ウエハパレット」の発明と実質的に同じ技術思想を「ダイシングシートの取付方法」の発明として記載したものである。

図１は本発明の一実施例におけるダイ供給装置の外観斜視図である。 図２は突き上げユニット部分の拡大斜視図である。 図３はダイ供給装置をセットした部品実装機の外観斜視図である。 図４はウエハパレットのダイシングシート上のダイをサブロボットの吸着ノズルでピックアップする状態を作業者側から確認する方法を説明する図である。 図５はウエハパレットの外観斜視図である。 図６はダイシングシートをエキスパンドしてウエハパレットに取り付ける工程を説明する図である。 図７はダイシングシートをエキスパンドしてウエハパレットに取り付けた状態を示す縦断面図である。 図８の従来例のウエハパレットの外観斜視図である。 図９は従来例のエキスパンド装置でダイシングシートをエキスパンドした状態を示す外観斜視図である。 図１０は従来例のエキスパンド装置でダイシングシートをエキスパンドした状態を示す縦断面図である。 図１１は従来例のエキスパンド装置でダイシングシートをエキスパンドする工程を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を図面を用いて説明する。
図１に示すように、本実施例のダイ供給装置１１は、マガジン保持部１２（トレイタワー）、パレット引き出しテーブル１３、パレット引き出し機構１４、サブロボット１５、シャトル機構１６、反転ユニット１７、突き上げユニット１８（図２参照）、ＮＧコンベア１９、ノズルチェンジャー２０等を備えた構成となっている。このダイ供給装置１１は、図３に示すように、部品実装機２５のフィーダセット用スロットにパレット引き出しテーブル１３を差し込んだ状態にセットされる。

ダイ供給装置１１のマガジン保持部１２内に上下動可能に収納されたマガジンには、碁盤目状にダイシングされたウエハ２１（多数のダイ）を貼着したエキスパンド可能なダイシングシート４１（図５乃至図７参照）をエキスパンドした状態で取り付けたウエハパレット２２と、トレイ部品を載せたトレイパレット（図示せず）とを多段に混載できるようになっている。

パレット引き出し機構１４は、ウエハパレット２２、トレイパレットのいずれかのパレットをマガジン保持部１２内のマガジンからパレット引き出しテーブル１３上に引き出すものであり、パレット上の部品やダイを部品実装機２５（図３参照）の吸着ノズル（図示せず）でピックアップする位置（以下「部品実装機用引き出し位置」という）と、マガジンに近い引き出し位置（以下「サブロボット用引き出し位置」という）とのいずれの位置にもパレットを引き出し可能に構成されている。部品実装機用引き出し位置は、パレット引き出しテーブル１３の前端の位置（マガジンから最も離れた位置）であり、サブロボット用引き出し位置は、サブロボット１５の吸着ノズル１５ａ（図４参照）でウエハパレット２２のダイシングシート４１上のウエハ２１から分割したダイを吸着可能な位置である。

サブロボット１５は、マガジン保持部１２の背面部（サブロボット用引き出し位置側の面）のうちのパレット引き出しテーブル１３の上方に位置して設けられ、ＸＺ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及び垂直方向）に移動するように構成されている。尚、サブロボット１５の移動方向をＸ方向のみとし、ウエハパレット２２に対するサブロボット１５のＹ方向（パレット引き出し方向）の相対的位置は、パレット引き出し機構１４によってウエハパレット２２をＹ方向に徐々に引き出すことで制御している。このサブロボット１５には、１本又は複数本の吸着ノズル１５ａ（図４参照）が下向きに設けられ、ピックアップするダイのサイズ等に応じてノズルチェンジャー２０で吸着ノズル１５ａを交換できるようになっている。サブロボット１５には、カメラ２４が設けられ、このカメラ２４の撮像画像に基づいて、ピックアップ対象となるダイの位置又はダイの吸着姿勢を確認できるようになっている。

シャトル機構１６は、サブロボット１５の吸着ノズル１５ａでピックアップされた部品やダイをシャトルノズル２６で受け取って部品実装機２５の吸着ノズルでピックアップ可能な位置まで移送する。

反転ユニット１７は、サブロボット１５から受け取るダイを必要に応じて上下反転させるものである。ダイの種類によっては、ダイシングシート４１に上下反対に貼着されたダイ（例えばフリップチップ等）が存在するためである。

突き上げユニット１８（図２参照）は、パレット引き出しテーブル１３に設けられて、ウエハパレット２２のダイシングシート４１下方の空間領域をＸＹ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及びその直角方向）に移動可能に構成されている。そして、部品実装機用引き出し位置とサブロボット用引き出し位置のいずれの位置にウエハパレット２２を引き出した場合でも、ダイシングシート４１のうちのピックアップしようとするダイの貼着部分をその下方から突き上げポット２７で局所的に突き上げることで、当該ダイの貼着部分をダイシングシートから部分的に剥離させてダイをピックアップしやすい状態に浮き上がらせるようにしている。突き上げユニット１８は、ダイのサイズ等に応じて突き上げポット２７を選択できるようにするために、複数種類（例えば４種類）の突き上げポット２７が所定角度ピッチ（図２の例では９０°ピッチ）で放射状に設けられ、突き上げ動作させる突き上げポット２７が上向きとなる位置まで回転させるように構成されている。

この突き上げユニット１８は、サーボモータ（図示せず）を駆動源として突き上げユニット１８全体が上下動するように構成されている。ダイピックアップ動作時には、突き上げユニット１８が上昇して突き上げポット２７の上端がウエハパレット２２のダイシングシート４１に接触すると、ストッパ機構（図示せず）が作動して突き上げユニット１８の上昇が止まり、更に上昇動作を続けると、突き上げポット２７から突き上げピンが上方に突出して、ダイシングシート４１のうちの吸着しようとするダイの貼着部分（吸着ノズル１５ａの吸着点）を突き上げるようになっている。この場合、駆動源となるサーボモータの回転量を調整することで、突き上げピンの突き上げ高さを調整できるようになっている。尚、ＮＧコンベア１９は、不良部品や吸着不良のダイを排出するコンベアである。

図３及び図４に示すように、マガジン保持部１２には、ウエハパレット２２のダイシングシート４１上のダイをサブロボット１５の吸着ノズル１５ａでピックアップする状態を作業者側から確認するための窓部３１が設けられ、ウエハパレット２２のダイシングシート４１上のダイをサブロボット１５の吸着ノズル１５ａでピックアップする状態を作業者が確認する際に、マガジン保持部１２内のウエハパレット２２を窓部３１よりも下方へ退避させる確認モードの運転を選択できるように構成されている。更に、確認モードでは、サブロボット１５の吸着ノズル１５ａがウエハパレット２２のダイシングシート４１上のダイをピックアップした状態で、サブロボット１５を停止できるようになっている。

以上のように構成したダイ供給装置１１の制御装置３２は、キーボード、マウス等の入力装置３３と、液晶ディスプレイ等の表示装置３４等の周辺装置を備えたコンピュータにより構成され、部品実装機２５に供給する部品の種類に応じてパレットの引き出し位置と部品のピックアップ方法を選択すると共に、その選択結果に応じてパレット引き出し機構１４、サブロボット１５及びシャトル機構１６、反転ユニット１７、突き上げユニット１８等の動作を次のように制御する。

（１）小さいダイ２１の場合
小さいダイ２１の場合は、サブロボット１５→シャトルノズル２６→部品実装機２５の吸着ノズルへのダイ２１のつかみ替えが困難であるので、マガジン保持部１２からウエハパレット２２を部品実装機用引き出し位置に引き出して、当該ウエハパレット２２のダイシングシート上のダイ２１を部品実装機２５の吸着ノズルで直接ピックアップする。

（２）上記以外のサイズのダイ２１の場合
ダイ２１のつかみ替えが可能なサイズのダイ２１の場合は、実装時間を短縮することを目的として、マガジン保持部１２内のマガジンからウエハパレット２２をサブロボット用引き出し位置に引き出して、サブロボット１５の吸着ノズル１５ａで当該ウエハパレット２２のダイシングシート上の複数のダイ２１をピックアップし、当該複数のダイ２１をシャトル機構１６のシャトルノズル２６で受け取って所定のピックアップ位置まで移送し、このピックアップ位置で、シャトル機構１６のシャトルノズル２６からダイ２１を部品実装機２５の吸着ノズルでピックアップする。

（３）トレイ部品の場合
トレイ部品の場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからトレイパレットを部品実装機用引き出し位置に引き出して、当該トレイパレット上のトレイ部品を部品実装機２５の吸着ノズルで直接ピックアップする。

次に、ウエハパレット２２の構成を図５乃至図７を用いて説明する。
図６及び図７に示すように、ウエハパレット２２のパレットベースプレート４２には、ダイシングシート４１に貼着されたウエハ２１の外径よりも内径が大きい円形開口部４３が形成され、該円形開口部４３の内周縁には、エキスパンド用円筒部材４４の下端が固着されている。これにより、エキスパンド用円筒部材４４がパレットベースプレート４２に上方に突出するように設けられ、該エキスパンド用円筒部材４４の厚み（高さ）がダイシングシート４１の最大のエキスパンド量よりも大きくなっている。尚、エキスパンド用円筒部材４４をパレットベースプレート４２に一体に形成しても良い。

図５に示すように、パレットベースプレート４２には、ダイシングシート４１のウエハ２１の位置を位置決めするための２本の位置決めピン４５が上向きに延びるように設けられ、一方、ダイシングシート４１の外周部を保持する円環状のダイシングフレーム４６には、２本の位置決めピン４５に対応する位置に２つの位置決め溝が形成されている。これにより、ダイシングシート４１をエキスパンドする際に、ダイシングシート４１をエキスパンド用円筒部材４４上に載せて、ダイシングフレーム４６の２つの位置決め溝を２本の位置決めピン４５に嵌合することで、ダイシングシート４１のＸＹ方向の位置がエキスパンド用円筒部材４４上で位置決めされ、ダイシングシート４１上のウエハ２１がエキスパンド用円筒部材４４の内周側に位置した状態となる。

図６及び図７に示すように、ダイシングシート４１のダイシングフレーム４６を押さえ付ける押さえプレート４７と、該押さえプレート４７とパレットベースプレート４２との間にダイシングフレーム４１とスペーサ４８とを挟み込んで締め付け固定する複数のナット４９（ねじ部材）とを備え、パレットベースプレート４２のうちのエキスパンド用円筒部材４４の外周囲の複数箇所に上向きに突設された複数のボルト５０（ねじ部材）にそれぞれナット４９を締め込んで、ダイシングフレーム４１とスペーサ４８との間に隙間が無くなるまでナット４９を完全に締め付けて固定するようになっている。これらナット４９とボルト５０と押さえプレート４７とから特許請求の範囲でいう固定手段が構成されている。

更に、本実施例では、パレットベースプレート４２とダイシングフレーム４６との間に挟み込むスペーサ４８は、厚み（高さ）の異なる複数種類のスペーサを用意して、ダイシングシート４１をウエハパレット２２に装着する際に、厚み（高さ）の異なる複数種類のスペーサの中から、該ダイシングシート４１の必要とするエキスパンド量に応じた厚みのスペーサ４８を選択して、該スペーサ４８をダイシングフレーム４６とパレットベースプレート４２との間に挟み込むようにしている。スペーサ４８の形状は、エキスパンド用円筒部材４４の外周囲を取り囲む円環状（リング状）に形成しても良いし、エキスパンド用円筒部材４４の外周囲の複数箇所に分離して配置するブロック形状に形成しても良い。要は、スペーサ４８の形状は、ダイシングフレーム４６とパレットベースプレート４２との間に該スペーサ４８の厚み（高さ）相当分の間隔を保持できる形状であれば、どの様な形状であっても良い。

次に、ダイシングシート４１をエキスパンドしてウエハパレット２２に取り付ける手順を説明する。
まず、厚み（高さ）の異なる複数種類のスペーサの中から、ダイシングシート４１の必要とするエキスパンド量に応じた厚みのスペーサ４８を選択して、図６に示すように、該スペーサ４８をパレットベースプレート４２の所定位置にセットする。この後、ダイシングシート４１をエキスパンド用円筒部材４４上に載せて、該ダイシングシート４１の外周部を保持するダイシングフレーム４６の２つの位置決め溝を２本の位置決めピン４５に嵌合することで、ダイシングシート４１のＸＹ方向の位置をエキスパンド用円筒部材４４上で位置決めする。

この後、ダイシングフレーム４６上に押さえプレート４７を載せて、その上方から各ナット４９を各ボルト５０に締め込む。この際、図７に示すように、各ナット４９は、ダイシングフレーム４１とスペーサ４８との間に隙間が無くなるまで完全に締め付ける。これにより、ダイシングフレーム４１がスペーサ４８の上面に当接するまで押し下げられ、ダイシングシート４１がエキスパンド用円筒部材４４上でエキスパンドされた状態に取り付けられる。以上の作業により、ダイシングシート４１のエキスパンド作業とウエハパレット２２へのダイシングシート４１の取付作業とが同時に完了する。

以上説明した本実施例のウエハパレット２２によれば、厚み（高さ）の異なる複数種類のスペーサの中から、ダイシングシート４１の必要とするエキスパンド量に応じた厚みのスペーサ４８を選択して、該スペーサ４８をパレットベースプレート４２の所定位置にセットした後、パレットベースプレート４２に設けたエキスパンド用円筒部材４４上にダイシングシート４１を載せて、押さえプレート４７でダイシングシート４１の外周部のダイシングフレーム４６を押さえ付けて、該押さえプレート４７とパレットベースプレート４２との間にダイシングフレーム４６とスペーサ４８とを挟み込んでナット４９で締め付けて固定するようにしたので、ダイシングシート４１をウエハパレット２２に取り付けることで、同時にダイシングシート４１をエキスパンドした状態にすることができ、ダイシングシート４１のエキスパンド作業からウエハパレット２２への取り付けまでの作業を簡単に行うことができる。

尚、ダイシングフレーム４６とパレットベースプレート４２との間にスペーサ４８を挟み込んで固定する固定手段は、上記実施例のようなナット４９とボルト５０と押さえプレート４７との組み合わせに限定されず、例えば、クランプ機構等で構成しても良い。

その他、本発明は、ダイ供給装置１１の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１１…ダイ供給装置、１２…マガジン保持部、１３…パレット引き出しテーブル、１４…パレット引き出し機構、１５…サブロボット、１５ａ…吸着ノズル、１６…シャトル機構、１７…反転ユニット、１８…突き上げユニット、１９…ＮＧコンベア、２０…ノズルチェンジャー、２１…ダイ、２２…ウエハパレット、２５…部品実装機、２６…シャトルノズル、２７…突き上げポット、４１…ダイシングシート、４２…パレットベースプレート、４３…円形開口部、４４…エキスパンド用円筒部材、４５…位置決めピン、４６…ダイシングフレーム、４７…押さえプレート、４８…スペーサ、４９…ナット（ねじ部材）、５０…ボルト（ねじ部材）

Claims (4)

1. 碁盤目状にダイシングされたウエハから分割したダイを部品実装機に供給するダイ供給装置内で該ウエハを搬送するウエハパレットにおいて、
   パレットベースプレートに上方に突出するように設けられ、前記ウエハが貼着されたエキスパンド可能なダイシングシートのうちの前記ウエハの貼着部分の外径よりも内径が大きいエキスパンド用円筒部材と、
   前記エキスパンド用円筒部材上に載せられた前記ダイシングシートを、前記パレットベースプレートに対して水平方向に位置決めするための位置決めピンと、
   前記ダイシングシートの外周部を保持する円環状のダイシングフレームを前記パレットベースプレートとの間に挟み込んで固定することで、前記パレットベースプレートに対して水平方向に位置決めされた前記ダイシングシートを前記エキスパンド用円筒部材上でエキスパンドした状態に保持する固定手段と、
   前記パレットベースプレートと前記ダイシングフレームとの間に挟み込まれる交換可能なスペーサとを備え、
   前記パレットベースプレートと前記ダイシングフレームとの間に挟み込む前記スペーサの厚みを、前記ダイシングシートの必要とするエキスパンド量に応じて変更することを特徴とするウエハパレット。
2. 前記固定手段は、前記ダイシングフレームを押さえ付ける押さえプレートと、該押さえプレートと前記パレットベースプレートとの間に前記ダイシングフレームと前記スペーサとを挟み込んでこれらの部材間に隙間が無くなるまで締め付けて固定するねじ部材とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のウエハパレット。
3. 請求項１又は２に記載のウエハパレットを搭載するマガジンと、
   前記マガジンに搭載された前記ウエハパレットを前記マガジンから引き出すパレット引き出し機構と、
   前記パレット引き出し機構により引き出された前記ウエハパレット上のダイをピックアップする吸着ノズルと
   を備えたことを特徴とする部品実装機。
4. 碁盤目状にダイシングされたウエハが貼着されたダイシングシートをエキスパンドし、前記ウエハから分割されたダイを部品実装機に供給するダイ供給装置内で該ウエハを搬送するウエハパレットのパレットベースプレートに前記ダイシングシートを取り付けるダイシングシートの取付方法であって、
   厚みの異なる複数種類のスペーサの中から、前記ダイシングシートの必要とするエキスパンド量に応じた厚みのスペーサを選択する工程と、
   選択されたスペーサを前記ウエハパレットのパレットベースプレートにセットする工程と、
   前記ダイシングシートの水平方向の位置を前記ウエハパレットのパレットベースプレートに対して位置決めする工程と、
   前記ウエハパレットのパレットベースプレートに対する水平方向の位置を位置決めされた前記ダイシングシートの外周部を保持する円環状のダイシングフレームを、前記パレットベースプレートにセットされた前記スペーサと固定手段との間に挟み込んで固定することにより、前記ダイシングシートをエキスパンドしながら前記ダイシングシートを前記パレットベースプレートに取り付ける工程と
   を含むことを特徴とするダイシングシートの取付方法。

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