JP5666947B2 - ワーク吸引治具及びワーク把持方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの反り形状に対応した載置形状をシートで構成してワークを切断可能に把持するワーク吸引治具、及び、そのような吸引治具を用いたワーク把持方法に関する。

従来から、ワークを切断する際にワークを把持するワーク吸引治具が用いられている。従来のワーク吸引治具では、ワークを載置する吸着ゴムシートにワークの反り形状に対応させた載置形状を形成していた。

図６は、従来例としてのワーク吸引治具に用いられる吸着ゴムシートの構成図であり、図６（ａ）はワークの平面図、図６（ｂ）はワークを吸着ゴムシート上に載置して吸引する前の状態を示す断面図、図６（ｃ）はワークを吸着ゴムシート上に載置して吸引した状態を示す断面図、図６（ｄ）はワークの切断時の状態を示す側面図である。

図６（ａ）に示されるように、ワーク５００は、リードフレーム５１０上に樹脂パッケージ５２０を備えて構成される。ワーク５００を個片化するために切断（ダイシング）する際には、ワーク５００をワーク吸引治具の吸着ゴムシート４００の上に載置する。吸着ゴムシート４００は、真空ポンプに繋がった複数の吸引孔４１０を有し、吸引孔４１０により吸引することによりワーク５００を吸着ゴムシート４００上に真空吸着する。吸着ゴムシート４００は、ワーク吸引治具の押さえプレート６３０、６４０にて押さえられている。また、吸着ゴムシート４００には、ワーク５００の反り形状に対応するように、凹部４２０がワーク５００の載置面とは反対側の面に形成されている。図６（ｂ）の状態では、まだワーク５００は真空吸着されていないため、ワーク５００は上向きに反った状態で吸着ゴムシート４００上に載置されている。

続いて、ワーク５００の真空吸着を行うと、図６（ｃ）に示されるように、吸着ゴムシート４００の凹部４２０の中央部が下方向へ吸引され、凹部４２１のような形状となる。凹部４２０の形状が凹部４２１の形状のように変化することで、吸着ゴムシート４００の上面は、ワーク５００の反り形状に対応した形状となる。このため、反ったワーク５００を吸着ゴムシート４００上に安定して固定することが可能となる。この状態で、図６（ｄ）に示されるように、ダイサーブレード７００を用いて、ワーク５００の切断（ダンシング）を行い、ワーク５００を個片化する。

図７は、従来例におけるワーク吸引治具に用いられる３つの段差部を備えた吸着ゴムシートの構成図であり、図７（ａ）は吸着ゴムシート４０１の平面図、図７（ｂ）は吸着ゴムシート４０１を用いたワーク吸引治具の断面図をそれぞれ示す。図７に示される吸着ゴムシート４０１には、比較的大きな凹部４５３が形成されている。また、凹部４５３の内側には凹部４５２が形成され、更に凹部４５２の内側には小さな凹部４５１が形成されている。このように、吸着ゴムシート４０１は、大中小３つの凹部４５１、４５２、４５３（ザグリ）を有し、これらの凹部により３つの段差部を形成している。このような３つの凹部４５１、４５２、４５３を備えることにより、ワーク５００をワーク吸引治具に真空吸着した場合、ワーク５００の反り形状により合致した載置形状を形成することが可能となる。

一方、特許文献１には、一括封止後の基板分割時に一括封止部の表面を真空吸着してダイシングすることにより、多数個取り基板の外部端子取り付け面にストレスを与えずに分割することができる半導体装置の製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、ダイシング治具に搭載された回路基板の反りを防止するため、ワーク押さえ部材により回路基板を押えたダイシング治具が開示されている。

特開２００４−５５８６０号公報 特開２００３−７６５１号公報

しかしながら、従来例のようにワークの反り形状に対応させた載置形状を形成するため、吸着ゴムシートに凹部を形成しようとすると、吸着ゴムシートを削り（ザグリ加工）、ザグリ加工後の吸着ゴムシートを評価し、その評価結果により再度ザグリ加工を行うなどの工程を繰り返す必要があり、時間がかかり及び製造コストが高価なものとなっていた。

そこで本発明は、ワークの反り形状に対応した載置形状を安価なシートに形成してワークを切断可能に把持するワーク吸引治具、及び、そのような吸引治具を用いたワーク把持方法を提供する。

本発明の一側面としての吸引治具は、ワークを切断可能に把持するワーク吸引治具であって、前記ワークの真空吸着を行うように構成された治具と、前記治具の上に載置され、前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための貫通孔を備えたシートと、前記シートの上に載置された吸着ゴムシートと、を有し、前記治具、前記シート、及び、前記吸着ゴムシートのそれぞれに設けられた複数の吸引孔を介して前記ワークの真空吸着を行うことで、前記吸着ゴムシートは、前記シートの前記貫通孔の形状に応じて反り、前記吸着ゴムシートの前記ワークの搭載面に前記ワークの反り形状に対応した載置形状が形成される。

本発明の他の側面としてのワーク把持方法は、ワークを切断可能に把持するワーク把持方法であって、治具の上に、前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための貫通孔を備えたシートを載置し、前記シートの上に吸着ゴムシートを載置し、前記治具、前記シート、及び、前記吸着ゴムシートのそれぞれに設けられた複数の吸引孔を介して前記ワークの真空吸着を行うことで、前記吸着ゴムシートは、前記シートの前記貫通孔の形状に応じて反り、前記吸着ゴムシートの前記ワークの搭載面に前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、ワークの反り形状に対応した載置形状を安価なシートに形成してワークを切断可能に把持するワーク吸引治具、及び、そのような吸引治具を用いたワーク把持方法を提供することができる。

本実施例におけるワーク吸引治具に用いられるシートの構成図である。 本実施例におけるワークの概略構成図である。 本実施例におけるワーク吸引治具の構成図である。 本実施例におけるワークの反りとシートとの関係図である。 本実施例における３つの樹脂パッケージを備えたワークの側面図である。 従来例におけるワーク吸引治具に用いられる吸着ゴムシートの構成図である。 従来例におけるワーク吸引治具に用いられる３つの段差部を備えた吸着ゴムシートの構成図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本実施例におけるワーク吸引治具の構成について説明する。ワーク吸引治具は、ワークを切断可能（ダイシング可能）に把持するように構成される。図１は、本実施例における吸引治具に用いられるシートの構成図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれシート１１、１２、１３の平面図、図１（ｄ）はシート１１、１２、１３を積層させてワーク吸引治具に搭載した状態を示す断面図である。

図１に示されるように、本実施例のワーク吸引治具は、３枚のシート１１、１２、１３を積層して用いる。シート１１（図１（ａ））には、ワークを吸引するための真空ポンプ（不図示）に繋がった複数の吸引孔３０が格子状に設けられているとともに、孔２１（貫通孔）が設けられている。孔２１は、ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための段差部として機能する。同様に、シート１２（図１（ｂ））及びシート１３（図１（ｃ））には、複数の吸引孔３０が格子状に設けられているとともに、孔２２、２３（貫通孔）がそれぞれ設けられている。

各シートの材質は、厚さが０．０５〜０．１ｍｍ程度のステンレスや耐熱プラスチックにより構成されている。また各シートの孔２１、２２、２３（貫通孔）は、レーザ切断やウォータージェット切断などの公知の加工方法を用いて形成される。レーザ切断やウォータージェット切断などの方法により貫通孔である孔２１、２２、２３を安価に形成することが可能である。ただし、本実施例はこれらの切断方法に限定されるものではなく、他の切断方法を用いて貫通孔を形成してもよい。

本実施例において、シート１１の孔２１は、シート１２の孔２２及びシート１３の孔２３よりも小さい。また、シート１２の孔２２はシート１１の孔２１よりも大きくシート１３の孔２３よりも小さい。そして、シート１３の孔２３はシート１１の孔２１及びシート１２の孔２２よりも大きい。このように、３つの異なる種類（大きさ、形状）のシートをシート１１、１２、１３の順に積層させることで、図１（ｄ）の下向きに順に広がる開口を有する孔が形成される。

ただし本実施例は、積層されるシートの数は３枚に限定するものではなく、少なくとも１枚のシートを用いればよい。また、積層されるシートの順番は各シートに形成された孔の大きさに決定されるものではない。また、各シートは異なる大きさや形状などの種類に限定されるものではなく、複数の同一のシートを積層させてもよい。なお、各シートは積層配置されていれば接着剤などを用いて固定する必要はないが、各シートの間を接着剤などで固定してもよい。

複数のシートが用いられる場合、これら複数のシートは、少なくとも、第１の貫通孔（例えば孔２１）が形成された第１のシート（例えばシート１１）、及び、第２の貫通孔（例えば孔２２）が形成された第２のシート（例えばシート１２）を備えて構成される。そして、第１の貫通孔及び第２の貫通孔の組み合わせにより、ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための貫通孔が形成される。このとき、例えば第１の貫通孔は第２の貫通孔よりも小さく、第１のシート及び第２のシートを積層させることで貫通孔（ザグリ）が形成される。

なお、シート１１、１２、１３に設けられている複数の吸引孔３０は、互いに対応する位置に配置されており、これらのシート１１、１２、１３を積層させてワーク吸引治具に取り付けたときに、複数の吸引孔３０のそれぞれが貫通した一つの孔を形成し、真空ポンプ（不図示）へと繋がることになる。

図１（ｄ）に示されるように、３枚の積層されたシート１１、１２、１３は治具の上に載置され、積層されたシート１１、１２、１３の上には吸着ゴムシート４０が配置される。吸着ゴムシート４０には、ワークを吸引するための真空ポンプ（不図示）に繋がった複数の吸引孔４１が格子状に設けられ、シート１１、１２、１３の吸引孔３０と繋がっている。なお、吸引孔４１は切断後の個片となったワークを個片ワークごとに吸引するために設けられており、個片ワークごとに孔が形成されている。
本実施例の吸着ゴムシート４０は、ウレタンゴムシートであるが、これに限定されるものではない。吸着ゴムシート４０は、押さえプレート６３、６４によりワーク吸引治具に固定される。

また、吸着ゴムシート４０の上には切断（ダイシング）の対象となるワークが載置される。図２は、本実施例におけるワークの概略構成図であり、図２（ａ）はワークの平面図、図２（ｂ）はワークの側面図をそれぞれ示す。図２に示されるように、本実施例のワーク５０は、リードフレーム５１とリードフレーム５１の少なくとも一部を覆う樹脂パッケージ５２とを備えて構成される。なお本実施例では、リードフレームの代わりに樹脂基板やセラミック基板などの多層配線基板を用いてもよい。以下の説明では、これらをまとめてリードフレームというものとする。

リードフレーム５１の上には複数の半導体チップ（不図示）が搭載されており、これらの半導体チップは樹脂パッケージ５２により覆われている。樹脂パッケージ５２は、例えばトランスファモールドによりリードフレーム５１上に形成される。なお、本実施例のワーク５０は図２に示される構造に限定されるものではなく、本発明は他の構造を有するワークにも適用可能である。

図１（ｄ）に示されるように、ワーク５０は、通常、平面状ではなくある程度の反りが生じている。図１（ｄ）ではワーク５０がＵ字状の反りを有する（ワークの両端が上側に反っている）が、逆Ｕ字状の反りを有する（ワークの両端が下側に反っている）場合もある。本実施例のワーク吸引治具では、積層した３つのシート１１、１２、１３が互いに異なる大きさの孔２１、２２、２３を有しており、孔２１、２２、２３が形成されていることにより、反ったワーク５０をワーク吸引治具に搭載したときにワーク５０の反り形状に対応した形状が形成される。

なお、本実施例のワーク５０は、樹脂パッケージ５２側（半導体チップ搭載側）を吸着ゴムシート４０に向けて載置される。これは、例えばワーク５０のリードフレーム５１側には半田で構成された複数のボール状電極（ＢＧＡ）が配列されているため、このようなＢＧＡを吸着ゴムシート４０に接触させることが望ましくない場合もあるためである。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、リードフレーム５１側を吸着ゴムシート４０に向けてワーク５０を載置してもよい。

図３は、本実施例におけるワーク吸引治具の構成図であり、図３（ａ）はワーク吸引治具の平面分解図、図３（ｂ）はワーク吸引治具の断面図をそれぞれ示す。６０は治具であり、ワークの真空吸着を行うように構成されている。治具６０には、ワークを吸引するための真空ポンプ（不図示）に繋がった複数の吸引孔６５が設けられている。

１４は、治具６０の上に載置されるように構成されたシートであり、ステンレスや耐熱プラスチックの材料から構成される。シート１４には、複数の吸引孔３０が設けられているとともに、ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための４つの孔２４（貫通孔）が設けられている。図３に示される治具６０は、４つの樹脂パッケージが形成されたワークを切断することを想定しており、シート１４には各樹脂パッケージに対応する位置に同じ大きさ及び形状の孔２４が形成されている。ただし、それぞれの反りに対応した孔２４が異なる大きさ及び形状を有するように構成してもよい。なお、図３では、１枚のシート１４のみが用いられるが、複数枚のシートを積層させて用いることもできる。

４０は、シート１４の上に載置されるように構成された吸着ゴムシートである。吸着ゴムシート４０には、複数の吸引孔４１が設けられている。治具６０の上にシート１４及び吸着ゴムシート４０を順に載置した後、押さえプレート６１、６２、６３、６４を用いて吸着ゴムシート４０の４つの端を押さえる。そして図３（ｂ）に示されるように、ネジ６７、６８を用いて押さえプレート６３、６４をそれぞれ治具６０に固定する（押さえプレート６１、６２も同様にネジで固定される）。治具６０の上にシート１４及び吸着ゴムシート４０が順に載置されて吸引孔６５、３０、４１が重なることにより、吸着ゴムシート４０の上に載置されるワークが真空ポンプで吸引され、安定した切断が可能となる。

このように、治具６０、シート１４、及び、吸着ゴムシート４０のそれぞれに設けられた複数の吸引孔６５、３０、４１を介してワークの真空吸着を行うことで、シート１４の孔２４によりワークの反り形状に対応した載置形状が形成される。

図４は、本実施例におけるワークの反りとシートとの関係図であり、図４（ａ）はワークが下向きに反っている状態（下反り）、図４（ｂ）はワークが上向きに反っている状態（上反り）をそれぞれ示す。

図４（ａ）に示されるように孔２５を設けたシート１５を用いてワークを真空吸着すると、吸着ゴムシート４０の中央部は孔２５に嵌まり込むように下向きに吸引される。このとき、吸着ゴムシート４０の上側表面には、下反り状態のワークの表面に対応した形状が形成される。このようにワークが下向きに反っている場合、中央部に比較的大きな孔２５を設けたシート１５を用いてワークの下反りに対応した載置形状を形成することができる。

図４（ｂ）に示されるように孔２６ａ、２６ｂを設けたシート１６を用いてワークを真空吸着すると、吸着ゴムシート４０の中央部を除いた左右の位置において、吸着ゴムシート４０は孔２６ａ、２６ｂに嵌まり込むように下向きに吸引される。このとき、吸着ゴムシート４０の上側表面には、上反り状態のワークの表面に対応した形状が形成される。このようにワークが上向きに反っている場合、中央部を除いた左右の位置に孔２６ａ、２６ｂを設けたシート１６を用いてワークの上反りに対応した載置形状を形成することができる。

図５は、本実施例における３つの樹脂パッケージを備えたワークの側面図であり、図５（ａ）は下反り状態のワーク５０ａ（リードフレーム５１ａ上に３つの樹脂パッケージ５２ａが設けられている）、図５（ｂ）は平面状態（反りのない状態）のワーク５０ｂ（リードフレーム５１ｂ上に３つの樹脂パッケージ５２ａが設けられている）をそれぞれ示す。図５（ｂ）に示されるように反りのないワーク５０ｂを切断する際には、上述のシートに反りに対応した孔を形成する必要はない。一方、図５（ａ）に示されるように反りのあるワーク５０ａを切断する際には、３つの樹脂パッケージ５２ａのそれぞれに対応する位置において、シートに適切な大きさ及び形状を有する孔を形成ことにより、ワーク５０ａの反り形状に対応した載置形状を形成することができる。

本実施例によれば、ステンレスや耐熱プラスチックにより構成されたシートに、レーザ切断やウォータージェット切断などの方法を用いて貫通孔を形成する。また、複数のシートを積層して用いることで、ワークの種々の反り状態に簡易に対応可能である。このため、従来のように吸着ゴムシートに凹部等の複雑な形状を形成する場合に比べて、安価なものとなる。従って、本実施例によれば、ワークの反り形状に対応した載置形状を安価なシートに形成してワークを切断可能に把持するワーク吸引治具、及び、そのような吸引治具を用いたワーク把持方法を提供することができる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

１１、１２、１３、１４ シート
２１、２２、２３、２４ 孔
３０ 吸引孔
４０ 吸着ゴムシート
４１ 吸引孔
５０ ワーク
５１ リードフレーム
５２ 樹脂パッケージ
６０ 治具
６１、６２、６３、６４ 押さえプレート
６７、６８ ネジ

Claims (6)

1. ワークを切断可能に把持するワーク吸引治具であって、
   前記ワークの真空吸着を行うように構成された治具と、
   前記治具の上に載置され、前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための貫通孔を備えたシートと、
   前記シートの上に載置された吸着ゴムシートと、を有し、
   前記治具、前記シート、及び、前記吸着ゴムシートのそれぞれに設けられた複数の吸引孔を介して前記ワークの真空吸着を行うことで、前記吸着ゴムシートは、前記シートの前記貫通孔の形状に応じて反り、前記吸着ゴムシートの前記ワークの搭載面に前記ワークの反り形状に対応した載置形状が形成される、ことを特徴とするワーク吸引治具。
2. 前記シートは、第１のシート及び第２のシートを備えて構成され、
   前記第１のシートには第１の貫通孔が形成され、
   前記第２のシートには第２の貫通孔が形成され、
   前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の組み合わせにより、前記ワークの反り形状に対応した前記載置形状を形成するための前記貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載のワーク吸引治具。
3. 前記第１の貫通孔は前記第２の貫通孔よりも小さく、前記第１のシート及び前記第２のシートを積層させることで前記貫通孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載のワーク吸引治具。
4. ワークを切断可能に把持するワーク把持方法であって、
   治具の上に、前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成するための貫通孔を備えたシートを載置し、
   前記シートの上に吸着ゴムシートを載置し、
   前記治具、前記シート、及び、前記吸着ゴムシートのそれぞれに設けられた複数の吸引孔を介して前記ワークの真空吸着を行うことで、前記吸着ゴムシートは、前記シートの前記貫通孔の形状に応じて反り、前記吸着ゴムシートの前記ワークの搭載面に前記ワークの反り形状に対応した載置形状を形成する、ことを特徴とするワーク把持方法。
5. 前記シートは、第１のシート及び第２のシートを備えて構成され、
   前記第１のシートには第１の貫通孔が形成され、
   前記第２のシートには第２の貫通孔が形成され、
   前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の組み合わせにより、前記ワークの反り形状に対応した前記載置形状を形成するための前記貫通孔が形成されることを特徴とする請求項４に記載のワーク把持方法。
6. 前記第１の貫通孔は前記第２の貫通孔よりも小さく、前記第１のシート及び前記第２のシートを積層させることで前記貫通孔が形成されることを特徴とする請求項５に記載のワーク把持方法。