JP5975541B2 - 突上げ装置の突上げステージ - Google Patents

Description

ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た半導体装置や電子部品等のデバイスは、テストハンドラと呼ばれる複合テスト装置に供給される。そして、テストハンドラに設けられた保持機構によって保持され、テストハンドラ内を搬送されながら、デバイスの電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包（テープ梱包）等の各工程処理が施される。

デバイスの組立工程からテストハンドラへの供給方法には、ウエハリング上のウエハシート（ＵＶシートなど）に貼り付けられダイシングで個片化されたデバイスを供給する方法や、個片のデバイスをリードフレームに搭載しリードフレーム供給ユニットによって供給する方法又は振動式パーツフィーダによって一定の方向及び姿勢に整列して供給する方法等がある。このうち、特に、ベアチップやＷＬＣＳＰ（ウエハレベルチップスケールパッケージ）など小型、薄型のデバイスでは、ウエハリングからのダイシングによる供給が主となる。

従来より、このようなピックアップヘッドとテストハンドラとを用いて、リング上のウエハシートＳに粘着されたリードレス半導体デバイスを剥がし、これを直接テストハンドラに受け渡す、いわゆるダイレクトピックアップ機構を備えたウエハリング供給排出装置が知られていた。

例えば、特許文献１には、このような従来のウエハリング供給排出装置として、ピックアップした半導体デバイスを連続的に配置された複数のターンテーブル間をチャックにより受け取り受け渡しを行うことにより、順に移動させ、特性測定等の処理を行う装置が提案されている（特許文献１参照）。

このようなウエハリング供給排出装置において、ウエハリングのシート上に配置されたダイシング後のチップＤを、ウエハリングからターンテーブルのチャックへの受渡す際に、チャックのピックアップ位置に、チップＤを位置決めして正確にピックアップする必要がある。

このような突上げ装置は、ウエハリングのシートに載置されたチップＤを下方から突上げる突上げ装置２をチャックに対向して備え、リングを移動させる機構により、ウエハリングをＸＹ方向に移動させて、位置決めする（特許文献２参照）。

このとき、チップＤを上面からのカメラで位置認識して、リング移動機構の位置決めを行い、チャック直下に正確に一義されたチップＤを、突上げ装置の突上げピン１１により押し上げて、ピックアップしている。この場合、カメラによって正確に撮像するため、ウエハシートＳに対して、正面上部、すなわち、チャック側からの反射照明を利用し、ウエハシートＳを照らすこととしていた。
特開２００２−２４６４４８号公報 特開２００８−７１９６９号公報

ところで、上記従来の技術において、例えば、図５に記載のように、ウエハシートＳに対して、正面上部、すなわち、吸着ノズル側からの反射照明を利用し、ウエハシートＳを照らした場合、ピックアップする対象となるチップＤの直上には、吸着ノズルが設けられ、また、吸着ノズルによってピックアップするための動力源等の機構が設けられているため、ライトによる照明は、ウエハに対して、角度を設けて照らすようにする必要がある。

しかしながら、このように、ライトによる照明を、ウエハシートＳに対して、上方から照射した場合、図４（ａ）に示すように、ウエハの側面の影が、隣のウエハ又はウエハ同士の間隙に投影され、例えば、チップＤ全体が黒色で構成されるような場合には、ウエハの境界線が判別できず、正確なピックアップの支障となっていた。特に、近年のウエハの小型化により、ウエハシートＳのダイシングラインＬ（スクライブラインともいう：切断溝）が狭くなると、チップとの境界が認識できず、ピックアップミスを引き起こしていた。チップが小型化するとダイシングラインも狭くなるのでこの弊害が著しい。また、照明をピックアップ対象となるチップＤの真上に設ける同軸落射照明の場合でも、ダイシングラインの幅が小さな場合は、チップとの境界を認識することは困難である。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ウエハシートのダイシングラインを明確に認識でき、小型の電子部品でもウエハシートからの確実なピックアップを可能とするウエハシートＳの突上げ装置の突上げステージを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の突上げ装置の突上げステージは、電子部品が表面に貼着したウエハシートに当接して前記ウエハシートの裏面から突上げピンにより前記電子部品を突き上げる突上げ装置に用いる突上げステージであって、筒状の本体部と、前記本体部の上端に取り付けられたキャップ部と、前記キャップ部の下方に設けられ、前記キャップ部を介して前記ウエハシートの裏面側から前記電子部品を照らす照光部と、を備え、前記キャップ部は、透光性部材と、前記透光性部材に形成された前記突上げピンを貫通させる突上げ穴と、前記透光性部材に形成された前記突き上げ穴から広がるテーパー部と、前記透光性部材を通過する第一の光路と、前記テーパー部を主に通過する第二の光路と、を備え、前記本体部は、内部に前記突上げピンを貫通させ、前記本体部内部に前記突上げピンと干渉しない段部が形成され、前記照光部は、前記電子部品に向けて前記本体部内部の前記段部に設けられ、すり鉢形状を有する環状の枠状体と、複数の発光部材とを備え、前記枠状体は、前記枠状体の内面を前記キャップ部に向けて傾斜して前記段部に配置され、前記複数の発光部材は、前記枠状体の内面に設けられていること、を特徴とする。

また、本発明の突上げ装置の突上げステージは、次の構成を備えるようにしても良い。
（１）前記段部は、前記本体部の内壁に設けられていること。
（２）前記発光部材は、発光ダイオードであること。
（３）前記キャップ部は、前記ウエハシートに当接する面に、前記ウエハシートを真空吸着するための吸着穴を備えること。
（４）前記キャップ部は、前記本体部の上端に着脱自在に取り付けられていること。

本発明によれば、ウエハシートのダイシングラインを明確に認識でき、小型の電子部品でもウエハシートからの確実なピックアップを可能とするウエハシートの突上げ装置の突上げステージを提供することができる。

本発明の実施形態における突上げ装置の突上げステージの全体構成を示す斜 視図。 本発明の実施形態における突上げ装置の突上げステージの内部構造を示す平 面模式図（ａ）及びＡ−Ａ’断面図（ｂ）。 本発明の実施形態における照光部の構成を示す模式図（ａ）及び斜視図（ｂ ）。 本発明の実施形態における突上げ装置の突上げステージの作用効果を示す模 式図（ａ）及び従来例を示す模式図（ｂ）。 従来の突上げ装置の構成を示すイメージ図。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、本実施形態という。）について、図１乃至図７を参照して説明する。

［１．本実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態における突上げ装置１０の突上げステージ１は、ウエハシートＳからチップＤを突上げ、ターンテーブルの吸着ノズル等へ受け渡す突上げ装置の一構成要素として用いられるものである。この突上げステージ１は、突上げ装置１０が、ウエハシートＳ上の電子部品をその中心に設けられた突上げピン１１により突上げる際に、画像認識によるウエハシートＳの位置決めを容易にするためのものである。

図１に示すように、突上げ装置１０の突上げステージ１は、全体が円柱形で、底面が開口した円柱形のキャップ部２と、筐体部分をなし内部に発光部材を有する照光部４を備えた本体部３との２つの部材を、茶筒のように組み合わせてなる。

キャップ部２は、底面が開口した円筒形状で、半透明の樹脂からなる。キャップ部２は、また、平面側の面の中心に突上げ装置１０の突上げピン１１が貫通する突上げ穴２１を備え、さらに、この突上げ穴２１の周囲に、同心円状に真空吸着穴２２が複数形成されている。また、キャップ部２は、その底面付近に、円周上に凹部を備え、その凹部が、後述する本体部３の平面側の凸部と嵌め合うことにより、着脱自在に構成されている。

本体部３は、上述の通り円筒形状で、従来例同様、その底部を図示しない突上げ装置１０の駆動機構に支持されており、突上げ駆動機構による図中縦軸方向であるＺ軸方向の移動に伴って移動するようになっている。すなわち、この突上げ駆動機構により、突上げステージ１は、Ｚ軸方向に移動し、ウエハシートＳの底面に当接して、シートＳを吸着することにより、突上げピン１１によるチップＤの突き上げを容易にするものである。

続いて、突上げステージ１の内部構造について、図２を用いて説明する。図２（ａ）の模式図及び（ｂ）の断面図に示すように、本体部３内側には、照光部４として、フレキシブル基板を円環状にして枠状体を形成する帯リング４１が設けられ、この帯リング４１には、発光部材として、複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）４２が円周上に実装されている。

この帯リング４１は、図３（ａ）に示すように、円環の切欠により半円環状になるフレキシブル基板の端部同士を接続することにより、図３（ｂ）に示すように帯リング４１の面が、底面側に向かって内側に、すり鉢状に傾斜するように構成されている。すなわち、フレキシブル基板に搭載されたＬＥＤ４２の光が、前述の半透明素材からなるキャップ部２に方向に向かって効率よく照射するように、このフレキシブル基板の面が斜め上方に向くように傾斜して構成されるものである。なお、ここでは、フレキシブル基板を半円環状で構成しているが、これは最適な実施態様を示すもので、切欠を形成する部分の角度が小さく、半円環状より大きな環により構成することも可能である。

［１−２．作用効果］
以上のような本実施形態の突上げステージ１では、フレキシブル基板に搭載したＬＥＤ４２の照明からなる照光部４が、半透明素材からなるキャップ部２材を透光し、上部に位置するウエハシートＳをその直下より照光することができる。

このような突上げステージ１において、照光部４によるいわゆるバックライト照明により、図４にそのイメージを示すように、ウエハシートＳ上に貼着されたチップＤの表面でなく、チップＤ同士の境界であるダイシングラインＬが照らし出される。すなわち、ウエハシートＳの底面側から光を照射した場合において、カメラにより、ウエハシートＳの上側から撮像した場合、ダイシングラインＬは白く映り、チップＤは黒く映るためコントラストがはっきりする。これにより、ウエハシートＳ上部のチャック側から撮像してウエハシートＳの位置決めをするに当たり、チップＤ境界が明確に認識できるようになる。

また、突上げステージ１のうち透光性の素材によりなる部分を、キャップ部２として、本体部３に着脱自在に構成したことにより、キャップ部２を外した状態で本体部３に照光部４を設け、その後、キャップ２を取り付けるなど、突上げステージ１の作製が容易となる。

帯リング４１に発光部材であるＬＥＤ４２を搭載して、照光部４を構成することにより、照光部４が、突上げピン１１の摺動に影響を与えないだけでなく、照光部４を本体部３と別に用意し、すなわち、あらかじめ帯リング４１にＬＥＤ４２を搭載し、これを本体部３に取り付けることが可能となるので、突上げステージ１の作製がより容易となる。

また、帯リング４１の面がすり鉢状に傾斜するようにし、その傾斜面の内側にＬＥＤ４２を設けることで、ＬＥＤ４２の照射が、ウエハシートＳに当接するキャップ部２の透光性素材のほうに向かうこととなり、照射効率が高くなる。

本体部３において、フレキシブル基板を用いてこれにＬＥＤ４２を搭載し、これを丸めて円環状に配置することにより、突き上げピン１１に干渉することなく、バックライト照明を構成できる。また、同様に、キャップ部２材に設けられた真空吸着穴２２から吸着する空気の通り道としても、これに干渉することがない。さらに、フレキシブル基板の柔軟性があり変形が可能な性質により、帯リング４１を本体の形状に沿って構成することができるとともに、ＬＥＤ４２の搭載が容易となる。

さらに、発光部材として、ＬＥＤを用いることにより、突上げステージ１を小さく作製することが可能であるとともに、小型で安価かつ長寿命な突上げステージ１を提供することが可能となる。

［２．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のような態様も包含するものである。上記実施形態では、照光部４を、フレキシブル基板にＬＥＤ４２を搭載し、これを丸めて、すり鉢状に上方に傾斜した構成としたが、これは本発明の最良の実施形態を示すものであり、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、本体部３の内周面に直接的にＬＥＤ４２を配置する構成も取り得る。すなわち、突上げピン１１のＺ軸方向の移動に干渉しない範囲で、キャップ部２材から明かりを照射できる態様であれば、照光部４の配置構成は種々考えられる。

上記実施形態では、突上げステージ１の全体を円筒形状で構成したが、本発明は、このような態様に限られず、四角柱や多角柱によっても構成可能である。また、キャップ部材と本体部を分離して構成したが、これは最適な実施形態を示すものであり、本体部の一部のウエハシートに当接する位置に、透光性ある素材を用いて、一体構成とすることも可能である。

また、発光部材を、発光ダイオードとしたが、本発明は、これに限られず、突上げステージ１の照光部を構成することのできる大きさや作用を満たすものであれば、従来又は将来開発されるいずれの発光部材を用いることも可能である。

また、本発明は、ウエハシートに貼着した電子部品を、シートに当接してシート側より突上げピンにより突上げて、電子部品をウエハシートから剥がすための突上げ装置に用いる突上げステージであって、前記シートに当接する面には、前記突上げピンを貫通させる突上げ穴と、シートを真空吸着するための吸着穴と、を備え、前記シートに当接する側の少なくとも一部が、透光性の素材からなり、内部に、前記突上げピンを貫通させつつ、これと干渉しない位置に発光部材からなる照光部を備えたことを特徴としても良い。

以上の態様では、本体部に設けられた照光部が、透光性の素材部分を通して、当接するウエハシートをその直下より照光することができる。このような突上げステージにおいて、照光部によるいわゆるバックライト照明により、ウエハシート上に貼着された電子部品の表面でなく、電子部品同士の境界であるダイシングラインが照らし出される。すなわち、ウエハシートの底面側から光を照射した場合において、カメラにより、ウエハシートの上側から撮像した場合、ダイシングラインは白く映り、電子部品は黒く映るためコントラストがはっきりする。これにより、ウエハシート上部側から撮像してウエハシートの位置決めをするに当たり、電子部品の境界が明確に認識できるようになる。

筒状の本体部と、この本体部の上端に着脱自在に取り付けられるキャップ部とからなり、前記キャップ部は、透光性の素材からなり、このキャップ部における前記シートに当接する面に、前記突上げ穴と前記吸着穴と、を備え、前記本体部は、内部に発光部材からなる照光部が設けられたことを特徴としても良い。

以上の態様では、突上げステージのうち透光性の素材によりなる部分を、キャップ部として、本体部に着脱自在に構成した。これにより、キャップ部を外した状態で本体部に照光部を設け、その後、キャップを取り付けるなど、突上げステージの作製が容易となる。

前記照光部は、前記本体部の内面に沿って設けられた枠状体に前記発光部材を搭載してなることを特徴としても良い。

以上の態様では、枠状体に発光部材を搭載して、照光部を構成することにより、照光部が、突上げピンの摺動に影響を与えないだけでなく、照光部を本体部とは別に用意し、すなわち、あらかじめ枠状体に発光部材を搭載し、これを本体部に取り付けることが可能となるので、突上げステージの作製がより容易となる。

前記枠状体は、一部に切欠を有する環状で、前記切欠を形成する端部同士で繋げ、前記枠状体の面がすり鉢状に傾斜するように構成され、前記発光部材は、前記すり鉢状の内側の傾斜面に配置されたことを特徴としても良い。

以上の態様では、枠状体の面がすり鉢状に傾斜するようにし、その傾斜面の内側に発光部材を設けることで、発光部材の照射が、ウエハシートに当接する透光性部材のほうに向かうこととなり、照射効率が高くなる。

前記枠状体は、フレキシブル基板によりなることを特徴としても良い。

以上の態様では、枠状体にフレキシブル基板を用いることにより、その柔軟性があり変形が可能な性質により、本体部の形状に沿って、枠状体を構成することができるとともに、発光部材の搭載が容易となる。

前記発光部材は、発光ダイオードによりなることを特徴としても良い。

以上態様では、発光部材として、発光ダイオードを用いることにより、突上げステージを小さく作製することが可能であるとともに、小型で安価かつ長寿命な突上げステージを提供することが可能となる。

１…突上げステージ
１０…突上げ装置
１１…突上げピン
２…キャップ部
２１…突上げ穴
２２…吸着穴
３…本体部
４…照光部
４１…帯リング
４２…発光ダイオード（ＬＥＤ）
Ｄ…チップ
Ｌ…ダイシングライン
Ｓ…ウエハシート

Claims (5)

1. 電子部品が表面に貼着したウエハシートに当接して前記ウエハシートの裏面から突上げピンにより前記電子部品を突き上げる突上げ装置に用いる突上げステージであって、
   筒状の本体部と、
   前記本体部の上端に取り付けられたキャップ部と、
   前記キャップ部の下方に設けられ、前記キャップ部を介して前記ウエハシートの裏面側から前記電子部品を照らす照光部と、
   を備え、
   前記キャップ部は、透光性部材と、前記透光性部材に形成された前記突上げピンを貫通させる突上げ穴と、前記透光性部材に形成された前記突き上げ穴から広がるテーパー部と、前記透光性部材を通過する第一の光路と、前記テーパー部を主に通過する第二の光路と、を備え、
   前記本体部は、内部に前記突上げピンを貫通させ、前記本体部内部に前記突上げピンと干渉しない段部が形成され、
   前記照光部は、前記電子部品に向けて前記本体部内部の前記段部に設けられ、すり鉢形状を有する環状の枠状体と、複数の発光部材とを備え、
   前記枠状体は、前記枠状体の内面を前記キャップ部に向けて傾斜して前記段部に配置され、
   前記複数の発光部材は、前記枠状体の内面に設けられていること、
   を特徴とする突上げ装置の突上げステージ。
2. 前記段部は、前記本体部の内壁に設けられていること、
   を特徴とする請求項１記載の突上げ装置の突上げステージ。
3. 前記発光部材は、発光ダイオードであること、
   を特徴とする請求項１又は２記載の突上げ装置の突上げステージ。
4. 前記キャップ部は、前記ウエハシートに当接する面に、前記ウエハシートを真空吸着するための吸着穴を備えること、
   を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の突上げ装置の突上げステージ。
5. 前記キャップ部は、前記本体部の上端に着脱自在に取り付けられていること、
   を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の突上げ装置の突上げステージ。