JP6163881B2 - Brittle material substrate transfer head - Google Patents
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Description
本発明は半導体ウエハ等の脆性材料基板であって、縦方向及び横方向に整列して形成されている多数の機能領域（デバイス領域ともいう）を有し、機能領域毎にブレイクされた基板を吸着して搬送する際に用いられる搬送ヘッドに関するものである。 The present invention relates to a brittle material substrate such as a semiconductor wafer, which has a large number of functional regions (also referred to as device regions) formed in alignment in the vertical and horizontal directions, and a substrate that is broken for each functional region. The present invention relates to a transport head used when sucking and transporting.
特許文献１には、スクライブラインが形成された基板を、スクライブラインが形成された面の裏面から、スクライブラインに沿って面に垂直に押圧することによりブレイクする基板ブレイク装置が提案されている。以下、このようなブレイク装置によるブレイクの概要を示す。ブレイクの対象となる半導体ウエハには、整列して多数の機能領域が形成されているものとする。分断する場合には、まず基板に機能領域の間に等しい間隔を隔てて縦方向及び横方向にスクライブラインを形成する。そしてこのスクライブラインに沿ってブレイク装置で分断する。図１（ａ）は分断する前のブレイク装置に載置された基板の断面図を示している。本図に示すように、基板１０１に機能領域１０１ａ，１０１ｂとその間にスクライブラインＳ１，Ｓ２，Ｓ３・・・が形成されている。分断する場合には基板１０１の裏面に粘着テープ１０２を貼り付け、その表面に保護フィルム１０３を貼り付ける。そしてブレイク時には図１（ｂ）に示すように受け刃１０５，１０６のちょうど中間にブレイクすべきスクライブライン、この場合にはスクライブラインＳ２を配置し、その上部よりブレード１０４をスクライブラインに合わせて降下させ、基板１０１を押圧する。このようにして一対の受け刃１０５，１０６とブレード１０４との三点曲げによるブレイクが行われていた。 Patent Document 1 proposes a substrate breaking device that breaks a substrate on which a scribe line is formed by pressing it perpendicularly to the surface along the scribe line from the back surface of the surface on which the scribe line is formed. Hereinafter, an outline of the break by such a break device will be described. It is assumed that a number of functional regions are formed in alignment on a semiconductor wafer to be broken. In the case of division, first, scribe lines are formed in the vertical direction and the horizontal direction at equal intervals between the functional areas on the substrate. And it breaks with a break device along this scribe line. Fig.1 (a) has shown sectional drawing of the board | substrate mounted in the breaking apparatus before dividing | segmenting. As shown in this figure, functional regions 101a, 101b and scribe lines S1, S2, S3,... In the case of dividing, an adhesive tape 102 is attached to the back surface of the substrate 101, and a protective film 103 is attached to the surface. In the case of a break, a scribe line to be broken, in this case a scribe line S2, is arranged in the middle of the receiving blades 105 and 106 as shown in FIG. The substrate 101 is pressed. In this way, a break by three-point bending between the pair of receiving blades 105 and 106 and the blade 104 has been performed.
このような構成を有するブレイク装置を用いて、格子状にスクライブが形成された基板をブレイクしたときに、格子状の機能領域と周囲の端材となっている不要部分とが分離されて残る。機能領域がＬＥＤであり、その表面にレンズが突出して形成されている場合には、真空吸着ができないので、機能領域のみをまとめて搬送することが難しいという問題点があった。 When a breaker having such a structure is used to break a substrate on which a scribe is formed in a lattice shape, the lattice-shaped functional region and the unnecessary portion serving as a peripheral end material remain separated. When the functional region is an LED and the lens is formed so as to protrude from the surface, vacuum suction cannot be performed, so that there is a problem that it is difficult to transport only the functional region together.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであって、ブレイクされた機能領域の部分のみをそのままの状態で搬送できる搬送ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a transport head capable of transporting only a part of a broken functional area as it is.
この課題を解決するために、本発明の搬送ヘッドは、一方の面に縦方向及び横方向に所定のピッチで形成された機能領域を有し、機能領域が中心に位置するように格子状に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクされた脆性材料基板を搬送する搬送ヘッドであって、ヘッド部と、前記ヘッド部を上下動自在に保持するスライダ機構とを具備し、前記ヘッド部は、リッドプレートと、前記リッドプレートとの間に気密の空洞を形成し、前記リッドプレートとは接しない表面に、前記脆性材料基板の機能領域に対応するように配列されて前記空洞に連通する開口を有するベースプレートと、前記ベースプレートの前記リッドプレートとは接しない表面に貼り付けられ、ベースプレートの開口に対応する位置に配列された開口を有する弾性シートと、を具備するものである。 In order to solve this problem, the transport head of the present invention has a functional area formed at a predetermined pitch in the vertical direction and the horizontal direction on one surface, and is arranged in a lattice shape so that the functional area is located at the center. A transport head for transporting a brittle material substrate broken along a formed scribe line, comprising: a head portion; and a slider mechanism for holding the head portion so as to move up and down. An airtight cavity is formed between the plate and the lid plate, and an opening communicating with the cavity is arranged on the surface not in contact with the lid plate so as to correspond to the functional region of the brittle material substrate. A base plate and an elastic sheet having openings arranged on a surface of the base plate that is not in contact with the lid plate and arranged at positions corresponding to the openings of the base plate. Those comprising a preparative, a.
ここで前記脆性材料基板は、表面にレンズが形成されたＬＥＤを機能領域とするＬＥＤ基板であり、前記弾性シートに設けられる開口は、前記ＬＥＤの各レンズよりも大きい径を有するものとしてもよい。 The brittle material substrate herein is a LED substrate having an LED lens formed on the surface and functional area, opening provided in the elastic sheet, even those having a larger diameter than the lens of the LE D Good.
ここで前記ヘッド部は、前記スライダ機構の下部に弾性連結部材を介して接続されたものとしてもよい。 Here, the head portion may be connected to a lower portion of the slider mechanism via an elastic coupling member.
このような特徴を有する本発明によれば、スクライブラインに沿ってブレイクされた基板に搬送ヘッドの弾性シートを当接させることで機能領域のみを吸着することができる。そのため搬送ヘッドで機能領域の部分のみをまとめて搬送することができるという効果が得られる。 According to the present invention having such a feature, only the functional region can be adsorbed by bringing the elastic sheet of the transport head into contact with the substrate that is broken along the scribe line. Therefore, the effect that only the part of a functional area can be collectively conveyed with a conveyance head is acquired.
本発明の実施の形態においてブレイクの対象となる基板１０は図２に正面図及びその部分断面図を示すように、製造工程でｘ軸とｙ軸に沿って一定ピッチで多数の機能領域１１が形成された基板とする。この機能領域１１は例えば、ＬＥＤとしての機能を有する領域とし、各機能領域にはＬＥＤのための円形のレンズが夫々の表面に形成されている。そして各機能領域毎に分断してＬＥＤチップとするために、スクライブ装置により各機能領域が中心に位置するように縦方向のスクライブラインＳy1〜Ｓynと、横方向のスクライブラインＳx1〜Ｓxmとが互いに直交するように形成されている。従ってこれらのスクライブラインＳx1〜Ｓxm，スクライブラインＳy1〜Ｓynのピッチは機能領域のｘ軸とｙ軸方向のピッチと同一となる。そしてこの基板１０のスクライブラインＳx1，Ｓxm，Ｓy1，Ｓynの内側には、基板を搬送する際にシリコン樹脂が充填されるが、このシリコン樹脂をＬＥＤが形成された機能領域の範囲に留めるために、機能領域の外側の周囲に基板１０の表面よりわずかに高い線状の突起１２が形成されている。 In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the substrate 10 to be broken has a large number of functional regions 11 at a constant pitch along the x-axis and y-axis in the manufacturing process. Let it be a formed substrate. For example, the functional region 11 is a region having a function as an LED, and a circular lens for the LED is formed on each surface in each functional region. In order to divide each functional area into LED chips, the scribe lines S y1 to S yn and the horizontal scribe lines S x1 to S yn are arranged so that each functional area is centered by a scribing device. xm are formed so as to be orthogonal to each other. Accordingly, the pitches of these scribe lines S x1 to S xm and scribe lines S y1 to S yn are the same as the pitches of the functional region in the x-axis and y-axis directions. The scribe line S x1 of the substrate 10, S xm, on the inside of the S y1, S yn, a silicon resin is filled in transporting the substrates, the range of functional areas of the silicon resin LED is formed Therefore, a linear protrusion 12 slightly higher than the surface of the substrate 10 is formed around the outside of the functional region.
この基板１０はブレイク装置によってスクライブラインに沿ってブレイクされる。ブレイクされた直後の基板１０はスクライブラインに沿って分断されてはいるが、分離されていない。即ち分断した基板１０は外周の端材となっている不要部分と、外周を除く格子状の多数のＬＥＤチップの部分とから成り立っている。 The substrate 10 is broken along a scribe line by a breaking device. The substrate 10 immediately after being broken is divided along the scribe line, but is not separated. In other words, the divided substrate 10 is composed of an unnecessary portion serving as an outer peripheral end material and a plurality of grid-shaped LED chip portions excluding the outer periphery.
次にこの発明の実施の形態によるＬＥＤチップの部分のみを吸引するための搬送ヘッドについて説明する。図３は搬送ヘッドを示す斜視図、図４は正面図、図５はその一部を切り欠いて示す搬送ヘッドの側面図、図６はその底面図である。 Next, a transport head for sucking only the LED chip portion according to the embodiment of the present invention will be described. 3 is a perspective view showing the transport head, FIG. 4 is a front view, FIG. 5 is a side view of the transport head shown with a part thereof cut away, and FIG. 6 is a bottom view thereof.
さて搬送機構の上部にあるブリッジには、水平方向に搬送ヘッドを移動させる図示しないリニアスライダが設けられる。図３にはリニアスライダに取付けられる搬送ヘッド２０を示している。図示のように略正方形状の水平方向のハンガーベース２１に略Ｌ字状のハンガー２２が垂直に接続される。ハンガー２２の側方に長方形状のハンガーブラケット２３が接続され、ハンガーブラケット２３には更に長方形状のハンガーブラケット２４がその面を重ねて取付けられる。このハンガーブラケット２４には上下動自在のリニアスライダ２５が設けられる。リニアスライダ２５は上方向と下方向との２方向に夫々空気流を流入できるようにしており、その流入を切換えることで上下動自在とするものである。そしてリニアスライダ２５に一対のニードルバルブ２６ａ，２６ｂが取付けられる。これらのニードルバルブ２６ａ，２６ｂを調整することによって空気の流入量を制御し、上方向への移動速度と下方向への移動速度とを設定することができる。ここでリニアスライダ２５とニードルバルブ２６ａ，２６ｂとはヘッド部を上下動自在に保持するスライド機構を構成している。 Now, a bridge at the top of the transport mechanism is provided with a linear slider (not shown) that moves the transport head in the horizontal direction. FIG. 3 shows the transport head 20 attached to the linear slider. As shown in the drawing, a substantially L-shaped hanger 22 is vertically connected to a substantially square horizontal hanger base 21. A rectangular hanger bracket 23 is connected to the side of the hanger 22, and a rectangular hanger bracket 24 is attached to the hanger bracket 23 with its surface overlapped. The hanger bracket 24 is provided with a linear slider 25 that can move up and down. The linear slider 25 is configured to be able to flow an air flow in two directions, an upward direction and a downward direction, and can move up and down by switching the inflow. A pair of needle valves 26 a and 26 b is attached to the linear slider 25. By adjusting these needle valves 26a and 26b, the inflow amount of air can be controlled, and the moving speed in the upward direction and the moving speed in the downward direction can be set. Here, the linear slider 25 and the needle valves 26a and 26b constitute a slide mechanism that holds the head portion so as to be movable up and down.
そしてこのスライダ２５の下方にはヘッド部３０が設けられる。次にヘッド部３０の下方には、図３〜５に示すように、長方形状のベースプレート３１と、これにほぼ同一形状のリッドプレート３２を有している。ベースプレート３１とリッドプレート３２とは相対向する面の夫々中央部分に窪みが形成され、夫々の間は気密に保つため環状のシールラバー３３を介して接着されている。そして夫々の窪みとシールラバー３３によって気密の空隙３４を形成している。ベースプレート３１には図６の搬送ヘッドの底面図に示すように対角線上の角の位置に案内用の開口３１ａ，３１ｂが設けられている。この開口３１ａ，３１ｂは基板上に突出するピンを挿入することにより、このヘッド部３０を基板に対して正確に位置決めできるようにするものである。ベースプレート３１の下面にはブレイクされた基板の機能領域に対応するようにｘｙ方向に整列した多数の開口が格子状に設けられている。 A head portion 30 is provided below the slider 25. Next, as shown in FIGS. 3 to 5, a rectangular base plate 31 and a lid plate 32 having substantially the same shape are provided below the head portion 30. The base plate 31 and the lid plate 32 are each formed with a recess in the center portion of the opposing surfaces, and are bonded to each other via an annular seal rubber 33 in order to keep airtight. An airtight space 34 is formed by each recess and the seal rubber 33. As shown in the bottom view of the transport head in FIG. 6, the base plate 31 is provided with guide openings 31a and 31b at diagonal corner positions. The openings 31a and 31b are for inserting the pins protruding on the substrate so that the head portion 30 can be accurately positioned with respect to the substrate. A large number of openings aligned in the xy directions are provided in a lattice shape on the lower surface of the base plate 31 so as to correspond to the functional area of the broken substrate.
ベースプレート３１の下面にはラバーなどの弾性シート３５が貼り付けられている。弾性シート３５には４辺の外周部を除いてブレイクされた基板の機能領域に対応するようにｘｙ方向に整列した多数の開口３６が格子状に設けられている。これらの開口３６は機能領域に形成されているＬＥＤのレンズの径よりやや大きい径を有し、ブレイクされた基板１０の機能領域にあるＬＥＤチップをまとめて吸引するときに、ＬＥＤのレンズが弾性シート３５に直接接触しないように構成されている。 An elastic sheet 35 such as rubber is attached to the lower surface of the base plate 31. The elastic sheet 35 is provided with a large number of openings 36 aligned in the xy direction so as to correspond to the functional area of the substrate that has been broken except for the outer periphery of the four sides. These openings 36 have a diameter slightly larger than the diameter of the LED lens formed in the functional region, and the LED lens is elastic when sucking the LED chips in the functional region of the broken substrate 10 together. The sheet 35 is configured not to contact directly.
さてこの弾性シート３５の開口３６はベースプレート３１の同一位置に設けられた開口を介して気密の空隙３４に連結されている。リッドプレート３２の上面には４箇所に管継手３７が設けられ、空隙３４に通じている。この管継手３７は図示しないチューブを介して真空吸着装置に連結され、真空吸着装置を駆動することによって開口３６よりエアを噴出させたり又は吸引することができる。 The opening 36 of the elastic sheet 35 is connected to the airtight gap 34 through an opening provided at the same position of the base plate 31. Pipe joints 37 are provided at four locations on the upper surface of the lid plate 32 and communicate with the gap 34. The pipe joint 37 is connected to a vacuum suction device via a tube (not shown), and air can be ejected or sucked from the opening 36 by driving the vacuum suction device.
そしてリッドプレート３２の上方には４本のアーム３８ａ〜３８ｄが垂直に設けられ、これらのアーム３８ａ〜３８ｄを介して上部プレート４１が水平に取付けられる。上部プレート４１の上面には図５に示すボールプランジャ４２ａ，４２ｂ及び図示しないボールプランジャ４２ｃ，４２ｄが突出して保持されている。ボールプランジャはボールとその下方に設けられたスプリングとを有し、所定範囲でボールを上下動自在に保持したものである。ボールプランジャの各ボールは上部のサイドプレート４３に当接している。サイドプレート４３はその外周を保持する枠状のカバープレート４４により保持されている。そして搬送ヘッド２０がわずかに傾いた場合にもボールプランジャのいずれかのスプリングの収縮程度が変化するため、搬送ヘッド２０のわずかの角度変動を弾性的に調整できるように構成されている。上部プレート４１とボールプランジャ４２ａ〜４２ｄ及びカバープレート４４は、ヘッド部３０をスライド機構の下部に接続する弾性連結部材を構成している。 Four arms 38a to 38d are provided vertically above the lid plate 32, and the upper plate 41 is horizontally attached via these arms 38a to 38d. On the upper surface of the upper plate 41, ball plungers 42a and 42b and ball plungers 42c and 42d (not shown) shown in FIG. The ball plunger has a ball and a spring provided therebelow, and holds the ball in a predetermined range so as to be movable up and down. Each ball of the ball plunger is in contact with the upper side plate 43. The side plate 43 is held by a frame-like cover plate 44 that holds the outer periphery thereof. Even when the transport head 20 is tilted slightly, the degree of contraction of one of the springs of the ball plunger changes, so that a slight angle variation of the transport head 20 can be elastically adjusted. The upper plate 41, the ball plungers 42a to 42d, and the cover plate 44 constitute an elastic coupling member that connects the head unit 30 to the lower part of the slide mechanism.
さてこの搬送ヘッド２０を用いてブレイクされた基板を搬送する場合について説明する。まず図２に示すようにスクライブされた基板に対してブレイク装置によって基板１０のスクライブラインの真上から押下してブレイクする。そしてスクライブラインＳx1〜Ｓxmに沿ってブレイクを繰り返すことによって細長い分断片とすることができ、更にスクライブラインＳy1〜Ｓynに沿ってブレイクを繰り返すことによって個別のＬＥＤチップを生成することができる。 Now, a case where a broken substrate is transported using the transport head 20 will be described. First, as shown in FIG. 2, a scribe substrate is pressed by a break device from above the scribe line of the substrate 10 to break. Then, by repeating the break along the scribe lines S x1 to S xm , it can be made into a long and narrow piece, and further, the individual LED chips can be generated by repeating the break along the scribe lines S y1 to S yn. it can.
次にこの基板１０の機能領域にあるＬＥＤチップを搬送する場合には、搬送ヘッド２０をブレイクされた基板に合わせて固定する。このとき基板１０に対して搬送ヘッド２０が上部から下降したとき、わずかの傾きや位置ずれはボールプランジャ４２ａ〜４２ｄによって吸収することができる。このときヘッド部３０の最下部の弾性シート３５の開口３６がＬＥＤのレンズ部に対応する。そして各開口３６から空気を吸引することによって基板１０の機能領域のみを吸引することができる。そして搬送ヘッド２０をそのまま引き上げることによってブレイクされた基板の機能領域、即ちＬＥＤチップ群を引き上げることができる。 Next, when the LED chip in the functional area of the substrate 10 is transported, the transport head 20 is fixed in accordance with the broken substrate. At this time, when the transport head 20 is lowered from the upper part with respect to the substrate 10, slight inclinations and positional deviations can be absorbed by the ball plungers 42 a to 42 d. At this time, the opening 36 of the lowermost elastic sheet 35 of the head portion 30 corresponds to the lens portion of the LED. Then, by sucking air from each opening 36, only the functional area of the substrate 10 can be sucked. The functional area of the broken substrate, that is, the LED chip group can be lifted by pulling up the transport head 20 as it is.
そしてこの状態で搬送ヘッド全体をｘ軸方向又はｙ軸方向に移動させることによってＬＥＤチップ群を所望の位置に搬送することができる。 And in this state, the LED chip group can be transported to a desired position by moving the entire transport head in the x-axis direction or the y-axis direction.
この実施の形態では上面にレンズを有する機能領域を持つＬＥＤ基板のＬＥＤチップをまとめて搬送する例について説明しているが、本発明は表面にレンズを有するチップだけでなく、特に何も突出していない機能領域を有するチップについても適用することができ、又レンズ以外の突起物を有する機能領域を持つチップをまとめて搬送する搬送ヘッドにも適用することができる。 In this embodiment, an example in which LED chips of an LED substrate having a functional region having a lens on the upper surface are collectively conveyed is described. However, the present invention is not limited to a chip having a lens on the surface, and nothing particularly protrudes. The present invention can also be applied to a chip having a non-functional area, and can also be applied to a transport head that collectively transports chips having a functional area having protrusions other than lenses.
又この実施の形態ではヘッド部の上部にスライダ機構の間に弾性連結機構を設けているが、弾性連結機構は必ずしも設ける必要はない。 In this embodiment, an elastic coupling mechanism is provided between the slider mechanisms at the top of the head portion, but the elastic coupling mechanism is not necessarily provided.
本発明は脆性材料基板をブレイクした後に格子状に配置される機能領域のみを吸着して必要な位置に搬送することができ、チップ群の搬送装置に有効に適用することができる。 The present invention can adsorb only the functional areas arranged in a lattice shape after breaking the brittle material substrate and transport it to a required position, and can be effectively applied to a chip group transport device.
１０ 基板
１１ 機能領域
１２ 線状突起
２０ 搬送ヘッド
２１ ハンガーベース
２２ ハンガー
２３，２４ ハンガーブラケット
２５ リニアスライダ
２６ａ，２６ｂ ニードルバルブ
３１ ベースプレート
３２ リッドプレート
３３ シールラバー
３４ 空隙
３５ 弾性シート
３６ 開口
３７ 管継手
３８ａ〜３８ｄ アーム
４１ 上部プレート
４２ａ〜４２ｄ ボールプランジャ
４３ サイドプレート
４４ カバープレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 11 Functional area 12 Linear protrusion 20 Conveyance head 21 Hanger base 22 Hanger 23, 24 Hanger bracket 25 Linear slider 26a, 26b Needle valve 31 Base plate 32 Lid plate 33 Seal rubber 34 Gap 35 Elastic sheet 36 Opening 37 Pipe joint 38a- 38d arm 41 upper plate 42a to 42d ball plunger 43 side plate 44 cover plate
Claims (3)
ヘッド部と、
前記ヘッド部を上下動自在に保持するスライダ機構とを具備し、
前記ヘッド部は、
リッドプレートと、
前記リッドプレートとの間に気密の空洞を形成し、前記リッドプレートとは接しない表面に、前記脆性材料基板の機能領域に対応するように配列されて前記空洞に連通する開口を有するベースプレートと、
前記ベースプレートの前記リッドプレートとは接しない表面に貼り付けられ、ベースプレートの開口に対応する位置に配列された開口を有する弾性シートと、を具備する搬送ヘッド。 A brittle material substrate having functional regions formed at a predetermined pitch in the vertical direction and the horizontal direction on one surface and broken along scribe lines formed in a lattice shape so that the functional region is located at the center. A conveying head for conveying,
The head,
A slider mechanism for holding the head portion up and down freely,
The head portion is
Lid plate,
Forming a hermetic cavity between the lid plate and a base plate having an opening communicating with the cavity arranged on a surface not contacting the lid plate so as to correspond to a functional region of the brittle material substrate;
A transport head comprising: an elastic sheet attached to a surface of the base plate that is not in contact with the lid plate and having an opening arranged at a position corresponding to the opening of the base plate.
前記弾性シートに設けられる開口は、前記ＬＥＤの各レンズよりも大きい径を有するものである請求項１記載の搬送ヘッド。 The brittle material substrate is an LED substrate whose functional region is an LED having a lens formed on its surface,
The elastic provided openings in the sheet, the transport head according to claim 1, wherein those having a larger diameter than the lens of the LE D.
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