JP7032660B2 - A collet and a method for manufacturing a light emitting device using a collet. - Google Patents
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Description
本開示は、コレット及びコレットを用いた発光装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a collet and a method for manufacturing a light emitting device using the collet.
半導体素子を移送する際に用いられるコレットとして、先端部にゴムを用いたコレットが知られている(例えば、特許文献1)。これにより、半導体素子にかかる荷重を軽減し、半導体素子が破損するのを抑制することができる。 As a collet used when transferring a semiconductor element, a collet using rubber at the tip is known (for example, Patent Document 1). As a result, the load applied to the semiconductor element can be reduced and the semiconductor element can be prevented from being damaged.
しかしながら、ゴムはタック性が高いため、半導体素子を持ち帰ってしまう場合がある。 However, since rubber has a high tack property, a semiconductor element may be brought back.
本実施形態は、以下の構成を含む。
第1貫通孔を有する本体部と、
前記本体の先端に接続されるゴム弾性部と、
前記ゴム弾性部の先端に接続される先端部と、
を備えるコレット。
The present embodiment includes the following configurations.
The main body having the first through hole and
The rubber elastic part connected to the tip of the main body and
The tip portion connected to the tip of the rubber elastic portion and the tip portion
Collet with.
以上により、半導体素子の持ち帰りを防ぎつつ、半導体素子の破損を抑制可能なコレットとすることができる。また、このようなコレットを用いて、発光装置を製造することができる。 As described above, it is possible to obtain a collet capable of suppressing damage to the semiconductor element while preventing the semiconductor element from being taken home. Further, such a collet can be used to manufacture a light emitting device.
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具現化するためのコレット及び発光装置の製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではい。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。 A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below exemplifies a method for manufacturing a collet and a light emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and is not limited to the following. Further, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention to that alone unless otherwise specified. The sizes and positional relationships of the members shown in each drawing may be exaggerated for the sake of clarity.
<実施形態1>
実施形態1に係るコレット100の一例を、図1A、図1Bに示す。コレット100は、棒状の部材であり、本体部10と、ゴム弾性部20と、先端部30と、をこの順に備える。コレット100を構成するこれら3つの部材は、それぞれの中心軸が一致するように同軸配置されている。
<Embodiment 1>
An example of the
半導体素子等を移送する際に、コレット100の下端の面である吸着面を半導体素子に当接させ、コレット100の貫通孔内を真空状態にすることで、貫通孔内を真空にして半導体素子を吸着することができる。実施形態1に係るコレット100は、半導体素子と当接する先端部30と本体部10の間にゴム弾性部20が介在しており、このゴム弾性部20の弾性により、半導体素子にかかる荷重を軽減することができる。
When transferring a semiconductor element or the like, the suction surface, which is the lower end surface of the
また、半導体素子を吸着した状態で、所望の位置までコレット100を移動し、基板等の載置面に半導体素子を載置した後に、貫通孔内の真空状態を解除する。半導体素子は、ゴム弾性部20とは当接していないため、貫通孔内の真空状態を解除した後において、コレット100が半導体素子を持ち帰ることがない。
以下、各構成部材について詳説する。
Further, the
Hereinafter, each component will be described in detail.
(本体部)
本体部10は、コレット100の主部品であり、上面から下面にかけて貫通する第1貫通孔11を少なくとも1つ備える。第1貫通孔11は、ゴム弾性部20の第2貫通孔21と連通するように配置される。第1貫通孔11の開口部14の形状は、円形、四角形、多角形等とすることができ、円形とすることが好ましい。第1貫通孔11の断面は、開口部14と同じ形状が好ましい。第1貫通孔11の直径(幅)は、本体部10の外形の直径の30%~60%とすることができる。あるいは、貫通孔11の周囲の本体部10の厚み(肉厚)を650μm~1100μmとすることができる。
(Main body)
The
本体部10は、先端(下端)に第1凸部12を備えてもよい。第1凸部12を、ゴム弾性部20の第2貫通孔21に挿入することで、本体部10とゴム弾性部20とを位置合わせし易くすることができる。特に、第1凸部12の平面視形状を、ゴム弾性部20の第2貫通孔21の開口形状と略同じ形状とし、第1凸部12と第2貫通孔21とを嵌合させることで、本体部10とゴム弾性部20とを外れにくくすることができる。
The
第1凸部12は、本体部10の中心軸を含む位置に配置することが好ましい。また、第1凸部12は、図1Bに示すように、1つ設けることができる。ただし、これに限らず、第1凸部12は複数であってもよい。
The
第1凸部12が1つの場合は、本体部10の中心軸を含む位置に配置されることが好ましい。さらに、第1凸部12が1つの場合は、第1凸部12の平面視形状は、ゴム弾性部20の第2貫通孔21に嵌合する形状であることが好ましい。特に、本体部10とゴム弾性部20とを嵌合させた状態で回転しないような形状とすることが好ましい。例えば、本体部10の第1凸部12の平面視形状及びゴム弾性部20の第2貫通孔21の開口形状を、四角形、三角形等の多角形や、楕円、さらにはこれらを組み合わせた形状とすることが好ましい。
When there is one
第1凸部12は、第1貫通孔11の一部である第1凸部内貫通孔15を備えることができる。これにより、吸着時にコレット100全体の貫通孔内を真空にする際に、効率よく真空にすることができる。つまり、第1凸部内貫通孔15を備える第1凸部12は、吸着機能と位置合わせ機能の両方を兼ね備えることができる。第1凸部内貫通孔15の直径は、第1凸部12以外における第1貫通孔11の直径と同じか、それよりも小さくすることができる。例えば、第1凸部内貫通孔15の直径は、第1凸部12以外における第1貫通孔11の直径の30%~60%とすることができる。
The
また、第1凸部12は、第1貫通孔11から離間していてもよい。換言すると、第1貫通孔11とは別の位置に、貫通孔を備えない第1凸部12を備えてもよい。つまり、吸着に必要な貫通孔11と、位置合わせ等に寄与する第1凸部12とを、それぞれ機能を分けるようにすることができる。
Further, the first
また、第1凸部12を複数備える場合は、それらの全て又は一部に、第1凸部内貫通孔15を備えてもよい。
Further, when a plurality of first
本体部10は、例えば、直径(第1凸部12を備える場合はそれ以外の部分の直径)が3mm~5mm、長さが15mm~40mmとすることができる。第1凸部12を備える場合は、第1凸部12の直径(幅)は、第1凸部12以外の部分の直径に対して30%~50%の直径(幅)とすることができる。また、第1凸部12の長さは、ゴム弾性部20の長さの15%~30%とすることができる。また、先端部30の第2凸部32も、ゴム弾性部20の第2貫通孔21に挿入される場合は、第1凸部12の長さと第2凸部32の長さの総和が、ゴム弾性部20の長さよりも小さくなるようにする。好ましくは、第1凸部12の長さと第2凸部32の長さの総和が、ゴム弾性部20の長さの40%~60%とすることができる。これにより、ゴム弾性部20が荷重により縮んでも、その内部において第1凸部12と第2凸部32とが接触することがなく、弾性力を維持することができる。
The
本体部10の材料は、ゴム弾性部20よりもロックウェル硬度が高いものが好ましい。本体部10のロックウェル硬度は、例えば、87~92が好ましい。本体部10としては、例えば、ステンレス、超硬、アルミ等の金属材料が挙げられる。特に、超硬が好ましい。
The material of the
(ゴム弾性部)
ゴム弾性部20は、本体部10と先端部30との間に挟まれる部材であり、弾性を備える部材である。ゴム弾性部20は、上面から下面にかけて貫通する第2貫通孔21を少なくとも1つ備える。第2貫通孔21は、本体部10の第1貫通孔11と、先端部30の第3貫通孔31の両方と連通される。
(Rubber elastic part)
The rubber
第2貫通孔21の直径(幅)は、第1凸部12と同じ程度、もしくは、やや小さい大きさ(例えば、0.1mm以下小さい大きさ)とすることができる。これにより、ゴム弾性部20の弾力により、第1凸部12を第2貫通孔21と嵌合させた状態で、本体部10とゴム弾性部20とを保持することができる。これは、第2貫通孔21内に先端部30の第2凸部32が嵌合される場合も同様である。本体部10の第1凸部12と、先端部30の第2凸部32とは、同じ形状で、同じ幅(直径)とすることが好ましく、その場合は、第2貫通孔21の上側開口部の形状と下側開口部の形状を同じ形状とすることが好ましい。第1凸部12と第2凸部32の形状が異なる場合は、第2貫通孔21の上側開口部の形状と下側開口部の形状とは、異なっていてもよい。
The diameter (width) of the second through
ゴム弾性部20は、例えば、外形の直径が3mm~5mm、長さが3mm~5mmとすることができる。また、ゴム弾性部20の第2貫通孔21と外側面との間の厚みは、少なくとも1mm以上であることが好ましい。これにより、半導体素子にかかる荷重を緩衝するために必要な弾性力を、維持することができる。
The rubber
ゴム弾性部20の材料は、例えば、ウレタンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム等を用いることができる。さらに、ゴム弾性部20の弾性率は、650~750psiとすることができる。これにより、半導体素子にかかる荷重を吸収し、半導体素子の損傷を抑制することができる。
As the material of the rubber
(先端部)
先端部30は、コレット100の先端部に位置する部材であり、下面を吸着面37とする部材である。先端部30は、上面から下面にかけて貫通する第3貫通孔31を備える。第3貫通孔31は、ゴム弾性部20の第2貫通孔21と連通する。第3貫通孔31の開口部の形状は、円形、四角形、多角形等とすることができ、円形とすることが好ましい。第3貫通孔31の直径は、300μm~600μmとすることができる。
(Tip)
The
先端部30は、ゴム弾性部20と略同一径の柱状部34と、柱状部34から徐々に径が小さくなる錐台状部35と、錐台状部35の下端と略同一径の吸着部36と、を備えることができる。吸着部36の下面は、コレット100の下面でもあり、半導体素子等と当接して吸着する吸着面37である。
The
先端部30は、上面に第2凸部32を備えてもよい。第2凸部32をゴム弾性部20の第2貫通孔21に挿入することで、先端部30とゴム弾性部20とを位置合わせし易くすることができる。
The
第2凸部32は、先端部30の中心軸を含む位置に配置されることが好ましい。また、第2凸部32は、図1Bに示すように1つ設けることができる。
The second
第2凸部32が1つの場合は、第2凸部32は先端部30の中心軸を含む位置に配置されることが好ましい。さらに、第2凸部32が1つの場合は、第2凸部32の平面視形状は、ゴム弾性部20の第2貫通孔21に嵌合する形状であることが好ましい。特に、先端30とゴム弾性部20とを嵌合させた状態で回転しないような形状とすることが好ましい。例えば、第2凸部32の平面視形状及びゴム弾性部20の第2貫通孔21の開口形状は、四角形、三角形等の多角形や、楕円、さらにはこれらを組み合わせた形状とすることができる。
When there is one second
第2凸部32は、第3貫通孔31の一部である第2凸部内貫通孔33を備えることができる。これにより、吸着時にコレット全体の貫通孔内を真空にする際に、効率よく真空にすることができる。つまり、第2凸部内貫通孔33を備える第2凸部32は、吸着機能と位置合わせ機能の両方を兼ね備えることができる。第2凸部内貫通孔33の直径は、第2凸部32以外の部分の第3貫通孔31の直径と同じか、それよりも小さくすることができる。例えば、第2凸部内貫通孔33の直径は、第2凸部2以外の部分の第3貫通孔31の直径の70%~100%とすることができる。
The second
また、第2凸部32は、第3貫通孔31から離間していてもよい。換言すると、第3貫通孔31とは別の位置に、貫通孔を備えない第2凸部32を備えてもよい。つまり、吸着に必要な貫通孔31と、位置合わせ等に寄与する第2凸部32とを、それぞれ機能を分けるようにすることができる。
Further, the second
また、第2凸部32を複数備える場合は、それらの全て又は一部に、貫通孔31を備えてもよい。
Further, when a plurality of second
先端部30は、例えば、柱状部34の外形の直径は、本体部10の直径と同じ程度とすることができる。例えば、柱状部の直径は3mm~5mmとすることができる。柱状部34の長さは0.5mm~1mmとすることができる。錐台状部35の外面の最大直径は、本体部10の外形の直径と同じ程度とすることができる。例えば、錐台状部35の最大直径は3mm~5mmとすることができる。錐台状部35の長さは2mm~4mmとすることができる。吸着部36の外形の直径は、例えば0.4mm~1mmとすることができる。吸着部36の長さは、例えば、0mm~1mmとすることができる。
For the
第2凸部32の直径(幅)は、柱状部34の直径に対して30%~50%の直径(幅)とすることができる。また、第2凸部32の長さは、ゴム弾性部20の長さの15%~30%とすることができる。
The diameter (width) of the second
先端部30の材料は、ゴム弾性部20よりもロックウェル硬度が高いものが好まし。先端部30のロックウェル硬度は、例えば、87~92が好ましい。先端部30としては、例えば、ステンレス、超硬、アルミ等の金属材料が挙げられる。特に、超硬が好ましい。
The material of the
<実施形態2>
実施形態2に係る発光装置40の製造方法の一例を、図2A~図4Cに示す。発光装置40の製造方法は、以下の工程を含む。
(1)コレットを準備する工程として、本体部と、本体部の先端に接続されるゴム弾性部と、ゴム弾性部の先端に接続される先端部と、を備えるコレットを準備する工程
(2)半導体素子を準備する工程
(3)吸着工程として、コレットの先端部を発光素子に当接させて、コレットで発光素子を吸着する工程
(4)載置工程として、発光素子を支持体上に載置し、発光素子からコレットを外す工程
<Embodiment 2>
An example of the manufacturing method of the
(1) As a step of preparing a collet, a step of preparing a collet including a main body portion, a rubber elastic portion connected to the tip of the main body portion, and a tip portion connected to the tip of the rubber elastic portion (2). Step of preparing a semiconductor element (3) As a suction step, a step of bringing the tip of a collet into contact with a light emitting element and adsorbing the light emitting element with a collet (4) As a mounting step, the light emitting element is mounted on a support. The process of placing and removing the collet from the light emitting element
(1)コレットを準備する工程
実施形態1に係るコレット100を準備する。詳細には、本体部10と、ゴム弾性部20と、先端部30と、をこの順に備えるコレット100を準備する。なお、コレット100は、例えば、ダイボンダ装置等に備えられており、水平方向及び垂直方向に移動可能に取り付けられている。
(1) Step of preparing a collet Prepare the
(2)半導体素子を準備する工程
半導体素子として、発光素子43を準備する。発光素子43は、例えば、図2Aに示すように、粘着シートなどの支持体50上に載置されている。
(2) Step of preparing a semiconductor element A
(3)吸着工程
次に、図2Bに示すように、支持体50上の発光素子43の上面に、コレット100の吸着面37を当接させる。次に、コレット100の貫通孔内を真空状態にする。これにより、図2Cに示すように、コレット100で発光素子43を吸着して持ち上げ、支持体50から取り外す。
(3) Adsorption Step Next, as shown in FIG. 2B, the
(4)載置工程
次に、図3Aに示すようなパッケージ41を準備する。パッケージ41は、発光装置のパッケージとして知られているものを用いることができる。ここでは、複数の凹部を備えたパッケージ41の集合体を例示している。パッケージ41の凹部の底面上に、接合部材42を配置しておく。接合部材42は、例えば、樹脂や半田等が挙げられる。
(4) Placement step Next, the
次に、発光素子43を吸着した状態のコレット100を移動し、図3Bに示すように、パッケージ41の凹部上の接合部材42上に配置する。
Next, the
次に、コレット100を降下させて、図3Cに示すように、発光素子43を接合部材42上に載置する。
Next, the
次に、コレット100の貫通孔内の減圧を解除し、図3Dに示すよう、コレット100を上昇させる。コレット100は、発光素子43を持ち帰ることなく、発光素子43は接合部材42上に載置されている。
Next, the depressurization in the through hole of the
以上のように、コレット100を用いてパッケージ41上に発光素子43を順次載置した後、図4Aに示すようにワイヤ44を接続し、図4Bに示すように凹部内に封止部材45を配置する。その後、図4Cに示すように個片化することで、発光装置40を得ることができる。
As described above, after the
本発明に係るコレットは、発光素子等の半導体素子をパッケージ等の実装部に移送する工程において用いることができる。 The collet according to the present invention can be used in a step of transferring a semiconductor element such as a light emitting element to a mounting portion such as a package.
100…コレット
10…本体部
11…第1貫通孔
12…第1凸部
14…開口部
15…第1凸部内貫通孔
20…ゴム弾性部
21…第2貫通孔
30…先端部
31…第3貫通孔
32…第2凸部
33…第2凸部内貫通孔
34…柱状部
35…錐台状部
36…吸着部
37…吸着面
40…発光装置
41…パッケージ
42…接合部材
43…発光素子
44…ワイヤ
45…封止部材
50…支持体
100 ...
Claims (6)
前記本体部の先端に接続され、前記第1貫通孔と連通する第2貫通孔を有するゴム弾性部と、
前記ゴム弾性部の先端に接続され、前記第2貫通孔と連通する第3貫通孔を有する先端部と、
を備え、
前記第2貫通孔の上側開口部と下側開口部が同じ幅であるコレット。 The main body having the first through hole and
A rubber elastic portion having a second through hole that is connected to the tip of the main body portion and communicates with the first through hole.
A tip portion having a third through hole connected to the tip of the rubber elastic portion and communicating with the second through hole, and a tip portion having a third through hole.
Equipped with
A collet in which the upper opening and the lower opening of the second through hole have the same width.
発光素子を準備する工程と、
前記コレットの前記先端部を前記発光素子に当接させて、前記コレットで前記発光素子を吸着する工程と、
前記発光素子をパッケージ上に載置し、前記発光素子から前記コレットを外す工程と、
を備える発光装置の製造方法。 The main body portion having the first through hole, the rubber elastic portion having the second through hole connected to the tip of the main body portion and communicating with the first through hole, and the rubber elastic portion connected to the tip of the rubber elastic portion, the first A step of preparing a collet having a tip portion having a third through hole communicating with the two through holes, and having the same width as the upper opening and the lower opening of the second through hole.
The process of preparing the light emitting element and
A step of bringing the tip of the collet into contact with the light emitting element and adsorbing the light emitting element with the collet.
The step of placing the light emitting element on the package and removing the collet from the light emitting element,
A method of manufacturing a light emitting device comprising.
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