JP7601595B2 - 収容トレイ、及び、半導体チップパッケージの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のチップを収容する収容トレイに関する。

従来、個片化された個々の半導体チップを収容トレイに収容してハンドリングすることが知られており、異なるサイズのチップを収容可能とする収容トレイが開示されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示される収容トレイは、複数のチップが接着される接着面を有する粘着材を有する構成とし、チップを接着面に対して押圧することで複数のチップを一度に接着することとしている。

特開２０１２－０４３９１４号公報

特許文献１に開示される構成では、チップ同士を仕切る仕切りがなく、粘着材でチップを保持するため、チップの収容が容易であるとともにチップが動いて仕切りにぶつかって損傷してしまうことも防止できる。

他方、半導体ウェーハを分割して形成したチップ（半導体デバイスチップ）を、パッケージング前に個別にチッピングや強度等の測定をすることがある。そして、測定後はチップを収容トレイに一旦収容した後、収容トレイからピックアップしてパッケージングされる。

ここで、特許文献１に開示される形態の収容トレイを利用することが考えられるが、チップの厚みやサイズによって接着面との間に生じる保持力が異なるものであり、保持力が強すぎる場合には、チップのピックアップが困難となり、状況によってはチップが破損しかねないことになる。

一方で、保持力が弱すぎる場合には、状況によってはチップを保持し続けることができず、例えば、搬送中にチップが移動して隣接するチップ同士の接触が生じ、チップが損傷しかねないことになる。

以上に鑑み、本願発明は、ピックアップの際に不具合が生じ難く、かつ、チップを適切に保持することを可能とする新規な構成の収容トレイを提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の一態様によれば、
複数のチップを収容する収容トレイであって、
チップ収容部と、該チップ収容部を囲繞する枠部と、を有するトレイ本体と、
該トレイ本体の該チップ収容部に装着され、チップを保持する保持力を発揮する保持面を形成するチップ保持層と、を備え、
該チップ保持層の該保持面には、該保持力を設定するための溝が複数形成されている、収容トレイとする。

また、本発明の一態様によれば、
該溝は、互いに交差する方向に延びて格子状に形成され、
各溝で囲まれる領域に該チップと接触するための柱状保持部が構成され、
該柱状保持部と該溝が交互に配置され、
該柱状保持部と該溝の境界部に、該チップとの剥離起点が形成される。

また、本発明の一態様によれば、
該チップ保持層は合成樹脂にて構成され、
該柱状保持部が弾性変形可能に構成される。

また、本発明の一態様によれば、
該溝は、回転する切削ブレードにて該チップ保持層を切削加工することで形成される切削溝である。

また、本発明の一態様によれば、
回転する切削ブレードを有する切削装置にてチップ保持層の表面に切削溝を加工して保持面を形成するステップと、
該チップ保持層をトレイ本体と一体化させて収容トレイを形成するステップと、
該切削装置にてウェーハを切削するととともに分割してチップを形成するステップと、
該チップについてチッピング、及び／又は、強度を測定するとともに、測定後のチップを該チップ保持層の該保持面に載置して収容トレイに収容するステップと、
該収容トレイに収容された該チップを該保持面から剥離してパッケージングするステップと、
を含む、半導体チップパッケージの製造方法とする。

本発明の一態様によれば、ピックアップの際に不具合が生じ難く、かつ、チップを適切に保持することを可能とする収容トレイを構成することができる。また、溝の幅、数、間隔、本数等によってチップの大きさや種別、環境に応じた保持力を設定することができる。

また、本発明の一態様によれば、チップの内側に剥離起点を配置することができ、チップをピックアップする外力が作用した際におけるチップの剥離性を向上させることができる。

また、本発明の一態様によれば、接触面とチップの下面の接触を維持したまま、チップを保持することが可能となり、チップの横ずれを防止することができる。

また、本発明の一態様によれば、チップに分割される前のウェーハを切削加工する切削装置を利用して溝を形成することができる。

また、本発明の一態様によれば、ピックアップの際に不具合が生じ難く、かつ、チップを適切に保持することが可能となり、製造過程においてチップに損傷が生じることを防ぐことができる。

（Ａ）は収容トレイの構成部材について示す図。（Ｂ）は完成した収容トレイについて示す斜視図。 （Ａ）はチップがチップ保持層に載置された状態について示す図。（Ｂ）は剥離起点について説明する図。 （Ａ）は収容トレイの側面断面図と一部拡大図。（Ｂ）は柱状保持部について説明する図。 （Ａ）は切削装置による溝形成について説明する図。（Ｂ）は収容トレイの制作過程について説明する図。（Ｃ）は完成した収容トレイについて示す側面断面図。 収容トレイを利用した工程例について説明する図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明実施形態に係る収容トレイ１２の斜視図である。
収容トレイ１２は、凹部からなるチップ収容部１４と、チップ収容部１４を囲繞する枠部１６と、を有するトレイ本体１３を有している。チップ収容部１４には、チップ６を保持するためのチップ保持層１８が収容される。

本実施例では、チップ保持層１８は、トレイ本体１３とは別部材であるシート状の板材にて構成され、両面テープ等によりチップ収容部１４の底面１４ａに貼着されるものであるが、両者が一体成型にて構成されるものであってもよい。

チップ保持層１８を構成する部材は、例えば、フレックスキャリア株式会社製のユー・エム・アイ（登録商標）、新タック化成株式会社の商品名「セパレス」または「ハンデコタック」、ニッタ株式会社製の感温性粘着シートであるインテリマー（登録商標）テープ、などを使用することができる。この他、ウレタン樹脂を素材とするシートにて構成することもできる。

チップ保持層１８の上側の面は、チップ６を保持する保持力を発揮する保持面１８ａを構成し、上方に向けて露出される。保持面１８ａは、枠部１６よりも低い位置に配置され、チップ６が枠部１６を乗り越えて落下することが防がれる。

図２（Ａ）（Ｂ）、及び、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、チップ保持層１８の保持面１８ａには、溝３０が形成されている。本実施例では、互いに直交する第１の方向Ｆ１と第２の方向Ｆ２に溝３０が形成される。そして、各溝３０にて囲まれる領域が残存することで柱状保持部４０が構成される。

なお、互いに直交する第１の方向Ｆ１と第２の方向Ｆ２に溝３０を形成することで、格子状に溝を形成することとする他、一方向に伸長する溝のみを複数形成することとしてもよい。

各柱状保持部４０の上端面は、チップ６の下面６ｂに接触する接触面４２を構成し、接触面４２と溝３０が交互に配置される。このように接触面４２と溝３０が交互に配置されることで、チップ６を保持する保持面１８ａは、接触面４２と非接触面である溝３０を有する構成となる。

接触面４２は、チップ６の下面６ｂに接触することで、チップ６の水平方向のずれを規制して保持する保持力を発揮する。この保持力は、合成樹脂で構成されるチップ保持層１８（柱状保持部４０）に接触した際に生じる力であり、いわゆるタック力とも呼ばれるものである。

各接触面４２は、その面積の大小によってチップ６の下面６ｂに接触する面積が決められるものであり、これにより、各接触面４２が発揮する保持力も決定される。各接触面４２の面積は、溝３０の幅、数、間隔、本数等によって決められるものである。したがって、溝３０の幅、数、間隔、本数等によってチップ６の大きさや種別、環境に応じた保持力を設定することができる。

接触面４２と溝３０の境界部分、つまり、接触面４２の輪郭部分は、チップ６が収容トレイ１２からピックアップされる際に、チップ６の下面６ｂが接触面４２と離れる際の剥離起点４２ｂを構成する。剥離起点４２ｂは、チップ６の下面６ｂが保持される箇所と、保持されない箇所の境界を意味する。

そして、図２（Ｂ）の太線部に示すように、この剥離起点４２ｂは、チップ６の外周の輪郭部のみならず、チップ６の内側にも配置されるため、チップ６をピックアップする外力が作用した際におけるチップ６の剥離性を向上させることができる。

例えば、チップ６の表面６ａ（図２（Ａ））の中心部を吸引保持してピックアップする際には、チップ６の中心付近からも剥離を開始させることが可能となり、ピックアップ不良を防ぐことができる。仮に、溝３０が形成されない平坦な保持面である場合には、剥離起点がチップ６の外周縁にのみ形成されることになり、チップ６の下面６ｂの全面が保持面全体に接触していることから、チップ６の内側等からの剥離が生じ難くなり、ピックアップ不良発生の確率が高くなり得る。

以上のことから明らかなように、チップ保持層１８に溝３０を形成することで、チップ保持層１８により発揮される保持力を設定することができ、ピックアップの際の不具合発生を防ぐことができる。

図２（Ａ）、及び、図３（Ｂ）に示すように、柱状保持部４０が構成されることによって、柱状保持部４０が弾性変形することが可能となる。図３（Ｂ）の例では、柱状保持部４０が傾倒することで、接触面４２とチップ６の下面６ｂの接触が維持される様子を示している。

このようにして、図３（Ｂ）に示すように、収容トレイが傾くなどしてチップ６に横方向の荷重Ｋが生じた場合でも、接触面４２とチップ６の下面６ｂの接触を維持したまま、チップ６を保持することが可能となり、チップ６の横ずれを防止することができる。そして、搬送時にチップ６が動いて他のチップと接触してチップの外周に欠けを生じさせることや、チップ６がチップ収容部１４から飛び出して破損してしまうことを防止できる。

以上のことから明らかなように、チップ保持層１８に溝３０を形成することで、チップ保持層１８により発揮される保持力を設定することができ、チップを適切に保持することができる。

なお、柱状保持部４０は、その水平断面を矩形とすることとする他、多角形、円形などしてもよい。

以上に説明した構成の収容トレイ１２は、例えば、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すようにして制作することができる。
まず、図４（Ａ）に示すように、チップ保持層１８を構成する板材をベースプレート１９と一体とし、ベースプレート１９を切削装置６０の保持テーブル６２で保持する。切削装置６０は、高速回転する切削ブレード６４を有し、切削ブレード６４を所定の高さに位置づけるとともに、保持テーブル６２を加工送りすることで、チップ保持層１８に溝３０を形成する。

チップ保持層１８の第１の方向Ｆ１について溝３０を形成後、保持テーブル６２を９０度回転して加工送りすることで、第２の方向Ｆ２（図１）についても溝３０を形成する。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、トレイ本体１３のチップ収容部１４に、チップ保持層１８とベースプレート１９を一体としたまま収容することで、図４（Ｃ）に示すように収容トレイ１２が構成される。

なお、以上のように切削加工により溝３０が形成されることとする他、樹脂成形時に溝が予め形成されることや、プレス成形により溝を形成することとしてもよい。

図５は、収容トレイ１２を利用した工程例について説明する図である。
チップ６は、ウェーハＷを分割加工することで形成される。ウェーハＷは、円板形状の半導体ウェーハであり、格子状に設けられる分割予定ラインＳで区画される領域にデバイスＤが形成されるものである。

分割されたチップ６は、チッピングや強度等の測定工程を経た後、収容トレイ１２のチップ保持層１８上に載置される。

チップ６を収容した収容トレイ１２は搬送等された後、適宜ピックアップされてパッケージング工程にてモールド樹脂によるパッケージングがされる。

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１に示すように、
複数のチップ６を収容する収容トレイ１２であって、
チップ収容部１４と、チップ収容部１４を囲繞する枠部１６と、を有するトレイ本体１３と、
トレイ本体１３のチップ収容部１４に装着され、チップ６を保持する保持力を発揮する保持面１８ａを形成するチップ保持層１８と、を備え、
チップ保持層１８の保持面１８ａには、保持力を設定するための溝３０が複数形成されている、収容トレイ１２とするものである。

これにより、ピックアップの際に不具合が生じ難く、かつ、チップを適切に保持することを可能とする収容トレイ１２を構成することができる。また、溝３０の幅、数、間隔、本数等によってチップ６の大きさや種別、環境に応じた保持力を設定することができる。

また、図１及び図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、
溝３０は、互いに交差する方向に延びて格子状に形成され、
各溝３０で囲まれる領域にチップ６と接触するための柱状保持部４０が構成され、
柱状保持部４０と溝３０が交互に配置され、
柱状保持部４０と溝３０の境界部に、チップ６との剥離起点４２ａが形成される、
こととするものである。

これにより、チップ６の内側に剥離起点４２ａを配置することができ、チップ６をピックアップする外力が作用した際におけるチップ６の剥離性を向上させることができる。

また、図３（Ｂ）に示すように、チップ保持層１８は合成樹脂にて構成され、柱状保持部４０が弾性変形可能に構成される、こととするものである。

これにより、接触面４２とチップ６の下面６ｂの接触を維持したまま、チップ６を保持することが可能となり、チップ６の横ずれを防止することができる。

また、図５（Ａ）に示すように、溝３０は、回転する切削ブレード６４にてチップ保持層１８を切削加工することで形成される切削溝である、こととするものである。

これにより、チップに分割される前のウェーハを切削加工する切削装置を利用して溝を形成することができる。

また、図１及び図６に示すように、
回転する切削ブレード６４を有する切削装置６０にてチップ保持層１８の表面に切削溝３０を加工して保持面１８ａを形成するステップと、
チップ保持層１８をトレイ本体１３と一体化させて収容トレイ１２を形成するステップと、
切削装置にてウェーハＷを切削するととともに分割してチップ６を形成するステップと、
チップ６についてチッピング、及び／又は、強度を測定するとともに、測定後のチップ６をチップ保持層１８の保持面１８ａに載置して収容トレイ１２に収容するステップと、
収容トレイ１２に収容されたチップ６を保持面１８ａから剥離してパッケージングするステップと、
を含む、半導体チップパッケージの製造方法とするものである。

これにより、ピックアップの際に不具合が生じ難く、かつ、チップを適切に保持することが可能となり、製造過程においてチップに損傷が生じることを防ぐことができる。

４ 柱状保持部
６ チップ
６ｂ 下面
１２ 収容トレイ
１３ トレイ本体
１４ チップ収容部
１４ａ 底面
１６ 枠部
１８ チップ保持層
１８ａ 保持面
１９ ベースプレート
３０ 溝
４０ 柱状保持部
４２ 接触面
４２ｂ 剥離起点
６０ 切削装置
６２ 保持テーブル
６４ 切削ブレード
Ｄ デバイス
Ｆ１ 第１の方向
Ｆ２ 第２の方向
Ｋ 荷重
Ｓ 分割予定ライン
Ｗ ウェーハ

Claims (4)

1. 複数のチップを収容する収容トレイであって、
   チップ収容部と、該チップ収容部を囲繞する枠部と、を有するトレイ本体と、
   該トレイ本体の該チップ収容部に装着され、チップを保持する保持力を発揮する保持面を形成するチップ保持層と、を備え、
   該チップ保持層の該保持面には、該保持力を設定するための溝が複数形成され、
   該溝は、互いに交差する方向に延びて格子状に形成され、
   各溝で囲まれる領域に該チップと接触するための柱状保持部が構成され、
   該柱状保持部と該溝が交互に配置され、
   該柱状保持部と該溝の境界部に、該チップとの剥離起点が形成され、
   該柱状保持部の先端は矩形の平坦な接触面で形成され、該接触面と該チップの下面とが接触し、
   該柱状保持部が弾性変形により傾倒した際に、該接触面と該チップの下面の接触が維持される、収容トレイ。
2. 該チップ保持層は合成樹脂にて構成され、
   該柱状保持部が弾性変形可能に構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の収容トレイ。
3. 該溝は、回転する切削ブレードにて該チップ保持層を切削加工することで形成される切削溝である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の収容トレイ。
4. 回転する切削ブレードを有する切削装置にてチップ保持層の表面に切削溝を加工して保持面を形成するステップと、
   該チップ保持層をトレイ本体と一体化させて収容トレイを形成するステップと、
   該切削装置にてウェーハを切削するととともに分割してチップを形成するステップと、
   該チップについてチッピング、及び／又は、強度を測定するとともに、測定後のチップを該チップ保持層の該保持面に載置して該収容トレイに収容するステップと、
   該収容トレイに収容された該チップを該保持面から剥離してパッケージングするステップと、
   を含む、半導体チップパッケージの製造方法であって、
   該収容トレイは、
   チップ収容部と、該チップ収容部を囲繞する枠部と、を有するトレイ本体と、
   該トレイ本体の該チップ収容部に装着され、チップを保持する保持力を発揮する保持面を形成するチップ保持層と、を備え、
   該チップ保持層の該保持面には、該保持力を設定するための溝が複数形成され、
   該溝は、互いに交差する方向に延びて格子状に形成され、
   各溝で囲まれる領域に該チップと接触するための柱状保持部が構成され、
   該柱状保持部と該溝が交互に配置され、
   該柱状保持部と該溝の境界部に、該チップとの剥離起点が形成され、
   該柱状保持部の先端は矩形の接触面で形成され、該接触面と該チップの下面とが接触し、
   該柱状保持部が弾性変形により傾倒した際に、該接触面と該チップの下面の接触が維持される、半導体チップパッケージの製造方法。