JPH0992661A - 半導体チップのピックアップ方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップを確実に且つ迅速にピックアッ
プする方法および装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、弾性シートの表面に貼着され
た半導体チップを、その上面を吸着コレットで吸着する
ことにより保持する吸着ステップと、前記弾性シート
を、その前記半導体チップに対向する裏面部分をシート
吸引体の吸引口で吸引して撓ませ、該吸引口内に設けら
れた先端部が尖ったピンで突き破ることにより、前記半
導体チップを前記弾性シートから分離させる分離ステッ
プと、により半導体チップをピックアップする方法であ
って、前記弾性シートの撓みは、前記ピンの先端部に設
けた段付き部の平坦面で規制されることを特徴とする半
導体チップのピックアップ方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップのピ
ックアップ方法およびその装置に関し、特にウエハシー
ト（エキスパンドテープ）上に貼着された複数の半導体
チップを個別に良好にピックアップする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣやダイオード等の半導体装
置は、一枚のウエハに多数の半導体チップを一括形成
し、これを各半導体チップに分離したものを個別にピッ
クアップしてリードフレームのアイランド部等にボンデ
ィングするという工程を経て製造される。

【０００３】この工程において、半導体チップを個別に
ピックアップする方法は、一般に次のようなものが採用
されている。まず、従来のピックアップ装置を説明す
る。図４は、従来のピックアップ装置を示す要部斜視図
である。この図において、符号５１は、シリコンウエハ
を格子状に切断することにより、縦横方向に略一定間隔
毎に配列された複数の半導体チップを示す。これら半導
体チップ５１は、ポリスチレン樹脂等からなる弾性シー
ト５３上に貼着されている。弾性シート５３は、リング
状のサポートフレーム５４により伸張された状態で保持
されている。また、このサポートフレーム５４は、Ｘ−
Ｙ方向へのステップ移動が可能なＸ−Ｙテーブル５５上
に固設されている。さらに、図５に示すように、サポー
トフレーム５４の内方中心領域には、上記弾性シート５
３の下面を吸着保持するための円筒状のシート吸引体５
６が図示しない基台上に設けられている。このシート吸
引体５６は、弾性シート５３の裏面に接触した状態であ
る。また、シート吸引体５６内には、先端部が尖ったピ
ン５７が設けられている。ピン５７は、その先端面がシ
ート吸引体５６の上面よりもやや低く位置するように設
けられている。このシート吸引体５６の上方（弾性シー
ト５３の上方側）には、半導体チップ５１をピックアッ
プして図示しないリードフレームのアイランド部等に移
送するための吸着コレット５８が配設されている。

【０００４】次に、上記装置を用いた従来のピックアッ
プ方法を説明する。まず、Ｘ−Ｙテーブル５５を、ピッ
クアップすべき半導体チップ５１がシート吸引体５６の
略真上に位置するようにステップ移動させる。次いで、
図６に示すように、吸着コレット５８を下降させて半導
体チップ５１を吸着保持すると同時に、シート吸引体５
６に負圧をかける。このとき、弾性シート５３は、この
負圧により吸い込まれて半導体チップ５１から剥離され
つつ撓み、半導体チップ５１から完全に剥離されてピン
５７に突き破られることになる。このため、半導体チッ
プ５１は、弾性シート５３から分離された状態になる。
そして、吸着コレット５８を、半導体チップ５１を保持
した状態でリードフレームのアイランド部（図示せず）
へと移動させる。そして、シート吸引体５６に正圧をか
けて、弾性シート５３を元の状態に復帰させた後に、次
にピックアップする半導体チップ５１がシート吸引体５
６の真上にくるようにＸ−Ｙテーブル５５をステップ移
動させる。

【０００５】以上のような動作を繰り返し行って、弾性
シート５３上の半導体チップ５１を順にピックアップし
ていく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のピックアッ
プ方法において、シート吸引体５６上にステップ移動さ
れた半導体チップ５１は、Ｘ−Ｙテーブル５５のステッ
プ移動幅の精度の問題上、その移動位置にばらつきが生
じやすく、例えば、ピックアップされる位置よりもやや
ずれた位置に移動される場合、弾性シート５３は、これ
をシート吸引体５６内に吸引したときに、図６に示すよ
うに、半導体チップ５１が貼着されていない部分から撓
み始め、半導体チップ５１から完全に剥離されてピン５
７に突き破られたときには傾いた状態となる。このよう
な傾いた状態の弾性シート５３を元の撓みのない状態
（ピン５７に突き刺さっていない状態）に復帰させるの
に要する時間は、上記のような傾きのない状態の弾性シ
ート５３を元の状態に復帰させるのに要する時間よりも
長くなる。これは、弾性シート５３を元の状態に復帰さ
せる際の、弾性シート５３とピン５７との摩擦係数の違
いによるものである。

【０００７】このため、弾性シート５３がピン５７に突
き刺さった状態でＸ−Ｙテーブル５５をステップ移動さ
せてしまい、弾性シート５３の破れを生じさせてしまう
という問題があった。特に、近年、半導体チップを含む
半導体装置は、大量生産されており、これを実現するた
めに高速サイクルで製造が行われている。このため、上
記半導体チップのピックアップも高速に行うことが望ま
れる。

【０００８】しかるに、上記の問題が生じぬように、弾
性シート５３が確実に元の状態に復帰できる程度の時間
だけ間隔をあけた後に、Ｘ−Ｙテーブル５５をステップ
移動させたならば、ピックアップ速度が非常に低下して
しまい、生産効率が悪くなる。本発明は、以上のような
状況下で考え出されたもので、半導体チップを確実に且
つ迅速にピックアップする方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、弾性シートの表面に貼着された半導体チ
ップを、その上面を吸着コレットで吸着することにより
保持する吸着ステップと、前記弾性シートを、その前記
半導体チップに対向する裏面部分をシート吸引体の吸引
口で吸引して撓ませ、該吸引口内に設けられた先端部が
尖ったピンで突き破ることにより、前記半導体チップを
前記弾性シートから分離させる分離ステップと、により
半導体チップをピックアップする方法であって、前記弾
性シートの撓みは、前記ピンの先端部に設けた段付き部
の平坦面で規制されることを特徴とする半導体チップの
ピックアップ方法を提供するものである。

【００１０】また、本発明は、表面に半導体チップが貼
着された弾性シートを装着したサポートフレームと、上
面に前記弾性シートを吸引する吸引口を有し、この吸引
口が前記弾性シートの前記半導体チップに対向する裏面
部分に当接もしくは近接した位置に配設されたシート吸
引体と、前記吸引口内に配置された先端部が尖ったピン
と、前記半導体チップに対して上下動が可能に配置さ
れ、下面に該半導体チップを吸着保持する吸着口を有す
る吸着コレットと、を備えるピックアップ装置であっ
て、前記ピンは、その先端部が平坦面を有する段付き形
状であることを特徴とする半導体チップのピックアップ
装置をも提供し得る。

【００１１】従って、本発明のピックアップ方法および
装置によれば、ピンの先端部は平坦面を有する段付き形
状となっているので、以下のように半導体チップをピッ
クアップすることができる。すなわち、半導体チップ
は、その下面が弾性シートの表面に貼着された状態で、
その上面を吸着コレットに吸着保持される。このとき、
弾性シートの半導体チップに対向する裏面部分には、こ
れに当接もしくは近接した位置に配設されたシート吸引
体の吸引口部分が存在している。そして、この吸引口内
に例えば負圧をかけることにより、弾性シートを吸引口
内へと吸い込む。この場合、弾性シートは、吸引口内へ
吸い込まれて撓んだ状態になり、吸引口内に配置された
先端部が尖ったピンに突き当たり、ついにはこのピンに
よって突き破られピンにくい込んだ状態となりその撓み
量が一挙に増加される。しかし、この弾性シートは、そ
の下面がピンの平坦面に当接することにより、これ以上
撓むことがない。

【００１２】従って、上記弾性シートの撓みは、仮に弾
性シート上の半導体チップがピックアップすべき位置よ
りもずれた位置にあって、弾性シートが傾いた状態で撓
んでも、その傾きが上記ピンの平坦面に抑えられて、平
坦面に沿う水平状態に矯正されることになる。これは、
弾性シートのサポートフレームへの装着条件（例えば、
弾性シートの伸張率や弾性率等の諸条件）が異なる場合
でも略同様である。このため、弾性シートは、ピンにく
い込んだ状態から常に略同一の時間を経て、シート吸引
体の吸引から解除されて撓みの無い元の状態へ復帰する
ことになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のピックアップ装置
の一実施例を、弾性シート上に貼着された半導体チップ
を一個一個ピックアップする場合を例にとり、図１〜図
３を参照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定され
るものでない。図１は、本実施例に用いるピックアップ
装置を示す要部断面図である。尚、このピックアップ装
置は、従来例で説明した図４に示す要部斜視図とほぼ同
様の構造である。

【００１４】図１において、符号１は、シリコンウエハ
を格子状に切断することにより、縦横方向に略一定間隔
毎に配列された状態の複数の半導体チップを示す。これ
ら半導体チップ１は、ポリスチレン樹脂からなる弾性シ
ート２の表面に貼着されている。弾性シート２は、リン
グ状のサポートフレーム３に伸張された状態で固定され
ている。また、このサポートフレーム３は、モータ（図
示せず）駆動によりＸ−Ｙ方向へのステップ移動が可能
なＸ−Ｙテーブル４上に固設されている。さらに、サポ
ートフレーム３に囲まれる領域には、弾性シート２の裏
面を吸引保持するための筒状のシート吸引体５が図示し
ない基台上に設けられており、このシート吸引体５は、
Ｘ−Ｙテーブル４とともにステップ移動するサポートフ
レーム３に対して不動である。このシート吸引体５は、
その上面に弾性シート２の下面を吸引するための吸引口
５ａを有する。また、シート吸引体５は、弾性シート２
を僅かに突き上げた状態（突き上げ寸法は、５ｍｍ程
度）で弾性シート２の下面に当接している。尚、シート
吸引体５は、図示しないコンプレッサに接続されてお
り、負圧をかけることができるとともに、正圧に切り換
えることも可能である。

【００１５】また、シート吸引体５内には、先端部に円
錐形状（先端が尖った）のダイヤモンドを備えるピン６
が設けられている。このピン６は、その先端が平坦部６
ａを有する段付き形状となっており、この平坦部６ａか
ら先端までの寸法（段付き形状の高さ寸法）は、半導体
チップ１の厚み寸法（０．５ｍｍ程度）よりもやや小さ
い０．３ｍｍ程度となっている。また、ピン６はその先
端が弾性シート２の裏面に対して僅かに隙間ができるよ
うに配置されており、この隙間寸法は１０〜２０μｍ程
度である。さらに、シート吸引体５の上方には、半導体
チップ１をピックアップするための吸着コレット７が配
設されている。この吸着コレット７は、図示しないモー
タ駆動により、シート吸引体５上に位置する半導体チッ
プ１に対して上下動が可能に配置されているとともに、
側方に配置されたリードフレーム８のアイランド部８ａ
までの水平動も可能となっている（図中の二点鎖線に沿
って移動可能）。また、弾性シート２の上方には、半導
体チップ１を認識するための認識カメラ（画像処理装
置）９が配置されており、半導体チップ１の位置を認識
し、そのデータを伝送することによりＸ−Ｙテーブル４
の駆動モータを駆動させている。

【００１６】次に、上記装置を用いたピックアップ方法
を説明する。まず、弾性シート２上の半導体チップ１
を、認識カメラ９により認識し、そのデータによりＸ−
Ｙテーブル４の駆動用モータを駆動させて、Ｘ−Ｙテー
ブル４を、この伝送データにより上記半導体チップ１が
シート吸引体５の略真上に位置するようにステップ移動
させる。

【００１７】次いで、吸着コレット７を、半導体チップ
１へ向けて移動させて半導体チップ１を上面で吸着保持
する（吸着ステップ）。次に、半導体チップの吸着と略
同時に、シート吸引体５に負圧をかけることにより、弾
性シート２を吸引口５ａ内へと吸い込む。この場合、弾
性シート２は、図２（ａ）に示すように、吸引口５ａ内
へ吸い込まれて撓んだ状態になってピン６によって突き
破られピン６にくい込まれた状態となりその撓み量が一
挙に増加される。一方、半導体チップ１は、吸着コレッ
ト７に吸着保持されているので、撓んだ弾性シート２か
ら分離された状態になる（分離ステップ）。

【００１８】さらに、弾性シート２は、吸引口５ａ内へ
吸い込まれていっそう撓んだ状態になるが、その下面が
ピン６の平坦面に当接することによって、その撓みが抑
制される。従って、弾性シート２の撓み量は、このピン
６の平坦面６ａにより抑えられて略一定となる。そし
て、半導体チップ１を保持した吸着コレット７を、リー
ドフレーム８のアイランド部８ａへ向けて移動させる。
これと同時に、シート吸引体５の吸引口５ａに正圧をか
けて、弾性シート２を、図２（ｂ）に示すような、ピン
６にくい込んだ状態から元の状態まで復帰させた後に、
Ｘ−Ｙテーブル４をステップ移動させて、次にピックア
ップする半導体チップ１をシート吸引体５上に移動させ
る。

【００１９】このとき、弾性シート２は、ピン６にくい
込んで撓んだ撓み量が略一定であり且つその撓み量をピ
ン６の段付き高さ寸法を小さくすることで、できるだけ
抑えることができるので、上記の撓み状態から高速にも
との状態へ復帰することになる。従って、半導体チップ
１をピックアップした後に、弾性シート２がピン６にく
い込んだ状態を確実にしかも迅速に解放して、弾性シー
ト２の撓みを元の状態へ復帰させてＸ−Ｙテーブルをス
テップ移動させることができるので、ピックアップ速度
が非常に早くなり生産効率は著しく向上する。

【００２０】本実施例において、ピンは、平坦面を有す
る段付き形状となっているが、これに限定するものでな
く、図３に示すように、先端が尖った円錐状のピン１０
に別体のリング体１１を取り付けたものでもよく、この
場合、リング体１１をピン１０に沿って上下動可能なよ
うに取り付ければ（例えばリング体１１にネジ穴１１ａ
を穿設しこのネジ穴１１ａを介してピン１０に取り付け
る）、ピン１０の先端から平坦面１１ｂまでの高さ寸法
を自在に調整することができる。

【００２１】また、本実施例において、ピン１０の段付
き高さ寸法は、０．３ｍｍ程度としているが、これに限
定するものでなく、半導体チップ１の厚み寸法よりもや
や小さい程度とすれば、弾性シートが半導体チップから
剥離する程度に撓ませることが可能である。さらに、本
実施例において、吸着コレットにより半導体チップを吸
着保持する吸着ステップの後に、シート吸引体が弾性シ
ートを吸引して弾性シートから半導体チップを分離させ
る分離ステップを行い、半導体チップをピックアップし
ているが、これに限定するものでなく、吸着ステップと
分離ステップとを略同時に行ってもよく、この場合、ピ
ックアップ速度が早くなり、ピックアップ効率が非常に
良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピックアップ装置を示す要部断面図で
ある。

【図２】本実施例のピックアップ装置において弾性シー
トをシート吸引体に吸い込んだ状態を示す要部拡大図で
ある。

【図３】本発明のピンの変形例を示す要部拡大断面図で
ある。

【図４】従来のピックアップ装置を示す要部斜視図であ
る。

【図５】従来のピックアップ装置を用いて、弾性シート
をシート吸引体に吸い込んだ状態を示す図である。

【図６】従来のピックアップ装置を用いて、弾性シート
をシート吸引体に吸い込んだ状態であり、弾性シートが
傾いた状態で撓んでいる様子を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ ２ 弾性シート ３ サポートフレーム ４ Ｘ−Ｙテーブル ５ シート吸引体 ６ ピン ７ 吸着コレット ８ リードフレーム ９ 認識カメラ １０ ピン １１ リング体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性シートの表面に貼着された半導体チ
   ップを、その上面を吸着コレットで吸着することにより
   保持する吸着ステップと、前記弾性シートを、その前記
   半導体チップに対向する裏面部分をシート吸引体の吸引
   口で吸引して撓ませ、該吸引口内に設けられた先端部が
   尖ったピンで突き破ることにより、前記半導体チップを
   前記弾性シートから分離させる分離ステップと、により
   半導体チップをピックアップする方法であって、 前記弾性シートの撓みは、前記ピンの先端部に設けた段
   付き部の平坦面で規制されることを特徴とする半導体チ
   ップのピックアップ方法。
2. 【請求項２】 表面に半導体チップが貼着された弾性シ
   ートを装着したサポートフレームと、上面に前記弾性シ
   ートを吸引する吸引口を有し、この吸引口が前記弾性シ
   ートの前記半導体チップに対向する裏面部分に当接もし
   くは近接した位置に配設されたシート吸引体と、前記吸
   引口内に配置された先端部が尖ったピンと、前記半導体
   チップに対して上下動が可能に配置され、下面に該半導
   体チップを吸着保持する吸着口を有する吸着コレット
   と、を備えるピックアップ装置であって、 前記ピンは、その先端部が平坦面を有する段付き形状で
   あることを特徴とする半導体チップのピックアップ装
   置。