KR20140142133A

KR20140142133A - 취성 재료 기판의 반송 헤드

Info

Publication number: KR20140142133A
Application number: KR20140015921A
Authority: KR
Inventors: 킨야 오타
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2014-12-11
Also published as: JP2014236013A; TW201444774A; JP6163881B2; CN104210846A

Abstract

(과제) 종(縱)방향 및 횡(橫)방향으로 정렬하여 형성되고, 브레이크된 기능 영역을 갖는 기판 중, 기능 영역을 그대로 반송할 수 있는 반송 헤드를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 반송 헤드(20)는 헤드부(30)와 헤드부(30)를 상하이동이 자유롭게 지지(holding)하는 슬라이드 기구를 갖고 있다. 헤드부(30)는 하면에 베이스 플레이트(31)와 베이스 플레이트와 함께 공극(空隙)을 갖는 리드 플레이트(32)가 설치된다. 또한 베이스 플레이트의 하면에 격자 형상으로 배열된 개구를 갖는 탄성 시트(35)를 갖고 있다. 기능 영역을 흡인할 때에는 탄성 시트(35)의 개구(36)로부터 공기를 흡인하여 소정의 장소에 반송한다.

Description

취성 재료 기판의 반송 헤드{TRANSPORTING HEAD OF BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)으로서, 종(縱)방향 및 횡(橫)방향으로 정렬하여 형성되어 있는 다수의 기능 영역(디바이스 영역이라고도 함)을 갖고, 기능 영역마다 브레이크된 기판을 흡착하여 반송할 때에 이용되는 반송 헤드에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 스크라이브 라인(scribing line)이 형성된 기판을, 스크라이브 라인이 형성된 면의 이면(裏面)으로부터, 스크라이브 라인을 따라 면에 수직으로 압압(pushing)함으로써 브레이크하는 기판 브레이크 장치가 제안되고 있다. 이하, 이러한 브레이크 장치에 의한 브레이크의 개요를 나타낸다. 브레이크의 대상이 되는 반도체 웨이퍼에는, 정렬하여 다수의 기능 영역이 형성되어 있는 것으로 한다. 분단(dividing)하는 경우에는, 우선 기판에 기능 영역의 사이에 동일한 간격을 두고 종방향 및 횡방향으로 스크라이브 라인을 형성한다. 그리고 이 스크라이브 라인을 따라 브레이크 장치로 분단한다. 도 1(a)는 분단하기 전의 브레이크 장치에 올려놓여진 기판의 단면도를 나타내고 있다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, 기판(101)에 기능 영역(101a, 101b)과, 그 사이에 스크라이브 라인(S1, S2, S3…)이 형성되어 있다. 분단하는 경우에는 기판(101)의 이면에 점착 테이프(102)를 접착하고, 그 표면에 보호 필름(103)을 접착한다. 그리고 브레이크시에는 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 받침날(105, 106)의 정확히 중간에 브레이크하기 위한 스크라이브 라인, 이 경우에는 스크라이브 라인(S2)을 배치하고, 그 상부로부터 블레이드(104)를 스크라이브 라인에 맞추어 강하시켜, 기판(101)을 압압한다. 이와 같이 하여 한 쌍의 받침날(105, 106)과 블레이드(104)와의 3점 굽힘에 의한 브레이크가 행해지고 있었다.

일본공개특허공보 2004-39931호

이러한 구성을 갖는 브레이크 장치를 이용하여, 격자 형상으로 스크라이브가 형성된 기판을 브레이크했을 때에, 격자 형상의 기능 영역과 주위의 단재(端材)로 되어 있는 불필요 부분이 분리되어 남는다. 기능 영역이 LED로서, 그의 표면에 렌즈가 돌출되어 형성되어 있는 경우에는, 진공 흡착을 할 수 없기 때문에, 기능 영역만을 통합하여 반송하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 브레이크된 기능 영역의 부분만을 그대로의 상태로 반송할 수 있는 반송 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 반송 헤드는, 한쪽의 면에 종방향 및 횡방향으로 소정의 피치로 형성된 기능 영역을 갖고, 기능 영역이 중심에 위치하도록 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크된 취성 재료 기판을 반송하는 반송 헤드로서, 헤드부와, 상기 헤드부를 상하이동이 자유롭게 지지(holding)하는 슬라이더 기구를 구비하고, 상기 헤드부는, 리드 플레이트와, 상기 리드 플레이트와의 사이에 기밀(氣密)의 공동(cavity)을 형성하고, 상기 리드 플레이트와는 접하지 않는 표면에, 상기 취성 재료 기판의 기능 영역에 대응하도록 배열되어 상기 공동에 연통하는 개구를 갖는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상기 리드 플레이트와는 접하지 않는 표면에 접착되고, 베이스 플레이트의 개구에 대응하는 위치에 배열된 개구를 갖는 탄성 시트를 구비하는 것이다.

여기에서 상기 취성 재료 기판은, 표면에 렌즈가 형성된 LED를 기능 영역으로 하는 LED 기판이며, 상기 탄성 시트에 형성되는 개구는, 상기 LED 칩의 각 렌즈보다도 큰 지름을 갖는 것으로 해도 좋다.

여기에서 상기 헤드부는, 상기 슬라이더 기구의 하부에 탄성 연결 부재를 통하여 접속된 것으로 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스크라이브 라인을 따라 브레이크된 기판에 반송 헤드의 탄성 시트를 맞닿게 함으로써 기능 영역만을 흡착할 수 있다. 이 때문에 반송 헤드로 기능 영역의 부분만을 통합하여 반송할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래의 기판의 브레이크시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 브레이크된 기판의 일 예를 나타내는 정면도 및 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 의한 반송 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 정면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 일부를 절결(cut-away)하여 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 저면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 실시 형태에 있어서 브레이크의 대상이 되는 기판(10)은 도 2에 정면도 및 그의 부분 단면도를 나타내는 바와 같이, 제조 공정에서 x축과 y축을 따라 일정 피치로 다수의 기능 영역(11)이 형성된 기판으로 한다. 이 기능 영역(11)은 예를 들면, LED로서의 기능을 갖는 영역으로 하고, 각 기능 영역에는 LED를 위한 원형의 렌즈가 각각의 표면에 형성되어 있다. 그리고 각 기능 영역마다 분단하여 LED칩으로 하기 위해, 스크라이브 장치에 의해 각 기능 영역이 중심에 위치하도록 종방향의 스크라이브 라인(S_y1∼S_yn)과, 횡방향의 스크라이브 라인(S_x1∼S_xm)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 따라서 이들 스크라이브 라인(S_x1∼S_xm), 스크라이브 라인(S_y1∼S_yn)의 피치는 기능 영역의 x축과 y축 방향의 피치와 동일해진다. 그리고 이 기판(10)의 스크라이브 라인(S_x1, S_xm, S_y1, S_yn)의 내측에는, 기판을 반송할 때에 실리콘 수지가 충전(充塡)되지만, 이 실리콘 수지를 LED가 형성된 기능 영역의 범위에 두기 위해, 기능 영역의 외측의 주위에 기판(10)의 표면보다 근소하게 높은 선상(線狀)의 돌기(12)가 형성되어 있다.

이 기판(10)은 브레이크 장치에 의해 스크라이브 라인을 따라 브레이크된다. 브레이크된 직후의 기판(10)은 스크라이브 라인을 따라 분단되고는 있지만, 분리되어 있지 않다. 즉 분단한 기판(10)은 외주(外周)의 단재로 되어 있는 불필요 부분과, 외주를 제외한 격자 형상의 다수의 LED칩의 부분으로 성립되어 있다.

다음으로 본 발명의 실시 형태에 의한 LED칩의 부분만을 흡인하기 위한 반송 헤드에 대해서 설명한다. 도 3은 반송 헤드를 나타내는 사시도, 도 4는 정면도, 도 5는 그 일부를 절결하여 나타내는 반송 헤드의 측면도, 도 6은 그의 저면도이다.

그리고 반송 기구의 상부에 있는 브리지에는, 수평 방향으로 반송 헤드를 이동시키는 도시하지 않은 리니어 슬라이더가 설치된다. 도 3에는 리니어 슬라이더에 부착되는 반송 헤드(20)를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이 대략 정방형 형상의 수평 방향의 행거 베이스(21)에 대략 L자 형상의 행거(22)가 수직으로 접속된다. 행거(22)의 측방에 장방형 형상의 행거 브래킷(23)이 접속되고, 행거 브래킷(23)에는 추가로 장방형 형상의 행거 브래킷(24)이 그 면을 겹쳐 부착된다. 이 행거 브래킷(24)에는 상하이동이 자유로운 리니어 슬라이더(25)가 설치된다. 리니어 슬라이더(25)는 상방향과 하방향과의 2방향으로 각각 공기류를 유입할 수 있도록 하고 있고, 그 유입을 전환함으로써 상하이동이 자유롭게 하는 것이다. 그리고 리니어 슬라이더(25)에 한 쌍의 니들 밸브(26a, 26b)가 부착된다. 이들 니들 밸브(26a, 26b)를 조정함으로써 공기의 유입량을 제어하여, 상방향으로의 이동 속도와 하방향으로의 이동 속도를 설정할 수 있다. 여기에서 리니어 슬라이더(25)와 니들 밸브(26a, 26b)는 헤드부를 상하이동이 자유롭게 지지하는 슬라이드 기구를 구성하고 있다.

그리고 이 슬라이더(25)의 하방에는 헤드부(30)가 형성된다. 다음으로 헤드부(30)의 하방에는, 도 3∼5에 나타내는 바와 같이, 장방형 형상의 베이스 플레이트(31)와, 이것에 거의 동일 형상의 리드 플레이트(32)를 갖고 있다. 베이스 플레이트(31)와 리드 플레이트(32)는 상대향하는 면의 각각 중앙 부분에 홈이 형성되고, 각각의 사이는 기밀하게 유지하기 위해 환상(環狀)의 시일 러버(33)를 끼워 접착되어 있다. 그리고 각각의 홈과 시일 러버(33)에 의해 기밀의 공극(空隙; 34)을 형성하고 있다. 베이스 플레이트(31)에는 도 6의 반송 헤드의 저면도에 나타내는 바와 같이 대각선상의 모서리의 위치에 안내용의 개구(31a, 31b)가 형성되어 있다. 이 개구(31a, 31b)는 기판 상으로 돌출되는 핀을 삽입함으로써, 이 헤드부(30)를 기판에 대하여 정확하게 위치 결정할 수 있도록 하는 것이다. 베이스 플레이트(31)의 하면에는 브레이크된 기판의 기능 영역에 대응하도록 xy 방향으로 정렬한 다수의 개구가 격자 형상으로 형성되어 있다.

베이스 플레이트(31)의 하면에는 러버 등의 탄성 시트(35)가 접착되어 있다. 탄성 시트(35)에는 4변의 외주부를 제외하고 브레이크된 기판의 기능 영역에 대응하도록 xy 방향으로 정렬한 다수의 개구(36)가 격자 형상으로 형성되어 있다. 이들 개구(36)는 기능 영역에 형성되어 있는 LED의 렌즈의 지름보다 약간 큰 지름을 갖고, 브레이크된 기판(10)의 기능 영역에 있는 LED칩을 통합하여 흡인할 때에, LED의 렌즈가 탄성 시트(35)에 직접 접촉하지 않도록 구성되어 있다.

그리고 이 탄성 시트(35)의 개구(36)는 베이스 플레이트(31)의 동일 위치에 형성된 개구를 통하여 기밀의 공극(34)에 연결되어 있다. 리드 플레이트(32)의 상면에는 4개소에 관 조인트(37)가 설치되어, 공극(34)으로 통하고 있다. 이 관 조인트(37)는 도시하지 않은 튜브를 통하여 진공 흡착 장치에 연결되고, 진공 흡착 장치를 구동함으로써 개구(36)로부터 에어를 분출시키거나 또는 흡인할 수 있다.

그리고 리드 플레이트(32)의 상방에는 4개의 아암(38a∼38d)이 수직으로 설치되고, 이들 아암(38a∼38d)을 통하여 상부 플레이트(41)가 수평하게 부착된다. 상부 플레이트(41)의 상면에는 도 5에 나타내는 볼플런저(42a, 42b) 및 도시하지 않는 볼플런저(42c, 42d)가 돌출되어 지지되어 있다. 볼플런저는 볼과 그 하방에 설치된 스프링을 갖고, 소정 범위에서 볼을 상하이동이 자유롭게 지지한 것이다. 볼플런저의 각 볼은 상부의 사이드 플레이트(43)에 맞닿아 있다. 사이드 플레이트(43)는 그 외주를 지지하는 틀 형상의 커버 플레이트(44)에 의해 지지되어 있다. 그리고 반송 헤드(20)가 근소하게 기운 경우에도 볼플런저의 몇 개의 스프링의 수축 정도가 변화하기 때문에, 반송 헤드(20)의 근소한 각도 변동을 탄성적으로 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 상부 플레이트(41)와 볼플런저(42a∼42d) 및 커버 플레이트(44)는, 헤드부(30)를 슬라이드 기구의 하부에 접속하는 탄성 연결 부재를 구성하고 있다.

그리고 이 반송 헤드(20)를 이용하여 브레이크된 기판을 반송하는 경우에 대해서 설명한다. 우선 도 2에 나타내는 바와 같이 스크라이브된 기판에 대하여 브레이크 장치에 의해 기판(10)의 스크라이브 라인의 바로 위로부터 압하하여 브레이크한다. 그리고 스크라이브 라인(S_x1∼S_xm)을 따라 브레이크를 반복함으로써 가늘고 긴 분단편(分斷片)으로 할 수 있고, 추가로 스크라이브 라인(S_y1∼S_yn)을 따라 브레이크를 반복함으로써 개별의 LED칩을 생성할 수 있다.

다음으로 이 기판(10)의 기능 영역에 있는 LED칩을 반송하는 경우에는, 반송 헤드(20)를 브레이크된 기판에 맞추어 고정한다. 이때 기판(10)에 대하여 반송 헤드(20)가 상부로부터 하강했을 때, 근소한 기울기나 위치 어긋남은 볼플런저(42a∼42d)에 의해 흡수할 수 있다. 이때 헤드부(30)의 최하부의 탄성 시트(35)의 개구(36)가 LED의 렌즈부에 대응한다. 그리고 각 개구(36)로부터 공기를 흡인함으로써 기판(10)의 기능 영역만을 흡인할 수 있다. 그리고 반송 헤드(20)를 그대로 인상함으로써 브레이크된 기판의 기능 영역, 즉 LED칩군을 인상할 수 있다.

그리고 이 상태에서 반송 헤드 전체를 x축 방향 또는 y축 방향으로 이동시킴으로써 LED칩군을 소망하는 위치로 반송할 수 있다.

이 실시 형태에서는 상면에 렌즈를 갖는 기능 영역을 갖는 LED 기판의 LED칩을 통합하여 반송하는 예에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명은 표면에 렌즈를 갖는 칩뿐만 아니라, 특히 아무것도 돌출되지 않은 기능 영역을 갖는 칩에 대해서도 적용할 수 있고, 또한 렌즈 이외의 돌기물을 갖는 기능 영역을 갖는 칩을 통합하여 반송하는 반송 헤드에도 적용할 수 있다.

또한 이 실시 형태에서는 헤드부의 상부에 슬라이더 기구의 사이에 탄성 연결 기구를 설치하고 있지만, 탄성 연결 기구는 반드시 설치할 필요는 없다.

본 발명은 취성 재료 기판을 브레이크한 후에 격자 형상으로 배치되는 기능 영역만을 흡착하여 필요한 위치에 반송할 수 있어, 칩군의 반송 장치에 유효하게 적용할 수 있다.

10 : 기판
11 : 기능 영역
12 : 선상 돌기
20 : 반송 헤드
21 : 행거 베이스
22 : 행거
23, 24 : 행거 브래킷
25 : 리니어 슬라이더
26a, 26b : 니들 밸브
31 : 베이스 플레이트
32 : 리드 플레이트
33 : 시일 러버
34 : 공극
35 : 탄성 시트
36 : 개구
37 : 관 조인트
38a∼38d : 아암
41 : 상부 플레이트
42a∼42d : 볼플런저
43 : 사이드 플레이트
44 : 커버 플레이트

Claims

한쪽의 면에 종(縱)방향 및 횡(橫)방향으로 소정의 피치로 형성된 기능 영역을 갖고, 기능 영역이 중심에 위치하도록 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크된 취성 재료 기판을 반송하는 반송 헤드로서,
헤드부와,
상기 헤드부를 상하이동이 자유롭게 지지(holding)하는 슬라이더 기구를 구비하고,
상기 헤드부는,
리드 플레이트와,
상기 리드 플레이트와의 사이에 기밀(氣密)의 공동(cavity)을 형성하고, 상기 리드 플레이트와는 접하지 않는 표면에, 상기 취성 재료 기판의 기능 영역에 대응하도록 배열되어 상기 공동에 연통하는 개구를 갖는 베이스 플레이트와,
상기 베이스 플레이트의 상기 리드 플레이트와는 접하지 않는 표면에 접착되고, 베이스 플레이트의 개구에 대응하는 위치에 배열된 개구를 갖는 탄성 시트를 구비하는 반송 헤드.
제1항에 있어서,
상기 취성 재료 기판은, 표면에 렌즈가 형성된 LED를 기능 영역으로 하는 LED 기판이며,
상기 탄성 시트에 형성되는 개구는, 상기 LED 칩의 각 렌즈보다도 큰 지름을 갖는 것인 반송 헤드.
제1항에 있어서,
상기 헤드부는, 상기 슬라이더 기구의 하부에 탄성 연결 부재를 통하여 접속된 것인 반송 헤드.