TWI585023B - Method for conveying brittle material substrate and conveying device - Google Patents

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TWI585023B
TWI585023B TW103104157A TW103104157A TWI585023B TW I585023 B TWI585023 B TW I585023B TW 103104157 A TW103104157 A TW 103104157A TW 103104157 A TW103104157 A TW 103104157A TW I585023 B TWI585023 B TW I585023B
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黑田直洋
岩坪佑磨
礒島聰
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三星鑽石工業股份有限公司
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Description

脆性材料基板的搬送方法及搬送裝置
本發明係關於一種搬送方法及搬送裝置，用於吸附並搬送半導體晶圓等脆性材料基板、即具有於縱向及橫向上整齊排列而形成之多個功能區域(亦稱為元件區域)、且以每個功能區域為單位被斷開之基板時。
於專利文獻1中，提出有一種基板斷開裝置，對於形成有劃線之基板，藉由自形成有劃線之面之背面沿劃線對面垂直地按壓而進行斷開。以下，表示利用此種斷開裝置之斷開之概要。於成為斷開對象之半導體晶圓，整齊排列地形成有多個功能區域。當進行分斷時，首先，於基板上，於功能區域之間隔開相等之間隔而於縱向及橫向上形成劃線。然後，利用斷開裝置沿該劃線進行分斷。圖1(a)表示分斷前之載置於斷開裝置之基板之剖面圖。如本圖所示，於基板101上，於功能區域101a、101b與其間形成有劃線S1、S2、S3...。當進行分斷時，於基板101之背面貼附膠帶102，並於其正面貼附保護膜103。然後，於斷開時，如圖1(b)所示，於承接刀105、106之正中間配置應斷開之劃線，於該情形時為配置劃線S2，使刀片104自該基板上部對準劃線降下而按壓基板101。以此種方式，利用一對承接刀105、106與刀片104之三點彎曲而進行斷開。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-39931號公報
於使用具有此種構成之斷開裝置，斷開呈格子狀地形成有劃線之基板時，格子狀之功能區域與成為周圍之邊角材料之無用部分分離而殘留。於功能區域為LED(Light Emitting Diode，發光二極體)，且於其表面突出地形成有透鏡之情形時，無法進行真空吸附，因此存在難以僅歸攏搬送功能區域之問題。又，有於存在周圍之邊角材料區域之情形時難以將其等歸攏搬送之問題。
本發明係著眼於此種問題研究而成者，其目的在於可將斷開之功能區域之部分及周圍之邊角材料區域分別以原本之狀態進行搬送。
為解決該問題，本發明之脆性材料基板之搬送方法搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域，且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開；該搬送方法係利用第1搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域，並利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域。
為解決該問題，本發明之脆性材料基板之搬送方法搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域，且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開；該搬送方法係利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域，並利用第1搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域。
又，本發明之脆性材料基板之搬送裝置搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域， 且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開，該搬送裝置具備：第1搬送頭，其吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域；及第2搬送頭，利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域。
此處，亦可設為上述第1搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板(lid plate)；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面，具有以與上述脆性材料基板之功能區域對應之方式排列並連通於上述空洞之開口；及彈性片材，其被貼附於上述底板之不與上述蓋板接觸之表面，且具有排列於與底板之開口對應之位置之開口。
此處，亦可設為上述第2搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面外周，具有連通於上述空洞之開口；板片推桿(pusher plate)，其於利用上述蓋板與底板而形成之空洞內上下移動自如地受保持，且於周圍以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距間隔呈環狀地立設有銷；及柱塞，其連結於上述板片推桿，且以上述板片推桿之銷成為於較上述底板之開口突出之狀態與被收納之狀態之間上下移動自如之方式進行驅動；且上述底板之開口係以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距呈環狀地排列；當利用上述第2搬送頭搬送脆性材料基板之周邊時，以將上述板片推桿上拉而不自底板突出之狀態進行吸附，於搬送後，將上述板片推桿下拉，使推桿銷(pusher pin)突出而使邊角材料脫落。
根據具有此種特徵之本發明，藉由使第1搬送頭之彈性片材抵接於沿劃線被斷開之基板而可僅吸附功能區域。又，藉由使第2搬送頭抵接於被斷開之基板而可僅吸附周圍之邊角材料部分。因此，獲得可利用第1、第2搬送頭分別歸攏搬送功能區域之部分及邊角材料部分之效果。
10‧‧‧底座
11‧‧‧梁
12‧‧‧線性滑塊
13‧‧‧第1搬送頭
14‧‧‧第2搬送頭
15‧‧‧吹射機
30、50‧‧‧頭部
31‧‧‧底板
32‧‧‧蓋板
33‧‧‧橡膠片材
35‧‧‧彈性片材
36‧‧‧開口
37‧‧‧管接頭
38a~38d‧‧‧臂
42‧‧‧支架
43‧‧‧氣缸
51‧‧‧底板
52‧‧‧蓋板
53‧‧‧橡膠片材
54‧‧‧空隙
56‧‧‧管接頭
61‧‧‧板片推桿
62‧‧‧推桿銷
63、65‧‧‧柱塞
64a、64b‧‧‧連接板
71a~71d‧‧‧臂
72‧‧‧支架
73‧‧‧氣缸
74a、74b‧‧‧光學感測器
75‧‧‧彈性片材
76‧‧‧開口
90‧‧‧基板
91‧‧‧功能區域
92‧‧‧線狀突起
圖1(a)、(b)係表示先前之基板斷開時之狀態之剖面圖。
圖2係表示實現本發明之實施形態之搬送機構之整體構成之立體圖。
圖3係表示實現本發明之實施形態之搬送機構之前視圖。
圖4係表示本發明之實施形態之第1搬送頭之立體圖。
圖5係本實施形態之第1搬送頭之前視圖。
圖6係切去本實施形態之第1搬送頭之一部分而表示之側視圖。
圖7係本實施形態之第1搬送頭之仰視圖。
圖8係表示本實施形態之第2搬送頭之頭部之立體圖。
圖9(a)、(b)係第2實施形態之頭部之前視圖及仰視圖。
圖10(a)、(b)係本實施形態之第2搬送頭之頭部之A-A線剖面圖及B-B線剖面圖。
圖11(a)、(b)係本實施形態之板片推桿之前視圖及側視圖。
圖12(a)、(b)係表示利用本實施形態之第1、第2搬送頭而搬送之基板之一例之前視圖及部分剖面圖。
圖13(a)、(b)係表示利用本實施形態之第1、第2搬送頭而搬送之基板之功能區域及邊角材料部分之前視圖。
對作為本發明之實施形態之搬送方法進行說明。圖2係表示實現本實施形態之搬送機構之整體構成之立體圖，圖3係其前視圖。如該 等圖所示，於底座10上，梁(beam)11係利用未圖示之支柱而與底座10之上表面平行地被保持，於該梁11之側方設置有線性滑塊12。線性滑塊12具有第1搬送頭13、及第2搬送頭14。第1搬送頭13僅抽吸並搬送下述基板之功能區域，第2搬送頭14僅抽吸並搬送基板之周邊之邊角材料部分。線性滑塊12使第1、第2搬送頭13、14分別獨立地於梁之方向上自如地進行動作。第1、第2搬送頭13、14具有大致相同構成，且可使各自之頭部自如地進行上下移動。又，於底座10之側方，設置有使無用之邊角材料落下之吹射機(shooter)15。
其次，對用以抽吸基板之功能區域之第1搬送頭13進行說明。圖4係表示第1搬送頭13之立體圖，圖5係其前視圖，圖6係切去搬送頭之一部分而表示之側視圖，圖7係其仰視圖。
如圖4所示，關於第1搬送頭13，於大致正方形狀之水平方向之吊架底座21垂直地連接大致L字狀之吊架22。於吊架22之側方連接長方形狀之吊架支架23，於吊架支架23亦以重疊於其表面之方式安裝有長方形狀之吊架支架24。於該吊架支架24設置有上下移動自如之線性滑塊25。線性滑塊25可使空氣流分別自上方向與下方向此兩個方向流入，且藉由切換該流入而上下移動自如。而且，於線性滑塊25安裝有一對針閥(needle valve)26a、26b。可藉由調整該等針閥26a、26b而控制空氣之流入量，從而可設定向上方向之移動速度與向下方向之移動速度。此處，線性滑塊25與針閥26a、26b構成保持頭部使其上下移動自如之滑動機構。
而且，於該滑塊25之下方設置有頭部30。其次，如圖4~6所示，於頭部30之下方，具有長方形狀之底板31及與其大致相同形狀之蓋板32。底板31與蓋板32係於相對向之面之各自中央部分形成凹處，且各自之間為保持氣密而隔著環狀之橡膠片材33被黏結。而且，利用各自之凹處與橡膠片材33而形成氣密之空隙54。如圖7之第1搬送頭13 之仰視圖所示，於底板31，於對角線上之角之位置設置有導引用開口31a、31b。該開口31a、31b藉由插入於基板上突出之銷，而可使該頭部30相對於基板準確地定位。於底板31之下表面，以與被斷開之基板之功能區域對應之方式呈格子狀地設置有於xy方向上整齊排列之多個開口。
於底板31之下表面，貼附有橡膠等彈性片材35。於彈性片材35，除4邊之外周部以外，以與被斷開之基板之功能區域對應之方式呈格子狀地設置有於xy方向上整齊排列之多個開口36。
而且，該彈性片材35之開口36係經由設置於底板31之同一位置上之開口而連結於氣密之空隙54。於蓋板32之上表面，於四個部位設置有管接頭37，且通向空隙54。該管接頭37經由未圖示之管體連結於真空吸附裝置，藉由驅動真空吸附裝置而可自開口36噴出或抽吸空氣。
而且，於蓋板32之上方垂直地設置四根臂38a~38d，經由該等臂38a~38d而水平地安裝上部板41。於上部板41之上表面，突出地保持有圖6所示之球柱塞42a、42b及未圖示之球柱塞42c、42d。球柱塞具有球體及設置於其下方之彈簧，於特定範圍內保持球體使其上下移動自如。球柱塞之各球體抵接於上部之側板43。側板43係藉由保持其外周之框狀之罩板(cover plate)44而受保持。而且，構成為即使於第1搬送頭13略微傾斜之情形時，由於球柱塞之任一彈簧之收縮程度變化，因此仍可彈性地調整第1搬送頭13之微小之角度變動。上部板41與球柱塞42a~42d及罩板44構成將頭部30連接於滑動機構之下部之彈性連結構件。
其次，對僅抽吸基板之邊角材料之第2搬送頭14進行說明。第2搬送頭14與第1搬送頭13大致相同，但下方之頭部之構成不同，因此對該不同點進行說明。圖8係表示第2搬送頭14之頭部50之立體圖，圖 9(a)係其前視圖，圖9(b)係仰視圖。圖10(a)係圖9(a)之A-A線剖面圖，圖10(b)係B-B線剖面圖，圖11係表示板片推桿之前視圖及側視圖。如該等圖所示，該頭部50具有長方形狀之底板51、及與其大致相同形狀之蓋板52。底板51與蓋板52於相對向面之中央部分形成有凹處，且各自之間為保持氣密而隔著環狀之橡膠片材53被接著。而且，利用各自之凹處與橡膠片材53而形成氣密之空隙54。如圖9(b)之搬送頭之仰視圖所示，於底板51，於對角線上之角隅之位置設置有導引用開口51a、51b。該開口51a、51b藉由插入突出於基板之外側之上表面之銷而可將該頭部50相對於基板準確地定位。
於底板51之下表面，沿各邊之附近呈環狀地設置有多個開口。該等開口全部連通且與由底板51與蓋板52之間之凹處形成之空隙54連結。於蓋板52之上表面設置有管接頭56，且通向空隙54。該管接頭56經由未圖示之管體而連結有真空吸附裝置，藉由驅動真空吸附裝置而可自開口36噴出或抽吸來自外部之空氣。
而且，於該空隙54之內部，設置有上下移動自如之板片推桿61。如圖11中前視圖及側視圖所示，板片推桿61係對長方形狀之平板實施有切薄加工，且於其邊緣附近以固定間隔相對於板片推桿61之面垂直地設置有多個推桿銷62。如圖所示，推桿銷62之長度全部設為相同。
再者，於板片推桿61之中央部分連接有柱塞63，再者，經由連接板(connection plate)64a、64b而於垂直方向上連接有柱塞65。板片推桿61藉由驅動柱塞65，而於底板51與蓋板52之間之空隙54內上下移動。
而且，如圖8之立體圖所示，於蓋板52之上表面，於周圍設置四根臂71a~71d，於其等之間與底板51之背面垂直地設置有平板狀之支架72。而且，於該支架72安裝有氣缸73。再者，於該氣缸73設置有用 以檢測連結於板片推桿61之柱塞64之上下移動之位置感測器74a、74b。
而且，如圖9(b)之搬送頭之仰視圖所示，於底板51之周圍貼附有由環狀之橡膠等構成之彈性片材75，再者，於其內部，於周圍且與上述板片推桿61之推桿銷62對應之位置呈環狀地設置有多個開口76。而且，構成為當柱塞65被下拉時，成為推桿銷62之前端自開口76突出之狀態，當柱塞65被上拉時，成為推桿銷62不自開口76突出而被收納於內部之狀態。
於本發明之實施形態中，如圖12中前視圖及其部分剖面圖所示，成為斷開之對象之基板90設為於製造步驟中沿x軸與y軸以固定間距形成有多個功能區域91之基板。該功能區域91例如設為具有作為LED之功能之區域，且於各功能區域中於各自之表面形成有用於LED之圓形之透鏡。然後，為以各功能區域為單位進行分斷以製成LED晶片，而利用劃線裝置，以使各功能區域位於中心之方式，且以相互正交之方式形成縱向之劃線Sy1~Syn、與橫向之劃線Sx1~Sxm。因此該等劃線Sx1~Sxm、劃線Sy1~Syn之間距與功能區域之x軸和y軸方向之間距成為相同。而且，於該基板90之劃線Sx1、Sxm、Sy1、Syn之內側，當搬送基板時會填充矽樹脂，為將該矽樹脂限制於形成有LED之功能區域之範圍內，而於功能區域之外側之周圍形成有略高於基板90之表面之線狀之突起92。
該基板90利用斷開裝置沿劃線而被斷開。剛被斷開後之基板90沿劃線被分斷，但並未分離。即，分斷之基板90包含成為外周之邊角材料之無用部分、及除外周以外之格子狀之多個LED晶片之部分。
此處，底板31之開口及彈性片材35之開口36構成為具有較形成於功能區域之LED之透鏡之直徑略大之直徑，從而當歸攏抽吸位於經斷開之基板10之功能區域之LED晶片時，使LED之透鏡不直接接觸彈 性片材35。又，底板51之開口、推桿銷62及開口76之間距設為與基板90之劃線Sx1~Sxm、Sy1~Syn之間距相同。
其次，當搬送位於該基板90之功能區域之LED晶片時，將第1搬送頭13對準地固定於經斷開之基板。此時，當第1搬送頭13相對於基板90自上部下降時，可利用球柱塞來吸收微小之傾斜或位置偏差。此時，頭部30之最下部之彈性片材35之開口36與LED之透鏡部對應。然後，藉由自各開口36抽吸空氣而可僅抽吸基板90之功能區域。然後，藉由直接上拉第1搬送頭13而可如圖13(a)所示般上拉經斷開之基板之功能區域、即LED晶片群93。
然後，藉由以該狀態使搬送頭整體於x軸方向或y軸方向上移動而可將LED晶片群93搬送至所期望之位置。
其次，當使用第2搬送頭14搬送已經斷開之基板中之周圍之邊角材料時，首先，抽吸柱塞65而上拉板片推桿61。位置感測器44a檢測板片推桿向上方向之移動。此時，如圖12(a)所示，設為不使推桿銷62自彈性片材75之開口76突出之狀態。然後，自各開口76抽吸空氣而將頭50對準地固定於經斷開之基板。然後，藉由直接將頭上拉而可如圖13(b)所示般一齊上拉經斷開之基板之周圍之邊角材料94。
然後，使第2搬送頭14移動到吹射機15後，利用真空吸附裝置而自開口76噴出空氣。藉此卸除至少一個邊角材料，而由於空氣係自此處漏出，因此其他多個邊角材料保持附著之狀態。因此如圖10所示，壓下板片推桿51。此時，位置感測器44b檢測板片推桿向下方向之移動。如此，可使推桿銷62自開口76突出，藉此可將附著於周圍之邊角材料全部卸除。
再者，於該實施形態中，先利用第1搬送頭13僅搬送基板之功能區域，繼而，利用第2搬送頭14搬送周圍之邊角材料94，但亦可先利用第2搬送頭14搬送周圍之邊角材料94，然後，利用第1搬送頭13搬送 基板之功能區域91。若先搬送周圍之邊角材料94後再搬送功能區域之LED晶片群93，則由於圖11所示之線狀之突起92包含於邊角材料區域中，因此於搬送功能區域時不會發生第1搬送頭13之彈性片材35直接接觸線狀突起92之情形，而可利用空氣歸攏抽吸功能區域從而進行吸附並搬送。
於該實施形態中，以利用第1搬送頭13歸攏搬送於上表面具有包含透鏡之功能區域之LED基板之LED晶片為例進行了說明，但本發明不僅適用於在表面具有透鏡之晶片，亦可適用於具有無任何突出之功能區域之晶片，又，亦可適用於歸攏搬送具有包含透鏡以外之突起物之功能區域之晶片之搬送頭。
又，於該實施形態中，於頭部之上部與滑塊機構之間設置有彈性連結機構，但並非必須要設置彈性連結機構。
[產業上之可利用性]
本發明可僅吸附於斷開脆性材料基板後呈格子狀地配置之功能區域並搬送至需要之位置，從而可有效地應用於晶片群之搬送裝置。
10‧‧‧底座
12‧‧‧線性滑塊
13、14‧‧‧搬送頭
15‧‧‧吹射機
30、50‧‧‧頭部

Claims (7)

  1. 一種脆性材料基板之搬送方法，該搬送方法搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域，且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開；該搬送方法：利用第1搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域，且利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域。
  2. 一種脆性材料基板之搬送方法，該搬送方法搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域，且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開；該搬送方法：利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域，且利用第1搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域。
  3. 如請求項1或2之脆性材料基板之搬送方法，其中上述第1搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面，具有以與上述脆性材料基板之功能區域對應 之方式排列並連通於上述空洞之開口；及彈性片材，其被貼附於上述底板之不與上述蓋板接觸之表面，且具有排列於與底板之開口對應之位置之開口。
  4. 如請求項1或2之脆性材料基板之搬送方法，其中上述第2搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面外周，具有連通於上述空洞之開口；板片推桿，其於利用上述蓋板與底板而形成之空洞內上下移動自如地受保持，且於周圍以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距間隔呈環狀地立設有推桿銷；及柱塞，其連結於上述板片推桿，且以上述板片推桿之推桿銷成為於較上述底板之開口突出之狀態與被收納之狀態之間上下移動自如之方式進行驅動；且上述底板之開口係以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距呈環狀地排列；當利用上述第2搬送頭搬送脆性材料基板之周邊時，以將上述板片推桿上拉而使其不自底板突出之狀態進行吸附，於搬送後將上述板片推桿下拉，使推桿銷突出而使邊角材料脫落。
  5. 一種脆性材料基板之搬送裝置，該搬送裝置搬送如下脆性材料基板，即，於一面上具有於縱向及橫向上以特定間距形成之功能區域，且沿以功能區域位於中心之方式形成為格子狀之劃線被斷開，該搬送裝置具備： 第1搬送頭，其吸附並搬送上述脆性材料基板之形成為格子狀之功能區域；及第2搬送頭，其利用第2搬送頭吸附並搬送上述脆性材料基板之成為周邊之邊角材料之區域。
  6. 如請求項5之脆性材料基板之搬送裝置，其中上述第1搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面，具有以與上述脆性材料基板之功能區域對應之方式排列並連通於上述空洞之開口；及彈性片材，其被貼附於上述底板之不與上述蓋板接觸之表面，且具有排列於與底板之開口對應之位置之開口。
  7. 如請求項5之脆性材料基板之搬送裝置，其中上述第2搬送頭具備：頭部；及滑塊機構，其保持上述頭部使其上下移動自如；且上述頭部具備：蓋板；底板，其於與上述蓋板之間形成氣密之空洞，且於不與上述蓋板接觸之表面外周，具有連通於上述空洞之開口；板片推桿，其於利用上述蓋板與底板而形成之空洞內上下移動自如地受保持，且於周圍以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距間隔呈環狀地立設有推桿銷；及 柱塞，其連結於上述板片推桿，且以上述板片推桿之推桿銷成為於較上述底板之開口突出之狀態與被收納之狀態之間上下移動自如之方式進行驅動；且上述底板之開口係以相當於上述脆性材料基板之功能區域之間距之間距呈環狀地排列；利用上述第2搬送頭搬送脆性材料基板之周邊時，以將上述板片推桿上拉而不自底板突出之狀態進行吸附，於搬送後將上述板片推桿下拉，使推桿銷突出而使邊角材料脫落。
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