(57)【要約】【課題】ウェハシート上のチップを下方から突上げるニードルを不要にできるウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供すること。【解決手段】外ケース３の上面をウェハシート１の下面に当接させ、第１のポンプ２４により内ケース４上のチップ２の側部のウェハシート１を外ケース３の開口部２２に真空吸着する。チップピックアップ用のノズル９により内ケース４上のチップ２を真空吸着し、ノズル９を上昇させる。その際、第２のポンプ２６により孔部７からチップ２の下面のウェハシート１を真空吸着し、その吸引力によりウェハシート１をチップ２の下面から剥離させる。望ましくは、内ケース４を超音波振動器２１により振動させてチップ２をウェハシートに貼着するボンドにキャビテーションによる気泡を生じさせ、チップ２の貼着力を低下させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハシート上に粘着層により貼着されたチップをノズルの下端部に真空吸着してピックアップするチップのピックアップ装置であって、外ケースと、この外ケースの内部に配設された内ケースとを備え、前記外ケースの上面に前記内ケース上のピックアップの対象となるチップの側部のウェハシートを真空吸着するための開口部を開口し、また前記内ケースの上面に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着するための孔部を開孔し、且つ前記外ケースの内部を吸引する第１の真空吸引手段と、前記内ケースの内部を吸引する第２の真空吸引手段とを備えたことを特徴とするウェハシート上のチップのピックアップ装置。
【請求項２】
前記内ケースを振動させる振動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のウェハシート上のチップのピックアップ装置。
【請求項３】
前記請求項１記載のウェハシート上のチップのピックアップ装置を用いるチップのピックアップ方法であって、前記外ケースの上面をウェハシートの下面に当接させ、前記第１の真空吸引手段の駆動により前記内ケース上のチップの側部のウェハシートを前記開口部に真空吸着する工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記内ケース上のチップを真空吸着する工程と、前記ノズルを上昇させ、且つ前記第２の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含むことを特徴とするウェハシート上のチップのピックアップ方法。
【請求項４】
前記請求項２記載のウェハシート上のチップのピックアップ装置を用いるチップのピックアップ方法であって、前記外ケースの上面をウェハシートの下面に当接させ、前記第１の真空吸引手段の駆動により前記内ケース上のチップの側部のウェハシートを前記開口部に真空吸着する工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記内ケース上のチップを真空吸着する工程と、前記振動手段を駆動させることにより前記内ケースを振動させて前記チップをウェハシートに貼着するボンドにより前記チップと前記ウェハシートの貼着力を低下させる工程と、前記ノズルを上昇させ、且つ前記第２の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含むことを特徴とするウェハシート上のチップのピックアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイエジェクタ装置は、ペパーポットを上昇させてその上面をウェハシートの下面に当接させ、また移載ヘッドのノズルを下降させてその下端部にウェハシートとのチップを真空吸着し、そこでペパーポットに内蔵された１本若しくは複数本のニードルを上昇させてチップを下方から突上げながら、ノズルを上昇させてチップをピックアップしていた。次いで移載ヘッドは回路基板などの実装対象物の上方へ移動し、所定位置にチップを搭載するようになっていた（例えば特開昭６０−１０２７５４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、チップは薄形化する傾向にあり、その厚さが１００μｍあるいはそれ以下のきわめて薄いものも提案されている。このように薄形化したチップをニードルで突上げながらピックアップすると、チップは破損しやすい。
【０００４】
したがって本発明は、チップの破損を防止できるウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することを目的とする。より具体的には、チップ突上げ用のニードルを不要にできるニードルレスのウェハシート上のチップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このために本発明のウェハシート上のチップのピックアップ装置は、ウェハシート上に粘着層により貼着されたチップをノズルの下端部に真空吸着してピックアップするチップのピックアップ装置であって、外ケースと、この外ケースの内部に配設された内ケースとを備え、前記外ケースの上面に前記内ケース上のピックアップの対象となるチップの側部のウェハシートを真空吸着するための開口部を開口し、また前記内ケースの上面に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着するための孔部を開孔し、且つ前記外ケースの内部を吸引する第１の真空吸引手段と、前記内ケースの内部を吸引する第２の真空吸引手段とを備えた。
【０００６】
また望ましくは、前記内ケースを振動させる振動手段を備えた。
【０００７】
また本発明のウェハシート上のチップのピックアップ方法は、前記外ケースの上面をウェハシートの下面に当接させ、前記第１の真空吸引手段の駆動により前記内ケース上のチップの側部のウェハシートを前記開口部に真空吸着する工程と、チップピックアップ用のノズルにより前記内ケース上のチップを真空吸着する工程と、前記ノズルを上昇させ、且つ前記第２の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含む。
【０００８】
また本発明のウェハシート上のチップのピックアップ方法は、振動手段を駆動させることにより前記内ケースを振動させて前記チップをウェハシートに貼着するボンドにキャビテーションを発生させ、このキャビテーションによりボンドに気泡を生じさせて前記チップと前記ウェハシートの貼着力を低下させる工程と、前記ノズルを上昇させ、且つ前記第２の真空吸引手段の駆動により前記孔部に前記チップの下面のウェハシートを真空吸着してその吸引力によりウェハシートをチップの下面から剥離させる工程とを含む。
【０００９】
上記構成において、ノズルでウェハシート上のチップを真空吸着してピックアップする際には、チップの側部のウェハシートをケースの開口部にしっかり真空吸着する。そしてノズルを上昇させてチップをピックアップするが、その際には、ペパーポットの孔部にチップの直下のウェハシートをしっかり真空吸着する。したがってその吸着力によりチップの下面のウェハシートをチップから強制的に剥離しながらチップをピックアップすることができる。
【００１０】
また振動手段により内ケースを振動させることにより、チップをウェハシートに貼着するボンドにキャビテーションを発生させ、このキャビテーションによりボンドに気泡を生じさせてチップとウェハシートの貼着力を低下させるので、チップを容易にウェハシートから剥離させてピックアップすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図、図２は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の外ケースと内ケースの上面図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図、図４は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図、図５は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時のチップの平面図、図６は本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップの剥離力（ウェハシートからのチップの剥離抵抗）とノズルの上昇距離（剥離時間）の関係図である。
【００１２】
まず、図１を参照してウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を説明する。有蓋筒形の外ケース３とその内部の有蓋筒形の内ケース４は、コ字形の支持部１１上に装着されている。支持部１１は第１の上下動手段としてのシリンダ１２のロッド１３の先端部に支持されており、ロッド１３が突没すると支持部１１及び支持部１１上の外ケース３や内ケース４は上下動する。外ケース３と内ケース４の上面は面一にすることが望ましいが、後述する第１のポンプ２４と第２のポンプ２６によるウェハシート１の真空吸引を阻害しない範囲で段差があってもよい。なお、外ケースと内ケースは必ずしも物理的に別体である必要はなく、一体的に形成しても良い。要は、外ケースと内ケースの気体の流れが分離されていればよい。
【００１３】
ニードル５が立設された昇降子６は、台部１４に支持されている。支持部１１には第２の上下動手段としてのシリンダ１５が設けられており、台部１４はそのロッド１６の先端部に支持されている。したがってロッド１６が突没すると昇降子６とニードル５は上下動し、ニードル５の上端部は内ケース４の上面中央に開孔された孔部７から突没する。ニードル５は、複数本備えるものでもよい。２７はシール部材であり、内ケース４と昇降子６の間の気密性を保持する。
【００１４】
支持部１１の側部にはスライダ１７が設けられており、スライダ１７は垂直なリニアガイド１８にスライド自在に嵌合している。１９はリニアガイド１８の支持体である。したがってシリンダ１２のロッド１３が突没すると、支持部１１はリニアガイド１８に沿って垂直に上下動する。待機時には、図１に示すように外ケース３や内ケース４は下降位置にあって、これらの上面は、その上方のウェハシート１から離れているが、ロッド１３が突出するとこれらは上昇し、外ケース３と内ケース４の上面はウェハシート１の下面に当接する。シリンダ１２や支持体１９などの上記諸要素は可動台２０上に設置されている。可動台２０は図示しない手段によりＸ方向やＹ方向へ水平移動し、内ケース４を所定のチップ２の直下に位置させる。
【００１５】
内ケース４には振動手段として超音波（ＵＳ）振動器２１が装着されており、これが駆動すると、内ケース４は超音波振動する。なお振動手段を外ケース３に設け、その振動を外ケース３を介して内ケース４に伝達するようにしてもよく、その設置位置は自由に決定できる。なお振動手段は必ずしも必要ではない。外ケース３の上面にはウェハシート１を真空吸着するための開口部２２が開口されている（図２も参照）。この開口部２２は、ピックアップ（突上げ）対象となる内ケース４の孔部７上のチップ２の側部に位置している。
【００１６】
図１において、外ケース３の内部はパイプ２３を通して第１の真空吸引手段である第１のポンプ２４に真空吸引される。また内ケース４の内部はパイプ２５を通して第２の真空吸引手段である第２のポンプ２６に真空吸引される。図４において、８はチップ２をウェハシート１に貼着する粘着層としてのボンドである。
【００１７】
本実施の形態１では、ニードル５およびニードル５を上下動させるための上下動手段（昇降子６、シリンダ１５）を備えているが、後で説明する実施の形態２から明らかなように、本発明ではニードル５やその上下動手段は原理的に不要なものである。
【００１８】
このウェハシート上のチップのピックアップ装置は上記のような構成より成り、次にチップのピックアップ動作を説明する。図３（ａ）〜（ｃ）はチップのピックアップ動作を動作順に示している。まず、シリンダ１２のロッド１３を突出させて外ケース３と内ケース４を上昇させ、これらの上面をウェハシート１の下面に当接させる（図３（ａ）参照）。次に移載ヘッドのノズル９を下降させ（矢印Ａ）、その下端部を内ケース４上のチップ２の上面に着地させ、チップ２を真空吸着する（図３（ａ）において、鎖線で示すノズル９を参照）。なお、外ケース３や内ケース４を上昇させず、ウェハシート１を下降させることにより、ウェハシート１の下面を外ケース３や内ケース４の上面に当接させてもよく、これらの上下動は相対的なものである。
【００１９】
このとき、第１のポンプ２４は駆動し、開口部２２にチップ２の側部付近のウェハシート１を強く真空吸着する（吸引圧はＰ１）。また望ましくはＵＳ振動器２１を駆動し、内ケース４を超音波（ＵＳ）振動させる。するとチップ２の下面のボンド８にはキャビテーション２により微細な気泡１０が多数発生し（図４、図５参照）、チップ２とウェハシート１の貼着力は小さくなる。したがって、ウェハシート１からのチップ２の剥離抵抗も小さくなる。
【００２０】
次いでチップ２を真空吸着したノズル９も上昇を開始する（矢印Ｃ）。また遅くともこのとき、第２のポンプ２６が駆動し、内ケース４の内部を真空吸引し、これによりウェハシート１は孔部７に強く真空吸着される（吸引圧はＰ２）。なお、ノズル９によるチップ２の吸着タイミング、ノズル９の上昇タイミング等の各要素の動作タイミングは、チップ２の品種などに応じて最適に設定される。
【００２１】
さて、図３（ｃ）に示すように、ノズル９は更に上昇を続け（矢印Ｂ，Ｃ）、チップ２の下面に貼着していたウェハシート１は、ノズル９の上昇にともない、上記吸引圧Ｐ２の為に徐々にチップ２の下面から強制的に剥離される。図３（ｂ），（ｃ）において、チップ２の直下の実線と鎖線で示すウェハシート１は、チップ２の下面から徐々に剥れる様子を示している。この場合、上記のようにチップ２の下面のボンド８にはキャビテーションにより微細な気泡１０が生じているので、チップ２をウェハシート１に貼着する貼着力は低下しており、したがって上記吸引圧Ｐ２により、ウェハシート１はチップ２の下面からチップ２に過大な負荷をかけることなく容易に剥離する。そして図３（ｃ）において鎖線で示すように、ウェハシート１がチップ２の下面から完全に剥離されると、ノズル９はそのまま上昇しながらチップ２をピックアップし、実装対象物（図外）の上方へ移動して、このチップ２を実装対象物の所定の位置に搭載する。以上の動作を繰返すことにより、ウェハシート１上のチップ２は次々にノズル９にピックアップされて実装対象物を搭載される。図３（ａ）〜（ｃ）において、ニードル５は下方の退避位置に停止したままであり、ノズル９がチップ２をピックアップする際に、ニードル５はチップ２を突き上げない。
【００２２】
図６は、上記のようにしてウェハシート１上のチップ２をピックアップする際の剥離力（チップの剥離抵抗）とノズル９の上昇距離（完全剥離までの時間）の関係を示している。図６は、チップ２は比較的小さな剥離抵抗でウェハシート１から徐々に且つソフトに剥離されることを意味しており、したがってピックアップの際にチップ２が受ける負荷も小さく、よってチップは破損されにくい。
【００２３】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作の他の態様を示す部分断面図を示している。図３に示すチップ２はきわめて薄く、ニードル５で下方から突上げると破損しやすい。したがって実施の形態１ではニードル５でチップ２を突上げずに（すなわちニードル５を使用せずに）チップ２をピックアップした。
【００２４】
図７に示す形態のチップ２’はかなり厚く、ニードル５で下方から突上げてもチップ２’は破損しにくい。そこで、このような場合には、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ニードル５を上昇させてチップ２’を下方から突上げながら（矢印Ｂ）、ノズル９でチップ２’をピックアップする。チップ２’をニードル５で突上げる動作以外の動作は、図３を参照して説明した動作と同じである。すなわちこの態様では、図３で説明した動作にニードル５によるチップ２’の突き上げ動作が付加されるものである。何故ならば、チップが厚く、ニードル５で突上げてもチップ２’が破損するおそれが小さい場合には、ニードル５でチップ２’を突き上げた方が、より確実にチップ２’をノズル９でピックアップできるからである。
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図、図９は本発明の実施の形態２におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図である。本実施の形態２は、ニードルおよびその上下動手段が存在しない点で実施の形態１と相違している。チップ２のピックアップ動作は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明した動作と同様である。
【００２５】
実施の形態１はニードルとその上下動手段を備えているので、チップの厚さ若しくはぜい弱性に応じてニードルの使用、不使用を選択する。これに対し実施の形態２は、薄くあるいはぜい弱なチップのピックアップに専ら使用する。但し、厚くて破損しにくいチップのピックアップに使用することを禁止するものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、孔部の吸引力によりチップをウェハシートから剥離させながらピックアップするようにしているので、チップ破損の原因となりやすいニードルを不要にしてチップをピックアップすることができる。したがって、特に薄形化したチップの突上げにきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の外ケースと内ケースの上面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
（ｃ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作を示す部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時のチップの平面図
【図６】本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップの剥離力（ウェハシートからの剥離抵抗）とノズルの上昇距離（剥離時間）の関係図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作の他の態様を示す部分断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作の他の態様を示す部分断面図
（ｃ）本発明の実施の形態１におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置のチップのピックアップ動作の他の態様を示す部分断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の全体構造を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態２におけるウェハシート上のチップのピックアップ装置の振動付与時の部分断面図
【符号の説明】
１　ウェハシート
２　チップ
３　外ケース
４　内ケース
７　孔部
８　ボンド
９　ノズル
２１　超音波振動器
２２　開口部
２４　第１のポンプ
２６　第２のポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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