(57)【要約】【課題】ペパーポットのニードルでチップを突上げながらチップをピックアップする時のチップの負荷を低減し、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。【解決手段】ペパーポット４の上面をウェハシート１の下面に当接させ、チップピックアップ用のノズル９によりペパーポット４上のチップ２を真空吸着し、ニードル５をペパーポット４の孔部７から突出させてチップ２を突上げながらノズル９を上昇させる。その際、超音波振動器２１によりペパーポット４を超音波振動させる。するとチップ２をウェハシート１に貼着するボンドにキャビテーションによる気泡が発生し、ボンドの貼着力は大巾に低下するので、チップ２をノズル９で容易にピックアップできる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にボンドによりチップが貼着されたウェハーシートの下面に当接するペパーポットと、前記ペパーポットを振動させる振動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】
前記ペパーポットを収納するケースを備え、このケースの上面にウェハシートの下面を真空吸着するための開口部を形成し、且つこのケースの内部を真空吸引する真空吸引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、前記ペパーポットの上面をウェハシートの下面に当接させる工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記ペパーポット上のチップを真空吸着する工程と、前記振動手段を駆動することにより前記ボンドによる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てチップをピックアップす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】
ウェハシート上にボンドにより貼着されたチップは、移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着され、またペパーポットのニードルにより下方から突上げられ、ノズルが上昇することによりウェハシートから剥離されてピックアップされる。そして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。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は従来の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８は従来のペパーポットの上面図、図９は従来のチップの剥離力（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。
【０００４】
図７（ａ）は移載ヘッドのノズル９が下降してその下端部にチップを真空吸着する様子を示している。図中、１はウェハシートであり、その上面にチップ２がボンド（図示せず）により多数個貼着されている。ウェハシート１の下面には、有蓋筒形のペパーポット４の上面が当接している。ペパーポット４の内部にはチップ突上用のニードル５が昇降子６上に立設されており、昇降子６は上下動手段（図外）に駆動されて上下動する。またペパーポット４も、図外の上下動手段により上下動する。ペパーポット４の上面にはニードル５が上下動して突没するための孔部７が開孔されており、また孔部７の周囲にはチップ直下のウェハシート１を真空吸着するための吸着孔８が開孔されている（図８も参照）。ペパーポット４の内部は真空吸引手段（図外）により真空吸引されるものであり、これにより、チップ２の直下のウェハシート１は、吸着孔８に真空吸着される。図７において、Ｐはその真空吸引圧を示している。
【０００５】
次にチップ２のピックアップ方法を説明する。図７（ａ）において、ペパーポット４が上昇してその上面がウェハシート１の下面に当接した状態で、移載ヘッドのノズル９は下降し（矢印Ａ）、その下端部はペパーポット４の孔部７上のチップ２の上面に着地してこれを真空吸着する。またこれと前後してニードル５および昇降子６は上昇し（矢印Ｂ）、ニードル５は孔部７から上方へ突出する。
【０００６】
チップ２を真空吸着したノズル９は上昇を開始し（図７（ｂ）の矢印Ｃ）、チップ２はニードル５で突上げられながらウェハシート１から剥離され、ノズル９でピックアップされる。チップ２をピックアップしたノズル９は、回路基板などの実装対象物の上方へ移動し、そこで下降上昇動作を行ってチップ２を実装対象物の所定位置に搭載する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、従来のウェハシート１からのチップ２の剥離抵抗（チップ２をウェハシート１から剥離する際に生じる剥離力）とノズルの上昇距離（完全剥離までの時間）の関係を示している。図中、図ｔ１はチップ２がウェハシート１から完全に剥離されるまでの時間、Ｆ１はチップ２とウェハシート１の剥離力（チップ２のウェハシート１からの剥離抵抗）の最大値である。従来は、ノズル９でチップ２を真空吸着し、ニードル５でチップ２を突上げながらノズル９を上昇させることにより、短時間ｔ１で一気にチップ２をウェハシート１から完全剥離させてピックアップしていたものであり、完全剥離の瞬間が最大の剥離抵抗Ｆ１となる。
【０００８】
このように従来はチップ２をウェハシート１から瞬間的に一気に剥離させていたため、ピックアップ時にはチップ２には過大な負荷がかかり、チップ２が破損するなどのトラブルが発生しやすかった。殊に近年は、チップ２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とから、上記問題点は益々無視できなくなっている。ペパーポットに複数本のニードルを備え、複数本のニードルによりチップを突上げる方式のものもあるが、このような方式のものにおいても、上記問題点は避けられないものであった。
【０００９】
したがって本発明は、ピックアップ時のチップの負荷を低減し、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。
【００１０】
【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、上面にボンドによりチップが貼着されたウェハーシートの下面に当接するペパーポットと、前記ペパーポットを振動させる振動手段とを備えた。
【００１１】
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、前記ペパーポットの上面をウェハシートの下面に当接させる工程と、チップピックアップ用のノズルの下端部に前記ペパーポット上のチップを真空吸着する工程と、前記振動手段を駆動することにより前記ボンドによる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てチップをピックアップする工程とを含む。
【００１２】
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、振動手段でペパーポットを振動させる。するとチップをウェハシートに貼着するボンドにはキャビテーションが発生して気泡が生じ、この気泡のためにチップをウェハシートに貼着するボンドの貼着力は大巾に低下する。したがってチップに過大な負荷をかけることなく、チップをウェハシートから容易に剥離して確実にピックアップすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態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は本発明の一実施の形態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ケースとペパーポットの上面図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態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は本発明の一実施の形態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は本発明の一実施の形態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は本発明の一実施の形態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。なお従来例と同一要素には同一符号を付している。
【００１４】
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。有蓋筒形のケース３とその内部の有蓋筒形のペパーポット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上のケース３やペパーポット４は上下動する。ケース３とペパーポット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。
【００１５】
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の上端部はペパーポット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。
【００１６】
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に示すようにケース３やペパーポット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、ケース３とペパーポット４の上面はウェハシート１の下面に当接する（図３（ａ）参照）。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は図示しない移動手段によりＸ方向やＹ方向へ水平移動し、ペパーポット４をピックアップ対象となる所定のチップ２の直下に位置させる。
【００１７】
ペパーポット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、ペパーポット４は超音波振動する。振動手段は、後述するようにボンド２８にキャビテーションを発生させるためのものであり、したがって振動手段としては本実施の形態のような超音波振動器が望ましい。また振動手段はケース３に設け、その振動をケース３を介してペパーポット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ものであり、要はボンド２８に振動を付与してキャビテーションを発生させればよい。
【００１８】
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、ピックアップ対象となるペパーポット４の孔部７上のチップ２の側部に位置している。
【００１９】
図１において、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。またペパーポット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。２７はシール部材であり、ペパーポット４と昇降子６の間の気密性を保持する。図４において、２８はチップ２をウェハシート１に貼着するボンドである。
【００２０】
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を突出させてケース３とペパーポット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）、その下端部をペパーポット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、ケース３やペパーポット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の下面をケース３やペパーポット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。
【００２１】
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を真空吸着する（吸引圧はＰ１）。またＵＳ振動器２１を駆動し、ペパーポット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２８にはキャビテーションにより微細な気泡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の貼着力は大巾に低下する。したがって、ウェハシート１からのチップ２の剥離抵抗も大巾に低下する。
【００２２】
また、シリンダ１５のロッド１６が突出することにより、それまで下方位置に退避していたニードル５は上昇し（図３（ｂ）の矢印Ｂ）、孔部７から上方へ突出してチップ２を下方から突上げる。これと前後して、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、ペパーポット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やニードル５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。
【００２３】
さて、図３（ｃ）に示すように、ニードル５とノズル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２８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に貼着するボンド２８の貼着力は著しく低下しており、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を完全にピックアップし、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。
【００２４】
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。図中、Ｆ２は剥離抵抗の最大値である。図９に示す従来例と比較して、完全剥離までの時間ｔ２は従来例の剥離時間ｔ１よりも長いが、剥離抵抗の最大値Ｆ２は従来例の剥離抵抗Ｆ１よりもかなり小さい。このことは、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。
【００２５】
以上要するに、従来例は、チップ２を強い力で短時間ｔ１でウェハシート１から剥離させてピックアップしていたのに対し、本発明では比較的弱い力で比較的長い時間ｔ２をかけながらゆっくりウェハシート１から剥離させてピックアップする。
【００２６】
なお、本ピックアップ装置に、ウェハシートを加熱または冷却してボンドの貼着力を低下させる加熱手段や冷却手段を設けてもよい。この場合、ボンドの特性に応じて加熱と冷却を使い分ける。また、ニードルを使用する場合には、ニードルの先端形状をフラットまたは半径１ｍｍ以上の球形にするのが望ましい。これによりチップへの応力集中を避けて、チップへのダメージを軽減することができる。なお、ニードルを使用しなくてもチップのピックアップが可能な場合は、必ずしもニードルは必要ではなく、またこの場合ペパーポットの上面のニードルが突没するための孔部もなくてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、チップをウェハシートからピックアップする際には、ペパーポットを振動手段により振動させるので、チップをウェハシートに貼着するボンドの貼着力は大巾に低下する。したがってピックアップ時にチップが受ける負荷は大巾に低減し、チップの破損を防止して、チップを容易に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ピックアップにきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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ケースとペパーポットの上面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態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）本発明の一実施の形態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）本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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
【図７】（ａ）従来の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）従来の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８】従来のペパーポットの上面図
【図９】従来のチップの剥離力（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
【符号の説明】
１　ウェハシート
２　チップ
３　ケース
４　ペパーポット
５　ニードル
７　孔部
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
２８　ボンド
【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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