(57)【要約】【課題】電子部品の位置を認識補正後、粘着シート吸着時に電子部品の固定されている粘着シート部分を安定化させる。【解決手段】粘着シート９を吸着する先端部にニードル突出し穴４を設けた中空のニードルホルダ１と、先端部がニードル突出し穴４に挿通可能であり、ニードルホルダ１の中空になった内部に配置されたニードル３とを備え、ニードル突出し穴４を除く部分で粘着シート９が真空吸着されるように、ニードルホルダ１の先端部にシート吸着溝５を形成した。このように、ニードル突出し穴４部分の真空吸着を排除することにより、粘着シート９の上下方向外力の負荷を減少させ、ニードル突出し穴４に近接したシート吸着溝５にて吸着することで粘着シート９のニードル突出し穴４部分のシートテンション均一化を図ることができる。このため、ニードル突き上げ時の電子部品１１の姿勢安定化を図る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着シート上に配列された電子部品を吸着して搬送する電子部品の搬送装置であって、前記粘着シートを吸着する先端部にニードル突出し穴を設けた中空のニードルホルダと、先端部が前記ニードル突出し穴に挿通可能であり、前記ニードルホルダの中空の内部に配置されたニードルとを備え、前記ニードル突出し穴を除く部分で前記粘着シートが真空吸着されるように、前記ニードルホルダの先端部にシート吸着溝を形成したことを特徴とする電子部品の搬送装置。
【請求項２】
シート吸着溝は、ニードルホルダの先端部に同心円状に形成され、少なくとも前記シート吸着溝が真空状態となるときにニードル突出し穴が大気圧となるように、前記ニードルホルダのニードル突出し穴に連通する大気開放用の穴が前記ニードルホルダに設けられている請求項１記載の電子部品の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粘着シート上に並べられた微小半導体素子（□０．２ｍｍ以下）等を１素子づつ吸着取り出しする電子部品の搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粘着シートから微小半導体素子を適正に取り出すためには、図１０および図１１のように取り出す対象となる微小半導体素子１１の中心軸と、粘着シートの下方から微小半導体素子１１を突き上げる先端丸半径０．０５〜０．１５ｍｍの先端部を有するニードルホルダ１９に内蔵されたニードル３先端の中心軸と、微小半導体素子１１を吸着取り出しする真空吸着コレット１０の吸着穴直径（Ｒ１＝φ０．１５ｍｍ以下）の中心軸とをφ０．０５ｍｍの円筒内に収める水平方向の位置決めが必要である。また、垂直方向に関しては、粘着シート９をニードルホルダ上端面が寸法ｈ１＝０．１〜０．２ｍｍ押し上げている状態にて固定されており、ニードルホルダ上端面の中心位置にはニードル直径（Ｒ３＝φ０．７ｍｍ）のニードル突出し穴（Ｒ２＝φ０．８ｍｍ）４が空いている構造となっている。ニードル直径のφ０．７ｍｍの根拠は、ニードル摩耗交換時のメンテ性及び他設備との共用化・加工性を考慮したサイズが適用されている。また、ニードルホルダ１９のニードル突出し穴４のまわりには同心円上に深さ０．５ｍｍ幅１ｍｍのシート吸着溝５が任意の半径で１本以上任意の本数設けられており、図１１（ａ）のようにシート吸着溝５部分及びニードル突出し穴４は同時真空吸着可能なように接続されており、シート吸着時には、ニードル突出し穴４および溝５部分にて粘着シート９をニードルホルダ上面に吸着密着可能な構造となっている。また、全体を吸着する構造であるため、ニードルホルダ内部のニードルシャフト２とニードルホルダ１９は駆動時にも真空がもれないようにＯリング２０でシーリングされている構造となっている。
【０００３】
上記のような構成において、粘着シートから微小半導体素子取り出す方法について説明する。まず、図１０及び図１１に示すような位置関係において、ＣＣＤカメラにより画像エリア内にある任意の微小半導体素子１１を認識させ、ＸＹステージによりニードル（固定）位置中心に微小半導体素子１１を±０．００５ｍｍ以内に位置決めする。この位置決めによりニードル先端の中心軸と微小半導体素子の中心軸のあわせこみが完了する。この時点では、ニードルホルダ上端面の突出し穴４及び溝５による粘着シート９の吸着は行わない。
【０００４】
次に、粘着シート９からの吸着動作を行う。粘着シート９から微小半導体素子１１を剥離するためには、図１２に示すようにニードルホルダ上端面の突出し穴４及び真空吸着溝５により粘着シート９の吸着を行った上で図１４、図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７に示すように、吸着コレット１６と同期させたニードル３の突き上げが必要である。剥離メカニズムは、粘着シート９に固定されている微小半導体素子１１の裏面を厚さ０．１ｍｍ程度のＰＶＣ製粘着シート９を介してニードル１本でシート９が０．０５〜０．１ｍｍ程度山状に隆起するように突き上げることにより微小半導体素子下面の粘着シート９をニードル先端中心付近で伸縮させ、微小半導体素子１１を固定している粘着面を面粘着から点粘着に移行させることで微小半導体素子１１の固定部面積の減少を促し、微小半導体素子粘着力＜真空コレット吸着力（φ０．１ｍｍ、５００ｍｍＨｇの際０．０５ｇｆ）とすることで微小半導体素子１１を真空吸着コレット１６で吸着するものである。尚、粘着シート９をニードルホルダ上端面に設けられた真空吸着溝５に真空密着させることで突上げ時のシート９の伸縮による微小半導体素子１１の粘着シート固定部面積の減少を早く安定して行うことが可能である。動作としては、図２に示すように、微小半導体素子１１とニードル３中心との認識位置決め後、図１２に示すように粘着シート９をニードルホルダ上端面の吸着溝・穴にて吸着する。
【０００５】
その後、図１３に示すようにニードル３を粘着シート下面まで上昇させる。この際のニードル高さ設定は粘着シート９に０〜０．０２ｍｍ程度食い込ませるような高さに位置決めしておく。この状態で、図１４に示すように微小半導体素子１１の上方から荷重１０〜４０ｇｆの真空吸着コレット１６を真空ＯＮ状態のまま１〜５ｍｍ／ｓで下降させて図１５のように微小半導体素子上面に接触させ、ニードル３と吸着コレット１６で粘着シート９と微小半導体素子１１をサンドイッチする状態まで下降させる。
【０００６】
次に、図１６（ａ）に示すようにニードル３と吸着コレット１６を同期させながらサンドイッチ状態のまま上方に０．０５〜０．１ｍｍ上昇させる。但し、ニードル上昇時には微小半導体素子１１に衝撃を加えないように常に粘着シート９を介すようにして、図１６（ｂ）のように粘着シート９が破れてニードル３が微小半導体素子１１に接触しないように突上げる。その上昇動作の過程中に微小半導体素子１１の粘着シート９の粘着力低下を進行させ、微小導体素子粘着力＜真空コレット吸着力とすることで、吸着コレット１６側に微小半導体素子１１を吸着させることができる。また、剥離をより確実にするために最大突上げ位置にて０．２〜０．５ｓｅｃ待機し、剥離時間ばらつきを吸収することも行われる。
【０００７】
以上のような動作により微小半導体素子１１は吸着コレット１６で吸着することが出来る。上記動作は時間で規定されており設定時間経過後、ニードル３と吸着コレット１６の同期動作は終了し、図１７のようにニードル３は、ニードルホルダ１９内に下降、吸着コレット１６は、そのまま上昇し、次の移載場所（微小半導体素子認識位置）に搬送する。また、その際粘着シート９を吸着しているニードルホルダ１９の粘着シート吸着も同時に解除する。上述の繰り返しにより、粘着シート９に配列された微小半導体素子１１を順次取り出ししていく。従来はこのような構造及び方法で微小半導体素子１１を粘着シート９から取り出していた。あるいは、特許文献１のような構造及び方法もとられていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１２１５２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術ではニードルホルダによる粘着シート吸着時のニードル突出し穴径を微小半導体素子寸法（□０．２ｍｍ）以下にすることが事実上不可能（ニードル直径φ０．７ｍｍの為）な上、微小半導体素子剥離時には、ニードルホルダ上端面に設けられた吸着溝とニードル突出し穴の両方にて粘着シート吸着を行っており、突上げ対象となる微小半導体素子は、ニードルホルダ上面に接触していない位置（ニードル突出し穴上）にあり、真空吸着で伸縮する不安定な粘着シート部分にあった。それゆえ、ニードル基準として見た場合に、ニードルホルダで粘着シートを吸着しない認識補正時の微小半導体素子の姿勢と、ニードルホルダ上端面で粘着シートを吸着した状態における剥離時の微小半導体素子の姿勢が異なっており、微小半導体素子とニードルの位置関係が常に不安定な状態となっている。
【００１０】
つまり、剥離時には、ニードルと吸着コレットに対する認識位置決めした微小半導体素子の姿勢変化する場合があるため剥離が微小半導体素子に対して均等に進行せず、粘着シート上の微小半導体素子の粘着力低下が偏った状態で発生し、吸着コレットの真空吸着で微小半導体素子が更にバランスを崩し回転や反転状態を引き起こしたまま吸着することがあり、次動作での微小半導体素子の認識に合格せず、ＮＧとなり廃棄することがあった。これにより、微小半導体素子の利用率の歩留低下があった。
【００１１】
また、同様に、微小半導体素子の位置決め認識時にニードルホルダ上端面の真空吸着を行なった場合でも微小半導体素子が認識可能なレンズは高倍率で被写界深度が０．１ｍｍ程度と浅い為、粘着シート吸着時の変動が大きい場合には、認識位置決めの精度が低下する事が有り、同じく突き上げ時の姿勢と異なることがあった。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、電子部品の位置を認識補正後、ニードルホルダ上端面による粘着シート吸着時に電子部品の固定されている粘着シート部分を安定化させることができる電子部品の搬送方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の電子部品の搬送装置は、粘着シート上に配列された電子部品を吸着して搬送する電子部品の搬送装置であって、前記粘着シートを吸着する先端部にニードル突出し穴を設けた中空のニードルホルダと、先端部が前記ニードル突出し穴に挿通可能であり、前記ニードルホルダの中空の内部に配置されたニードルとを備え、前記ニードル突出し穴を除く部分で前記粘着シートが真空吸着されるように、前記ニードルホルダの先端部にシート吸着溝を形成した。
【００１４】
このように、ニードル突出し穴を除く部分で粘着シートが真空吸着されるように、ニードルホルダの先端部にシート吸着溝を形成したので、ニードル突出し穴部分の真空吸着を排除することにより、粘着シートの上下方向外力の負荷を減少させ、ニードル突出し穴に近接したシート吸着溝にて吸着することで粘着シートのニードル突出し穴部分のシートテンションの均一化を図ることができる。これにより、ニードル突き上げ時の電子部品の姿勢安定化を図る。
【００１５】
請求項２記載の電子部品の搬送装置は、請求項１記載の電子部品の搬送装置において、シート吸着溝は、ニードルホルダの先端部に同心円状に形成され、少なくとも前記シート吸着溝が真空状態となるときにニードル突出し穴が大気圧となるように、前記ニードルホルダのニードル突出し穴に連通する大気開放用の穴が前記ニードルホルダに設けられている。
【００１６】
このように、シート吸着溝は、ニードルホルダの先端部に同心円状に形成され、少なくともシート吸着溝が真空状態となるときにニードル突出し穴が大気圧となるように、ニードルホルダのニードル突出し穴に連通する大気開放用の穴がニードルホルダに設けられているので、粘着シートはニードル突出し穴の周囲に設けられたシート吸着溝のみで吸着し、取り出し対象となる電子部品下面のニードル突出し穴上部に位置する粘着シート部分の吸着は行わず大気開放とすることで、シート吸着による粘着シートの上下伸縮を取り除き、水平方向の伸縮のみとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１（ａ）はこの発明の実施の形態におけるニードルホルダの構成を示した断面図、（ｂ）は平面図である。
【００１８】
図１に示すように、粘着シート９上に配列された微小半導体素子１１等の電子部品を吸着して搬送する構成において、粘着シート９を吸着する先端部にニードル突出し穴４を設けた中空のニードルホルダ１と、先端部がニードル突出し穴４に挿通可能であり、ニードルホルダ１の中空の内部に配置されたニードル３とを備えている。
【００１９】
この場合、ニードルホルダ１の上端面にニードルシャフト２に固定されたニードル３のニードル突出し穴４を有している。ニードル突出し穴４はニードルホルダ１内を通り大気開放穴６で外部に通じており、常時大気開放状態となっている。ニードルシャフト２は、ニードルホルダ１の内部に昇降自在に嵌合されている。また、ニードル突出し穴４を除く部分で粘着シート９が真空吸着されるように、ニードルホルダ１の先端部にシート吸着溝５を形成している。
【００２０】
シート吸着溝５はニードル突出し穴４と同心円上に２本設置されており、ニードル突出し穴４とこれに近接するシート吸着溝５との間の壁寸法ｔ１は０．５ｍｍ程度とニードル突出し穴４に極力近い形で配置される。２本のシート吸着溝５は、同様の断面形状の接続溝７にて接続されている。なお、シート吸着溝５は、ニードルホルダ上端面のスペースの許す限り１本以上配置することが可能である。また、溝寸法としては、幅１ｍｍ程度、深さ０．５ｍｍ程度がリーズナブルな寸法である。また、シート吸着溝５は、ニードルホルダ１の周壁に形成された真空供給穴８に接続されており真空吸着ＯＮ／ＯＦＦが可能な構成となっている。
【００２１】
上記のようなニードルホルダ上端面に、表面に粘着材を塗布された粘着シート９を配置する。配置の高さ関係としては、粘着シート９の基準高さ１０からニードルホルダ上端面高さが０．１〜０．２ｍｍ程度高くなるように設置する。これによりニードルホルダ直径範囲での粘着シートテンションを確保している。また、粘着シートの上面には、微小半導体素子１１が０．１〜０．２ｍｍピッチで粘着搭載されている。
【００２２】
図２はこの発明の実施の形態の全体構成を示す概念図である。全体構成としては、図２に示すように微小半導体素子の位置決め吸着を行なう為に、微小半導体素子の搭載された粘着シート９を搭載したウエハステージ１２がＸＹステージ１３上に搭載されており、認識カメラ１４の認識データを元にニードル中心に対して位置決めする構成となっている。この場合、ニードルホルダ１が固定され、微小半導体素子の位置を補正位置１７に示すようにニードル中心位置１８に移動させる。１５は突上げユニットであり、ニードルホルダ１を備えている。
【００２３】
また、図３に示すように微小半導体素子側のウエハステージ１２が固定され、突上げユニット１５がＸＹステージ１３によりＸＹに移動する構成もある。また、微小半導体素子剥離後の取出しは、ニードル中心に移動位置決めされた吸着コレット１６により取出しされる構成となっている。
【００２４】
以上のように構成された突上げユニットについて、以下にその動作について説明する。図２に示すように粘着シート９上に搭載された任意の微小半導体素子を粘着シート９上方に配置された認識カメラ１４で認識させ、予め登録している補正位置１７つまりニードル中心位置１８に微小半導体素子をＸＹステージ１３で位置決めする。
【００２５】
その後、図４に示すように、真空供給穴８を真空吸着オン状態とし、粘着シート９をシート吸着溝５のみにて吸着してニードル突出し穴４部分の粘着シート９に水平方向のテンションのみ与え、ニードル突出し穴４部分の吸着を行なわない状態にする。すなわち、少なくともシート吸着溝５が真空状態となるときにニードル突出し穴４が大気圧となるように、ニードル突出し穴４と大気開放用の穴６が連通している。その後、図５のようにニードル３を粘着シート９下面まで上昇させる。この際のニードル高さ設定は粘着シート９に０〜０．０２ｍｍ程度食い込ませるような高さに位置決めしておく。
【００２６】
この状態で、図６（ａ）に示すように、微小半導体素子１１の上方から荷重１０〜４０ｇｆの真空吸着コレット１６を真空ＯＮ状態のまま１〜５ｍｍ／ｓで下降させて微小半導体素子１１上面に接触させる。このとき、図６（ｂ）に示すように、ニードル３と吸着コレット１６で粘着シート９と微小半導体素子１１をサンドイッチする状態まで下降させる。
【００２７】
次に、図７に示すように、ニードル３と吸着コレット１６を同期させながらサンドイッチ状態のまま上方に０．０５〜０．１ｍｍ上昇させる。但し、ニードル上昇時には微小半導体素子１１に衝撃を加えないように常に粘着シート９を介すようにして、図８のように粘着シート９が破れてニードル３が微小半導体素子１１に接触しないように突き上げる。図７のような上昇動作の過程中に微小半導体素子１１の粘着シート９の粘着力低下を進行させ、微小導体素子粘着力＜真空コレット吸着力とすることで、吸着コレット１６側に微小半導体素子１１を吸着させることができる。また、剥離をより確実にするために最大突上げ位置にて０．２〜０．５ｓｅｃ待機し、剥離時間ばらつきを吸収することも行われる。
【００２８】
以上のような動作により微小半導体素子１１は吸着コレット１６で吸着取出しすることが出来る。上記動作は時間で規定されており設定時間経過後、ニードル３と吸着コレット１６の同期動作は終了する。その後、図９に示すように、ニードル３は、ニードルホルダ１内に下降、吸着コレット１６は、そのまま上昇し、次の移載場所（微小半導体素子認識位置）に搬送する。また、その際粘着シート９を吸着しているニードルホルダ１の粘着シート吸着も同時に解除する。上述の動作（図４、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７、図９）の繰り返しにより、粘着シート９に配列された微小半導体素子１１を順次取り出ししていく。
【００２９】
以上のようにこの実施の形態によれば、ニードル突出し穴４部分の真空吸着を排除しニードル突出し穴４を大気開放とすることにより、粘着シート９の上下方向外力の負荷を減少させ、ニードル突出し穴４にほど近いシート吸着溝５にて吸着することで粘着シート９のニードル突出し穴４部分（φ０．８ｍｍ）のシートテンション均一化を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の電子部品の搬送装置によれば、ニードル突出し穴を除く部分で粘着シートが真空吸着されるように、ニードルホルダの先端部にシート吸着溝を形成したので、ニードル突出し穴部分の真空吸着を排除することにより、粘着シートの上下方向外力の負荷を減少させ、ニードル突出し穴に近接したシート吸着溝にて吸着することで粘着シートのニードル突出し穴部分のシートテンション均一化を図ることができる。このため、ニードル突き上げ時の電子部品の姿勢安定化を図り、粘着シートからの電子部品の取り出し利用率向上が可能となる。
【００３１】
請求項２では、シート吸着溝は、ニードルホルダの先端部に同心円状に形成され、少なくともシート吸着溝が真空状態となるときにニードル突出し穴が大気圧となるように、ニードルホルダのニードル突出し穴に連通する大気開放用の穴がニードルホルダに設けられているので、粘着シートはニードル突出し穴の周囲に設けられたシート吸着溝のみで吸着し、取り出し対象となる電子部品下面のニードル突出し穴上部に位置する粘着シート部分の吸着は行わず大気開放とすることで、シート吸着による粘着シートの上下伸縮を取り除き、水平方向の伸縮のみとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の実施の形態におけるニードルホルダの構成を示した断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】この発明の実施の形態の全体構成を示す概念図である。
【図３】この発明の実施の形態において微小半導体素子とニードルを位置決めする別の例の概念図である。
【図４】この発明の実施の形態における粘着シート吸着状態の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態におけるニードル突上げ状態の断面図である。
【図６】（ａ）はこの発明の実施の形態における吸着コレット下降状態の断面図、（ｂ）は吸着コレットと微小半導体素子接触状態の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態における微小半導体素子とニードル同期上昇状態の断面図である。
【図８】微小半導体素子突き上げＮＧ状態の断面図である。
【図９】この発明の実施の形態における剥離完了状態の断面図である。
【図１０】水平方向の位置決めに関する説明図である。
【図１１】（ａ）は従来のニードルホルダの断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１２】従来の粘着シート吸着状態の断面図である。
【図１３】従来のニードル突上げ状態の断面図である。
【図１４】従来の吸着コレット下降状態の断面図である。
【図１５】従来の吸着コレットと微小半導体素子接触状態の断面図である。
【図１６】（ａ）は従来の微小半導体素子とニードル同期上昇状態の断面図、（ｂ）は従来の微小半導体素子突き上げＮＧ状態の断面図である。
【図１７】従来の剥離完了状態の断面図である。
【符号の説明】
１  ニードルホルダ
２  ニードルシャフト
３  ニードル
４  ニードル突出し穴
５  シート吸着溝
６  大気開放穴
７  接続溝
８  真空供給穴
９  粘着シート
１０  シート基準高さ
１１  微小半導体素子
１２  ウエハステージ
１３  ＸＹステージ
１４  認識カメラ
１５  突上げユニット
１６  吸着コレット
１７  補正位置
１８  ニードル中心位置
１９  ニードルホルダ
２０  Ｏリング
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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