(57)【要約】【課題】  ワークを短時間で、しかも、確実にワーク吸着部から離脱させる。【解決手段】  本体部２０と、ワーク吸着部３０と、ワーク押下手段４０とを備えている。ワーク押下手段４０は、真空系への接続部４１と、接続部４１から水平方向に延びる連結孔４２，４３，４４と、連結孔４２，４４と連通しているシリンダ部４５と、シリンダ部４５内を昇降可能なピストン部４７を有するノックピン４６と、ピストン部４７を下方に向かって付勢する圧縮ばね４８とを備えている。常時は、接続部４１に真空吸引力を供給して、ノックピン４６を圧縮ばね４８の弾性力に抗して上昇位置に保持しておき、ワーク離脱時は、ワーク吸着部３０および接続部４１への真空吸引力を遮断すると、ノックピン４６が圧縮ばね４８の弾性力によって瞬時に押し下げられて、ワーク６５をワーク吸着部３０から離脱させる。【選択図】      図１
2005045063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを移載するワーク移載装置において、
ワークを真空吸着するワーク吸着部と、
前記ワーク吸着部からワークを離脱させる際にワークを押し下げるワーク押下手段とを備えたことを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記ワーク押下手段の下端が、常時はワーク吸着部の下端よりも高い位置にあり、ワークを離脱させる際にワーク吸着部の下端よりも低い位置に下降する昇降可能なノックピンを有することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記ノックピンが、圧縮ばねの弾性力により下方に向かって付勢されており、常時は圧縮ばねの弾性力に抗して真空吸引によって上方に位置させられていることを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記ワーク吸着部および／またはノックピンを複数備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のワーク移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワーク移載装置に関し、例えば、半導体ウェーハをダイシング後の半導体チップ（ダイ）をウェーハシートからピックアップしてトレーに収納する場合、あるトレーから他のトレーに半導体チップを移載する場合、個別半導体装置や半導体集積回路装置（ＩＣ）をトレーからテープキャリアに、あるいはテープキャリアからトレーに移載する場合などに好適なワーク移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどのチップを移載するチップ移載装置は、図６に示すように、チップのピックアップ位置Ｐ１で、チップ移載装置７０が下降し（ａ）、チップ集合体６０からチップ６５を真空吸着したチップ移載装置７０が上昇（ピックアップ）した後（ｂ）、水平移動し（ｃ）、トレーへの供給位置Ｐ２で下降してトレー９０に一旦チップ６５を移載した後（ｄ）、チップ移載装置７０が上昇し（ｅ）、水平移動して元のピックアップ位置Ｐ１に復帰する（ｆ）。
【０００３】
上記のチップ移載装置７０におけるｂ〜ｆの動作の間に、チップ集合体６０は１ピッチ分だけ水平移動して、次のピックアップすべきチップ６５がピックアップ位置にＰ１に移動させられる。また、上記のチップ移載装置７０におけるｅ〜ｃの動作の間に、トレー９０も１ピッチ分だけ水平移動して、次のチップ収納用ポケット９１がチップ供給位置Ｐ２に移動させられる。以下、同様の動作を繰り返して、順次、チップ移載装置７０でチップ６５をピックアップして、トレー９０のポケット９１に収納するようにしている。
【０００４】
上記のピックアップ位置Ｐ１では、通常、図７（Ｃ）に示すような、チップ集合体６０が配置されている。このチップ集合体６０は、周知のように、図７（Ａ）に示すように、ウェーハリング６１に貼り付けた表面に粘着層を有するウェーハシート６２にウェーハ６３を貼り付け、このウェーハ６３を、図７（Ｂ）に示すように、ダイサ６４によって縦横に切断して個々のチップ６５に分割した後、図７（Ｃ）に示すように、ウェーハシート６２を固定リング６６の上に配置して、ウェーハリング６１を押し下げる（あるいは固定リング６６を押し上げる）ことによって、ウェーハシート６２を引き伸ばして、個々のチップ６５の間隔を拡大するとともに、チップ６５とウェーハシート６２との接着力を低下させたものが用いられていた。
【０００５】
また、上記のチップ移載装置７０は、チップの形状に応じて種々の構成のものが用いられており、矩形状のチップ用のチップ移載装置では、単一の矩形状のコレットを備えたものが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、細長いバー状のチップ用のチップ移載装置７０においては、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、一列上に並んだ複数（図示例では３個）のチップ吸着部７１を備えており、各チップ吸着部７１は、真空吸引用兼圧縮気体供給用の孔７２に連通している。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１１１４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のチップ移載装置７０では、ピックアップ位置Ｐ１においてチップ吸着部７１でチップ６５を真空吸着して、トレーヘの供給位置Ｐ２でチップ移装置７０のチップ吸着部７１から離脱させる際に、電磁弁の切り替えによって、孔７２へ供給していた真空吸引力を遮断するとともに、孔７２に圧縮気体を供給して、チップ移載装置７０からチップ６５を離脱するようにしているが、孔７２内を真空吸引状態から圧縮気体の状態に置換するまでに時間を要し、しかも、圧縮気体がチップ吸着部７１に作用してチップ６５がチップ吸着部７１から離脱されるタイミングが不規則であり、正確に離脱できない場合があった。
【０００８】
前者の真空吸引状態から圧縮気体の状態に置換するまでに時間を要することは、チップ移載装置の高速化ができないという問題点があるし、後者のチップがチップ吸着部７１から一定時間で確実に離脱できないことは、トレーの正しいポケット位置にチップを正しく収納できないことになり、チップなしのポケットが生じたり、１つのポケットに複数のチップが収納されたりして、高精度のチップ移載ができないという問題点があった。
【０００９】
特に後者の、チップ移載装置７０からチップ６５を離脱させて、トレー９０のポケット９１に収納する場合について説明すると、図９（Ａ）に示すように、チップ移載装置７０のチップ吸着部７１が下降して正規位置で静止状態にある間にチップ６５がチップ吸着部から離脱されると、トレー９０のポケット９１内にチップ６５の上面６５ａが上を向いた正しい姿勢で収納できるが、図９（Ｂ）に示すように、チップ吸着部７１が上昇を開始してから、チップ６５が離脱すると、落下中のチップ６５の姿勢が乱れて、チップ６５がトレー９０のポケット９１の途中部分に衝突して、その上面６５ａが横を向いたり、下を向いたりした状態でポケット９１に収納されることがあった。
【００１０】
しかしながら、チップ６５の断面形状が、図示するように、ほぼ正方形に近い場合には、ＣＣＤカメラなどによってチップ６５を撮像してチップ６５の有無は検査できても、図９（Ａ）の正常状態と図９（Ｂ）の横倒し状態とでピントのズレがほとんど生じないため、チップ６５が横倒し状態や裏返し状態になったことまでは検出が困難である。
【００１１】
もし、このような横倒し状態や裏返し状態でポケット９１内に収納されたチップ６５が、例えば、ダイボンダに搬送され、ボンディングツールでピックアップされると、当然、横倒し状態や裏返し状態のままピックアップされるので、この横倒し状態や裏返し状態のチップ６５がボンディングされた半導体装置や電子装置は不良品となる。したがって、良品のチップ６５を無駄にすることになるばかりでなく、不要なボンディング動作のための時間ロスを生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明は、半導体チップ，樹脂モールドされた個別半導体装置や半導体集積回路装置などのワークを移載するワーク移載装置において、ワークをワーク吸着部から離脱させる際に、短時間で、かつ、確実にワークを離脱させることができるワーク移載装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のワーク移載装置は、上記の課題を解決するために、ワークを移載するワーク移載装置において、ワークを真空吸着するワーク吸着部と、前記ワーク吸着部からワークを離脱させる際にワークを押し下げるワーク押下手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
また、本発明のワーク移載装置は、前記ワーク押下手段の下端が、常時はワーク吸着部の下端よりも高い位置にあり、ワークを離脱させる際にワーク吸着部の下端よりも低い位置に下降する昇降可能なノックピンを有することを特徴としている（請求項２）。
【００１５】
また、本発明のワーク移載装置は、前記ノックピンが、圧縮ばねの弾性力により下方に向かって付勢されており、常時は圧縮ばねの弾性力に抗して真空吸引によって上方に位置されていることを特徴としている（請求項３）。
【００１６】
また、本発明のワーク移載装置は、前記ワーク吸着部および／またはノックピンを複数備えていることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に記載のワーク移載装置によれば、ワーク吸着部によって吸着されたワークをワーク吸着部から離脱させる際は、ワーク押下手段が下降して、ワークの上面を強制的にワーク吸着部から離脱させることができるので、従来の真空吸引状態から圧縮気体状態に置換するものに比較して、格段に短時間で、しかも、確実にワーク吸着部からワークを離脱させることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項２に記載のワーク移載装置によれば、常時はノックピンの下端がワーク吸着部よりも高い位置にあるので、ノックピンに邪魔されることなく、ワーク吸着部でワークを確実に真空吸着でき、また、ワークを離脱させる際には、ノックピンの下端がワーク吸着部よりも低い位置に下降するので、強制的にワークをワーク吸着部から離脱することができ、従来の真空吸引状態から圧縮気体状態に置換するものに比較して、格段に短時間で、しかも、確実に離脱させることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に記載のワーク移載装置によれば、ノックピンが、圧縮ばねの弾性力により下方に向かって付勢されており、常時は圧縮ばねの弾性力に抗して真空吸引によって上方に位置させられているので、ワークの離脱時にノックピンに対する真空吸引力を遮断すると、ノックピンが圧縮ばねの弾性力によって瞬時に押し下げられるため、従来の真空吸引状態から圧縮気体状態に置換するものに比較して、格段に短時間で、かつ、確実にワークを離脱させることができる。
【００２０】
また、本発明の請求項４に記載のワーク移載装置によれば、ワーク吸着部および／またはノックピンを複数備えているので、細長状や大きいサイズのワークを、複数のワーク吸着部によって確実、かつ、安定してピックアップすることができ、また、複数のノックピンによってワークの離脱を短時間、かつ、確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のワーク移載装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、細長いバー状半導体チップなどのワークの移載に適用するワーク移載装置について説明する。
【００２２】
本発明のワーク移載装置１０は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、例えば、ステンレスよりなる本体部２０と、この本体部２０の下面に設けられた、例えば、ニトリルゴムなどよりなる複数（図示例は３個）のワーク吸着部３０と、複数（図示例では２個）のワーク押下手段４０とを備えている。
【００２３】
なお、図１（Ａ）および図１（Ｄ）の左半分は、ノックピン４６が上昇位置にあり、ワーク吸着部３０でワークを吸着している状態を示し、右半分は、ノックピン４６が下降してワーク吸着部３０からワーク６５を離脱させる状態を示している。また、図１（Ｄ）の上半分は、シリンダ部４５の中心位置での縦断面を示し、下半分は、ワーク吸着部３０の中心位置での縦断面を示している。
【００２４】
本体部２０は、図２（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、駆動機構部に連結部２１によって連結されており、この連結部２１に真空吸引孔２２を有する。また、本体部２０は、この真空吸引孔２２に連通する中央部の縦孔３１と、この縦穴３１に連通して水平幅方向に延びる連結孔３２と、この連結孔３２から水平長さ方向両側に延びる連結孔３３と、この連結孔３３の両端から分岐して水平幅方向に延びる複数（図示例では２個）の連結孔３４と、これらの連結孔３４および前記縦孔３１にそれぞれ個別に連通する複数（図示例では３個）の縦孔３５とを有し、これらの縦孔３５にそれぞれワーク吸着部３０が接続されている。
【００２５】
また、ワーク押下手段４０は、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）に示すように、本体部２０に、前記真空吸引孔２２や縦孔３１〜縦孔３５とは別に、真空系への接続部４１と、この接続部４１から水平幅方向に延びる連結孔４２と、この連結孔４２から水平長さ方向に延びる連結孔４３と、この連結孔４３の他端から水平幅方向に延びる連結孔４４と、前記連結孔４２およびこの連結孔４４にそれぞれ連通する複数（図示例では２個）のシリンダ部４５と、これらのシリンダ部４５内を昇降可能なノックピン４６と、このノックピン４６の高さ方向の中途に設けられてシリンダ部４５内を摺動するピストン部４７と、このピストン部４７を下方に向かって付勢する圧縮ばね４８とを有する。なお、ノックピン４６の下端部４６ａは、ワークを傷付けないようにニトリルゴムなどの高分子樹脂などで構成する。
【００２６】
図４はワーク移載装置１０に接続する真空系および圧縮気体系の配管系統５０を示す。図において、５１，５２は第１，第２の真空系、５３は圧縮気体（例えば、窒素）系、５４，５５，５６は第１，第２および第３の電磁弁、５７は圧力センサ、５８はエアフィルタ、５９はスピードコントローラである。第１の真空系５１とピックアップ装置１０の真空吸引孔２２との間に、第１の電磁弁５４およびエアフィルタ５８が接続されている。また、圧縮気体系５３と第１の電磁弁５４との間に、スピードコントローラ５９と第２の電磁弁５５が接続されている。第１の電磁弁５４の２次側には、圧力センサ５７が接続されている。以上の構成は、従来のチップ移載装置７０と同様である。
【００２７】
本発明のワーク移載装置１０においては、前述のように、構成的には、ワーク押下手段４０を設けるとともに、配管系統５０に第２の真空系５２を設けて、この第２の真空系５２とワーク押下手段４０の真空系への接続部４１との間に、第３の電磁弁５６を接続している。
【００２８】
そして、常時は、第１，第２および第３の電磁弁５４，５５，５６が図示する状態にあり、真空吸引孔２２には真空吸引力も圧縮気体も供給されていない。一方、ワーク押下手段４０の真空系への接続部４１には、第３の電磁弁５６を介して真空吸引力が与えられており、シリンダ部４５内に供給される真空吸引力によってピストン部４７が吸引されて、圧縮ばね４８を弾性力に抗して圧縮状態に保持して、ノックピン４６が上方位置に保持されるようになっている。そのため、ノックピン４６の下端部４６ａは、ワーク吸着部３０の下端よりも上方に位置している。
【００２９】
次に、上記のワーク移載装置１０によるワークのピックアップ動作およびワークの離脱動作について、図面を参照して説明する。
【００３０】
まず、ワークのピックアップ動作について説明する。ワークのピックアップ時は、このワーク移載装置１０をピックアップ位置Ｐ１の上方に水平移動させ、ピックアップ位置Ｐ１で下降させて（図６のａ参照。以下、括弧内のｂ〜ｆの符号は図６の符号ｂ〜ｆ参照）、ワーク吸着部３０をウェーハシート６２に接着されたワーク６５の上面に当接させて、第１の電磁弁５４を切替えて、本体部２０の真空吸引孔２２に真空吸引力を作用させる。すると、この真空吸引力は、縦孔３１，連結孔３２，３３，３４および縦孔３５を介して、複数のワーク吸着部３０に供給されて、ワーク６５を複数のワーク吸着部３０で確実に、かつ、安定して真空吸着することができる。
【００３１】
この状態で、ウェーハシート６２の下方から突上げピン６７でワーク６５の中央部を突上げたり、ウェーハシート６２を下方からの真空吸引力によって下方に変形させたりすると、ワーク６５の周辺部のウェーハシート６２が下方に変形することによって、ワーク６５の周辺部がウェーハシート６２からスムーズに剥離を開始して、ワーク６５とウェーハシート６２との接着面積が減少して接着力が減少する。
【００３２】
このワーク吸着部３０でワーク６５を真空吸着した状態でワーク移載装置１０を上昇させ（ｂ）、水平移動させて（ｃ）、トレーヘの供給位置Ｐ２の上方位置まで搬送する。
【００３３】
次に、図５（Ａ）（Ｂ）を参照して、ワーク移載装置１０に真空吸着されたワークをトレーへの供給位置Ｐ２でワーク吸着部３０から離脱させてトレー９０のポケット９１に収納する場合について説明する。ワーク吸着部３０でワーク６５を真空吸着したワーク移載装置１０をトレーへの供給位置Ｐ２で下降させ｛ｄおよび図５（Ａ）｝、第１，第２および第３の電磁弁５４，５５、５６を切替えて、真空吸引孔２２への真空吸引力を遮断するとともに、真空吸引孔２２に圧縮気体を供給し、同時に、ワーク押下手段４０の真空系への接続部４１への真空吸引力を遮断する。
【００３４】
すると、ワーク吸着部３０への真空吸引力が遮断されると同時に圧縮気体が供給され、しかも同時に、シリンダ部４５への真空吸引力も遮断されるため、複数のノックピン４６が圧縮状態の圧縮ばね４８の弾性力で瞬時にシリンダ部４５内を下方に押し下げられ｛図５（Ｂ）｝、複数のノックピン４６の下端部４６ａがワーク吸着部３０の下端よりも下方位置になるので、ワーク吸着部３０からワーク６５が確実に離脱させられて、トレー９０のポケット９１内に上面６５ａが上を向いた正しい姿勢で収納される。
【００３５】
このワーク吸着部３０からワーク６５をトレー９０へ移載し終わったワーク移載装置１０は、上昇し（ｅ）、水平移動して（ｆ）、元のピックアップ位置Ｐ１の上方に復帰する。そして、上記のワーク移載装置１０の上昇（ｂ）〜ピックアップ位置Ｐ１への復帰動作（ｆ）の間に、ワーク集合体６０は１ピッチ分だけ水平移動して、次のワーク６５がピックアップ位置Ｐ１に来る。
【００３６】
また、前記ワーク移載装置１０のトレーヘの供給位置Ｐ２での上昇（ｅ）〜水平移動（ｃ）により、トレーヘの供給位置Ｐ２の上方に復帰する間に、ワーク６５が収納されたトレー９０が、１ピッチ分だけ水平移動して、次のワークを収納すべきポケット９１がトレーヘの供給位置Ｐ２に来る。
【００３７】
以下、ワーク移載装置１０が同様の動作を繰り返して、ワーク集合体６０からワーク６５を１個ずつピックアップして、トレー９０のポケット９１に収納していく。
【００３８】
なお、上記の実施例は、本発明の特定の形態について説明したもので、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００３９】
例えば、上記実施例では、細長いバー状のワークに用いるワーク移載装置について説明したので、本体部２０に一列状に３個のワーク吸着部３０を設けるとともに、ワーク吸着部３０と同一列上に２個のワーク押下手段４０を設ける場合について説明したが、ワーク吸着部３０やワーク押下手段４０の個数や配置は、移載するワークの形状や大きさに応じて適宜設定すればよい。
【００４０】
また、上記実施例は、特に顕著な効果が発揮される断面形状がほぼ正方形状の半導体チップなどのワークにおけるピックアップおよびワーク移載装置からの離脱について説明したが、通常の平板状の断面形状を有する半導体チップなどのワークを移載するワーク移載装置についても適用できることはいうまでもない。
【００４１】
また、上記実施例は、ワーク集合体からワークをピックアップしてトレーに移載する場合について説明したが、あるポケット配列状態のトレーから他のポケット配列状態のトレーにワークを移載する場合についても同様に適用することができる。
【００４２】
また、上記実施形態は、ワーク押下手段４０のノックピンの４６を押し下げる際に、ワーク吸着部３０に圧縮気体を供給する場合について説明したが、ワーク吸着部３０に圧縮気体を供給しないで、ワーク押下手段４０のノックピンの４６を押し下げるだけでも、短時間で、しかも、確実にワークを離脱させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のワーク移載装置は、半導体チップの移載に特に好適なものであるが、それ以外に、樹脂モールドした個別半導体装置や半導体集積回路装置（ＩＣ）などのワークの移載装置や、抵抗器チップやコンデンサチップなどの各種電子部品用チップや、外装済みの抵抗器やコンデンサなどの各種電子部品ワークの移載装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係るワーク移載装置の正面図、  （Ｂ）は（Ａ）のワーク移載装置の下面図、  （Ｃ）は（Ａ）のワーク移載装置の右側面図、  （Ｄ）は（Ａ）のワーク移載装置の縦断正面図である。
【図２】（Ａ）は図１のワーク移載装置におけるワーク吸着部の構成について説明する平面図、  （Ｂ）は（Ａ）のワーク移載装置におけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図３】（Ａ）は図１のワーク移載装置におけるワーク押下手段の構成について説明する平面図、  （Ｂ）は（Ａ）のワーク移載装置におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１のワーク移載装置への真空系および圧縮気体系の配管系統図である。
【図５】（Ａ）は図１のワーク移載装置におけるトレーヘの供給位置でのワーク離脱前の状態の要部拡大断面図、  （Ｂ）は図１のワーク移載装置におけるトレーヘの供給位置でのワーク離脱時の状態の要部拡大断面図である。
【図６】従来のチップ集合体からトレーへのチップ移載装置におけるチップ移載動作説明図である。
【図７】図６に示す半導体チップ集合体の製造工程の説明図で、  （Ａ）はウェーハシートに半導体ウェーハを貼り付けた状態、  （Ｂ）はダイサによって半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割した状態、  （Ｃ）はウェーハシートを引き伸ばした状態である。
【図８】（Ａ）は従来のチップ移載装置の正面図、  （Ｂ）は（Ａ）のチップ移載装置の下面図、  （Ｃ）は（Ａ）のチップ移載装置の右側面図、  （Ｄ）は（Ａ）のチップ移載装置の縦断正面図である。
【図９】（Ａ）は図６のトレーへのチップ収納工程におけるチップ正常離脱時の説明図、  （Ｂ）は図６のトレーへのチップ収納工程におけるチップ離脱不良時の説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０    ワーク移載装置
２０    本体部
２２  真空吸引孔
３０    ワーク吸着部
３１，３５  縦孔
３２，３３，３４  連結孔
４０    ワーク押下手段
４１    真空系への接続部
４２，４３，４４  連結孔
４５    シリンダ部
４６    ノックピン
４７    ピストン部
４８    圧縮ばね
５０  配管系統
５１，５２  真空系
５３  圧縮気体系
５４，５５，５６  電磁弁
【図１】
2005045063.tif 000003
【図２】
2005045063.tif 000004
【図３】
2005045063.tif 000005
【図４】
2005045063.tif 000006
【図５】
2005045063.tif 000007
【図６】
2005045063.tif 000008
【図７】
2005045063.tif 000009
【図８】
2005045063.tif 000010
【図９】
2005045063.tif 000011