(57)【要約】【課題】より効果的にがたつきや破損を防ぐことができる半導体チップトレイを提供することを目的とする。【解決手段】半導体チップ４を収納するための収納ポケット３１を備えたチップトレイ３と、該チップトレイ３に取り付けられて固定される上蓋２と、を有する半導体チップトレイ１であって、前記上蓋２は、前記半導体チップ４を支持するための変形可能な梁構造のチップ支持部（支持部）２１を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを収納するための収納ポケットを備えたチップトレイと、該チップトレイに取り付けられて固定される上蓋と、を有する半導体チップトレイであって、
前記上蓋は、
前記半導体チップを支持するための変形可能な梁構造の支持部を有することを特徴とする半導体チップトレイ。
【請求項２】
前記支持部は、線膨張係数の異なる２種類以上の材料が張り合わされて構成される梁構造であり、熱によって変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップトレイ。
【請求項３】
前記半導体チップトレイは、前記上蓋及び前記チップトレイの内の一方の部材が他方の部材に挿着されて取り付けられる構成であり、
前記一方の部材を前記他方の部材に挿着する際又は前記一方の部材を前記他方の部材から離脱する際には、前記支持部は、前記半導体チップを非支持状態とすべく平らな梁に変形され、
前記一方の部材が前記他方の部材に挿着されると、前記支持部は、前記半導体チップを支持状態とすべく山状の梁に変形されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体チップトレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップトレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップの保管及び運搬等に用いられる半導体チップトレイが知られている（特許文献１等参照）。このような半導体チップトレイでは、一般に半導体チップは、半導体チップトレイ上にマトリクス状に形成された収納ポケットに収納されて保管及び運搬等される。このような場合に、半導体チップの損傷を防ぐこと等を目的として各種発明がなされてきている。
【０００３】
特許文献１には、半導体チップを搭載した半導体チップトレイの輸送時、チップ取出し時においてチップ表面の損傷を防ぐことを目的として、半導体チップの収納ポケットにクッション材を設ける等の技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ゲルで半導体チップを固定するゲルパックトレイに係る技術が開示されている。これは、下面に吸引孔が形成されたトレイ本体上に、メッシュシートを覆うようにゲルシートを積層したものである。このゲルシートは、表面がねばねばした粘着性の柔らかいシートであって、移送中には、その粘性により半導体チップがゲルシート上に面接着され、半導体チップをがたつきなく静止させておくことができる。また、半導体チップをピックアップする際には、吸引孔からゲルパックトレイの内部空気を吸引して、このゲルシートを凹凸のあるメッシュシートに圧着し、それまでゲルシートに面接着されていた半導体チップを点接着に変えることにより、接着力を小さくして、半導体チップを容易にピックアップできるようになっている。
【０００５】
その他、特許文献３には、半導体チップの表面を蓋の押えピンによって固定することで半導体チップを保護する技術が開示されている。また、特許文献４には、半導体チップトレイ本体に、交換可能な樹脂製の半導体チップ収納枠を凸部によって位置決め固定し、半導体チップ収納枠には緩衝作用のある穴が設けられており、搬送中などの振動による半導体チップの欠損を防止できる技術が開示されている。さらに、特許文献５には、半導体チップが収納された下層側のトレイと上層側のトレイとの間に層間材を介在させることにより、搬送時等の半導体チップの振動やがたつきを防ぐ技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３３８６８２号公報
【特許文献２】米国特許４，６６７，９４４号公報
【特許文献３】実登第３１０４９５２号公報
【特許文献４】特開２００２−１９８７６号公報
【特許文献５】特開２００６−１４３２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術に係る半導体チップトレイでは、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）構造体等の損傷しやすい構造物が当該半導体チップ表面に露出しているような半導体チップを収納する場合、構造体の損傷及び異物（埃）の侵入等につながるが、このような点については考慮されていなかった。即ち、半導体チップの形状によっては適切にがたつきや破損の防止を実現することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解消するために発明されたものであり、より効果的にがたつきや破損を防ぐことができる半導体チップトレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明における半導体チップトレイは、半導体チップを収納するための収納ポケットを備えたチップトレイと、該チップトレイに取り付けられて固定される上蓋と、を有する半導体チップトレイであって、前記上蓋は、前記半導体チップを支持するための変形可能な梁構造の支持部を有するように構成することができる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明における半導体チップトレイにて、前記支持部は、線膨張係数の異なる２種類以上の材料が張り合わされて構成される梁構造であり、熱によって変形可能であるように構成することができる。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明における前記半導体チップトレイは、前記上蓋及び前記チップトレイの内の一方の部材が他方の部材に挿着されて取り付けられる構成であり、前記一方の部材を前記他方の部材に挿着する際又は前記一方の部材を前記他方の部材から離脱する際には、前記支持部は、前記半導体チップを非支持状態とすべく平らな梁に変形され、前記一方の部材が前記他方の部材に挿着されると、前記支持部は、前記半導体チップを支持状態とすべく山状の梁に変形されるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より効果的にがたつきや破損を防ぐことができる半導体チップトレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
［実施の形態］
（半導体チップトレイの概略）
図１は、本実施形態における半導体チップトレイの概略斜視図である。図１において、半導体チップトレイ１は、トレイ上蓋（上蓋）２、チップ支持部（変形部）２１、支持制御部２２、チップトレイ３、チップ収納ポケット（収納ポケット）３１を有する構成であり、チップ収納ポケット３１に半導体チップ４が収納される。
【００１４】
以上のような構成により、半導体チップ４は、半導体チップトレイ１のチップトレイ３上にマトリクス状に形成されたチップ収納ポケット３１に収納されて保管及び運搬等される。以下、各構成部についてより詳細に説明を行う。
【００１５】
（トレイ上蓋２について）
トレイ上蓋２は、チップトレイ３に取り付けられる上蓋である。トレイ上蓋２がチップトレイ３に取り付けられて固定されると、チップ収納ポケット３１に収納された半導体チップ４が固定され、当該半導体チップトレイ１の保管及び運搬時の半導体チップ４の損傷等を防ぐことができる。トレイ上蓋２の材料は、例えばセラミック基板、耐熱樹脂等である。
【００１６】
このようなトレイ上蓋２とチップトレイ３との固定方法について説明する。図１に示す半導体チップトレイ１では、トレイ上蓋２に設けられた外枠２２に沿ってチップトレイ３が挿着されることによりトレイ上蓋２とチップトレイ３とは固定される。即ち、トレイ上蓋２はチップトレイ３にスライドされてチップトレイ３に固定される。
【００１７】
なお、チップトレイ３に非図示の外枠が設けられて、チップトレイ３に設けられた外枠に沿ってトレイ上蓋２が挿着されるように構成されてもよい。このように、トレイ上蓋２及びチップトレイ３の内の一方の部材が他方の部材に挿着されて取り付けられる構成にすることができる。
【００１８】
図２を用いてその他の例も併せて説明を行う。図２は、トレイ上蓋とチップトレイとの固定方法の例を説明するための図である。
【００１９】
図２（ａ）のスライド型は、図１に示す半導体チップトレイ１のケースであり、トレイ上蓋２に設けられた外枠２２に沿ってチップトレイ３がスライドされることによりチップトレイ３に固定される形態である。
【００２０】
図２（ｂ）の両サイド型は、トレイ上蓋２とチップトレイ３とを重ね合わせた後にそれらの両サイドが固定部材２３により固定される形態である。また、図２（ｃ）のバンド型は、トレイ上蓋２とチップトレイ３とを重ね合わせた後にそれらの外周がバンド２４により固定される形態である。なお、トレイ上蓋２とチップトレイ３との固定方法は図２に示す場合には限らないものとする。
【００２１】
図１に戻って、本実施形態によれば、トレイ上蓋２は、変形可能なチップ支持部２１を有することを特徴としている。これにより、従来の半導体チップトレイに比してより効果的に半導体チップ４のがたつきや破損を防ぐことができる。以下、チップ支持部２１について説明を行う。
【００２２】
（チップ支持部２１について）
チップ支持部２１は、トレイ上蓋２の内側（即ち、チップ収納ポケット３１と対向する側）に配置される両端支持の梁構造の機構である。このチップ支持部２１は、上記のようにトレイ上蓋２がチップトレイ３に固定された場合に、半導体チップ４を支持することが可能な位置に配置されている。なお、図１では、一つの半導体チップ４の表面上の手前側と奥側の２箇所を二つのチップ支持部２１により支持できるように配置されている。チップ支持部２１について、以下より具体的に説明を行う。
【００２３】
図３は、本実施形態における半導体チップトレイの概略断面図である。
【００２４】
図３に例示するチップ支持部２１は、高膨張率の材料２１ａ（トレイ上蓋２の側）と、低膨張率の材料２１ｂ（チップトレイ３の側）とが互いに張り合わされて圧延等されて生成された梁構造の機構である。即ち、チップ支持部２１は、線膨張係数の異なる２種類以上の材料が張り合わされて構成される梁構造である。このようなチップ支持部２１は、温度の変化に係る熱によって変形可能なバイメタル効果を有する。チップ支持部２１の材料は、例えば金属及び金属、或いは、金属及び樹脂のいずれかの組み合わせである。
【００２５】
さらに、本実施形態によれば、チップ支持部２１は、電圧を印加されて熱を発生するヒーターとしての機能を兼ね備えている。このヒーターとしての機能を兼ね備えることにより、当該チップ支持部２１に通電時には熱が発生して梁が図２の上方向の矢印の向きに変形して平らな梁になる。これは熱が発生してチップ支持部２１の温度が高くなると、高膨張率の材料２１ａが低膨張率の材料２１ｂよりも膨張するところ、チップ支持部２１全体としては一様な曲率で変位するためである。一方、非通電時（通常時）には、膜応力により梁は図２の下方向の矢印の向きに変形して山状の梁になる。即ち、チップ支持部２１は、平らな梁と山状の梁とで変形可能に構成されている。
【００２６】
例えばトレイ上蓋２をチップトレイ３に取り付ける際又はトレイ上蓋２をチップトレイ３から取り外す際には通電状態になるように構成すると、チップ支持部２１は平らな梁になるように変形される。即ち、一方の部材（ここではトレイ上蓋２）を他方の部材（ここではチップトレイ３）に挿着する際又は一方の部材を他方の部材から離脱する際に、チップ支持部２１は、半導体チップ４を非支持状態とすべく平らな梁に変形されるように構成する。
【００２７】
そうすると、トレイ上蓋２をスムーズにチップトレイ３にスライドさせて取り付けることができると共に取り付け動作時における半導体チップ４の損傷等を防ぐことができる。
【００２８】
一方で、トレイ上蓋２をチップトレイ３に取り付けて固定した状態では非通電状態になるように構成すると、チップ支持部２１は山状の梁になるように変形する。即ち、一方の部材（ここではトレイ上蓋２）が他方の部材（ここではチップトレイ３）に挿着されると、チップ支持部２１は、半導体チップ４を支持状態とすべく山状の梁に変形されるように構成する。
【００２９】
そうすると、チップ支持部２１は、チップ収納ポケット３１に収納された半導体チップ４を支持して固定することができる。
【００３０】
ここで、本実施形態によれば、トレイ上蓋２の内部には、チップ支持部２１を非支持状態（上記では平らの梁）又は支持状態（上記では山状の梁）に変形させる支持制御部として、図４のような電気配線回路が配設される。
【００３１】
図４は、支持制御部の一例としての電気配線回路である。図４に示す電気配線回路における各抵抗２５は上記のチップ支持部２１に対応している。このような電気配線回路において外部から電圧を加圧されると各抵抗２５では熱が発生する。電圧の加圧又は加圧を停止してこの発生熱を制御することにより、チップ支持部２１を非支持状態又は支持状態に変形させることができる。
【００３２】
以上のように、通電時に限ってチップ支持部２１の梁が変形して平らな梁になる（引っ込む）ように工夫することにより、以下に掲げる利点を奏する。
【００３３】
その利点とは、まず、当該半導体チップトレイ１の保管・搬送時、即ち、非通電時には外部からの操作が不要になることである。また、チップ支持部２１のみに工夫を施しているためにチップトレイ３の設計の自由度を高めることができることである。例えば、チップトレイ３は低コスト材で構成可能になる。
【００３４】
続いて、補足として、チップ支持部２１が半導体チップ４を支持する際のチップ支持部２１と半導体チップ４の接触部の例を図５に示す。
【００３５】
図５は、チップ支持部と半導体チップとの接触部の例を示す図である。図５（ａ）のように、チップ支持部２１は、半導体チップ４の１対の対向する縁部４１、４３（或いは縁部４２、４４）の２個所で支持することもできれば、図５（ｂ）のように、半導体チップ４の縁部４１、４２、４３、４４の４箇所で支持するように構成することもできる。ここで各々の縁部とは、半導体チップ４の表面上の各辺（各稜線）に沿って所定幅だけ内側の領域を示す。但し、各々の縁部は、各辺（各稜線）を含むとは限らない。
【００３６】
また、チップ支持部２１と半導体チップ４との接触部の態様は、図５に示す場合には限らないものとする。なお、このような局所接触が可能になることにより、以下に掲げる利点を奏する。
【００３７】
その利点とは、ＭＥＭＳ構造体等の損傷しやすい構造物が半導体チップ４表面に露出しているような半導体チップ４であっても、適切にこれを固定して、がたつきや破損の防止を実現することができることである。
【００３８】
なお、チップ支持部２１の形状は単純形状であるためパターニングがしやすいので、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂で被覆することがより望ましい。これにより、当該チップ支持部２１及び当該チップ支持部２１と接触する半導体チップ４の損傷を防ぐことができる。
【００３９】
（チップトレイ３について）
続いて、チップトレイ３について説明を行う。
【００４０】
チップトレイ３は、半導体チップ４を収納するチップ収納ポケット５を有する。チップトレイ３の材料は、前述した理由により、例えばＡＢＳ（acrylonitrile  Butadiene  Styrene）樹脂等の低コスト材を採用することができる。
【００４１】
（実施の形態のまとめ）
以上に示してきた各構成要素、トレイ上蓋（上蓋）２、チップ支持部（変形部）２１、チップトレイ３、チップ収納ポケット（収納ポケット）３１を有する半導体チップトレイ１によれば、従来の半導体チップトレイより効果的に半導体チップ４のがたつきや破損を防ぐことができる。
【００４２】
（変形例について）
以下、本実施の形態における半導体チップトレイ１の変形例について図６及び図７を用いて説明する。
【００４３】
図６は、変形例１における半導体チップトレイの概略断面図である。図６に示す半導体チップトレイ１の基本構成は、図１の半導体チップトレイ１と同様であるためここでは説明を省略するが、図６のようにチップ支持部２１の梁構造を片持ち梁構造とすることが可能である。
【００４４】
図７は、変形例２における半導体チップトレイの概略断面図である。図７に示す半導体チップトレイ１は、チップ支持部２１がトレイ上蓋２ではなくチップトレイ３側に形成された形態である。さらに、図７では、簡易構造化のためにシート状の変形ユニット６を介在させて別のチップトレイ（図７の下部のチップトレイ）が重ねられている。このように構成することにより、半導体チップトレイ１の段積みが可能になる。
【００４５】
なお、この場合には、半導体チップ４の損傷等を防ぐために、トレイ上蓋２及び変形ユニット６における半導体チップ４との接触部に空洞部を設けることがより望ましい。
【００４６】
以上、実施の形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態における半導体チップトレイの概略斜視図である。
【図２】トレイ上蓋とチップトレイとの固定方法の例を説明するための図である。
【図３】本実施形態における半導体チップトレイの概略断面図である。
【図４】チップ支持部と半導体チップとの接触部の例を示す図である。
【図５】支持制御部の一例としての電気配線回路である。
【図６】変形例１における半導体チップトレイの概略断面図である。
【図７】変形例２における半導体チップトレイの概略断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１           半導体チップトレイ
２           トレイ上蓋（上蓋）
３           チップトレイ
４           半導体チップ
２１       チップ支持部（変形部）
３１       チップ収納ポケット（収納ポケット）
【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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