JP2010141267A

JP2010141267A - 矩形基板の分割装置

Info

Publication number: JP2010141267A
Application number: JP2008318813A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uehara; 健上原
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】保護テープ剥離後、効果的にデバイスを除電することが可能な矩形基板の分割装置を提供する。
【解決手段】裏面に保護テープが貼着され、表面に複数のデバイスが格子状に形成された矩形基板を保持する保持テーブルと、保持された矩形基板を個々のデバイスへと分割する切削手段と、個々のデバイスへ分割された矩形基板から保護テープを剥離するテープ剥離機構５１と、個々のデバイスをデバイスケース１０４ａ，１０４ｂへ収容するピックアップ手段８０とを備えた矩形基板の分割装置であって、複数のデバイスを載置可能な除電テーブル８４と、テープ剥離機構によって保護テープが剥離されたデバイスを、除電テーブルに搬送する搬送手段７６と、除電テーブルに載置されたデバイスを除電する除電手段とを具備し、除電テーブルは、デバイスの裏面の一部を吸着保持する複数の吸着部と、吸引源からの吸引力を吸着部へ伝達する複数の吸引路とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、矩形に形成された種々の矩形基板を個々のデバイスに分割する矩形基板の分割装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路が複数形成され、樹脂によってパッケージングされたＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）等の矩形基板は、ダイシング装置などの切削装置によって個々のデバイスへと分割され、デバイスケースに収容された状態で電子機器の組み立て工程に搬送される。搬送された個々のデバイスは組み立て工程において、各種電子機器に実装される。

一般に、デバイスケースへのデバイスの収容には専用のデバイス収容装置が用いられるが、特開２０００−２０８４４５号公報又は特開２００６−１５６７７７号公報では、切削装置とデバイス収容装置とを一体化した矩形基板の分割装置が提案されている。
特開２０００−２０８４４５号公報特開２００６−１５６７７７号公報

近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路は高集積化及び微細化傾向にあり、このため静電気耐性が低下傾向にあるので、ＥＳＤ（静電気放電／Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ）対策が重要となってきている。

特に切削時に矩形基板の裏面を保護する保護テープを基板から剥離する際には静電気が発生して基板が帯電するため、静電気放電によるデバイス破壊を防止するためにも除電する必要がある。

除電のためには保護テープ剥離時に除電器を用いてデバイスへプラスイオンとマイナスイオンを供給すればよいが、デバイスが剥離テーブルや載置テーブル上に保持された状態では除電されにくいという問題がある。

一方、一般にこれらのデバイスの表面には電気的接続のためのバンプと呼ばれる突起電極が形成されている。通常はバンプを下にして実装されるため、分割されたデバイスはバンプ面が下向きでデバイスケースに収容されていることが望ましい。

ところが、バンプを下向きにしてデバイスケースに収容するためにバンプを下向きにして矩形基板を切削すると、切削中にバンプ面（凹凸面）を吸着保持することになり、保持力不足から加工品質が悪化するという問題が生じる。

よって、本発明の第１の目的は、保護テープ剥離後、効果的にデバイスを除電することが可能な矩形基板の分割装置を提供することである。

第２の目的は、バンプ面を上向きで切削した後、バンプ面を下向きにしてデバイスケースに収容可能とする矩形基板の分割装置を提供することである。

本発明によると、裏面に保護テープが貼着され表面に複数のデバイスが格子状の分割予定ラインによって区画されて形成された矩形基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された矩形基板を該分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスへと分割する切削手段と、切削されて個々のデバイスへ分割された矩形基板から該保護テープを剥離するテープ剥離機構と、個々のデバイスをデバイスケースへ収容するピックアップ手段とを備えた矩形基板の分割装置であって、複数のデバイスを載置可能な除電テーブルと、前記テープ剥離機構によって該保護テープが剥離されたデバイスを該除電テーブルに搬送する搬送手段と、該除電テーブルに載置されたデバイスを除電する除電手段とを更に具備し、該除電テーブルは、デバイスの裏面の一部を吸着保持する複数の吸着部と、吸引源からの吸引力を該吸着部へ伝達する複数の吸引路とを有することを特徴とする矩形基板の分割装置が提供される。

好ましくは、矩形基板の分割装置は、除電テーブルに載置されて除電手段により除電されたデバイスを、上面から吸着保持した後に反転してデバイスの表裏面を反転させる反転手段を更に具備しており、反転手段によって反転されたデバイスをピックアップ手段が反転手段からピックアップしてデバイスケースに収容する。

請求項１記載の発明によると、保護テープが剥離されたデバイスは除電テーブル上でその裏面の一部のみが吸着保持されるため、効果的な除電が可能となる。また、複数のデバイスを連続的に除電できるため、作業効率が向上する。

請求項２記載の発明によると、反転手段を設けることで除電後のデバイスの表裏を反転することが可能となり、バンプを下向きにしてデバイスケース内に収容することができるため、デバイスの実装工程に適した姿勢とすることができる。

図１を参照すると、例えば図２に示すような矩形基板４に格子状に形成された分割予定ライン６を切削して個々のデバイスに分割する矩形基板の分割装置２の斜視図が示されている。図２に示した矩形基板４は、分割予定ライン６によって区画されて複数のデバイスが形成されている。

デバイスは、図示の例では第１デバイス列Ｄ１〜第８デバイス列Ｄ８により構成されており、各デバイス列は三つのデバイスと両端の二つの端材８により構成されている。第１デバイス列Ｄ１及び第８デバイス列Ｄ８よりも外周側には不要端部（端材）１０が形成されている。端材８及び不要端部１０は、最終的には廃棄されるものである。

矩形基板４の裏面には、デバイス保護用の保護テープＴが貼着されている。図１に示した分割装置２を用いて分割予定ライン６を切削することにより、矩形基板４を個々のデバイスに分割することができる。矩形基板４としては、例えばＣＳＰ、ガラス基板等がある。

図１を再び参照すると、分割装置２は裏面に保護テープＴが貼着された矩形基板４を縦横に切削して個々のデバイスに分割する切削担当領域１２と、矩形基板４から保護テープＴを剥離するテープ剥離担当領域１４と、個々のデバイスをデバイスケースに収容するデバイス収容担当領域１６とから構成される。

切削担当領域１２には、複数の矩形基板を収容したカセットが載置されるカセットテーブル１８と、カセットテーブル１８から矩形基板を搬出する搬出手段２０と、回転ベース２１の上面に固定され搬出された矩形基板を保持するとともに回転可能なチャックテーブル（保持テーブル）２２と、チャックテーブル２２に保持された矩形基板を分割予定ライン６に沿って切削して個々のデバイスに分割する切削ブレード２４を有する切削手段２６と、切削済みの矩形基板を洗浄する洗浄手段２８とが設けられており、切削担当領域１２では、矩形基板の切削によるダイシング及び切削後の矩形基板の洗浄が行われる。

搬出手段２０はＹ軸方向に移動可能であり、カセットテーブル１８上に載置されたカセットＣ１又はＣ２から矩形基板を搬出する。カセットテーブル１８は後述するカセット位置付け手段３０とともにＺ軸方向に昇降可能となっており、その上に二つのカセットＣ１，Ｃ２が取り外し可能に載置されている。

カセットテーブル１８の下方には、何れかのカセットに収容された矩形基板が搬出手段２０により搬出可能となる位置に選択的に位置付け可能なカセット位置付け手段３０が配設され、カセットテーブル１８はＸ軸方向にも移動可能に構成されている。これにより、それぞれのカセットＣ１，Ｃ２中に格納された矩形基板を次々と効率良く搬出することができる。

図３に示すように、チャックテーブル２２の上方であってカセットテーブル１８と搬出手段２０との間には、Ｙ軸方向に長尺で断面がＬ字型の一対の開閉部材３２が対向して構成される姿勢矯正手段３４が配設されている。

一対の開閉部材３２の各々は、底部３２ａと側部３２ｂとから構成され、互いに近づく方向又は離れる方向に移動し、近づいた状態において閉状態を形成し、離れた状態において第１の開状態と第２の開状態を形成する。

カセットＣ１又はカセットＣ２から矩形基板を搬出する際には、姿勢矯正手段３４が第１の開状態となっており、搬出された矩形基板は二つの底部３２ａ上に載置される。即ち、第１の開状態は、矩形基板を搬出できる程度に開いており、且つ、矩形基板が下方に落下しない程度に開いた状態である。

一方、第２の開状態は、矩形基板が一対の開閉部材３２の間を垂直方向に移動できる程に開いた状態である。一対の開閉部材３２が近づいて閉状態となることにより、矩形基板の姿勢が矯正され、一定の位置に位置合わせされて所定の方向を向くようになる。

カセットテーブル１８が所定の高さに位置付けられると、搬出手段２０が＋Ｙ軸方向に移動し、把持部３６によってカセットＣ１又はカセットＣ２に収容された矩形基板を把持する。

そして、開閉部材３２が第１の開状態となった状態で、搬出手段２０が−Ｙ軸方向に移動すると、矩形基板４が裏面に貼着された保護テープＴとともに開閉部材３２の底部３２ａの上をスライドする。

矩形基板４がチャックテーブル２２の真上の位置まで移動されると、搬出手段２０の移動を停止させるとともに把持部３６による把持状態を解除し、矩形基板４を二つの底部３２ａの上に載置する。この状態で、一対の開閉部材３２が近づいて閉状態となり、矩形基板４の姿勢が矯正される。

チャックテーブル２２の真上には、第１の搬送手段３８が配設されている。第１の搬送手段３８は、吸引源に連通した複数の吸着パッド４０ａが下部に固定された保持部４０を備えており、矩形基板４が開閉部材３２の底部３２ａ上に載置されると、保持部４０が下降して矩形基板４の表面が吸着パッド４０ａによって吸着される。

そして、一対の開閉部材３２を第１の開状態とした後に、矩形基板４を吸着した状態で保持部４０が上昇して矩形基板４を持ち上げると共に、次に一対の開閉部材３２を第２の開状態として保持部４０を下降させて矩形基板４をチャックテーブル２２に載置し、吸着パッド４０ａによる吸着を解除すると、矩形基板４の裏面に貼着された保護テープＴがチャックテーブル２２に吸引保持され、矩形基板４もチャックテーブル２２によって保持される。

チャックテーブル２２は回転可能であると共に、Ｘ軸方向に移動可能に構成されており、チャックテーブル２２の移動経路の上方には、矩形基板に形成された分割予定ライン６（図２参照）を検出するアライメント手段４２が配設されている。

チャックテーブル２２上に矩形基板４が保持されると、チャックテーブル２２が＋Ｘ軸方向に移動して矩形基板４がアライメント手段４２の直下に位置付けられる。アライメント手段４２は撮像部４４を備えており、アライメント手段４２は、撮像部４４がＹ軸方向に移動しながら取得した画像と予め記憶された画像とのパターンマッチング等によって分割予定ライン６を検出する。

図１を再び参照すると、アライメント手段４２よりも＋Ｘ軸方向側には、高速回転する切削ブレード２４を備え、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な切削手段２６が配設されている。

切削手段２６は撮像部４４と一体に構成されており、撮像部４４の＋Ｘ軸方向の延長線上に切削ブレード２４が位置している。アライメント手段４２によって分割予定ライン６が検出された時には、その分割予定ライン６と切削ブレード２４とのＹ軸方向の位置合わせが自動的に達成される。

このようにして、切削しようとする分割予定ライン６と切削ブレード２４とのＹ軸方向の位置合わせが行われると、次に、チャックテーブル２２に保持された矩形基板４が＋Ｘ軸方向に移動するとともに、切削ブレード２４が高速回転しながら切削手段２６が下降し、高速回転する切削ブレード２４が検出された分割予定ライン６に切り込み、当該分割予定ライン６が切削される。

分割予定ラインのピッチずつ切削ブレード２４をＹ軸方向に割り出し送りしながら順次分割予定ライン６を切削していくと、同方向の分割予定ライン６が全て切削される。更に、チャックテーブル２２を９０度回転させて矩形基板４を９０度回転させた後に上記と同様の切削を行うと、全ての分割予定ライン６が切削されて個々のデバイスに分割される。

分割の終了した矩形基板４は第２の搬送手段４６で洗浄手段２８に搬送され、ここで洗浄及びスピン乾燥される。尚、洗浄手段２８の詳細構成については特許文献２に開示された内容を本明細書中にリファレンスとして取り込むため、特許文献２を参照されたい。

洗浄手段２８で洗浄及びスピン乾燥された矩形基板４は、第３の搬送手段４８でテープ剥離担当領域１４に配置されたテープ剥離機構５１に搬送される。

図４に示すように、テープ剥離機構５１は個々のデバイスに分割後、洗浄及び乾燥された矩形基板４が仮置きされる仮置きテーブル５２と、デバイスが載置されてピックアップされるテーブルであるピックアップテーブル５４と、矩形基板４の裏面に貼着された保護テープＴを剥離しながら仮置きテーブル５２からピックアップテーブル５４にデバイスを移載するデバイス移載手段５６を備えている。

仮置きテーブル５２の上方には、保護テープＴが貼着された切削済みの矩形基板４を＋Ｙ軸方向に移動させるプッシャ５８が配設されている。プッシャ５８よりも＋Ｙ軸方向側には、仮置きテーブル５２に載置された矩形基板４を上方から押圧して仮置きテーブル５２との間で挟み込む押圧ローラ６０が配設されている。

ピックアップテーブル５４は、第１のテーブル５４ａと第２のテーブル５４ｂとから構成されている。第１のテーブル５４ａは、仮置きテーブル５２と第２のテーブル５４ｂとの間の領域をＹ軸方向に移動可能に配設され、仮置きテーブル５２に近づいたり第２のテーブル５４ｂに近づいたりすることができる。

ピックアップテーブル５４の上方には、第１のテーブル５４ａに載置されているデバイスを第２のテーブル５４ｂに移動させるデバイス移動手段６２が配設されている。また、第２のテーブル５４ｂよりも＋Ｙ軸方向側の下方には、ダイシングされた矩形基板４の外周にある端材８，１０（図２参照）を収容する端材収容部６４が配設されている。更に、仮置きテーブル５２の下方には、廃棄する保護テープＴを収容する保護テープ収容部６６が配設されている。

デバイス移動手段６２は、Ｙ軸方向に水平移動する水平移動部６８と、水平移動部６８によってＺ軸方向に昇降可能に支持された昇降部７０と、昇降部７０の先端に固定され第１のテーブル５４ａの上又は第２のテーブル５４ｂの上においてデバイスや端材を摺動させて＋Ｙ軸方向に押し出す押し出し部７２とから構成される。

押し出し部７２は、第１のテーブル５４ａに載置されているデバイスを＋Ｙ軸方向に押し出して第２のテーブル５４ｂに移動させるデバイス押し出し部７２ａと、第２のテーブル５４ｂに残存している端材を端材収容部６４に廃棄する端材押し出し部７２ｂを有している。

このように構成されたテープ剥離機構５１において、仮置きテーブル５２上に載置された矩形基板４をデバイス移載手段５６のプッシャ５８で＋Ｙ軸方向に押しながら図示しない把持部で矩形基板４の不良端部１０を保護テープＴとともに把持して下側に引き込むことにより、保護テープＴは矩形基板４から剥離され、まず第１デバイス列Ｄ１が第１のテーブル５４ａ上に載置される。

尚、テープ剥離機構５１のテープ剥離動作の詳細については上述した特許文献２に詳細に記載されているため、本明細書中にその内容をリファレンスとして取り組むことにするため、特許文献２を参照されたい。

第１のテーブル５４ａ上の第１デバイス列Ｄ１は押し出し部７２のデバイス押し出し部７２ａにより＋Ｙ軸方向に押し込まれ、第１のテーブル５４ａから図５に示すように第２のテーブル５４ｂに移載される。

図５を参照すると、テープ剥離機構５１はピックアップテーブル５４の上方に固定的に配設された支持部材７４を備えている。支持部材７４は、第２のテーブル５４ｂ上に載置されたデバイスＤをピックアップして除電テーブル８４まで搬送する搬送手段（ピックアップ兼搬送手段）７６と、反転手段９４上のデバイスＤをピックアップしてデバイスケース１０４ａ又は１０４ｂまで搬送するピックアップ手段（ピックアップ兼搬送手段）８０を支持している。

搬送手段７６にはＣＣＤカメラ等からなる撮像手段７８が取り付けられており、ピックアップ手段８０には同じくＣＣＤカメラ等からなる撮像手段８２が取り付けられている。搬送手段７６及びピックアップ手段８０はともにＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能である。

図６に最もよく示されるように、除電テーブル８４はモータ８６で約２７０度回転するように配設されており、除電テーブル８４上には四つの吸着パッド８８が取り付けられている。各吸着パッド８８は吸引路９０を介して真空吸引源９２に接続されている。除電テーブル８４が３６０度回転しないのは、吸引路９０が絡むことを防止するためである。

除電テーブル８４に対向するように除電手段１００が配設されている。９４はデバイスＤの表裏を反転する反転手段であり、その一端部９４ａの側面がロータリーエアシリンダ９６に固着され、多端部９４ｂに吸着パッド９８が配設されている。尚、図５においては、除電テーブル８４、ロータリーエアシリンダ９６及び除電手段１００を支持する支持機構は省略されている。

図５を再び参照すると、１０４ａは良品のデバイスＤを収容するデバイス収容部を複数有する良品デバイスケースであり、Ｙ軸方向に移動可能な良品デバイスケース枠１０２中に出し入れ可能に収容されている。

１０４ｂは不良品デバイスＤを収容する複数のデバイス収容部を有する不良品デバイスケースであり、Ｙ軸方向に移動可能な不良品デバイスケース枠１０６中に出し入れ可能に収容されている。良品デバイスケース収容枠１０２と不良品デバイスケース収容枠１０６とはＺ軸方向の高さが相違するように配設されている。

本実施形態で、除電テーブル８４及び除電手段１００を設けてデバイスＤを除電するようにしているのは、保護テープＴを矩形基板４から剥離する際に静電気が発生してデバイスＤが帯電するため、静電気放電によるデバイス破壊を防止するためである。

以下、本発明実施形態のデバイスＤの除電及びデバイスの表裏反転の動作について説明する。第２のテーブル５４ｂ上に載置されている第１デバイス列Ｄ１を構成する各デバイスＤは撮像手段７８で撮像されてチッピング等の有無の外観が判別される。この撮像時には、特に図示しないが赤色照明でデバイスＤを照明しながら撮像するのが好ましい。

次いで、第２のテーブル５４ｂ上のデバイスＤが搬送手段（ピックアップ兼搬送手段）７６でピックアップされて除電テーブル８４のＡ位置の吸着パッド８８まで搬送され、吸着パッド８８により吸着保持される。

除電テーブル８４が反時計回り方向に９０度回転したＢ位置で、撮像手段８２により再度撮像されてバンプの状態及びバッドバーク（不良品マーク）の有無が判別される。ここで、除電テーブル８４はバンプ状態観察時のハレーションを防止するためその上面が黒色に着色されている。

吸着パッド８８に吸着されたデバイスＤがＢ位置に位置付けされた状態で、除電手段１００によりデバイスＤの静電気が除電される。この時、デバイスＤはその一部が吸着パッド８８により吸着されて他の表面は露出しているため、効率的に除電することができる。

除電テーブル８４が反時計回り方向に更に１８０度回転して、吸着パッド８８に吸着されているデバイスＤがＤ位置までくると、図６（Ｂ）に示すように反転手段９４の吸着パッド９８によりデバイスＤが吸着されて、反転手段９４が矢印Ｂで示す反時計回り方向に１８０度回転すると、反転手段９４は図６（Ａ）に示した状態となり、デバイスＤの表裏が反転される。

図６（Ａ）の反転手段９４の吸着パッド９８には、吸着パッド９８を明瞭に示すためにデバイスＤが吸着されていない状態が示されているが、実際には図６（Ｂ）に示す状態から反転手段９４が反時計回り方向に１８０度回転されると、デバイスＤの裏面が上向きとなって吸着パッド９８に吸着されている。

図６（Ａ）でロータリーエアシリンダ９６を矢印Ａ方向に、即ち時計回り方向に１８０度回転すると反転手段９４は図６（Ｂ）に示した状態となり、逆に図６（Ｂ）において矢印Ｂ方向に、即ち反時計回りにロータリーエアシリンダ９６を１８０度回転すると、反転手段９４は図６（Ａ）に示した状態となる。

反転手段９４の吸着パッド９８に吸着されているデバイスＤは、反転手段９４上で撮像手段８２により撮像されてその位置が検出される。この撮像時には、図示しない青色照明で照明しながら撮像するのが好ましい。

検出されたデバイスＤの位置に応じてピックアップ手段８０がデバイスＤをピックアップして、良品デバイスならば良品デバイスケース１０４ａまで搬送して良品デバイスケース１０４ａの収容部中に収容する。

不良品デバイスと判定された場合には、不良品デバイスはピックアップ手段８０によりピックアップされてから不良品収容ケース１０４ｂまで搬送されて不良品収容ケース１０４ｂの収容部中に収容される。

上述した実施形態の矩形基板の分割装置２によると、保護テープＴが剥離されたデバイスＤは除電テーブル８４上で除電される。除電テーブル８４ではデバイスＤの一部のみを吸着パッド８８で吸着保持するため、効果的な除電が可能である。除電テーブル８４を回転しながら複数のデバイスを除電できるため、作業効率が向上する。

また、反転手段９４を設けて除電後のデバイスＤの表裏を反転して裏面が上向きの状態でデバイス収容ケース内に収容できるため、後の実装工程での作業がやり易いという利点がある。

本発明実施形態に係る矩形基板の分割装置の外観斜視図である。矩形基板の一例を示す斜視図である。切削担当領域の一部を示す斜視図である。テープ剥離担当領域を示す斜視図である。デバイスを除電した後、良品デバイスケース及び不良品デバイスケースにデバイスを収容する様子を示す斜視図である。除電テーブル及び反転手段を示す斜視図である。

符号の説明

２分割装置
４矩形基板
６分割予定ライン
８端材
１０不要端部
１２切削担当領域
１４テープ剥離担当領域
１６デバイス収容担当領域
２２チャックテーブル
２４切削ブレード
２６切削手段
２８洗浄手段
４２アライメント手段
５１テープ剥離機構
５２仮置きテーブル
５４ピックアップテーブル
５４ａ第１のテーブル
５４ｂ第２のテーブル
７６搬送手段
７８，８２撮像手段
８０ピックアップ手段
８４除電テーブル
８８，９８吸着パッド
９２真空吸引源
９４反転手段
９６ロータリーエアシリンダ
１０４ａ良品デバイスケース
１０４ｂ不良品デバイスケース

Claims

裏面に保護テープが貼着され表面に複数のデバイスが格子状の分割予定ラインによって区画されて形成された矩形基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された矩形基板を該分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスへと分割する切削手段と、切削されて個々のデバイスへ分割された矩形基板から該保護テープを剥離するテープ剥離機構と、個々のデバイスをデバイスケースへ収容するピックアップ手段とを備えた矩形基板の分割装置であって、
複数のデバイスを載置可能な除電テーブルと、
前記テープ剥離機構によって該保護テープが剥離されたデバイスを該除電テーブルに搬送する搬送手段と、
該除電テーブルに載置されたデバイスを除電する除電手段とを更に具備し、
該除電テーブルは、デバイスの裏面の一部を吸着保持する複数の吸着部と、吸引源からの吸引力を該吸着部へ伝達する複数の吸引路とを有することを特徴とする矩形基板の分割装置。
前記除電テーブル上に載置されて該除電手段により除電されたデバイスを、上面から吸着保持した後に反転してデバイスの表裏面を反転させる反転手段を更に具備し、
該反転手段によって反転されたデバイスを前記ピックアップ手段が該反転手段からピックアップして前記デバイスケースに収容する請求項１記載の矩形基板の分割装置。