JP2014011184A - チップ搬送システムおよびチップトレイ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、半導体チップを収納するためのチップトレイおよび、このチップトレイからチップをピックアップして搬送するチップ搬送システムする。
【解決手段】半導体チップ１３の近傍位置の弾性体シート１２上をシート押さえ部材としてのアシストピン５により押さえて弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部裏面の間に空気層を介在させて半導体チップ１３をチップ吸着コレット３で吸着してピックアップし易くしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体チップを収納するためのチップトレイから半導体チップをピックアップして目標位置に搬送するチップ搬送システムおよびこれに用いるチップトレイに関する。

従来、半導体業界の開発段階では、大量生産ではなく、必要な時に必要な量を生産する方式が求められている。このためには、従来のウエハ単位ではなく、一つの半導体チップ単位で生産することが可能なチップトレイによる生産方法が必要となっている。

従来より、１個ずつの半導体チップを搬送する際に、半導体チップの位置が変わらないように固定するためにチップトレイを使用している。

このチップトレイは、硬質な樹脂からなる基板上にチップ収納枠が成型され、チップ収納枠には半導体チップを固定するための半導体チップよりも少し大きいサイズのポケットが複数個設けられている。

このため、従来のチップトレイは、チップを収納するためのポケットの寸法が、トレイの樹脂加工時に決まってしまうため、収納すべき半導体チップの寸法が変更されると、その都度、チップサイズに合わせたチップトレイを用意する必要がある。

また、半導体チップを硬質樹脂のポケットに収納するため、搬送時の振動などで半導体チップがポケットの側壁と衝突して破損するかまたは、破損した半導体チップの破片が半導体チップの表面に付着してチップ実装時の不良原因になるという問題がある。

この問題を解決するために、特許文献１、２が提案されている。

図７（ａ）は、特許文献１に開示されている従来のチップトレイの平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡＡ’線縦断面図、図７（ｃ）は、チップ搭載後のチップ取出時の状態を示す図７（ａ）のＡＡ’線縦断面図である。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、従来のチップトレイ１００では、接着性を有する弾性体シート１０１上に半導体チップ１０２を搭載して固定し、半導体チップ１０２のコレット１０３によるピックアップの際に、半導体チップ１０２と弾性体シート１０１との密着力を低減するため、平板１０４に設けられた貫通口１０５から突上げピン１０６を突き当てて、半導体チップ１０２の端部を弾性体シート１０１から剥離している。貫通口１０５とは一つ置きの貫通口１０７には裏面側で止め具１０８が配設されている。平板１０４の裏面端部には枠体１０９が取り付けられている。

図８（ａ）は、特許文献２に開示されている従来のチップトレイの平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢＢ’線縦断面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）のる従来のチップトレイを上下に重ねた場合のＢＢ’線縦断面図である。

図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、従来のチップトレイ２００は、トレイ本体２０１と半導体チップ２０２を固定する粘着性シート２０３を有し、トレイ本体２０１は、粘着性シート２０３を交換可能に保持するものである。

また、トレイ本体２０１は突起部２０４を有している。また、トレイ本体２０１は粘着性シート２０３を保持すると共に、トレイ本体２０１の積み重ねを容易にする。さらに、トレイ本体２０１は突起部２０４より内側の平面部に紫外線照射用または、チップピックアップ時の突き上げ治具挿入用の穴が開いた構造であり、粘着シート２０３の粘着力は紫外線照射または加熱により変更することが可能である。

特開２００７−１８４４６５号公報 特開２００８−９１６９６号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されている上記従来のチップトレイでは、チップを突き上げてピックアップする必要があるが故に、次のような課題がある。

まず、例えばＬＥＤなどの小型でかつ薄型チップにおいて、電極を有するチップ面を弾性体シート面へセットした場合、即ち、半導体チップを裏面を上にした状態で弾性体シート上へセットした場合、チップ表面を突上げピンにより突き上げて半導体チップと弾性体シートを一部剥がす必要があるが、バンプ電極などが存在する極小チップでは、チップ中心部を、電極部に触れずに突き上げることは困難となっている。

次に、チップ突き上げ用の貫通穴を必要とするために、弾性体シート上へのチップ配置は貫通穴の位置に律束される。つまり、大型サイズの半導体チップに合わせれば、搭載数が減少し、小型サイズに合わせれば、大型の半導体チップには対応できないため、チップサズ群に対応した複数のチップトレイが必要となってしまい、フレキシブル性が失われてしまう。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、小型サイズの半導体チップにおいてもチップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップに対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイから半導体チップをピックアップして搬送するチップ搬送システムおよびこれに用いるチップトレイを提供することを目的とする。

本発明のチップ搬送システムは、弾性体シート上に半導体チップを固定するチップトレイからチップ吸着により該半導体チップを搬送するチップ搬送システムであって、該半導体チップが搭載された該弾性体シートのチップ近傍位置上を押さえて該弾性体シートの表面と該半導体チップの一部面の間に空気を介在させるシート押さえ部材を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は上下移動機構を有している。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるチップ吸着時は前記シート押さえ部材がチップ吸着部より下側に位置し、チップ吸着後は該シート押さえ部材が該チップ吸着部より上側に退避する。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおける上下移動機構は、前記チップ吸着面よりも上側位置と、該チップ吸着面から前記半導体チップの厚さ寸法よりも下側であって前記弾性体シートの表面をその先端部が押圧可能とする下側位置との間で前記シート押さえ部材を上下移動する。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材の前記半導体チップ側の内側と外側とを連通する開口部を少なくとも有している。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、シート押さえ先端部がチップ側に傾斜する角度を有している。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、前記半導体チップを吸着するチップ吸着手段と一体または別体に設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、前記半導体チップの各対向辺２ヶ所のうちの少なくとも一方の対向辺２ヶ所の近傍位置に対応するように配置されている。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、先端押圧部が曲面形状であるかまたは／および該先端押圧部が該先端押圧部以外よりも広くなった硬質樹脂製とする。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおいて、パラメータ入力による自動押さえ条件として少なくとも前記シート押さえ部材の両先端押圧部の間隔を設定可能とする。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材の両先端押圧部の位置決めは、前記半導体チップの画像認識情報に基づいて前記両先端押圧部の間隔を算出し、この算出結果に基づいて該両先端押圧部の間隔を設定する。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、少なくとも１本の断面円形状または断面多角形状である。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの外周近傍位置に対応した断面４角環状形状である。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの角部近傍位置に対応した少なくとも１つの断面Ｌ字状である。

さらに、好ましくは、本発明のチップ搬送システムにおけるシート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの４辺近傍位置のうちの少なくとも１辺近傍位置に対応した少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である。

本発明のチップトレイは、本発明の上記チップ搬送システムに用いられるチップトレイであって、平板上に設けられた前記弾性体シートの厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のチップトレイにおける弾性体シートの硬度が２０°から６０°（ＪＩＳタイプＡ）である。

さらに、好ましくは、本発明のチップトレイにおける弾性体シートの微粘着性の表面上に一または複数の半導体チップが搭載されて固定されている。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、弾性体シート上に半導体チップを固定するチップトレイからチップ吸着により半導体チップを搬送するチップ搬送システムであって、半導体チップの近傍位置の弾性体シート上を押さえて弾性体シートの表面と半導体チップの一部面の間に空気を介在させるシート押さえ部材を有している。

これによって、半導体チップの近傍位置の弾性体シート上をシート押さえ部材で押さえて弾性体シートの表面と半導体チップの一部面の間に空気を介在させて半導体チップをピックアップし易くしているので、小型サイズの半導体チップにおいてもチップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップに対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイから半導体チップをピックアップして搬送する。

以上により、本発明によれば、半導体チップの近傍位置の弾性体シート上をシート押さえ部材で押さえて弾性体シートの表面と半導体チップの一部面の間に空気を介在させて半導体チップをピックアップし易くしているため、小型サイズの半導体チップにおいてもチップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップに対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイから半導体チップをピックアップして搬送することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態１におけるチップトレイの要部構成例を示す平面図図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´線断面図である。 本発明の実施形態１におけるチップ搬送装置のチップ吸着コレットを示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態１におけるチップ搬送システムの構成およびその動作を説明するための要部縦断面図である。 両アシストピンが内側に傾き角度を有した場合を説明するためのチップ吸着コレットの縦断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図２のアシストピンの各種構造を概略的に示すＣＣ’線横断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１の変形例としてアシストピンの二股部分の平面図、（ｂ）は、（ａ）のアシストピンをチップ吸着コレットとは別体として設けた場合のチップ吸着時を説明するための縦断面図である。 （ａ）は、特許文献１に開示されている従来のチップトレイの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡＡ’線縦断面図、（ｃ）は、チップ搭載後のチップ取出時の状態を示す（ａ）のＡＡ’線縦断面図である。 （ａ）は、特許文献２に開示されている従来のチップトレイの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢＢ’線縦断面図、（ｃ）は、（ａ）のる従来のチップトレイを上下に重ねた場合のＢＢ’線縦断面図である。

以下に、本発明のチップトレイおよびこれを用いたチップ搬送システムの実施形態１、２について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１におけるチップトレイの要部構成例を示す平面図図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´線断面図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）において、本実施形態１のチップトレイ２は、例えば樹脂や金属などを用いて表面が平らに形成された平板１１と、この平板１１の表面に搭載され、その上に一または複数の半導体チップ（図示せず）を順次配置するためのシリコンゴムなどからなる表面が平らな弾性体シート１２とを有している。

平板１１は、例えば樹脂や金属などを用いて形成され、平板１１の表面に半導体チップ１３を配置するための弾性体シート１２を乗せる。

弾性体シート１２は、後述する半導体チップ１３を固着させるための微粘着力を有し、ピンなどによる局所的な押さえに対してある程度の弾性変形が可能な材料および厚さを用いて形成する。要するに、弾性体シート１２の微粘着性の表面上に、後述の複数の半導体チップ１３が搭載されて固定される。また、半導体チップ１３の近傍位置の弾性体シート１２上を、後述するアシストピン５の先端部で押さえて弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部面との間に空気を入れて剥離するようになっている。

弾性体シート１２の厚さが１ｍｍ以上あれば押圧したときにある程度の弾性体シート１２の表面の変形が可能であり、弾性体シート１２の厚さが２ｍｍ以上でもよいが、あまり厚くなると嵩張るしコスト面でも高くなる。したがって、弾性体シート１２の厚さは１ｍｍ以上２ｍｍ以下がよい。

弾性体シート１２は、例えば硬度４０°、厚さ１．５ｍｍのシリコンシートを採用し、アシストピン５により表面から約０．７ｍｍの深さまで押さえることができる。これによって、後述の半導体チップ１３のチップ吸着手段としてのチップ吸着コレット３への真空吸着を容易に行うことができる。したがって、弾性体シート１２の硬度は２０°〜６０°（ＪＩＳタイプＡ）がよい。好ましくは、弾性体シート１２の硬度は３０°〜６０°である。さらに好ましくは、弾性体シート１２の硬度が４０°〜６０°である。弾性体シート１２の硬度が柔らかいほど、後述の半導体チップ１３との密着性がよい。例えば硬度が２０°以下では半導体チップ１３のピックアップ時に弾性体シート１２も一緒に付いてくる虞がある。弾性体シート１２の硬度が６０°以上では密着性が弱くなって半導体チップ１３が弾性体シート１２上で固定し難くなる。

以上により、チップトレイ２上にセットされた後述の複数の半導体チップ１３は接着性を有した表面が微粘着性の弾性体シート１２により固定されるため、従来のようにチップサイズやチップ配置に制限されることなく、後述の複数の半導体チップ１３をマトリクス状に並べて配置することができる。

図２は、本発明の実施形態１におけるチップ搬送装置のチップ吸着コレットを示す縦断面図である。

図２において、本実施形態１のチップ搬送装置におけるチップ吸着コレット３は、断面外形が円形または４角形状でその端面中央部に吸着用穴４が開口され、吸着用穴４により後述の半導体チップ１３を吸着するようになっている。このチップ吸着コレット３の外周側に、上位置と下位置との間で移動自在にシート押さえ部材としてのアシストピン５を配置している。このアシストピン５は、半導体チップ吸着時に、吸着用穴４が開口した端面よりも下位置に移動しており、半導体チップ搬送および搭載時には、吸着用穴４が開口した端面よりも上位置に待避している。

要するに、シート押さえ部材としてのアシストピン５を上下動する上下移動機構を有しており、上下移動機構は、チップ吸着コレット３のチップ吸着面（端面）よりも上側位置と、チップ吸着面から半導体チップ１３の厚さ寸法よりも下側であって弾性体シート１２の表面をその先端部が押圧可能とする下側位置との間でアシストピン５を上下移動可能とするように構成されている。

アシストピン５の上位置と下位置との間の移動の駆動源としては、ソレノイドでもよいし、モータでもよい。アシストピン５の上方位置に圧縮ばねを介在させれば、弾性体シート１２上にアシストピン５を押圧した場合に、圧縮ばねの一定圧力でアシストピン５を弾性体シート１２上に押圧することができる。

図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の実施形態１におけるチップ搬送システムの構成およびその動作を説明するための要部縦断面図である。

図３（ａ）〜図３（ｄ）において、本実施形態１のチップ搬送システム１は、本実施形態１のチップトレイ２と、チップトレイ２の弾性体シート１２上の半導体チップ１３をチップ吸着コレット３の端面に吸着して半導体チップ１３を所定位置に搬送するチップ搬送装置と、チップ吸着コレット３に一体的に取り付けられ、チップ吸着コレット３の近傍位置にチップ吸着コレット３と一体的に取り付けられたシート押さえ部材としてのアシストピン５とを有している。

チップトレイ２上にセットされた複数の半導体チップ１３を、半導体チップ１３にダメージを与えることなくチップ搬送装置のチップ吸着コレット３の端面で吸着してピックアップするために、チップトレイ２の弾性体シート１２と半導体チップ１３との間に空気層を介在させて接着力（または粘着力）を低減する必要がある。

チップ搬送装置のチップ吸着コレット３の近傍に設置されたアシストピン５において、チップ吸着コレット３によるチップピックアップ時に、半導体チップ１３の直近の弾性体シート１２上を上から押さえることにより、弾性体シート１２の表面を変形させて半導体チップ１３と弾性体シート１２間に空気層を介在させるようになっている。

アシストピン５のサイズ、形状などは使用するチップサイズにより最適な仕様を選定するが、本実施形態１では、ＬＥＤチップのような１ｍｍ□以下の小型チップをピックアップ可能とするため、以下の通りの仕様とする。

アシストピン５は断面円形状の先端サイズ径０．５ｍｍ以下とし、半導体チップ１３の対向辺２ヶ所に配置する。また、弾性体シート１２を傷付けない形状、材質とするためには、先端部は曲面形状であるかまたはその先端部がある程度広い面積がある硬質樹脂製とする。

要するに、アシストピン５は、半導体チップ１３の各対辺近傍２ヶ所のうちの少なくとも一方の対辺近傍２ヶ所に配置されている。また、アシストピン５は、その先端押圧部が曲面形状であるかまたは／および先端押圧部が広くなった硬質樹脂製とする。

弾性体シート１２上の半導体チップ１３において、弾性体シート１２と半導体チップ１３との間に空気層を介在させるためには、半導体チップ１３の直近の弾性体シート１２上を上から押さえる必要がある。このため、図４に示すように、両アシストピン５Ｇは内側に傾き角度を有した上下移動機構とする。このように、両アシストピン５Ｇが互いに内側に傾斜する角度を有しているため、上下移動機構を有して嵩張る構造でありながら小型チップへの対応を可能としている。この場合にも、内側に傾いた両アシストピン５Ｇを上下移動させるようにしている。

なお、図４のチップ搬送装置のアシストピン５Ｇを有したシート押さえ機構は、下記機能を有することにより、チップ直近部の弾性体シート１２上への確実な押さえを可能としている。即ち、画像認識による位置決めをする。パラメータ入力による自動押さえ条件の算出およびその設定をすることができる。

このパラメータとは、チップサイズ（またはアシストピン５Ｇの間隔）、トレイ厚さ（基準面：ステージ表面から、チップトレイ表面までの距離）、押し込み深さ、アシストピンサイズ、アシストピン傾き角度などである。

即ち、パラメータ入力により自動押さえ条件として少なくともシート押さえ部材としての両アシストピン５Ｇの先端間隔の算出およびその設定をすることができる。また、アシストピン５Ｇの先端部の位置決めは画像認識により行われる。

要するに、両アシストピン５Ｇの先端間隔はモータなどの駆動部により接近または離間自在に調整可能に構成されている。

本実施形態１において、アシストピン５の仕様は、前記した通り、形状はピン状に限定されるものではなく平板形状、コの字形状、またはチップ全辺（４辺）近傍のシート押さえなど、使用する半導体チップ１３とチップトレイ２によって最適な形状を選択することができる。

図５（ａ）〜図５（ｆ）は、図２のアシストピンの各種構造を概略的に示すＣＣ’線横断面図である。

図５（ａ）では平面視４角形の半導体チップ１３の対向辺近傍位置の弾性体シート１２上を２本の断面円形状または断面多角形状のアシストピン５Ａにより円形状または多角形状に押圧する場合である。

図５（ｂ）では平面視４角形の半導体チップ１３の対向辺近傍位置の弾性体シート１２上を２枚の断面長円形状または断面細長い長方形状に所定幅のアシストピン５Ｂにより長円形状に押圧する場合である。

図５（ｃ）では平面視４角形の半導体チップ１３の４辺近傍位置の弾性体シート１２上を、断面４角環状の所定厚さのアシストピン５Ｃにより押圧する場合である。ここでは、４角環状のアシストピン５Ｃは半導体チップ１３の４辺にそれぞれスリットが設けられている。４角環状のアシストピン５Ｃにより囲まれているので、スリットがないと、端面の吸着用穴４から空気を吸引した場合に内部に空気がなくなってしまい、半導体チップ１３を十分に吸着できなくなる。したがって、シート押さえ部材としてのアシストピン５Ｃを形成する４辺のうち、少なくとも一部に開口部（またはスリット）を有している。要するに、シート押さえ部材としてのアシストピン５Ｃの半導体チップ１３側の内側と外側とを連通する開口部を少なくとも有している。

図５（ｄ）では平面視４角形の半導体チップ１３の４角部近傍位置の弾性体シート１２上を所定厚さの断面Ｌ字状のアシストピン５Ｄにより押圧する場合である。

図５（ｅ）では平面視４角形の半導体チップ１３の４辺のうちの対向２辺近傍位置の弾性体シート１２上を、断面所定幅の２枚のアシストピン５Ｅにより押圧する場合である。

図５（ｆ）では平面視４角形の半導体チップ１３の４辺のうちの対向２辺同士、即ち４辺全ての近傍位置の弾性体シート１２上を、断面４辺所定幅の４枚のアシストピン５Ｅにより押圧する場合である。

図５（ａ）〜図５（ｆ）では、アシストピン５Ａ〜５Ｅが対向辺または対角部の対で複数個設けたが、これに限らず、１個設けてもよい。

アシストピン５Ａは、平面視４角形の半導体チップ１３の対向辺近傍位置に対応した少なくとも１本の断面円形状または断面多角形状である。

アシストピン５Ｂは、平面視４角形の半導体チップ１３の対向辺近傍位置に対応した少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である。

アシストピン５Ｄは、平面視４角形の半導体チップ１３の４つの角部近傍位置に対応した少なくとも１つの断面Ｌ字状である。

アシストピン５Ｅまたは５Ｆは、平面視４角形の半導体チップ１３の４辺のうちの少なくとも対向２辺近傍位置に対応した少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である。アシストピン５Ｅまたは５Ｆは、半導体チップ１３の辺と略同じ長さに渡り、半導体チップ１３の角部を除いた４辺部分に対応したその近傍の弾性体シート１２上を押圧する。これに対して、アシストピン５Ｂは、平面視４角形の半導体チップ１３の対向辺近傍位置であるが、その辺の一部であって、その辺の半分程度でもよく、その辺の半分以下であってもよい。アシストピン５Ｂは、その辺の半分以下であっても、アシストピン５Ａが断面円形状または断面多角形状よりも長い。

上記構成により、以下その動作を説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、チップ搬送装置のチップ吸着コレット３が、弾性体シート１２上に配置された搬送目標の半導体チップ１３の真上にアシストピン５を下位置にした状態で到達する。要するに、ピックアップする半導体チップ１３の上方にチップ吸着コレット３およびチップ搬送装置を移動し、画像認識によりチップ位置を認識する。この際、アシストピン５はチップ吸着コレット３の下降時、弾性体シート１２上を押さえる位置に下降することになる。

次に、図３（ｂ）に示すように、チップ搬送装置のチップ吸着コレット３を下方に移動させると、先にアシストピン５が半導体チップ１３の近傍の弾性体シート１２上を押圧して凹ませて半導体チップ１３の外周側から弾性体シート１２を剥離させる。要するに、アシストピン５によりチップ外周部直近の弾性体シート１２上を押さえて弾性体シート１２を凹ませることにより、半導体チップ１３と弾性体シート１２との間に空気層を介在させて、弾性体シート１２と半導体チップ１３の裏面との密着力を低減させている。即ち、チップ吸着コレット３と共にアシストピン５もチップ吸着位置まで下降する。アシストピン５の先端により、チップ近傍の弾性体シート１２が突撞され、半導体チップ１３と弾性体シート１２間に空気層が介在してチップ接着力が低下する。

続いて、図３（ｃ）に示すように、チップ搬送装置のチップ吸着コレット３により半導体チップ１３を吸着する。要するに、チップ吸着コレット３の端面中央部に吸着用穴４による真空吸着により半導体チップ１３を容易に吸着することができる。

その後、図３（ｄ）に示すように、弾性体シート１２を押さえるアシストピン５の上下動機能により、半導体チップ１３のピックアップ後、チップ吸着コレット３のチップ吸着面より上部にアシストピン５を退避させてチップ吸着コレット３を目標位置まで搬送して半導体チップ１３を目標位置に実装する。要するに、チップ吸着コレット３の上昇と共に、アシストピン５は、チップ吸着コレット３のチップ吸着面よりも上部まで上昇（退避）して半導体チップ１３を実装（搭載）する。

以上により、本実施形態１のフレキシブルなチップトレイ２およびこれを用いたチップ搬送装置によれば、半導体チップ１３の近傍位置の弾性体シート１２上をシート押さえ部材としてのアシストピン５により押さえて弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部裏面の間に空気層を介在させて半導体チップ１３をチップ吸着コレット３で吸着してピックアップし易くしているため、従来必要であった突き上げ穴を必要としない。このため、どのようなチップサイズおよびチップ配置にも対応することができる。

本実施形態１のチップトレイ２から半導体チップ１３にダメージを与えることなく半導体チップ１３をピックアップすることが可能となる。

したがって、小型サイズの半導体チップ１３においてもチップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップ１３に対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイ２から半導体チップ１３をピックアップして搬送することができる。

なお、本実施形態１では、シート押さえ部材としてのアシストピン５は、半導体チップ１３を吸着するためのチップ吸着コレットと一体的に取り付けたが、アシストピン５をチップ吸着コレットとは別に独立して設けてもよい。

図６（ａ）は、本発明の実施形態１の変形例としてアシストピンの二股部分の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のアシストピンをチップ吸着コレット３とは別体として設けた場合のチップ吸着時を説明するための縦断面図である。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、シート押さえ部材としてのアシストピン５Ｈは、その先端部が半導体チップ１３を両側から挟み込むように、半導体チップ１３の対向辺中心ライン近傍の弾性体シート１２上を押圧するようになっている。アシストピン５Ｈは、チップ吸着コレット３によるチップ吸着前に、チップ吸着コレット３とは別体として上から降下して、半導体チップ１３の両側の弾性体シート１２上、特に、半導体チップ１３の両側センターラインの弾性体シート１２上を押圧する。これによって、弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部面の間に空気を介在させることで、チップ吸着コレット３による半導体チップ１３のピックアップが容易になる。

その後、チップ吸着コレット３を半導体チップ１３の上方に降下させて、チップ吸着コレット３の端面に半導体チップ１３を吸着する。さらに、チップ吸着コレット３を半導体チップ１３と共に上昇させて目標位置まで搬送して半導体チップ１３を目標位置に実装する。

このとき、弾性体シート１２を押さえるアシストピン５Ｈの上下動機能により、半導体チップ１３のピックアップ後、アシストピン５Ｈを上昇させて次のピックアップするべき半導体チップ１３の直上に移動する。さらに、アシストピン５Ｈを下降させて、その半導体チップ１３の対向辺中心ライン近傍の弾性体シート１２上を両側で押圧して、チップ吸着コレット３による半導体チップ１３のピックアップを待つ。これによって、弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部面の間に空気を介在させることで、チップ吸着コレット３による半導体チップ１３のピックアップが容易になる。

以上により、本実施形態１の変形例によっても、半導体チップ１３の近傍位置の弾性体シート１２上をシート押さえ部材としてのアシストピン５により押さえて弾性体シート１２の表面と半導体チップ１３の一部裏面の間に空気層を介在させて半導体チップ１３をチップ吸着コレット３で吸着してピックアップし易くしているため、チップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップ１３に対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイ２から半導体チップ１３をピックアップして搬送することができる。

この場合、アシストピン５Ｈをチップ吸着コレット３とは別体として設けているため、チップ吸着コレット３の動作とは別に制御することができる。

なお、以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体チップを収納するためのチップトレイおよび、このチップトレイからチップをピックアップして搬送するチップ搬送システムの分野において、半導体チップの近傍位置の弾性体シート上をシート押さえ部材としてのアシストピンにより押さえて弾性体シートの表面と半導体チップの一部裏面の間に空気層を介在させて半導体チップをチップ吸着コレットで吸着してピックアップし易くしているため、小型サイズの半導体チップにおいてもチップ表面の傷や破損を防止できると共に、サイズの異なる半導体チップに対しても対応できるフレキシブル性を兼ね備えたチップトレイから半導体チップをピックアップして搬送することができる。

１ チップ搬送システム
１１ 平板
１２ 弾性体シート
１３ 半導体チップ
２ チップトレイ
３ チップ吸着コレット
４ 吸着用穴
５、５Ａ〜５Ｈ、アシストピン（シート押さえ部材）

Claims (19)

1. 弾性体シート上に半導体チップを固定するチップトレイからチップ吸着により該半導体チップを搬送するチップ搬送システムであって、
   該半導体チップが搭載された該弾性体シートのチップ近傍位置上を押さえて該弾性体シートの表面と該半導体チップの一部面の間に空気を介在させるシート押さえ部材を有するチップ搬送システム。
2. 前記シート押さえ部材は上下移動機構を有している請求項１に記載のチップ搬送システム。
3. チップ吸着時は前記シート押さえ部材がチップ吸着部より下側に位置し、チップ吸着後は該シート押さえ部材が該チップ吸着部より上側に退避する請求項２に記載のチップ搬送システム。
4. 前記上下移動機構は、前記チップ吸着面よりも上側位置と、該チップ吸着面から前記半導体チップの厚さ寸法よりも下側であって前記弾性体シートの表面をその先端部が押圧可能とする下側位置との間で前記シート押さえ部材を上下移動する請求項３に記載のチップ搬送システム。
5. 前記シート押さえ部材の前記半導体チップ側の内側と外側とを連通する開口部を少なくとも有している請求項１に記載のチップ搬送システム。
6. 前記シート押さえ部材は、シート押さえ先端部がチップ側に傾斜する角度を有している請求項１に記載のチップ搬送システム。
7. 前記シート押さえ部材は、前記半導体チップを吸着するチップ吸着手段と一体または別体に設けられている請求項１に記載のチップ搬送システム。
8. 前記シート押さえ部材は、前記半導体チップの各対向辺２ヶ所のうちの少なくとも一方の対向辺２ヶ所の近傍位置に対応するように配置されている請求項１に記載のチップ搬送システム。
9. 前記シート押さえ部材は、先端押圧部が曲面形状であるかまたは／および該先端押圧部が該先端押圧部以外よりも広くなった硬質樹脂製とする請求項１に記載のチップ搬送システム。
10. パラメータ入力による自動押さえ条件として少なくとも前記シート押さえ部材の両先端押圧部の間隔を設定可能とする請求項１に記載のチップ搬送システム。
11. 前記シート押さえ部材の両先端押圧部の位置決めは、前記半導体チップの画像認識情報に基づいて前記両先端押圧部の間隔を算出し、この算出結果に基づいて該両先端押圧部の間隔を設定する請求項１０に記載のチップ搬送システム。
12. 前記シート押さえ部材は、少なくとも１本の断面円形状または断面多角形状である請求項１に記載のチップ搬送システム。
13. 前記シート押さえ部材は、少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である請求項１に記載のチップ搬送システム。
14. 前記シート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの外周近傍位置に対応した断面４角環状形状である請求項５に記載のチップ搬送システム。
15. 前記シート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの角部近傍位置に対応した少なくとも１つの断面Ｌ字状である請求項１に記載のチップ搬送システム。
16. 前記シート押さえ部材は、平面視４角形の前記半導体チップの４辺近傍位置のうちの少なくとも１辺近傍位置に対応した少なくとも１枚の断面長円形状または断面細長い長方形状である請求項１に記載のチップ搬送システム。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載のチップ搬送システムに用いられるチップトレイであって、平板上に設けられた前記弾性体シートの厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であるチップトレイ。
18. 前記弾性体シートの硬度が２０°から６０°（ＪＩＳタイプＡ）である請求項１７に記載のチップトレイ。
19. 前記弾性体シートの微粘着性の表面上に一または複数の半導体チップが搭載されて固定されている請求項１７に記載のチップトレイ。