JPH09155778A

JPH09155778A - 吸着ヘッド及びその使用方法

Info

Publication number: JPH09155778A
Application number: JP32300895A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Yoshida; 篤司吉田
Original assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】粉塵等の吸引を防止し、フィルタの交換回数を
減らすことのできる吸着ヘッド及びその使用方法を提供
することを目的をする。【解決手段】吸着ヘッド１の下面外周部は切り欠き形成
され、内側の下面と段差が形成される非吸着面２が形成
される。非吸着面２を除く内側の下面を吸着面３とす
る。吸着面３の中心位置には吸着口４が凹設される。吸
着口４の中心部には、上方に延びた吸引孔５が形成され
る。吸引孔５は、ヘッド１の外周面につながっている。
非吸着面２には、空気噴出孔６が形成されている。各空
気噴出孔６は、上方に延びた後に１つの主噴出孔７に連
結される。主噴出孔７はヘッド１の上面につながる。吸
着ヘッド１はホルダに連結される。吸引孔５は、ホルダ
から延びた真空ポンプに連結された配管と接続される。
主噴出孔７は、ホルダから延びブロアに連結された配管
と接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸着ヘッドに係り、
詳しくは半導体ウェハ、半導体チップ等を吸着して所定
の場所に搬送するために用いられる吸着ヘッドに関す
る。

【０００２】この種の吸着ヘッドは、半導体ウェハ、半
導体チップ等を吸着するために真空ポンプと連結されて
いる。吸着ヘッドは種々の環境で使用されている。特
に、粉塵や煙等が発生している環境のよくない場所で使
用される場合、その吸引作用で粉塵や煙等を吸い込み真
空ポンプを含む真空系の各種部材を損傷させたり、耐久
年数を短くする。そのため、吸着ヘッドにおいて、真空
系の各種部材を損傷させずに、耐久年数を延ばす何らか
の工夫が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】図７は従来の真空式吸着ヘッド３０の縦
断面を示す。この吸着ヘッド３０は本体が円柱体であっ
て、その上面中心位置から下面中心位置に向かって貫通
した吸引孔３１が形成されている。吸着ヘッド３０の下
面は、吸着面３２を構成し、前記吸引孔３１の周囲に吸
着口３３が凹設されている。又、吸着ヘッド３０の上部
には図示しない搬送装置のホルダが連結されていて、そ
のホルダからのびた配管と吸引孔３１が連結されてい
る。配管は真空ポンプと連結され、吸着口３３及び吸引
孔３１を介して外気を吸引する。この吸引作用にて半導
体チップＣを吸着面３２に吸着する。

【０００４】ところで、この吸着ヘッド３０を備えた搬
送装置は、テスタ装置に一時的に半田付けされた半導体
チップＣをテスタ装置から取り出し他の場所に搬送する
場合にも使用される。この場合、搬送装置にとっては良
くない環境で使用されることになる。つまり、半導体チ
ップＣを吸着ヘッド３０に吸着させる場合、まず、半田
を溶かす必要がある。この時、塗布したフラックスの煙
やその他粉塵が発生する。この粉塵及び煙等は、吸着ヘ
ッド３０の吸引作用によって、吸着口３３及び吸引孔３
１を介して真空ポンプへと吸引される。吸引された粉塵
及び煙等は真空ポンプを損傷させる。そこで、真空ポン
プの前段でフィルタを設け、同フィルタにて粉塵及び煙
等を吸着し真空ポンプの損傷を未然に防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タに吸着される粉塵及び煙等は多量であって、その量の
多さはフィルタの目詰まりを速め吸引力を低下させる。
その結果、フィルタの交換を頻繁に行わなければならな
い問題を有していた。

【０００６】そこで、吸着ヘッド３０の吸着面３２を半
導体チップＣに当接した後、吸引動作を行うことが考え
られる。しかしながら、吸着面３２と半導体チップＣと
の間に形成される僅かな隙間を通って粉塵及び煙等が吸
引されるため、フィルタは不可欠であり、あまり効果は
上がらなかった。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は粉塵等の吸引を防止し、
フィルタの交換回数を減らすことのできる吸着ヘッド及
びその使用方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、吸着面に空気を吸引する
ための吸引孔が形成され、その吸引孔からの吸引作用に
より被吸着物を該吸着面に吸着するようにした吸着ヘッ
ドであって、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成
し、その非吸着面に空気を噴出するための複数個の噴出
孔を前記吸着面を囲むように形成した。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の吸着ヘッドにおいて、前記非吸着面は、前記吸着面よ
りも一段低くなるように形成した。請求項３に記載の発
明は、吸着面に空気を吸引するための吸引孔が形成さ
れ、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成し、その非
吸着面に空気を噴出するための複数個の噴出孔を前記吸
着面を囲むように形成した吸着ヘッドの使用方法であっ
て、前記複数個の噴出孔から空気を噴出させながら吸引
孔に空気を吸引させて吸着面に被吸着物を吸着するよう
にした。

【００１０】請求項４に記載の発明は、吸着面に空気を
吸引するための吸引孔が形成され、前記吸着面の外周側
部に非吸着面を形成し、その非吸着面に空気を噴出する
ための複数個の噴出孔を前記吸着面を囲むように形成し
た吸着ヘッドの使用方法であって、前記吸引孔による空
気の吸引を停止させ吸着面に吸着している被吸着物を前
記複数個の噴出孔から空気を噴出させて剥離するように
した。

【００１１】請求項５に記載の発明は、吸着面に空気を
吸引するための吸引孔が形成され、前記吸着面の外周側
部に非吸着面を形成し、その非吸着面に空気を噴出する
ための複数個の噴出孔を前記吸着面を囲むように形成し
た吸着ヘッドの使用方法であって、前記複数個の噴出孔
から空気を噴出させながら吸引孔に空気を吸引させて吸
着面に被吸着物を吸着し、吸引孔による空気の吸引を停
止させ吸着面に吸着している被吸着物を前記複数個の噴
出孔から空気を噴出させて剥離するようにした。

【００１２】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
吸着面の外周側部に非吸着面が形成され、その非吸着面
に吸着面を囲むように形成された噴出孔から空気が噴出
される。従って、吸着ヘッドが被吸着物を吸着している
時に粉塵等が吸着口から吸入されるのを防ぐことができ
る。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、非吸着面
は、吸着面よりも一段低くなるように形成されることか
ら、噴出孔から噴出される空気は噴出孔と被吸着物の間
に形成されるギャップを介して被吸着物に当たる。従っ
て、吸着ヘッドが被吸着物を吸着している時も噴出孔か
ら噴出される空気は吸着を阻害しない。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、複数個の
噴出孔から空気を噴出させながら吸引孔に空気を吸引さ
せて吸着面に被吸着物を吸着するようにされることか
ら、吸着の際に吸引孔に粉塵や煙等が吸引されるのを防
ぐことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、前記吸引
孔による空気の吸引を停止させ吸着面に吸着している被
吸着物を前記複数個の噴出孔から空気を噴出させて剥離
するようされる。従って、被吸着物の剥離が速やかに行
われる。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、前記複数
個の噴出孔から空気を噴出させながら吸引孔に空気を吸
引させて吸着面に被吸着物を吸着し、吸引孔による空気
の吸引を停止させ吸着面に吸着している被吸着物を前記
複数個の噴出孔から空気を噴出させて剥離するようにさ
れる。従って、吸着の際に吸引孔に粉塵や煙等が吸引孔
から吸引されることがなくなる。又、被吸着物の剥離が
速やかに行われる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した吸着ヘ
ッドの第１の実施の形態を図１〜図４に従って説明す
る。

【００１８】図１は吸着ヘッド１の中央部の縦断面を示
し、図２は同じく吸着ヘッド１の底面を示す。吸着ヘッ
ド１は金属製で円柱形に形成されている。吸着ヘッド１
は、下面外周部が切り欠き形成され、切り欠かれていな
い内側の下面と一定の段差が形成される非吸着面２が形
成されている。そして、非吸着面２を除く突出した内側
の下面を吸着面３としている。

【００１９】吸着面３の中心位置には吸着口４が凹設さ
れている。吸着口４の中心部には、上方に延びた吸引孔
５が形成されている。吸引孔５は、吸着ヘッド１の中間
位置から直角に屈曲し、同ヘッド１の外周面につながっ
ている。前記吸着面３の外周に形成された非吸着面２に
は、８個の空気噴出孔６が等間隔に形成されている。各
空気噴出孔６は、上方に延びた後に１つの主噴出孔７に
連結されている。主噴出孔７は上方に延び同ヘッド１の
上面につながっている。

【００２０】吸着ヘッド１は図示しない搬送装置のホル
ダに連結される。そして、吸着ヘッド１に形成した吸引
孔５は、そのホルダから延びた図示しない真空ポンプに
連結された配管と接続されている。又、吸着ヘッド１に
形成された主噴出孔７は、そのホルダから延び図示しな
いブロアに連結された配管と接続されている。従って、
吸引孔５は、真空ポンプにより吸着口４付近の空気を吸
引する。又、主噴出孔７は、ブロアからの空気を各空気
噴出孔６に噴出する。尚、各空気噴出孔６から噴出され
る空気の圧力は微少な圧力であって、吸引孔５の吸引作
用による半導体チップＣを吸着面３に吸着するのに支障
をきたさない圧力で、且つ、粉塵等を外方に吹き払うこ
とができる圧力としている。

【００２１】次に、上記のように構成された吸着ヘッド
１の作用を説明する。半導体チップＣを吸着し搬送する
場合、まず吸着ヘッド１の吸着面３がチップＣの上面に
当接するように同ヘッド１を上方から下降させる。そし
て、半導体チップＣに当接した時又は当接する直前に、
ブロアを作動させて各空気噴出孔６から空気を噴出させ
るとともに、真空ポンプを作動させて吸着口４から空気
を吸引するようにする。従って、各空気噴出孔６から噴
出される空気は、非吸着面２とチップＣとの間で形成さ
れるギャップを介してチップＣの上面に当たる。チップ
Ｃの上面に当たった空気は、内側が塞がれているため、
図３に矢印で示すように外方に噴出する。

【００２２】一方、吸着口４から空気を吸引しているた
め、その吸引作用のために、チップＣは吸着面３に吸着
される。この時、吸着口４から空気の吸引によって、チ
ップＣと吸着面３の隙間を通って外部の粉塵又は煙等を
吸引する作用が働く。しかし、各空気噴出孔６から外方
に向かって空気が噴出されているため、外部の粉塵又は
煙等の侵入はない。つまり、吸着面３の外周に形成され
たエアカーテンによって粉塵等の吸引は阻止される。

【００２３】又、チップＣの上面に向かって吸着ヘッド
１が上方から下降している時からブロアを作動させて各
空気噴出孔６から空気を噴出させることもできる。この
場合、テスタ装置に一時的に半田付けされた半導体チッ
プＣをテスタから取り出し他の場所に搬送する場合に特
に有効となる。図４に示すように、半田が溶け塗布した
フラックスが煙となっている場合に、その煙を各空気噴
出孔６から噴出した空気が吸着口４側に導入されないよ
うに確実に外側に排出する。

【００２４】さらに、吸着したチップＣを目的の場所に
置く場合には、吸着口４からの空気の吸引を停止すれば
よい。この時、各空気噴出孔６から空気が噴出している
ため、吸着面３からのチップＣの剥離はスムースに行わ
れる。尚、この剥離性をさらに向上させるために、各空
気噴出孔６から噴出させる空気圧を目的の場所に置く際
に上げるようにしてもよい。

【００２５】この実施の形態は以下に述べる特徴を有す
る。（１）本実施の形態では、吸着面３の外周部に非吸着面
２を形成し、その非吸着面２に複数の空気噴出孔６を設
けた。そして、空気噴出孔６から空気を噴出するように
した。従って、吸着ヘッド１がチップＣを吸着している
時に粉塵等が吸着口４から吸入されるのを防ぐことがで
きる。その結果、真空ポンプにつながる配管中に設けら
れたフィルタに集塵される粉塵等が極めて少なくなり、
フィルタの交換回数が減り高寿命が達成される。

【００２６】（２）本実施の形態では、吸着面３に対し
て非吸着面２を低く形成し、各空気噴出孔６から噴出さ
れる空気が非吸着面２とチップＣとの間で形成されるギ
ャップを介してチップＣの上面に当たるようにした。従
って、各空気噴出孔６から噴出されてチップＣの上面に
当たる空気の圧力はチップＣが吸着ヘッド１に吸着して
いる状態で空気噴出孔６から空気を噴出しても吸着を阻
害しない。

【００２７】（３）又、本実施の形態では、吸着口４か
らの空気の吸引を停止して吸着したチップＣを目的の場
所に置く場合には、各空気噴出孔６から空気を噴出する
ことができるため、チップＣは容易に吸着面３から剥が
れる。

【００２８】（４）又、本実施の形態では、吸着したチ
ップＣを目的の場所に置く際には、、各空気噴出孔６か
ら空気が噴出しているため、載置される部分がその空気
流により清掃され粉塵等のない綺麗な場所にチップＣを
載置することができる。

【００２９】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図５及び図６に従って説明す
る。尚、本実施の形態において、第１の実施の形態と同
様の部材については同一の符合を付してその説明を省略
する。

【００３０】図５は吸着ヘッド１１の中央部の縦断面を
示し、図６は同じく吸着ヘッド１１の底面を示す。吸着
ヘッド１１は金属製で円柱形に形成されている。吸着ヘ
ッド１１は、下面外周より内側にドーナツ状に切り欠き
形成され、切り欠かれていない内側及び外側の下面と一
定の段差が形成される非吸着面１２が形成されている。
そして、非吸着面１２の内側の下面を吸着面３とし、非
吸着面１２の外側の下面を当接面１３としている。非吸
着面１２には、８個の空気噴出孔６が等間隔に形成され
ている。当接面１３には非吸着面１２と下面外周を繋ぐ
４本の空気排出溝１４が凹設されている。

【００３１】次に、上記のように構成された吸着ヘッド
１１の作用を説明する。半導体ウェハや半導体チップ等
の被吸着物を吸着し搬送する場合、まず吸着ヘッド１１
の吸着面３が被吸着物の上面に当接するように同ヘッド
１１を上方から下降させる。そして、被吸着物に当接し
た時、ブロアを作動させて各空気噴出孔６から空気を噴
出させるとともに、真空ポンプを作動させて吸着口４か
ら空気を吸引するようにする。従って、各空気噴出孔６
から噴出される空気は、非吸着面１２と被吸着物の間で
形成されるギャップを介して被吸着物の上面に当たる。
被吸着物の上面に当たった空気は、空気排出溝１４を通
り吸着ヘッド１１の外周に噴出する。

【００３２】一方、吸着口４から空気を吸引しているた
め、その吸引作用のために、被吸着物は吸着面３に吸着
され、当接面１３は被吸着物に当接する。この時、吸着
口４から空気の吸引によって、被吸着物と当接面１３の
隙間及び被吸着物と吸着面３の隙間を通って外部の粉塵
又は煙等を吸引する作用が働く。しかし、各空気噴出孔
６から空気排出溝１４を通って外方に向かって空気が噴
出されているため、外部の粉塵又は煙等の侵入はない。
つまり、非吸着面１２から空気排出溝１４を通って外側
に排出される空気の流れによって粉塵等の吸引は阻止さ
れる。

【００３３】又、被吸着物の上面に向かって吸着ヘッド
１１が上方から下降している時からブロアを作動させて
各空気噴出孔６から空気を噴出させることもできる。こ
の場合、テスタ装置に一時的に半田付けされた半導体チ
ップ等をテスタから取り出し他の場所に搬送する場合に
特に有効となる。つまり、半田が溶け塗布したフラック
スの煙を排除できる他に、半導体チップ等は吸着面３と
当接面１３の２つの面に接触する。従って、熱を持った
半導体チップの熱は吸着ヘッド１１に伝導され易いた
め、放熱効果に優れている。

【００３４】さらに、被吸着物を目的の場所に置く場合
には、吸着口４からの空気の吸引を停止すればよい。こ
の時、各空気噴出孔６から空気が噴出しているため、吸
着面３及び当接面１３からの被吸着物の剥離はスムース
に行われる。尚、この剥離性をさらに向上させるため
に、各空気噴出孔６から噴出させる空気圧を目的の場所
に置く際に上げるようにしてもよい。

【００３５】又、被吸着物が大きい場合に特に有効とな
る。つまり、大きなサイズの被吸着物を吸着する場合、
吸着ヘッド１１のサイズも大きくなる。この時、第１の
実施の形態で示した吸着ヘッド１の構成であると、吸引
孔から各空気噴出孔６までの距離が長くなり、その間の
粉塵等を吸引してしまう虞がある。しかし、本実施の形
態では各空気噴出孔６を設けた非吸着面８を吸引孔５に
近い下面の内側に形成したので、粉塵等の吸引を低減さ
せることができる。

【００３６】本実施の形態は前記第１の実施の形態の
（１）〜（３）に示す特徴の有する他に以下に述べる特
徴を有する。（１）本実施の形態では、サイズの大きい被吸着物を吸
着する大型の吸着ヘッド１１においても、粉塵等の吸引
を低減させ効率よく粉塵等を排除することができる。

【００３７】（２）本実施の形態では、半導体チップ等
の被吸着物は吸着面３と当接面１３の２つの面に接触す
るため、広い接触面によって熱伝達率が向上する。従っ
て、被吸着物を放熱したい場合には吸着ヘッド１１を介
して外部に効率良く放熱することができる。反対に、被
吸着物を加温したい場合には吸着ヘッド１１から被吸着
物に効率良く加温することができる。

【００３８】（３）本実施の形態では、空気排出溝１４
を放射状に形成した。各空気噴出孔６から噴出される空
気が非吸着面１２と被吸着物との間で形成されるギャッ
プを介して被吸着物の上面に当たり、続いて空気排出溝
１４を通り当接面１３の外側に排出されるようにした。
従って、各空気噴出孔６から噴出されて被吸着物の上面
に当たる空気の圧力は被吸着物が吸着ヘッド１１に吸着
している状態で空気噴出孔６から空気を噴出しても吸着
を阻害しない。

【００３９】尚、本発明は前記実施の形態の他、以下の
態様で実施するようにしてもよい。（１）各噴出孔６は、空気が真下に噴出するように非吸
着面２に形成したが、噴出孔６から空気が外側に向かっ
て噴出されるように、各噴出孔６を傾きを持たせて非吸
着面２に形成してもよい。粉塵等をより効果的に外方に
吹き払うことができる。

【００４０】（２）非吸着面２は吸着ヘッド１の下面に
設け、そこに噴出孔６を設けるとしたが、吸着ヘッドの
外周面下部を非吸着面とし、そこに噴出孔６を設けても
よい。吸着面３をより大きく確保することができる。

【００４１】（３）この吸着ヘッド１、１１をスピナー
装置等にウェハーを搬送する場合にも使用してもよい。
この場合、スピナー装置で使用される液体雰囲気中にお
いて吸着ヘッド１、１１が使用された場合、吸引孔５に
液体が同様に吸引されるの防止することができる。

【００４２】尚、上記各実施の形態から把握される請求
項の発明以外の技術的思想を以下に効果とともに述べ
る。（イ）請求項２に記載の吸着ヘッドにおいて、下面外周
より内側にドーナツ状に切り欠き形成され、切り欠かれ
ていない内側及び外側の下面と一定の段差が形成される
非吸着面１２を形成し、該非吸着面１２より内側の下面
を吸着面３、外側の下面を当接面１３とし、該非吸着面
１２と吸着ヘッド下面外周を結ぶ空気排出溝１４を当接
面１３に凹設した吸着ヘッド。この構成により、吸着口
４と空気噴出孔の距離を長くせずに、吸着面３全体の面
積を増やすことができる。従って、噴出孔６が粉塵等を
除去する効果を維持しつつ、吸着ヘッドの下面と被吸着
物上面間の熱伝達の効率が向上する。

【００４３】（ロ）請求項１に記載の吸着ヘッドにおい
て、吸着ヘッドの側面下部を非吸着面とし、そこに噴出
孔６を設けた吸着ヘッド。この構成により、吸着ヘッド
の下面全体を吸着面とすることができる。従って、吸着
ヘッドの下面と被吸着物上面間の熱伝達の効率が向上す
る。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
粉塵等の吸引を防止し、フィルタの交換回数を減らすこ
とのできる吸着ヘッド及びその使用方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の吸着ヘッドの縦断面図。

【図２】第１の実施の形態の吸着ヘッドの底面図。

【図３】吸着ヘッドの作用を説明するための縦断面
図。

【図４】吸着ヘッドの作用を説明するための側面図。

【図５】第２の実施の形態の吸着ヘッドの縦断面図。

【図６】第２の実施の形態の吸着ヘッドの底面図。

【図７】従来の吸着ヘッドの縦断面図。

【符号の説明】

１吸着ヘッド２非吸着面３吸着面５吸引孔６噴出孔１１吸着ヘッド１２非吸着面Ｃ被吸着物としてのチップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着面に空気を吸引するための吸引孔が
形成され、その吸引孔からの吸引作用により被吸着物を
該吸着面に吸着するようにした吸着ヘッドであって、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成し、その非吸着
面に空気を噴出するための複数個の噴出孔を前記吸着面
を囲むように形成したことを特徴とする吸着ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の吸着ヘッドにおいて、
前記非吸着面は、前記吸着面よりも一段低くなるように
形成したものである吸着ヘッド。
【請求項３】吸着面に空気を吸引するための吸引孔が
形成され、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成し、
その非吸着面に空気を噴出するための複数個の噴出孔を
前記吸着面を囲むように形成した吸着ヘッドの使用方法
であって、前記複数個の噴出孔から空気を噴出させながら吸引孔に
空気を吸引させて吸着面に被吸着物を吸着するようにし
た吸着ヘッドの使用方法。
【請求項４】吸着面に空気を吸引するための吸引孔が
形成され、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成し、
その非吸着面に空気を噴出するための複数個の噴出孔を
前記吸着面を囲むように形成した吸着ヘッドの使用方法
であって、前記吸引孔による空気の吸引を停止させ吸着面に吸着し
ている被吸着物を前記複数個の噴出孔から空気を噴出さ
せて剥離するようにした吸着ヘッドの使用方法。
【請求項５】吸着面に空気を吸引するための吸引孔が
形成され、前記吸着面の外周側部に非吸着面を形成し、
その非吸着面に空気を噴出するための複数個の噴出孔を
前記吸着面を囲むように形成した吸着ヘッドの使用方法
であって、前記複数個の噴出孔から空気を噴出させながら吸引孔に
空気を吸引させて吸着面に被吸着物を吸着し、吸引孔に
よる空気の吸引を停止させ吸着面に吸着している被吸着
物を前記複数個の噴出孔から空気を噴出させて剥離する
ようにした吸着ヘッドの使用方法。