JPH11297793A - チップ突き上げ装置及びそれを用いたダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作を行
う。 【解決手段】 チップ１７が貼付された粘着シート１５
の裏面側に配置された支持アーム４と、支持アーム４を
上方へ駆動させる機械的駆動手段３と、支持アーム４に
固着された突き上げ軸５と、支持アーム４にバネ１０を
介して取り付けられた突き上げ筒６と、突き上げ筒６を
機械的に停止させるストッパ１４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体組立工程にお
いて、粘着シート上に貼り付けられたチップを下方より
突き上げて、該粘着シートから強制的に剥離するチップ
突き上げ装置、及びそれをチップ突き上げ機構として用
いたダイボンディング装置（「ダイボンダ」とも言
う。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイボンダのチップ突き上げ機構
では、チップを水平に保ちながら突き上げるために複数
の突き上げピンを有し、ウエハシートからチップを剥が
れやすくするため、複数の突き上げピンをチップ周辺部
から順次突き上げる方法などが用いられている。

【０００３】図９は、このような突き上げ方法を実施す
るための、例えば、特開平４−１６２４４５号公報に示
された従来のチップ突き上げ機構を示す要部断面図であ
る。図９において、中心突き上げ針４３が固定された中
心突き上げ針ホルダ４４を上下レバー４５ａで駆動し、
周辺突き上げ針４６を固定した周辺突き上げ針ホルダ４
７を別の上下レバー４５ｂで駆動する。

【０００４】図１０は、図９に示された構成を有する従
来のチップ突き上げ機構の動作を説明する要部断面図で
ある。突き上げ動作は、まず図１０（ａ）に示すよう
に、吸着コレット４８の上昇と同期して上下レバー４５
ａと４５ｂを駆動して中心突き上げ針４３と周辺突き上
げ針４６でチップ４１（＝「ペレット」）を下方より均
一に突き上げる。次に、図１０（ｂ）に示すように、コ
レット４８の上昇と同期したまま中心突き上げ針４３を
突き上げると共に、周辺突き上げ針４６を下降させ、中
心突き上げ針１本で突き上げることによりチップをウェ
ハシートから効率よく剥がすものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来のチップ突き上げ機構では、複数段階の突き上げ針を
それぞれ異なる駆動力で駆動するため、駆動手段として
少なくとも２つのモータ等のアクチュエータが必要にな
る。

【０００６】生産性を高めるため生産ラインの高密度化
の必要からダイボンダ全体を小さくするのが望ましい
が、上記の突き上げ機構においては、少なくともアクチ
ュエータが増加する分だけ、突き上げ機構の占めるスペ
ースが大きくなりダイボンダ全体を小さくするのに不利
である。また、複数のアクチュエータを制御しなければ
ならず制御手段が複雑になり、該アクチュエータの制御
手段を必要とする分だけコストが増すことになる。

【０００７】本発明は上記のような点に鑑みてなされた
もので、一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作を行う
ことができるチップ突き上げ装置、及びこの装置をチッ
プ突き上げ機構として用いたダイボンディング装置を得
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るチップ突
き上げ装置は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップを
上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ装置にお
いて、上記チップが貼付された膜の裏面側に配置され、
第１の突き上げ手段が固着されるとともに、第２の突き
上げ手段が弾性体を介して取り付けられた支持手段と、
上記支持手段を上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ
方向へ駆動させる駆動手段と、上記第２の突き上げ手段
を所定の位置に停止させる停止手段とを備え、上記第２
の突き上げ手段の上記停止手段による停止後において、
上記駆動手段により上記第１の突き上げ手段を駆動し
て、上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さ
より上記第１の突き上げ手段よるチップ突き上げ高さを
高くしたことを特徴とするものである。

【０００９】又、上記第１の突き上げ手段は、第２の突
き上げ手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げ
るように配置されていることを特徴とするものである。

【００１０】又、上記第２の突き上げ手段は、停止手段
による停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さ
が異なる複数の突き上げ部材を有することを特徴とする
ものである。

【００１１】又、上記複数の突き上げ部材は、チップ突
き上げ高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さ
が低い突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げ
るように配置されていることを特徴とするものである。

【００１２】又、上記粘着性の膜を吸着する膜吸着手段
を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】又、上記弾性体はバネであることを特徴と
するものである。

【００１４】又、この発明に係るダイボンディング装置
は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップをチップ吸着
手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸着機構と、
上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の裏面側から
突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、上記チップ突
き上げ機構は請求項１乃至６いずれか１項記載のチップ
突き上げ装置からなることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明に係
るダイボンディング装置を示す概念図であり、該ダイボ
ンディング装置が有する各機構とその役割を示すもので
ある。

【００１６】この装置における半導体チップの流れを説
明する。まず、半導体チップはウェハの状態でウェハカ
セットローダ２８から、ウェハテーブル２９上の粘着シ
ートに載置され、該粘着シートを平面方向に延ばすこと
でダイシングラインに沿って複数のチップに分離され
る。

【００１７】次に、粘着シート上の各チップをそれぞれ
チップ突き上げ機構３０（即ち、チップ突き上げ装置）
及びチップ吸着機構３１を用いてピックアップし、この
チップを搬送機構３２を用いて、プリアライメント及び
プリヒート機構３３のもとへ搬送し、位置決め及び予備
加熱を施し、このチップをボンディングヘッド３４を用
いてリードフレームにダイボンディングする。

【００１８】次に、この装置におけるリードフレームの
流れを説明する。まず、フレームローダ３５からフレー
ムフィーダ３６にリードフレームが供給され、フレーフ
ィーダ３６においいてリードフレームが搬送されるとと
もに加熱され、接着剤塗布機構３７により接着剤が塗布
される。その後、上記のようにボンディングヘッド３４
によりチップがダイボンディングされる。そして、ダイ
ボンディング済みの完成品がアンローダ３８より外部に
搬出される。

【００１９】図２は、本発明に係るダイボンディング装
置のチップ突き上げ機構の一実施の形態を示す要部断面
図である。このチップ突き上げ機構３０は、粘着シート
１５に張り付いたチップ１７を、多段階の突き上げを行
うことにより剥離するものである。

【００２０】図２に示されるように、チップ突き上げ機
構３０の上方に、ダイシング済のチップ１７が貼り付け
られた粘着シート１５が配置されている。又、チップ突
き上げ機構３０は、センタ突き上げピン５ｂがチップ１
７の中心の下方に位置するように設置されている。加え
て、チップ吸着機構３１の構成要素である吸着コレット
１８は、その中心がチップ１７の中心の上方に位置する
ように設置されている。

【００２１】チップ突き上げ機構３０はその外周をベー
ス１上に固定されたフレーム２により覆われている。
又、チップ突き上げ機構３０は最終段階でチップ中心を
突き上げるセンタ突き上げピン５ｂと、上端部に該セン
タ突き上げピン５ｂを固定し駆動力を伝える突き上げ軸
５（即ち、第１の突き上げ手段）と、この突き上げ軸５
を固定する支持手段である支持アーム４と、この支持ア
ーム４を上下に駆動する駆動手段３とを具備する。

【００２２】さらに、センタ突き上げピン５ｂで突き上
げる前段階でチップ周辺部を突き上げる４本の周辺突き
上げピン６ｃと、上端部にセンタ突き上げピン５ｂが貫
通する貫通孔を有するとともに、該上端部に周辺突き上
げピン６ｃを固定して駆動力を伝える突き上げ筒６（即
ち、第２の突き上げ手段）と、突き上げ筒６と支持アー
ム４の間に装填され突き上げ軸５のストッパ部５ａと突
き上げ筒６のストッパ部６ａを接触させるように突き上
げ筒６を突き上げ方向に押し上げるバネ１０とを具備す
る。

【００２３】ここで、突き上げ筒６は支持アーム４にバ
ネ１０を介して取り付けられており、かつ、筒状のリニ
アガイド７を介して突き上げ軸５に接している。

【００２４】さらに、上面部にセンタ突き上げピン５ｂ
と周辺突き上げピン６ｃが貫通する複数の貫通孔と真空
吸着するための複数の真空吸着孔１１ｂを有し、チップ
１７が貼り付けられた粘着シート１５を吸着固定できる
真空吸着ステージ１１（即ち、膜吸着手段）と、真空吸
着ステージ１１が固定され、該ステージ１１に駆動力を
伝えるホルダ８と、このホルダ８と支持アーム４の間に
装填され、ホルダ８のストッパ部８ａと支持アーム４の
ストッパ部４ａを接触させるようにホルダ８を突き上げ
方向に押し上げるバネ１３とを具備する。

【００２５】ここで、ホルダ８は支持アーム４にバネ１
３を介して取り付けられており、かつ、筒状のリニアガ
イド９を介して突き上げ筒６に接しているとともに、筒
状のリニアガイド１２を介してフレーム２に接してい
る。

【００２６】さらに、支持アーム４を上下動させる一の
機械的駆動手段３と、ホルダ８に形成されて、突き上げ
筒のストッパ部６ｂと当接することにより、周辺突き上
げピン６ｃが真空吸着ステージ１１の上面からチップを
突き上げる高さを決める、例えば調整ネジからなる停止
手段１４と、フレーム２に形成されて、ホルダ８のスト
ッパ部８ｂと当接することにより、真空吸着ステージ１
１が粘着シート１５を真空吸着固定する高さを決める、
例えば調整ネジからなる停止手段１６を具備する。

【００２７】次に本発明に係るチップ突き上げ機構３０
の動作を説明する。図２は待機状態に相当し、この状態
においては、突き上げ筒６は支持アーム４との間に装填
されたバネ１０により、突き上げ軸のストッパ部５ａと
突き上げ軸のストッパ部６ａが接するように押し上げら
れた位置で停止している。又、ホルダ８は支持アーム４
との間に装填されたバネ１３により、支持アームのスト
ッパ部４ａとホルダのストッパ部８ａが接するように押
し上げられた位置で停止している。

【００２８】ここで、バネ１０は周辺突き上げピン６ｃ
がチップ１７を突き上げる駆動力を伝えるのに十分なバ
ネを、バネ１３は真空吸着ステージ１１を上下動させる
駆動力を伝えるのに十分なバネをそれぞれ用いている。

【００２９】この待機状態において、周辺突き上げピン
６ｃの上端は真空吸着ステージ１１の上面と同じ高さ
か、又はわずかに下方に位置し、センタ突き上げピン５
ｂの上端は周辺突き上げピン６ｃの上端と同じ高さか、
又はわずかに下方に位置している。

【００３０】次に、駆動手段３により支持アーム４を上
昇させると、図３に示すように、支持アーム４に連結さ
れたセンタ突き上げ軸５が上昇し、それと共に、バネ１
０を介して支持アーム４に取り付けられている突き上げ
筒６と、バネ１３を介して支持アーム４に取り付けられ
ているホルダ８とが上昇する。

【００３１】そして、真空ステージ１１の上面が粘着シ
ート１７と接触する高さでホルダ８が停止するように調
整されているストッパ１６に、ホルダ８のストッパ部８
ｂが接触した位置において、真空吸着ステージ１１の上
昇は停止する。

【００３２】このとき、真空吸着ステージ１１の上面は
粘着シート１７に接触しており、排気口１１ａから真空
吸着ステージ内の気体を排気することにより、複数の真
空吸着孔１１ｂを備えた真空吸着ステージ１１の上面
に、粘着シート１７を真空吸着固定することができる。
このとき、同時に、チップ１７の上面に接する位置まで
コレット１８が下降し、チップ１７を真空吸着する。

【００３３】次に、駆動手段３により支持アーム４をさ
らに上昇させると、図４に示すように、支持アーム４に
連結されたセンタ突き上げピン５ｂが上昇し、それと共
に、バネ１０を介して支持アーム４に取り付けられてい
る突き上げ筒６が上昇する。又、同時に、コレット１８
もチップ１７を真空吸着したまま支持アーム４と同期し
て上昇する。

【００３４】このとき、周辺突き上げピン６ｃがチップ
１７の周辺部を突き上げ、チップ１７の外縁部の粘着シ
ート１５を剥がす。ホルダ８のストッパ部８ｂとフレー
ム２に固定されたストッパ１６が接触しているため駆動
手段３からの駆動力はバネ１３によって吸収され、真空
吸着ステージ１１は粘着シート１５を真空吸着固定した
状態で停止したままである。

【００３５】そして、真空吸着ステージ１１上面からの
周辺突き上げピン６ｃの突き上げ高さが最適になるよう
に調整されたストッパ１４に、突き上げ筒のストッパ部
６ｂが接触した位置において、周辺突き上げ筒６の上昇
は停止する。

【００３６】さらに、駆動手段３により支持アーム４を
上昇させると、図５に示すように、真空吸着ステージ１
１は上述のように停止したままであり、また、ストッパ
部６ｂとストッパ１４が接触しているため駆動手段３か
らの駆動力はバネ１０に吸収され周辺突き上げピン６ｃ
も停止したままとなる。

【００３７】一方、センタ突き上げピン５ｂは上昇し、
チップ１７を突き上げ粘着シート１５から完全に剥が
す。このときのセンタ突き上げピン５ｂのチップ突き上
げ高さは駆動手段３によって最適に制御される。

【００３８】このとき、吸着コレット１８が支持アーム
４と同期して上昇し、チップ１７をピックアップし、搬
送機構３２により次工程のプリアライメント及びプリヒ
ート機構３３へと搬送する。このようにして、本発明の
チップ突き上げ機構３０は複数段階の突き上げ動作を一
の駆動手段３により実現するものである。その際、スト
ッパ１４、１６の高さを調整することにより、各段階に
おけるチップ突き上げ高さを最適に設定することができ
る。

【００３９】本実施の形態においては、上記のような構
成とすることにより、一の駆動手段で複数段階の突き上
げ動作を行なうことができるようになる。その際、真空
吸着ステージ１１および周辺突き上げピン６ｃの停止位
置は機械的停止手段１４、１６で最適に設定することが
できる。

【００４０】本発明は１つの駆動手段で複数の突き上げ
手段を駆動し、複数の機械的停止手段で各々の突き上げ
手段の突き上げ高さを制限して、複数段階の突き上げ動
作を行う点を要旨としており、機械的停止手段は調整ネ
ジに限らずマイクロメータヘッドなどの微調整機構でも
よく、また、突き上げ軸５及び突き上げ筒６等の突き上
げ手段については、図６（ａ）に示すようにその上端部
がすべて尖鋭形状のピンでも、図６（ｂ）に示すように
上端部が平滑な棒状と筒状の突き上げ手段であっても、
あるいはそれらの混在した構成であっても構わない。

【００４１】また可動部は３つに限るものではなく図７
に示すように４つの可動部５、６、８及び１９で構成さ
れても、それ以上の複数の可動部で構成されてもよい。
ここで、１９は突き上げ筒６の外側に、バネ２１を介し
て支持アーム４に取り付けられた突き上げ筒（即ち、突
き上げ部材）であり、突き上げ筒６（即ち、突き上げ部
材）を停止させるためのストッパ２０を有するものであ
る。

【００４２】また、突き上げ手段は図１にて示したよう
な同軸状に設定された構成に限らず、図８に示すように
互いに平行に配置された構成としてもよく、さらに、こ
の際においても、突き上げ手段の上端部は尖鋭状のピン
でも上端部が平滑な棒状でも、上端部が平滑な筒状で
も、上端部が平滑な板状でも構わない。ここで、図８に
おいて２２、２３、２４はそれぞれ支持アーム４に弾性
体２５、２６、２７を介して取り付けられた突き上げ軸
（即ち、突き上げ部材）である。

【００４３】以上のように本発明に係る突き上げ機構で
は、一の駆動手段により複数の突き上げ手段を駆動する
ため、モータ等の機械的アクチュエータが１つでよく、
装置の縮小化と制御の簡略化をはかれることができると
ともに、アクチュエータの数を減らすことにより装置製
造の際のコストを減らすことが出来るという利点を有す
る。

【００４４】

【発明の効果】この発明に係るチップ突き上げ装置は、
粘着性の膜の表面に貼付されたチップを上記膜の裏面側
から突き上げるチップ突き上げ装置において、上記チッ
プが貼付された膜の裏面側に配置され、第１の突き上げ
手段が固着されるとともに、第２の突き上げ手段が弾性
体を介して取り付けられた支持手段と、上記支持手段を
上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ方向へ駆動させ
る駆動手段と、上記第２の突き上げ手段を所定の位置に
停止させる停止手段とを備え、上記第２の突き上げ手段
の上記停止手段による停止後において、上記駆動手段に
より上記第１の突き上げ手段を駆動して、上記第２の突
き上げ手段によるチップ突き上げ高さより上記第１の突
き上げ手段よるチップ突き上げ高さを高くしたことを特
徴とするので、一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作
を行うことができる。そのため、装置の小型化を図るこ
とができる。又、上記チップ突き上げ装置及びそれを用
いたチップの突き上げのコストを低減することができ
る。

【００４５】又、上記第１の突き上げ手段は、第２の突
き上げ手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げ
るように配置されていることを特徴とするので、第２の
突き上げ手段の停止後において第１の突き上げ手段が駆
動され、チップの中心に近い部分に貼り付いている薄膜
が周辺部分に貼り付いている薄膜に比べて高く突き上げ
られるので、該周辺部に貼り付いている粘着性の膜が中
心に近い部分に貼り付いている粘着性の膜に比べてより
早く剥離されるため、上記チップの粘着性の膜からの剥
離をさらに容易に行うことができる。

【００４６】又、上記第２の突き上げ手段は、停止手段
による停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さ
が異なる複数の突き上げ部材を有することを特徴とする
ので、さらに多くの段階の突き上げ動作を行うことがで
き、チップの粘着性の膜からの剥離をさらに容易に行う
ことができる。

【００４７】又、上記複数の突き上げ部材は、チップ突
き上げ高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さ
が低い突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げ
るように配置されていることを特徴とするので、上記チ
ップの粘着性の膜からの剥離をさらに容易に行うことが
できる。

【００４８】又、上記粘着性の膜を吸着する膜吸着手段
を備えたことを特徴とするので、上記粘着性の膜の変形
が抑制され、上記チップの粘着性の膜からの剥離を効率
的に行うことができる。

【００４９】又、上記弾性体はバネであることを特徴と
するので、該突き上げ装置を容易にしかも低コストに製
造することが可能となる。

【００５０】又、この発明に係るダイボンディング装置
は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップをチップ吸着
手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸着機構と、
上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の裏面側から
突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、上記チップ突
き上げ機構は請求項１乃至６いずれか１項記載のチップ
突き上げ装置からなることを特徴とするので、上記チッ
プの薄膜からの剥離を容易に行うことができる。又、装
置の小型化を図ることができるとともに、コストを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るダイボンディング装置の一実
施の形態を示す概念図である。

【図２】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の一実施の形態を示す要部断面図であ
る。

【図３】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部
断面図である。

【図４】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部
断面図である。

【図５】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部
断面図である。

【図６】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の一実施の形態における、突き上げ手段
の先端部の形状を示す要部断面図である。

【図７】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の他の実施の形態を示す要部断面図であ
る。

【図８】 この発明に係るダイボンディング装置のチッ
プ突き上げ機構の他の実施の形態を示す要部断面図であ
る。

【図９】 従来のダイボンディング装置のチップ突き上
げ機構を示す要部断面図である。

【図１０】 従来のダイボンディング装置のチップ突き
上げ機構の動作を示す要部断面図である。

【符号の説明】

３ 駆動手段、 ４ 支持手段、 ５ 第１の突き
上げ手段、６ 第２の突き上げ手段、 １０、２１、
２５、２６、２７ 弾性体、１１ 膜吸着手段、 １
４、２０ 停止手段、 １５ 粘着性の膜、１７ チ
ップ、 １９、２２、２３、２４（、６） 突き上げ
部材、３０ チップ突き上げ装置（チップ突き上げ機
構）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着性の膜の表面に貼付されたチップを
   上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ装置にお
   いて、 上記チップが貼付された膜の裏面側に配置され、第１の
   突き上げ手段が固着されるとともに、第２の突き上げ手
   段が弾性体を介して取り付けられた支持手段と、 上記支持手段を上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ
   方向へ駆動させる駆動手段と、 上記第２の突き上げ手段を所定の位置に停止させる停止
   手段とを備え、 上記第２の突き上げ手段の上記停止手段による停止後に
   おいて、上記駆動手段により上記第１の突き上げ手段を
   駆動して、上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上
   げ高さより上記第１の突き上げ手段よるチップ突き上げ
   高さを高くしたことを特徴とするチップ突き上げ装置。
2. 【請求項２】 第１の突き上げ手段は、第２の突き上げ
   手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げるよう
   に配置されていることを特徴とする請求項１記載のチッ
   プ突き上げ装置。
3. 【請求項３】 第２の突き上げ手段は、停止手段による
   停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さが異な
   る複数の突き上げ部材を有することを特徴とする請求項
   １又は２記載のチップ突き上げ装置。
4. 【請求項４】 複数の突き上げ部材は、チップ突き上げ
   高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さが低い
   突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げるよう
   に配置されていることを特徴とする請求項３記載のチッ
   プ突き上げ装置。
5. 【請求項５】 粘着性の膜を吸着する膜吸着手段を備え
   たことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の
   チップ突き上げ装置。
6. 【請求項６】 弾性体はバネであることを特徴とする請
   求項１乃至５いずれか１項記載のチップ突き上げ装置。
7. 【請求項７】 粘着性の膜の表面に貼付されたチップを
   チップ吸着手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸
   着機構と、上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の
   裏面側から突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、 上記チップ突き上げ機構は請求項１乃至６いずれか１項
   記載のチップ突き上げ装置からなることを特徴とするダ
   イボンディング装置。