裸片拾取装置 技术领域 本发明涉及一种具有剥离台的裸片拾取装置， 该剥离台用于通过吸嘴拾取粘贴到 切割片上的裸片时， 对于要通过吸嘴拾取的裸片的粘贴部分进行片剥离。
背景技术 在剥离粘贴到切割片上的裸片的方式中， 包括顶起剥离方式和滑动剥离方式。在 顶起剥离方式中， 如专利文献 1( 特开 2010-129949 号公报 ) 所述， 对从粘贴了棋盘格状切 割的晶圆的可伸缩的切割片上的晶圆分割的裸片， 用吸嘴吸附并拾取时， 对切割片中的要 吸附的裸片的粘贴部分， 从其正下方用顶起筒顶起， 将该裸片的粘贴部分从切割片部分剥 离的同时， 用吸嘴吸附该裸片， 从切割片拾取。
但是， 当裸片为较薄易破裂的裸片时， 在上述顶起剥离方式中， 裸片可能破裂， 因 此使用滑动剥离方式。在滑动剥离方式中， 如专利文献 2( 日本特许第 3209736 号公报 ) 所述， 具有 ： 拾取粘贴了多个裸片的切割片上的裸片的吸嘴 (collet) ； 具有片吸引孔的剥 离台， 通过吸嘴的衬垫吸附保持切割片上的裸片， 且从该裸片的粘贴部分的近前侧使剥离 台的片吸引孔滑动至该裸片的粘贴部分的正下方， 从而对该裸片的粘贴部分逐渐进行片剥 离。
专利文献 1 ： 日本特开 2010-129949 号公报
专利文献 2 ： 日本特许 3209736 号公报
发明内容 而在进行片剥离时， 为使较薄的裸片不破裂， 需要对片剥离的裸片的大致整个面 用吸嘴的衬垫吸附保持， 因此一般情况下用多孔质材料形成吸嘴的衬垫。 但是， 多孔质衬垫 的孔较细微， 所以相对从生产设备的负压源提供给吸嘴的负压 ( 真空压力 )， 多孔质衬垫的 吸附力大幅减弱。 尤其是对于片剥离开始部分， 需要较大的吸附力， 所以片剥离开始部分的 吸附力不足， 可能无法确保稳定的片剥离性能。
因此， 本发明要解决的课题是， 提供一种可确保稳定的片剥离性能的裸片拾取装 置。
为解决上述课题， 技术方案 1 涉及的发明是一种裸片拾取装置， 具有 ： 吸嘴， 拾取 粘贴了切割晶圆而形成的多个裸片的切割片上的裸片 ； 剥离台， 对通过上述吸嘴拾取的裸 片的粘贴部分进行片剥离， 通过上述吸嘴的衬垫吸附保持上述切割片上的裸片， 且使上述 剥离台从该裸片的粘贴部分的近前侧滑动至该裸片的粘贴部分的正下方， 从而对该裸片的 粘贴部分进行片剥离， 其特征在于， 上述吸嘴的衬垫形成为使片剥离开始侧的吸附力大于 片剥离结束侧的吸附力。在本发明中， 考虑到在吸嘴的衬垫中的片剥离开始部分需要较大 的吸附力这一情况， 以使片剥离开始侧的吸附力相对较大的方式形成吸嘴的衬垫， 因此可 充分确保片剥离开始部分的吸附力， 确保稳定的片剥离性能。
具体如技术方案 2 所述， 吸嘴的衬垫由多孔质部件或多孔状部件形成， 孔相对片
剥离开始侧的吸附面的面积比 ( 气孔率 )、 大于孔相对片剥离结束侧的吸附面的面积比。 这 是因为， 孔相对吸附面的面积比越大， 吸附力越大。
进一步， 考虑到随着裸片的片剥离量的增加， 片剥离所需的吸附力变小这一情况， 如技术方案 3 所述， 吸嘴的衬垫形成为使吸附力从片剥离开始侧向片剥离结束侧逐渐或阶 段性地变小。
并且， 如技术方案 4 所述， 在吸嘴的衬垫上， 沿着片剥离开始侧的吸附面的端部形 成狭缝状的吸附孔。这样一来， 通过狭缝状的吸附孔可切实增大片剥离开始侧的吸附面的 端部的吸附力。但狭缝状的吸附孔的滑动方向的宽度过大时， 因其吸附力而使裸片本身拉 入到吸附孔内而弯曲， 裸片可能破裂， 所以需要限制狭缝状的吸附孔使其滑动方向的宽度 不过大。
并且， 如技术方案 5 所述， 剥离台上形成片吸引孔， 该片吸引孔用于从切割片的下 表面侧吸引切割片而对该裸片的粘贴部分进行片剥离。这样一来， 沿着切割片的下表面使 剥离台滑动， 从而通过来自该剥离台的片吸引孔的吸引力从下方吸引切割片， 可对裸片的 粘贴部分进行片剥离。
并且， 如技术方案 6 所述， 片吸引孔形成为与要进行片剥离的裸片的粘贴部分对 应的大小， 在该片吸引孔的滑动方向侧的边缘部， 形成用于使该裸片的粘贴部分浮起而进 行片剥离的凸起部。这样一来， 通过在剥离台的片吸引孔的滑动方向侧的边缘部形成的凸 起部， 可使裸片的粘贴部分浮起的同时进行片剥离， 可进一步提高片剥离性能。 附图说明
图 1 是本发明的实施例 1 中的裸片拾取装置的透视图。
图 2 是设置了实施例 1 的裸片拾取装置的部件安装机的透视图。
图 3 是表示实施例 1 中的裸片的片剥离的滑动动作开始时的状态 ( 省略切割片的 图示 ) 的透视图。
图 4 是表示实施例 1 中的裸片的片剥离的滑动动作结束时的状态 ( 省略切割片的 图示 ) 的透视图。
图 5 是说明实施例 1 中的切割片上的各裸片和剥离台的裸片吸引孔的位置关系的 平面图。
图 6 是表示实施例 1 中的裸片的片剥离的滑动动作中途的状态的部分放大截面 图。
图 7(a) 是表示实施例 1 的吸嘴的衬垫的纵向截断正面图， 图 7(b) 是其仰视图。
图 8 是说明实施例 1 中的裸片的片剥离 / 拾取动作的程序控制的图。
图 9(a) 是表示实施例 2 的吸嘴的衬垫的纵向截断正面图， 图 9(b) 是其仰视图。 具体实施方式
以下说明将实施本发明的方式具体化的 2 个实施例 1、 2。
( 实施例 1)
参照图 1 至图 8 说明本发明的实施例 1。
如图 1 所示， 本实施例 1 的裸片拾取装置 11 的构成具有 ： 料仓保持部 12( 托盘塔 )、 托板拉出台 13、 托板拉出机构 14、 子机械手 15、 穿梭机构 16、 反转机构 17、 剥离台 18( 参照图 3 ～图 6)、 NG 输送机 19、 嘴转换器 20 等。该裸片拾取装置 11 如图 2 所示， 设定 为将托板拉出台 13 插入到部件安装机 25 的送料器设置用槽中的状态。
在裸片拾取装置 11 的料仓保持部 12 内可上下移动地收容的料仓中， 可多层混载 有放置裸片 21 的晶圆托板 22、 及放置托盘部件的托盘托板 ( 未图示 )。晶圆托板 22 的构 成是 ： 将粘贴了棋盘状切割的晶圆 ( 多个裸片 21) 的可伸缩的切割片 29( 参照图 6、 图 8)， 在扩展状态下安装到具有圆形开口部的晶圆安装板 23， 将该晶圆安装板 23 通过螺纹固定 等安装到托板主体 28 上。此外， 切割片 29 的扩展可以任意方法进行， 例如在从下方用圆形 环顶起切割片 29 的状态下安装到晶圆安装板 23 即可。
托板拉出机构 14 用于将晶圆托板 22、 盘式托板任意一个托板从料仓保持部 12 内 的料仓拉出到托板拉出台 13 上， 可将托板拉出到以下任意一个位置 ： 将托板上的部件、 裸 片用部件安装机 25( 参照图 2) 的吸嘴 ( 未图示 ) 拾取的位置 ( 以下称为 “部件安装机用拉 出位置” )， 及靠近料仓的拉出位置 ( 以下称为 “子机械手用拉出位置” )。部件安装机用拉 出位置是托板拉出台 13 的前端的位置 ( 离料仓最远的位置 )， 子机械手拉出位置是通过子 机械手 15 的吸嘴 30( 参照图 3、 图 4、 图 7、 图 8) 可吸附晶圆托板 22 的切割片 29 上的裸片 21 的位置。 子机械手 15 位于料仓保持部 12 的背面部 ( 子机械手用拉出位置侧的面 ) 中的托 板拉出台 13 的上方而设置， 构成为向 XZ 方向 ( 托板拉出台 13 的宽度方向及垂直方向 ) 移 动。此外， 使子机械手 15 的移动方向仅为 X 方向， 子机械手 15 相对晶圆托板 22 的在 Y 方 向 ( 托板拉出方向 ) 的相对位置通过利用托板拉出机构 14 使晶圆托板 22 逐渐向 Y 方向拉 出来控制。
该子机械手 15 上设有相机 24， 根据该相机 24 的拍摄图像， 可确认作为拾取对象的 裸片 21 的位置或裸片 21 的吸附姿态。穿梭机构 16 通过穿梭嘴 26 接受由子机械手 15 的 吸嘴 30 拾取的部件， 移送到通过部件安装机 25 的吸嘴可拾取的位置。
反转机构 17 使从子机械手 15 接受的裸片 21 根据需要上下反转。这是因为， 根据 裸片 21 的种类不同， 存在上下相反地粘贴到晶圆托板 22 的切割片 29 的裸片 ( 例如倒装裸 片等 )。
剥离台 18( 参照图 3) 配置在托板拉出台 13 的下侧， 具有以下功能 ： 通过作为剥离 台驱动单元的 XY 机械手 ( 未图示 ) 沿着晶圆托板 22 的切割片 29 的下表面向 XY 方向 ( 托 板拉出台 13 的宽度方向及其垂直方向 ) 移动， 并且对应晶圆托板 22 的切割片 29 的高度位 置使剥离台 18 的高度位置上下移动。并且， 在将晶圆托板 22 拉出到部件安装机用拉出位 置和子机械手用拉出位置的任意一个位置的情况下， 通过部件安装机 25 或子机械手 15 的 吸嘴 30 拾取吸嘴 30 上的裸片 21 时， 通过该吸嘴 30 吸附保持切割片 29 上的裸片 21 的同 时， 从该裸片 21 的粘贴部分的近前侧使剥离台 18 向该裸片 21 的粘贴部分的正下方滑动， 从而逐渐对该裸片 21 的粘贴部分进行片剥离。对于剥离台 18 和吸嘴 30 的构成及片剥离 方法稍后详细进行说明。此外， NG 输送机 19 是排出不合格部件、 吸附不良的裸片 21 的输 送机。
如上构成的裸片拾取装置 11 的控制装置 32 由具有键盘、 鼠标等输入装置 33、 液晶 显示器等显示装置 34 等外围设备的计算机构成， 对应提供到部件安装机 25 的部件的种类，
选择托板的拉出位置和部件的拾取方法， 并且对应该选择结果如下控制托板拉出机构 14、 子机械手 15 及穿梭机构 16、 反转机构 17、 剥离台 18、 吸嘴 30 等的动作。
通过子机械手 15 的吸嘴 30 拾取晶圆托板 22 上的裸片 21 时， 从料仓保持部 12 内 的料仓将晶圆托板 22 拉出到子机械手用拉出位置， 通过子机械手 15 的吸嘴 30 同时拾取该 晶圆托板 22 的切割片 29 上的裸片 21， 用穿梭机构 16 的穿梭嘴 26 接受该裸片 21， 移送到 规定的拾取位置， 在该拾取位置上， 从穿梭机构 16 的穿梭嘴 26 将裸片 21 通过部件安装机 25 的安装嘴进行拾取。
在本实施例 1 中， 子机械手 15 的吸嘴 30 构成为能够在拾取了裸片 21 的状态下上 下反转， 可不使用穿梭机构 16， 进行从子机械手 15 的吸嘴 30 到部件安装机 25 的安装嘴的 裸片 21 的授受。 当不使用穿梭机构 16 时， 从料仓保持部 12 内的料仓将晶圆托板 22 拉出到 部件安装机用拉出位置， 在通过子机械手 15 的吸嘴 30 的衬垫 30a 拾取裸片 21 的状态下， 使该吸嘴 30 上下反转， 通过部件安装机 25 的安装嘴吸附该吸嘴 30 的衬垫 30a 上的裸片 21 并安装到电路基板上。
将托盘部件提供到部件安装机 25 时， 从料仓保持部 12 内的料仓将托盘托板拉出 到部件安装机用拉出位置， 用部件安装机 25 的安装嘴直接拾取该盘式托板上的托盘部件。
接着参照图 3 ～图 8 说明剥离台 18 和吸嘴 30 的构成及片剥离方法。此外， 在图 3 及图 4 中， 省略了切割片 29 的图示， 仅图示了裸片 21 和剥离台 18 及吸嘴 30 的衬垫 30a。
剥离台 18 配置在托板拉出台 13 的下侧， 通过作为剥离台驱动单元的 XY 机械手 ( 未图示 ) 沿着晶圆托板 22 的切割片 29 的下表面向 XY 方向移动。剥离台 18 中， 从切割 片 29 的下表面侧吸引切割片 29 的片吸引孔 40 朝上形成， 该片吸引孔 40 通过电磁阀 ( 未 图示 ) 连接到负压源 ( 真空源 )， 构成为使调整成适于裸片 21 的片剥离的压力的负压提供 到片吸引孔 40 内。片吸引孔 40 形成为与该裸片 21 的大小相同或略小的尺寸 ( 参照图 5)， 以便吸引 1 个裸片 21 的粘贴部分的整个面。
在该片吸引孔 40 的滑动方向侧的边缘部上形成凸起部 41， 通过凸起部 41 使片剥 离的裸片 21 的粘贴部分浮起而进行片剥离 ( 参照图 6)。 此外， 凸起部 41 无需沿着片吸引孔 40 的滑动方向侧的整个边缘部形成为一条直线状， 可在该边缘部的一部分上只形成一个或 多个凸起部， 并且也可在和各片吸引孔 40 的滑动方向不同的方向的边缘部上形成凸起部。
另一方面， 子机械手 15 的吸嘴 30 可对应要拾取的裸片 21 的大小通过嘴转换器 20 自动更换。在吸嘴 30 的下端部设置和拾取的裸片 21 的大小相同或略小的衬垫 30a。
如图 7 所示， 衬垫 30a 的吸附面部 30b 由具有多个细微孔的多孔质部件或多孔状 部件形成， 构成为使孔相对片剥离开始侧的吸附面的面积比 ( 气孔率 )、 大于孔相对片剥离 结束侧的吸附面的面积比。在本实施例 1 中， 考虑到随着裸片 21 的片剥离量增加， 片剥离 所需的吸引力减小的情况， 衬垫 30a 的吸附面部 30b 形成为使从片剥离开始侧向片剥离结 束侧吸附力逐渐或 3 个阶段以上地阶段性变小。衬垫 30a 的内部形成负压导入空洞部 42， 使负压 ( 真空压力 ) 作用于吸附面部 30b 整个面， 该负压导入空洞部 42 通过电磁阀 ( 未图 示 ) 连接到负压源 ( 真空源 )。
接着使用图 8 说明裸片 21 的片剥离 / 拾取动作的程序控制。
每当用吸嘴 30 拾取片剥离的裸片 21 时， 驱动剥离台 18 的 XY 机械手如图 8(a) 所 示， 使剥离台 18 向下一要拾取的裸片 21 的粘贴部分的近前侧移动， 使该剥离台 18 的片吸引孔 40 的滑动侧的边缘部与下一拾取的裸片 21 的边缘部对应地进行定位 ( 参照图 3)。之 后如图 8(b) 所示， 使吸嘴 30 下降， 并且接通该吸嘴 30 的真空压， 通过该吸嘴 30 的衬垫 30a 吸附保持裸片 21 的大致整个面， 同时接通剥离台 18 的真空压， 以片吸引孔 40 吸引切割片 29。
之后如图 8(c) 所示， 使剥离台 18 向裸片 21 的粘贴部分的正下方滑动， 通过形成 在片吸引孔 40 的滑动方向侧的边缘部的凸起部 41， 使裸片 21 的粘贴部分浮起的同时进行 片剥离， 如图 8(d) 所示， 最终使剥离台 18 的片吸引孔 40 整体滑动到裸片 21 的粘贴部分的 正下方位置时， 停止该剥离台 18 的滑动 ( 参照图 4)。之后使吸嘴 30 上升， 拾取裸片 21。之 后重复上述动作， 逐个拾取粘贴在切割片 29 的裸片 21。
在片剥离时， 为使较薄的裸片 21 不破裂， 需要通过吸嘴 30 的衬垫 30a 吸附保持片 剥离的裸片 21 的大致整个面， 因此一般情况下用多孔质材料形成吸嘴 30 的衬垫 30a。但 是， 因多孔质衬垫 30a 的孔是细微的， 所以相对从生产设备的负压源提供到吸嘴 30 的负压， 多孔质的衬垫 30a 的吸附力大幅削弱。尤其是， 片剥离开始部分需要较大的吸附力， 所以在 现有的多孔质衬垫 ( 吸附面整体的吸附力均匀 ) 中， 片剥离开始部分的吸附力不足， 可能无 法确保稳定的片剥离性能。 作为对策， 在本实施例 1 中， 考虑到孔相对吸嘴 30 的衬垫 30a 的吸附面的面积比 越大、 吸附力越大的情况， 构成吸嘴 30 的衬垫 30a， 使得孔相对片剥离开始侧的吸附面的面 积比 ( 气孔率 ) 大于孔相对剥离结束侧的吸附面的面积比。这样一来， 可以使片剥离开始 侧的吸附力相对较大的方式改变吸嘴 30 的衬垫 30a 的吸附力， 可充分确保片剥离开始部分 的吸附力， 确保稳定的片剥离性能。
并且在本实施例 1 中， 在剥离台 18 的片吸引孔 40 的滑动方向侧的边缘部形成凸 起部 41， 因此通过该凸起部 41 使裸片 21 的粘贴部分浮起而进行片剥离， 可进一步提高片剥 离性能。
此外， 本发明也可省略片吸引孔 40， 仅通过剥离台 18 上表面形成的凸起部 41 进行 片剥离。
( 实施例 2)
接着参照图 9 说明本发明的实施例 2。对和上述实施例 1 实质上相同的部分附加 同样的标记， 省略或简化其说明， 主要说明不同的部分。
在本实施例 2 中， 吸嘴 30 的衬垫 30a 的吸附面部 30c 由多孔质部件或多孔状部件 形成， 沿着该片剥离开始侧的端部形成狭缝状的吸附孔 42， 从而构成为使片剥离开始侧的 吸附力大于片剥离结束侧的吸附力。这种情况下， 衬垫 30a 的吸附面部 30c 中的狭缝状的 吸附孔 42 以外的部分中， 孔相对吸附面的面积比 ( 气孔率 ) 也可以一定， 也可和上述实施 例 1 一样， 从片剥离开始侧向片剥离结束侧吸附力逐渐或阶段性变小地形成。
在以上说明的本实施例 2 中， 在吸嘴 30 的衬垫 30a 上， 沿着片剥离开始侧的吸附 面部 30c 的端部形成狭缝状的吸附孔 43， 因此可通过狭缝状的吸附孔 43 切实增大片剥离开 始侧的吸附面部 30c 的端部的吸附力， 确保稳定的片剥离性能。而当狭缝状的吸附孔 43 的 滑动方向的宽度过大时， 通过其吸附力， 裸片 21 本身进入吸附孔 43 内并挠曲， 裸片 21 可能 破裂， 因此狭缝状的吸附孔 43 需要进行限制使其滑动方向的宽度不会过大。
此外， 本发明不限于上述实施例 1、 2， 也可通过多个片吸引孔吸引裸片 21 的粘贴
部分， 并且片吸引孔的形状不限于四方形， 也可是圆、 椭圆、 长圆、 五边形以上的多边形等。 总之， 以对裸片 21 的粘贴部分从其下表面一侧作用吸力 ( 负压 ) 的方式形成片吸引孔即 可。
此外， 本发明也可适当变更裸片拾取装置 11 的构成等， 在不脱离主旨的范围内可 进行各种变更并实施。