特開 2023-177254 ピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177254

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】ピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071502

(22)【出願日】2023-04-25

(31)【優先権主張番号】P 2022089812

(32)【優先日】2022-06-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】冨樫 徳和

【テーマコード（参考）】

5F047

【Ｆターム（参考）】

5F047AA17

5F047CA00

5F047FA08

5F047FA31

(57)【要約】

【課題】簡易な構成により、ピックアップ対象となるチップ及びその周囲のチップへの影響を抑えて、チップをピックアップできるピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置を提供する。
【解決手段】実施形態のピックアップコレット２１は、行列状にシート１１に支持された複数のチップ２のうち、いずれかのチップ２をピックアップするピックアップコレット２１であって、負圧によりチップ２を吸引保持する保持部２１１と、複数のチップ２のうち、ピックアップしようとするチップ２に隣り合うチップ２の天面であって、ピックアップしようとするチップ２の外縁に沿う縁部を含む領域に接する接触部２１２と、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

行列状にシートに支持された複数のチップのうち、いずれかの前記チップをピックアップするピックアップコレットであって、
負圧により前記チップを吸引保持する保持部と、
複数の前記チップのうち、ピックアップしようとする前記チップに隣り合う前記チップの天面であって、ピックアップしようとする前記チップの外縁に沿う縁部を含む領域に接する接触部と、
を有することを特徴とするピックアップコレット。

【請求項2】

前記接触部と前記保持部との間には、前記保持部に吸引された前記チップが接触しない逃げ部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のピックアップコレット。

【請求項3】

前記シートを介して突き上げられた前記チップが、前記シートから剥離可能な高さ位置で前記保持部に接するように、前記保持部がピックアップしようとする前記チップに接する高さ位置が、前記接触部がピックアップしようとする前記チップに隣り合う前記チップに接する高さ位置と離間していることを特徴とする請求項１記載のピックアップコレット。

【請求項4】

前記保持部と前記接触部は一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載のピックアップコレット。

【請求項5】

電子部品を含む前記チップが行列状に貼り付けられたシートから、前記チップをピックアップするピックアップ装置であって、
請求項１乃至４のいずれかに記載のピックアップコレットと、
前記ピックアップコレットを、前記シートにおける前記チップを吸引保持可能な位置まで接近させ、前記ピックアップコレットが吸引保持した前記チップを、前記シートから引き剥がして移送する移動機構と、
を有することを特徴とするピックアップ装置。

【請求項6】

請求項５記載のピックアップ装置と、
前記ピックアップコレットに対して相対的に移動可能に設けられ、前記ピックアップコレットから前記チップを受け取るボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドに保持された前記チップを、基板に移送して搭載する搭載装置と、
を有することを特徴とする実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハから個片化された、電子部品として機能するチップを実装する実装装置においては、例えば、チップをウェーハシートからピックアップして基板まで搬送し、基板に押し付けて搭載し実装する。チップのピックアップは、ピックアップヘッドなどの保持部にチップを吸引保持して、保持部がウェーハシートから離れるように移動することにより、ウェーハシートからチップを離脱させる。その際、突き上げピンや押し上げ体等により、ウェーハシートを介してチップを突き上げる。また、チップを基板に実装する場合、保持部が吸引保持したチップを、基板の上に搬送し、保持部を基板に向かって移動させることにより、チップを基板に押し付ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－１２８３３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電子部品の小型化、薄型化が進んだため、ウェーハシートの粘着力に比べてチップの剛性が低くなり、ピックアップされるチップに、ウェーハシートから剥離する際の曲げ応力によってダメージが与えられ、割れや欠けが生じる場合がある。また、ピックアップ対象のチップの周囲のチップが、突き上げられたウェーハシートとともに持ち上がり、割れや欠け、意図しないウェーハシートからの剥がれが生じる場合がある。

【0005】

さらに、円形であるウェーハをダイシングにより個片化した場合、ウェーハの周縁に沿う部分には、電子部品として機能しないチップや、欠けなどにより外形不良となったチップが存在する領域がある。このようなチップの個片が、ピックアップ時にウェーハシートから剥がれてしまう場合がある。剥がれたチップがウェーハ上に散逸すると、ピックアップすべきチップをピックアップできなくなる可能性や、チップの表面を傷つける可能性がある。

【0006】

これに対処するため、ピックアップしようとするチップの周囲のチップを、持ち上がらないように押さえ付ける機構を別途設けることが考えられる。しかし、このような機構を設けることで、装置の構成が複雑になり、コスト高となる。また、周囲のチップの個片には種々の大きさや形状があるため、別途追加された機構で、それぞれのチップについて、剥がれが生じ難い適切な位置で押さえることは困難である。

【0007】

本発明の実施形態は、簡易な構成により、ピックアップ対象となるチップ及びその周囲のチップへの影響を抑えて、チップをピックアップできるピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本実施形態は、行列状にシートに支持された複数のチップのうち、いずれかの前記チップをピックアップするピックアップコレットであって、負圧により前記チップを吸引保持する保持部と、複数の前記チップのうち、ピックアップしようとする前記チップに隣り合う前記チップの天面であって、ピックアップしようとする前記チップの外縁に沿う縁部を含む領域に接する接触部と、を有する。

【0009】

また、本実施形態は、電子部品を含むチップが行列状に貼り付けられたシートから、前記チップをピックアップするピックアップ装置であって、前記ピックアップコレットと、前記ピックアップコレットを、前記シートにおける前記チップを吸引保持可能な位置まで接近させ、前記ピックアップコレットが吸引保持した前記チップを、前記シートから引き剥がして移送する移動機構と、を有する。

【0010】

さらに、本実施形態の実装装置は、前記ピックアップ装置と、前記ピックアップコレットに対して相対的に移動可能に設けられ、前記ピックアップコレットから前記チップを受け取るボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドに保持された前記チップを、基板に移送して搭載する搭載装置と、を有する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の実施形態は、簡易な構成により、ピックアップ対象のチップ及びその周囲のチップへの影響を抑えて、チップをピックアップできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の実装装置を示す正面図である。

【図2】実施形態の実装装置を示す平面図である。

【図3】チップの配置及びピックアップ順を示す平面図である。

【図4】実施形態のピックアップコレットを示す下面側斜視図である。

【図5】実施形態のピックアップコレットの側面図である。

【図6】実施形態のピックアップコレットの下面図である。

【図7】図６のＡ－Ａ矢視断面図である。

【図8】ピックアップコレットによるピックアップ手順を示す説明図である。

【図9】ピックアップコレットによるピックアップ手順を示すフローチャートである。

【図10】ピックアップされるチップの周囲のチップを押さえる一例を示す平面図である。

【図11】ピックアップされるチップの周囲のチップを押さえる他の一例を示す平面図である。

【図12】ピックアップコレットを分割構成とした変形例を示す断面図である。

【図13】ピックアップコレットの接触部の変形例を示す下面図である。

【図14】ピックアップコレットの接触部の他の変形例を示す下面図である。

【図15】ピックアップコレットの接触部の他の変形例を示す下面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施の形態（以下、本実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図面は模式図であって、各部のサイズ、比率等は、理解を容易にするために誇張している部分を含んでいる。

【0014】

図１及び図２に示すように、本実施形態は、電子部品として機能するチップ２を基板３へ実装する実装装置１である。実装装置１は、チップ２の供給装置１０、ピックアップ装置２０、搭載装置３０、基板ステージ４０及び制御装置５０を有する。実装装置１は、供給装置１０からピックアップ装置２０によってピックアップされたチップ２を、反転させて、搭載装置３０に受け渡し、基板ステージ４０に支持される基板３に押し付けて搭載し実装する。

【0015】

［チップ］
チップ２は、例えば、矩形状の薄小片部品である。本実施形態のチップ２は、図３に示すように、円形であるウェーハをダイシングにより個片に分割した半導体チップである。電子部品として機能するチップ２は、表裏のうち一面に半導体素子として機能する機能面を有する。

【0016】

個片に分割された各チップ２は、ダイシングによる隙間を空けて、後述するシート１１上にマトリクス（行列）状に並んだ状態となっている。ピックアップ対象のチップ２には、その周囲に間隔を空けて隣り合うチップ２が存在する。このようなチップ２が、ピックアップ対象のチップ２の周囲のチップ２（以後、単に「周囲のチップ２」と呼ぶ）である。ウェーハの外周縁に沿う領域には、外縁が欠けている外形不良のチップ２や電子部品として機能しないチップ２が存在し、これらのチップ２も周囲のチップ２に含まれる。また、前工程の検査で素子不良と判断され、電子部品として機能しないチップ２も存在する。当然、これらのチップ２も周囲のチップ２に含まれる。なお、チップ２をピックアップ済みの領域については、チップ２が存在しない領域となる。つまり、周囲のチップ２は、４辺に対応して常に存在するとは限らない。

【0017】

［供給装置］
供給装置１０は、チップ２をピックアップ装置２０へと供給する装置である。供給装置１０は、ピックアップ対象のチップ２を供給位置Ｐ１に移動させる。供給位置Ｐ１とは、ピックアップ装置２０が、ピックアップ対象となるチップ２をピックアップする位置である。供給装置１０は、チップ２が貼り付けられたシート１１を支持する供給ステージ１２、供給ステージ１２を移動させるステージ移動機構１３を備える。このステージ移動機構１３としては、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。

【0018】

チップ２が貼り付けられるシート１１は、ここでは、図示しないウェーハリングに貼り付けられた粘着性を有するウェーハシートである。シート１１上には、図３に示すように、ダイシングされた複数のチップ２がマトリクス状に貼り付けられている。本実施形態では、チップ２は、機能面が上方に露出したフェイスアップ状態で配置されているものとする。

【0019】

供給ステージ１２は、シート１１が貼り付けられたウェーハリングを水平に支持する台である。つまり、供給ステージ１２は、チップ２が貼り付けられたシート１１を、ウェーハリングを介して支持する。供給ステージ１２は、ステージ移動機構１３によって、水平方向に移動可能に設けられている。シート１１は、供給ステージ１２とともにステージ移動機構１３に水平に支持されているため、シート１１及び当該シート１１に載せられたチップ２もまた、水平方向に移動可能に設けられている。

【0020】

なお、図１に示すように、水平方向のうち、供給装置１０と搭載装置３０が並ぶ方向をＸ軸方向、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸方向という。また、シート１１の平面に直交する方向をＺ軸方向または上下方向という。上方向とは、シート１１の平面を境界としてチップ２が載せられている側の方向であり、下方向とは、シート１１の平面を境界としてチップ２が載せられていない側の方向である。さらに、Ｚ軸方向の位置を高さ位置とする。これらの方向は、実装装置１の配置方向を限定するものではない。

【0021】

［ピックアップ装置］
ピックアップ装置２０は、供給装置１０から電子部品として機能するチップ２をピックアップし、ピックアップしたチップ２を搭載装置３０に受け渡す装置である。このピックアップ装置２０は、ピックアップコレット２１と、移動機構２２と、反転機構２３と、突き上げ機構２４とを備える。

【0022】

（ピックアップコレット）
ピックアップコレット２１は、チップ２を吸引保持する。図４～図７に示すように、ピックアップコレット２１は、ピックアップ対象のチップ２よりも大きな矩形の板体である。ピックアップコレット２１の材質としては、例えば、金属、樹脂、ゴムなどを用いることができる。

【0023】

ピックアップコレット２１は、取付ベース２１０、保持部２１１、接触部２１２、逃げ部２１３を有する。取付ベース２１０は、後述するピックアップヘッド２２８に取り付けられる板状体である（図１、図４及び図５参照）。保持部２１１は、負圧によりチップ２を吸引保持する。図４に示すように、保持部２１１は取付ベース２１０の下面が板状に突出した部分である。保持部２１１は、吸着面２１１ａ、溝２１１ｂ、吸引口２１１ｃを有する。なお、図５は、図４に示した矢印の方向から見た側面図である。

【0024】

吸着面２１１ａは、ピックアップ対象のチップ２と相似の矩形で、チップ２の上面に接してチップ２を保持する面である。溝２１１ｂは、後述する吸引口２１１ｃに連通する溝で、例えば、吸着面２１１ａに形成された格子状の窪みである。本実施形態では、図６に示すように、吸着面２１１ａに、田の字状の溝２１１ｂが形成されている。つまり、吸着面２１１ａに相似形な枠と、この枠内に連続した十字の形状を有する溝である。吸引口２１１ｃは、吸着面２１１ａの中央であって、溝２１１ｂ内に形成された開口である。吸引口２１１ｃは、図７に示すように、ピックアップコレット２１内を上下方向に貫通した吸引孔２１ａに連通している。このため、吸引孔２１ａに負圧を供給すると、吸引口２１１ｃを介して溝２１１ｂの全体に負圧が作用するので、吸着面２１１ａにチップ２の上面が吸引保持される（図８（Ｃ）参照）。

【0025】

接触部２１２は、図７に示すように、ピックアップしようとするチップ２に隣り合うチップ２（周囲のチップ２）の天面であって、ピックアップしようとするチップ２の外縁に沿う縁部を含む領域に接する。ピックアップしようとするチップ２は、ピックアップ対象のチップ２であって、保持部２１１が吸引保持しようとするチップ２である。図７では、中央に示すチップ２である。そして、その両脇のチップ２が隣り合うチップ２であって、すなわち、周囲のチップ２である。接触部２１２は、保持部２１１の下面、つまりチップ２に対向する面が突出した部分である。接触部２１２のチップ２に向かう面は、チップ２に接離する平坦な接触面２１２ａとなっている。本実施形態の接触部２１２は、矩形であるチップ２に対応して、ピックアップ対象となるチップ２の四方八方に隣り合うチップ２に接離するように、ピックアップコレット２１の保持部２１１の下面の全周に沿って、吸着面２１１ａを囲うように設けられている。

【0026】

図７に示すように、チップ２が、シート１１から剥離可能な高さ位置で保持部２１１に接するように、保持部２１１がピックアップ対象のチップ２に接する高さ位置ｈ１は、接触部２１２がピックアップ対象のチップ２に隣り合うチップ２に接する高さ位置ｈ２よりも高い。つまり、保持部２１１の吸着面２１１ａは、接触部２１２の接触面２１２ａと離間した位置（チップ２に対して遠い位置）に設けられ、接触面２１２ａは、吸着面２１１ａよりもチップ２に近い位置となる。

【0027】

逃げ部２１３は、接触部２１２と吸着面２１１ａとの間に設けられ、チップ２が接触しない部分である。つまり、吸着面２１１ａの周囲に逃げ部２１３が設けられ、逃げ部２１３の周囲に接触部２１２が設けられる。本実施形態の逃げ部２１３は、吸着面２１１ａの周囲に連続して設けられた窪みである。逃げ部２１３の水平方向の幅Ｗと垂直方向の高さＨは、保持部２１１に保持されたチップ２が、接触部２１２の内側面と干渉しない寸法となっている。

【0028】

（移動機構）
移動機構２２は、図１及び図２に示すように、供給位置Ｐ１と受け渡し位置Ｐ２との間でピックアップコレット２１を往復移動させ、また、供給位置Ｐ１及び受け渡し位置Ｐ２で昇降させる機構である。なお、受け渡し位置Ｐ２とは、ピックアップ装置２０が、供給位置Ｐ１でピックアップしたチップ２を後述する受取部として機能するボンディングヘッド３１に受け渡す位置である。供給位置Ｐ１及び受け渡し位置Ｐ２は、主にＸＹ軸方向の位置を意味し、必ずしもＺ軸方向の位置を意味するものではない。

【0029】

移動機構２２は、駆動機構２２０を移動させることにより、ピックアップコレット２１を左右方向に移動させる。駆動機構２２０は、ピックアップコレット２１を上下方向に移動させる昇降機構として機能する。つまり、図１に示すように、駆動機構２２０のブラケット２２６は、移動ブロック２２６ａ、アーム２２６ｂを有する。移動ブロック２２６ａは、駆動体２２３に固着されている。アーム２２６ｂの一端は移動ブロック２２６ａに取り付けられ、アーム２２６ｂの他端は、筒状体のホルダ２２７に取り付けられている。

【0030】

ホルダ２２７には、ピックアップコレット２１が取り付けられたピックアップヘッド２２８が、上下動可能に支持されている。ピックアップヘッド２２８は、バネ等の弾性体によって下方に付勢されている。駆動機構２２０によって、駆動体２２３がリニアガイド２２２に沿って上下方向に駆動されるとともに、ホルダ２２７が上下動するので、ピックアップコレット２１が上下動する。

【0031】

また、移動機構２２は、スライド機構２２ａを備える。スライド機構２２ａは、駆動機構２２０を移動させることにより、保持部２１１を供給位置Ｐ１と受け渡し位置Ｐ２との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構２２ａは、Ｘ軸方向と平行に延び、支持フレーム２２ｂに固定されたレール２２ｃと、レール２２ｃ上を走行するスライダ２２ｄとを有する。スライダ２２ｄは、図示はしないが、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。このスライダ２２ｄに、駆動機構２２０が取り付けられている。

【0032】

なお、駆動機構２２０には、図示はしないが、ピックアップコレット２１の接触部２１２のチップ２への接触を検出する接触検出部が設けられている。接触検出部は、変位センサを用いて、ピックアップコレット２１とホルダ２２７との相対的な高さ位置の変位量に基づいて、接触部２１２にチップ２に対する接触を検出する。

【0033】

駆動機構２２０のホルダ２２７が下降するように駆動されると、ピックアップコレット２１が下降して、接触部２１２がピックアップ対象のチップ２に隣り合うチップ２に接触する。すると、ピックアップコレット２１の下降は停止するが、ホルダ２２７が下降を続け、停止しているピックアップコレット２１とホルダ２２７とは相対移動することになる。このピックアップコレット２１とホルダ２２７との間隔の変化が反映される変位センサの出力値が、予め設定されたしきい値を超えると、接触が検知される。なお、接触検出部は、突き上げられたチップ２が、ピックアップコレット２１の吸着面２１１ａに接触したことを、ピックアップコレット２１とホルダ２２７との間隔の変化によって検出できる。

【0034】

（反転機構）
反転機構２３は、アーム２２６ｂに接続され、ピックアップコレット２１の向きを変更する機構である。反転機構２３は、モータ等の駆動源、ボールベアリング等の回転ガイドを含んでなるアクチュエータである。ピックアップコレット２１の向きとは、ピックアップコレット２１の吸着面２１１ａと反対側から、吸着面２１１ａへと向かう向きとする。向きを変更するとは、上下方向に０°～１８０°回転させることである。例えば、吸着面２１１ａを供給ステージ１２へと向けたピックアップコレット２１が、供給位置Ｐ１でチップ２を吸引保持する。その後、反転機構２３は、吸着面２１１ａが上に向くように、ピックアップコレット２１の向きを変更する。この時、回転角度は１８０°である。

【0035】

（突き上げ機構）
突き上げ機構２４は、シート１１を介してピックアップ対象となるチップ２を突き上げる機構である。供給装置１０のシート１１の下方に設けられている。突き上げ機構２４は、バックアップ体２４１、突き上げ体２４２及び図示しない駆動機構を有する。バックアップ体２４１は、先端が平坦な上面である筒状体である。バックアップ体２４１の上面は、接触部２１２の接触面２１２ａとの間に、ピックアップ対象となるチップ２に隣り合うチップ２の縁部を挟む大きさとなっている。

【0036】

図８は、チップ２をピックアップする供給位置Ｐ１におけるピックアップコレット２１、チップ２及び突き上げ機構２４の断面を示している。図８に示すように、突き上げ体２４２は、バックアップ体２４１内に上下方向に移動可能に設けられた複数の部材である。突き上げ体２４２は、上面が矩形の平坦面である昇降体２４２ａと、これと同軸の矩形の枠体である複数の昇降体２４２ｂ、２４２ｃを有する。突き上げ体２４２の上面は、ピックアップ対象となるチップ２を含み、これに隣り合うチップ２を含まない領域を突き上げる大きさとなっている。

【0037】

バックアップ体２４１及び突き上げ体２４２の上面には、図示しない真空ポンプ等の負圧発生回路が接続された吸着孔が設けられ、シート１１のピックアップ対象のチップ２に対応する部分及びその周囲部分を、負圧により吸引保持する。

【0038】

駆動機構は、バックアップ体２４１を上昇させてその上面をシート１１に接触させ、昇降体２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃをバックアップ体２４１から突出させることによりシート１１を介してチップ２を突き上げて（図８（Ｃ）参照）、外側の昇降体２４２ｃから内側の昇降体２４２ｂ、２４２ａの順序で降下させることにより、シート１１からチップ２を剥がす（図８（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）参照）。この駆動機構は、例えば、上下方向のレールにガイドされて移動するスライダと、スライダを駆動するエアシリンダやカム機構を含む。

【0039】

［搭載装置］
搭載装置３０は、ピックアップ装置２０から受け取ったチップ２を、実装位置Ｐ３まで搬送し、基板３に押し付けて搭載し、実装する装置である。実装位置Ｐ３とは、チップ２を基板３に実装する位置である。搭載装置３０は、ボンディングヘッド３１、移動機構３２を有する。

【0040】

ボンディングヘッド３１は、受け渡し位置Ｐ２で保持部２１１からチップ２を受け取る受取部としての機能を有し、また当該チップ２を実装位置Ｐ３で基板３に実装する装置である。ボンディングヘッド３１は、チップ２を保持し、また実装後は保持状態を解除してチップ２を解放する。

【0041】

具体的には、図１に示すように、ボンディングヘッド３１は、ノズル３１ａを備える。ノズル３１ａは、吸引によってチップ２を保持し、また吸引を解除してチップ２を解放する。ノズル３１ａは、吸引のためのノズル孔を備える。ノズル孔は、ノズル３１ａの先端の吸着面に開口する。ノズル孔は真空ポンプ等を含む負圧発生回路（図示せず）と連通しており、当該回路が負圧を発生させることによって、ノズル３１ａの吸着面にチップ２を吸引保持する。また、負圧を解除することで吸着面からチップ２の保持状態を解除する。

【0042】

移動機構３２は、ボンディングヘッド３１を、受け渡し位置Ｐ２と実装位置Ｐ３との間で往復移動させ、また、受け渡し位置Ｐ２及び実装位置Ｐ３で昇降させる機構である。具体的には、図２に示すように、移動機構３２は、スライド機構３２１、昇降機構３２２を備える。

【0043】

スライド機構３２１は、ボンディングヘッド３１を受け渡し位置Ｐ２と実装位置Ｐ３との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構３２１は、Ｘ軸方向と平行に延び、支持フレーム３２１ａに固定された２本のレール３２１ｂと、レール３２１ｂ上を走行するスライダ３２１ｃとを有する。スライダ３２１ｃは、図示はしないが、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。

【0044】

昇降機構３２２は、スライダ３２１ｃに設けられ、ボンディングヘッド３１をＺ軸方向にスライド移動させる機構である。この昇降機構３２２も、Ｚ軸方向のレールとレールを走行するスライダによって構成できる。スライダは、回転モータにより駆動されるボールねじ、リニアモータ等により駆動される。

【0045】

［基板ステージ］
基板ステージ４０は、チップ２を実装するための基板３を支持する台である。基板ステージ４０は、ステージ移動機構４１に設けられている。ステージ移動機構４１は、基板ステージ４０をＸＹ平面上でスライド移動させ、基板３におけるチップ２の実装予定位置を実装位置Ｐ３に位置付ける移動機構である。ステージ移動機構４１は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構によって、レール上をスライダが移動するリニアガイドを用いることができる。

【0046】

［制御装置］
制御装置５０は、供給装置１０、ピックアップ装置２０、搭載装置３０、基板ステージ４０の起動、停止、速度、動作タイミング等を制御する。制御装置５０は、実装装置１の各種の機能を実現するべく、プログラムを実行するプロセッサ、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路等を有する。制御装置５０には、図示はしないが、オペレータが制御に必要な指示や情報を入力する入力装置、装置の状態を確認するための表示装置が接続されている。入力装置は、スイッチ、タッチパネル、キーボード、マウスなどを用いることができる。表示装置は、液晶、有機ＥＬなどを用いることができる。

【0047】

［動作］
以上のような実装装置１において、チップ２を基板３に実装する手順を説明する。なお、以下の説明は、フェイスダウン状態でチップ２を基板３に実装する手順である。図３に示すように、まず、ウェーハからチップ２をピックアップする順番は、図３の紙面の左上から開始して、上端列を左から右にピックアップを進める。右端まで来ると、下の列に変わって、右から左にピックアップを進める。このように、ジグザクを描くようにピックアップされるチップ２の場所を変えて行く。

【0048】

また、図３では、上記のようにウェーハの周縁部に存在する外形不良のチップ２、前工程の検査で素子不良と判断されて電子部品として機能しないチップ２は、ピックアップ対象外として、×印で示している。このようなピックアップ対象外のチップ２は、ピックアップされずにシート１１に残される。例えば、素子不良と判断されたチップ２は、図中点線の矢印に示すように、スキップされて、シート１１に残される。ウェーハの周縁部に存在する外形不良のチップ２も、同様にスキップされてシート１１に残される。

【0049】

次に、個々のチップ２をピックアップする手順を、図８の説明図、図９のフローチャートを参照して説明する。すなわち、供給装置１０は、供給ステージ１２を移動させ、供給位置Ｐ１にピックアップ対象のチップ２を位置させる（ステップＳ１０１）。これとともに、図８（Ａ）に示すように、ピックアップ装置２０によって、ピックアップコレット２１をバックアップ体２４１が位置する供給位置Ｐ１に移動させ、ピックアップコレット２１の先端と突き上げ体２４２を対向させる。そして、供給位置Ｐ１におけるバックアップ体２４１及び突き上げ体２４２の吸引孔に負圧を作用させることにより、シート１１を吸引する（ステップＳ１０２）。

【0050】

ピックアップコレット２１が降下を開始して（ステップＳ１０３）、チップ２に接近して行く。図８（Ｂ）に示すように、ピックアップコレット２１の接触部２１２が、ピックアップしようとするチップ２に隣り合うチップ２に接触したことが、接触検出部によって検出されると（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、降下を停止する（ステップＳ１０５）。

【0051】

図８（Ｃ）に示すように、突き上げ体２４２の全体、つまり昇降体２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃが全て上昇を開始して、チップ２が突き上げられる（ステップＳ１０６）。突き上げ体２４２は、所定の高さ位置まで上昇して（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、停止する（ステップＳ１０８）。これにより、チップ２が吸着面２１１ａに接触する。なお、所定の高さ位置は、バックアップ体２４１の上面を基準として、設計値でもよいし、事前に接触検出部によって検出された検出値に基づいた値であってもよい。

【0052】

ピックアップコレット２１の吸引口２１１ｃに負圧を作用させることにより、チップ２を吸着面２１１ａに吸引保持する（ステップＳ１０９）。そして、図８（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、外側の昇降体２４２ｃから、内側の昇降体２４２ｂ、２４２ａの順に下降する（ステップＳ１１０）。これにより、チップ２からシート１１が、外側から内側へと順次引き剥がされて行く。なお、図８（Ｆ）、（Ｇ）では、外側の昇降体２４２ｃ、２４２ｂの上面の高さ位置が、バックアップ体２４１の上面の高さ位置よりも下がっているが、このような態様には限定されない。外側の昇降体２４２ｃ、２４２ｂの上面の高さ位置が、バックアップ体２４１の上面の高さ位置と同程度であってもよい。つまり、複数の昇降体２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃは、チップ２からシート１１が剥がれる高さ位置に下降すればよい。また、ここでは、突き上げ体２４２により突き上げてチップ２を吸着面２１１ａに押し付けてから、吸引口２１１ｃからの吸引を開始しているが、突き上げ開始とともに吸引を開始してもよい。

【0053】

次に、図８（Ｇ）に示すように、ピックアップコレット２１が上昇を開始して（ステップＳ１１１）、あらかじめ設定された所定量上昇すると（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、停止する（ステップＳ１１３）。これにより、ピックアップしようとするチップ２が、隣り合うチップ２のシート１１からの剥がれを防止しつつ、ピックアップコレット２１によってピックアップされる。

【0054】

ピックアップ装置２０は、反転機構２３によって、ピックアップコレット２１を反転させる。また、ピックアップ装置２０は、移動機構２２によって、受け渡し位置Ｐ２にピックアップしたチップ２を移動させる。受け渡し位置Ｐ２では、搭載装置３０のボンディングヘッド３１が待機しており、反転したピックアップコレット２１に保持されたチップ２と対向する。

【0055】

受け渡し位置Ｐ２に位置したピックアップコレット２１に向けてボンディングヘッド３１を下降させ、ボンディングヘッド３１のノズル３１ａでチップ２を吸引保持した後、ピックアップコレット２１が負圧を解除することにより、ボンディングヘッド３１へとチップ２を受け渡す。この後、ボンディングヘッド３１は、ピックアップコレット２１から離間するように上昇、実装位置Ｐ３へと移動し、チップ２を基板３に実装する。

【0056】

［効果］
（１）本実施形態のピックアップコレット２１は、シート１１に支持された複数のチップ２のうち、いずれかのチップ２をピックアップするピックアップコレット２１であって、負圧によりチップ２を吸引保持する保持部２１１と、複数のチップ２のうち、ピックアップしようとするチップ２に隣り合うチップ２の天面であって、ピックアップしようとするチップ２の外縁に沿う縁部を含む領域に接する接触部２１２と、を有する。

【0057】

また、本実施形態は、電子部品を含むチップ２が行列状に貼り付けられたシート１１から、チップ２をピックアップするピックアップ装置２０であって、ピックアップコレット２１と、ピックアップコレット２１を、シート１１におけるチップ２を吸引保持可能な位置まで接近させ、ピックアップコレット２１が吸引保持したチップ２を、シート１１から引き剥がして移送する移動機構２２と、を有する。

【0058】

さらに、本実施形態の実装装置１は、ピックアップ装置２０と、ピックアップコレット２１に対して相対的に移動可能に設けられ、ピックアップコレット２１からチップ２を受け取るボンディングヘッド３１と、ボンディングヘッド３１に保持されたチップ２を、基板３に移送して搭載する搭載装置３０と、を有する。

【0059】

このため、ピックアップ対象のチップ２が吸引保持されてピックアップされる際に、シート１１が引っ張られても、隣り合うチップ２の縁部が、接触部２１２に接して持ち上がることが防止されるので、周囲のチップ２が変形、破損することが抑制される。例えば、ピックアップヘッドを移動させる機構に加えて、周囲のチップ２を押え付ける機構を設けることは、装置の構成が複雑になり、コスト高となる。しかし、本実施形態の接触部２１２はピックアップコレット２１に構成されているので、ピックアップコレット２１とは別の駆動機構によって駆動する必要はなく、構成が簡素で安価となる。

【0060】

さらに、接触部２１２は、隣り合うチップ２の剥がれや変形が生じやすい縁部を含む領域に接するため、隣り合うチップ２の大きさや形状にかかわらず、適切な位置で押さえることができ、縁部の変形や破損を防ぐことができる。例えば、別途追加された機構によりピックアップコレット２１とは別の部材で押さえる場合には、ピックアップされるチップ２に非常に近い位置にある縁部に対して、正確に位置決めして押えることは困難である。しかし、本実施形態の接触部２１２は、保持部２１１を有するピックアップコレット２１に設けられた接触部２１２によって、周辺のチップ２の縁部に正確に位置決めして押さえることができる。このように、ピックアップ対象となるチップ２及びその周辺のチップ２への影響を抑えて、チップ２をピックアップし、基板３に実装することができる。

【0061】

なお、ピックアップが終わった場所は、空き領域となる。空き領域となった部分は、隣り合うチップ２が存在しないため、これを押さえる必要はない。しかし、チップ２は、シート１１上にマトリクス（行列）状に並んだ状態となっている。このため、上記のような順番でチップ２をピックアップして行くピックアップのパターンにかかわらず、ピックアップ対象のチップ２の周囲には、空き領域が生じることになる。ピックアップ対象のチップ２の周囲のいずれの方向に空き領域が生じるかは、ピックアップのパターンにもよって変わる。また、ピックアップ対象のチップ２の周囲の空き領域でない領域にあるチップ２は押さえが必要となる。

【0062】

本実施形態の接触部２１２は、ピックアップコレット２１の保持部２１１の下面の全周に沿って設けられている。したがって、いずれの方向に空き領域が生じても、押さえが必要なチップ２を押さえることができる。特に、ウェーハの周縁部にみられるような微小な個片は、意図せずにシート１１から剥離しやすい。このような微小な個片も、図１０に示すように、ピックアップ対象のチップ２をピックアップする際に、接触部２１２によって押さえられているので、シート１１から剥離しないようにすることができる。また、例えば、図１１に示すように、取り残したチップ２を再度ピックアップする場合で、ピックアップしようとするチップ２の周囲に一つのチップ２しかない場合でも、そのチップ２を押さえることができる。ピックアップの際、接触部２１２が、ピックアップしようとするチップ２に向かって移動し、押さえるべきピックアップしようとするチップ２の周囲のチップ２に、接触して停止する。したがって、ピックアップの対象となるチップ２の周囲のチップ２の個片がひとつでもあれば、そのチップ２を確実に押さえることができる。なお、図１０、図１１では、ピックアップ済みのチップ２を網掛けで示し、ピックアップしようとしているチップ２を一点鎖線で示し、押さえられるチップ２の外形を太線で示している。

【0063】

また、チップ２をピックアップするパターンによって、あるいは取り残したチップ２を再度ピックアップする場合などで、ピックアップの対象となるチップ２の周囲にチップ２の個片が存在しない場合、接触部２１２が、押さえるべきチップ２に接触して停止することができない。このようなピックアップの場合は、ピックアップ直前に、制御装置５０に接続されたカメラで撮像して、制御装置５０が、ピックアップ対象のチップ２の周囲にチップ２の個片が存在しないことを認識する、あるいは、ピックアップ済の位置を記憶しておき、ピックアップ対象のチップ２の周囲にチップ２の個片が存在しないことを認識する。ピックアップの対象となるチップ２の周囲にチップ２の個片が存在しない場合を認識したならば、接触部２１２の接触を検出して停止するのではなく、所定のピックアップ可能な高さ位置で、ピックアップコレット２１を停止して、ピックアップを行うようにすることもできる。

【0064】

（２）接触部２１２と保持部２１１との間には、保持部２１１に吸引されたチップ２が接触しない逃げ部２１３が設けられている。このため、保持部２１１に吸引保持されたチップ２が、接触部２１２の内壁などに接触して破損することが防止される。

【0065】

（３）シート１１を介して突き上げられたチップ２が、シート１１から剥離可能な高さ位置で保持部２１１に接するように、保持部２１１がピックアップ対象のチップ２に接する高さ位置が、接触部２１２がピックアップ対象のチップ２に隣り合うチップ２に接する高さ位置と離間している。このため、保持部２１１は、周囲のチップ２を押さえつつ、ピックアップ対象のチップ２を突き上げることができる。保持部２１１まで突き上げられたチップ２を、保持部２１１が吸引保持すると、ピックアップ対象のチップ２が、シート１１から剥離し易い状態となり、スムーズなピックアップが可能となる。すなわち、保持部２１１は、周囲のチップ２を押さえつつ、ピックアップ対象のチップ２をピックアップする。よって、周囲のチップ２が、ピックアップ時にシート１１から剥がれてしまい、剥がれたチップ２がウェーハ上に散逸して、ピックアップすべきチップ２をピックアップできなくなることや、他のチップ２の表面を傷つけるようなことを抑制することができる。このように、簡易な構成で、ピックアップ対象となるチップ２及びその周辺のチップ２への影響を抑えて、チップ２をピックアップし、基板３に実装することができる。

【0066】

（４）保持部２１１と接触部２１２は一体的に設けられている。このため、簡素な構造で安価に製造できる。

【0067】

［変形例］
本発明は、上記の実施形態には限定されない。上記の実施形態と基本的な構成は同様として、以下のような変形例も適用可能である。
（１）保持部２１１と接触部２１２は共通の材料により一続きに形成することにより、一体化させてもよいが、別部材により形成して、組み合わせることにより一体化させてもよい。これにより、チップ２の大きさや形状、間隔に合わせて、適切な大きさ、形状の保持部２１１、接触部２１２を組み合わせて対応できる。

【0068】

例えば、図１２（Ａ）に示すように、取付ベース２１０に設けられた貫通孔２１０ａ、接触部２１２に設けられた貫通孔２１２ｂに、保持部２１１を挿入可能に設けて、図１２（Ｂ）に示すように、取付ベース２１０、保持部２１１、接触部２１２を組み合わせてひとつのピックアップコレット２１とする。このようにすることで、保持部２１１や接触部２１２の形状や大きさを様々に変えたものを準備して交換することができ、チップ２の品種による大きさや形状の違いに、組み合わせて対応することができる。また、接触部２１２の接触面２１２ａと保持部２１１の吸着面２１１ａとの間隔を調整することもできる。これにより、保持部２１１の上下の位置を調整して、接触部２１２の押し込み量、チップ２の突き上げ量を調整することができる。さらに、最小限の部品点数で、様々なチップ２の段差に対応させることができる。このように、チップ２の品種に対応するために用意するピックアップコレット２１の数の増大を抑えて、多くのチップ２の品種に対応させることができる。もちろん、必ずしも３つの組み合わせ部品とする必要はなく、取付ベース２１０と保持部２１１は一体とし、接触部２１２を組み合わせるようにしてもよい。

【0069】

（２）接触部２１２は、チップ２の周囲に対応するように４辺に設けられていなくてもよい。例えば、図１３に示すように、チップ２の対向する２辺に沿う２辺にのみ、接触部２１２を設けてもよい。接触部２１２は、周辺のチップ２の天面の縁部を含む全面に接してもよい。例えば、ピックアップ対象となるチップ２に比べて、周辺のチップ２が小さい場合には、接触部２１２の接触面２１２ａが、チップ２の全面に接して押さえる大きさであってもよい。また、チップ２の周囲のチップ２を押さえることができればよいため、図１４に示すように、チップ２の角部に沿う４か所にのみ、接触部２１２を設けてもよいし、図１５に示すように、チップ２の４辺に沿う位置の一部に、接触部２１２を設けてもよい。これにより、チップ２の周縁部分に接触する部分を低減できるので、チップ２の欠けなどが生じる可能性を低減できる。

【0070】

なお、ピックアップ対象のチップ２に隣り合うチップ２には、電子部品として機能するチップ２の間に存在するが、電子部品として機能しない微小なチップ２も含まれる。このようなチップ２は、例えば、電子部品として機能する領域の形成工程上、必要なチップ２同士の間隔が広く、電子部品として機能するチップ２の大きさに個片化する際に、余剰として残ってしまう部分が該当する。

【0071】

（３）溝２１１ｂの形状は、チップ２を吸着面２１１ａに変形なく吸着でき、シート１１からチップ２を剥離するときに確実に吸着保持できればよい。例えば、溝２１１ｂを円形、目の字形としてもよく、枠内を十字でなく放射状としてもよい。

【0072】

（４）上記の態様では、チップ２のピックアップ毎に、接触部２１２の接触を検出していた（図９のステップＳ１０４）。しかし、必ずしもチップ２毎に毎回接触検出する必要はない。例えば、ピックアップコレット２１を交換した時、チップ２の厚さ等、品種が切り替わった時などのタイミングで、一度接触検出を行い、その時の高さ位置を記憶しておく。そして、実際の製品のピックアップ時には、その高さ位置を目標に駆動するようにして、接触検出を省略してもよい。

【0073】

（５）接触部２１２は、必ずしも初めからチップ２に接触している必要はない。保持部２１１を所定の高さ位置とした状態で、接触部２１２と周辺のチップ２との間に隙間があってもよい。これにより、ピックアップ対象のチップ２が突き上げられて、シート１１が引き伸ばされることによって、周辺のチップ２が僅かに浮き上がったとしても、隙間分上昇すると接触部２１２に接触するので、破損を防止できる。したがって、接触部２１２と周辺のチップ２との間の上下方向の隙間は、周辺のチップ２の破損が生じない間隔とする。

【0074】

（６）突き上げ機構２４の突き上げ体２４２は、角柱形状であっても円柱形状であってもよい。突き上げ体２４２を構成する昇降体の数は上記には限定されず、１つ又は２つの昇降体により構成されていても、４つ以上の昇降体により構成されていてもよい。さらに、バックアップ体から突き上げピンが突出することによって突き上げる構成の突き上げ機構であってもよい。つまり、シート１１からチップ２が剥離できるように突き上げることができればよい。

【0075】

（７）上記の実施形態では、供給装置１０において、チップ２は機能面が上方に露出したフェイスアップ状態で配置されていたが、機能面が下方のシート１１側となったフェイスダウン状態で配置されていても良い。また、上記のように、チップ２は、基板３に対してフェイスダウンで実装される場合も、フェイスアップで実装される場合も含む。つまり、フェイスアップで配置されたチップ２は、反転させることによりフェイスダウンボンディングができ、中継装置を経由することによりフェイスアップボンディングができる。また、フェイスダウンで配置されたチップ２は、反転させることによりフェイスアップボンディングができ、中継装置を経由することによりフェイスダウンボンディングができる。

【0076】

［他の実施形態］
本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、本発明は、各請求項の全て又はいずれかを組み合わせた実施形態も包含する。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

【符号の説明】

【0077】

１ 実装装置
２ チップ
３ 基板
１０ 供給装置
１１ シート
１２ 供給ステージ
１３ ステージ移動機構
２０ ピックアップ装置
２１ ピックアップコレット
２１ａ 吸引孔
２２ 移動機構
２２ａ スライド機構
２２ｂ 支持フレーム
２２ｃ レール
２２ｄ スライダ
２３ 反転機構
２４ 突き上げ機構
３０ 搭載装置
３１ ボンディングヘッド
３１ａ ノズル
３２ 移動機構
４０ 基板ステージ
４１ ステージ移動機構
５０ 制御装置
２１０ 取付ベース
２１０ａ、２１２ｂ 貫通孔
２１１ 保持部
２１１ａ 吸着面
２１１ｂ 溝
２１１ｃ 吸引口
２１２ 接触部
２１２ａ 接触面
２１３ 逃げ部
２２０ 駆動機構
２２２ リニアガイド
２２３ 駆動体
２２６ ブラケット
２２６ａ 移動ブロック
２２６ｂ アーム
２２７ ホルダ
２２８ ピックアップヘッド
２４１ バックアップ体
２４２ 突き上げ体
２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃ 昇降体
３２１ スライド機構
３２１ａ 支持フレーム
３２１ｂ レール
３２１ｃ スライダ
３２２ 昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】