專利名稱：芯片接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將處于粘貼在薄膜的狀態(tài)的半導體芯片(semiconductor chip) 從薄膜上剝離而與引線框接合的芯片接合裝置。
背景技術(shù)：
在LSI、IC、晶體管等半導體元件的制造工序中，在對表面形成有多個半導體元件 的半導體片(semiconductor wafer)實施了背面磨削等必需的處理之后，將該半導體片粘 貼在薄膜上，分割為各個半導體元件。其后，利用芯片接合裝置，將被分割成芯片狀的各個 半導體元件(半導體芯片)從薄膜上剝離并安裝在引線框(參照專利文獻1、2等)。
專利文獻1日本特開平5-121469號公報
專利文獻2日本特開平5-055275號公報發(fā)明內(nèi)容
然而，薄膜、半導體芯片有各種各樣的種類，根據(jù)二者不同的組合，有時存在難于 順利地從薄膜上剝離半導體芯片的問題。
本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，本發(fā)明主要的技術(shù)課題是提供一種不管薄膜、 半導體芯片的種類如何，都能夠順利且可靠地從薄膜上剝離半導體芯片的芯片接合裝置。
本發(fā)明為一種芯片接合裝置，具備頂出銷、保持部件和保持部件移動機構(gòu)；上述頂 出銷，將在表面粘貼了多個半導體芯片的薄膜從背面?zhèn)瘸蛏鲜霰砻鎮(zhèn)软敵觯瑥亩拱雽?體芯片從上述薄膜上剝離；上述保持部件，通過該頂出銷的頂出，可拆裝地保持從上述薄膜 上剝離的半導體芯片；上述保持部件移動機構(gòu)，使該保持部件移動到引線框上表面的規(guī)定 位置；其特征在于，具有冷卻機構(gòu)，該冷卻機構(gòu)用于冷卻粘貼有作為上述頂出銷的頂出對象 的半導體芯片的上述薄膜。
根據(jù)本發(fā)明，通過冷卻機構(gòu)來冷卻薄膜，從而半導體芯片相對于薄膜的粘貼強度 降低，半導體芯片成為易于從薄膜上剝離的狀態(tài)。因此，若在該冷卻狀態(tài)下用頂出銷頂出半 導體芯片，則能夠順利且可靠地從薄膜上剝離半導體芯片。
根據(jù)本發(fā)明的芯片接合裝置，用冷卻機構(gòu)冷卻薄膜使其粘度降低，從而產(chǎn)生不管 薄膜、半導體芯片的種類如何，都能夠順利且可靠地從薄膜上剝離半導體芯片的效果。


圖1示出了用本發(fā)明的一實施方式的芯片接合裝置處理的被處理物，S卩，粘貼在 薄膜、處于已被分割成多個半導體芯片的狀態(tài)的半導體片的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實施方式的芯片接合裝置的立體圖。
圖3是表示用一實施方式的芯片接合裝置，從薄膜上剝離半導體芯片的過程的側(cè) 視圖。
圖4是表示將用一實施方式的芯片接合裝置從薄膜上剝離下來的半導體芯片用彈簧夾頭保持、運送的過程的側(cè)視圖。
圖5是表示改變了吸附部件的冷卻機構(gòu)的、芯片接合裝置的另一實施方式的側(cè)視 圖。
符號的說明
2半導體芯片
5 薄膜
9引線框
13頂出銷
20彈簧夾頭(保持部件)
12冷卻機構(gòu)
15冷卻管嘴(冷卻機構(gòu))具體實施方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的一實施方式進行說明。
(1)半導體芯片
圖1的符號1表示被分割成多個半導體芯片2的狀態(tài)的半導體片。半導體片1是 例如厚度為100 300 μ m左右的硅片等，在表面形成多個矩形的元件3，元件3之間全部的 分割預定線都被切斷，從而分割成在表面具有元件3的多個半導體芯片2。
半導體片1，在粘貼到由環(huán)狀的框架4展開的薄膜5的、表面?zhèn)鹊恼迟N面fe的狀態(tài) 下被分割成多個半導體芯片2。薄膜5的單面為粘貼面fe，在該粘貼面fe上貼有框架4和 半導體片1?？蚣?由金屬等板材構(gòu)成，具有剛性，通過支承該框架4來運送半導體片1。由 于被分割的多個半導體芯片2粘貼在薄膜5上，因此并不分散，保持了半導體片1的形態(tài)。 通過如圖2所示的一實施方式的芯片接合裝置，從薄膜5上剝離各半導體芯片2，并將其安 裝到引線框9的上表面。
(2)芯片接合裝置
(2-1)芯片接合裝置的結(jié)構(gòu)
如圖2所示的芯片接合裝置具有未圖示的臺架，該臺架保持上述框架4，并以粘貼 面fe朝上且下表面露出的浮起狀態(tài)水平地支承著粘貼了多個半導體芯片2的狀態(tài)的薄膜 5。而且，芯片接合裝置具備吸附部件10、彈簧夾頭(保持部件)20和攝像機構(gòu)30，上述吸 附部件10配設(shè)在以如上所述的方式被支承的薄膜5的下側(cè)，上述彈簧夾頭20配設(shè)在薄膜5 的上方。另外，在圖2中，在薄膜5上的多個半導體芯片2之中，僅示出了作為剝離對象的 一個半導體芯片2，而其他的半導體芯片2則省略了圖示。
攝像機構(gòu)30在半導體片1的上方沿水平方向可移動地被支承，由該攝像機構(gòu)30 掌握各半導體芯片2的位置。
吸附部件10具有軸線與鉛直方向平行地配設(shè)的圓筒狀的外殼11。而且在該外殼 11內(nèi)的上端部固定有冷卻機構(gòu)12。雖然并沒有限定冷卻機構(gòu)12使用什么樣的裝置，但是 使用例如通常公知的珀耳帖元件較理想。此外，還能夠使用壓縮式的冷卻機構(gòu)等，該壓縮式 的冷卻機構(gòu)利用在使壓縮了的制冷劑氦氣膨脹時會產(chǎn)生冷卻的原理。
在堵住外殼11的上端開口的冷卻機構(gòu)12的中央，可在上下方向移動地貫穿有頂出銷13。該頂出銷13，利用未圖示的上下移動機構(gòu)，在頂出銷13的前端未從冷卻機構(gòu)12 突出到上方的待機位置(如圖3(a)所示)和頂出銷13的前端突出到冷卻機構(gòu)12的上方 的頂出位置(如圖3(c)所示)之間上下移動。
另外，在冷卻機構(gòu)12中的頂出銷13的周圍形成有在上下方向貫通的多個吸引孔 12a。構(gòu)成吸附部件10的上端面的冷卻機構(gòu)12的上表面與外殼11的上端緣設(shè)定為相互齊 平，并且水平。在吸附部件10連接有吸引外殼11的內(nèi)部空氣的未圖示的吸引源，該吸引源 工作時，形成負壓運轉(zhuǎn)，從吸引孔1 吸引上方的空氣，據(jù)此，薄膜5的背面(下表面)被吸 附到吸附部件10的上端面。另外，如圖3(b)所示，吸附薄膜5的吸附部件10的上端面，具 有與多個半導體芯片2相對應(yīng)的大小。
彈簧夾頭20為軸線與鉛直方向平行地配設(shè)的圓筒狀部件，下端部形成為前端細 的圓錐狀。而且，在該圓錐部21的前端緣部形成有芯片保持部21a，該芯片保持部21a形成 錐狀，越向上方內(nèi)部而越變窄。在彈簧夾頭20連接有吸引彈簧夾頭20的內(nèi)部空氣的未圖 示的吸引源，該吸引源工作時形成負壓運轉(zhuǎn)，從彈簧夾頭20的下端開口 20a吸引下方的空 氣，據(jù)此，從薄膜5剝離的一個半導體芯片2吸附在芯片保持部21a并被水平地保持。
上述吸附部件10，利用未圖示的移動機構(gòu)，可沿著薄膜5的背面與該薄膜5相對地 在水平方向上移動，而被定位在全部剝離對象的半導體芯片2的背面?zhèn)龋⑶乙部缮舷乱?動而與薄膜5的背面相對地遠離或接近。所述相對于薄膜5使吸附部件10移動的移動機 構(gòu)，使吸附部件10或保持框架4的上述臺架中的任一方或雙方進行移動。
另外，上述彈簧夾頭20利用未圖示的移動機構(gòu)(保持部件移動機構(gòu))，可沿著半導 體片1的表面在水平方向上移動，而被定位在全部半導體芯片2的上方，并且也可上下移動 而相對半導體片1的表面遠離或接近。另外，利用該移動機構(gòu)，彈簧夾頭20被運送到設(shè)置 于規(guī)定位置的引線框9的上表面的安裝位置。
(2-2)芯片接合裝置的操作
接著，說明通過具有以上結(jié)構(gòu)的芯片接合裝置從薄膜5上剝離半導體芯片2而將 其配設(shè)在引線框9的操作。首先，如圖3(a)所示，吸附部件10被移動并定位在由攝像機構(gòu) 30掌握的、將剝離的一個半導體芯片2的位置。如該圖所示，在目標半導體芯片2的下方， 頂出銷13與半導體芯片2的中心對應(yīng)，吸附部件10位于稍微從薄膜5離開的下方。在此 階段中，頂出銷13定位在待機位置。
然后，吸附部件10開始負壓運轉(zhuǎn)，同時，吸附部件10上升，據(jù)此如圖3(b)所示，薄 膜5被吸附在吸附部件10的上端面。另外，與此同時，使冷卻機構(gòu)12工作，通過工作的冷 卻機構(gòu)12來冷卻薄膜5的、與冷卻機構(gòu)12接觸的部分。
接著，如圖3(c)所示，使頂出銷13上升到頂出位置(在該圖中，向上箭頭表示頂 出銷13的運動方向)，據(jù)此，薄膜5被頂出銷13從背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)软敵觥＿@樣，同時頂出 目標半導體芯片2，使其從薄膜5上剝離。此時，粘貼有半導體芯片2的薄膜5被冷卻機構(gòu) 12冷卻，由此薄膜5的粘貼面fe的粘度，即，半導體芯片2相對于薄膜5的粘貼強度降低。 因此，容易從薄膜5上剝離半導體芯片2。
接著，如圖4(a)所示，彈簧夾頭20從被剝離的半導體芯片2的上方朝向下箭頭方 向下降而成為使半導體芯片2進入芯片保持部21a內(nèi)的狀態(tài)，與此同時，彈簧夾頭20進行 負壓運轉(zhuǎn)。這樣，半導體芯片2被芯片保持部21a保持。此后，如圖4(b)所示，彈簧夾頭20向用向上箭頭表示的方向上升，然后移動到如圖2所示的引線框9的上表面，在將半導體芯 片2定位在規(guī)定的安裝位置之后，停止負壓運轉(zhuǎn)。據(jù)此，將半導體芯片2配設(shè)在引線框9。
如上所述，一邊利用冷卻機構(gòu)12來冷卻薄膜5，一邊用頂出銷13頂出薄膜5，據(jù)此 使半導體芯片2從薄膜5上剝離，接著，對全部的半導體芯片2依次反復地進行將從薄膜5 上剝離的半導體芯片2配設(shè)到引線框9的操作，從而將全部的半導體芯片2配設(shè)到引線框 9。
(2-3)芯片接合裝置的作用效果
根據(jù)上述一實施方式的芯片接合裝置，在從薄膜5上剝離半導體芯片2時，如上所 述用冷卻機構(gòu)12來冷卻薄膜5，據(jù)此降低了粘貼面fe的粘度，因此半導體芯片2成為容易 從薄膜5剝離的狀態(tài)。因此，即使薄膜5相對于半導體芯片2的粘貼力很強，也能夠順利且 可靠地從薄膜5上剝離半導體芯片2。
(3)其他的實施方式
圖5表示改變了上述吸附部件10所具備的本發(fā)明中的冷卻機構(gòu)的方式的另一實 施方式。在此時的吸附部件10的外殼11的上端部，固定上板部14，頂出銷13可上下移動 地貫穿于該上板部14的中心。另外，在上板部14的頂出銷13的周圍形成有多個吸引孔 14a。
作為該實施方式的冷卻機構(gòu)，在外殼11的周圍配設(shè)了多個冷卻管嘴15。這些冷 卻管嘴15為沿上下方向延伸的管狀的部件，這些冷卻管嘴15的上端部朝向內(nèi)側(cè)(外殼11 側(cè))地向斜上方彎曲。向各冷卻管嘴15供給被冷卻了的空氣等冷卻流體，并從上方開口 1 噴出冷卻流體。各冷卻管嘴15設(shè)置成其上端不比外殼11的上端更向上方突出的狀態(tài)， 例如可以設(shè)置成以通過未圖示的托架固定在外殼11的方式，與外殼11 一體地上下移動。
在該實施方式中，在通過負壓運轉(zhuǎn)的吸附部件10將薄膜5吸附到吸附部件10的 上板部14時，從各冷卻管嘴15的開口 15a，如用冷卻管嘴15內(nèi)的箭頭所示地朝薄膜5噴出 冷卻流體。據(jù)此，冷卻吸附部件10的上方部分的薄膜5，從而使粘貼面fe的粘度降低，能夠 容易地剝離作為剝離對象的、頂出銷13的正上方的半導體芯片2。
另外，在上述實施方式中，從薄膜5上剝離的半導體芯片2是直接粘貼在薄膜5上 的，但在本發(fā)明中，也能夠以在背面形成有DAF(DieAttach Film，芯片貼裝膜)等粘貼層的 半導體芯片為對象。此時，通過該DAF等粘接層將半導體芯片粘貼在薄膜上，因此根據(jù)情況 可使用不具有粘貼面的薄膜。
權(quán)利要求
1. 一種芯片接合裝置，具備頂出銷、保持部件和保持部件移動機構(gòu)；上述頂出銷，將在 表面粘貼了多個半導體芯片的薄膜從背面?zhèn)瘸蛏鲜霰砻鎮(zhèn)软敵觯瑥亩拱雽w芯片從上 述薄膜上剝離；上述保持部件，通過該頂出銷的頂出，可拆裝地保持從上述薄膜上剝離的半 導體芯片；上述保持部件移動機構(gòu)，使該保持部件移動到引線框上表面的規(guī)定位置；其特 征在于，具有冷卻機構(gòu)，該冷卻機構(gòu)用于冷卻粘貼有作為上述頂出銷的頂出對象的半導體芯片 的上述薄膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不管薄膜、半導體芯片的種類如何，都能夠順利且可靠地從薄膜上剝離半導體芯片的芯片接合裝置。用吸附部件(10)吸附薄膜(5)的背面，用設(shè)置于吸附部件(10)的內(nèi)部的頂出銷(13)頂出薄膜(5)，據(jù)此，在將粘貼于薄膜(5)的半導體芯片(2)從薄膜(5)上剝離時，通過冷卻機構(gòu)(12)冷卻薄膜(5)，成為使薄膜(5)的粘貼面(5a)的粘度降低的狀態(tài)，從而可容易地剝離半導體芯片(2)。
文檔編號H01L21/50GK102034716SQ201010256520
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者中村勝 申請人:株式會社迪思科