专利名称：芯片接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将处于粘贴在薄膜的状态的半导体芯片(semiconductor chip) 从薄膜上剥离而与引线框接合的芯片接合装置。
背景技术：
在LSI、IC、晶体管等半导体元件的制造工序中，在对表面形成有多个半导体元件 的半导体片(semiconductor wafer)实施了背面磨削等必需的处理之后，将该半导体片粘 贴在薄膜上，分割为各个半导体元件。其后，利用芯片接合装置，将被分割成芯片状的各个 半导体元件(半导体芯片)从薄膜上剥离并安装在引线框(参照专利文献1、2等)。
专利文献1日本特开平5-121469号公报
专利文献2日本特开平5-055275号公报发明内容
然而，薄膜、半导体芯片有各种各样的种类，根据二者不同的组合，有时存在难于 顺利地从薄膜上剥离半导体芯片的问题。
本发明是鉴于上述情况而作出的，本发明主要的技术课题是提供一种不管薄膜、 半导体芯片的种类如何，都能够顺利且可靠地从薄膜上剥离半导体芯片的芯片接合装置。
本发明为一种芯片接合装置，具备顶出销、保持部件和保持部件移动机构；上述顶 出销，将在表面粘贴了多个半导体芯片的薄膜从背面侧朝向上述表面侧顶出，从而使半导 体芯片从上述薄膜上剥离；上述保持部件，通过该顶出销的顶出，可拆装地保持从上述薄膜 上剥离的半导体芯片；上述保持部件移动机构，使该保持部件移动到引线框上表面的规定 位置；其特征在于，具有冷却机构，该冷却机构用于冷却粘贴有作为上述顶出销的顶出对象 的半导体芯片的上述薄膜。
根据本发明，通过冷却机构来冷却薄膜，从而半导体芯片相对于薄膜的粘贴强度 降低，半导体芯片成为易于从薄膜上剥离的状态。因此，若在该冷却状态下用顶出销顶出半 导体芯片，则能够顺利且可靠地从薄膜上剥离半导体芯片。
根据本发明的芯片接合装置，用冷却机构冷却薄膜使其粘度降低，从而产生不管 薄膜、半导体芯片的种类如何，都能够顺利且可靠地从薄膜上剥离半导体芯片的效果。
图1示出了用本发明的一实施方式的芯片接合装置处理的被处理物，S卩，粘贴在 薄膜、处于已被分割成多个半导体芯片的状态的半导体片的立体图。
图2是表示本发明的一实施方式的芯片接合装置的立体图。
图3是表示用一实施方式的芯片接合装置，从薄膜上剥离半导体芯片的过程的侧 视图。
图4是表示将用一实施方式的芯片接合装置从薄膜上剥离下来的半导体芯片用弹簧夹头保持、运送的过程的侧视图。
图5是表示改变了吸附部件的冷却机构的、芯片接合装置的另一实施方式的侧视 图。
符号的说明
2半导体芯片
5 薄膜
9引线框
13顶出销
20弹簧夹头(保持部件)
12冷却机构
15冷却管嘴(冷却机构)具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
(1)半导体芯片
图1的符号1表示被分割成多个半导体芯片2的状态的半导体片。半导体片1是 例如厚度为100 300 μ m左右的硅片等，在表面形成多个矩形的元件3，元件3之间全部的 分割预定线都被切断，从而分割成在表面具有元件3的多个半导体芯片2。
半导体片1，在粘贴到由环状的框架4展开的薄膜5的、表面侧的粘贴面fe的状态 下被分割成多个半导体芯片2。薄膜5的单面为粘贴面fe，在该粘贴面fe上贴有框架4和 半导体片1。框架4由金属等板材构成，具有刚性，通过支承该框架4来运送半导体片1。由 于被分割的多个半导体芯片2粘贴在薄膜5上，因此并不分散，保持了半导体片1的形态。 通过如图2所示的一实施方式的芯片接合装置，从薄膜5上剥离各半导体芯片2，并将其安 装到引线框9的上表面。
(2)芯片接合装置
(2-1)芯片接合装置的结构
如图2所示的芯片接合装置具有未图示的台架，该台架保持上述框架4，并以粘贴 面fe朝上且下表面露出的浮起状态水平地支承着粘贴了多个半导体芯片2的状态的薄膜 5。而且，芯片接合装置具备吸附部件10、弹簧夹头(保持部件)20和摄像机构30，上述吸 附部件10配设在以如上所述的方式被支承的薄膜5的下侧，上述弹簧夹头20配设在薄膜5 的上方。另外，在图2中，在薄膜5上的多个半导体芯片2之中，仅示出了作为剥离对象的 一个半导体芯片2，而其他的半导体芯片2则省略了图示。
摄像机构30在半导体片1的上方沿水平方向可移动地被支承，由该摄像机构30 掌握各半导体芯片2的位置。
吸附部件10具有轴线与铅直方向平行地配设的圆筒状的外壳11。而且在该外壳 11内的上端部固定有冷却机构12。虽然并没有限定冷却机构12使用什么样的装置，但是 使用例如通常公知的珀耳帖元件较理想。此外，还能够使用压缩式的冷却机构等，该压缩式 的冷却机构利用在使压缩了的制冷剂氦气膨胀时会产生冷却的原理。
在堵住外壳11的上端开口的冷却机构12的中央，可在上下方向移动地贯穿有顶出销13。该顶出销13，利用未图示的上下移动机构，在顶出销13的前端未从冷却机构12 突出到上方的待机位置(如图3(a)所示)和顶出销13的前端突出到冷却机构12的上方 的顶出位置(如图3(c)所示)之间上下移动。
另外，在冷却机构12中的顶出销13的周围形成有在上下方向贯通的多个吸引孔 12a。构成吸附部件10的上端面的冷却机构12的上表面与外壳11的上端缘设定为相互齐 平，并且水平。在吸附部件10连接有吸引外壳11的内部空气的未图示的吸引源，该吸引源 工作时，形成负压运转，从吸引孔1 吸引上方的空气，据此，薄膜5的背面(下表面)被吸 附到吸附部件10的上端面。另外，如图3(b)所示，吸附薄膜5的吸附部件10的上端面，具 有与多个半导体芯片2相对应的大小。
弹簧夹头20为轴线与铅直方向平行地配设的圆筒状部件，下端部形成为前端细 的圆锥状。而且，在该圆锥部21的前端缘部形成有芯片保持部21a，该芯片保持部21a形成 锥状，越向上方内部而越变窄。在弹簧夹头20连接有吸引弹簧夹头20的内部空气的未图 示的吸引源，该吸引源工作时形成负压运转，从弹簧夹头20的下端开口 20a吸引下方的空 气，据此，从薄膜5剥离的一个半导体芯片2吸附在芯片保持部21a并被水平地保持。
上述吸附部件10，利用未图示的移动机构，可沿着薄膜5的背面与该薄膜5相对地 在水平方向上移动，而被定位在全部剥离对象的半导体芯片2的背面侧，并且也可上下移 动而与薄膜5的背面相对地远离或接近。所述相对于薄膜5使吸附部件10移动的移动机 构，使吸附部件10或保持框架4的上述台架中的任一方或双方进行移动。
另外，上述弹簧夹头20利用未图示的移动机构(保持部件移动机构)，可沿着半导 体片1的表面在水平方向上移动，而被定位在全部半导体芯片2的上方，并且也可上下移动 而相对半导体片1的表面远离或接近。另外，利用该移动机构，弹簧夹头20被运送到设置 于规定位置的引线框9的上表面的安装位置。
(2-2)芯片接合装置的操作
接着，说明通过具有以上结构的芯片接合装置从薄膜5上剥离半导体芯片2而将 其配设在引线框9的操作。首先，如图3(a)所示，吸附部件10被移动并定位在由摄像机构 30掌握的、将剥离的一个半导体芯片2的位置。如该图所示，在目标半导体芯片2的下方， 顶出销13与半导体芯片2的中心对应，吸附部件10位于稍微从薄膜5离开的下方。在此 阶段中，顶出销13定位在待机位置。
然后，吸附部件10开始负压运转，同时，吸附部件10上升，据此如图3(b)所示，薄 膜5被吸附在吸附部件10的上端面。另外，与此同时，使冷却机构12工作，通过工作的冷 却机构12来冷却薄膜5的、与冷却机构12接触的部分。
接着，如图3(c)所示，使顶出销13上升到顶出位置(在该图中，向上箭头表示顶 出销13的运动方向)，据此，薄膜5被顶出销13从背面侧向表面侧顶出。这样，同时顶出 目标半导体芯片2，使其从薄膜5上剥离。此时，粘贴有半导体芯片2的薄膜5被冷却机构 12冷却，由此薄膜5的粘贴面fe的粘度，即，半导体芯片2相对于薄膜5的粘贴强度降低。 因此，容易从薄膜5上剥离半导体芯片2。
接着，如图4(a)所示，弹簧夹头20从被剥离的半导体芯片2的上方朝向下箭头方 向下降而成为使半导体芯片2进入芯片保持部21a内的状态，与此同时，弹簧夹头20进行 负压运转。这样，半导体芯片2被芯片保持部21a保持。此后，如图4(b)所示，弹簧夹头20向用向上箭头表示的方向上升，然后移动到如图2所示的引线框9的上表面，在将半导体芯 片2定位在规定的安装位置之后，停止负压运转。据此，将半导体芯片2配设在引线框9。
如上所述，一边利用冷却机构12来冷却薄膜5，一边用顶出销13顶出薄膜5，据此 使半导体芯片2从薄膜5上剥离，接着，对全部的半导体芯片2依次反复地进行将从薄膜5 上剥离的半导体芯片2配设到引线框9的操作，从而将全部的半导体芯片2配设到引线框 9。
(2-3)芯片接合装置的作用效果
根据上述一实施方式的芯片接合装置，在从薄膜5上剥离半导体芯片2时，如上所 述用冷却机构12来冷却薄膜5，据此降低了粘贴面fe的粘度，因此半导体芯片2成为容易 从薄膜5剥离的状态。因此，即使薄膜5相对于半导体芯片2的粘贴力很强，也能够顺利且 可靠地从薄膜5上剥离半导体芯片2。
(3)其他的实施方式
图5表示改变了上述吸附部件10所具备的本发明中的冷却机构的方式的另一实 施方式。在此时的吸附部件10的外壳11的上端部，固定上板部14，顶出销13可上下移动 地贯穿于该上板部14的中心。另外，在上板部14的顶出销13的周围形成有多个吸引孔 14a。
作为该实施方式的冷却机构，在外壳11的周围配设了多个冷却管嘴15。这些冷 却管嘴15为沿上下方向延伸的管状的部件，这些冷却管嘴15的上端部朝向内侧(外壳11 侧)地向斜上方弯曲。向各冷却管嘴15供给被冷却了的空气等冷却流体，并从上方开口 1 喷出冷却流体。各冷却管嘴15设置成其上端不比外壳11的上端更向上方突出的状态， 例如可以设置成以通过未图示的托架固定在外壳11的方式，与外壳11 一体地上下移动。
在该实施方式中，在通过负压运转的吸附部件10将薄膜5吸附到吸附部件10的 上板部14时，从各冷却管嘴15的开口 15a，如用冷却管嘴15内的箭头所示地朝薄膜5喷出 冷却流体。据此，冷却吸附部件10的上方部分的薄膜5，从而使粘贴面fe的粘度降低，能够 容易地剥离作为剥离对象的、顶出销13的正上方的半导体芯片2。
另外，在上述实施方式中，从薄膜5上剥离的半导体芯片2是直接粘贴在薄膜5上 的，但在本发明中，也能够以在背面形成有DAF(DieAttach Film，芯片贴装膜)等粘贴层的 半导体芯片为对象。此时，通过该DAF等粘接层将半导体芯片粘贴在薄膜上，因此根据情况 可使用不具有粘贴面的薄膜。
权利要求
1. 一种芯片接合装置，具备顶出销、保持部件和保持部件移动机构；上述顶出销，将在 表面粘贴了多个半导体芯片的薄膜从背面侧朝向上述表面侧顶出，从而使半导体芯片从上 述薄膜上剥离；上述保持部件，通过该顶出销的顶出，可拆装地保持从上述薄膜上剥离的半 导体芯片；上述保持部件移动机构，使该保持部件移动到引线框上表面的规定位置；其特 征在于，具有冷却机构，该冷却机构用于冷却粘贴有作为上述顶出销的顶出对象的半导体芯片 的上述薄膜。
全文摘要
本发明提供一种不管薄膜、半导体芯片的种类如何，都能够顺利且可靠地从薄膜上剥离半导体芯片的芯片接合装置。用吸附部件(10)吸附薄膜(5)的背面，用设置于吸附部件(10)的内部的顶出销(13)顶出薄膜(5)，据此，在将粘贴于薄膜(5)的半导体芯片(2)从薄膜(5)上剥离时，通过冷却机构(12)冷却薄膜(5)，成为使薄膜(5)的粘贴面(5a)的粘度降低的状态，从而可容易地剥离半导体芯片(2)。
文档编号H01L21/50GK102034716SQ201010256520
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月17日 优先权日2009年9月29日
发明者中村胜 申请人:株式会社迪思科