JP2010013189A - 半導体素子用トレイ - Google Patents

Abstract

【課題】作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる半導体素子用トレイを提供する。
【解決手段】半導体素子収納用トレイは、半導体素子１３を収納するためのポケット３３と、位置決め用突起３６とを有するトレイ本体３１と、ポケット３３と同じ開口寸法及び配置となるように形成された開口部３５と、位置決め用突起３６と対応する位置に設けられた位置決め用穴３７とを有する枠体３２とを含む。これにより、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子を収納して搬送する半導体素子収納用トレイに関するものである。

半導体素子の収納、運搬などには、半導体素子用トレイが用いられる（例えば、特許文献１参照）。図８（ａ）は、従来の半導体素子用トレイを示す斜視図、図８（ｂ）は、従来の半導体素子用トレイに半導体素子を収納し、カバーを施した状態を示す断面図である。

図示のように、従来の半導体素子用トレイは、樹脂材などから構成された四角形のトレイ本体８１に、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット８２が形成されたものである。

このポケット８２に、半導体素子８３が個別に収納され、カバー８４で覆った状態で、運搬、保管される。このポケット８２の縦、横寸法は、収納する半導体素子８３より、通常、数１００μｍから数ｍｍ大きくしている。また、ポケット８２の探さは、半導体素子用トレイに半導体素子８３を収納して作業する場合に、作業時の振動により半導体素子８３がポケット８２から飛び出すのを防止するため、収納する半導体素子８３の厚みより、通常、数１００μｍ深くしている。

特開２００１−９７３４９号公報

以上のような構成をした従来の半導体素子用トレイは、半導体素子８３を収納し運搬するとき、運搬時の振動等により半導体素子８３がポケット８２内で縦、横、高さ方向に動き、ポケット８２の内壁やカバー８４に衝突し、半導体素子端部が欠け、その欠けた欠片が半導体素子８３上に付着するという問題があった。特に、半導体素子８３の裏面端部が欠けることが多く、半導体素子裏面に金などの金属膜が施されている場合は、半導体素子上に導電性ごみが付着していた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる半導体素子用トレイを得るものである。

本発明に係る半導体素子用トレイは、半導体素子を収納するためのポケットと、位置決め用突起とを有するトレイ本体と、前記ポケットと同じ開口寸法及び配置となるように形成された開口部と、前記位置決め用突起と対応する位置に設けられた位置決め用穴とを有する枠体とを含む。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体素子用トレイを示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ）、ポケット部分の拡大断面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態２に係る半導体素子用トレイを示す断面図（ａ）、ポケット部分の拡大上面図（ｂ）、ポケット部分の拡大断面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態３に係る半導体素子用トレイを示す斜視図（ａ）、ポケット部分の拡大断面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態４に係る半導体素子用トレイを示す断面図（ａ）、ポケット部分の拡大断面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態５に係る半導体素子用トレイを示す断面図（ａ）、（ｂ）、変形例の断面図（ｃ）、下面図（ｄ）である。 本発明の実施の形態６に係る半導体素子用トレイを示す断面図（ａ）、半導体素子の断面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態７に係る半導体素子用トレイを示す断面図である。 従来の半導体素子用トレイを示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ）である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る半導体素子用トレイについて、斜視図を図１（ａ）に示し、図１（ａ）のＡ−Ａ’の断面図を図１（ｂ）に示し、ポケット部分の拡大断面図を図１（ｃ）に示す。

本実施の形態に係る半導体素子用トレイは、図示のように、樹脂材などから構成される四角形の板状基板であるトレイ本体１１を有する。そして、トレイ本体１１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット１２がマトリックス状に形成されている。このポケット１２には、半導体素子１３が個別に収納される。そして、トレイ本体１１をカバー１４で覆った状態で、半導体素子１３は、運搬、保管される。

ポケット１２の底面の周囲、即ち、ポケット１２の内壁との境界部分に、深さ０．１ｍｍ程度の溝１５が形成されている。ここで、ポケット１２の幅をａ、半導体素子１３の幅をｂとすると、溝１５の幅ｗは、ｗ＞（ａ−ｂ）という条件を満たすように形成される。即ち、溝１５の幅ｗは、ポケット１２の幅ａと半導体素子１３の幅ｂの差よりも大きい。

また、半導体素子用トレイは、所望のポケット寸法になるように加工した金属型に、加熱溶融した樹脂材を流し込んで形成する、いわゆる射出成形により形成される。従って、ポケット１２などの加工精度は、通常５０μｍ程度である。そこで、例えば（ａ−ｂ）が６０μｍの場合、Ｗは６０μｍより大きい寸法、例えば１００μｍ程度にする。

これにより、半導体素子１３を半導体素子用トレイに収納し搬送するとき、振動により半導体素子１３がポケット１２内で上下左右に移動しても、半導体素子１３の下面端部は、溝１５上に位置するため、ポケット１２の底面と接触することがない。

よって、本実施の形態１に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る半導体素子用トレイについて、断面図を図２（ａ）に示し、ポケット部分の拡大上面図を図２（ｂ）に示し、ポケット部分の拡大断面図を図２（ｃ）に示す。

本実施の形態において、トレイ本体２１は、樹脂材などから構成される四角形の第１のトレイ構成部２２と、第１のトレイ構成部２２上に形成された第２のトレイ構成部２３とから構成される。この第１のトレイ構成部２２と第２のトレイ構成部２３は、射出成形などの加工法により別々に形成された後、接着剤等で張り合わせられたものである。

第２のトレイ構成部２３は、四角形の開口部がマトリックス状に形成されたポケット２４と、このポケット２４の一部を覆う、「コ」の字形に形成されたひさし部２５を有する。

この半導体素子用トレイに半導体素子１３を収納する場合は、まず、ポケット２４のひさし部２５で覆われていない部分にチップを搭載する。次に、半導体素子用トレイを少し傾け、半導体素子１３をポケット２４内で滑らせるようにして、ひさし部２５の下部に配置させる。

こうして、ポケット２４に半導体素子１３を収納すると、ひさし部２５により半導体素子１３の一部が覆われる。ただし、ひさし部２５と半導体素子１３の間の隙間が１００μｍ程度以下になるように構成する。これにより、作業時や運搬時の振動による半導体素子１３のポケット２４からの飛び出しや高さ方向の振動幅を抑制することができる。

また、この時、ポケット２４のひさし部２５で覆われていない部分において、半導体素子１３とポケット２４の内壁との間に空隙部２７が形成される。そこで、トレイ本体２１を覆うカバー２８に、下方に伸びた突起部２９を設けている。この突起部２９は、カバー２８でトレイ本体２１を覆った際に、ひさし部２５の下方へ収納した半導体素子１３とポケット２４の側壁との間に挿入される。これにより、作業時や運搬時の振動による半導体素子１３の横方向の振動幅を低減することができる。

よって、本実施の形態２に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る半導体素子用トレイについて、斜視図を図３（ａ）に示し、ポケット部分の拡大断面図を図３（ｂ）に示す。

本実施の形態に係る半導体素子用トレイは、図示のように、樹脂材などから構成される四角形のトレイ本体３１と、このトレイ本体３１に着脱可能に取り付けられる枠体３２を有する。

トレイ本体３１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット３３がマトリックス状に形成されている。このポケット３３の深さは、収納する半導体素子１３の厚みより５０〜１００μｍ深くしてある。即ち、ポケット３３の深さを従来の半導体素子用トレイより浅くしている。

また、枠体３２は、ポケット３３と同じ寸法及び配置となるように形成された開口部３５を有する。そして、トレイ本体３１には枠体３２の開口部３５をポケット３３に位置合せするために位置決め用突起３６が設けられ、枠体３２には、位置決め用突起３６と対応する位置に位置決め用穴３７が設けられている。

半導体素子１３を半導体素子用トレイに収納する時などの作業時には、位置決め用突起３６と位置決め用穴３７が勘合するようにトレイ本体３１に枠体３２を取り付ける。そして、位置合わせされたポケット３３と開口部３５により、ポケット深さが深くなる。従って、作業時にポケット３３からの半導体素子１３の飛び出しを防止することができる。

一方、作業時以外の運搬、保管時には、枠体３２を取り外す。そして、トレイ本体３１をカバー（不図示）で覆う。ここで、ポケット３３の深さを従来の半導体素子用トレイより浅くできるため、深さ方向の半導体素子１３の振動幅を低減することができる。

よって、本実施の形態３に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

また、半導体素子用トレイから半導体素子１３を真空吸着でピックアップする際に、ポケット３３が深いと、ピックアップノズルと半導体素子１３の間隔が大きくなり、ピックアップできなくなる。しかし、上記の構成により、ポケット３３の深さを従来の半導体素子用トレイより浅くできるため、このような問題は生じない。具体的には、半導体素子１３の厚みが１００μｍの場合、ポケット３３の深さを０．６ｍｍ以下にするのが好ましい。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る半導体素子用トレイについて、全体の断面図を図４（ａ）に示し、ポケット部分の拡大断面図を図４（ｂ）に示す。

本実施の形態に係る半導体素子用トレイは、図示のように、樹脂材などから構成される四角形のトレイ本体４１と、このトレイ本体４１の下側に取り付けられた補助板４２を有する。

トレイ本体４１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット４３がマトリックス状に形成されている。そして、ポケット４３の底面からトレイ本体４１の下面まで貫通するように吸着用穴４４が形成されている。

また、トレイ本体４１と補助板４２の間に空間４５が形成される。そして、補助板４２には、真空引き用穴４６が形成されている。空間４５は、吸着用穴４４及び真空引き用穴４６のみを通して外部と通気することができる。

半導体素子１３をポケット４３に収納し、トレイ本体４１をカバーで覆って、真空引き用穴４６から真空引きを行って、ポケット４３に収納した半導体素子１３を真空固定する。その後、真空引き用穴４６をテープ等で塞ぐ。これにより、半導体素子１３はトレイ本体４１に真空固定され、ポケット４３内で上下左右に移動することがない。

よって、本実施の形態４に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

また、上記のような補助板を設けただけの簡単な構造により、上記の効果を得ることができる。そして、真空引き用穴から真空引きすることにより、各ポケットに設けた吸着用穴から一括して真空引きすることができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る半導体素子用トレイについて、断面図を図５（ａ）、（ｂ）に示し下面図を図５（ｃ）に示す。

本実施の形態に係る半導体素子用トレイは、図示のように、樹脂材などから構成される四角形のトレイ本体５１と、このトレイ本体５１の下側に取り付けられた弾性シート５２と、弾性シート５２をトレイ本体５１の下側へ引っ張るための取っ手５３を有する。

トレイ本体５１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット５４がマトリックス状に形成されている。そして、ポケット５４の底面からトレイ本体５１の下面まで貫通するように吸着用穴５５が形成されている。

弾性シート５２は、トレイ本体５１の下面を覆い、トレイ本体５１の下面の外周部に接着剤等で貼付けられている。また、弾性シート５２の中央部に取っ手５３が、回転可能に取り付けられている。そして、このトレイ本体５１の下面であって弾性シート５２が貼付けられた部分よりも外側に、下方に突出した枠部５７が設けられている。

以上の構成を有する半導体素子用トレイの使用方法について説明する。まず、取っ手５３を引っ張っていない図５（ａ）の状態で、半導体素子１３を半導体素子用トレイのポケット５４全てに収納する。この状態では、弾性シート５２は、トレイ本体５１の下面の全面に密着している。

次に、取っ手５３を下方に引っ張った状態で、取っ手５３を図５（ｃ）の点線の位置から実線の位置まで回転させ、図５（ｂ）に示すように、取っ手５３を枠部５７に引っ掛ける。これにより、取っ手５３を下方に引っ張った状態で固定することができる。この状態では、弾性シート５２とトレイ本体５１の下面は、外周部以外では離間している。

これにより、半導体素子１３下側の吸着用穴５５と弾性シート５２内部の圧力が外部に比べて低下し、半導体素子１３はトレイ本体５１に固定され、ポケット４３内で上下左右に移動することがない。

よって、本実施の形態５に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

また、実施の形態５に係る半導体素子用トレイの変形例について、断面図を図５（ｄ）に示す。この半導体素子用トレイでは、弾性シート５２は、トレイ本体５１の下面を覆い、各吸着用穴５５の周囲に接着剤等で貼付けられている。

そして、接続用板５６が、各吸着用穴５５の下方部分で弾性シート５２に接着剤等で貼付けられている。また、接続用板５６の中央部に取っ手５３が、回転可能に取り付けられている。

そして、取っ手５３を用いて接続用板５６を下方に引っ張ると、弾性シート５２も下方に引っ張られ、吸着用穴５５ごとにトレイ本体５１と弾性シート５２の間に１つの空間が形成される。

このため、ポケット５４全てに半導体素子１３が収納されていない場合でも、半導体素子１３が収納されたポケット５４の下側の吸着用穴５５と弾性シート５２内部の圧力が外部に比べて低下し、半導体素子１３が吸着用穴５５に固定される。よって、ポケット５４全てに半導体素子１３が収納されていない場合でも、上記と同様の効果を奏する。

なお、具体的な吸引力は次の通りである。図５（ａ）〜（ｃ）の場合では、半導体素子が３ｍｍ平方、厚み０．１ｍｍ、ポケットの数１００個、吸着用穴の直径０．３ｍｍ、穴深さ２ｍｍとし、弾性シートを引っ張ったときの形状が四角錘形状になると仮定した場合、弾性シートを引っ張ることによりトレイ本体の下面に出来る空間の体積は、吸着用穴の体積の約６倍になる。従って、内部の圧力は約１／６に下がり、大気圧との差により発生する吸引力は、半導体素子の重量約５ｍｇの約１００倍になる。また、図５（ｄ）の場合では、弾性シートを前例の半分引っ張ると仮定すると、吸引力は半導体素子の重量の約７０倍になる。よって、両方の場合ともに、半導体素子を充分に保持することができる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係る半導体素子用トレイの断面図を図６（ａ）に示し、半導体素子の断面図を図６（ｂ）に示す。

本実施の形態に係る半導体素子用トレイは、図示のように、樹脂材などから構成される四角形のトレイ本体６１と、このトレイ本体６１の下側に着脱可能にテープ等で取り付けられた板状の磁石６２を有する。そして、トレイ本体６１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット６３がマトリックス状に形成されている。

また、この半導体素子用トレイに収納される半導体素子６４は、下面に磁性体６５が取り付けられ、その磁性体６５を覆うようにＡｕメッキ層６６が形成されている。ここで、磁性体６５は、例えば、半導体素子６４の下面にＮｉをメッキすることで形成される。そして、Ａｕメッキ層６６を形成することで、Ｎｉなどの磁性体の酸化を防止することができ、後工程における半田付け性が確保される。

上記半導体素子用トレイに上記の半導体素子６４を収納した場合、半導体素子６４に形成された磁性体６５が磁石６２の磁力に引きつけられる。これにより、半導体素子６４はトレイ本体６１に固定され、ポケット６３内で上下左右に移動することがない。

よって、本実施の形態６に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

実施の形態７．
本発明の実施の形態７に係る半導体素子用トレイの断面図を図７に示す。樹脂材などから構成される四角形のトレイ本体７１の上面には、四角形の凹部からなる、半導体素子を収納するための複数のポケット７２がマトリックス状に形成されている。そして、ポケット７２内を不活性液体７３で充填する。この不活性液体７３としては、例えば、米国のスリーエム社製のフロリナート（フッ素不活性液体）を用いることができる。そして、搬送中などに不活性液体７３が漏れるのを防止するパッキン７４と、トレイ本体７１を覆うカバー７５を有する。

このように、ポケット７２内を不活性液体７３で充填することにより、ポケット７２内に収納した半導体素子１３は、ポケット７２内での移動速度が軽減される。

よって、本実施の形態７に係る半導体素子用トレイによれば、作業時や運搬時の振動による半導体素子端部の欠けを低減し、欠けた欠片の半導体素子上への付着を低減することができる。

１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ トレイ本体
１２，２４，３３，４３，５４，６３，７２ ポケット
１３，６４ 半導体素子
１４，２８，７５ カバー
１５ 溝
２２ 第１のトレイ構成部
２３ 第２のトレイ構成部
２５ ひさし部
２７ 空隙部
２９ 突起部
３２ 枠体
３５ 開口部
３６ 位置決め用突起
３７ 位置決め用穴
４２ 補助板
４４，５５ 吸着用穴
４５ 空間
４６ 真空引き用穴
５２ 弾性シート
５３ 取っ手
５６ 接続用板
５７ 枠部
６２ 磁石
６５ 磁性体
６６ メッキ層
７３ 不活性液体
７４ パッキン
８１ トレイ本体
８２ ポケット
８３ 半導体素子
８４ カバー

Claims (6)

1. 半導体素子を収納するためのポケットと、位置決め用突起とを有するトレイ本体と、
   前記ポケットと同じ開口寸法及び配置となるように形成された開口部と、前記位置決め用突起と対応する位置に設けられた位置決め用穴とを有する枠体とを含むことを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
2. 半導体素子を収納するためのポケットを有するトレイ本体と、
   前記ポケットの底面から前記トレイ本体の下面まで貫通する吸着用穴と、
   前記トレイ本体の下面との間に空間を形成する補助板と、
   前記補助板に設けられた真空引き用穴とを含むことを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
3. 半導体素子を収納するためのポケットを有するトレイ本体と、
   前記ポケットの底面から前記トレイ本体の下面まで貫通する吸着用穴と、
   前記トレイ本体の下面を覆い、前記トレイ本体の下面の外周部と貼り付けられた弾性シートと、
   前記弾性シートを引っ張るための取っ手とを有することを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
4. 半導体素子を収納するための複数のポケットを有するトレイ本体と、
   各ポケットの底面から前記トレイ本体の下面まで貫通する複数の吸着用穴と、
   前記トレイ本体の下面を覆い、各吸着用穴の周囲と貼り付けられた弾性シートと、
   各吸着用穴の下方部分で前記弾性シートに貼付けられている接続用板と、
   前記接続用板を引っ張るための取っ手とを有することを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
5. 下面に磁性体を取り付けた半導体素子を収納するための半導体素子収納用トレイであって、
   前記半導体素子を収納するためのポケットを有するトレイ本体と、
   前記トレイ本体の下面に設けられた磁石とを有することを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
6. 半導体素子を収納するためのポケットと、
   前記ポケット内に充填された不活性液体と、
   前記不活性液体が漏れるのを防止するパッキンとを有することを特徴とする半導体素子収納用トレイ。

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