交換式ゴムコレットはどのように持ち帰り失敗を防止するのか?

実績・事例技術解説製品|半導体目的|生産性向上

近年、スマートフォンやPCなどの機器の登場により、世界中で需要が高まる半導体。

その利用範囲は交通システムや物流など私たちの生活を支えるうえで現代にはなくてはならい技術として浸透しています。

現在企業間でこの半導体の小型化が促進されており、現在では切り出した半導体は人間の手では掴むのが難しいほど薄く小さいサイズにまで小型化しました。

今回はそんな半導体専用のコレットに関する情報をお届けしていきたいと思います。

一般的なコレットの役割

コレットはウェハとしてプリントされた半導体を小型のチップとして切り出した後、それをリードフレームまで移動させるために使います。

一般的に使われるのが吸着コレットと言われるもので、半導体製造装置の先端に付けて使います。形状は非常にコンパクトです。

主にコレットの先端部分は消耗品となるため高耐久で安価な製品が人気が高い傾向にあります。

交換用ゴムコレットの仕組み

半導体業界内では、長寿命化を視野に入れて、できるだけ製造コストを落とす傾向にありますが、製品の搬送がうまくいかなかったり、傷がついてしまっては製品価値や性能が損なわれてしまいます。

そこでその先端部分の材質をゴムに差し替えたものが交換用ゴムコレットというわけです。

交換式ゴムコレットについて

交換用ゴムコレットは、一般のコレットだと付きやすい傷に対しての対策がされています。

硬質なコレットは超硬金属、セラミックなどですが、こちらは摩耗しないようにすることが前提に作られています。

こちらでももちろん、半導体の搬送は行うことが出来るのですが、チップに引っかき傷がついたり、ひび割れの原因になってしまうことがあるため、場合によって弊社では、交換式ゴムコレットや樹脂コレットへの交換を提案しています。

また必ずしもゴムが良いというわけではなく、樹脂や金属コレットに変更したことにより、凹みの傷の改善が見込まれた場合もありますので、作りたい製品の構想や、半導体製造装置の稼働状況など様々な要因が含まれますので、一概にこれを選んだら一番良いというコレットはありません。

交換式ゴムコレットによる改善事例

中でも多く寄せられる事例が、半導体チップへの引っかき傷や、搬送ミスです。

チップに発生する引っかき傷の原因のほとんどは、コレットの硬度が関係しています。

弊社では、金属、樹脂、ゴムの中から異なる特性や硬度のものを選択して、問題を改善していま

す。

搬送ミスは、別名で持ち帰りエラーとも呼ばれており、コレットの材質の粘着性が主な原因です。

弊社は低粘着性のゴムを採用しており、そちらに切り替えることによって、搬送ミスが60%から0%へと改善した評価実験結果もあります。

オルテの交換式ゴムコレットの特徴

先端形状は、丸型、正方形、長方形の標準仕様の他に、対象物に合わせた半球形状、ゲタ型、長穴、2穴、4穴、マルチホールなどのようなカスタムメイド品の設計、製作も承っています。

基本的には低粘着性が高い専用のゴムを採用しています。

このゴムコレットは、先ほどもお伝えした通り、チップ持ち帰りのトラブルに優れた効果を発揮しています。

特に小型化するLEDや、小チップの搬送用として推奨されます。

先端サイズでは、1ミリ角以下のワークサイズに適した先端サイズと、形状を豊富にご用意しています。

主に小さく軽いワークの搬送、生産スピードの向上につながります。

また、ほかにも薄型用のコレットや、柔らかいゴムコレット、狭ピッチ用のゴムコレットなどをご用意できます。

詳しくは弊社で提供している資料をご覧ください。

(記事最下部にございます)

同じ交換式の樹脂コレットとゴムコレット何が違うの?

どちらも消耗品のため交換することが出来るように作られているコレットですが、樹脂コレットとゴムコレット。

どちらも柔らかそうなイメージがありますが、いったい何が違うのでしょうか。

材質は確かに違いますが、引張特性が主に違います。

樹脂のほうがいくらかゴムよりはこの引張特性上、破断強度(製品が壊れるときの力の大きさ)が小さく、力が加わると壊れやすいという特徴があります。

ゴムは弾力があり、外的刺激を外へ受け流すことに優れており、チップを優しく包み込むことが出来るのです。

しかしながら、ゴムは比較的大きなものを搬送したり、高い負荷がかかる動作には向いておらず、正常に形を維持することが出来ません。

そのため製造される製品によっては、高い硬度を必要とする場合があります。

まとめ

半導体製造におけるコレットについて紹介してきました。

コレットは、ウェハ切り出されたダイ(半導体チップ)を搬送させるための消耗品です。

ワイヤボンダ、ダイボンダ、チップ移載装置、フリップチップボンダ、テーピング装置、IC外観検査装置などで使用されます。

近年では、交換用ゴムコレットが登場し、小さく薄く脆弱になっているチップの傷つきや搬送ミスのリスクを低減することができます。

オルテの交換式ゴムコレットは、先端形状やサイズが豊富で、特に小型のワークの搬送や生産スピード向上に効果的です。また、樹脂コレットとゴムコレットは、物理的特性が異なるため、製造される製品によって使い分けが必要です。

持ち帰りエラーゼロで歩留まり向上

なぜ、半導体チップの不良が発生してしまうのか?

実は、装置納入前のテストでは分からない原因により実際に稼働させてからトラブルが発生するケースが少なくありません。なぜなら、チップサイズ、材質、形状が半導体によって千差万別だからです。

歩留まり率を高めるには、チップに最適化された部品を選ぶことが重要です。弊社では多種多様な半導体チップに対応できる部品のラインナップを揃えております。特注品にも対応しておりますので、どのようなトラブルにも最適な製品をご提供いたします。

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