(57)【要約】【課題】バンプに掛かる押圧力の変動要因を極力小さくでき、バンプの高さのばらつきが少なく、また軽荷重でのレベリング可能なバンプレベリング装置を提供する。【解決手段】バンプ１０が形成された半導体チップ１１を保持するステージ９と、ステージ９と平行に対向して配置されたレベラ６と、ステージ９とレベラ６を相対的に上下動させる上下駆動装置２０と、レベラ６でバンプ１０を押圧した時の荷重を測定するロードセル８とを備えている。レベラ６は天板３の下面に配設され、ステージ９は、レベラ６の下方にロードセル８を介して上下動板５上に設けられ、上下駆動装置２０は、上下動板５の下方のベース板１上に上下動板５を接触状態で上下動させる機構よりなり、上下動板５は、ガイド支柱２に沿って上下動可能に設けられ、上下駆動装置２０の上下駆動部に圧接するようにばね３３で付勢されている。【選択図】      図１
2005203692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上にバンプが形成された半導体チップを保持するステージと、このステージと平行に対向して配置されたレベラと、前記ステージと前記レベラを相対的に上下動させる上下駆動装置と、前記レベラで前記バンプを押圧した時の荷重を測定するロードセルとを備えたバンプレベリング装置において、
前記レベラは固定の天板の下面に配設され、前記ステージは、前記レベラの下方に前記ロードセルを介して上下動板上に設けられ、前記上下駆動装置は、前記上下動板の下方の固定のベース板上に前記上下動板を接触状態で上下動させる機構よりなり、前記上下動板は、ガイド部に沿って上下動可能に設けられ、前記上下駆動装置の上下駆動部に圧接するように付勢手段で付勢されていることを特徴とするバンプレベリング装置。
【請求項２】
電極上にバンプが形成された半導体チップを保持するステージと、このステージと平行に対向して配置されたレベラと、前記ステージと前記レベラを相対的に上下動させる上下駆動装置と、前記レベラで前記バンプを押圧した時の荷重を測定するロードセルとを備えたバンプレベリング装置において、
前記ステージは前記ロードセルを介して固定のベース板上に配設され、前記レベラは前記ステージの上方の上下動板の下面に設けられ、前記上下駆動装置は、前記上下動板の上方の固定の天板に前記上下動板を接触状態で上下動させる機構よりなり、前記上下動板は、ガイド部に沿って上下動可能に設けられ、前記上下駆動装置の上下駆動部に圧接するように付勢手段で付勢されていることを特徴とするバンプレベリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの電極上のバンプをレベリングするバンプレベリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バンプレベリング装置として、特許文献１、２及び３に示すものが提案されている。
【特許文献１】特開平３−２４６９４６号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３２１５号公報
【特許文献３】特許第３４７４７９８号公報（特開２０００−２８６２８０号公報）
【０００３】
特許文献１は、半導体チップのバンプをレベリングするレベラ（押圧板）が感圧素子を介して上下動ブロックに取付けられている。上下動ブロックは、ねじの回転によって上下動するようになっており、ねじはモータによって回転させられる。
【０００４】
特許文献２は、半導体チップのバンプをレベリングするレベラと、このレベラの上方に配設された加圧用アームとの間にはロードセルが介在されている。ロードセルはばねによりレベラと加圧用アームの間で一定の力で挟まれている。レベラ及び加圧用アームは、ガイド部に沿って上下動可能に設けられており、加圧用アームは、モータによって回転駆動されるボールネジに螺合しており、ボールネジの回転によって上下動する。
【０００５】
特許文献３は、半導体チップのバンプをレベリングするレベラは、加圧用アームに固定されており、加圧用アームはガイド部に沿って上下動可能に設けられている。加圧用アームはモータにより回転駆動されるボールネジに螺合しており、ボールネジの回転によって上下動する。半導体チップを載置するステージは、ガイド部に沿って上下動可能に設けられており、ステージの下面側には支持台部上に設置されたロードセルが配設されている。そして、ステージはばねにより常にロードセルの感圧部上に載置する状態に保持されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、上下動ブロック、感圧素子及びレベラが一体として上下動するようになっており、ねじに螺合された上下動ブロックが下動することによって、レベラで半導体チップのバンプを押圧してレベリングしている。なお、図示されていないが、ねじに螺合された上下動ブロックを上下動させるには、上下動ブロックの回り止めとしてのガイド部材が必要である。このガイド部材と上下動ブロックの転がり乃至摺動抵抗は不安定であるため、レベラよりバンプに掛かる押圧力（荷重）が変動し、バンプの高さが半導体チップ毎にばらつくという問題があった。
【０００７】
特許文献２は、ボールネジに螺合された加圧用アームの上下動が直接ロードセルに伝達され、ロードセルと共にレベラが下動することによって半導体チップのバンプを押圧してレベリングしている。このように、ボールネジの回転によって加圧用アームがガイド部に沿って上下動するので、加圧用アームとガイド部間の転がり乃至摺動抵抗は不安定であり、この不安定な抵抗がロードセルを介して加圧用アームに伝達されるので、特許文献１と同様にバンプに掛かる押圧力（荷重）が変動し、バンプの高さが半導体チップ毎にばらつくという問題があった。
【０００８】
特許文献３は、ボールネジに螺合された加圧用アームにレベラが固定されており、加圧用アームと共にレベラが下動して半導体チップのバンプを押圧してレベリングしている。このように、ボールネジの回転によって加圧用アームがガイド部に沿って上下動するので、加圧用アームとガイド部間の転がり乃至摺動抵抗は不安定であるため、特許文献１及び２と同様にレベラよりバンプに掛かる押圧力が変動し、バンプの高さが半導体チップ毎にばらつくという問題があった。
【０００９】
特許文献１、２及び３は、ロードセルに加わる荷重とバンプを押し潰す荷重を同じものとして管理している。しかし、実際にロードセルに加わる荷重は、特許文献１、２及び３の場合にはいずれもレベラの上下動に加圧用アームとガイド部材又はガイド部の摩擦を含めた荷重であるので、加える荷重が小さくなると、ガイド部の摩擦という不安定な要因がバンプに加わる荷重の再現性に大きく影響を与えてしまう。このため、軽荷重（例えば１Ｋｇ以下）でのレベリングを行うことはできなかった。
【００１０】
本発明の課題は、バンプに掛かる押圧力の変動要因を極力小さくでき、バンプの高さのばらつきが少なく、また軽荷重でのレベリング可能なバンプレベリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、電極上にバンプが形成された半導体チップを保持するステージと、このステージと平行に対向して配置されたレベラと、前記ステージと前記レベラを相対的に上下動させる上下駆動装置と、前記レベラで前記バンプを押圧した時の荷重を測定するロードセルとを備えたバンプレベリング装置において、
前記レベラは固定の天板の下面に配設され、前記ステージは、前記レベラの下方に前記ロードセルを介して上下動板上に設けられ、前記上下駆動装置は、前記上下動板の下方の固定のベース板上に前記上下動板を接触状態で上下動させる機構よりなり、前記上下動板は、ガイド部に沿って上下動可能に設けられ、前記上下駆動装置の上下駆動部に圧接するように付勢手段で付勢されていることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、電極上にバンプが形成された半導体チップを保持するステージと、このステージと平行に対向して配置されたレベラと、前記ステージと前記レベラを相対的に上下動させる上下駆動装置と、前記レベラで前記バンプを押圧した時の荷重を測定するロードセルとを備えたバンプレベリング装置において、
前記ステージは前記ロードセルを介して固定のベース板上に配設され、前記レベラは前記ステージの上方の上下動板の下面に設けられ、前記上下駆動装置は、前記上下動板の上方の固定の天板に前記上下動板を接触状態で上下動させる機構よりなり、前記上下動板は、ガイド部に沿って上下動可能に設けられ、前記上下駆動装置の上下駆動部に圧接するように付勢手段で付勢されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及び２の構成によると、上下駆動装置による転がり乃至摺動抵抗等の不安定な抵抗がバンプ及びロードセルに加わらなく、バンプに掛かる押圧力の変動要因を極力小さくでき、バンプの高さのばらつきが少なく、また軽荷重でのレベリングが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施の形態を図１により説明する。ベース板１上には、垂直に配設された２本のガイド支柱２が固定されており、ガイド支柱２の上端には天板３が固定されている。ガイド支柱２には直動ガイド４が上下動可能に嵌挿されており、直動ガイド４には上下動板５が固定されている。天板３にはレベラ６が固定されている。上下動板５上には感圧部７を上方にしてロードセル８が固定されている。感圧部７上にはステージ９が固定され、ステージ９上にはバンプ１０が形成された半導体チップ１１が位置決め載置される。
【００１５】
ベース板１上には、上下動板５を上下動させる上下駆動装置２０が配設されており、この上下駆動装置２０に対応して上下動板５の下面には連動手段３０が配設されている。
【００１６】
まず、上下駆動装置２０の構造について説明する。ベース板１上に相対向して２個の支持板２１、２２が固定されており、支持板２１にはモータ２３が固定されている。モータ２３の出力軸は連結部材２４を介してボールネジ２５の一端部に固定されており、ボールネジ２５の他端部は支持板２２に回転自在に支承されている。ボールネジ２５には雌ねじ２６が螺合されており、雌ねじ２６には雌ねじホルダ２７が固定されている。支持板２１、２２にはボールネジ２５と平行に配設されたガイド棒２８の両端が固定されており、ガイド棒２８には雌ねじホルダ２７が摺動自在に挿入されている。雌ねじホルダ２７には、上面にテーパ部を有する板カム２９が固定されている。
【００１７】
次に連動手段３０の構造について説明する。上下動板５の下面には、カムフォロアホルダ３１が固定されており、カムフォロアホルダ３１にはローラよりなるカムフォロア３２が回転自在に支承されている。そして、カムフォロア３２が板カム２９に圧接するように、ベース板１と上下動板５にはばね３３が掛けられ、上下動板５は下方に付勢されている。
【００１８】
次に作用について説明する。ステージ９に半導体チップ１１が位置決め載置され、モータ２３が回転すると、ボールネジ２５が回転して雌ねじ２６、雌ねじホルダ２７及び板カム２９が図１（ｂ）に示すように矢印Ｃ方向に移動する。カムフォロア３２はばね３３の付勢力で板カム２９に圧着しているので、板カム２９のテーパ部によって図１（ｂ）に２点鎖線で示すように上昇する。即ち、上下動板５に固定された直動ガイド４がガイド支柱２に沿って上昇するので、上下動板５と共にロードセル８及びステージ９が上昇する。
【００１９】
ステージ９が上昇して半導体チップ１１に設けられたバンプ１０がレベラ６に当たると、半導体チップ１１に加わった荷重がステージ９を介してロードセル８に伝わる。ロードセル８の検出出力が予め設定された荷重に達すると、モータ２３の回転は停止しその状態が保持される。一定時間後にモータ２３は前記と逆方向に回転し、ステージ９は下降する。
【００２０】
このように、レベラ６は天板３の下面に配設され、ステージ９は、レベラ６の下方にロードセル８を介して上下動板５上に設けられ、上下駆動装置２０は、上下動板５の下方のベース板１上に上下動板５を接触状態で上下動させる機構よりなり、上下動板５は、ガイド支柱２に沿って上下動可能に設けられ、上下駆動装置２０の上下駆動部に圧接するようにばね３３で付勢されているので、上下駆動装置２０による転がり乃至摺動抵抗等の不安定な抵抗がバンプ１０及びロードセル８に加わらなく、バンプ１０に掛かる押圧力の変動要因を極力小さくでき、バンプ１０の高さのばらつきが少なく、また軽荷重でのレベリングが可能である。
【００２１】
本発明の他の実施の形態を図２により説明する。なお、前記実施の形態と同じ又は相当部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。前記実施の形態は、ロードセル８及びステージ９を上下駆動させる上下動板５に設け、レベラ６を固定の天板３に設けた。即ち、半導体チップ１１を載置するステージ９を上下動させた。本実施の形態は、ベース板１上にロードセル８が固定され、ロードセル８上には半導体チップ１１を位置決め載置するステージ９が固定されている。また上下動板５の下面にレベラ６が固定されている。また上下駆動装置２０は、固定の天板３の下面に設け、連動手段３０は上下動板５の上面に設けた。そして、カムフォロア３２が板カム２９に圧接するように、天板３と上下動板５にはばね３３が掛けられ、上下動板５は上方に付勢されている。
【００２２】
本実施の形態の場合は、ステージ９に半導体チップ１１が位置決め載置され、モータ２３が回転すると、前記実施の形態と同様に、ボールネジ２５が回転して雌ねじ２６、雌ねじホルダ２７及び板カム２９が図２（ｂ）に示すように矢印Ｃ方向に移動する。カムフォロア３２はばね３３の付勢力で板カム２９に圧着しているので、板カム２９のテーパ部によって図２（ｂ）に２点鎖線で示すように下降する。即ち、上下動板５に固定された直動ガイド４がガイド支柱２に沿って下降するので、上下動板５と共にレベラ６が下降する。
【００２３】
レベラ６が下降して半導体チップ１１に設けられたバンプ１０に当たると、半導体チップ１１に加わった荷重がステージ９を介してロードセル８に伝わる。ロードセル８の検出出力が予め設定された荷重に達すると、モータ２３の回転は停止しその状態が保持される。一定時間後にモータ２３は前記と逆方向に回転し、上下動板５は上昇する。
【００２４】
本実施の形態の場合も前記実施の形態と同様に、上下駆動装置２０による転がり乃至摺動抵抗等の不安定な抵抗がバンプ１０及びロードセル８に加わらなく、バンプ１０に掛かる押圧力の変動要因を極力小さくでき、バンプ１０の高さのばらつきが少なく、また軽荷重でのレベリングが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のバンプレベリング装置の一実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【図２】本発明のバンプレベリング装置の他の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ベース板
２    ガイド支柱
３    天板
４    直動ガイド
５    上下動板
６    レベラ
８    ロードセル
９    ステージ
１０    バンプ
１１    半導体チップ
２０    上下駆動装置
２３    モータ
２５    ボールネジ
２６    雌ねじ
２９    板カム
３０    連動手段
３２    カムフォロア
３３    ばね
【図１】
2005203692.tif 000003
【図２】
2005203692.tif 000004