JP4056979B2 - バンプレベリング装置 - Google Patents

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Description

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。
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。
特開平3−246946号公報 特開平10−163215号公報 特許第3474798号公報(特開2000−286280号公報)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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設けられ、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。
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設けられ、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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上に設けられ、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。
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。
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。
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。
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。
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。 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
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

Claims (2)

  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設けられ、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。
  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設けられ、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。
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