特許 6379269 チップ反転装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6379269

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】チップ反転装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311T

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-224563(P2017-224563)

(22)【出願日】2017年11月22日

【審査請求日】2017年11月22日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】399028078

【氏名又は名称】ハイソル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡野 康修

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−７５７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２５７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５３−１４３４６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００３−９２３１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ４７／１４

Ｈ０１Ｌ２１／６０−２１／６０７

Ｈ０１Ｌ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＩＣチップの表裏を反転させるチップ反転装置であって、
最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなる回転体凹部と、該回転体凹部の底部に開口する空気噴出口とを有する載置台と、
前記空気噴出口から気体を噴出させる気体噴出装置と
を備えることを特徴とするチップ反転装置。

【請求項2】

請求項１に記載のチップ反転装置であって、
前記ＩＣチップの表裏の一方には、媒体との接触が禁止される接触禁止面を有した光学素子を備えており、
前記載置台の上方に配設した撮像素子と、
前記撮像素子の撮像画像が前記接触禁止面か否かを判定する制御装置と、
をさらに備えることを特徴とするチップ反転装置。

【請求項3】

ＩＣチップの表裏を反転させるチップ反転装置であって、
最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなる回転体凹部と、該回転体凹部の底部に開口する空気噴出口とを有する載置台と、
前記空気噴出口から気体を噴出させる気体噴出装置と、
前記ＩＣチップの縁と当接し、かつ、空気吸入口と前記ＩＣチップの表面とが離間するように構成されている第１吸着具と、
先端部が面状の第２吸着具と、
前記第１吸着具に前記ＩＣチップを吸着保持させる吸着用駆動部と、
前記ＩＣチップの表裏の一方には、媒体との接触が禁止される接触禁止面を含み、前記ＩＣチップの表裏の他方には、該媒体との接触が許容されている接触許容面を含んでおり、
前記第１吸着具を用いて前記回転体凹部に載置された前記ＩＣチップに対して、前記気体を噴出させた後に、前記第２吸着具に前記接触許容面を吸着させるように制御する制御装置をさらに備える
ことを特徴とするチップ反転装置。

【請求項4】

請求項３に記載のチップ反転装置であって、
前記載置台の上方に配置される撮像素子をさらに備え、
前記ＩＣチップの表裏の内、前記接触禁止面の側にバンプが形成されており、
前記制御装置は、前記撮像素子が前記接触禁止面を撮像した後、前記ＩＣチップに対して、前記気体を噴出させる
ことを特徴とするチップ反転装置。

【請求項5】

ＩＣチップの表裏を反転させるチップ反転装置であって、
最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなる回転体凹部と、該回転体凹部の底部に開口する空気噴出口とを有する載置台と、
前記空気噴出口から気体を噴出させる気体噴出装置と、
前記ＩＣチップの縁と当接し、かつ、空気吸入口と前記ＩＣチップの表面とが離間するように構成されている第１吸着具と、
前記載置台を仰動させるゴニオステージとを備え、
前記気体を噴出させた後に、前記表面と前記第１吸着具の昇降方向とを垂直にするように前記ゴニオステージを駆動し、垂直にされた前記表面を前記第１吸着具に吸着させる制御装置をさらに備える
ことを特徴とするチップ反転装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チップ反転装置に関し、例えば、ＩＣチップを表裏反転させてボンディングを行うフリップチップボンダに使用される。

【背景技術】

【0002】

フリップチップボンダは、配線のためのバンプ（電極端子）が形成されたＩＣチップを反転させて、反転したＩＣチップをプリント基板に実装する実装装置である。
特許文献１は、チップ反転装置及びダイボンダを開示している。このチップ反転装置は、一方の面を上に向けた状態でチップを保持する保持部と、この保持部をチップの中心とは異なる軸を中心に回転させる回転体とを具備するものである。このチップ反転装置では、回転体を回転させることにより、保持部に保持されたチップの他方の面が上向きになるようにチップを反転させる。また、このチップ反転装置は、反転後のチップにおける他方の面（下面）を一時吸着する他の吸着手段を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−９２３１３号公報（請求項１，３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のチップ反転装置は、反転後のチップにおける他方の面（下面）と、他の吸着手段の上面とが接触する構成になっている。このため、チップの他方の面（下面）に傷が付いてしまう問題点がある。すなわち、特許文献１に記載の発明は、チップ（ＩＣチップ）がフォトダイオードやＬＥＤ等の光学素子について想定しておらず、入射端面や出射端面の傷が問題となる。特に、接触禁止面（例えば、出射端面）と接触許容面（例えば、配線面）とが特定されているＩＣチップであるときには、接触禁止面での傷が問題となる。

【0005】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ＩＣチップの少なくとも一方の面と非接触状態となるチップ反転装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明は、ＩＣチップの表裏を反転させるチップ反転装置であって、最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなる回転体凹部と、該回転体凹部の底部に空気噴出口を有する載置台（例えば、碗状載置台）と、前記空気噴出口から気体（例えば、空気）を噴出させる気体噴出装置とを備えることを特徴とする。

【0007】

これによれば、載置台の回転体凹部に載置されたＩＣチップは、空気噴出口から噴出した空気で、浮き上がると同時に、回転し、表裏が反転する。この回転体凹部は、最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなっているので、ＩＣチップの複数の角部と当接する。つまり、ＩＣチップの両面は、第１媒体（回転体凹部）と当接せず、傷が付かない。また、ＩＣチップの形状や大きさに制限が無い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ＩＣチップの少なくとも一方の面は、媒体と非接触状態である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態であるフリップチップボンダの構成図である。

【図2】載置台の斜視図である。

【図3】ＩＣチップの構成図である。

【図4】フラットピックアップツール、及び２サイドコレットの外観図である。

【図5】制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明の第１実施形態におけるＩＣチップの反転方法を説明するための説明図（１）である。

【図7】本発明の第１実施形態におけるＩＣチップの反転方法を説明するための説明図（２）である。

【図8】本発明の第１実施形態におけるＩＣチップの反転方法を説明するための説明図（３）である。

【図9】本発明の第１実施形態におけるＩＣチップの反転方法を説明するための説明図（４）である。

【図10】本発明の第１実施形態において、傾斜したＩＣチップを吸着する吸着状態を示す図である。

【図11】ＩＣチップを通信モジュールに実装する実装方法について説明する説明図（１）である。

【図12】ＩＣチップを通信モジュールに実装する実装方法について説明する説明図（２）である。

【図13】本発明の第２実施形態におけるチップ反転装置の動作を説明する説明図（１）である。

【図14】本発明の第２実施形態におけるチップ反転装置の動作を説明する説明図（２）である。

【図15】本発明の第２実施形態におけるチップ反転装置の動作を説明する説明図（３）である。

【図16】本発明の変形例であるチップ反転装置の動作を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0011】

図１は、本発明の実施形態であるフリップチップボンダの構成図である。
フリップチップボンダ１０００は、チップ反転装置１００と、超音波振動子１１０と、超音波振動子１１０を駆動する高周波電源１２０とを備えるボンディング装置（ダイボンダ）である。フリップチップボンダ１０００は、超音波振動子１１０と高周波電源１２０とでボンディング部１５０を構成する。チップ反転装置１００は、凹部形成載置台としての碗状載置台１０と、空気噴出装置２０と、作業台３０と、リニアステージ４０と、ＸＹＺθステージ５０と、第１吸着具としての２サイドコレット６０と、第２吸着具としてのフラットピックアップツール６５と、吸着用駆動部としての真空吸着用ポンプ７０と、撮像素子としての上部ＣＣＤ８０，８１と、下部ＣＣＤ８５と、制御装置９０とを備える。ここで、第１吸着具としての２サイドコレット６０と、第２吸着具としてのフラットピックアップツール６５とは、互いに離間しており、ＸＹＺθステージ５０の可動部（図示せず）に取り付けられているものとする。なお、破線で示すゴニオステージ１３０を含むチップ反転装置１０１は、第２実施形態で説明する。

【0012】

また、フリップチップボンダ１０００は、超音波振動子１１０及び高周波電源１２０の代わりに、共晶半田接合のときには、窒素ガスボンベが必要になることがあり、エポキシ接着やＵＶ接着のときには、ディスペンサやＵＶ照射装置が必要になることもある。

【0013】

図２は、載置台の斜視図である。
碗状載置台１０は、直方体状の部材であり、その上面１０ａに半球状の凹部（回転体凹部１５）が形成されたものである。なお、碗状載置台１０は、直方体状に限らず、円柱状であっても構わない。碗状載置台１０は、金属、樹脂やセラミック等で形成される。回転体凹部１５は、２サイドコレット６０（図４）によって、搬送されたＩＣチップ２００（図３）が載置される空間である。回転体凹部１５は、その最深部を通過する回転軸（鉛直軸）Ｐが定義される。なお、回転体凹部１５の形状は、円錐、回転楕円体や、円錐台等であっても構わない。碗状載置台１０は、その底部に、気体噴出口１６が設けられている。碗状載置台１０は、気体噴出口１６から空気（気体）を噴出可能に構成されている。空気の噴出により、回転体凹部１５の内部に載置されたＩＣチップ２００は、表裏反転する。

【0014】

図３は、ＩＣチップの構成図である。
ＩＣチップ２００は、光学素子２１０とチップ本体２２０とが接合面２３０で接合されたものである。光学素子２１０は、フォトダイオード等の受光素子や、ＬＤやＬＥＤ等の発光素子等であり、化合物半導体で作成される。チップ本体２２０は、シリコン半導体で作成される駆動回路である。光学素子２１０の受光面や発光面は、作業台３０やコレット等の媒体との接触が禁止されている領域であり、傷の発生を回避する接触禁止面２０２として特定されている。これに対して、チップ本体２２０の表面は、媒体との接触が許容されている領域であり、接触許容面２０１として特定されている。

【0015】

また、ＩＣチップ２００は、チップ本体２２０であって、接触禁止面２０２の側に、複数のバンプ２０５が形成されている。これらのバンプ２０５は、接触禁止面２０２に対向するモジュールや基板等に搭載するための接合部材である（図１２参照）。なお、ＩＣチップ２００は、チップ本体２２０よりも、光学素子２１０の方が小さいので、接触禁止面２０２を含んでいる。

【0016】

図１の説明に戻り、空気噴出装置２０は、制御装置９０の指令に基づき、圧縮空気を碗状載置台１０の気体噴出口１６に送り込む装置である。作業台３０は、反転前のＩＣチップ２００を載置する台である。リニアステージ４０は、ガイドレールとリニアアクチュエータ（図示せず）とから構成され、そのリニアアクチュエータがＸ軸方向に移動するように配設されている。ＸＹＺθステージ５０は、リニアアクチュエータに取り付けられており、Ｘ軸方向に移動したリニアアクチュエータを基準にして、可動部（図示せず）がＸＹＺθ方向に移動する。

【0017】

図４は、フラットピックアップツール、及び２サイドコレットの外観図である。特に、図４（ａ）は、フラットピックアップツール６５の外観図である。また、図４（ｂ）（ｃ）は、２サイドコレット６０の外観図であり、異なる方向から見た図である。
フラットピックアップツール６５は、先端部６５ａと軸部６５ｂとを備える樹脂製又は金属製の吸着ヘッドであり、ＣＴコレットとも称される。フラットピックアップツール６５は、その中心に空気を吸入（通流）する空気吸入口６５ｃが形成されている。先端部６５ａは、円帯状の平面を呈している先端面６５ｄを有する円錐台形状である。ここで、先端面６５ｄの外形面積は、ＩＣチップ２００の表面面積よりも小さいものとする。

【0018】

２サイドコレット６０は、ＩＣチップ２００の表面ではなく、縁（稜又は側面）に当接するものである。このため、ＩＣチップ２００は、その両面に傷が付かない。２サイドコレット６０の先端部６０ａは、逆四角錐台部６０ｂの下面６０ｃの両端部に逆三角柱部６０ｄ，６０ｅが延在した形状である。また、２サイドコレット６０は、下面６０ｃの中央部に空気吸入口６０ｆが開孔している。

【0019】

チップ反転装置１００は、両側の逆三角柱部６０ｄ，６０ｅの内面６０ｇをＩＣチップ２００の縁（ここでは、稜）に当接させ（図４（ｃ））、空気吸入口６０ｆから空気を吸入することにより、ＩＣチップ２００を吸着する。なお、下面６０ｃとＩＣチップ２００の上面とは、隙間が空いているので、２サイドコレット６０は、フラットピックアップツール６５よりも吸着力が弱い。

【0020】

図１の説明に戻り、真空吸着用ポンプ７０は、２サイドコレット６０の空気吸入口６０ｆや、フラットピックアップツール６５の空気吸入口６５ｃから、空気を吸入させる。上部ＣＣＤ８０は、作業台３０の上方に配設されている撮像素子である。上部ＣＣＤ８１は、碗状載置台１０の上方に配設されている撮像素子である。上部ＣＣＤ８０，８１は、リニアステージ４０やＸＹＺθステージ５０よりも上方に配設されている。下部ＣＣＤ８５は、碗状載置台１０の近傍に配設されている撮像素子である。

【0021】

制御装置９０は、ＰＣ（Personal Computer）であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がＯＳ９４、及びアプリケーションプログラムを実行することにより、ステージ制御部９１、圧縮装置制御部９２、画像処理部９３としての機能を実現する。
ステージ制御部９１は、リニアステージ４０のコントローラ（図示せず）、及びＸＹＺθステージ５０のコントローラ（図示せず）を制御する。圧縮装置制御部９２は、空気噴出装置２０や真空吸着用ポンプ７０を制御する。画像処理部９３は、上部ＣＣＤ８０，８１や、下部ＣＣＤ８５が撮像した撮像画像を画像認識する。

【0022】

超音波振動子１１０は、ボンディング時に、２サイドコレット６０やフラットピックアップツール６５を振動させるものである。高周波電源１２０は、超音波振動子１１０を駆動する駆動電源である。

【0023】

図５は、制御装置の動作を説明するためのフローチャートであり、図６〜図９は、ＩＣチップを反転させる反転方法を説明するための図である。
ここで、ＩＣチップ２００は、予め、接触許容面２０１を下にして作業台３０に載置されているものとする。
図６において、上部ＣＣＤ８０は、ＩＣチップ２００の上面を撮像する（ＳＰ１）。つまり、制御装置９０は、作業台３０の上方に配設されている上部ＣＣＤ８０に対して、ＩＣチップ２００の上面を撮像させる。そして、制御装置９０の画像処理部９３（図１）は、撮像した上面画像を用いて、ＩＣチップ２００の外形、及び位置を認識する。

【0024】

ＳＰ１の処理後、チップ反転装置１００は、２サイドコレット６０でＩＣチップ２００を吸着する（ＳＰ２）。つまり、制御装置９０は、ＸＹＺθステージ５０を制御して、２サイドコレット６０の先端部６０ａ（図４）をＩＣチップ２００の外形、及び位置に合わせて、ＩＣチップ２００まで降下させる。そして、制御装置９０は、真空吸着用ポンプ７０を駆動して、２サイドコレット６０の空気吸入口６０ｆから空気を吸い込ませる。これにより、２サイドコレット６０は、その内面６０ｇとＩＣチップ２００の縁とが当接すると共に、ＩＣチップ２００を吸着する。

【0025】

図７は、ＩＣチップを反転させる反転方法を説明するための図（２）である。
ＳＰ２の処理後、チップ反転装置１００は、ＩＣチップ２００を回転体凹部１５に載置する（ＳＰ３）。つまり、制御装置９０は、リニアステージ４０を制御して、ＩＣチップ２００を吸着した２サイドコレット６０を碗状載置台１０の上方まで移動させる。さらに、制御装置９０は、ＸＹＺθステージ５０を制御し、２サイドコレット６０の先端部を回転体凹部１５まで降下させる。そして、制御装置９０は、真空吸着用ポンプ７０を停止させる。これにより、ＩＣチップ２００は、回転体凹部１５に載置される。つまり、ＩＣチップ２００は、４箇所の角部２０３と回転体凹部１５との当接により、保持される。

【0026】

ＳＰ３の処理後、チップ反転装置１００は、２サイドコレット６０を上方に移動する（ＳＰ４）。つまり、制御装置９０は、ＸＹＺθステージ５０を制御し、２サイドコレット６０の先端を碗状載置台１０の上面１０ａよりも上方に移動させる。

【0027】

図８は、ＩＣチップを反転させる反転方法を説明するための図（３）である。
ＳＰ４の処理後、チップ反転装置１００は、ＩＣチップ２００を反転させる（ＳＰ５）。つまり、制御装置９０は、空気噴出装置２０を制御し、気体噴出口１６から空気を噴出させる。これにより、ＩＣチップ２００は、回転しながら回転体凹部１５から浮き上がる。ここで、ＩＣチップ２００の角部２０３は、回転体凹部１５に当接しても構わない。これにより、ＩＣチップ２００は、表裏が反転する反転状態で、回転体凹部１５に載置される（ＳＰ６参照）。

【0028】

ＳＰ５の処理後、チップ反転装置１００は、回転体凹部１５に載置されたＩＣチップ２００の上面を撮像する（ＳＰ６）。つまり、制御装置９０は、碗状載置台１０の上方に配設されている上部ＣＣＤ８１を制御し、ＩＣチップ２００の画像を取得する。

【0029】

ＳＰ６の処理後、図５のＳＰ７において、制御装置９０の画像処理部９３は、ＳＰ６で取得した画像がＩＣチップ２００の接触許容面２０１（図８）の画像であるか否かを判定する。上部ＣＣＤ８０の撮像画像が接触禁止面２０２の画像であるときには（ＳＰ７でＮｏ）、制御装置９０は、処理をＳＰ５に戻し、気体噴出口１６からの空気の噴出を繰り返させる。一方、上部ＣＣＤ８０の撮像画像が接触許容面２０１の画像であるときには（ＳＰ７でＹｅｓ）、制御装置９０は、表裏反転が成功したと判定する。その後、制御装置９０は、ＳＰ８の処理を実行する。

【0030】

ＳＰ８では、チップ反転装置１００は、フラットピックアップツール６５でＩＣチップ２００を持ち上げる。つまり、制御装置９０は、リニアステージ４０を制御し、フラットピックアップツール６５を碗状載置台１０の上方まで移動させる。次に、制御装置９０は、真空吸着用ポンプ７０を駆動すると共に、ＸＹＺθステージ５０を制御し、フラットピックアップツール６５を下方（−Ｚ方向）に移動させる。これにより、フラットピックアップツール６５は、ＩＣチップ２００を真空吸着する。そして、制御装置９０は、ＩＣチップ２００を持ち上げるように、ＸＹＺθステージ５０をＺ方向に制御する。

【0031】

ＳＰ８の処理後、チップ反転装置１００は、下部ＣＣＤ８５にＩＣチップ２００を撮像させ、バンプ２０５の位置を確認する（ＳＰ９）。つまり、制御装置９０は、リニアステージ４０を制御し、ＩＣチップ２００を吸着したフラットピックアップツール６５を下部ＣＣＤ８５の上方まで移動させる。さらに、制御装置９０は、下部ＣＣＤ８５にＩＣチップ２００を撮像させる。そして、制御装置９０の画像処理部９３は、下部ＣＣＤ８５の撮像画像を用いて、バンプ２０５の位置を確認する。これらにより、ＩＣチップ２００の反転処理が終了する。

【0032】

図１０は、本発明の第１実施形態において、傾斜したＩＣチップの吸着を説明する説明図である。
ＩＣチップ２００ａは、ＳＰ６（図８）において、反転後、回転体凹部１５の回転軸に対して、傾斜して回転体凹部１５に載置されたものである。この傾斜状態であっても、制御装置９０は、ＳＰ８（図９）において、真空吸着用ポンプ７０を駆動し、フラットピックアップツール６５にＩＣチップ２００ａを真空吸着させる。この吸着により、ＩＣチップ２００は、破線で示すＩＣチップ２００ｂのように、回転体凹部１５の回転軸Ｐに対して、垂直（水平）になる。そして、制御装置９０は、ＸＹＺθステージ５０を制御し、ＩＣチップ２００ｂを持ち上げさせる。

【0033】

図１１，１２は、ＩＣチップを通信モジュールに実装する実装方法について説明する説明図である。
図１１において、通信モジュール２５０は、基板２６０と、基板２６０に形成された複数の電極２６２とを備えている。通信モジュール２５０は、一又は複数のＩＣチップ２００が搭載可能に構成されている。基板２６０は、光が通過可能な孔２６１が開孔している。この孔２６１により、ＩＣチップ２００を実装した通信モジュール２５０は、光がＩＣチップ２００に入射する。

【0034】

ＳＰ１０においては、通信モジュール２５０は、予め、作業台３０に載置されているものとする。制御装置９０は、通信モジュール２５０の上面を上部ＣＣＤ８０に撮像させ、その撮像画像を用いて、通信モジュール２５０の電極２６２の位置を認識する。

【0035】

ＳＰ１１において、制御装置９０は、ＩＣチップ２００のバンプ２０５の位置と、通信モジュール２５０の電極２６２の位置とを一致させるように、リニアステージ４０、及びＸＹＺθステージ５０をＸ−Ｙ方向に制御する。ＳＰ１２において、制御装置９０は、ＩＣチップ２００のバンプ２０５と通信モジュール２５０の電極２６２とを圧接するように、ＸＹＺθステージ５０を−Ｚ方向に制御し、そして、高周波電源１２０（図１）を駆動させる。

【0036】

これにより、図１２のように、バンプ２０５と電極２６２とは、互いに超音波接合される（ＳＰ１２）。これにより、ＩＣチップ２００は、通信モジュール２５０に実装される。
なお、バンプ２０５に半田ボールを設け、半田ボールの加熱により、バンプ２０５と電極２６２とを共晶半田接合させても構わない。なお、この半田接合は、半田の酸化を防ぐために、窒素雰囲気中で行うことが好ましい。また、超音波熱圧着や熱圧着でＡｕ−Ａｕ接合しても構わない。また、エポキシ接着剤やＵＶ接着剤による接合でも構わない。

【0037】

以上説明したように、本実施形態のチップ反転装置１００によれば、ＩＣチップ２００の面を傷つけることなく、ＩＣチップ２００を表裏反転させることができる。ここで、チップ反転装置１００は、２サイドコレット６０を用いるので、ＩＣチップ２００を回転体凹部１５に昇降させるとき、ＩＣチップ２００の両面に傷を付けることはない。また、碗状載置台１０は、回転体凹部１５を形成しているので、載置されるＩＣチップ２００の形状や大きさに制限が無い。

【0038】

さらに、ＩＣチップ２００の表面の法線がフラットピックアップツール６５の昇降方向（回転軸Ｐ方向）に対して、傾斜しているときでも、フラットピックアップツール６５の先端面６５ｄを接触許容面２０１に接触させて、ＩＣチップ２００を吸着することが可能である。
また、チップ反転装置１００は、ＩＣチップ２００の接触禁止面２０２の側が基板やモジュール２５０等に搭載される事案に好適である。言い換えれば、光学素子２１０の反対側（接触許容面２０１）にバンプ２０５が形成されているＩＣチップは、表裏反転させることなく、基板やモジュール２５０等に搭載することができる。

【0039】

（第２実施形態）
前記第１実施形態のチップ反転装置１００は、表裏反転したＩＣチップ２００をフラットピックアップツール６５で持ち上げたが、２サイドコレット６０を用いて、表裏反転したＩＣチップ２００を持ち上げることもできる。

【0040】

図１３〜図１５は、本発明の第２実施形態におけるチップ反転装置の動作を説明する説明図である。
チップ反転装置１０１（図１）は、ゴニオステージ１３０を有している点で、前記第１実施形態のチップ反転装置１００と相違する。ゴニオステージ１３０は、碗状載置台１０を仰動させるものであり、α軸及びその直交軸の２軸を回動可能とする。これにより、回転体凹部１５の最深部を通る回転軸（回転体の回転軸）Ｐが仰動する。

【0041】

第１実施形態のＳＰ７と同様に、制御装置９０は、表裏反転したＩＣチップ２００の撮像画像が接触許容面２０１の画像であるであることを確認する（ＳＰ２０）。本実施形態においては、制御装置９０は、上部ＣＣＤ８１の撮像画像を用いて、その外形の縮小率等からＩＣチップ２００の傾斜角αを演算する。なお、上部ＣＣＤ８１は、三次元計測可能なステレオカメラを用いることが好ましい。

【0042】

ＳＰ２１（図１４）では、制御装置９０は、ゴニオステージ１３０をθ＝−α回動させ、ＩＣチップ２００の表面をＸ−Ｙ面に一致させる。そして、制御装置９０は、ＸＹＺθステージ５０を制御し、２サイドコレット６０の先端をＩＣチップ２００まで降下させる。ＳＰ２２（図１５）では、制御装置９０は、真空吸着用ポンプ７０を駆動して、２サイドコレット６０にＩＣチップ２００を吸着させ、かつ、ＸＹＺθステージ５０を制御し、ＩＣチップ２００を持ち上げる。以下、第１実施形態のＳＰ９〜ＳＰ１２と同様に、ＩＣチップ２００を通信モジュール２５０に実装する。

【0043】

本実施形態のチップ反転装置１０１は、２サイドコレット６０を用いて、ＩＣチップ２００を碗状載置台１０への載置、表裏反転、持ち上げを行うことができる。また、チップ反転装置１０１は、２サイドコレット６０を用いるので、ＩＣチップ２００の両面を傷つけることなく、反転、及び搬送を行うことができる。

【0044】

（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態のチップ反転装置１００は、気体噴出口１６から、空気を上方に噴出させていたが、傾斜させて噴出させることもできる。図１６（ａ）（ｂ）は、傾斜して回転体凹部１５に載置した状態である。特に、図１６（ａ）は、傾斜角が大きなときを示す。破線矢印のように空気を上方に噴射する場合は、気体噴出口１６からＩＣチップ２００までの距離が長いので、噴出力が足りなくなるおそれがある。このため、実線矢印のように、気体噴出口１６Ｂから噴出する空気の噴出方向を傾斜させることが好ましい。これにより、気体噴出口１６ＢからＩＣチップ２００までの距離を短くすることができる。なお、傾斜角が大きな場合に備えて、碗状載置台１０は、回転体凹部１５の上部に、２点鎖線で示す気体噴出口１６Ａを開孔しておくことが好ましい。

【0045】

（２）前記実施形態のチップ反転装置１００は、単一の気体噴出口１６から、空気を上方に噴出させていたが、複数の気体噴出口１６ａ，１６ｂ，・・・を設けることもできる。図１６（ｂ）は、傾斜方向が図１６（ａ）に対して、逆になっている状態を示す。碗状載置台１０は、その底部周辺に複数の気体噴出口１６ａ，１６ｂ，・・・を設け、何れか一つの気体噴出口１６ｂから上方に空気を噴出できるように構成されている。これにより、傾斜方向が逆であっても、ＩＣチップ２００を反転させることができる。

【0046】

（３）前記実施形態では、凹部を回転体（半球、回転楕円体、円錐、円錐台等）形状とした場合を例示したが、最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなるような凹部であれば、回転体である必要なく、例えば、角錐、角錐台状の凹部が形成された載置台を用いても構わない。

【0047】

（４）前記実施形態のチップ反転装置１００，１０１は、気体噴出口１６から気体としての空気を噴出させたが、窒素等の不活性ガスを噴出させても構わない。ＩＣチップ２００を真空吸着以外の手段で固定すれば、不活性ガスの噴出は、真空中での表裏反転等に好適である。

【0048】

（５）前記第１実施形態のチップ反転装置１００は、２サイドコレット６０を用い、ＩＣチップ２００を回転体凹部１５に載置した。また、チップ反転装置１００は、フラットピックアップツール６５でＩＣチップ２００を持ち上げた。ここで、制御装置９０が回転体凹部１５の回転軸とＩＣチップ２００の表面とが垂直であることを確認できれば、チップ反転装置１００は、２サイドコレット６０で、ＩＣチップ２００を持ち上げても構わない。

【0049】

（６）前記各実施形態のチップ反転装置１００，１０１は、制御装置９０を用いて各部を制御していたが、空気噴出装置２０を手動で制御して、気体噴出口１５から空気を噴出させることができる。つまり、チップ反転装置１００，１０１は、フリップチップボンダ以外のボンディング装置（ダイボンダ）に使用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１０ 碗状載置台（載置台）
１５ 回転体凹部
１６，１６ａ，１６ｂ 気体噴出口
２０ 空気噴出装置
３０ 作業台
４０ リニアステージ
５０ ＸＹＺθステージ（ステージ）
６０ ２サイドコレット（第１吸着具）
６０ｆ 空気吸入口
６５ フラットピックアップツール（第２吸着具）
６５ｃ 空気吸入口
７０ 真空吸着用ポンプ（吸着用駆動部）
８０，８１ 上部ＣＣＤ（撮像素子）
８５ 下部ＣＣＤ（撮像素子）
９０ 制御装置
１００，１０１，１０２ チップ反転装置
１３０ ゴニオステージ
２００，２００ａ，２００ｂ ＩＣチップ（半導体チップ）
２０１ 接触許容面
２０２ 接触禁止面
２０５ バンプ
２１０ 光学素子（化合物半導体）
２２０ チップ本体（シリコン半導体）
２５０ 通信モジュール
１０００ フリップチップボンダ（ボンディング装置、ダイボンダ）
Ｐ 回転軸

【要約】

【課題】ＩＣチップの少なくとも一方の面と非接触状態となる。
【解決手段】最深部に近づくほど徐々に断面積が少なくなる回転体凹部１５と、該回転体凹部１５の底部周辺に開口する空気噴出口１６とを有する凹部形成載置台１０と、空気噴出口１６から空気を噴出させる気体噴出装置とを備える。ここで、ＩＣチップ２００が接触許容面と接触禁止面とが特定されたものである場合、ＩＣチップ２００を回転体凹部１５に載置するとき、２サイドコレットを用い、表裏反転後に、ＩＣチップ２００を持ち上げるときは、フラットピックアップツールを接触許容面に吸着させることが好ましい。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】