JP3471531B2 - バンプ付きワークのボンディング方法 - Google Patents

バンプ付きワークのボンディング方法

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ付きワーク
のバンプをワークのパッドに固着するバンプ付きワーク
のボンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フリップチップなどのバンプ付きワーク
は、電子機器の小型コンパクト化に有利なことから、近
年、各種電子機器に広く用いられるようになってきてい
る。以下、従来のバンプ付きワークのボンディング方法
について説明する。
【0003】図8、図9、図10、図11は、従来のバ
ンプ付きワークのボンディング工程図であって、工程順
に示している。図8において、1はバンプ付きワークで
あり、その下面にはパッド1a及び半田などの導電性材
料によりバンプ2が形成されている。ワーク3は基板で
あり、その上面にはパッド4が形成されている。
【0004】まず図8に示すように、バンプ付きワーク
1をノズル5の下部に真空吸着した状態で、バンプ付き
ワーク1をワーク3に対して相対的に水平移動させるこ
とにより、バンプ2とパッド4を位置合わせする。次に
ノズル5を下降させてバンプ2をパッド4に着地させる
(図9)。この状態で、バンプ2のセンターAとパッド
4のセンターBはわずかな位置ずれdがある。この位置
ずれdは、バンプ2やパッド4の成形誤差あるいはバン
プ付きワーク1の搭載誤差のために生じるものである。
【0005】次に加熱手段(図外)によりバンプ2を加
熱して溶融させる。この場合、上記位置ずれdのため
に、溶融したバンプ2は横方向に傾いて傾斜する(図1
0参照)。次いで、図11に示すようにノズル5を若干
(一般には50〜70ミクロン程度)上昇させることに
より、溶融したバンプ2を上方へ引き伸ばしてその側面
形状をつづみ形にし、この引き伸ばし状態を維持したま
まバンプ2を冷却することにより固化させて、バンプ付
きワーク1をワーク3にボンディングする。その後、バ
ンプ付きワーク1の真空吸着状態を解除したうえでノズ
ル5を上昇させ、一連の動作は終了する。なお、バンプ
2は、図11に示されるつづみ形が良品とされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、バン
プ付きワーク1をワーク3に搭載した状態で、両者の間
に位置ずれdが生じることは避けられず、その結果、冷
却したバンプ2は図11に示すように横方向に傾斜しや
すいという問題点があった。このようにバンプ2が傾斜
すると、バンプ2に亀裂が生じるなどして不良品となり
やすい。
【0007】したがって本発明は、上記従来方法の問題
点を解消し、バンプ付きワークを位置ずれなくワークに
正しくボンディングできるバンプ付きワークのボンディ
ング方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、バンプ付きワ
ークのボンディング方法を、ノズルに真空吸着されたバ
ンプ付きワークの下面のバンプをワークの上面のパッド
に位置合わせし、前記ノズルを下降させることによりバ
ンプをパッド上に着地させる第1工程と、前記ノズルで
前記バンプ付きワークを真空吸着した状態でバンプを加
熱することによりバンプを溶融させ、その状態で前記
ズルによる前記バンプ付きワークの真空吸着状態を解除
することにより、溶融したバンプの表面張力によって
バンプ付きワークの水平方向の位置ずれを矯正する第
2工程と、前記ノズルで前記バンプ付きワークを再度真
空吸着して前記ノズルを上昇させることにより溶融した
バンプを上方へ引き伸ばし、この引き伸ばし状態を維持
してバンプを冷却固化させる第3工程とから構成した。
また望ましくは、前記第2工程において、前記真空吸着
状態を解除した状態で、ノズルをわずかに上昇させてノ
ズルとバンプ付きワークを分離し、前記溶融したバンプ
の表面張力によってバンプ付きワークの水平方向の位置
ずれを矯正するようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によれば、バンプを加熱し
て溶融させたときのバンプの表面張力を利用して、バン
プ付きワークの横方向の位置ずれを矯正し、バンプ付き
ワークを位置ずれなくワークにボンディングできる。
【0010】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態のバンプ付
きワークのボンディング装置の正面図、図2、図3、図
4、図5、図6、図7は同バンプ付きワークのボンディ
ング工程図である。
【0011】まず、図1を参照して、バンプ付きワーク
のボンディング装置の全体構造を説明する。図1におい
て、10はワーク3の位置決め部であり、その上面にワ
ーク3が位置決めされている。位置決め部10は可動テ
ーブルであり、ワーク3をX方向やY方向へ水平移動さ
せてその位置を調整することができる。またワーク3の
位置決め部10にはヒータ11が内蔵されており、ワー
ク3を加熱する。12はバンプ付きワーク1の供給部で
あって、その上面にはバンプ付きワーク1が備えられて
いる。位置決め部10と供給部12の間には、バンプ付
きワーク1を下方から観察してバンプ2の位置を認識す
るカメラ13が設けられている。
【0012】14は移動テーブルであって、ケース15
が保持されている。ケース15の下方に延出するノズル
シャフト17の下端部にはノズル5が設けられており、
またその上部にはモータ16が設けられている。モータ
16が駆動すると、ケース15の内部に設けられた上下
動機構(図示せず)が駆動し、ノズル5は上下動作を行
う。また移動テーブル14が駆動すると、ケース15お
よびノズル5は移動テーブル14に沿って位置決め部1
0と供給部12の間を移動する。なおノズル5に接続さ
れる真空吸引手段などは省略している。
【0013】このバンプ付きワークのボンディング装置
は上記のように構成されており、次に動作の説明を行
う。図1において、ノズル5は供給部12の上方へ移動
し、そこで上下動作を行うことにより、ノズル5の下部
にバンプ付きワーク1を真空吸着してピックアップす
る。次にノズル5はカメラ13の上方へ移動し、カメラ
13でノズル5に真空吸着されたバンプ付きワーク1の
バンプ2を観察して、その位置を認識する。次にノズル
5は位置決め部10に位置決めされたワーク3の上方へ
移動する。次に、図2〜図7を参照して以後の動作を説
明する。
【0014】図2は、ノズル5がワーク3の上方へ移動
してきた状態を示している。このとき、カメラ13の認
識結果に基づいて、ワーク3をバンプ付きワーク1に対
して相対的に水平方向ヘ移動させることにより、バンプ
2とパッド4の位置合わせを行う。勿論、ケース15を
X方向やY方向へ水平移動させる機構を設けることによ
り、バンプ付きワーク1をワーク3に対して水平移動さ
せてバンプ2とパッド4の位置合わせをしてもよい。
【0015】さてバンプ2とパッド4の位置合わせが終
了したならば、ノズル5を下降させ、バンプ2をパッド
4に着地させる(図3)。この場合、従来例で説明した
ように、バンプ2のセンターAとパッド4のセンターB
には位置ずれdが生じている。一方、位置決め部10上
のワーク3はヒータ11により加熱されており、この熱
によりバンプ2は加熱されて溶融する(図4)。この場
合、上記位置ずれdのために溶融したバンプ2が横方向
に傾斜することは上述したとおりである。
【0016】次にノズル5によるバンプ付きワーク1の
真空吸着状態を解除し、ノズル5をわずかに上昇させて
ノズル5とバンプ付きワーク1を分離する(図5のギャ
ップGを参照)。一方、パッド4上で溶融したバンプ2
には、その表面積を小さくしようとする応力、すなわち
バンプ付きワーク1のパッド1aの中心とワーク3のパ
ッド4の中心位置をあわせようとする力が発生する。し
たがってこの表面張力のためにバンプ付きワーク1は横
方向へ移動し(破線矢印a参照)、位置ずれdは矯正さ
れてバンプ2のセンターAはパッド4のセンターBに合
致する。
【0017】そこでノズル5を下降させ、バンプ付きワ
ーク1の上面を再度真空吸着し(図6)、次いでノズル
5をわずかに(例えば50〜70ミクロン程度)上昇さ
せ、溶融したバンプ2を上方へ引き伸ばしてその側面形
状をつづみ形にし(図7)、この引き伸ばし状態を維持
したままで、バンプ2を冷却して固化させる。以上によ
り、バンプ付きワーク1はワーク3上に正しくボンディ
ングされる。
【0018】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えばワークを加熱する手段としては、ハロ
ゲン光などを用いた間接加熱でもよい。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、バンプを加熱して溶融
させたときのバンプの表面張力を利用して、バンプ付き
ワークの横方向の位置ずれを矯正し、且つバンプを引き
伸ばしてバンプ付きワークを位置ずれなくワークに正し
くボンディングできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図3】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図4】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図5】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図6】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図7】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークのボ
ンディング工程図
【図8】従来のバンプ付きワークのボンディング工程図
【図9】従来のバンプ付きワークのボンディング工程図
【図10】従来のバンプ付きワークのボンディング工程
【図11】従来のバンプ付きワークのボンディング工程
【符号の説明】
1 バンプ付きワーク 2 バンプ 3 ワーク 4 パッド 5 ノズル 10 位置決め部 12 供給部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズルに真空吸着されたバンプ付きワーク
    の下面のバンプをワークの上面のパッドに位置合わせ
    し、前記ノズルを下降させることによりバンプをパッド
    上に着地させる第1工程と、前記ノズルで前記バンプ付
    きワークを真空吸着した状態でバンプを加熱することに
    よりバンプを溶融させ、その状態で前記ノズルによる
    バンプ付きワークの真空吸着状態を解除することによ
    り、溶融したバンプの表面張力によって前記バンプ付き
    ワークの水平方向の位置ずれを矯正する第2工程と、前
    記ノズルで前記バンプ付きワークを再度真空吸着して
    ノズルを上昇させることにより溶融したバンプを上方
    へ引き伸ばし、この引き伸ばし状態を維持してバンプを
    冷却固化させる第3工程と、を含むことを特徴とするバ
    ンプ付きワークのボンディング方法。
  2. 【請求項2】前記第2工程において、前記真空吸着状態
    を解除した状態で、ノズルをわずかに上昇させてノズル
    とバンプ付きワークを分離し、前記溶融したバンプの表
    面張力によってバンプ付きワークの水平方向の位置ずれ
    を矯正することを特徴とする請求項1記載のバンプ付き
    ワークのボンディング方法。
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