JP2002368033A - バンプ構造とバンプの製造方法 - Google Patents
バンプ構造とバンプの製造方法Info
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13075—Plural core members
- H01L2224/1308—Plural core members being stacked
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】丈夫な構造をもつバンプ構造とバンプの製造方
法を提供すること。 【解決手段】バンプ製造用キャピラリ１１に通したワイ
ヤの先端に金属ボール１４を形成することにより、バン
プを製造するバンプの製造方法であって、バンプが形成
される半導体素子のパッド電極部２３に対して、前記金
属ボール１４を押圧しながら第１の方向に超音波を印加
して第１のバンプ１５を形成し、前記第１のバンプの形
成後に前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押
圧して、前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波
を印加しながら第２のバンプ３５を形成する。
法を提供すること。 【解決手段】バンプ製造用キャピラリ１１に通したワイ
ヤの先端に金属ボール１４を形成することにより、バン
プを製造するバンプの製造方法であって、バンプが形成
される半導体素子のパッド電極部２３に対して、前記金
属ボール１４を押圧しながら第１の方向に超音波を印加
して第１のバンプ１５を形成し、前記第１のバンプの形
成後に前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押
圧して、前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波
を印加しながら第２のバンプ３５を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の実装
用のバンプ構造の改良と、このバンプの製造方法に関す
る。
用のバンプ構造の改良と、このバンプの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子のパッド電極部に形成される
実装用のバンプは、例えば、図１８に示すように構成さ
れている。図１８において、半導体素子２は、その実装
面，すなわち、半導体素子２が実装される回路基板等の
基板電極に対向される面に、複数の電極パッド３が形成
されている。この複数の電極パッド３上に、バンプ製造
用キャピラリ（図示せず）に通したワイヤの先端に金属
ボールを形成して、この金属ボールを電極パッド３に熱
圧着することにより、図示するようにバンプ１の基部１
ａを形成する。次いで、キャピラリをループ状軌跡を描
いて移動させることにより、先端部１ｂを形成する。
実装用のバンプは、例えば、図１８に示すように構成さ
れている。図１８において、半導体素子２は、その実装
面，すなわち、半導体素子２が実装される回路基板等の
基板電極に対向される面に、複数の電極パッド３が形成
されている。この複数の電極パッド３上に、バンプ製造
用キャピラリ（図示せず）に通したワイヤの先端に金属
ボールを形成して、この金属ボールを電極パッド３に熱
圧着することにより、図示するようにバンプ１の基部１
ａを形成する。次いで、キャピラリをループ状軌跡を描
いて移動させることにより、先端部１ｂを形成する。
【０００３】このようなバンプ１は、回路基板等の基板
電極の上に載置されて、導電性樹脂を介してリフロー炉
内で加熱され接続される。導電性樹脂を硬化させた後
で、半導体素子２と回路基板の間に封止樹脂を注入して
硬化させることで、フリップチップ実装が行われる。
電極の上に載置されて、導電性樹脂を介してリフロー炉
内で加熱され接続される。導電性樹脂を硬化させた後
で、半導体素子２と回路基板の間に封止樹脂を注入して
硬化させることで、フリップチップ実装が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フリップチップ実装構造においては、図１９に示すよう
な問題がある。図１９は、フリップチップ実装構造を模
式化して示したものであり、導電性樹脂や封止樹脂の図
示は省略されている。半導体素子２は、例えば、一般的
なＩＣチップであり、回路基板５は、例えばセラミック
製の回路基板である。バンプ１は、通常、Ａｕ等の金属
で形成されており、このＡｕは、ＩＣチップである半導
体素子２や回路基板５と線膨張係数が異なることから、
上述したリフロー時等において、バンプ１の接合部に応
力がかかり、接合部が破断してしまう。
フリップチップ実装構造においては、図１９に示すよう
な問題がある。図１９は、フリップチップ実装構造を模
式化して示したものであり、導電性樹脂や封止樹脂の図
示は省略されている。半導体素子２は、例えば、一般的
なＩＣチップであり、回路基板５は、例えばセラミック
製の回路基板である。バンプ１は、通常、Ａｕ等の金属
で形成されており、このＡｕは、ＩＣチップである半導
体素子２や回路基板５と線膨張係数が異なることから、
上述したリフロー時等において、バンプ１の接合部に応
力がかかり、接合部が破断してしまう。
【０００５】ここで、バンプ１を構成するＡｕもしくは
Ａｕ合金は、ＩＣチップである半導体素子２や回路基板
５と比べると弾性係数（ヤング率）が低いという物性を
有しており、バンプ１は他の箇所と比べると最も変形し
やすい。このため、例えば、図２０に示すように、バン
プ１の高さｈ１を高くすれば、回路基板５とバンプ１の
接合箇所と、バンプ１と半導体素子２との接合箇所との
寸法が大きくなって、変形できる箇所が大きくなり、そ
の分大きく変形することで、応力を吸収し、他の接合箇
所に応力がかかることを防止できると考えられる。しか
しながら、キャピラリを用いた金属ボールの形成工程で
は、球形のボールを形成しているので、バンプ１の高さ
を容易に高くすることは困難である。
Ａｕ合金は、ＩＣチップである半導体素子２や回路基板
５と比べると弾性係数（ヤング率）が低いという物性を
有しており、バンプ１は他の箇所と比べると最も変形し
やすい。このため、例えば、図２０に示すように、バン
プ１の高さｈ１を高くすれば、回路基板５とバンプ１の
接合箇所と、バンプ１と半導体素子２との接合箇所との
寸法が大きくなって、変形できる箇所が大きくなり、そ
の分大きく変形することで、応力を吸収し、他の接合箇
所に応力がかかることを防止できると考えられる。しか
しながら、キャピラリを用いた金属ボールの形成工程で
は、球形のボールを形成しているので、バンプ１の高さ
を容易に高くすることは困難である。
【０００６】本発明の目的は、上述の問題を解決するた
めになされたものであり、丈夫な構造をもつバンプ構造
とバンプの製造方法を提供することを目的とする。
めになされたものであり、丈夫な構造をもつバンプ構造
とバンプの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の発明によれば、バンプ製造用キャピラリに通したワイ
ヤの先端に金属ボールを形成することにより、バンプを
製造するバンプの製造方法であって、バンプが形成され
る半導体素子のパッド電極部に対して、前記金属ボール
を押圧しながら第１の方向に超音波を印加して第１のバ
ンプを形成し、前記第１のバンプの形成後に前記第１の
バンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、前記第１
の方向と交差する第２の方向に超音波を印加しながら第
２のバンプを形成する、バンプの製造方法により、達成
される。請求項１の構成によれば、第１のバンプを形成
する際に、第１の方向に超音波を印加しているので、こ
の第１の方向に沿って、第１のバンプ形状が僅かに引き
延ばされる。これに対して、第２のバンプを形成する時
には、第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加
することで、第１のバンプ形成時に引き延ばされた形状
が矯正される。このことにより、どちらの方向からの応
力に対しても、対向できる均一な形状となる。すなわ
ち、第１及び第２のバンプを重ねることにより、バンプ
の高さを高くすることができ、より変形できることで、
他の接合箇所に応力がかからないようにすると共に、バ
ンプ形状を均一にすることによって、応力に強い構造と
することができる。
の発明によれば、バンプ製造用キャピラリに通したワイ
ヤの先端に金属ボールを形成することにより、バンプを
製造するバンプの製造方法であって、バンプが形成され
る半導体素子のパッド電極部に対して、前記金属ボール
を押圧しながら第１の方向に超音波を印加して第１のバ
ンプを形成し、前記第１のバンプの形成後に前記第１の
バンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、前記第１
の方向と交差する第２の方向に超音波を印加しながら第
２のバンプを形成する、バンプの製造方法により、達成
される。請求項１の構成によれば、第１のバンプを形成
する際に、第１の方向に超音波を印加しているので、こ
の第１の方向に沿って、第１のバンプ形状が僅かに引き
延ばされる。これに対して、第２のバンプを形成する時
には、第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加
することで、第１のバンプ形成時に引き延ばされた形状
が矯正される。このことにより、どちらの方向からの応
力に対しても、対向できる均一な形状となる。すなわ
ち、第１及び第２のバンプを重ねることにより、バンプ
の高さを高くすることができ、より変形できることで、
他の接合箇所に応力がかからないようにすると共に、バ
ンプ形状を均一にすることによって、応力に強い構造と
することができる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項２
の構成によれば、第１のバンプを形成する際に、第１の
方向に超音波を印加したことにより、第１のバンプ形状
が僅かに引き延ばされる。これに対して、第２のバンプ
を形成する時には、第１の方向と９０度交差する方向に
超音波を印加することで、バンプ形状が矯正されて、バ
ンプは全体として、上から見た形態において、円形とな
り、理想的な均一形状とすることができる。
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項２
の構成によれば、第１のバンプを形成する際に、第１の
方向に超音波を印加したことにより、第１のバンプ形状
が僅かに引き延ばされる。これに対して、第２のバンプ
を形成する時には、第１の方向と９０度交差する方向に
超音波を印加することで、バンプ形状が矯正されて、バ
ンプは全体として、上から見た形態において、円形とな
り、理想的な均一形状とすることができる。
【０００９】また、上述の目的は、請求項３の発明によ
れば、バンプ製造用キャピラリに通したワイヤの先端に
金属ボールを形成することにより、バンプを製造するバ
ンプの製造方法であって、バンプが形成される半導体素
子のパッド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しな
がら第１のバンプを形成し、前記第１のバンプの形成後
に前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧し
て、前記第１のバンプよりも大きな第２のバンプを形成
する、バンプの製造方法により、達成される。請求項３
の構成によれば、第１及び第２のバンプを重ねることに
より、バンプの高さを高くすることができる。このため
バンプは長くなったことで、その分大きく変形できる。
このため、応力が変形として吸収されることで、他の接
合箇所に応力がかからないようにでき、強い構造とする
ことができる。ここで、バンプの大きさは大きいほうが
接合力がつよく、第２のバンプは大きくてよい。これに
対して、第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
接合されるため、第１のバンプが大きいと、比較的小さ
なパッド電極部を傷つけてしまう。このため、第１のバ
ンプを必要以上に大きくしないようにしている。
れば、バンプ製造用キャピラリに通したワイヤの先端に
金属ボールを形成することにより、バンプを製造するバ
ンプの製造方法であって、バンプが形成される半導体素
子のパッド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しな
がら第１のバンプを形成し、前記第１のバンプの形成後
に前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧し
て、前記第１のバンプよりも大きな第２のバンプを形成
する、バンプの製造方法により、達成される。請求項３
の構成によれば、第１及び第２のバンプを重ねることに
より、バンプの高さを高くすることができる。このため
バンプは長くなったことで、その分大きく変形できる。
このため、応力が変形として吸収されることで、他の接
合箇所に応力がかからないようにでき、強い構造とする
ことができる。ここで、バンプの大きさは大きいほうが
接合力がつよく、第２のバンプは大きくてよい。これに
対して、第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
接合されるため、第１のバンプが大きいと、比較的小さ
なパッド電極部を傷つけてしまう。このため、第１のバ
ンプを必要以上に大きくしないようにしている。
【００１０】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、前記第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
対して、前記金属ボールを押圧しながら前記第１の方向
に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプは、前
記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、
前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加し
ながら形成することを特徴とする。請求項４の構成によ
れば、バンプ形状をより均一な形状とすることができ、
丈夫な構造とすることができる。
て、前記第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
対して、前記金属ボールを押圧しながら前記第１の方向
に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプは、前
記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、
前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加し
ながら形成することを特徴とする。請求項４の構成によ
れば、バンプ形状をより均一な形状とすることができ、
丈夫な構造とすることができる。
【００１１】請求項５の発明は、請求項４の構成におい
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項５
の構成によれば、バンプ形状を最も均一な形状とするこ
とができる。
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項５
の構成によれば、バンプ形状を最も均一な形状とするこ
とができる。
【００１２】また、上述の目的は、請求項６の発明によ
れば、バンプ製造用キャピラリに通したワイヤの先端に
金属ボールを形成することにより、バンプを製造するバ
ンプの製造方法であってバンプが形成される半導体素子
のパッド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しなが
ら第１のバンプを形成し、前記第１のバンプの形成後
に、前記第１のバンプのバンプ厚み方向に沿った仮想の
中心線からずれた位置に、さらに金属ボールを押圧し
て、第２のバンプを形成する、バンプの製造方法によ
り、達成される。請求項６の構成によれば、２段のバン
プがその中心線をずらして接合されることにより、バン
プ高さを高くしなくても、基板側と第２のバンプの接合
箇所と、第１のバンプと半導体素子の接合箇所との寸法
を大きくして、バンプの長さを大きくできるので、その
分、より変形できることで、他の接合箇所に応力がかか
らないようにすることができ、応力に強い構造とするこ
とができる。
れば、バンプ製造用キャピラリに通したワイヤの先端に
金属ボールを形成することにより、バンプを製造するバ
ンプの製造方法であってバンプが形成される半導体素子
のパッド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しなが
ら第１のバンプを形成し、前記第１のバンプの形成後
に、前記第１のバンプのバンプ厚み方向に沿った仮想の
中心線からずれた位置に、さらに金属ボールを押圧し
て、第２のバンプを形成する、バンプの製造方法によ
り、達成される。請求項６の構成によれば、２段のバン
プがその中心線をずらして接合されることにより、バン
プ高さを高くしなくても、基板側と第２のバンプの接合
箇所と、第１のバンプと半導体素子の接合箇所との寸法
を大きくして、バンプの長さを大きくできるので、その
分、より変形できることで、他の接合箇所に応力がかか
らないようにすることができ、応力に強い構造とするこ
とができる。
【００１３】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、前記第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
対して、前記金属ボールを押圧しながら前記第１の方向
に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプは、前
記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、
前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加し
ながら形成することを特徴とする。請求項７の構成によ
れば、バンプ形状をより均一な形状とすることができ、
丈夫な構造とすることができる。
て、前記第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に
対して、前記金属ボールを押圧しながら前記第１の方向
に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプは、前
記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧して、
前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を印加し
ながら形成することを特徴とする。請求項７の構成によ
れば、バンプ形状をより均一な形状とすることができ、
丈夫な構造とすることができる。
【００１４】請求項８の発明は、請求項７の構成におい
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項８
の構成によれば、バンプ形状を最も均一な形状とするこ
とができる。
て、前記超音波を印加する前記第１の方向と前記第２の
方向とがほぼ９０度異なることを特徴とする。請求項８
の構成によれば、バンプ形状を最も均一な形状とするこ
とができる。
【００１５】また、上述の目的は、請求項９の発明によ
れば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製の
第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形成
された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第１
のバンプが、金属ボールを前記パッド電極部に押し付け
る際に第１の方向に沿って超音波が印加されており、か
つ前記第２のバンプが金属ボールを前記パッド電極部に
押し付ける際に、前記第１の方向と交差する第２の方向
に沿って超音波が印加されている、バンプ構造により、
達成される。請求項９の構成によれば、このバンプ構造
は、請求項１の構成で説明したのと同様の理由により、
応力に強い構造とすることができる。すなわち、第１及
び第２のバンプを重ねることにより、バンプの高さを高
くすることができ、より変形できることで、他の接合箇
所に応力がかからないようにすると共に、バンプ形状を
均一にすることによって、応力に強い構造とすることが
できる。
れば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製の
第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形成
された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第１
のバンプが、金属ボールを前記パッド電極部に押し付け
る際に第１の方向に沿って超音波が印加されており、か
つ前記第２のバンプが金属ボールを前記パッド電極部に
押し付ける際に、前記第１の方向と交差する第２の方向
に沿って超音波が印加されている、バンプ構造により、
達成される。請求項９の構成によれば、このバンプ構造
は、請求項１の構成で説明したのと同様の理由により、
応力に強い構造とすることができる。すなわち、第１及
び第２のバンプを重ねることにより、バンプの高さを高
くすることができ、より変形できることで、他の接合箇
所に応力がかからないようにすると共に、バンプ形状を
均一にすることによって、応力に強い構造とすることが
できる。
【００１６】また、上述の目的は、請求項１０の発明に
よれば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製
の第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形
成された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第
１のバンプが、前記第２のバンプよりも小さく形成され
ている、バンプ構造により、達成される。請求項１０の
構成によれば、このバンプ構造は、請求項３の構成で説
明したのと同様の理由により、応力に強い構造とするこ
とができる。すなわち、第１及び第２のバンプを重ねる
ことにより、バンプの高さを高くすることができる。こ
のため、より変形できることで、他の接合箇所に応力が
かからないようにすることができ、強い構造とすること
ができる。この場合、バンプの大きさは大きいほうが接
合力がつよく、第２のバンプは大きくてよい。これに対
して、第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に接
合されるため、第１のバンプが大きいと、比較的小さな
パッド電極部を傷つけてしまう。このため、第１のバン
プを必要以上に大きくしない構造としている。
よれば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製
の第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形
成された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第
１のバンプが、前記第２のバンプよりも小さく形成され
ている、バンプ構造により、達成される。請求項１０の
構成によれば、このバンプ構造は、請求項３の構成で説
明したのと同様の理由により、応力に強い構造とするこ
とができる。すなわち、第１及び第２のバンプを重ねる
ことにより、バンプの高さを高くすることができる。こ
のため、より変形できることで、他の接合箇所に応力が
かからないようにすることができ、強い構造とすること
ができる。この場合、バンプの大きさは大きいほうが接
合力がつよく、第２のバンプは大きくてよい。これに対
して、第１のバンプは、半導体素子のパッド電極部に接
合されるため、第１のバンプが大きいと、比較的小さな
パッド電極部を傷つけてしまう。このため、第１のバン
プを必要以上に大きくしない構造としている。
【００１７】また、上述の目的は、請求項１１の発明に
よれば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製
の第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形
成された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第
１のバンプのバンプ高さ方向に沿った仮想の中心線から
ずれた位置に、前記第２のバンプが形成されている、バ
ンプ構造により、達成される。請求項１１の構成によれ
ば、このバンプ構造は、請求項６の構成で説明したのと
同様の理由により、応力に強い構造とすることができ
る。すなわち、２段のバンプがその中心線をずらして接
合されることにより、バンプ高さを高くしなくても、基
板側と第２のバンプの接合箇所と、第１のバンプと半導
体素子の接合箇所との寸法を大きくして、バンプの長さ
を大きくできるので、その分、より変形できることで、
他の接合箇所に応力がかからないようにすることがで
き、応力に強い構造とすることができる。
よれば、半導体素子のパッド電極部に形成された金属製
の第１のバンプと、この金属製の第１のバンプの上に形
成された金属製の第２のバンプとを備えており、前記第
１のバンプのバンプ高さ方向に沿った仮想の中心線から
ずれた位置に、前記第２のバンプが形成されている、バ
ンプ構造により、達成される。請求項１１の構成によれ
ば、このバンプ構造は、請求項６の構成で説明したのと
同様の理由により、応力に強い構造とすることができ
る。すなわち、２段のバンプがその中心線をずらして接
合されることにより、バンプ高さを高くしなくても、基
板側と第２のバンプの接合箇所と、第１のバンプと半導
体素子の接合箇所との寸法を大きくして、バンプの長さ
を大きくできるので、その分、より変形できることで、
他の接合箇所に応力がかからないようにすることがで
き、応力に強い構造とすることができる。
【００１８】また、上述の目的は、請求項１２の発明に
よれば、半導体素子の実装面の複数のパッド電極部に対
応して金属製の複数の２段以上のバンプが形成されてい
るパッド構造であって、前記半導体素子の実装面におい
て、少なくとも前記半導体素子の実装後に応力が集中す
る位置に設けられたバンプが、他のバンプと比べて大き
く形成されている、バンプ構造により、達成される。請
求項１２の構成によれば、半導体素子の実装後におい
て、この半導体素子の実装面の応力が集中しやすい箇所
に設けられたバンプは、大きな応力がかかって破断しや
すい。このため、このような位置のバンプの大きさを他
のバンプよりも大きくすることで、丈夫なバンプ構造と
することができる。
よれば、半導体素子の実装面の複数のパッド電極部に対
応して金属製の複数の２段以上のバンプが形成されてい
るパッド構造であって、前記半導体素子の実装面におい
て、少なくとも前記半導体素子の実装後に応力が集中す
る位置に設けられたバンプが、他のバンプと比べて大き
く形成されている、バンプ構造により、達成される。請
求項１２の構成によれば、半導体素子の実装後におい
て、この半導体素子の実装面の応力が集中しやすい箇所
に設けられたバンプは、大きな応力がかかって破断しや
すい。このため、このような位置のバンプの大きさを他
のバンプよりも大きくすることで、丈夫なバンプ構造と
することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明のバンプ
の製造方法の第１の実施形態を示す工程図であり、図３
は、図１及び図２の製造工程により製造したバンプの構
造を示す概略断面図である。
の製造方法の第１の実施形態を示す工程図であり、図３
は、図１及び図２の製造工程により製造したバンプの構
造を示す概略断面図である。
【００２０】図１（ａ）において、バンプ製造用のキャ
ピラリ１１は、通常用いられるものと同じであり、キャ
ピラリ１１の孔１２の径は、例えば、直径４０μｍ程度
である。キャピラリ１１の孔１２には、ボンディングワ
イヤ１３が挿通されている。このボンディングワイヤ１
３は、例えばＡｕ／Ｐｂボンディングワイヤである。こ
れに対して、半導体素子２１の電極パッド２２には、Ａ
ｌ電極２３が、例えば、１００μｍないし１５０μｍ程
度のピッチで形成されている。
ピラリ１１は、通常用いられるものと同じであり、キャ
ピラリ１１の孔１２の径は、例えば、直径４０μｍ程度
である。キャピラリ１１の孔１２には、ボンディングワ
イヤ１３が挿通されている。このボンディングワイヤ１
３は、例えばＡｕ／Ｐｂボンディングワイヤである。こ
れに対して、半導体素子２１の電極パッド２２には、Ａ
ｌ電極２３が、例えば、１００μｍないし１５０μｍ程
度のピッチで形成されている。
【００２１】そして、このキャピラリ１１の孔１２に、
ボンディングワイヤ１３を通して、図１（ａ）に示すよ
うに、キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、
金属ボール１４を形成する。次いで、キャピラリ１１
を、図示されているように、電極パッド２２のＡｌ電極
２３の上に位置するように移動させ、半導体素子２１
を、例えば加熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱
する。
ボンディングワイヤ１３を通して、図１（ａ）に示すよ
うに、キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、
金属ボール１４を形成する。次いで、キャピラリ１１
を、図示されているように、電極パッド２２のＡｌ電極
２３の上に位置するように移動させ、半導体素子２１
を、例えば加熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱
する。
【００２２】次に、図１（ｂ）に示すように、キャピラ
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ１５を形成する。
この場合、荷重を与えながら、第１の方向として、図に
おいて水平な方向，すなわち、矢印Ｘで示す方向に、キ
ャピラリ１１を介して伝達される超音波による振動を与
える。ここで、半導体素子２１側を加熱するだけでな
く、金属ボール１４に超音波を印加するのは、超音波の
振動により、金属ボール１４自体を加熱するためであ
る。次いで、図１（ｃ）に示すように、キャピラリ１１
を上方へ引き上げて、第１のバンプ１５に先端部１６を
形成することで、第１のバンプ１５が完成する。
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ１５を形成する。
この場合、荷重を与えながら、第１の方向として、図に
おいて水平な方向，すなわち、矢印Ｘで示す方向に、キ
ャピラリ１１を介して伝達される超音波による振動を与
える。ここで、半導体素子２１側を加熱するだけでな
く、金属ボール１４に超音波を印加するのは、超音波の
振動により、金属ボール１４自体を加熱するためであ
る。次いで、図１（ｃ）に示すように、キャピラリ１１
を上方へ引き上げて、第１のバンプ１５に先端部１６を
形成することで、第１のバンプ１５が完成する。
【００２３】続いて、キャピラリ１１の孔１２に、ボン
ディングワイヤ１３を通して、図２（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール１４を形成する。次いで、図示され
ているように、電極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第
１のバンプ１５の真上にキャピラリ１１を移動させる。
ディングワイヤ１３を通して、図２（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール１４を形成する。次いで、図示され
ているように、電極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第
１のバンプ１５の真上にキャピラリ１１を移動させる。
【００２４】そして、図２（ｂ）に示すように、キャピ
ラリ１１を下降させて、半導体素子２１を損傷しないよ
うに適切に選択された所定の加重，好ましくは、同一の
金属材料を接合させることから、例えば、第１のバンプ
１５の形成時よりも小さな荷重を金属ボール１４にかけ
ることにより、第２のバンプ３５を形成する。この場
合、第１のバンプ１５を形成した際に印加した超音波と
交差する第２の方向に超音波を印加しながら、荷重を加
える。この超音波は、好ましくは、第１の方向に対して
９０度異なる方向であり、図において、紙面に垂直な方
向，すなわち、Ｙで示す方向に、キャピラリ１１を介し
て伝達される。この超音波は、第１のバンプ１５の形成
時よりも小さくてよい。そして、キャピラリ１１を上方
へ引き上げることにより、図２（ｃ）に示すように、第
２のバンプ３５の先端部３６を形成して、第２のバンプ
３５を完成する。
ラリ１１を下降させて、半導体素子２１を損傷しないよ
うに適切に選択された所定の加重，好ましくは、同一の
金属材料を接合させることから、例えば、第１のバンプ
１５の形成時よりも小さな荷重を金属ボール１４にかけ
ることにより、第２のバンプ３５を形成する。この場
合、第１のバンプ１５を形成した際に印加した超音波と
交差する第２の方向に超音波を印加しながら、荷重を加
える。この超音波は、好ましくは、第１の方向に対して
９０度異なる方向であり、図において、紙面に垂直な方
向，すなわち、Ｙで示す方向に、キャピラリ１１を介し
て伝達される。この超音波は、第１のバンプ１５の形成
時よりも小さくてよい。そして、キャピラリ１１を上方
へ引き上げることにより、図２（ｃ）に示すように、第
２のバンプ３５の先端部３６を形成して、第２のバンプ
３５を完成する。
【００２５】このような方法によれば、図２（ｄ）の上
面図に示すように、第１のバンプ１５の形成時に、Ｘ方
向に沿って超音波を印加することで、超音波を印加方向
に沿って第１のバンプ１５はやや長円形もしくは楕円形
となる。次いで、第２のバンプ３５の形成時に、図２
（ｅ）に示すように、第１の方向と交差する方向，好ま
しくは、第１の方向と９０度異なる方向Ｘに超音波を印
加することで、第１のバンプ１５の長円形もしくは楕円
形が矯正される状態となる。このため、バンプ全体３７
は、どちらの方向にも均一な、平面視でほぼ円形とな
る。これにより、実装後に加わる応力が均一となって、
部分的に応力が集中する箇所がなくなり、強靱な構造の
２段構造のバンプ３７となる。
面図に示すように、第１のバンプ１５の形成時に、Ｘ方
向に沿って超音波を印加することで、超音波を印加方向
に沿って第１のバンプ１５はやや長円形もしくは楕円形
となる。次いで、第２のバンプ３５の形成時に、図２
（ｅ）に示すように、第１の方向と交差する方向，好ま
しくは、第１の方向と９０度異なる方向Ｘに超音波を印
加することで、第１のバンプ１５の長円形もしくは楕円
形が矯正される状態となる。このため、バンプ全体３７
は、どちらの方向にも均一な、平面視でほぼ円形とな
る。これにより、実装後に加わる応力が均一となって、
部分的に応力が集中する箇所がなくなり、強靱な構造の
２段構造のバンプ３７となる。
【００２６】半導体素子２１の複数の電極パッド２２に
必要な数のバンプ３７を形成した後で、図２（ｃ）に示
すバンプ３７の上から平坦面で押圧して、各バンプ３７
の高さを均一にするように押圧してレベリングを行い、
図３に示すような実装構造を実現する。
必要な数のバンプ３７を形成した後で、図２（ｃ）に示
すバンプ３７の上から平坦面で押圧して、各バンプ３７
の高さを均一にするように押圧してレベリングを行い、
図３に示すような実装構造を実現する。
【００２７】図３は、２段構造のバンプ３７を用いて、
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。フリップ
チップ実装においては、実際には、半導体素子２１と回
路基板４６は、バンプ３７にて電気的接続がなされ、導
電性樹脂を介してリフロー炉内で加熱され接続される。
この導電性樹脂を硬化させた後で、半導体素子２１と回
路基板４６との間に封止樹脂を注入して硬化させる構造
である。
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。フリップ
チップ実装においては、実際には、半導体素子２１と回
路基板４６は、バンプ３７にて電気的接続がなされ、導
電性樹脂を介してリフロー炉内で加熱され接続される。
この導電性樹脂を硬化させた後で、半導体素子２１と回
路基板４６との間に封止樹脂を注入して硬化させる構造
である。
【００２８】図３では、理解の便宜のため導電性樹脂や
封止樹脂の図示を省略している。図示されているよう
に、このフリップチップ実装構造においては、バンプ３
７が、図１及び図２で説明した方法で製造され、上述し
た構造を有している。すなわち、バンプ３７は、第１の
バンプ１５及び第２のバンプ３５の２段構造でなること
から、バンプの高さを高くすることができ、応力が働い
た場合に、より変形できることで、他の接合箇所に応力
がかからないようにすることができる。これにより、応
力に強い丈夫な構造とすることができる。これに加え
て、バンプ高さを高く形成すると同時に、バンプ形状を
均一にすることによって、バンプの形状の上で、応力が
集中する箇所をつくらないので、この点においても、応
力に強い構造とすることができる。
封止樹脂の図示を省略している。図示されているよう
に、このフリップチップ実装構造においては、バンプ３
７が、図１及び図２で説明した方法で製造され、上述し
た構造を有している。すなわち、バンプ３７は、第１の
バンプ１５及び第２のバンプ３５の２段構造でなること
から、バンプの高さを高くすることができ、応力が働い
た場合に、より変形できることで、他の接合箇所に応力
がかからないようにすることができる。これにより、応
力に強い丈夫な構造とすることができる。これに加え
て、バンプ高さを高く形成すると同時に、バンプ形状を
均一にすることによって、バンプの形状の上で、応力が
集中する箇所をつくらないので、この点においても、応
力に強い構造とすることができる。
【００２９】図４及び図５は、本発明のバンプの製造方
法の第２の実施形態を示す工程図であり、図６は、図４
及び図５の製造工程により製造したバンプによるフリッ
プチップ実装構造を示す概略断面図である。これらの図
において、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同
一の構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を
中心に説明する。
法の第２の実施形態を示す工程図であり、図６は、図４
及び図５の製造工程により製造したバンプによるフリッ
プチップ実装構造を示す概略断面図である。これらの図
において、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同
一の構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を
中心に説明する。
【００３０】図４（ａ）において、キャピラリ１１の孔
１２には、ボンディングワイヤ１３が挿通されている。
キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、金属ボ
ール１４を形成する。次いで、図示されているように、
キャピラリ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上に
位置するように移動させ、半導体素子２１を、例えば加
熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱する。
１２には、ボンディングワイヤ１３が挿通されている。
キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、金属ボ
ール１４を形成する。次いで、図示されているように、
キャピラリ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上に
位置するように移動させ、半導体素子２１を、例えば加
熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱する。
【００３１】次に、図４（ｂ）に示すように、キャピラ
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ４１を形成する。
この場合、荷重を与えながら、図１（ｂ）で説明したの
と同様に超音波を印加してもよい。次いで、図４（ｃ）
に示すように、キャピラリ１１を上方へ引き上げて、第
１のバンプ４１に先端部４２を形成することで、第１の
バンプ４１が完成する。
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ４１を形成する。
この場合、荷重を与えながら、図１（ｂ）で説明したの
と同様に超音波を印加してもよい。次いで、図４（ｃ）
に示すように、キャピラリ１１を上方へ引き上げて、第
１のバンプ４１に先端部４２を形成することで、第１の
バンプ４１が完成する。
【００３２】続いて、キャピラリ１１の孔１２に、ボン
ディングワイヤ１３を通して、図５（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール２４を形成する。この金属ボール２
４は、図４（ａ）の金属ボール１４よりも大きな径とす
る必要がある。例えば、金属ボール２４は、金属ボール
１４と比べて、１５０パーセントないし２００パーセン
ト程度大きくする。次いで、図示されているように、電
極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第１のバンプ４１の
真上にキャピラリ１１を移動させる。
ディングワイヤ１３を通して、図５（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール２４を形成する。この金属ボール２
４は、図４（ａ）の金属ボール１４よりも大きな径とす
る必要がある。例えば、金属ボール２４は、金属ボール
１４と比べて、１５０パーセントないし２００パーセン
ト程度大きくする。次いで、図示されているように、電
極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第１のバンプ４１の
真上にキャピラリ１１を移動させる。
【００３３】そして、図５（ｂ）に示すように、キャピ
ラリ１１を下降させて、例えば、第１のバンプ４１の形
成時よりも小さな荷重を金属ボール２４にかけることに
より、第２のバンプ４３を形成する。この時、図２
（ｂ）で説明したのと同様に超音波を印加しながら荷重
を加えてもよい。
ラリ１１を下降させて、例えば、第１のバンプ４１の形
成時よりも小さな荷重を金属ボール２４にかけることに
より、第２のバンプ４３を形成する。この時、図２
（ｂ）で説明したのと同様に超音波を印加しながら荷重
を加えてもよい。
【００３４】そして、キャピラリ１１を上方へ引き上げ
ることにより、図５（ｃ）に示すように、第２のバンプ
４３の先端部４４を形成して、第２のバンプ４３を完成
する。これにより、図５（ｃ）に示されているように、
第１のバンプ４１の上に、この第１のバンプ４１よりも
径の大きい第２のバンプ４３が形成された２段構造のバ
ンプ４５が形成される。好ましくは、第２のバンプ４３
は、第１のバンプ４１よりも１５０パーセントないし２
００パーセント程度径が大きい。
ることにより、図５（ｃ）に示すように、第２のバンプ
４３の先端部４４を形成して、第２のバンプ４３を完成
する。これにより、図５（ｃ）に示されているように、
第１のバンプ４１の上に、この第１のバンプ４１よりも
径の大きい第２のバンプ４３が形成された２段構造のバ
ンプ４５が形成される。好ましくは、第２のバンプ４３
は、第１のバンプ４１よりも１５０パーセントないし２
００パーセント程度径が大きい。
【００３５】図６は、２段構造のバンプ４５を用いて、
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。図６で
は、理解の便宜のため導電性樹脂や封止樹脂の図示を省
略している。図示されているように、このフリップチッ
プ実装構造においては、バンプ４５が、図１及び図２で
説明した方法で製造され、上述した構造を有している。
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。図６で
は、理解の便宜のため導電性樹脂や封止樹脂の図示を省
略している。図示されているように、このフリップチッ
プ実装構造においては、バンプ４５が、図１及び図２で
説明した方法で製造され、上述した構造を有している。
【００３６】これにより、第１のバンプ４１と第２のバ
ンプ４３を重ねることにより、バンプ４５の高さを高く
することができる。このためバンプはより変形できるこ
とで、他の接合箇所に応力がかからないようにできて、
強い構造とすることができる。ここで、バンプの大きさ
は大きいほうが接合力が強いことから、回路基板４６側
に接合される第２のバンプ４３は大きくてよい。これに
対して、第１のバンプ４１は、半導体素子２１の電極パ
ッド２２に接合されるため、第１のバンプ４１が大き過
ぎると、比較的小さな電極パッド２２を傷つけてしま
う。このため、バンプ４５では、第２のバンプ４３を大
きくして接合力を向上させるとともに、第１のバンプ４
１を必要以上に大きくしないようにしている。
ンプ４３を重ねることにより、バンプ４５の高さを高く
することができる。このためバンプはより変形できるこ
とで、他の接合箇所に応力がかからないようにできて、
強い構造とすることができる。ここで、バンプの大きさ
は大きいほうが接合力が強いことから、回路基板４６側
に接合される第２のバンプ４３は大きくてよい。これに
対して、第１のバンプ４１は、半導体素子２１の電極パ
ッド２２に接合されるため、第１のバンプ４１が大き過
ぎると、比較的小さな電極パッド２２を傷つけてしま
う。このため、バンプ４５では、第２のバンプ４３を大
きくして接合力を向上させるとともに、第１のバンプ４
１を必要以上に大きくしないようにしている。
【００３７】かくして、この第２の実施形態において
も、第１のバンプ４１及び第２のバンプ４３の２段構造
でなることから、バンプの高さを高くすることができ、
応力が働いた場合に、より変形できることで、他の接合
箇所に応力がかからないようにすることができる。これ
により、応力に強い丈夫な構造とすることができる。こ
れに加えて、第２のバンプ４３を大きくして接合力を向
上させることでさらに丈夫な構造としている。さらにま
た、第１の実施形態と同様に、バンプ高さを高く形成す
ると同時に、第１のバンプ４１及び第２のバンプ４３を
それぞれ形成する場合に、超音波の印加方向を変えるこ
とで、バンプ形状を均一にすれば、バンプの形状の上
で、応力が集中する箇所をつくらないので、この点にお
いても、一層応力に強い構造とすることができる。
も、第１のバンプ４１及び第２のバンプ４３の２段構造
でなることから、バンプの高さを高くすることができ、
応力が働いた場合に、より変形できることで、他の接合
箇所に応力がかからないようにすることができる。これ
により、応力に強い丈夫な構造とすることができる。こ
れに加えて、第２のバンプ４３を大きくして接合力を向
上させることでさらに丈夫な構造としている。さらにま
た、第１の実施形態と同様に、バンプ高さを高く形成す
ると同時に、第１のバンプ４１及び第２のバンプ４３を
それぞれ形成する場合に、超音波の印加方向を変えるこ
とで、バンプ形状を均一にすれば、バンプの形状の上
で、応力が集中する箇所をつくらないので、この点にお
いても、一層応力に強い構造とすることができる。
【００３８】図７及び図８は、本発明のバンプの製造方
法の第３の実施形態を示す工程図である。これらの図に
おいて、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同一
の構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中
心に説明する。
法の第３の実施形態を示す工程図である。これらの図に
おいて、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同一
の構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中
心に説明する。
【００３９】図７（ａ）において、キャピラリ１１の孔
１２には、ボンディングワイヤ１３が挿通されている。
キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、金属ボ
ール１４を形成する。次いで、図示されているように、
キャピラリ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上に
位置するように移動させ、半導体素子２１を、例えば加
熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱する。
１２には、ボンディングワイヤ１３が挿通されている。
キャピラリ１１の先端で、放電スパークにより、金属ボ
ール１４を形成する。次いで、図示されているように、
キャピラリ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上に
位置するように移動させ、半導体素子２１を、例えば加
熱ステージ上で、摂氏２００度程度に加熱する。
【００４０】次に、図７（ｂ）に示すように、キャピラ
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ５１を形成する。
この場合、荷重を与えながら、図１（ｂ）で説明したの
と同様に超音波を印加してもよい。次いで、図７（ｃ）
に示すように、キャピラリ１１を上方へ引き上げて、第
１のバンプ５１に先端部５２を形成することで、第１の
バンプ５１が完成する。
リ１１を下降させて、例えば、半導体素子２１を損傷し
ないように適切に選択された所定の加重を金属ボール１
４にかけることにより、第１のバンプ５１を形成する。
この場合、荷重を与えながら、図１（ｂ）で説明したの
と同様に超音波を印加してもよい。次いで、図７（ｃ）
に示すように、キャピラリ１１を上方へ引き上げて、第
１のバンプ５１に先端部５２を形成することで、第１の
バンプ５１が完成する。
【００４１】続いて、キャピラリ１１の孔１２に、ボン
ディングワイヤ１３を通して、図８（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール２４を形成する。そして、キャピラ
リ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第１のバ
ンプ４１の真上から、半導体素子２１の外側に向かって
ずれた位置に位置決めする。具体的には、電極パッド２
２のＡｌ電極２３の上の第１のバンプ４１のバンプ高さ
方向に沿った、仮想の中心線Ｌ２と、この方向と平行な
方向の金属ボール２４の中心を通る仮想の中心線Ｌ１が
水平方向に距離Ａだけ半導体素子２１の外側に向かって
ずれた位置に、キャピラリ１１を位置決めする。この場
合、ずれを形成する距離Ａは、３０μｍないし５０μｍ
程度であることが好ましい。
ディングワイヤ１３を通して、図８（ａ）に示すよう
に、ふたたび、キャピラリ１１の先端で、放電スパーク
により、金属ボール２４を形成する。そして、キャピラ
リ１１を電極パッド２２のＡｌ電極２３の上の第１のバ
ンプ４１の真上から、半導体素子２１の外側に向かって
ずれた位置に位置決めする。具体的には、電極パッド２
２のＡｌ電極２３の上の第１のバンプ４１のバンプ高さ
方向に沿った、仮想の中心線Ｌ２と、この方向と平行な
方向の金属ボール２４の中心を通る仮想の中心線Ｌ１が
水平方向に距離Ａだけ半導体素子２１の外側に向かって
ずれた位置に、キャピラリ１１を位置決めする。この場
合、ずれを形成する距離Ａは、３０μｍないし５０μｍ
程度であることが好ましい。
【００４２】そして、このように位置決めしたキャピラ
リ１１を、図８（ｂ）に示すように、下降させて、例え
ば、第１のバンプ５１の形成時よりも小さな荷重を金属
ボール１４にかけることにより、第２のバンプ５３を形
成する。この場合、図２（ｂ）で説明したのと同様に超
音波を印加しながら荷重を加えてもよい。
リ１１を、図８（ｂ）に示すように、下降させて、例え
ば、第１のバンプ５１の形成時よりも小さな荷重を金属
ボール１４にかけることにより、第２のバンプ５３を形
成する。この場合、図２（ｂ）で説明したのと同様に超
音波を印加しながら荷重を加えてもよい。
【００４３】そして、キャピラリ１１を上方へ引き上げ
ることにより、図８（ｃ）に示すように、第２のバンプ
５３の先端部５４を形成して、第２のバンプ５３を完成
する。これにより、図８（ｃ）に示されているように、
第１のバンプ５１の上に、この第１のバンプ５１と水平
方向に僅かにずれた位置に重ねられた第２のバンプ５３
が形成された２段構造のバンプ５５が形成される。
ることにより、図８（ｃ）に示すように、第２のバンプ
５３の先端部５４を形成して、第２のバンプ５３を完成
する。これにより、図８（ｃ）に示されているように、
第１のバンプ５１の上に、この第１のバンプ５１と水平
方向に僅かにずれた位置に重ねられた第２のバンプ５３
が形成された２段構造のバンプ５５が形成される。
【００４４】図９は、２段構造のバンプ５５を用いて、
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。図９で
は、理解の便宜のため導電性樹脂や封止樹脂の図示を省
略している。図示されているように、このフリップチッ
プ実装構造においては、バンプ５５が、図７及び図８で
説明した方法で製造され、上述した構造を有している。
半導体素子２１を実装対象として、例えば回路基板４６
にフリップチップ実装した構造を示している。図９で
は、理解の便宜のため導電性樹脂や封止樹脂の図示を省
略している。図示されているように、このフリップチッ
プ実装構造においては、バンプ５５が、図７及び図８で
説明した方法で製造され、上述した構造を有している。
【００４５】ここで、図９のようなフリップチップ実装
構造におけるバンプ５５の応力特性を説明する。図１０
は、第１のバンプ６１の上に、位置をずらさずに第２の
バンプ６２を重ねた構造のバンプ６５を示しており、図
示の状態では、製造工程と上下の位置を逆に示し、かつ
図解の便宜のため第１及び第２のバンプの大きさを変え
ている。このバンプ６５を図９の左側に示されたバンプ
５５と同じ位置に配置した場合に、バンプ６５に加わる
応力が集中する概略的位置をコンピュータシミュレーシ
ョンにより求めると、おおよそ散点状に示す領域Ｆ１及
びＦ２となる。
構造におけるバンプ５５の応力特性を説明する。図１０
は、第１のバンプ６１の上に、位置をずらさずに第２の
バンプ６２を重ねた構造のバンプ６５を示しており、図
示の状態では、製造工程と上下の位置を逆に示し、かつ
図解の便宜のため第１及び第２のバンプの大きさを変え
ている。このバンプ６５を図９の左側に示されたバンプ
５５と同じ位置に配置した場合に、バンプ６５に加わる
応力が集中する概略的位置をコンピュータシミュレーシ
ョンにより求めると、おおよそ散点状に示す領域Ｆ１及
びＦ２となる。
【００４６】これに対して、図１１は、第３の実施形態
と同様に、第１のバンプ５１の上に、位置を半導体素子
４６の内側に向かってずらして第２のバンプ５３を重ね
た構造のバンプ５５を示しており、図示の状態では、製
造工程と上下の位置を逆に示し、かつ図解の便宜のため
第１及び第２のバンプの大きさを変えている。このバン
プ５５を図９の左側に示されたバンプ５５と同じ位置に
配置した場合に、バンプ５５に加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより求める
と、おおよそ散点状に示す領域Ｆ３及びＦ４となる。
と同様に、第１のバンプ５１の上に、位置を半導体素子
４６の内側に向かってずらして第２のバンプ５３を重ね
た構造のバンプ５５を示しており、図示の状態では、製
造工程と上下の位置を逆に示し、かつ図解の便宜のため
第１及び第２のバンプの大きさを変えている。このバン
プ５５を図９の左側に示されたバンプ５５と同じ位置に
配置した場合に、バンプ５５に加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより求める
と、おおよそ散点状に示す領域Ｆ３及びＦ４となる。
【００４７】また、図１２は、第３の実施形態と同様
に、第１のバンプ５１の上に、位置を半導体素子４６の
外側に向かってずらして第２のバンプ５３を重ねた構造
のバンプ５５を示しており、図示の状態では、製造工程
と上下の位置を逆に示し、かつ図解の便宜のため第１及
び第２のバンプの大きさを変えている。このバンプ５５
を図９の左側に示されたバンプ５５と同じ位置に配置し
た場合に、バンプ５５に加わる応力が集中する概略的位
置をコンピュータシミュレーションにより求めると、お
およそ散点状に示す領域Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７となる。
に、第１のバンプ５１の上に、位置を半導体素子４６の
外側に向かってずらして第２のバンプ５３を重ねた構造
のバンプ５５を示しており、図示の状態では、製造工程
と上下の位置を逆に示し、かつ図解の便宜のため第１及
び第２のバンプの大きさを変えている。このバンプ５５
を図９の左側に示されたバンプ５５と同じ位置に配置し
た場合に、バンプ５５に加わる応力が集中する概略的位
置をコンピュータシミュレーションにより求めると、お
およそ散点状に示す領域Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７となる。
【００４８】図１３は、図１０のバンプ６５によるフリ
ップチップ実装構造を模式化して示したものであり、導
電性樹脂や封止樹脂の図示は省略されている。これに対
して、図１４は、第１のバンプ５１と第２のバンプ５３
の位置を第３の実施形態のようにずらして２段構成とし
た場合のバンプ５５によるフリップチップ実装構造を模
式化して示したものであり、特に、図１２の構成に対応
している。
ップチップ実装構造を模式化して示したものであり、導
電性樹脂や封止樹脂の図示は省略されている。これに対
して、図１４は、第１のバンプ５１と第２のバンプ５３
の位置を第３の実施形態のようにずらして２段構成とし
た場合のバンプ５５によるフリップチップ実装構造を模
式化して示したものであり、特に、図１２の構成に対応
している。
【００４９】この図１３及び図１４を比較すると、フリ
ップチップ実装構造において、レベリングの実行におい
て、バンプの高さを一定にすると、図１３におけるバン
プ６５の高さはバンプの長さｈ２と一致する。しかし、
図１４の構成では、バンプ５５は、半導体素子２１と回
路基板４６との間で斜めに配置されることになる。すな
わち、２段のバンプ５１，５３がその中心線をずらして
接合されることにより、バンプ高さｈ２を高くしなくて
も、基板側と第２のバンプ５３の接合箇所と、第１のバ
ンプ５１と半導体素子４１の接合箇所との距離寸法ｈ３
は大きくなる。これにより、バンプ５５の長さを大きく
できるので、その分、より変形できることで、他の接合
箇所に応力がかからないようにすることができ、応力に
強い構造とすることができる。
ップチップ実装構造において、レベリングの実行におい
て、バンプの高さを一定にすると、図１３におけるバン
プ６５の高さはバンプの長さｈ２と一致する。しかし、
図１４の構成では、バンプ５５は、半導体素子２１と回
路基板４６との間で斜めに配置されることになる。すな
わち、２段のバンプ５１，５３がその中心線をずらして
接合されることにより、バンプ高さｈ２を高くしなくて
も、基板側と第２のバンプ５３の接合箇所と、第１のバ
ンプ５１と半導体素子４１の接合箇所との距離寸法ｈ３
は大きくなる。これにより、バンプ５５の長さを大きく
できるので、その分、より変形できることで、他の接合
箇所に応力がかからないようにすることができ、応力に
強い構造とすることができる。
【００５０】図１５は、第１のバンプと、これに重ねた
第２のバンプの相互の偏心量と応力との関係を示す図で
あり、Ｃ１は図１０の構成に対応し、Ｃ２は図１１の構
成に対応し、Ｃ３は図１２の構成に対応している。図示
されているように、２段のバンプ５１，５３がその中心
線をずらして接合されることにより、その位置ずれが内
側であっても外側であっても、加わる応力が低下してい
ることがわかる。
第２のバンプの相互の偏心量と応力との関係を示す図で
あり、Ｃ１は図１０の構成に対応し、Ｃ２は図１１の構
成に対応し、Ｃ３は図１２の構成に対応している。図示
されているように、２段のバンプ５１，５３がその中心
線をずらして接合されることにより、その位置ずれが内
側であっても外側であっても、加わる応力が低下してい
ることがわかる。
【００５１】図１６は、本発明のバンプの製造方法の第
４の実施形態を示す概略斜視図であり、これらの図にお
いて、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同一の
構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心
に説明する。また、図１７は、第４の実施形態の２段構
造のバンプを用いて、半導体素子２１を実装対象とし
て、例えば回路基板４６にフリップチップ実装した構造
を示している。半導体素子２１は、例えば、一般的な形
状のＩＣチップであって、多角形状，例えば、直方体も
しくは立方体である。この半導体素子２１の実装面２５
の複数の電極パッド２２に対応して金属製の複数の２段
以上のバンプ６５が形成されている。
４の実施形態を示す概略斜視図であり、これらの図にお
いて、第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は同一の
構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心
に説明する。また、図１７は、第４の実施形態の２段構
造のバンプを用いて、半導体素子２１を実装対象とし
て、例えば回路基板４６にフリップチップ実装した構造
を示している。半導体素子２１は、例えば、一般的な形
状のＩＣチップであって、多角形状，例えば、直方体も
しくは立方体である。この半導体素子２１の実装面２５
の複数の電極パッド２２に対応して金属製の複数の２段
以上のバンプ６５が形成されている。
【００５２】ここで、半導体素子２１は、図示の場合は
半導体素子２１の実装面２５が多角形，図示の場合、四
角形でなっており、この実装面２５の対角Ｋ１，Ｋ３も
しくはＫ２，Ｋ４の少なくともひとつの隅部Ｋ１に対応
して設けられた電極パッド２６は、他の複数の電極パッ
ド２２よりも大きく形成されている。そして、これに対
応して、電極パッド２６上には、第１のバンプ７１の上
に第２のバンプを重ねて２段構造のバンプ７５が形成さ
れており、このバンプ７５は、他の２段構造のバンプ６
５よりも大きく形成されている。ここで、大きなバンプ
７５が形成される実装面２５は、必ずしも多角形である
必要はなく、円形の場合も考えられる。つまり、大きな
バンプ７５が形成される箇所は、半導体素子２１が実装
された後で、この半導体素子２１の実装面２５における
応力が集中しやすい位置であって、例えば、図示のよう
な対角の角隅部である場合や、他のバンプから距離が離
れて形成されるバンプ位置等である。
半導体素子２１の実装面２５が多角形，図示の場合、四
角形でなっており、この実装面２５の対角Ｋ１，Ｋ３も
しくはＫ２，Ｋ４の少なくともひとつの隅部Ｋ１に対応
して設けられた電極パッド２６は、他の複数の電極パッ
ド２２よりも大きく形成されている。そして、これに対
応して、電極パッド２６上には、第１のバンプ７１の上
に第２のバンプを重ねて２段構造のバンプ７５が形成さ
れており、このバンプ７５は、他の２段構造のバンプ６
５よりも大きく形成されている。ここで、大きなバンプ
７５が形成される実装面２５は、必ずしも多角形である
必要はなく、円形の場合も考えられる。つまり、大きな
バンプ７５が形成される箇所は、半導体素子２１が実装
された後で、この半導体素子２１の実装面２５における
応力が集中しやすい位置であって、例えば、図示のよう
な対角の角隅部である場合や、他のバンプから距離が離
れて形成されるバンプ位置等である。
【００５３】このバンプ７５の製造方法は、第１の実施
形態で説明した方法と同じであるが、超音波の印加方向
に関しては、第１のバンプ７１の形成時と第２のバンプ
７３の形成時において、第１の実施形態で説明したよう
に異ならせてもよいし、同じ方向としてもよい。また、
第２または第３の実施形態で説明した手法を採用して他
のバンプ６５よりも大きく形成してもよい。
形態で説明した方法と同じであるが、超音波の印加方向
に関しては、第１のバンプ７１の形成時と第２のバンプ
７３の形成時において、第１の実施形態で説明したよう
に異ならせてもよいし、同じ方向としてもよい。また、
第２または第３の実施形態で説明した手法を採用して他
のバンプ６５よりも大きく形成してもよい。
【００５４】以上説明した第４の実施形態によれば、半
導体素子２１の実装面２５の隅部Ｋ１は、応力が加わり
やすい箇所である。このため、破断しやすい箇所である
実装面２５の対角の隅部に設けられるバンプ７５の大き
さを他のバンプ６５よりも大きくすることで、強靱な実
装構造とすることができる。
導体素子２１の実装面２５の隅部Ｋ１は、応力が加わり
やすい箇所である。このため、破断しやすい箇所である
実装面２５の対角の隅部に設けられるバンプ７５の大き
さを他のバンプ６５よりも大きくすることで、強靱な実
装構造とすることができる。
【００５５】本発明は上述の実施形態に限定されない。
上述の各実施形態の手法もしくは構造は相互に組み合わ
せることができ、あるいは、その一部を省略したり、図
示しない他の構成と組み合わせることができる。
上述の各実施形態の手法もしくは構造は相互に組み合わ
せることができ、あるいは、その一部を省略したり、図
示しない他の構成と組み合わせることができる。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、丈
夫な構造をもつバンプ構造とバンプの製造方法を提供す
ることができる。
夫な構造をもつバンプ構造とバンプの製造方法を提供す
ることができる。
【図１】本発明のバンプの製造方法の第１の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図２】本発明のバンプの製造方法の第１の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図３】図１及び図２の製造工程により製造したバンプ
の構造を示す概略断面図。
の構造を示す概略断面図。
【図４】本発明のバンプの製造方法の第２の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図５】本発明のバンプの製造方法の第２の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図６】図４及び図５の製造工程により製造したバンプ
の構造を示す概略断面図。
の構造を示す概略断面図。
【図７】本発明のバンプの製造方法の第３の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図８】本発明のバンプの製造方法の第３の実施形態を
示す工程図。
示す工程図。
【図９】図７及び図８の製造工程により製造したバンプ
の構造を示す概略断面図。
の構造を示す概略断面図。
【図１０】第１のバンプの上に、位置をずらさずに第２
のバンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する
概略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す
概略斜視図。
のバンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する
概略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す
概略斜視図。
【図１１】第１のバンプの上に、位置をずらして第２の
バンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す概
略斜視図。
バンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す概
略斜視図。
【図１２】第１のバンプの上に、位置をずらして第２の
バンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す概
略斜視図。
バンプを重ねた構造のバンプに加わる応力が集中する概
略的位置をコンピュータシミュレーションにより示す概
略斜視図。
【図１３】図１０のバンプによる実装構造の模式図。
【図１４】図１２のバンプによる実装構造の模式図。
【図１５】図１１ないし図１３のバンプによる実装構造
の応力特性を示すグラフである。
の応力特性を示すグラフである。
【図１６】本発明のバンプの構造の第４の実施形態を示
す概略斜視図。
す概略斜視図。
【図１７】図１６のバンプの構造による実装構造を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図１８】従来のバンプの構造を示す概略図。
【図１９】フリップチップ実装構造の模式図。
【図２０】フリップチップ実装構造の模式図。
１１ キャピラリ １３ ボンディングワイヤ １４ 金属ボール １５，４１，５１，６１，７１ 第１のバンプ ３５，４３，５３，６２，７３ 第２のバンプ ２１ 半導体素子 ２２ 電極パッド ２３ Ａｌ電極 ４６ 回路基板
Claims (12)
- 【請求項１】 バンプ製造用キャピラリに通したワイヤ
の先端に金属ボールを形成することにより、バンプを製
造するバンプの製造方法であって、 バンプが形成される半導体素子のパッド電極部に対し
て、前記金属ボールを押圧しながら第１の方向に超音波
を印加して第１のバンプを形成し、 前記第１のバンプの形成後に前記第１のバンプの上に、
さらに金属ボールを押圧して、前記第１の方向と交差す
る第２の方向に超音波を印加しながら第２のバンプを形
成することを特徴とする、バンプの製造方法。 - 【請求項２】 前記超音波を印加する前記第１の方向と
前記第２の方向とがほぼ９０度異なることを特徴とす
る、請求項１に記載のバンプの製造方法。 - 【請求項３】 バンプ製造用キャピラリに通したワイヤ
の先端に金属ボールを形成することにより、バンプを製
造するバンプの製造方法であって、 バンプが形成される半導体素子のパッド電極部に対し
て、前記金属ボールを押圧しながら第１のバンプを形成
し、 前記第１のバンプの形成後に前記第１のバンプの上に、
さらに金属ボールを押圧して、前記第１のバンプよりも
大きな第２のバンプを形成することを特徴とする、バン
プの製造方法。 - 【請求項４】 前記第１のバンプは、半導体素子のパッ
ド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しながら第１
の方向に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプ
は、前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧
して、前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を
印加しながら形成することを特徴とする、請求項３に記
載のバンプの製造方法。 - 【請求項５】 前記超音波を印加する前記第１の方向と
前記第２の方向とがほぼ９０度異なることを特徴とす
る、請求項４に記載のバンプの製造方法。 - 【請求項６】 バンプ製造用キャピラリに通したワイヤ
の先端に金属ボールを形成することにより、バンプを製
造するバンプの製造方法であってバンプが形成される半
導体素子のパッド電極部に対して、前記金属ボールを押
圧しながら第１のバンプを形成し、 前記第１のバンプの形成後に、前記第１のバンプのバン
プ厚み方向に沿った仮想の中心線からずれた位置に、さ
らに金属ボールを押圧して、第２のバンプを形成するこ
とを特徴とする、バンプの製造方法。 - 【請求項７】 前記第１のバンプは、半導体素子のパッ
ド電極部に対して、前記金属ボールを押圧しながら第１
の方向に超音波を印加して形成され、前記第２のバンプ
は、前記第１のバンプの上に、さらに金属ボールを押圧
して、前記第１の方向と交差する第２の方向に超音波を
印加しながら形成することを特徴とする、請求項６に記
載のバンプの製造方法。 - 【請求項８】 前記超音波を印加する前記第１の方向と
前記第２の方向とがほぼ９０度異なることを特徴とす
る、請求項７に記載のバンプの製造方法。 - 【請求項９】 半導体素子のパッド電極部に形成された
金属製の第１のバンプと、 この金属製の第１のバンプの上に形成された金属製の第
２のバンプとを備えており、 前記第１のバンプが、金属ボールを前記パッド電極部に
押し付ける際に第１の方向に沿って超音波が印加されて
おり、かつ前記第２のバンプが金属ボールを前記パッド
電極部に押し付ける際に、前記第１の方向と交差する第
２の方向に沿って超音波が印加されていることを特徴と
する、バンプ構造。 - 【請求項１０】 半導体素子のパッド電極部に形成され
た金属製の第１のバンプと、 この金属製の第１のバンプの上に形成された金属製の第
２のバンプとを備えており、 前記第１のバンプが、前記第２のバンプよりも小さく形
成されていることを特徴とする、バンプ構造。 - 【請求項１１】 半導体素子のパッド電極部に形成され
た金属製の第１のバンプと、 この金属製の第１のバンプの上に形成された金属製の第
２のバンプとを備えており、 前記第１のバンプのバンプ高さ方向に沿った仮想の中心
線からずれた位置に、前記第２のバンプが形成されてい
ることを特徴とする、バンプ構造。 - 【請求項１２】 半導体素子の実装面の複数のパッド電
極部に対応して金属製の複数の２段以上のバンプが形成
されているパッド構造であって、 前記半導体素子の実装面において、少なくとも前記半導
体素子の実装後に応力が集中する位置に設けられたバン
プが、他のバンプと比べて大きく形成されていることを
特徴とする、バンプ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173026A JP3659406B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | バンプ構造とバンプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173026A JP3659406B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | バンプ構造とバンプの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005021261A Division JP4003139B2 (ja) | 2005-01-28 | 2005-01-28 | バンプ構造とバンプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368033A true JP2002368033A (ja) | 2002-12-20 |
| JP3659406B2 JP3659406B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=19014551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173026A Expired - Fee Related JP3659406B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | バンプ構造とバンプの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3659406B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0838127A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 非コーヒー乳性飲料及びその製法 |
| JP2016034048A (ja) * | 2015-12-11 | 2016-03-10 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
| JP6456568B1 (ja) * | 2017-09-12 | 2019-01-23 | 株式会社カイジョー | 三次元造形物製造装置及び三次元造形物製造方法 |
-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001173026A patent/JP3659406B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0838127A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 非コーヒー乳性飲料及びその製法 |
| JP2016034048A (ja) * | 2015-12-11 | 2016-03-10 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
| JP6456568B1 (ja) * | 2017-09-12 | 2019-01-23 | 株式会社カイジョー | 三次元造形物製造装置及び三次元造形物製造方法 |
| WO2019053792A1 (ja) * | 2017-09-12 | 2019-03-21 | 株式会社カイジョー | 三次元造形物製造装置及び三次元造形物製造方法 |
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