JP2007220699A - スタッドバンプの形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワイヤ切断のために特別に設備を追加する必要がなく、またスタッドの高さを自由にコントロールして形成することができる。
【解決手段】キャピラリ１に挿通されたワイヤ２の先端に形成されたボール２１をパッド３にボンディングして圧着ボール２２を形成する。次にキャピラリ１の移動動作によって該キャピラリ１の内部エッジ部１１で圧着ボール２２上方のワイヤ部分に傷２３を付ける。続いてキャピラリ１の移動動作によってワイヤ２の前記傷２３部分で折り曲げる。その後キャピラリ１を上昇させ、この上昇途中でクランパを閉じて前記傷２３部分よりワイヤ２を切断する切断工程とにより、スタッドバンプ２５を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スタッドバンプの形成方法に関する。
スタッドバンプとは、ダイのパッドに圧着された圧着ボール上に一定長さ（高さ）のワイヤ（スタッド）を有するものを呼んでいる。このスタッドバンプは、ワイヤボンディング装置又はバンプボンディング装置によって形成される。このダイに形成されたスタッドバンプと回路基板に形成された導体とは、フリップチップボンディング法によって接続される。
このようにして接続された半導体装置は、ダイと回路基板との接合を強くするために、両者間に接着剤が封入される。この場合、スタッドバンプの数が多い多ピンのダイにおいては、ピン間の隙間が狭くなり、スタッドバンプの抵抗が大きく、接着剤が奥まで届き難くなる。そこで最近はスタッドの高さの高いスタッドバンプの要求が出てきた。
従来、スタッドバンプの形成方法として、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
特開平１０−１３５２２０号公報 特開１００１−１６０５６６号（特許第３５６６１５６号）公報
特許文献１は、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成し、このボールをキャピラリを用いて電子回路素子等のパッドにボンディングして圧着ボールを形成する。そしてキャピラリを一定量上昇させ、ワイヤをキャピラリの下端にて、かつ圧着ボールから充分に離れた位置で、次に述べる方法で切断し、スタッドバンプを形成している。
ワイヤ切断方法として、次のような方法が開示されている。
第１の方法は、キャピラリの側面に付設された放電電極により、ワイヤのキャピラリ孔先端部分に放電させてワイヤ切断を行う。
第２の方法は、キャピラリの下端側方に配設されたレーザ手段により、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にレーザ光を照射してワイヤ切断を行う。
第３の方法は、キャピラリの先端側方に配設されたエアノズルにより、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にエアを吹き付けてワイヤ切断を行う。
第４の方法は、キャピラリをワイヤの締め付けとその解除を可能とした複数のチャック片とするか、或いは先端部のみをチャック部とし、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にキャピラリのエッジによって傷を付け、ワイヤに引っ張り力を加えてワイヤ切断を行う。
第５の方法は、キャピラリの側方にカッターを配設し、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にカッターを押し付けてワイヤ切断を行う。
第６の方法は、キャピラリに挿通されたワイヤに予め切込みやプレス溝等による歪み部分を長手方向に等間隔に形成しておき、ワイヤに引っ張り力を加えてワイヤ切断を行う。
特許文献２は、キャピラリと共に上下動する第１ワイヤクランパと上下動しない第２ワイヤクランパを有するワイヤボンディング装置を用いる。第２ワイヤクランパ及び第１ワイヤクランパを通してキャピラリにワイヤが挿通され、第２ワイヤクランパを開き、第１ワイヤクランパを閉じた状態で、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成した後、第１ワイヤクランパを開き、ワイヤに掛けられているバックテンションの作用によってボールがキャピラリの下端に当接する。次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させ、続いて第２ワイヤクランパを閉じてからキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させてキャピラリの下端よりワイヤを延在させる。
次に第１ワイヤクランパを閉じ、第２ワイヤクランパを開いた状態でワイヤボンディング装置に設けた傷付け手段によってボールとキャピラリ間のワイヤ部分に傷を付ける。続いて第１ワイヤクランパを開いてキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させて、ボールをキャピラリを用いてパッドにボンディングして圧着ボールを形成する。次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させ、この上昇途中で第１ワイヤクランパを閉じてワイヤを上方に引っ張って傷部分よりワイヤを切断してスタッドバンプを形成する。
上記従来技術は、いずれもワイヤボンディング装置にワイヤ切断のための設備等を設けている。即ち、特許文献１は、キャピラリの側面に付設された放電電極（第１の方法）、レーザ手段（第２の方法）、エアノズル（第３の方法）、カッター（第５の方法）等を設けている。または特殊なキャピラリ（第４の方法）とするか、ワイヤに予め歪み部分を長手方向に等間隔に形成しておく（第６の方法）必要がある。特許文献２も傷付け手段を設けている。
本発明の課題は、ワイヤ切断のために特別に設備を追加する必要がなく、またスタッドの高さを自由にコントロールして形成することができるスタッドバンプの形成方法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、キャピラリに挿通されたワイヤの先端に形成されたボールをパッドにボンディングして圧着ボールを形成する圧着ボール形成工程と、次にキャピラリの移動動作によって該キャピラリの内部エッジ部で前記圧着ボール上方のワイヤ部分に傷を付ける傷付け工程と、続いてキャピラリの移動動作によってワイヤの前記傷部分を折り曲げる折り曲げ工程と、その後キャピラリの上昇途中でクランパを閉じて前記傷部分よりワイヤを切断する切断工程とにより、スタッドバンプを形成す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、上記請求項１において、前記傷付け工程は、圧着ボールを形成後にキャピラリを一定高さ上昇させ、次にキャピラリを横方向に移動させた後、キャピラリを下降させる工程よりなり、前記折り曲げ工程は、キャピラリを前記傷部分側の横方向に前記圧着ボールの中心を過ぎて移動させた後、キャピラリを下降させる工程よりなることを特徴とする。
圧着ボールの上方のワイヤ部分にキャピラリによって傷を付け、この傷部分を切断し易いように折り曲げ、その後キャピラリの上昇及びクランパの閉動作によりスタッドバンプを形成するので、ワイヤボンディング装置又はバンプボンディング装置に特別に設備を追加する必要はない。またスタッドの高さは、圧着ボール形成後にキャピラリを上昇させる高さによりコントロールできるので、スタッドの高さを自由に設定できる。
本発明のスタッドバンプの形成方法の一実施の形態を図１及び図２により説明する。図１（ａ）に示すように、図示しないクランパを通してキャピラリ１に挿通されたワイヤ２の先端には、図示しない電気トーチによりボール２１を形成し、その後クランパは開状態となる。次に図１（ｂ）に示すように、キャピラリ１が下降してパッド３にボール２１をボンディングして圧着ボール２２を形成する。次に図１（ｃ）に示すように、キャピラリ１は一定高さ上昇する。
続いて図１（ｄ）に示すように、キャピラリ１は横方向に移動する。その後、図１（ｅ）に示すように、キャピラリ１が下降する。これにより、キャピラリ１の内部エッジ部１１によってワイヤ２に傷２３が付けられる。次に図１（ｆ）に示すように、キャピラリ１は上昇する。
次に図２（ａ）に示すように、キャピラリ１は傷２３が付けられた側の横方向（図１（ｄ）と逆方向）に圧着ボール２２の中心を過ぎて移動する。続いて図２（ｂ）に示すように、キャピラリ１は下降する。これにより、弱くなっている傷２３部分で折れ曲がり、傷２３部分は切れ易くなる。次に図２（ｃ）に示すように、キャピラリ１は上昇し、このキャピラリ１の上昇途中で図示しないクランパは閉じる。これにより、傷２３部分でワイヤ２は切断され、圧着ボール２２上にスタッド２４が形成されたスタッドバンプ２５が得られる。またキャピラリ１の先端にはテール２６が形成される。
このように、圧着ボール２２の上方のワイヤ２部分にキャピラリ１によって傷２３を付け、この傷２３部分を切断し易いように折り曲げ、その後キャピラリ１の上昇及びクランパの閉動作によりスタッドバンプ２５を形成する。即ち、ワイヤボンディング装置に特別に設備を追加しないでスタッドバンプ２５を形成することができる。またスタッド２４の高さは、圧着ボール２２形成後にキャピラリ１を上昇させる高さによりコントロールできるので、スタッド２４の高さを自由に設定できる。
本発明のスタッドバンプの形成方法の一実施の形態を示す工程図である。 図１（ｆ）の続きの工程図である。
符号の説明
１ キャピラリ
１１ 内部エッジ部
２ ワイヤ
２１ ボール
２２ 圧着ボール
２３ 傷
２４ スタッド
２５ スタッドバンプ
３ パッド

Claims (2)

  1. キャピラリに挿通されたワイヤの先端に形成されたボールをパッドにボンディングして圧着ボールを形成する圧着ボール形成工程と、次にキャピラリの移動動作によって該キャピラリの内部エッジ部で前記圧着ボール上方のワイヤ部分に傷を付ける傷付け工程と、続いてキャピラリの移動動作によってワイヤの前記傷部分を折り曲げる折り曲げ工程と、その後キャピラリの上昇途中でクランパを閉じて前記傷部分よりワイヤを切断する切断工程とにより、スタッドバンプを形成することを特徴とするスタッドバンプの形成方法。
  2. 前記傷付け工程は、圧着ボールを形成後にキャピラリを一定高さ上昇させ、次にキャピラリを横方向に移動させた後、キャピラリを下降させる工程よりなり、前記折り曲げ工程は、キャピラリを前記傷部分側の横方向に前記圧着ボールの中心を過ぎて移動させた後、キャピラリを下降させる工程よりなることを特徴とする請求項１記載のスタッドバンプの形成方法。
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