JP2874771B2 - バンプの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バンプの形成方法に関する。

さらに詳しくは、フリップチップボンディング法、テ
ープキャリアボンディング法等のワイヤレスボンディン
グ法により半導体チップと基板とを接続する等の際の接
続電極を構成するバンプを形成する方法において、バン
プの形成効率，製品精度等に係る改良に関する。

［従来の技術］ 従来、バンプの形成方法としては、例えば、特開昭60
-89951号公報に記載のものが知られている。

この従来のバンプの形成方法は、ワイヤボンディング
に使用されるヘッド（キャビラリ）に挿通されているバ
ンプ材料としての金属ワイヤーの先端を加熱してボール
を形成し、このボールを半導体チップ等のバンプ被形成
材料に接着して金属ワイヤーから切断し、バンプを形成
するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来のバンプの形成方法では、バンプとなるボ
ールを金属ワイヤーから加熱手段等で切断する際に、切
断部分に波形面や糸引線等ができてしまうことから、バ
ンプの周囲部を損傷したり続く後工程における接着強度
が低下するため、形成されるバンプの製品精度に問題点
を有している。

さらに、組成の異なるバンプを含ませるためには、別
工程でバンプ形成する作業が必要となり、連続した一工
程での作業を行ない得ず、実施する装置構成が複雑でバ
ンプの形成効率も低いという問題点を有している。

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、その目的は、製品精度の良好なバンプを簡
単な装置構成で効率的に形成することのできるバンプの
形成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明に係るバンプの形
成方法は、バンプ被形成部材を供給側から回収側へ間欠
的に搬送する移送路上に、金属ワイヤーを供給するヘッ
ドとリフロー炉とを配設し、前記ヘッドにより、各バン
プ被形成部材に金属ワイヤーの先端を加熱して形成した
ボールを切断接着して複数個のバンプを連続的に形成し
た後、バンプ被形成部材に形成されたバンプをリフロー
炉で加熱球状化してから、バンプ被形成部材を回収する
方法であって、上記ヘッドが移送方向に沿って複数基並
設されていることを特徴とする。

［作用］ 前述の手段によると、バンプ被形成部材を供給側から
回収側へ搬送する構成であるから、装置構成を極めて簡
素にすることができ、またバンプ被形成部材の略直線上
の連続的な送りの途中で複数個のバンプが連続的に形成
されることから、バンプの形成効率が極めて良好とな
る。

さらに、複数基並列されたヘッドで組成の異なる複数
個のバンプを夫々形成することから、連続する一工程で
バンプ形成を完了させることができ、またバンプ被形成
部材に形成されたバンプをリフロー炉で加熱球状化する
ことから、バンプを形成する際の切断部分の不具合を防
止，修正することができる。

このため、製品精度の良好なバンプを簡単な装置構成
で効率的に形成することのできるバンプの形成方法を提
供するという目的が達成されることになる。

［実施例］ 以下、本発明に係るバンプの形成方法の実施例を図面
に基いて説明する。

この実施例では、半導体チップからなるバンプ被形成
部材１に半田バンプ２を形成するに好適なものを示して
ある。

この実施例を実施するための装置構成は、バンプ被形
成部材１の供給側に設備された連続的取出し機能を有す
る多段積層形の供給側ケース３と、バンプ被形成部材１
の回収側に設備された連続的受入れ機能を有する多段積
層形の回収側ケース４との間に、供給側ケース３から取
出されたバンプ被形成部材１を連続的に回収側ケース４
へ送るベルトコンベア形の略直線的な移送路５を配設し
てなる。

このような移送路５の供給側ケース３寄りの上部に
は、第１ヘッド6,第２ヘッド7,第３ヘッド８からなる３
基のヘッド6,7,8が移送路５の移送方向（バンプ被形成
材料１の送り方向）へ並列して配設されている。このヘ
ッド6,7,8はワイヤボンディングに使用されているもの
と同構造のものであり、ヘッド6,7,8に挿通されている
半田バンプ材料としての金属ワイヤー10,11,12の先端を
電気トーチ等で加熱してボール13,14,15を形成し、この
ボール13,14,15をバンプ被形成材料１に接着して、さら
に電気トーチ等で加熱して金属ワイヤー10,11,12から切
断し、バンプ２を形成するものである。なお、各ヘッド
6,7,8の金属ワイヤー10,11,12は、同一組成とすること
も可能であり、また異なる組成とすることも可能であ
る。さらに、Pb,Sn,Inのいずれか１つを主要元素とし、
それに添加元素を配合した合金を急速凝固法により細い
ワイヤー状に作製してなるもの（特願昭62-130595号参
照）を金属ワイヤー10,11,12として採用すると、ボール
13,14,15を形成する際の加熱でボール13,14,15と金属ワ
イヤー10,11,12との間に引張強度を減少させる組織変化
現象が生じて降伏，破断が起こりやすくなるため、金属
ワイヤー10,11,12からのボール13,14,15の切断の際に加
熱しなくとも、バンプ被形成材料１に接着したボール1
3,14,15に対して金属ワイヤー10,11,12を引張るだけで
切断することができるようになる。

なお、前記各ヘッド6,7,8の下方には、必要に応じて
ヒータ20,21,22が設備される。

また、移送路５の回収側ケース４寄りには、バンプ被
形成部材１に形成されたバンプ２を加熱して球状化する
リフロー炉９が設備されている。

このような装置構成で実施される実施例によると、供
給側ケース３から取出されたバンプ被形成部材１は移送
路５によって回収側ケース４方向へ送られるが、この送
りの途中において、まず第１ヘッド６で図面右のバンプ
２が形成され、続いて第２ヘッド７で図面中央のバンプ
2,第３ヘッドで図面左のバンプ２が形成される。

即ち、バンプ被形成部材１の一方向（Ｙ軸方向）へ３
個のバンプ２が連続的に形成されることになる。この連
続的なバンプ２の形成は、ヘッド6,7,8が並列して各ヘ
ッド6,7,8間のバンプ２の形成工作が干渉しないため、
極めて限定された狭い面積内でも可能である。

このように形成されたバンプ２はその切断部分に波形
面や糸引線等の不具合を有するが、そのまま移送路５に
よってリフロー炉９に送られて加熱され、バンプ２が球
状化されて前記不具合が修正されることになる。

そして、バンプ２が修正されたバンプ被形成部材１
は、移送路５によって回収側ケース４に収納される。

このような略直線上でのバンプ被形成部材１の送り
は、供給側ケース3,回収側ケース４間で連続的に行なわ
れることになる。

上記ヘッドによるバンプ形成工程の変形例を何つか説
明する。

ヘッドを第１〜第３ヘッドの中の１つ、例えば第１ヘ
ッド６のみとする方法。

この場合には第１ヘッド６をＸ軸方向、Ｙ軸方向へ移
動自在とし、搬送されてきた被形成部材１がヘッド６下
に停止したときに、ヘッドが予め設定されたＸ−Ｙ方向
へ移動しながら順次にバンプ２を被形成部材１上の所定
位置へ形成する。

複数のヘッド、例えば第１〜第３ヘッド６′,7′,8′
をそれぞれＸ軸方向,Y軸方向へ移動自在とし（第２
図），各ヘッド６′,7′,8′が前記の方法で被形成部
材１上にバンプ２を形成する。

この場合には被形成部材１をヘッドの数分に相当する
ピッチで間欠的に移送し、複数個（３個）の被形成部材
１上に同時にバンプ形成が可能である。

上記のさらに変形例であって、ヘッド６′,7′,8′
のそれぞれに異なる組成の半田バンプ材料（金属ワイヤ
ー）を供給する方法。

この場合には各ヘッド６′,7′,8′がそれぞれ独立し
てＸ−Ｙ軸方向へ移動可能に設定され、被形成部材１が
各ヘッド下に到達し停止する間に、予め設定された所定
位置にバンプが形成される。

第１〜第３ヘッドをそれぞれ複数個毎のヘッド6a,6b,
6c,7a,7c,8a,8b,8cにより構成し、それらを固定状に配
設する（第３図）。

この方法においては所定位置のヘッド，例えば6a,7b,
8cに異なる組成の金属ワイヤーを供給するようにし、被
形成部材１上に異なる組成のバンプが形成される。

なお、バンプ被形成部材１は、半導体チップの外に半
導体ウエハ、基板等であっても差支えないものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係るバンプの形成方法は、バン
プ被形成部材を供給側から回収側へ略直線上を送る構成
であることから、極めて簡素な装置構成で実施すること
ができる効果がある。

さらに、バンプ被形成部材の連続的な送りで複数個の
バンプが連続的に形成されることから、バンプの形成効
率が極めて良好となる効果がある。

さらに、複数基並列されたヘッドで組成の異なる複数
個のバンプを夫々形成することから、斯る態様のバンプ
形成作業を連続した一工程で効率よく行なうことがで
き、またバンプ被形成部材に形成されたバンプをリフロ
ー炉で加熱球状化することから、バンプを形成する際の
切断部分の不具合を防止，修正することができるため、
形成されるバンプの製品精度が良好になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図面は本発明に係るバンプの形成方法の実施例を実
施する装置構成例を示す側面図、第２図及び第３図はバ
ンプ形成工程の変形例を示すヘッドの配置平面図であ
る。 １……バンプ被形成部材 ２……バンプ ３……供給側ケース（供給側） ４……回収側ケース（回収側） ５……搬送部 6,7,8……ヘッド ６′,7′,8′……ヘッド ９……リフロー炉 10,11,12……金属ワイヤー 13,14,15……ボール

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バンプ被形成部材を供給側から回収側へ間
   欠的に搬送する移送路上に、金属ワイヤーを供給するヘ
   ッドとリフロー炉とを配設し、前記ヘッドにより、各バ
   ンプ被形成部材に金属ワイヤーの先端を加熱して形成し
   たボールを切断接着して複数個のバンプを連続的に形成
   した後、バンプ被形成部材に形成されたバンプをリフロ
   ー炉で加熱球状化してから、バンプ被形成部材を回収す
   るバンプ形成方法であって、上記ヘッドが移送方向に沿
   って複数基並設されていることを特徴とするバンプ形成
   方法。
2. 【請求項２】上記複数基のヘッドが組成の異なる金属ワ
   イヤーを供給する請求項第１項記載のバンプ形成方法。
3. 【請求項３】請求項第１項において、さらにヘッドが移
   送方向と直交する方向へ複数基並設され、それらのヘッ
   ドが組成の異なる金属ワイヤーを供給するヘッドを含む
   バンプ形成方法。