JP3218846B2 - プラズマクリーニング装置及び電子部品製造方法 - Google Patents

プラズマクリーニング装置及び電子部品製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チップとダイを混載す
る基板について支障なくクリーニングを行えるようにし
たプラズマクリーニング装置及び電子部品製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一つの基板に、半田付けにより接着され
るチップと、ダイボンディングにより搭載され、その後
ワイヤボンディングと樹脂封止を施されるダイを混載す
ることがある。
【０００３】従来このような基板にダイボンディングを
行った後、ダイの表面に露呈するワイヤボンディングパ
ットをプラズマクリーニング装置により清浄化し、後工
程におけるワイヤボンディングの品質を向上させること
が行われている。
【０００４】図６は従来のプラズマクリーニング装置の
断面図であり、図６中、１は真空チャンバー、２は真空
チャンバー１内にアルゴンなどのガスを供給する給気
管、３は真空チャンバー１内のガスを排気ポンプ４によ
り排気する排気管、５は排気管３の途中に設けられる弁
である。また真空チャンバー１内には、第２の電極８と
第１の電極６とが上下対向して配設され、第１の電極６
には数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電源７が接続される
と共に、上述した基板９が載置されている。
【０００５】図７はプラズマクリーニング装置でクリー
ニングされる基板の平面図である。図７中、１０，１１
はコンデンサや抵抗などのチップであり、基板９に形成
されたランド１２，１３，１４，１５に半田１６により
接着されている。２０はプラズマを直接照射されると動
作が不安定となる可能性があるチップであり、このチッ
プ２０も半田１６により基板９に接続されている。また
１７は基板９にダイボンディングされたダイであり、ダ
イ１７の表面には将来基板９に形成されたランド１９に
ワイヤボンディングされるべきワイヤボンディングパッ
ト１８が露呈している。
【０００６】さて図６に示すように従来のプラズマクリ
ーニング装置は効率良くクリーニングを行うようにする
ため、ほぼ真空チャンバー１内部全体にわたり第１の電
極６及び第２の電極８が設けられ、真空チャンバー１内
で均一なプラズマを発生させるようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すように、チップ１０，１１，２０とダイ１７とを混
載した基板９の全体にプラズマを照射すると、次に述べ
るようにワイヤボンディングパット１８が十分清浄化で
きないという問題がある。即ち、プラズマクリーニング
を行う前に、チップ１０，１１，２０は半田１６により
基板９に接着されている。また半田１６はＳｎとＰｂの
合金である。したがって、均一なプラズマクリーニング
を行うと、ワイヤボンディングパット１８の表面は清浄
化されるが、それと同時にプラズマが半田１６にも照射
されることになり、半田１６の中のＳｎがスパッタされ
て、ワイヤボンディングパット１８に再付着しワイヤボ
ンディングパット１８が再汚染されてしまうのである。
よって後工程におけるワイヤボンディングの品質低下を
招く問題点がある。またチップ２０のように、プラズマ
照射に弱い電子部品にもプラズマが照射されるので信頼
性が低下するおそれがある。
【０００８】なお図７に示すように、基板９に、チップ
１０，１１，２０とダイ１７とを混載する場合に、ダイ
１７をチップ１０，１１，２０の搭載に先立ちダイボン
ディングし、プラズマクリーニングすることは、次の理
由により困難であって、結局上述のような問題点がある
のである。
【０００９】さてその理由とは、半田１６は通常スクリ
ーン印刷法によりランド１２，１３，１４，１５などに
塗布されるのであるが、ダイボンディングを先に行う
と、スクリーン印刷法において基板９に重ねるスクリー
ンマスク（図示せず）が基板９に接触しないことにな
り、半田１６の塗布が困難となるためである。
【００１０】また仮に半田１６の塗布がなんらかの方法
で実現できたとしても、半田を加熱し溶融してリフロー
を行う際の熱でチップ２０を加熱してしまうので熱に弱
いチップ２０の信頼性を損ねてしまう可能性がある。
【００１１】そこで本発明は、チップとダイとを混載す
る基板についてもダイのワイヤボンディングパットを清
浄化できるプラズマクリーニング装置及び電子部品製造
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマクリー
ニング装置は、相対向する第１の電極と第２の電極とを
真空チャンバー内に設け、第１の電極と第２の電極の一
方に、既に半田付けされたチップと表面にワイヤボンデ
ィングパットが露呈するダイを混載した基板を載置し、
第１の電極と第２の電極の一方を電気的に接地し、他方
を高周波電源に接続し、第１の電極と第２の電極との少
なくとも一方に、チップを半田付けする半田にプラズマ
が照射されないようにするために、プラズマの照射領域
を制限する制限手段を設けた。
【００１３】
【作用】上記構成により、基板の部品配置に対応し、基
板のダイ周辺に限定してプラズマを照射することがで
き、半田にプラズマが照射され、ダイのワイヤボンディ
ングパットが再汚染されないようにすることができるの
で、ダイを十分に清浄化することができ後工程のワイヤ
ボンディング品質向上に資することができる。
【００１４】
【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。図１は本発明の第１の実施例におけるプラズ
マクリーニング装置の断面図、図２は本発明の第１の実
施例におけるプラズマクリーニング装置の一部拡大断面
図である。なお図中従来技術を示す図６、図７における
構成要素と同様の構成要素については同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。また本実施例では、従来技術
と同様に図７の基板９をクリーニングするものとする。
【００１５】さて図１において、２１は接地されている
第２の電極８のほとんどを覆うシールドであり、プラズ
マの照射を遮断するものである。そしてシールド２１の
うち、基板９に搭載されたダイ１７の上方のみにダイ１
７に臨む開口部２１ａを設け、この開口部２１ａからの
みプラズマが照射されるようにしてある。したがって図
２に示すように、プラズマはダイ１７付近のみに照射さ
れワイヤボンディングパット１８に付着している汚れが
除去される。また半田１６にはプラズマが照射されない
ので、Ｓｎなどがワイヤボンディングパット１８に付着
することはない。第１の実施例では、シールド２１が制
限手段に対応する。
【００１６】次に図３は本発明の第２の実施例における
プラズマクリーニング装置の断面図、図４は本発明の第
２の実施例におけるプラズマクリーニング装置の一部拡
大断面図である。第２の実施例では、第１の実施例に対
し、第２の電極８の形状が変更されている。即ち、第２
の電極８は、シールド２１の開口部２１ａ付近において
基板９側（即ち第１の電極６側）に突出する凸部８ａを
有している。このようにすれば、第２の電極８と第１の
電極６との間隔が、開口部２１ａ付近において局部的に
狭くなるので、第１の実施例よりもさらにプラズマが照
射される領域を狭くでき、より集中的にダイ１７付近の
みをクリーニングできる。第２の実施例では、シールド
２１及び凸部８ａが制限手段に対応する。
【００１７】図５は本発明の第１の実施例又は第２の実
施例におけるプラズマクリーニング装置を用いた電子部
品製造方法を示すフローチャートである。即ちまずチッ
プ１０，１１，２０をダイ１７とを混載する基板９のラ
ンド１２〜１５等に対し、チップ１０，１１，２０を半
田付けするための半田１６をスクリーン印刷法により塗
布する（ステップ１）。
【００１８】次に電子部品実装装置（図示せず）に基板
９をセットし、チップ１０，１１，２０を半田１６上に
搭載する（ステップ２）。次に基板９をリフロー装置
（図示せず）に入れ、半田１６の溶融温度以上に加熱し
その後冷却してチップ１０，１１，２０を半田付けする
（ステップ３）。次に基板９のダイ１７搭載位置にボン
ディングペーストを塗布した後ダイボンダ（図示せず）
によりダイ１７をボンディングする（ステップ４）。そ
して基板９をキュア炉（図示せず）に入れ、ボンディン
グペーストを固化しダイ１７を基板９に固着する（ステ
ップ５）。次いで、図１ないし図４に示したプラズマク
リーニング装置に基板９を入れ、ダイ１７周囲にのみ局
部的にプラズマを照射し半田１６による再汚染を回避し
つつダイ１７のワイヤボンディングパット１８を清浄化
（プラズマクリーニング）する（ステップ６）。そして
ワイヤボンダ（図示せず）に基板９をセットし、ランド
１９とワイヤボンディングパット１８を極細の金線など
からなるワイヤで接続する（ステップ７）。次に基板９
を樹脂封止装置（図示せず）にセットし、ダイ１７の周
囲を樹脂封止して目的の電子部品を得る（ステップ
８）。ここで、図５ではプラズマクリーニング（ステッ
プ６）を行った後ワイヤボンディング（ステップ７）を
行うこととしたが、先にワイヤボンディングを行った
後、プラズマクリーニングを行っても良く、このように
順序を入れ換えた構成も本発明に包含されるものであ
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明のプラズマクリーニング装置は、
相対向する第１の電極と第２の電極とを真空チャンバー
内に設け、第１の電極と第２の電極の一方に、既に半田
付けされたチップと表面にワイヤボンディングパットが
露呈するダイを混載した基板を載置し、第１の電極と第
２の電極の一方を電気的に接地し、他方を高周波電源に
接続し、第１の電極と第２の電極との少なくとも一方
に、チップを半田付けする半田にプラズマが照射されな
いようにするために、プラズマの照射領域を制限する制
限手段を設けているので、半田に含まれる成分がスパッ
タされてダイが再汚染されることはなく、十分にダイを
清浄化して、良好なワイヤボンディング品質を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるプラズマクリー
ニング装置の断面図
【図２】本発明の第１の実施例におけるプラズマクリー
ニング装置の一部拡大断面図
【図３】本発明の第２の実施例におけるプラズマクリー
ニング装置の断面図
【図４】本発明の第２の実施例におけるプラズマクリー
ニング装置の一部拡大断面図
【図５】本発明の第１の実施例又は第２の実施例におけ
るプラズマクリーニング装置を用いた電子部品製造方法
を示す図
【図６】従来のプラズマクリーニング装置の断面図
【図７】従来のプラズマクリーニング装置でクリーニン
グされる基板の平面図
【符号の説明】
１ 真空チャンバー ２ 給気管 ３ 排気管 ６ 第１の電極 ７ 高周波電源 ８ 第２の電極 ８ａ 凸部 ９ 基板 １０，１１，２０ チップ １７ ダイ １８ ワイヤボンディングパット ２１ シールド ２１ａ 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/304 645 H01L 21/60 301

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空チャンバーと、前記真空チャンバーに
    ガスを供給する給気管と、前記真空チャンバーからガス
    を排気する排気管とを有し、 相対向する第１の電極と第２の電極とを前記真空チャン
    バー内に設け、前記第１の電極と前記第２の電極の一方
    に、既に半田付けされたチップと表面にワイヤボンディ
    ングパットが露呈するダイを混載した基板を載置し、前
    記第１の電極と前記第２の電極の一方を電気的に接地
    し、他方を高周波電源に接続し、前記第１の電極と前記
    第２の電極との少なくとも一方に、チップを半田付けす
    る半田にプラズマが照射されないようにするために、プ
    ラズマの照射領域を制限する制限手段を設けたことを特
    徴とするプラズマクリーニング装置。
  2. 【請求項２】基板を前記第１の電極に載置し、前記第２
    の電極を接地し、前記第１の電極を前記高周波電源に接
    続することを特徴とする請求項１記載のプラズマクリー
    ニング装置。
  3. 【請求項３】前記制限手段は、基板に載置されたダイに
    臨む開口部を備え、かつ前記第２の電極を覆うシールド
    であることを特徴とする請求項２記載のプラズマクリー
    ニング装置。
  4. 【請求項４】前記第２の電極は、前記開口部付近におい
    て基板側へ突出する凸部を備えることを特徴とする請求
    項３記載のプラズマクリーニング装置。
  5. 【請求項５】チップとダイとを混載する基板に対し、チ
    ップを半田付けするための半田を塗布するステップと、 塗布した半田にチップを搭載するステップと、 基板を加熱して半田を溶融固化し、チップを基板に半田
    付けするステップと、 基板にダイをボンディングするステップと、 チップを半田付けする半田にプラズマが照射されないよ
    うにプラズマの照射領域を制限しながら基板にボンディ
    ングされたダイのボンディングパッドをプラズマクリー
    ニングして清浄化するステップと、 ワイヤボンディングパットと基板とをワイヤボンディン
    グするステップと、 ダイの周囲を樹脂封止するステップとを含むことを特徴
    とする電子部品製造方法。
JP06837694A 1994-04-06 1994-04-06 プラズマクリーニング装置及び電子部品製造方法 Expired - Fee Related JP3218846B2 (ja)

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