JP3349886B2 - 半導体素子の２段突起形状バンプの形成方法 - Google Patents
半導体素子の２段突起形状バンプの形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属ワイヤの先端に
形成した金属ボールを半導体素子の電極に接合して２段
突起形状のバンプを形成した２段突起形状バンプの形成
方法に関するものである。
形成した金属ボールを半導体素子の電極に接合して２段
突起形状のバンプを形成した２段突起形状バンプの形成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の２段突起形状バンプおよびその形
成方法を図１２〜図２０に基づいて説明する。
成方法を図１２〜図２０に基づいて説明する。
【０００３】図１２は従来例において２段突起形状バン
プを形成する方法の例を示す。従来例においては、金、
銅、アルミニウム、半田などで製作された金属ワイヤ１
を図１２の（ａ）に示すように、セラミックやルビーで
作られたキャピラリー３に通し、通した金属ワイヤ１の
先端とトーチと呼ばれる電極６との間で放電させて金属
ボール２を形成する。
プを形成する方法の例を示す。従来例においては、金、
銅、アルミニウム、半田などで製作された金属ワイヤ１
を図１２の（ａ）に示すように、セラミックやルビーで
作られたキャピラリー３に通し、通した金属ワイヤ１の
先端とトーチと呼ばれる電極６との間で放電させて金属
ボール２を形成する。
【０００４】図１２の（ｂ）において、予熱されている
半導体素子８の電極４の上に金属ボール２を押圧し、超
音波振動を加え、温度、圧力、超音波振動の作用によっ
て金属ボール２を電極４に接合する。５は半導体素子８
のアクティブ面を保護するパシベーション膜である。
半導体素子８の電極４の上に金属ボール２を押圧し、超
音波振動を加え、温度、圧力、超音波振動の作用によっ
て金属ボール２を電極４に接合する。５は半導体素子８
のアクティブ面を保護するパシベーション膜である。
【０００５】図１２の（ｃ）において、キャピラリー３
を鉛直方向に上昇させ、図１２（ｄ）に示すように横に
ずらせて下降させ、金属ワイヤ１を金属ボール２の上に
接触させ、温度、圧力、あるいは温度、圧力、超音波振
動の作用によって金属ワイヤ１を金属ボール２に接合
し、図１２の（ｅ）に示すようにキャピラリー３を上昇
させ、図１２の（ｆ）に示すように金属ワイヤ１を引き
千切って２段突起形状バンプ７を形成する。
を鉛直方向に上昇させ、図１２（ｄ）に示すように横に
ずらせて下降させ、金属ワイヤ１を金属ボール２の上に
接触させ、温度、圧力、あるいは温度、圧力、超音波振
動の作用によって金属ワイヤ１を金属ボール２に接合
し、図１２の（ｅ）に示すようにキャピラリー３を上昇
させ、図１２の（ｆ）に示すように金属ワイヤ１を引き
千切って２段突起形状バンプ７を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、放電により金属ワイヤ１に金属ボール２を形成
する際に、図１３に示すように金属ボール２の直上のＢ
部の金属ワイヤ１の結晶粒子が熱の影響を受けて粗大化
し（再結晶領域と呼ばれている）、熱の影響を受けてい
ないＡ側と比較して破断荷重が約（１／２）に低下す
る。
成では、放電により金属ワイヤ１に金属ボール２を形成
する際に、図１３に示すように金属ボール２の直上のＢ
部の金属ワイヤ１の結晶粒子が熱の影響を受けて粗大化
し（再結晶領域と呼ばれている）、熱の影響を受けてい
ないＡ側と比較して破断荷重が約（１／２）に低下す
る。
【０００７】したがって、図１２の（ａ）〜（ｆ）に示
す工程で２段突起形状バンプ７を形成する場合、図１４
に示すように金属ワイヤ１と金属ボール２とが接触する
部分Ｃの長さ、言い換えれば、金属ボール２の直上から
金属ワイヤ１を引き千切りたい部分Ｄまでの長さＣに対
して、前記のように熱の影響を受けて破断荷重が約（１
／２）に低下するＢ部分の長さが長くなると、金属ワイ
ヤ１を引き千切りたい部分Ｄの破断荷重と前記Ｂ部分の
破断荷重とがほぼ等しくなり、どの部分を破断するかを
コントロールすることができず、図１５に示す正常な形
状の２段突起形状バンプ７に対して、図１６に示すよう
に余分な金属ワイヤ１が残った２段突起形状バンプ７ａ
が形成され、図１７の（ａ）に示すように２段突起の形
状が不揃いになる。
す工程で２段突起形状バンプ７を形成する場合、図１４
に示すように金属ワイヤ１と金属ボール２とが接触する
部分Ｃの長さ、言い換えれば、金属ボール２の直上から
金属ワイヤ１を引き千切りたい部分Ｄまでの長さＣに対
して、前記のように熱の影響を受けて破断荷重が約（１
／２）に低下するＢ部分の長さが長くなると、金属ワイ
ヤ１を引き千切りたい部分Ｄの破断荷重と前記Ｂ部分の
破断荷重とがほぼ等しくなり、どの部分を破断するかを
コントロールすることができず、図１５に示す正常な形
状の２段突起形状バンプ７に対して、図１６に示すよう
に余分な金属ワイヤ１が残った２段突起形状バンプ７ａ
が形成され、図１７の（ａ）に示すように２段突起の形
状が不揃いになる。
【０００８】そして、この不良２段突起形状バンプ７ａ
に図１７の（ｂ）に示すように次工程で転写法によっ
て、導電性ペースト膜９を転写すると図１７の（ｃ）に
示すように導電性ペースト１０の転写量が多くなり過ぎ
る。
に図１７の（ｂ）に示すように次工程で転写法によっ
て、導電性ペースト膜９を転写すると図１７の（ｃ）に
示すように導電性ペースト１０の転写量が多くなり過ぎ
る。
【０００９】この状態で、図１８に示すように回路基板
１２の基板電極１３に接合する場合、電極１３の間で多
くなり過ぎた導電性ペースト１０によって短絡個所１１
が発生するという問題点がある。
１２の基板電極１３に接合する場合、電極１３の間で多
くなり過ぎた導電性ペースト１０によって短絡個所１１
が発生するという問題点がある。
【００１０】短絡事故の原因となるこの不良２段突起形
状バンプ７ａは、次のような原因でも発生する。金属ワ
イヤ１と金属ボール２を接合する工程において、使用す
る金属ワイヤ１の径や形成する金属ボール２の大きさ等
によっては、図１９に示すように金属ワイヤ１がキャピ
ラリー３によって挟まれ押圧部Ｅが生じ、図２０に示す
ように金属ワイヤ１にくびれ１４が発生する。その結
果、金属ワイヤ１を引き千切る際にくびれ１４をきっか
けとした破断が起こり、図１６に示したように余分な金
属ワイヤ１が残った不良２段突起形状バンプ７ａが形成
され、次工程で導電性ペーストの転写を行うと導電性ペ
ーストの転写量が多くなり過ぎ、回路基板に実装する際
に、前述と同様に、電極間が短絡するという問題点があ
る。
状バンプ７ａは、次のような原因でも発生する。金属ワ
イヤ１と金属ボール２を接合する工程において、使用す
る金属ワイヤ１の径や形成する金属ボール２の大きさ等
によっては、図１９に示すように金属ワイヤ１がキャピ
ラリー３によって挟まれ押圧部Ｅが生じ、図２０に示す
ように金属ワイヤ１にくびれ１４が発生する。その結
果、金属ワイヤ１を引き千切る際にくびれ１４をきっか
けとした破断が起こり、図１６に示したように余分な金
属ワイヤ１が残った不良２段突起形状バンプ７ａが形成
され、次工程で導電性ペーストの転写を行うと導電性ペ
ーストの転写量が多くなり過ぎ、回路基板に実装する際
に、前述と同様に、電極間が短絡するという問題点があ
る。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決し、形状にば
らつきが無い良好な２段突起形状バンプを形成できる半
導体素子のバンプ形成方法を提供することを目的とす
る。
らつきが無い良好な２段突起形状バンプを形成できる半
導体素子のバンプ形成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】本発明の半導体素子の２
段突起形状バンプの製造方法は、金属ボールと金属ワイ
ヤとの接合が終わる境目の以内に、金属ボールを形成す
る際に熱影響を受けて結晶粒が粗大化した前記金属ボー
ルの直上の金属ワイヤ部分を設定するものである。
段突起形状バンプの製造方法は、金属ボールと金属ワイ
ヤとの接合が終わる境目の以内に、金属ボールを形成す
る際に熱影響を受けて結晶粒が粗大化した前記金属ボー
ルの直上の金属ワイヤ部分を設定するものである。
【００１３】この発明によれば、形状にばらつきが無い
良好な２段突起形状バンプが得られる。
良好な２段突起形状バンプが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の半導体
素子の２段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリー
に通した金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成
し、この金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記
キャピラリーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤ
を電極に接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金
属ワイヤを引き千切って前記の電極の上に２段突起形状
バンプを形成するに際し、金属ワイヤの先端を溶融して
前記金属ボールを形成する工程で前記溶融による熱影響
を受け結晶粒が粗大化した前記金属ワイヤの領域を、前
記金属ワイヤの引き千切るべき位置以内に設定すること
を特徴とし、金属ワイヤの引き千切るべき位置以降の前
記金属ワイヤの結晶粒組織が均一となり、それに伴い、
破断荷重が一定となるため、キャピラリーの押圧により
断面積の減少が生じている前記金属ワイヤの引き千切る
べき位置をきっかけとした前記金属ワイヤの破断が行わ
れ、前記金属ワイヤは、引き千切るべき位置で必ず切断
し、形状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
素子の２段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリー
に通した金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成
し、この金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記
キャピラリーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤ
を電極に接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金
属ワイヤを引き千切って前記の電極の上に２段突起形状
バンプを形成するに際し、金属ワイヤの先端を溶融して
前記金属ボールを形成する工程で前記溶融による熱影響
を受け結晶粒が粗大化した前記金属ワイヤの領域を、前
記金属ワイヤの引き千切るべき位置以内に設定すること
を特徴とし、金属ワイヤの引き千切るべき位置以降の前
記金属ワイヤの結晶粒組織が均一となり、それに伴い、
破断荷重が一定となるため、キャピラリーの押圧により
断面積の減少が生じている前記金属ワイヤの引き千切る
べき位置をきっかけとした前記金属ワイヤの破断が行わ
れ、前記金属ワイヤは、引き千切るべき位置で必ず切断
し、形状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
【００１５】本発明の請求項２に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、キャピラリーを通した金属ワイヤの先
端を溶融し金属ボールを形成する工程では、溶融による
熱影響を受け結晶粒が粗大化した前記金属ボールの直上
の金属ワイヤ領域長が前記金属ワイヤの引き千切るべき
位置以内になるように溶融加工のパラメータを制御する
ことを特徴とする。溶融加工を溶融加工によって実施す
る場合には、放電により金属ワイヤ先端に金属ボールを
形成する際のパラメーターは放電時間、放電電流及び放
電電圧であるが、これらの内、溶融による熱の影響を受
け、結晶粒が粗大化する金属ワイヤ領域長に影響を与え
るパラメーターは、具体的には放電時間である。この放
電時間を制御し、前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
以降の前記金属ワイヤの結晶粒組織が均一となるように
設定し、金属ボールを形成し、２段突起形状バンプ形成
を行うことにより、キャピラリーの押圧により断面積の
減少が生じている前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
をきっかけとした前記金属ワイヤの破断が行われ、前記
金属ワイヤは、必ず、引き千切るべき位置で切断し、形
状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、キャピラリーを通した金属ワイヤの先
端を溶融し金属ボールを形成する工程では、溶融による
熱影響を受け結晶粒が粗大化した前記金属ボールの直上
の金属ワイヤ領域長が前記金属ワイヤの引き千切るべき
位置以内になるように溶融加工のパラメータを制御する
ことを特徴とする。溶融加工を溶融加工によって実施す
る場合には、放電により金属ワイヤ先端に金属ボールを
形成する際のパラメーターは放電時間、放電電流及び放
電電圧であるが、これらの内、溶融による熱の影響を受
け、結晶粒が粗大化する金属ワイヤ領域長に影響を与え
るパラメーターは、具体的には放電時間である。この放
電時間を制御し、前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
以降の前記金属ワイヤの結晶粒組織が均一となるように
設定し、金属ボールを形成し、２段突起形状バンプ形成
を行うことにより、キャピラリーの押圧により断面積の
減少が生じている前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
をきっかけとした前記金属ワイヤの破断が行われ、前記
金属ワイヤは、必ず、引き千切るべき位置で切断し、形
状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
【００１６】本発明の請求項３に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールを半導体素子の電極に接合
する工程では、溶融加工による熱影響を受け結晶粒が粗
大化した前記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長が前
記金属ワイヤの引き千切るべき位置以内になるように、
半導体素子の電極上に接合した金属ボールの径を制御す
ることを特徴とし、金属ボールの直上から金属ワイヤの
引き千切るべき位置、言い換えれば、半導体素子の電極
上に接合された金属ボールのエッジ部までの距離は、前
記電極上に接合した金属ボールの径に依存する。即ち、
金属ボール径が大きければ長く、小さければ短くなる。
したがって、必ず、溶融による熱影響を受け結晶粒が粗
大化した金属ボールの直上の金属ワイヤ部分が前記金属
ワイヤの引き千切るべき位置以内となるような金属ボー
ル径により、２段突起形状バンプ形成を行うことによ
り、キャピラリーの押圧により断面積の減少が生じてい
る前記金属ワイヤの引き千切るべき位置をきっかけとし
た前記金属ワイヤの破断が行われ、前記金属ワイヤは、
必ず、引き千切るべき位置で切断し、形状が均一な２段
突起形状バンプが形成される。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールを半導体素子の電極に接合
する工程では、溶融加工による熱影響を受け結晶粒が粗
大化した前記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長が前
記金属ワイヤの引き千切るべき位置以内になるように、
半導体素子の電極上に接合した金属ボールの径を制御す
ることを特徴とし、金属ボールの直上から金属ワイヤの
引き千切るべき位置、言い換えれば、半導体素子の電極
上に接合された金属ボールのエッジ部までの距離は、前
記電極上に接合した金属ボールの径に依存する。即ち、
金属ボール径が大きければ長く、小さければ短くなる。
したがって、必ず、溶融による熱影響を受け結晶粒が粗
大化した金属ボールの直上の金属ワイヤ部分が前記金属
ワイヤの引き千切るべき位置以内となるような金属ボー
ル径により、２段突起形状バンプ形成を行うことによ
り、キャピラリーの押圧により断面積の減少が生じてい
る前記金属ワイヤの引き千切るべき位置をきっかけとし
た前記金属ワイヤの破断が行われ、前記金属ワイヤは、
必ず、引き千切るべき位置で切断し、形状が均一な２段
突起形状バンプが形成される。
【００１７】本発明の請求項４に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体
素子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生
じる場合には、前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤ
の硬度を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記
金属ワイヤの硬度の（２／３）以上にすることを特徴と
し、キャピラリーの押圧により、金属ワイヤに生じるく
びれの大きさは、その部分の金属ワイヤの硬度に依存
し、柔らかい程、大きくなる。一方、くびれの大きさ
は、その部分の破断荷重に影響を与え、くびれが大きい
程、破断荷重は小さくなる。くびれが生じる部分の硬度
が溶融による熱影響を受けていない金属ワイヤの硬度の
（２／３）以上であれば、その硬度で生じるくびれの大
きさをきっかけとした、くびれ部の破断強度は、前記金
属ワイヤの引き千切るべき部分の破断強度より大きくな
るため、前記金属ワイヤは必ず、引き千切るべき位置で
切断し、形状が均一な２段突起形状バンプが形成され
る。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体
素子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生
じる場合には、前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤ
の硬度を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記
金属ワイヤの硬度の（２／３）以上にすることを特徴と
し、キャピラリーの押圧により、金属ワイヤに生じるく
びれの大きさは、その部分の金属ワイヤの硬度に依存
し、柔らかい程、大きくなる。一方、くびれの大きさ
は、その部分の破断荷重に影響を与え、くびれが大きい
程、破断荷重は小さくなる。くびれが生じる部分の硬度
が溶融による熱影響を受けていない金属ワイヤの硬度の
（２／３）以上であれば、その硬度で生じるくびれの大
きさをきっかけとした、くびれ部の破断強度は、前記金
属ワイヤの引き千切るべき部分の破断強度より大きくな
るため、前記金属ワイヤは必ず、引き千切るべき位置で
切断し、形状が均一な２段突起形状バンプが形成され
る。
【００１８】本発明の請求項５に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、請求項４において、金
属ワイヤの先端を溶融し先端に金属ボールを形成する工
程では、溶融加工のパラメータを制御して金属ボールの
直上の金属ワイヤの結晶粒が粗大化した領域長をコント
ロールし、キャピラリーの押圧によるくびれが生じる部
分の前記金属ワイヤの硬度が溶融による熱影響を受けて
いない前記金属ワイヤの硬度の（２／３）以上にするこ
とを特徴とし、金属ボールの直上の溶融による熱影響を
受け金属ワイヤの結晶粒が粗大化した領域長内の硬度
は、ボール直上から遠ざかるにつれて上昇し、やがて熱
影響を受けていない部分の硬度に至る。したがって、キ
ャピラリーの押圧によるくびれが生じる部分の前記金属
ワイヤの硬度は、結晶粒が粗大化した領域の範囲が変化
することにより変化する。一方、結晶粒が粗大化する領
域の範囲は、放電の際のパラメーターである放電時間に
より制御できる。したがって、キャピラリーの押圧によ
るくびれが生じる部分の前記金属ワイヤの硬度が溶融に
よる熱影響を受けていない前記金属ワイヤの硬度の（２
／３）以上となるように金属ボールを形成する際のパラ
メーターの放電時間で結晶粒が粗大化する領域長をコン
トロールすることにより、前記金属ワイヤは、必ず、引
き千切るべき位置で切断し、形状が均一な２段突起形状
バンプが形成される。
段突起形状バンプの形成方法は、請求項４において、金
属ワイヤの先端を溶融し先端に金属ボールを形成する工
程では、溶融加工のパラメータを制御して金属ボールの
直上の金属ワイヤの結晶粒が粗大化した領域長をコント
ロールし、キャピラリーの押圧によるくびれが生じる部
分の前記金属ワイヤの硬度が溶融による熱影響を受けて
いない前記金属ワイヤの硬度の（２／３）以上にするこ
とを特徴とし、金属ボールの直上の溶融による熱影響を
受け金属ワイヤの結晶粒が粗大化した領域長内の硬度
は、ボール直上から遠ざかるにつれて上昇し、やがて熱
影響を受けていない部分の硬度に至る。したがって、キ
ャピラリーの押圧によるくびれが生じる部分の前記金属
ワイヤの硬度は、結晶粒が粗大化した領域の範囲が変化
することにより変化する。一方、結晶粒が粗大化する領
域の範囲は、放電の際のパラメーターである放電時間に
より制御できる。したがって、キャピラリーの押圧によ
るくびれが生じる部分の前記金属ワイヤの硬度が溶融に
よる熱影響を受けていない前記金属ワイヤの硬度の（２
／３）以上となるように金属ボールを形成する際のパラ
メーターの放電時間で結晶粒が粗大化する領域長をコン
トロールすることにより、前記金属ワイヤは、必ず、引
き千切るべき位置で切断し、形状が均一な２段突起形状
バンプが形成される。
【００１９】本発明の請求項６に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールの直上の金属ワイヤをルー
プ状に形成するとともに、前記ループ状の大きさを調節
して前記の溶融の熱影響を受けて結晶粒が粗大化した前
記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長を前記金属ワイ
ヤの引き千切るべき位置以内に設定することを特徴と
し、半導体素子の電極上に接合された金属ボールのエッ
ジ部までの距離を任意に長くとることができ、溶融によ
る熱影響を受け結晶粒が粗大化した金属ボールの直上の
金属ワイヤ領域を前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
以内となるようにすることが可能となり、形状が均一な
２段突起形状バンプが形成される。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールの直上の金属ワイヤをルー
プ状に形成するとともに、前記ループ状の大きさを調節
して前記の溶融の熱影響を受けて結晶粒が粗大化した前
記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長を前記金属ワイ
ヤの引き千切るべき位置以内に設定することを特徴と
し、半導体素子の電極上に接合された金属ボールのエッ
ジ部までの距離を任意に長くとることができ、溶融によ
る熱影響を受け結晶粒が粗大化した金属ボールの直上の
金属ワイヤ領域を前記金属ワイヤの引き千切るべき位置
以内となるようにすることが可能となり、形状が均一な
２段突起形状バンプが形成される。
【００２０】本発明の請求項７に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールを半導体素子の電極に接合
し後に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金
属ワイヤをループ状に形状して金属ワイヤを電極に接合
した前記金属ボールの上に接合し、前記ループ状の大き
さを調節して前記の溶融の熱影響を受けて結晶粒が粗大
化した前記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長を前記
金属ワイヤの引き千切るべき位置以内にすることを特徴
とし、形状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ボールを半導体素子の電極に接合
し後に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金
属ワイヤをループ状に形状して金属ワイヤを電極に接合
した前記金属ボールの上に接合し、前記ループ状の大き
さを調節して前記の溶融の熱影響を受けて結晶粒が粗大
化した前記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長を前記
金属ワイヤの引き千切るべき位置以内にすることを特徴
とし、形状が均一な２段突起形状バンプが形成される。
【００２１】本発明の請求項８に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、請求項７において、キ
ャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属ワイヤを
ループ状に形状する際には、金属ワイヤを金属ボールに
接合する方向とは遠ざかる方向へ動かしてから金属ワイ
ヤを金属ボールに接合することを特徴とする。
段突起形状バンプの形成方法は、請求項７において、キ
ャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属ワイヤを
ループ状に形状する際には、金属ワイヤを金属ボールに
接合する方向とは遠ざかる方向へ動かしてから金属ワイ
ヤを金属ボールに接合することを特徴とする。
【００２２】本発明の請求項９に記載の半導体素子の２
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体
素子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生
じる場合には、金属ボールを半導体素子の電極に接合し
後に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属
ワイヤをループ状に形状して金属ワイヤを電極に接合し
た前記金属ボールの上に接合し、前記ループ状の大きさ
を調節して前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤの硬
度を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記金属
ワイヤの硬度の（２／３）以上にすることを特徴とす
る。
段突起形状バンプの形成方法は、キャピラリーに通した
金属ワイヤの先端を溶融して金属ボールを形成し、この
金属ボールを半導体素子の電極に接合し、前記キャピラ
リーを横にずらして下降させ、前記金属ワイヤを電極に
接合した前記金属ボールの上に接合し、前記金属ワイヤ
を引き千切って前記の電極の上に２段突起形状バンプを
形成するに際し、金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体
素子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生
じる場合には、金属ボールを半導体素子の電極に接合し
後に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属
ワイヤをループ状に形状して金属ワイヤを電極に接合し
た前記金属ボールの上に接合し、前記ループ状の大きさ
を調節して前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤの硬
度を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記金属
ワイヤの硬度の（２／３）以上にすることを特徴とす
る。
【００２３】以下、本発明の半導体素子の２段突起形状
バンプおよびその形成方法を図１〜図１１に基づいて説
明する。 〔実施の形態１〕図１〜図６は実施の形態１を示す。
バンプおよびその形成方法を図１〜図１１に基づいて説
明する。 〔実施の形態１〕図１〜図６は実施の形態１を示す。
【００２４】図１は本発明の形成方法で形成される２段
突起形状バンプ７の金属ワイヤ１が最終段階で引き千切
られる直前の状態を示しており、その基本的な形成過程
は図１２の（ａ）〜（ｆ）と同じで、キャピラリー３を
通した金属ワイヤ１の先端と電極間に高電圧を印加し放
電で発生するエネルギーにより金属ワイヤ１の先端を溶
融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成し、キャ
ピラリー３を移動して金属ボール２を半導体素子８の電
極４の上に位置決めし、熱圧着もしくは超音波併用熱圧
着により金属ボール２を電極４に接合し、キャピラリー
３を上昇させ、横にずらして下降させ、熱圧着もしくは
超音波併用熱圧着により金属ワイヤ１を電極４に接合し
た金属ボール２の上に接合し、キャピラリー３を上昇さ
せ、金属ボール２を電極４に接合した状態で残すように
金属ワイヤ１を引き千切って電極４の上に２段突起形状
バンプ７を形成している。
突起形状バンプ７の金属ワイヤ１が最終段階で引き千切
られる直前の状態を示しており、その基本的な形成過程
は図１２の（ａ）〜（ｆ）と同じで、キャピラリー３を
通した金属ワイヤ１の先端と電極間に高電圧を印加し放
電で発生するエネルギーにより金属ワイヤ１の先端を溶
融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成し、キャ
ピラリー３を移動して金属ボール２を半導体素子８の電
極４の上に位置決めし、熱圧着もしくは超音波併用熱圧
着により金属ボール２を電極４に接合し、キャピラリー
３を上昇させ、横にずらして下降させ、熱圧着もしくは
超音波併用熱圧着により金属ワイヤ１を電極４に接合し
た金属ボール２の上に接合し、キャピラリー３を上昇さ
せ、金属ボール２を電極４に接合した状態で残すように
金属ワイヤ１を引き千切って電極４の上に２段突起形状
バンプ７を形成している。
【００２５】実施の形態１では、金属ワイヤ１の先端を
溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成する過
程、または形成された金属ボール２を電極４に押し付け
て接合する過程が、従来例のそれとは異なっており、仕
上がり形状は次のように従来とは異なっている。
溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成する過
程、または形成された金属ボール２を電極４に押し付け
て接合する過程が、従来例のそれとは異なっており、仕
上がり形状は次のように従来とは異なっている。
【００２６】図１に示すように金属ボール２の直上の放
電による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が金属
ワイヤ１の引き千切るべき位置Ｄ以内、言い換えれば、
金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境目Ｄ以
内までしか結晶粒が粗大化したＢ部分が形成されていな
い。
電による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が金属
ワイヤ１の引き千切るべき位置Ｄ以内、言い換えれば、
金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境目Ｄ以
内までしか結晶粒が粗大化したＢ部分が形成されていな
い。
【００２７】この場合、金属ワイヤ１の引き千切るべき
位置Ｄ部分以降の金属ワイヤ１の結晶粒組織が均一とな
り、それに伴い破断荷重が一定となるため、キャピラリ
ーの押圧により断面積の減少が生じている金属ワイヤ１
の引き千切るべき位置Ｄ部分をきっかけとした金属ワイ
ヤ１の破断が行われ、金属ワイヤ１は、必ず、引き千切
るべき位置Ｄ部分で切断し、形状が均一な２段突起形状
バンプ７が形成される。
位置Ｄ部分以降の金属ワイヤ１の結晶粒組織が均一とな
り、それに伴い破断荷重が一定となるため、キャピラリ
ーの押圧により断面積の減少が生じている金属ワイヤ１
の引き千切るべき位置Ｄ部分をきっかけとした金属ワイ
ヤ１の破断が行われ、金属ワイヤ１は、必ず、引き千切
るべき位置Ｄ部分で切断し、形状が均一な２段突起形状
バンプ７が形成される。
【００２８】たとえば、径が６０μｍの金属ボール２を
作製し、半導体素子８の電極４の上に接合の後の金属ボ
ール２の径（台座径と呼ばれる）が約８０μｍの２段突
起形状バンプ７を形成した場合、金属ボール２の直上か
ら、引き千切りたい部分Ｄ、言い換えれば、金属ボール
２と金属ワイヤ１との接合が終わる部分Ｄまでの長さは
約８０μｍとなる。
作製し、半導体素子８の電極４の上に接合の後の金属ボ
ール２の径（台座径と呼ばれる）が約８０μｍの２段突
起形状バンプ７を形成した場合、金属ボール２の直上か
ら、引き千切りたい部分Ｄ、言い換えれば、金属ボール
２と金属ワイヤ１との接合が終わる部分Ｄまでの長さは
約８０μｍとなる。
【００２９】図２はその形状の２段突起形状バンプ７
を、金属ボール２の直上から放電による熱影響を受け結
晶粒が粗大化したＢ部分までの長さを変えて形成し、図
１６に示す余分な金属ワイヤ１が残った不良２段突起形
状バンプ７ａの発生率を見たものである。
を、金属ボール２の直上から放電による熱影響を受け結
晶粒が粗大化したＢ部分までの長さを変えて形成し、図
１６に示す余分な金属ワイヤ１が残った不良２段突起形
状バンプ７ａの発生率を見たものである。
【００３０】図２の横軸は金属ボール２の直上から放電
による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分までの長
さを、縦軸は余分な金属ワイヤ１が残った２段突起形状
バンプの発生率を示している。
による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分までの長
さを、縦軸は余分な金属ワイヤ１が残った２段突起形状
バンプの発生率を示している。
【００３１】この図２より金属ボール２の直上から放電
による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分までの長
さが約８０μｍ以下であれば、余分な金属ワイヤ１が残
った２段突起形状バンプは発生しないことがわかる。約
８０μｍと言う値は、金属ボール２の直上から引き千切
りたい部分Ｄ、言い換えれば、金属ボール２と金属ワイ
ヤ１との接合が終わる部分Ｄまでの長さに一致する。
による熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分までの長
さが約８０μｍ以下であれば、余分な金属ワイヤ１が残
った２段突起形状バンプは発生しないことがわかる。約
８０μｍと言う値は、金属ボール２の直上から引き千切
りたい部分Ｄ、言い換えれば、金属ボール２と金属ワイ
ヤ１との接合が終わる部分Ｄまでの長さに一致する。
【００３２】したがって、金属ボール２の直上の放電に
よる熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が金属ワイ
ヤ１の引き千切るべき位置Ｄ以内、言い換えれば、金属
ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境目Ｄ以内で
あれば、必ず、正常な形状の２段突起形状バンプ７を形
成することができると言える。これにともなって、次工
程で２段突起形状バンプ７に転写される導電性ペースト
の転写量が均一になり、半導体素子の回路基板への実装
の信頼性が向上する。
よる熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が金属ワイ
ヤ１の引き千切るべき位置Ｄ以内、言い換えれば、金属
ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境目Ｄ以内で
あれば、必ず、正常な形状の２段突起形状バンプ７を形
成することができると言える。これにともなって、次工
程で２段突起形状バンプ７に転写される導電性ペースト
の転写量が均一になり、半導体素子の回路基板への実装
の信頼性が向上する。
【００３３】（実施例．１）先ず、金属ワイヤ１の先端
を溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成する
過程が従来例とは異なっている具体例を説明する。
を溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２を形成する
過程が従来例とは異なっている具体例を説明する。
【００３４】図３に示すように、キャピラリー３に通さ
れた金属ワイヤ１の先端と電極６との間の放電加工によ
り金属ボール２を形成する場合、金属ワイヤ１の先端に
与えられるエネルギ量は、（エネルギ量）＝（電流値）
・（電圧値）・（放電時間）になる。この場合、電圧値
は電極６の先端と金属ワイヤ１の先端との距離Ｆで決ま
るが、放電時にＦは常に一定であるので、電圧値も常に
一定と考えて良い。したがって、与えるエネルギ量、言
い換えれば、形成される金属ボール２の径は放電時間、
電流値に比例する。したがって、たとえば同一の径の金
属ボール２を形成する場合においては、放電時間、電流
値の組み合わせは無数に存在することになる。
れた金属ワイヤ１の先端と電極６との間の放電加工によ
り金属ボール２を形成する場合、金属ワイヤ１の先端に
与えられるエネルギ量は、（エネルギ量）＝（電流値）
・（電圧値）・（放電時間）になる。この場合、電圧値
は電極６の先端と金属ワイヤ１の先端との距離Ｆで決ま
るが、放電時にＦは常に一定であるので、電圧値も常に
一定と考えて良い。したがって、与えるエネルギ量、言
い換えれば、形成される金属ボール２の径は放電時間、
電流値に比例する。したがって、たとえば同一の径の金
属ボール２を形成する場合においては、放電時間、電流
値の組み合わせは無数に存在することになる。
【００３５】一方、放電時間、電流値の放電の際のパラ
メーターの内、放電による熱の影響を受け、結晶粒が粗
大化する金属ワイヤ領域長に影響を与えるパラメーター
は放電時間である。図４は横軸に放電時間、縦軸に金属
ボール２の直上から結晶粒が粗大化している領域までの
長さを示したグラフである。なお、形成した金属ボール
の径は６０μｍである。
メーターの内、放電による熱の影響を受け、結晶粒が粗
大化する金属ワイヤ領域長に影響を与えるパラメーター
は放電時間である。図４は横軸に放電時間、縦軸に金属
ボール２の直上から結晶粒が粗大化している領域までの
長さを示したグラフである。なお、形成した金属ボール
の径は６０μｍである。
【００３６】図４より結晶粒が粗大化している領域長は
放電時間に比例しており、放電時間が短い程、領域長も
短いことがわかる。一方、不良２段突起形状バンプ７ａ
の発生率は、図２に示すように、結晶粒が粗大化してい
る領域長に比例する。したがって、放電時間を制御し、
結晶粒が粗大化している領域長を余分な金属ワイヤ１が
残った不良２段突起形状バンプ７ａが発生しない長さに
すれば、図１に示す正常な形状の２段突起形状バンプ７
を再現性良く形成できることになる。
放電時間に比例しており、放電時間が短い程、領域長も
短いことがわかる。一方、不良２段突起形状バンプ７ａ
の発生率は、図２に示すように、結晶粒が粗大化してい
る領域長に比例する。したがって、放電時間を制御し、
結晶粒が粗大化している領域長を余分な金属ワイヤ１が
残った不良２段突起形状バンプ７ａが発生しない長さに
すれば、図１に示す正常な形状の２段突起形状バンプ７
を再現性良く形成できることになる。
【００３７】たとえば、図２より径が６０μｍの金属ボ
ール２を作製し、半導体素子８の電極４の上に接合後の
金属ボール２の径（台座径と呼ばれる）が約８０μｍの
２段突起形状バンプ７を形成する場合、結晶粒が粗大化
した領域長を約８０μｍ以下にすれば不良２段突起形状
バンプ７ａは発生しなかった。
ール２を作製し、半導体素子８の電極４の上に接合後の
金属ボール２の径（台座径と呼ばれる）が約８０μｍの
２段突起形状バンプ７を形成する場合、結晶粒が粗大化
した領域長を約８０μｍ以下にすれば不良２段突起形状
バンプ７ａは発生しなかった。
【００３８】なお、この約８０μｍと言う値は、金属ボ
ール２の直上から、引き千切りたい部分Ｄ、言い換えれ
ば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる部分
Ｄまでの長さに一致している。そこで、図より、放電時
間１ｍｓ以下で金属ボールの形成を行えば、結晶粒が粗
大化した領域の領域長は約８０μｍ以下となり、正常な
形状の２段突起形状バンプ７を再現性良く形成できるこ
とになる。
ール２の直上から、引き千切りたい部分Ｄ、言い換えれ
ば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる部分
Ｄまでの長さに一致している。そこで、図より、放電時
間１ｍｓ以下で金属ボールの形成を行えば、結晶粒が粗
大化した領域の領域長は約８０μｍ以下となり、正常な
形状の２段突起形状バンプ７を再現性良く形成できるこ
とになる。
【００３９】図５は横軸に放電時間を取り、縦軸に余分
な金属ワイヤが残った不良２段突起形状バンプ７ａの割
合をとったものである。図５より放電時間により結晶粒
が粗大化している領域長をコントロールし、余分な金属
ワイヤ１が残った不良２段突起形状バンプ７ａが発生し
ない長さ、つまり、金属ボール２の直上から、引き千切
りたい部分Ｄ、言い換えれば金属ボール２と金属ワイヤ
１との接合が終わる部分Ｄまでの長さ以下にすれば、正
常な形状の２段突起形状バンプ７を再現性良く形成でき
ることがわかる。
な金属ワイヤが残った不良２段突起形状バンプ７ａの割
合をとったものである。図５より放電時間により結晶粒
が粗大化している領域長をコントロールし、余分な金属
ワイヤ１が残った不良２段突起形状バンプ７ａが発生し
ない長さ、つまり、金属ボール２の直上から、引き千切
りたい部分Ｄ、言い換えれば金属ボール２と金属ワイヤ
１との接合が終わる部分Ｄまでの長さ以下にすれば、正
常な形状の２段突起形状バンプ７を再現性良く形成でき
ることがわかる。
【００４０】つまり、放電の熱の影響を受け結晶粒が粗
大化したＢ部分の長さが、図１における金属ボール２の
直上から金属ワイヤ１を引き千切るべき部分Ｄ以内とな
る放電時間を選択し、金属ボール２を形成することがポ
イントとなる。
大化したＢ部分の長さが、図１における金属ボール２の
直上から金属ワイヤ１を引き千切るべき部分Ｄ以内とな
る放電時間を選択し、金属ボール２を形成することがポ
イントとなる。
【００４１】（実施例．２）この（実施例．２）は、形
成された金属ボール２を電極４に押し付けて接合する過
程が、従来例とは異なって異なっている具体例で、図６
の（ｂ）は金属ワイヤ１が最終段階で引き千切られる直
前の状態を示している。
成された金属ボール２を電極４に押し付けて接合する過
程が、従来例とは異なって異なっている具体例で、図６
の（ｂ）は金属ワイヤ１が最終段階で引き千切られる直
前の状態を示している。
【００４２】ここでは先の（実施例．１）のように金属
ボール２を得るための放電時間を制御するのではなく
て、金属ボール２を半導体素子８の電極４に接合する際
の圧力、押圧スピード、接合時間、接合温度などをコン
トロールして、図１に示した２段突起形状バンプと同じ
ように金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境
目Ｄの以内に、金属ボール２を形成する際に熱影響を受
けて結晶粒が粗大化した金属ワイヤ部分Ｂが位置する状
態を、次のようにして形成している。
ボール２を得るための放電時間を制御するのではなく
て、金属ボール２を半導体素子８の電極４に接合する際
の圧力、押圧スピード、接合時間、接合温度などをコン
トロールして、図１に示した２段突起形状バンプと同じ
ように金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる境
目Ｄの以内に、金属ボール２を形成する際に熱影響を受
けて結晶粒が粗大化した金属ワイヤ部分Ｂが位置する状
態を、次のようにして形成している。
【００４３】これを図６の（ａ）（ｂ）に基づいて説明
する。図６の（ａ）（ｂ）に示した２段突起形状バンプ
の形成に際しては、金属ボール２の形成後の金属ボール
２の直上から放電による熱影響を受け結晶粒が粗大化し
たＢ部分（図１３参照）までの長さがともに等しい金属
ワイヤ１を用いている。しかし、２段突起形状バンプ形
成後の金属ボール２の径（台座径と呼ばれる）が異なっ
ている。
する。図６の（ａ）（ｂ）に示した２段突起形状バンプ
の形成に際しては、金属ボール２の形成後の金属ボール
２の直上から放電による熱影響を受け結晶粒が粗大化し
たＢ部分（図１３参照）までの長さがともに等しい金属
ワイヤ１を用いている。しかし、２段突起形状バンプ形
成後の金属ボール２の径（台座径と呼ばれる）が異なっ
ている。
【００４４】図６の（ａ）の例では台座径がＧ，図６の
（ｂ）の例では台座径がＨに形成されており、“ Ｇ
＜ Ｈ ”である。図６に示す２段突起形状バンプでは
金属ボール２の直上から放電による熱影響を受け結晶粒
が粗大化したＢ部分が、引き千切りたい部分Ｄ、言い換
えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる
部分Ｄを越えて伸びている。これに対して、図６の
（ｂ）に示す例では、金属ボール２の直上から放電によ
る熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が、引き千切
りたい部分Ｄの以内となっている。
（ｂ）の例では台座径がＨに形成されており、“ Ｇ
＜ Ｈ ”である。図６に示す２段突起形状バンプでは
金属ボール２の直上から放電による熱影響を受け結晶粒
が粗大化したＢ部分が、引き千切りたい部分Ｄ、言い換
えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終わる
部分Ｄを越えて伸びている。これに対して、図６の
（ｂ）に示す例では、金属ボール２の直上から放電によ
る熱影響を受け結晶粒が粗大化したＢ部分が、引き千切
りたい部分Ｄの以内となっている。
【００４５】したがって、図２の結果より、図６の
（ａ）の形状では余分な金属ワイヤ１が残った不良２段
突起形状バンプ７ａが発生するが、図６の（ｂ）の形状
では余分な金属ワイヤ１が残らない形状が良好な２段突
起形状バンプが得られる。
（ａ）の形状では余分な金属ワイヤ１が残った不良２段
突起形状バンプ７ａが発生するが、図６の（ｂ）の形状
では余分な金属ワイヤ１が残らない形状が良好な２段突
起形状バンプが得られる。
【００４６】このように２段突起形状バンプの台座径に
より、金属ボールの直上から引き千切りたい部分Ｄ、言
い換えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終
わる部分Ｄまでの長さをコントロールすることが可能で
あり、必ず、結晶粒が粗大化し、破断強度が約１／２と
なる部分をＤ部分の内側になる形状にすれば、不良２段
突起形状バンプ７ａの発生は防げる。この台座径のコン
トロールは、金属ボールを半導体素子８の電極４に接合
する際の圧力、押圧スピード、接合時間、接合温度など
により可能である。
より、金属ボールの直上から引き千切りたい部分Ｄ、言
い換えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との接合が終
わる部分Ｄまでの長さをコントロールすることが可能で
あり、必ず、結晶粒が粗大化し、破断強度が約１／２と
なる部分をＤ部分の内側になる形状にすれば、不良２段
突起形状バンプ７ａの発生は防げる。この台座径のコン
トロールは、金属ボールを半導体素子８の電極４に接合
する際の圧力、押圧スピード、接合時間、接合温度など
により可能である。
【００４７】〔実施の形態２〕図７〜図９は実施の形態
２を示す。この実施の形態２の２段突起形状バンプの形
成過程は基本的に図１２の（ａ）〜（ｆ）と同じで、キ
ャピラリー３を通した金属ワイヤ１の先端と電極間に高
電圧を印加し放電で発生するエネルギーにより金属ワイ
ヤ１の先端を溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２
を形成し、キャピラリー３を移動して金属ボール２を半
導体素子８の電極４の上に位置決めし、熱圧着もしくは
超音波併用熱圧着により金属ボール２を電極４に接合
し、キャピラリー３を上昇させ、横にずらして下降さ
せ、熱圧着もしくは超音波併用熱圧着により金属ワイヤ
１を電極４に接合した金属ボール２の上に接合し、キャ
ピラリー３を上昇させ、金属ボール２を電極４に接合し
た状態で残すように金属ワイヤ１を引き千切って電極４
の上に２段突起形状バンプを形成している。
２を示す。この実施の形態２の２段突起形状バンプの形
成過程は基本的に図１２の（ａ）〜（ｆ）と同じで、キ
ャピラリー３を通した金属ワイヤ１の先端と電極間に高
電圧を印加し放電で発生するエネルギーにより金属ワイ
ヤ１の先端を溶融し金属ワイヤ１の先端に金属ボール２
を形成し、キャピラリー３を移動して金属ボール２を半
導体素子８の電極４の上に位置決めし、熱圧着もしくは
超音波併用熱圧着により金属ボール２を電極４に接合
し、キャピラリー３を上昇させ、横にずらして下降さ
せ、熱圧着もしくは超音波併用熱圧着により金属ワイヤ
１を電極４に接合した金属ボール２の上に接合し、キャ
ピラリー３を上昇させ、金属ボール２を電極４に接合し
た状態で残すように金属ワイヤ１を引き千切って電極４
の上に２段突起形状バンプを形成している。
【００４８】上記の工程のうちの金属ボール２を半導体
素子８の電極４に接合し、キャピラリー３を上昇させ、
横にずらして下降させ、金属ワイヤ１を電極４に接合し
た金属ボール２の上に接合する工程で、図７のＥ部に示
すように、金属ワイヤ１が半導体素子８の電極４、もし
くは、半導体素子８のそれ自体とキャピラリー３に挟ま
れ、図２０に示したように金属ワイヤ１にくびれ１４が
生じる場合には、次のようにして良好な形状の２段突起
形状バンプ７を得ることができる。
素子８の電極４に接合し、キャピラリー３を上昇させ、
横にずらして下降させ、金属ワイヤ１を電極４に接合し
た金属ボール２の上に接合する工程で、図７のＥ部に示
すように、金属ワイヤ１が半導体素子８の電極４、もし
くは、半導体素子８のそれ自体とキャピラリー３に挟ま
れ、図２０に示したように金属ワイヤ１にくびれ１４が
生じる場合には、次のようにして良好な形状の２段突起
形状バンプ７を得ることができる。
【００４９】具体的には、くびれ１４が生じるＥ部分の
金属ワイヤ１の硬度、言い換えれば、金属ボール２の直
上からの距離がＩとなる部分の硬度を放電による熱影響
を受けていない金属ワイヤの硬度の（２／３）以上とし
ている。
金属ワイヤ１の硬度、言い換えれば、金属ボール２の直
上からの距離がＩとなる部分の硬度を放電による熱影響
を受けていない金属ワイヤの硬度の（２／３）以上とし
ている。
【００５０】この場合、キャピラリー３の押圧により金
属ワイヤ１に生じるくびれ１４の大きさは、その部分の
金属ワイヤ１の硬度に依存し、柔らかい程、大きくな
る。一方、くびれ１４の大きさは、その部分の破断荷重
に影響を与え、くびれ１４が大きい程、破断荷重は小さ
くなる。くびれ１４が生じる部分の硬度、言い換えれ
ば、金属ボール２の直上からの距離がＩである部分の硬
度が、放電による熱影響を受けていない金属ワイヤの硬
度の（２／３）以上であれば、その硬度で生じるくびれ
１４の大きさをきっかけとした、くびれ１４の部分（Ｅ
部分）の破断強度は、金属ワイヤ１の引き千切るべき部
分Ｄ、言い換えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との
接合が終わる境目Ｄの破断強度より大きくなるため、金
属ワイヤ１は、必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、
形状が均一な２段突起形状バンプ７が形成される。
属ワイヤ１に生じるくびれ１４の大きさは、その部分の
金属ワイヤ１の硬度に依存し、柔らかい程、大きくな
る。一方、くびれ１４の大きさは、その部分の破断荷重
に影響を与え、くびれ１４が大きい程、破断荷重は小さ
くなる。くびれ１４が生じる部分の硬度、言い換えれ
ば、金属ボール２の直上からの距離がＩである部分の硬
度が、放電による熱影響を受けていない金属ワイヤの硬
度の（２／３）以上であれば、その硬度で生じるくびれ
１４の大きさをきっかけとした、くびれ１４の部分（Ｅ
部分）の破断強度は、金属ワイヤ１の引き千切るべき部
分Ｄ、言い換えれば、金属ボール２と金属ワイヤ１との
接合が終わる境目Ｄの破断強度より大きくなるため、金
属ワイヤ１は、必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、
形状が均一な２段突起形状バンプ７が形成される。
【００５１】図８は横軸にくびれ１４が生じる部分の硬
度を、縦軸に余分な金属ワイヤ１が残った不良２段突起
形状バンプ７ａの発生率をとったグラフである。この実
験で用いた金属ワイヤ１の放電による熱影響を受けてい
ない部分のビッカース硬度は８０Ｈｖであった。したが
って、図８よりくびれ１４が生じる部分の硬度は熱影響
を受けていない部分の硬度の（ ６０Ｈｖ ／ ８０Ｈ
ｖ ） ＝（３／４）以上あれば、金属ワイヤ１が残っ
た不良２段突起形状バンプ７ａが発生しないことにな
る。ただし、くびれ１４の大きさはキャピラリー３の形
状や接合条件によっても若干異なってくるため、Ｅ部分
の硬さには余裕をみて、熱影響を受けていない部分の硬
度の（２／３）以上とした。
度を、縦軸に余分な金属ワイヤ１が残った不良２段突起
形状バンプ７ａの発生率をとったグラフである。この実
験で用いた金属ワイヤ１の放電による熱影響を受けてい
ない部分のビッカース硬度は８０Ｈｖであった。したが
って、図８よりくびれ１４が生じる部分の硬度は熱影響
を受けていない部分の硬度の（ ６０Ｈｖ ／ ８０Ｈ
ｖ ） ＝（３／４）以上あれば、金属ワイヤ１が残っ
た不良２段突起形状バンプ７ａが発生しないことにな
る。ただし、くびれ１４の大きさはキャピラリー３の形
状や接合条件によっても若干異なってくるため、Ｅ部分
の硬さには余裕をみて、熱影響を受けていない部分の硬
度の（２／３）以上とした。
【００５２】これに伴って、次工程でそれぞれの２段突
起形状バンプに転写される導電性ペーストの転写量が均
一になり、半導体素子の回路基板への実装の信頼性が向
上する。
起形状バンプに転写される導電性ペーストの転写量が均
一になり、半導体素子の回路基板への実装の信頼性が向
上する。
【００５３】以下に、くびれ１４が生じるＥ部分の金属
ワイヤ１の硬度、言い換えれば、金属ボール２の直上か
らの距離がＩとなる部分の硬度が放電による熱影響を受
けていない金属ワイヤ１の硬度の（２／３）以上となる
２段突起形状バンプの形成方法を図９に基づき説明す
る。
ワイヤ１の硬度、言い換えれば、金属ボール２の直上か
らの距離がＩとなる部分の硬度が放電による熱影響を受
けていない金属ワイヤ１の硬度の（２／３）以上となる
２段突起形状バンプの形成方法を図９に基づき説明す
る。
【００５４】図９は、金属ワイヤ１の先端に放電によ
り、金属ボール２を形成した後、金属ボール２の直上か
らその長手方向に硬度分布を測定したものである。図９
より放電による熱影響で結晶粒が粗大化したＢ部分の硬
度は、金属ボール２の直上から遠ざかるにつれて上昇し
ていくことがわかる。したがって、キャピラリー３の押
圧によりくびれ１４が生じるＩ部分の硬度を硬くするた
めには、Ｂ部分の距離を短くすれば良いことになる。
り、金属ボール２を形成した後、金属ボール２の直上か
らその長手方向に硬度分布を測定したものである。図９
より放電による熱影響で結晶粒が粗大化したＢ部分の硬
度は、金属ボール２の直上から遠ざかるにつれて上昇し
ていくことがわかる。したがって、キャピラリー３の押
圧によりくびれ１４が生じるＩ部分の硬度を硬くするた
めには、Ｂ部分の距離を短くすれば良いことになる。
【００５５】すなわち、Ｉ部分の硬度が熱の影響を受け
ていない金属ワイヤ１のもとの硬度の（２／３）以上と
なるように、Ｂ部分の長さをコントロールすれば良い。
放電による熱影響によって結晶粒が粗大化したＢ部分の
長さをコントロールする方法として放電時間があり、金
属ボール２を形成する際に、Ｉ部分の硬度が熱の影響を
受けていない金属ワイヤ１のもとの硬度の（２／３）以
上となる放電時間を選択し、金属ボール２を形成するこ
とがポイントとなる。
ていない金属ワイヤ１のもとの硬度の（２／３）以上と
なるように、Ｂ部分の長さをコントロールすれば良い。
放電による熱影響によって結晶粒が粗大化したＢ部分の
長さをコントロールする方法として放電時間があり、金
属ボール２を形成する際に、Ｉ部分の硬度が熱の影響を
受けていない金属ワイヤ１のもとの硬度の（２／３）以
上となる放電時間を選択し、金属ボール２を形成するこ
とがポイントとなる。
【００５６】〔実施の形態３〕図１０〜図１１は実施の
形態３を示す。図１０は実施の形態３の２段突起形状バ
ンプにおいて金属ワイヤ１が最終段階で引き千切られる
直前の状態を示している。金属ボール２を電極４に接合
するまでは先の実施の形態２，実施の形態３と同じであ
るが、仕上がり形状では金属ボール２の直上の金属ワイ
ヤ１がループ形状部Ｊを有している、言い換えれば、金
属ボール２と金属ワイヤ１との接合がなされていないル
ープ形状部Ｊを有している。
形態３を示す。図１０は実施の形態３の２段突起形状バ
ンプにおいて金属ワイヤ１が最終段階で引き千切られる
直前の状態を示している。金属ボール２を電極４に接合
するまでは先の実施の形態２，実施の形態３と同じであ
るが、仕上がり形状では金属ボール２の直上の金属ワイ
ヤ１がループ形状部Ｊを有している、言い換えれば、金
属ボール２と金属ワイヤ１との接合がなされていないル
ープ形状部Ｊを有している。
【００５７】この場合、金属ボール２の直上の金属ワイ
ヤ１がループ形状を有していることにより、金属ボール
２の直上から金属ワイヤ１の引き千切るべき位置Ｄ、言
い換えれば、半導体素子８の電極４の上に接合された金
属ボール２のエッジ部までの距離Ｄを任意に長くとるこ
とができ、放電による熱影響を受け結晶粒が粗大化した
金属ワイヤ領域Ｂを、金属ワイヤ１の引き千切るべき位
置Ｄ以内となるようにすることが可能となり、金属ワイ
ヤ１は、必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、形状が
均一な２段突起形状バンプが形成される。
ヤ１がループ形状を有していることにより、金属ボール
２の直上から金属ワイヤ１の引き千切るべき位置Ｄ、言
い換えれば、半導体素子８の電極４の上に接合された金
属ボール２のエッジ部までの距離Ｄを任意に長くとるこ
とができ、放電による熱影響を受け結晶粒が粗大化した
金属ワイヤ領域Ｂを、金属ワイヤ１の引き千切るべき位
置Ｄ以内となるようにすることが可能となり、金属ワイ
ヤ１は、必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、形状が
均一な２段突起形状バンプが形成される。
【００５８】また、金属ボール２を半導体素子８の電極
４に接合し、キャピラリー３を上昇させ、横にずらして
下降させ、熱圧着もしくは超音波併用熱圧着により金属
ワイヤ１を電極４に接合した金属ボール２の上に接合す
る工程で、図７および図２０に示すように、金属ワイヤ
１が半導体素子８の電極４と、もしくは半導体素子８自
体とキャピラリー３に挟まれ、金属ワイヤ１にくびれ１
４が生じる場合であっても、このループ形状を有してい
ることによりループ形状を任意に変えることによって、
金属ボール２の直上からくびれ１４までの距離Ｉを調整
でき、キャピラリー３の押圧によるくびれ１４が生じる
部分の金属ワイヤ１の硬度が放電による熱影響を受けて
いない金属ワイヤの硬度の（２／３）以上となるように
コントロールすることが可能となり、金属ワイヤ１は、
必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、形状が均一な２
段突起形状バンプが形成される。
４に接合し、キャピラリー３を上昇させ、横にずらして
下降させ、熱圧着もしくは超音波併用熱圧着により金属
ワイヤ１を電極４に接合した金属ボール２の上に接合す
る工程で、図７および図２０に示すように、金属ワイヤ
１が半導体素子８の電極４と、もしくは半導体素子８自
体とキャピラリー３に挟まれ、金属ワイヤ１にくびれ１
４が生じる場合であっても、このループ形状を有してい
ることによりループ形状を任意に変えることによって、
金属ボール２の直上からくびれ１４までの距離Ｉを調整
でき、キャピラリー３の押圧によるくびれ１４が生じる
部分の金属ワイヤ１の硬度が放電による熱影響を受けて
いない金属ワイヤの硬度の（２／３）以上となるように
コントロールすることが可能となり、金属ワイヤ１は、
必ず、引き千切るべき位置Ｄで切断し、形状が均一な２
段突起形状バンプが形成される。
【００５９】また、正常な２段突起形状バンプを形成す
るためには、このループ形状に放電時間による熱影響で
結晶粒が粗大化したＢ部分の長さの制御や、２段突起形
状バンプの台座径により金属ボールの直上から引き千切
りたい部分Ｄまでの長さをコントロールする方法を組み
合わせても良い。
るためには、このループ形状に放電時間による熱影響で
結晶粒が粗大化したＢ部分の長さの制御や、２段突起形
状バンプの台座径により金属ボールの直上から引き千切
りたい部分Ｄまでの長さをコントロールする方法を組み
合わせても良い。
【００６０】図１１の（ａ）〜（ｆ）はループ形状部Ｊ
を有している２段突起形状バンプの形成過程を示してい
る。先ず、図１１の（ａ）に示すように金、銅、アルミ
ニウム、半田などで製作された金属ワイヤ１を、セラミ
ックやルビーで作られたキャピラリー３に通し、通した
金属ワイヤ１の先端とトーチと呼ばれる電極６との間で
放電させて金属ボール２を形成する。
を有している２段突起形状バンプの形成過程を示してい
る。先ず、図１１の（ａ）に示すように金、銅、アルミ
ニウム、半田などで製作された金属ワイヤ１を、セラミ
ックやルビーで作られたキャピラリー３に通し、通した
金属ワイヤ１の先端とトーチと呼ばれる電極６との間で
放電させて金属ボール２を形成する。
【００６１】図１１の（ｂ）では、予熱されている半導
体素子８の電極４の上に金属ボール２を押圧し、超音波
振動を加え、温度、圧力、超音波振動の作用によって、
金属ボール２を電極４に接合する。５は半導体素子８の
アクティブ面を保護するパシベーション膜である。
体素子８の電極４の上に金属ボール２を押圧し、超音波
振動を加え、温度、圧力、超音波振動の作用によって、
金属ボール２を電極４に接合する。５は半導体素子８の
アクティブ面を保護するパシベーション膜である。
【００６２】図１１の（ｃ）では、キャピラリー３を、
図１１の（ｄ）で金属ワイヤ１を金属ボール２に接合す
る場合のキャピラリー３の移動方向とは遠ざかる方向へ
一度動かしてキャピラリー３が円軌道や楕円軌道などを
描かせる。
図１１の（ｄ）で金属ワイヤ１を金属ボール２に接合す
る場合のキャピラリー３の移動方向とは遠ざかる方向へ
一度動かしてキャピラリー３が円軌道や楕円軌道などを
描かせる。
【００６３】この図１１の（ｃ）（ｄ）のキャピラリー
３の移動によって金属ワイヤ１によるループ形状部Ｊが
形成される。図１１の（ｄ）では金属ワイヤ１を金属ボ
ール２に接触させ、温度、圧力、或いは、温度、圧力、
超音波振動の作用によって金属ワイヤ１を金属ボール２
に接合した後は、図１１の（ｅ）に示すように、キャピ
ラリー３を上昇させ、図１１の（ｆ）に示すように、金
属ワイヤ１を引き千切って２段突起形状バンプを完成す
る。
３の移動によって金属ワイヤ１によるループ形状部Ｊが
形成される。図１１の（ｄ）では金属ワイヤ１を金属ボ
ール２に接触させ、温度、圧力、或いは、温度、圧力、
超音波振動の作用によって金属ワイヤ１を金属ボール２
に接合した後は、図１１の（ｅ）に示すように、キャピ
ラリー３を上昇させ、図１１の（ｆ）に示すように、金
属ワイヤ１を引き千切って２段突起形状バンプを完成す
る。
【００６４】
【発明の効果】本発明の半導体素子の２段突起形状バン
プおよび形成方法によると、半導体素子の電極上に２段
突起形成バンプを形成する金属ワイヤの金属ボールの直
上の放電による熱影響で結晶粒組織が粗大化した領域
（再結晶領域）を、金属ボールの直上から引き千切りた
い部分までの距離、言い換えれば、金属ワイヤと金属ボ
ールとの接合の境目以内にすることにより、金属ワイヤ
が必ず前記の引き千切りたい部分で切断するので、形状
が均一な２段突起形成バンプを形成できるという効果を
奏する。また、上記の効果にともなって、転写法により
２段突起形成バンプ上に導電性ペーストを転写する際
に、各バンプに転写される導電性ペーストの転写量のバ
ラツキが小さくなり、半導体素子を回路基板に実装する
場合の接合の信頼性が向上するという効果を奏する。
プおよび形成方法によると、半導体素子の電極上に２段
突起形成バンプを形成する金属ワイヤの金属ボールの直
上の放電による熱影響で結晶粒組織が粗大化した領域
（再結晶領域）を、金属ボールの直上から引き千切りた
い部分までの距離、言い換えれば、金属ワイヤと金属ボ
ールとの接合の境目以内にすることにより、金属ワイヤ
が必ず前記の引き千切りたい部分で切断するので、形状
が均一な２段突起形成バンプを形成できるという効果を
奏する。また、上記の効果にともなって、転写法により
２段突起形成バンプ上に導電性ペーストを転写する際
に、各バンプに転写される導電性ペーストの転写量のバ
ラツキが小さくなり、半導体素子を回路基板に実装する
場合の接合の信頼性が向上するという効果を奏する。
【図１】本発明の実施の形態１の２段突起形状バンプに
おける金属ボールの直上の金属ワイヤの結晶組織の状態
図
おける金属ボールの直上の金属ワイヤの結晶組織の状態
図
【図２】金属ボールの直上から放電により熱影響を受け
結晶組織が粗大化した部分の領域長と不良２段突起形成
バンプの発生率との関係図
結晶組織が粗大化した部分の領域長と不良２段突起形成
バンプの発生率との関係図
【図３】金属ワイヤ先端に放電加工により金属ボールを
形成する工程の説明図
形成する工程の説明図
【図４】放電時間と金属ボールの直上から放電により熱
影響を受け結晶組織が粗大化した部分の領域長との関係
図
影響を受け結晶組織が粗大化した部分の領域長との関係
図
【図５】放電時間と不良２段突起形成バンプの発生率と
の関係図
の関係図
【図６】バンプ台座径と金属ボールの直上から放電によ
り熱影響を受け結晶組織が粗大化した領域（再結晶領
域）との関係図
り熱影響を受け結晶組織が粗大化した領域（再結晶領
域）との関係図
【図７】実施の形態２における半導体素子の電極に接合
した金属ボールと金属ワイヤを接合する際のキャピラリ
ーによる金属ワイヤ押圧状態の説明図
した金属ボールと金属ワイヤを接合する際のキャピラリ
ーによる金属ワイヤ押圧状態の説明図
【図８】キャピラリー押圧部の金属ワイヤ硬度と不良２
段突起形成バンプの発生率との関係図
段突起形成バンプの発生率との関係図
【図９】金属ボールの直上の金属ワイヤの硬度分布の説
明図
明図
【図１０】実施の形態３の２段突起形状における金属ボ
ールの直上の金属ワイヤの結晶組織の状態図
ールの直上の金属ワイヤの結晶組織の状態図
【図１１】実施の形態３の２段突起形状バンプの形成過
程の説明図
程の説明図
【図１２】従来の２段突起形成バンプ形成過程の説明図
【図１３】金属ワイヤの先端に金属ボールを形成した後
の金属ワイヤの結晶組織の状態図
の金属ワイヤの結晶組織の状態図
【図１４】従来の２段突起形成バンプの形成過程におい
て金属ワイヤを引き千切る前の金属ワイヤの結晶組織の
状態図
て金属ワイヤを引き千切る前の金属ワイヤの結晶組織の
状態図
【図１５】従来の正常な形状の２段突起形成バンプの説
明図
明図
【図１６】不良の２段突起形成バンプの説明図
【図１７】従来の２段突起形成バンプの問題点の説明図
【図１８】従来の２段突起形成バンプの問題点の説明図
【図１９】半導体素子の電極に接合した金属ボールと金
属ワイヤを接合する際のキャピラリーによる金属ワイヤ
押圧状態の説明図
属ワイヤを接合する際のキャピラリーによる金属ワイヤ
押圧状態の説明図
【図２０】半導体素子の電極に接合した金属ボールと金
属ワイヤを接合する際のキャピラリーによる金属ワイヤ
押圧による金属ワイヤのくびれの説明図
属ワイヤを接合する際のキャピラリーによる金属ワイヤ
押圧による金属ワイヤのくびれの説明図
１ 金属ワイヤ ２ 金属ボール ３ キャピラリー ４ 半導体素子の電極 ７ ２段突起形状バンプ Ｂ 熱影響を受けて結晶粒が粗大化した金属ワイヤ
部分 Ｄ 金属ボールと金属ワイヤとの接合が終わる境目 Ｈ 電極上に接合した金属ボールの径（台座径） Ｊ ループ形状部
部分 Ｄ 金属ボールと金属ワイヤとの接合が終わる境目 Ｈ 電極上に接合した金属ボールの径（台座径） Ｊ ループ形状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−50831（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146625（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−99202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−163919（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−91944（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130634（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166813（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−27499（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−73439（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60
Claims (9)
- 【請求項１】 キャピラリーに通した金属ワイヤの先端
を溶融して金属ボールを形成し、この金属ボールを半導
体素子の電極に接合し、前記キャピラリーを横にずらし
て下降させ、前記金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合し、前記金属ワイヤを引き千切って前
記の電極の上に２段突起形状バンプを形成するに際し、
金属ワイヤの先端を溶融して前記金属ボールを形成する
工程で前記溶融による熱影響を受け結晶粒が粗大化した
前記金属ワイヤの領域を、前記金属ワイヤの引き千切る
べき位置以内に設定する半導体素子の２段突起形状バン
プの形成方法。 - 【請求項２】 キャピラリーを通した金属ワイヤの先端
を溶融加工して溶融し金属ボールを形成する工程では、
溶融による熱影響を受け結晶粒が粗大化した前記金属ボ
ールの直上の金属ワイヤ領域長が前記金属ワイヤの引き
千切るべき位置以内になるように溶融加工のパラメータ
を制御する請求項１記載の半導体素子の２段突起形状バ
ンプの形成方法。 - 【請求項３】 金属ボールを半導体素子の電極に接合す
る工程では、溶融加工による熱影響を受け結晶粒が粗大
化した前記金属ボールの直上の金属ワイヤ領域長が前記
金属ワイヤの引き千切るべき位置以内になるように、半
導体素子の電極上に接合した金属ボールの径を制御する
請求項１記載の半導体素子の２段突起形状バンプの形成
方法。 - 【請求項４】 金属ワイヤを電極に接合した前記金属ボ
ールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体素
子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生じ
る場合には、前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤの
硬度を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記金
属ワイヤの硬度の（２／３）以上にする請求項１記載の
半導体素子の２段突起形状バンプの形成方法。 - 【請求項５】 金属ワイヤの先端を溶融し先端に金属ボ
ールを形成する工程では、溶融加工のパラメータを制御
して金属ボールの直上の金属ワイヤの結晶粒が粗大化し
た領域長をコントロールし、キャピラリーの押圧による
くびれが生じる部分の前記金属ワイヤの硬度が溶融によ
る熱影響を受けていない前記金属ワイヤの硬度の（２／
３）以上にする請求項４記載の半導体素子の２段突起形
状バンプの形成方法。 - 【請求項６】 キャピラリーに通した金属ワイヤの先端
を溶融して金属ボールを形成し、この金属ボールを半導
体素子の電極に接合し、前記キャピラリーを横にずらし
て下降させ、前記金属ワイヤを電極に接合した前記金属
ボールの上に接合し、前記金属ワイヤを引き千切って前
記の電極の上に２段突起形状バンプを形成するに際し、
金属ボールの直上の金属ワイヤをループ状に形成すると
ともに、前記ループ状の大きさを調節して前記の溶融の
熱影響を受けて結晶粒が粗大化した前記金属ボールの直
上の金属ワイヤ領域長を前記金属ワイヤの引き千切るべ
き位置以内に設定する半導体素子の２段突起形状バンプ
の形成方法。 - 【請求項７】 金属ボールを半導体素子の電極に接合し
後に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属
ワイヤをループ状に形成する請求項６記載の半導体素子
の２段突起形状バンプの形成方法。 - 【請求項８】 キャピラリーを動かせて金属ボールの直
上の金属ワイヤをループ状に形成する際には、金属ワイ
ヤを金属ボールに接合する方向とは遠ざかる方向へ動か
してから金属ワイヤを金属ボールに接合する請求項７記
載の半導体素子の２段突起形状バンプの形成方法。 - 【請求項９】 金属ワイヤを電極に接合した前記金属ボ
ールの上に接合する工程において金属ワイヤが半導体素
子とキャピラリーに挟まれて金属ワイヤにくびれが生じ
る場合には、金属ボールを半導体素子の電極に接合し後
に、キャピラリーを動かせて金属ボールの直上の金属ワ
イヤをループ状に形成して金属ワイヤを電極に接合した
前記金属ボールの上に接合し、前記ループ状の大きさを
調節して前記のくびれが生じる部分の金属ワイヤの硬度
を、前記の溶融による熱影響を受けていない前記金属ワ
イヤの硬度の（２／３）以上にする請求項７記載の半導
体素子の２段突起形状バンプの形成方法。
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-
1996
- 1996-04-18 JP JP09577496A patent/JP3349886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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