JP3377934B2 - バンプボンディング方法およびバンプボンディング装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ方
式の半導体集積回路(以下、ICという)を構成する
際、IC側に凸部電極を形成するバンプボンディング方
法およびバンプボンディング装置に関するものである。
式の半導体集積回路(以下、ICという)を構成する
際、IC側に凸部電極を形成するバンプボンディング方
法およびバンプボンディング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からのIC関連のワイヤボンディン
グ技術を応用して、金バンプをフリップチップICの電
極形成箇所に超音波接合するスタッドバンプボンディン
グ技術が知られており、以下、これについて説明する。
グ技術を応用して、金バンプをフリップチップICの電
極形成箇所に超音波接合するスタッドバンプボンディン
グ技術が知られており、以下、これについて説明する。
【0003】従来、一般的に用いられるバンプボンディ
ング装置としては、例えば図4に示すものがある。すな
わち、金線1はクランパー2で保持され、キャピラリー
3に挿通されている。上記キャピラリー3は超音波ホー
ン4の先端部に設けられており、この超音波ホーン4は
水平軸心を中心に回動自在な支持フレーム5に設けられ
ている。この支持フレーム5をヘッド上下駆動装置6に
より回動させることにより、超音波ホーン4を介して上
記キャピラリー3が上下動する。尚、上記ヘッド上下駆
動装置6としてはコイルモータが用いられている。ま
た、超音波ホーン4には超音波発振器7が設けられてい
る。
ング装置としては、例えば図4に示すものがある。すな
わち、金線1はクランパー2で保持され、キャピラリー
3に挿通されている。上記キャピラリー3は超音波ホー
ン4の先端部に設けられており、この超音波ホーン4は
水平軸心を中心に回動自在な支持フレーム5に設けられ
ている。この支持フレーム5をヘッド上下駆動装置6に
より回動させることにより、超音波ホーン4を介して上
記キャピラリー3が上下動する。尚、上記ヘッド上下駆
動装置6としてはコイルモータが用いられている。ま
た、超音波ホーン4には超音波発振器7が設けられてい
る。
【0004】上記支持フレーム5は互いに水平方向で直
交するX−Y方向へ移動自在な移動テーブル8上に設け
られており、この移動テーブル8の移動により、上記キ
ャピラリー3が水平方向へ移動される。また、9は支持
フレーム5の上下の変位を検出する変位検出センサであ
り、この変位検出センサ9で検出された支持フレーム5
の変位に基づいて、キャピラリー3の上下方向の位置が
求められる。
交するX−Y方向へ移動自在な移動テーブル8上に設け
られており、この移動テーブル8の移動により、上記キ
ャピラリー3が水平方向へ移動される。また、9は支持
フレーム5の上下の変位を検出する変位検出センサであ
り、この変位検出センサ9で検出された支持フレーム5
の変位に基づいて、キャピラリー3の上下方向の位置が
求められる。
【0005】上記クランパー2の上方には、金線1を引
き上げるエアーテンショナー10が設けられている。ま
た、上記キャピラリー3の下方には、IC11を支持し
かつ加熱するヒートステージ12が設けられている。こ
のヒートステージ12には、ヒーター13が設けられて
いる。また、キャピラリー3に挿通された金線1の先端
部近傍には、スパーク発生装置14が設けられている。
また、上記ヒートステージ12の上方には、IC11の
位置を認識する位置認識用カメラ装置15が設けられて
いる。
き上げるエアーテンショナー10が設けられている。ま
た、上記キャピラリー3の下方には、IC11を支持し
かつ加熱するヒートステージ12が設けられている。こ
のヒートステージ12には、ヒーター13が設けられて
いる。また、キャピラリー3に挿通された金線1の先端
部近傍には、スパーク発生装置14が設けられている。
また、上記ヒートステージ12の上方には、IC11の
位置を認識する位置認識用カメラ装置15が設けられて
いる。
【0006】これによると、先ず、位置認識用カメラ装
置15によりヒートステージ12上のIC11を認識し
て位置決めする。そして、図5の(a)で示すように、
キャピラリー3の下方に出た金線1の先端に、スパーク
発生装置14からスパークを与えて、金ボール16を形
成する。
置15によりヒートステージ12上のIC11を認識し
て位置決めする。そして、図5の(a)で示すように、
キャピラリー3の下方に出た金線1の先端に、スパーク
発生装置14からスパークを与えて、金ボール16を形
成する。
【0007】その後、図5の(b)で示すように、ヘッ
ド上下駆動装置6によってキャピラリー3が下降する。
そして、金ボール16がIC11の電極形成箇所に上方
から当接すると、変位検出センサ9で検出される支持フ
レーム5の上下の変位が一定値に停止することにより、
IC11の電極形成箇所の位置が検出される。そして、
キャピラリー3に所定の加圧を加えて金ボール16を下
向きに押圧し、さらに、超音波発振器7により超音波ホ
ーン4を介して超音波を発振し、金ボール16をIC1
1の電極形成箇所に接合する。これにより、IC11の
電極形成箇所にバンプ台座17が形成される。
ド上下駆動装置6によってキャピラリー3が下降する。
そして、金ボール16がIC11の電極形成箇所に上方
から当接すると、変位検出センサ9で検出される支持フ
レーム5の上下の変位が一定値に停止することにより、
IC11の電極形成箇所の位置が検出される。そして、
キャピラリー3に所定の加圧を加えて金ボール16を下
向きに押圧し、さらに、超音波発振器7により超音波ホ
ーン4を介して超音波を発振し、金ボール16をIC1
1の電極形成箇所に接合する。これにより、IC11の
電極形成箇所にバンプ台座17が形成される。
【0008】次に、図5の(c)で示すように、キャピ
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって一定量上昇
し、さらに移動テーブル8の移動によって水平方向へ一
定量移動した後、再び下降する。
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって一定量上昇
し、さらに移動テーブル8の移動によって水平方向へ一
定量移動した後、再び下降する。
【0009】そして、図5の(d)で示すように、金線
1が上記バンプ台座17に上方から当接すると、変位検
出センサ9で検出される支持フレーム5の上下の変位が
一定値に停止することにより、バンプ台座17の位置が
検出される。そして、キャピラリー3に所定の加圧を加
えて金線1を下向きに押圧し、金線1をバンプ台座17
に接合する。
1が上記バンプ台座17に上方から当接すると、変位検
出センサ9で検出される支持フレーム5の上下の変位が
一定値に停止することにより、バンプ台座17の位置が
検出される。そして、キャピラリー3に所定の加圧を加
えて金線1を下向きに押圧し、金線1をバンプ台座17
に接合する。
【0010】次に、図5の(e)で示すように、キャピ
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって再び一定量
上昇し、その後、金線1をクランパー2によって保持す
るとともにエアーテンショナー10によって引き上げる
ことにより、図5の(f)で示すように、金線1とバン
プ台座17との接合部が断裂し、IC11電極形成箇所
に突起状のスタッドバンプ18が形成される。
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって再び一定量
上昇し、その後、金線1をクランパー2によって保持す
るとともにエアーテンショナー10によって引き上げる
ことにより、図5の(f)で示すように、金線1とバン
プ台座17との接合部が断裂し、IC11電極形成箇所
に突起状のスタッドバンプ18が形成される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図6は正規の形状のス
タッドバンプ18を示しているが、これに対して、上記
の従来形式では、スタッドバンプ18を形成する際、図
5の(d)で示す段階で、バンプ台座17の形成位置が
キャピラリー3から水平に離れる方向(すなわち図7の
仮想線イで示すように、正規の形成位置から左側)へ偏
芯した場合、バンプ台座17と金線1との接合位置は正
規の位置よりも下位となり、また、バンプ台座17の形
成位置がキャピラリー3へ水平に接近する方向(すなわ
ち図7の仮想線ロで示すように、正規の形成位置から右
側)へ偏芯した場合、バンプ台座17と金線1との接合
位置は正規の位置よりも上位となってしまう。
タッドバンプ18を示しているが、これに対して、上記
の従来形式では、スタッドバンプ18を形成する際、図
5の(d)で示す段階で、バンプ台座17の形成位置が
キャピラリー3から水平に離れる方向(すなわち図7の
仮想線イで示すように、正規の形成位置から左側)へ偏
芯した場合、バンプ台座17と金線1との接合位置は正
規の位置よりも下位となり、また、バンプ台座17の形
成位置がキャピラリー3へ水平に接近する方向(すなわ
ち図7の仮想線ロで示すように、正規の形成位置から右
側)へ偏芯した場合、バンプ台座17と金線1との接合
位置は正規の位置よりも上位となってしまう。
【0012】このように、バンプ台座17の形成位置が
水平方向へ偏芯して、バンプ台座17と金線1との接合
位置の高さにばらつきが生じると、図8に示すようにス
タッドバンプ18側の金線1が立ち上がった状態で断裂
されたり、図9に示すようにスタッドバンプ18側の金
線1がバンプ台座17から剥がれた状態で断裂されてし
まうといった、スタッドバンプ18の形状不良が発生し
た。このようなスタッドバンプ18の形状不良は電極の
接続不良の原因となり、不良IC11を生産してしまう
恐れがあった。
水平方向へ偏芯して、バンプ台座17と金線1との接合
位置の高さにばらつきが生じると、図8に示すようにス
タッドバンプ18側の金線1が立ち上がった状態で断裂
されたり、図9に示すようにスタッドバンプ18側の金
線1がバンプ台座17から剥がれた状態で断裂されてし
まうといった、スタッドバンプ18の形状不良が発生し
た。このようなスタッドバンプ18の形状不良は電極の
接続不良の原因となり、不良IC11を生産してしまう
恐れがあった。
【0013】また、IC11の電極形成箇所の位置とバ
ンプ台座17の位置とは、それぞれ、変位検出センサ9
で検出される変位が一定値に停止することにより検出さ
れるが、検出に要するサーチ時間が比較的長くなり、1
個のスタッドバンプ18を形成するのに2回の検出(す
なわち図5の(b)におけるIC11の電極形成箇所の
位置の検出と、図5の(d)におけるバンプ台座17の
位置の検出)を行う必要があるため、生産タクトが長く
なってしまうといった問題も生じた。
ンプ台座17の位置とは、それぞれ、変位検出センサ9
で検出される変位が一定値に停止することにより検出さ
れるが、検出に要するサーチ時間が比較的長くなり、1
個のスタッドバンプ18を形成するのに2回の検出(す
なわち図5の(b)におけるIC11の電極形成箇所の
位置の検出と、図5の(d)におけるバンプ台座17の
位置の検出)を行う必要があるため、生産タクトが長く
なってしまうといった問題も生じた。
【0014】本発明は、バンプボンディング方法および
バンプボンディング装置において、バンプの形状不良を
防止し、バンプの形成時間を短縮することを目的とす
る。
バンプボンディング装置において、バンプの形状不良を
防止し、バンプの形成時間を短縮することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプボンディ
ング方法においては、変位検出装置で検出されたバンプ
台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを
設定し、キャピラリーを上記停止位置高さまで再度下降
させてワイヤをバンプ台座に接合するものである。
ング方法においては、変位検出装置で検出されたバンプ
台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを
設定し、キャピラリーを上記停止位置高さまで再度下降
させてワイヤをバンプ台座に接合するものである。
【0016】この発明によれば、バンプの形状不良を防
止し、バンプの形成時間を短縮することができる。
止し、バンプの形成時間を短縮することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、キャピラリーに挿通されたワイヤの先端にボールを
形成し、上記キャピラリーを下降させるとともに、この
キャピラリーの上下方向の変位を変位検出装置で検出
し、上記ボールが半導体集積回路に当接した際に変位検
出装置で検出されたキャピラリーの変位に基づいて半導
体集積回路の電極形成箇所の位置を検出し、上記ボール
を上記電極形成箇所に押圧してバンプ台座を形成し、上
記キャピラリーを一定量上昇させるとともに水平方向に
一定量移動させ、上記変位検出装置で検出されたバンプ
台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを
設定し、キャピラリーを上記停止位置高さまで再度下降
させて上記ワイヤをバンプ台座に接合し、上記キャピラ
リーを再度一定量上昇させた後、上記ワイヤを引き上げ
て上記バンプ台座とワイヤとの接合部を断裂させ、半導
体集積回路の電極形成箇所にバンプを形成するものであ
る。
は、キャピラリーに挿通されたワイヤの先端にボールを
形成し、上記キャピラリーを下降させるとともに、この
キャピラリーの上下方向の変位を変位検出装置で検出
し、上記ボールが半導体集積回路に当接した際に変位検
出装置で検出されたキャピラリーの変位に基づいて半導
体集積回路の電極形成箇所の位置を検出し、上記ボール
を上記電極形成箇所に押圧してバンプ台座を形成し、上
記キャピラリーを一定量上昇させるとともに水平方向に
一定量移動させ、上記変位検出装置で検出されたバンプ
台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを
設定し、キャピラリーを上記停止位置高さまで再度下降
させて上記ワイヤをバンプ台座に接合し、上記キャピラ
リーを再度一定量上昇させた後、上記ワイヤを引き上げ
て上記バンプ台座とワイヤとの接合部を断裂させ、半導
体集積回路の電極形成箇所にバンプを形成するものであ
る。
【0018】これによると、検出されたバンプ台座の高
さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを設定して
いるため、ワイヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを
基準にして接合される。これにより、バンプ台座の形成
位置が水平方向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの
接合位置の高さがばらつくことはなく、したがって、バ
ンプの形成不良を防止することができる。
さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを設定して
いるため、ワイヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを
基準にして接合される。これにより、バンプ台座の形成
位置が水平方向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの
接合位置の高さがばらつくことはなく、したがって、バ
ンプの形成不良を防止することができる。
【0019】また、キャピラリーの2回目の下降時、従
来であれば変位検出センサでバンプ台座の位置を検出し
ていたが、本発明では検出しなくてもよい。したがっ
て、1個のスタッドバンプを形成するのに、従来では2
回の検出(すなわち半導体集積回路の電極形成箇所の位
置の検出と、バンプ台座の位置の検出)を行う必要があ
ったが、本発明では1回の検出(すなわち半導体集積回
路の電極形成箇所の位置の検出のみ)を行えばよいた
め、バンプの形成時間を短縮することができる。
来であれば変位検出センサでバンプ台座の位置を検出し
ていたが、本発明では検出しなくてもよい。したがっ
て、1個のスタッドバンプを形成するのに、従来では2
回の検出(すなわち半導体集積回路の電極形成箇所の位
置の検出と、バンプ台座の位置の検出)を行う必要があ
ったが、本発明では1回の検出(すなわち半導体集積回
路の電極形成箇所の位置の検出のみ)を行えばよいた
め、バンプの形成時間を短縮することができる。
【0020】本発明の請求項2に記載の発明は、半導体
集積回路の表面高さ位置の変化を求め、キャピラリーに
挿通されたワイヤの先端にボールを形成し、上記キャピ
ラリーを下降させるとともに、このキャピラリーの上下
方向の変位を変位検出装置で検出し、上記ボールが半導
体集積回路に当接した際に変位検出装置で検出されたキ
ャピラリーの変位に基づいて、上記ボールから半導体集
積回路の電極形成箇所までの上下距離を予め測定し、そ
の後、この上下距離に上記半導体集積回路の表面高さの
変化を加えた距離だけ上記キャピラリーを下降させて、
上記ボールを上記電極形成箇所に押圧してバンプ台座を
形成し、この際、上記変位検出装置で検出されたキャピ
ラリーの変位に基づいて上記バンプ台座の高さを求め、
上記キャピラリーを一定量上昇させるとともに水平方向
に一定量移動させ、上記バンプ台座の高さを基準にして
キャピラリーの停止位置高さを設定し、キャピラリーを
上記停止位置高さまで再度下降させて上記ワイヤをバン
プ台座に接合し、上記キャピラリーを再度一定量上昇さ
せた後、上記ワイヤを引き上げて上記バンプ台座とワイ
ヤとの接合部を断裂させ、半導体集積回路の電極形成箇
所にバンプを形成するものである。
集積回路の表面高さ位置の変化を求め、キャピラリーに
挿通されたワイヤの先端にボールを形成し、上記キャピ
ラリーを下降させるとともに、このキャピラリーの上下
方向の変位を変位検出装置で検出し、上記ボールが半導
体集積回路に当接した際に変位検出装置で検出されたキ
ャピラリーの変位に基づいて、上記ボールから半導体集
積回路の電極形成箇所までの上下距離を予め測定し、そ
の後、この上下距離に上記半導体集積回路の表面高さの
変化を加えた距離だけ上記キャピラリーを下降させて、
上記ボールを上記電極形成箇所に押圧してバンプ台座を
形成し、この際、上記変位検出装置で検出されたキャピ
ラリーの変位に基づいて上記バンプ台座の高さを求め、
上記キャピラリーを一定量上昇させるとともに水平方向
に一定量移動させ、上記バンプ台座の高さを基準にして
キャピラリーの停止位置高さを設定し、キャピラリーを
上記停止位置高さまで再度下降させて上記ワイヤをバン
プ台座に接合し、上記キャピラリーを再度一定量上昇さ
せた後、上記ワイヤを引き上げて上記バンプ台座とワイ
ヤとの接合部を断裂させ、半導体集積回路の電極形成箇
所にバンプを形成するものである。
【0021】これによると、バンプ台座の高さを基準に
してキャピラリーの停止位置高さを設定しているため、
ワイヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを基準にして
接合される。これにより、バンプ台座の形成位置が水平
方向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの接合位置の
高さがばらつくことはなく、したがって、バンプの形成
不良を防止することができる。
してキャピラリーの停止位置高さを設定しているため、
ワイヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを基準にして
接合される。これにより、バンプ台座の形成位置が水平
方向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの接合位置の
高さがばらつくことはなく、したがって、バンプの形成
不良を防止することができる。
【0022】本発明の請求項3に記載の発明は、ワイヤ
を挿通可能なキャピラリーと、このキャピラリーに挿通
されたワイヤの先端にボールを形成するボール形成手段
と、上記キャピラリーを昇降させる昇降装置と、上記キ
ャピラリーを水平方向へ移動させる移動装置と、キャピ
ラリーの下方で半導体集積回路を支持する支持部材と、
上記ボールと半導体集積回路の電極形成箇所とを接合す
る接合手段と、上記ワイヤを引き上げるワイヤ引上装置
と、支持部材上に支持された半導体集積回路の表面高さ
位置を検出する表面高さ位置検出装置と、上記キャピラ
リーの上下方向の変位を検出する変位検出装置とを備え
たものである。
を挿通可能なキャピラリーと、このキャピラリーに挿通
されたワイヤの先端にボールを形成するボール形成手段
と、上記キャピラリーを昇降させる昇降装置と、上記キ
ャピラリーを水平方向へ移動させる移動装置と、キャピ
ラリーの下方で半導体集積回路を支持する支持部材と、
上記ボールと半導体集積回路の電極形成箇所とを接合す
る接合手段と、上記ワイヤを引き上げるワイヤ引上装置
と、支持部材上に支持された半導体集積回路の表面高さ
位置を検出する表面高さ位置検出装置と、上記キャピラ
リーの上下方向の変位を検出する変位検出装置とを備え
たものである。
【0023】これによると、表面高さ位置検出装置によ
って半導体集積回路の表面高さ位置の変化を求め、ボー
ル形成手段によってワイヤの先端にボールを形成し、昇
降装置によってキャピラリーを下降させるとともに、こ
の時のキャピラリーの上下方向の変位を変位検出装置で
検出し、上記ボールが半導体集積回路に当接した際に変
位検出装置で検出されたキャピラリーの変位に基づい
て、上記ボールから半導体集積回路の電極形成箇所まで
の上下距離を予め測定する。
って半導体集積回路の表面高さ位置の変化を求め、ボー
ル形成手段によってワイヤの先端にボールを形成し、昇
降装置によってキャピラリーを下降させるとともに、こ
の時のキャピラリーの上下方向の変位を変位検出装置で
検出し、上記ボールが半導体集積回路に当接した際に変
位検出装置で検出されたキャピラリーの変位に基づい
て、上記ボールから半導体集積回路の電極形成箇所まで
の上下距離を予め測定する。
【0024】その後、上記上下距離に上記半導体集積回
路の表面高さの変化を加えた距離だけ上記キャピラリー
を昇降装置によって下降させ、上記ボールを上記電極形
成箇所に押圧して接合手段により接合しバンプ台座を形
成する。この際、上記変位検出装置で検出されたキャピ
ラリーの変位に基づいて上記バンプ台座の高さを求め、
上記キャピラリーを昇降装置によって一定量上昇させる
とともに移動装置によって水平方向に一定量移動させ
る。そして、上記バンプ台座の高さを基準にしてキャピ
ラリーの停止位置高さを設定し、キャピラリーを昇降装
置によって上記停止位置高さまで再度下降させて上記ワ
イヤをバンプ台座に接合する。そして、昇降装置によっ
て上記キャピラリーを再度一定量上昇させた後、ワイヤ
引上装置によって上記ワイヤを引き上げて上記バンプ台
座とワイヤとの接合部を断裂させることにより、半導体
集積回路の電極形成箇所にバンプが形成される。
路の表面高さの変化を加えた距離だけ上記キャピラリー
を昇降装置によって下降させ、上記ボールを上記電極形
成箇所に押圧して接合手段により接合しバンプ台座を形
成する。この際、上記変位検出装置で検出されたキャピ
ラリーの変位に基づいて上記バンプ台座の高さを求め、
上記キャピラリーを昇降装置によって一定量上昇させる
とともに移動装置によって水平方向に一定量移動させ
る。そして、上記バンプ台座の高さを基準にしてキャピ
ラリーの停止位置高さを設定し、キャピラリーを昇降装
置によって上記停止位置高さまで再度下降させて上記ワ
イヤをバンプ台座に接合する。そして、昇降装置によっ
て上記キャピラリーを再度一定量上昇させた後、ワイヤ
引上装置によって上記ワイヤを引き上げて上記バンプ台
座とワイヤとの接合部を断裂させることにより、半導体
集積回路の電極形成箇所にバンプが形成される。
【0025】このように、バンプ台座の高さを基準にし
てキャピラリーの停止位置高さを設定しているため、ワ
イヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを基準にして接
合される。これにより、バンプ台座の形成位置が水平方
向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの接合位置の高
さがばらつくことはなく、したがって、バンプの形成不
良を防止することができる。
てキャピラリーの停止位置高さを設定しているため、ワ
イヤとバンプ台座とはバンプ台座の高さを基準にして接
合される。これにより、バンプ台座の形成位置が水平方
向へ偏芯しても、バンプ台座とワイヤとの接合位置の高
さがばらつくことはなく、したがって、バンプの形成不
良を防止することができる。
【0026】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図3を用いて説明する。 (実施の形態1)実施の形態1のバンプボンディング装
置は先述した従来のものと同一の構成であり、同一の符
号を用いて、以下にバンプボンディング方法を説明す
る。
から図3を用いて説明する。 (実施の形態1)実施の形態1のバンプボンディング装
置は先述した従来のものと同一の構成であり、同一の符
号を用いて、以下にバンプボンディング方法を説明す
る。
【0027】すなわち、先ず、位置認識用カメラ装置1
5によりヒートステージ12上のIC11を認識して位
置決めする。そして、図1の(a)で示すように、キャ
ピラリー3の下方に出た金線1(ワイヤの一例)の先端
に、スパーク発生装置14からスパークを与えて、金ボ
ール16を形成する。
5によりヒートステージ12上のIC11を認識して位
置決めする。そして、図1の(a)で示すように、キャ
ピラリー3の下方に出た金線1(ワイヤの一例)の先端
に、スパーク発生装置14からスパークを与えて、金ボ
ール16を形成する。
【0028】その後、図1の(b)で示すように、ヘッ
ド上下駆動装置6によってキャピラリー3が待機位置P
から下降する。そして、金ボール16がIC11の電極
形成箇所に上方から当接すると、変位検出センサ9で検
出される支持フレーム5の上下の変位が一定値に停止す
ることにより、IC11の電極形成箇所の位置が検出さ
れ、この時のキャピラリー3の高さが変位検出センサ9
により読み取られ、この高さが台座高さH1として制御
部(図示せず)にメモリされる。そして、キャピラリー
3に所定の加圧を加えて金ボール16を下向きに押圧
し、さらに、超音波発振器7により超音波ホーン4を介
して超音波を発振し、金ボール16をIC11の電極形
成箇所に接合する。これにより、IC11の電極形成箇
所上にバンプ台座17が形成される。
ド上下駆動装置6によってキャピラリー3が待機位置P
から下降する。そして、金ボール16がIC11の電極
形成箇所に上方から当接すると、変位検出センサ9で検
出される支持フレーム5の上下の変位が一定値に停止す
ることにより、IC11の電極形成箇所の位置が検出さ
れ、この時のキャピラリー3の高さが変位検出センサ9
により読み取られ、この高さが台座高さH1として制御
部(図示せず)にメモリされる。そして、キャピラリー
3に所定の加圧を加えて金ボール16を下向きに押圧
し、さらに、超音波発振器7により超音波ホーン4を介
して超音波を発振し、金ボール16をIC11の電極形
成箇所に接合する。これにより、IC11の電極形成箇
所上にバンプ台座17が形成される。
【0029】次に、図1の(c)で示すように、キャピ
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって一定量上昇
し、さらに移動テーブル8の移動によって水平方向へ一
定量移動する。
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって一定量上昇
し、さらに移動テーブル8の移動によって水平方向へ一
定量移動する。
【0030】その後、図1の(d)で示すように、キャ
ピラリー3は、上記台座高さH1を基準にした相対位置
であるセカンド停止位置高さSまで下降される。ここ
で、上記セカンド停止位置高さSは、セカンド停止位置
高さS=台座高さH1 ±オフセット高さH2で定義さ
れる。その後、キャピラリー3に所定の加圧を加えて金
線1を下向きに押圧し、金線1をバンプ台座17に接合
する。
ピラリー3は、上記台座高さH1を基準にした相対位置
であるセカンド停止位置高さSまで下降される。ここ
で、上記セカンド停止位置高さSは、セカンド停止位置
高さS=台座高さH1 ±オフセット高さH2で定義さ
れる。その後、キャピラリー3に所定の加圧を加えて金
線1を下向きに押圧し、金線1をバンプ台座17に接合
する。
【0031】次に、図1の(e)で示すように、キャピ
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって再び一定量
上昇し、その後、金線1をクランパー2によって保持す
るとともにエアーテンショナー10によって引き上げる
ことにより、図1の(f)で示すように、金線1とバン
プ台座17との接合部が断裂し、IC11の電極形成箇
所に突起状のスタッドバンプ18が形成される。
ラリー3が、ヘッド上下駆動装置6によって再び一定量
上昇し、その後、金線1をクランパー2によって保持す
るとともにエアーテンショナー10によって引き上げる
ことにより、図1の(f)で示すように、金線1とバン
プ台座17との接合部が断裂し、IC11の電極形成箇
所に突起状のスタッドバンプ18が形成される。
【0032】このように、台座高さH1を基準にしてセ
カンド停止位置高さSを設定しているため、金線1とバ
ンプ台座17とは台座高さH1を基準にして接合され、
これにより、バンプ台座17の形成位置が水平方向へ偏
芯しても、バンプ台座17と金線1との接合位置の高さ
がばらつくことはなく、したがって、バンプ18の形成
不良を防止することができる。
カンド停止位置高さSを設定しているため、金線1とバ
ンプ台座17とは台座高さH1を基準にして接合され、
これにより、バンプ台座17の形成位置が水平方向へ偏
芯しても、バンプ台座17と金線1との接合位置の高さ
がばらつくことはなく、したがって、バンプ18の形成
不良を防止することができる。
【0033】また、キャピラリー3の2回目の下降時、
従来であれば変位検出センサ9でバンプ台座17の位置
を検出していたが、本実施の形態1では検出しなくても
よい。したがって、1個のスタッドバンプ18を形成す
るのに、従来では2回の検出(すなわち図5の(b)に
おけるIC11の電極形成箇所の位置の検出と、図5の
(d)におけるバンプ台座17の位置の検出)を行う必
要があったが、本実施の形態1では1回の検出(すなわ
ち図1の(b)におけるIC11の電極形成箇所の位置
の検出のみ)を行えばよいため、バンプ18の形成時間
を短縮することができる。
従来であれば変位検出センサ9でバンプ台座17の位置
を検出していたが、本実施の形態1では検出しなくても
よい。したがって、1個のスタッドバンプ18を形成す
るのに、従来では2回の検出(すなわち図5の(b)に
おけるIC11の電極形成箇所の位置の検出と、図5の
(d)におけるバンプ台座17の位置の検出)を行う必
要があったが、本実施の形態1では1回の検出(すなわ
ち図1の(b)におけるIC11の電極形成箇所の位置
の検出のみ)を行えばよいため、バンプ18の形成時間
を短縮することができる。
【0034】(実施の形態2)図2に示すように、30
は実施の形態2におけるバンプボンディング装置であ
り、金線31(ワイヤの一例)はクランパー32で保持
され、キャピラリー33に挿通されている。上記キャピ
ラリー33は超音波ホーン34の先端部に設けられてお
り、この超音波ホーン34は水平軸心を中心に回動自在
な支持フレーム35に設けられている。この支持フレー
ム35をヘッド上下駆動装置36(昇降装置の一例)に
より回動させることにより、超音波ホーン34を介して
上記キャピラリー33が上下動する。尚、上記ヘッド上
下駆動装置36としてはコイルモータが用いられてい
る。また、超音波ホーン34には超音波発振器37が設
けられており、これら超音波ホーン34と超音波発振器
37とは、金ボール16とIC41の電極形成箇所とを
接合する接合手段の一例である。
は実施の形態2におけるバンプボンディング装置であ
り、金線31(ワイヤの一例)はクランパー32で保持
され、キャピラリー33に挿通されている。上記キャピ
ラリー33は超音波ホーン34の先端部に設けられてお
り、この超音波ホーン34は水平軸心を中心に回動自在
な支持フレーム35に設けられている。この支持フレー
ム35をヘッド上下駆動装置36(昇降装置の一例)に
より回動させることにより、超音波ホーン34を介して
上記キャピラリー33が上下動する。尚、上記ヘッド上
下駆動装置36としてはコイルモータが用いられてい
る。また、超音波ホーン34には超音波発振器37が設
けられており、これら超音波ホーン34と超音波発振器
37とは、金ボール16とIC41の電極形成箇所とを
接合する接合手段の一例である。
【0035】上記支持フレーム35は互いに水平方向で
直交するX−Y方向へ移動自在な移動テーブル38(移
動装置の一例)上に設けられており、この移動テーブル
38の移動によりキャピラリー33が水平方向へ移動す
る。39は支持フレーム35の上下の変位を検出する変
位検出センサであり、この変位検出センサ39で検出さ
れた支持フレーム35の変位に基づいて、キャピラリー
33の上下方向の位置が求められる。
直交するX−Y方向へ移動自在な移動テーブル38(移
動装置の一例)上に設けられており、この移動テーブル
38の移動によりキャピラリー33が水平方向へ移動す
る。39は支持フレーム35の上下の変位を検出する変
位検出センサであり、この変位検出センサ39で検出さ
れた支持フレーム35の変位に基づいて、キャピラリー
33の上下方向の位置が求められる。
【0036】上記クランパー32の上方には、金線31
を引き上げるエアーテンショナー40(ワイヤ引上装置
の一例)が設けられている。また、上記キャピラリー3
3の下方には、IC41を支持しかつ加熱するヒートス
テージ42(支持部材の一例)が設けられている。この
ヒートステージ42には、ヒーター43が設けられてい
る。また、キャピラリー33に挿通された金線31の先
端部近傍には、スパーク発生装置44(ボール形成手段
の一例)が設けられている。また、上記ヒートステージ
42の上方には、 IC41の位置を認識する位置認識
用カメラ装置45と、IC41の表面高さ位置を測定す
る位置変位計46(表面高さ位置検出装置)とが設けら
れている。
を引き上げるエアーテンショナー40(ワイヤ引上装置
の一例)が設けられている。また、上記キャピラリー3
3の下方には、IC41を支持しかつ加熱するヒートス
テージ42(支持部材の一例)が設けられている。この
ヒートステージ42には、ヒーター43が設けられてい
る。また、キャピラリー33に挿通された金線31の先
端部近傍には、スパーク発生装置44(ボール形成手段
の一例)が設けられている。また、上記ヒートステージ
42の上方には、 IC41の位置を認識する位置認識
用カメラ装置45と、IC41の表面高さ位置を測定す
る位置変位計46(表面高さ位置検出装置)とが設けら
れている。
【0037】以下に、上記バンプボンディング装置30
を用いたバンプボンディング方法を説明する。すなわ
ち、先ず、位置認識用カメラ装置45によりヒートステ
ージ42上のIC41を認識して位置決めし、さらに、
図3の(a)で示すように、位置変位計46によりヒー
トステージ42上のIC41の表面高さを測定し、測定
された表面高さはH0(n)として制御部(図示せず)に
メモリされる。この際、IC41の表面高さH0(n)は
複数のIC41ごとに若干のばらつきがあるため、上記
制御部において、これ以前にメモリされた既にバンプ形
成済みの1つ前のIC41の表面高さH0(n−1)と上
記H0(n)とが比較され、IC41の表面高さの変化△
H0が求められる。次に、キャピラリー33の下方に出
た金線31の先端に、スパーク発生装置44からスパー
クを与えて、金ボール47を形成する。
を用いたバンプボンディング方法を説明する。すなわ
ち、先ず、位置認識用カメラ装置45によりヒートステ
ージ42上のIC41を認識して位置決めし、さらに、
図3の(a)で示すように、位置変位計46によりヒー
トステージ42上のIC41の表面高さを測定し、測定
された表面高さはH0(n)として制御部(図示せず)に
メモリされる。この際、IC41の表面高さH0(n)は
複数のIC41ごとに若干のばらつきがあるため、上記
制御部において、これ以前にメモリされた既にバンプ形
成済みの1つ前のIC41の表面高さH0(n−1)と上
記H0(n)とが比較され、IC41の表面高さの変化△
H0が求められる。次に、キャピラリー33の下方に出
た金線31の先端に、スパーク発生装置44からスパー
クを与えて、金ボール47を形成する。
【0038】その後、図3の(a)における仮想線で示
すように、ヘッド上下駆動装置36によってキャピラリ
ー33を待機位置Pから下降させ、上記金ボール47が
IC41の電極形成箇所に当接した際に変位検出センサ
39で検出されたキャピラリー33の変位に基づいて、
キャピラリー33が待機位置Pで待機している際の金ボ
ール47からIC41の電極形成箇所までの上下距離B
L(ボンディングレベル)を予め測定する。
すように、ヘッド上下駆動装置36によってキャピラリ
ー33を待機位置Pから下降させ、上記金ボール47が
IC41の電極形成箇所に当接した際に変位検出センサ
39で検出されたキャピラリー33の変位に基づいて、
キャピラリー33が待機位置Pで待機している際の金ボ
ール47からIC41の電極形成箇所までの上下距離B
L(ボンディングレベル)を予め測定する。
【0039】そして、図3の(b)で示すように、ヘッ
ド上下駆動装置36によってキャピラリー33が上下距
離BL+△H0だけ下降する。これにより、金ボール4
7がIC41の電極形成箇所に上方から当接し、キャピ
ラリー33に所定の加圧を加えて金ボール47を下向き
に押圧し、さらに、超音波発振器37により超音波ホー
ン34を介して超音波を発振し、金ボール47をIC4
1の電極形成箇所に接合する。これにより、IC41の
電極形成箇所上にバンプ台座48が形成される。この
際、上記したように上下距離BL+△H0だけ下降した
キャピラリー33の位置は変位検出センサ39により検
出され、これに基づいてバンプ台座48の高さH1が求
められる。
ド上下駆動装置36によってキャピラリー33が上下距
離BL+△H0だけ下降する。これにより、金ボール4
7がIC41の電極形成箇所に上方から当接し、キャピ
ラリー33に所定の加圧を加えて金ボール47を下向き
に押圧し、さらに、超音波発振器37により超音波ホー
ン34を介して超音波を発振し、金ボール47をIC4
1の電極形成箇所に接合する。これにより、IC41の
電極形成箇所上にバンプ台座48が形成される。この
際、上記したように上下距離BL+△H0だけ下降した
キャピラリー33の位置は変位検出センサ39により検
出され、これに基づいてバンプ台座48の高さH1が求
められる。
【0040】次に、図3の(c)で示すように、キャピ
ラリー33が、ヘッド上下駆動装置36によって一定量
上昇し、さらに移動テーブル38の移動によって水平方
向へ一定量移動する。
ラリー33が、ヘッド上下駆動装置36によって一定量
上昇し、さらに移動テーブル38の移動によって水平方
向へ一定量移動する。
【0041】その後、図3の(d)で示すように、キャ
ピラリー33は、上記台座高さH1を基準にした相対位
置であるセカンド停止位置高さSまで下降される。ここ
で、上記セカンド停止位置高さSは、セカンド停止位置
高さS=台座高さH1 ±オフセット高さH2で定義さ
れる。その後、キャピラリー33に所定の加圧を加えて
金線31を下向きに押圧し、金線31をバンプ台座48
に接合する。
ピラリー33は、上記台座高さH1を基準にした相対位
置であるセカンド停止位置高さSまで下降される。ここ
で、上記セカンド停止位置高さSは、セカンド停止位置
高さS=台座高さH1 ±オフセット高さH2で定義さ
れる。その後、キャピラリー33に所定の加圧を加えて
金線31を下向きに押圧し、金線31をバンプ台座48
に接合する。
【0042】次に、図3の(e)で示すように、キャピ
ラリー33が、ヘッド上下駆動装置36によって再び一
定量上昇し、その後、金線31をクランパー32によっ
て保持するとともにエアーテンショナー40によって引
き上げることにより、図3の(f)で示すように、金線
31とバンプ台座48との接合部が断裂し、IC41の
電極形成箇所に突起状のスタッドバンプ49が形成され
る。
ラリー33が、ヘッド上下駆動装置36によって再び一
定量上昇し、その後、金線31をクランパー32によっ
て保持するとともにエアーテンショナー40によって引
き上げることにより、図3の(f)で示すように、金線
31とバンプ台座48との接合部が断裂し、IC41の
電極形成箇所に突起状のスタッドバンプ49が形成され
る。
【0043】このように、台座高さH1を基準にしてセ
カンド停止位置高さSを設定しているため、金線31と
バンプ台座48とは台座高さH1を基準にして接合さ
れ、これにより、バンプ台座48の位置が水平方向へ偏
芯しても、バンプ台座48と金線31との接合位置の高
さがばらつくことはなく、したがって、バンプ49の形
成不良を防止することができる。
カンド停止位置高さSを設定しているため、金線31と
バンプ台座48とは台座高さH1を基準にして接合さ
れ、これにより、バンプ台座48の位置が水平方向へ偏
芯しても、バンプ台座48と金線31との接合位置の高
さがばらつくことはなく、したがって、バンプ49の形
成不良を防止することができる。
【0044】また、キャピラリー33の2回目の下降
時、従来であれば変位検出センサ39でバンプ台座48
の位置を検出していたが、本実施の形態2では検出しな
くてもよい。したがって、1個のスタッドバンプ49を
形成するのに、従来では2回の検出(すなわち図5の
(b)におけるIC11の電極形成箇所の位置の検出
と、図5の(d)におけるバンプ台座17の位置の検
出)を行う必要があったが、本実施の形態2では、図3
の(a)に示す上下距離BLを最初のIC41で検出し
ておき、この上下距離BLを2番目以降のIC41に対
して適応することによって、2番目以降のIC41にバ
ンプ49を形成する場合、1回の検出(すなわち図3の
(b)におけるバンプ台座48の台座高さH1の検出の
み)を行えばよいため、バンプ49の形成時間を短縮す
ることができる。
時、従来であれば変位検出センサ39でバンプ台座48
の位置を検出していたが、本実施の形態2では検出しな
くてもよい。したがって、1個のスタッドバンプ49を
形成するのに、従来では2回の検出(すなわち図5の
(b)におけるIC11の電極形成箇所の位置の検出
と、図5の(d)におけるバンプ台座17の位置の検
出)を行う必要があったが、本実施の形態2では、図3
の(a)に示す上下距離BLを最初のIC41で検出し
ておき、この上下距離BLを2番目以降のIC41に対
して適応することによって、2番目以降のIC41にバ
ンプ49を形成する場合、1回の検出(すなわち図3の
(b)におけるバンプ台座48の台座高さH1の検出の
み)を行えばよいため、バンプ49の形成時間を短縮す
ることができる。
【0045】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、バンプの
形状不良を防止し、バンプの形成時間を短縮することが
できる。
形状不良を防止し、バンプの形成時間を短縮することが
できる。
【図1】本発明の実施の形態1におけるバンプボンディ
ング方法の手順を示す図である。
ング方法の手順を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態2におけるバンプボンディ
ング装置の図である。
ング装置の図である。
【図3】同、バンプボンディング装置を用いたバンプボ
ンディング方法の手順を示す図である。
ンディング方法の手順を示す図である。
【図4】従来のバンプボンディング装置の図である。
【図5】従来のバンプボンディング方法の手順を示す図
である。
である。
【図6】正規の形状を有するバンプの図である。
【図7】従来のバンプボンディング方法における問題点
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図8】従来のバンプボンディング方法で形成された形
状不良のバンプの図である。
状不良のバンプの図である。
【図9】従来のバンプボンディング方法で形成された形
状不良のバンプの図である。
状不良のバンプの図である。
1 金線(ワイヤ)
3 キャピラリー
9 変位検出センサ
11 IC(半導体集積回路)
16 金ボール
17 バンプ台座
18 スタッドバンプ
30 バンプボンディング装置
31 金線(ワイヤ)
33 キャピラリー
34 超音波ホーン(接合手段)
36 ヘッド上下駆動装置(昇降装置)
37 超音波発振器(接合手段)
38 移動テーブル(移動装置)
39 変位検出センサ
40 エアーテンショナー(ワイヤ引上装置)
41 IC(半導体集積回路)
42 ヒートステージ(支持部材)
44 スパーク発生装置(ボール形成手段)
46 位置変位計(表面高さ位置検出装置)
47 金ボール
48 バンプ台座
49 スタッドバンプ
H1 台座高さ
S セカンド停止位置高さ
H0(n) 表面高さ
BL 上下距離
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山本 章博
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 今西 誠
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 吉田 幸一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−163919(JP,A)
特開 平4−130634(JP,A)
特開 平7−183303(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/60
Claims (3)
- 【請求項1】 キャピラリーに挿通されたワイヤの先
端にボールを形成し、上記キャピラリーを下降させると
ともに、このキャピラリーの上下方向の変位を変位検出
装置で検出し、上記ボールが半導体集積回路に当接した
際に変位検出装置で検出されたキャピラリーの変位に基
づいて半導体集積回路の電極形成箇所の位置を検出し、
上記ボールを上記電極形成箇所に押圧してバンプ台座を
形成し、上記キャピラリーを一定量上昇させるとともに
水平方向に一定量移動させ、上記変位検出装置で検出さ
れたバンプ台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止
位置高さを設定し、キャピラリーを上記停止位置高さま
で再度下降させて上記ワイヤをバンプ台座に接合し、上
記キャピラリーを再度一定量上昇させた後、上記ワイヤ
を引き上げて上記バンプ台座とワイヤとの接合部を断裂
させ、半導体集積回路の電極形成箇所にバンプを形成す
ることを特徴とするバンプボンディング方法。 - 【請求項2】 半導体集積回路の表面高さ位置の変化
を求め、キャピラリーに挿通されたワイヤの先端にボー
ルを形成し、上記キャピラリーを下降させるとともに、
このキャピラリーの上下方向の変位を変位検出装置で検
出し、上記ボールが半導体集積回路に当接した際に変位
検出装置で検出されたキャピラリーの変位に基づいて、
上記ボールから半導体集積回路の電極形成箇所までの上
下距離を予め測定し、その後、この上下距離に上記半導
体集積回路の表面高さの変化を加えた距離だけ上記キャ
ピラリーを下降させて、上記ボールを上記電極形成箇所
に押圧してバンプ台座を形成し、この際、上記変位検出
装置で検出されたキャピラリーの変位に基づいて上記バ
ンプ台座の高さを求め、上記キャピラリーを一定量上昇
させるとともに水平方向に一定量移動させ、上記バンプ
台座の高さを基準にしてキャピラリーの停止位置高さを
設定し、キャピラリーを上記停止位置高さまで再度下降
させて上記ワイヤをバンプ台座に接合し、上記キャピラ
リーを再度一定量上昇させた後、上記ワイヤを引き上げ
て上記バンプ台座とワイヤとの接合部を断裂させ、半導
体集積回路の電極形成箇所にバンプを形成することを特
徴とするバンプボンディング方法。 - 【請求項3】 ワイヤを挿通可能なキャピラリーと、
このキャピラリーに挿通されたワイヤの先端にボールを
形成するボール形成手段と、上記キャピラリーを昇降さ
せる昇降装置と、上記キャピラリーを水平方向へ移動さ
せる移動装置と、キャピラリーの下方で半導体集積回路
を支持する支持部材と、上記ボールと半導体集積回路の
電極形成箇所とを接合する接合手段と、上記ワイヤを引
き上げるワイヤ引上装置と、支持部材上に支持された半
導体集積回路の表面高さ位置を検出する表面高さ位置検
出装置と、上記キャピラリーの上下方向の変位を検出す
る変位検出装置とを備えたことを特徴とするバンプボン
ディング装置。
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