JP3391233B2 - バンプ形成用キャピラリ - Google Patents

バンプ形成用キャピラリ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ形成用キャ
ピラリに関し、特に、キャピラリ内部に形成されたテー
パ部に突起部を設けることにより、バンプのキャピラリ
内部への潜り込みを防止するバンプ形成用キャピラリに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップの電極上にボンディ
ング用の金属バンプを形成する方法として、Ａｕ、Ｓ
ｎ、Ａｇ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属からなるワ
イヤを用い、このワイヤの先端をアーク放電またはスパ
ーク放電等で加熱、溶融してボールを形成し、このボー
ルを半導体チップの電極上に圧着する方法が知られてい
る。
【０００３】このような従来のバンプ形成方法を図６お
よび図７を使用して説明する。
【０００４】図６は、従来のバンプ形成方法において、
キャピラリの先端にイニシャルボールを形成するまでの
工程を示す断面図である。同図に示すように、従来のバ
ンプ形成方法では、まず、キャピラリ１の内部に形成さ
れたワイヤホール２にＡｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｂ−Ｓｎ、
Ａｌ、Ｃｕ等の金属からなるワイヤ１０を挿入し、キャ
ピラリ１の先端であるワイヤ導出部から突出させる（図
６（ａ））。
【０００５】ここで、このキャピラリ１の先端には、ワ
イヤ導出部に向かってワイヤホール２の開口径が徐々に
大きくなるように形成されたテーパ部が設けられてい
る。また、この時、金属バンプが形成される半導体チッ
プ２０は、所定の温度に加熱されている。
【０００６】次に、図６（ｂ）に示すように、トーチ電
極３２をキャピラリ１の先端に近接させながら、ワイヤ
１０をさらに突出させる。その後、このトーチ電極３２
に高電圧を印可してワイヤ１０の先端にスパークを飛ば
し、当該先端を加熱、溶融することにより、図６（ｃ）
に示すようなイニシャルボール１２を形成する。
【０００７】図７は、従来のバンプ形成方法において、
キャピラリの先端にイニシャルボールを形成してから半
導体チップの電極上に金属バンプを圧着するまでの工程
を示す断面図である。同図に示すように、図６に示す工
程でイニシャルボール１２が形成されたキャピラリ１を
半導体チップ２０の電極パッド２１上に下降させ、当該
電極パッド２１上に接触させる（図７（ｄ））。
【０００８】その後、図７（ｅ）に示すように、キャピ
ラリ１に上方から力を加えてイニシャルボール１２を電
極パッド２１に押圧する。このとき、イニシャルボール
１２には、キャピラリ１を介して超音波が印可される。
【０００９】イニシャルボール１２は、キャピラリ１か
ら加えられる圧力と超音波の振動により、電極パッド２
１と接合する。その後、図７（ｆ）に示すように、キャ
ピラリ１を引き上げて上昇させ、ワイヤ１０を金属バン
プ１１から分離する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のバンプ形成方法では、図７（ｅ）に示すように、
金属バンプ１１の先端がワイヤホール２内に潜り込み、
その結果、図７（ｆ）に示すような先端の長いバンプが
形成される。このような形状の金属バンプは、電極パッ
ド２１からはみ出し、ショートの原因となったり、ボン
ディング時の弊害となる。
【００１１】特開平０５−３２６５２３号公報には、上
記問題を解決する技術として、ワイヤホールの開口径を
キャピラリの先端で一部狭く形成したバンプ形成用キャ
ピラリの構造が開示されている。
【００１２】上記技術によれば、ワイヤホールへのバン
プの潜り込みは防止できるが、当該キャピラリは、ワイ
ヤホールの開口径がキャピラリの先端で狭くなっている
ため、金属バンプ圧着時に当該バンプが左右方向に移動
し、バンプを形成する位置が安定しないという問題点が
ある。
【００１３】そこで、本発明は、バンプ形成位置の精度
を維持しつつ、バンプのワイヤホールへの潜り込みを防
止することができるバンプ形成用キャピラリを提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ワイヤを通過させるための
ワイヤホールと、該ワイヤホールを通過するワイヤを外
部に導出するワイヤ導出部と、該ワイヤホールに接続さ
れ該ワイヤ導出部に向かって開口径が広がったテーパ部
を有するバンプ形成用キャピラリにおいて、前記テーパ
部の壁面に少なくとも１以上の突起部を有することを特
徴とする。
【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記突起部は、前記ワイヤ導出部に
向かって突出していることを特徴とする。
【００１６】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明において、前記突起部は、その
先端形状が鋭利であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバンプ形成用
キャピラリの一実施の形態を添付図面を参照して詳細に
説明する。
【００１８】まず、図１を使用して本発明の概要を説明
する。図１は、本発明に係るバンプ形成用キャピラリの
構造を示す断面図である。
【００１９】本発明は、同図に示すように、キャピラリ
１の先端にワイヤ導出部に向かって開口径が広がったテ
ーパ部３を形成し、該テーパ部３の壁面に突起部４を設
けることにより、バンプ形成位置の精度を維持しつつ、
バンプのワイヤホールへの潜り込みを防止することがで
きるバンプ形成用キャピラリを提供するものである。
【００２０】以下、本発明の内容をさらに詳細に説明す
る。
【００２１】図１に示す突起部４は、ワイヤ導出部に向
かって突出するように形成される。その個数や形状等に
特に制限はないが、このように、突起部をワイヤ導出部
に向かって突出させるように形成することにより、金属
バンプのワイヤホールへの潜り込みを効果的に防止でき
る。
【００２２】即ち、この突起部４は、ワイヤホール２の
開口径と同心円上に形成してもよいし、一定の間隔で複
数配設してもよい。また、形成するバンプの高さが高く
てもよい場合には、ワイヤホール２内にこのような突起
部４を設けてもよい。
【００２３】突起部４の好ましい形成例としては、当該
突起部４をワイヤホール２とテーパ部３の境界壁面上に
同心円状で形成し、図１に示すように、ワイヤホール２
の延長上、即ち、ワイヤホール２の開口径内には突出し
ないように形成することが好ましい。
【００２４】このように、突起部４をワイヤホール２の
延長上に突出しないように形成することより、ワイヤの
供給に影響を与えることなくバンプの潜り込みを防止で
きる。
【００２５】また、図１に示すように、突起部４の先端
は鋭利であることが好ましい。即ち、突起部４を個別に
配設する場合には針状または鋭角形状で形成し、突起部
４を同心円状に形成する場合には、その先端を同心円状
に鋭利とする。
【００２６】このように、突起部４の先端を鋭利にする
ことにより、より効果的にバンプの潜り込みを防止する
ことができる。
【００２７】上記のように構成されるバンプ形成用キャ
ピラリを使用して、金属バンプを形成する方法を図２か
ら図４までを使用して説明する。
【００２８】図２は、図１に示すキャピラリを使用した
金属バンプ形成装置の要部を示す斜視図である。同図に
示す金属バンプ形成装置は、超音波を発生しこの超音波
をキャピラリ１に印可する超音波アーム３０と、半導体
チップを加熱する加熱装置３１と、キャピラリ１に挿入
されるワイヤ１０の先端にスパークを放電するトーチ電
極３２と、その他図示しないワイヤを保持するワイヤ保
持部やトーチ電極に高電圧を印可する高電圧印可装置等
から構成される。
【００２９】上記のように構成される金属バンプ形成装
置は、図２に示すように、超音波アーム３０でキャピラ
リ１を狭持するとともに、加熱装置３１上に半導体チッ
プ２０を載置し、超音波アーム３０を移動させることに
より、金属バンプを形成する位置を決定する。
【００３０】図３は、従来のバンプ形成方法において、
キャピラリの先端にイニシャルボールを形成するまでの
工程を示す断面図である。同図に示すように、従来のバ
ンプ形成方法では、まず、キャピラリ１の内部に形成さ
れたワイヤホール２にＡｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｂ−Ｓｎ、
Ａｌ、Ｃｕ等の金属からなるワイヤ１０を挿入し、キャ
ピラリ１の先端であるワイヤ導出部から突出させる（図
３（ａ））。
【００３１】ここで、このキャピラリ１は前述したよう
に、ワイヤ導出部に向かってワイヤホール２の開口径が
徐々に大きくなるように形成されたテーパ部３と、テー
パ部３の壁面に形成された突起部４が設けられている。
また、この時、金属バンプが形成される半導体チップ２
０は、図２に示す加熱装置３１によって、所定の温度に
加熱されている。
【００３２】次に、図３（ｂ）に示すように、トーチ電
極３２をキャピラリ１の先端に近接させながら、ワイヤ
１０をさらに突出させる。その後、このトーチ電極３２
に高電圧を印可してワイヤ１０の先端にスパークを飛ば
し、当該先端を加熱、溶融することにより、図３（ｃ）
に示すようなイニシャルボール１２を形成する。
【００３３】図４は、従来のバンプ形成方法において、
キャピラリの先端にイニシャルボールを形成してから半
導体チップの電極上に金属バンプを圧着するまでの工程
を示す断面図である。同図に示すように、図３に示す工
程でイニシャルボール１２が形成されたキャピラリ１を
半導体チップ２０の電極パッド２１上に下降させ、当該
電極パッド２１上に接触させる（図４（ｄ））。
【００３４】その後、図４（ｅ）に示すように、キャピ
ラリ１に上方から力を加えてイニシャルボール１２を電
極パッド２１に押圧する。このとき、イニシャルボール
１２には、超音波アーム３０から発生する超音波がキャ
ピラリ１を介して印可される。
【００３５】イニシャルボール１２は、キャピラリ１か
ら加えられる圧力と超音波の振動により、電極パッド２
１と接合する。その後、図４（ｆ）に示すように、キャ
ピラリ１を引き上げて上昇させ、図示しないワイヤ保持
部を作動させることにより、ワイヤ１０を金属バンプ１
１から分離する。
【００３６】次に、本発明の変形例を図５を使用して説
明する。
【００３７】図５は、本発明に係るキャピラリの変形構
造を示す断面図である。同図（ａ）は、突起部４をテー
パ部３の中央壁面に形成した例である。このように、本
発明では、突起部４を形成する位置は任意であり、この
位置を調整することにより形成されるバンプを高さを制
御する。
【００３８】図５（ｂ）は、突起部４の先端をワイヤホ
ール２の開口径内に一部突出させて形成した場合の例で
ある。このように形成することにより、バンプの潜り込
みをさらに効果的に防止することができる。突起部４を
このように形成する場合には、ワイヤ供給の妨げになら
ない程度に突出させることが好ましい。
【００３９】図５（ｃ）は、突起部４の先端が水平方向
向くように形成した例である。このような構造でも、図
５（ｂ）に示すものと同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バンプ形成位置の精度を維持しつつ、バンプのワイヤホ
ールへの潜り込みを防止することができるバンプ形成用
キャピラリを提供することができる。
【００４１】また、突起部をワイヤ導出部に向かって突
出させるように形成することにより、金属バンプのワイ
ヤホールへの潜り込みを効果的に防止できる。
【００４２】また、突起部４をワイヤホール２の延長上
に突出しないように形成することより、ワイヤの供給に
影響を与えることなくバンプの潜り込みを防止できる。
【００４３】また、突起部４の先端を鋭利にすることに
より、より効果的にバンプの潜り込みを防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバンプ形成用キャピラリの構造を
示す断面図。
【図２】図１に示すキャピラリを使用した金属バンプ形
成装置の要部を示す斜視図。
【図３】従来のバンプ形成方法において、キャピラリの
先端にイニシャルボールを形成するまでの工程を示す断
面図。
【図４】従来のバンプ形成方法において、キャピラリの
先端にイニシャルボールを形成してから半導体チップの
電極上に金属バンプを圧着するまでの工程を示す断面
図。
【図５】本発明に係るキャピラリの変形構造を示す断面
図。
【図６】従来のバンプ形成方法において、キャピラリの
先端にイニシャルボールを形成するまでの工程を示す断
面図。
【図７】従来のバンプ形成方法において、キャピラリの
先端にイニシャルボールを形成してから半導体チップの
電極上に金属バンプを圧着するまでの工程を示す断面
図。
【符号の説明】
１…キャピラリ、２…ワイヤホール、３…テーパ部、４
…突起部、１０…ワイヤ、１１…金属バンプ、１２…イ
ニシャルボール、２０…半導体チップ、２１…電極パッ
ド、３０…超音波アーム、３１…加熱装置、３２…トー
チ電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/60 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤを通過させるためのワイヤホール
    と、該ワイヤホールを通過するワイヤを外部に導出する
    ワイヤ導出部と、該ワイヤホールに接続され該ワイヤ導
    出部に向かって開口径が広がったテーパ部を有するバン
    プ形成用キャピラリにおいて、 前記テーパ部の壁面に少なくとも１以上の突起部を有す
    ることを特徴とするバンプ形成用キャピラリ。
  2. 【請求項２】 前記突起部は、 前記ワイヤ導出部に向かって突出していることを特徴と
    する請求項１記載のバンプ形成用キャピラリ。
  3. 【請求項３】 前記突起部は、 その先端形状が鋭利であることを特徴とする請求項１ま
    たは請求項２記載のバンプ形成用キャピラリ。
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