JP3415283B2 - バンプ形成装置、バンプ形成方法および半導体素子の製造方法 - Google Patents

バンプ形成装置、バンプ形成方法および半導体素子の製造方法

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JP3415283B2
JP3415283B2 JP20771094A JP20771094A JP3415283B2 JP 3415283 B2 JP3415283 B2 JP 3415283B2 JP 20771094 A JP20771094 A JP 20771094A JP 20771094 A JP20771094 A JP 20771094A JP 3415283 B2 JP3415283 B2 JP 3415283B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/113Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1133Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form
    • H01L2224/1134Stud bumping, i.e. using a wire-bonding apparatus

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子の電極パ
ッド上にボールバンプを形成するバンプ形成装置、バン
プ形成方法および半導体素子の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の電極パッド上に回路基板と
の接続媒体となるバンプ(突起電極)を成形する方法と
しては、従来種々の方法が考えられている。このような
方法のうちの一つとして、ボ−ルバンプ成形方法があ
る。
【0003】この方法は、金ワイヤの先端を溶融させる
ことで、金ボ−ル(球状体)を形成し、このボ−ルを上
記電極パッドに接合(ボンディング)した後、このボ−
ルの直上部で上記ワイヤを切断することで、上記電極パ
ッド上にボ−ル状のバンプ(以下「ボ−ルバンプ」とい
う)を形成するものである。
【0004】以下、この方法で上記ボ−ルバンプを形成
する従来のボ−ルバンプ形成装置について説明する。バ
ンプが形成される半導体素子(半導体チップ)は、表面
に集積回路が形成されてなる円盤状の半導体ウエハを多
数のチップにダイシング(切断分割)することにより製
造される。
【0005】製造されたチップ状の半導体素子は、ダイ
シング時に上記ウエハを保持していた粘着シ−ト上にそ
のまま保持されているか、あるいはシ−トから取り出さ
れ多数の半導体素子を整列保持するトレイ内に収納され
る。
【0006】このバンプ成形装置は、上記半導体素子を
上記シ−トあるいはトレイ内から吸着保持することによ
り取り出し搬送する吸着保持ヘッドを具備する。この吸
着保持ヘッドは、取り出した半導体素子をバンプの形成
を行うボンディングステ−ジに搬送するようになってい
る。
【0007】ボンディングステ−ジに対向する位置に
は、上記半導体素子の電極パッド上にボ−ルバンプを形
成するバンプ形成機構が設けられている。このバンプ形
成機構は、上記ワイヤの先端に形成されたボ−ルを上記
半導体素子の電極パッドに押し付けるボンディングツ−
ルとしてのキャピラリを具備する。
【0008】このキャピラリは、上記ワイヤを保持した
状態で、上記ボ−ルを上記電極パッドに押し付けてボン
ディングする。その後、上記ワイヤを上記ボ−ルの直上
部で切断することで、上記電極パッド上に上記ボ−ルバ
ンプを形成する。
【0009】上記バンプ形成機構は、上記キャピラリを
順次各電極パッドに対向する位置に移動させ、すべての
電極パッド上に上記ボ−ルバンプを形成する。上記半導
体素子にボ−ルバンプが形成されたならば、上記吸着保
持ヘッドは上記ボンディングステ−ジ上にから上記半導
体素子を取り出し、この半導体素子を再び上記粘着シ−
トあるいはトレイの所定の位置に戻すようになってい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バンプ
形成装置においては、熱エネルギにより上記電極パッド
と上記ボ−ルとを共晶結合させ接合するようにしてい
る。このため、上記ボ−ルおよび上記半導体素子はかな
りの高温に加熱される。
【0011】一方、近年は、上記半導体素子が高機能
化、高品質化していることに鑑み、上記半導体素子に加
わる熱ダメ−ジを少なくするために、上記キャピラリを
超音波領域で振動させ、超音波振動によるエネルギを併
用することによって、上記電極パッドとボ−ルとを接合
する方法が行われている。
【0012】このようにすれば、上記半導体素子の加熱
温度を抑えることができ、上記半導体素子に加わる熱ダ
メ−ジを小さくすることができる。しかし、この場合で
も、バンプ形成直後の半導体素子はかなりの温度とな
る。したがって、上記バンプ形成後の半導体素子を直ぐ
に上記トレイあるいは粘着シ−トに戻すと、上記トレイ
あるいはシ−トが熱により変形するという問題があっ
た。
【0013】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、バンプ形成のタクトタイムを低下させるこ
となく半導体素子を冷却することができ、上記半導体素
子の収納を行うシートやトレイ等の収納部の熱変形を有
効に防止できるバンプ形成装置、バンプ形成方法および
半導体素子の製造方法を提供することを目的とするもの
である。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、ワイヤの先端に形成した球状体を所定の温度に加熱
された半導体素子の電極上に押し付けた後、上記ワイヤ
を切断することにより上記電極上にバンプを形成するバ
ンプ形成部と、前記バンプ形成部から、バンプが形成さ
れた前記半導体素子を取り出し搬送する搬送手段とを有
するバンプ形成装置において、 前記搬送手段の搬送経路
に設けられ、前記バンプ形成部から取り出された前記半
導体素子を所定の温度以下となるように冷却する冷却手
段を有する冷却部、を具備することを特徴とするバンプ
形成装置である。
【0015】第2の手段は、第1の手段のバンプ形成装
置において、 冷却手段は上記半導体素子が載置される保
持台であり、上記冷却部は、この保持台上に半導体素子
が載置された状態で上記半導体素子が上記保持台を通し
て放熱するものであることを特徴とするバンプ形成装置
である。
【0016】第3の手段は、第1の手段のバンプ形成装
置において、 上記冷却手段は、上記半導体素子に風を吹
き付ける送風手段であることを特徴とするバンプ形成装
である。
【0017】第4の手段は、第3の手段のバンプ形成装
置において、 上記送風手段は、上記搬送手段による上記
半導体素子の搬送経路に沿って開口するノズルから送風
することを特徴とするバンプ形成装置である。
【0018】第5の手段は、第1の手段のバンプ形成装
置において、 上記搬送手段は、上記冷却部での上記半導
体素子の搬送速度を任意に設定できるものであることを
特徴とするバンプ形成装置である。
【0019】第6の手段は、ワイヤの先端に球状体を形
成して所定の温度に加熱された半導体素子の電極上に前
記球状体を押し付けた後、前記ワイヤを切断することに
より前記電極上にバンプを形成するバンプ形成工程を有
するバンプ形成方法において、 上記バンプが形成された
上記半導体素子をバンプ形成部から取り出し、冷却手段
を有する冷却部に搬送する第1の搬送工程と、 前記冷却
手段によって上記半導体素子を所定の温度以下となるよ
うに冷却する冷却工程と、 冷却された前記半導体素子を
収納する第2の搬送工程と、を具備することを特徴とす
るバンプ形成方法である。
【0020】第7の手段は、バンプが形成された半導体
素子をバンプ形成部から取り出し冷却手段を有する冷却
部に搬送する第1の搬送と、上記バンプが形成されてい
ない新たな半導体素子が収納されている収納部から上記
新たな半導体素子を取り出し上記バンプ形成部に供給す
る第2の搬送と、上記冷却部からバンプが形成されかつ
冷却された半導体素子を取り出し上記収納部に搬送して
収納する第3の搬送と、を夫々行う搬送工程と、 上記第
2の搬送の後、ワイヤの先端に球状体を形成して所定の
温度に加熱された上記新たな半導体素子に形成されてい
る電極上に上記球状体を押し付けた後、上記ワイヤを切
断することにより上記電極上にバンプを形成するバンプ
形成工程と、を具備することを特徴とする半導体素子の
製造方法である。
【0021】第8の手段は、バンプが形成された半導体
素子をバンプ形成部から取り出し冷却手段を有する冷却
部に搬送する第1の搬送と、上記バンプが形成されてい
ない新たな半導体素子が収納されている収納部から上記
新たな半導体素子を取り出し上記バンプ形成部に供給す
る第2の搬送と、上記冷却部からバンプが形成されかつ
冷却された半導体素子を取り出し上記収納部に搬送して
収納する第3の搬送と、を夫々行う搬送工程と、 上記第
2の搬送の後、ワイヤの先端に球状体を形成して所定の
温度に加熱された上記新たな半導体素子に形成されてい
る電極上に上記球状体を押し付けた後、上記ワイヤを切
断することにより上記電極上にバンプを形成するバンプ
形成工程と、を具備する半導体素子の製造方法であっ
て、 上記収納部は、上記所定の温度において熱変形する
材質で構成されていることを特徴とする半導体素子の製
造方法である。
【0022】
【作用】本発明を用いることにより、バンプを形成する
速度に影響を与えることなく、収納手段を熱変形させず
にバンプ付半導体素子を収納する工程を提供することを
可能とする。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜図4を参
照して説明する。このバンプ形成装置は、図に示すよう
に、半導体素子1を収納する収納部2と、この収納部2
から取り出された半導体素子1にバンプを形成するバン
プ形成部3と、バンプ形成のなされた半導体素子1を冷
却する冷却部4と、上記収納部2、バンプ形成部3およ
び冷却部4の間で上記半導体素子を搬送する吸着保持ヘ
ッド5(搬送手段)とを具備する。
【0027】上記収納部2は、上記多数の半導体素子1
…を収納するトレイ7を具備する。上記半導体素子1
は、図示しないダイシング装置においてウエハを分割す
ることで製造され、このトレイ7内に整列されたもので
ある。
【0028】一方、上記吸着保持ヘッド5は、図示しな
いXYZ駆動機構に保持され、図に8で示す制御部の指
令に基づき上記XYZ駆動機構が作動することで、XY
Z方向に駆動されるようになっている。
【0029】この吸着保持ヘッド5は、図示しない真空
装置に接続された吸着ノズル9を具備し、この吸着ノズ
ル9の先端に上記トレイ7内の半導体素子1を吸着保持
することで、上記トレイ7内から任意の半導体素子1を
取り出し、上記バンプ形成部3に搬送するようになって
いる。
【0030】このバンプ形成部3は、図に10で示すボ
ンディングステ−ジを具備する。このボンディングステ
−ジ10の上面は略平坦に形成されていると共に上記半
導体素子1を吸着保持するための吸着孔11が開口して
いる。
【0031】この吸着孔11は、図に12で示す接続口
を通じて図示しない真空装置に接続されている。したが
って、この真空装置を作動させることで、上記ボンディ
ングステ−ジ10の上面に上記半導体素子1を吸着保持
することができるようになっている。
【0032】また、このボンディングステ−ジ10は、
XY方向に移動自在に設けられており、上面に保持した
半導体素子1を粗位置決めできるようになっている。ま
た、このボンディングステ−ジ10内に埋設された図示
しないシ−ズヒ−タを作動させることで、上記半導体素
子1をバンプ形成に適した所定の温度に加熱、保温する
ようになっている。
【0033】また、この装置は、上記ボンディングステ
−ジ10の上面で開閉するチャック機構13を具備す
る。このチャック機構13は、X方向に往復移動自在に
設けられ互いに対向する2つのX握持片15、15およ
び、Y方向に往復移動自在に設けられ互いに対向する2
つのY握持片16、16の、合計4つの握持片を具備す
る。
【0034】上記X握持片15、15の互いに対向する
面は、Y方向に平行に設けられた平坦なX当接面15
a、15aとなっている。また、Y握持片16、16の
互いに対向する面は、X方向に平行に設けられたY当接
面16a、16aとなっている。
【0035】このチャック機構13は、上記ボンディン
グステ−ジ10の上面に保持された半導体素子1に対し
て、上記各握持片15、16を前進させる。このことで
上記X握持片15のX当接面15を上記半導体素子1の
X辺に当接させると共に、上記Y握持片16のY当接面
16aを上記半導体素子1のY辺に当接させる。
【0036】このような動作により、上記チャック機構
13は、上記半導体素子1の吸着姿勢を補正すると共
に、この半導体素子1を4方向から挟み移動不能に握持
するようになっている。
【0037】また、このボンディングステ−ジ10の上
方には、撮像カメラ17が設けられている。この撮像カ
メラ17は、撮像面を上記ボンディングステ−ジ10の
上面に対向させた状態で設けられ、このボンディングス
テ−ジ10上に吸着保持された半導体素子1を撮像認識
することができるようになっている。
【0038】上記チャック機構13は、この撮像カメラ
17による上記半導体素子1の撮像認識信号に基づいて
作動し、上記半導体素子1の吸着姿勢の補正および握持
固定を行うようになっている。
【0039】また、このボンディングステ−ジ10の上
方には、ボンディング機構18が設けられている。この
ボンディング機構18は、図2(a)に示すように、図
示しない超音波発生装置に接続された超音波ホ−ン20
と、この超音波ホ−ン20の先端部に軸線を垂直にした
状態で保持されたキャピラリ21と、このキャピラリ2
1の先端近傍に設けられ、このキャピラリ21の下端か
ら露出する金ワイヤ22の先端部を溶融させ、このワイ
ヤ22の先端部にボ−ル23を形成する電気ト−チ24
とを有する。
【0040】このボンディング機構18は、同図(a)
に示すように、上記電気ト−チ24を用いて上記金ワイ
ヤ22の下端にボ−ル23(球状体)を形成する。つい
で、上記キャピラリ21を下降駆動することで、上記ボ
−ル23を上記半導体素子1の電極パッド1aに押し付
けると共に、上記超音波発生装置を作動させることで、
上記キャピラリ21の先端部を超音波振動させる。
【0041】上記ボ−ル23は、上記キャピラリ21を
通じて印加された超音波エネルギおよび、上記ボンディ
ングステ−ジ10による加熱エネルギとによって、上記
電極パッド1aに溶着(共晶結合)される。
【0042】上記ボ−ル23が上記電極パッド1aに溶
着されたならば、上記キャピラリ21は上昇駆動される
と共に、上記金ワイヤ22は上記接合されたボ−ル23
の直上部分で切断される。
【0043】このことで、同図(a)の上記半導体素子
1の電極パッド1a上にはボ−ルボ−ルバンプ23aが
形成される。この装置は、上記キャピラリ21を順次各
電極パッド1aに対向させると共に、上記各電極パッド
1a毎に上記動作を繰り返すことで、上記半導体素子1
のすべての電極パッド1a上に上記ボ−ルバンプ23a
を形成していく。
【0044】なお、このような動作中、上記ボンディン
グステ−ジ10は上記半導体素子1を吸着保持してお
り、上記チャック機構13(X、Y握持片15、16)
は上記半導体素子1を移動不能に握持している。
【0045】したがって、上記半導体素子1は、上記ボ
−ルバンプ23の形成中にXY方向に移動したり回転し
たりするということはなく、上記各バンプ23aは、上
記半導体素子1の各電極パッド1aに対応する正確な位
置に形成されることとなる。
【0046】上述したバンプ形成工程が終了したなら
ば、この装置は、上記真空装置を停止させると共に、上
記チャック機構13の各X、Y握持片15、16を後退
駆動し、上記半導体素子1の固定を解除する。
【0047】ついで、上記導体素子1は、上記吸着保持
ヘッド5によってこのボンディングステ−ジ10から取
り出される。そして、上記取り出された半導体素子1
は、上記冷却部4に搬送されるようになっている。
【0048】上記冷却部4は、上面に上記半導体素子1
を保持する保持台25を具備する。この保持台25の上
面には、上記半導体素子1を吸着するための吸着孔26
が設けられ、側面にはこの吸着孔26に連通する接続口
27が開口している。この接続口27には図示しない真
空装置が接続され、この真空装置を作動させることで、
上記保持台25上に上記半導体素子1を吸着保持するこ
とができるようになっている。
【0049】また、この冷却部4は、上記保持台25上
に保持した上記半導体素子1に所定の温度の冷却風を突
き付けることでこの半導体素子1を所定の温度に冷却す
る冷却風吹き付けノズル28を具備する。
【0050】この冷却風吹き付けノズル28は、上記半
導体素子1が上記保持台25上に載置されたならば、比
較的緩やかな冷却風を吹き付けることで、所定の時間を
もって上記半導体素子1を冷却するようになっている。
【0051】この冷却部4により上記半導体素子1が所
定の温度に冷却されたならば、上記吸着保持ヘッド5
は、上記保持台25上から上記半導体素子1を取り出
し、上記収納部2に搬送する。そして、この半導体素子
1を上記トレイ7の元の位置に戻すようになっている。
【0052】次に、この装置の動作について説明する。
ただし、上記バンプ形成の動作については、すでに説明
したのでその詳しい説明は省略し、上記吸着保持ヘッド
5および上記冷却部4の動作を主に説明する。
【0053】上記吸着保持ヘッド5の動作を、上記バン
プ形成部3を始点として説明する。なお、図には説明の
便宜上、上記吸着保持ヘッド5を3つ示しているが、実
際には1つしか具備しないものとする。
【0054】上記吸着保持ヘッド5は、上記ボンディン
グステ−ジ10上から、上記バンプ23aが形成された
半導体素子1を取り出し、図に(イ)で示すように上記
冷却部4の保持台25上に搬送する。(第1の搬送工
程) この保持台25上に半導体素子1を載置したならば、上
記吸着保持ヘッド5は、何も保持しない状態で図に
(ロ)で示す経路に沿って、そのまま上記供給部2に移
動する。(第2の搬送工程) この吸着保持ヘッド5は、この供給部2に保持されたト
レイ7内から、次にバンプを形成する新たな半導体素子
1を吸着保持し、取り出す。
【0055】ついで、この吸着保持ヘッド5は、上記半
導体素子1を図に(ハ)で示す経路に沿って上記バンプ
形成部3に搬送し、この半導体素子1を上記ボンディン
グステ−ジ10上に載置する。(供給工程) そして、このボンディングステ−ジ10上に半導体素子
1を載置したならば、上記吸着保持ヘッド5は、何も吸
着しない状態で(イ)で示す経路に沿って移動上記冷却
部4に移動する。
【0056】なお、上記冷却部4は、上記吸着保持ヘッ
ド5が一周してくる間中、上記冷却風吹き付けノズル2
8を作動させ、上記保持台25上に吸着保持した半導体
素子1を冷却しており、この半導体素子1はすでに所定
の温度以下に冷却されている。
【0057】上記吸着保持ヘッド5は、この半導体素子
1を、この保持台25上から取り出し、図に(ロ)で示
す経路にそって上記半導体素子1を上記供給部4に搬送
する。そして、この吸着ヘッド5は、この半導体素子1
を上記トレイ7内の元の位置に戻す。
【0058】上記半導体素子1を元の位置に戻したなら
ば、この吸着保持ヘッド5は、何も保持しない状態で図
に(ハ)で示す経路に沿って上記バンプ形成部3に移動
する。
【0059】なお、バンプ形成部3は、上記吸着保持ヘ
ッド5が一周している間、上記チャック機構13および
バンプ形成機構18を作動させ、上記ボンディングステ
−ジ10上に保持した半導体素子1に対してバンプ23
aの形成を行っている。
【0060】そして、上記吸着保持ヘッド5は、バンプ
23aの形成がなされた上記半導体素子1をこのボンデ
ィングステ−ジ10上から取り出して上記冷却部4に搬
送する。
【0061】この装置は、以上述べた動作を繰り返すこ
とにより、上記トレイ7に収納されたすべての半導体素
子1にバンプ23aを形成する。このような構成によれ
ば、以下に説明する効果がある。
【0062】第1に、この発明のバンプ形成装置は、上
記バンプ形成部3から上記収納部2に至る半導体素子1
の搬送経路(イ)、(ロ)の中途部に、この半導体素子
1を冷却する冷却部4を設けたので、上記収納部2に保
持された半導体素子収納用のトレイ7が上記半導体素子
1の熱により破損してしまうことを有効に防止できる効
果がある。
【0063】第2に、上記冷却部において上記半導体素
子1を冷却している間に次の半導体素子1をバンプ形成
部3に供給するようにすると共に、このバンプ形成部3
において上記半導体素子1にバンプ23aを形成してい
る間に冷却された半導体素子1を上記収納部2のトレイ
7内に収納するようにしたので、バンプ形成のタクトタ
イムを延ばすことなく、上記半導体素子1の冷却を十分
に行える効果がある。
【0064】なお、このために、上記冷却部において上
記半導体素子1を一旦保持する保持台25を設け、この
保持台25上で上記半導体素子1を冷却するようにし
た。第3に、このようにすることで、タクトタイムを延
ばすことなく上記半導体素子1の冷却に十分な時間をか
けることができるから、上記冷却ノズル28からの冷却
風が緩やかなものであっても有効な冷却を行うことがで
きる。
【0065】したがって、急激な冷却により上記半導体
素子1に熱ダメ−ジを与えることを防止できると共に、
強い冷風により上記半導体素子1を吹き飛ばしてしまう
といったことを有効に防止できる。
【0066】第4に、上記ボンディングステ−ジ10上
にチャック機構13を設け、上記半導体素子1を4方向
から握持するようにしたので、ボ−ルバンプ23aの形
成中における半導体素子1の姿勢のずれを防止し、上記
ボ−ルバンプ23aを正確な位置に形成することができ
る。
【0067】すなわち、上述したボ−ルバンプ形成方法
においては、上記キャピラリ21を所定の1方向に往復
超音波振動させることで上記ボ−ルバンプ23aを上記
半導体素子1の電極パッド1a上に接合するものである
から、この半導体素子1に上記キャピラリ21からの振
動が伝達することとなる。また、上記バンプ23aは上
記半導体素子1の縁部に沿って形成されていく。これら
のことによって上記半導体素子1は、回転方向にずれや
すくなるということがある。
【0068】上記一実施例では、バンプ23aの形成
中、上記半導体素子1を4方向から握持するようにした
ので、この半導体素子1が回転方向にずれてしまうを有
効に防止でき、上記バンプ23aを正確な位置に形成す
ることができる。
【0069】第5に、上記構成によれば、上記チャック
機構13を用いて上記半導体素子1のボンディングステ
−ジ10上における吸着姿勢の補正を行うことができる
から、その補正のために上記ボンディングステ−ジ10
を別の位置に移動させる必要がない。したがって、その
分ボ−ルバンプ23a形成のためのタクトタイムを短縮
することができる。
【0070】したがって、上記第2の効果と合わせ、よ
り短いタクトタイムでバンプ付き半導体素子1を製造す
ることができる効果がある。なお、この発明は、上記一
実施例に限定されるものではなく発明の要旨を変更しな
い範囲で種々変形可能である。
【0071】上記一実施例では、上記冷却部4は上記保
持台25を具備し、この保持台25上に半導体素子1を
吸着保持した状態でこの半導体素子1の冷却を行うよう
にしたが、このような構成に限定されるものではない。
【0072】例えば、図3に示すように、図に(イ)、
(ロ)で示す搬送経路の下方に、冷却風を上方に吹き出
す冷却風吹き付けノズル30を具備するものであっても
良い。この冷却風吹き付けノズル30は、上記搬送経路
(イ)、(ロ)に沿う方向に長く形成された開口30a
を有するもので、冷却風を吹き出すことで、搬送中の半
導体素子1を冷却することができるようになっている。
【0073】次に、この装置における上記吸着保持ヘッ
ド5の動作について、図4に示すグラフを参照して説明
する。このグラフは、上記バンプ形成部3から上記トレ
イ7を保持する収納部2に至るまでの上記吸着保持ヘッ
ド5の速度変化を横軸に時間をとって示したものであ
る。
【0074】なお、図においてAは上記バンプ形成部3
を示す点であり、Cは上記収納部2を示す点である。そ
して、図におけるBは上記冷却風吹き付けノズル30
(冷却部4)を示すものである。
【0075】上記吸着保持ノズル5は、上記バンプ形成
部3からバンプ23aが形成された半導体素子1を取り
出した後、上記搬送経路(ロ)に沿って加速され所定の
高速で移動する。そして、上記冷却風吹き付けノズル3
0(冷却部4)に近付くと、減速され、所定の低速で上
記冷却風吹き付けノズル30の上方を通過する。
【0076】この吸着保持ヘッド5は、図に示すよう
に、上記冷却風吹き付けノズル30の上方を時間t2
1 で通過する。したがって、上記半導体素子1はこの
時間分冷却されることとなる。なお、上記冷却風吹き付
けノズル30により吹きつけられる冷却風は比較的緩や
かな風となっている。
【0077】この冷却風吹き付けノズル30(冷却部
4)を通過した上記吸着保持ヘッド5は、搬送経路
(ロ)に沿って加速され所定の速度で上記収納部2に移
動する。そして、冷却された半導体素子1はこの収納部
2に保持されたトレイ7内に収納される。
【0078】このような構成によれば、冷却風吹き付け
ノズル30を上記搬送経路(イ)、(ロ)に沿う方向に
長く設けるようにしたから、上記吸着保持ヘッド5を停
止させなくとも上記半導体素子1を冷却することができ
る。このことにより、上記バンプ付き半導体素子1の製
造におけるタクトタイムを短縮することができる。
【0079】また、上記冷却風吹き付けノズル30を通
過する際に上記吸着保持ヘッド5を減速させるようにし
たので、上記半導体素子1の冷却時間を長くとることが
でき、上記冷却風吹き付けノズル30からの冷却風が緩
やかなものであっても上記半導体素子1を十分に冷却す
ることができる。
【0080】したがって、この半導体素子1に熱ダメ−
ジを与えることが少なく、また強風によりこの半導体素
子1を吹き飛ばすということはない。なお、図4に示す
グラフにおいて、上記冷却部4における上記吸着保持ヘ
ッド5の移動速度は任意であり、上記冷却部4の通過時
間すなわち半導体素子1の冷却時間を変更することがで
きるようになっている。
【0081】すなわち、上記半導体素子1の冷却に十分
な最短の時間を設定できるから、上記半導体素子1の搬
送のための時間をできるだけ短くして、バンプ形成のた
めのタクトタイムを短縮することができる構成となって
いる。
【0082】一方、上記一実施例では、バンプ形成方法
は超音波併用式であったが、これに限定されず、超音波
を併用しない方式であっても良い。この場合には、上記
半導体素子1の加熱温度が高くなるので、この発明のバ
ンプ形成装置はより顕著な効果を奏することができる。
【0083】さらに、上記一実施例では、上記半導体素
子1は上記トレイ7の元の位置に戻される構成であった
が、これに限定されるものではなく、トレイ7の異なる
位置に戻されるようにしても良い。
【0084】また、異なるトレイ7に戻されるような構
成であっても良いし、粘着シ−ト上から取り出されてト
レイ7に戻されるような構成であっても良い。さらに、
粘着シ−トから取り出されて同じ粘着シ−トに戻される
構成であっても良い。
【0085】さらに、上記一実施例では、上記冷却部4
において、冷却風吹き付けノズル28を用いて上記半導
体素子1を強制冷却していたが、これに限定されるもの
ではなく、状況に応じて、上記保持台25上で上記半導
体素子1を自然冷却するようにしても良い。
【0086】すなわち、上記構成によれば、上記半導体
素子1の冷却時間を長くとることができるので、自然冷
却の方法であっても十分な冷却を行うことができる場合
があるのである。
【0087】以上述べたように、第1の構成は、ワイヤ
の先端に形成した球状体を、所定の温度に加熱された半
導体素子の電極上に押し付けて溶着した後、このワイヤ
を切断することで、上記電極上に上記球状体からなるバ
ンプを形成するバンプ形成部と、このバンプ形成部でバ
ンプが形成されてなる半導体素子を収納する半導体素子
収納部と、上記バンプ形成部から、上記電極パッド上に
バンプが形成されてなる半導体素子を取り出し、上記半
導体素子収納部に搬送する搬送手段とを有するバンプ形
成装置において、上記搬送手段による上記半導体素子の
搬送経路に設けられ、上記バンプ形成部から取り出され
た半導体素子を所定の温度に冷却する冷却部を有するこ
とを特徴とするバンプ形成装置である。
【0088】第2の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置を用いてバンプの形成を行うバンプ形成方法におい
て、バンプ形成部において、半導体素子の表面に形成さ
れた電極上にバンプを形成するバンプ形成工程と、上記
バンプ形成部から、上記バンプが形成されてなる半導体
素子を取り出し、冷却部に搬送する第1の搬送工程と、
この冷却部において上記半導体素子を所定の温度に冷却
する冷却工程と、冷却された半導体素子を半導体素子収
納部に搬送し、収納する第2の搬送工程とを有すること
を特徴とするバンプ形成方法である。
【0089】第1、第2の構成によれば、半導体素子に
バンプを形成してから、この半導体素子を収納部に収納
するまでの間に、この半導体素子を冷却することができ
るので、上記収納部がこの半導体素子の熱により破損し
てしまうということを有効に防止できる効果がある。
【0090】第3の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置を用いてバンプの形成を行うバンプ形成方法におい
て、上記バンプ形成部から、上記バンプが形成されてな
る半導体素子を取り出し、上記冷却部に搬送する第1の
搬送工程と、上記バンプが形成されてなる半導体素子を
上記冷却部に搬送したならば、バンプの形成されていな
い新たな半導体素子を上記バンプ形成部に供給する半導
体素子供給工程と、新たな半導体素子を上記バンプ形成
部に供給したならば、上記冷却部からバンプが形成され
てなる半導体素子を取り出し、上記半導体素子収納部に
搬送して収納する第2の搬送工程とを有することを特徴
とするバンプ形成方法である。
【0091】第3の構成によれば、バンプの形成された
半導体素子の冷却を行っている間に新たな半導体素子に
バンプを形成することができ、また、この新たな半導体
素子にバンプを形成している間に冷却された半導体素子
の収納を行うことができる。
【0092】したがって、バンプ形成のためのタクトタ
イムを長くすることなく、半導体素子の冷却を十分に行
うことができる効果がある。また、上記半導体素子を急
激に冷却する必要が少ないので、この半導体素子が破損
したり強風により吹き飛ばされたりすることを有効に防
止できる。
【0093】第4の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置において、上記冷却部は、上記半導体素子を保持する
保持台を有し、この保持台上に半導体素子を保持した状
態で上記半導体素子を冷却するものであることを特徴と
するバンプ形成装置である。
【0094】第4の構成によれば、保持台上に半導体素
子を支持した状態でこの半導体素子の冷却を行えるか
ら、搬送手段で半導体素子の供給を行っている間に冷却
を行え、バンプ形成のためのタクトタイムが延びること
を有効に防止できる。
【0095】第5の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置において、上記冷却部は、上記半導体素子を自然冷却
するものであることを特徴とするバンプ形成装置であ
る。
【0096】第6の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置において、上記冷却部は、上記半導体素子に所定温度
の冷却風を吹き付けて上記半導体素子を冷却する冷却風
吹き付け手段を具備することを特徴とするバンプ形成装
置である。
【0097】第5、第6の構成によれば、自然冷却ある
いは強制冷却により半導体素子の冷却を行え、状況に応
じた適切な冷却を行うことができる効果がある。第7の
構成は、第6の構成のバンプ形成装置において、上記冷
却風吹き付け手段は、上記搬送手段による上記半導体素
子の搬送経路に沿って所定の長さで開口し、上記搬送経
路に沿って搬送される半導体素子に冷却風を吹き付ける
ノズルを有することを特徴とするバンプ形成装置であ
る。
【0098】第7の構成によれば、半導体素子の搬送中
に、この半導体素子の十分な冷却を行えるから、バンプ
形成のタクトタイムを延ばすことなく、半導体素子の冷
却を行なうことができる効果がある。
【0099】第8の構成は、第1の構成のバンプ形成装
置において、上記搬送手段は、上記冷却部での上記半導
体素子の搬送速度を任意に設定できるものであることを
特徴とするバンプ形成装置である。
【0100】第8の構成によれば、さらに、半導体素子
の冷却時間を任意に設定できるから、状況に応じた冷却
時間を設定でき、上記半導体素子の搬送時間を短くして
タクトタイムを短縮することができる効果がある。
【発明の効果】本発明を用いることにより、バンプを形
成する速度に影響を与えることなく、収納手段を熱変形
させずにバンプ付半導体素子を収納する工程を提供する
ことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す概略斜視図。
【図2】同じく、バンプ形成工程を示す斜視図。
【図3】他の実施例を示す概略斜視図。
【図4】同じく、吸着保持ノズルの速度制御を示すグラ
フ。
【符号の説明】
1…半導体素子、1a…電極パッド、2…収納部、3バ
ンプ形成部、4冷却部、5吸着保持ヘッド(搬送手
段)、22…ワイヤ、23…ボ−ル(球状体)、28冷
却風吹き付けノズル、(イ)第1の搬送工程、(ロ)第
2の搬送工程、(ハ)供給工程、23a…ボ−ルバンプ
(バンプ)、30…冷却風吹き付けノズル(冷却部)。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−232133(JP,A) 特開 平5−226342(JP,A) 特開 平1−91440(JP,A) 特開 平6−232209(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 H01L 21/92 H01L 21/68

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワイヤの先端に形成した球状体を所定の温
    度に加熱された半導体素子の電極上に押し付けた後、上
    記ワイヤを切断することにより上記電極上にバンプを形
    成するバンプ形成部と、前記バンプ形成部から、バンプ
    が形成された前記半導体素子を取り出し搬送する搬送手
    段とを有するバンプ形成装置において、 前記搬送手段の搬送経路に設けられ、前記バンプ形成部
    から取り出された前記半導体素子を所定の温度以下とな
    るように冷却する冷却手段を有する冷却部、を具備する
    ことを特徴とするバンプ形成装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のバンプ形成装置において、 冷却手段は上記半導体素子が載置される保持台であり、
    上記冷却部は、この保持台上に半導体素子が載置された
    状態で上記半導体素子が上記保持台を通して放熱するも
    のであることを特徴とするバンプ形成装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のバンプ形成装置において、 上記冷却手段は、上記半導体素子に風を吹き付ける送風
    手段であることを特徴とするバンプ形成装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載のバンプ形成装置において、 上記送風手段は、上記搬送手段による上記半導体素子の
    搬送経路に沿って開口するノズルから送風することを特
    徴とするバンプ形成装置。
  5. 【請求項5】請求項1記載のバンプ形成装置において、 上記搬送手段は、上記冷却部での上記半導体素子の搬送
    速度を任意に設定できるものであることを特徴とするバ
    ンプ形成装置。
  6. 【請求項6】ワイヤの先端に球状体を形成して所定の温
    度に加熱された半導体素子の電極上に前記球状体を押し
    付けた後、前記ワイヤを切断することにより前記電極上
    にバンプを形成するバンプ形成工程を有するバンプ形成
    方法において、 上記バンプが形成された上記半導体素子をバンプ形成部
    から取り出し、冷却手段を有する冷却部に搬送する第1
    の搬送工程と、 前記冷却手段によって上記半導体素子を所定の温度以下
    となるように冷却する 冷却工程と、 冷却された前記半導体素子を収納する第2の搬送工程
    と、を具備することを特徴とするバンプ形成方法。
  7. 【請求項7】バンプが形成された半導体素子をバンプ形
    成部から取り出し冷却手段を有する冷却部に搬送する第
    1の搬送と、上記バンプが形成されていない新たな半導
    体素子が収納されている収納部から上記新たな半導体素
    子を取り出し上記バンプ形成部に供給する第2の搬送
    と、上記冷却部からバンプが形成されかつ冷却された半
    導体素子を取り出し上記収納部に搬送して収納する第3
    の搬送と、を夫々行う搬送工程と、 上記第2の搬送の後、ワイヤの先端に球状体を形成して
    所定の温度に加熱された上記新たな半導体素子に形成さ
    れている電極上に上記球状体を押し付けた後、上記ワイ
    ヤを切断することにより上記電極上にバンプを形成する
    バンプ形成工程と、を具備することを特徴とする半導体
    素子の製造方法。
  8. 【請求項8】バンプが形成された半導体素子をバンプ形
    成部から取り出し冷却手段を有する冷却部に搬送する第
    1の搬送と、上記バンプが形成されていない新たな半導
    体素子が収納されている収納部から上記新たな半導体素
    子を取り出し上記バンプ形成部に供給する第2の搬送
    と、上記冷却部からバンプが形成されかつ冷却された半
    導体素子を取り出し上記収納部に搬送して収納する第3
    の搬送と、を夫々行う搬送工程と、 上記第2の搬送の後、ワイヤの先端に球状体を形成して
    所定の温度に加熱された上記新たな半導体素子に形成さ
    れている電極上に上記球状体を押し付けた後、上記ワイ
    ヤを切断することにより上記電極上にバンプを形成する
    バンプ形成工程と、を具備する半導体素子の製造方法で
    あって、 上記収納部は、上記所定の温度において熱変形する材質
    で構成されていることを特徴とする半導体素子の製造方
    法。
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ATE379847T1 (de) 1999-07-02 2007-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Anordnung zur herstellung von löthöckern auf halbleitersubstraten unter generierung elektrischer ladung, methode und anordnung zum entfernen dieser ladungen, und elektrische ladung generierendes halbleitersubstrat

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