JP3536650B2 - バンプ形成方法および装置 - Google Patents

バンプ形成方法および装置

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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、電極パッド上にバ
ンプを形成するバンプ形成方法および装置に係り、特
に、所望形状のバンプを安定的に形成することができる
バンプ形成方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の一般的な半導体装置の実
装状態における断面図である。半導体装置32と回路基
板33とは、半導体装置32の裏面に予め形成された突
起電極(バンプ)36を介して、電気的および機械的に
接続される。半導体装置32とバンプ36とは電極パッ
ド34を介して接続され、回路基板33と突起電極36
とは電極パッド35および半田フィレット37を介して
接続される。
【0003】この種のバンプ36の形成方法として、例
えば特開平5−326523号公報では、ワイヤボンデ
ィング技術を利用し、バンプ形成用のAu,Sn,A
g,Pb−Sn,Al,Cu等の金属からなるワイヤを
ボンディングワイヤとして用い、ボールボンド方式によ
りバンプを形成する技術が提案されている。
【0004】図6は、上記した従来技術によるバンプ形
成方法を示した断面図であり、はじめに、予めキャピラ
リ50に挿通されているワイヤ51をワイヤホール52
の先端から、所望のバンプ形状やサイズに応じた長さだ
け引き出す[同図(a) ]。次いで、ワイヤ51の先端に
スパーク電流を流してイニシャルボール51aを形成す
る[同図(b) ]。次いで、イニシャルボール51aを電
極パッド34上に移動し[同図(c) ]、このイニシャル
ボール51aをキャピラリ50の先端で電極パッド55
に押し付け、さらに超音波による振動を加えることでボ
ンディングする[同図(d) ]。次いで、キャピラリ50
をワイヤ51ごと引き上げ、ワイヤ51を引き千切るよ
うに切断してバンプ36を完成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、イニシャルボールをボンディングした後にワイヤを
引き千切るように切断する際、その切断位置がばらつい
てバンプの高さが均一にならず、当該バンプを利用した
接合時に、未接合や隣接電極との短絡等が発生してしま
うという問題があった。また、このような切断位置のば
らつきは、ワイヤ径が太くなるほど顕著になるため、取
り扱いが容易な太ワイヤを利用してバンプを形成するこ
とができないという問題があった。
【0006】本発明の第1の目的は、上記した従来技術
の問題点を解決し、高さの均一なバンプを形成できるバ
ンプ形成方法および装置を提供することにある。本発明
の第2の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
取り扱いの容易な太ワイヤを用いてバンプを形成できる
バンプ形成方法および装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、以下のような手段を講じた点に特
徴がある。 (1) 本発明のバンプ形成装置は、ワイヤホールを開閉可
能なキャピラリと、前記ワイヤホールに対してワイヤを
固定するクランパ手段と、前記ワイヤホールの出口から
所定の距離だけ離間された位置の内側に形成された刃状
突起とを具備し、前記刃状突起は、前記キャピラリが開
状態のときにはワイヤから離間され、前記開状態から閉
状態への移行動作に連動してワイヤに食い込むようにし
た。 (2) 本発明のバンプ形成方法は、キャピラリを開いてワ
イヤホールの先端から所定量のワイヤを引き出す工程
と、前記キャピラリを閉じて前記ワイヤに切れ目を入れ
る工程と、前記ワイヤの先端を被接合面に接合する工程
と、前記キャピラリおよびクランパ手段を開く工程と、
前記キャピラリを引き上げて、前記先端が被接合面に接
合された状態のワイヤをさらに引き出す工程と、前記キ
ャピラリを開いたまま前記クランパ手段を閉じ、前記キ
ャピラリをさらに引き上げて前記ワイヤを引き千切る工
程とを備えた。
【0008】上記した構成のバンプ形成方法および装置
によれば、ワイヤの所定位置に予め切れ目を入れること
ができるので、ワイヤを、その径の大小にかかわらず常
に所定位置で引き千切ることが可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1、2は、本発明の一実施形態である
バンプ形成装置に固有の開閉式キャピラリの開閉機構を
示した断面図であり、図1は、開閉式キャピラリ1が開
いた状態での断面図、図2は、開閉式キャピラリ1が閉
じた状態での断面図であり、それぞれ(a) はワイヤホー
ル3に沿った断面図、(b) は(a) のA−A線での断面図
である。
【0010】本実施形態の開閉式キャピラリ1は、その
ワイヤホール3に沿って分割された2つの口ばし状体1
a、1bによって構成されている。また、各口ばし状体
1a、1bのワイヤホール出口からワイヤホール3に沿
って所定の距離Lだけ離間された位置に、ワイヤホール
3内に挿通されたワイヤに切れ目を入れるための刃状突
起4を設けている。
【0011】前記各口ばし状体1a、1b内には、それ
ぞれ先端に向かうほどワイヤホール3から離れるように
構成された一対のガイド溝11a、11bが、ワイヤホ
ール3に沿って対向配置されている。当該ガイド溝11
a、11b内では、開閉レバー30が移動可能な状態で
挿嵌されており、前記開閉レバー30をガイド溝11
a、11b内で上方に移動させると、図1に示したよう
に、各口ばし状体1a、1bの間隙が広がって開閉式キ
ャピラリ1が開き、下方に移動させると、図2に示した
ように、各口ばし状体1a、1bの間隙が狭まって開閉
式キャピラリ1が閉じる。
【0012】前記刃状突起4の高さは、開閉式キャピラ
リ1が開状態のときには、ワイヤホール3内に挿通され
るワイヤ(図示せず)に先端が食い込まず、閉状態のと
きに食い込むように調整されている。
【0013】図3は、上記した本発明のバンプ形成装置
によるバンプ形成方法を示した断面図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。
【0014】本実施形態には、はじめに、開閉式キャピ
ラリ1を開いた状態でクランパ5を開き、ワイヤ2を所
望のバンプ形状やサイズに応じた長さだけ開閉式キャピ
ラリ1の先端部から引き出す[同図(a) ]。次いで、ク
ランパ5を閉じてワイヤ2をワイヤホール3に対して固
定し、ワイヤ2の先端にスパーク電流を流してイニシャ
ルボール2aを形成する[同図(b) ]。次いで、開閉式
キャピラリ1を閉じてイニシャルボール2aを電極パッ
ド6上に移動し、開閉式キャピラリ1の先端でイニシャ
ルボール2aを電極パッド6に押し付ける[同図(c)
]。このとき、ワイヤ2には前記刃状突起4が食い込
んで切れ目が入れられる。
【0015】次いで、超音波による振動を加えること
で、イニシャルボール2aを電極パッド6にボンディン
グ[同図(d) ]する。ボンディングが終了すると、開閉
式キャピラリ1を開くと共にクランパ5を開く[同図
(e) ]。次いで、開閉式キャピラリ1を引き上げ、次の
イニシャルボールの形成に必要な長さだけワイヤ2が引
き出された時点でクランパ5を閉じる[同図(f) ]。次
いで、開閉式キャピラリ1をさらに引き上げることでワ
イヤ2を引き千切ってバンプ10を完成する[同図(g)
]。
【0016】このとき、本実施形態では前記刃状突起4
によってワイヤ2に予め切れ目が入れられているので、
ワイヤ2は常に当該切れ目の位置で引き千切られること
になる。以上の動作を全ての電極パッドに対して繰り返
すことでバンプ形成を終了する。
【0017】このように、本実施形態によれば、キャピ
ラリ1を開閉式にすると共に当該開閉式キャピラリ1の
内側に刃状突起4を設け、開閉式キャピラリ1の開閉動
作によってワイヤ2の所定位置に切れ目が入れられるよ
うにしたので、ボンディング後のワイヤ2は必ず当該切
れ目で引き千切られることになる。したがって、バンプ
10の高さを常に一定に保つことができる。
【0018】図4は、上記した本発明のバンプ形成装置
を利用して、イニシャルボールを形成することなくバン
プを形成する方法を示した断面図であり、前記と同一の
符号は同一または同等部分を表している。本実施形態で
は、外径がワイヤホール3の内径と略同一の太ワイヤ1
2を用いている。
【0019】このような構成において、はじめに、開閉
式キャピラリ1およびクランパ5を開き、太ワイヤ12
を所望のバンプ形状やサイズに応じた長さだけ開閉式キ
ャピラリ1の先端部から引き出す[同図(a) ]。次い
で、開閉式キャピラリ1およびクランパ5を閉じて太ワ
イヤ12をワイヤホール3に対して固定する[同図
(b)]。このとき、太ワイヤ12の所定位置には前記刃
状突起4が食い込んで切れ目が入れられる。
【0020】次いで、太ワイヤ12を電極パッド6上に
移動し、その先端端面を電極パッド6に圧接する[同図
(c) ]。さらに、超音波による振動を加えることで、太
ワイヤ12の端面を電極パッド6に圧接接合する[同図
(d) ]。圧接接合が終了すると、開閉式キャピラリ1お
よびクランパ5を開く[同図(e) ]。次いで、開閉式キ
ャピラリ1を引き上げ、次のバンプ形成に必要な長さだ
け太ワイヤ12が引き出された時点でクランパ5を閉じ
る[同図(f) ]。次いで、開閉式キャピラリ1をさらに
引き上げることで太ワイヤ12を引き千切ってバンプ1
0を完成する[同図(g) ]。
【0021】このとき、本実施形態では前記刃状突起4
によって太ワイヤ12に予め切れ目が入れられているの
で、太ワイヤ12は常に当該切れ目の位置で引き千切ら
れることになる。
【0022】このように、本実施形態によれば、キャピ
ラリ1を開閉式にすると共に当該開閉式キャピラリ1の
内側に刃状突起4を設け、開閉式キャピラリ1の開閉動
作によってワイヤ2の所定位置に切れ目が入れられるよ
うにしたので、ボンディング後のワイヤ2は必ず当該切
れ目で引き千切られることになる。したがって、ワイヤ
をその径の大小にかかわら常に所定位置で引き千切るこ
とが可能になる。
【0023】なお、上記した実施形態では、キャピラリ
1が2つの口ばし状体1a、1bに分割されるものとし
て説明したが、本発明はこれのみに限定されるものでは
なく、3分割あるは4分割等されるようにしても良い。
【0024】また、上記した実施形態では、刃状突起4
が口ばし状体1a、1bの開状態から閉状態への移行動
作に連動してワイヤに食い込むように構成したが、刃状
突起4のみを別途に駆動する適宜の駆動手段を設け、刃
状突起4を開閉動作とは無関係に適宜のタイミングで駆
動するようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、ワイ
ヤボンディング技術を利用してバンプを形成する際に、
ワイヤの所定位置に予め切れ目を入れることができるの
で、ワイヤを、その径の大小にかかわらず常に所定位置
で引き千切ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】開閉式キャピラリの開いた状態での断面図であ
る。
【図2】開閉式キャピラリの閉じた状態での断面図であ
る。
【図3】細いワイヤを用いたバンプ形成方法を示した断
面図である。
【図4】太いワイヤを用いたバンプ形成方法を示した断
面図である。
【図5】一般的な半導体装置の実装状態における構成を
示した断面図である。
【図6】従来のバンプ形成方法を示した断面図である。
【符号の説明】
1…キャピラリ、1a、1b…口ばし状体、2…ワイ
ヤ、3…ワイヤホール、4…刃状突起、5…クランパ、
6…電極パッド、10…バンプ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤボンディング技術を利用してバン
    プを形成するバンプ形成装置において、 ワイヤホールを開閉可能なキャピラリと、 前記ワイヤホールに対してワイヤを固定するクランパ手
    段と、 前記ワイヤホールの出口から所定の距離だけ離間された
    位置の内側に形成された刃状突起とを具備し、 前記刃状突起は、前記キャピラリが開状態のときにはワ
    イヤから離間され、前記開状態から閉状態への移行動作
    に連動してワイヤに食い込むように構成されたことを特
    徴とするバンプ形成装置。
  2. 【請求項2】 前記キャピラリは、そのワイヤホールに
    沿って分割された複数の開閉可能な口ばし状体によって
    構成され、前記各口ばし状体の先端から所定の距離だけ
    離間された位置の内側に前記刃状突起が設けられたこと
    を特徴とする請求項1に記載のバンプ形成装置。
  3. 【請求項3】 前記刃状突起は、前記キャピラリの各口
    ばし状体が開状態のときにはワイヤから離間され、前記
    開状態から閉状態への移行動作に連動してワイヤに食い
    込むように構成されたことを特徴とする請求項2に記載
    のバンプ形成装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1ないし3に記載のバンプ形
    成装置を用いたバンプ形成方法において、 キャピラリおよびクランパ手段を開いてワイヤホールの
    出口から所定量のワイヤを引き出す工程と、 前記キャピラリを閉じてワイヤに刃状突起により切れ目
    を入れる工程と、 前記ワイヤの先端を被接合面に接合する工程と、 前記キャピラリおよびクランパ手段を開く工程と、 前記キャピラリを引き上げて、前記先端が被接合面に接
    合された状態のワイヤをワイヤホールの出口からさらに
    引き出す工程と、 前記キャピラリを開いたまま前記クランパ手段を閉じ、
    前記キャピラリをさらに引き上げて前記ワイヤを引き千
    切る工程とからなることを特徴とするバンプ形成方法。
  5. 【請求項5】 前記ワイヤの外径は前記ワイヤホールの
    内径よりも十分に細く、前記接合工程では、前記ワイヤ
    の先端にイニシャルボールが形成され、当該イニシャル
    ボールが前記被接合面にボンディングされることを特徴
    とする請求項4に記載のバンプ形成方法。
  6. 【請求項6】 前記ワイヤの外径は前記ワイヤホールの
    内径と略同一であり、前記接合工程では、前記ワイヤの
    先端が前記被接合面に圧接接合されることを特徴とする
    請求項4に記載のバンプ形成方法。
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