JP3559936B2 - バンプボンディング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フリップチップ方式により半導体集積回路（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装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から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の電極パッド部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、これについて図２乃至図５を参照しつつ説明する。
【０００３】
図２に示すものは、一般的に用いられるバンプボンディング装置の一例を示しており、図中、１は垂直水平方向に移動可能なキャピラリー、２はこのキャピラリー１に挿通された金線、４はＩＣ、５はスパーク発生装置で、前記金線２の先端近傍に配置されている。６は前記金線２のクランパー、７は超音波ホーン、８は超音波発振器、９はエアーテンショナー、１０はヒートステージ、１１はヒーターである。
【０００４】
次にその動作について説明する。まず、図３（ａ）に示すようにキャピラリー１に挿通された金線２の先端に、スパーク発生装置５からスパークを与えて金ボール２ｄを形成し、図３（ｂ）に示すようにキャピラリー１を下降させ、金ボール２ｄがＩＣ４に接触した時点で、これに所定の荷重を加え、前記図２の超音波発振器８よりの超音波を超音波ホーン７を介してこの金ボール２ｄに伝達して、これをバンプ台座３の形状に成形しながら、ＩＣ４に接合する。次に、図３（ｃ）に示すようにキャピラリー１を上昇させ、更に図３（ｄ）に示すようにキャピラリー１の水平方向位置を少しずらして、このキャピラリー１の先端エッジ部がバンプ台座３の外周部に圧接するように再び下降させてスタッドバンプ形状を作る。次に図３（ｅ）に示すようにキャピラリー１を所定量上昇させ、クランパー６により金線２をクランプし、図３（ｆ）に示すようにキャピラリー１を更に上昇させ、金線２を上方に引っ張り上げる。このようにすると、図３（ｄ）の状態において金線２が最もダメージを受けている部分、即ちキャピラリー１の先端エッジ部とバンプ台座３の外周部によって挟まれた部分が断裂し、スタッドバンプが完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置に用いられている従来のキャピラリー１の先端形状は、図４に示すようになっているため、図３（ｄ）の状態において、キャピラリー１の圧接荷重が大きいときは、このキャピラリー１の先端位置にある金線２ｂ，２ｃの部分にダメージが加わり、図３（ｆ）の金線断裂時の状態が図５（ａ）のような正常状態にならず、図５（ｂ）に示すようにバンプ形状不良（ワイヤ立ち）が発生し、また図３（ｄ）の状態におけるキャピラリー１の圧接荷重が小さいときは、このキャピラリー１の先端位置にある金線２ａの部分にダメージが加わり、図５（ｃ），（ｄ）に示すようなバンプ形状不良（ワイヤ切れ，ワイヤめくれ）が発生する。
【０００６】
従って、このようなスタッドバンプ形状のままフリップチップＩＣを構成すると、所定の誤差範囲内の安定した接続抵抗が得られないばかりか、バンプ構成ピッチが小さいＩＣの場合、隣接バンプのショートの問題もでてくる。
【０００７】
本発明は、スタッドバンプの形状が安定したフリップチップ方式のＩＣを製造することができるバンプボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、軸心部に金線を挿通する挿通孔を有するキャピラリーと、このキャピラリーをＩＣ側に対して垂直水平方向に移動させる手段とを有し、前記キャピラリーを下方に移動させて、金線の先端に形成した金ボールをＩＣに接合してから前記キャピラリーを引き上げ、さらに前記キャピラリーを水平方向に移動させて再び下方に移動させて前記キャピラリーと前記金ボールとの間に前記金線を挟み、前記金線をクランプし、前記キャピラリーを引き上げて前記金線における挟まれた部位を断裂させることにより、ＩＣに電極となるスタッドバンプを形成するバンプボンディング装置において、前記キャピラリーの先端外周部に膨出部を設け、前記膨出部先端の外周部位に丸味を持たせ、この丸みの部位の金線を前記金ボールとの間に挟むことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
従って、本発明はバンプボンディング装置を上記のように構成することにより、金線が所定の部分で断裂し、スタッドバンプの形状を安定させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、前記従来の装置と同一の部分は同一の符号を付すものとする。
【００１１】
本発明の一実施例におけるバンプボンディング装置及びスタッドバンプ形成のステップは、前記従来装置の説明の項で引用した図２及び図３と同様であるので、この項では本発明の主眼点であるキャピラリーの構成を中心として説明する。図１はこのキャピラリー先端部の構成を示しており、図中、１は垂直水平方向に移動可能なキャピラリー、１ａは前記キャピラリー１の軸心部に設けられた金線挿通孔、１ｂはこのキャピラリー１の先端外周部に設けた膨出部、２はこのキャピラリー１に挿通された金線、３はバンプ台座、４はＩＣである。この図１に示すキャピラリー１の状態は、前記従来装置の説明において引用した図３（ｄ）に示した状態と等しく、金線２にダメージを与えるステップを示している。ここで、２ｂ，２ｃ部分の金線はほとんどダメージを受けず、キャピラリー１の先端の膨出部１ｂとバンプ台座３の外周部によって挟まれた部分の金線２ａが最もダメージを受け、断裂し易い状態が形成されていることが判る。このような構成により、前記従来装置の説明において引用した図３（ｆ）に示した状態、即ち金線２をクランパー６でクランプし、キャピラリー１を上昇させて金線を断裂するステップにおいて、金線２は上記の最もダメージを受けている２ａの部分で断裂し、図５（ａ）に示すような安定したスタッドバンプが形成される。
【００１２】
なお、前記膨出部１ｂ先端の外周部位に丸味を持たせることにより、バンプ台座３と金線２の接合力を強化することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、上記のような形状のキャピラリーを用いることにより、金線が所定の部分で断裂するのでスタッドバンプの形状が安定し、バンプ形状不良発生の問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のバンプボンディング装置におけるキャピラリー先端部の構成を示す一部縦断側面図である。
【図２】一般に使用されているバンプボンディング装置全体の概要を示す図である。
【図３】バンプボンディング装置によるスタッドバンプ形成のステップを説明するための側面図である。
【図４】従来のキャピラリー先端部の構成を示す一部縦断側面図である。
【図５】従来のキャピラリーにより成形したバンプ形状の各例を示す側面図である。
【符号の説明】
１…キャピラリー、 １ｂ…膨出部、 ２…金線、 ２ｄ…金ボール、 ３…バンプ台座、 ４…ＩＣ、 ５…スパーク発生装置、 ６…クランパー、 ７…超音波ホーン、 ８…超音波発振器、 ９…エアーテンショナー、 １０…ヒートステージ、 １１…ヒーター。
【産業上の利用分野】
本発明は、フリップチップ方式により半導体集積回路（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装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から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の電極パッド部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、これについて図２乃至図５を参照しつつ説明する。
【０００３】
図２に示すものは、一般的に用いられるバンプボンディング装置の一例を示しており、図中、１は垂直水平方向に移動可能なキャピラリー、２はこのキャピラリー１に挿通された金線、４はＩＣ、５はスパーク発生装置で、前記金線２の先端近傍に配置されている。６は前記金線２のクランパー、７は超音波ホーン、８は超音波発振器、９はエアーテンショナー、１０はヒートステージ、１１はヒーターである。
【０００４】
次にその動作について説明する。まず、図３（ａ）に示すようにキャピラリー１に挿通された金線２の先端に、スパーク発生装置５からスパークを与えて金ボール２ｄを形成し、図３（ｂ）に示すようにキャピラリー１を下降させ、金ボール２ｄがＩＣ４に接触した時点で、これに所定の荷重を加え、前記図２の超音波発振器８よりの超音波を超音波ホーン７を介してこの金ボール２ｄに伝達して、これをバンプ台座３の形状に成形しながら、ＩＣ４に接合する。次に、図３（ｃ）に示すようにキャピラリー１を上昇させ、更に図３（ｄ）に示すようにキャピラリー１の水平方向位置を少しずらして、このキャピラリー１の先端エッジ部がバンプ台座３の外周部に圧接するように再び下降させてスタッドバンプ形状を作る。次に図３（ｅ）に示すようにキャピラリー１を所定量上昇させ、クランパー６により金線２をクランプし、図３（ｆ）に示すようにキャピラリー１を更に上昇させ、金線２を上方に引っ張り上げる。このようにすると、図３（ｄ）の状態において金線２が最もダメージを受けている部分、即ちキャピラリー１の先端エッジ部とバンプ台座３の外周部によって挟まれた部分が断裂し、スタッドバンプが完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置に用いられている従来のキャピラリー１の先端形状は、図４に示すようになっているため、図３（ｄ）の状態において、キャピラリー１の圧接荷重が大きいときは、このキャピラリー１の先端位置にある金線２ｂ，２ｃの部分にダメージが加わり、図３（ｆ）の金線断裂時の状態が図５（ａ）のような正常状態にならず、図５（ｂ）に示すようにバンプ形状不良（ワイヤ立ち）が発生し、また図３（ｄ）の状態におけるキャピラリー１の圧接荷重が小さいときは、このキャピラリー１の先端位置にある金線２ａの部分にダメージが加わり、図５（ｃ），（ｄ）に示すようなバンプ形状不良（ワイヤ切れ，ワイヤめくれ）が発生する。
【０００６】
従って、このようなスタッドバンプ形状のままフリップチップＩＣを構成すると、所定の誤差範囲内の安定した接続抵抗が得られないばかりか、バンプ構成ピッチが小さいＩＣの場合、隣接バンプのショートの問題もでてくる。
【０００７】
本発明は、スタッドバンプの形状が安定したフリップチップ方式のＩＣを製造することができるバンプボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、軸心部に金線を挿通する挿通孔を有するキャピラリーと、このキャピラリーをＩＣ側に対して垂直水平方向に移動させる手段とを有し、前記キャピラリーを下方に移動させて、金線の先端に形成した金ボールをＩＣに接合してから前記キャピラリーを引き上げ、さらに前記キャピラリーを水平方向に移動させて再び下方に移動させて前記キャピラリーと前記金ボールとの間に前記金線を挟み、前記金線をクランプし、前記キャピラリーを引き上げて前記金線における挟まれた部位を断裂させることにより、ＩＣに電極となるスタッドバンプを形成するバンプボンディング装置において、前記キャピラリーの先端外周部に膨出部を設け、前記膨出部先端の外周部位に丸味を持たせ、この丸みの部位の金線を前記金ボールとの間に挟むことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
従って、本発明はバンプボンディング装置を上記のように構成することにより、金線が所定の部分で断裂し、スタッドバンプの形状を安定させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、前記従来の装置と同一の部分は同一の符号を付すものとする。
【００１１】
本発明の一実施例におけるバンプボンディング装置及びスタッドバンプ形成のステップは、前記従来装置の説明の項で引用した図２及び図３と同様であるので、この項では本発明の主眼点であるキャピラリーの構成を中心として説明する。図１はこのキャピラリー先端部の構成を示しており、図中、１は垂直水平方向に移動可能なキャピラリー、１ａは前記キャピラリー１の軸心部に設けられた金線挿通孔、１ｂはこのキャピラリー１の先端外周部に設けた膨出部、２はこのキャピラリー１に挿通された金線、３はバンプ台座、４はＩＣである。この図１に示すキャピラリー１の状態は、前記従来装置の説明において引用した図３（ｄ）に示した状態と等しく、金線２にダメージを与えるステップを示している。ここで、２ｂ，２ｃ部分の金線はほとんどダメージを受けず、キャピラリー１の先端の膨出部１ｂとバンプ台座３の外周部によって挟まれた部分の金線２ａが最もダメージを受け、断裂し易い状態が形成されていることが判る。このような構成により、前記従来装置の説明において引用した図３（ｆ）に示した状態、即ち金線２をクランパー６でクランプし、キャピラリー１を上昇させて金線を断裂するステップにおいて、金線２は上記の最もダメージを受けている２ａの部分で断裂し、図５（ａ）に示すような安定したスタッドバンプが形成される。
【００１２】
なお、前記膨出部１ｂ先端の外周部位に丸味を持たせることにより、バンプ台座３と金線２の接合力を強化することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、上記のような形状のキャピラリーを用いることにより、金線が所定の部分で断裂するのでスタッドバンプの形状が安定し、バンプ形状不良発生の問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のバンプボンディング装置におけるキャピラリー先端部の構成を示す一部縦断側面図である。
【図２】一般に使用されているバンプボンディング装置全体の概要を示す図である。
【図３】バンプボンディング装置によるスタッドバンプ形成のステップを説明するための側面図である。
【図４】従来のキャピラリー先端部の構成を示す一部縦断側面図である。
【図５】従来のキャピラリーにより成形したバンプ形状の各例を示す側面図である。
【符号の説明】
１…キャピラリー、 １ｂ…膨出部、 ２…金線、 ２ｄ…金ボール、 ３…バンプ台座、 ４…ＩＣ、 ５…スパーク発生装置、 ６…クランパー、 ７…超音波ホーン、 ８…超音波発振器、 ９…エアーテンショナー、 １０…ヒートステージ、 １１…ヒーター。
Claims (1)
- 軸心部に金線を挿通する挿通孔を有するキャピラリーと、このキャピラリーをＩＣ側に対して垂直水平方向に移動させる手段とを有し、前記キャピラリーを下方に移動させて、金線の先端に形成した金ボールをＩＣに接合してから前記キャピラリーを引き上げ、さらに前記キャピラリーを水平方向に移動させて再び下方に移動させて前記キャピラリーと前記金ボールとの間に前記金線を挟み、前記金線をクランプし、前記キャピラリーを引き上げて前記金線における挟まれた部位を断裂させることにより、ＩＣに電極となるスタッドバンプを形成するバンプボンディング装置において、
前記キャピラリーの先端外周部に膨出部を設け、前記膨出部先端の外周部位に丸味を持たせ、この丸みの部位の金線を前記金ボールとの間に挟むことを特徴とするバンプボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18741694A JP3559936B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | バンプボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18741694A JP3559936B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | バンプボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855855A JPH0855855A (ja) | 1996-02-27 |
| JP3559936B2 true JP3559936B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=16205667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18741694A Expired - Fee Related JP3559936B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | バンプボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559936B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69737621T2 (de) * | 1996-10-01 | 2007-12-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Halbleiterelement mit einer Höckerelektrode |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP18741694A patent/JP3559936B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0855855A (ja) | 1996-02-27 |
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