JP5768677B2 - Method for manufacturing bump bonded structure - Google Patents

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Description

本発明は、バンプを有する第1の部品を、当該バンプを介して第2の部品に接合してなるバンプ接合構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a bump bonding structure in which a first component having a bump is bonded to a second component via the bump.

一般に、この種のバンプ接合構造体の製造方法としては、たとえば特許文献1に記載のものが提案されている。従来では、まず、一面側に突出するバンプを有する第1の部品と、一面側に電極を有する第2の部品とを用意する(用意工程)。   In general, as a method for manufacturing this type of bump bonding structure, for example, a method described in Patent Document 1 has been proposed. Conventionally, first, a first component having a bump protruding on one surface side and a second component having an electrode on one surface side are prepared (preparation step).

次に、バンプと電極とが正対して接触するように、第1の部品の一面と第2の部品の一面とを対向させた状態で、第1の部品および第2の部品に第1の荷重のみを印加する。それにより、第2の部品側へ第1の部品が沈み込むようにバンプを潰す(第1の工程)。   Next, the first component and the second component are in contact with the first component and the second component so that the bump and the electrode are in direct contact with each other. Apply load only. Thereby, the bumps are crushed so that the first component sinks into the second component side (first step).

続いて、バンプへの超音波振動の印加を開始し、当該超音波振動の印加を続けながら、第1の荷重と同一の印加方向であって第1の荷重よりも大きい第2の荷重を、第1の部品および第2の部品に印加する。それにより、第1の工程の終了時点よりも更に第2の部品側へ第1の部品が沈み込むようにバンプを潰して接合させる(第2の工程)。こうして、バンプ接合構造体ができあがる。   Subsequently, the application of ultrasonic vibration to the bump is started, and while applying the ultrasonic vibration, the second load in the same application direction as the first load and larger than the first load is applied. Apply to the first part and the second part. Thereby, the bumps are crushed and joined so that the first component sinks further to the second component side than the end point of the first step (second step). In this way, a bump bonding structure is completed.

特開2010−67999号号公報JP 2010-67999 A

しかしながら、上記従来の製造方法では、適切な接合を得るべく、各工程における印加荷重や超音波振動の大きさ等を制御するようにしているものの、第1の部品の第2の部品側への沈み込みによる変位量、すなわち沈み込み量のばらつきは避けられず、安定した接合の実現に障害となっていた。   However, in the above-described conventional manufacturing method, the applied load and the magnitude of ultrasonic vibration in each process are controlled in order to obtain appropriate bonding, but the first component is moved to the second component side. The amount of displacement due to the subduction, that is, the variation of the subduction amount, is unavoidable, and has been an obstacle to the realization of stable bonding.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、バンプを有する第1の部品を、当該バンプを介して第2の部品に接合してなるバンプ接合構造体の製造方法において、沈み込み量のばらつきを抑制して安定した接合が実現できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a method for manufacturing a bump bonding structure in which a first component having a bump is bonded to a second component through the bump, the amount of sinking It is an object of the present invention to achieve stable bonding by suppressing variations in the above.

上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討を行った。その結果、後述の図6等に示されるように、沈み込み量は、荷重のみである第1の工程よりも更に超音波振動が印加される第2の工程の方が大きいことから、この超音波振動による沈み込み量を考慮して、当該超音波振動を制御してやればよいと考えた。   In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied. As a result, as shown in FIG. 6 and the like which will be described later, the amount of subsidence is larger in the second step in which ultrasonic vibration is applied than in the first step in which only the load is applied. We considered that the ultrasonic vibration should be controlled in consideration of the sinking amount due to the ultrasonic vibration.

請求項1に記載の発明は、このような点に着目してなされたものであり、一面(11)側に突出するバンプ(13)を有する第1の部品(10)と、一面(21)側に電極(23)を有する第2の部品(20)と、を用意する用意工程と、
バンプ(13)と電極(23)とが正対して接触するように、第1の部品(10)の一面(11)と第2の部品(20)の一面(21)とを対向させた状態で、第1の部品(10)および第2の部品(20)に第1の荷重(F1)のみを印加することにより、第2の部品(20)側へ第1の部品(10)が沈み込むようにバンプ(13)を潰す第1の工程(S1〜S3)と、
続いて、バンプ(13)への超音波振動の印加を開始し、当該超音波振動の印加を続けながら、第1の荷重(F1)と同一の印加方向であって第1の荷重(F1)よりも大きい第2の荷重(F2)を、第1の部品(10)および第2の部品(20)に印加することにより、第1の工程の終了時点よりも更に第2の部品(20)側へ第1の部品(10)が沈み込むようにバンプ(13)を潰して接合させる第2の工程(S4〜S6)と、を備えるバンプ接合構造体の製造方法において、さらに次のような点を行うことを特徴とするものである。
The invention described in claim 1 is made by paying attention to such a point, and includes a first part (10) having a bump (13) protruding on one surface (11) side, and one surface (21). A preparation step of preparing a second component (20) having an electrode (23) on its side;
A state in which one surface (11) of the first component (10) and one surface (21) of the second component (20) are opposed so that the bump (13) and the electrode (23) are in direct contact with each other. Then, by applying only the first load (F1) to the first component (10) and the second component (20), the first component (10) sinks to the second component (20) side. A first step (S1 to S3) for crushing the bump (13) so as to
Subsequently, application of ultrasonic vibration to the bump (13) is started, and while applying the ultrasonic vibration, the first load (F1) is applied in the same application direction as the first load (F1). By applying a second load (F2) larger than the first component (10) and the second component (20) to the second component (20) further than the end of the first step. And a second step (S4 to S6) in which the bump (13) is crushed and joined so that the first component (10) sinks to the side. It is characterized by performing points.

すなわち、請求項1に記載の発明においては、第1の部品(10)の第2の部品(20)側への沈み込みによる変位量を沈み込み量としたとき、第2の工程では、第2の工程における沈み込み量(x2)をモニタし、当該沈み込み量(x2)が所定値になった時点で、超音波振動の印加を停止し、第2の荷重(F2)の印加のみとし、その後は、第2の荷重(F2)の印加を続け、第2の荷重(F2)が所定値に到達した時点で荷重印加を停止し、接合を終了するようにしたことを特徴とする。 That is, in the first aspect of the invention, when the amount of displacement due to the sinking of the first component (10) toward the second component (20) is defined as the sinking amount, The amount of subsidence (x2) in step 2 is monitored, and when the amount of subsidence (x2) reaches a predetermined value, the application of ultrasonic vibration is stopped and only the second load (F2) is applied. Thereafter, the application of the second load (F2) is continued, the load application is stopped when the second load (F2) reaches a predetermined value, and the joining is finished. .

それによれば、第2の工程において沈み込み量(x2)が所定値となった時点で超音波振動を停止するから、当該沈み込み量(x2)の過大を未然に防止できる。また、逆に言えば、当該沈み込み量(x2)が所定値となるまで超音波振動の印加を続けることになるから、当該沈み込み量(x2)の過小が防止される。   According to this, since the ultrasonic vibration is stopped when the sinking amount (x2) reaches a predetermined value in the second step, it is possible to prevent the sinking amount (x2) from being excessive. In other words, since the application of ultrasonic vibration is continued until the subsidence amount (x2) reaches a predetermined value, the subsidence amount (x2) is prevented from being excessively small.

よって、本発明によれば、超音波振動による沈み込み量(x2)が過小または過大となる不具合を効率良く防止することができ、当該沈み込み量(x2)のばらつきを抑制して安定した接合が実現できる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to efficiently prevent the problem that the subsidence amount (x2) due to the ultrasonic vibration is excessively small or excessive, and suppress the variation of the subsidence amount (x2) and perform stable bonding. Can be realized.

ここで、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のバンプ接合構造体の製造方法において、第1の工程では、第1の工程における沈み込み量(x1)をモニタし、当該沈み込み量(x1)が所定値になった時点で超音波振動の印加を開始し、第2の工程に移るようにしたことを特徴とする。   Here, in the invention described in claim 2, in the method for manufacturing the bump bonded structure according to claim 1, in the first step, the subsidence amount (x1) in the first step is monitored, and the subsidence is performed. It is characterized in that application of ultrasonic vibration is started when the amount (x1) of entrainment reaches a predetermined value, and the process proceeds to the second step.

それによれば、第1の工程における沈み込み量(x1)についても、適切な値に制御することができ、第1および第2の工程のトータルで、沈み込み量(x1、x2)を効率良く制御することができる。   According to this, the subsidence amount (x1) in the first step can also be controlled to an appropriate value, and the subsidence amount (x1, x2) can be efficiently obtained in the total of the first and second steps. Can be controlled.

また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載のバンプ接合構造体の製造方法において、第2の工程では、第2の工程における沈み込み量(x2)が所定値となるまでの時間をモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a bump bonded structure according to the first or second aspect, in the second step, the subsidence amount (x2) in the second step is a predetermined value. The time until the time is monitored, and when the time is out of the predetermined range, it is determined that the bonding is defective.

第2の工程における沈み込み量が所定値となるまでの時間が短すぎる場合は、バンプ(13)の位置ずれやバンプ(13)のすべりなどにより第1の部品(10)が一気に沈んでしまうこと等の不具合が考えられる。   If the time until the amount of sinking in the second step reaches a predetermined value is too short, the first component (10) sinks all at once due to the displacement of the bump (13), the sliding of the bump (13), or the like. There may be a problem such as this.

また、当該時間が長すぎる場合には、たとえばバンプ(13)中への異物混入や、荷重印加するヘッド(100)と第1の部品(10)との接触不良により、バンプ(13)が潰れにくくなること等の不具合が考えられる。しかし、本発明によれば、これらの不具合を検出し、後工程へワークを流さないようにすることができる。   Further, if the time is too long, the bump (13) is crushed due to, for example, foreign matter mixed in the bump (13) or contact failure between the head (100) to which the load is applied and the first component (10). Problems such as difficulty can be considered. However, according to the present invention, it is possible to detect these problems and prevent the work from flowing to the subsequent process.

また、請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のバンプ接合構造体の製造方法において、第1の工程では、第1の工程における沈み込み量(x1)が所定値となるまでの時間をモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the bump bonded structure manufacturing method according to any one of the first to third aspects, in the first step, the sinking amount (x1) in the first step The time until the value reaches a predetermined value is monitored, and when the time is out of the predetermined range, it is determined that the bonding is defective.

第1の工程においても、第1の工程における沈み込み量(x1)が所定値となるまでの時間が短すぎる場合や、長すぎる場合には、上記した第2の工程と同様の不具合が発生する可能性がある。本発明によれば、これらの不具合を検出し、後工程へワークを流さないようにすることができる。   Even in the first step, if the time until the sinking amount (x1) in the first step reaches a predetermined value is too short or too long, the same problem as in the second step described above occurs. there's a possibility that. According to the present invention, it is possible to detect these problems and prevent the work from flowing to the subsequent process.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に係るバンプ接合構造体を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a bump bonding structure according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係るバンプ接合構造体の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the bump junction structure concerning a 1st embodiment. 図2に続く製造方法を示す工程図である。FIG. 3 is a process diagram illustrating a manufacturing method subsequent to FIG. 2. 第1実施形態に係る製造方法における接合装置の作動のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the action | operation of the joining apparatus in the manufacturing method which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る製造方法において接合のために印加される荷重および超音波振動のパワーと時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load applied for joining in the manufacturing method which concerns on 1st Embodiment, the power of ultrasonic vibration, and time. 比較例としての製造方法において接合のために印加される荷重、超音波振動のパワーおよび沈み込み量と、時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load applied for joining in the manufacturing method as a comparative example, the power of ultrasonic vibration, the amount of sinking, and time. 第1実施形態の第2の工程における効果について具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely about the effect in the 2nd process of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態における接合装置の作動のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of an action | operation of the joining apparatus in 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るバンプ接合構造体の概略断面構成を示す図である。本実施形態に係るバンプ接合構造体は、一面11側に突出するバンプ13を有する第1の部品10と、一面21側に電極23を有する第2の部品20と、を備えて構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a bump bonding structure according to the first embodiment of the present invention. The bump bonding structure according to the present embodiment includes a first component 10 having a bump 13 protruding toward the one surface 11 side, and a second component 20 having an electrode 23 on the one surface 21 side. .

これら第1の部品10および第2の部品20は、特に限定するものではないが、たとえば、第1の部品10は、シリコン半導体等よりなるICチップやフリップチップ等である。そして、第1の部品10は、一面11および他面12を表裏の面とし、一面11にバンプ13を有するものである。   The first component 10 and the second component 20 are not particularly limited. For example, the first component 10 is an IC chip or flip chip made of a silicon semiconductor or the like. The first component 10 has the one surface 11 and the other surface 12 as front and back surfaces and has bumps 13 on the one surface 11.

具体的には、第1の部品10の一面11には、アルミニウムや金等よりなる電極14が設けられ、バンプ13は、この電極14上に設けられている。このようなバンプ13は、たとえば金、銀、銅、あるいは、はんだ等よりなるもので、めっきやボールボンディング等により形成されるものである。   Specifically, an electrode 14 made of aluminum, gold, or the like is provided on the one surface 11 of the first component 10, and the bump 13 is provided on the electrode 14. Such bumps 13 are made of, for example, gold, silver, copper, or solder, and are formed by plating, ball bonding, or the like.

また、第2の部品20は、たとえばプリント基板やセラミック基板等の回路基板、あるいは、半導体よりなる回路チップ等であり、一面21および他面22を表裏の面とし、一面21に電極23を有するものである。   The second component 20 is, for example, a circuit board such as a printed circuit board or a ceramic board, or a circuit chip made of a semiconductor. The first surface 21 and the other surface 22 are front and back surfaces, and the electrode 23 is provided on the first surface 21. Is.

ここでは、第2の部品20の一面21には、アルミニウムや金等よりなるランド24が設けられ、さらに、このランド24上にバンプ25が設けられている。このバンプ25は、上記第1の部品10のバンプ13と同様、上記材質や形成方法を用いて形成される。そして、本実施形態では、これらランド24およびバンプ25により第2の部品20の電極23が構成されている。   Here, a land 24 made of aluminum, gold, or the like is provided on one surface 21 of the second component 20, and a bump 25 is provided on the land 24. The bumps 25 are formed using the above-described materials and forming methods, like the bumps 13 of the first component 10. In this embodiment, the land 23 and the bump 25 constitute the electrode 23 of the second component 20.

ここで、これら両部品10、20は、互いに一面11、21を対向させた状態で配置され、バンプ13と電極23とが正対して接触して接合されている。本実施形態では、バンプ13、および、電極23のバンプ25は、初期の突出形状よりも潰れた状態で接合している。このバンプ13および電極23の接合部を介して、第1の部品10および第2の部品20は、電気的および機械的に接合されている。   Here, both the parts 10 and 20 are arranged with the surfaces 11 and 21 facing each other, and the bumps 13 and the electrodes 23 are in direct contact with each other and bonded. In the present embodiment, the bump 13 and the bump 25 of the electrode 23 are joined in a state of being crushed from the initial protruding shape. The first component 10 and the second component 20 are electrically and mechanically joined via the joint between the bump 13 and the electrode 23.

次に、図2〜図5を参照して、本実施形態に係るバンプ接合構造体の製造方法について述べる。図2は本製造方法の工程図、図3は図2に続く本製造方法の工程図であり、ともに各工程におけるワークの概略断面図である。また、図4は本製造方法における接合装置の作動のフローチャートを示す図であり、図5は本製造方法において接合のために印加される荷重および超音波振動のパワーと時間との関係を示す図である。   Next, with reference to FIGS. 2-5, the manufacturing method of the bump junction structure concerning this embodiment is described. FIG. 2 is a process diagram of the manufacturing method, and FIG. 3 is a process diagram of the manufacturing method subsequent to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of the operation of the joining apparatus in this manufacturing method, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the load applied for joining and the power of ultrasonic vibration and time in this manufacturing method. It is.

まず、図2(a)に示されるように、一面11側に突出するバンプ13を有する第1の部品10と、一面21側に電極23を有する第2の部品20と、を用意する(用意工程)。ここで、各バンプ13、25はもちろん潰れる前の初期状態とされている。   First, as shown in FIG. 2 (a), a first component 10 having a bump 13 protruding on one side 11 and a second component 20 having an electrode 23 on one side 21 are prepared (preparation). Process). Here, the bumps 13 and 25 are of course in an initial state before being crushed.

次に、図2(a)、(b)、図3(a)、(b)に示される接合工程を行う。この接合工程は接合装置を用いて、バンプ13と電極23とを接合する工程であり、図2(a)、(b)、図3(a)に示される第1の工程と、その後に行われる図3(b)に示される第2の工程とを行うものである。   Next, the bonding process shown in FIGS. 2A, 2B, 3A, and 3B is performed. This bonding step is a step of bonding the bump 13 and the electrode 23 using a bonding apparatus. The first step shown in FIGS. 2A, 2B, and 3A is performed after that. The second step shown in FIG. 3B is performed.

第1の工程は、大きくは、バンプ13と電極23とが正対して接触するように、第1の部品10の一面11と第2の部品20の一面21とを対向させた状態で、第1の部品10および第2の部品20に第1の荷重F1のみを印加することにより、第2の部品20側へ第1の部品10が沈み込むようにバンプ13を潰すものである。   In the first step, the first part 10 and the second part 20 are opposed to each other so that the bump 13 and the electrode 23 are in direct contact with each other. By applying only the first load F1 to the first component 10 and the second component 20, the bumps 13 are crushed so that the first component 10 sinks into the second component 20 side.

具体的に、第1の工程では、まず、図2(a)に示されるように、支持台としてのステージ200の上に、第2の部品20を搭載し、第2の部品20をステージ200に支持させる。このとき、第2の部品20の他面22をステージ200に接触させ、第2の部品20の一面21をステージ200の上方に向ける。   Specifically, in the first step, first, as shown in FIG. 2A, the second component 20 is mounted on a stage 200 as a support base, and the second component 20 is placed on the stage 200. To support. At this time, the other surface 22 of the second component 20 is brought into contact with the stage 200, and the one surface 21 of the second component 20 is directed above the stage 200.

そして、第2の部品20の一面21と第1の部品10の一面11とを対向させた状態で、第2の部品20の上方から第1の部品10を下降させ、図2(b)に示されるように、正対する両バンプ13、25の先端部を接触させるようにしている。   Then, with the one surface 21 of the second component 20 and the one surface 11 of the first component 10 facing each other, the first component 10 is lowered from above the second component 20, and FIG. As shown, the front ends of the bumps 13 and 25 facing each other are brought into contact with each other.

そして、この図2(b)に示される両バンプ13、25の接触開始状態、つまりバンプ13と電極23との接触開始状態から、接合装置を用いて、両部品10、20への荷重の印加を開始していく。この接合装置は、図2(b)に示されるように、荷重印加を行うヘッド100と、このヘッド100の制御等を行う制御部110とを備えている。   Then, from the contact start state of both the bumps 13 and 25 shown in FIG. 2B, that is, the contact start state of the bump 13 and the electrode 23, a load is applied to both the components 10 and 20 using the joining device. Will start. As shown in FIG. 2B, the bonding apparatus includes a head 100 that applies a load and a control unit 110 that controls the head 100 and the like.

ヘッド100は金属などよりなるものである。制御部110は、コンピュータやアクチュエータなどより構成され、ヘッド100の上下動、その上下動によるヘッド100の変位量検出、ヘッド100による印加荷重のモニタ、ヘッド100の超音波振動の制御、荷重および超音波の印加時間の管理などを行うものであり、これらにより、典型的なバンプ接合が可能とされている。   The head 100 is made of metal or the like. The control unit 110 includes a computer, an actuator, and the like. The head 100 moves up and down, the amount of displacement of the head 100 is detected by the vertical movement, the applied load is monitored by the head 100, the ultrasonic vibration of the head 100 is controlled, the load and the super It manages the application time of sound waves, etc., and these enable typical bump bonding.

まず、上記図2(b)に示される接触開始状態において、接合装置をスタートさせる(図4参照)。これにより制御部110からの指令を受けてヘッド100が下降し、ヘッド110を第1の部品10の他面12に接触する。   First, in the contact start state shown in FIG. 2B, the joining apparatus is started (see FIG. 4). As a result, the head 100 is lowered in response to a command from the control unit 110, and the head 110 contacts the other surface 12 of the first component 10.

ここで、図4のステップS1にて、ヘッド100が第1の部品10に接触したかどうかについて、判定する。この判定については、一般の場合と同様、ヘッド100が第1の部品10に接触した時点での初期荷重F0を制御部110で検出することでなされる。   Here, in step S <b> 1 of FIG. 4, it is determined whether or not the head 100 has contacted the first component 10. This determination is made by detecting the initial load F0 when the head 100 contacts the first component 10 by the control unit 110, as in the general case.

この初期荷重F0の大きさは、バンプ13を変形させるレベルよりも小さいものであるが、この初期荷重F0により、当該接触が十分かどうか、判定される。初期荷重F0が小さすぎる場合は接触が不十分であり、「NO」と判定され、上記したヘッド100の下降を続ける。初期荷重F0が狙い値以上の場合には接触が十分であり、「YES」と判定され、図4のステップS2へ移行する。   Although the magnitude of the initial load F0 is smaller than the level at which the bump 13 is deformed, whether or not the contact is sufficient is determined based on the initial load F0. When the initial load F0 is too small, the contact is insufficient and it is determined as “NO”, and the head 100 continues to descend. If the initial load F0 is equal to or greater than the target value, the contact is sufficient and “YES” is determined, and the process proceeds to step S2 in FIG.

ここで、図2(b)には、ステップS2の開始時点における部品高さが、初期高さT0として示されている。この部品高さとは、第1の部品10の他面12と第2の部品20の他面22との距離であり、言い換えれば、当該接触開始時点におけるステージ200とヘッド100との距離である。   Here, in FIG. 2B, the component height at the start of step S2 is shown as the initial height T0. This component height is the distance between the other surface 12 of the first component 10 and the other surface 22 of the second component 20, in other words, the distance between the stage 200 and the head 100 at the start of the contact.

つまり、この両部品10、20の他面12、22間の距離が変化した場合、その変位量は、ヘッド100の移動距離により求めることができる。そして、上記初期高さT0は、両バンプ13、25の接触開始時点にて十分な初期荷重F0が確保された状態における部品高さである。   That is, when the distance between the other surfaces 12 and 22 of the parts 10 and 20 changes, the amount of displacement can be obtained from the movement distance of the head 100. The initial height T0 is a component height in a state in which a sufficient initial load F0 is secured at the start of contact of the bumps 13 and 25.

そして、図4のステップS2では、ヘッド100によって、両部品10、20に対し、バンプ13が潰れる大きさである第1の荷重F1を印加する。これにより、図3(a)に示されるように、バンプ13、25が潰れて第2の部品20側へ第1の部品10が沈み込み、部品高さT1が初期高さT0よりも低くなる。   In step S <b> 2 of FIG. 4, the head 100 applies a first load F <b> 1 having a size such that the bump 13 is crushed to both the parts 10 and 20. As a result, as shown in FIG. 3A, the bumps 13 and 25 are crushed and the first component 10 sinks to the second component 20 side, and the component height T1 becomes lower than the initial height T0. .

ここで、第1の部品10の第2の部品20側への沈み込みによる変位量を、沈み込み量としたとき、この第1の工程における沈み込み量x1は、(T0−T1)で求められる。また、第1の荷重F1は、図5に示されるように、時間と共に一次的に増加するという典型的なパターンで印加され、当該沈み込み量x1は、時間と共に、すなわち第1の荷重F1の増加と共に大きくなっていく。   Here, when the amount of displacement due to the sinking of the first component 10 toward the second component 20 is defined as the sinking amount, the sinking amount x1 in the first step is obtained by (T0−T1). It is done. Further, as shown in FIG. 5, the first load F1 is applied in a typical pattern in which the first load F1 increases linearly with time. The subsidence amount x1 is increased with time, that is, the first load F1. It grows with the increase.

そして、図4のステップS3では、この第1の荷重F1が、超音波振動を行うに適した大きさの荷重(つまり超音波発振荷重)となったかどうかを判定する。ここで、「YES」の場合は、ステップS4に移行し、「NO」の場合は、ステップS2によって、超音波発振荷重に到達するまで、第1の荷重F1の増加を続ける。   Then, in step S3 of FIG. 4, it is determined whether or not the first load F1 is a load having a magnitude suitable for performing ultrasonic vibration (that is, an ultrasonic oscillation load). Here, in the case of “YES”, the process proceeds to step S4, and in the case of “NO”, the increase in the first load F1 is continued by step S2 until the ultrasonic oscillation load is reached.

このステップS2の開始から第1の荷重F1が超音波発振荷重となるまでの時期が、第1の区間である。図5には、この第1の区間における荷重の増加パターンが示されている。つまり、上記第1の工程における沈み込み量x1は、この第1の区間における沈み込み量に相当するものである。   The period from the start of step S2 until the first load F1 becomes the ultrasonic oscillation load is the first interval. FIG. 5 shows a load increase pattern in the first section. That is, the subtraction amount x1 in the first step corresponds to the subtraction amount in the first section.

次に、図4のステップS4に移行することにより、図3(b)に示される本接合工程の第2の工程が開始される。この第2の工程では、大きくは、バンプ13への超音波振動の印加を開始し、当該超音波振動の印加を続けながら、第1の荷重F1と同一の印加方向であって第1の荷重F1よりも大きい第2の荷重F2を、両部品10、20に印加する。そうすることにより、第1の工程の終了時点よりも更に第2の部品20側へ第1の部品10が沈み込むようにバンプ13を潰して接合させる。   Next, by proceeding to step S4 of FIG. 4, the second step of the main joining step shown in FIG. 3B is started. In the second step, the application of ultrasonic vibration to the bump 13 is started, and the first load F1 is applied in the same direction as the first load F1 while continuing to apply the ultrasonic vibration. A second load F2 larger than F1 is applied to both parts 10 and 20. By doing so, the bumps 13 are crushed and bonded so that the first component 10 sinks further to the second component 20 side than the end point of the first step.

まず、ステップS4では、制御部110からの指令によってヘッド100を超音波振動させ、両部品10、20に対して超音波振動を印加する。それとともに、ヘッド100から両部品10、20に印加される荷重を上記超音波発振荷重から更に増加させて第2の荷重F2とする。こうして、ステップS4では、第2の荷重F2および超音波振動を両部品10、20に印加して接合を行う。   First, in step S <b> 4, the head 100 is ultrasonically vibrated according to a command from the control unit 110, and the ultrasonic vibration is applied to both the parts 10 and 20. At the same time, the load applied from the head 100 to the components 10 and 20 is further increased from the ultrasonic oscillation load to obtain the second load F2. Thus, in step S4, the second load F2 and ultrasonic vibration are applied to both the parts 10 and 20 to perform bonding.

これにより、図3(b)に示されるように、さらにバンプ13、25が潰れて第2の部品20側へ第1の部品10が沈み込み、部品高さT2は、第1の工程の終了時点における部品高さT1よりも低くなる。ここで、この第2の工程における沈み込み量x2は、(T1−T2)で求められる。   As a result, as shown in FIG. 3B, the bumps 13 and 25 are further crushed and the first component 10 sinks to the second component 20 side, and the component height T2 is the end of the first step. It becomes lower than the component height T1 at the time. Here, the sinking amount x2 in the second step is obtained by (T1-T2).

ここで、第2の荷重F2は、図5に示されるように、時間と共に一次的に増加するという典型的なパターンで印加され、第2の工程における沈み込み量x2は、時間と共に大きくなっていく。本実施形態では、この第2の工程における沈み込み量x2を制御部110によりモニタする。   Here, as shown in FIG. 5, the second load F2 is applied in a typical pattern in which the second load F2 increases temporarily with time, and the subsidence amount x2 in the second step increases with time. Go. In the present embodiment, the subtraction amount x2 in the second step is monitored by the control unit 110.

そして、図4における次のステップS5では、第2の工程における沈み込み量x2をモニタし、当該沈み込み量x2が所定値になったかどうかについて、制御部110にて判定する。   Then, in the next step S5 in FIG. 4, the subtraction amount x2 in the second step is monitored, and the control unit 110 determines whether or not the subtraction amount x2 has reached a predetermined value.

このとき、「YES」の場合は、次のステップS6に移行し、ステップS6にて、制御部110によって超音波発振を停止して超音波振動を停止し、第2の荷重F2の印加のみとして接合を続ける。一方、「NO」の場合は、ステップS4にて、当該沈み込み量x2が所定値になるまで、第2の荷重F2とともに超音波振動の印加を続ける。   At this time, in the case of “YES”, the process proceeds to the next step S6, and in step S6, the ultrasonic oscillation is stopped and the ultrasonic vibration is stopped by the control unit 110, and only the second load F2 is applied. Continue joining. On the other hand, in the case of “NO”, in step S4, the application of ultrasonic vibration is continued together with the second load F2 until the sinking amount x2 reaches a predetermined value.

こうして、第2の工程における沈み込み量x2が所定値になった時点で、超音波振動を停止し、第2の荷重F2の印加のみとするが、その後は、この第2の荷重F2の印加を続け、第2の荷重F2が所定値に到達した時点で荷重印加を停止し、接合を終了する。このステップS4から接合終了までの時期が第2の区間であり、この第2の区間は第2の工程の実施時期と一致する。   Thus, when the subtraction amount x2 in the second step reaches a predetermined value, the ultrasonic vibration is stopped and only the second load F2 is applied. Thereafter, the second load F2 is applied. The load application is stopped when the second load F2 reaches a predetermined value, and the joining is finished. The time from this step S4 to the end of joining is the second section, and this second section coincides with the execution time of the second step.

ここで、第2の工程における沈み込み量x2が所定値になるまでの時間すなわち所定値到達時間については、製品ごとにばらつきがあるため、超音波振動の印加を停止するタイミングも製品ごとに変わってくる。   Here, since the time until the sinking amount x2 in the second step reaches the predetermined value, that is, the predetermined value arrival time varies from product to product, the timing of stopping application of ultrasonic vibration also varies from product to product. Come.

図5には、この第2の区間すなわち第2の工程における荷重および超音波振動パワーのパターンが第2の区間A、第2の区間Bとして2種類示されている。第2の区間Aは、所定値到達時間が比較的短い場合、第2の区間Bは、所定値到達時間が比較的長い場合であり、第2の区間Bのパワーの後半部分は、破線で示してある。   FIG. 5 shows two types of patterns of the load and ultrasonic vibration power in the second section, that is, the second step, as a second section A and a second section B. The second interval A is when the predetermined value arrival time is relatively short, the second interval B is when the predetermined value arrival time is relatively long, and the second half of the power of the second interval B is a broken line. It is shown.

つまり、本実施形態では、第2の区間の所要時間は、製品ごとに長くなったり、短くなったりする。バンプ13と電極23との接合に要する時間は、実質的に第1の区間と第2の区間との合計時間であるが、たとえば2、3秒程度であり、第2の区間の所要時間に変化があっても、その範囲で収まるため、さほど影響は無い。   That is, in the present embodiment, the time required for the second section is increased or decreased for each product. The time required for bonding the bump 13 and the electrode 23 is substantially the total time of the first section and the second section, but is about 2 or 3 seconds, for example, and the time required for the second section is as follows. Even if there is a change, it falls within that range, so there is no significant effect.

こうして、第2の区間の終了すなわち第2の工程の終了に伴い、バンプ13と電極23との接合が完了し、上記図1に示したような本実施形態のバンプ接合構造体ができあがる。次に、この本実施形態の製造方法の効果等について、比較例としての製造方法と比較しながら述べる。   Thus, with the end of the second section, that is, the end of the second step, the bonding between the bump 13 and the electrode 23 is completed, and the bump bonding structure according to the present embodiment as shown in FIG. 1 is completed. Next, effects and the like of the manufacturing method of this embodiment will be described in comparison with a manufacturing method as a comparative example.

図6は、比較例としての製造方法において接合のために印加される荷重、超音波振動のパワーおよび沈み込み量と、時間との関係を示す図である。ここで、比較例は、従来一般の製造方法に基づいて、本発明者が試作検討した製造方法である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the load applied for bonding, the power of ultrasonic vibration, the amount of sinking, and the time in the manufacturing method as a comparative example. Here, the comparative example is a manufacturing method invented by the inventor based on a conventional general manufacturing method.

図6においては、第1の工程では、本実施形態と同様のステップS1〜S3を行うものであり、第1の区間は図5と同様のパターンとなる。そして、第2の工程では、本実施形態のように製品ごとに超音波振動の印加時間を変えるのではなく、一般の場合と同様、製品が変わっても超音波振動の印加時間を一定として、一定の印加時間に達したら、超音波振動の印加を終了するようにしている。   In FIG. 6, steps S1 to S3 similar to those of the present embodiment are performed in the first step, and the first section has the same pattern as that of FIG. And, in the second step, instead of changing the application time of ultrasonic vibration for each product as in this embodiment, as in the general case, the application time of ultrasonic vibration is constant even if the product changes, When a certain application time is reached, the application of ultrasonic vibration is terminated.

この図6に示されるように、沈み込み量は、荷重のみである第1の工程よりも、超音波振動が更に印加される第2の工程の方が大きい。仮に、第2の工程で超音波振動の印加を無くし、荷重のみの印加とした場合、沈み込み量がなかなか狙い値まで到達しない。   As shown in FIG. 6, the sinking amount is larger in the second step in which ultrasonic vibration is further applied than in the first step in which only the load is applied. If the application of ultrasonic vibration is eliminated in the second step and only the load is applied, the amount of sinking does not readily reach the target value.

また、狙い値に到達したとしても、単にバンプが潰れているだけで、超音波振動による接合に比べて接合が不完全なものとなる。つまり、第2の工程における沈み込み量x2の支配要因、さらにいえば接合全体における沈み込み量の支配要因は、実質的に超音波振動の印加にあると言える。   Even if the target value is reached, the bumps are simply crushed, resulting in incomplete joining as compared with joining by ultrasonic vibration. That is, it can be said that the controlling factor of the subsidence amount x2 in the second process, that is, the controlling factor of the subsidence amount in the entire joint is substantially the application of ultrasonic vibration.

実際、本実施形態の第2の工程において、超音波振動の印加を停止した後に、第2の荷重F2のみの印加を続けても、沈み込み量x2の変化は超音波振動の印加時に比べ、大幅に小さい。そこで、本実施形態では、第2の工程において沈み込み量x2による超音波振動の印加制御を行い、当該沈み込み量x2の過大または過小を防止するようにした。   In fact, in the second step of the present embodiment, even if the application of only the second load F2 is continued after the application of the ultrasonic vibration is stopped, the change in the subsidence amount x2 is compared with the application of the ultrasonic vibration. Significantly smaller. Therefore, in the present embodiment, application control of ultrasonic vibration based on the subsidence amount x2 is performed in the second step to prevent the subsidence amount x2 from being excessive or small.

図7は、この本実施形態の第2の工程における効果について具体的に示す図であり、(a)は上記比較例の場合、(b)は本実施形態の場合を示す。図7(a)、(b)では、5個のサンプルa、b、c、d、eについて、第2の工程における沈み込み量x2と時間との関係を示している。なお、図7中のプロットで「○」は、超音波振動による沈み込み量が設定範囲内に収まった良品を表し、「×」は当該沈み込み量が当該範囲外となった不良品を表している。また、図7(b)では、図7(a)の結果についても、併記してある。   FIGS. 7A and 7B are diagrams specifically showing effects in the second step of this embodiment. FIG. 7A shows the case of the comparative example, and FIG. 7B shows the case of the present embodiment. FIGS. 7A and 7B show the relationship between the sinking amount x2 and the time in the second step for five samples a, b, c, d, and e. In the plot in FIG. 7, “◯” represents a non-defective product in which the amount of subsidence due to ultrasonic vibrations was within the set range, and “×” represents a defective product in which the amount of subsidence was outside the range. ing. In FIG. 7B, the result of FIG. 7A is also shown.

図7(a)に示されるように、比較例では、超音波振動の印加を常に一定としているため、当該一定の時間経過後、つまり超音波振動の印加を停止後において、沈み込み量x2が大きすぎたり、小さすぎたりする場合が発生する。   As shown in FIG. 7A, in the comparative example, since the application of the ultrasonic vibration is always constant, the subtraction amount x2 is set after the fixed time has elapsed, that is, after the application of the ultrasonic vibration is stopped. Sometimes it is too large or too small.

具体的には、5個のサンプルa〜eのうち3個のサンプルb〜dは狙いの沈み込み量x2に収まり良品となるが、サンプルaは沈み込み量x2が大きすぎ、サンプルeは沈み込み量x2が小さすぎ、それぞれ不良品となっている。   Specifically, of the five samples a to e, three samples b to d fall within the target subsidence amount x2 and become good products, but the sample a has a subsidence amount x2 that is too large, and the sample e sinks. The amount x2 is too small, and each is a defective product.

ここで、サンプルaのように、沈み込み量x2が大きすぎる場合は、たとえばバンプ13の位置ずれやバンプ13のすべりなどにより第1の部品10が一気に沈んでしまうこと等の不具合が考えられる。また、サンプルeのように沈み込み量x2が小さすぎる場合は、たとえばバンプ13中への異物混入や、ヘッド100と第1の部品10との接触不良により、バンプ13が潰れにくくなること等の不具合が考えられる。   Here, when the sinking amount x2 is too large as in the sample a, there may be a problem such that the first component 10 sinks all at once due to, for example, the displacement of the bump 13 or the slip of the bump 13. Further, when the sinking amount x2 is too small like the sample e, for example, the bump 13 is not easily crushed due to foreign matter mixed into the bump 13 or poor contact between the head 100 and the first component 10. There may be a problem.

これに対して、図7(b)に示される本実施形態の場合は、第2の工程における沈み込み量x2が所定値となった時点で、超音波振動の印加を停止するので、当該沈み込み量x2の過大を未然に防止できる。たとえば、サンプルa、bについては、上記図7(a)よりも早めに超音波振動の印加を停止することで、超音波振動の印加による沈み込み量x2を狙いの範囲として、良品を実現している。   On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 7B, the application of ultrasonic vibration is stopped when the subtraction amount x2 in the second step reaches a predetermined value. Excessive amount x2 can be prevented in advance. For example, for samples a and b, the application of ultrasonic vibration is stopped earlier than in FIG. 7 (a), so that a non-defective product can be realized with the amount of sinking x2 due to the application of ultrasonic vibration as the target range. ing.

また、本実施形態の場合は、当該沈み込み量x2が所定値となるまで超音波振動の印加を続けることになるから、当該沈み込み量x2の過小が防止される。たとえば、サンプルd、eについては、上記図7(a)よりも遅く超音波振動の印加を停止することで、超音波振動の印加による沈み込み量x2を狙いの範囲として、良品を実現している。   In the case of this embodiment, since the application of ultrasonic vibration is continued until the subtraction amount x2 reaches a predetermined value, the subtraction amount x2 is prevented from being excessively small. For example, with respect to samples d and e, by stopping the application of ultrasonic vibration later than FIG. 7A, a non-defective product can be realized with the amount of sinking x2 due to the application of ultrasonic vibration as the target range. Yes.

このように、本実施形態によれば、超音波振動による沈み込み量x2が過小または過大となる不具合を効率良く防止することができ、当該沈み込み量x2のばらつきを抑制して、安定した接合を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to efficiently prevent a problem that the subsidence amount x2 due to the ultrasonic vibration is excessively small or excessive, and suppress the variation of the subsidence amount x2 to achieve stable bonding. Can be realized.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態は、上記図1に示されるものと同様のバンプ接合構造体を製造するものであるが、その製造方法を一部変形したところが相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。図8は、本第2実施形態における接合装置の作動のフローチャートを示す図である。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is to manufacture a bump bonded structure similar to that shown in FIG. 1 above, except that a part of the manufacturing method is modified. It will be described in the center. FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of the operation of the joining apparatus in the second embodiment.

上記第1実施形態では、第1の工程において、第1の荷重F1を増加させていき、超音波発振荷重となった時点で、超音波振動および第2の荷重F2を印加して第2の工程を開始していた。   In the first embodiment, in the first step, the first load F1 is increased, and when the ultrasonic oscillation load is reached, the ultrasonic vibration and the second load F2 are applied and the second load F1 is applied. The process was started.

それに対して、本実施形態では、第1の工程において、制御部110によって沈み込み量x1をモニタし、当該沈み込み量x1が所定値になった時点で超音波振動の印加を開始し、第2の工程に移るようにしている。具体的には、図8に示されるように、第1の区間において、ステップS2とステップS3との間にステップS21を介在させたところが、上記第1実施形態と相違する。   On the other hand, in this embodiment, in the first step, the subtraction amount x1 is monitored by the control unit 110, and application of ultrasonic vibration is started when the subtraction amount x1 reaches a predetermined value. It moves to 2 processes. Specifically, as shown in FIG. 8, in the first section, step S21 is interposed between step S2 and step S3, which is different from the first embodiment.

このステップS21では、第1の荷重F1が超音波発振荷重となる前に、第1の工程における沈み込み量x1が所定値になった時点で「YES」と判定し、ステップS4に移行し、第2の工程を開始する。   In this step S21, before the first load F1 becomes the ultrasonic oscillation load, it is determined as “YES” when the sinking amount x1 in the first process becomes a predetermined value, and the process proceeds to step S4. Start the second step.

一方「NO」の場合には、ステップ3にて超音波発振荷重に到達するまで、第1の荷重F1の増加を続ける。ただし、第1の工程における沈み込み量x1が所定値に達する前に超音波発振荷重に達した場合には、ステップS4に移行し、第2の工程を開始する。その後、第2の工程については、上記第1実施形態と同様である。   On the other hand, in the case of “NO”, the first load F1 continues to increase until the ultrasonic oscillation load is reached in Step 3. However, if the ultrasonic oscillation load is reached before the subtraction amount x1 in the first step reaches the predetermined value, the process proceeds to step S4 and the second step is started. Then, about a 2nd process, it is the same as that of the said 1st Embodiment.

たとえば第1の工程における沈み込み量x1が過大であると、バンプ13、25がより潰れた状態から超音波振動を印加するので、両部品10、20に対するダメージが懸念される。また、当該沈み込み量x1が過小であると、バンプ13と電極23との接触面積が小さすぎてしまう可能性があり、接合性の確保が困難になる。   For example, if the amount of sinking x1 in the first step is excessive, ultrasonic vibration is applied from a state in which the bumps 13 and 25 are more crushed, so there is a concern about damage to both the parts 10 and 20. In addition, if the subtraction amount x1 is excessively small, the contact area between the bump 13 and the electrode 23 may be too small, and it becomes difficult to ensure the bonding property.

その点、本実施形態によれば、第1の工程における沈み込み量x1についても、適切な値に制御することができ、第1および第2の工程のトータルで、沈み込み量x1、x2を効率良く制御することができる。   In this respect, according to the present embodiment, the subsidence amount x1 in the first step can also be controlled to an appropriate value, and the subsidence amounts x1 and x2 are set to a total value in the first and second steps. It can be controlled efficiently.

(他の実施形態)
なお、上記全ての実施形態において、第2の工程では、ステップS4とステップS5との間に、第2の工程における沈み込み量x2が所定値となるまでの時間を、制御部110によってモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定し、接合を停止するステップ(つまり接合停止ステップ)を設けてもよい。
(Other embodiments)
In all the embodiments described above, in the second step, the time until the subtraction amount x2 in the second step reaches a predetermined value is monitored by the control unit 110 between step S4 and step S5. When the time is out of the predetermined range, a step of determining a bonding failure and stopping the bonding (that is, a bonding stop step) may be provided.

第2の工程における沈み込み量x2が所定値となるまでの時間が短すぎる場合は、バンプ13の位置ずれやバンプ13のすべりなどにより第1の部品10が一気に沈んでしまうこと等の不具合が考えられる。   In the case where the time until the sinking amount x2 in the second step reaches a predetermined value is too short, there is a problem that the first component 10 sinks all at once due to the displacement of the bump 13 or the sliding of the bump 13. Conceivable.

一方、当該時間が長すぎる場合には、たとえばバンプ13中への異物混入や、ヘッド100と第1の部品10との何らかの接触不良により、バンプ13が潰れにくくなること等の不具合が考えられる。しかし、第2の工程において、この接合停止ステップを設ければ、これらの不具合を検出し、後工程へワークを流さないようにすることができる。   On the other hand, if the time is too long, there may be a problem that the bump 13 is not easily crushed due to, for example, foreign matter mixed into the bump 13 or some contact failure between the head 100 and the first component 10. However, if this joining stop step is provided in the second process, it is possible to detect these problems and prevent the work from flowing to the subsequent process.

さらに、この接合停止ステップを設ける場合、第2の工程では、第2の工程における沈み込み量x2が所定値となる前に、所定時間を経過した時点で、第2の荷重F2および超音波振動の印加を停止するようにしてもよい。   Further, when this joining stop step is provided, in the second process, the second load F2 and the ultrasonic vibration are generated when a predetermined time elapses before the sinking amount x2 in the second process reaches a predetermined value. May be stopped.

それによれば、第2の工程における沈み込み量x2がなかなか所定値に到達しないような場合において、第2の工程を強制的に停止することで、接合不良を回避したり、工程時間の無駄を排除したりすることが可能となる。   According to this, in the case where the subsidence amount x2 in the second process does not readily reach the predetermined value, the second process is forcibly stopped, thereby avoiding poor bonding or wasting process time. It can be eliminated.

また、上記全ての実施形態において、第1の工程では、ステップS2とステップS3との間に第1の工程における沈み込み量x1が所定値となるまでの時間を、制御部110によってモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定し、接合を停止するステップ(つまり接合停止ステップ)を設けてもよい。   In all the above embodiments, in the first process, the time until the subtraction amount x1 in the first process reaches a predetermined value is monitored by the control unit 110 between step S2 and step S3. When the time is out of the predetermined range, a step of determining a bonding failure and stopping the bonding (that is, a bonding stop step) may be provided.

この場合、第1の工程における沈み込み量x1の所定値とは、上記第2実施形態に対してはステップ21における所定値と同様のものとすればよい。つまり、上記第2実施形態と組み合わせる場合には、接合停止ステップはステップ2とステップ21との間に設ければよい。   In this case, the predetermined value of the subtraction amount x1 in the first step may be the same as the predetermined value in step 21 for the second embodiment. That is, when combined with the second embodiment, the joining stop step may be provided between step 2 and step 21.

それによれば、第1の工程においても、第1の工程における沈み込み量x1が所定値となるまでの時間が短すぎる場合や、長すぎるような場合には、上記した第2の工程と同様の不具合が発生する可能性がある。しかし、第1の工程においても、当該接合停止ステップを設ければ、これらの不具合を検出し、後工程へワークを流さないようにすることができる。   According to this, also in the first step, when the time until the sinking amount x1 in the first step becomes a predetermined value is too short or too long, the same as the above-described second step. May cause problems. However, even in the first process, if the joining stop step is provided, it is possible to detect these problems and prevent the work from flowing to the subsequent process.

さらに、第1の工程にて当該接合停止ステップを設ける場合、第1の工程における沈み込み量x1が所定値となる前に、所定時間を経過した時点で、第1の荷重F1の印加を停止するようにしてもよい。   Further, when the joining stop step is provided in the first process, the application of the first load F1 is stopped when a predetermined time has elapsed before the subtraction amount x1 in the first process reaches a predetermined value. You may make it do.

それによれば、第1の工程における沈み込み量x1がなかなか所定値に到達しないような場合において、第1の工程を強制的に停止することで、接合不良を回避したり、工程時間の無駄を排除したりすることが可能となる。   According to this, in the case where the subsidence amount x1 in the first process does not readily reach the predetermined value, the first process is forcibly stopped, thereby avoiding poor bonding or wasting process time. It can be eliminated.

また、上記各実施形態では、第2の部品20の電極23は、ランド24とランド24上に設けられたバンプ25とにより構成されたもの、いわゆるバンプ電極であったが、たとえば図1における第2の部品10において、バンプ25を省略して、電極23はランド24のみで構成されていてもよい。この場合、第1の部品10のバンプ13がランド24に直接接触しつつ潰されて接合されたものとなる。   In each of the above embodiments, the electrode 23 of the second component 20 is a so-called bump electrode constituted by a land 24 and a bump 25 provided on the land 24. In the second component 10, the bumps 25 may be omitted, and the electrode 23 may be composed only of the lands 24. In this case, the bumps 13 of the first component 10 are crushed and joined in direct contact with the lands 24.

また、上記第1実施形態において、さらに第1の工程の第1の区間においても沈み込み量x1を制御部110でモニタして、第1の区間中に、予め決められた沈み込み量x1の範囲に対して過大または過小が発生したとき、これを異常と判定し、接合を停止するようにしてもよい。   In the first embodiment, the subtraction amount x1 is also monitored by the control unit 110 in the first section of the first step, and the predetermined subtraction amount x1 is determined during the first section. When an over or under range occurs in the range, this may be determined as abnormal and the joining may be stopped.

また、上記各実施形態において、初期荷重F0、超音波振動の印加の開始時における超音波発振荷重、停止時における第2の荷重F2、および超音波振動により発生する電圧等について、管理幅を持たせてもよい。この場合、これら管理幅を設定した値を制御部110にてモニタし、当該管理幅より外れた場合には、異常と判定すれば、工程や出来栄えの管理が容易となる。   In each of the above embodiments, the initial load F0, the ultrasonic oscillation load at the start of application of ultrasonic vibration, the second load F2 at the time of stop, and the voltage generated by the ultrasonic vibration have a management range. It may be allowed. In this case, the values set in these management widths are monitored by the control unit 110, and if they deviate from the management width, if it is determined to be abnormal, the management of the process and the quality is facilitated.

また、上記各実施形態では、第1の工程にて印加する第1の荷重F1および第2の工程にて印加する第2の荷重F2は、時間とともに増加していくものであったが、第2の荷重F2が第1の荷重F1よりも大きいものであれば、これら第1の荷重F1および第2の荷重F2の両方、または、いずれか一方が、時間経過しても変化しない一定の荷重であってもよい。   In each of the above embodiments, the first load F1 applied in the first step and the second load F2 applied in the second step increased with time. If the second load F2 is larger than the first load F1, a constant load in which both the first load F1 and the second load F2 or one of them does not change over time. It may be.

また、バンプ13と電極23との接合は、熱を印加しながら行ってもよく、その場合、ヘッド100やステージ200は、通電により発熱するものであってもよい。   Further, the bonding between the bump 13 and the electrode 23 may be performed while applying heat, and in that case, the head 100 and the stage 200 may generate heat when energized.

また、上記した各実施形態同士の組み合わせ以外にも、上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。   In addition to the combination of the above-described embodiments, the above-described embodiments may be appropriately combined within a possible range.

10 第1の部品
11 第1の部品の一面
13 第1の部品のバンプ
20 第2の部品
21 第2の部品の一面
23 第2の部品の電極
F1 第1の荷重
F2 第2の荷重
S1〜S3 第1の工程におけるステップ
S4〜S6 第2の工程におけるステップ
x1 第1の工程における沈み込み量
x2 第2の工程における沈み込み量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st component 11 One surface of 1st component 13 Bump of 1st component 20 2nd component 21 One surface of 2nd component 23 Electrode of 2nd component F1 1st load F2 2nd load S1- S3 Steps in the first step S4 to S6 Steps in the second step x1 Sinking amount in the first step x2 Sinking amount in the second step

Claims (4)

一面(11)側に突出するバンプ(13)を有する第1の部品(10)と、一面(21)側に電極(23)を有する第2の部品(20)と、を用意する用意工程と、
前記バンプ(13)と前記電極(23)とが正対して接触するように、前記第1の部品(10)の一面(11)と前記第2の部品(20)の一面(21)とを対向させた状態で、前記第1の部品(10)および前記第2の部品(20)に第1の荷重(F1)のみを印加することにより、前記第2の部品(20)側へ前記第1の部品(10)が沈み込むように前記バンプ(13)を潰す第1の工程(S1〜S3)と、
続いて、前記バンプ(13)への超音波振動の印加を開始し、当該超音波振動の印加を続けながら、前記第1の荷重(F1)と同一の印加方向であって前記第1の荷重(F1)よりも大きい第2の荷重(F2)を、前記第1の部品(10)および前記第2の部品(20)に印加することにより、前記第1の工程の終了時点よりも更に前記第2の部品(20)側へ前記第1の部品(10)が沈み込むように前記バンプ(13)を潰して接合させる第2の工程(S4〜S6)と、を備えるバンプ接合構造体の製造方法において、
前記第1の部品(10)の前記第2の部品(20)側への沈み込みによる変位量を沈み込み量としたとき、
前記第2の工程では、前記第2の工程における前記沈み込み量(x2)をモニタし、当該沈み込み量(x2)が所定値になった時点で、前記超音波振動の印加を停止し、前記第2の荷重(F2)の印加のみとし、その後は、前記第2の荷重(F2)の印加を続け、前記第2の荷重(F2)が所定値に到達した時点で荷重印加を停止し、接合を終了することを特徴とするバンプ接合構造体の製造方法。
A preparation step of preparing a first component (10) having a bump (13) protruding on one side (11) side and a second component (20) having an electrode (23) on one side (21) side; ,
One surface (11) of the first component (10) and one surface (21) of the second component (20) are arranged so that the bump (13) and the electrode (23) are in direct contact with each other. By applying only the first load (F1) to the first component (10) and the second component (20) in the state of being opposed to each other, the second component (20) is moved toward the second component (20). A first step (S1 to S3) for crushing the bump (13) so that one component (10) sinks;
Subsequently, application of ultrasonic vibration to the bump (13) is started, and the first load is applied in the same application direction as the first load (F1) while continuing to apply the ultrasonic vibration. By applying a second load (F2) larger than (F1) to the first component (10) and the second component (20), the first step is further completed than the end point of the first step. A second step (S4 to S6) in which the bump (13) is crushed and joined so that the first component (10) sinks to the second component (20) side. In the manufacturing method,
When the amount of displacement due to the sinking of the first component (10) toward the second component (20) is defined as the sinking amount,
In the second step, the subsidence amount (x2) in the second step is monitored, and when the subsidence amount (x2) reaches a predetermined value, the application of the ultrasonic vibration is stopped, Only the second load (F2) is applied , and thereafter, the second load (F2) is continuously applied, and the load application is stopped when the second load (F2) reaches a predetermined value. And finishing the bonding, a method for manufacturing a bump bonding structure.
前記第1の工程では、前記第1の工程における前記沈み込み量(x1)をモニタし、当該沈み込み量(x1)が所定値になった時点で前記超音波振動の印加を開始し、前記第2の工程に移るようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバンプ接合構造体の製造方法。   In the first step, the subsidence amount (x1) in the first step is monitored, and when the subsidence amount (x1) reaches a predetermined value, application of the ultrasonic vibration is started, The method for manufacturing a bump bonding structure according to claim 1, wherein the process proceeds to the second step. 前記第2の工程では、前記第2の工程における前記沈み込み量(x2)が所定値となるまでの時間をモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定することを特徴とする請求項1または2に記載のバンプ接合構造体の製造方法。   In the second step, the time until the sinking amount (x2) in the second step reaches a predetermined value is monitored, and if the time is out of the predetermined range, it is determined that the bonding is defective. The method for producing a bump bonding structure according to claim 1 or 2, wherein: 前記第1の工程では、前記第1の工程における前記沈み込み量(x1)が所定値となるまでの時間をモニタし、当該時間が所定範囲から外れた場合には、接合不良と判定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のバンプ接合構造体の製造方法。   In the first step, the time until the sinking amount (x1) in the first step reaches a predetermined value is monitored, and when the time is out of the predetermined range, it is determined that the bonding is defective. The method for manufacturing a bump bonding structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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