JPH03229423A

JPH03229423A - バンプ形成方法

Info

Publication number: JPH03229423A
Application number: JP2025763A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Nakaoka; 中岡　久; Yukio Yamaguchi; 幸雄山口; Satoru Waga; 悟和賀
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1991-10-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、半導体基板上にワイヤボンディング法により
バンプ（突起電極）を形成するバンプ形成装置に関する
ものである。

従来の技術近年、半導体装置が他ビン化し、また薄型実装への要求
から、バンプ法による半導体装置組立実装方法に関心が
高まりつつある。この様な状況にあって、簡便で柔軟性
が高く、納期対応にも有利なバンプ形成方法としてワイ
ヤボンディング法を用いて金属細線を電極パッド上に接
合し、バンプを形成する方法が検討されているが、いず
れも試作または少量生産の域を出なかった。

以下に、従来のワイヤボンディング法によるバンプ形成
方法について説明する。

第３図は、従来のワイヤボンディングによるバンプ形成
法の構成を示すものである。第３図において、１ａは半
導体素子、２はその半導体素子ｌａ上の電極、３はその
電極２上に設けられたハンプ、４は金属細線７を送り出
すキャピラリ、５は超音波ホーン、６ａは半導体素子１
ａを固定する固定治具、８はトーチ、９はボンディング
ヘッド部、１０はボンディングヘッＦ’ＮＣチーフルで
ある。

以上のようｔこ構成されたバンプ形成方法について、以
下その動作について説明する。

先ず、ピンセット等により半導体素子１ａを２００℃〜
３００℃程度に加熱した固定治具６ａ上に移載し、真空
吸着等で固定する。次に、キャピラリ４先端部から金属
細線７を０　、５　ｍ　ｍ程度くり出し、金属細線７と
トーチ８との間に高電圧を印加して金属ボール（図示せ
ず）を形成する。このボールを半導体素子ｌａ上の電極
２に超音波併用熱圧着法等で接合し、ハンプ３を形成す
る。この後、ボンディングへ・７　Ｆ’　Ｎ　Ｃテーブ
ル１ｏによりホンディングヘラ！・９を移動し、全電極
２トにバンプ３を形成する。

しかしながら、上記従来の構成例では、ボンディンケヘ
ント９か移動するために高速なハンプ３形成が可能だが
、移動できる範囲が狭い。そのため半導体素子１ａを１
個ずっ固定治具６ａ上ヒに交替移載する必要があり、そ
のため生産性が低く、試作の域を出なかった。

そこで、別の従来のハンプ形成方法が考えられている。

第４図において、ｌａは半導体素子、５は超音波ホーン
、６ｂは数個の半導体素子を固定する治具、１０は固定
治具６ｂを前後及び左右方向に移動させるためのＮＣテ
ーブルである。また、１３はボンディングヘッド９を固
定支持するブロックである。第４図に示す従来例では、
半導体素子１ａを数個単位に固定治具６ｂ上に配置して
バンプ形成を実施できるため、設備の稼働率は向上する
。

発明が解決しようとする課題しかしながら、次ζこハンプを形成する電極へ移動する
際に、固定治具６１）を駆動する必要があり、移動時間
が長くかかってホンデインゲスピードが遅くなるという
課題があった。

また、ホンティンク可能な領域を広くするため一般に超
音波ホーン５が長くなり、超音波の伝達ロスが大きくな
る傾向があり、これもボンデインゲスビートを低下させ
ろ要因となっていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、半導体素
子の移載回数を少なくして連続稼働を可能とし、なおか
つ高速なボンティングに１１．リハンブ形成を実行する
ハンプ形成装置を提供することを目的とし−Ｃいる。

課題を解決するための手段請求項１の本発明は、半導体基板を加熱・吸着するステ
ージと、そのステージを前後方向、左右方向に移動させ
、更に回転移動させる移動手段と、前記半導体基板にバ
ンプを形成するバンプ形成手段とを備えたことを特徴と
するものである。

請求項２の本発明は、半導体基板を加熱・吸着するステ
ージと、そのステージを移動させる第１［多動手段と、
前記半導体基板にバンプを形成するバンプ形成手段と、
そのバンプ形成手段を移動させろ第２移動手段とを備え
たことを特徴とするものである。

作用請求項１の本発明においては、半導体基板が前後左右は
もちろん回転もてきるため、ハング形成手段をコンパク
トにてきる。例えは、超音波ホーンの長さを短くてき、
ホンデインゲスビートを上けることができる。

請求項２０本発明においては、半導体基板上に多くの半
導体素子を配置し、その半導体素子間の移動は第１移動
手段で行い、半導体素子の電極間の移動は第２移動手段
で行うことができるので、高速に効率よくボンディング
を行うことができる。

実施例以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるハンプ形成装置の
構成を示す斜視図である。

第１図において、１ａは半導体素子、Ｉｂは半導体基板
、２はその半導体基板１ｂの半導体素子上の電極、３は
その電極２上に形成されたバンプ、４は金属細線７を順
次くり出すためのキャピラリ、５は接着用の超音波ホー
ン、６ｃは半導体基板１ｂを載置する基板ステージ、８
はトーチ、９はハンプ形成手段の一例としてのボンディ
ングヘット、１０はこのボンデインクヘット９を移動さ
せる第２移動手段の一例としてのボンディングヘッドＮ
Ｃチーフル、１１は基板ステージ６ｃを回転させるステ
ージ回転機構、１２は基板ステージ６ｃを前後、左右に
移動させるステージＮＣテーブルである。ステージ回転
機構１１とステージＮＣテーブル１２は、共に第１移動
手段を構成する。

第２図は、この実施例の構造を更に詳しく示すものであ
る。尚、両図の寸法関係は、説明の都合上、一部変更し
ている。

第２図において、ｌｂは半導体基板、２は電極、３はバ
ンプ、４はキャピラリ、５は超音波ホーン、６ｃは基板
ステージ、７は金属細線、９はボンディングヘット、１
０はボンディングヘットＮｃテーブル、１２は基板ステ
ージＮＣテーブル、１３はボンディングヘット固定ブロ
ック、１４は真空吸引用継手、１５は基板吸着孔、１６
はヒータ、１７は回転ベアリング、１８はベース板、１
９はタイミンクヘルド、２１はステージ側プーリ、２２
は駆動プーリ、２３はモータ等のアクチュエータである
。

以上のように構成されたハンプｌＩａ成装置について、
以下、その動作を説明する。

先ず、半導体基板１ｈを基板ステージ６ｃ北に搭載する
。基板ステージ６ｃは、第２図に示すように、真空吸引
用継手１４より真空吸引すると、吸着孔１５で基板１ｂ
を吸着できる構造となっている。また基板ステージ６ｃ
にはヒータ１６が挿入されており、任意の温度に設定で
きるようになっている。次ぎに、金属細線７先端部にボ
ールを形成した後電極２に接合することでバンプ３を形
成する。そして次きｔこバンプな形成するために、ボン
デインクヘッド９側のＮＣテーブル１０を駆動する。ボ
ンディングヘットを小型軽量に構成することで、高速な
動作が可能である。−半導体素子上の全ての電極２．２
・・・上にハンプ３を形成させろと、基板ステージ６ｃ
側のＮＣテーブル１２を駆動して、次の半導体素子をキ
ャピラリ４の丁に送る。

汎用型ワイヤボンディング装置では、第２図に示すよう
に、超音波ホーン５が５０〜７０　ｍ　ｍ程度と短いた
め、ＮＣチーフル１２による前後、左右のみの移動では
半導体基板１ｂ上面全体にハンプ３を形成しようとする
と、基板ステージ６ｃとホンディングヘッド固定ブロッ
ク１３との位置関係により寸法的な制約を受ける。この
ため、本発明のバンプ形成装置では基板ステージ６ｃを
回転可能に構成することにより、この制約を解決してい
る。これを、第２図を参照しながら、以下に説明する。

基板ステージ６ｃはステージ側プーリ２１に固定され、
このプーリ２１は回転ベアリング１７を内蔵した構造と
なっており、ベース板１８に取り付けられて回転可能に
構成されている。このステージ側プーリ２１は、タイミ
ングヘルド１９により回転アクチュエータ２３側の駆動
プーリ２２と連動されている。

この様な構成によって、回転アクチュエータ２３を駆動
することによって、駆動プーリ２２が回転し、タイミン
クヘルド１９を通してステージ側プーリ２１が回転し、
それに固定されている基板ステージ６ｃも回転する。こ
の様に回転することによって、穴板金面にハンプ形成を
行うことがてきる。

尚、以上の説明ではボール形成型のワイヤボンディング
装置を対象にしたが、いわゆるウェッジボンディング型
のワイヤボンディング装置であってよいことは言うまで
もない。また、ボンディングヘッド側のＮＣテーブルは
必ずしも必要なく、固定されていてもよい。

発明の効果以上のように本発明は、半導体基板を加熱・吸着するス
テージと、そのステージを前後方向、左右方向に移動さ
せ、更に回転移動させる移動手段と、前記半導体基板に
ハンプを形成するバンプ形成手段とを備えたことを特徴
とするもの、または半導体基板を加熱・吸着するステー
ジと、そのステージを移動させる第１移動手段と、前記
半導体基板にバンプを形成するバンプ形成手段と、その
ハンプ形成手段を移動させる第２移動手段とを備えたこ
とを特徴とするものであるので、高速な汎用型ボンデイ
ンクヘットζこよりハンプ形成を行うバンプ形成装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるバンプ形成装置の
構成を示す斜視図、第２図は、同バンプ形成装置の構造
を示す断面図、第３図は、従来のバンプ形成装置の一例
を示す斜視図、第４図は、従来のバンプ形成方法の別の
例を示す斜視図である。１ａ・・・半導体素子、ｌｂ・・・半導体基板、２・・
・電極、３・・・バンプ、４・・・キャビラＩハ　５・
・・超音波ホーン、６ａ・・・１素子固定治具、６ｂ・
・・数素子固定治具、６Ｃ・・・基板ステージ、７・・
・金属細線、８・・・トーチ、　９・・・ボンデインク
ヘット（バンプ形成手段）、１０・・・ボンディングヘ
ット側ＮＣテーブル（第２移動手段）、１１・・・基板
ステージ側１’Ｊ　Ｃ千−プル（第１移動手段）、１３
・・・ボンティングヘット固定ブロック、１４・・・真
空吸引用継手、１５・・・基板吸着孔、１６・・・ヒー
タ、２７・・・回転ヘアリング、　１８・・・ノ＼−ス
板、　】９・・・タイミングヘルド、２】・・・ステー
ジ側プーリ、２２・・・駆動プーリ、２３・・・回転ア
クチユエータ（第１移動手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体基板を加熱・吸着するステージと、そのス
テージを前後方向、左右方向に移動させ、更に回転移動
させる移動手段と、前記半導体基板にバンプを形成する
バンプ形成手段とを備えたことを特徴とするバンプ形成
装置。
（２）半導体基板を加熱・吸着するステージと、そのス
テージを移動させる第１移動手段と、前記半導体基板に
バンプを形成するバンプ形成手段と、そのバンプ形成手
段を移動させる第２移動手段とを備えたことを特徴とす
るバンプ形成装置。