JPH0737889A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半田バンプ形成技術に
関し、特に半田ワイヤを用いたワイヤボンディング方法
による半田バンプ形成における半田ボールボンディング
において、接合性向上を図る機構を具備する半導体製造
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming solder bumps, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus having a mechanism for improving bondability in solder ball bonding in forming solder bumps by a wire bonding method using a solder wire.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の技術について記載されている例
としては、材料開発ジャーナル,1992.8,VOL.8,NO.8,pp2
2-26. がある。2. Description of the Related Art Examples of this kind of technology are described in Material Development Journal, 1992.8, VOL.8, NO.8, pp2.
2-26.
【０００３】上記雑誌においては、還元ガス供給部を備
えるワイヤボンディング装置による半田ワイヤを用いた
半田バンプ形成方法について詳細に説明している。The above-mentioned magazine describes in detail a solder bump forming method using a solder wire by a wire bonding apparatus having a reducing gas supply section.
【０００４】続いて、上記雑誌に記載されている還元ガ
ス供給部を備えるワイヤボンディング装置について図面
を参照して説明する。Next, a wire bonding apparatus equipped with a reducing gas supply unit described in the above magazine will be described with reference to the drawings.
【０００５】図３は上記雑誌に記載されている還元ガス
供給部を備えるワイヤボンディング装置のボンディング
ステージ部分を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a bonding stage portion of a wire bonding apparatus having a reducing gas supply unit described in the above magazine.
【０００６】図３に示すワイヤボンディング装置は、ワ
イヤボンディング部と、還元ガス供給部とを含んで構成
させる。The wire bonding apparatus shown in FIG. 3 comprises a wire bonding section and a reducing gas supply section.
【０００７】次に、各部について詳細に説明する。Next, each part will be described in detail.
【０００８】ワイヤボンディング部は、半田ワイヤ１先
端に半田ボール１ｂを形成するためにアーク放電をする
スパークロッド３と、半田ボール１ｂを半導体素子２の
電極パッド２ｂ上にボンディングするための治具である
キャピラリ４と、半田ワイヤ１がキャピラリ４先端に送
り出される量を調整するクランパ５と、半導体素子１を
加熱するヒーターステージ６とを含んでいる。The wire bonding portion is a jig for bonding the spark rod 3 which arc-discharges to form the solder ball 1b at the tip of the solder wire 1 and the solder ball 1b on the electrode pad 2b of the semiconductor element 2. It includes a certain capillary 4, a clamper 5 for adjusting the amount of the solder wire 1 delivered to the tip of the capillary 4, and a heater stage 6 for heating the semiconductor element 1.
【０００９】還元ガス供給部は、スパークロッド３のア
ーク放電による半田ボール１ｂの形成時において、半田
ボール１ｂの酸化を防ぐために半田ボール１ｂにガスボ
ンベ７によって供給される水素ガス混合還元ガスを吹き
付ける還元ガス吹き出し口８と、還元ガス出し口８から
吹き付けられる水素ガス混合還元ガスの流量を調整する
バルブ９とを含んでいる。The reducing gas supply unit blows the hydrogen gas mixed reducing gas supplied by the gas cylinder 7 onto the solder balls 1b in order to prevent the solder balls 1b from being oxidized when the solder balls 1b are formed by the arc discharge of the spark rod 3. It includes a gas outlet 8 and a valve 9 for adjusting the flow rate of the hydrogen gas-mixed reducing gas blown from the reducing gas outlet 8.
【００１０】次に、図３に示す半導体製造装置による半
田ワイヤを用いた半田バンプ形成方法について詳細に説
明している。Next, a solder bump forming method using a solder wire by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 3 will be described in detail.
【００１１】図４は図３に示す半導体製造装置による半
田ワイヤを用いた半田バンプ形成の一動作例を説明する
ための動作工程図である。FIG. 4 is an operation step diagram for explaining one operation example of solder bump formation using a solder wire by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG.
【００１２】まず第１に、還元ガス吹き出し口８より吹
き出された還元ガス中で、キャピラリ４先端より送り出
された半田ワイヤ１先端をスパークロッド３のアーク放
電により溶解して半田ボール１ｂを形成する。First, in the reducing gas blown out from the reducing gas blowing port 8, the tip of the solder wire 1 fed from the tip of the capillary 4 is melted by the arc discharge of the spark rod 3 to form the solder ball 1b. .
【００１３】第２に、クランパ５を開いた後キャピラリ
４を降下させ、キャピラリ４を超音波振動させつつ半田
ボール１ｂをヒーターステージ６により加熱された半導
体素子２の電極パッド２ｂ上にボンディングする。Second, after opening the clamper 5, the capillary 4 is lowered, and the solder ball 1b is bonded onto the electrode pad 2b of the semiconductor element 2 heated by the heater stage 6 while ultrasonically vibrating the capillary 4.
【００１４】第３に、キャピラリ４を半田ワイヤ１の送
り出し量まで上昇させてクランパ５を閉じ、半田ワイヤ
１を切断する。Thirdly, the capillary 4 is raised to the amount of the solder wire 1 delivered, the clamper 5 is closed, and the solder wire 1 is cut.
【００１５】以上の動作を繰り返すことにより半導体素
子２の電極パッド２ｂ上に半田バンプ１ｃを形成する。By repeating the above operation, the solder bump 1c is formed on the electrode pad 2b of the semiconductor element 2.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の還元ガ
ス供給部を備えるワイヤボンディング装置は、ヒーター
ステージおよびヒーターステージによって加熱されたキ
ャピラリの熱によって半田ボールが加熱され、軟質化す
る。このため、半田ボールを半導体素子の電極パッド上
にボンディングする際のキャピラリによる圧接力が、軟
質化した半田ボールに吸収されて半導体素子の電極パッ
ドに十分伝達されなくなり、接合性が低下するという問
題点が有った。In the wire bonding apparatus having the above-mentioned conventional reducing gas supply unit, the solder balls are heated by the heat of the heater stage and the capillaries heated by the heater stage, and are softened. For this reason, the pressure contact force due to the capillary when bonding the solder ball onto the electrode pad of the semiconductor element is absorbed by the softened solder ball and is not sufficiently transmitted to the electrode pad of the semiconductor element, resulting in a decrease in bondability. There was a point.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
は、半導体素子の電極パッド上に半田ワイヤを用いて半
田バンプを形成するためのワイヤボンディング部と、ワ
イヤボンディング部にて半田バンプの基である半田ボー
ル形成時に半田ボール表面の酸化を防止するための還元
ガス供給部とを含んで構成される半導体製造装置におい
て、半田ボールを半導体素子の電極パッド上にボンディ
ングするための治具であるキャピラリを冷却する機構を
具備することを特徴としている。A semiconductor manufacturing apparatus of the present invention comprises a wire bonding portion for forming a solder bump on an electrode pad of a semiconductor element by using a solder wire, and a solder bump substrate at the wire bonding portion. A jig for bonding a solder ball onto an electrode pad of a semiconductor element in a semiconductor manufacturing apparatus including a reducing gas supply unit for preventing oxidation of the surface of the solder ball when forming the solder ball. It is characterized by having a mechanism for cooling the capillaries.
【００１８】具体的には、キャピラリ冷却部が、キャピ
ラリを冷却するためにエア配管より供給される冷却ガス
を吹き付ける冷却ガス吹き出し口と、冷却ガス吹き出し
口から吹き出される冷却ガスの流量を適切に調整するた
めのバルブとを具備することを特徴としている。Specifically, the capillary cooling unit appropriately controls the flow rate of the cooling gas blown out from the cooling gas blowout port and the cooling gas blowout port for blowing the cooling gas supplied from the air pipe for cooling the capillary. And a valve for adjusting.
【００１９】[0019]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００２０】図１は本発明による半導体製造装置の一実
施例のボンディングステージ部分を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a bonding stage portion of an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
【００２１】図１に示すワイヤボンディング装置は、半
導体素子の電極パッド上に半田ワイヤを用いて半田バン
プを形成するためのワイヤボンディング部と、ワイヤボ
ンディング部にて半田バンプの基である半田ボール形成
時に半田ボール表面の酸化を防止するための還元ガス供
給部と、半田ボールを半導体素子の電極パッド上にボン
ディングするための治具であるキャピラリを冷却するた
めのキャピラリ冷却部とを含んで構成される。The wire bonding apparatus shown in FIG. 1 has a wire bonding portion for forming a solder bump on the electrode pad of a semiconductor element by using a solder wire, and a solder ball forming base of the solder bump at the wire bonding portion. At times, a reducing gas supply unit for preventing oxidation of the surface of the solder ball and a capillary cooling unit for cooling the capillary which is a jig for bonding the solder ball onto the electrode pad of the semiconductor element are configured. It
【００２２】次に、各部について詳細に説明する。Next, each part will be described in detail.
【００２３】ワイヤボンディング部は、半田ワイヤ１先
端に半田ボール１ｂを形成するためにアーク放電をする
スパークロッド３と、半田ボール１ｂを半導体素子２の
電極パッド２ｂ上にボンディングするための治具である
キャピラリ４と、半田ワイヤ１がキャピラリ４先端に送
り出される量を調整するクランパ５と、半導体素子２を
加熱するヒーターステージ６とを含んでいる。The wire bonding section is a jig for bonding the spark rod 3 which arc-discharges to form the solder ball 1b at the tip of the solder wire 1 and the solder ball 1b on the electrode pad 2b of the semiconductor element 2. It includes a certain capillary 4, a clamper 5 for adjusting the amount of the solder wire 1 delivered to the tip of the capillary 4, and a heater stage 6 for heating the semiconductor element 2.
【００２４】還元ガス供給部は、スパークロッド３のア
ーク放電による半田ボール１ｂの形成時において、半田
ボール１ｂの酸化を防ぐために半田ボール１ｂにガスボ
ンベ７によって供給されれる水素ガス混合還元ガスを吹
き付ける還元ガス吹き出し口８と、還元ガス吹き出し口
８から吹き付けられる水素ガス混合還元ガスの流量を調
整するバルブ９とを含んでいる。The reducing gas supply unit blows the hydrogen gas mixed reducing gas supplied by the gas cylinder 7 onto the solder balls 1b in order to prevent the solder balls 1b from being oxidized when the solder balls 1b are formed by the arc discharge of the spark rod 3. It includes a gas outlet 8 and a valve 9 for adjusting the flow rate of the hydrogen gas mixed reducing gas blown from the reducing gas outlet 8.
【００２５】キャピラリ冷却部は、キャピラリ４を冷却
するためにエア配管１０より供給される冷却ガスを吹き
付ける冷却ガス吹き出し口１１と、前記冷却ガス吹き出
し口１１から吹き出される冷却ガスの流量を適切に調整
するためのバルブ１２とを含んでいる。The capillary cooling unit appropriately controls the flow rate of the cooling gas blown out from the cooling gas blowing port 11 for blowing the cooling gas supplied from the air pipe 10 to cool the capillary 4 and the cooling gas blowing port 11. And a valve 12 for adjusting.
【００２６】次に、図１に示す半導体製造装置による半
田ワイヤを用いた半田バンプ形成方法について詳細に説
明している。Next, a method of forming solder bumps using solder wires by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.
【００２７】図２は図１に示す半導体製造装置による半
田ワイヤを用いた半田バンプ形成の一動作例を説明する
ための動作工程図である。FIG. 2 is an operation step diagram for explaining one operation example of solder bump formation using a solder wire by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG.
【００２８】まず第１に、還元ガス吹き出し口８より吹
き出された還元ガス中で、キャピラリ４先端より送り出
された半田ワイヤ１先端をスパークロッド３のアーク放
電により溶解して半田ボール１ｂを形成する。First, in the reducing gas blown out from the reducing gas blowing port 8, the tip of the solder wire 1 fed from the tip of the capillary 4 is melted by the arc discharge of the spark rod 3 to form the solder ball 1b. .
【００２９】第２に、クランパ５を開いた後キャピラリ
４を降下させ、キャピラリ４を超音波振動させつつ半田
ボール１ｂをヒーターステージ６により加熱された半導
体素子２の電極パッド２ｂ上にボンディングする。ここ
で、キャピラリ４は冷却ガス吹き出し口１１から吹き出
される冷却ガスによって常に冷却されており、キャピラ
リ４による半田ボール１ｂの加熱を防ぐことができる。Second, after opening the clamper 5, the capillary 4 is lowered, and the solder ball 1b is bonded onto the electrode pad 2b of the semiconductor element 2 heated by the heater stage 6 while ultrasonically vibrating the capillary 4. Here, the capillaries 4 are always cooled by the cooling gas blown out from the cooling gas blowing port 11, so that the solder balls 1b can be prevented from being heated by the capillaries 4.
【００３０】第３に、キャピラリ４を半田ワイヤ１の送
り出し量まで上昇させてクランパ５を閉じ、半田ワイヤ
１を切断する。Thirdly, the capillary 4 is raised to the amount of the solder wire 1 delivered, the clamper 5 is closed, and the solder wire 1 is cut.
【００３１】以上の動作を繰り返すことにより半導体素
子２の電極パッド２ｂ上に半田バンプ１ｃを形成する。By repeating the above operation, the solder bump 1c is formed on the electrode pad 2b of the semiconductor element 2.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体製造
装置は、半田ワイヤを用いた半田バンプ形成する場合、
ヒーターステージにより加熱されたキャピラリを冷却す
るため、半田ボールの加熱による軟質化を防ぐことがで
きる。このため、本発明の半導体製造装置は、半田ボー
ルを半導体素子の電極パッド上にボンディングする際の
キャピラリによる圧接力が半導体素子の電極パッド上に
伝達し易くなり、接合性が向上するという効果を有す
る。As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, when forming a solder bump using a solder wire,
Since the capillaries heated by the heater stage are cooled, it is possible to prevent softening due to heating of the solder balls. Therefore, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the pressure contact force due to the capillary at the time of bonding the solder ball to the electrode pad of the semiconductor element is easily transmitted to the electrode pad of the semiconductor element, and the effect of improving the bondability is obtained. Have.
【図１】本発明による半導体製造装置の一実施例のボン
ディングステージ部分を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a bonding stage portion of an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示す半導体製造装置による半田ワイヤを
用いた半田バンプ形成の一動作例を説明するための動作
工程図である。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は各工程の
詳細動作を説明するための動作工程図である。FIG. 2 is an operation process diagram for explaining one operation example of solder bump formation using a solder wire by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 2A, 2B, and 2C are operation process diagrams for explaining the detailed operation of each process.
【図３】従来の還元ガス供給部を備えるワイヤボンディ
ング装置のボンディングステージ部分を示す側面図であ
る。FIG. 3 is a side view showing a bonding stage portion of a wire bonding apparatus including a conventional reducing gas supply unit.
【図４】図３に示す半導体製造装置による半田ワイヤを
用いた半田バンプ形成の一動作例を説明するための動作
工程図である。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は各工程の
詳細動作を説明するための動作工程図である。FIG. 4 is an operation process diagram for explaining one operation example of solder bump formation using a solder wire by the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 3; 4A, 4B, and 4C are operation process charts for explaining the detailed operation of each process.
１ 半田ワイヤ １ｂ 半田ボール １ｃ 半田バンプ ２ 半導体素子 ２ｂ 電極パッド ３ トーチロッド ４ キャピラリ ５ クランパ ６ ヒーターステージ ７ ガスボンベ ８ 還元ガス吹き出し口 ９ バルブ １０ エア配管 １１ 冷却ガス吹き出し口 １２ バルブ 1 Solder Wire 1b Solder Ball 1c Solder Bump 2 Semiconductor Element 2b Electrode Pad 3 Torch Rod 4 Capillary 5 Clamper 6 Heater Stage 7 Gas Cylinder 8 Reducing Gas Blowout Port 9 Valve 10 Air Piping 11 Cooling Gas Blowout Port 12 Valve
Claims (2)
を用いて半田バンプを形成するためのワイヤボンディン
グ部と、前記ワイヤボンディング部にて半田バンプの基
である半田ボール形成時に半田ボール表面の酸化を防止
するための還元ガス供給部とを含んで構成される半導体
製造装置において、前記半田ボールを前記半導体素子の
電極パッド上にボンディングするための治具であるキャ
ピラリを冷却する機構を具備することを特徴とする半導
体製造装置。1. A wire bonding portion for forming a solder bump using a solder wire on an electrode pad of a semiconductor element, and oxidation of the surface of the solder ball at the time of forming a solder ball which is a base of the solder bump in the wire bonding portion. In a semiconductor manufacturing apparatus configured to include a reducing gas supply unit for preventing the above, a mechanism for cooling a capillary, which is a jig for bonding the solder ball onto an electrode pad of the semiconductor element, is provided. A semiconductor manufacturing apparatus characterized by:
リを冷却するためにエア配管より供給される冷却ガスを
吹き付ける冷却ガス吹き出し口と、前記冷却ガス吹き出
し口から吹き出される冷却ガスの流量を適切に調整する
ためのバルブとを具備することを特徴とする請求項１記
載の半導体製造装置。2. The capillary cooling unit appropriately controls a flow rate of a cooling gas blown out from the cooling gas blowout port and a cooling gas blown out from the cooling gas blowout port to blow a cooling gas supplied from an air pipe for cooling the capillary. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a valve for adjusting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5175825A JPH0737889A (en) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | Semiconductor manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5175825A JPH0737889A (en) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | Semiconductor manufacturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737889A true JPH0737889A (en) | 1995-02-07 |
Family
ID=16002884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5175825A Pending JPH0737889A (en) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | Semiconductor manufacturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737889A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100369503B1 (en) * | 2000-10-24 | 2003-01-29 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Time deley valve mounted flow control valve and assembly for removing foreign material of wire bonder |
| CN107042346A (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-15 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Soldered ball forming apparatus and soldered ball forming method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58169918A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | Hitachi Ltd | Wire bonder |
| JPS6110248A (en) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Shinkawa Ltd | Wire bonding device |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP5175825A patent/JPH0737889A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100369503B1 (en) * | 2000-10-24 | 2003-01-29 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Time deley valve mounted flow control valve and assembly for removing foreign material of wire bonder |
| CN107042346A (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-15 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Soldered ball forming apparatus and soldered ball forming method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960220 |