JPH0824120B2 - バンプ電極形成方法 - Google Patents
バンプ電極形成方法Info
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- JPH0824120B2 JPH0824120B2 JP63054235A JP5423588A JPH0824120B2 JP H0824120 B2 JPH0824120 B2 JP H0824120B2 JP 63054235 A JP63054235 A JP 63054235A JP 5423588 A JP5423588 A JP 5423588A JP H0824120 B2 JPH0824120 B2 JP H0824120B2
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- Japan
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- bump electrode
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- electrode
- metal wire
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/11—Manufacturing methods
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子をフェースダウンにより基板上
の端子電極群に接続するために用いる、半導体素子の電
極パッド部上へのバンプ電極形成方法に関するものであ
る。
の端子電極群に接続するために用いる、半導体素子の電
極パッド部上へのバンプ電極形成方法に関するものであ
る。
従来の技術 従来、半導体素子のバンプ電極形成方法としては、最
初に半導体素子の電極パッド部上にCr,CuおよびAuの３
層の金属蒸着膜部を形成し、更にレジストをかけてAuや
半田などの金属をメッキや蒸着によって形成した後、余
分なレジストと金属蒸着膜を除去してバンプ電極を形成
するものが知られている（たとえば工業調査会、1980年
１月15日発行、日本マイクロエレクトロニクス協会編、
『IC化実装技術』）。
初に半導体素子の電極パッド部上にCr,CuおよびAuの３
層の金属蒸着膜部を形成し、更にレジストをかけてAuや
半田などの金属をメッキや蒸着によって形成した後、余
分なレジストと金属蒸着膜を除去してバンプ電極を形成
するものが知られている（たとえば工業調査会、1980年
１月15日発行、日本マイクロエレクトロニクス協会編、
『IC化実装技術』）。
さらには、半導体素子の電極パット上にバンプ電極を
簡易に形成する方法として、たとえば特開昭49−52973
号公報に示されているものが知られている。
簡易に形成する方法として、たとえば特開昭49−52973
号公報に示されているものが知られている。
この公知の技術は、バンプ電極をワイヤボンディング
の技術を用いて形成するようにしている。つまり、キャ
ピラリに通されたワイヤの先端を水素炎トーチまたは放
電トーチを用いて溶融させてボールを形成し、このボー
ルを半導体素子の電極パッド部に接合する。その後、ワ
イヤをクランパで挟んで引き上げてワイヤを引きちぎる
ことによって、電極パッド部上にバンプ電極を形成する
ものである。
の技術を用いて形成するようにしている。つまり、キャ
ピラリに通されたワイヤの先端を水素炎トーチまたは放
電トーチを用いて溶融させてボールを形成し、このボー
ルを半導体素子の電極パッド部に接合する。その後、ワ
イヤをクランパで挟んで引き上げてワイヤを引きちぎる
ことによって、電極パッド部上にバンプ電極を形成する
ものである。
以下図面を参照しながら、上述した従来のワイヤボン
ディングの技術を用いたバンプ電極の形成方法の一例に
ついて説明する。
ディングの技術を用いたバンプ電極の形成方法の一例に
ついて説明する。
第３図は従来のワイヤボンディングの技術を用いたバ
ンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断面
図である。
ンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断面
図である。
第３図において、９は半導体素子で、10は電極パッド
部である。11はバンプ電極で、12は引きちぎったときに
残ったワイヤである。
部である。11はバンプ電極で、12は引きちぎったときに
残ったワイヤである。
以上のように構成された従来のワイヤボンディングの
技術を用いたバンプ電極の形成方法について、以下その
概略を説明する。
技術を用いたバンプ電極の形成方法について、以下その
概略を説明する。
まず、キャピラリに通したワイヤの先端を水素炎トー
チまたは放電トーチによって溶融させてボールを形成
し、このボールを半導体素子９の電極パッド部10に熱圧
着により接合する。その後、ワイヤをクランパで挾んで
引き上げてワイヤを前記接合したボールの上部から引き
ちぎることによって、電極パッド部10上にバンプ電極11
が形成できる。
チまたは放電トーチによって溶融させてボールを形成
し、このボールを半導体素子９の電極パッド部10に熱圧
着により接合する。その後、ワイヤをクランパで挾んで
引き上げてワイヤを前記接合したボールの上部から引き
ちぎることによって、電極パッド部10上にバンプ電極11
が形成できる。
このようなバンプ電極11は、ネイルヘッドボンディン
グの技術を用いているため、半導体素子９のAlの電極パ
ッド部10に直接形成できるものである。
グの技術を用いているため、半導体素子９のAlの電極パ
ッド部10に直接形成できるものである。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のメッキや蒸着法によるバンプ電極
の形成方法では、一般にバンプ電極のピッチ間隔を狭く
することが難しく、かつ、バンプ電極の下地金属として
Cr,Cu,Auなどの金属蒸着膜が必要であり、構造が非常に
複雑なものとなり、その形成コストが高いなどといった
課題を有していた。
の形成方法では、一般にバンプ電極のピッチ間隔を狭く
することが難しく、かつ、バンプ電極の下地金属として
Cr,Cu,Auなどの金属蒸着膜が必要であり、構造が非常に
複雑なものとなり、その形成コストが高いなどといった
課題を有していた。
また、従来のワイヤボンディングの技術を用いたバン
プ電極の形成方法では、ワイヤをクランパで引きちぎる
ようにしたため、バンプ電極に残るワイヤの長さの寸法
が一定しない。そのため、基板上の端子電極群に接続し
たときに、バンプ電極と端子電極との接合状態、たとえ
ば接着強度が一定とならなかったり、電気的な接合不良
を招くなどといった課題を有していた。
プ電極の形成方法では、ワイヤをクランパで引きちぎる
ようにしたため、バンプ電極に残るワイヤの長さの寸法
が一定しない。そのため、基板上の端子電極群に接続し
たときに、バンプ電極と端子電極との接合状態、たとえ
ば接着強度が一定とならなかったり、電気的な接合不良
を招くなどといった課題を有していた。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とする所は、半導体素子と実装基板とを信頼性良
く電気的接続の行うことのできるバンプ電極の形成方法
を提供するものである。
の目的とする所は、半導体素子と実装基板とを信頼性良
く電気的接続の行うことのできるバンプ電極の形成方法
を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記の課題を解決するため、半導体素子の電
極パッド部上へのバンプ電極形成方法において、金属ワ
イヤの先端にレーザによって熱エネルギーを与えて該金
属ワイヤを溶融させてボールを形成する工程と、金属ワ
イヤの先端に形成された該ボールを半導体素子の電極パ
ッド部上に熱圧着する工程と、熱圧着されたボールのつ
け根部分において、あらかじめ定めた位置で前記金属ワ
イヤを前記レーザを用いて切断する工程とからなること
を特徴として、一定の形状のバンプ電極を安定に形成で
きるバンプ電極形成方法を提供するものである。
極パッド部上へのバンプ電極形成方法において、金属ワ
イヤの先端にレーザによって熱エネルギーを与えて該金
属ワイヤを溶融させてボールを形成する工程と、金属ワ
イヤの先端に形成された該ボールを半導体素子の電極パ
ッド部上に熱圧着する工程と、熱圧着されたボールのつ
け根部分において、あらかじめ定めた位置で前記金属ワ
イヤを前記レーザを用いて切断する工程とからなること
を特徴として、一定の形状のバンプ電極を安定に形成で
きるバンプ電極形成方法を提供するものである。
作用 本発明は上記した方法によって、金属ワイヤに熱エネ
ルギーを与えて溶融させてボールを形成する工程と、半
導体素子の電極パッド上に熱圧着したボールのつけ根の
金属ワイヤをあらかじめ定めた位置で安定に切断する工
程に、レーザを用いることにより、一定の形状のバンプ
電極の形成が可能となり、信頼性の高い接続が実現でき
る。
ルギーを与えて溶融させてボールを形成する工程と、半
導体素子の電極パッド上に熱圧着したボールのつけ根の
金属ワイヤをあらかじめ定めた位置で安定に切断する工
程に、レーザを用いることにより、一定の形状のバンプ
電極の形成が可能となり、信頼性の高い接続が実現でき
る。
実施例 以下、本発明の一実施例のバンプ電極形成方法につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例におけるバ
ンプ電極の形成方法を示す工程説明図であり、第２図
は、本発明のバンプ電極の形成方法により形成されたバ
ンプ電極の断面図である。
ンプ電極の形成方法を示す工程説明図であり、第２図
は、本発明のバンプ電極の形成方法により形成されたバ
ンプ電極の断面図である。
第１図および第２図において、１は半導体素子、２は
電極パッド部である。３はキャピラリ、４はワイヤを通
すための細孔である。５はAuからなる金属ワイヤであ
り、６はレーザである。７は熱エネルギーにより金属ワ
イヤが溶融してできるボールであり、８はバンプ電極で
ある。
電極パッド部である。３はキャピラリ、４はワイヤを通
すための細孔である。５はAuからなる金属ワイヤであ
り、６はレーザである。７は熱エネルギーにより金属ワ
イヤが溶融してできるボールであり、８はバンプ電極で
ある。
以上のように構成されたバンプ電極形成方法につい
て、以下図面を用いてその動作を説明する。
て、以下図面を用いてその動作を説明する。
まず、第１図（ａ）に示したようにセラミック材料や
人工ルビーなどにより形成されたキャピラリ３の細孔４
にAuワイヤ５を通し、バンプ電極を形成する半導体素子
１のAlからなる電極パッド部２にXYテーブル等により位
置合せを行う。つぎに、第１図（ｂ）に示す様に、レー
ザ６によって前記Auワイヤ５の先端に熱エネルギーを与
えて溶融させ、Auワイヤ５の径の約２〜３倍の径のボー
ル７を形成した後、第１図（ｃ）に示す様に、該ボール
７をキャピラリ３によって半導体素子１の電極パッド部
２上に熱圧着を行う。このとき、超音波振動を併用して
行ってもよい。つぎに、第１図（ｄ）に示す様に、キャ
ピラリ３をその細孔４にAuワイヤ５を通した状態で上昇
させた後、あらかじめ定めたボール７とAuワイヤ５のつ
け根7aの部分を前記レーザ６で切断する。これによっ
て、第１図（ｅ）に示す様に、半導体素子１の電極パッ
ド部２上にバンプ電極９が形成できる。以上の工程を繰
り返すことにより、第２図に示す様に、半導体素子１の
総ての電極パッド部２上に一定の形状のバンプ電極８を
安定して形成できる。
人工ルビーなどにより形成されたキャピラリ３の細孔４
にAuワイヤ５を通し、バンプ電極を形成する半導体素子
１のAlからなる電極パッド部２にXYテーブル等により位
置合せを行う。つぎに、第１図（ｂ）に示す様に、レー
ザ６によって前記Auワイヤ５の先端に熱エネルギーを与
えて溶融させ、Auワイヤ５の径の約２〜３倍の径のボー
ル７を形成した後、第１図（ｃ）に示す様に、該ボール
７をキャピラリ３によって半導体素子１の電極パッド部
２上に熱圧着を行う。このとき、超音波振動を併用して
行ってもよい。つぎに、第１図（ｄ）に示す様に、キャ
ピラリ３をその細孔４にAuワイヤ５を通した状態で上昇
させた後、あらかじめ定めたボール７とAuワイヤ５のつ
け根7aの部分を前記レーザ６で切断する。これによっ
て、第１図（ｅ）に示す様に、半導体素子１の電極パッ
ド部２上にバンプ電極９が形成できる。以上の工程を繰
り返すことにより、第２図に示す様に、半導体素子１の
総ての電極パッド部２上に一定の形状のバンプ電極８を
安定して形成できる。
このとき、レーザ６においては、Auワイヤ５の先端に
熱エネルギーを与えて溶融させてボール７を形成すると
きと、あらかじめ定めた位置でボール７とAuワイヤ５の
つけ根7aの部分を切断するときにおいて、各々適切なレ
ーザパワーに任意に設定できることが望ましい。
熱エネルギーを与えて溶融させてボール７を形成すると
きと、あらかじめ定めた位置でボール７とAuワイヤ５の
つけ根7aの部分を切断するときにおいて、各々適切なレ
ーザパワーに任意に設定できることが望ましい。
以上のようにして、ボール７とAuワイヤ５のつけ根7a
の部分をレーザ６で切断することによって、第３図に示
した様に、従来の形成方法でのワイヤを引きちぎること
により残ったワイヤ12の長さの寸法が一定しないことか
ら、基板上の端子電極群に接続したときに、バンプ電極
と端子電極との接合不良を招くなどといったことのな
い、信頼性良く電気的接続の行うことのできるバンプ電
極を提供できる。
の部分をレーザ６で切断することによって、第３図に示
した様に、従来の形成方法でのワイヤを引きちぎること
により残ったワイヤ12の長さの寸法が一定しないことか
ら、基板上の端子電極群に接続したときに、バンプ電極
と端子電極との接合不良を招くなどといったことのな
い、信頼性良く電気的接続の行うことのできるバンプ電
極を提供できる。
なお、実施例において金属ワイヤの材質をAuとした
が、その材質はAuに限定されるものではなく、ネールヘ
ッドボンディング可能なものであればAl,Cuなども使用
することができる。
が、その材質はAuに限定されるものではなく、ネールヘ
ッドボンディング可能なものであればAl,Cuなども使用
することができる。
また、金属ワイヤの先端に熱エネルギーを与えて溶融
させてボール７を形成するときと、あらかじめ定めた位
置でボール７と金属ワイヤのつけ根7aの部分を切断する
ときに、同一のレーザ６を用いるとしたが、各々専用の
レーザを用いることもできる。
させてボール７を形成するときと、あらかじめ定めた位
置でボール７と金属ワイヤのつけ根7aの部分を切断する
ときに、同一のレーザ６を用いるとしたが、各々専用の
レーザを用いることもできる。
さらに、用い得るレーザ６はCO2レーザなどの金属ワ
イヤを溶融させてボールを形成したり、切断するのに必
要なパワーを有するものであれば、いかなるものでもよ
い。
イヤを溶融させてボールを形成したり、切断するのに必
要なパワーを有するものであれば、いかなるものでもよ
い。
発明の効果 以上に説明したように、本発明のバンプ電極形成方法
によれば、金属ワイヤに熱エネルギーを与えて溶融させ
てボールを形成する工程と、半導体素子の電極パッド上
に熱圧着したボールのつけ根の金属ワイヤをあらかじめ
定めた位置で安定に切断する工程に、レーザを用いるこ
とにより、一定の形状のバンプ電極の形成が可能とな
り、信頼性の高い接続が実現でき、極めて実用価値が高
いものである。
によれば、金属ワイヤに熱エネルギーを与えて溶融させ
てボールを形成する工程と、半導体素子の電極パッド上
に熱圧着したボールのつけ根の金属ワイヤをあらかじめ
定めた位置で安定に切断する工程に、レーザを用いるこ
とにより、一定の形状のバンプ電極の形成が可能とな
り、信頼性の高い接続が実現でき、極めて実用価値が高
いものである。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例におけるバン
プ電極の形成方法を示す工程説明図、第２図は本発明の
バンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断
面図、第３図は従来のワイヤボンディング技術を用いた
バンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断
面図である。 1,9……半導体素子、2,10……電極パッド部、３……キ
ャピラリ、４……細孔、５……Auワイヤ、６……レー
ザ、７……ボール、7a……つけ根、8,11……バンプ電
極、12……残ったワイヤ。
プ電極の形成方法を示す工程説明図、第２図は本発明の
バンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断
面図、第３図は従来のワイヤボンディング技術を用いた
バンプ電極の形成方法により形成されたバンプ電極の断
面図である。 1,9……半導体素子、2,10……電極パッド部、３……キ
ャピラリ、４……細孔、５……Auワイヤ、６……レー
ザ、７……ボール、7a……つけ根、8,11……バンプ電
極、12……残ったワイヤ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 俊雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−307749（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−152142（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】半導体素子の電極パット部上へのバンプ電
極形成方法であって、金属ワイヤの先端にレーザによっ
て熱エネルギーを与えて前記金属ワイヤを溶融させてボ
ールを形成する工程と、金属ワイヤの先端に形成された
前記ボールを半導体素子の電極パッド部上に熱圧着する
工程と、熱圧着されたボールのつけ根部分において、あ
らかじめ定めた位置で前記金属ワイヤを前記レーザを用
いて切断する工程とからなることを特徴とするバンプ電
極形成方法。 - 【請求項２】金属ワイヤがAuからなることを特徴とする
請求項第（１）項記載のバンプ電極形成方法。 - 【請求項３】金属ワイヤを溶融してボールを形成すると
きと、金属ワイヤを切断するときのレーザパワーが別々
に任意に設定できることを特徴とする請求項第（１）項
記載のバンプ電極形成方法。 - 【請求項４】熱圧着がワイヤを細孔で保持するもの、た
とえばワイヤボンディング装置のキャピラリであること
を特徴とする請求項第（１）項記載のバンプ電極形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054235A JPH0824120B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | バンプ電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054235A JPH0824120B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | バンプ電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227457A JPH01227457A (ja) | 1989-09-11 |
| JPH0824120B2 true JPH0824120B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12964878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63054235A Expired - Fee Related JPH0824120B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | バンプ電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824120B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3116412B2 (ja) * | 1991-05-16 | 2000-12-11 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置のバンプ電極形成方法、表示装置及び電子印字装置 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP63054235A patent/JPH0824120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227457A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |