JPH0831459B2 - ボ−ルバンプ形成方法及びその装置 - Google Patents
ボ−ルバンプ形成方法及びその装置Info
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- JPH0831459B2 JPH0831459B2 JP62130740A JP13074087A JPH0831459B2 JP H0831459 B2 JPH0831459 B2 JP H0831459B2 JP 62130740 A JP62130740 A JP 62130740A JP 13074087 A JP13074087 A JP 13074087A JP H0831459 B2 JPH0831459 B2 JP H0831459B2
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- capillary
- metal wire
- clamper
- wire
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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
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
- H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/78251—Means for applying energy, e.g. heating means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/78301—Capillary
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
- H01L2224/787—Means for aligning
- H01L2224/78743—Suction holding means
- H01L2224/78744—Suction holding means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はTAB（TAPE AUTOMATED BONDING）方式を利用
してテープリード部と内部接続を行うLSIチップの電極
上に金又は銅のボールをボンディングしてバンプを形成
するボールバンプ形成方法及びその装置に関し、特に、
良品のLSIのパッドにのみバンプを形成できるようにし
たボールバンプ形成方法及びその装置に関する。
してテープリード部と内部接続を行うLSIチップの電極
上に金又は銅のボールをボンディングしてバンプを形成
するボールバンプ形成方法及びその装置に関し、特に、
良品のLSIのパッドにのみバンプを形成できるようにし
たボールバンプ形成方法及びその装置に関する。
従来のTAB方式に使用されるLSIチップ上のバンプ形成
方法として、ウェハーの拡散処理工程の一部として行う
ものがある。すなわち、ウェハー全体にメッキ処理等を
数回繰り返すことにより、LSI電極部（以下パッドと呼
ぶ）上に100μ角、厚さ20〜30μのバンプを形成するも
のである。
方法として、ウェハーの拡散処理工程の一部として行う
ものがある。すなわち、ウェハー全体にメッキ処理等を
数回繰り返すことにより、LSI電極部（以下パッドと呼
ぶ）上に100μ角、厚さ20〜30μのバンプを形成するも
のである。
しかし、従来のバンプ形成方法によると、ウェハー全
体を処理するために、不良のLSIチップ上にもバンプが
形成される不都合がある。一般に、ウェハー上のLSIチ
ップの良品率は、集積度の向上に伴って低下の傾向があ
り、50％程度のものも多い。従って、不良のLSIにもバ
ンプを形成してしまうと、コストアップを招くほか拡散
工程でバンプ形成プロセスを必要とするという不具合が
ある。又、ゲートアレー等では、LSIチップ上で内部接
続が行われないパッドを多数有するものがあるが、同様
にLSIチップ上でバンプを選択的に形成できない為にコ
ストが高くなるという不具合がある。
体を処理するために、不良のLSIチップ上にもバンプが
形成される不都合がある。一般に、ウェハー上のLSIチ
ップの良品率は、集積度の向上に伴って低下の傾向があ
り、50％程度のものも多い。従って、不良のLSIにもバ
ンプを形成してしまうと、コストアップを招くほか拡散
工程でバンプ形成プロセスを必要とするという不具合が
ある。又、ゲートアレー等では、LSIチップ上で内部接
続が行われないパッドを多数有するものがあるが、同様
にLSIチップ上でバンプを選択的に形成できない為にコ
ストが高くなるという不具合がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、良品のLS
Iチップのパッドに効率良くバンプが形成されるように
するため、ボールの形成後に、ボールの直上部の金属ワ
イヤーにくびれ又は強度の弱い部分が生じるようにキャ
ピラリーと金属ワイヤーを把持しているクランパとが離
間するように相対移動させるボールバンプ形成方法を提
供する。
Iチップのパッドに効率良くバンプが形成されるように
するため、ボールの形成後に、ボールの直上部の金属ワ
イヤーにくびれ又は強度の弱い部分が生じるようにキャ
ピラリーと金属ワイヤーを把持しているクランパとが離
間するように相対移動させるボールバンプ形成方法を提
供する。
このボールバンプ形成方法において、キャピラリーと
クランパの相対移動は方に設けられたテンションクラン
パによる金属ワイヤの把持中に、キャピラリーを降下さ
せることにより行うことが好ましい。
クランパの相対移動は方に設けられたテンションクラン
パによる金属ワイヤの把持中に、キャピラリーを降下さ
せることにより行うことが好ましい。
また、本発明は上記した目的を達成するため、金属ワ
イヤーをキャピラリーの上方で把持するクランパと、ク
ランパを金属ワイヤーの長さ方向に上下させるクランパ
アームと、キャピラリーを金属ワイヤの長さ方向に上下
させるボンディングアームと、キャピラリーから引き出
された金属ワイヤーの先端を溶融してボールを形成する
ボール形成手段とを有し、クランパとキャピラリーは、
ボール形成手段によって金属ワイヤーの先端にボールを
形成した後、相対移動して離間することによりボールの
直上部の金属ワイヤーにくびれ又は強度の弱い部分を形
成する構成を有し、クランパはくびれ又は強度の弱い部
分を上昇動作によって切断する構成を有するボールバン
プ形成装置を提供する。
イヤーをキャピラリーの上方で把持するクランパと、ク
ランパを金属ワイヤーの長さ方向に上下させるクランパ
アームと、キャピラリーを金属ワイヤの長さ方向に上下
させるボンディングアームと、キャピラリーから引き出
された金属ワイヤーの先端を溶融してボールを形成する
ボール形成手段とを有し、クランパとキャピラリーは、
ボール形成手段によって金属ワイヤーの先端にボールを
形成した後、相対移動して離間することによりボールの
直上部の金属ワイヤーにくびれ又は強度の弱い部分を形
成する構成を有し、クランパはくびれ又は強度の弱い部
分を上昇動作によって切断する構成を有するボールバン
プ形成装置を提供する。
即ち、本発明のボールバンプ形成方法及び装置は以下
の手段を備えている。
の手段を備えている。
（１） 相対移動手段 ボール直上部の金属ワイヤーにくびれ又は強度の弱い
部分を形成するためのもので、キャピラリーの動作中に
おけるワイヤー切断等を防止し、さらにはキャピラリー
移動量を決定するパラメーターの選択範囲が狭い、ある
いは使用する金属細線の硬さが限定される等の不具合を
も解消する。これは、ボールとその上部のワイヤ把持部
との間に所定のテンションを与えることにより実現す
る。
部分を形成するためのもので、キャピラリーの動作中に
おけるワイヤー切断等を防止し、さらにはキャピラリー
移動量を決定するパラメーターの選択範囲が狭い、ある
いは使用する金属細線の硬さが限定される等の不具合を
も解消する。これは、ボールとその上部のワイヤ把持部
との間に所定のテンションを与えることにより実現す
る。
（２） 記憶手段 良品のLSIチップのみにバンプを施すための情報（パ
ッド中心座標、チップ寸法、マッピング情報等）を記憶
するものである。記憶媒体としてフロッピーディスクが
用いられるが、これに限定されるものではない。
ッド中心座標、チップ寸法、マッピング情報等）を記憶
するものである。記憶媒体としてフロッピーディスクが
用いられるが、これに限定されるものではない。
（３） 認識用カメラ 指定された特定の良品LSIチップを捜し出すためのも
のである。このチップを容易に検出するために、所定の
分解能以上のカメラを用いる。
のである。このチップを容易に検出するために、所定の
分解能以上のカメラを用いる。
（４） 判定手段 ウェハーの特定のマッピング基準チップの位置づれ量
△X0,△Y1,△θ０を算出し、ボンディング機構に対する
ウェハーのマッピング基準チップとカメラの撮影中心と
が合致するようにウェハーが水平移動される。
△X0,△Y1,△θ０を算出し、ボンディング機構に対する
ウェハーのマッピング基準チップとカメラの撮影中心と
が合致するようにウェハーが水平移動される。
（５） ボンディング手段 記憶手段に記憶されている良品チップにのみバンプを
形成するものである。認識用カメラによる画像情報と記
憶されているチップの良否情報により、ステージを移動
させ、キャピラリー及び角アームの連動操作によりボン
ディングする。
形成するものである。認識用カメラによる画像情報と記
憶されているチップの良否情報により、ステージを移動
させ、キャピラリー及び角アームの連動操作によりボン
ディングする。
以上の方法及び構成により、ボールをLSIのパッド面
に接続後、次のボールがワイヤ先端に形成後に、ボール
直上部のワイヤに所定のテンションが付与され、ボール
直上部のワイヤにくびれ或いは強度の弱い部分が形成さ
れる。これによってワイヤの破断やキャピラリーに対す
る制約がなくなる。
に接続後、次のボールがワイヤ先端に形成後に、ボール
直上部のワイヤに所定のテンションが付与され、ボール
直上部のワイヤにくびれ或いは強度の弱い部分が形成さ
れる。これによってワイヤの破断やキャピラリーに対す
る制約がなくなる。
また、良品のLSIチップにのみバンプを施すための情
報を記憶する手段、該手段に基づいてウエイトを位置決
めする手段及び良品チップにのみボンディングを施す手
段により、良品のチップのパッド面のみがボンディング
対象として選択され、バンプが形成される。
報を記憶する手段、該手段に基づいてウエイトを位置決
めする手段及び良品チップにのみボンディングを施す手
段により、良品のチップのパッド面のみがボンディング
対象として選択され、バンプが形成される。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図（ａ）〜（ｋ）は本発明のボールバンプ形成方
法を実現する手順の説明図であり、ワイヤー突起物の短
い接着ボールをLSIペレット上に形成するための１サイ
クルの動作が示されている。
法を実現する手順の説明図であり、ワイヤー突起物の短
い接着ボールをLSIペレット上に形成するための１サイ
クルの動作が示されている。
図（ａ）はボンディングスタート時を示し、予めワイ
ヤー１の先端には、スパークジェネレータの高電圧放電
によってボール５が形成されている。このボール５とワ
イヤー１との継ぎ目は、前サイクルで強度が弱められて
いる。ウェハー上の良品LSIチップ６は、後述する第３
図のシステムにより、そのアルミニウムパッドの直上方
にキャピラリー４が位置決めされている。テンションク
ランパ２はWo＝15g以下でワイヤー１を狭持している。
ヤー１の先端には、スパークジェネレータの高電圧放電
によってボール５が形成されている。このボール５とワ
イヤー１との継ぎ目は、前サイクルで強度が弱められて
いる。ウェハー上の良品LSIチップ６は、後述する第３
図のシステムにより、そのアルミニウムパッドの直上方
にキャピラリー４が位置決めされている。テンションク
ランパ２はWo＝15g以下でワイヤー１を狭持している。
次に、（ｂ）に示すように、カットクランパ３が開
き、それと同時にキャピラリー４が下降を始める。キャ
ピラリー４が下降し、金属ボール５がキャピラリーの下
端のテーパー部に入り込んだ位置にきた時、図（ｃ）の
状態になり、テンションクランパ２はクランプ荷重W1≧
50gに切り換わる。S1寸法はS0寸法にほぼ等しい値と
し、キャピラリー４の下降距離がS1寸法になった時にテ
ンションクランパ２の閉荷重を切り換える様に、第３図
に示す開閉荷重切り換えコイル11に流す電流値を増加さ
せる。テンションクランパ閉荷重をW1に維持したまま、
キャピラリー４を更に下降させS2位置にきた状態を示し
たのが図（ｄ）である。この時S2寸法は、ワイヤー４に
負荷される張力がワイヤーの破断荷重を越えない範囲で
ある設定値に達した時のキャピラリー４の位置に等し
い。即ち第３図のクランパー斜視図の中でワイヤー４を
狭持しながら、そのワイヤーにテンションが負荷された
時テンションクランプアーム10′の上面に貼付けられた
ストレインゲージ８の出力電圧はテンション力に応じた
値を出力する。従って、テンション力を設定値として、
ストレインゲージ８の出力が設定値と等しくなった時が
S2位置となり、その時テンションクランパ２を開放させ
る様、開閉荷重切換コイルに流す電流を切換える。この
時、完全に開放させないで、低荷重になる様に電流値を
下げてもよい。
き、それと同時にキャピラリー４が下降を始める。キャ
ピラリー４が下降し、金属ボール５がキャピラリーの下
端のテーパー部に入り込んだ位置にきた時、図（ｃ）の
状態になり、テンションクランパ２はクランプ荷重W1≧
50gに切り換わる。S1寸法はS0寸法にほぼ等しい値と
し、キャピラリー４の下降距離がS1寸法になった時にテ
ンションクランパ２の閉荷重を切り換える様に、第３図
に示す開閉荷重切り換えコイル11に流す電流値を増加さ
せる。テンションクランパ閉荷重をW1に維持したまま、
キャピラリー４を更に下降させS2位置にきた状態を示し
たのが図（ｄ）である。この時S2寸法は、ワイヤー４に
負荷される張力がワイヤーの破断荷重を越えない範囲で
ある設定値に達した時のキャピラリー４の位置に等し
い。即ち第３図のクランパー斜視図の中でワイヤー４を
狭持しながら、そのワイヤーにテンションが負荷された
時テンションクランプアーム10′の上面に貼付けられた
ストレインゲージ８の出力電圧はテンション力に応じた
値を出力する。従って、テンション力を設定値として、
ストレインゲージ８の出力が設定値と等しくなった時が
S2位置となり、その時テンションクランパ２を開放させ
る様、開閉荷重切換コイルに流す電流を切換える。この
時、完全に開放させないで、低荷重になる様に電流値を
下げてもよい。
更に、キャピラリー４を下降させ、アルミニウムパッ
ド上にボール５が着陸した状態を示したのが図（ｅ）で
ある。この時ワイヤーカットクランパ３もワイヤーフィ
ード長S3に応じて開放状態で下降している。この状態で
図（ｆ）に示すようにワイヤーカットクランパ３は閉状
態にされており、ワイヤーが200g以上の力で把持され
る。次に閉状態を維持したままキャピラリー４及びワイ
ヤーカットクランパ３が上昇しワイヤー１が接着ボール
16の直上で第２図の様に切断され、図（ｇ）の様にワイ
ヤーフィード量がS3で安定した長さとなる。このとき電
気トーチ７は図示せぬ機構によりワイヤー先端の下方に
入り込むように駆動される。次に図（ｈ）の状態にな
り、電気トーチ７がワイヤー先端の下方に完全に入り込
みワイヤー１を片側の電極としてその先端に放電させ、
ワイヤー先端に金属ワイヤー溶融によるボール５を形成
する。この時、金属ワイヤー材質に金を使用するときは
不活性ガスを必要としないが、銅を使用する時には、ア
ルゴンガス等の雰囲気を使用する。
ド上にボール５が着陸した状態を示したのが図（ｅ）で
ある。この時ワイヤーカットクランパ３もワイヤーフィ
ード長S3に応じて開放状態で下降している。この状態で
図（ｆ）に示すようにワイヤーカットクランパ３は閉状
態にされており、ワイヤーが200g以上の力で把持され
る。次に閉状態を維持したままキャピラリー４及びワイ
ヤーカットクランパ３が上昇しワイヤー１が接着ボール
16の直上で第２図の様に切断され、図（ｇ）の様にワイ
ヤーフィード量がS3で安定した長さとなる。このとき電
気トーチ７は図示せぬ機構によりワイヤー先端の下方に
入り込むように駆動される。次に図（ｈ）の状態にな
り、電気トーチ７がワイヤー先端の下方に完全に入り込
みワイヤー１を片側の電極としてその先端に放電させ、
ワイヤー先端に金属ワイヤー溶融によるボール５を形成
する。この時、金属ワイヤー材質に金を使用するときは
不活性ガスを必要としないが、銅を使用する時には、ア
ルゴンガス等の雰囲気を使用する。
次に、放電により、ボール形成を完了させた直後、図
示せぬスパークジェネレーターからの放電完了信号を受
けて、カットクランパ３の位置は所定の高さを維持した
まま、キャピラリー４だけ下降をスタートさせる。下降
途中で電気トーチ７がキャピラリー４の下方から回避し
た状態が図（ｉ）に示されている。さらに図（ｊ）は、
設定した下降量S4迄キャピラリーが下降してきた状態を
示している。次に、キャピラリー４は定常位置迄上昇し
て図（ｋ）の状態となる。
示せぬスパークジェネレーターからの放電完了信号を受
けて、カットクランパ３の位置は所定の高さを維持した
まま、キャピラリー４だけ下降をスタートさせる。下降
途中で電気トーチ７がキャピラリー４の下方から回避し
た状態が図（ｉ）に示されている。さらに図（ｊ）は、
設定した下降量S4迄キャピラリーが下降してきた状態を
示している。次に、キャピラリー４は定常位置迄上昇し
て図（ｋ）の状態となる。
ここで図（ｊ）のS4寸法は図（ｇ）のS3寸法とほぼ同
寸法に設定することにより、形成されたボールが冷却さ
れる前にワイヤーに張力を与えワイヤーとボールの継ぎ
目にワイヤー径がくびれた部分等の強度の弱い部分をつ
くることが出来る。ここで、下降量S4、下降スピードV
S4、上昇下降の繰り返し回数を図示されないキー入力卓
にて条件設定することが出来、ボンディングヘッド23
（後述の第４図に図示）のDCサーボモーター及び駆動制
御手段により、確実に設定に応じた動作をさせることが
できる。
寸法に設定することにより、形成されたボールが冷却さ
れる前にワイヤーに張力を与えワイヤーとボールの継ぎ
目にワイヤー径がくびれた部分等の強度の弱い部分をつ
くることが出来る。ここで、下降量S4、下降スピードV
S4、上昇下降の繰り返し回数を図示されないキー入力卓
にて条件設定することが出来、ボンディングヘッド23
（後述の第４図に図示）のDCサーボモーター及び駆動制
御手段により、確実に設定に応じた動作をさせることが
できる。
第３図はワイヤー１に対する各アームの配設状態を示
すものであり、第３図を参照して各アームの構成および
動作について説明する。テンションクランパーアーム1
0′の閉動作及び閉荷重は、テンションクランパアーム1
0′の側面に取りついているコイル11にリード線13を通
して電流を通じることにより、又、その電流値を図示し
ない操作卓の設定操作による設定値に応じてＤ−Ａ変換
し制御させることにより、選定することが出来る様にな
っている。開動作は図示しないバネ荷重、駆動系により
コイル11に負荷させる電流をオフさせた時に行われる。
すものであり、第３図を参照して各アームの構成および
動作について説明する。テンションクランパーアーム1
0′の閉動作及び閉荷重は、テンションクランパアーム1
0′の側面に取りついているコイル11にリード線13を通
して電流を通じることにより、又、その電流値を図示し
ない操作卓の設定操作による設定値に応じてＤ−Ａ変換
し制御させることにより、選定することが出来る様にな
っている。開動作は図示しないバネ荷重、駆動系により
コイル11に負荷させる電流をオフさせた時に行われる。
テンションクランパアーム10′の上面に貼付けられた
ストレインゲージ９は、そのリード線８を通じてアーム
にかかる上下方向の外力に応じた抵抗値を変化させ、ワ
イヤー１にかかる張力に応じてその両端にかかる電圧を
変化させる。従って、ワイヤーの張力が高くなるに従い
出力電圧が高くなり、関係値を校正することにより張力
を電圧に変換して検出させる様になっている。
ストレインゲージ９は、そのリード線８を通じてアーム
にかかる上下方向の外力に応じた抵抗値を変化させ、ワ
イヤー１にかかる張力に応じてその両端にかかる電圧を
変化させる。従って、ワイヤーの張力が高くなるに従い
出力電圧が高くなり、関係値を校正することにより張力
を電圧に変換して検出させる様になっている。
カットクランプアーム14,14′は図示しない機構によ
り上下動作及び開閉動作するようになっている。閉荷重
は200g以上かかっており、スプリング荷重又はソレノイ
ド荷重により負荷する様になっている。上下動作はボン
ディングアーム17の上下動作に同期させて行っている。
り上下動作及び開閉動作するようになっている。閉荷重
は200g以上かかっており、スプリング荷重又はソレノイ
ド荷重により負荷する様になっている。上下動作はボン
ディングアーム17の上下動作に同期させて行っている。
ボンディングアーム17はＤ−Ｃサーボモーターの回転
運動をカム機構あるいはリンク機構を応用して上下動作
とし、モーターの回転動作をデジタル的にパルス列に変
換しフィードバックすることにより上下動作スピード及
び移動距離を、任意に設定したスムーズな軌跡で動かす
ことが出来る様になっている。
運動をカム機構あるいはリンク機構を応用して上下動作
とし、モーターの回転動作をデジタル的にパルス列に変
換しフィードバックすることにより上下動作スピード及
び移動距離を、任意に設定したスムーズな軌跡で動かす
ことが出来る様になっている。
第４図は本発明の一実施例を示すボールバンプ形成装
置の正面図である。
置の正面図である。
第４図において、20はウェハーを撮影するカメラ、21
はワイヤスプール、22はワイヤスプール21を固定するス
プールホルダ、23はカメラ20及びスプールホルダ22を支
持するとともにテンションクランパアーム10、ボンディ
ングアーム及びカットクランパアーム24が装着されたボ
ンディングヘッド、25はワイヤガイド、27はボンディン
グヘッド23を装着するXYステージ、28はボンディングヘ
ッド23を移動させるDCサーボモーター、29は各部材を固
定載置するとともに内部の制御部等を内蔵した筺体、30
はカメラ20に装着されたレンズ系、31はウェハー、32は
ウェハー31を載置するボンディングステージ、33はウェ
ハー31を位置決めするストッパ、34はチューブ、35はフ
ロッピーディスク15が装着されるフロッピーディスク装
置である。
はワイヤスプール、22はワイヤスプール21を固定するス
プールホルダ、23はカメラ20及びスプールホルダ22を支
持するとともにテンションクランパアーム10、ボンディ
ングアーム及びカットクランパアーム24が装着されたボ
ンディングヘッド、25はワイヤガイド、27はボンディン
グヘッド23を装着するXYステージ、28はボンディングヘ
ッド23を移動させるDCサーボモーター、29は各部材を固
定載置するとともに内部の制御部等を内蔵した筺体、30
はカメラ20に装着されたレンズ系、31はウェハー、32は
ウェハー31を載置するボンディングステージ、33はウェ
ハー31を位置決めするストッパ、34はチューブ、35はフ
ロッピーディスク15が装着されるフロッピーディスク装
置である。
以上の構成において、ウェハー31は図示されない供給
機構によって自動的にボンディングステージ32上に送ら
れ、ストッパー33をウェハー31のオリエンテーションフ
ラット部分に合わせる様にして載置されたあと、ボンデ
ィングステージ32上面につくられた真空溝に連通されて
いるチューブ34を経由して真空にて、吸着固定されてい
る。
機構によって自動的にボンディングステージ32上に送ら
れ、ストッパー33をウェハー31のオリエンテーションフ
ラット部分に合わせる様にして載置されたあと、ボンデ
ィングステージ32上面につくられた真空溝に連通されて
いるチューブ34を経由して真空にて、吸着固定されてい
る。
ボンディングステージ32はカートリッジヒーター19が
挿入されており、図示しない温調計、熱電対によりその
上表面温度が例えば±５℃になる様に加熱制御されてい
る。又、このステージは筺体29に固定されている。
挿入されており、図示しない温調計、熱電対によりその
上表面温度が例えば±５℃になる様に加熱制御されてい
る。又、このステージは筺体29に固定されている。
ボンディングヘッド23にはウェハー位置検出用カメラ
20がウェハー31の上面に焦点が合うよう、そのレンズ系
30が調節されて取りつけられている。レンズ系の倍率は
例えば４倍〜８倍のものが使われ、認識の１画素分解
能、例えば、゜４μ〜゜８μ程である。従って、認識の
精度は、±４μ〜８μを得ることが可能である。又、キ
ャピラリー18を支持するボンディングアーム17、カット
クランプアーム14、テンションクランパアーム10及びそ
れらの駆動機構及びセンサー類が配備されている。金属
ワイヤーはワイヤースプール21に巻かれて図の経路の様
に解き出され、ワイヤーガイド25を経由して第３図に示
すようにキャピラリー４に導かれている。ボンディング
ヘッド23は各軸のDCサーボモーター28により、計算座標
どうりに正確に位置決めされる。Ｘ−Ｙステージ27の移
動範囲は例えば゜200であり、分解能は2.5μ/pulseであ
る。LSI品種ごとのパッド中心座標、LSIチップ寸法、ウ
ェハー上のマッピング情報、その他ボンディング荷重デ
ーター等のパラメーター、認識パラメーター等を記憶す
るために設けられているのがフロッピーディスク装置35
であり、これに装着されるフロッピーディスク15には上
記データー数品種分が記録されている。品種変更時に
は、そのディスク15の交換によって対応することにな
る。
20がウェハー31の上面に焦点が合うよう、そのレンズ系
30が調節されて取りつけられている。レンズ系の倍率は
例えば４倍〜８倍のものが使われ、認識の１画素分解
能、例えば、゜４μ〜゜８μ程である。従って、認識の
精度は、±４μ〜８μを得ることが可能である。又、キ
ャピラリー18を支持するボンディングアーム17、カット
クランプアーム14、テンションクランパアーム10及びそ
れらの駆動機構及びセンサー類が配備されている。金属
ワイヤーはワイヤースプール21に巻かれて図の経路の様
に解き出され、ワイヤーガイド25を経由して第３図に示
すようにキャピラリー４に導かれている。ボンディング
ヘッド23は各軸のDCサーボモーター28により、計算座標
どうりに正確に位置決めされる。Ｘ−Ｙステージ27の移
動範囲は例えば゜200であり、分解能は2.5μ/pulseであ
る。LSI品種ごとのパッド中心座標、LSIチップ寸法、ウ
ェハー上のマッピング情報、その他ボンディング荷重デ
ーター等のパラメーター、認識パラメーター等を記憶す
るために設けられているのがフロッピーディスク装置35
であり、これに装着されるフロッピーディスク15には上
記データー数品種分が記録されている。品種変更時に
は、そのディスク15の交換によって対応することにな
る。
ウェハー検査装置でつくられるマッピング情報は、第
５図に示すようにウェハーのオリエンテーションフラッ
トに近接する不良LSIチップの最も左にあるものをマッ
ピング基準チップ26として、そのチップから、Ｘ方向ｎ
チップ目、Ｙ方向チップ目が良品であるべく、行列式の
要領でフロッピーディスクに記録させてある。マッピン
グ基準チップ26には、ウェハー検査装置でマッピング基
準チップの上面に、レーザーマークあるいはインク打点
にてマーキングがなされており、ボールバンプボンダー
認識装置によって検出される大きさにより、その位置精
度はチップのほぼ中心の±0.3mmの範囲に入る様に付け
られている。
５図に示すようにウェハーのオリエンテーションフラッ
トに近接する不良LSIチップの最も左にあるものをマッ
ピング基準チップ26として、そのチップから、Ｘ方向ｎ
チップ目、Ｙ方向チップ目が良品であるべく、行列式の
要領でフロッピーディスクに記録させてある。マッピン
グ基準チップ26には、ウェハー検査装置でマッピング基
準チップの上面に、レーザーマークあるいはインク打点
にてマーキングがなされており、ボールバンプボンダー
認識装置によって検出される大きさにより、その位置精
度はチップのほぼ中心の±0.3mmの範囲に入る様に付け
られている。
ボンディングヘッド23上のカメラは、まず、マッピン
グ基準チップを探査すべく、Ｘ−Ｙステージ27の移動に
て像を取り込み、判断しながらスキャンしていく。そこ
で、マッピング基準チップ26が探査完了すると、そのチ
ップ上を２箇所、パターンマッチング法を用いて認識す
る。このパターンマッチング用のレファレンスパターン
は、それ以前に認識したデーターとして、フロッピーデ
ィスクの中に記録されており、そのデーターを利用し
て、このマッピング基準チップの△X0、△Y0、△θ０を
計算し、マッピング基準チップ26の中心とカメラの中心
が合致する様にＸ−Ｙステージ27を移動させる。
グ基準チップを探査すべく、Ｘ−Ｙステージ27の移動に
て像を取り込み、判断しながらスキャンしていく。そこ
で、マッピング基準チップ26が探査完了すると、そのチ
ップ上を２箇所、パターンマッチング法を用いて認識す
る。このパターンマッチング用のレファレンスパターン
は、それ以前に認識したデーターとして、フロッピーデ
ィスクの中に記録されており、そのデーターを利用し
て、このマッピング基準チップの△X0、△Y0、△θ０を
計算し、マッピング基準チップ26の中心とカメラの中心
が合致する様にＸ−Ｙステージ27を移動させる。
次に、マッピング情報を利用してマッピング基準チッ
プから一番近い良品LSIチップ（ｍ行,n列目）の位置に
カメラの中心が位置する様Ｘ−Ｙステージを移動させ
る。この移動時には、上記△θ０はそのままステージ移
動計算に使われる（第６図）。
プから一番近い良品LSIチップ（ｍ行,n列目）の位置に
カメラの中心が位置する様Ｘ−Ｙステージを移動させ
る。この移動時には、上記△θ０はそのままステージ移
動計算に使われる（第６図）。
次に、その良品LSIチップ上の２箇所を同様にパター
ンマッチング法を用いて認識して、△X1、△Y1、△θ１
を得る。その値をもとにパッド中心座標を座標変換し、
前記ボールバンプボンディングをLSIチップ１チップ分
完了する。
ンマッチング法を用いて認識して、△X1、△Y1、△θ１
を得る。その値をもとにパッド中心座標を座標変換し、
前記ボールバンプボンディングをLSIチップ１チップ分
完了する。
それ以降のボンディングについては、LSIチップ寸
法、マッピング情報、パッド中心座標を利用し、それに
膨張係数を掛け合わせて、ウェハー１枚分のボールバン
プボンディングを完了する。
法、マッピング情報、パッド中心座標を利用し、それに
膨張係数を掛け合わせて、ウェハー１枚分のボールバン
プボンディングを完了する。
第７図（ａ）〜（ｋ）は本発明方法の他の実施例を示
す工程図である。
す工程図である。
本実施例は図（ａ）〜（ｈ）までが第１図と同一であ
り、従って重複する説明を省略する。第７図において、
図（ｈ）にて放電を行い、ボールを形成した直後、図示
せぬスパークジェネレーターからの放電完了信号を受け
て、キャピラリー４の位置は所定の高さを維持したま
ま、カットクランパ３の閉を維持したまま上昇スタート
させる。上昇ストロークS5はS3とほぼ同寸法をとり、上
限迄上りきった状態が図（ｋ）の状態になる。ここで、
上昇量S5、上昇スピードVS5、上昇下降の繰り返し回数
を設定することが出来、それによりボール直上部に強度
の弱い部分を形成している。
り、従って重複する説明を省略する。第７図において、
図（ｈ）にて放電を行い、ボールを形成した直後、図示
せぬスパークジェネレーターからの放電完了信号を受け
て、キャピラリー４の位置は所定の高さを維持したま
ま、カットクランパ３の閉を維持したまま上昇スタート
させる。上昇ストロークS5はS3とほぼ同寸法をとり、上
限迄上りきった状態が図（ｋ）の状態になる。ここで、
上昇量S5、上昇スピードVS5、上昇下降の繰り返し回数
を設定することが出来、それによりボール直上部に強度
の弱い部分を形成している。
以上説明した通り、本発明によれば、ボールの形成後
に、ボールの直上部の金属ワイヤーにくびれ又は強度の
弱い部分が生じるように、キャピラリーと金属ワイヤー
を把持しているクランパとが離間するように相対移動さ
せるようにしたため、LSIチップに接着する前にボール
とワイヤー部の境目の強度を弱くすることができる。こ
のことによりワイヤー突起部の小さい安定した接着ボー
ルを形成することができるとともに、ウェハー単位でそ
の上の良品LSIチップに選択的に効率良くボンディング
できるのでバンプ形成時のコストを大幅に低下させるこ
とができる。
に、ボールの直上部の金属ワイヤーにくびれ又は強度の
弱い部分が生じるように、キャピラリーと金属ワイヤー
を把持しているクランパとが離間するように相対移動さ
せるようにしたため、LSIチップに接着する前にボール
とワイヤー部の境目の強度を弱くすることができる。こ
のことによりワイヤー突起部の小さい安定した接着ボー
ルを形成することができるとともに、ウェハー単位でそ
の上の良品LSIチップに選択的に効率良くボンディング
できるのでバンプ形成時のコストを大幅に低下させるこ
とができる。
第１図（ａ）〜（ｋ）は本発明方法を実現する製造工程
の説明図、第２図は本発明による接着ボールワイヤーの
切断直後の状態を示す正面図、第３図はワイヤと各アー
ムの配置関係を示す斜視図、第４図は本発明のボールバ
ンプ形成装置を示す正面図、第５図及び第６図はウェハ
ーの位置決め説明図、第７図（ａ）〜（ｋ）は本発明の
他のボールバンプ形成方法を実現する製造工程の説明図
である。 符号の説明 １……金属ワイヤー ２……カットクランパ ３……テンションクランパ ４……キャピラリー ５……ボール ６……LSIチップ ７……電気トーチ ８……ゲージリード線 ９……ストレインゲージ 10……テンションクランパーアーム 11……コイル 12……アーマチャー 13……コイルリード線 14……カットクランパアーム 15……フロッピーディスク 16……接着ボール 17……ボンディングアーム 19……カートリッジヒータ 20……カメラ 21……スプール 22……スプールホルダ 23……ボンディングヘッド 25……ワイヤーガイド 26……マッピング基準チップ 27……Ｘ−Ｙステージ 28……DCサーボモータ 29……筺体 30……レンズ系 31……ウェハー 32……ボンディングステージ 33……ストッパー 34……チューブ 35……フロッピーディスク装置
の説明図、第２図は本発明による接着ボールワイヤーの
切断直後の状態を示す正面図、第３図はワイヤと各アー
ムの配置関係を示す斜視図、第４図は本発明のボールバ
ンプ形成装置を示す正面図、第５図及び第６図はウェハ
ーの位置決め説明図、第７図（ａ）〜（ｋ）は本発明の
他のボールバンプ形成方法を実現する製造工程の説明図
である。 符号の説明 １……金属ワイヤー ２……カットクランパ ３……テンションクランパ ４……キャピラリー ５……ボール ６……LSIチップ ７……電気トーチ ８……ゲージリード線 ９……ストレインゲージ 10……テンションクランパーアーム 11……コイル 12……アーマチャー 13……コイルリード線 14……カットクランパアーム 15……フロッピーディスク 16……接着ボール 17……ボンディングアーム 19……カートリッジヒータ 20……カメラ 21……スプール 22……スプールホルダ 23……ボンディングヘッド 25……ワイヤーガイド 26……マッピング基準チップ 27……Ｘ−Ｙステージ 28……DCサーボモータ 29……筺体 30……レンズ系 31……ウェハー 32……ボンディングステージ 33……ストッパー 34……チューブ 35……フロッピーディスク装置
Claims (4)
- 【請求項１】金属ワイヤーの先端に形成されたボールを
キャピラリーの下降動作によってLSIチップのパッド面
に圧接させながら前記ボールと前記パッド面の界面を合
金化して接続するボールバンプの形成方法において、 前記ボールの形成後に、前記ボールの直上部の前記金属
ワイヤーにくびれ又は強度の弱い部分が生じるように、
前記キャピラリーと前記金属ワイヤーを把持しているク
ランパとが離間するように相対移動させることを特徴と
するボールバンプ形成方法。 - 【請求項２】前記相対移動は、前記ボールの形成直後の
前記ボールの冷却前に行うことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のボールバンプ形成方法。 - 【請求項３】前記相対移動は、前記キャピラリーの上方
に設けられたテンションクランパによる前記金属ワイヤ
の把持中に、前記キャピラリーを降下させることにより
行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボー
ルバンプ形成方法。 - 【請求項４】金属ワイヤーの先端に形成されたボールを
キャピラリーの下降動作によってLSIチップのパッド面
に圧接させながら前記ボールと前記パッド面の界面を合
金化して接続するボールバンプの形成装置において、 前記金属ワイヤーを前記キャピラリーの上方で把持する
クランパと、 前記クランパを前記金属ワイヤーの長さ方向に上下させ
るクランパアームと、 前記キャピラリーを前記金属ワイヤーの長さ方向に上下
させるボンディングアームと、 前記キャピラリーから引き出された前記金属ワイヤーの
先端を溶融して前記ボールを形成するボール形成手段と
を有し、 前記クランパと前記キャピラリーは、前記ボール形成手
段によって前記金属ワイヤーの先端に前記ボールを形成
した後、相対移動して離間することにより前記ボールの
直上部の前記金属ワイヤーにくびれ又は強度の弱い部分
を形成する構成を有し、 前記クランパは前記くびれ又は強度の弱い部分を上昇動
作によって切断する構成を有することを特徴とするボー
ルバンプ形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130740A JPH0831459B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ボ−ルバンプ形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130740A JPH0831459B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ボ−ルバンプ形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63296248A JPS63296248A (ja) | 1988-12-02 |
| JPH0831459B2 true JPH0831459B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15041494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62130740A Expired - Lifetime JPH0831459B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ボ−ルバンプ形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831459B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04177732A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Matsushita Electron Corp | 半導体製造装置 |
| JP4400441B2 (ja) | 2004-12-14 | 2010-01-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154540A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-14 | Nec Corp | バンプ形成装置 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130740A patent/JPH0831459B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63296248A (ja) | 1988-12-02 |
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