JPH10107074A - バンプボンダー - Google Patents

バンプボンダー

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JPH10107074A
JPH10107074A JP8255220A JP25522096A JPH10107074A JP H10107074 A JPH10107074 A JP H10107074A JP 8255220 A JP8255220 A JP 8255220A JP 25522096 A JP25522096 A JP 25522096A JP H10107074 A JPH10107074 A JP H10107074A
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JP
Japan
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bonding
chip
bump
capillary
discard
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Koichi Yoshida
幸一 吉田
Akihiro Yamamoto
章博 山本
Takahiro Yonezawa
隆弘 米澤
Makoto Imanishi
誠 今西
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプの形成のタクト効率の低下を僅かに抑
えて不良なボール３を捨てボンドして、良好なバンプを
形成できるバンプボンダーを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 バンプの形成を受ける半導体チップ１３
ａ，１３ｂを規定位置に保持するボンディングステージ
１７に、前記の規定位置に近接した位置に捨てボンド用
チップ１９を配置し、捨てボンド用チップ１９に捨てボ
ンドを実行することを特徴とする。この構成によると、
キャピラリを作業位置であるボンディングステージ１７
から大きく移動させなくても捨てボンドすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを配
線基板に実装するに際して、半導体チップの電極上にバ
ンプを形成するバンプボンダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップを配線基板に実装する装置
としては、図３に示すように半導体チップ１３の電極１
４と配線基板のリードフレーム１５とをＡｕワイヤ１６
で電気接続する方法と、図８に示すように半導体チップ
４の電極５に予めＡｕバンプ７を形成し、このＡｕバン
プ７が形成された半導体チップ４を導電性接着剤１０で
配線基板１１の電極１２に電気接続する方法がある。
【０００３】Ａｕワイヤ１６で電気接続する装置はワイ
ヤーボンダーと呼ばれている。Ａｕバンプ７で電気接続
する装置はバンプボンダーと呼ばれている。図４と図５
はバンプボンダーによるボンディング状況を示す。
【０００４】先ず、図４に示すようにキャピラリ１を通
じて繰り出されたＡｕワイヤ２の先端部をスパーク電流
で溶かしてボール３を形成する。このボール３を半導体
チップ４の電極５に、熱と圧力と同時に超音波をかける
ことにより接合してボンディングした後にキャピラリ１
を移動させて、図５に示すようにボール３の直上にＡｕ
ワイヤ２の逆Ｕ字状部６を形成する。そして、この逆Ｕ
字状部６を残留させＡｕワイヤ２を切断する。
【０００５】このようにしてバンプボンダーによって半
導体チップ４のすべての電極５の上に、ボール３と逆Ｕ
字状部６からなるバンプ７を形成した半導体チップ４
は、図６に示すように表面の平坦度が確立された整形台
８に、すべてのバンプ７を押し付けてバンプ高さを一様
に揃え、同時に各バンプ７の突端面を平坦化する。
【０００６】次に、図７に示すようにして半導体チップ
４のバンプ７の周辺に導電性接着剤１０のペースト状塗
膜を転写する。ここで、平坦度が確保された整形台９の
表面上には、エポキシ系樹脂をバインダーとする導電性
接着剤１０が一様の厚さに付設されている。高さを整え
られた逆Ｕ字部６を一括して圧接させた後に引き上げる
と、すべてのバンプ７の表面上に導電接着剤１０のペー
スト状の塗膜が付着される。
【０００７】そして図８に示すように、配線基板１１に
パターン形成されている複数の導電膜１２に、半導体チ
ップ４のバンプ７を位置合わせした状態で導電性接着剤
１０を介して接合し、加熱して導電性接着剤１０を熱硬
化させて実装が完了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】バンプボンダーの場合
には、Ａｕワイヤ２の先端部にボール３を予め形成する
必要があるため、良好なバンプ７を得るためには適切な
ボール３ができるまではその不良なボール３を除去する
ことが必要となる。
【０００９】ワイヤーボンダーの場合には図３に仮想線
で示すリードフレーム１５の空きエリア１５ａに捨てボ
ンドして半導体チップ１３の電極１４と配線基板のリー
ドフレーム１５とをＡｕワイヤ１６で電気接続する作業
を継続することができるが、バンプボンダーの場合には
表面積の小さな半導体チップ４には、不良なボール３を
除去する捨てボンドのエリアを確保することができない
のが現状である。
【００１０】本発明は、バンプ７の形成のタクト効率の
低下を僅かに抑えて不良なボール３を捨てボンドして、
良好なバンプ７を形成できるバンプボンダーを提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプボンダー
は、バンプの形成を受ける半導体チップを規定位置に保
持するボンディングステージに、前記の規定位置に近接
した位置に捨てボンド用チップを配置し、捨てボンド用
チップに捨てボンドを実行することを特徴とする。
【００１２】この本発明によると、キャピラリを作業位
置であるボンディングステージから大きく移動させなく
ても捨てボンドすることができるバンプボンダーが得ら
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】請求項１記載のバンプボンダー
は、半導体チップをボンディングステージ上面の規定位
置に保持し、先端部を溶かしてボールを形成した金属ワ
イヤをキャピラリによって前記半導体チップの電極の上
に移動させ金属ワイヤの先端に形成されたボールを半導
体チップの電極に接合してバンプを形成するバンプボン
ダーであって、ボンディングステージの上面でかつ前記
の規定位置に近接した位置に捨てボンド用チップを配置
し、キャピラリの移動を制御する駆動制御手段を、バン
ピングに際してボンディングステージ上に設置された前
記捨てボンド用チップの位置に前記キャピラリを移動さ
せて捨てボンドを実行するように構成したことを特徴と
する。
【００１４】請求項２記載のバンプボンダーは、請求項
１において、キャピラリの移動を制御する駆動制御手段
を、捨てボンドの必要性を判定して、捨てボンドが必要
な場合にはバンピングに際してボンディングステージ上
に設置された捨てボンド用チップの位置でバンピングを
実施して捨てボンドを実行し、その後に半導体チップの
作業位置にキャピラリを移動させてバンピングするよう
に構成したことを特徴とする。
【００１５】以下、本発明のバンプボンダーを図１と図
２に基づいて説明する。なお、従来例を示す図４と図５
と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明す
る。
【００１６】本発明のバンプボンダーでは、図１と図２
の（ａ）に示すように、ボンディングステージ１７に
は、バンプの形成を受ける半導体チップ１３ａ，１３ｂ
を保持する位置に第１，第２の吸着孔１８ａ，１８ｂが
穿設されている。さらに、ボンディングステージ１７に
は第１，第２の吸着孔１８ａ，１８ｂに近接して第３の
吸着孔１８ｃが穿設されている。第１〜第３の吸着孔１
８ａ〜１８ｃは真空源に接続されている。
【００１７】バンピングの開始に際しては、図２の
（ｂ）に示すようにボンディングステージ１７の第３の
吸着孔１８ｃの位置に、捨てボンド用チップとしてのＡ
ｌチップ１９が載置されて吸着保持されている。
【００１８】この状態でボンディングステージ１７の第
１，第２の吸着孔１８ａ，１８ｂの手前位置に半導体チ
ップ１３ａ，１３ｂを載置し、載置された半導体チップ
１３ａ，１３ｂを図２の（ｃ）に示すように板状の規制
板２０をボンディングステージ１７の上面に沿ってスラ
イドさせて、半導体チップ１３ａ，１３ｂを第１，第２
の吸着孔１８ａ，１８ｂの位置の作業位置に押し出して
正確に作業位置にセットする。
【００１９】第１，第２の吸着孔１８ａ，１８ｂの位置
の作業位置に半導体チップ１３ａ，１３ｂのセットが完
了すると規制板２０は図２の（ｄ）に示すように初期位
置に復帰する。この状態でキャピラリ１を移動させて半
導体チップ１３ａ，１３ｂの電極の上にバンプ７を形成
するが、キャピラリ１の移動を制御する駆動制御手段
は、次のように構成されている。
【００２０】駆動制御手段は、捨てボンドの必要性を判
定して、捨てボンドが必要な場合にはバンピングに際し
て捨てボンド用のＡｌチップ１９位置でバンピングを実
施して捨てボンドを実行し、その後に半導体チップ１３
ａ，１３ｂの作業位置にキャピラリ１を移動させてバン
ピングするように構成されている。
【００２１】具体的には、駆動制御手段は、Ａｕワイヤ
２の先端部をスパーク電流で溶かしてボール３を形成す
る際に、スパーク電流を測定し、測定によって得られた
電流値が規定範囲外の場合には、良好なボール３を形成
できなかったと判断して、上記のようにＡｌチップ１９
の位置でバンピングを実施して捨てボンドを実行する。
捨てボンドは、１回または複数回を繰り返し実行する。
より具体的には、Ａｌチップ１９の位置で５回のバンピ
ングを実施してボール３の温度が安定した状態で半導体
チップ１３ａ，１３ｂへのバンピングを実施する。
【００２２】また、半導体チップ１３ａ，１３ｂへのバ
ンピングの実施中に良好なボール３を形成できなかった
と判断した場合にも、Ａｌチップ１９の位置でバンピン
グを実施して捨てボンドを２，３回実行してから半導体
チップ１３ａ，１３ｂへのバンピングの実施に復帰す
る。
【００２３】なお、上記の駆動制御手段は、マイクロコ
ンピュータによって実現できる。このように、半導体チ
ップ１３ａ，１３ｂの作業位置に近接してＡｌチップ１
９を配設し、捨てボンドをＡｌチップ１９に実施するよ
うに構成したため、連続自動運転させることができ、し
かもボンディングステージ１７とは別の場所に捨てボン
ドする場合に比べてキャピラリ１の移動量が少なくて済
み、タクトアップを図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１記載のバンプボンダーによる
と、半導体チップをボンディングステージ上面の規定位
置に保持し、先端部を溶かしてボールを形成した金属ワ
イヤをキャピラリによって前記半導体チップの電極の上
に移動させ金属ワイヤの先端に形成されたボールを半導
体チップの電極に接合してバンプを形成するバンプボン
ダーであって、ボンディングステージの上面でかつ前記
の規定位置に近接した位置に捨てボンド用チップを配置
し、キャピラリの移動を制御する駆動制御手段を、バン
ピングに際してボンディングステージ上に設置された前
記捨てボンド用チップの位置に前記キャピラリを移動さ
せて捨てボンドを実行するように構成したため、キャピ
ラリを作業位置であるボンディングステージから大きく
移動させなくても捨てボンドすることができ、タクト効
率の低下を僅かにして良好なバンプを半導体チップに形
成することができる。
【００２５】請求項２記載のバンプボンダーによると、
請求項１において、キャピラリの移動を制御する駆動制
御手段を、捨てボンドの必要性を判定して、捨てボンド
が必要な場合にはバンピングに際してボンディングステ
ージ上に設置された捨てボンド用チップの位置でバンピ
ングを実施して捨てボンドを実行し、その後に半導体チ
ップの作業位置にキャピラリを移動させてバンピングす
るように構成することによって、連続運転時の無人化運
転を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のボンディングステージの平面図
【図２】実施の形態のバンピングの工程図
【図３】ワイヤボンダーの説明図
【図４】従来の半導体チップ実装方法におけるキャピラ
リの先端部にボールを形成する工程の説明図
【図５】バンプボンダーにおいてボールを半導体チップ
の電極パッドに接合しボールの真上に金属ワイヤの逆Ｕ
字状部を形成する工程の説明図
【図６】形成されたバンプを整形台に押し付ける工程の
説明図
【図７】バンプの周辺に導電性接着剤のペースト状塗膜
を半導体チップに転写する工程の説明図
【図８】半導体チップを配線基板の導電膜に接合する工
程の説明図
【符号の説明】
１ キャピラリ ２ Ａｕワイヤ〔金属ワイヤ〕 ７ バンプ １３ａ，１３ｂ 半導体チップ １７ ボンディングステージ １８ａ，１８ｂ 第１，第２の吸着孔 １８ｃ 第３の吸着孔 １９ Ａｌチップ〔捨てボンド用チップ〕
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今西 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体チップをボンディングステージ上面
    の規定位置に保持し、先端部を溶かしてボールを形成し
    た金属ワイヤをキャピラリによって前記半導体チップの
    電極の上に移動させ金属ワイヤの先端に形成されたボー
    ルを半導体チップの電極に接合してバンプを形成するバ
    ンプボンダーであって、ボンディングステージの上面で
    かつ前記の規定位置に近接した位置に捨てボンド用チッ
    プを配置し、キャピラリの移動を制御する駆動制御手段
    を、バンピングに際してボンディングステージ上に設置
    された前記捨てボンド用チップの位置に前記キャピラリ
    を移動させて捨てボンドを実行するように構成したバン
    プボンダー。
  2. 【請求項２】キャピラリの移動を制御する駆動制御手段
    を、捨てボンドの必要性を判定して、捨てボンドが必要
    な場合にはバンピングに際してボンディングステージ上
    に設置された捨てボンド用チップの位置でバンピングを
    実施して捨てボンドを実行し、その後に半導体チップの
    作業位置にキャピラリを移動させてバンピングするよう
    に構成した請求項１記載のバンプボンダー。
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