JPH04268731A - バンプ電極形成方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バンプ電極形成方法に
関し、詳しくは、半導体装置のパッド電極にワイヤボー
ルボンディング用ツールを用いてバンプ電極を形成する
バンプ電極形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のバンプ電極形成方法とし
ては、例えば、特開昭６３−１７３３４５号公報および
特開昭６３−１８８９４８号公報に記載されたようなも
のがあり、図３、４のように示される。なお、図３、４
において、１はシリコン基板、２はアルミニウム等から
構成されたバンプ電極形成部を構成する電極パッド、３
はＳｉＯ２等からなる絶縁用のパッシベーション膜、４
は電極パッド２の電極面に対して上下方向に移動可能に
設けられ、中央部にその軸線方向に沿って供給通路４ａ
が形成されたワイヤボールボンディング用のキャピラル
ツール、５はワイヤ供給通路４ａに挿通された電極材料
としてのＡｕ線であり、このＡｕ線５は図示しないスプ
ールから供給通路４ａに供給される。また、６はバンプ
電極であり、７は加工成形用ツールである。

【０００３】まず、キャピラルツール４を電極パッド２
に対向して配置した後、電極パッド２に対して直角方向
にＡｕ線５を供給してツール４の先端部外方にＡｕ線５
の一部を突出させ、この突出部分の先端部を水素炎等で
加熱溶融させる。このため、図３（ａ）に示すようにＡ
ｕ線５の先端部にボール部５ａが形成される。次いで、
図３（ｂ）に示すようにキャピラルツール４を電極パッ
ド２に向けて下降させ、ボール部５ａを電極パッド２に
押付けて電極パッド２に圧着する。

【０００４】次いで、図３（ｃ）および図４（ａ）に示
すようにキャピラルツール４を上方に移動させてボール
部５ａからＡｕ線５を切断してバンプ電極６を形成する
。なお、このとき、特開昭６３−１７３３４５公報に記
載のものはキャピラルツール４を上方に移動させずに横
方向に移動させた後、キャピラルツール４をシリコン基
板１に向ってさらに下降させるようにして切断している
。

【０００５】次いで、図４（ａ）に示すようにバンプ電
極６の上方に向ってワイヤテール６ａが形成されたりし
てバンプ電極６の高さがばらついてしまうため、図４（
ｂ）（ｃ）に示すように加工成形用ツール７によってバ
ンプ電極６を押圧し、ワイヤテール６ａを除去してバン
プ電極６の表面を平坦にしてバンプ電極６の高さを均一
にするようにしている。すなわち、このワイヤテール６
ａは例えばバンプ電極６を介して電極パッド２にテープ
キャリヤ等を接続する際にテープキャリヤを損傷させた
りして接合性を極度に低下しまうとともに、バンプ電極
６の高さのばらつきが発生すると半導体装置の特性にば
らつきが発生してしまうため、上記加工成形用ツール７
によってバンプ電極６の高さのばらつきをなくす必要が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のバンプ電極形成方法にあっては、パッド電極
２の電極面に対して直角方向にＡｕ線５を供給した後、
加工成形用ツール７によってバンプ電極６の高さを均一
にしていたため、２つツール４、７を用いる工程が必要
となってしまった。このため、１つのバンプ電極６を形
成するために多大な時間を要し、バンプ電極６の生産性
が悪化してしまうという問題があった。

【０００７】また、近年、ボンディング精度は±１０〜
１５μｍ程度と高精度になっているため、このような微
小な精度でバンプ電極６を形成する場合には加工成形用
ツール７の先端形状を平坦なものにせざるおえず、この
ため、上記ワイヤテール６ａを除去しながらバンプ電極
６の表面形状を所望の形状、すなわち、被接合部分に接
合されるときに変形を伴って被接合物に接合されるよう
な球面形状等に形成することができないという問題があ
った。

【０００８】そこで本発明は、バンプ電極の高さのばら
つきを抑制するとともにその表面形状を所望の形状にす
る作業を１つのワイヤボールボンディング用ツールによ
って行なうことができ、１つのバンプ電極を短時間で形
成してバンプ電極の生産性を向上させることができるバ
ンプ電極形成方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を達成するために、ワイヤボールボンディング
用ツールを用いて電極パッド上にバンプ電極を形成する
方法において、前記電極パッドの電極面に対して略直角
方向に移動するとともに、該移動方向に対して所定角度
傾斜するワイヤ供給通路を有するワイヤボールボンディ
ング用ツールを準備し、該ツールの先端部を電極パッド
に対向して配置した後、前記供給通路にワイヤを供給し
て該ツールの先端部外方にワイヤの先端部を突出させる
工程と、ワイヤの先端部を溶融してボール状に形成した
後、上記ツールの先端部の所定箇所でボール状部分を電
極パッドに圧着してバンプ電極を形成する工程と、上記
ツールを電極パッドから離隔させてバンプ電極とワイヤ
を切断する工程と、を含んでなることを特徴としている
。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を達成す
るために、前記先端部の所定箇所に凹部が形成されたワ
イヤボールボンディング用ツールを準備し、該凹部によ
ってボール状部分を電極パッドに圧着することによりバ
ンプ電極の表面形状が凸状になるようにしたことを特徴
としている。請求項３記載の発明は、上記課題を達成す
るために、前記ツールの先端部外方に突出するワイヤの
先端部の全てを溶融してボール状に形成することを特徴
としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、ワイヤが電極パッド
に対して略斜め方向から供給された後、ワイヤの先端部
が溶融されてボール状部材が形成される。次いで、電極
パッドにボール状部材が圧着されてバンプ電極が形成さ
れた後、バンプ電極からワイヤが切断される。したがっ
て、バンプ電極がワイヤから切断された後にワイヤテー
ルがバンプ電極の横方向に形成され、バンプ電極の高さ
のばらつきが抑制される。また、この作業が１つのツー
ルで行なわれ、１つのバンプ電極が短時間で形成されて
バンプ電極の生産性が向上する。

【００１２】請求項２記載の発明では、先端部の所定箇
所に凹部が形成されたワイヤボールボンディング用ツー
ルが準備され、該凹部によってボール状部分が電極パッ
ドに圧着されることによりバンプ電極の表面形状が凸状
になる。したがって、バンプ電極の圧着作業と同時に該
電極の表面が凸状に形成され、バンプ電極が被接合部分
に接合されるときに変形を伴って被接合物に接合される
。この結果、接合性の高い高精度なバンプ電極が短時間
で形成される。

【００１３】請求項３記載の発明では、ワイヤボールボ
ンディング用ツールの先端部外方に突出するワイヤの先
端部の全てが溶融されてボール状に形成される。したが
って、ワイヤの先端部を溶融する際に該先端部に加わる
熱が上記ツールに伝達され、ワイヤ再結晶領域の拡大が
抑制される。すなわち、ワイヤ再結晶領域は通常ワイヤ
に対して結晶粒が大きく引張り強度が弱いため、バンプ
電極をワイヤから切断する際にはこのワイヤ再結晶領域
で切断されるのである。そして、上記ワイヤ最結晶領域
が拡大するのが抑制されると、バンプ電極の切断時に該
電極に生じるワイヤテールの長さが短くなるのである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 図１、２は本発明に係るバンプ電極形成方法を実施する
ためのバンプ電極形成装置の一実施例を示す図である。 まず、構成を説明する。図１、２において、１１はシリ
コン基板、１２はアルミニウム等から構成されたバンプ
電極形成部を構成する電極パッド、１３はＳｉＯ２等か
らなる絶縁用のパッシベーション膜である。また、１４
は電極パッド１２の電極面に対して上下方向に移動可能
に設けられ、バンプ電極形成装置を構成するワイヤボー
ルボンディング用ツールであり、このツール１４の内部
にはその移動方向に対して所定角度傾斜する供給通路１
４ａ（ワイヤ供給通路）が形成されている。

【００１５】このツール１４の下降方向先端部の所定箇
所、具体的には電極パッド１２に対向する部分には凹部
１４ｂが形成されており、この凹部１４ｂは後述するよ
うにボール状部分に当接可能になっている。また、供給
通路１４ａには電極材料としてのＡｕ線１５（ワイヤ）
が挿通されており、このＡｕ線１５は図示しないスプー
ルから供給通路１４ａに供給される。また、１６はバン
プ電極である。

【００１６】次に、このようなワイヤボールボンディン
グ用ツール１４を用いて±１０〜１５μｍ程度の幅のバ
ンプ電極１６を形成する方法について説明する。まず、
ツール１４を電極パッド１２に対向して配置した後、電
極パッド１２の電極面に対して斜め方向からＡｕ線１５
を供給してツール１４の先端部外方にＡｕ線１５の先端
部を突出させ先端部の全てを電気トーチ等で加熱溶融さ
せる。このため、図１（ａ）に示すようにＡｕ線１５の
先端部にボール部１５ａ（ボール状部分）が形成される
。次いで、図１（ｂ）に示すように凹部１４ｂの下方に
位置するようにボール部１５ａを供給部材１４ａから突
出させた後、図２（ａ）に示すようにツール１４を電極
パッド１２に向けて下降させ、凹部１４ｂによってボー
ル部１５ａを電極パッド１２に押付け、これに図示しな
い超音波熱圧着器等を併用してボール部１５ａを電極パ
ッド１２に圧着する。

【００１７】次いで、図２（ｂ）に示すようにツール１
４を上方に移動させる。このとき、供給通路１４ａがツ
ール１４の移動方向に対して傾斜しているため、Ａｕ線
１５が供給通路１４ａの先端に係合してボール部１５ａ
からＡｕ線１５が切断され、電極パッド１２上にバンプ
電極１６が形成される。このため、バンプ電極１６の横
方向に微小な長さのワイヤテール１６ａが形成されると
ともに、該電極１６の表面が滑らかな凸状に形成される
。次いで、Ａｕ線１５の突出部分の全てを再び加熱溶融
して図１（ａ）に示すように再びボール部１５ａを形成
し、新たな電極パッド１２上にバンプ電極１６を形成す
る。

【００１８】このように本実施例では、Ａｕ線１５を電
極パッド１２に対して略斜め方向から供給した後、Ａｕ
線１５の先端部を溶融してボール部１５ａを形成し、次
いで、電極パッド１２にボール部１５ａを圧着してバン
プ電極１６を形成した後、バンプ電極１６からＡｕ線１
５を切断しているため、バンプ電極１６をワイヤから切
断した後にワイヤテール１６ａをバンプ電極１６の横方
向に形成することができ、バンプ電極１６の高さのばら
つきを抑制することができる。また、この作業を１つの
ツール１４で行なうことができ、１つのバンプ電極１６
を短時間で形成してバンプ電極１６の生産性を向上させ
ることができる。

【００１９】また、先端部の所定箇所に凹部１４ｂが形
成されたツール１４を準備し、該凹部１４ｂによってボ
ール部１５ａを電極パッド１２に圧着することによりバ
ンプ電極１６の表面形状を凸状に形成しているため、バ
ンプ電極１６の圧着作業と同時に該電極１６の表面を凸
状に形成することができる。このため、バンプ電極１６
を被接合部分に接合するときに変形を伴って接合させる
ことができ、接合性の高い高精度なバンプ電極１６を短
時間で形成することができる。

【００２０】さらに、ツール１４の先端部外方に突出す
るＡｕ線１５の先端部の全てを溶融してボール部１５ａ
を形成しているため、Ａｕ線１５の先端部を溶融する際
に該先端部に加わる熱をツール１４に伝達してワイヤ再
結晶領域の拡大を抑制することができる。このため、バ
ンプ電極１６の切断時に該電極１６に生じるワイヤテー
ル１６ａの長さを短くすることができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ワイヤを
電極パッドに対して略斜め方向から供給した後、該ワイ
ヤの先端部を溶融してボール状部分を形成し、次いで、
電極パッドにボール状部分を圧着してバンプ電極を形成
した後、バンプ電極からワイヤを切断しているので、バ
ンプ電極をワイヤから切断した後にワイヤテールをバン
プ電極の横方向に形成することができ、バンプ電極の高
さのばらつきを抑制することができる。また、この作業
を１つのツールで行なうことができ、１つのバンプ電極
を短時間で形成してバンプ電極の生産性を向上させるこ
とができる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、先端部の所
定箇所に凹部が形成されたツールを準備し、該凹部によ
ってボール状部分を電極パッドに圧着することによりバ
ンプ電極の表面形状を凸状に形成しているので、バンプ
電極の圧着作業と同時に該電極の表面を凸状に形成する
ことができる。このため、バンプ電極を被接合部分に接
合するときに変形を伴って接合させることができ、接合
性の高い高精度なバンプ電極を短時間で形成することが
できる。

【００２３】請求項３記載の発明によれば、ツールの先
端部外方に突出するワイヤの先端部の全てを溶融してボ
ール状部分を形成しているので、ワイヤの先端部を溶融
する際に該先端部に加わる熱をツールに伝達してワイヤ
再結晶領域の拡大を抑制することができる。このため、
バンプ電極の切断時に該電極に生じるワイヤテールの長
さを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバンプ電極形成方法の一工程を示
すそのバンプ電極形成装置の断面図である。

【図２】本発明に係るバンプ電極形成方法の一工程を示
すそのバンプ電極形成装置の断面図である。

【図３】従来のバンプ電極形成方法の一工程を示すその
バンプ電極形成装置の断面図である。

【図４】従来のバンプ電極形成方法の一工程を示すその
バンプ電極形成装置の断面図である。

【符号の説明】

１２　　　　電極パッド １４　　　　ワイヤボールボンディング用ツール１４ａ
　　　　供給通路（ワイヤ供給通路）１４ｂ　　　　凹
部 １５　　　　Ａｕ線（ワイヤ） １５ａ　　　　ボール部（ボール状部分）１６　　　　
バンプ電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤボールボンディング用ツールを用い
   て電極パッド上にバンプ電極を形成する方法において、
   前記電極パッドの電極面に対して略直角方向に移動する
   とともに、該移動方向に対して所定角度傾斜するワイヤ
   供給通路を有するワイヤボールボンディング用ツールを
   準備し、該ツールの先端部を電極パッドに対向して配置
   した後、前記供給通路にワイヤを供給して該ツールの先
   端部外方にワイヤの先端部を突出させる工程と、ワイヤ
   の先端部を溶融してボール状に形成した後、上記ツール
   の先端部の所定箇所でボール状部分を電極パッドに圧着
   してバンプ電極を形成する工程と、上記ツールを電極パ
   ッドから離隔させてバンプ電極とワイヤを切断する工程
   と、を含んでなることを特徴とするバンプ電極形成方法
   。
2. 【請求項２】前記先端部の所定箇所に凹部が形成された
   ワイヤボールボンディング用ツールを準備し、該凹部に
   よってボール状部分を電極パッドに圧着することにより
   バンプ電極の表面形状が凸状になるようにしたことを特
   徴とする請求項１記載のバンプ電極形成方法。
3. 【請求項３】前記ツールの先端部外方に突出するワイヤ
   の先端部の全てを溶融してボール状に形成すること特徴
   とする請求項１、２記載のバンプ電極形成方法。