JPH0536697A - バンプ電極形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ペレットにバンプ電極を小面積で、高
さ一定に、かつ上面平坦にして形成する。 【構成】 ワイヤボンディング用キャピラリ（１）の先
端周辺に、キャピラリ先端と同一平面で延在する平坦部
（４）を一体に形成し、この平坦部（４）で半導体ペレ
ット（７）にボンディングされたワイヤ（２）のボール
（３）によるバンプ電極（3a）の頂部を所定高さまで押
圧し整形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレットなどの
電極引出領域にバンプ電極を形成する装置で、詳しくは
半導体ペレットなどに金線などのワイヤをボンディング
するキャピラリを使ったバンプ電極形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣなどの多機能、コンパクトな半導体
装置は、その半導体ペレットに多数のバンプ電極を形成
し、バンプ電極にリードフレームやタブテープのリード
を熱圧着で接続している。バンプ電極の形成は、一般的
なメッキ法で行われるか、後述するワイヤボンディング
装置のキャピラリを使ったボールボンディング法で行わ
れている。

【０００３】図８および図９は半導体ペレット（７）に
バンプ電極（９）をメッキ法で形成し、このバンプ電極
（９）にタブテープ（10）のリード（11）を熱圧着で接
続したものを示す。半導体ペレット（７）の表面に部分
的に窓開けして形成された電極引出領域（８）上に、電
気メッキ法でメッキ層を成長させてバンプ電極（９）が
形成される。タブテープ（10）は、絶縁フィルム（12）
に貼付した銅箔をエッチングして多数のリード（11）を
形成したもので、リード（11）の端部が対応するバンプ
電極（９）に接続される。

【０００４】ところで、近年の半導体装置の多機能化、
コンパクト化の要望は益々強く、この要望に応じて上記
リード（11）の幅、ピッチは益々小さくされ、これに応
じてバンプ電極（９）は益々小面積化される傾向にあ
る。一方、メッキ法で形成されるバンプ電極（９）は、
その面積が小さくなると自ずと高さも小さくなる。この
ような小面積で低いバンプ電極（９）上にリード（11）
を熱圧着すると、リード（11）の若干の変形でリード
（11）と半導体ペレット（７）の間で短絡が生じたり、
耐圧劣化を招くことがある。

【０００５】そこで最近は、バンプ電極を、小面積でも
十分に高さを確保できるボールボンディング法で形成す
ることが多くなっている。その具体例を図５ないし図７
を参照して説明する。図５の（イ）はワイヤボンディン
グ用キャピラリ（６）の正面図、（ロ）はその下面図を
示している。キャピラリ（６）に金線などのワイヤ
（２）が挿通され、ワイヤ（２）の突出先端部には放電
トーチなどで溶融金属塊であるボール（３）が形成され
ている。キャピラリ（６）は、その先端でボール（３）
を金属面（図示せず）に押し付け、超音波振動を加える
ことで金属面に接続するワイヤボンディング機能を有す
る。このキャピラリ（６）を使ったバンプ電極形成の過
程を、図６の（イ）と（ロ）に示す。

【０００６】まず図６（イ）に示すように、キャピラリ
（６）の先端でワイヤ（２）のボール（３）を半導体ペ
レット（７）の電極引出領域（８）にボンディングす
る。ボンディング完了後、キャピラリ（６）を少し上昇
させて左右に振動させ、ボール（３）とワイヤ（２）の
境界部分を切断し易くしておいてから、図６（ロ）に示
すように、キャピラリ（６）を横移動させる。この横移
動でボール（３）とワイヤ（２）の境界部分が切断さ
れ、半導体ペレット（７）上に少し押し潰された形でボ
ンディングされたボール（３）によるバンプ電極（3a）
が形成される。

【０００７】上記ボール（３）によるバンプ電極（3a）
は、電極引出領域（８）が小面積であっても、十分な高
さで形成されるので、半導体装置の多機能化、コンパク
ト化に対応できる。しかし、この種バンプ電極（3a）
は、高さや頂部の形状がバラツキ、これが原因で次なる
問題が発生していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、図６（ロ）
のワイヤ切断のとき、半導体ペレット（７）上にボンデ
ィングされたバンプ電極（3a）の頂部に切断バリ状の小
突起（3m）が形成されて残る。この小突起（3m）の大小
形状は不定であり、形成されないこともある。その結
果、図７に示すように、半導体ペレット（７）上にバン
プ電極（3a）を小ピッチで複数形成した場合、それぞれ
の形状、高さにバラツキがあるため、バンプ電極（3a）
にリード（11）を熱圧着する際に、リード（11）が横に
傾いて捻れたり、横に位置ずれしたりして、各々が姿勢
不安定なまま接続されることがある。このように接続さ
れると、リード（11）に変形による応力が生じ、この応
力で微少ピッチで並ぶリード（11）が互いに接近して、
リード間の耐圧が劣化したり、リード同士がショートす
る不具合があった。

【０００９】従って、本発明の目的とするところは、ワ
イヤボンディング用キャピラリで高さ、形状の一定した
バンプ電極を簡単に形成し得るバンプ電極形成装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の技術的手段は、キャピラリの先端周辺に、半導体ペ
レットにボンディングされたワイヤのボールによるバン
プ電極の頂部を所定高さまで押圧して整形する平坦部を
一体に形成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】キャピラリの先端でワイヤのボールを半導体ペ
レットにボンディングし、キャピラリを横移動させてボ
ールからワイヤを切断し、ボールボンディングによるバ
ンプ電極を形成した後、キャピラリ先端の平坦部をバン
プ電極に真上から所定高さまで降下させると、仮にバン
プ電極の頂点に不定形の小突起があっても、この小突起
はキャピラリ先端の平坦部で平坦に圧潰され、バンプ電
極が高さ一定で、上面平坦なものに整形される。

【００１２】

【実施例】図１および図２に本発明の一実施例であるキ
ャピラリ（１）を示し、図３および図４にその使用例を
示し、以下説明する。なお、全図を通し同一または相当
部分には同一符号が付してある。

【００１３】キャピラリ（１）は、これに挿通されたワ
イヤ（２）の先端のボール（３）を半導体ペレット
（７）などに従来同様にしてボンディングする。このキ
ャピラリ（１）の従来品と相違する特徴は、ボール
（３）をボンディングする先端の周辺に、先端と同一面
の平坦部（４）を一体に形成したことである。例えば、
キャピラリ（１）の先端部外周に十文字状の突起片
（５）…を一体に付設し、この４つの突起片（５）…の
下面をキャピラリ（１）の先端と同一平面の平坦部
（４）…とする。各平坦部（４）…の面積は、ワイヤ
（２）のボール（３）の面積より少し大き目に設定され
る。

【００１４】次に、キャピラリ（１）を使ったバンプ電
極形成要領を、図３と図４の二通りで説明する。

【００１５】まず、図３（イ）に示すように、キャピラ
リ（１）を降下させてワイヤ（２）のボール（３）を半
導体ペレット（７）の電極引出領域（８）に押し付け、
超音波振動を加えてボンディングする。次に、図３
（ロ）に示すように、ボンディング完了したキャピラリ
（１）を横移動させてボール（３）からワイヤ（２）を
切断する。ここまでのキャピラリ（１）の動作は従来と
同様でよく、半導体ペレット（７）にボンディングされ
て残ったボール（３）によるバンプ電極（3a）は、その
頂点の高さ、形状が小突起（3m）の大小有無などで不定
となっている。なお、図３の場合のキャピラリ（１）の
ワイヤ切断時の横移動方向と移動距離は、４つの突起片
（５）…のいずれか１つの真下に切断直後のバンプ電極
（3a）が在るように設定される。而して、キャピラリ
（１）の横移動によるワイヤ切断後、図３（ハ）に示す
ように、横移動させたキャピラリ（１）を所定高さまで
降下させ、バンプ電極（3a）を１平坦部（４）で押圧す
る。この時のキャピラリ（１）と半導体ペレット（７）
の間隔Ｄを、所望のバンプ電極高さ寸法に設定してお
く。すると、ボンディング直後のバンプ電極（3a）の頂
部形状が小突起（５）で高目に不定形となっている場
合、キャピラリ（１）の降下でバンプ電極（3a）の小突
起（3m）を含む頂部が平坦部（４）で圧潰され、平坦面
に整形される。次に図３（ニ）に示すように、キャピラ
リ（１）を上昇させると、半導体ペレット（７）上に高
さ一定、上面平坦なバンプ電極（3b）が形成される。こ
のバンプ電極（3b）上にタブテープなどのリードは、安
定した姿勢で確実に熱圧着されることは明らかである。

【００１６】図４（イ）〜（ハ）は、半導体ペレット
（７）にバンプ電極（3a）を小ピッチで連続して形成す
る場合のバンプ電極形成例を示す。まず、図４（イ）に
示すように、半導体ペレット（７）にキャピラリ（１）
でボール（３）をボンディングし、ワイヤ切断して１つ
のバンプ電極（3a）を形成する。ワイヤ切断後、図４
（ロ）に示すように、キャピラリ（１）を上昇させ、キ
ャピラリ（１）からワイヤ（２）を繰り出してその先端
にボール（３）を形成する。次に図４（ハ）に示すよう
に、キャピラリ（１）を降下させて、ボール（３）を半
導体ペレット（７）の先に形成したバンプ電極（3a）の
隣の電極引出領域（８）にボンディングする。このと
き、キャピラリ（１）の１つの平坦部（４）が先に形成
されたバンプ電極（3a）を押圧するようにすると、ボー
ルボンディングと同時進行してバンプ電極（3a）の整形
が行われ、作業性良い連続したバンプ電極形成動作が可
能となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、キャピラリの先端でワ
イヤのボールを半導体ペレットにボンディングし、ワイ
ヤ切断してバンプ電極を形成した後、キャピラリ先端の
平坦部でバンプ電極の頂部を所定高さまで押圧すること
で、特別なバンプ電極整形手段を用いることなくバンプ
電極を高さ一定で、上面平坦なものに簡単確実に整形で
きる。従って、半導体ペレットに小ピッチで多数のバン
プ電極を形成し、各バンプ電極にタブテープなどのリー
ドを熱圧着して多機能コンパクト型半導体装置を製造す
る場合、バンプ電極が所定高さに整形されていて、リー
ドとの接続が良好な条件下で行われ、多機能コンパクト
型半導体装置の製造歩留まり、信頼性を一段と向上させ
るし、半導体装置の尚更の多機能化、コンパクト化を容
易にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置におけるキャピラリの一実施例を示
す部分断面を含む正面図

【図２】図１キャピラリの底面図

【図３】図１のキャピラリによるバンプ電極形成動作例
を示す図で、図３（イ）はボールボンディング時、図３
（ロ）はワイヤ切断時、図３（ハ）はバンプ電極整形
時、図３（ニ）はバンプ電極整形後の図である。

【図４】図１のキャピラリによる他のバンプ電極形成動
作例を示す図で、図４（イ）はワイヤ切断時、図４
（ロ）はボール形成時、図４（ハ）はボールボンディン
グとバンプ電極整形時の図である。

【図５】従来のバンプ電極形成装置に使用されるキャピ
ラリを示し、図５（イ）は部分断面を含む正面図、図５
（ロ）はその底面図である。

【図６】図５のキャピラリによるバンプ電極形成動作を
示す図で、図６（イ）はボールボンディング時、図６
（ロ）はワイヤ切断時の図である。

【図７】従来装置で形成されたバンプ電極とリードの接
続状態を示す断面図

【図８】メッキ法で形成されたバンプ電極を有する半導
体装置の要部の平面図

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図

【符号の説明】

１ キャピラリ ２ ワイヤ ３ ボール 3a バンプ電極 3b バンプ電極 ４ 平坦部 ７ 半導体ペレット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャピラリより突出させたワイヤの先端
   部を溶融させて形成したボールを、前記キャピラリの先
   端で半導体ペレットにボンディングし、このボールから
   ワイヤを切断分離することで、半導体ペレットに前記ボ
   ールによるバンプ電極を形成する装置であって、 前記キャピラリの先端周辺に、半導体ペレットにボンデ
   ィングされた前記ボールによるバンプ電極の頂部を所定
   高さまで押圧して整形する平坦部を一体に形成したこと
   を特徴とするバンプ電極形成装置。