JPH0974098A - 半導体チップのボンディング方法 - Google Patents

半導体チップのボンディング方法

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JPH0974098A
JPH0974098A JP7321187A JP32118795A JPH0974098A JP H0974098 A JPH0974098 A JP H0974098A JP 7321187 A JP7321187 A JP 7321187A JP 32118795 A JP32118795 A JP 32118795A JP H0974098 A JPH0974098 A JP H0974098A
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bumps
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ソンミン ソ
Sokuchu Chan
ソクチュ チャン
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 製造工程を簡略化すると共に、接着度にも優
れた半導体チップのボンディング方法を提供する。併せ
て、製造コストも低減する。 【解決手段】 半導体チップパッドの上にＡｕワイヤー
を使用してＡｕバンプを形成した後、その上にＳｎ／Ｐ
ｂ合金ワイヤーを使用してＳｎ／Ｐｂ合金バンプを形成
した後、熱処理してボール状のバンプに再成形し、活性
化溶剤を基板に塗布した後、その上に再成形されたボー
ルバンプ又は再成形されていないＡｕバンプを被せてい
るＳｎ／Ｐｂ合金バンプが形成された半導体チップを整
列させ再び熱処理してボンディングする半導体チップの
ボンディング方法。

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のボン
ディング方法に関し、より詳細には半導体チップにバン
プを形成して基板上に回路部が下向になるようにうら返
して実装する半導体チップのボンディング方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的にフリップチップボンディング方
法は基板にチップをボンディングするためのパンプを半
導体チップ製造工程中に別途の工程でチップ上のアルミ
ニウムボンドパッドの上に所望の形態に直接形成して半
導体チップを基板に付着する。即ち、図１に示すよう
に、製造された半導体チップ１上のアルミニウムボンド
パッド２の上にバンプを整列させることができるように
モリブデンマスク３を配列させた後、Ｃｒ／Ｃｕ／Ａｕ
層４を蒸着する段階と、上記Ｃｒ／Ｃｕ／Ａｕ層４の上
にＳｎ／Ｐｂ層５を蒸着してバンプを形成する段階と、
ついでモリブデンマスク３を除去し、Ｓｎ／Ｐｂ層５を
再成形して所望の形状のバンプ６を形成する段階によっ
て行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなバンプを形
成する方法はその工程が複雑で多額の製造費用と時間が
かかり、チップ製造工程中に別途の工程で作業を進行し
なければならないという問題点をも内包している。又、
他の方法としては、チップの電極上にワイヤーボールボ
ンディング装置によってＡｕワイヤーボールボンディン
グを実施して第１Ａｕボールを形成する段階と、上記第
１Ａｕボール上にＡｕワイヤーボールボンディングを再
度実施して、第２のＡｕボールを積層させる工程と、上
記第２Ａｕボール上にワイヤーボールボンディングとし
てＰｂワイヤーボールボンディングを実施してＰｂボー
ルを形成する工程と、上記Ｐｂボールに熱を加えてＰｂ
ボールを溶かしながらチップを基板上に付着させチップ
ボンディングする工程とで行われる半導体装置のチップ
ボンディング方法が韓国特許公報第３５３７号（公告番
号：第９４−１１４９号）に記載されている。
【０００４】しかし、この方法は第１Ａｕボール、第２
Ａｕボール及びＰｂボールを単純に順次積層させたもの
にすぎないため、半導体チップ上のアルミニウムボンド
パッドとの接着力が弱く、よって製品不良発生率が高い
のみならず、Ａｕボールを多層に形成することによる過
負荷のためアルミニウムボンドの損傷が起き、また、材
料のムダ遣いによる製品価格上昇の要因となるという問
題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するために発明されたもので、ウェーハ上で
チップのボンディングパッドの上にソルダバンプを形成
しないで、組立工程中にワイヤーボールボンディング装
置を使用してバンプを形成するようにすることでチップ
ボンディング能率を向上させ、ワイヤーボールボンディ
ング装置を使用することでワイヤーの太さによりバンプ
の大きさを任意に調節して形成することができ、また、
正確で速やかにバンプを形成することができるので工程
が短縮され、製造原価を節減し得る半導体チップのボン
ディング方法を提供する。
【０００６】本発明の目的を達成するためには、半導体
チップ上のアルミニウムボンドパッドの上にワイヤーボ
ールボンディング装置でＡｕワイヤーボールボンディン
グを実施してＡｕバンプを形成する工程と、上記Ａｕバ
ンプの上にワイヤーボールボンディング装置でＳｎ／Ｐ
ｂ合金ワイヤーボールボンディングを実施してＡｕバン
プを被覆するようにＳｎ／Ｐｂ合金バンプを形成する工
程と、上記Ｓｎ／Ｐｂ合金バンプに活性化溶剤（Ｆｌｕ
ｘ）を塗布した後、炉で熱処理を実施して望ましい形状
のボール様に再成形させる工程と、活性化溶剤を基板に
塗布した後、上記工程を経て再成形されたボールバンプ
又は再成形工程を経ていないＡｕバンプを被せているＳ
ｎ／Ｐｂ合金バンプが形成されたチップ基板上に整列さ
せ、炉で熱処理してボンディングする工程とからなるこ
とを特徴とする半導体チップボンディング方法によって
達成されるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面を参照し
て詳細に説明する。本発明の半導体チップのボンディン
グ方法は、図２に示すように既存のワイヤーボールボン
ディング装置のキャピラリ６０にＡｕワイヤー３０を通
過させボールを作った後、アルミニウムボンドパッド２
０の上にＡｕボールを接着すると同時に、ワイヤークラ
ンプ７０を利用して接着されたＡｕボールのすぐ上の部
分でワイヤーをカッティングしてＡｕバンプ３１を形成
する工程と、上記Ａｕバンプ３１の上に水素−アルゴン
（Ｈ2 −Ａｒ）又は水素−窒素（Ｈ2 −Ｎ2 ）混合気体
を供給しながらＡｕより柔軟性の良いＳｎ／Ｐｂ合金バ
ンプ４１を積層することでＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１が
Ａｕバンプ３１を覆い被せるように形成する工程と、上
記Ｓｎ／Ｐｂ合金バンプ４１の表面に活性化溶剤を塗布
した後、炉を通過させバンプを熱処理して望ましい形状
のバンプ５０に再成形する工程と、活性化溶剤を基板に
塗布した後、上記工程を経て再成形されたボールバンプ
又は再成形工程を経ていないＡｕバンプ３１を被覆して
いるＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１が形成された半導体チッ
プ１０を裏返して基板８０のリードフィンガー９０に整
列させた後、炉を通過させ熱処理して接着させる工程と
で行われる。
【０００８】Ａｕバンプ３１を形成するに当って使われ
るＡｕワイヤー３０はＰｄを０．５〜３．０％含有する
ものが好ましい。かくすることによって、Ａｕバンプ３
１を望ましい形状に任意にすることができ、また、バン
プ尾を偏平にするのに都合が良く、更に上記Ａｕバンプ
３１はその外部をＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１で完全に覆
い被すようにすることで、Ｓｎ／Ｐｂ合金バンプ４１と
アルミニウムボンドパッド２０が良く接着されるように
する一種の媒介体の役割を果す。上記Ａｕバンプ３１の
上へのＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１の積層を容易にするた
めにＡｕバンプ３１がカッティングされた部分の尾を端
部が偏平なキャピラリで押さえて偏平にするか、又はそ
の尾を短く或いは長く形成することができ、更には上記
Ａｕバンプ３１の尾を丸く球状に形成しても良い。ま
た、Ａｕバンプ３１の上にＨ2 −Ａｒ又はＨ2 −Ｎ2 混
合気体が供給される環境でＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１が
Ａｕバンプ３１を覆い被すようにすればＳｎ／Ｐｂ合金
バンプ４１の外面が酸化されるのを防止できる。
【０００９】このような方法によって製造された本発明
は半導体チップ１０上のアルミニウムボンドパッド２０
の上にＡｕバンプ３１が形成され、上記Ａｕバンプ３１
を被覆するようにＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１を形成し、
基板８０に活性化溶剤を塗布してその上にチップ１０を
うら返して整列した後、炉を通過させることによってチ
ップ１０と基板８０との間のボンディングが完成され
る。上記のような本発明は半導体組立工程で使われる既
存のワイヤーボールボンディング装置を使用してバンプ
５０を形成することで、チップボンディング能率を向上
することができ、Ｐｄを０．５〜３．０％含有したＡｕ
バンプ３１をＳｎ／Ｐｂ合金バンプ４１が完全に被せて
いるため接着される面積が広まり、その接着力を向上さ
せ不良製品発生を防止することができる。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の半導体チ
ップボンディング方法によれば、複雑なバンプ製造工程
を省略し、半導体組立工程で通常のワイヤーボールボン
ディング装置を使用することができ、使用するワイヤー
の太さによってバンプの大きさを適宜調節して形成する
ことができ、更には簡単な工程によってバンプを形成す
ることにより工程短縮による原価節減及び製品歩留り率
を増大するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ〜図１Ｅ】従来のバンプ製造工程を示す図面で
ある。
【図２Ａ〜図２Ｇ】本発明に係る半導体チップのボンデ
ィング方法を示す図面である。
【符号の説明】
１０ 半導体チップ ２０ アルミニウムボンドパッド ３０ Ａｕワイヤー ３１ Ａｕバンプ ４１ Ｓｎ／Ｐｂ合金バンプ ５０ ボールバンプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップ上のアルミニウムボンドパ
    ッドの上にワイヤーボールボンディング装置でＡｕワイ
    ヤーボールボンディングを実施してＡｕバンプを形成す
    る工程と、上記Ａｕバンプ上にワイヤーボールボンディ
    ング装置でＳｎ／Ｐｂ合金ワイヤーボールボンディング
    を実施してＡｕバンプを被覆するようにＳｎ／Ｐｂ合金
    バンプを形成する工程と、上記Ｓｎ／Ｐｂ合金バンプに
    活性化溶剤を塗布した後、炉で熱処理を実施してバンプ
    を望ましい形状のボール状に再成形する工程と、活性化
    溶剤を基板に塗布した後、その上に上記工程を経て再形
    成されたボールバンプ又は再成形工程を経ていないＡｕ
    バンプを被せているＳｎ／Ｐｂ合金バンプが形成された
    半導体チップを整列させて炉で熱処理してボンディング
    する工程とからなることを特徴とする半導体チップのボ
    ンディング方法。
  2. 【請求項２】 上記Ａｕバンプを形成するＡｕワイヤー
    はＰｄを０．５〜３．０％含有することを特徴とする請
    求項１記載の半導体チップのボンディング方法。
  3. 【請求項３】 上記Ａｕバンプがカッティングされる部
    分の尾を短く形成するか、又は端部を偏平に形成したこ
    とを特徴とする請求項１記載の半導体チップのボンディ
    ング方法。
  4. 【請求項４】 上記Ａｕバンプがカッティングされる部
    分の尾を丸く球状に形成したことを特徴とする請求項１
    記載の半導体チップのボンディング方法。
  5. 【請求項５】 上記Ａｕバンプの上にＳｎ／Ｐｂ合金バ
    ンプを積層する時にＨ2 −Ａｒ又はＨ2 −Ｎ2 混合気体
    が供給されることを特徴とする請求項１記載の半導体チ
    ップのボンディング方法。
  6. 【請求項６】 上記Ａｕバンプの上に積層されるＳｎ／
    Ｐｂ合金バンプはＡｕバンプを完全に覆い被せるように
    なっていることを特徴とする請求項１記載の半導体チッ
    プのボンディング方法。
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