JPH1027801A - バンプ切断装置、バンプボンディング装置、及びバンプボンディング方法 - Google Patents
バンプ切断装置、バンプボンディング装置、及びバンプボンディング方法Info
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- JPH1027801A JPH1027801A JP8180493A JP18049396A JPH1027801A JP H1027801 A JPH1027801 A JP H1027801A JP 8180493 A JP8180493 A JP 8180493A JP 18049396 A JP18049396 A JP 18049396A JP H1027801 A JPH1027801 A JP H1027801A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良品ICの生産性を向上可能なバンプボンデ
ィング装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子4にスタッドバンプ3aを形
成するバンプ形成装置16と、形成したスタッドバンプ
の良否を判定する検査装置17と、不良と判定されたス
タッドバンプを超音波振動により切断する切断部材19
を備えたバンプ切断装置18とを備え、スタッドバンプ
の形成、検査、切断、再形成を連続して自動的に行うこ
とで良品ICを連続して生産する。
ィング装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子4にスタッドバンプ3aを形
成するバンプ形成装置16と、形成したスタッドバンプ
の良否を判定する検査装置17と、不良と判定されたス
タッドバンプを超音波振動により切断する切断部材19
を備えたバンプ切断装置18とを備え、スタッドバンプ
の形成、検査、切断、再形成を連続して自動的に行うこ
とで良品ICを連続して生産する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グ技術を用いて半導体素子の電極パッドに形成されたス
タッドバンプが不良である場合にこれを切断するバンプ
切断装置、当該バンプ切断装置を備えたバンプボンディ
ング装置、及びバンプボンディング方法に関する。
グ技術を用いて半導体素子の電極パッドに形成されたス
タッドバンプが不良である場合にこれを切断するバンプ
切断装置、当該バンプ切断装置を備えたバンプボンディ
ング装置、及びバンプボンディング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からIC(半導体集積回路)関連の
ワイヤボンディング技術を応用して、金バンプをフリッ
プチップICの電極パッド部に超音波接合するスタッド
バンプボンディング技術が知られている。以下これにつ
いて図8及び図9を参照しつつ説明する。図8には、一
般的に用いられるバンプボンディング装置の一例を示し
ている。1は、図内にて、垂直水平方向に移動可能なキ
ャピラリー、2はこのキャピラリーに挿通された金線、
4は半導体素子、5はスパーク発生装置で、キャピラリ
ー1から突出した金線2の先端近傍に配置されている。
6は金線2のクランパー、7はその先端にキャピラリー
1が取り付けられている超音波ホーン、8は超音波ホー
ン7へ超音波を発振する超音波発振器、9は上記超音波
ホーン7及び超音波発振器8を備えたヘッド部分を上下
に駆動するヘッド上下駆動機構、10は上記ヘッド部分
及びヘッド上下駆動機構9を載置しX,Y方向に移動可
能なX−Yテーブル、11はエアーテンショナー、12
はヒートステージ、13はヒーター、14は半導体素子
4の位置を確認するための位置確認カメラ装置、15は
モニタ受像器である。
ワイヤボンディング技術を応用して、金バンプをフリッ
プチップICの電極パッド部に超音波接合するスタッド
バンプボンディング技術が知られている。以下これにつ
いて図8及び図9を参照しつつ説明する。図8には、一
般的に用いられるバンプボンディング装置の一例を示し
ている。1は、図内にて、垂直水平方向に移動可能なキ
ャピラリー、2はこのキャピラリーに挿通された金線、
4は半導体素子、5はスパーク発生装置で、キャピラリ
ー1から突出した金線2の先端近傍に配置されている。
6は金線2のクランパー、7はその先端にキャピラリー
1が取り付けられている超音波ホーン、8は超音波ホー
ン7へ超音波を発振する超音波発振器、9は上記超音波
ホーン7及び超音波発振器8を備えたヘッド部分を上下
に駆動するヘッド上下駆動機構、10は上記ヘッド部分
及びヘッド上下駆動機構9を載置しX,Y方向に移動可
能なX−Yテーブル、11はエアーテンショナー、12
はヒートステージ、13はヒーター、14は半導体素子
4の位置を確認するための位置確認カメラ装置、15は
モニタ受像器である。
【0003】上述の構成を有するバンプボンディング装
置の動作について説明する。まず、位置カメラ装置14
により半導体素子4上の電極パッド64を撮像し、電極
パッド64の配置位置をモニタ受像器15にて確認す
る。そして、図9の(a)に示すように、キャピラリー
1に挿通された金線2の先端に、スパーク発生装置5か
らスパークを与えて金線2を溶融し金ボール2bを形成
する。次に、同図の(b)に示すように、キャピラリー
1を半導体素子4側へ下降させ、金ボール2bを半導体
素子4の所定の電極パッド64に接触させる。上記接触
した時点で、金ボール2bに所定の荷重が加わるように
キャピラリー1をさらに下降端位置63まで若干下降さ
せ、かつ、超音波発振器8より超音波を超音波ホーン7
を介してキャピラリー1に作用することで、キャピラリ
ー1を矢印62方向に超音波振動させる。よって、金ボ
ール2bは、キャピラリー1によってバンプ台座3の形
状に成形されながら半導体素子4の電極パッド64に接
合される。次に、同図の(c)に示すように、キャピラ
リー1を上昇させた後、同図の(d)に示すように、キ
ャピラリー1を水平方向へ少しずらして、金線2の一部
分2aがキャピラリー1の先端エッジ部1aとバンプ台
座3の外周部3bとに挟まれ圧接されるように、再びキ
ャピラリー1を下降させる。このようにしてスタッドバ
ンプ3aの形状が形成される。尚、上記圧接動作による
金線2における圧接部分である上記一部分2aは、例え
ば線径が細くなる等のダメージを受ける。次に同図の
(e)に示すように、キャピラリー1を所定量上昇さ
せ、クランパー6により金線2をクランプし、同図の
(f)に示すようにキャピラリー1を更に上昇させて、
金線2を上方に引き上げる。このようにすると図9の
(d)における上記圧接動作にてダメージを受けた金線
2の一部分2a、すなわちキャピラリー1の先端エッジ
部1aとバンプ台座3の外周部3bとによって挟まれて
いた部分にて金線2が断裂し、スタッドバンプ3aが完
成する。
置の動作について説明する。まず、位置カメラ装置14
により半導体素子4上の電極パッド64を撮像し、電極
パッド64の配置位置をモニタ受像器15にて確認す
る。そして、図9の(a)に示すように、キャピラリー
1に挿通された金線2の先端に、スパーク発生装置5か
らスパークを与えて金線2を溶融し金ボール2bを形成
する。次に、同図の(b)に示すように、キャピラリー
1を半導体素子4側へ下降させ、金ボール2bを半導体
素子4の所定の電極パッド64に接触させる。上記接触
した時点で、金ボール2bに所定の荷重が加わるように
キャピラリー1をさらに下降端位置63まで若干下降さ
せ、かつ、超音波発振器8より超音波を超音波ホーン7
を介してキャピラリー1に作用することで、キャピラリ
ー1を矢印62方向に超音波振動させる。よって、金ボ
ール2bは、キャピラリー1によってバンプ台座3の形
状に成形されながら半導体素子4の電極パッド64に接
合される。次に、同図の(c)に示すように、キャピラ
リー1を上昇させた後、同図の(d)に示すように、キ
ャピラリー1を水平方向へ少しずらして、金線2の一部
分2aがキャピラリー1の先端エッジ部1aとバンプ台
座3の外周部3bとに挟まれ圧接されるように、再びキ
ャピラリー1を下降させる。このようにしてスタッドバ
ンプ3aの形状が形成される。尚、上記圧接動作による
金線2における圧接部分である上記一部分2aは、例え
ば線径が細くなる等のダメージを受ける。次に同図の
(e)に示すように、キャピラリー1を所定量上昇さ
せ、クランパー6により金線2をクランプし、同図の
(f)に示すようにキャピラリー1を更に上昇させて、
金線2を上方に引き上げる。このようにすると図9の
(d)における上記圧接動作にてダメージを受けた金線
2の一部分2a、すなわちキャピラリー1の先端エッジ
部1aとバンプ台座3の外周部3bとによって挟まれて
いた部分にて金線2が断裂し、スタッドバンプ3aが完
成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような動作にてスタッドバンプ3aを形成した場合、半
導体素子4の表面の汚れ、傷、その他の外乱によるバン
プ3aの大きさの異常、バンプ3aの凸部の形状の異常
等が往々にして発生する。もしこれらの異常事態を見落
とすと当然ながら不良ICを生産し、後の工程に於ける
製品不良につながり損失が大きくなってしまう。したが
って形成されたスタッドバンプ3aの全数の形状を作業
者が目視でその良否を判定している。又、さらに高額I
Cが増加しており、ロスコストを抑えるため、不良バン
プが発見された場合には、該不良バンプを竹ひごのよう
なもので除去し、再度同一位置にスタッドバンプを形成
することによりリペアを行っている。したがって、検査
作業員にかかるコストや時間のロスが発生している。
又、半導体素子4のハンドリング回数が増えるため半導
体素子4を破壊する恐れがある。本発明はこのような問
題点を解決するためになされたもので、不良バンプの除
去、及びバンプの再ボンディングを自動で行うことで良
品ICの生産性を向上することができる、バンプ切断装
置、該バンプ切断装置を備えたバンプボンディング装
置、及び該バンプボンディング装置によるバンプボンデ
ィング方法を提供することを目的とする。
ような動作にてスタッドバンプ3aを形成した場合、半
導体素子4の表面の汚れ、傷、その他の外乱によるバン
プ3aの大きさの異常、バンプ3aの凸部の形状の異常
等が往々にして発生する。もしこれらの異常事態を見落
とすと当然ながら不良ICを生産し、後の工程に於ける
製品不良につながり損失が大きくなってしまう。したが
って形成されたスタッドバンプ3aの全数の形状を作業
者が目視でその良否を判定している。又、さらに高額I
Cが増加しており、ロスコストを抑えるため、不良バン
プが発見された場合には、該不良バンプを竹ひごのよう
なもので除去し、再度同一位置にスタッドバンプを形成
することによりリペアを行っている。したがって、検査
作業員にかかるコストや時間のロスが発生している。
又、半導体素子4のハンドリング回数が増えるため半導
体素子4を破壊する恐れがある。本発明はこのような問
題点を解決するためになされたもので、不良バンプの除
去、及びバンプの再ボンディングを自動で行うことで良
品ICの生産性を向上することができる、バンプ切断装
置、該バンプ切断装置を備えたバンプボンディング装
置、及び該バンプボンディング装置によるバンプボンデ
ィング方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1態様のバン
プ切断装置は、半導体素子の電極パッド上に形成された
スタッドバンプを、超音波振動により上記電極パッドの
近傍にて上記電極パッドに沿って切断する切断部材と、
上記切断部材に上記超音波振動を与える超音波発振装置
と、を備えたことを特徴とする。
プ切断装置は、半導体素子の電極パッド上に形成された
スタッドバンプを、超音波振動により上記電極パッドの
近傍にて上記電極パッドに沿って切断する切断部材と、
上記切断部材に上記超音波振動を与える超音波発振装置
と、を備えたことを特徴とする。
【0006】又、本発明の第2態様のバンプボンディン
グ装置は、半導体素子に形成されている電極パッド上に
スタッドバンプを形成するバンプ形成装置を有するバン
プボンディング装置であって、上記バンプ形成装置にて
形成したスタッドバンプが不良であるとき当該不良のス
タッドバンプを、超音波振動により上記電極パッドの近
傍にて上記電極パッドに沿って切断する切断部材と、上
記切断部材に上記超音波振動を与える超音波発振装置と
を有するバンプ切断装置を備えたことを特徴とする。
グ装置は、半導体素子に形成されている電極パッド上に
スタッドバンプを形成するバンプ形成装置を有するバン
プボンディング装置であって、上記バンプ形成装置にて
形成したスタッドバンプが不良であるとき当該不良のス
タッドバンプを、超音波振動により上記電極パッドの近
傍にて上記電極パッドに沿って切断する切断部材と、上
記切断部材に上記超音波振動を与える超音波発振装置と
を有するバンプ切断装置を備えたことを特徴とする。
【0007】又、本発明の第3態様のバンプボンディン
グ方法は、半導体素子の電極パッド上にスタッドバンプ
を形成するバンプ形成工程と、上記バンプ形成工程にて
形成された上記スタッドバンプの良否を判定する検査工
程と、上記検査工程にてスタッドバンプが不良と判定さ
れたとき、該不良スタッドバンプを、超音波振動する切
断部材により上記電極パッドの近傍にて上記電極パッド
に沿って切断する切断工程と、を備えたことを特徴とす
る。
グ方法は、半導体素子の電極パッド上にスタッドバンプ
を形成するバンプ形成工程と、上記バンプ形成工程にて
形成された上記スタッドバンプの良否を判定する検査工
程と、上記検査工程にてスタッドバンプが不良と判定さ
れたとき、該不良スタッドバンプを、超音波振動する切
断部材により上記電極パッドの近傍にて上記電極パッド
に沿って切断する切断工程と、を備えたことを特徴とす
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態であるバンプ
切断装置、該バンプ切断装置を備えたバンプボンディン
グ装置、及び該バンプボンディング装置にて実行される
バンプボンディング方法について、図を参照しながら以
下に説明する。尚、各図において、同一の、又は同様の
機能を果たす構成部分については同じ符号を付してい
る。又、超音波発振装置に相当する一実施形態は、後述
のバンプ切断装置18に備わる超音波発振器8及び超音
波ホーン7が対応する。まず、上記バンプボンディング
装置101について説明する。図1に示すように、バン
プボンディング装置101は、バンプ形成装置16、検
査装置17、バンプ切断装置18、及び制御装置51を
備える。又、少なくともバンプ形成装置16、検査装置
17及びバンプ切断装置18は、X,Y方向に移動可能
な同一のXYテーブル10に載置される。一方、上記バ
ンプ形成装置16にて電極パッド64にスタッドバンプ
3aが形成される半導体素子4は、図8に示すように、
上記電極パッド64が形成されている回路形成面を上に
した状態にてヒートステージ12上に載置される。
切断装置、該バンプ切断装置を備えたバンプボンディン
グ装置、及び該バンプボンディング装置にて実行される
バンプボンディング方法について、図を参照しながら以
下に説明する。尚、各図において、同一の、又は同様の
機能を果たす構成部分については同じ符号を付してい
る。又、超音波発振装置に相当する一実施形態は、後述
のバンプ切断装置18に備わる超音波発振器8及び超音
波ホーン7が対応する。まず、上記バンプボンディング
装置101について説明する。図1に示すように、バン
プボンディング装置101は、バンプ形成装置16、検
査装置17、バンプ切断装置18、及び制御装置51を
備える。又、少なくともバンプ形成装置16、検査装置
17及びバンプ切断装置18は、X,Y方向に移動可能
な同一のXYテーブル10に載置される。一方、上記バ
ンプ形成装置16にて電極パッド64にスタッドバンプ
3aが形成される半導体素子4は、図8に示すように、
上記電極パッド64が形成されている回路形成面を上に
した状態にてヒートステージ12上に載置される。
【0009】バンプ形成装置16は、図8に示す従来の
バンプ形成装置と同じ構成を有し、同じ動作を行うもの
であるので、詳しい説明は省略する。即ち、バンプ形成
装置16は、先端部1aより金線2を突出するキャピラ
リー1、スパーク発生装置5、クランパ6、超音波ホー
ン7、超音波発振器8、ヘッド上下駆動機構9、及びエ
アーテンショナーを有し、図9に示すような動作による
ワイヤボンディング技術を用いて半導体素子4の電極パ
ッド64上にスタッドバンプを形成する。
バンプ形成装置と同じ構成を有し、同じ動作を行うもの
であるので、詳しい説明は省略する。即ち、バンプ形成
装置16は、先端部1aより金線2を突出するキャピラ
リー1、スパーク発生装置5、クランパ6、超音波ホー
ン7、超音波発振器8、ヘッド上下駆動機構9、及びエ
アーテンショナーを有し、図9に示すような動作による
ワイヤボンディング技術を用いて半導体素子4の電極パ
ッド64上にスタッドバンプを形成する。
【0010】検査装置17は、特願平6−187414
号に開示される装置であって、図7に示すように、カメ
ラ装置171、照明装置172、及びモニタ受像機17
3を備える。このような検査装置17は以下の動作を行
う。即ち、半導体素子4の電極パッド64上に形成され
たスタッドバンプ3aの真上にカメラ装置171を配置
した後、照明装置172からスタッドバンプ3aへ投光
し、該スタッドバンプ3aからの反射光をカメラ装置1
71にて撮像する。図7に示すように、スタッドバンプ
3a以外の部分は平面であるのでこの部分からの反射光
L1の強度は大きく、一方スタッドバンプ3a部分は平
面ではないのでスタッドバンプ3a部分における反射光
L2の強度は小さい。このような反射光の強弱により得
られる上記スタッドバンプ3aの映像をモニタ受像機1
73に可視的に表示し、半導体素子4の電極パッド64
上にスタッドバンプ3aが正常に形成されたか否かを判
定する。尚、上記判定は、操作者が上記モニタ受像機1
73の映像を見て行ってもよいし、画像処理技術を用い
て検査装置にて自動的に行ってもよい。又、検査するス
タッドバンプ3aの真上にカメラ装置171を配置する
ことで、検査対象となるスタッドバンプ3aにおける
X,Y方向の座標位置情報を得ることができ、該座標位
置情報は検査装置17から制御装置51へ送出される。
号に開示される装置であって、図7に示すように、カメ
ラ装置171、照明装置172、及びモニタ受像機17
3を備える。このような検査装置17は以下の動作を行
う。即ち、半導体素子4の電極パッド64上に形成され
たスタッドバンプ3aの真上にカメラ装置171を配置
した後、照明装置172からスタッドバンプ3aへ投光
し、該スタッドバンプ3aからの反射光をカメラ装置1
71にて撮像する。図7に示すように、スタッドバンプ
3a以外の部分は平面であるのでこの部分からの反射光
L1の強度は大きく、一方スタッドバンプ3a部分は平
面ではないのでスタッドバンプ3a部分における反射光
L2の強度は小さい。このような反射光の強弱により得
られる上記スタッドバンプ3aの映像をモニタ受像機1
73に可視的に表示し、半導体素子4の電極パッド64
上にスタッドバンプ3aが正常に形成されたか否かを判
定する。尚、上記判定は、操作者が上記モニタ受像機1
73の映像を見て行ってもよいし、画像処理技術を用い
て検査装置にて自動的に行ってもよい。又、検査するス
タッドバンプ3aの真上にカメラ装置171を配置する
ことで、検査対象となるスタッドバンプ3aにおける
X,Y方向の座標位置情報を得ることができ、該座標位
置情報は検査装置17から制御装置51へ送出される。
【0011】バンプ切断装置18は、図2にその側面図
を示すように、図8に示すバンプ形成装置、即ち上述し
た本実施形態におけるバンプ形成装置17とほぼ同じ構
成を有するものであるが、このバンプ切断装置18で
は、バンプ形成装置17に備わるキャピラリー1に代え
て切断部材19を超音波ホーン7の先端部に取り付けて
いる。尚、バンプ切断装置18の機能上、バンプ切断装
置18には金線2、クランパ6、エアーテンショナーは
設ける必要がない。切断部材19は、刃部材191及び
取付部材192からなり、取付部材192の一端に刃部
材191が設けられ、他端が固定部材193にて超音波
ホーン7の先端部に対して着脱自在に取り付けられる。
尚、各図において、刃部材191は、他の部材に比べて
誇張して作図している。刃部材191は、例えば図3に
示すように方形状の平面形状にてなるものであり、スタ
ッドバンプ3aに当接しスタッドバンプ3aの切断を行
う先端部191aの一辺の長さは、スタッドバンプ3a
の大きさに対応して適宜選定される。又、刃部材191
は、本実施形態では超硬処理された金属にてなるが、そ
の他の材質、例えば、セラミック等の材料にて作製する
こともできる。このような切断部材19には、圧電素
子、例えばピエゾ素子にて構成される超音波発振器8が
発生する、50KHz〜200KHz程度の超音波が超
音波ホーン7を介して伝達され、切断部材19は矢印6
1にて示す方向に超音波振動する。尚、超音波ホーン7
は、超音波発振器8にて発生した超音波振動のエネルギ
ーを効率よく切断部材19に伝達するように構成されて
いる。
を示すように、図8に示すバンプ形成装置、即ち上述し
た本実施形態におけるバンプ形成装置17とほぼ同じ構
成を有するものであるが、このバンプ切断装置18で
は、バンプ形成装置17に備わるキャピラリー1に代え
て切断部材19を超音波ホーン7の先端部に取り付けて
いる。尚、バンプ切断装置18の機能上、バンプ切断装
置18には金線2、クランパ6、エアーテンショナーは
設ける必要がない。切断部材19は、刃部材191及び
取付部材192からなり、取付部材192の一端に刃部
材191が設けられ、他端が固定部材193にて超音波
ホーン7の先端部に対して着脱自在に取り付けられる。
尚、各図において、刃部材191は、他の部材に比べて
誇張して作図している。刃部材191は、例えば図3に
示すように方形状の平面形状にてなるものであり、スタ
ッドバンプ3aに当接しスタッドバンプ3aの切断を行
う先端部191aの一辺の長さは、スタッドバンプ3a
の大きさに対応して適宜選定される。又、刃部材191
は、本実施形態では超硬処理された金属にてなるが、そ
の他の材質、例えば、セラミック等の材料にて作製する
こともできる。このような切断部材19には、圧電素
子、例えばピエゾ素子にて構成される超音波発振器8が
発生する、50KHz〜200KHz程度の超音波が超
音波ホーン7を介して伝達され、切断部材19は矢印6
1にて示す方向に超音波振動する。尚、超音波ホーン7
は、超音波発振器8にて発生した超音波振動のエネルギ
ーを効率よく切断部材19に伝達するように構成されて
いる。
【0012】又、切断したスタッドバンプ3aを半導体
素子4上から除去するため、切断部材19の近傍に配置
され、又は切断部材19の近傍へ移動可能な吸入口20
aを有し、切断されたスタッドバンプ3aを吸引動作に
て半導体素子4上から取り除く除去装置20を当該バン
プボンディング装置101に設けるのが好ましい。
素子4上から除去するため、切断部材19の近傍に配置
され、又は切断部材19の近傍へ移動可能な吸入口20
aを有し、切断されたスタッドバンプ3aを吸引動作に
て半導体素子4上から取り除く除去装置20を当該バン
プボンディング装置101に設けるのが好ましい。
【0013】又、スタッドバンプ3aは、一般的に、方
形状の半導体素子4の4辺に沿って形成されている。こ
れに対して、切断部材19の振動方向は、超音波発振器
8の設置方向により決定され、上述のように一方向に限
られる。よって、図3に示すような先端部191aのみ
にて切断が可能な切断部材19にあっては、超音波発振
器8の設置方向を変更するか、又は半導体素子4とバン
プ切断装置18とを相対的に例えば90度回転すること
をしない限り、方形状の半導体素子4の4辺の内、対向
する2辺に形成されるスタッドバンプ3aしか切断する
ことができない。そこで、例えば図4に示すように十字
形状であり、直交する2方向の各方向について少なくと
もその一端に先端部191aを形成した刃部材192を
設けることで、超音波発振器8の設置方向を変更した
り、上記相対的な回転を行わなくても、半導体素子の4
辺に形成されるスタッドバンプ3aに対して切断動作が
可能となる。
形状の半導体素子4の4辺に沿って形成されている。こ
れに対して、切断部材19の振動方向は、超音波発振器
8の設置方向により決定され、上述のように一方向に限
られる。よって、図3に示すような先端部191aのみ
にて切断が可能な切断部材19にあっては、超音波発振
器8の設置方向を変更するか、又は半導体素子4とバン
プ切断装置18とを相対的に例えば90度回転すること
をしない限り、方形状の半導体素子4の4辺の内、対向
する2辺に形成されるスタッドバンプ3aしか切断する
ことができない。そこで、例えば図4に示すように十字
形状であり、直交する2方向の各方向について少なくと
もその一端に先端部191aを形成した刃部材192を
設けることで、超音波発振器8の設置方向を変更した
り、上記相対的な回転を行わなくても、半導体素子の4
辺に形成されるスタッドバンプ3aに対して切断動作が
可能となる。
【0014】このようなバンプ切断装置18は、上記検
査装置17にて不良と判定されたスタッドバンプ3aに
対して半導体素子4上の電極パッド64からの切断動作
を、制御装置51にて動作制御されながら実行する。
尚、上記切断動作の詳細については後述する。又、当該
バンプボンディング装置101では、スタッドバンプ3
aが除去された上記電極パッド64に対して、上記制御
装置51の制御により上述したバンプ形成装置16によ
り再度スタッドバンプ3aが形成される。
査装置17にて不良と判定されたスタッドバンプ3aに
対して半導体素子4上の電極パッド64からの切断動作
を、制御装置51にて動作制御されながら実行する。
尚、上記切断動作の詳細については後述する。又、当該
バンプボンディング装置101では、スタッドバンプ3
aが除去された上記電極パッド64に対して、上記制御
装置51の制御により上述したバンプ形成装置16によ
り再度スタッドバンプ3aが形成される。
【0015】このように構成されるバンプボンディング
装置101の動作について説明する。尚、半導体素子4
の電極パッド64上へスタッドバンプ3aを形成するた
めに一般的に行われる前工程、即ち、ヒートステージ1
2上への半導体素子4の取り付け、取り付けられた半導
体素子4の位置認識等の工程の説明は省略する。図6に
示すステップ(図内では「S」にて示す)1では、図9
を参照して上述したように、バンプ形成装置16の動作
により半導体素子4の電極パッド64上にスタッドバン
プ3aが形成される。又、図9の(b)に示すように、
バンプ台座3を形成するためにキャピラリー1が下降端
位置63まで下降するが、このときバンプ形成装置16
は上記下降端位置63の高さ情報を得る。該高さ情報
は、バンプ形成装置16から制御装置51へ送出され
る。尚、図5の(a)において、「I」にて示すバンプ
台座3の高さ寸法は、一般的に20〜25μmであり、
「II」にて示す電極パッド64の一辺の長さは、本実施
形態では100μmである。
装置101の動作について説明する。尚、半導体素子4
の電極パッド64上へスタッドバンプ3aを形成するた
めに一般的に行われる前工程、即ち、ヒートステージ1
2上への半導体素子4の取り付け、取り付けられた半導
体素子4の位置認識等の工程の説明は省略する。図6に
示すステップ(図内では「S」にて示す)1では、図9
を参照して上述したように、バンプ形成装置16の動作
により半導体素子4の電極パッド64上にスタッドバン
プ3aが形成される。又、図9の(b)に示すように、
バンプ台座3を形成するためにキャピラリー1が下降端
位置63まで下降するが、このときバンプ形成装置16
は上記下降端位置63の高さ情報を得る。該高さ情報
は、バンプ形成装置16から制御装置51へ送出され
る。尚、図5の(a)において、「I」にて示すバンプ
台座3の高さ寸法は、一般的に20〜25μmであり、
「II」にて示す電極パッド64の一辺の長さは、本実施
形態では100μmである。
【0016】ステップ2では、上述したように反射光の
強弱に基づきスタッドバンプ3aの形状に関する情報を
得ることで、形成されたスタッドバンプ3aの良否が検
査装置17にて実行される。尚、本実施形態では、スタ
ッドバンプ3aの良否を検査装置17にて自動的に判定
する。又、検査装置17のカメラ装置171を検査対象
であるスタッドバンプ3aの真上に移動させることで、
検査装置17から制御装置51へ検査対象であるスタッ
ドバンプ3aにおけるX,Y座標の位置情報が供給され
る。ステップ2において、形成されたスタッドバンプ3
aが良好と判定された場合には、次のスタッドバンプ3
aの検査に移行する。一方、形成されたスタッドバンプ
3aが不良であると判定された場合には、ステップ3の
バンプ除去工程へ移行する。
強弱に基づきスタッドバンプ3aの形状に関する情報を
得ることで、形成されたスタッドバンプ3aの良否が検
査装置17にて実行される。尚、本実施形態では、スタ
ッドバンプ3aの良否を検査装置17にて自動的に判定
する。又、検査装置17のカメラ装置171を検査対象
であるスタッドバンプ3aの真上に移動させることで、
検査装置17から制御装置51へ検査対象であるスタッ
ドバンプ3aにおけるX,Y座標の位置情報が供給され
る。ステップ2において、形成されたスタッドバンプ3
aが良好と判定された場合には、次のスタッドバンプ3
aの検査に移行する。一方、形成されたスタッドバンプ
3aが不良であると判定された場合には、ステップ3の
バンプ除去工程へ移行する。
【0017】ステップ3では、不良と判定されたスタッ
ドバンプ3aについてバンプ切断装置18にて切断が行
われ、切断されたスタッドバンプ3aの除去が除去装置
20にて行われる。スタッドバンプ3aの切断動作で
は、電極パッド64に損傷を与えることのないように、
スタッドバンプ3aの切断は、図5の(c)に示すよう
に、電極パッド64上に厚み寸法IIIにてなる残バンプ
131を形成するように行われる。尚、本実施形態にお
いて、上記厚み寸法IIIは、約5μmである。ステップ
3において、まず、ステップ2にて制御装置51に供給
されたスタッドバンプ3aのX,Y座標の位置情報に基
づいて制御装置51は、XYテーブル10の移動量を制
御し、不良と判定されたスタッドバンプ3aが形成され
ている電極パッド64の場所へバンプ切断装置18の切
断部材19を配置する。次に、上述のように厚み寸法II
Iを有する残バンプ131を形成するために、制御装置
51は、ステップ1にて制御装置51に供給された上記
下降端位置63の高さ情報、予め既知であるバンプ台座
3の高さ寸法I、及び既知の電極パッド64の厚み寸法
の各情報に基づき、切断部材19の下降量を演算する。
この演算結果をもとに制御装置51は、バンプ切断装置
18の上下駆動機構9の駆動制御を行い、刃部材191
を残バンプ上面位置65に配置させる。
ドバンプ3aについてバンプ切断装置18にて切断が行
われ、切断されたスタッドバンプ3aの除去が除去装置
20にて行われる。スタッドバンプ3aの切断動作で
は、電極パッド64に損傷を与えることのないように、
スタッドバンプ3aの切断は、図5の(c)に示すよう
に、電極パッド64上に厚み寸法IIIにてなる残バンプ
131を形成するように行われる。尚、本実施形態にお
いて、上記厚み寸法IIIは、約5μmである。ステップ
3において、まず、ステップ2にて制御装置51に供給
されたスタッドバンプ3aのX,Y座標の位置情報に基
づいて制御装置51は、XYテーブル10の移動量を制
御し、不良と判定されたスタッドバンプ3aが形成され
ている電極パッド64の場所へバンプ切断装置18の切
断部材19を配置する。次に、上述のように厚み寸法II
Iを有する残バンプ131を形成するために、制御装置
51は、ステップ1にて制御装置51に供給された上記
下降端位置63の高さ情報、予め既知であるバンプ台座
3の高さ寸法I、及び既知の電極パッド64の厚み寸法
の各情報に基づき、切断部材19の下降量を演算する。
この演算結果をもとに制御装置51は、バンプ切断装置
18の上下駆動機構9の駆動制御を行い、刃部材191
を残バンプ上面位置65に配置させる。
【0018】次に、図5の(b)に示すように、制御装
置51の制御によりバンプ切断装置18の超音波発振器
8が超音波を発振し、超音波ホーン7を介して切断部材
19が矢印61に示す方向に超音波振動する。又、制御
装置51の制御により、XYテーブル10が、矢印61
にて示す超音波振動方向に沿った矢印66方向に所定の
移動速度にて移動する。尚、この移動速度は、スタッド
バンプ3aの切断が適切に行え、かつ電極パッド64に
損傷が生じないような速度であり、バンプ台座3の大き
さや材質等により適宜設定される。よって、刃部材19
1は、超音波振動しながらXYテーブル10の上記移動
により矢印66方向へ移動し、図5の(c)に示すよう
に、残バンプ上面位置65に沿って上記超音波振動によ
りスタッドバンプ3aを切断していく。したがって、刃
部材191によるスタッドバンプ3aの切断が終了した
とき、電極パッド64には厚み寸法IIIを有する残バン
プ131が形成された状態となる。又、スタッドバンプ
3aの切断が終了した後、図5の(d)に示すように、
除去装置20の吸入口20aを切断箇所に近接させ、吸
引動作を行うことで、切断されたスタッドバンプ3aを
吸引することで半導体素子4上から除去する。
置51の制御によりバンプ切断装置18の超音波発振器
8が超音波を発振し、超音波ホーン7を介して切断部材
19が矢印61に示す方向に超音波振動する。又、制御
装置51の制御により、XYテーブル10が、矢印61
にて示す超音波振動方向に沿った矢印66方向に所定の
移動速度にて移動する。尚、この移動速度は、スタッド
バンプ3aの切断が適切に行え、かつ電極パッド64に
損傷が生じないような速度であり、バンプ台座3の大き
さや材質等により適宜設定される。よって、刃部材19
1は、超音波振動しながらXYテーブル10の上記移動
により矢印66方向へ移動し、図5の(c)に示すよう
に、残バンプ上面位置65に沿って上記超音波振動によ
りスタッドバンプ3aを切断していく。したがって、刃
部材191によるスタッドバンプ3aの切断が終了した
とき、電極パッド64には厚み寸法IIIを有する残バン
プ131が形成された状態となる。又、スタッドバンプ
3aの切断が終了した後、図5の(d)に示すように、
除去装置20の吸入口20aを切断箇所に近接させ、吸
引動作を行うことで、切断されたスタッドバンプ3aを
吸引することで半導体素子4上から除去する。
【0019】次に、ステップ4において、バンプ形成装
置16は、スタッドバンプ3aの切断が行われた電極パ
ッド64に対して、再び新たなスタッドバンプ3aの形
成を行う。即ち、制御装置51は、上述のように不良と
判定されたスタッドバンプ3aのX,Y座標の位置情報
を有するので、該位置情報に基づきXYテーブル10を
移動することで、スタッドバンプ3aの切断作業を行っ
た電極パッド64の位置へバンプ形成装置16を移動さ
せる。以後、上述したスタッドバンプ3aの形成動作と
同じ動作にてスタッドバンプ3aを再形成する。
置16は、スタッドバンプ3aの切断が行われた電極パ
ッド64に対して、再び新たなスタッドバンプ3aの形
成を行う。即ち、制御装置51は、上述のように不良と
判定されたスタッドバンプ3aのX,Y座標の位置情報
を有するので、該位置情報に基づきXYテーブル10を
移動することで、スタッドバンプ3aの切断作業を行っ
た電極パッド64の位置へバンプ形成装置16を移動さ
せる。以後、上述したスタッドバンプ3aの形成動作と
同じ動作にてスタッドバンプ3aを再形成する。
【0020】このように本実施形態のバンプボンディン
グ装置101によれば、ヒートステージ12上に半導体
素子4を一旦載置すればその後に当該半導体素子4をハ
ンドリングすることなく、スタッドバンプの形成、検
査、不良スタッドバンプの除去、及びスタッドバンプの
再形成を連続して自動的に行うことができる。特に、不
良スタッドバンプの除去動作については、従来の作業者
による手作業に比べて安定した品質にて行うことができ
る。よって、良品スタッドバンプが形成されたICを連
続して生産することが可能になり、又、従来の検査要員
コストを削減することができる。
グ装置101によれば、ヒートステージ12上に半導体
素子4を一旦載置すればその後に当該半導体素子4をハ
ンドリングすることなく、スタッドバンプの形成、検
査、不良スタッドバンプの除去、及びスタッドバンプの
再形成を連続して自動的に行うことができる。特に、不
良スタッドバンプの除去動作については、従来の作業者
による手作業に比べて安定した品質にて行うことができ
る。よって、良品スタッドバンプが形成されたICを連
続して生産することが可能になり、又、従来の検査要員
コストを削減することができる。
【0021】尚、上述した実施形態では、スタッドバン
プ3aの形成毎にスタッドバンプ3aの検査をし、不良
である場合にはその切断を行う場合を示したが、これに
限らず、すべての電極パッド64に対してスタッドバン
プ3aの形成を行った後に、検査を行い、その後まとめ
て切断作業を行い、その後に、スタッドバンプ3aの再
形成動作をまとめて行うようにしてもよい。
プ3aの形成毎にスタッドバンプ3aの検査をし、不良
である場合にはその切断を行う場合を示したが、これに
限らず、すべての電極パッド64に対してスタッドバン
プ3aの形成を行った後に、検査を行い、その後まとめ
て切断作業を行い、その後に、スタッドバンプ3aの再
形成動作をまとめて行うようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の第1態様の
バンプ切断装置によれば、超音波振動する切断部材にて
スタッドバンプを切断することから、スタッドバンプの
切断が容易、かつ半導体素子に損傷を与えることなく行
うことができる。よって、従来、作業者が手作業にて切
断する場合に比べ安価でかつ安定した品質のICを生産
できICの生産性の向上を図ることができる。
バンプ切断装置によれば、超音波振動する切断部材にて
スタッドバンプを切断することから、スタッドバンプの
切断が容易、かつ半導体素子に損傷を与えることなく行
うことができる。よって、従来、作業者が手作業にて切
断する場合に比べ安価でかつ安定した品質のICを生産
できICの生産性の向上を図ることができる。
【0023】又、本発明の第2態様のバンプボンディン
グ装置によれば、バンプ形成装置とバンプ切断装置とを
備え、バンプ形成装置により形成したスタッドバンプが
不良であるときには同一装置に備わるバンプ切断装置に
て不良スタッドバンプの切断を行うことができることか
ら、従来、作業者が手作業にて切断する場合に比べ安価
でかつ安定した品質の良品ICの生産性を向上させるこ
とができる。
グ装置によれば、バンプ形成装置とバンプ切断装置とを
備え、バンプ形成装置により形成したスタッドバンプが
不良であるときには同一装置に備わるバンプ切断装置に
て不良スタッドバンプの切断を行うことができることか
ら、従来、作業者が手作業にて切断する場合に比べ安価
でかつ安定した品質の良品ICの生産性を向上させるこ
とができる。
【0024】又、本発明の第3態様のバンプボンディン
グ方法によれば、バンプ形成工程により形成したスタッ
ドバンプを検査工程にて検査し、その結果スタッドバン
プが不良であるときにはバンプ切断工程にて不良スタッ
ドバンプの切断を行うことができることから、自動的に
連続して安定した品質の良品ICを生産することができ
ICの生産性を向上することができる。
グ方法によれば、バンプ形成工程により形成したスタッ
ドバンプを検査工程にて検査し、その結果スタッドバン
プが不良であるときにはバンプ切断工程にて不良スタッ
ドバンプの切断を行うことができることから、自動的に
連続して安定した品質の良品ICを生産することができ
ICの生産性を向上することができる。
【図1】 本発明の一実施形態であるバンプボンディン
グ装置の平面図である。
グ装置の平面図である。
【図2】 図1に示すバンプ切断装置の側面図である。
【図3】 図1に示すバンプ切断装置に備わる刃部材の
一例における平面図である。
一例における平面図である。
【図4】 図1に示すバンプ切断装置に備わる刃部材の
他の例における平面図である。
他の例における平面図である。
【図5】 (a)〜(d)はスタッドバンプの切断動作
を示す図である。
を示す図である。
【図6】 スタッドバンプの切断動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図7】 図1に示す検査装置の構成を示す図である。
【図8】 従来のバンプ形成装置の側面図である。
【図9】 (a)〜(f)はスタッドバンプの形成動作
を示す図である。
を示す図である。
3a…スタッドバンプ、4…半導体素子、7…超音波ホ
ーン、8…超音波発振器、16…バンプ形成装置、17
…検査装置、18…バンプ切断装置、19…切断部材、
20…除去装置、51…制御装置、101…バンプボン
ディング装置、191…刃部材、192…取付部材、1
93…固定部材。
ーン、8…超音波発振器、16…バンプ形成装置、17
…検査装置、18…バンプ切断装置、19…切断部材、
20…除去装置、51…制御装置、101…バンプボン
ディング装置、191…刃部材、192…取付部材、1
93…固定部材。
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体素子の電極パッド上に形成された
スタッドバンプ(3a)を、超音波振動により上記電極
パッドの近傍にて上記電極パッドに沿って切断する切断
部材(19)と、 上記切断部材に上記超音波振動を与える超音波発振装置
(7,8)と、を備えたことを特徴とするバンプ切断装
置。 - 【請求項2】 半導体素子に形成されている電極パッド
上にスタッドバンプ(3a)を形成するバンプ形成装置
(16)を有するバンプボンディング装置であって、 上記バンプ形成装置にて形成したスタッドバンプが不良
であるとき当該不良のスタッドバンプを、超音波振動に
より上記電極パッドの近傍にて上記電極パッドに沿って
切断する切断部材(19)と、上記切断部材に上記超音
波振動を与える超音波発振装置(7,8)とを有するバ
ンプ切断装置(18)を備えたことを特徴とするバンプ
ボンディング装置。 - 【請求項3】 上記バンプ形成装置にて上記電極パッド
上に形成された上記スタッドバンプの良否を判定する検
査装置(17)と、 検査したスタッドバンプが不良である旨の情報が上記検
査装置から供給され、かつ上記検査装置から供給される
上記不良スタッドバンプに関する上記半導体素子上の電
極パッドの形成面に沿った方向における位置情報と、上
記バンプ形成装置から供給されるスタッドバンプ形成時
に得たスタッドバンプの台座部の高さ情報及び既知の上
記電極パッドの厚み情報とに基づいて、上記バンプ切断
装置によるスタッドバンプの切断動作を制御する制御装
置(51)と、を備えた、請求項2記載のバンプボンデ
ィング装置。 - 【請求項4】 上記バンプ切断装置にて切断されたスタ
ッドバンプを取り除く除去装置(20)をさらに備え、 上記バンプ形成装置は、上記不良スタッドバンプが除去
された電極パッド上に再度スタッドバンプを形成する、
請求項2又は3記載のバンプボンディング装置。 - 【請求項5】 半導体素子の電極パッド上にスタッドバ
ンプを形成するバンプ形成工程と、 上記バンプ形成工程にて形成された上記スタッドバンプ
の良否を判定する検査工程と、 上記検査工程にてスタッドバンプが不良と判定されたと
き、該不良スタッドバンプを、超音波振動する切断部材
により上記電極パッドの近傍にて上記電極パッドに沿っ
て切断する切断工程と、を備えたことを特徴とするバン
プボンディング方法。 - 【請求項6】 上記切断工程にてスタッドバンプが切断
された電極パッド上に、再度スタッドバンプを形成する
バンプ再形成工程を備えた、請求項5記載のバンプボン
ディング方法。 - 【請求項7】 上記検査工程にて得た上記不良スタッド
バンプに関する上記半導体素子上の電極パッドの形成面
に沿った方向における位置情報と、上記バンプ形成工程
にてスタッドバンプ形成時に得たスタッドバンプの台座
部の高さ情報及び既知の上記電極パッドの厚み情報とに
基づいて、上記バンプ切断工程におけるスタッドバンプ
の切断動作を制御する、請求項5又は6記載のバンプボ
ンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8180493A JPH1027801A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | バンプ切断装置、バンプボンディング装置、及びバンプボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8180493A JPH1027801A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | バンプ切断装置、バンプボンディング装置、及びバンプボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1027801A true JPH1027801A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16084209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8180493A Pending JPH1027801A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | バンプ切断装置、バンプボンディング装置、及びバンプボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1027801A (ja) |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP8180493A patent/JPH1027801A/ja active Pending
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