JPH1116917A - バンプ形成方法およびその装置 - Google Patents

バンプ形成方法およびその装置

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JPH1116917A
JPH1116917A JP18172597A JP18172597A JPH1116917A JP H1116917 A JPH1116917 A JP H1116917A JP 18172597 A JP18172597 A JP 18172597A JP 18172597 A JP18172597 A JP 18172597A JP H1116917 A JPH1116917 A JP H1116917A
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JP
Japan
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semiconductor chip
conductive balls
bump forming
semiconductor chips
positioning means
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Pending
Application number
JP18172597A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Shimokawa
健二 下川
Kohei Tatsumi
宏平 巽
Hideji Hashino
英児 橋野
Toshiji Kikuchi
利治 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的にしかも適正かつ確実にバンプを形成
し得るバンプ形成方法及び接合装置を提供する。 【解決手段】 2つ以上のダイシングした半導体チップ
Sまたはプリント基板を所定位置に位置決め配置し、一
括で導電性ボールを用いたバンプを形成する。半導体チ
ップSまたはプリント基板の電極部とボール配列手段に
よって配列保持された導電性ボールとを位置合わせする
ための位置出し手段を含んでいる。位置出し手段は、各
半導体チップSに対応した位置に凹溝11が形成されて
成るトレー10を含んでいる。2つ以上のダイシングし
た半導体チップSを用いることにより、複数個同時にバ
ンプ形成を行うことで生産性を格段に向上させることが
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、半導体チップの電
極やプリント基板等に微小金属ボールで成るバンプを形
成するための方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より半導体チップの電極と外部回路
等との接合媒体となるバンプとして、ウェハバンプ,ス
タッドバンプおよび転写バンプ等が知られている。近
年、半導体装置の高密度化に伴って、電極の狭ピッチ化
あるいはバンプの微小化が進んでいる。バンプを形成す
べき微小金属ボールを予め半導体チップの電極と同一座
標に配列させ、それを一括で電極上に接合するようにし
たバンプの形成方法が実用化されつつある。
【0003】例えば本出願人はすでに、特開平7−15
37675号公報により開示されるように、半導体チッ
プの電極パッドと同一位置となるように微小金属ボール
が配列されている配列基板から、半導体チップ1つ分の
金属ボール群を一括でピックアップし、これを接合用ス
テージまで搬送し、被接合部に接合するようにしたバン
プ形成方法を提案した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のバンプ形成方法において、ダイシングした半導
体チップを接合ステージに1つずつ配置し、各半導体チ
ップにバンプを形成するようにしている。従って、従来
方法においては製造効率もしくは生産性の点で改善の余
地があった。
【0005】また、従来ウェハ段階で、つまりウェハを
ダイシングする前の状態で1つ以上の半導体チップにバ
ンプを形成するものが知られている。しかしながら、そ
のウェハ内に不良品半導体チップが含まれている場合に
は、良品の半導体チップのみならず不良品半導体チップ
にもバンプを形成してしまう。この方法においても高い
生産性を実現するのが難しかった。
【0006】本発明はかかる実情に鑑み、効率的にしか
も適正かつ確実にバンプを形成し得るバンプ形成方法及
び接合装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によるバンプ形成
方法は、2つ以上のダイシングした半導体チップまたは
プリント基板を所定位置に位置決め配置し、一括で導電
性ボールを用いたバンプを形成する。
【0008】また、本発明によるバンプ形成方法は、2
つ以上のダイシングした半導体チップまたはプリント基
板の電極部に対応する位置に導電性ボールを配列保持す
る工程と、半導体チップまたはプリント基板の電極部と
配列保持された前記導電性ボールとを位置合わせする工
程と、配列保持された前記導電性ボールを半導体チップ
またはプリント基板の電極部に転写接合する工程と、を
含んでいる。また、本発明によるバンプ形成方法におい
て、前記配列保持された導電性ボールの配列状態を検査
する工程を、さらに含んでいることを特徴とする。
【0009】また、本発明によるバンプ形成装置は、2
つ以上のダイシングした半導体チップまたはプリント基
板の電極部に対応する位置に導電性ボールを配列保持す
るボール配列手段と、半導体チップまたはプリント基板
の電極部と前記ボール配列手段によって配列保持された
導電性ボールとを位置合わせするための位置出し手段
と、前記配列保持された導電性ボールを半導体チップま
たはプリント基板の電極部に転写接合する転写接合手段
と、を含んでいる。
【0010】また、本発明によるバンプ形成装置におい
て、前記位置出し手段は、各半導体チップに対応した位
置に凹溝が形成されて成るトレーを含んでいることを特
徴とする。また、本発明によるバンプ形成装置におい
て、前記位置出し手段は、各半導体チップに対応した位
置に凹溝が形成されたステージを含んでいることを特徴
とする。また、本発明によるバンプ形成装置において、
前記位置出し手段は、直交および回転座標が独立に制御
可能な2つ以上のステージを含んでいることを特徴とす
る。また、本発明によるバンプ形成装置において、前記
位置出し手段は、各半導体チップを位置決めし、その位
置に吸引固定し得るように構成されたステージを含んで
いることを特徴とする。
【0011】本発明によれば、2つ以上のダイシングし
た半導体チップを位置決め配置し、これらの半導体チッ
プに導電性ボールを接合してバンプを形成する。ダイシ
ング後の半導体チップ、しかも良品を選択して用いるこ
とで生産性を格段に向上させることができる。ちなみに
ウェハ段階で、ダイシングする前の2つ以上の半導体チ
ップにバンプ形成する場合では、不良品の半導体チップ
が含まれるため生産効率を上げるのが難しい。
【0012】また、ダイシング後の2つ以上の半導体チ
ップを所定のステージ上に位置決め配置する際、位置出
し手段によって半導体チップを相互に正確に位置決めす
ることができる。これによりボール配列手段と導電性ボ
ールの位置合わせを効率よく、正確に行うことができ
る。
【0013】なお、位置出し手段の例として、トレーま
たはステージに形成された半導体チップあるいはプリン
ト基板等の大きさよりも大きな凹溝に半導体チップある
いはプリント基板等を置き、トレーまたはステージを適
度に傾斜することで凹溝の角部で半導体チップ等の位置
合わせを行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明によ
るバンプ形成方法およびその装置の好適な実施の形態を
説明する。この実施形態において、2つ以上のダイシン
グした半導体チップを所定位置に位置決め配置し、一括
で導電性ボールを用いたバンプを形成する。図1のよう
にウェハWがダイシングされる。ダイシングされた半導
体チップSは、図2のように搬送ヘッド100によって
ステージ1上の所定位置に位置決め配置される。搬送ヘ
ッド100は、ダイシングされたウェハWのうちから選
択された良品の半導体チップSのみをステージ1に配置
する。このとき2つ以上の搬送ヘッド100を用いれ
ば、2つ以上の半導体チップSを迅速に配置することが
できる。
【0015】また、図3のようにバンプを形成すべき導
電性ボールBを配列保持するボール配列手段として、ボ
ール配列ヘッド200を備えている。配列ヘッド200
は、2つ以上の半導体チップSの電極部に対応する多数
のボール配列孔201aを有する配列基板201を備
え、吸引チャンバ202を介して真空引されるようにな
っている。吸引チャンバ202には、真空吸引源として
の真空ポンプ203が接続され、図示のようにボール配
列ヘッド200は、そのボール配列孔201aにて導電
性ボールBを配列保持する。
【0016】ボール配列ヘッド200は図示しない移動
搬送機構によって、図4のように水平および上下方向に
移動可能に支持されている。導電性ボールBの供給部で
導電性ボールBを配列保持したボール配列ヘッド200
は、この移動搬送機構によってステージ1まで搬送され
る。ボール配列ヘッド200は、ステージ1上の所定位
置に位置決め配置されている半導体チップSに対して位
置合わせされながら、導電性ボールBを対応する半導体
チップSに接合するように構成される。
【0017】搬送ヘッド100によって半導体チップS
をステージ1に配置する際、図5に示したように各半導
体チップSに対応した位置に凹溝11が形成されて成る
トレー10を使用する。このトレー10は、半導体チッ
プSの電極部と、ボール配列ヘッド200によって配列
保持された導電性ボールBとを位置合わせするための位
置合わせ手段として機能する。凹溝11はそれ自体、お
よび相互間で高い寸法精度で形成されており、半導体チ
ップSを正確に位置決めすることができる。
【0018】トレー10に形成される凹溝11は好まし
くは、図6に示したように適度なテーパ状に形成された
ガイド部12を有する。このようなガイド部12を設け
ることで半導体チップSを凹溝11に円滑にセットする
ことができる。なお、これらの凹溝11およびガイド部
12は、別体のトレー10を用いずに、すなわちステー
ジ1自体に予め形成しておくこともできる。
【0019】前述のようにステージ1上には、2つ以上
のダイシングした半導体チップSが配置される。図7は
その場合の半導体チップSの配置例を示すもので、4つ
の半導体チップS1 〜S4 を正方形状に(図7
(A))、あるいは4つの半導体チップS1 〜S4 を列
設するかたちで(図7(B))配置する。なお、これら
図示した配置例に限らず、2つ以上のダイシングした半
導体チップSを所定位置に位置決め配置してもよい。
【0020】あるいはまた、トレー10またはステージ
1に2つ以上の半導体チップあるいはプリント基板等を
並べる際、たとえば図8に示すように対象とする半導体
チップSあるいはプリント基板等の大きさよりも大きな
凹溝11を形成する。この凹溝11にまず、図8(A)
のように半導体チップS1 〜S4 あるいはプリント基板
等を置き、トレー10またはステージ1を適度に傾斜す
ることで凹溝11の角部で半導体チップS1 〜S4 等の
位置合わせを行う(図8(B))。
【0021】凹溝11内で半導体チップS1 〜S4 等を
位置合わせする際、図8(B)のように半導体チップS
1 〜S4 をその背面側から吸引孔13で吸引固定する。
そしてこの位置決め状態を保持しながら、図8(C)の
ようにトレー10またはステージ1が元の状態位置に戻
される。
【0022】一方、ボール配列ヘッド200は導電性ボ
ールBの供給部において、バンプを形成するための導電
性ボールBを収容する容器20上方から、所定タイミン
グで該容器20内に下降する(図9(A))。さらに、
図9(B)のように吸引チャンバ202を介して真空引
することで、配列基板201のボール配列孔201aに
て導電性ボールBを配列保持する。なお、配列基板20
1のボール配列孔201aに導電性ボールBを吸着させ
る際、容器20を加振することで容器20内で導電性ボ
ールBを浮遊状態にし、吸着し易くする等の手段がとら
れる。
【0023】図9(C)のように配列基板201の各ボ
ール配列孔201aに1つの導電性ボールBが吸着され
る。ここで、導電性ボールBを吸着する際、配列基板2
01から余剰ボールを除去して各ボール配列孔201a
に1つの導電性ボールBを吸着させるための余剰ボール
除去手段をさらに含んでいる。この余剰ボール除去手段
は例えば、配列基板201に微振動を与えることにより
余分な導電性ボールBを配列基板201から離脱させる
ように構成することができる。
【0024】さらに、上記のように配列基板201に配
列保持された導電性ボールBの配列状態が検査される。
この場合、図9(C)に示すように配列基板201の下
方から画像認識手段(TVカメラ)30により導電性ボ
ールBの配列状態を撮影し、配列状態の良否を確認する
ことができる。
【0025】導電性ボールBを適正に配列保持したボー
ル配列ヘッド200は、ステージ1上の半導体チップS
に対して位置合わせされながら降下し、これにより導電
性ボールBを対応する各半導体チップSの電極に接合す
ることができる。
【0026】このように2つ以上のダイシングした半導
体チップSをステージ1上に位置決め配置し、これらの
半導体チップSに導電性ボールBを接合してバンプを形
成する。ダイシング後の良品の半導体チップSを用いる
ことで、製造工程から不良品を除くことができ生産性を
格段に向上させることができる。
【0027】上記実施形態における位置出し手段の他の
態様として、直交(x−y)および回転座標(θ)が独
立に制御可能な2つ以上のステージを含んでいる。この
場合1つのステージ上で1つの半導体チップを位置決め
配置して導電性ボールBを接合し、つぎのステージ上で
つぎの半導体チップを位置決め配置して導電性ボールB
を接合し、この操作が必要回数だけ繰り返される。位置
出し手段のさらに別の態様として、各半導体チップを位
置決めし、その位置に吸引固定し得るように構成された
ステージを含んでいる。
【0028】上記実施形態においては、半導体チップの
電極にバンプを形成する例を説明した。本発明によれば
2つ以上の半導体チップは、同種のものである必要はな
く、異なる種類の半導体チップを含んでいてもよい。半
導体チップの場合に限らず、たとえばプリント基板等に
対しても本発明を有効を適用可能であり、上記実施形態
と同様な作用効果を得ることができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種のバンプを形成する際、2つ以上のダイシングした
半導体チップを用いることにより、複数個同時にバンプ
形成を行うことで生産性を格段に向上させることができ
る。この場合、良品の半導体チップを選択可能としたこ
とで、100%近くまで良品率を高めよく、歩留り向上
を図ることができる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるウェハダイシング工程を示す斜
視図である。
【図2】本発明におけるダイシング後の半導体チップの
位置決め配置工程を示す斜視図である。
【図3】本発明に係るボール配列ヘッドの構成例を示す
図である。
【図4】本発明におけるボール配列ヘッドの移動搬送の
様子を示す図である。
【図5】本発明に係る半導体チップのためのトレーの構
成例を示す図である。
【図6】本発明に係る上記トレーの凹溝の構成例を示す
図である。
【図7】本発明におけるステージ上の半導体チップの配
置例を示す平面図である。
【図8】本発明におけるステージ等での半導体チップ等
の位置決め手段の例を示すそれぞれ斜視図である。
【図9】本発明に係るボール配列ヘッドのボール配列工
程を順に示す図である。
【符号の説明】
1 ステージ 10 トレー 11 凹溝 12 ガイド部 20 ボール容器 100 搬送ヘッド 200 ボール配列ヘッド 201 配列基板 201a ボール配列孔 202 吸引チャンバ 203 真空ポンプ B 導電性ボール S 半導体チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 利治 川崎市中原区井田3−35−1 新日本製鐵 株式会社技術開発本部内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つ以上のダイシングした半導体チップ
    またはプリント基板を所定位置に位置決め配置し、一括
    で導電性ボールを用いたバンプを形成することを特徴と
    するバンプ形成方法。
  2. 【請求項2】 2つ以上のダイシングした半導体チップ
    またはプリント基板の電極部に対応する位置に導電性ボ
    ールを配列保持する工程と、 半導体チップまたはプリント基板の電極部と、配列保持
    された前記導電性ボールとを位置合わせする工程と、 配列保持された前記導電性ボールを半導体チップまたは
    プリント基板の電極部に転写接合する工程と、を含んで
    いることを特徴とするバンプ形成方法。
  3. 【請求項3】 前記配列保持された導電性ボールの配列
    状態を検査する工程を、さらに含んでいることを特徴と
    する請求項2に記載のバンプ形成方法。
  4. 【請求項4】 2つ以上のダイシングした半導体チップ
    またはプリント基板の電極部に対応する位置に導電性ボ
    ールを配列保持するボール配列手段と、 半導体チップまたはプリント基板の電極部と前記ボール
    配列手段によって配列保持された導電性ボールとを位置
    合わせするための位置出し手段と、 前記配列保持された導電性ボールを半導体チップまたは
    プリント基板の電極部に転写接合する転写接合手段と、
    を含んでいることを特徴とするバンプ形成装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のバンプ形成装置におい
    て、 前記位置出し手段は、各半導体チップに対応した位置に
    凹溝が形成されて成るトレーを含んでいることを特徴と
    するバンプ形成装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載のバンプ形成装置におい
    て、 前記位置出し手段は、各半導体チップに対応した位置に
    凹溝が形成されたステージを含んでいることを特徴とす
    るバンプ形成装置。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載のバンプ形成装置におい
    て、 前記位置出し手段は、直交および回転座標が独立に制御
    可能な2つ以上のステージを含んでいることを特徴とす
    るバンプ形成装置。
  8. 【請求項8】 請求項4に記載のバンプ形成装置におい
    て、 前記位置出し手段は、各半導体チップを位置決めし、そ
    の位置に吸引固定し得るように構成されたステージを含
    んでいることを特徴とするバンプ形成装置。
JP18172597A 1996-08-29 1997-06-23 バンプ形成方法およびその装置 Pending JPH1116917A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100425946B1 (ko) * 2002-02-20 2004-04-01 주식회사 칩팩코리아 플립 칩 패키지의 금 스터드 범프 형성방법
JP2011077493A (ja) * 2009-02-10 2011-04-14 Hioki Ee Corp 基板製造装置、基板製造方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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