JP2009054950A - バンプ形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接合性が高く安定したバンプを形成することが可能なバンプ形成方法を提供する。
【解決手段】ワイヤボンディング装置によってバンプを形成するバンプ形成方法であって、ファーストボンド位置P1を特定のバンプ形成対象のバンプ形成位置に設定し該バンプ形成位置にボール11を押圧して接合するファーストボンド工程と、セカンドボンド位置P2を、ファーストボンド位置P1からボール11の径方向に同キャピラリ2の挿通孔2aの半径R以上ずらした位置に設定し、ボール11の直上のワイヤ3をキャピラリ2の先端面2bで押圧しボール11に溶着させるセカンドボンド工程と、ワイヤ3を引っ張って破断させるワイヤ破断工程とを備えた。
【選択図】図8
【解決手段】ワイヤボンディング装置によってバンプを形成するバンプ形成方法であって、ファーストボンド位置P1を特定のバンプ形成対象のバンプ形成位置に設定し該バンプ形成位置にボール11を押圧して接合するファーストボンド工程と、セカンドボンド位置P2を、ファーストボンド位置P1からボール11の径方向に同キャピラリ2の挿通孔2aの半径R以上ずらした位置に設定し、ボール11の直上のワイヤ3をキャピラリ2の先端面2bで押圧しボール11に溶着させるセカンドボンド工程と、ワイヤ3を引っ張って破断させるワイヤ破断工程とを備えた。
【選択図】図8
Description
本発明は、バンプ形成方法に関する。
従来、半導体チップ等の接続端子と該半導体チップが搭載される基板等の搭載装置側の接続端子とに金属細線ワイヤを溶着して電気的に接続するワイヤボンディング装置がある。特許文献1に示すように、ワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通されたキャピラリと、キャピラリの先端に突出するワイヤとの間で放電を行うための電気トーチと、キャピラリの先端を加熱するためのヒータと、キャピラリに超音波振動を与えるための振動付与手段とを備えている。ワイヤボンディング装置は、半導体チップの第1接続端子及び搭載装置側の第2接続端子の間をワイヤボンディングするに際して、まず、キャピラリの先端側に突出するワイヤとキャピラリの先端側に移動させた電気トーチとの間で放電を行い、該ワイヤを溶融させてボールを形成する。そして、該ボールを、キャピラリの先端面で前記第1接続端子に押圧して接合する。そして、前記第2接続端子上にキャピラリを移動させ、該キャピラリの先端面でワイヤを第2接続端子に押しつけるとともに熱・超音波を加えて溶着させる。このとき、ワイヤの溶着部には、第2接続端子と完全に接合されるステッチボンドと、暫定的に接合されるテイルボンドが形成される。そして、ワイヤをテイルボンドによって第2接続端子に残したままキャピラリを上方へ移動させ、その後、ワイヤをクランプした状態でキャピラリを上方へ移動させることによりワイヤを引っ張ってテイルボンドの部分で破断させる。これにより、第1接続端子と第2接続端子とがワイヤにて電気的に接続される。ワイヤボンディング装置は、ワイヤを破断した後にキャピラリの先端側に残ったワイヤ(テイル)とキャピラリの先端側に移動させた電気トーチとの間で放電を行い、該ワイヤを溶融させて、次のワイヤボンディングサイクルの為のボールを形成し、次のワイヤボンディングサイクルを連続して実行する。
また、従来、ワイヤと接続端子との接続部分の電気的信頼性や機械的強度を向上させるべく、上述したワイヤボンディングに先立ち、接続端子上にバンプを形成する場合がある。特許文献1には、上述したワイヤボンディング装置を用いたバンプ形成方法が記載されている。ワイヤボンディング装置は、接続端子等の特定のバンプ形成対象にバンプを形成するに際して、まず、図10(a)に示すように、通常のワイヤボンディングサイクルと同様、キャピラリ2の先端側に突出するワイヤ3とキャピラリ2の先端側に移動させた電気トーチ6との間で放電を行い、該ワイヤ3を溶融させてボール20を形成する。そして、図10(b)に示すように、該ボール20を、キャピラリ2の先端面で接続端子21に押しつけて接合する。そして、図10(c)に示すように、接続端子21にワイヤ3を残したままキャピラリ2を上方へ移動させた後、図10(d)に示すように、ワイヤ3をクランプした状態でキャピラリ2を上方へ移動させることによりワイヤ3を引っ張って破断させる。これにより、接続端子21にバンプ22が形成される。ワイヤボンディング装置1は、キャピラリ2側に残ったワイヤ3とキャピラリ2の先端側に移動させた電気トーチ6との間で放電を行い、該ワイヤ3を溶融させて上述したワイヤボンディングサイクルのためのボールを形成することで、バンプ22を形成した後にワイヤボンディングサイクルを連続して行う。
特開平10−229100号公報
しかしながら、従来のバンプ形成方法によれば、ボール20の直上のワイヤ3の太さが略一定となるため、ワイヤ3の破断位置が特定されず、バンプ22のひげ(バンプ22側に残るワイヤ)22aの長さ及びバンプ22の形状が安定しない。このため、キャピラリ2側に残るワイヤ3の長さが安定せず、次のワイヤボンディングサイクル、若しくは、バンプ形成サイクルのためのボール20を形成することができない場合がある。その結果、次のワイヤボンディングサイクル、若しくは、バンプ形成サイクルを直ちに開始することができなくなり、生産性が悪くなってしまう。また、接続端子21の表面状態によっては、バンプ22がはがれ易くなる場合があり、接続端子21とバンプ22との間の接合性を向上させたいという要望がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バンプ形成対象に対する接合性が高く安定したバンプを形成することが可能なバンプ形成方法を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、キャピラリの先端側に開口する挿通孔に挿通されたワイヤを、前記キャピラリで接続対象に設定されるファーストボンド位置にある第1接続端子と、該第1接続端子に対応する前記接続対象又は前記接続対象とは異なる他の接続対象に設定されたセカンドボンド位置にある第2接続端子と、に順次押圧し溶着させて、前記第1接続端子及び前記第2接続端子を電気的に接続するワイヤボンディング装置によってバンプを形成するバンプ形成方法であって、前記ファーストボンド位置を特定のバンプ形成対象のバンプ形成位置に設定し、前記キャピラリの先端側に突出した前記ワイヤを溶融させて形成したボールを該バンプ形成位置に押圧して接合するファーストボンド工程と、前記セカンドボンド位置を前記ファーストボンド位置から前記ボールの径方向に前記挿通孔の半径以上ずらした位置に設定し、前記キャピラリの先端面で前記ボールの直上のワイヤを押圧し前記ボールに溶着させるセカンドボンド工程と、前記ワイヤを引っ張って破断させるワイヤ破断工程とを備えたことをその要旨とする。
本発明によれば、セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置をファーストボンド位置からボールの径方向に挿通孔の半径以上ずらした位置に設定し、キャピラリの先端面でボールの直上のワイヤを押圧しボールに溶着させたため、ワイヤにおいてキャピラリの先端面で押圧された部分の肉厚が薄くなる。このため、ワイヤ破断工程において、ワイヤは、キャピラリの先端面で押圧された位置で破断することとなり、ワイヤの破断位置を特定することができる。よって、破断後にバンプに残るワイヤ(ひげ)の長さ及びバンプの形状を安定させることができるとともに、破断後にキャピラリ側に残るワイヤ(テイル)の長さを安定させることができる。また、ファーストボンド工程でバンプ形成対象に溶着したボールを、セカンドボンド工程で再度押圧して溶着させるため、バンプ形成対象に対するバンプの接合性を向上させることができる。よって、バンプ形成対象に対する接合性が高く安定したバンプを形成することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、前記キャピラリの先端面は、外側に向かうほど基端側に傾斜することをその要旨とする。
本発明によれば、キャピラリの先端面は外側に向かうほど基端側に傾斜するため、セカンドボンド工程において、ボールの直上のワイヤを押圧して溶着させる際に溶融したボール若しくはワイヤは、キャピラリの外側であってボールの中心側へ押圧される。このため、溶融したボール若しくはワイヤがバンプの中心に集められ肉厚が確保されるので、バンプとワイヤとの接合性を向上させることができる。
本発明によれば、キャピラリの先端面は外側に向かうほど基端側に傾斜するため、セカンドボンド工程において、ボールの直上のワイヤを押圧して溶着させる際に溶融したボール若しくはワイヤは、キャピラリの外側であってボールの中心側へ押圧される。このため、溶融したボール若しくはワイヤがバンプの中心に集められ肉厚が確保されるので、バンプとワイヤとの接合性を向上させることができる。
請求項3に記載の発明は、前記キャピラリの先端面における前記挿通孔の周囲には、面取り部が形成されたことをその要旨とする。
本発明によれば、セカンドボンド工程においてキャピラリの先端面における挿通孔の周囲に形成された面取り部で押圧されることにより、該面取り部で押圧された部分が肉厚となりワイヤの強度が確保される。このため、ワイヤ破断工程においてワイヤを引っ張る前にワイヤが破断してしまうことを好適に防止することが可能となり、キャピラリ側にボールを形成する際に必要なワイヤの長さを十分確保することが可能となり、バンプ形成対象に対する接合性が高く安定したバンプをより確実に連続して形成することができる。
本発明によれば、セカンドボンド工程においてキャピラリの先端面における挿通孔の周囲に形成された面取り部で押圧されることにより、該面取り部で押圧された部分が肉厚となりワイヤの強度が確保される。このため、ワイヤ破断工程においてワイヤを引っ張る前にワイヤが破断してしまうことを好適に防止することが可能となり、キャピラリ側にボールを形成する際に必要なワイヤの長さを十分確保することが可能となり、バンプ形成対象に対する接合性が高く安定したバンプをより確実に連続して形成することができる。
請求項4に記載の発明は、前記バンプ形成対象は、前記第1接続端子又は前記第2接続端子を含むことをその要旨とする。
本発明によれば、接合性が高く安定したバンプを接続対象としての第1接続端子又は第2接続端子に形成することにより、生産性を低下させることなく、ワイヤと第1接続端子又は第2接続端子との接続部分の電気的信頼性や機械的強度を向上させることができる。
本発明によれば、接合性が高く安定したバンプを接続対象としての第1接続端子又は第2接続端子に形成することにより、生産性を低下させることなく、ワイヤと第1接続端子又は第2接続端子との接続部分の電気的信頼性や機械的強度を向上させることができる。
本発明によれば、接合性が高く安定したバンプを形成することが可能なバンプ形成方法を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図1(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1のキャピラリ2は、先端側(図1(a)中、下側)に向かって次第に細くなる略円錐台状に形成されている。キャピラリ2は、駆動装置(図示略)に駆動されて3次元方向へ移動する。図1(b)に示すように、キャピラリ2は、その先端側と基端側とに開口する挿通孔2aを備えている。キャピラリ2の先端面2bは、外側に向かうほどキャピラリ2の基端側に傾斜するテーパ面とされている。また、キャピラリの先端面2bにおける挿通孔2aの周囲には、面取り部2cがすり鉢状に形成されている。図1(a)に示すように、挿通孔2aには、ワイヤ3が挿通されている。ワイヤ3は、キャピラリ2の上方に設けられたワイヤスプール4から引き出されている。キャピラリ2とワイヤスプール4との間には、ワイヤ3をクランプ・アンクランプ可能なクランパ5が配設されている。クランパ5は、前記駆動装置に駆動されてキャピラリ2と共に移動する。
図1(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1のキャピラリ2は、先端側(図1(a)中、下側)に向かって次第に細くなる略円錐台状に形成されている。キャピラリ2は、駆動装置(図示略)に駆動されて3次元方向へ移動する。図1(b)に示すように、キャピラリ2は、その先端側と基端側とに開口する挿通孔2aを備えている。キャピラリ2の先端面2bは、外側に向かうほどキャピラリ2の基端側に傾斜するテーパ面とされている。また、キャピラリの先端面2bにおける挿通孔2aの周囲には、面取り部2cがすり鉢状に形成されている。図1(a)に示すように、挿通孔2aには、ワイヤ3が挿通されている。ワイヤ3は、キャピラリ2の上方に設けられたワイヤスプール4から引き出されている。キャピラリ2とワイヤスプール4との間には、ワイヤ3をクランプ・アンクランプ可能なクランパ5が配設されている。クランパ5は、前記駆動装置に駆動されてキャピラリ2と共に移動する。
また、ワイヤボンディング装置1は、キャピラリ2の先端から突出するワイヤ3との間で放電を行うための手段として電気トーチ6を備えている。電気トーチ6は、退避位置からキャピラリ2の先端面2bにおける挿通孔2aの近傍へ移動しうるように構成されている。また、ワイヤボンディング装置1は、キャピラリ2に超音波振動を与えるための振動付与手段(図示略)及びワイヤ3のテンションを一定に保つためのエアーテンション(図示略)を備えている。
また、ワイヤボンディング装置1は、接続対象としての半導体素子7の第1接続端子8が配置されるファーストボンド位置P1、及び、半導体素子7が搭載される接続対象としての基板9の第2接続端子10が配置されるセカンドボンド位置P2、並びに、前記振動付与手段の出力等を設定するための入力装置(図示略)を備えている。なお、前記入力装置を通じて、基板9が載置されるステージを加熱するヒータ(図示略)の出力も設定できるようになっている。半導体素子7には、複数の第1接続端子8が設けられており、基板9には、複数の第1接続端子8に対応する複数の第2接続端子10が設けられている。ワイヤボンディング装置1は、入力装置を通じて予め設定されたファーストボンド位置P1にある第1接続端子8及びセカンドボンド位置P2にある第2接続端子10にワイヤ3を押圧し溶着させることで、第1接続端子8と第2接続端子10とを電気的に接続する(図6参照)。
次に、第1接続端子8及び第2接続端子10をワイヤ3にて接続する場合のワイヤボンディング装置1の動作(ワイヤボンディングサイクル)を説明する。
まず、ワイヤボンディング装置1は、図1(a)に2点鎖線で示されるように、キャピラリ2の先端側に電気トーチ6を移動させ、挿通孔2aからキャピラリ2の先端側に突出したワイヤ3と電気トーチ6との間で高圧放電させ、該ワイヤ3の先端部を溶融させてボール11を形成する。そして、図2に示すように、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2をファーストボンド位置P1の直上に移動させる。これにより、キャピラリ2の中心が、半導体素子7の第1接続端子8上に配置される。次に、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2を下方へ移動させ、ボール11を第1接続端子8に押圧する。このとき、ワイヤボンディング装置1は、前記振動付与手段によって押圧状態のボール11に超音波を加える(ファーストボンド工程)。これにより、ボール11が、第1接続端子8に接合される。
まず、ワイヤボンディング装置1は、図1(a)に2点鎖線で示されるように、キャピラリ2の先端側に電気トーチ6を移動させ、挿通孔2aからキャピラリ2の先端側に突出したワイヤ3と電気トーチ6との間で高圧放電させ、該ワイヤ3の先端部を溶融させてボール11を形成する。そして、図2に示すように、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2をファーストボンド位置P1の直上に移動させる。これにより、キャピラリ2の中心が、半導体素子7の第1接続端子8上に配置される。次に、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2を下方へ移動させ、ボール11を第1接続端子8に押圧する。このとき、ワイヤボンディング装置1は、前記振動付与手段によって押圧状態のボール11に超音波を加える(ファーストボンド工程)。これにより、ボール11が、第1接続端子8に接合される。
次に、図3に示すように、ワイヤボンディング装置1は、クランパ5を開いたアンクランプ状態で、前記駆動装置の駆動を通じてキャピラリ2を上方へ移動させた後、図4に示すように、同キャピラリ2をセカンドボンド位置P2の直上に移動させる。これにより、キャピラリ2の中心が、第2接続端子10上に配置される。なお、このとき、ワイヤボンディング装置1は、ワイヤ3のループ形状を最適な状態にするべく、前記エアーテンションでワイヤ3のテンションを一定に保ちながらキャピラリ2を特殊な軌道で移動させ、ワイヤ3に屈曲部(くせ)3aを形成するループ動作を行う。
そして、図5(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2を下方へ移動させ、ワイヤ3を第2接続端子10に押圧する。このとき、ワイヤボンディング装置1は、前記振動付与手段によって押圧状態のワイヤ3に超音波を加える(セカンドボンド工程)。これにより、図5(b)に示すように、ワイヤ3に、キャピラリ2の先端面2bで押圧されることで第2接続端子10に接合される部分であるステッチボンドB1と、キャピラリ2の面取り部2cで押圧されることで第2接続端子10に(暫定的に)接合される部分であるテイルボンドB2とが形成される。
次に、図6に示すように、ワイヤボンディング装置1は、クランパ5を開いたアンクランプ状態でキャピラリ2を上方へ移動させ、キャピラリ2の先端側に一定の長さのワイヤ3を突出させた後、クランパ5を閉じたクランプ状態でキャピラリ2をさらに上方へ移動させる(ワイヤ破断工程)。ワイヤ3は上方へ引っ張られることにより、テイルボンドB2の部分で破断し、ステッチボンドB1から切り離される。以上で、第1接続端子8と第2接続端子10とをワイヤ3にて電気的に接続する1回のワイヤボンディングサイクルが終了する。ワイヤボンディング装置1は、ワイヤ破断工程においてワイヤ3を破断した後にキャピラリ2の先端側に残ったワイヤ(テイル)3と電気トーチ6との間で高圧放電させ、該ワイヤ3を溶融させて、次のワイヤボンディングサイクルの為のボール11を形成する。ワイヤボンディング装置1は、次の第1接続端子8及び第2接続端子10に対するワイヤボンディングサイクルを連続して実行する。
また、本実施の形態では、ワイヤ3と第2接続端子10との接続部分の電気的信頼性や機械的強度を向上させるべく、上述したワイヤボンディングに先立ち、第2接続端子10上にバンプを形成する。次に、このワイヤボンディング装置1によるバンプ形成方法(バンプ形成サイクル)について説明する。
<バンプ形成方法>
このバンプ形成方法においては、前記入力装置を通じて、セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置P2を、ファーストボンド工程におけるファーストボンド位置P1から、ボール11の径方向に挿通孔2aの面取り部2cの先端側の半径Rよりも大きな距離R1ずらした位置に設定する(図7参照)。
このバンプ形成方法においては、前記入力装置を通じて、セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置P2を、ファーストボンド工程におけるファーストボンド位置P1から、ボール11の径方向に挿通孔2aの面取り部2cの先端側の半径Rよりも大きな距離R1ずらした位置に設定する(図7参照)。
図1(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1は、第2接続端子10にバンプを形成する場合、まず、前記ワイヤボンディングサイクルと同様に、キャピラリ2の先端側に電気トーチ6を移動させ、挿通孔2aからキャピラリ2の先端側に突出したワイヤ3と電気トーチ6との間で高圧放電させ、該ワイヤ3の先端部を溶融させてボール11を形成する。そして、図2に示すように、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2をファーストボンド位置P1の直上に移動させる。これにより、キャピラリ2の中心が、図2において括弧書きで示すバンプ形成対象である第2接続端子10上に配置される。次に、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2を下方へ移動させ、ボール11を第2接続端子10に押圧する。このとき、ワイヤボンディング装置1は、前記振動付与手段によって押圧状態のボール11に超音波を加える(ファーストボンド工程)。これにより、ボール11が、第2接続端子10に接合される。
次に、図3に示すように、ワイヤボンディング装置1は、クランパ5を開いたアンクランプ状態で、前記駆動装置の駆動を通じてキャピラリ2を上方へ移動させた後、図7に示すように、同キャピラリ2を、セカンドボンド位置P2の直上に移動させる。これにより、キャピラリ2の中心が、ボール11の径方向にキャピラリ2の挿通孔2aの半径Rよりも大きい距離R1ずれた位置に配置される。なお、このとき、ワイヤボンディング装置1は、キャピラリ2を特殊な軌道で移動させるループ動作を行うが、例えば、ワイヤ3に前記屈曲部3aが形成されないよう、また、前記エアーテンションによりワイヤ3がキャピラリ2の挿通孔2a内に適切に引き込まれるよう、ループ動作の条件を設定して、バンプの形状に影響がないようにする。
そして、図8(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1は、前記駆動装置の駆動によりキャピラリ2を下方へ移動させ、ワイヤ3を第2接続端子10に押圧する。このとき、ワイヤボンディング装置1は、前記振動付与手段によって押圧状態のワイヤ3に超音波を加える(セカンドボンド工程)。これにより、図8(b)に示すように、ボール11の直上のワイヤ3がキャピラリ2の先端面2bで押圧されて溶着される(一体となる)とともに、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧された部分の肉厚が薄くなりテイルボンドB2が形成される。このとき、ファーストボンド工程で溶着したボール11が、セカンドボンド工程で再度押圧されて溶着する。このため、バンプ12の第2接続端子10に対する接合性が向上する。また、キャピラリ2の先端面2bは、外側に向かうほど基端側に傾斜するため、ボール11の直上のワイヤ3を押圧して溶着させる際に溶融したボール11若しくはワイヤ3は、キャピラリ2の外側であってボール11の中心側へ押圧される。このため、溶融したボール11若しくはワイヤ3がバンプ12の中心に集められ、バンプ12の肉厚が確保されるので、後のワイヤボンディングサイクルにおけるバンプ12とワイヤ3との接合性が向上する。
次に、図9(a)に示すように、ワイヤボンディング装置1は、クランパ5を開いたアンクランプ状態でキャピラリ2を上方へ移動させ、キャピラリ2の先端側に一定の長さのワイヤ3を突出させた後、クランパ5を閉じたクランプ状態でキャピラリ2をさらに上方へ移動させる(ワイヤ破断工程)。ワイヤ3は上方へ引っ張られることにより、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧されたテイルボンドB2の位置で破断し、ボール11から切り離される。以上で、1回のバンプ形成サイクルが終了する。すなわち、図9(b)に示されるように、ワイヤ3の破断位置が特定され、バンプ12のひげの長さ及びバンプ12の形状が安定するとともに、破断後にキャピラリ2側に残るワイヤ3の長さが安定する。また、セカンドボンド工程においてキャピラリ2の先端面2bに形成されたテーパ状の面取り部2cで押圧されることにより、該面取り部2cで押圧されてなるテイルボンドB2が肉厚となりワイヤ3の強度が確保される。このため、ワイヤ破断工程においてワイヤ3を引っ張る前にワイヤ3が破断してしまうことを好適に防止することが可能となり、キャピラリ2側に次のバンプ形成サイクルでボール11を形成する際に必要なワイヤ3の長さを十分確保することができる。
ワイヤボンディング装置1は、ワイヤ3を破断した後にキャピラリ2の先端側に残ったワイヤ3と電気トーチ6との間で高圧放電させ、該ワイヤ3の先端部を溶融させて、第1接続端子8にワイヤを接合するためのボール11を形成し、第1及び第2接続端子8,10を接続するワイヤボンディングサイクルを連続して実行する。
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
(1)セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置P2(キャピラリ2の中心位置)を、ファーストボンド工程におけるファーストボンド位置P1(キャピラリ2の中心位置)からボール11の径方向に挿通孔2aの半径Rよりも大きい距離R1ずらした位置に設定した。このため、ボール11の直上のワイヤ3がキャピラリ2の先端面2bで押圧されてボール11に溶着されるとともに、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧された部分の肉厚が薄くなりテイルボンドB2が形成される。従って、ワイヤ破断工程において、ワイヤ3は、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧されたテイルボンドB2の位置で破断することとなり、ワイヤ3の破断位置を特定することができる。よって、破断後にバンプ12に残るワイヤ(ひげ)の長さ及びバンプ12の形状を安定させることができるとともに、破断後にキャピラリ2側に残るワイヤ(テイル)3の長さを安定させることができる。また、ファーストボンド工程で第2接続端子10に溶着したボール11を、セカンドボンド工程で再度押圧して溶着させるため、第2接続端子10に対するバンプ12の接合性を向上させることができる。よって、第2接続端子10に対する接合性が高く安定したバンプ12を形成することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
(1)セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置P2(キャピラリ2の中心位置)を、ファーストボンド工程におけるファーストボンド位置P1(キャピラリ2の中心位置)からボール11の径方向に挿通孔2aの半径Rよりも大きい距離R1ずらした位置に設定した。このため、ボール11の直上のワイヤ3がキャピラリ2の先端面2bで押圧されてボール11に溶着されるとともに、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧された部分の肉厚が薄くなりテイルボンドB2が形成される。従って、ワイヤ破断工程において、ワイヤ3は、ワイヤ3においてキャピラリ2の先端面2bで押圧されたテイルボンドB2の位置で破断することとなり、ワイヤ3の破断位置を特定することができる。よって、破断後にバンプ12に残るワイヤ(ひげ)の長さ及びバンプ12の形状を安定させることができるとともに、破断後にキャピラリ2側に残るワイヤ(テイル)3の長さを安定させることができる。また、ファーストボンド工程で第2接続端子10に溶着したボール11を、セカンドボンド工程で再度押圧して溶着させるため、第2接続端子10に対するバンプ12の接合性を向上させることができる。よって、第2接続端子10に対する接合性が高く安定したバンプ12を形成することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
(2)また、ワイヤボンディング装置1によって第2接続端子10に対する接合性が高く安定したバンプ12を形成することができるため、同一の装置でバンプ形成サイクルとワイヤボンディングサイクルとを連続して実行することが可能となり、生産性をより向上させることができる。
(3)キャピラリ2の先端面2bは外側に向かうほど基端側に傾斜するため、セカンドボンド工程において、ボール11の直上のワイヤ3を押圧して溶着させる際に溶融したボール11若しくはワイヤ3は、キャピラリ2の外側であってボール11の中心側へ押圧される。このため、溶融したボール11若しくはワイヤ3がバンプ12の中心に集められ肉厚が確保されるので、バンプ12とワイヤ3との接合性を向上させることができる。
(4)セカンドボンド工程ではキャピラリ2の先端面2bにおける挿通孔2aの周囲に形成された面取り部2cで押圧されることにより、該面取り部2cで押圧されたテイルボンドB2が肉厚となりワイヤ3の強度が確保される。このため、ワイヤ破断工程においてワイヤ3を引っ張る前にワイヤ3が破断してしまうことを好適に防止することが可能となり、キャピラリ2側にボール11を形成する際に必要なワイヤ3の長さを十分確保することができる。よって、第2接続端子10に対する接合性が高く安定したバンプ12をより確実に連続して形成することができる。
(5)接合性が高く安定したバンプ12を接続対象としての第2接続端子10に形成することにより、生産性を低下させることなく、ワイヤ3と第2接続端子10との接続部分の電気的信頼性や機械的強度を向上させることができる。
尚、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、先端面2bが外側に向かうほど基端側に傾斜したキャピラリ2を用いたが、先端面2bが傾斜していないキャピラリを用いてもよい。
・上記実施の形態では、先端面2bが外側に向かうほど基端側に傾斜したキャピラリ2を用いたが、先端面2bが傾斜していないキャピラリを用いてもよい。
・上記実施の形態では、ワイヤボンディング装置1でバンプ12を形成した後、ワイヤボンディングを行うようにしたが、ワイヤボンディングを行った後、第1接続端子8や第2接続端子10にバンプを形成するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、同一のワイヤボンディング装置1でバンプ12の形成とワイヤボンディングとを行うようにしたが、別々の装置で行うようにしてもよい。
・上記実施の形態では、基板9の第2接続端子10にバンプ12を形成したが、半導体素子7の第1接続端子8にバンプ12を形成してもよい。
・上記実施の形態では、半導体素子7の第1接続端子8と基板9の第2接続端子10とをワイヤ3にて接続したが、基板9等の同一の部材に設けられた複数の接続端子をワイヤにて接続してもよい。
・上記実施の形態では、半導体素子7の第1接続端子8と基板9の第2接続端子10とをワイヤ3にて接続したが、基板9等の同一の部材に設けられた複数の接続端子をワイヤにて接続してもよい。
・上記実施の形態では、セカンドボンド工程におけるセカンドボンド位置P2を、ファーストボンド工程におけるファーストボンド位置P1から、ボール11の径方向に挿通孔2aの面取り部2cの先端側の半径Rよりも大きな距離R1ずらしたが、ずらし量は挿通孔2aの半径以上であれば適宜変更可能である。
・上記実施の形態において、ワイヤボンディング装置1に、キャピラリ2を加熱するヒータを設け、ワイヤ3若しくはボール11を接合する際に、前記振動付与手段及びヒータによってワイヤ3若しくはボール11に直接、超音波及び熱を加えるようにしてもよい。
1…ワイヤボンディング装置、2…キャピラリ、2a…挿通孔、2b…先端面、2c…面取り部、3…ワイヤ、7…接続対象としての半導体素子、8…第1接続端子、9…接続対象としての基板、10…バンプ形成対象としての第2接続端子、11…ボール、12…バンプ、R…挿通孔の半径、P1…ファーストボンド位置、P2…セカンドボンド位置。
Claims (4)
- キャピラリの先端側に開口する挿通孔に挿通されたワイヤを、前記キャピラリで接続対象に設定されるファーストボンド位置にある第1接続端子と、該第1接続端子に対応する前記接続対象又は前記接続対象とは異なる他の接続対象に設定されたセカンドボンド位置にある第2接続端子と、に順次押圧し溶着させて、前記第1接続端子及び前記第2接続端子を電気的に接続するワイヤボンディング装置によってバンプを形成するバンプ形成方法であって、
前記ファーストボンド位置を特定のバンプ形成対象のバンプ形成位置に設定し、前記キャピラリの先端側に突出した前記ワイヤを溶融させて形成したボールを該バンプ形成位置に押圧して接合するファーストボンド工程と、
前記セカンドボンド位置を前記ファーストボンド位置から前記ボールの径方向に前記挿通孔の半径以上ずらした位置に設定し、前記キャピラリの先端面で前記ボールの直上のワイヤを押圧し前記ボールに溶着させるセカンドボンド工程と、
前記ワイヤを引っ張って破断させるワイヤ破断工程と
を備えたことを特徴とするバンプ形成方法。 - 請求項1に記載のバンプ形成方法において、
前記キャピラリの先端面は、外側に向かうほど基端側に傾斜することを特徴とするバンプ形成方法。 - 請求項1又は2に記載のバンプ形成方法において、
前記キャピラリの先端面における前記挿通孔の周囲には、面取り部が形成されたことを特徴とするバンプ形成方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載のバンプ形成方法において、
前記バンプ形成対象は、前記第1接続端子又は前記第2接続端子を含むことを特徴とするバンプ形成方法。
Priority Applications (1)
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2007
- 2007-08-29 JP JP2007222681A patent/JP2009054950A/ja active Pending
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