JPH0212919A - バンプ電極の形成方法 - Google Patents
バンプ電極の形成方法Info
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- JPH0212919A JPH0212919A JP63164563A JP16456388A JPH0212919A JP H0212919 A JPH0212919 A JP H0212919A JP 63164563 A JP63164563 A JP 63164563A JP 16456388 A JP16456388 A JP 16456388A JP H0212919 A JPH0212919 A JP H0212919A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、バンプ電極の形成方法に関するものであり、
例えばＴＡＢリード型半導体装置等の製造に際し、その
構成部材として使用されている半導体ペレットの表面に
バンプ電極をワイヤボンディングで形成する方法である
。
例えばＴＡＢリード型半導体装置等の製造に際し、その
構成部材として使用されている半導体ペレットの表面に
バンプ電極をワイヤボンディングで形成する方法である
。
第２図は、ＴＡＢＩＪ−ド型半導体装置の部分縦断面図
である。ＴＡＢリード型半導体装置（１）は、絶縁性樹
脂フィルム（２）に設けられた窓（２ａ）内に、表面に
Ａｕ等の高導電性金属材料製のバンプ電極（３）（３）
−を形成してなる半導体ペレット（４）を収納し、バン
プ電極（３）（３）−と前記絶縁性樹脂フィルム（２）
のリード（５）（５Ｌ−・とを接続することによって形
成されている０図中（６）（６）−は、バンプ電極（３
）（３）・−・の接合面として半導体ペレット（４）の
表面に形成されたＴｉ−Ｐｔ等の電極を示し、２点鎖線
で示す（７ａ）および（７ｂ）は、バンプ電極（３）（
３）・−と、リード線（５）（５）−の接合手段として
使用されているヒータブロックおよびヒータチップであ
る。
である。ＴＡＢリード型半導体装置（１）は、絶縁性樹
脂フィルム（２）に設けられた窓（２ａ）内に、表面に
Ａｕ等の高導電性金属材料製のバンプ電極（３）（３）
−を形成してなる半導体ペレット（４）を収納し、バン
プ電極（３）（３）−と前記絶縁性樹脂フィルム（２）
のリード（５）（５Ｌ−・とを接続することによって形
成されている０図中（６）（６）−は、バンプ電極（３
）（３）・−・の接合面として半導体ペレット（４）の
表面に形成されたＴｉ−Ｐｔ等の電極を示し、２点鎖線
で示す（７ａ）および（７ｂ）は、バンプ電極（３）（
３）・−と、リード線（５）（５）−の接合手段として
使用されているヒータブロックおよびヒータチップであ
る。
ハンプ電極（３）（３）−・は、従来、半導体ウェーハ
状態時に、噴流式メツキ装置等を使用して電極（６）（
６Ｌ−上に形成されている。
状態時に、噴流式メツキ装置等を使用して電極（６）（
６Ｌ−上に形成されている。
メツキによるバンプ電極（３）（３１−・の形成は、Ｔ
ｉ−ＰＬ等の高価な電極（６）（６Ｌ−を必要とし、し
かも、半導体ウェーハ上のベレット位置によって、電極
（６）（６）・・−上へのバンプ電極（３）（３Ｌ−の
析出高さにバラツキが生じ易いという致命的な問題点を
内在せしめている。このため、バンプ電極（３）（３）
・・−の形状と寸法の不良によって、ＴＡＢリード型半
導体装置の製品歩留まりが低下してしまう場合が少なく
ない。また、噴流式メツキ装置は、設備費が高い割に生
産性が低く、コスト的にも不利である。
ｉ−ＰＬ等の高価な電極（６）（６Ｌ−を必要とし、し
かも、半導体ウェーハ上のベレット位置によって、電極
（６）（６）・・−上へのバンプ電極（３）（３Ｌ−の
析出高さにバラツキが生じ易いという致命的な問題点を
内在せしめている。このため、バンプ電極（３）（３）
・・−の形状と寸法の不良によって、ＴＡＢリード型半
導体装置の製品歩留まりが低下してしまう場合が少なく
ない。また、噴流式メツキ装置は、設備費が高い割に生
産性が低く、コスト的にも不利である。
本発明の主要な目的は、従来のメツキによるバンプ電極
の形成方法に認められた上記問題点の解決手段を提供す
ることにある。
の形成方法に認められた上記問題点の解決手段を提供す
ることにある。
上記目的の達成手段として本発明は、半導体装置のバン
プ電極の形成手段を、 （ａ）キャピラリの先端から突出した高導電性金属のワ
イヤを加熱溶融してバンプ電極用の金属ボールを形成す
る工程と、 （ｂ）上記金属ボールを半導体ペレットのバンプ電極形
成面上にボンディングする工程と、（ｃ）上記金属ワイ
ヤをキャピラリにクランプした状態で、このキャピラリ
と介して金属ボールとに相対的な振動を与え、金属ボー
ルから金属ワイヤを切離す工程と、 （ｄ）半導体ペレットの表面に圧着された上記金属ボー
ルを整形する工程とを含むバンプ電極の形成方法を提供
するものである。
プ電極の形成手段を、 （ａ）キャピラリの先端から突出した高導電性金属のワ
イヤを加熱溶融してバンプ電極用の金属ボールを形成す
る工程と、 （ｂ）上記金属ボールを半導体ペレットのバンプ電極形
成面上にボンディングする工程と、（ｃ）上記金属ワイ
ヤをキャピラリにクランプした状態で、このキャピラリ
と介して金属ボールとに相対的な振動を与え、金属ボー
ルから金属ワイヤを切離す工程と、 （ｄ）半導体ペレットの表面に圧着された上記金属ボー
ルを整形する工程とを含むバンプ電極の形成方法を提供
するものである。
半導体ペレットの表面に超音波振動や熱圧着を利用して
圧着されたバンプ電橋に、整形体の押し付けやレーザの
照射等による整形加工を施すことによって、バンプ電極
の表面を平滑化し、かつ、ハンプ電極の形状と高さのバ
ラツキを許容範囲以内に減少させる。
圧着されたバンプ電橋に、整形体の押し付けやレーザの
照射等による整形加工を施すことによって、バンプ電極
の表面を平滑化し、かつ、ハンプ電極の形状と高さのバ
ラツキを許容範囲以内に減少させる。
第１図（イ）ないしくへ）は、本発明の詳細な説明する
工程図である。先ず第１図（イ）に示すように、キャピ
ラリ （１１）の先端から高導電性金属、例えばＡｕの
細径ワイヤ（１０） （直径１００ ｌＪｍ ）を所
定長さだけ突出させる。キャピラリ （１１）の先端か
らのＡｕワイヤの繰出し長さは、後記バンプ電極（１０
ｂ ）の寸法に合わせて調整する。次いで第１図（ロ）
に示すように、水素ガスバーナ（１２）あるいは電気ト
ーチ等の加熱手段を利用してキャピラリ （１１）の先
端から突出したＡｕワイヤ（１０）の下端部を加熱溶融
し、バンプ電極（１０ｂ ）用の例えば直径２００μｍ
のＡｕボール（１０ａ）を形成する。この後、第１図（
ハ）に示すように、先端にＡｕボール（ｌｏａ）を形成
せしめた＾Ｕワイヤ（１０）をキャピラリ （１１）毎
降下させ、このキャピラリ（１１）に付設された超音波
振動発生装置（図示省略）の起動によって発生した５０
〜７０ ｋｌｌｚの超音波振動の付与下に、キャピラリ
（１１）の押圧を介してシリコン製半導体ペレフト（
１３）の表面を覆うアルミニウム電極（１４）上にＡｕ
ボール（１０ａ）をサーマルボンディングする。このと
き、半導体ペレット（１３）は、下地加熱しておくこと
が好ましい。Ａｕボール（１０ａ）のボンディングが終
了した時点で、キャピラリ （１１）に付設されたクラ
ンパ（１１ａ ）を起動し、キャピラリ （１１）内に
挿通されているＡｕワイヤ（ｌＯ）をキャピラリ （１
１）の本体に対して強固にクランプする。
工程図である。先ず第１図（イ）に示すように、キャピ
ラリ （１１）の先端から高導電性金属、例えばＡｕの
細径ワイヤ（１０） （直径１００ ｌＪｍ ）を所
定長さだけ突出させる。キャピラリ （１１）の先端か
らのＡｕワイヤの繰出し長さは、後記バンプ電極（１０
ｂ ）の寸法に合わせて調整する。次いで第１図（ロ）
に示すように、水素ガスバーナ（１２）あるいは電気ト
ーチ等の加熱手段を利用してキャピラリ （１１）の先
端から突出したＡｕワイヤ（１０）の下端部を加熱溶融
し、バンプ電極（１０ｂ ）用の例えば直径２００μｍ
のＡｕボール（１０ａ）を形成する。この後、第１図（
ハ）に示すように、先端にＡｕボール（ｌｏａ）を形成
せしめた＾Ｕワイヤ（１０）をキャピラリ （１１）毎
降下させ、このキャピラリ（１１）に付設された超音波
振動発生装置（図示省略）の起動によって発生した５０
〜７０ ｋｌｌｚの超音波振動の付与下に、キャピラリ
（１１）の押圧を介してシリコン製半導体ペレフト（
１３）の表面を覆うアルミニウム電極（１４）上にＡｕ
ボール（１０ａ）をサーマルボンディングする。このと
き、半導体ペレット（１３）は、下地加熱しておくこと
が好ましい。Ａｕボール（１０ａ）のボンディングが終
了した時点で、キャピラリ （１１）に付設されたクラ
ンパ（１１ａ ）を起動し、キャピラリ （１１）内に
挿通されているＡｕワイヤ（ｌＯ）をキャピラリ （１
１）の本体に対して強固にクランプする。
この状態でキャピラリ （１１）の本体をＡｕワイヤ（
１０）の直径と路間−距離だけ水平に移動させ、次いで
第１図（ニ）に示すように前記超音波撮動発生装置を再
起動し、Ａｕワイヤ（１０）ならびにその先端に形成さ
れたＡｕボール（１０ａ）に５０〜７０ｋＨｚの超音波
振動を作用させる。この超音波１辰動の付与によってＡ
ｕワイヤ（１０）の先端とＡｕボール（１０ａ）の間に
繰返し曲げ応力の作用に起因する金属疲労現象が発生し
、Ａｕボール（１０ａ）は、その上面でＡｕワイヤ（１
０）の下端部から切離される。この結果、Ａｕボール（
１０ａ）の表面には、第１図（ホ）に示すように尖った
切離し端が形成される。この切離し端をそのまま放置し
てお（と、アルミニウム電極（１４）上に形成されたバ
ンプ電極（１０ｂ）（１０ｂ） −の高さが不揃いにな
り、リード線（５）（５）との接合位置が狂い不良品が
多発する。
１０）の直径と路間−距離だけ水平に移動させ、次いで
第１図（ニ）に示すように前記超音波撮動発生装置を再
起動し、Ａｕワイヤ（１０）ならびにその先端に形成さ
れたＡｕボール（１０ａ）に５０〜７０ｋＨｚの超音波
振動を作用させる。この超音波１辰動の付与によってＡ
ｕワイヤ（１０）の先端とＡｕボール（１０ａ）の間に
繰返し曲げ応力の作用に起因する金属疲労現象が発生し
、Ａｕボール（１０ａ）は、その上面でＡｕワイヤ（１
０）の下端部から切離される。この結果、Ａｕボール（
１０ａ）の表面には、第１図（ホ）に示すように尖った
切離し端が形成される。この切離し端をそのまま放置し
てお（と、アルミニウム電極（１４）上に形成されたバ
ンプ電極（１０ｂ）（１０ｂ） −の高さが不揃いにな
り、リード線（５）（５）との接合位置が狂い不良品が
多発する。
そこで、本発明においては、第１図（ホ）に示すように
、アルミニウム電極（１４）上へのＡｕボール（１０ａ
）の熱圧着と、Ａｕワイヤ（１０）からの切離しが終
了した時点で、切離し端が突出しているＡｕボール（１
０ａ）の上面に、平滑な平面状の押圧面を具えた第１の
整形体（１５ａ）、もしくは平滑な凹曲面状の押圧面を
具えた第２の整形体（１５ｂ）を圧接させ、これらの整
形板による押圧を利用してＡｕボール（１５ａ）に１次
整形を施す。Ａｕボール表面の平滑化と形状の均一化が
更に要請される場合には、Ａｕボール（１５ａ上の作動
位置から第１の整形体（１５ａ）もしくは第２の整形体
（１５ｂ）を系外の邪魔にならない位置まで後退させ、
第２の整形手段として用意されたレーザ発生装置（１６
）から照射されるレーザによって２次整形を施す。レー
ザ発生装置（１６）としては、ＹＡＧレーザの連続発振
器もしくはＱスイッチ発振器等の固体レーザ発生装置や
Ｃ０２ガスレーザもしくはＣＯガスレーザ等のガスレー
ザ発生装置を使用することができる。
、アルミニウム電極（１４）上へのＡｕボール（１０ａ
）の熱圧着と、Ａｕワイヤ（１０）からの切離しが終
了した時点で、切離し端が突出しているＡｕボール（１
０ａ）の上面に、平滑な平面状の押圧面を具えた第１の
整形体（１５ａ）、もしくは平滑な凹曲面状の押圧面を
具えた第２の整形体（１５ｂ）を圧接させ、これらの整
形板による押圧を利用してＡｕボール（１５ａ）に１次
整形を施す。Ａｕボール表面の平滑化と形状の均一化が
更に要請される場合には、Ａｕボール（１５ａ上の作動
位置から第１の整形体（１５ａ）もしくは第２の整形体
（１５ｂ）を系外の邪魔にならない位置まで後退させ、
第２の整形手段として用意されたレーザ発生装置（１６
）から照射されるレーザによって２次整形を施す。レー
ザ発生装置（１６）としては、ＹＡＧレーザの連続発振
器もしくはＱスイッチ発振器等の固体レーザ発生装置や
Ｃ０２ガスレーザもしくはＣＯガスレーザ等のガスレー
ザ発生装置を使用することができる。
本実施例では、平均出力釦のＹＧＡレーザの連続発振器
（１６）から、発振されたレーザビームを、数秒間整形
体（１５ｂ ）による１次整形終了後のバンプ電極（１
０ｂ ）の表面に照射することによって、バンプ電極（
ｌＱｂ）（１０ｂ）−の少なくとも表面を溶融し、表面
張力によって表面の平滑度の向上と、アルミニウム電極
（１４）の表面からの高さ寸法の均一化を達成している
。
（１６）から、発振されたレーザビームを、数秒間整形
体（１５ｂ ）による１次整形終了後のバンプ電極（１
０ｂ ）の表面に照射することによって、バンプ電極（
ｌＱｂ）（１０ｂ）−の少なくとも表面を溶融し、表面
張力によって表面の平滑度の向上と、アルミニウム電極
（１４）の表面からの高さ寸法の均一化を達成している
。
本実施例においては、整形体（１５ａ）もしくは（１５
ｂ ）と、レーザ発生装置（１６）との併用によって、
アルミニウム電極（１４）上に圧着された１００個のバ
ンプ電極（１０ｂ）（ｌＯｂ）−の最大高さと最小高さ
の差が５μｍ以下に減少し、バンプ電極（１０ｂ）（１
０ｂ）−の表面の平滑性も大幅に改善された。尚、上記
整形体（１５ａ）若しくは（１５ｂ ）と、レーザ発生
装置（１６）をいずれか一方だけ単独使用することも可
能である。
ｂ ）と、レーザ発生装置（１６）との併用によって、
アルミニウム電極（１４）上に圧着された１００個のバ
ンプ電極（１０ｂ）（ｌＯｂ）−の最大高さと最小高さ
の差が５μｍ以下に減少し、バンプ電極（１０ｂ）（１
０ｂ）−の表面の平滑性も大幅に改善された。尚、上記
整形体（１５ａ）若しくは（１５ｂ ）と、レーザ発生
装置（１６）をいずれか一方だけ単独使用することも可
能である。
本発明によって従来のメツキによるバンプ電極の形成に
認められた問題点が効果的に解消された。即ち、本発明
方法の採用によってバンプ電極の形状の均一性と寸法精
度が顕著に向上した。また、ＴＡＢリード型半導体装置
の製造に際し、半導体ウェーハ状態時もしくは半導体ペ
レットに切断分離後を問わずバンプ電極の形成が可能で
あるから工程上の制約が少な（、メツキによるバンプ電
極の形成工程で問題になっていたガスの巻込みに起因す
る剥離や変色も防止することができる。更に、メツキの
下地層として高価なＴｉ−ＰＬコーティング層を形成す
る必要がないから、生産性の向上のみならずコストの低
減に対しても注目すべき効果を発揮することができる。
認められた問題点が効果的に解消された。即ち、本発明
方法の採用によってバンプ電極の形状の均一性と寸法精
度が顕著に向上した。また、ＴＡＢリード型半導体装置
の製造に際し、半導体ウェーハ状態時もしくは半導体ペ
レットに切断分離後を問わずバンプ電極の形成が可能で
あるから工程上の制約が少な（、メツキによるバンプ電
極の形成工程で問題になっていたガスの巻込みに起因す
る剥離や変色も防止することができる。更に、メツキの
下地層として高価なＴｉ−ＰＬコーティング層を形成す
る必要がないから、生産性の向上のみならずコストの低
減に対しても注目すべき効果を発揮することができる。
第１図（イ）ないしくへ）は本発明方法の具体例を説明
する工程図であり、第２図はＴＡＢリード型半導体装置
の部分縦断面図である。 （１０） −金属ワイヤ、 （１０ａ ） −金属ボ
ール、（ｌＯｂ）−・バンプ電極、（１１） −キャピ
ラリ、（１３）−ｍ−半導体ペレット、 （１５） −整形体、 （１６） −・レーザ発
生装置。
する工程図であり、第２図はＴＡＢリード型半導体装置
の部分縦断面図である。 （１０） −金属ワイヤ、 （１０ａ ） −金属ボ
ール、（ｌＯｂ）−・バンプ電極、（１１） −キャピ
ラリ、（１３）−ｍ−半導体ペレット、 （１５） −整形体、 （１６） −・レーザ発
生装置。
Claims (1)
- （１）キャピラリの先端から突出した金属ワイヤを加熱
溶融してバンプ電極用の金属ボールを形成する工程と、 上記金属ボールを半導体ペレットのバンプ電極形成面上
にボンディングする工程と、 上記金属ワイヤをキャピラリにクランプした状態で、こ
のキャピラリと金属ボールとに相対的な振動を与え、金
属ボールから金属ワイヤを切離す工程と、 半導体ペレットの表面に圧着された上記金属ボールを整
形する工程とを含むことを特徴とするバンプ電極の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164563A JPH0212919A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | バンプ電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164563A JPH0212919A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | バンプ電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212919A true JPH0212919A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15795542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164563A Pending JPH0212919A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | バンプ電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212919A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5263246A (en) * | 1991-02-20 | 1993-11-23 | Nec Corporation | Bump forming method |
| KR100250870B1 (ko) * | 1996-03-15 | 2000-04-01 | 후지야마 겐지 | 범프형성방법 |
| US6079610A (en) * | 1996-10-07 | 2000-06-27 | Denso Corporation | Wire bonding method |
| US6601752B2 (en) | 2000-03-13 | 2003-08-05 | Denso Corporation | Electronic part mounting method |
| JP2006080599A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動子とその製造方法 |
| RU2734854C1 (ru) * | 2020-01-29 | 2020-10-23 | Акционерное общество «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем» (АО «Российские космические системы») | Способ термозвуковой микросварки многокристальных модулей |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63164563A patent/JPH0212919A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5263246A (en) * | 1991-02-20 | 1993-11-23 | Nec Corporation | Bump forming method |
| KR100250870B1 (ko) * | 1996-03-15 | 2000-04-01 | 후지야마 겐지 | 범프형성방법 |
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| JP2006080599A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動子とその製造方法 |
| RU2734854C1 (ru) * | 2020-01-29 | 2020-10-23 | Акционерное общество «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем» (АО «Российские космические системы») | Способ термозвуковой микросварки многокристальных модулей |
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