JPH0499034A - バンプ形成方法およびバンプ形成装置 - Google Patents

バンプ形成方法およびバンプ形成装置

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JPH0499034A
JPH0499034A JP20858590A JP20858590A JPH0499034A JP H0499034 A JPH0499034 A JP H0499034A JP 20858590 A JP20858590 A JP 20858590A JP 20858590 A JP20858590 A JP 20858590A JP H0499034 A JPH0499034 A JP H0499034A
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JP
Japan
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bump
wire
electrode
pressing
workpiece
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Pending
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JP20858590A
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English (en)
Inventor
Shinya Matsumura
信弥 松村
Satoshi Shida
智 仕田
Akira Kabeshita
朗 壁下
Takeo Ando
安藤 健男
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/113Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1133Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form
    • H01L2224/1134Stud bumping, i.e. using a wire-bonding apparatus
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13138Material 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
    • H01L2224/13144Gold [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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、バンプ形成方法およびバンプ形成装置に関す
る。
従来の技術 以下に従来のバンプ形成方法およびバンプ形成装置につ
いて図面を参照しながら説明する。
(1)  ワイヤボンダを用いた従来のバンプ形成方法
(そのl) 第4図(a)〜(e)は従来のワイヤホンダを用いた第
1のバンプ形成方法の工程断面図である。
第4図(a)に示すようにキャピラリ21の孔に通した
金(Au)ワイヤ22の先端に電気放電などによってA
uワイヤ22の直径の2〜3倍の径のボール23を形成
する。24はLSIチップ、25はLSIチップ24の
上の電極パッドである。次に同図(b)に示すように、
Auワイヤ22の先端に形成したボール23をキャピラ
リ21によってLSIチップ24の電極パッド25に押
圧・固着し、バンプ26を形成する。次に同図(C)に
示すように、キャピラリ21をバンプ26の上方に垂直
に上昇させ一1同図(d) 、 (e)に示すように、
レーザ装置27からレーザ光28をAuワイヤ22に対
して垂直に照射し、切断する。
(2)  ワイヤボンダを用いた従来のバンプ形成方法
(その2) 第5図(a)〜(e)はワイヤボンダを用いた第2のバ
ンプ形成方法の工程断面図である。
第5図(a)に示すように、キャピラリ21の孔に通し
たAuワイヤ22の先端に電気放電によってAuワイヤ
22の直径2〜3倍の径のボール23を形成する。次に
同図(b)に示すように、Auワイヤ22の先端に形成
したボール23をキャピラリ21によってLSIチップ
24の電極パッド25に押圧・固着し、バンプ26を形
成する。次に同図(C)〜(e)に示すようにキャピラ
リ21をバンプ26の上方でループ状軌道を描いて移動
した後、キャピラリ21を下降させてAuワイヤ22を
切断してバンプ26の上部に頂部29を形成する。なお
同図(d)はキャピラリ21の先端の軌跡を示すもので
ある。このような形成方法によって2段階突起構造のバ
ンプ26が形成される。
(3)  メツキ法による従来のバンプ形成方法第6図
にメツキ法で形成したバンプの形状を示した。多数個の
LSIが形成されたシリコンウェハ30の上には眉間絶
縁膜31が形成されている。その眉間絶縁膜31の上に
はアルミ電極32が形成され、そのアルミ電極32の一
部に開口を有する表面保護膜33が全面に形成されてい
る。通常のワイヤボンド法による結線ではこの状態のシ
リコンウェハ30を個々のLSIに分割し、組み立て工
程へ送ることになる。
一方電解メツキによるバンプ形成では、まず表面保護膜
33の全面にメツキ時の電極を兼ねた拡散防止用のアン
ダーバンプメタル層34が形成される。次に金バンプ3
5を形成すべき領域に開口を有するフォトレジスト膜(
図では省略)を形成する。この状態でアンダーバンプメ
タル層34を一方の電極として電解メツキを施し、所定
の高さの金バンプ35を形成する。
フォトレジスト膜を除去した後、金バンプ35または新
たに形成したフォトレジスト膜をマスクとして金バンプ
35の下部以外の領域のアンダーバンプメタル層35を
エツチング除去する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成において、ワイヤボンダを
用いたバンプ形成方法ではバンプの高さが一定せず、ま
たLSIの電極にボールが固着しない等の不良が発生す
る上、バンプの底部の直径が100μm程度になるため
狭ピッチのバンプ形成が困難であるという課題を有して
いた。また電解メツキ法によるバンプ形成方法では、L
SIが形成されたシリコンウェハの上に新たにアンダー
バンプメタル層を2〜3層形成し、電解メツキ液に浸漬
して通電しながらメツキするなど工程が複雑でコストが
高くなるという課題を有していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、従来のワイ
ヤボンド法による組み立て工程に使用するシリコンウェ
ハの上に直接バンプを形成するバンプ形成方法およびバ
ンプ形成装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のバンプ形成方法は、
先端部に凹部を有する押圧部の直下に被加工材を供給す
る第1工程と、押圧部を用いて被加工材を押圧しバンプ
を形成するとともに、そのバンプの基板の所定の電極上
に接着する第2の工程とを備えた構成を有している。
作用 この構成によって、バンプの形状は押圧部の先端部に設
けられた凹部の形状で決まるため、常に一定高さ、一定
形状のバンプが形成できる上、凹部の形状を変更するこ
とにより任意の形状のバンプを容易に形成することがで
きや。
実施例 以下本発明の一実施例におけるバンプ形成方法について
図面を参照しながら説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例におけるバン
プ形成方法を示す工程断面図である。
まず第1図(a)に示すように、電極2が形成された基
板1をバンプ形成装置の所定の位置に設置する。次にク
ランパー部3により案内ガイド4を通して線材5を設定
量だけ押圧部6の先端部7の直下に供給する。次に同図
(b)に示すように、押圧部6で線材5を基板1の上の
電極2に押し付けることにより、線材5はその一部が先
端部70凹部8に押し込まれると同時に電極2に接着さ
れる。このとき押圧部6に超音波を印加することにより
線材5と電極2の接合を一層強化することができる(な
お図面では超音波発振器は省略した)。次に同図(C)
に示すように、クランパー部3で線材5を保持しなから
押圧部6を上方へ引き上げることにより線材5はバンプ
9から引きちぎられる。なお線材5を引きちぎった後に
残った屑は高圧ガスノズル10からのガスで吹き飛ばす
。このときに形成されるバンプ9の形状は先端部70凹
部8とは逆の形状になっている。線材5をバンプ9から
引きちぎった後、クランパー部3により新たに線材5が
押圧部6の直下に設定量だけ供給される。次に同図(d
)に示すように、次の電極2にバンプ9を形成する。こ
のようにして同図(e)に示すように、順次電極2の上
にバンプ9を形成する。
次に本発明の一実施例におけるバンプ形成装置について
図面を参照しながら説明する。
第2図(a)は本発明の一実施例におけるバンプ形成装
置の要部斜視図、第2図■は同図(a)のA部の拡大部
分断面図である。これらの図において第1図と同一箇所
には同一符号を付し、詳細説明は省略する。なお11は
超音波発振器、12は超音波発振器11からの超音波を
押圧部6に伝達する超音波ホーンである。
第2図(a)に示すように、本発明の一実施例における
バンプ形成装置は、基板1を搭載する基台(図面では省
略)、線材5を押圧する押圧部6、押圧部6を支持する
とともに超音波発振器11からの超音波を押圧部6に伝
達する超音波ホーン12、基板1の電極2上にバンプ9
を形成した後、線材5の屑等を吹き飛ばす高圧ガスを供
給する高圧ガスノズル10から構成されている。
第2図(a)で円形で囲んだ部分(A部)の詳細を同図
(b)を用いて説明する。
まず押圧部6の先端部7に設けられた凹部8はバンプ9
を形成するための金型に相当するもので、凹部8で形成
されるバンプ9の断面形状は直径の異なる円筒を積み重
ねた形であり、下の円筒は上の円筒より直径が大きく高
さが低い構造となっている。また種々の形状の凹部8を
有する先端部7を予め準備しておき、必要に応じて交換
できるようにしている。押圧部6の素材としては超強力
鋼等が適している。また押圧部6の一部に設けた案内ガ
イド4は線材5を通す貫通孔である。
クランパー部3は押圧部6と連動して線材5を送り出し
たり、保持したりする機能を有する。線材5の直径は高
精度に仕上げられているため、凹部8で形成されるバン
プ9の高さはきわめて均一となる。
なお以上説明した実施例では線材5を用いたバンプ形成
方法およびバンプ形成装置について説明したが、この線
材5の代わりに板材を用いても同様に基板lの電極2上
にバンプ9を形成することができる。さらには第3図(
a) 、 (b)に示すように押圧部6の先端部7の凹
部8の形状を直方体1円錐形またはその他の形状とする
ことにより、種々の形状のバンプが容易に形成できる。
発明の効果 以上のように本発明のバンプ形成方法は、上下する押圧
部の先端部に凹部を設け、その押圧部で線材または板材
を基板の電極に押し付け、バンプ形成すると同時にその
バンプを電極に接着することにより、蒸着工程、レジス
ト膜形成工程およびメツキ工程を必要とせず、容易にバ
ンプを形成することができる。また本発明のバンプ形成
装置では押圧部の先端部を交換可能にしており、異なる
形状の凹部を形成した先端部を準備しておくことにより
その形状に対応した形状のバンプを容易に形成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜<e>は本発明の一実施例におけるバン
プ形成方法を示す工程断面図、第2図(a)は本発明の
一実施例におけるバンプ形成装置の要部斜視図、第2図
(ロ)は第2図(a)のA部の拡大部分断面図、第3図
(a)、(ロ)は押圧部の先端部の形状を示す正面図、
第4図(a)〜(e)は従来のワイヤボンダを用いた第
1のバンプ形成方法の工程断面図、第5rj4(a)〜
(e)は従来のワイヤボンダを用いた第2のバンプ形成
方法の工程断面図、第6図は従来のメツキ法で形成した
バンプの断面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・電極、5・・・・
・・線材(被加工材)、6・・・・・・押圧部、7・・
・・・・先端部、8・・・・・・凹部、9・・・・・・
バンプ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ばか1名菓 ! 図 前 第 図 図 Z 第 第 図 図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)先端部に凹部を有する押圧部の直下に被加工材を
    供給する第1工程と、前記押圧部を用いて被加工材を押
    圧しバンプを形成するとともに、そのバンプを基板の所
    定の電極上に接着する第2工程とを備えたバンプ形成方
    法。
  2. (2)押圧部が被加工材を押圧している時、前記押圧部
    に超音波振動を印加することを特徴とする請求項1記載
    のバンプ形成方法。
  3. (3)被加工材が予めバンプ1個分に必要な形状に切断
    された後供給される請求項1記載のバンプ形成方法。
  4. (4)被加工材を押圧してバンプを形成する凹部を先端
    部に有し、そのバンプを基板の電極上に圧着する押圧部
    と、その押圧部の直下に被加工材を供給する供給部とを
    備えたバンプ形成装置。
  5. (5)バンプを形成するための凹部を有する先端部が押
    圧部に着脱可能に保持されている請求項4記載のバンプ
    形成装置。
  6. (6)押圧部に連動して被加工材を送りだし、または保
    持するクランパー部を設けた請求項4記載のバンプ形成
    装置。
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