JPH0536697A - Bump electrode forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレットなどの
電極引出領域にバンプ電極を形成する装置で、詳しくは
半導体ペレットなどに金線などのワイヤをボンディング
するキャピラリを使ったバンプ電極形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming a bump electrode in an electrode lead-out region of a semiconductor pellet or the like, and more particularly to an apparatus for forming a bump electrode using a capillary for bonding a wire such as a gold wire to the semiconductor pellet or the like. ..
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＩＣなどの多機能、コンパクトな半導体
装置は、その半導体ペレットに多数のバンプ電極を形成
し、バンプ電極にリードフレームやタブテープのリード
を熱圧着で接続している。バンプ電極の形成は、一般的
なメッキ法で行われるか、後述するワイヤボンディング
装置のキャピラリを使ったボールボンディング法で行わ
れている。2. Description of the Related Art In a multifunctional and compact semiconductor device such as an IC, a large number of bump electrodes are formed on a semiconductor pellet thereof, and leads of a lead frame or tab tape are connected to the bump electrodes by thermocompression bonding. The bump electrode is formed by a general plating method or a ball bonding method using a capillary of a wire bonding device described later.
【０００３】図８および図９は半導体ペレット（７）に
バンプ電極（９）をメッキ法で形成し、このバンプ電極
（９）にタブテープ（10）のリード（11）を熱圧着で接
続したものを示す。半導体ペレット（７）の表面に部分
的に窓開けして形成された電極引出領域（８）上に、電
気メッキ法でメッキ層を成長させてバンプ電極（９）が
形成される。タブテープ（10）は、絶縁フィルム（12）
に貼付した銅箔をエッチングして多数のリード（11）を
形成したもので、リード（11）の端部が対応するバンプ
電極（９）に接続される。In FIGS. 8 and 9, a bump electrode (9) is formed on a semiconductor pellet (7) by a plating method, and a lead (11) of a tab tape (10) is connected to the bump electrode (9) by thermocompression bonding. Indicates. A bump electrode (9) is formed by growing a plating layer on the electrode extraction region (8) formed by partially opening a window on the surface of the semiconductor pellet (7) by an electroplating method. Insulating film (12) for tab tape (10)
A large number of leads (11) are formed by etching the copper foil attached to the. The ends of the leads (11) are connected to the corresponding bump electrodes (9).
【０００４】ところで、近年の半導体装置の多機能化、
コンパクト化の要望は益々強く、この要望に応じて上記
リード（11）の幅、ピッチは益々小さくされ、これに応
じてバンプ電極（９）は益々小面積化される傾向にあ
る。一方、メッキ法で形成されるバンプ電極（９）は、
その面積が小さくなると自ずと高さも小さくなる。この
ような小面積で低いバンプ電極（９）上にリード（11）
を熱圧着すると、リード（11）の若干の変形でリード
（11）と半導体ペレット（７）の間で短絡が生じたり、
耐圧劣化を招くことがある。By the way, in recent years, semiconductor devices have become multifunctional,
There is a strong demand for compactness, and the width and pitch of the leads (11) are further reduced in response to this demand, and accordingly, the bump electrode (9) tends to be further reduced in area. On the other hand, the bump electrode (9) formed by plating is
As the area becomes smaller, the height naturally becomes smaller. Leads (11) on such small area and low bump electrodes (9)
When thermocompression bonding is performed, a short circuit may occur between the lead (11) and the semiconductor pellet (7) due to slight deformation of the lead (11),
The breakdown voltage may be deteriorated.
【０００５】そこで最近は、バンプ電極を、小面積でも
十分に高さを確保できるボールボンディング法で形成す
ることが多くなっている。その具体例を図５ないし図７
を参照して説明する。図５の（イ）はワイヤボンディン
グ用キャピラリ（６）の正面図、（ロ）はその下面図を
示している。キャピラリ（６）に金線などのワイヤ
（２）が挿通され、ワイヤ（２）の突出先端部には放電
トーチなどで溶融金属塊であるボール（３）が形成され
ている。キャピラリ（６）は、その先端でボール（３）
を金属面（図示せず）に押し付け、超音波振動を加える
ことで金属面に接続するワイヤボンディング機能を有す
る。このキャピラリ（６）を使ったバンプ電極形成の過
程を、図６の（イ）と（ロ）に示す。Therefore, recently, bump electrodes are often formed by a ball bonding method which can secure a sufficient height even in a small area. Specific examples thereof are shown in FIGS.
Will be described. 5A shows a front view of the wire bonding capillary (6), and FIG. 5B shows a bottom view thereof. A wire (2) such as a gold wire is inserted through the capillary (6), and a ball (3) which is a molten metal block is formed by a discharge torch or the like at the protruding tip of the wire (2). The capillary (6) has a ball (3) at its tip.
Is pressed against a metal surface (not shown), and ultrasonic vibration is applied to connect the metal surface to the metal surface. The process of forming bump electrodes using this capillary (6) is shown in (a) and (b) of FIG.
【０００６】まず図６（イ）に示すように、キャピラリ
（６）の先端でワイヤ（２）のボール（３）を半導体ペ
レット（７）の電極引出領域（８）にボンディングす
る。ボンディング完了後、キャピラリ（６）を少し上昇
させて左右に振動させ、ボール（３）とワイヤ（２）の
境界部分を切断し易くしておいてから、図６（ロ）に示
すように、キャピラリ（６）を横移動させる。この横移
動でボール（３）とワイヤ（２）の境界部分が切断さ
れ、半導体ペレット（７）上に少し押し潰された形でボ
ンディングされたボール（３）によるバンプ電極（3a）
が形成される。First, as shown in FIG. 6A, the ball (3) of the wire (2) is bonded to the electrode lead-out region (8) of the semiconductor pellet (7) at the tip of the capillary (6). After the bonding is completed, the capillary (6) is slightly lifted and vibrated to the left and right to facilitate cutting of the boundary portion between the ball (3) and the wire (2), and then, as shown in FIG. The capillary (6) is moved laterally. This lateral movement cuts the boundary between the ball (3) and the wire (2), and the bump electrode (3a) is formed by the ball (3) bonded on the semiconductor pellet (7) in a slightly crushed form.
Is formed.
【０００７】上記ボール（３）によるバンプ電極（3a）
は、電極引出領域（８）が小面積であっても、十分な高
さで形成されるので、半導体装置の多機能化、コンパク
ト化に対応できる。しかし、この種バンプ電極（3a）
は、高さや頂部の形状がバラツキ、これが原因で次なる
問題が発生していた。Bump electrode (3a) formed by the ball (3)
Is formed with a sufficient height even if the electrode lead-out region (8) has a small area, so that the semiconductor device can be made multifunctional and compact. However, this kind of bump electrode (3a)
Had variations in height and shape of the top, which caused the following problems.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】すなわち、図６（ロ）
のワイヤ切断のとき、半導体ペレット（７）上にボンデ
ィングされたバンプ電極（3a）の頂部に切断バリ状の小
突起（3m）が形成されて残る。この小突起（3m）の大小
形状は不定であり、形成されないこともある。その結
果、図７に示すように、半導体ペレット（７）上にバン
プ電極（3a）を小ピッチで複数形成した場合、それぞれ
の形状、高さにバラツキがあるため、バンプ電極（3a）
にリード（11）を熱圧着する際に、リード（11）が横に
傾いて捻れたり、横に位置ずれしたりして、各々が姿勢
不安定なまま接続されることがある。このように接続さ
れると、リード（11）に変形による応力が生じ、この応
力で微少ピッチで並ぶリード（11）が互いに接近して、
リード間の耐圧が劣化したり、リード同士がショートす
る不具合があった。[Problems to be Solved by the Invention]
When the wire is cut, a small burr-shaped projection (3m) is formed and remains on the top of the bump electrode (3a) bonded on the semiconductor pellet (7). The small and large shapes of these small protrusions (3 m) are indefinite and may not be formed. As a result, as shown in FIG. 7, when a plurality of bump electrodes (3a) are formed on the semiconductor pellet (7) with a small pitch, the bump electrodes (3a) have variations in shape and height.
When the leads (11) are thermocompression-bonded to each other, the leads (11) may be tilted laterally and twisted, or may be laterally displaced, so that they are connected while their postures are unstable. When connected in this way, stress is generated in the lead (11) due to deformation, and this stress causes the leads (11) arranged at a fine pitch to approach each other,
There was a problem that the breakdown voltage between the leads deteriorated or the leads were short-circuited.
【０００９】従って、本発明の目的とするところは、ワ
イヤボンディング用キャピラリで高さ、形状の一定した
バンプ電極を簡単に形成し得るバンプ電極形成装置を提
供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bump electrode forming apparatus capable of easily forming bump electrodes having a constant height and shape with a wire bonding capillary.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の技術的手段は、キャピラリの先端周辺に、半導体ペ
レットにボンディングされたワイヤのボールによるバン
プ電極の頂部を所定高さまで押圧して整形する平坦部を
一体に形成したことを特徴とする。The technical means of the present invention for achieving the above object is to shape the bump electrode tops formed by the balls of the wires bonded to the semiconductor pellets to a predetermined height around the tip of the capillary. It is characterized in that a flat portion is formed integrally.
【００１１】[0011]
【作用】キャピラリの先端でワイヤのボールを半導体ペ
レットにボンディングし、キャピラリを横移動させてボ
ールからワイヤを切断し、ボールボンディングによるバ
ンプ電極を形成した後、キャピラリ先端の平坦部をバン
プ電極に真上から所定高さまで降下させると、仮にバン
プ電極の頂点に不定形の小突起があっても、この小突起
はキャピラリ先端の平坦部で平坦に圧潰され、バンプ電
極が高さ一定で、上面平坦なものに整形される。[Function] The ball of the wire is bonded to the semiconductor pellet at the tip of the capillary, the wire is cut from the ball by moving the capillary laterally, the bump electrode is formed by ball bonding, and then the flat part of the tip of the capillary is set as the bump electrode. When the bump electrode is lowered to a predetermined height, even if there is an irregular small protrusion at the apex of the bump electrode, the small protrusion is flattened by the flat part of the capillary tip, and the bump electrode has a constant height and the top surface is flat. It will be shaped like anything.
【００１２】[0012]
【実施例】図１および図２に本発明の一実施例であるキ
ャピラリ（１）を示し、図３および図４にその使用例を
示し、以下説明する。なお、全図を通し同一または相当
部分には同一符号が付してある。1 and 2 show a capillary (1) according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 show examples of its use, which will be described below. The same or corresponding parts are denoted by the same reference symbols throughout the drawings.
【００１３】キャピラリ（１）は、これに挿通されたワ
イヤ（２）の先端のボール（３）を半導体ペレット
（７）などに従来同様にしてボンディングする。このキ
ャピラリ（１）の従来品と相違する特徴は、ボール
（３）をボンディングする先端の周辺に、先端と同一面
の平坦部（４）を一体に形成したことである。例えば、
キャピラリ（１）の先端部外周に十文字状の突起片
（５）…を一体に付設し、この４つの突起片（５）…の
下面をキャピラリ（１）の先端と同一平面の平坦部
（４）…とする。各平坦部（４）…の面積は、ワイヤ
（２）のボール（３）の面積より少し大き目に設定され
る。In the capillary (1), the ball (3) at the tip of the wire (2) inserted through the capillary (1) is bonded to the semiconductor pellet (7) or the like in the conventional manner. A feature of the capillary (1) different from the conventional product is that a flat portion (4) flush with the tip is integrally formed around the tip for bonding the ball (3). For example,
Cross-shaped projection pieces (5) ... Are integrally attached to the outer periphery of the tip of the capillary (1), and the lower surfaces of the four projection pieces (5) ... Are flat parts (4) flush with the tip of the capillary (1). ) ... The area of each flat portion (4) is set to be slightly larger than the area of the ball (3) of the wire (2).
【００１４】次に、キャピラリ（１）を使ったバンプ電
極形成要領を、図３と図４の二通りで説明する。Next, the procedure for forming bump electrodes using the capillary (1) will be described with reference to two methods, FIG. 3 and FIG.
【００１５】まず、図３（イ）に示すように、キャピラ
リ（１）を降下させてワイヤ（２）のボール（３）を半
導体ペレット（７）の電極引出領域（８）に押し付け、
超音波振動を加えてボンディングする。次に、図３
（ロ）に示すように、ボンディング完了したキャピラリ
（１）を横移動させてボール（３）からワイヤ（２）を
切断する。ここまでのキャピラリ（１）の動作は従来と
同様でよく、半導体ペレット（７）にボンディングされ
て残ったボール（３）によるバンプ電極（3a）は、その
頂点の高さ、形状が小突起（3m）の大小有無などで不定
となっている。なお、図３の場合のキャピラリ（１）の
ワイヤ切断時の横移動方向と移動距離は、４つの突起片
（５）…のいずれか１つの真下に切断直後のバンプ電極
（3a）が在るように設定される。而して、キャピラリ
（１）の横移動によるワイヤ切断後、図３（ハ）に示す
ように、横移動させたキャピラリ（１）を所定高さまで
降下させ、バンプ電極（3a）を１平坦部（４）で押圧す
る。この時のキャピラリ（１）と半導体ペレット（７）
の間隔Ｄを、所望のバンプ電極高さ寸法に設定してお
く。すると、ボンディング直後のバンプ電極（3a）の頂
部形状が小突起（５）で高目に不定形となっている場
合、キャピラリ（１）の降下でバンプ電極（3a）の小突
起（3m）を含む頂部が平坦部（４）で圧潰され、平坦面
に整形される。次に図３（ニ）に示すように、キャピラ
リ（１）を上昇させると、半導体ペレット（７）上に高
さ一定、上面平坦なバンプ電極（3b）が形成される。こ
のバンプ電極（3b）上にタブテープなどのリードは、安
定した姿勢で確実に熱圧着されることは明らかである。First, as shown in FIG. 3 (a), the capillary (1) is lowered to press the ball (3) of the wire (2) against the electrode extraction region (8) of the semiconductor pellet (7),
Bonding by applying ultrasonic vibration. Next, FIG.
As shown in (b), the bonding-completed capillary (1) is laterally moved to cut the wire (2) from the ball (3). The operation of the capillary (1) up to this point may be the same as the conventional one, and the bump electrode (3a) formed by the ball (3) remaining after being bonded to the semiconductor pellet (7) has small apex (vertical height and shape). It is undefined depending on the size of 3 m). In the case of FIG. 3, the lateral movement direction and the movement distance of the capillary (1) at the time of cutting the wire are such that the bump electrode (3a) immediately after the cutting exists just under any one of the four protruding pieces (5). Is set as follows. After the wire is cut by the lateral movement of the capillary (1), the laterally moved capillary (1) is lowered to a predetermined height as shown in FIG. Press with (4). Capillary (1) and semiconductor pellet (7) at this time
The interval D is set to a desired bump electrode height dimension. Then, when the top shape of the bump electrode (3a) immediately after bonding is irregular with a small protrusion (5), the small protrusion (3m) of the bump electrode (3a) is lowered by the lowering of the capillary (1). The containing top is crushed by the flat part (4) and shaped into a flat surface. Next, as shown in FIG. 3D, when the capillary (1) is raised, bump electrodes (3b) having a constant height and a flat upper surface are formed on the semiconductor pellet (7). It is clear that the lead such as the tab tape is surely thermocompressed on the bump electrode (3b) in a stable posture.
【００１６】図４（イ）〜（ハ）は、半導体ペレット
（７）にバンプ電極（3a）を小ピッチで連続して形成す
る場合のバンプ電極形成例を示す。まず、図４（イ）に
示すように、半導体ペレット（７）にキャピラリ（１）
でボール（３）をボンディングし、ワイヤ切断して１つ
のバンプ電極（3a）を形成する。ワイヤ切断後、図４
（ロ）に示すように、キャピラリ（１）を上昇させ、キ
ャピラリ（１）からワイヤ（２）を繰り出してその先端
にボール（３）を形成する。次に図４（ハ）に示すよう
に、キャピラリ（１）を降下させて、ボール（３）を半
導体ペレット（７）の先に形成したバンプ電極（3a）の
隣の電極引出領域（８）にボンディングする。このと
き、キャピラリ（１）の１つの平坦部（４）が先に形成
されたバンプ電極（3a）を押圧するようにすると、ボー
ルボンディングと同時進行してバンプ電極（3a）の整形
が行われ、作業性良い連続したバンプ電極形成動作が可
能となる。FIGS. 4A to 4C show an example of forming bump electrodes when the bump electrodes 3a are continuously formed on the semiconductor pellet 7 at a small pitch. First, as shown in FIG. 4 (a), the capillary (1) is attached to the semiconductor pellet (7).
Then, the ball (3) is bonded and the wire is cut to form one bump electrode (3a). Figure 4 after cutting the wire
As shown in (b), the capillary (1) is raised and the wire (2) is paid out from the capillary (1) to form a ball (3) at the tip thereof. Next, as shown in FIG. 4C, the capillary (1) is lowered to form the ball (3) in the electrode lead-out region (8) next to the bump electrode (3a) formed in front of the semiconductor pellet (7). Bond to. At this time, if one flat part (4) of the capillary (1) presses the bump electrode (3a) previously formed, the bump electrode (3a) is shaped simultaneously with ball bonding. A continuous bump electrode forming operation with good workability becomes possible.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、キャピラリの先端でワ
イヤのボールを半導体ペレットにボンディングし、ワイ
ヤ切断してバンプ電極を形成した後、キャピラリ先端の
平坦部でバンプ電極の頂部を所定高さまで押圧すること
で、特別なバンプ電極整形手段を用いることなくバンプ
電極を高さ一定で、上面平坦なものに簡単確実に整形で
きる。従って、半導体ペレットに小ピッチで多数のバン
プ電極を形成し、各バンプ電極にタブテープなどのリー
ドを熱圧着して多機能コンパクト型半導体装置を製造す
る場合、バンプ電極が所定高さに整形されていて、リー
ドとの接続が良好な条件下で行われ、多機能コンパクト
型半導体装置の製造歩留まり、信頼性を一段と向上させ
るし、半導体装置の尚更の多機能化、コンパクト化を容
易にする効果がある。According to the present invention, the ball of the wire is bonded to the semiconductor pellet at the tip of the capillary, the wire is cut to form the bump electrode, and the top of the bump electrode is brought to a predetermined height by the flat portion of the tip of the capillary. By pressing, the bump electrode can be easily and surely shaped into a flat surface with a constant height without using a special bump electrode shaping means. Therefore, when a large number of bump electrodes are formed on a semiconductor pellet at a small pitch and a lead such as a tab tape is thermocompression bonded to each bump electrode to manufacture a multifunction compact semiconductor device, the bump electrodes are shaped to a predetermined height. Therefore, it is possible to improve the manufacturing yield and reliability of the multifunctional compact type semiconductor device by connecting the leads under favorable conditions, and to make the semiconductor device even more multifunctional and compact. is there.
【図１】本発明装置におけるキャピラリの一実施例を示
す部分断面を含む正面図FIG. 1 is a front view including a partial cross section showing an example of a capillary in an apparatus of the present invention.
【図２】図１キャピラリの底面図FIG. 2 is a bottom view of the capillary shown in FIG.
【図３】図１のキャピラリによるバンプ電極形成動作例
を示す図で、図３（イ）はボールボンディング時、図３
（ロ）はワイヤ切断時、図３（ハ）はバンプ電極整形
時、図３（ニ）はバンプ電極整形後の図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of bump electrode forming operation by the capillary of FIG. 1, and FIG.
3B is a diagram after the wire cutting, FIG. 3C is a diagram after bump electrode shaping, and FIG. 3D is a diagram after bump electrode shaping.
【図４】図１のキャピラリによる他のバンプ電極形成動
作例を示す図で、図４（イ）はワイヤ切断時、図４
（ロ）はボール形成時、図４（ハ）はボールボンディン
グとバンプ電極整形時の図である。4A and 4B are diagrams showing another example of the bump electrode forming operation by the capillary of FIG. 1, and FIG.
4B is a diagram at the time of ball formation, and FIG. 4C is a diagram at the time of ball bonding and bump electrode shaping.
【図５】従来のバンプ電極形成装置に使用されるキャピ
ラリを示し、図５（イ）は部分断面を含む正面図、図５
（ロ）はその底面図である。5 shows a capillary used in a conventional bump electrode forming apparatus, FIG. 5 (a) is a front view including a partial cross section, FIG.
(B) is a bottom view thereof.
【図６】図５のキャピラリによるバンプ電極形成動作を
示す図で、図６（イ）はボールボンディング時、図６
（ロ）はワイヤ切断時の図である。FIG. 6 is a diagram showing a bump electrode forming operation by the capillary of FIG. 5, FIG.
(B) is a diagram when the wire is cut.
【図７】従来装置で形成されたバンプ電極とリードの接
続状態を示す断面図FIG. 7 is a cross-sectional view showing a connection state of bump electrodes and leads formed by a conventional device.
【図８】メッキ法で形成されたバンプ電極を有する半導
体装置の要部の平面図FIG. 8 is a plan view of a main part of a semiconductor device having bump electrodes formed by a plating method.
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図9 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
１ キャピラリ ２ ワイヤ ３ ボール 3a バンプ電極 3b バンプ電極 ４ 平坦部 ７ 半導体ペレット 1 Capillary 2 Wire 3 Ball 3a Bump electrode 3b Bump electrode 4 Flat part 7 Semiconductor pellet
Claims (1)
部を溶融させて形成したボールを、前記キャピラリの先
端で半導体ペレットにボンディングし、このボールから
ワイヤを切断分離することで、半導体ペレットに前記ボ
ールによるバンプ電極を形成する装置であって、 前記キャピラリの先端周辺に、半導体ペレットにボンデ
ィングされた前記ボールによるバンプ電極の頂部を所定
高さまで押圧して整形する平坦部を一体に形成したこと
を特徴とするバンプ電極形成装置。1. A ball formed by melting a tip of a wire protruding from a capillary is bonded to a semiconductor pellet at the tip of the capillary, and the wire is cut and separated from the ball to form the ball on the semiconductor pellet. A device for forming bump electrodes according to claim 1, characterized in that a flat part for pressing and shaping the top of the bump electrode formed by the ball bonded to the semiconductor pellet to a predetermined height is integrally formed around the tip of the capillary. Bump electrode forming apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191642A JPH0536697A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Bump electrode forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191642A JPH0536697A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Bump electrode forming apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536697A true JPH0536697A (en) | 1993-02-12 |
Family
ID=16278053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191642A Pending JPH0536697A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Bump electrode forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536697A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6482676B2 (en) | 1997-01-09 | 2002-11-19 | Fujitsu Limited | Method of mounting semiconductor chip part on substrate |
| WO2024171887A1 (en) * | 2023-02-17 | 2024-08-22 | ローム株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3191642A patent/JPH0536697A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6482676B2 (en) | 1997-01-09 | 2002-11-19 | Fujitsu Limited | Method of mounting semiconductor chip part on substrate |
| WO2024171887A1 (en) * | 2023-02-17 | 2024-08-22 | ローム株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
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