JPH07283221A - Bump formation method - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 比較的硬度が大きく，バンプ用のワイヤとし
て用いられたことのないＡｕ−Ｓｎ合金のワイヤを用い
て均一なバンプを形成する。
【構成】 キャピラリを挿通してこのキャピラリの先端
から突出したＡｕ−Ｓｎ合金製のワイヤの先端部に，酸
素を含有しない雰囲気ガスを吹き付けるとともに，ア−
ク放電させてバンプ用のボ−ルを形成して，このボ−ル
を被接合部に押圧接合するとともに，キャピラリに超音
波振動を付与することにより，ボ−ル側に連結されるワ
イヤ部分の切断箇所の強度を低下させる工程と，ボ−ル
に付加されている荷重を軽減するとともに，ボ−ル側に
連結されるワイヤ部分の切断箇所の強度をさらに低下さ
せる工程と，ワイヤを引っ張ることにより，切断箇所に
おいてワイヤを切断する工程と，被接合部に接合された
ボ−ルを加熱溶融してバンプを形成する工程とによりバ
ンプを形成するようにしたものである。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] To form uniform bumps by using Au-Sn alloy wire, which has a relatively high hardness and has never been used as a wire for bumps. An atmosphere gas containing no oxygen is blown onto the tip of a wire made of Au-Sn alloy that is inserted through the capillary and protrudes from the tip of the capillary, and
The wire portion to be connected to the ball side is formed by forming a ball for bumps by discharging electric discharge and press-bonding this ball to the part to be bonded and applying ultrasonic vibration to the capillary. Of lowering the strength of the cut part, reducing the load applied to the ball, and further reducing the strength of the cut part of the wire portion connected to the ball side, and pulling the wire Thus, the bumps are formed by the step of cutting the wire at the cut portion and the step of forming the bump by heating and melting the ball bonded to the bonded portion.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は，ＩＣ等のチップの電
極と外部端子とを直接接続するためのバンプの形成方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bump forming method for directly connecting an electrode of a chip such as an IC and an external terminal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来，ＩＣ等の電極パッドと外部端子と
を電気的に接続する場合，電極パッドにバンプを形成
し，このバンプに外部端子を接続する方法が行われてい
る。このような，バンプを利用した接続方法では，電極
パッドと外部端子とが直接接続されるため，ワイヤで接
続するワイヤボンディング法に比較して接合部分が低く
なり，全体の高さ寸法を低く出来る。又，フィルムに多
数形成されている外部端子を電極パッドに１度に接合す
ることが出来るなどの利点があり，一般に多く利用され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, when electrically connecting an electrode pad of an IC or the like to an external terminal, a method of forming a bump on the electrode pad and connecting the external terminal to the bump has been used. In such a connection method using bumps, since the electrode pad and the external terminal are directly connected, the joint portion becomes lower than the wire bonding method in which the wire is connected, and the overall height dimension can be reduced. . Further, it has an advantage that many external terminals formed on the film can be joined to the electrode pad at one time, and is widely used in general.
【０００３】このバンプを利用した接続方法を実行する
ために，まず，ＩＣの表面に，半田に濡れない膜が形成
されるとともに，外部端子との接続箇所は，この半田に
濡れない膜が除去されて半田が濡れやすい状態に形成さ
れている。In order to execute the connection method using the bumps, first, a film that is not wet with solder is formed on the surface of the IC, and the film that is not wet with solder is removed at the connection points with external terminals. As a result, the solder is formed so as to be easily wet.
【０００４】そこで，従来のバンプを利用した接続方
法，いわゆる，ボ−ルボンディング方法について，図６
〜図１０に基づいて説明する。図６に示すように，キャ
ピラリ１には，超音波ホ−ン２１が取り付けられてお
り，このキャピラリ１には，金，銅，アルミニウム等の
ワイヤ２が挿通されているとともに，このワイヤ２の先
端はキャピラリ１から突出している。Therefore, a conventional connection method using bumps, that is, a so-called ball bonding method will be described with reference to FIG.
~ It demonstrates based on FIG. As shown in FIG. 6, an ultrasonic horn 21 is attached to the capillary 1, and a wire 2 of gold, copper, aluminum or the like is inserted through the capillary 1 and the wire 2 The tip projects from the capillary 1.
【０００５】このキャピラリ１の先端から突出している
ワイヤ２の先端に，電気ト−チ３が対向されており，こ
の電気ト−チ３に電圧を印加して，ワイヤ２の先端と電
気ト−チ３との間にスパ−クを発生させる。このスパ−
クにより，ワイヤ２の先端が溶融してボ−ル４が形成さ
れる。An electric torch 3 is opposed to the tip of the wire 2 projecting from the tip of the capillary 1. A voltage is applied to the electric torch 3 to cause the tip of the wire 2 and the electric torch 3 to move. Sparks are generated between the two. This spa
As a result, the tip of the wire 2 is melted and the ball 4 is formed.
【０００６】次いで，図７に示すように，キャピラリ１
が下降されてＩＣ５の電極パッド６上にボ−ル４が押圧
される。この時，ボ−ル４はキャピラリ１を介して超音
波ホ−ン２１からの超音波振動が加えられて発熱すると
ともに，ヒ−タブロック（図示せず）からの熱もＩＣ５
を介して伝達されボ−ル４は溶融されて電極パッド６に
固着される。Next, as shown in FIG. 7, the capillary 1
Is lowered and the ball 4 is pressed onto the electrode pad 6 of the IC 5. At this time, the ball 4 is heated by the ultrasonic vibration from the ultrasonic horn 21 via the capillary 1 and generates heat, and the heat from the heater block (not shown) is also applied to the IC 5
The ball 4 is melted and is fixed to the electrode pad 6 via the.
【０００７】ボ−ル４が電極パッド６に固着された後，
図８に示すように，キャピラリ１がわずかに上昇する
と，超音波ホ−ン２１が再度作動して，キャピラリ１は
超音波振動し，この振動はワイヤ２に伝達される。する
と，ワイヤ２のボ−ル４との接続部分，即ち，ボ−ル４
の真上の部分４ａが，曲げ応力を繰り返し受けることに
なり，この部分４ａの引っ張り強度が大きく低下する。After the ball 4 is fixed to the electrode pad 6,
As shown in FIG. 8, when the capillary 1 rises slightly, the ultrasonic horn 21 is activated again, and the capillary 1 vibrates ultrasonically, and this vibration is transmitted to the wire 2. Then, the connecting portion of the wire 2 with the ball 4, that is, the ball 4
The portion 4a directly above the plate is repeatedly subjected to bending stress, and the tensile strength of this portion 4a is greatly reduced.
【０００８】次いで，図９に示すように，クランプ１１
が閉じてワイヤ２を把持し，キャピラリ１とともに上昇
する。すると，ワイヤ２は引っ張り強度が大きく低下し
ている部分４ａから切断される。Then, as shown in FIG.
Closes, grips the wire 2, and rises together with the capillary 1. Then, the wire 2 is cut from the portion 4a where the tensile strength is greatly reduced.
【０００９】このようにして，すべての電極パッド６に
ボ−ル４を形成した後，再度，電極パッド６を加熱して
ボ−ル４が溶融されると，ボ−ル４は均一な形状となり
バンプ４’となる。After the balls 4 are formed on all the electrode pads 6 in this manner, the electrode pads 6 are heated again to melt the balls 4, and the balls 4 have a uniform shape. Next becomes bump 4 '.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする問題点】このようなボ−ルボ
ンディング方法でバンプを形成する際，ワイヤ２の材質
が金，銅，アルミニウム等の純粋金属の場合あるいはＡ
ｕ−Ｓｎ合金等の場合には，ワイヤ２の強度が比較的柔
らかいので，ほぼ予定の部分４ａで切断することが出来
る。When forming bumps by such a ball bonding method, when the wire 2 is made of a pure metal such as gold, copper or aluminum, or A
In the case of u-Sn alloy or the like, the strength of the wire 2 is relatively soft, so that the wire 2 can be cut at a substantially predetermined portion 4a.
【００１１】しかしながら，このような方法では超音波
振動を付与してボ−ル４を加熱押圧するとともにワイヤ
２を切断するため，電極パッド６に接合されたボ−ル４
はいびつで扁平状に形成され，均一な高さのものがえら
れないという問題があった。その上，電気ト−チ３によ
りワイヤ２にスパ−クを発生させる際，ワイヤ２が高温
となるため，ボ−ル４の表面が酸化される。そのため，
ボ−ル４の表面には凹凸が生じるとともに，電気的に非
導通となる等の問題があった。However, in such a method, ultrasonic vibration is applied to heat and press the ball 4, and the wire 2 is cut. Therefore, the ball 4 bonded to the electrode pad 6 is used.
There was a problem that it was formed into a flat shape due to cracks and that it could not have a uniform height. Moreover, when sparks are generated on the wire 2 by the electric torch 3, the temperature of the wire 2 becomes high, so that the surface of the ball 4 is oxidized. for that reason,
There was a problem that the surface of the ball 4 was uneven and was electrically non-conducting.
【００１２】一方，近年，基板の材質との関係で，ワイ
ヤの材質としてＡｕの中に２０％のＳｎを含有した共晶
合金であるＡｕ−Ｓｎ合金製のワイヤを使用したいとの
要望がある。しかしながら，Ａｕ−Ｓｎ合金を極細線の
ワイヤとして形成すると，このＡｕ−Ｓｎ合金は，純粋
のＡｕやＳｎで形成されたワイヤに比べて硬度が大で脆
く，且つ，融点も低く，その上，酸化しやすいという性
質がある。On the other hand, in recent years, in relation to the material of the substrate, there is a demand for using a wire made of Au-Sn alloy which is a eutectic alloy containing 20% Sn in Au as the material of the wire. . However, when the Au-Sn alloy is formed as an ultrafine wire, the Au-Sn alloy has higher hardness and brittleness and a lower melting point than the wire formed of pure Au or Sn. It has the property of being easily oxidized.
【００１３】このような性質上，超音波振動を付加した
後，ワイヤ２を引っ張って切断する方法では，必ずしも
引っ張り強度が大きく低下している部分４ａから切断さ
れるとは限らない。そのため，ボ−ル４側に連結される
ワイヤ２の長さにばらつきが発生する。従って，ボ−ル
４を再度溶融して均一なボ−ル（バンプとなる）を形成
する際，均一な大きさのバンプ４’を形成することがで
きない。Due to these properties, the method of pulling and cutting the wire 2 after applying ultrasonic vibration does not always cut from the portion 4a where the tensile strength is greatly reduced. Therefore, the length of the wire 2 connected to the side of the ball 4 varies. Therefore, when the ball 4 is melted again to form a uniform ball (becomes a bump), it is not possible to form a bump 4'having a uniform size.
【００１４】このようにバンプ４’の大きさが異なる
と，図１１に示すように，このＩＣ５の電極パット６に
形成されているバンプ４’と外部端子１０とを接合する
と，バンプ４’と外部端子１０との間に間隙ｄが発生し
て両者が接続されず，電気的に非導通な箇所が発生する
という問題がある。When the bumps 4'have different sizes, the bumps 4'formed on the electrode pads 6 of the IC 5 and the external terminals 10 are joined to each other as shown in FIG. There is a problem in that a gap d is generated between the external terminal 10 and the two and the two are not connected, and an electrically non-conducting portion is generated.
【００１５】[0015]
【問題点を解決するための手段】この発明は，キャピラ
リを挿通してこのキャピラリの先端から突出したＡｕ−
Ｓｎ合金製のワイヤの先端部に，酸素を含有しない雰囲
気ガスを吹き付けるとともに，ア−ク放電させてバンプ
用のボ−ルを形成する工程と，キャピラリを降下させて
ボ−ルに荷重を付加することによりこのボ−ルを被接合
部に押圧接合するとともに，キャピラリに超音波振動を
付与することにより，ボ−ル側に連結されるワイヤ部分
の切断箇所の強度を低下させる工程と，キャピラリをわ
ずかに上昇させてボ−ルに付加されている荷重を軽減す
るとともに，キャピラリに付与される超音波出力を増加
してさらに強い振動を与えることにより，ボ−ル側に連
結されるワイヤ部分の切断箇所の強度をさらに低下させ
る工程と，ワイヤを引っ張ることにより，切断箇所にお
いてワイヤを切断する工程と，被接合部に接合されたボ
−ルを加熱溶融してバンプを形成する工程とによりバン
プを形成するようにしたものである。According to the present invention, an Au- which is inserted through a capillary and protrudes from the tip of the capillary.
At the tip of the Sn alloy wire, an atmosphere gas containing no oxygen is blown, and arc discharge is performed to form a ball for bump, and a capillary is lowered to apply a load to the ball. By doing so, the ball is pressed and joined to the jointed portion, and ultrasonic vibration is applied to the capillary to reduce the strength of the cut portion of the wire portion connected to the ball side, and the capillary. Is increased slightly to reduce the load applied to the ball, and the ultrasonic output applied to the capillary is increased to give a stronger vibration, so that the wire portion connected to the ball side is increased. The step of further lowering the strength of the cut part, the step of cutting the wire at the cut part by pulling the wire, and the heating and melting of the ball bonded to the welded part. By forming a bump is obtained so as to form a bump.
【００１６】[0016]
【作用】雰囲気ガス８中で，キャピラリ１の先端から突
出したワイヤ２０の先端部２０ａに，ア−ク放電させる
と，ワイヤ２０の先端部２０ａにバンプ用のボ−ル４０
が形成される。この際，ボ−ル４０の表面が酸化される
ことはない。次に，キャピラリ１が下降し，キャピラリ
１によりボ−ル４０に荷重が付加されるとともに，超音
波振動がキャピラリ１に付加され，ボ−ル４０は電極パ
ッド６上に押圧接合される。In the atmosphere gas 8, when the end portion 20a of the wire 20 protruding from the end of the capillary 1 is arc-discharged, the tip portion 20a of the wire 20 has a ball 40 for bumping.
Is formed. At this time, the surface of the ball 40 is not oxidized. Next, the capillary 1 descends, a load is applied to the ball 40 by the capillary 1, and ultrasonic vibration is applied to the capillary 1, and the ball 40 is pressure-bonded onto the electrode pad 6.
【００１７】この際，超音波振動により，ワイヤ２０は
ボ−ル４０から所定長さにあるワイヤ部分２０ｂとワイ
ヤ２０との切断箇所２０ｃの強度が低下する。次に，キ
ャピラリ１をわずかに上昇させて，ボ−ル４０に付加さ
れる荷重を軽減するとともに，超音波出力を上げてキャ
ピラリ１に超音波振動が付与され，この振動はワイヤ２
０に伝達される。従って，ボ−ル４０とワイヤ２０との
切断箇所２０ｃにおいて，ワイヤ２０は曲げ応力を繰り
返し受けることになり，この切断箇所２０ｃの引っ張り
強度がさらに大きく低下される。At this time, the strength of the wire 20 at a predetermined length from the ball 40 and the cut portion 20c between the wire 20 and the wire 20 is reduced by the ultrasonic vibration. Next, the capillary 1 is slightly raised to reduce the load applied to the ball 40, and the ultrasonic output is increased to apply ultrasonic vibration to the capillary 1. This vibration is generated by the wire 2
Transmitted to 0. Therefore, the wire 20 is repeatedly subjected to bending stress at the cut portion 20c between the ball 40 and the wire 20, and the tensile strength of the cut portion 20c is further reduced.
【００１８】次いで，キャピラリ１を上昇させて，ワイ
ヤ２０を引っ張ると，常に引っ張り強度が大きく低下し
ている切断箇所２０ｃから切断され，ボ−ル４０側に連
結して残存するワイヤ部分２０ｂの長さは，常に同一の
長さのものが得られる。Then, when the capillary 1 is raised and the wire 20 is pulled, the length of the wire portion 20b which is cut from the cut portion 20c where the tensile strength is greatly reduced and which remains connected to the ball 40 side. The same length is always obtained.
【００１９】再度，電極パッド６を加熱してボ−ル４０
を溶融すれば，ボ−ル４０の材質であるＡｕ−Ｓｎ合金
の表面張力により，電極パッド６上には均一な大きさの
バンプ４１が形成される。The electrode pad 6 is heated again to heat the ball 40.
When melted, the bumps 41 of uniform size are formed on the electrode pads 6 due to the surface tension of the Au—Sn alloy that is the material of the ball 40.
【００２０】[0020]
【発明の実施例】この発明の実施例を，図１〜図５に基
づいて詳細に説明する。図１はこの発明の実施例を示す
構成図であるとともに，図１〜図５はバンプの形成工程
を示す説明図である。なお，従来例と同一のものは，同
一名称を使用し同一符号を付すとともに，その説明を省
略する。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 to 5 are explanatory diagrams showing a bump forming process. The same parts as those of the conventional example have the same names and the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２１】図１において，１２はア−ク電源で電気ト
−チ３からワイヤ２０に向けてア−ク放電される。１３
は雰囲気ガス源で，キャピラリ１の先端からテ−ブル１
４に載置されているＩＣ５の表面までの空間に酸素を含
まない雰囲気ガス８がノズル９から吹き付けられてい
る。１５は超音波発生器で，超音波ホ−ン２１を介して
キャピラリ１に超音波振動を付与している。１６は制御
部で，クランプ１１の把持，解除およびシリンダ１７に
よるキャピラリ１の上下動，ア−ク電源１２のオン，オ
フ，テ−ブル１４の移動，停止等各部分の単独動作や連
携動作をすべて制御している。In FIG. 1, numeral 12 is an arc power source for arc discharge from the electric torch 3 toward the wire 20. Thirteen
Is an atmosphere gas source, and the table 1 is placed from the tip of the capillary 1.
An atmosphere gas 8 containing no oxygen is sprayed from a nozzle 9 into a space up to the surface of the IC 5 mounted on the substrate 4. Reference numeral 15 denotes an ultrasonic wave generator, which applies ultrasonic vibration to the capillary 1 via the ultrasonic horn 21. Reference numeral 16 is a control unit for holding and releasing the clamp 11, moving the capillary 1 up and down by the cylinder 17, turning on and off the arc power supply 12, moving and stopping the table 14, such as independent operation and cooperative operation of each part. I control everything.
【００２２】２０はＡｕ−Ｓｎ合金製のワイヤで，材質
としてＡｕの中に２０％のＳｎを含有した共晶合金であ
る。ワイヤ２０はリ−ル（図示せず）に巻回されている
とともに，このリ−ルから引き出されて，キャピラリ１
の上方向においてクランプ１１に把持されているととも
に，キャピラリ１の貫通穴１ａを挿通して，その先端部
２０ａはキャピラリ１の先端から突出している。Numeral 20 is a wire made of Au-Sn alloy, which is a eutectic alloy containing 20% Sn in Au as a material. The wire 20 is wound around a reel (not shown) and pulled out from the reel to obtain a capillary 1
While being grasped by the clamp 11 in the upward direction, it is inserted through the through hole 1a of the capillary 1 and its tip 20a projects from the tip of the capillary 1.
【００２３】次に，バンプの形成方法について説明す
る。まず，図１〜図５に示すように，バンプを利用した
接続方法を実行するにあたっては，ＩＣ５の表面には半
田に濡れない膜５ａが形成されており，外部端子（図示
せず）との接続箇所，即ち，電極パッド６の部分は，こ
の膜５ａが除去されて半田が濡れやすい状態となってい
る。Next, a bump forming method will be described. First, as shown in FIGS. 1 to 5, when performing a connection method using bumps, a film 5a that does not wet the solder is formed on the surface of the IC 5 and is connected to an external terminal (not shown). At the connection point, that is, the portion of the electrode pad 6, the film 5a is removed and the solder is easily wetted.
【００２４】一方，キャピラリ１には，Ａｕ−Ｓｎ合金
製のワイヤ２０が挿通されているとともに，このワイヤ
２０の先端部２０ａは，キャピラリ１に先端から突出し
ており，キャピラリ１の上方向のワイヤ２０部分には，
ワイヤ２０を把持するためのクランプ１１が配設されて
いる。さらに，キャピラリ１の先端からテ−ブル１４の
上に載置されているＩＣ５の表面までの空間には，雰囲
気ガス源１３からの雰囲気ガス８がノズル９から吹き付
けられており，この空間は常時雰囲気ガス８中に存在す
るように構成されている。On the other hand, a wire 20 made of an Au--Sn alloy is inserted into the capillary 1, and a tip portion 20a of the wire 20 projects from the tip of the capillary 1 so that the wire extending in the upward direction of the capillary 1 is exposed. In 20 parts,
A clamp 11 for gripping the wire 20 is provided. Further, the atmosphere gas 8 from the atmosphere gas source 13 is blown from the nozzle 9 into the space from the tip of the capillary 1 to the surface of the IC 5 placed on the table 14, and this space is always present. It is configured to exist in the atmosphere gas 8.
【００２５】この状態において，クランプ１１に把持さ
れてリ−ル（図示せず）から繰り出されたワイヤ２０
は，キャピラリ１の貫通穴１ａを挿通して先端から突出
している。この突出しているワイヤ２０の先端部２０ａ
には，電気ト−チ３が対向されている。In this state, the wire 20 held by the clamp 11 and fed from the reel (not shown)
Is inserted through the through hole 1a of the capillary 1 and projects from the tip. The tip portion 20a of the protruding wire 20
An electric torch 3 is opposed to.
【００２６】そこで，図２に示すように，ワイヤ２０の
先端部２０ａがキャピラリ１の先端から突出し，ア−ク
電源１２がオンすると，ワイヤ２０の先端部２０ａと電
気ト−チ３との間にア−ク放電が発生し，ワイヤ２０の
先端部２０ａは溶融されて先端にバンプ用のボ−ル４０
が形成される。このように，ワイヤ２０の先端にボ−ル
４０を形成する工程では，ボ−ル４０の表面が最も酸化
しやすいが，この工程は，雰囲気ガス８中で行われるた
め，ボ−ル４０の表面が酸化されることはなく，従っ
て，ボ−ル４０の表面に凹凸が形成されることもない。Therefore, as shown in FIG. 2, when the tip 20a of the wire 20 projects from the tip of the capillary 1 and the arc power source 12 is turned on, the tip 20a of the wire 20 and the electric torch 3 are separated. Arc discharge occurs at the tip of the wire 20 and the tip portion 20a of the wire 20 is melted and the ball 40 for bumps is attached to the tip.
Is formed. As described above, in the step of forming the ball 40 at the tip of the wire 20, the surface of the ball 40 is most easily oxidized, but since this step is performed in the atmosphere gas 8, the ball 40 is not easily oxidized. The surface is not oxidized, and therefore, the surface of the ball 40 is not uneven.
【００２７】次に，図３に示すように，キャピラリ１が
下降され，ボ−ル４０が接合される被接合部であるＩＣ
５の電極パッド６上にボ−ル４０が押圧される。この
際，キャピラリ１によりボ−ル４０に付加される荷重
は，ワイヤ２０の径を３５μｍφとした時，約１００ｇ
ｆ程度の荷重が付加されている。Next, as shown in FIG. 3, the capillary 1 is lowered, and the ball 40 is joined to the IC which is the joined portion.
The ball 40 is pressed onto the electrode pad 6 of No. 5. At this time, the load applied to the ball 40 by the capillary 1 is about 100 g when the diameter of the wire 20 is 35 μmφ.
A load of about f is added.
【００２８】このように，ボ−ル４０に荷重が付加され
ると同時に，ボ−ル４０には，キャピラリ１を介して超
音波発生器１５から，その出力約０．３ｗ程度の超音波
振動が超音波ホ−ン２１から加えられて発熱されている
とともに，ヒ−タブロック（図示せず）からの熱もＩＣ
５を介して伝達されている。そのため，ボ−ル４０は溶
融されて電極パッド６に押圧接合される。この際，電極
パッド６の部分は，半田に濡れ易い膜でおおわれている
ので，ボ−ル４０（形状の整っていないバンプ４１ａ）
は容易に固着されるとともに，超音波振動により，ワイ
ヤ２０はボ−ル４０から所定長さにあるワイヤ部分２０
ｂとワイヤ２０との切断箇所２０ｃの強度が低下する。As described above, the load is applied to the ball 40, and at the same time, the ball 40 is oscillated by the ultrasonic wave generator 15 through the capillary 1 at an output of about 0.3 w. Is generated from the ultrasonic horn 21 to generate heat, and heat from a heater block (not shown) is also generated in the IC.
5 is transmitted. Therefore, the ball 40 is melted and pressure-bonded to the electrode pad 6. At this time, since the electrode pad 6 is covered with a film that is easily wetted by the solder, the ball 40 (the bump 41a having an irregular shape) is formed.
Is easily fixed, and the wire 20 is located at a predetermined length from the ball 40 by ultrasonic vibration.
The strength of the cut portion 20c between the wire b and the wire 20 is reduced.
【００２９】このようにして，ボ−ル４０（バンプ４１
ａ）が電極パッド６に固着された後，図４に示すよう
に，キャピラリ１がわずかに上昇して，ボ−ル４０（バ
ンプ４１ａ）に付加される荷重が約３０ｇｆ程度に軽減
されるとともに，超音波発生器１５が再度オンされて，
その出力約０．５ｗ程度まで超音波出力を上げて，超音
波ホ−ン２１を介してキャピラリ１に超音波振動が付与
され，この振動はワイヤ２０に伝達される。In this way, the ball 40 (bump 41
After (a) is fixed to the electrode pad 6, as shown in FIG. 4, the capillary 1 is slightly raised, and the load applied to the ball 40 (bump 41a) is reduced to about 30 gf. , The ultrasonic generator 15 is turned on again,
The ultrasonic output is increased to about 0.5 w and ultrasonic vibration is applied to the capillary 1 via the ultrasonic horn 21, and this vibration is transmitted to the wire 20.
【００３０】すると，ボ−ル４０（バンプ４１ａ）とワ
イヤ２０との切断箇所２０ｃにおいて，ワイヤ２０は曲
げ応力を繰り返し受けることになり，この切断箇所２０
ｃの引っ張り強度がさらに大きく低下される。Then, the wire 20 is repeatedly subjected to bending stress at the cut portion 20c between the ball 40 (bump 41a) and the wire 20.
The tensile strength of c is further reduced.
【００３１】なお，この際，ワイヤ２０には，荷重を軽
減した状態で，超音波振動の出力を上げて付加するの
で，超音波振動によりＩＣ５の電極パッド６が破壊され
ることもない。又，ワイヤ２０の太さにより超音波発生
器１５の出力，振動数等が適当な値に決定される。At this time, since the output of ultrasonic vibration is increased and added to the wire 20 in a state where the load is reduced, the electrode pad 6 of the IC 5 is not destroyed by the ultrasonic vibration. Also, the output of the ultrasonic generator 15, the frequency, etc. are determined to appropriate values depending on the thickness of the wire 20.
【００３２】次いで，図５に示すように，クランプ１１
が閉じてワイヤ２を把持するとともに，キャピラリ１は
シリンダ１７により上昇する。すると，ワイヤ２０は，
常に引っ張り強度が大きく低下している切断箇所２０ｃ
から切断され，バンプ４１ａ側に連結して残存するワイ
ヤ部分２０ｂの長さは，常に同一の長さのものが得られ
る。Then, as shown in FIG.
Is closed to grip the wire 2, and the capillary 1 is raised by the cylinder 17. Then, the wire 20
Cutting point 20c where tensile strength is always greatly reduced
The length of the wire portion 20b that is cut off from and remains connected to the bump 41a side is always the same.
【００３３】このようにして，ＩＣ５のすべての電極パ
ッド６にバンプ４１ａ（ボ−ル４０）が形成された後，
再度，電極パッド６を加熱してバンプ４１ａを溶融すれ
ば，ボ−ル４０の材質であるＡｕ−Ｓｎ合金の表面張力
により，電極パッド６上には，図１に仮想線で示すよう
に，均一な大きさのバンプ４１が形成される。この際，
バンプ４１とこれに連結して残存しているワイヤ部分２
０ｂは，すべて同一のものが得られるから，ボ−ル４０
（バンプ４１ａ）を再溶融して形成されたバンプ４１
は，均一な大きさを持つ形状のものが得られる。After the bumps 41a (balls 40) are formed on all the electrode pads 6 of the IC 5 in this way,
When the electrode pad 6 is heated again and the bump 41a is melted, the surface tension of the Au—Sn alloy, which is the material of the ball 40, causes the electrode pad 6 to appear on the electrode pad 6 as indicated by a phantom line in FIG. The bumps 41 having a uniform size are formed. On this occasion,
The bump 41 and the wire portion 2 remaining connected to this
0b is the same as that of the ball 40.
Bump 41 formed by re-melting (bump 41a)
Can be obtained with a uniform size.
【００３４】以上の各工程は，いずれも雰囲気ガス８中
で行われるため，バンプ４１の表面が酸化されることも
なく，常に，電気的にも形状においても均一なバンプ４
１を形成することが出来る。Since each of the above steps is carried out in the atmosphere gas 8, the surface of the bump 41 is not oxidized, and the bump 4 is always uniform in electrical and shape.
1 can be formed.
【００３５】なお，この実施例では，雰囲気ガス８は，
キャピラリ１の先端とテ−ブル１４上のＩＣ５との空間
に吹き付けられているが，これに限定されることなく，
キャピラリ１の上端から貫通穴１ａへ吹き込むようにし
ても良く，あるいは全体を雰囲気ガス中で行っても同様
な作用効果が得られる。In this embodiment, the atmosphere gas 8 is
Although it is blown into the space between the tip of the capillary 1 and the IC 5 on the table 14, it is not limited to this.
The capillaries 1 may be blown into the through holes 1a from the upper end, or the same effect may be obtained even if the whole is carried out in an atmosphere gas.
【００３６】なお，Ａｕ−Ｓｎ合金製のワイヤで形成さ
れるバンプと接合される外部端子が形成されている基板
側の材質としては，アルミニウム，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合
金等が適している。Aluminum, Au, Ag-Pd alloy or the like is suitable as the material of the substrate side on which the external terminals to be joined to the bumps formed of the Au-Sn alloy wire are formed.
【００３７】[0037]
【発明の効果】この発明は，キャピラリを挿通してこの
キャピラリの先端から突出したＡｕ−Ｓｎ合金製のワイ
ヤの先端部に，酸素を含有しない雰囲気ガスを吹き付け
るとともに，ア−ク放電させてバンプ用のボ−ルを形成
する工程と，キャピラリを降下させてボ−ルに荷重を付
加することによりこのボ−ルを被接合部に押圧接合する
とともに，キャピラリに超音波振動を付与することによ
り，ボ−ル側に連結されるワイヤ部分の切断箇所の強度
を低下させる工程と，キャピラリをわずかに上昇させて
ボ−ルに付加されている荷重を軽減するとともに，キャ
ピラリに付与される超音波出力を増加してさらに強い振
動を与えることにより，ボ−ル側に連結されるワイヤ部
分の切断箇所の強度をさらに低下させる工程と，ワイヤ
を引っ張ることにより，切断箇所においてワイヤを切断
する工程と，被接合部に接合されたボ−ルを加熱溶融し
てバンプを形成する工程とによりバンプを形成するよう
にしたので，比較的硬度が大きく，従来，バンプ用のワ
イヤとして用いられたことのないＡｕ−Ｓｎ合金のワイ
ヤを用いて均一なバンプを形成することが出来る。According to the present invention, the tip end of the wire made of Au-Sn alloy that is inserted through the capillary and protrudes from the tip of the capillary is blown with an atmosphere gas containing no oxygen and is arc-discharged to cause bump discharge. The process of forming a ball for use, and by applying a load to the ball by lowering the capillary, this ball is press-bonded to the welded part, and ultrasonic vibration is applied to the capillary. , The step of lowering the strength of the cut part of the wire portion connected to the ball side, and the load applied to the ball is reduced by slightly raising the capillary and the ultrasonic waves applied to the capillary. By increasing the output and applying stronger vibration, the process of further reducing the strength of the cut part of the wire part connected to the ball side and pulling the wire Therefore, since the bumps are formed by the step of cutting the wire at the cutting point and the step of forming the bump by heating and melting the ball joined to the jointed portion, the hardness is relatively large, , It is possible to form a uniform bump by using a wire of Au—Sn alloy that has never been used as a wire for bumps.
【００３８】さらに，バンプ用のボ−ルの形成過程にお
いて，ボ−ルが酸化されることもなく，従来のワイヤの
材質である純粋のＡｕやＳｎで形成されたワイヤに比べ
て均一なバンプを形成することが困難であったＡｕ−Ｓ
ｎ合金のワイヤを使用することが出来る。Further, in the process of forming the ball for the bump, the ball is not oxidized and the bump is more uniform than the conventional wire made of pure Au or Sn which is the material of the wire. It was difficult to form Au-S
N-alloy wire can be used.
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例を示すもので，バンプの形成
工程の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of a bump forming process according to the embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施例を示すもので，バンプの形成
工程の説明図である。FIG. 3 illustrates an embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図４】この発明の実施例を示すもので，バンプの形成
工程の説明図である。FIG. 4 illustrates an embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図５】この発明の実施例を示すもので，バンプの形成
工程の説明図である。FIG. 5 shows an embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図６】従来例を示すもので，バンプの形成工程の説明
図である。FIG. 6 illustrates a conventional example and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図７】従来例を示すもので，バンプの形成工程の説明
図である。FIG. 7 illustrates a conventional example and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図８】従来例を示すもので，バンプの形成工程の説明
図である。FIG. 8 illustrates a conventional example and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図９】従来例を示すもので，バンプの形成工程の説明
図である。FIG. 9 illustrates a conventional example and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図１０】従来例を示すもので，バンプの形成工程の説
明図である。FIG. 10 illustrates a conventional example and is an explanatory diagram of a bump forming process.
【図１１】従来例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional example.
１ キャピラリ ８ 雰囲気ガス ９ ノズル １１ クランプ ２０ ワイヤ ２０ａ ワイヤ２０の先端部 ２０ｂ ワイヤ部分 ２０ｃ 切断箇所 ４０ ボ−ル ４１ バンプ 1 Capillary 8 Atmospheric Gas 9 Nozzle 11 Clamp 20 Wire 20a Tip of Wire 20 20b Wire Part 20c Cutting Point 40 Ball 41 Bump
Claims (1)
先端から突出したＡｕ−Ｓｎ合金製のワイヤの先端部
に，酸素を含有しない雰囲気ガスを吹き付けるととも
に，ア−ク放電させてバンプ用のボ−ルを形成する工程
と，前記キャピラリを降下させて前記ボ−ルに荷重を付
加することによりこのボ−ルを被接合部に押圧接合する
とともに，前記キャピラリに超音波振動を付与すること
により，前記ボ−ル側に連結されるワイヤ部分の切断箇
所の強度を低下させる工程と，前記キャピラリをわずか
に上昇させて前記ボ−ルに付加されている荷重を軽減す
るとともに，前記キャピラリに付与される超音波出力を
増加してさらに強い振動を与えることにより，前記ボ−
ル側に連結されるワイヤ部分の切断箇所の強度をさらに
低下させる工程と，前記ワイヤを引っ張ることにより，
前記切断箇所において前記ワイヤを切断する工程と，前
記被接合部に接合された前記ボ−ルを加熱溶融して，前
記バンプを形成する工程とを有することを特徴とするバ
ンプの形成方法。1. A tip of a wire made of Au—Sn alloy which is inserted through a capillary and protrudes from the tip of the capillary is blown with an atmosphere gas containing no oxygen, and is arc-discharged to form a bump bump. A step of forming a ball, and by pressing the ball to the welded portion by lowering the capillary and applying a load to the ball, and by applying ultrasonic vibration to the capillary, The step of lowering the strength of the cut part of the wire portion connected to the ball side, the load applied to the capillary is reduced while slightly raising the capillary to reduce the load applied to the ball. The ultrasonic output is increased to give a stronger vibration,
By further reducing the strength of the cut part of the wire part connected to the cable side and pulling the wire,
A bump forming method comprising: a step of cutting the wire at the cutting portion; and a step of forming the bump by heating and melting the ball bonded to the bonded portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089137A JPH07283221A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Bump formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089137A JPH07283221A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Bump formation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283221A true JPH07283221A (en) | 1995-10-27 |
Family
ID=13962497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089137A Pending JPH07283221A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Bump formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07283221A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328774C (en) * | 2005-01-12 | 2007-07-25 | 哈尔滨工业大学 | Tin ball maker by double electrothermal filament smelting and cutting method |
| US20140124927A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-08 | Nantong Fujitsu Microelectronics Co., Ltd. | Semiconductor ic packaging methods and structures |
| CN116329830A (en) * | 2023-05-29 | 2023-06-27 | 宁波尚进自动化科技有限公司 | Welding method of chip pins |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP6089137A patent/JPH07283221A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328774C (en) * | 2005-01-12 | 2007-07-25 | 哈尔滨工业大学 | Tin ball maker by double electrothermal filament smelting and cutting method |
| US20140124927A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-08 | Nantong Fujitsu Microelectronics Co., Ltd. | Semiconductor ic packaging methods and structures |
| US9589815B2 (en) * | 2012-11-08 | 2017-03-07 | Nantong Fujitsu Microelectronics Co., Ltd. | Semiconductor IC packaging methods and structures |
| CN116329830A (en) * | 2023-05-29 | 2023-06-27 | 宁波尚进自动化科技有限公司 | Welding method of chip pins |
| CN116329830B (en) * | 2023-05-29 | 2023-08-29 | 宁波尚进自动化科技有限公司 | Welding method of chip pins |
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