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JP3022151B2 - Capillary for wire bonding apparatus and method for forming electrical connection bump using the capillary - Google Patents

Capillary for wire bonding apparatus and method for forming electrical connection bump using the capillary

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JP3022151B2
JP3022151B2 JP6091002A JP9100294A JP3022151B2 JP 3022151 B2 JP3022151 B2 JP 3022151B2 JP 6091002 A JP6091002 A JP 6091002A JP 9100294 A JP9100294 A JP 9100294A JP 3022151 B2 JP3022151 B2 JP 3022151B2
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shape
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Panasonic Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を回路基板
に実装するための装置および方法に関し、特に、ワイヤ
ボンディング装置用のキャピラリーと、そのキャピラリ
ーを用いて、回路基板の端子電極と半導体装置の電極パ
ッドとを電気的に接続するための電気的接続接点(バン
プ)を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for mounting a semiconductor device on a circuit board, and more particularly to a capillary for a wire bonding apparatus, and a terminal electrode of the circuit board and a semiconductor device using the capillary. And a method of forming an electrical connection contact (bump) for electrically connecting an electrode pad of the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ICの集積度が高くなり、半導体
装置のパッケージの小型化と接続端子数の増加が進んで
いる。LSIチップ1個当たりの電極パッド数が増加し
て接続端子の間隔が狭くなり、従来からの半田付けの技
術では、半導体装置を実装することが困難になってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of ICs has increased, and the size of packages of semiconductor devices and the number of connection terminals have been increasing. The number of electrode pads per LSI chip has increased and the spacing between connection terminals has become narrower, making it difficult to mount a semiconductor device with conventional soldering techniques.

【0003】最近ではLSIチップ等の半導体装置を、
回路基板の入出力端子電極上に直接実装する様々な方法
が考案されている。なかでも、半導体装置を回路基板上
にフェイスダウン状態でフリップチップ実装する方法
は、半導体装置と回路基板との電気的接続が一括してで
きること、および接続後の機械的強度が強いことから有
用な方法であるとされている。半導体装置と回路基板の
電極パッドとを電気的に接続するためのバンプ(突起電
極)は、電解メッキ法、半田層への浸漬法、蒸着法、お
よびワイヤボンディング法を用いたボールボンディング
法等によって形成される。
Recently, semiconductor devices such as LSI chips have been
Various methods for mounting directly on input / output terminal electrodes of a circuit board have been devised. Among them, a method of flip-chip mounting a semiconductor device on a circuit board in a face-down state is useful because the electrical connection between the semiconductor device and the circuit board can be made at once and the mechanical strength after connection is strong. It is said to be the way. The bumps (protruding electrodes) for electrically connecting the semiconductor device and the electrode pads of the circuit board are formed by a ball bonding method using an electrolytic plating method, a dipping method in a solder layer, a vapor deposition method, a wire bonding method, or the like. It is formed.

【0004】従来のワイヤボンディング装置用のキャピ
ラリーは、たとえば、マイクロスイス社のボンディング
ハンドブックやキャピラリカタログに記載されている。
図19は、1例として従来のワイヤボンディング装置用
のキャピラリー100を示し、図20(a)はその先端
部110の概略断面を示す図である。図20(b)は、
キャピラリーの先端部110の形状をより詳細に示して
いる。
A conventional capillary for a wire bonding apparatus is described in, for example, a bonding handbook and a capillary catalog of Micro Switzerland.
FIG. 19 shows a conventional capillary 100 for a wire bonding apparatus as an example, and FIG. 20 (a) is a view schematically showing a cross section of a tip portion 110 thereof. FIG. 20 (b)
The shape of the capillary tip 110 is shown in more detail.

【0005】図20(a)に示されるように、円筒形の
キャピラリー100は、内部にボンディング用の金属ワ
イヤを挿入するためのワイヤ導出孔102を有してい
る。ワイヤ導出孔102の大きさは、25μmφ〜50
μmφ程度である。キャピラリー100の先端部110
の外側には、ボンディングする間隔とボンディング後の
金属ワイヤ(あるいはバンプ)の形状および大きさとを
考慮し、30°程度の角度αがつけられている。
As shown in FIG. 20A, a cylindrical capillary 100 has a wire outlet hole 102 for inserting a metal wire for bonding therein. The size of the wire outlet hole 102 is 25 μmφ to 50 μm.
It is about μmφ. Tip portion 110 of capillary 100
Is formed at an angle α of about 30 ° in consideration of the bonding interval and the shape and size of the metal wire (or bump) after bonding.

【0006】たとえば、25μmφ程度の金属ワイヤを
用いる場合のキャピラリー110の先端部の形状が、図
20(b)に示されている。この場合、ホール径H:3
8μm、チップ径T:203μm、およびチャンファー
径CD:74μmである。このようなキャピラリー10
0を用いることによって、半導体装置の電極パッド上に
バンプを形成したり、他の回路基板の端子電極への電気
的な接続を行うことができる。図20(a)および
(b)に示されるようなキャピラリーは、通常、ボンデ
ィングピッチが120〜140μm程度のボンディング
に用いられる。
For example, the shape of the tip of the capillary 110 when a metal wire of about 25 μmφ is used is shown in FIG. In this case, the hole diameter H: 3
8 μm, tip diameter T: 203 μm, and chamfer diameter CD: 74 μm. Such a capillary 10
By using 0, a bump can be formed on an electrode pad of a semiconductor device or an electrical connection to a terminal electrode of another circuit board can be made. The capillaries as shown in FIGS. 20A and 20B are usually used for bonding having a bonding pitch of about 120 to 140 μm.

【0007】図21、図22(a)および(b)は、も
う一つの従来のワイヤボンディング装置用のキャピラリ
ー200を示している。キャピラリー200は、通常、
ボンディングピッチが140μm以下のボンディングに
用いられる。図21に示されるように、円筒形のキャピ
ラリー200は、より狭いボンディングピッチに対応す
るために、先端部を細く形成したボトルネック210を
有している。ボトルネック210の高さNHは、通常5
00μm程度であり、図22(a)に示される例では4
60μmである。キャピラリー200は、キャピラリー
100と同様に、内部にボンディング用の金属ワイヤを
挿入するためのワイヤ導出孔102を有している。ワイ
ヤ導出孔102の大きさは、25μmφ〜50μmφ程
度である。キャピラリー200のボトルネック部210
の外側は、ボンディングする間隔とボンディング後の金
属ワイヤ(あるいはバンプ)の形状および大きさを考慮
し、10°程度の角度βがつけられている。
FIGS. 21, 22 (a) and 22 (b) show another conventional capillary 200 for a wire bonding apparatus. The capillary 200 is usually
Used for bonding with a bonding pitch of 140 μm or less. As shown in FIG. 21, the cylindrical capillary 200 has a bottle neck 210 having a narrow tip portion in order to accommodate a narrower bonding pitch. The height NH of the bottleneck 210 is usually 5
In the example shown in FIG.
60 μm. Like the capillary 100, the capillary 200 has a wire lead-out hole 102 for inserting a metal wire for bonding inside. The size of the wire outlet hole 102 is approximately 25 μmφ to 50 μmφ. Bottleneck part 210 of capillary 200
Is formed at an angle β of about 10 ° in consideration of the bonding interval and the shape and size of the metal wire (or bump) after bonding.

【0008】たとえば、25μmφ程度の金属ワイヤを
用いる場合のキャピラリー200の先端部の形状が図2
2(b)に示されている。この場合、ホール径H:38
μm、チップ径T:152μm、およびチャンファー径
CD:64μmである。このようなキャピラリー200
を用いることによって、半導体装置の電極パッド上にバ
ンプを形成したり、他の回路基板の端子電極への電気的
な接続を行うことができる。
For example, when a metal wire of about 25 μmφ is used, the shape of the tip of the capillary 200 is shown in FIG.
2 (b). In this case, the hole diameter H: 38
μm, tip diameter T: 152 μm, and chamfer diameter CD: 64 μm. Such a capillary 200
By using a semiconductor device, a bump can be formed on an electrode pad of a semiconductor device, or an electrical connection can be made to a terminal electrode of another circuit board.

【0009】次に、上述のようなワイヤボンディング用
のキャピラリーを用いて、ボールボンディング法によっ
て半導体装置のバンプを形成する従来の方法を説明す
る。たとえば、特開平2−34949号公報には、2段
突出形状の電気的接続バンプ(以下2段バンプという)
と、従来のキャピラリを用いた2段バンプの形成方法が
示されている。
Next, a conventional method for forming a bump of a semiconductor device by a ball bonding method using the above-described capillary for wire bonding will be described. For example, JP-A-2-34949 discloses an electric connection bump having a two-step projection shape (hereinafter referred to as a two-step bump).
And a conventional method for forming a two-stage bump using a capillary.

【0010】図23(a)〜(d)は、従来のボールボ
ンディング法によって、ICチップ106の上に形成さ
れた電極パッド103の上に、キャピラリー101を用
いて2段バンプ107を形成する方法の概略を示してい
る。
FIGS. 23A to 23D show a method of forming a two-stage bump 107 by using a capillary 101 on an electrode pad 103 formed on an IC chip 106 by a conventional ball bonding method. Is shown schematically.

【0011】まず、図23(a)に示すように、キャピ
ラリー101のワイヤ導出孔102に25μmφの金属
ワイヤ104を通す。そして、金属ワイヤ104の先端
に、ガスの炎、電気的パルス、あるいは超音波振動など
によって熱エネルギーを与えることにより、金属ワイヤ
104の径の約2〜3倍の径を有するボール105を形
成する。
First, as shown in FIG. 23A, a metal wire 104 of 25 μmφ is passed through a wire lead-out hole 102 of a capillary 101. Then, by applying heat energy to the tip of the metal wire 104 by gas flame, electric pulse, ultrasonic vibration, or the like, a ball 105 having a diameter approximately two to three times the diameter of the metal wire 104 is formed. .

【0012】次に、図23(b)に示すように、金属ワ
イヤ104の先端に形成されたボール105を、キャピ
ラリー101を降下させることにより、ICチップ10
6の電極パッド103に当接させる。熱圧着の方法や超
音波振動を与えることによってボール105を電極パッ
ド103に固着させ、バンプ107の底部109を形成
する(第1のボンディング)。前記底部109は、外径
80〜90μmφ程度、高さ15〜30μm程度の大き
さに形成される。
Next, as shown in FIG. 23B, the ball 105 formed at the tip of the metal wire 104 is moved down the capillary 101 so that the IC chip 10
6 is brought into contact with the electrode pad 103. The ball 105 is fixed to the electrode pad 103 by a method of thermocompression bonding or by applying ultrasonic vibration, and the bottom 109 of the bump 107 is formed (first bonding). The bottom 109 has an outer diameter of about 80 to 90 μmφ and a height of about 15 to 30 μm.

【0013】そして、図23(c)に示すように、バン
プ107の底部109と、キャピラリー101のワイヤ
導出孔102に通された金属ワイヤ104とがつながっ
た状態のまま、キャピラリー101をループ状に移動さ
せる。キャピラリー101は、まず、バンプ107の底
部109上方に垂直に上昇してからループ状軌道を描く
ように移動し、その後、垂直に降下しながら金属ワイヤ
104を切断する(第2のボンディング:図23
(d))。図23(d)に示されるように、キャピラリ
ー101のループ状の運動により、底部109の上には
金属ワイヤ104がリング状または逆U字状に形成され
る。この部分がバンプ107の頂部108を形成する。
キャピラリー101の端部のエッジ部分111によって
金属ワイヤ104が切断されることにより、図24に示
されるように、2段バンプ107が形成される。
Then, as shown in FIG. 23C, the capillary 101 is formed into a loop while the bottom 109 of the bump 107 and the metal wire 104 passed through the wire lead-out hole 102 of the capillary 101 are connected. Move. The capillary 101 first rises vertically above the bottom 109 of the bump 107, moves so as to draw a loop-shaped trajectory, and then cuts the metal wire 104 while descending vertically (second bonding: FIG. 23).
(D)). As shown in FIG. 23D, the metal wire 104 is formed in a ring shape or an inverted U shape on the bottom 109 by the loop-shaped movement of the capillary 101. This portion forms the top 108 of the bump 107.
The two-stage bump 107 is formed by cutting the metal wire 104 by the edge portion 111 at the end of the capillary 101, as shown in FIG.

【0014】ボンディングの圧力は、第1および第2ボ
ンディング共に、ワイヤの材質とワイヤ径に応じて1バ
ンプ当り20〜45gの範囲内で設定されている。図2
4は、従来のボールボンディング方法によって形成され
た典型的な2段バンプの形状を示している。2段バンプ
107(スタッドバンプ)は、外径Rが80〜90μm
φ程度、全体の高さh1 が60〜80μm程度である。
The bonding pressure is set in the range of 20 to 45 g per bump depending on the material and diameter of the wire for both the first and second bonding. FIG.
FIG. 4 shows the shape of a typical two-stage bump formed by a conventional ball bonding method. The outer diameter R of the two-stage bump 107 (stud bump) is 80 to 90 μm.
φ, and the overall height h 1 is about 60 to 80 μm.

【0015】上述のようにして得られた2段バンプ10
7の高さを揃えるために、通常、バンプ107を平滑面
で押圧するレベリング工程が行われる(図25参照)。
ボールボンディング方法によって形成されたバンプは、
他の方法によって形成されたバンプに比べて、高さのば
らつきが大きいためである。また、半導体装置と回路基
板との接合層に導電性接着剤を用いる場合には、レベリ
ングを行うことによって、導電性接着剤の転写量を安定
させるという効果がある。
The two-stage bump 10 obtained as described above
In order to make the heights 7 uniform, a leveling step of pressing the bump 107 with a smooth surface is usually performed (see FIG. 25).
The bumps formed by the ball bonding method
This is because the variation in height is larger than that of bumps formed by other methods. When a conductive adhesive is used for the bonding layer between the semiconductor device and the circuit board, leveling is performed to stabilize the transfer amount of the conductive adhesive.

【0016】図25に示されるように、レベリング工程
においては、ICチップ106の電極パッド103上に
形成された2段バンプ107は、フェイスダウン状態で
平滑面112に対して押圧される。レベリング荷重は、
通常、1バンプ当り50g程度である。レベリング荷重
は、ワイヤの材質とワイヤ径に応じて調整される。レベ
リングされた2段バンプ107の典型的な形状が図26
に示されている。レベリングにより、2段バンプ107
の全体の高さh1 は、40〜50μmの範囲内に揃えら
れる。
As shown in FIG. 25, in the leveling step, the two-stage bump 107 formed on the electrode pad 103 of the IC chip 106 is pressed against the smooth surface 112 in a face-down state. The leveling load is
Usually, it is about 50 g per bump. The leveling load is adjusted according to the material and diameter of the wire. A typical shape of the leveled two-stage bump 107 is shown in FIG.
Is shown in By leveling, the two-stage bump 107
Total height h 1 of is aligned in the range of 40 to 50 .mu.m.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のキ
ャピラリー及び従来のバンプ形成方法は、半導体装置に
バンプを形成する工程と、形成したバンプをさらに整形
するためのレベリング工程とを要するためにコストがか
かる。また、レベリングを行うための装置も別途必要で
ある。
The conventional capillary and the conventional bump forming method as described above require a step of forming a bump on a semiconductor device and a leveling step for further shaping the formed bump. costly. Further, an apparatus for performing leveling is also separately required.

【0018】しかし、レベリングを行わないと以下のよ
うな問題が生じるため、レベリング工程を省くことは好
ましくない。まず、第1に、ボールボンディング法によ
って形成された(レベリングされていない)バンプの頂
部108は、リング状や逆U字型の形状をしているの
で、頂部108の端部113の面積が小さいため(図2
4参照)、回路基板の端子電極との接触面積が小さい。
また、バンプの高さのバラツキも大きいので、そのまま
実装したのでは信頼性の高い接続を行うことができな
い。第2に、導電性接着剤を接合層に用いる場合には、
レベリング前のバンプの上記のような形状では、バンプ
先端部への導電性接着剤の転写量が少なく、転写量のバ
ラツキも大きいことから、導電性接着剤硬化した後の接
着強度が小さいので接着の信頼性が低い。また接続抵抗
値も大きくなってしまう。
However, if the leveling is not performed, the following problems occur, and it is not preferable to omit the leveling step. First, since the top 108 of the bump (not leveled) formed by the ball bonding method has a ring shape or an inverted U-shape, the area of the end 113 of the top 108 is small. (Figure 2
4), and the contact area with the terminal electrode of the circuit board is small.
In addition, since the bumps vary greatly in height, a highly reliable connection cannot be made if the bumps are mounted as they are. Second, when a conductive adhesive is used for the bonding layer,
In the above-described shape of the bump before leveling, the amount of the conductive adhesive transferred to the bump tip portion is small, and the variation in the transferred amount is large, so the adhesive strength after the conductive adhesive is cured is small, so the bonding is performed. Low reliability. Also, the connection resistance value increases.

【0019】また、上述のような従来のバンプの形成方
法では、図24に示されるような典型的なバンプ107
の形状の他に、図27(a)〜(c)に示されるような
形状に形成される場合がある。図27(a)および
(b)に示されるバンプの形状は「2次剥がれ」と呼ば
れ、キャピラリー101が金属ワイヤ104を切断した
後に、リング状または逆U字状の部分114がバンプ1
07の本体から剥がれてしまった場合である。図27
(c)に示されるバンプの形状は、「テール立ち」と呼
ばれる。バンプの横に張り出したテールの部分115
が、バンプ底部の径の1/4を越えるものは不良とな
る。このようなバンプは、金属ワイヤ104が、キャピ
ラリー101のエッジ111によって所定の位置でうま
く切断されなかった場合に生じる。これらの形状のバン
プは、接続接点として好ましくないバンプである。
In the conventional bump forming method as described above, a typical bump 107 shown in FIG.
27 (a) to 27 (c) in addition to the shape shown in FIG. The shape of the bump shown in FIGS. 27A and 27B is called “secondary peeling”, and after the capillary 101 cuts the metal wire 104, the ring-shaped or inverted U-shaped portion 114 becomes the bump 1.
07 has been removed from the main body. FIG.
The shape of the bump shown in (c) is called “tail standing”. The tail part 115 that protrudes beside the bump
However, a bump having a diameter exceeding 1/4 of the diameter at the bottom of the bump is defective. Such bumps occur when the metal wire 104 is not successfully cut in place by the edge 111 of the capillary 101. Bumps of these shapes are undesirable bumps as connection contacts.

【0020】図27(a)に示されるバンプにおいて
は、頂部116は2つに割れてしまっているので十分な
強度を得ることができない。また、図27(c)に示さ
れるバンプの場合、テール115が横に張り出している
ため、その部分に導電性接着剤が保持されて広がると、
隣接したバンプや電極とショートする危険性が非常に高
くなる。したがって、これらの好ましくない形状のバン
プは、接続不良やショートにつながるので、半導体装置
と回路基板とを信頼性高く接続することができない。
In the bump shown in FIG. 27A, the top 116 is broken into two parts, so that sufficient strength cannot be obtained. Further, in the case of the bump shown in FIG. 27C, the tail 115 extends laterally, so that when the conductive adhesive is held at that portion and spreads,
The danger of shorting with adjacent bumps or electrodes is greatly increased. Therefore, these unfavorably shaped bumps lead to poor connection or short-circuit, so that the semiconductor device and the circuit board cannot be connected with high reliability.

【0021】また、図28(a)および(b)は、従来
のレベリング工程において生じた不良バンプの形状を示
している。これらのバンプは、レベリングにおいて頂部
が側方に倒れ込んでしまうことにより、好ましくない形
状となっている。
FIGS. 28 (a) and 28 (b) show the shapes of defective bumps generated in the conventional leveling process. These bumps have an unfavorable shape due to the fact that the tops fall laterally during leveling.

【0022】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、半導体装置
と回路基板とを容易にかつ信頼性良く接続するためのバ
ンプを、別途の工程を付加することなく形成することを
可能にするボールボンディング用のキャピラリー、およ
びそのキャピラリーを用いたバンプの形成方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a bump for connecting a semiconductor device and a circuit board easily and with high reliability by a separate process. It is an object of the present invention to provide a ball bonding capillary which can be formed without adding a hole, and a bump forming method using the capillary.

【0023】また本発明の目的とするところは、好まし
くない形状のバンプの形成を防止し、ばらつきの少ない
安定した形状のバンプを形成することを可能にするボー
ルボンディング用のキャピラリー、およびそのキャピラ
リーを用いたバンプの形成方法を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a ball bonding capillary which prevents formation of a bump having an unfavorable shape and which can form a bump having a stable shape with little variation, and a capillary for the ball bonding. An object of the present invention is to provide a method for forming a used bump.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の電気的接続バン
プの形成方法は、ボールボンディング用のキャピラリー
を用いて、半導体装置の電極パッド上にバンプを形成す
る方法であって、金属ワイヤの先端部をボール状に形成
する工程(a)と、前記ボール状の先端部を前記電極パ
ッド上に圧着させ、バンプの底部を形成する工程(b)
と、前記底部の上に頂部を形成する工程(c)と、前記
キャピラリーの側面に設けられたレベリング面で前記頂
部を押圧整形してレベリングする工程(d)とを備えた
ことを特徴とする。前記工程(c)において、キャピラ
リーは、バンプの底部の上方においてループ状軌道を描
くように移動し、バンプの頂部を形成する金属ワイヤ
は、リング状または逆U字型に前記底部の上に形成され
ことを特徴とする。 記キャピラリーは、その最下部
に金属ワイヤのボール状の先端部を電極パッドに対して
押圧し、前記ボール状先端部を前記電極パッドに圧着さ
せる押圧面を有し、前記押圧面の中心部には、前記金属
ワイヤを供給する導出孔が設けられ、前記キャピラリー
の側面には前記バンプの頂部を押圧整形するためのレベ
リング面が設けれられ、かつ前記押圧面と前記レベリン
グ面との距離は形成されるバンプの高さと同一である
とを特徴とする。また、前記レベリング面は凹凸面を有
していることを特徴とする。また、前記レベリング面は
下向きに突出するように形成されたガイド部を有してい
ることを特徴とする。
The method of forming an electrical connection bump according to the present invention is a method of forming a bump on an electrode pad of a semiconductor device by using a capillary for ball bonding. (A) forming a portion in a ball shape, and (b) forming a bottom portion of a bump by pressing the tip of the ball shape on the electrode pad.
If, (c) forming a top portion over the bottom portion, wherein
(D) pressing and shaping the apex with a leveling surface provided on the side surface of the capillary to level the apex. In the step (c), the capillary moves so as to draw a loop trajectory above the bottom of the bump, and the metal wire forming the top of the bump is formed on the bottom in a ring shape or an inverted U shape. It is characterized by being performed. Before SL capillary presses the ball-shaped tip of the metal wire on the bottom to the electrode pad, the ball-shaped tip having a pressing surface for crimping the electrode pad, the center of the pressing surface , said metal wire lead-out hole is provided for supplying the distance between the the sides of the capillary leveling surface for the pressing shaping is being provided top of the bump, and the pressing surface and the leveling face Is the same as the height of the bump to be formed . Further, the leveling surface has an uneven surface. Further, the leveling surface has a guide portion formed so as to protrude downward.

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】前記工程(b)、(c)、(d)におい
て、前記キャピラリーはZ方向の動作を行い、前記ボン
ディング装置(ボンダー)のステージはX−Y方向の動
作を行い、これらの動きを組み合わせることによって、
所望の2段バンプ(スタッドバンプ)を形成してもよ
い。
In the steps (b), (c) and (d), the capillary performs an operation in the Z direction, and the stage of the bonding apparatus (bonder) performs an operation in the XY direction, and the movement is performed. By combining
A desired two-stage bump (stud bump) may be formed.

【0038】[0038]

【作用】本発明は、半導体装置の電極パッド上にボール
ボンディング法によってバンプを形成するためのキャピ
ラリーに、電極パッド上に形成されたバンプをレベリン
グするための部材を設けることより、バンプの形成と同
時にバンプのレベリングを行うことを可能にするもので
ある。レベリング部材は、好ましくはキャピラリーの外
周から突出した突出部として設けられる。キャピラリー
は、金属ワイヤのボール上先端部を電極パッドに圧着す
る押圧部材(キャピラリーの下端部分)を有しており、
バンプを電極パッド上に形成した後、バンプにつながっ
た金属ワイヤは押圧部材のエッジによって切断される。
金属ワイヤが切断されると同時に、レベリング部材によ
ってバンプが押圧整形される。レベリング部材の下端面
(第2の下端面)は、キャピラリーの下端面(第1の下
端面)から所定の高さに形成されているので、キャピラ
リーの下端面が電極パッドに当接するまで押圧すること
により、バンプの高さはは所定の高さに揃えられる。
The present invention provides a method for forming a bump on an electrode pad of a semiconductor device by providing a member for leveling the bump formed on the electrode pad on a capillary for forming the bump by a ball bonding method. At the same time, bump leveling can be performed. The leveling member is preferably provided as a protrusion projecting from the outer periphery of the capillary. The capillary has a pressing member (lower end portion of the capillary) for pressing the top end of the metal wire on the ball to the electrode pad,
After the bump is formed on the electrode pad, the metal wire connected to the bump is cut by the edge of the pressing member.
As soon as the metal wire is cut, the bump is pressed and shaped by the leveling member. Since the lower end surface (second lower end surface) of the leveling member is formed at a predetermined height from the lower end surface (first lower end surface) of the capillary, it is pressed until the lower end surface of the capillary contacts the electrode pad. Thereby, the height of the bump is adjusted to a predetermined height.

【0039】このように、バンプの形成工程において同
時にレベリングを行うため、工程数を減らすことができ
る。よってコストダウンすることができる。
As described above, since the leveling is performed simultaneously in the bump forming process, the number of processes can be reduced. Therefore, the cost can be reduced.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 (実施例1)図1は本発明の第1の実施例におけるボー
ルボンディング用のキャピラリー1を示す図、図2
(a)はその先端部10の概略断面図である。図2
(b)は、キャピラリー1の先端部10の形状をより詳
細に示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a view showing a capillary 1 for ball bonding according to a first embodiment of the present invention.
(A) is a schematic sectional view of the tip portion 10. FIG.
(B) shows the shape of the tip portion 10 of the capillary 1 in more detail.

【0041】図1に示されるように、円筒形のキャピラ
リー1は、その先端部10の外周部に設けられた、レベ
リング部材である突出部3を有している。キャピラリー
1は、セラミックあるいは人工ルビーにより作られてい
る。図2(a)に示されるように、突出部3の下端面
(レベリング面)31は、キャピラリー1のフェイス
(下端面)11に実質的に平行であり、キャピラリー1
の先端のフェイス11からの高さが所定の値dであるよ
うに設けられている。下端面31の大きさは、ボンディ
ングピッチおよびレベリングすべきバンプの先端径の大
きさに応じて設定することができる。
As shown in FIG. 1, the cylindrical capillary 1 has a protruding portion 3 which is a leveling member provided on the outer peripheral portion of the distal end portion 10. The capillary 1 is made of ceramic or artificial ruby. As shown in FIG. 2A, the lower end surface (leveling surface) 31 of the protrusion 3 is substantially parallel to the face (lower end surface) 11 of the capillary 1, and
Is provided so that the height from the face 11 at the front end of the is a predetermined value d. The size of the lower end face 31 can be set in accordance with the bonding pitch and the size of the tip diameter of the bump to be leveled.

【0042】キャピラリー1の内部には、ボンディング
用の金属ワイヤを挿入するためのワイヤ導出孔2が設け
られている。ワイヤ導出孔2の大きさは、25μmφ〜
50μmφ程度である。キャピラリー1の先端部10の
外側は、ボンディングする間隔とボンディング後の金属
ワイヤ(あるいはバンプ)の形状および大きさとを考慮
し、10〜30°程度の角度αがつけられている。
Inside the capillary 1, a wire lead-out hole 2 for inserting a metal wire for bonding is provided. The size of the wire outlet hole 2 is 25 μmφ or more.
It is about 50 μmφ. An angle α of about 10 to 30 ° is provided outside the tip portion 10 of the capillary 1 in consideration of the bonding interval and the shape and size of the metal wire (or bump) after bonding.

【0043】たとえば、25μmφ程度の金属ワイヤを
用いる場合のキャピラリー10の先端部の形状を、図2
(b)に示す。この場合、ホール径H:38μm、チッ
プ径T:203μm、およびチャンファー径CD:74
μmである。
For example, when a metal wire of about 25 μmφ is used, the shape of the tip of the capillary 10 is shown in FIG.
(B). In this case, the hole diameter H: 38 μm, the chip diameter T: 203 μm, and the chamfer diameter CD: 74
μm.

【0044】上述のようなキャピラリー1は、たとえ
ば、図3に示すようなボンダー500に取り付けられて
用いられる。ボンダー500において、キャピラリー1
は超音波発信ツールでもあるアーム510の先端部に取
り付けられ、ボンディングすべきデバイス(ICチッ
プ)501はボンディングステージ520上に載置され
る。キャピラリー1は、アーム510と共に垂直方向に
上下運動を行い、デバイス501は、ボンディングステ
ージ520と共に水平方向(X−Y方向)に移動あるい
は回転する。これらの垂直運動および水平運動の組合せ
によって、キャピラリー1は、デバイス501に対して
任意の動きをすることができる。
The above-described capillary 1 is used, for example, by being attached to a bonder 500 as shown in FIG. In bonder 500, capillary 1
Is attached to the tip of an arm 510 which is also an ultrasonic transmission tool, and a device (IC chip) 501 to be bonded is placed on a bonding stage 520. The capillary 1 moves up and down in the vertical direction together with the arm 510, and the device 501 moves or rotates in the horizontal direction (XY directions) together with the bonding stage 520. The combination of these vertical and horizontal movements allows the capillary 1 to make any movement with respect to the device 501.

【0045】次に、第1の実施例によるキャピラリー1
を用いたボールボンディング法によって半導体装置のバ
ンプを形成する方法を説明する。図4(a)〜(d)
は、本発明によるボールボンディング法によって、IC
チップ6の上に形成された電極パッド13の上に、キャ
ピラリー1を用いて2段バンプ7を形成する方法の概略
を示している。
Next, the capillary 1 according to the first embodiment will be described.
A method of forming a bump of a semiconductor device by a ball bonding method using the method will be described. FIG. 4 (a) to (d)
Can be manufactured by the ball bonding method according to the present invention.
The outline of a method of forming the two-stage bump 7 using the capillary 1 on the electrode pad 13 formed on the chip 6 is shown.

【0046】まず、図4(a)に示すように、キャピラ
リー1のワイヤ導出孔2に25μmφの金属ワイヤ4を
通す。そして、金属ワイヤ4の先端に、超音波振動、あ
るいはガスの炎や電気的パルスなどによって熱エネルギ
ーを与えることにより、金属ワイヤ4の径の約2〜3倍
の径を有するボール5を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, a metal wire 4 of 25 μmφ is passed through a wire lead-out hole 2 of a capillary 1. Then, by applying thermal energy to the tip of the metal wire 4 by ultrasonic vibration, gas flame, electric pulse, or the like, a ball 5 having a diameter about 2 to 3 times the diameter of the metal wire 4 is formed. .

【0047】金属ワイヤ4の材質は、Au、Al、Cu
等のワイヤボンディング法を用いることが可能な金属で
あればよい。金属ワイヤ4の材質や線径は、形成するバ
ンプ7の外径や高さ等に応じて選定することが可能であ
る。
The material of the metal wire 4 is Au, Al, Cu
Any metal can be used as long as it can use the wire bonding method. The material and wire diameter of the metal wire 4 can be selected according to the outer diameter and height of the bump 7 to be formed.

【0048】次に、図4(b)に示すように、キャピラ
リー1を降下させることにより、金属ワイヤ4の先端に
形成されたボール5を、ICチップ6の電極パッド13
に当接させる。熱圧着の方法や超音波振動を与えること
によってボール5を電極パッド13に固着させ、バンプ
7の底部9を形成する(第1のボンディング)。この第
1のボンディングは、キャピラリー1の下端のフェイス
11を用いて行われる。底部9は、外径80〜90μm
φ程度、高さ20〜30μm程度の大きさに形成され
る。
Next, as shown in FIG. 4B, by lowering the capillary 1, the ball 5 formed at the tip of the metal wire 4 is brought into contact with the electrode pad 13 of the IC chip 6.
Contact. The ball 5 is fixed to the electrode pad 13 by a thermocompression bonding method or by applying ultrasonic vibration to form the bottom 9 of the bump 7 (first bonding). This first bonding is performed using the face 11 at the lower end of the capillary 1. The bottom 9 has an outer diameter of 80 to 90 μm
It is formed to have a size of about φ and a height of about 20 to 30 μm.

【0049】そして、図4(c)に示すように、バンプ
7の底部9と、キャピラリー1のワイヤ導出孔2に通さ
れた金属ワイヤ4とがつながった状態のまま、キャピラ
リー1をICチップ6に対してループ状に移動させる。
キャピラリー1は、まず、バンプ7の底部9上方に垂直
に上昇してからループ状軌道を描くように移動する。図
4(d)に示されるように、キャピラリー1が、ICチ
ップ6に対してループ状に運動することにより、底部9
の上には金属ワイヤ4がリング状または逆U字状に形成
される。この部分がバンプ7の頂部8を形成する。この
段階における頂部8の高さは、40〜50μm程度であ
る。
Then, as shown in FIG. 4C, the capillary 1 is connected to the IC chip 6 while the bottom 9 of the bump 7 and the metal wire 4 passed through the wire lead-out hole 2 of the capillary 1 are connected. Move in a loop.
The capillary 1 first rises vertically above the bottom 9 of the bump 7 and then moves so as to draw a loop-shaped trajectory. As shown in FIG. 4D, the capillary 1 moves in a loop with respect to the IC chip 6 so that the bottom 9 is moved.
The metal wire 4 is formed in a ring shape or an inverted U shape on the top. This portion forms the top 8 of the bump 7. The height of the top 8 at this stage is about 40 to 50 μm.

【0050】その後、キャピラリー1のエッジ部分21
がバンプ7の底部9の外周に位置するようにキャピラリ
ー1を移動させ、垂直に降下しながらエッジ部分21に
よって金属ワイヤ4を切断する(図4(e)参照)。キ
ャピラリー1はそのまま降下を続け、図5に示すよう
に、キャピラリー1の外周部に設けられた突出部分3の
下端面31によってバンプ7を押圧整形する(第2のボ
ンディング)。このとき、キャピラリー1は、そのフェ
イス11が電極パッド13に当接するまで下降する。バ
ンプ7の全体の高さは、キャピラリー1のフェイス11
と突出部3の下端面31と高さの差(すなわち、所定の
値d)と等しくなるように揃えられ、レベリングが行わ
れる。
Thereafter, the edge portion 21 of the capillary 1
Is moved to the outer periphery of the bottom 9 of the bump 7, and the metal wire 4 is cut by the edge portion 21 while descending vertically (see FIG. 4 (e)). The capillary 1 continues to descend as it is, and as shown in FIG. 5, the bump 7 is pressed and shaped by the lower end face 31 of the protruding portion 3 provided on the outer periphery of the capillary 1 (second bonding). At this time, the capillary 1 descends until the face 11 contacts the electrode pad 13. The overall height of the bump 7 is the face 11 of the capillary 1
And the lower end face 31 of the projection 3 and the height difference (that is, the predetermined value d) are equalized, and leveling is performed.

【0051】ボンディング時の圧力は、たとえば、第1
ボンディングの圧力は1バンプ当り25〜45g、第2
ボンディングの圧力は1バンプ当り70〜95gの範囲
で設定することができる。このボンディング時の圧力
は、ワイヤの材質とワイヤ径によって調節される。
The pressure during bonding may be, for example,
The bonding pressure is 25-45 g per bump, the second
The bonding pressure can be set in the range of 70 to 95 g per bump. The pressure at the time of this bonding is adjusted by the material and diameter of the wire.

【0052】図6は、本実施例によるボールボンディン
グ方法によって形成された典型的な2段バンプの形状を
示している。2段バンプ7(スタッドバンプ)は、外径
Rが80〜90μmφ程度、全体の高さh1 が40〜5
0μm程度、頂部8の先端81の径rが40〜50μm
程度である。また、底部9の高さh2 は、15〜25μ
m程度である。これらの値はボンディングのピッチに応
じて変えることができる。
FIG. 6 shows the shape of a typical two-stage bump formed by the ball bonding method according to this embodiment. The two-stage bump 7 (stud bump) has an outer diameter R of about 80 to 90 μmφ and an overall height h 1 of 40 to 5 μm.
About 0 μm, the diameter r of the tip 81 of the top 8 is 40 to 50 μm
It is about. The height h 2 of the bottom 9, 15~25Myu
m. These values can be changed according to the bonding pitch.

【0053】上述のように、本実施例によれば、バンプ
7を形成する工程に於いて、同時にバンプ7のレベリン
グを行うことができる。この工程に要する時間は、従来
の技術に於いてバンプ107を形成する工程に要する時
間と実質的に変わらない。従って、従来のレベリング工
程に要していた時間をそのまま短縮できる。
As described above, according to the present embodiment, in the step of forming the bumps 7, the leveling of the bumps 7 can be performed simultaneously. The time required for this step is substantially the same as the time required for forming the bump 107 in the conventional technique. Therefore, the time required for the conventional leveling process can be reduced as it is.

【0054】また、本発明のボンディング方法によれ
ば、バンプ7の形成と同時にバンプ7を押圧・整形(レ
ベリング)するため、バンプ7は図27(a)〜(c)
に示されるような形状には形成されにくい。図5に示さ
れるように、キャピラリー1は、フェイス11が電極パ
ッド13に接するまで下降してバンプ7を押圧するた
め、バンプ7の頂部8を形成する金属ワイヤ4が切断さ
れやすくなるためである。
According to the bonding method of the present invention, since the bump 7 is pressed and shaped (leveled) at the same time as the formation of the bump 7, the bump 7 is formed as shown in FIGS.
Are difficult to form. As shown in FIG. 5, the capillary 1 descends until the face 11 contacts the electrode pad 13 and presses the bump 7, so that the metal wire 4 forming the top 8 of the bump 7 is easily cut. .

【0055】また、レベリングの際に、バンプの片側面
はキャピラリー1の側面によって支えられているため、
図28(b)に示されるようなレベリングにおける頂部
の倒れ込みを防ぐことができる。
Also, at the time of leveling, one side of the bump is supported by the side of the capillary 1, so that
It is possible to prevent the top portion from falling down during leveling as shown in FIG.

【0056】このように、本発明によれば、従来のレベ
リング工程では改善できないような好ましくない形状の
バンプ(不良バンプ)の形成を防ぎ、バンプの形状を一
定に保つことができるので、半導体装置を回路基板によ
り確実に接続することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the formation of a bump having an undesired shape (defective bump) which cannot be improved by the conventional leveling process, and to keep the bump shape constant. Can be more reliably connected to the circuit board.

【0057】また、本実施例では、キャピラリー1の形
状を円筒型にし、また、突出部分3の形状は、キャピラ
リー1を製作する際の加工性を考えて、下端面31の形
状が基本的に円形になるように円筒型に形成している
(図7(a)(d)参照)。突出部3がキャピラリー1
の外周よりも突出し、バンプ7をレベリングするための
下端面を備えているならば、他の形状にしてもよい。た
とえば、図7(b)(e)に示されるように円盤状の突
出部3aとしてもよく、また、図7(c)(f)に示さ
れるように、突出部3bをキャピラリー1の片側のみに
設けることもできる。なお、突出部3の下端面31は、
レベリングする際にICチップ6と平行になるようにす
ることが望ましい。
Further, in this embodiment, the shape of the capillary 1 is cylindrical, and the shape of the protruding portion 3 is basically the shape of the lower end face 31 in consideration of the workability in manufacturing the capillary 1. It is formed in a cylindrical shape so as to be circular (see FIGS. 7A and 7D). The projection 3 is the capillary 1
Any other shape may be used as long as it has a lower end face that protrudes from the outer periphery of the bump and is used to level the bump 7. For example, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (e), a disc-shaped projection 3a may be used, and as shown in FIGS. 7 (c) and 7 (f), the projection 3b Can also be provided. In addition, the lower end surface 31 of the protrusion 3 is
It is desirable that the leveling be made parallel to the IC chip 6.

【0058】次に、上述のようにして、バンプ7が形成
された半導体装置(ICチップ)を回路基板に実装した
半導体ユニットのいくつかの例を示す。以下の例におい
て、図面では2段バンプ7の形状は模式的に表わされて
いる。
Next, some examples of the semiconductor unit in which the semiconductor device (IC chip) on which the bumps 7 are formed as described above are mounted on a circuit board will be described. In the following examples, the shape of the two-stage bump 7 is schematically illustrated in the drawings.

【0059】図8は、上記のようにして形成した半導体
装置を、バンプ7を介して可撓性樹脂フィルム上に形成
されたリード(端子電極)群12上に実装した半導体ユ
ニット600を示している。この例では、バンプ7はA
uバンプである。リード群12の材質は、Niを下地と
したAuメッキまたはSnメッキ、Al、Cu、あるい
は半田等によって形成することができる。バンプ7とリ
ード群12とを所定の位置になるように位置合わせを行
った後、加熱したボンディング用のツールで加圧して、
お互いの材料同士を合金化させ、もしくは、熱圧着を行
わせることにより、バンプ7と可撓性樹脂フィルム上に
形成されたリード群12とを電気的に接合させる。な
お、熱圧着の場合には、超音波振動を併用してもよく、
あるいは超音波振動のみによる圧着であってもよい。リ
ード群12の材質はNiを下地にしたAu、Snのいず
れかのめっき、あるいはAl、Cu、はんだのいずれで
もよい。
FIG. 8 shows a semiconductor unit 600 in which the semiconductor device formed as described above is mounted on a lead (terminal electrode) group 12 formed on a flexible resin film via a bump 7. I have. In this example, bump 7 is A
u bump. The material of the lead group 12 can be formed by Au plating or Sn plating with Ni as a base, Al, Cu, solder, or the like. After the bumps 7 and the lead groups 12 are aligned so as to be at predetermined positions, the bumps 7 and the lead groups 12 are pressurized by a heated bonding tool.
The bump 7 and the lead group 12 formed on the flexible resin film are electrically connected by alloying the materials or by performing thermocompression bonding. In the case of thermocompression bonding, ultrasonic vibration may be used together,
Alternatively, pressure bonding using only ultrasonic vibration may be used. The material of the lead group 12 may be Au or Sn plating with Ni as a base, or any of Al, Cu and solder.

【0060】図9(a)および(b)は、半導体装置の
バンプ7を、回路基板15の端子電極12’上に導電性
接着剤14によって接着する方法、およびそのようにし
て実装された半導体ユニット700を示している。図9
(a)に示されるように、半導体装置のバンプ7の先端
部に、導電性接着剤14を転写法や印刷法によって塗布
する。2段突起状に形成されたバンプ7を用いることに
より、必要量以上の導電性接着剤14がバンプ7に付着
するのを防ぎ、適量の導電性接着剤14を塗布すること
ができる。導電性接着剤14を塗布した後、図9(b)
に示されるように、半導体装置を回路基板15上にフェ
イスダウン状態で搭載する。バンプ7が回路基板15の
端子電極12’の所定の位置に当接するように位置合わ
せを行った後、導電性接着剤14を80〜150℃で熱
硬化させて接合層を形成する。このことにより、半導体
装置のバンプ7と回路基板15上の端子電極12’とが
電気的に接続され、半導体装置が回路基板上に実装され
る。
FIGS. 9A and 9B show a method of bonding the bumps 7 of the semiconductor device on the terminal electrodes 12 'of the circuit board 15 with the conductive adhesive 14, and the semiconductor mounted in this manner. A unit 700 is shown. FIG.
As shown in (a), a conductive adhesive 14 is applied to the tip of the bump 7 of the semiconductor device by a transfer method or a printing method. By using the bumps 7 formed in a two-step projection shape, it is possible to prevent the conductive adhesive 14 in a necessary amount or more from adhering to the bumps 7 and to apply an appropriate amount of the conductive adhesive 14. After the application of the conductive adhesive 14, FIG.
As shown in (1), the semiconductor device is mounted on the circuit board 15 in a face-down state. After the positioning is performed so that the bump 7 comes into contact with a predetermined position of the terminal electrode 12 ′ of the circuit board 15, the conductive adhesive 14 is thermally cured at 80 to 150 ° C. to form a bonding layer. As a result, the bumps 7 of the semiconductor device are electrically connected to the terminal electrodes 12 'on the circuit board 15, and the semiconductor device is mounted on the circuit board.

【0061】本実施例によれば、2次剥がれやテール立
ちを生じた不良バンプの形成を防ぐことができるため、
剥がれ部分やテール部分に導電性接着剤が保持されて広
がるとがなく、隣接したバンプや電極とショートする危
険性が少ない。したがって、半導体装置と回路基板とを
信頼性高く接続することができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the formation of a defective bump having secondary peeling or tailing, so that
There is no possibility that the conductive adhesive is held and spread at the peeled portion or the tail portion, and there is little danger of short-circuiting with an adjacent bump or electrode. Therefore, the semiconductor device and the circuit board can be connected with high reliability.

【0062】図10(a)および(b)は、半導体装置
を、回路基板15の端子電極12’上に、異方性導電材
を用いて電気的に接続した半導体ユニットを示してい
る。図10(a)に示されるように、半導体ユニット8
00において、回路基板15上に形成された端子電極1
2’の上には、薄い異方性導電材16が配置されてい
る。その上に、バンプ7を形成した半導体装置をフェイ
スダウン状態で載置する。半導体装置を回路基板15に
対して押圧しながら加熱することにより、異方性導電材
16のうちのバンプ7と端子電極12’との間に挟まれ
た部分は熱圧着され、電気的接続を得ることができる。
FIGS. 10A and 10B show a semiconductor unit in which a semiconductor device is electrically connected to a terminal electrode 12 'of a circuit board 15 using an anisotropic conductive material. As shown in FIG. 10A, the semiconductor unit 8
At 00, the terminal electrode 1 formed on the circuit board 15
A thin anisotropic conductive material 16 is disposed on 2 ′. The semiconductor device on which the bumps 7 are formed is mounted thereon in a face-down state. By heating the semiconductor device while pressing it against the circuit board 15, the portion of the anisotropic conductive material 16 sandwiched between the bump 7 and the terminal electrode 12 ′ is thermocompression bonded to establish electrical connection. Obtainable.

【0063】異方性導電材16の熱圧着される部分にお
いては、異方性導電材16に含まれる導電粒子は、バン
プ7に押されて互いに圧着され、また、導電粒子が端子
電極12’の表面にめり込むことによってバンプ7と端
子電極12’が電気的に接続される。圧着されない部分
においては、導電性粒子は互いに離れているので、電気
的絶縁性が保たれる。
In the portion of the anisotropic conductive material 16 to be thermocompression-bonded, the conductive particles contained in the anisotropic conductive material 16 are pressed by the bumps 7 and pressed together, and the conductive particles are pressed by the terminal electrode 12 ′. The bump 7 and the terminal electrode 12 'are electrically connected by being immersed in the surface of the substrate. Since the conductive particles are separated from each other in the portion that is not pressed, the electrical insulation is maintained.

【0064】図10(b)は、バンプ7の高さおよび端
子電極12の厚さの合計よりも厚い異方性導電材16’
を用いた場合の半導体ユニット900を示している。回
路基板15上に形成された端子電極12の上には、厚い
異方性導電材16’を配置し、その上にバンプ7を形成
した半導体装置をフェイスダウン状態で載置する。半導
体装置を回路基板15に対して押圧しながら加熱するこ
とにより、異方性導電材16’のうち、バンプ7と端子
電極12’との間に挟まれた部分は熱圧着され、電気的
接続を得ることができる。この場合においても、バンプ
7と端子電極12’とによって挟まれた部分のみ圧着さ
れ、それ以外の部分については電気的絶縁性が保たれて
いる。圧着された部分以外の異方性導電材16’は絶縁
性接着剤として作用し、樹脂が熱硬化されることによっ
て半導体装置と回路基板を接着する。 (実施例2)図11は本発明の第2の実施例におけるボ
ールボンディング用のキャピラリー41を示す図、図1
2(a)はその先端部40の概略断面図である。図12
(b)は、キャピラリー41の先端部40の形状をより
詳細に示している。キャピラリー41は、より微細なボ
ンディングピッチでバンプを形成するため、先端部を細
く形成したボトルネック400を有している。ボトルネ
ック400の高さは、通常500μm程度であり、図1
2(a)に示される例では460μmである。
FIG. 10B shows an anisotropic conductive material 16 ′ thicker than the sum of the height of the bump 7 and the thickness of the terminal electrode 12.
9 shows a semiconductor unit 900 in the case of using. On the terminal electrode 12 formed on the circuit board 15, a thick anisotropic conductive material 16 'is arranged, and the semiconductor device having the bumps 7 formed thereon is placed face down. By heating the semiconductor device while pressing it against the circuit board 15, the portion of the anisotropic conductive material 16 ′ sandwiched between the bump 7 and the terminal electrode 12 ′ is thermocompression-bonded and electrically connected. Can be obtained. Also in this case, only the portion sandwiched between the bump 7 and the terminal electrode 12 'is pressure-bonded, and the other portions are kept electrically insulative. The anisotropic conductive material 16 'other than the crimped portion acts as an insulating adhesive, and bonds the semiconductor device and the circuit board by thermosetting the resin. (Embodiment 2) FIG. 11 is a diagram showing a capillary 41 for ball bonding according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a schematic sectional view of the tip portion 40. FIG.
(B) shows the shape of the tip portion 40 of the capillary 41 in more detail. The capillary 41 has a bottleneck 400 having a thin tip portion in order to form a bump at a finer bonding pitch. The height of the bottleneck 400 is usually about 500 μm, and FIG.
In the example shown in FIG. 2A, it is 460 μm.

【0065】図11に示されるように、円筒形のキャピ
ラリー41は、ボトルネック400の外周部に設けられ
た突出部43を有している。キャピラリー41は、セラ
ミックあるいは人工ルビーにより作られている。図12
(a)に示されるように、突出部43の下端面(レベリ
ング面)431は、キャピラリー41の先端のフェイス
411に実質的に平行であり、キャピラリー41の先端
のフェイス411からの高さが所定の値dであるように
設けられている。キャピラリー41の内部には、キャピ
ラリー1と同様に、ボンディング用の金属ワイヤを挿入
するためのワイヤ導出孔2が設けられている。ワイヤ導
出孔2の大きさは、25μmφ〜50μmφ程度であ
る。キャピラリー41(ボトルネック400)の先端部
の外側は、ボンディングする間隔とボンディング後の金
属ワイヤ(あるいはバンプ)の形状および大きさとを考
慮し、10°程度の角度がつけられている。
As shown in FIG. 11, the cylindrical capillary 41 has a projection 43 provided on the outer periphery of the bottleneck 400. The capillary 41 is made of ceramic or artificial ruby. FIG.
As shown in (a), the lower end surface (leveling surface) 431 of the protrusion 43 is substantially parallel to the face 411 at the tip of the capillary 41, and the height of the tip of the capillary 41 from the face 411 is predetermined. Is provided. Inside the capillary 41, similarly to the capillary 1, a wire lead-out hole 2 for inserting a metal wire for bonding is provided. The size of the wire outlet hole 2 is about 25 μmφ to 50 μmφ. The outer side of the tip of the capillary 41 (bottleneck 400) is formed at an angle of about 10 ° in consideration of the bonding interval and the shape and size of the metal wire (or bump) after bonding.

【0066】たとえば、25μmφ程度の金属ワイヤを
用いる場合のキャピラリー41の先端部の形状を、図1
2(b)に示す。この場合、ホール径H:38μm、チ
ップ径T:152μm、およびチャンファー径CD:6
4μmである。
For example, when a metal wire of about 25 μmφ is used, the shape of the tip of the capillary 41 is changed as shown in FIG.
This is shown in FIG. In this case, the hole diameter H: 38 μm, the chip diameter T: 152 μm, and the chamfer diameter CD: 6
4 μm.

【0067】上述のようなキャピラリー41は、キャピ
ラリー1と同様に、たとえば、図3に示すようなボンダ
ー500に取り付けられて用いられる。キャピラリー4
1を用いて2段バンプ7を形成する方法は、実施例1で
述べた方法と全く同様である。
The capillary 41 as described above is used by being attached to, for example, a bonder 500 as shown in FIG. Capillary 4
The method of forming the two-step bumps 7 using the method 1 is exactly the same as the method described in the first embodiment.

【0068】このように、第2の実施例によれば、より
微細なボンディングピッチの場合にも、実施例1と同様
に、レベリング工程を別途に設けることなく、バンプ7
を形成する工程において、同時にバンプ7のレベリング
を行うことができる。
As described above, according to the second embodiment, even in the case of a finer bonding pitch, similar to the first embodiment, the bump 7 can be formed without providing a separate leveling step.
In the process of forming the bumps, the bumps 7 can be simultaneously leveled.

【0069】また、第2の実施例によれば、より微細な
ボンディングピッチの場合においても、従来のレベリン
グ工程では改善できないような好ましくない形状のバン
プ(不良バンプ)の形成を防ぎ、バンプの形状を一定に
保つことができるので、半導体装置を回路基板により確
実に接続することが可能となる。 (実施例3)図13は本発明の第3の実施例におけるボ
ールボンディング用のキャピラリー51の先端部の断面
図である。実施例3においては、図13に示されるよう
に、円筒形のキャピラリー51は、その先端部の外周部
に設けられた突出部53を有している。突出部53の下
端面(レベリング面)531には、凹凸面54が形成さ
れている。「凹凸面」とは、0.1〜10μmの範囲の
微細な溝が様々な方向に形成されることにより粗くされ
た面のことを意味している。キャピラリー51のその他
の部分は、ボンディングピッチに応じて前述のキャピラ
リー1またはキャピラリー41と同様に形成することが
できる。
According to the second embodiment, even in the case of a finer bonding pitch, formation of an undesired bump (defective bump) which cannot be improved by the conventional leveling process is prevented, and the bump shape is reduced. Can be kept constant, so that the semiconductor device can be more reliably connected to the circuit board. (Embodiment 3) FIG. 13 is a sectional view of the tip of a capillary 51 for ball bonding according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, as shown in FIG. 13, the cylindrical capillary 51 has a protruding portion 53 provided on the outer peripheral portion of the distal end. An uneven surface 54 is formed on the lower end surface (leveling surface) 531 of the protrusion 53. The “irregular surface” means a surface roughened by forming fine grooves in a range of 0.1 to 10 μm in various directions. Other portions of the capillary 51 can be formed in the same manner as the above-described capillary 1 or the capillary 41 according to the bonding pitch.

【0070】キャピラリー51を用いて2段バンプを形
成する方法は、実施例1で述べた方法と同様である。本
実施例においては、キャピラリー51の外周部に設けら
れた突出部分53の下端面531によってバンプ57を
押圧整形する第2ボンディングにおいて、下端面531
に形成された凹凸面54によって、バンプ57の頂部に
凹凸面58が形成される。そのとき、より効果的に凹凸
面58を形成するために、超音波振動を与えてもよい。
キャピラリー51を用いて形成された2段バンプ57を
図14に示す。図15(a)および(b)は、半導体装
置のバンプ57を、回路基板15の端子電極12’上に
導電性接着剤14によって接着する方法、およびそのよ
うにして実装された半導体ユニット710を示してい
る。接着方法は、実施例1において図10(a)および
(b)を参照しながら説明したのと同様である。
The method of forming two-stage bumps using the capillary 51 is the same as the method described in the first embodiment. In the present embodiment, in the second bonding in which the bump 57 is pressed and shaped by the lower end surface 531 of the projecting portion 53 provided on the outer peripheral portion of the capillary 51, the lower end surface 531
An uneven surface 58 is formed on the top of the bump 57 by the uneven surface 54 formed on the substrate. At that time, ultrasonic vibration may be applied in order to form the uneven surface 58 more effectively.
FIG. 14 shows a two-stage bump 57 formed using the capillary 51. FIGS. 15A and 15B show a method of bonding the bump 57 of the semiconductor device on the terminal electrode 12 ′ of the circuit board 15 by the conductive adhesive 14, and the semiconductor unit 710 mounted in this manner. Is shown. The bonding method is the same as that described in Example 1 with reference to FIGS.

【0071】2段突起状に形成されたバンプ57を用い
ることにより、必要量以上の導電性接着剤14がバンプ
57に付着するのを防ぎ、適量の導電性接着剤14を塗
布することができる。本実施例においては、バンプ57
の頂部に凹凸面58が形成されていることにより、導電
性接着剤14の接着面積を増すことができる。さらに、
凹凸面58の凹部に導電性接着剤14の荷電粒子が入り
込むことにより、より確実な電気的導通性を得ることが
できる。したがって、より信頼性の高い半導体ユニット
得られる。
By using the bumps 57 formed in a two-step projection shape, it is possible to prevent the conductive adhesive 14 more than necessary amount from adhering to the bumps 57 and to apply an appropriate amount of the conductive adhesive 14. . In this embodiment, the bump 57
By forming the uneven surface 58 on the top of the substrate, the bonding area of the conductive adhesive 14 can be increased. further,
When the charged particles of the conductive adhesive 14 enter the concave portions of the uneven surface 58, more reliable electrical conductivity can be obtained. Therefore, a more reliable semiconductor unit can be obtained.

【0072】図16(a)および(b)は、半導体装置
を、回路基板15の端子電極12上に、異方性導電材を
用いて電気的に接続した半導体ユニット810および9
10を示している。
FIGS. 16A and 16B show semiconductor units 810 and 9 in which a semiconductor device is electrically connected to terminal electrodes 12 of circuit board 15 using an anisotropic conductive material.
10 is shown.

【0073】半導体ユニット810および910は、そ
れぞれ実施例1で説明した半導体ユニット800および
900と同様にして実装される。半導体ユニット810
および910においては、バンプ57の先端部に凹凸面
58が形成されていることにより、導電粒子がバンプ5
7に接する表面積が大きくなり、電気的接触が良くな
る。さらに、凹凸面58が形成されているため、異方性
導電材16または16’の導電粒子がバンプ57に接す
る表面積、および樹脂の接着面積が大きくなるので、導
電性および接着強度が増して、より信頼性の高い接続を
得ることができる。
Semiconductor units 810 and 910 are mounted in the same manner as semiconductor units 800 and 900 described in the first embodiment, respectively. Semiconductor unit 810
In steps 910 and 910, the bumps 57 are formed with the uneven surface 58 at the tip end, so that the conductive particles
The surface area in contact with 7 is increased, and the electrical contact is improved. Further, since the uneven surface 58 is formed, the surface area of the conductive particles of the anisotropic conductive material 16 or 16 ′ in contact with the bump 57 and the bonding area of the resin are increased, so that the conductivity and the bonding strength are increased. A more reliable connection can be obtained.

【0074】なお、異方性導電材中の導電粒子の大きさ
は1μm〜10μm程度の大きさであるので、電気的接
触が効果的に得られるように、バンプ先端部に形成され
る凹凸面58の凹凸の大きさと導電粒子の大きさとを適
切に選択する必要がある。
Since the size of the conductive particles in the anisotropic conductive material is about 1 μm to 10 μm, the uneven surface formed at the tip of the bump is required so that electrical contact can be effectively obtained. It is necessary to appropriately select the size of the 58 irregularities and the size of the conductive particles.

【0075】なお、図13において凹凸面54は、突出
部53の下端面531の全面にわたって設けられている
が、必要な一部分だけに設けてもよい。また、本実施例
では、キャピラリー51の形状を円筒型にし、また、突
出部分53の形状は、キャピラリー51を製作する際の
加工性を考えて、下端面531の形状が基本的に円形に
なるように円筒型に形成している。突出部53がキャピ
ラリー51の外周よりも突出し、バンプ57をレベリン
グするための下端面および凹凸面を備えているならば、
実施例1で説明したように他の形状にすることもでき
る。突出部53の下端面531は、レベリングする際に
ICチップ6と平行になるようにすることが望ましい。 (実施例4)図17は本発明の第4の実施例におけるボ
ールボンディング用のキャピラリー61の先端部の断面
図である。実施例4においては、図17に示されるよう
に、円筒形のキャピラリー61は、その先端部の外周部
に設けられた突出部63を有している。突出部63の下
端面631は、レベリング面65とガイド部分64とを
有している。図17に示されるように、突出部63のレ
ベリング面65は、キャピラリー61の下端のフェイス
611に実質的に平行であり、キャピラリー61の先端
のフェイス611からの高さが所定の値dであるように
設けられている。高さdの値は、形成すべきバンプの高
さに応じて設定される。
Although the uneven surface 54 is provided over the entire lower end surface 531 of the protruding portion 53 in FIG. 13, it may be provided only on a necessary part. Further, in the present embodiment, the shape of the capillary 51 is cylindrical, and the shape of the protruding portion 53 is basically circular in shape of the lower end surface 531 in consideration of workability when manufacturing the capillary 51. As shown in FIG. If the protruding portion 53 protrudes from the outer periphery of the capillary 51 and has a lower end surface and an uneven surface for leveling the bump 57,
Other shapes can be used as described in the first embodiment. It is desirable that the lower end surface 531 of the protrusion 53 be parallel to the IC chip 6 when leveling. (Embodiment 4) FIG. 17 is a sectional view of a tip portion of a capillary 61 for ball bonding in a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, the cylindrical capillary 61 has a protruding portion 63 provided on the outer peripheral portion at the distal end. The lower end surface 631 of the protrusion 63 has a leveling surface 65 and a guide portion 64. As shown in FIG. 17, the leveling surface 65 of the protrusion 63 is substantially parallel to the face 611 at the lower end of the capillary 61, and the height from the face 611 at the tip of the capillary 61 is a predetermined value d. It is provided as follows. The value of the height d is set according to the height of the bump to be formed.

【0076】ガイド部分64は、下端面631の外周に
沿って設けられた垂直方向(下向き)に突出した部分で
ある。ガイド部分64は、第2ボンディング(レベリン
グ)において、2段バンプ67の頂部68を保持し、図
18(b)に示すように2段バンプ67の頂部68が倒
れ込むのを防ぐためのものである。ガイド部64の形状
は、形成されるバンプ67の頂部68の形状が転写され
た接着剤を十分に保持できるものであれば、特に限定さ
れない。たとえば頂部68は、頂部68の側面が垂直で
あるように形成することができる。キャピラリー61を
用いて形成された2段バンプ67を図18(a)に示
す。
The guide portion 64 is a portion provided along the outer periphery of the lower end surface 631 and protruding in the vertical direction (downward). The guide portion 64 is for holding the top 68 of the two-stage bump 67 in the second bonding (leveling) and preventing the top 68 of the two-stage bump 67 from falling down as shown in FIG. . The shape of the guide portion 64 is not particularly limited as long as the shape of the top portion 68 of the bump 67 to be formed can sufficiently hold the transferred adhesive. For example, the top 68 can be formed such that the sides of the top 68 are vertical. FIG. 18A shows a two-stage bump 67 formed using the capillary 61.

【0077】キャピラリー61のその他の部分は、ボン
ディングピッチに応じてキャピラリー1または前述のキ
ャピラリー41と同様に形成することができる。キャピ
ラリー61を用いて2段バンプ67を形成する方法は、
実施例1で述べた方法と同様である。本実施例において
は、第2ボンディングにおいて、キャピラリー61の外
周部に設けられた突出部分63の下端面631のレベリ
ング面65によってバンプ67が押圧整形され、その
際、下端面631の外周部分に形成されたガイド部分6
4によってバンプ67の頂部68が支持される。このこ
とにより、2段バンプ67の頂部68が倒れ込むのを防
ぐことができる。また、図28(a)および(b)に示
されるような、従来のレベリング工程で生じていた不良
バンプの発生を防ぐことができる。
Other portions of the capillary 61 can be formed in the same manner as the capillary 1 or the above-described capillary 41 according to the bonding pitch. The method of forming the two-stage bump 67 using the capillary 61 is as follows.
This is the same as the method described in the first embodiment. In the present embodiment, in the second bonding, the bump 67 is pressed and shaped by the leveling surface 65 of the lower end surface 631 of the projecting portion 63 provided on the outer peripheral portion of the capillary 61, and at this time, formed on the outer peripheral portion of the lower end surface 631 Guide part 6
4 supports the top 68 of the bump 67. This can prevent the top 68 of the two-stage bump 67 from falling down. Further, it is possible to prevent the occurrence of defective bumps which have occurred in the conventional leveling process as shown in FIGS. 28 (a) and 28 (b).

【0078】さらに、ガイド部64を設けることによ
り、バンプ67の頂部68の先端の面積をほぼ一定の大
きさに形成することができるので、よりばらつきの少な
い安定した形状にバンプ67を形成することができる。
Further, by providing the guide portion 64, the area of the tip of the top portion 68 of the bump 67 can be formed to a substantially constant size. Therefore, the bump 67 can be formed in a stable shape with less variation. Can be.

【0079】なお、図17においてガイド部64は、下
端面631の全外周にわたって設けられているが、必要
な一部分だけに設けてもよい。また、本実施例では、キ
ャピラリー61の形状を円筒型にし、また、突出部分6
3の形状は、キャピラリー61を製作する際の加工性を
考えて、下端面631の形状が基本的に円形になるよう
に円筒型に形成している。突出部63がキャピラリー6
1の外周よりも突出し、バンプ67をレベリングするた
めのレベリング面およびバンプ67の頂部68を支持す
るためのガイド部を備えているならば、実施例1で説明
したように他の形状にすることもできる。突出部63の
レベリング65は、レベリングする際にICチップ6と
平行になるようにすることが望ましい。
Although the guide portion 64 is provided over the entire outer periphery of the lower end surface 631 in FIG. 17, it may be provided only on a necessary part. In the present embodiment, the shape of the capillary 61 is cylindrical, and
The shape of No. 3 is formed in a cylindrical shape so that the shape of the lower end face 631 is basically circular in consideration of workability in manufacturing the capillary 61. The projection 63 is the capillary 6
If it is provided with a leveling surface for projecting from the outer periphery of the first and a leveling surface for leveling the bump 67 and a guide portion for supporting the top portion 68 of the bump 67, another shape as described in the first embodiment is used. Can also. It is desirable that the leveling 65 of the projection 63 be parallel to the IC chip 6 when leveling.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように本発明によると、ボールボ
ンディング用のキャピラリーを用いて、半導体装置の電
極パッド上にバンプを形成する方法であって、金属ワイ
ヤの先端部をボール状に形成する工程と、ボール状の先
端部を前記電極パッド上に圧着させバンプの底部を形成
する工程と、底部の上に頂部を形成する工程と、前記頂
部を押しつぶしてレベリングする工程とを有することに
よって半導体装置のバンプを形成する工程において、同
時にバンプのレベリングを行うことができるので、別途
レベリング工程を設けることなく、所望の高さと形状の
バンプを得ることができ、工程時間の短縮とコストを削
減できる。また、キャピラリーの側面には、バンプの頂
部を押しつぶすためのレベリング面が設けられているレ
ベリングの際に、バンプの片面側はキャピラリーの側面
によって支えられているため、レベリング時における頂
部の倒れこみを防ぎつつ、バンプの形状を一定に保つこ
とが可能となる。また、押圧面とレベリング面との距離
が、形成されるバンプの高さに設定されているため、レ
ベリング後のバンプの高さをほぼ一定にでき、ばらつき
の少ない安定した形状のバンプを形成できる。
As described above, according to the present invention, there is provided a method of forming a bump on an electrode pad of a semiconductor device by using a capillary for ball bonding, wherein the tip of a metal wire is formed in a ball shape. A step of forming a bottom of a bump by pressing a ball-shaped tip on the electrode pad, a step of forming a top on the bottom, and a step of crushing and leveling the top. In the step of forming the bumps of the device, the bumps can be leveled at the same time, so that a bump having a desired height and shape can be obtained without providing a separate leveling step, and the process time and cost can be reduced. . Also, on the side of the capillary, a leveling surface for crushing the top of the bump is provided.In leveling, one side of the bump is supported by the side of the capillary. It is possible to keep the shape of the bump constant while preventing it. In addition, since the distance between the pressing surface and the leveling surface is set to the height of the bump to be formed, the height of the bump after leveling can be made substantially constant, and a bump having a stable shape with little variation can be formed. .

【0081】このことにより、半導体装置と回路基板と
を、より確実に、電気的に接続かつ接着できるので、極
めて安定で信頼性の高い半導体装置の実装を行うことが
できる。また、製造工程を削減し、かつ低コストで従来
以上の効果が得られるため、実用上においても極めて汎
用性が高い。
As a result, the semiconductor device and the circuit board can be more reliably electrically connected and bonded, so that an extremely stable and highly reliable semiconductor device can be mounted. Further, the number of manufacturing steps can be reduced and the effect more than before can be obtained at low cost, so that the versatility is extremely high in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例におけるボールボンディ
ング用のキャピラリーの側面図
FIG. 1 is a side view of a capillary for ball bonding according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1に示されるキャピラリーの先端部
の概略断面図 (b)は同キャピラリーの先端部の形状を詳細に示す断
面図
2A is a schematic cross-sectional view of the tip of the capillary shown in FIG. 1; FIG. 2B is a cross-sectional view showing the shape of the tip of the capillary in detail;

【図3】本発明のキャピラリーが取り付けられるボンダ
ーの一例を示す構成図
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a bonder to which the capillary of the present invention is attached.

【図4】(a)〜(e)は、本発明によるキャピラリー
を用いて2段バンプを形成する方法の概略を示す工程図
FIGS. 4A to 4E are process diagrams schematically showing a method of forming a two-stage bump using a capillary according to the present invention.

【図5】本発明によるキャピラリーを用いてバンプを押
圧整形する状態の断側面図
FIG. 5 is a cross-sectional side view showing a state where a bump is pressed and shaped using a capillary according to the present invention.

【図6】第1の実施例によるキャピラリーを用いたボー
ルボンディング方法によって形成された典型的な2段バ
ンプの形状を示す側面図
FIG. 6 is a side view showing the shape of a typical two-stage bump formed by a ball bonding method using a capillary according to the first embodiment.

【図7】(a)〜(f)は、それぞれ本発明のキャピラ
リーの突出部の可能な形状を示すキャピラリーの斜視図
と断面図
7 (a) to 7 (f) are perspective views and cross-sectional views of a capillary showing possible shapes of a projection of the capillary of the present invention, respectively.

【図8】本発明によって形成された2段バンプを有する
半導体装置の実装体(半導体ユニット)の一例を示す側
面図
FIG. 8 is a side view showing an example of a package (semiconductor unit) of a semiconductor device having two-step bumps formed according to the present invention.

【図9】(a)および(b)は、本発明によって形成さ
れた2段バンプを有する半導体装置を回路基板上に導電
性接着剤によって接着する前の状態および実装された半
導体ユニットを示す断側面図
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing a state before a semiconductor device having a two-stage bump formed according to the present invention is bonded to a circuit board with a conductive adhesive and a mounted semiconductor unit. Side view

【図10】(a)および(b)は、それぞれ本発明によ
って形成された2段バンプを有する半導体装置を、回路
基板上に異方性導電材を用いて電気的に接続した半導体
ユニットの断側面図
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views of a semiconductor unit in which a semiconductor device having two-stage bumps formed according to the present invention is electrically connected to a circuit board using an anisotropic conductive material. Side view

【図11】本発明の第2の実施例によるボールボンディ
ング用のキャピラリーを示す側面図
FIG. 11 is a side view showing a capillary for ball bonding according to a second embodiment of the present invention.

【図12】(a)は図11に示されるキャピラリーの先
端部の概略断面図 (b)はキャピラリーの先端部の形状をより詳細に示す
断面図
12A is a schematic cross-sectional view of the tip of the capillary shown in FIG. 11, and FIG. 12B is a cross-sectional view showing the shape of the tip of the capillary in more detail.

【図13】第3の実施例によるボールボンディング用の
キャピラリーの先端部の断面図
FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a capillary for ball bonding according to a third embodiment.

【図14】第3の実施例によるキャピラリーを用いて形
成された2段バンプの形状を示す側面図
FIG. 14 is a side view showing the shape of a two-stage bump formed using a capillary according to the third embodiment.

【図15】(a)および(b)は、本発明によって形成
された2段バンプを有する半導体装置を回路基板上に導
電性接着剤によって接着する前の状態および実装された
半導体ユニットを示す断側面図
FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views showing a state before a semiconductor device having two-stage bumps formed according to the present invention is bonded to a circuit board with a conductive adhesive and a mounted semiconductor unit. Side view

【図16】(a)および(b)は、それぞれ本発明によ
って形成された2段バンプを有する半導体装置を、回路
基板上に異方性導電材を用いて電気的に接続した半導体
ユニットの断側面図
FIGS. 16 (a) and (b) are cuts of a semiconductor unit in which a semiconductor device having a two-stage bump formed according to the present invention is electrically connected to a circuit board using an anisotropic conductive material. Side view

【図17】第4の実施例によるボールボンディング用の
キャピラリーの先端部の断面図
FIG. 17 is a sectional view of a tip portion of a capillary for ball bonding according to a fourth embodiment.

【図18】(a)は第4の実施例によるキャピラリーを
用いて形成された2段バンプを示す側面図 (b)は頂部が倒れ込んだ2段バンプの形状を示す側面
FIG. 18A is a side view showing a two-stage bump formed using a capillary according to a fourth embodiment; FIG. 18B is a side view showing the shape of a two-stage bump having a top that has fallen;

【図19】従来のワイヤボンディング装置用のキャピラ
リーの一例を示す側面図
FIG. 19 is a side view showing an example of a conventional capillary for a wire bonding apparatus.

【図20】(a)は図19に示されるキャピラリーの先
端部の概略断面図 (b)はキャピラリーの先端部の形状をより詳細に示す
断面図
20A is a schematic cross-sectional view of the tip of the capillary shown in FIG. 19, and FIG. 20B is a cross-sectional view showing the shape of the tip of the capillary in more detail.

【図21】従来のワイヤボンディング装置用のキャピラ
リーのもう一つの例を示す側面図
FIG. 21 is a side view showing another example of a conventional capillary for a wire bonding apparatus.

【図22】(a)は図21に示されるキャピラリーの先
端部の概略断面図 (b)はキャピラリーの先端部の形状をより詳細に示す
断面図
22A is a schematic cross-sectional view of the tip of the capillary shown in FIG. 21. FIG. 22B is a cross-sectional view showing the shape of the tip of the capillary in more detail.

【図23】(a)〜(d)は、従来のキャピラリーを用
いたボールボンディング法によって2段バンプを形成す
る方法の概略を示す工程図
FIGS. 23A to 23D are process diagrams schematically showing a conventional method of forming a two-stage bump by a ball bonding method using a capillary.

【図24】従来のボールボンディング法によって形成さ
れた典型的な2段バンプの形状を示す側面図
FIG. 24 is a side view showing the shape of a typical two-stage bump formed by a conventional ball bonding method.

【図25】従来のボールボンディング法によるレベリン
グ工程を示す側面図
FIG. 25 is a side view showing a leveling step by a conventional ball bonding method.

【図26】従来のボールボンディング法によってレベリ
ングされたバンプの典型的な形状を示す側面図
FIG. 26 is a side view showing a typical shape of a bump leveled by a conventional ball bonding method.

【図27】(a)〜(c)は、それぞれ従来のボールボ
ンディング法によって形成された2段バンプの好ましく
ない形状を示す側面図
FIGS. 27A to 27C are side views each showing an undesired shape of a two-stage bump formed by a conventional ball bonding method.

【図28】(a)および(b)は、従来のレベリング工
程において生じた不良バンプの形状を示す側面図
FIGS. 28 (a) and (b) are side views showing a shape of a defective bump generated in a conventional leveling step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 キャピラリー 2 ワイヤ導出孔 3 突出部 4 金属ワイヤ 6 ICチップ 7 バンプ 8 バンプの頂部 9 バンプの底部 11 キャピラリーのフェイス 13 電極パッド 31 突出部の下端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capillary 2 Wire lead-out hole 3 Projection 4 Metal wire 6 IC chip 7 Bump 8 Bump top 9 Bump bottom 11 Capillary face 13 Electrode pad 31 Lower end face of projection

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ボールボンディング用のキャピラリーを
用いて、半導体装置の電極パッド上にバンプを形成する
方法であって、 金属ワイヤの先端部をボール状に形成する工程(a)
と、 前記ボール状の先端部を前記電極パッド上に圧着させ、
バンプの底部を形成する工程(b)と、 前記底部の上に頂部を形成する工程(c)と、前記キャピラリーの側面に設けられたレベリング面で
記頂部を押圧整形してレベリングする工程(d)とを備
えた電気的接続バンプの形成方法。
1. A method of forming a bump on an electrode pad of a semiconductor device using a capillary for ball bonding, wherein a step of forming a tip portion of a metal wire into a ball shape (a).
And, the ball-shaped tip is pressed on the electrode pad,
A step (b) of forming a bottom of the bump, a step (c) of forming a top on the bottom, and a step of press-shaping and leveling the top with a leveling surface provided on a side surface of the capillary (d) ).
【請求項2】 工程(c)において、キャピラリーは、
バンプの底部の上方においてループ状軌道を描くように
移動し、バンプの頂部を形成する金属ワイヤは、リング
状または逆U字型に前記底部の上に形成される請求項1
に記載の電気的接続バンプの形成方法。
2. In the step (c), the capillary is
The metal wire moving in a loop-like trajectory above the bottom of the bump and forming the top of the bump is formed on the bottom in a ring or inverted U-shape.
3. The method for forming an electrical connection bump according to item 1.
【請求項3】 半導体装置の電極パッド上にバンプを形
成するためのボールボンディング用のキャピラリーであ
って、前記キャピラリーは、その最下部に金属ワイヤの
ボール状の先端部を電極パッドに対して押圧し、前記ボ
ール状先端部を前記電極パッドに圧着させる押圧面を有
し、前記押圧面の中心部には、前記金属ワイヤを供給す
る導出孔が設けられ、前記キャピラリーの側面には前記
バンプの頂部を押圧整形するためのレベリング面が設け
れられ、かつ前記押圧面と前記レベリング面との距離
形成されるバンプの高さと同一であるワイヤボンディン
グ装置用のキャピラリー。
3. A capillary for ball bonding for forming a bump on an electrode pad of a semiconductor device, wherein the capillary presses a ball-shaped tip of a metal wire against the electrode pad at its lowermost part. The ball-shaped tip has a pressing surface for pressing the electrode pad against the electrode pad, and a center portion of the pressing surface is provided with a lead-out hole for supplying the metal wire, and a side surface of the capillary is provided with the bumps. A leveling surface for pressing and shaping the top is provided, and the distance between the pressing surface and the leveling surface is
Capillary for wire bonding equipment with the same height as the bumps to be formed .
【請求項4】 レベリング面は凹凸面を有している請求
記載のワイヤボンディング装置用のキャピラリー。
4. The capillary for a wire bonding apparatus according to claim 3 , wherein the leveling surface has an uneven surface.
【請求項5】 レベリング面は下向きに突出するように
形成されたガイド部を有している請求項記載のワイヤ
ボンディング装置用のキャピラリー。
5. The capillary for a wire bonding apparatus according to claim 3 , wherein the leveling surface has a guide portion formed to project downward.
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