JP2005216913A - Bonding tool and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICやLSI等の半導体素子を基板等に実装する際に、圧着工具として使用されるボンディングツール、およびこれによってボンディングされてなる半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a bonding tool used as a crimping tool when a semiconductor element such as an IC or LSI is mounted on a substrate or the like, and a semiconductor device bonded by the bonding tool.
半導体素子を実装した半導体装置において、その電気的特性を引き出すためには、図37に示すように、半導体素子52に形成された電極である端子53とパッケージの配線51とを電気的に接続する必要がある。
In order to extract the electrical characteristics of a semiconductor device mounted with a semiconductor element, as shown in FIG. 37, a
このような接続には、従来から金あるいは銅等からなる金属細線を導線(ボンディングワイヤー)とし、キャピラリーと呼ばれる工具を用いて1本ずつ接続するボンディング法によって行われてきた。 Conventionally, such connection has been performed by a bonding method in which a thin metal wire made of gold, copper, or the like is used as a conductive wire (bonding wire) and is connected one by one using a tool called a capillary.
また、最近では、図32の平面図、および図32中に示すA−A線に沿って見た図である図33に示すように、パターン形成された銅箔に錫もしくは金めっきしたフィルム50からなるキャリアテープを用い、このフィルム50上にパターン化された配線51と、LSI等の半導体素子52の端子53とを、所定温度(例えば、300〜400℃程度)に加熱されたボンディングツールを用いて押圧し、一括して接続するワイヤレスボンディングが主流になって来ている(例えば、下記特許文献1乃至4)。フィルム50の材質としてはポリイミドが、また端子53の材質としては金が良く用いられている。
Further, recently, as shown in FIG. 33 which is a plan view of FIG. 32 and a view taken along the line AA shown in FIG. 32, a
このようなボンディングツール60は、その斜視図を図34に示すように、略円柱形状の取付部61と、取付部61の先端に接続された接合部62と、接合部62の先端に設けられた押圧部63とを備えている。そして、押圧部63は、その先端に先端押圧面64を備えている。
As shown in a perspective view of FIG. 34, the
ワイヤレスボンディングを行う場合には、図35に示すように、フィルム50上の各配線51を、対応する端子53にそれぞれ合わせた状態で、加熱された先端押圧面64によってフィルム50を半導体素子52に押圧することによって、フィルム50上にパターン化された複数の配線51が、対応する各端子53の中心にそれぞれ配置されるように接続される。
When performing wireless bonding, as shown in FIG. 35, the
また、ボンディング時、フィルム50上の各配線51が半導体素子52と接触しGND電位と短絡しないようにする為、フィルム50をフォーミングする。
At the time of bonding, the
しかしながら、このようなボンディングツール60を用いて配線51と端子53とをボンディングする場合、フィルム50と半導体素子52との熱膨張係数の違いによって、先端押圧面64からの熱による膨張量の差が生じる。つまり、通常はポリイミドが用いられるフィルム50の熱膨張係数は、半導体素子52の熱膨張係数よりも大きいので、ボンディング時には、図36に示すようにボンディング前に端子53の中心に配線51を合わせた状態からズレてしまう。このズレ量は、先端押圧面64から受ける熱量が大きいほど大きくなる。また、膨張時には、フィルム50、半導体素子52ともに全体的に膨張するので、このズレ量は、中心側においてはさほど大きくなくても、隅部に行くにしたがって大きくなる。
However, when the
従来、このようなズレに対応するために、各端子53に対する配線51のボンディング時に生じるズレ量を過去の実績や、経験式等から予め予測しておき、この予測結果から、ボンディング時において各配線51が、対応する端子53の中心にそれぞれ配置されるように、隣接する各配線51の間隔を予めズラして製造されている。
しかしながら、ボンディング時における膨張量は、図36に示すように、フィルム50および半導体素子52の隅部に行くにしたがって大きくなる。したがって、ボンディング時において各配線51が、対応する端子53の中心にそれぞれ配置されるようにするためには、隣接する配線51間の距離を、隅部に行くにしたがって小さくなるように配線51を配置しなければならず、製造が複雑になってしまうという問題がある。
However, the amount of expansion during bonding increases as it goes to the corners of the
更に、パターン形成された銅箔に錫もしくは金めっきしたポリイミド樹脂を用いたフィルム50からなるキャリアテープを用い、このフィルム50上にパターン化された配線51と、LSI等の半導体素子52の端子53とを、所定温度(例えば、300〜400℃程度)に加熱されたボンディングツール60を用いて所定圧力(例えば、5〜50g/mm2;総接触面積)押圧し、さらにフィルム50にフォーミングを加えて接続するので、フィルム50は、ボンディングツール60の四隅およびその周辺に相当する場所が直接接触し、加熱加圧される。この為、ボンディングツール60の四隅およびその周辺部がポリイミドで汚され、連続してボンディングを行なった場合、ボンディングツール60の先端押圧面64の四隅及び周辺部がポリイミドの炭化かすで覆われ、熱伝導率を悪化させ熱均一性を悪化させ、ボンディングが出来ない、所定の接合強度が得られない、あるいはボンディング品質を維持する為にボンディングツール60のメンテナンス頻度を上げる必要が生じ、生産効率が低下するといった問題がある。
Further, a carrier tape made of a
一方、このように四隅およびその周辺部がポリイミドで汚れたボンディングツール60によってボンディングされたフィルム50には圧痕が形成され、外観不良となり製造歩留まりが低下するという問題がある。
On the other hand, there is a problem that indentations are formed on the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減することが可能なボンディングツールを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a bonding tool capable of reducing the displacement between a wiring and a terminal during bonding as much as possible.
また、その第2の目的は、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを極力低減することが可能なボンディングツールを提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a bonding tool capable of reducing the contamination of the four corners of the bonding tool and the periphery thereof as much as possible during bonding.
更に、その第3の目的は、このようなボンディングツールによってボンディングされることによって、ボンディングされた面側に圧接痕がつくことのない半導体装置を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide a semiconductor device in which no pressure scar is formed on the bonded surface side by bonding with such a bonding tool.
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
すなわち、請求項1の発明は、硬質物質からなる先端押圧面を備えた押圧部を備えた半導体素子実装用のボンディングツールにおいて、先端押圧面のうち、半導体素子の少なくとも出力端子側にある隅部を面取りしている。 That is, the invention according to claim 1 is a bonding tool for mounting a semiconductor element including a pressing portion having a tip pressing surface made of a hard material. Of the tip pressing surface, at least a corner portion on the output terminal side of the semiconductor element. Chamfering.
従って、請求項1の発明のボンディングツールにおいては、以上のような手段を講じることにより、ボンディング時において、半導体素子およびフィルムに伝達される熱量を、特に隅部において低減することができる。その結果、半導体素子およびフィルムの隅部における熱膨張を緩和することができ、もって、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減することが可能となる。 Therefore, in the bonding tool according to the first aspect of the present invention, by taking the above-described means, the amount of heat transferred to the semiconductor element and the film at the time of bonding can be reduced particularly at the corners. As a result, the thermal expansion at the corners of the semiconductor element and the film can be alleviated, so that the deviation between the wiring and the terminal during bonding can be reduced as much as possible.
また、ボンディングツールの四隅およびその周辺部に汚れが付着すると、熱伝導率が低下し、ボンディングが出来ない、所定の接合強度が得られない、あるいはボンディング品質を維持する為にボンディングツールのメンテナンス頻度を上げる必要が生じ、生産効率が低下するといった性能低下が生じる一方、このように四隅およびその周辺部が汚れたボンディングツールによってボンディングされたフィルムには圧痕が形成され、外観不良となり製造歩留まりが低下する。しかしながら、本発明のボンディングツールは、以上のような手段を講じることにより、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを低減することができるので、上述したような性能低下および製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。 Also, if dirt adheres to the four corners and the periphery of the bonding tool, the thermal conductivity decreases, bonding cannot be performed, the prescribed bonding strength cannot be obtained, or the bonding tool maintenance frequency is maintained to maintain bonding quality. While there is a decrease in performance, such as a reduction in production efficiency, the film bonded with the bonding tool having the four corners and the periphery thereof in this way is indented, resulting in poor appearance and reduced manufacturing yield. To do. However, since the bonding tool of the present invention can reduce the contamination of the four corners of the bonding tool and the periphery thereof at the time of bonding by taking the above-described means, the performance deterioration and the manufacturing yield as described above can be reduced. It is possible to suppress the decrease.
請求項2の発明は、請求項1の発明のボンディングツールにおいて、先端押圧面は加熱された状態で、半導体素子に設けられた端子に配線を押圧することによって端子と配線とをボンディングする。 According to a second aspect of the present invention, in the bonding tool according to the first aspect of the invention, the terminal and the wiring are bonded by pressing the wiring against the terminal provided in the semiconductor element while the tip pressing surface is heated.
従って、請求項2の発明のボンディングツールにおいては、以上のような手段を講じることにより、ボンディング時において、半導体素子およびフィルムに伝達される熱量を、特に隅部において低減することができる。その結果、半導体素子およびフィルムの隅部における熱膨張を緩和することができ、もって、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減しながら、配線と端子とをボンディングすることが可能となる。 Therefore, in the bonding tool according to the second aspect of the present invention, by taking the above-described means, the amount of heat transferred to the semiconductor element and the film at the time of bonding can be reduced particularly at the corners. As a result, the thermal expansion at the corners of the semiconductor element and the film can be alleviated, so that the wiring and the terminal can be bonded while minimizing the deviation between the wiring and the terminal during bonding.
また、請求項1の発明と同様に、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを低減することができるので、上述したような性能低下および製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。 Further, as in the first aspect of the invention, during the bonding, the dirt at the four corners and the periphery of the bonding tool can be reduced, so that it is possible to suppress the performance deterioration and the manufacturing yield reduction as described above. Become.
請求項3の発明は、半導体素子実装用のボンディングツールにおいて、複数の部分先端押圧面と、押圧力伝達面とを備えている。押圧部は、加熱された状態で、半導体素子の平面上に設けられた端子に、配線を押圧することによって端子と配線とをボンディングする複数の先端押圧面が配置されている。そして、各先端押圧面のうち、半導体素子の少なくとも出力端子側にある隅部を面取りする。 A third aspect of the present invention is a bonding tool for mounting a semiconductor element, comprising a plurality of partial tip pressing surfaces and a pressing force transmission surface. The pressing portion is provided with a plurality of tip pressing surfaces for bonding the terminal and the wiring by pressing the wiring on the terminal provided on the plane of the semiconductor element in a heated state. Then, at least the corners on the output terminal side of the semiconductor element are chamfered among the tip pressing surfaces.
従って、請求項3の発明のボンディングツールにおいては、以上のような手段を講じることによっても、請求項1および請求項2の発明と同様に、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減しながら、配線と端子とをボンディングすることが可能となる。このとき、端子面積に該当する配線のみを加圧することができるため、端子が無い部分に配線が接触し、ショートすることを阻止したり、ポッティング時における気泡の発生を阻止することも可能となる。 Therefore, in the bonding tool of the invention of claim 3, by taking the above-described means, the deviation between the wiring and the terminal at the time of bonding can be reduced as much as possible as in the inventions of claim 1 and claim 2. However, it is possible to bond the wiring and the terminal. At this time, since it is possible to pressurize only the wiring corresponding to the terminal area, it is possible to prevent the wiring from coming into contact with a portion where there is no terminal and preventing a short circuit or the generation of bubbles during potting. .
また、請求項1の発明と同様に、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを低減することができるので、上述したような性能低下および製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。 Further, as in the first aspect of the invention, during the bonding, the dirt at the four corners and the periphery of the bonding tool can be reduced, so that it is possible to suppress the performance deterioration and the manufacturing yield reduction as described above. Become.
請求項4の発明は、請求項3の発明のボンディングツールにおいて、複数の先端押圧面を、互いに平行する方向に、または直交する方向に配置する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the bonding tool according to the third aspect of the present invention, the plurality of tip pressing surfaces are arranged in a direction parallel to each other or in a direction orthogonal to each other.
請求項5の発明は、請求項4の発明のボンディングツールにおいて、複数の先端押圧面を配置することによって複数の同心矩形形状を形成するように、各先端押圧面を押圧部に配置する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the bonding tool of the fourth aspect of the invention, the tip pressing surfaces are arranged in the pressing portion so as to form a plurality of concentric rectangular shapes by arranging the plurality of tip pressing surfaces.
請求項6の発明は、請求項3の発明のボンディングツールにおいて、複数の先端押圧面は2つであり、互いに平行になるように押圧部に配置する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the bonding tool according to the third aspect of the present invention, the plurality of front end pressing surfaces are two and are arranged in the pressing portion so as to be parallel to each other.
請求項7の発明は、請求項1乃至6のうち何れか1項の発明のボンディングツールにおいて、押圧部における面取りされた面を、先端押圧面と直交するようにする。 A seventh aspect of the present invention is the bonding tool according to any one of the first to sixth aspects, wherein the chamfered surface of the pressing portion is orthogonal to the tip pressing surface.
請求項8の発明は、請求項1乃至6のうち何れか1項の発明のボンディングツールにおいて、押圧部における先端押圧面に平行な断面の面積を、先端押圧面において最も小さくなるようにする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the bonding tool according to any one of the first to sixth aspects, an area of a cross section parallel to the front end pressing surface in the pressing portion is minimized on the front end pressing surface.
請求項9の発明は、請求項7または請求項8の発明のボンディングツールにおいて、先端押圧面における面取りされた部位を曲面形状とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the bonding tool according to the seventh or eighth aspect of the present invention, the chamfered portion of the tip pressing surface has a curved shape.
請求項10の発明は、請求項7または請求項8に記載のボンディングツールにおいて、先端押圧面における面取りされた部位を多角形状とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the bonding tool according to the seventh or eighth aspect, the chamfered portion of the tip pressing surface has a polygonal shape.
このような請求項4乃至10の発明のボンディングツールにおいても、請求項3の発明のボンディングツールと同様の作用効果を奏することができる。 In the bonding tool of the inventions according to the fourth to tenth aspects, the same effects as the bonding tool of the invention of the third aspect can be obtained.
請求項11の発明は、請求項1乃至10のうち何れか1項の発明のボンディングツールにおいて、先端押圧面のうち、半導体素子の最外周側の端子に対応する稜線部を面取りする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the bonding tool according to any one of the first to tenth aspects, a ridge line portion corresponding to a terminal on the outermost peripheral side of the semiconductor element is chamfered in the tip pressing surface.
従って、請求項11の発明のボンディングツールにおいては、以上のような手段を講じることによって、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減するとともに、ボンディング時において半導体素子に与える衝撃を和らげることが可能となる。 Therefore, in the bonding tool according to the eleventh aspect of the present invention, by taking the above-described means, it is possible to reduce the displacement between the wiring and the terminal at the time of bonding as much as possible, and to reduce the impact applied to the semiconductor element at the time of bonding. It becomes possible.
また、請求項1の発明と同様に、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを低減することができるので、上述したような性能低下および製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。 Further, as in the first aspect of the invention, during the bonding, the dirt at the four corners and the periphery of the bonding tool can be reduced, so that it is possible to suppress the performance deterioration and the manufacturing yield reduction as described above. Become.
請求項12の発明は、折り曲げ可能な有機層上に形成された導電性物質からなる配線が配置されてなるプリント配線板と、配線とボンディングされる端子を備えた半導体素子とを備えた半導体装置において、請求項1乃至11のうち何れか1項に記載のボンディングツールを用いて配線と端子とをボンディングした場合に、プリント配線板の先端押圧面と接触する面に、ボンディングツールの圧接痕がつくことなくボンディングされるようにした半導体装置である。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a printed wiring board on which a wiring made of a conductive material formed on a bendable organic layer is disposed; and a semiconductor element having a terminal bonded to the wiring. Then, when the wiring and the terminal are bonded using the bonding tool according to any one of claims 1 to 11, a pressure contact mark of the bonding tool is formed on a surface contacting the tip pressing surface of the printed wiring board. This is a semiconductor device which is bonded without being attached.
従って、請求項12の発明のボンディングツールにおいては、請求項1乃至11のうち何れか1項に記載のボンディングツールを用いることによって、プリント配線板の先端押圧面と接触する面に圧接痕がつくことのない半導体装置を提供することができる。 Therefore, in the bonding tool according to the twelfth aspect of the present invention, by using the bonding tool according to any one of the first to eleventh aspects, a pressure contact mark is formed on the surface of the printed wiring board that comes into contact with the front pressing surface. A semiconductor device that does not occur can be provided.
本発明によれば、ボンディング時における配線と端子とのズレを極力低減することが可能なボンディングツールを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bonding tool which can reduce the shift | offset | difference of the wiring and terminal at the time of bonding as much as possible is realizable.
また、ボンディング時に、ボンディングツールの四隅およびその周辺部の汚れを極力低減することが可能なボンディングツールを実現することができる。 In addition, it is possible to realize a bonding tool that can reduce the contamination of the four corners of the bonding tool and the periphery thereof as much as possible during bonding.
更には、このようなボンディングツールを用いることによって、ボンディングされた面側に圧接痕がつくことのない半導体装置を実現することができる。 Furthermore, by using such a bonding tool, it is possible to realize a semiconductor device in which no pressure contact mark is formed on the bonded surface side.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図32乃至図37と同一部分については同一符号を付して示すことにする。 In addition, the code | symbol in the figure used for description of each following embodiment attaches | subjects and shows the same code | symbol about the same part as FIG. 32 thru | or FIG.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を図1から図14を用いて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、第1の実施の形態に係るボンディングツールの一例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of a bonding tool according to the first embodiment.
すなわち、本実施の形態に係るボンディングツール10は、図34に示すボンディングツール60と比較して押圧部63の先端押圧面12の形状が異なっている。本実施の形態に係るボンディングツール10の先端押圧面12は、隅部が面取りされた面取り部14を備えている。面取り部14は、図2の平面図に示すように、端子22の位置までには至らないようにしている。これによって、配線51と端子22とのボンディングに支障をきたすことなく、ボンディング時に先端押圧面12からフィルム50および半導体素子20への入熱量を減らすこと、特に隅部に対しては入熱量を大幅に減らすことができるようにしている。
That is, the
半導体素子20は端子22として入力端子22(#b)と出力端子22(#a)とを備えているが、一般的に出力端子22(#a)は、入力端子22(#b)よりも数が多い。このため、入力端子22(#b)においては、さほど困難を伴うこともなく、従来技術で行ってきたような隣接する配線51の間隔を予めズラして製造することができる場合もある。面取り部14は、先端押圧面12の4隅全てに設けることが好ましいが、このような事情を加味して、図3の平面図に示すように、少なくとも出力端子22(#a)側に設ければ良い。
Although the
このような先端押圧面12を備えた押圧部63の一例を示す斜視図を図4に示す。図4は、面取り部14を、先端押圧面12と直交するように、かつ押圧部63の深さH全長に亘って設けた例を示しているが、本実施の形態に係るボンディングツール10はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図5の斜視図に示すように、面取り部14を、先端押圧面12と接する部分において十分に設け、先端押圧面12から離れるにしたがって面取りの程度を少なくするようにしても良い。また、図6の斜視図に示すように、面取り部14を、複数の面によって構成するようにしても良い。更にまた、面取り部14は、少なくとも先端押圧面12と接する部分において設けていれば良く、図7に示す押圧部63の斜視図、および図8(c)に示す押圧部63の立面図のように、押圧部63の深さH方向に対して部分的であっても良い。なお、図8(b)は、押圧部63の深さH方向全長に亘って面取り部14を設けた押圧部63の立面図を、図8(a)は、比較のため、面取り部14を設けていない従来技術による押圧部63の立面図をそれぞれ示している。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the
また、先端押圧面12と面取り部14との境界Bは、図4乃至図6に示すような稜線であっても良いが、図9乃至図11に示すようなC面取りとしても良い。すなわち、境界B付近を拡大した図12に示すように、境界Bには、角部が存在せず、曲率半径Rを有している。
Further, the boundary B between the
更に、先端押圧面12の外周であって、境界B以外の部位bもまた、図13(a)に示すように、角部からなっていても良いが、同様にC面取りすることによって、図13(b)に示すように、曲率半径rを有するようにしても良い。
Further, the outer periphery of the
このような先端押圧面12を加熱した状態で用いることによって、図1に示すように、フィルム50に設けられた各配線51を、半導体素子20のそれぞれ対応する端子22に押圧し、ボンディングする。
By using such a
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るボンディングツールの作用について説明する。 Next, the operation of the bonding tool according to the present embodiment configured as described above will be described.
本実施の形態に係るボンディングツール10によって、フィルム50に設けられた配線51を、半導体素子20の端子22にボンディングする場合、図2に示すように、各配線51が、半導体素子20の各対応する端子22の位置に正しく配置されるように位置合わせされた後に、加熱された先端押圧面12によって押圧される。
When the
本実施の形態に係るボンディングツール10では、先端押圧面12に面取り部14が設けられているので、押圧時における先端押圧面12からのフィルム50および半導体素子20への全入熱量が低減されるとともに、特に面取り部14に対面するフィルム50および半導体素子20の部位である隅部の入熱量が抑えられる。
In the
これによって、ボンディング時におけるフィルム50および半導体素子20の熱膨張が抑制され、その結果、配線51と端子22とのズレが極力低減される。また、特に従来、ボンディング時におけるこのズレは、中心側よりもむしろ隅部に行くにしたがって大きくなっていたが、本実施の形態に係るボンディングツール10では、先端押圧面12の隅部に対面する部位に面取り部14を設けたことにより、隅部に対する入熱量が特に大幅に低減されるため、ボンディング時における配線51と端子22とのズレが、極めて効果的に低減される。
Thereby, the thermal expansion of the
また、本実施の形態に係るボンディングツール10では、先端押圧面12に面取り部14が設けられているので、ボンディングツール10の四隅およびその周辺部のポリイミドの炭素かす等による汚れの付着が低減される。これによって、熱伝導率が低下しボンディングが出来ない、所定の接合強度が得られない、あるいはボンディング品質を維持する為にボンディングツール10のメンテナンス頻度を上げる必要が生じ、生産効率が低下するといった性能低下が抑制される。
Further, in the
一方、四隅およびその周辺部が汚れたボンディングツールによってボンディングされたフィルム50には圧痕が形成され、外観不良となり製造歩留まりが低下するが、本実施の形態に係るボンディングツール10は、四隅およびその周辺部の汚れが低減されるので、このような製造歩留まりの低下もまた軽減される。
On the other hand, indentation is formed on the
上述したように、本実施の形態に係るボンディングツールにおいては、上記のような作用により、フィルム50と半導体素子20とをボンディングする場合、フィルム50および半導体素子20に加える熱量を、特に隅部において低減することができる。その結果、ボンディング時におけるフィルム50および半導体素子20の熱膨張を抑制し、ボンディング時における配線51と端子22とのズレを効果的に低減することが可能となる。
As described above, in the bonding tool according to the present embodiment, when the
更に、フィルム50と半導体素子20とを従来のボンディングツールを用いてボンディングした場合、先端押圧面12による押圧時のインパクトあるいは、ボンディング後のフォーミングによって、図14(a)の平面図に示すように、先端押圧面12の部位bとの稜線に沿って半導体素子20の上に位置するフィルム50に微小な傷K(圧接痕)と線状の傷L(圧接痕)が付く場合がある。なお、図14(b)は、図14(a)に対応する立面図である。この図14(a)は、従来技術によってボンディングされた状態を撮影した写真に基づいて作成した図であり、図14(b)中に示す矢印は、図14(a)の元となった写真を撮影した撮影方向を示している。しかしながら、図13(b)に示すように、先端押圧面12における部位bをC面取りすることによって、この傷K(圧接痕)および線状の傷L(圧接痕)の発生を阻止することができる。
Furthermore, when the
また、本実施の形態に係るボンディングツール10では、先端押圧面12に面取り部14が設けられているので、ボンディングツール10の四隅およびその周辺部のポリイミドの炭素かす等による汚れの付着を低減することができる。これによって、熱伝導率が低下しボンディングが出来ない、所定の接合強度が得られない、あるいはボンディング品質を維持する為にボンディングツール10のメンテナンス頻度を上げる必要が生じ生産効率が低下するといった性能低下を抑制することが可能となる。更にまた、外観不良を減らすことができ、製造歩留まり低下を軽減することも可能となる。
Further, in the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態を図15から図31を用いて説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図15は、本実施の形態に係るボンディングツールの一例を示す斜視図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。 FIG. 15 is a perspective view showing an example of the bonding tool according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Only different parts will be described here.
すなわち、本実施の形態に係るボンディングツール11は、図1に示すボンディングツール10の押圧部63を井戸型形状とした点のみが異なっている。すなわち、先端押圧面12は、口字形状の平面をしており、図16に示すように、端子22に配線51をボンディングするために必要最低限な幅Wを有している。また、先端押圧面12は、第1の実施の形態と同様に、面取り部14を備えている。そして、ボンディング時には、加熱された先端押圧面12が、フィルム50上の各配線51が対応する端子22にそれぞれ合わされた状態でフィルム50を半導体素子20に押圧することによって、各配線51を、対応する各端子22の中心にそれぞれ配置されるようにボンディングする。
That is, the bonding tool 11 according to the present embodiment is different only in that the
このようなあたかも複数の先端押圧面を配置したような部分的な先端押圧面12を備えた構成とすることによって、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができることに加え、更に以下のような作用効果を奏することができる。
In addition to being able to achieve the same operational effects as the first embodiment by adopting a configuration including such a partial
すなわち、ボンディング時には、先端押圧面12の幅Wに相当する配線51のみが部分的に加圧される。このため、ボンディング時における端子22が無い領域におけるフィルム50の延びや歪み、および配線51の先端部の沈み込みが阻止される。
That is, at the time of bonding, only the
前述したフィルム50の延びや歪みが生じると、ポッティング時に封止樹脂17を注入した場合、樹脂の流動性が悪くなり、その結果、図17に示すように、気泡を巻き込み、樹脂内気泡18を発生させ、フィルム50が半導体素子20にボンディングされてなる半導体装置の耐久性を低下させる恐れがある。しかしながら、本実施の形態では、このようなフィルム50の延びや歪みを阻止することができるので、図18に示すように、樹脂内気泡18のない半導体装置を製造することができる。
If the
また、配線51の先端部の沈み込みが大きい場合には、図19に示すように、配線51の沈み込み部Pが半導体素子20の表面に接触し、ショートの発生をもたらす恐れもある。しかしながら、本実施の形態では、図20に示すように、このような配線51の沈み込み部Pに対応する箇所の沈み込みを阻止することができるので、ショートの発生の可能性の低い半導体装置を製造することができる。以上により、不良な半導体装置の発生を低減し、ボンディング品質の向上を図ることが可能となる。
Further, when the sinking of the tip end portion of the
なお、上述したような作用効果を奏する本実施の形態に係るボンディングツール11における先端押圧面12の形状および配置は、図15に示すものに限定されるものではなく、ボンディング対象とする半導体素子20の形状や、端子22の配置条件に応じて種々のパターンを取りうる。また、面取り部14の形状や、大きさも第1の実施の形態に記載したように種々のパターンを取りうる。
In addition, the shape and arrangement of the
図21は、断面が口字形状の先端押圧面12の例を示すものであり、図21(a)は平面図、図21(b)は図21(a)中に示すE−E線に沿った断面図である。
FIG. 21 shows an example of the
図22は、図21に示すパターンに加えて、一対の部分的な先端押圧面12’を、対面するように更に配置した例を示すものであり、図22(a)は平面図、図22(b)は図22(a)中に示すF−F線に沿った断面図である。このようなボンディングツールは、端子が2列に配置されたような半導体素子に対し有効である。
FIG. 22 shows an example in which a pair of partial tip
その他考えられるパターンの例を図23乃至図31に示す。図23乃至図31ではそれぞれ正方形状の断面のものと、それに対応する長方形状の断面のものとの両方を示している。図23(a)は、図21に示すものと同一である。なお、図21乃至図31に示す例は、何れも先端押圧面12の面取り部14の形状を同一としているが、面取り部14の形状は、第1の実施の形態で述べたようにこれに限定されないことは言うまでもない。
Examples of other possible patterns are shown in FIGS. 23 to 31 each show a square cross section and a corresponding rectangular cross section. FIG. 23A is the same as that shown in FIG. In the examples shown in FIGS. 21 to 31, the shape of the chamfered
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such a configuration. Within the scope of the invented technical idea of the claims, those skilled in the art will be able to conceive various changes and modifications, and these changes and modifications are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.
10,11,60…ボンディングツール、12,64…先端押圧面、14…面取り部、17…封止樹脂、18…樹脂内気泡、20,52…半導体素子、22…端子、22(#a)…出力端子、22(#b)…入力端子、50…フィルム、51…配線、53…端子、61…取付部、62…接合部、63…押圧部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記先端押圧面のうち、前記半導体素子の少なくとも出力端子側にある隅部を面取りするようにしたボンディングツール。 In a bonding tool for mounting a semiconductor element having a pressing portion having a tip pressing surface made of a hard substance,
A bonding tool that chamfers at least a corner of the semiconductor element on the output terminal side of the tip pressing surface.
前記先端押圧面は加熱された状態で、前記半導体素子に設けられた端子に配線を押圧することによって前記端子と前記配線とをボンディングするようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to claim 1,
A bonding tool for bonding the terminal and the wiring by pressing the wiring against the terminal provided in the semiconductor element while the tip pressing surface is heated.
加熱された状態で、前記半導体素子の平面上に設けられた端子に、配線を押圧することによって前記端子と前記配線とをボンディングする複数の先端押圧面が配置された押圧部を備え、
前記各先端押圧面のうち、前記半導体素子の少なくとも出力端子側にある隅部を面取りするようにしたボンディングツール。 In bonding tool for semiconductor device mounting,
In a heated state, the terminal provided on the plane of the semiconductor element includes a pressing portion in which a plurality of tip pressing surfaces for bonding the terminal and the wiring by pressing the wiring are arranged,
A bonding tool that chamfers at least a corner portion on the output terminal side of the semiconductor element among the tip pressing surfaces.
前記複数の先端押圧面を、互いに平行する方向に、または直交する方向に配置するようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to claim 3,
A bonding tool in which the plurality of tip pressing surfaces are arranged in a direction parallel to each other or in a direction orthogonal to each other.
前記複数の先端押圧面を配置することによって複数の同心矩形形状を形成するように、前記各先端押圧面を前記押圧部に配置するようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to claim 4,
A bonding tool in which each of the tip pressing surfaces is arranged in the pressing portion so as to form a plurality of concentric rectangular shapes by arranging the plurality of tip pressing surfaces.
前記複数の先端押圧面は2つであり、互いに平行になるように前記押圧部に配置するようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to claim 3,
The bonding tool in which the plurality of tip pressing surfaces are arranged at the pressing portion so as to be parallel to each other.
前記押圧部における前記面取りされた面を、前記先端押圧面と直交するようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to any one of claims 1 to 6,
The bonding tool which made the said chamfered surface in the said press part orthogonal to the said front-end | tip press surface.
前記押圧部における前記先端押圧面に平行な断面の面積を、前記先端押圧面において最も小さくなるようにしたボンディングツール。 The bonding tool according to any one of claims 1 to 6,
The bonding tool which made the area of the cross section parallel to the said front end press surface in the said press part the smallest in the said front end press surface.
前記先端押圧面における前記面取りされた部位を曲面形状としたボンディングツール。 In the bonding tool according to claim 7 or claim 8,
A bonding tool in which the chamfered portion of the tip pressing surface has a curved surface shape.
前記先端押圧面における前記面取りされた部位を多角形状としたボンディングツール。 In the bonding tool according to claim 7 or claim 8,
A bonding tool in which the chamfered portion of the tip pressing surface has a polygonal shape.
前記先端押圧面のうち、前記半導体素子の最外周側の端子に対応する稜線部を面取りするようにしたボンディングツール。 In the bonding tool according to any one of claims 1 to 10,
The bonding tool which chamfers the ridgeline part corresponding to the terminal of the outermost periphery side of the said semiconductor element among the said front end pressing surfaces.
請求項1乃至11のうち何れか1項に記載のボンディングツールを用いて前記配線と前記端子とをボンディングした場合に、前記プリント配線板の前記先端押圧面と接触する面に、前記ボンディングツールの圧接痕がつくことなくボンディングされるようにした半導体装置。 In a semiconductor device comprising a printed wiring board in which a wiring made of a conductive material formed on a bendable organic layer is disposed, and a semiconductor element having a terminal bonded to the wiring,
When the wiring and the terminal are bonded using the bonding tool according to any one of claims 1 to 11, the surface of the printed wiring board in contact with the tip pressing surface of the bonding tool. A semiconductor device that can be bonded without any pressure marks.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004018334A JP2005216913A (en) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | Bonding tool and semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012008491A (en) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Casio Comput Co Ltd | Crimping tool and method for manufacturing display device |
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2004
- 2004-01-27 JP JP2004018334A patent/JP2005216913A/en active Pending
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