JP2591600B2 - ボンディング方法 - Google Patents
ボンディング方法Info
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- JP2591600B2 JP2591600B2 JP7200693A JP20069395A JP2591600B2 JP 2591600 B2 JP2591600 B2 JP 2591600B2 JP 7200693 A JP7200693 A JP 7200693A JP 20069395 A JP20069395 A JP 20069395A JP 2591600 B2 JP2591600 B2 JP 2591600B2
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- bonding
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- semiconductor element
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/75251—Means for applying energy, e.g. heating means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
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- H01L2224/75252—Means for applying energy, e.g. heating means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主面に電極を有する半
導体素子の電極とリードとを接合するボンディング方法
に関するものである。
導体素子の電極とリードとを接合するボンディング方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フィルム状のリードと半導体素子上のア
ルミニウム電極とを金属突起を介して接続するいわゆる
フィルムキャリヤ方式は、薄型あるいは小型化に適した
実装方法として活用されている。図２において従来のフ
ィルムキャリヤ方式のフィルムリードと半導体素子上の
電極との接合方法についてのべる。
ルミニウム電極とを金属突起を介して接続するいわゆる
フィルムキャリヤ方式は、薄型あるいは小型化に適した
実装方法として活用されている。図２において従来のフ
ィルムキャリヤ方式のフィルムリードと半導体素子上の
電極との接合方法についてのべる。
【０００３】半導体素子１の電極２と、フィルムキャリ
ヤ３のＣｕ箔をエッチング加工し、Ｓｎメッキ処理した
リード４とが位置合せされる。この時、金属突起５は前
記半導体素子１の電極２上に多層金属膜（バリヤメタ
ル）を介して形成しても良いし、転写バンプ方式によっ
てリード側に形成しても良い。図２は転写バンプ方式に
よってリード側に金属突起を形成したものである。前記
半導体素子１はステージ２４上に置かれ、ヒータ２１を
有するボンディングツール２０によって、前記リード４
上から加圧，加熱２３する。次いで、加圧，加熱２３を
取去れば、金属突起５がＡｕで構成させているならば、
金属突起５と半導体素子１上のアルミニウム電極２とは
Ａｕ，Ａｌの合金で接合されるものである。また、前記
ボンディングツール２０の温度は３５０〜５５０℃に達
する。
ヤ３のＣｕ箔をエッチング加工し、Ｓｎメッキ処理した
リード４とが位置合せされる。この時、金属突起５は前
記半導体素子１の電極２上に多層金属膜（バリヤメタ
ル）を介して形成しても良いし、転写バンプ方式によっ
てリード側に形成しても良い。図２は転写バンプ方式に
よってリード側に金属突起を形成したものである。前記
半導体素子１はステージ２４上に置かれ、ヒータ２１を
有するボンディングツール２０によって、前記リード４
上から加圧，加熱２３する。次いで、加圧，加熱２３を
取去れば、金属突起５がＡｕで構成させているならば、
金属突起５と半導体素子１上のアルミニウム電極２とは
Ａｕ，Ａｌの合金で接合されるものである。また、前記
ボンディングツール２０の温度は３５０〜５５０℃に達
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この様な接合において
はボンディングツールの温度が比較的高いために、ボン
ディングツール２０の底面とリード４とが癒着し、リー
ド４を破損したり、金属突起５と半導体素子１の電極２
との接合強度も低下さすものであった。
はボンディングツールの温度が比較的高いために、ボン
ディングツール２０の底面とリード４とが癒着し、リー
ド４を破損したり、金属突起５と半導体素子１の電極２
との接合強度も低下さすものであった。
【０００５】また、接合時にボンディングツール２０の
底面にリード４上に表面処理してあるＳｎが附着し、こ
れが高温のために酸化物化し、熱伝導の悪い層を形成
し、前記ボンディングツール底面からのリードへの熱伝
導を悪く、接合部の温度が不安定になる。このため接合
強度の信頼性を低下せしめるものであった。
底面にリード４上に表面処理してあるＳｎが附着し、こ
れが高温のために酸化物化し、熱伝導の悪い層を形成
し、前記ボンディングツール底面からのリードへの熱伝
導を悪く、接合部の温度が不安定になる。このため接合
強度の信頼性を低下せしめるものであった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記に鑑み、本発明は、
半導体素子の電極とリードとの接合部を、リード側から
加熱する従来の方法に代えて、半導体素子側から加熱す
るものである。
半導体素子の電極とリードとの接合部を、リード側から
加熱する従来の方法に代えて、半導体素子側から加熱す
るものである。
【０００７】具体的に本発明が講じた解決手段は、主面
に電極を有する半導体素子の前記電極とリードとを接合
するボンディング方法を前提とし、前記電極と前記リー
ドとの接合部を加熱するための加熱手段を有する第１の
治具により前記半導体素子を前記主面の対向面側から保
持する半導体素子保持工程と、前記第１の治具と、該第
１の治具と対向するように設けられた第２の治具との間
に前記リードを配置するリード配置工程と、前記半導体
素子を保持している前記第１の治具と前記第２の治具と
を接近させて前記電極と前記リードとを互いに圧接させ
ることにより、前記電極と前記リードとを接合する接合
工程とを備え、前記接合工程は、前記電極と前記リード
との接合部を、前記第２の治具により前記リード側から
加熱することなく前記第１の治具の加熱手段により前記
半導体素子側から加熱する工程を含む構成とするもので
ある。
に電極を有する半導体素子の前記電極とリードとを接合
するボンディング方法を前提とし、前記電極と前記リー
ドとの接合部を加熱するための加熱手段を有する第１の
治具により前記半導体素子を前記主面の対向面側から保
持する半導体素子保持工程と、前記第１の治具と、該第
１の治具と対向するように設けられた第２の治具との間
に前記リードを配置するリード配置工程と、前記半導体
素子を保持している前記第１の治具と前記第２の治具と
を接近させて前記電極と前記リードとを互いに圧接させ
ることにより、前記電極と前記リードとを接合する接合
工程とを備え、前記接合工程は、前記電極と前記リード
との接合部を、前記第２の治具により前記リード側から
加熱することなく前記第１の治具の加熱手段により前記
半導体素子側から加熱する工程を含む構成とするもので
ある。
【０００８】
【作用】電極とリードとを接合する接合工程は、電極と
リードとの接合部を、リード側から加熱することなく第
１の治具の加熱手段により半導体素子側から加熱する工
程を含むため、半導体素子の電極とリードとの接合部は
半導体素子側からのみ加熱される。このため、リードが
第２の治具によって加熱されないので、リードと第２の
治具とが癒着する事態が回避されると共に、リードの表
面にメッキにより施されたＳｎ等が第２の治具の加圧部
に付着して第２の治具からリードへの熱伝導が悪化する
事態を回避できる。
リードとの接合部を、リード側から加熱することなく第
１の治具の加熱手段により半導体素子側から加熱する工
程を含むため、半導体素子の電極とリードとの接合部は
半導体素子側からのみ加熱される。このため、リードが
第２の治具によって加熱されないので、リードと第２の
治具とが癒着する事態が回避されると共に、リードの表
面にメッキにより施されたＳｎ等が第２の治具の加圧部
に付着して第２の治具からリードへの熱伝導が悪化する
事態を回避できる。
【０００９】
【実施例】図１で本発明の実施例を説明する。フィルム
キャリヤ３のリード４には転写バンプ方式により金属突
起５が接合され、加圧，加熱するためボンディングツー
ル６上には、半導体素子１が設置されている。一方、前
記リード４の上方で、半導体素子１と対向する位置に耐
熱ガラス１０を有する治具９が設けられている。
キャリヤ３のリード４には転写バンプ方式により金属突
起５が接合され、加圧，加熱するためボンディングツー
ル６上には、半導体素子１が設置されている。一方、前
記リード４の上方で、半導体素子１と対向する位置に耐
熱ガラス１０を有する治具９が設けられている。
【００１０】この状態でボンディングツール６を上昇し
治具９を下降せしめれば、金属突起５と半導体素子１の
電極２を接合する事ができる。すなわち、ボンディング
ツール６のヒータ７の熱は半導体素子１に伝達され、接
合部を加熱する事になる。また図１の構成でボンディン
グツール６は固定しておき、耐熱ガラス１０を有する治
具９のみを下降，上昇１２して加圧しても良い。前記ボ
ンディングツール８は常時加熱式のものでも良いが、ボ
ンディング時のみ加熱するいわゆるパルス加熱方式を用
いる事もでき、治具９の耐熱性絶縁材１０は、石英，耐
熱ガラスあるいはセラミック等を用いる事ができ、治具
９にヒータを設けある程度の温度で耐熱性絶縁材１０を
加熱しておれば、ボンディングツールの温度を下げる事
ができる。
治具９を下降せしめれば、金属突起５と半導体素子１の
電極２を接合する事ができる。すなわち、ボンディング
ツール６のヒータ７の熱は半導体素子１に伝達され、接
合部を加熱する事になる。また図１の構成でボンディン
グツール６は固定しておき、耐熱ガラス１０を有する治
具９のみを下降，上昇１２して加圧しても良い。前記ボ
ンディングツール８は常時加熱式のものでも良いが、ボ
ンディング時のみ加熱するいわゆるパルス加熱方式を用
いる事もでき、治具９の耐熱性絶縁材１０は、石英，耐
熱ガラスあるいはセラミック等を用いる事ができ、治具
９にヒータを設けある程度の温度で耐熱性絶縁材１０を
加熱しておれば、ボンディングツールの温度を下げる事
ができる。
【００１１】次に他の実施例を図３でのべる。ボンディ
ング時においてフィルムキャリヤ３のリード４は耐熱ガ
ラスやセラミックである耐熱性絶縁材で構成された治具
４３上に設置され、半導体素子１はその裏面を加圧，加
熱するためのボンディングツール４０に保持されてい
る。リード４上の金属突起５と半導体素子１の電極との
位置合せが終われば、ボンディングツール４０を下降４
２せしめ、ボンディングを行うものである。本実施例に
よれば、ボンディングツールが加熱手段及び半導体素子
１を保持する手段を兼ね備えているため、半導体素子１
をリード４上に搬送する際に加熱をしておくことが可能
なため、半導体素子の電極２とリード４の加圧・加熱を
短時間で効率的に行なうことができる。
ング時においてフィルムキャリヤ３のリード４は耐熱ガ
ラスやセラミックである耐熱性絶縁材で構成された治具
４３上に設置され、半導体素子１はその裏面を加圧，加
熱するためのボンディングツール４０に保持されてい
る。リード４上の金属突起５と半導体素子１の電極との
位置合せが終われば、ボンディングツール４０を下降４
２せしめ、ボンディングを行うものである。本実施例に
よれば、ボンディングツールが加熱手段及び半導体素子
１を保持する手段を兼ね備えているため、半導体素子１
をリード４上に搬送する際に加熱をしておくことが可能
なため、半導体素子の電極２とリード４の加圧・加熱を
短時間で効率的に行なうことができる。
【００１２】図１、図３の実施例において、金属突起５
はリード４上に形成した例を示したが、半導体素子の電
極上に多層金属膜を介して金属突起を形成した構成のも
のを用いても良い。
はリード４上に形成した例を示したが、半導体素子の電
極上に多層金属膜を介して金属突起を形成した構成のも
のを用いても良い。
【００１３】この様な構成であれば、高温のボンディン
グツールがリードに直接接触する事がない。
グツールがリードに直接接触する事がない。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係るボンディング方法による
と、以下に説明するような効果が得られる。
と、以下に説明するような効果が得られる。
【００１５】（１）電極とリードとを接合する接合工程
は、電極とリードとの接合部を、リード側から加熱する
ことなく第１の治具の加熱手段により半導体素子側から
加熱する工程を含み、電極とリードとの接合部は、半導
体素子側からのみ加熱され、第２の治具によりリードを
介して加熱されないため、リードと第２の治具とが癒着
しないので、リードの損傷が発生しないのみならず、半
導体素子の電極とリードとの接合部の信頼性が向上す
る。
は、電極とリードとの接合部を、リード側から加熱する
ことなく第１の治具の加熱手段により半導体素子側から
加熱する工程を含み、電極とリードとの接合部は、半導
体素子側からのみ加熱され、第２の治具によりリードを
介して加熱されないため、リードと第２の治具とが癒着
しないので、リードの損傷が発生しないのみならず、半
導体素子の電極とリードとの接合部の信頼性が向上す
る。
【００１６】（２）リードが第２の治具により加熱され
ないため、リードの表面に施されたＳｎ等が第２の治具
に付着しないので、第２の治具に付着した付着物により
熱伝導性が悪化して電極とリードとの接合部に熱を安定
して供給できなくなる事態を回避できると共に、第２の
治具に付着した付着物をクリーニングする工程が不要に
なり、これに伴って第２の治具の磨耗を防止できる。
ないため、リードの表面に施されたＳｎ等が第２の治具
に付着しないので、第２の治具に付着した付着物により
熱伝導性が悪化して電極とリードとの接合部に熱を安定
して供給できなくなる事態を回避できると共に、第２の
治具に付着した付着物をクリーニングする工程が不要に
なり、これに伴って第２の治具の磨耗を防止できる。
【００１７】（３）第２の治具によりリードを介して接
合部を加熱する従来の方法において、フィルムキャリア
方式によりリードを供給する場合には、フィルムキャリ
ヤの開孔部からリードを加熱しなければならないため、
第２の治具の加圧部の形状がフィルムキャリアの開口部
の寸法に依存するという制約があったが、本発明による
と、第１の治具により半導体素子側から接合部を加熱す
るため、第１の治具の加圧部の形状及び寸法の設計の自
由度が増し、温度分布の安定な加圧部を設計できるの
で、安定で且つ信頼性の高い接合が得られる。
合部を加熱する従来の方法において、フィルムキャリア
方式によりリードを供給する場合には、フィルムキャリ
ヤの開孔部からリードを加熱しなければならないため、
第２の治具の加圧部の形状がフィルムキャリアの開口部
の寸法に依存するという制約があったが、本発明による
と、第１の治具により半導体素子側から接合部を加熱す
るため、第１の治具の加圧部の形状及び寸法の設計の自
由度が増し、温度分布の安定な加圧部を設計できるの
で、安定で且つ信頼性の高い接合が得られる。
【００１８】（４）第２の治具によりリードを介して接
合部を加熱する従来の方法によると、リードの表面に施
されたＳｎ等が第２の治具の加圧部に付着する事態を回
避するべく、第２の治具の加圧部にダイヤモンド等の高
価な材料を用いたりしていたが、本発明によると、リー
ドの表面に施されたＳｎ等が第２の治具に付着しないた
め、第２の治具の加圧部に安価な材料を用いることがで
きるので、ボンディング装置のコストの低減を図ること
ができる。
合部を加熱する従来の方法によると、リードの表面に施
されたＳｎ等が第２の治具の加圧部に付着する事態を回
避するべく、第２の治具の加圧部にダイヤモンド等の高
価な材料を用いたりしていたが、本発明によると、リー
ドの表面に施されたＳｎ等が第２の治具に付着しないた
め、第２の治具の加圧部に安価な材料を用いることがで
きるので、ボンディング装置のコストの低減を図ること
ができる。
【００１９】（５）第２の治具によりリードを介して接
合部を加熱する従来の方法において、フィルムキャリア
方式によりリードを供給する場合には、フィルムキャリ
アが高温の第２の治具に晒されるため、熱によってフィ
ルムキャリアに撓みが発生したりリードピッチにずれが
発生したりする問題があったが、本発明によると、第２
の治具によりリードを加熱しないため、前記の問題は著
しく低減する。
合部を加熱する従来の方法において、フィルムキャリア
方式によりリードを供給する場合には、フィルムキャリ
アが高温の第２の治具に晒されるため、熱によってフィ
ルムキャリアに撓みが発生したりリードピッチにずれが
発生したりする問題があったが、本発明によると、第２
の治具によりリードを加熱しないため、前記の問題は著
しく低減する。
【図１】本発明の実施例のボンディング時の断面構造図
【図２】従来例のボンディング時の断面構造図
【図３】本発明の他の実施例のボンディング時の断面構
造図
造図
１ 半導体素子 ２ 電極 ３ フィルムキャリヤ ４ リード ５ 金属突起 ６ ボンディングツール
Claims (1)
- 【請求項１】 主面に電極を有する半導体素子の前記電
極とリードとを接合するボンディング方法であって、 前記電極と前記リードとの接合部を加熱するための加熱
手段を有する第１の治具により前記半導体素子を前記主
面の対向面側から保持する半導体素子保持工程と、 前記第１の治具と、該第１の治具と対向するように設け
られた第２の治具との間に前記リードを配置するリード
配置工程と、 前記半導体素子を保持している前記第１の治具と前記第
２の治具とを接近させて前記電極と前記リードとを互い
に圧接させることにより、前記電極と前記リードとを接
合する接合工程とを備え、 前記接合工程は、前記電極と前記リードとの接合部を、
前記リード側から加熱することなく前記第１の治具の加
熱手段により前記半導体素子側から加熱する工程を含む
ことを特徴とする ボンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7200693A JP2591600B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | ボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7200693A JP2591600B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | ボンディング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172115A JPH08172115A (ja) | 1996-07-02 |
| JP2591600B2 true JP2591600B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=16428683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7200693A Expired - Lifetime JP2591600B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | ボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591600B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338262A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-08 | Seiko Epson Corp | Semiconductor connection system |
| JPS573411A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Nec Corp | Composite piezoelectric ceramic oscillator |
| JPS6046039A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-12 | Sharp Corp | 半導体素子のボンデング方法 |
| JPS60130837A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0658137B2 (ja) * | 1993-04-26 | 1994-08-03 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP7200693A patent/JP2591600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08172115A (ja) | 1996-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961029 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |