JP2800763B2 - ボンディングツール - Google Patents
ボンディングツールInfo
- Publication number
- JP2800763B2 JP2800763B2 JP8039807A JP3980796A JP2800763B2 JP 2800763 B2 JP2800763 B2 JP 2800763B2 JP 8039807 A JP8039807 A JP 8039807A JP 3980796 A JP3980796 A JP 3980796A JP 2800763 B2 JP2800763 B2 JP 2800763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding tool
- sides
- vibration direction
- ultrasonic
- facing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テープキャリアの
インナーボンディングツールに関し、特に半導体素子の
パッドとテープキャリアのインナーリードを超音波併用
熱圧着にて接合するボンディングツールに関する。
インナーボンディングツールに関し、特に半導体素子の
パッドとテープキャリアのインナーリードを超音波併用
熱圧着にて接合するボンディングツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体装置では、半導体素子に形
成された回路の信号および電源を外部回路と結線接合す
る必要がある。ここで半導体素子とは、シリコン等の半
導体金属に集積回路を形成したチップであり、本形態の
ままでの使用は、取扱・信頼性等の理由から通常行わな
い。そこで本チップを外部入出力端子を有したテープキ
ャリアに接合し、これを樹脂にて封止し使用するテープ
キャリアパッケージという形態をとる。
成された回路の信号および電源を外部回路と結線接合す
る必要がある。ここで半導体素子とは、シリコン等の半
導体金属に集積回路を形成したチップであり、本形態の
ままでの使用は、取扱・信頼性等の理由から通常行わな
い。そこで本チップを外部入出力端子を有したテープキ
ャリアに接合し、これを樹脂にて封止し使用するテープ
キャリアパッケージという形態をとる。
【０００３】本工程の中で半導体素子のパッドとテープ
キャリアのインナーリードを接合する方法として、熱圧
着により一括して接合が行われている。熱圧着方式で
は、比較的高温かつ長時間下で接合を行う必要があり、
高密度・高集積化が進につれ、半導体素子への悪影響排
除のため、接合の低温化が要求されてきた。本課題を解
決する手法としてボンディング時に超音波を併用し熱圧
着を行う超音波併用熱着方式が提案されている。
キャリアのインナーリードを接合する方法として、熱圧
着により一括して接合が行われている。熱圧着方式で
は、比較的高温かつ長時間下で接合を行う必要があり、
高密度・高集積化が進につれ、半導体素子への悪影響排
除のため、接合の低温化が要求されてきた。本課題を解
決する手法としてボンディング時に超音波を併用し熱圧
着を行う超音波併用熱着方式が提案されている。
【０００４】従来のギャング超音波併用熱圧着ボンディ
ングツールについて図面を参照して詳細に説明する。
ングツールについて図面を参照して詳細に説明する。
【０００５】図２は従来の一例を示す一部破断側面図で
ある。半導体ペレット２２が載置されるボンディングス
テージ２１およびボンディングステージ２１との間で、
半導体ペレット２２の複数の表面電極２２ａとテープキ
ャリア２５の複数のリード２６のリード内端部２６ａと
を重ね合せた状態で挟圧するボンディングツール２４の
各々に、超音波発振器２７，２８をそれぞれ設け、複数
のリード内端部２６ａと対応する複数の表面電極２２ａ
とを一括して接合するギャングボンディング時に、ボン
ディング部位に超音波振動を印加する。
ある。半導体ペレット２２が載置されるボンディングス
テージ２１およびボンディングステージ２１との間で、
半導体ペレット２２の複数の表面電極２２ａとテープキ
ャリア２５の複数のリード２６のリード内端部２６ａと
を重ね合せた状態で挟圧するボンディングツール２４の
各々に、超音波発振器２７，２８をそれぞれ設け、複数
のリード内端部２６ａと対応する複数の表面電極２２ａ
とを一括して接合するギャングボンディング時に、ボン
ディング部位に超音波振動を印加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のボンデ
ィングツールは、超音波の付加方向に対して特に配慮が
されていないため、超音波を付加し半導体素子とインナ
ーリードを一括にてボンディングを行うと、インナーリ
ードの方向と超音波の付加方向の違いにより、リードに
対する超音波の伝達効率が異なり、接合強度に差が生
じ、接合品質が上がらないという欠点があった。
ィングツールは、超音波の付加方向に対して特に配慮が
されていないため、超音波を付加し半導体素子とインナ
ーリードを一括にてボンディングを行うと、インナーリ
ードの方向と超音波の付加方向の違いにより、リードに
対する超音波の伝達効率が異なり、接合強度に差が生
じ、接合品質が上がらないという欠点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明のボンディン
グツールは、半導体素子のパッドとテープキャリアのイ
ンナーリードを一括にて超音波併用熱圧着にて接合する
ボンディングツールにおいて、インナーリードに接触す
る接触面に、前記ボンディングツールに加わる超音波の
振動方向に対し、約４５度傾いた方向に凹凸を設ける。
グツールは、半導体素子のパッドとテープキャリアのイ
ンナーリードを一括にて超音波併用熱圧着にて接合する
ボンディングツールにおいて、インナーリードに接触す
る接触面に、前記ボンディングツールに加わる超音波の
振動方向に対し、約４５度傾いた方向に凹凸を設ける。
【０００８】第２の発明のボンディングツールは、請求
項１記載のボンディングツールにおいて、前記接触面
は、前記ボンディングツールに加わる超音波の振動方向
に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の振動方
向に平行で互いに向かいあう２辺であり、それぞれの２
辺で異なった粗さの凹凸を設ける。
項１記載のボンディングツールにおいて、前記接触面
は、前記ボンディングツールに加わる超音波の振動方向
に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の振動方
向に平行で互いに向かいあう２辺であり、それぞれの２
辺で異なった粗さの凹凸を設ける。
【０００９】第３の発明のボンディングツールは、請求
項１および２記載のボンディングツールにおいて、前記
接触面は、前記ボンディングツールに加わる超音波の振
動方向に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の
振動方向に平行で互いに向かいあう２辺であり、それぞ
れの２辺で異なった幅とする。
項１および２記載のボンディングツールにおいて、前記
接触面は、前記ボンディングツールに加わる超音波の振
動方向に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の
振動方向に平行で互いに向かいあう２辺であり、それぞ
れの２辺で異なった幅とする。
【００１０】第４の発明のボンディングツールは、請求
項１，２および３記載のボンディングツールにおいて、
前記接触面は、前記ボンディングツールに加わる超音波
の振動方向に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音
波の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺であり、そ
れぞれの２辺を異なった高さとする。
項１，２および３記載のボンディングツールにおいて、
前記接触面は、前記ボンディングツールに加わる超音波
の振動方向に対し直交し互いに向かい合う２辺と、超音
波の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺であり、そ
れぞれの２辺を異なった高さとする。
【００１１】第５の発明のボンディングツールは、ボン
ディングツールに加わる超音波の振動方向に対し、超音
波の振動方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波
の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺に、それぞれ
異なった粗さの凹凸処理を施す。
ディングツールに加わる超音波の振動方向に対し、超音
波の振動方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波
の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺に、それぞれ
異なった粗さの凹凸処理を施す。
【００１２】第６の発明のボンディングツールは、請求
項５のボンディングツールにおいて、ボンディングツー
ルに加わる超音波の振動方向に対し、超音波の振動方向
に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の振動方向に
平行で互いに向かいあう２辺を、それぞれ異なった幅と
する。
項５のボンディングツールにおいて、ボンディングツー
ルに加わる超音波の振動方向に対し、超音波の振動方向
に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波の振動方向に
平行で互いに向かいあう２辺を、それぞれ異なった幅と
する。
【００１３】第７の発明のボンディングツールは、請求
項５および６記載のボンディングツールにおいて、ボン
ディングツールに加わる超音波の振動方向に対し、超音
波の振動方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波
の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺を、それぞれ
異なった高さとする。
項５および６記載のボンディングツールにおいて、ボン
ディングツールに加わる超音波の振動方向に対し、超音
波の振動方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波
の振動方向に平行で互いに向かいあう２辺を、それぞれ
異なった高さとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施形態を示す斜視図で
ある。図１に示すボンディングツール１は、接合を行う
半導体素子のパッドと同一位置に形成されかつボンディ
ングツール１をボンディング装置に装着した際に加わる
超音波振動の方向に対し直交する２辺の突起部１１，１
３と、該超音波振動の方向に対し、平行する２辺の突起
部１２，１４と、テープキャリアのインナーリード部に
接触する突起部１１，１３の接触面に形成された凹凸１
１１，１３１と、テープキャリアのインナーリード部に
接触する突起部１２，１４の接触面に形成された凹凸１
２１，１４１とを含んで構成される。
ある。図１に示すボンディングツール１は、接合を行う
半導体素子のパッドと同一位置に形成されかつボンディ
ングツール１をボンディング装置に装着した際に加わる
超音波振動の方向に対し直交する２辺の突起部１１，１
３と、該超音波振動の方向に対し、平行する２辺の突起
部１２，１４と、テープキャリアのインナーリード部に
接触する突起部１１，１３の接触面に形成された凹凸１
１１，１３１と、テープキャリアのインナーリード部に
接触する突起部１２，１４の接触面に形成された凹凸１
２１，１４１とを含んで構成される。
【００１６】ボンディングツール１は、超硬材料により
製造され、接触部１１１，１３１には、超音波振動の方
向に対して４５度傾けた方向に、均一な粗さの凹凸を機
械加工により設ける。さらに接触部１２１，１４１に
は、超音波振動の方向に対して４５度傾けた方向に、均
一かつ接触部１１１，１３１と異なる粗さの凹凸を機加
工により設ける。超音波の振動に対し、リードが直交す
る側の接触部１２１，１４１は、超音波の伝達効率を上
げるため、接触部１１１，１３１より粗度を高める。
製造され、接触部１１１，１３１には、超音波振動の方
向に対して４５度傾けた方向に、均一な粗さの凹凸を機
械加工により設ける。さらに接触部１２１，１４１に
は、超音波振動の方向に対して４５度傾けた方向に、均
一かつ接触部１１１，１３１と異なる粗さの凹凸を機加
工により設ける。超音波の振動に対し、リードが直交す
る側の接触部１２１，１４１は、超音波の伝達効率を上
げるため、接触部１１１，１３１より粗度を高める。
【００１７】適切な粗度を選定することにより、超音波
方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波方向に平
行で、互いに向かいあう２辺の超音波の伝達効率を変
え、接合強度を均一にする。
方向に直交し互いに向かい合う２辺と、超音波方向に平
行で、互いに向かいあう２辺の超音波の伝達効率を変
え、接合強度を均一にする。
【００１８】上記実施例と同様に、超音波方向に直交し
互いに向かい合う２辺と、超音波方向に平行で互いに向
かいあう２辺の接触部の幅を変えることにより、同一の
効果を得、超音波の伝達効率を変えることで、接合強度
を均一にする。
互いに向かい合う２辺と、超音波方向に平行で互いに向
かいあう２辺の接触部の幅を変えることにより、同一の
効果を得、超音波の伝達効率を変えることで、接合強度
を均一にする。
【００１９】次に本発明のボンディングツールを用いた
接合について説明する。半導体素子のパッドとテープキ
ャリアのインナーリードは、予め位置決め機構にてアラ
イメントされ、チップを固定加熱するチップ加熱ステー
ジ上に固定される。次に、超音波ホーンに固定されたボ
ンディングツールを半導体素子・インナーリードに対し
位置決めし押圧する。押圧後、所定の圧力を全てのリー
ドに印加し、超音波ホーンを振動せしめ、超音波を付加
し、半導体素子とインナーリードの接合を行う。
接合について説明する。半導体素子のパッドとテープキ
ャリアのインナーリードは、予め位置決め機構にてアラ
イメントされ、チップを固定加熱するチップ加熱ステー
ジ上に固定される。次に、超音波ホーンに固定されたボ
ンディングツールを半導体素子・インナーリードに対し
位置決めし押圧する。押圧後、所定の圧力を全てのリー
ドに印加し、超音波ホーンを振動せしめ、超音波を付加
し、半導体素子とインナーリードの接合を行う。
【００２０】
【発明の効果】本発明のボンディングツールは、超音波
の付加方向に対し直交する２辺と平行する２辺にそれぞ
れ異なる表面粗度を有する突起部を設けることにより、
半導体素子とテープキャリアのインナーリードを一括ボ
ンディングを行う際、インナーリードと超音波の付加方
向の違いにより生ずる超音波の伝達効率の違いを補正
し、各辺の接合強度を同一とし、信頼性が高くなるとい
う効果がある。
の付加方向に対し直交する２辺と平行する２辺にそれぞ
れ異なる表面粗度を有する突起部を設けることにより、
半導体素子とテープキャリアのインナーリードを一括ボ
ンディングを行う際、インナーリードと超音波の付加方
向の違いにより生ずる超音波の伝達効率の違いを補正
し、各辺の接合強度を同一とし、信頼性が高くなるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】従来の一例を示す一部破断側面図である。
１ ボンディングツール １１ 突起部 １２ 突起部 １３ 突起部 １４ 突起部 １１１ 接触部 １２１ 接触部 １３１ 接触部 １４１ 接触部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−136205（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−31885（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55312（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−55861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−43677（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146636（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−148747（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−248057（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−41655（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/607
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体素子のパッドとテープキャリアの
インナーリードを一括にて超音波併用熱圧着にて接合す
るボンディングツールにおいて、前記インナーリードに
接触する接触面に、前記ボンディングツールに加わる超
音波の振動方向に対し、約４５度傾いた方向に凹凸を設
けることを特徴とするボンディングツール。 - 【請求項２】 前記接触面は、前記ボンディングツール
に加わる超音波の振動方向に対し直交し互いに向かい合
う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあう
２辺であり、それぞれの２辺で異なった粗さの凹凸を設
けた請求項１記載のボンディングツール。 - 【請求項３】 前記接触面は、前記ボンディングツール
に加わる超音波の振動方向に対し直交し互いに向かい合
う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあう
２辺であり、それぞれの２辺で異なった幅とする請求項
１および２記載のボンディングツール。 - 【請求項４】 前記接触面は、前記ボンディングツール
に加わる超音波の振動方向に対し直交し互いに向かい合
う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあう
２辺であり、それぞれの２辺を異なった高さとする請求
項１，２および３記載のボンディングツール。 - 【請求項５】 ボンディングツールに加わる超音波の振
動方向に対し、超音波の振動方向に直交し互いに向かい
合う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあ
う２辺に、それぞれ異なった粗さの凹凸処理を施すこと
を特徴とするボンディングツール。 - 【請求項６】 ボンディングツールに加わる超音波の振
動方向に対し、超音波の振動方向に直交し互いに向かい
合う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあ
う２辺を、それぞれ異なった幅とする請求項５記載のボ
ンディングツール。 - 【請求項７】 ボンディングツールに加わる超音波の振
動方向に対し、超音波の振動方向に直交し互いに向かい
合う２辺と、超音波の振動方向に平行で互いに向かいあ
う２辺を、それぞれ異なった高さとする請求項５および
６記載のボンディングツール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039807A JP2800763B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039807A JP2800763B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ボンディングツール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232380A JPH09232380A (ja) | 1997-09-05 |
| JP2800763B2 true JP2800763B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=12563241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8039807A Expired - Lifetime JP2800763B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ボンディングツール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800763B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8039807A patent/JP2800763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09232380A (ja) | 1997-09-05 |
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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: 19980609 |