JP2889399B2 - テープ自動化ボンディング法 - Google Patents
テープ自動化ボンディング法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、たとえばテープ自動化ボンディ
ングを用いた集積回路への電気的接触の作成を含む集積
回路パッケージの製作方法に係る。
ングを用いた集積回路への電気的接触の作成を含む集積
回路パッケージの製作方法に係る。
【０００２】
【本発明の背景】集積回路パッケージの製作における本
質的な工程は、集積回路への電気的接触の形成である。
チップは典型的な場合、一般にパドルとよばれる支持部
上にマウントされ、当業者にはリードフレームとよばれ
るリードを通して、電気的接触が作られる。リードはパ
ッケージの外側に延びる。予想されるように、チップ及
びリード間に良好な電気的接触を作るため、いくつかの
技術が開発されてきた。１つの技術例では、ワイヤボン
ディングにより、接触が形成される。この技術におい
て、個々のワイヤはリード及びチップ上の対応する位置
に固着され、各リードに対し、チップ上には１つの位置
がある。もう１つの技術の例では、リードを直接チップ
上にはんだするか金バンプにボンディングする。リード
は典型的な場合、メタルテープ上にあり、各チップに対
し、１組のリードがある。接触を形成する後者の技術
は、著しく自動的に行うことができ、その自動化された
形のために、当業者には一般的にテープ自動化ボンディ
ング（ＴＡＢ）とよばれる。
質的な工程は、集積回路への電気的接触の形成である。
チップは典型的な場合、一般にパドルとよばれる支持部
上にマウントされ、当業者にはリードフレームとよばれ
るリードを通して、電気的接触が作られる。リードはパ
ッケージの外側に延びる。予想されるように、チップ及
びリード間に良好な電気的接触を作るため、いくつかの
技術が開発されてきた。１つの技術例では、ワイヤボン
ディングにより、接触が形成される。この技術におい
て、個々のワイヤはリード及びチップ上の対応する位置
に固着され、各リードに対し、チップ上には１つの位置
がある。もう１つの技術の例では、リードを直接チップ
上にはんだするか金バンプにボンディングする。リード
は典型的な場合、メタルテープ上にあり、各チップに対
し、１組のリードがある。接触を形成する後者の技術
は、著しく自動的に行うことができ、その自動化された
形のために、当業者には一般的にテープ自動化ボンディ
ング（ＴＡＢ）とよばれる。
【０００３】リード及びチップ間にボンド、すなわち電
気的接触を形成するために、いくつかの技術が開発され
てきた。金バンプにボンドを形成するための１つの標準
的な技術は、熱圧着ボンディングと呼ばれている。この
技術において、熱及び圧力の組合せが、電気的接触を形
成するために用いられる。サーモードとよばれる固体の
平坦面の対象が加熱され、チップに対してリードに圧力
を加える。圧力及び熱エネルギーの組合せにより、チッ
プとリード間に電気的接触、すなわちボンドが形成され
る。
気的接触を形成するために、いくつかの技術が開発され
てきた。金バンプにボンドを形成するための１つの標準
的な技術は、熱圧着ボンディングと呼ばれている。この
技術において、熱及び圧力の組合せが、電気的接触を形
成するために用いられる。サーモードとよばれる固体の
平坦面の対象が加熱され、チップに対してリードに圧力
を加える。圧力及び熱エネルギーの組合せにより、チッ
プとリード間に電気的接触、すなわちボンドが形成され
る。
【０００４】別の標準的な技術では、チップ上のはんだ
バンプを用いることにより、電気的接触が形成される。
リードは最初チップ上のはんだバンプ上に置かれる。サ
ーモードははんだの融点以上の温度に加熱し、リードと
接触させる。はんだバンプにリードを密接に確実に接触
させるために、十分な力が用いられる。はんだが溶けた
後、サーモードはリードに接触したまま、冷却が始ま
る。サーモードの温度がはんだが固化するのに十分なま
で減少した後、サーモードはリードとの接触が除かれ
る。次に、ボンドされたデバイスがボンディング装置か
ら除かれ、次のデバイスについてプロセスが繰り返され
る。
バンプを用いることにより、電気的接触が形成される。
リードは最初チップ上のはんだバンプ上に置かれる。サ
ーモードははんだの融点以上の温度に加熱し、リードと
接触させる。はんだバンプにリードを密接に確実に接触
させるために、十分な力が用いられる。はんだが溶けた
後、サーモードはリードに接触したまま、冷却が始ま
る。サーモードの温度がはんだが固化するのに十分なま
で減少した後、サーモードはリードとの接触が除かれ
る。次に、ボンドされたデバイスがボンディング装置か
ら除かれ、次のデバイスについてプロセスが繰り返され
る。
【０００５】サーモードの加熱及び冷却はできるだけ速
く進むことが望ましく、従ってサーモードは最小の熱質
量をもつように設計される。設計の一例はレイルサーモ
ードとよばれ、リードに接触する２またはそれ以上のレ
イルをもつ。２及び４−レイルサーモードは、それぞれ
チップの２及び４つの側に同時に、リードをボンディン
グする。しかし、レイルサーモードは平坦面サーモード
に比べ、欠点をもつ。たとえば、それらは平坦サーモー
ドより機械化することが難しく、力が加わった時消耗す
る。加えて、レイルの周辺における温度変化を最小にす
るために、レイル支持部及びレイル幅の両方の構造を変
化させる必要がある。もちろん、これによりサーモード
の製作はより困難になり、温度制御をより困難にする。
定温平坦面サーモードを用いたテープ自動化ボンディン
グを行うことが望ましい。
く進むことが望ましく、従ってサーモードは最小の熱質
量をもつように設計される。設計の一例はレイルサーモ
ードとよばれ、リードに接触する２またはそれ以上のレ
イルをもつ。２及び４−レイルサーモードは、それぞれ
チップの２及び４つの側に同時に、リードをボンディン
グする。しかし、レイルサーモードは平坦面サーモード
に比べ、欠点をもつ。たとえば、それらは平坦サーモー
ドより機械化することが難しく、力が加わった時消耗す
る。加えて、レイルの周辺における温度変化を最小にす
るために、レイル支持部及びレイル幅の両方の構造を変
化させる必要がある。もちろん、これによりサーモード
の製作はより困難になり、温度制御をより困難にする。
定温平坦面サーモードを用いたテープ自動化ボンディン
グを行うことが望ましい。
【０００６】本発明の要約 パッケージの製作方法で、以下の工程を含む。基板上の
位置に複数のリードをボンディングする工程。前記ボン
ディング工程にはプレートを有する前記位置に、前記リ
ードを固定する工程が更に含まれる。前記位置は材料か
ら成る。サーモードを一定温度に保ち、プレートと接触
させて、前記位置とリードを加熱する工程。前記プレー
トの温度をモニターし、前記材料が溶けた時、前記サー
モードを前記プレートから除く工程。前記材料がボンド
を形成するまで十分に冷却された時、前記リードから前
記プレートを除去する工程。好ましい実施例において、
位置ははんだを含む。更に、好ましい実施例において、
基板は集積回路チップを含む。別の実施例において、パ
ッケージされた集積回路チップは、プリントされたワイ
ヤボードにボンディングされる。すなわち、基板はプリ
ントワイヤボードを含む。
位置に複数のリードをボンディングする工程。前記ボン
ディング工程にはプレートを有する前記位置に、前記リ
ードを固定する工程が更に含まれる。前記位置は材料か
ら成る。サーモードを一定温度に保ち、プレートと接触
させて、前記位置とリードを加熱する工程。前記プレー
トの温度をモニターし、前記材料が溶けた時、前記サー
モードを前記プレートから除く工程。前記材料がボンド
を形成するまで十分に冷却された時、前記リードから前
記プレートを除去する工程。好ましい実施例において、
位置ははんだを含む。更に、好ましい実施例において、
基板は集積回路チップを含む。別の実施例において、パ
ッケージされた集積回路チップは、プリントされたワイ
ヤボードにボンディングされる。すなわち、基板はプリ
ントワイヤボードを含む。
【０００７】詳細な記述 本発明に従って作られる集積回路パッケージの一部の側
面図が、図１に描かれている。描かれているのは、集積
回路チップ１、バンプ３及び複数のリード５である。バ
ンプはチップ上の位置に配置されている。たとえばボン
ドのような電気的接触は、たとえば基板のようなチップ
上の位置において、チップの周縁に形成される。リード
及び位置に配置されたバンプの間の接触が形成されてい
る。位置は比較的定温で溶解するたとえばはんだのよう
な材料を含む。集積回路パッケージの上面図が、図２に
描かれている。描かれているのは、集積回路チップ１及
びリード５である。
面図が、図１に描かれている。描かれているのは、集積
回路チップ１、バンプ３及び複数のリード５である。バ
ンプはチップ上の位置に配置されている。たとえばボン
ドのような電気的接触は、たとえば基板のようなチップ
上の位置において、チップの周縁に形成される。リード
及び位置に配置されたバンプの間の接触が形成されてい
る。位置は比較的定温で溶解するたとえばはんだのよう
な材料を含む。集積回路パッケージの上面図が、図２に
描かれている。描かれているのは、集積回路チップ１及
びリード５である。
【０００８】集積回路パッケージの製作方法は、一般に
当業者にはよく知られており、必要な工程のほとんど
は、詳細に述べる必要はない。しかし、リードをチップ
にボンディングする工程は新しく、詳細に述べる。本発
明のこの工程は従来の熱圧着ＴＡＢ内部ヘッドボンダを
用いて行なうと便利である。この型の装置とその操作
は、当業者にはよく知られており、詳細に述べる必要は
ない。ボンダは本質的に一定温度に保つことができるサ
ーモードを有する。好ましい実施例において、サーモー
ドは±５μｍ以内で平坦にすべき本質的に平坦な面を有
する。サーモードの製作と温度制御のために必要な装置
の製作は、当業者は容易に行うことができるであろう。
典型的な場合、良好な安定性をもち、高温において急速
には酸化しない任意の金属で作られた固定プレートが、
温度モニター用手段とともに用いられる。固定プレート
は、良好な熱伝導路を形成する必要がある。当業者は容
易に適当な形、たとえば長方形、環といった形を、サー
モードに選ぶであろう。温度モニター用の典型的な手段
は、他の温度モニター用手段を用いることもできるが、
熱電対を含む。
当業者にはよく知られており、必要な工程のほとんど
は、詳細に述べる必要はない。しかし、リードをチップ
にボンディングする工程は新しく、詳細に述べる。本発
明のこの工程は従来の熱圧着ＴＡＢ内部ヘッドボンダを
用いて行なうと便利である。この型の装置とその操作
は、当業者にはよく知られており、詳細に述べる必要は
ない。ボンダは本質的に一定温度に保つことができるサ
ーモードを有する。好ましい実施例において、サーモー
ドは±５μｍ以内で平坦にすべき本質的に平坦な面を有
する。サーモードの製作と温度制御のために必要な装置
の製作は、当業者は容易に行うことができるであろう。
典型的な場合、良好な安定性をもち、高温において急速
には酸化しない任意の金属で作られた固定プレートが、
温度モニター用手段とともに用いられる。固定プレート
は、良好な熱伝導路を形成する必要がある。当業者は容
易に適当な形、たとえば長方形、環といった形を、サー
モードに選ぶであろう。温度モニター用の典型的な手段
は、他の温度モニター用手段を用いることもできるが、
熱電対を含む。
【０００９】本発明を実施するために必要な他の材料及
び装置も、当業者にはよく知られている。たとえば、チ
ップ上の位置は、典型的な場合当業者には容易に形成さ
れるバンプの形のはんだを含む。加えて、典型的な場合
銅である、リードを有する金属も、当業者にはよく知ら
れており、更に詳細に述べる必要はない。
び装置も、当業者にはよく知られている。たとえば、チ
ップ上の位置は、典型的な場合当業者には容易に形成さ
れるバンプの形のはんだを含む。加えて、典型的な場合
銅である、リードを有する金属も、当業者にはよく知ら
れており、更に詳細に述べる必要はない。
【００１０】ボンディング法の工程について述べる。テ
ープがチップ上に置かれ、たとえばフィンガのようなテ
ープリードがチップ上ではんだバンプに近接して置かれ
る。すなわち、リードはバンプに対して、位置合せされ
る。次に、リードがはんだバンプと確実に密着するよう
に、十分な圧力でリード上まで下げられる。平坦面サー
モードを固定プレートと接触させ、プレートを加熱す
る。サーモードははんだの融点より高い比較的一定温度
にある必要がある。固定プレートの温度がモニターさ
れ、プレートの温度がはんだの融点以上にあり、はんだ
が溶けているかあるいは溶けたことを保証するために、
熱エネルギーを加える必要がない時、サーモードは固定
プレートとの接触が除かれる。固定プレート及びはんだ
は冷却を始める。熱電対又は他の温度センサ手段が、ボ
ンドが形成されるのに十分低い温度であることを示した
時、固定プレートはリードとの接触が解除される。ここ
でボンディングは完了し、デバイスは装置から取り外さ
れ、次のデバイスのボンディングが始まった。
ープがチップ上に置かれ、たとえばフィンガのようなテ
ープリードがチップ上ではんだバンプに近接して置かれ
る。すなわち、リードはバンプに対して、位置合せされ
る。次に、リードがはんだバンプと確実に密着するよう
に、十分な圧力でリード上まで下げられる。平坦面サー
モードを固定プレートと接触させ、プレートを加熱す
る。サーモードははんだの融点より高い比較的一定温度
にある必要がある。固定プレートの温度がモニターさ
れ、プレートの温度がはんだの融点以上にあり、はんだ
が溶けているかあるいは溶けたことを保証するために、
熱エネルギーを加える必要がない時、サーモードは固定
プレートとの接触が除かれる。固定プレート及びはんだ
は冷却を始める。熱電対又は他の温度センサ手段が、ボ
ンドが形成されるのに十分低い温度であることを示した
時、固定プレートはリードとの接触が解除される。ここ
でボンディングは完了し、デバイスは装置から取り外さ
れ、次のデバイスのボンディングが始まった。
【００１１】ここで述べた方法は、表面にマウントした
集積回路パッケージを、プリントワイヤボードに固着さ
せるためにも使用できる。そのような構成が図３中に断
面で描かれており、この図はプリントワイヤボード３
１、リードフレーム３３、集積回路チップ３５、封入材
３７、リード３９、固定プレート４１、サーモード４３
及びバンプ４５を示す。固定プレート４１に接触するサ
ーモード４３の一部は、平坦面を有し、サーモード４３
は小さな空胴を有し、その中ではリードフレーム３３及
びチップ３５は付随した要素と適合している。バンプは
プリントワイヤボード上に配置されている。
集積回路パッケージを、プリントワイヤボードに固着さ
せるためにも使用できる。そのような構成が図３中に断
面で描かれており、この図はプリントワイヤボード３
１、リードフレーム３３、集積回路チップ３５、封入材
３７、リード３９、固定プレート４１、サーモード４３
及びバンプ４５を示す。固定プレート４１に接触するサ
ーモード４３の一部は、平坦面を有し、サーモード４３
は小さな空胴を有し、その中ではリードフレーム３３及
びチップ３５は付随した要素と適合している。バンプは
プリントワイヤボード上に配置されている。
【００１２】リードはたとえば基板のようなプリントワ
イヤボード上の位置の上に置かれ、ボードはこれらの場
所に、たとえばはんだのような低融点材料を有する。固
定プレートはリードにプリントワイヤボード上のバンプ
に対して、圧力を加える。サーモードは固定プレートを
材料が溶けるまで加熱する。プロセスの残りの工程につ
いては、先に一般的に述べた。
イヤボード上の位置の上に置かれ、ボードはこれらの場
所に、たとえばはんだのような低融点材料を有する。固
定プレートはリードにプリントワイヤボード上のバンプ
に対して、圧力を加える。サーモードは固定プレートを
材料が溶けるまで加熱する。プロセスの残りの工程につ
いては、先に一般的に述べた。
【００１３】ここで述べた方法は、レイルサーモードを
用いたボンディング法に比べ、いくつかの利点をもつ。
先に述べたが繰り返す価値のある利点は、標準的な熱圧
着ボンダが使えることである。熱制御器にわずかな変化
を加えることだけが典型的な場合必要で、当業者はその
ような変化を容易に行うことができる。認識されるであ
ろうが、固定プレートは一様な温度をもつ必要がある。
このことはレイルサーモードより平坦プレートでより容
易に行える。たとえば、適当な場所で固定プレート中に
穴をあけてもよい。そのような場所は、当業者には容易
に決められるであろう。固定プレートはレイルサーモー
ドよりボンディング圧力下で、より曲がりにくい。適切
な材料のリストは、レイルサーモード用より固定プレー
ト用に多くを含む。
用いたボンディング法に比べ、いくつかの利点をもつ。
先に述べたが繰り返す価値のある利点は、標準的な熱圧
着ボンダが使えることである。熱制御器にわずかな変化
を加えることだけが典型的な場合必要で、当業者はその
ような変化を容易に行うことができる。認識されるであ
ろうが、固定プレートは一様な温度をもつ必要がある。
このことはレイルサーモードより平坦プレートでより容
易に行える。たとえば、適当な場所で固定プレート中に
穴をあけてもよい。そのような場所は、当業者には容易
に決められるであろう。固定プレートはレイルサーモー
ドよりボンディング圧力下で、より曲がりにくい。適切
な材料のリストは、レイルサーモード用より固定プレー
ト用に多くを含む。
【００１４】いくつかの設計を考えると、利点がわか
る。固定プレート及びサーモードの一方又は両方の寸法
は、一様な温度を保つため、調整してもよい。たとえ
ば、サーモード面は正方形又は長方形ではなく、八角形
でもよい。当業者は具体的なパッケージの形状に対し、
最適な形を容易に決めるであろう。
る。固定プレート及びサーモードの一方又は両方の寸法
は、一様な温度を保つため、調整してもよい。たとえ
ば、サーモード面は正方形又は長方形ではなく、八角形
でもよい。当業者は具体的なパッケージの形状に対し、
最適な形を容易に決めるであろう。
【００１５】ここで述べた具体的な実施例からの変形
は、当業者には容易に考えられるであろう。たとえば、
装置は固定プレートに接触させるため、リードが動ける
ように、その逆の場合とは異なり、別の方向を有しても
よい。加えて、具体的な温度センサ手段について述べて
きたが、もしサーモード及びプレートの必要な温度上昇
及び降下に要求される時間が十分理解されているなら、
直接温度を測定するのではなく、時間を温度モニター用
に全面的に用いてもよい。もちろん、時間と温度の間に
は、直接の対応があり、温度モニターは時間を測定する
ことにより行える。突起ははんだ以外の材料で作っても
よい。
は、当業者には容易に考えられるであろう。たとえば、
装置は固定プレートに接触させるため、リードが動ける
ように、その逆の場合とは異なり、別の方向を有しても
よい。加えて、具体的な温度センサ手段について述べて
きたが、もしサーモード及びプレートの必要な温度上昇
及び降下に要求される時間が十分理解されているなら、
直接温度を測定するのではなく、時間を温度モニター用
に全面的に用いてもよい。もちろん、時間と温度の間に
は、直接の対応があり、温度モニターは時間を測定する
ことにより行える。突起ははんだ以外の材料で作っても
よい。
【図１】本発明に従って作られるパッケージの側面図で
ある。
ある。
【図２】本発明に従って作られるパッケージの上面図で
ある。
ある。
【図３】本発明に従って作られ、プリントワイヤボード
を有する別のパッケージの断面図である。
を有する別のパッケージの断面図である。
１ 集積回路チップ ３ バンプ ５ リード ３１ プリントワイヤボード ３３ リードフレーム ３５ 集積回路チップ、チップ ３７ 封入材 ３９ リード ４１ プレート ４３ サーモード ４５ バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−270144（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278035（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254185（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−183143（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−136342（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−270327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−108735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−84763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−29397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 311 H05K 3/34 507
Claims (5)
- 【請求項１】基板（たとえば１）上の位置（たとえば
３）に複数のリード（たとえば５）をボンディングする
工程を含むパッケージの製作方法において、前記ボンデ
ィング工程は、プレート（たとえば４１）を有し、材料
を含む前記位置（たとえば３）に前記リード（たとえば
５）を接触するように固定する工程；一定温度に保た
れ、前記プレート（たとえば４５）と接触したサーモー
ド（たとえば４３）で、前記位置（たとえば３）とリー
ド（たとえば５）を加熱する工程；前記プレート（たと
えば４１）の温度をモニターし、前記材料が溶けた時、
前記プレート（たとえば４１）からサーモード（たとえ
ば４３）を除去する工程；前記材料がボンドを形成する
のに十分なまで冷却された時、前記リード（たとえば
５）から前記プレート（たとえば４１）を除去する工程
が更に含まれるボンディング工程。 - 【請求項２】前記材料ははんだから成る請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】前記基板（たとえば１）は集積回路チップ
を含む請求項２記載の方法。 - 【請求項４】前記サーモード（たとえば４３）は平坦面
を含む請求項３記載の方法。 - 【請求項５】前記基板（たとえば１）はプリントワイヤ
ボンドを含む請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/544,706 US5080279A (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Method for tape automated bonding |
| US544,706 | 1990-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233243A JPH04233243A (ja) | 1992-08-21 |
| JP2889399B2 true JP2889399B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=24173239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156561A Expired - Lifetime JP2889399B2 (ja) | 1990-06-27 | 1991-06-27 | テープ自動化ボンディング法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5080279A (ja) |
| EP (1) | EP0463788B1 (ja) |
| JP (1) | JP2889399B2 (ja) |
| DE (1) | DE69114921T2 (ja) |
| ES (1) | ES2079575T3 (ja) |
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-
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-
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- 1991-06-19 ES ES91305524T patent/ES2079575T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 JP JP3156561A patent/JP2889399B2/ja not_active Expired - Lifetime
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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: 19990120 |