JP2998942B2 - ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法 - Google Patents

ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法

Info

Publication number
JP2998942B2
JP2998942B2 JP17296991A JP17296991A JP2998942B2 JP 2998942 B2 JP2998942 B2 JP 2998942B2 JP 17296991 A JP17296991 A JP 17296991A JP 17296991 A JP17296991 A JP 17296991A JP 2998942 B2 JP2998942 B2 JP 2998942B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
bonding
bonding tool
leads
inner lead
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 - Fee Related
Application number
JP17296991A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0521541A (ja
Inventor
睦 末松
鉄男 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17296991A priority Critical patent/JP2998942B2/ja
Publication of JPH0521541A publication Critical patent/JPH0521541A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2998942B2 publication Critical patent/JP2998942B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップのバンプ
(電極部)とこのバンプに接合されるインナリード、ま
たは外部リードとインナリードに連設され外部リードに
接合されるアウタリードとを圧着するボンディングツー
ル及びこのボンディングツールを用いたボンディング方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置は高密度化,高集積化
が進み、半導体チップのバンプの数やアウタリードの本
数が増加し、さらにそれらのピッチも狭まってきてい
る。そしてこれらにともない上記インナリード、または
上記アウタリードの本数も増え、またリードピッチも大
変狭くなりインナリードどうしやアウタリードどうしの
間隔も近接してきている。この様に高密度化,高集積化
が進んだ状況のもと、半導体チップのバンプとインナリ
ード、または外部リードとアウタリードとの位置決め及
び接合状況などにおいては高精度化が要求されている。
【0003】従来のインナリードボンディングでは、半
導体チップのバンプとインナリードとを位置決めした
後、図8に示したような圧着部の先端面が平坦状に形成
されているボンディングツール23を利用して、インナ
リードを半導体チップのバンプに押圧し、超音波振動と
熱を併用して半導体チップのバンプにインナリードを圧
着していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
ボンディングツールを、インナリードボンディング装置
や、アウタリードボンディング装置に適用した場合、以
下に述べるような問題点が発生してくる。
【0005】圧着部の先端面が平坦状のボンディングツ
ールであると、ボンディングツールの圧着部先端面がイ
ンナリードやアウタリードの被接触部に接触する際や接
触後に押圧する際、または超音波振動を付加する際に、
インナリードやアウタリードを押圧保持することができ
ず、予め半導体チップのバンプと位置決めされていたイ
ンナリード、または外部リードと位置決めされていたア
ウタリードとが、半導体チップのバンプまたは外部リー
ドの外周形状に沿って位置ズレを起こしてしまうことが
しばしばあった。
【0006】上記したように、半導体チップのバンプと
インナリード、または外部リードとアウタリードが位置
ズレを起こしてしまい、接合強度が不十分であるなどの
接合不良が生じていた。 [発明の構成]
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体チップ
のバンプとこのバンプに接合されるインナリード、また
は外部リードと前記インナリードに連設され前記外部リ
ードに接合されるアウタリードを接合するボンディング
装置に設けられるボンディングツールにおいて、前記イ
ンナリードまたは前記アウタリードの各々に対して複数
の突起物によって圧力を加える先端部を備えることを特
徴とするボンディングツールである。 また本発明は、半
導体チップのバンプとこのバンプに接合されるインナリ
ード、または外部リードと前記インナリードに連設され
前記外部リードに接合されるアウタリードを位置決めし
接合するボンディング方法において、前記インナリード
または前記アウタリードの各々に対して複数の突起物に
よって圧力を加えて接合することを特徴とするボンディ
ング方法である。 また本発明は、半導体チップのバンプ
とこのバンプに接合されるインナリード、または外部リ
ードと前記インナリードに連設され前記外部リードに接
合されるアウタリードを接合するボンディング装置に設
けられるボンディングツールにおいて、先端部に前記イ
ンナリードまたは前記アウタリードを一本または複数本
収納保持可能な溝を有することを特徴とするボンディン
グツールである。 また本発明は、半導体チップのバンプ
とこのバンプに接合されるインナリード、または外部リ
ードと前記インナリードに連設され前記外部リードに接
合されるアウタリードを位置決めし接合するボンディン
グ方法において、ボンディングツールに設けられた溝に
より前記インナリードまたは前記アウタリードを1本ま
たは複数本収納保持して接合することを特徴とするボン
ディング方法である。 また本発明は、上記したボンディ
ングツールを具備することを特徴とするボンディング装
置である。 また本発明は、超音波ホーンと、この超音波
ホーンから生じる超音波振動により振動可能に設けられ
る上記ボンディングツールを具備することを特徴とする
ボンディング装置である。 また本発明は、位置決め後に
被接触部に超音波振動を加えて接合することを特 徴とす
る上記のボンディング方法である。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】本発明は上記構成及び方法により、インナリー
ドやアウタリードを確実に押圧保持することが可能とな
るので、ボンディングツールの先端部がインナリード
や、アウタリードの被接触部に接触する際や接触した後
に押圧する際、または超音波振動を加える際などに生じ
ていた位置ズレなどを起こすことを防止することが可能
となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明のボンディングツールをインナ
リードボンディング装置に適用させた第1の実施例を図
1乃至図3を参照しながら説明する。図1は、圧着部の
先端面を凹凸形状に形成したボンディングツールの一部
拡大図である。図2は、インナリードボンディング装置
の構成の概略図である。図3は、図2のインナリードボ
ンディング装置の要部拡大図である。
【0013】半導体チップ4は、加熱部5上に位置決め
されて載置されている。半導体チップ4上の所定位置に
はバンプ3が形成されており、インナリード2との相互
間を位置決めされている。加熱部5の近傍位置には駆動
機構7が配置されており、この駆動機構7は制御部8の
信号を駆動部10を介して受け、後述する超音波ホーン
6を駆動するように構成されている。駆動機構7の加熱
部5が位置する側には、超音波ホーン6が設けられてお
り、この超音波ホーン6の先端部は加熱部5の上方位置
に達するようになっている。超音波ホーン6は、制御部
8の信号を受けた超音波ホーン駆動部9により超音波振
動を発生させるように構成されている。制御部8は超音
波ホーン6の駆動量及び超音波振動を、駆動部10及び
超音波ホーン駆動部9のそれぞれを介して制御可能な構
成となっている。超音波ホーン6の先端部の加熱部5側
には、例えばチタンカーバイトなどの材質で形成された
ボンディングツール1が設置されており、位置決めされ
た半導体チップ4のバンプ3とインナリード2とを押圧
して、超音波振動及び熱の併用により圧着する。ボンデ
ィングツール1の先端部は、例えば四角柱形状の突起物
1a…が複数個形成された凹凸形状をしており、図1に
示すように各々のインナリード2について複数個の点で
押圧保持するように形成されている。
【0014】以下、上記構成の装置の動作の概要を説明
する。半導体チップ4は、加熱部5の所定位置に載置さ
れる。半導体チップ4が加熱部5上に載置されると、次
に半導体チップ4上に形成されたバンプ3とインナリー
ド2との相互間を位置決めする。バンプ3とインナリー
ド2とが位置決めされると、制御部8が駆動部10へ信
号を発信し、信号を受けた駆動部10は駆動機構7を駆
動させる。駆動機構7の駆動により、超音波ホーン6の
先端部に設置されたボンディングツール1は、バンプ3
と相互間を位置決めされているインナリード2上に接触
した後、所定の押圧で加圧する。ボンディングツール1
の先端部がインナリード2上に接触して押圧すると、次
に制御部8より超音波ホーン駆動部6へ信号が伝わり、
超音波ホーン6が超音波振動を発振してボンディングツ
ール1を振動させ、バンプ3とインナリード2とを圧着
する。この時、超音波振動の付加と平行して半導体チッ
プ4及びバンプ3は、加熱部5により加熱されている。
インナリード2は超音波振動を受けることによりぶれを
生ずるが、複数個の点で押圧保持されているためにこの
ぶれを抑制するので、超音波振動の付加による位置ズレ
を押さえることが可能である。また、ボンディングツー
ル1の複数個の点で押圧保持されているインナリード2
には、超音波振動が効率よく確実に伝わるので接合強度
の高いボンディングを得ることが可能である。
【0015】図3には、ボンディングツール1の圧着部
先端面の一辺が、インナリード2の幅より広い場合につ
いて示してある。このように、ボンディングツール1の
圧着部先端面の一辺がインナリード2の幅より広く形成
されていると、複数個の点でインナリード2を押圧保持
すると共に、インナリード2に超音波振動を加えて圧着
する際に生じる横方向へのぶれを、2つの突起物1bの
間に形成された溝で確実に抑えて位置ズレを防止するこ
とも可能となる。
【0016】本発明の第2の実施例として、インナリー
ドに連設されたアウタリードと外部リード(例えばリー
ドフレーム)を圧着するアウタリードボンディング装置
に、本発明のボンディングツールを適用した装置を図4
を参照しながら説明する。図4はアウタリードと外部リ
ードを圧着する装置の要部拡大図である。加熱部13上
の所定の位置には、外部リード12が載置されている。
その外部リード12上にアウタリード11を位置決めし
て載置する。その後、ボンディングツール1が駆動装置
(図示しない)により下降し、ボンディングツール1の
圧着部先端面がアウタリード11の被接触部に接触し、
図4に示すように複数個の突起物で所定の押圧力で加圧
する。次に、超音波ホーン駆動部(図示しない)によ
り、先端にボンディングツール1を備えた超音波ホーン
(図示しない)に超音波を発振させ、ボンディングツー
ル1を超音波振動させる。このボンディングツール1の
超音波振動によりアウタリード11を外部リード12上
に圧着する。この時外部リード12は加熱部13により
加熱されている。
【0017】上記した第1及び第2の実施例(図3及び
図4)では、ボンディングツール1のインナリード2、
あるいはアウタリード11と接触する圧着部先端面の一
辺がそれぞれのインナリード2やアウタリード11の幅
より広い場合について説明しているが、これに限ったも
のではなく、インナリード2やアウタリード11の幅と
同等,あるいは同等以下のものでも可能である。また、
逆に複数本のリードを一括して圧着できるように幅の広
い構成にすることも可能である。
【0018】さらに、図1,図3及び図4中では四角錐
形のボンディングツールの先端部に四角柱形状の突起物
を形成したものを示しているが、この形状に限ったもの
ではなく、突起物の形状は任意である。また、上記第2
の実施例ではリードフレームを外部リードの例としてあ
げているが、他には配線基板の配線パターンなどでも実
施可能である。
【0019】次に、本発明第3の実施例を図5及び図6
を参照しながら説明する。図5は、ボンディングの圧着
部の先端面に、インナリードやアウタリード等の幅より
広い溝を形成したボンディングツールの一部拡大図であ
る。また図6は、溝を形成したボンディングツールをイ
ンナリードボンディング装置に適用したときの一部拡大
図である。インナリードボンディング装置の構成及び動
作は、上記第1の実施例と同一であるため、同一構成の
ものには同一符号を付して説明は省略する。
【0020】ボンディングツール21の圧着部先端面に
は、図5に示すように、圧着するインナリード(図示し
ない)の幅より広い溝21aが互いに交差するように形
成されている。半導体チップ4は、バンプ(電極部)3
を上方に向けて加熱部5上の所定の位置に載置されてお
り、所定のバンプ3上にはインナリード2が位置決めさ
れて載置されている。ボンディングツール21は、駆動
機構7の駆動により下降してくる。下降してきたボンデ
ィングツール21は、図6に示したように溝21aでイ
ンナリード2を保持する。この様にインナリード2を溝
21aで保持するようにすると、ボンディングツール2
1aがインナリード2に接触する際や押圧する際に生じ
る位置ズレを防止することが可能となる。溝21aがイ
ンナリード2を保持すると、超音波ホーン駆動部9によ
り超音波ホーン6が超音波振動を発振し、ボンディング
ツール21aを超音波振動させる。インナリード2は、
超音波振動の付加により横方向のぶれを生じるが、溝2
1aに保持されているため位置ズレを起こさず、所定の
位置に圧着される。
【0021】上記した第3の実施例では、半導体チップ
のバンプにインナリードを圧着するインナリードボンデ
ィング装置に適用したものについて説明しているが、上
記第2の実施例のように、アウタリードと外部リードを
圧着する装置に適用して実施することも可能である。
【0022】また、第4の実施例として、図7に示した
ように円弧状の溝22aを形成したボンディングツール
22について説明する。ボンディングツール22の圧着
部先端面は、互いに交差するように円弧状の溝22aが
形成されている。この様に、溝の側面が曲面形状である
と、半導体チップのバンプとインナリード、または外部
リードとアウタリードを相対位置決めした際に生じてい
る位置ズレ、またはインナリードや外部リードの加工時
におけるリードの曲りなどが、溝22aの内側に収まる
程度のわずかなズレであれば、ボンディングツール22
の上下動作により強制的に位置修正して適正な位置に修
正復帰させ、さらに超音波振動の付加によるぶれを抑え
ながら適正な位置に圧着することが可能である。
【0023】上記第4の実施例では、ボンディングツー
ルの圧着部先端面に互いに交差するように円弧状の溝を
形成しているが、円弧状に限ったものではなく、テーパ
形状などの溝の側面が斜面形状をして開孔部側が広く形
成されている溝であれば、上記した円弧状の溝を形成し
たボンディングツールと同様の効果を得ることが可能で
ある。
【0024】上記第3及び第4の実施例では、溝を互い
に交差するように形成したボンディングツールについて
説明しているが、この形状に限ったものではなく、例え
ばどちらか一方向のみに限定されている場合は、その方
向のみに溝を形成したボンディングツールを利用するこ
とは可能である。
【0025】また、上記第3及び第4の実施例において
は、ボンディングツールを回転させることのできる装置
の場合であれば、載置されたリードの方向に合わせてボ
ンディングツールを回転させれば良いので、どちらか一
方向にのみ溝の形成されているボンディングツールを利
用することで対応することは可能である。上記第1及び
第2の実施例においても、ボンディングツールを回転さ
せることのできる装置に適用させることは可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明のボンディングツール、及びこれ
を用いたボンディング方法を実施することにより、半導
体チップのバンプとこのバンプに接合されるインナリー
ド、あるいは外部リードとインナリードに連設され外部
リードに接合されるアウタリードを位置決めした後、ボ
ンディングツールが下降して接触する際や押圧する際、
また超音波振動を付加する際に生じる位置ズレを防止し
て、適正な位置に確実に圧着することが可能であり、信
頼性が高いボンディングが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボンディングツールの先端部拡大図
【図2】本発明のボンディングツールを適用した第1の
実施例を示す図
【図3】第1の実施例の先端部拡大図
【図4】本発明のボンディングツールを適用した第2の
実施例を示す図
【図5】本発明第2のボンディングツールの先端部拡大
【図6】第2のボンディングツールを適用した第3の実
施例を示す図
【図7】本発明第3のボンディングツールの先端部拡大
【図8】従来のボンディングツールの先端部拡大図
【符号の説明】
1,21,22,23 ボンディングツール 1a 突起物 2 インナリード 4 半導体チップ 11 アウタリード 12 外部リード 21a 溝

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チップのバンプとこのバンプに接合
    されるインナリード、または外部リードと前記インナリ
    ードに連設され前記外部リードに接合されるアウタリー
    ドを接合するボンディング装置に設けられるボンディン
    グツールにおいて、前記インナリードまたは前記アウタ
    リードの各々に対して複数の突起物によって圧力を加え
    る先端部を備えることを特徴とするボンディングツー
    ル。
  2. 【請求項2】半導体チップのバンプとこのバンプに接合
    されるインナリード、または外部リードと前記インナリ
    ードに連設され前記外部リードに接合されるアウタリー
    ドを位置決めし接合するボンディング方法において、
    記インナリードまたは前記アウタリードの各々に対して
    複数の突起物によって圧力を加えて接合することを特徴
    とするボンディング方法。
  3. 【請求項3】半導体チップのバンプとこのバンプに接合
    されるインナリード、または外部リードと前記インナリ
    ードに連設され前記外部リードに接合されるアウタリー
    ドを接合するボンディング装置に設けられるボンディン
    グツールにおいて、先端部に前記インナリードまたは前
    記アウタリードを一本または複数本収納保持可能な
    有することを特徴とするボンディングツール。
  4. 【請求項4】半導体チップのバンプとこのバンプに接合
    されるインナリード、または外部リードと前記インナリ
    ードに連設され前記外部リードに接合されるアウタリー
    ドを位置決めし接合するボンディング方法において、
    ンディングツールに設けられた溝により前記インナリー
    ドまたは前記アウタリードを1本または複数本収納保持
    して接合することを特徴とするボンディング方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または3記載のボンディングツー
    ルを具備することを特徴とするボンディング装置。
  6. 【請求項6】 超音波ホーンと、この超音波ホーンから生
    じる超音波振動により振動可能に設けられる請求項1ま
    たは3記載のボンディングツールとを具備することを特
    徴とするボンディング装置。
  7. 【請求項7】 位置決め後に被接触部に超音波振動を加え
    て接合することを特徴とする請求項2または4記載のボ
    ンディング方法。
JP17296991A 1991-07-15 1991-07-15 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法 Expired - Fee Related JP2998942B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17296991A JP2998942B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17296991A JP2998942B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0521541A JPH0521541A (ja) 1993-01-29
JP2998942B2 true JP2998942B2 (ja) 2000-01-17

Family

ID=15951718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17296991A Expired - Fee Related JP2998942B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2998942B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796563B2 (en) 2009-02-13 2014-08-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Connection structure, power module and method of manufacturing the same

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0652145U (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 日本電信電話株式会社 ボンディングツール
KR19990025481A (ko) * 1997-09-12 1999-04-06 윤종용 빔 리드 본딩 장치의 본드 헤드
JP4276989B2 (ja) 2004-09-29 2009-06-10 富士通株式会社 超音波接合用ボンディングツールおよび超音波接合方法
US20060163315A1 (en) 2005-01-27 2006-07-27 Delsman Mark A Ribbon bonding tool and process
JP2009043538A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Yazaki Corp 超音波接合方法及び超音波接合装置
KR101286821B1 (ko) * 2009-06-23 2013-07-17 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 초음파 접합용 툴, 초음파 접합용 툴의 제조 방법, 초음파 접합 방법 및 초음파 접합 장치
JP2019013959A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 イーグル工業株式会社 超音波接合治具、接合構造及び接合方法
WO2020158621A1 (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 京セラ株式会社 ボンディングツールおよびその製造方法、並びにボンディング装置およびボンディング方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796563B2 (en) 2009-02-13 2014-08-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Connection structure, power module and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0521541A (ja) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6490228B2 (en) Apparatus and method of forming electrical connections to an acoustic transducer
JP4338834B2 (ja) 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法
JP5066935B2 (ja) 電子部品および電子装置の製造方法
JP2998942B2 (ja) ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法
JP2002158257A (ja) フリップチップボンディング方法
JP2000174059A (ja) 電子部品の実装方法
JP2000323534A (ja) 半導体素子の実装構造及び実装方法
JPH05190601A (ja) フリップチップ接合方法
JP3100710B2 (ja) ボンディングツールおよびボンディング方法
JPH0530058B2 (ja)
JP3395609B2 (ja) 半田バンプ形成方法
JP3412672B2 (ja) 半導体装置、およびこの半導体装置の製造方法
JP3498285B2 (ja) 半導体チップの接合方法及び接合装置
JP2954093B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JP3478734B2 (ja) バンプ付電子部品の実装方法および実装体
JP2000216198A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3243906B2 (ja) 半導体装置と外部端子との接合方法
JP3029023B2 (ja) ボンディングツール
JP2527531B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JP2943381B2 (ja) ボンディング方法
JP2976604B2 (ja) フィルムキャリアのリード部のボンディング装置
JPH11297766A (ja) はんだバンプボンディング装置およびはんだバンプボンディング方法
JP3409688B2 (ja) 電子部品のボンディングツールおよびボンディング装置
JP3347025B2 (ja) バンプボンディング装置及び方法
JPH05160202A (ja) ボンディングツ−ルおよびボンディング方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees