JP2999750B2 - ボンディング方法 - Google Patents
ボンディング方法Info
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- JP2999750B2 JP2999750B2 JP10163150A JP16315098A JP2999750B2 JP 2999750 B2 JP2999750 B2 JP 2999750B2 JP 10163150 A JP10163150 A JP 10163150A JP 16315098 A JP16315098 A JP 16315098A JP 2999750 B2 JP2999750 B2 JP 2999750B2
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- bonding
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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
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75302—Shape
- H01L2224/75303—Shape of the pressing surface
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-
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-
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01019—Potassium [K]
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のリー
ドをボンディングするボンディング方法に関するもので
ある。
ドをボンディング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】従来、このような分野の技術としては、
特開昭６０−２１３０３７号及び特開昭６１−１５８１
５４号に記載されるものがあった。図４は従来のＴＡＢ
（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技
術を用いた半導体装置の製造工程図、図５はその半導体
装置のインナリードのボンディング状態を示す断面図で
ある。
特開昭６０−２１３０３７号及び特開昭６１−１５８１
５４号に記載されるものがあった。図４は従来のＴＡＢ
（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技
術を用いた半導体装置の製造工程図、図５はその半導体
装置のインナリードのボンディング状態を示す断面図で
ある。
【０００３】この種の半導体装置は、図４に示すよう
に、まず、ウエハ上にバンプを形成し、スクライビ
ングを行い、インナリードボンディングを行い、封
止を行い、アウタリードボンディングを行うようにし
ていた。即ち、図５に示すように、金属セラミック等で
作られたボンディングステージ１上にバンプ形成を行っ
たＩＣチップ２を置き、このＩＣチップ２のバンプ３と
フィルムキャリア４のインナリード部５とを位置合わせ
し、その上から焼結ダイヤモンド等を貼り合わせたイン
ナリードボンディングツール６を用いて加熱・加圧する
ことによって、フィルムキャリア４のインナリード部５
とＩＣチップ２のバンプ３とを接合する。この時のイン
ナリードボンディングツール６の構成を図６に示す。
に、まず、ウエハ上にバンプを形成し、スクライビ
ングを行い、インナリードボンディングを行い、封
止を行い、アウタリードボンディングを行うようにし
ていた。即ち、図５に示すように、金属セラミック等で
作られたボンディングステージ１上にバンプ形成を行っ
たＩＣチップ２を置き、このＩＣチップ２のバンプ３と
フィルムキャリア４のインナリード部５とを位置合わせ
し、その上から焼結ダイヤモンド等を貼り合わせたイン
ナリードボンディングツール６を用いて加熱・加圧する
ことによって、フィルムキャリア４のインナリード部５
とＩＣチップ２のバンプ３とを接合する。この時のイン
ナリードボンディングツール６の構成を図６に示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたインナリードボンディングツール６の形状では、イ
ンナリードボンディングツール６の先端チップ７とツー
ル母材８との線膨張係数の違いからツール先端が撓む。
例えば、先端チップ７が焼結ダイヤモンドの場合、その
線膨張係数は３．８×１０-6Ｋ-1であり、ツール母材８
がインコネル（商品名）の場合、その線膨張係数は１８
×１０-6Ｋ-1であるため、ツール先端が、図７に示すよ
うに、上方に撓む形状になる。
べたインナリードボンディングツール６の形状では、イ
ンナリードボンディングツール６の先端チップ７とツー
ル母材８との線膨張係数の違いからツール先端が撓む。
例えば、先端チップ７が焼結ダイヤモンドの場合、その
線膨張係数は３．８×１０-6Ｋ-1であり、ツール母材８
がインコネル（商品名）の場合、その線膨張係数は１８
×１０-6Ｋ-1であるため、ツール先端が、図７に示すよ
うに、上方に撓む形状になる。
【０００５】そのため、フィルムキャリア４のインナリ
ード部５に対し、全リードを均一に加熱・加圧すること
ができなくなってしまい、フィルムキャリア４のインナ
リード部５とＩＣチップ２のバンプ３との間で良好な接
合ができないという問題点があった。図８はインナリー
ドボンディング工程で一辺に４０リードを配置したサン
プルにおいて、従来の形状のインナリードボンディング
ツールを用いた場合の接合部分の引張強度特性図であ
り、この図から明らかなように、４０リードの中央部、
つまりピン番号２０近傍の接合部の引張強度が大幅に低
下する。
ード部５に対し、全リードを均一に加熱・加圧すること
ができなくなってしまい、フィルムキャリア４のインナ
リード部５とＩＣチップ２のバンプ３との間で良好な接
合ができないという問題点があった。図８はインナリー
ドボンディング工程で一辺に４０リードを配置したサン
プルにおいて、従来の形状のインナリードボンディング
ツールを用いた場合の接合部分の引張強度特性図であ
り、この図から明らかなように、４０リードの中央部、
つまりピン番号２０近傍の接合部の引張強度が大幅に低
下する。
【０００６】本発明は、以上述べた半導体装置のボンデ
ィングにおいてリード接合不良が発生するという問題点
を除去し、信頼性の高いボンディングを行うことのでき
るボンディング方法を提供することを目的とする。
ィングにおいてリード接合不良が発生するという問題点
を除去し、信頼性の高いボンディングを行うことのでき
るボンディング方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体装置のリードをボンディングする
ボンディング方法において、非加熱の状態において、ボ
ンディング面が被ボンディング面に対して凸状、かつ曲
面状に形成される先端チップと、この先端チップを支持
するツール母材とを備えたボンディングツールを準備す
る工程と、このボンディングツールを加熱し、前記ツー
ル母材と前記先端チップとの熱膨張率の差により前記ボ
ンディング面を略平坦とした状態で前記リードをボンデ
ィングする工程とを有するようにしたものである。
成するために、半導体装置のリードをボンディングする
ボンディング方法において、非加熱の状態において、ボ
ンディング面が被ボンディング面に対して凸状、かつ曲
面状に形成される先端チップと、この先端チップを支持
するツール母材とを備えたボンディングツールを準備す
る工程と、このボンディングツールを加熱し、前記ツー
ル母材と前記先端チップとの熱膨張率の差により前記ボ
ンディング面を略平坦とした状態で前記リードをボンデ
ィングする工程とを有するようにしたものである。
【０００８】本発明によれば、上記のように構成したの
で、半導体装置のリードをボンディングするボンディン
グ方法において、異種材料を貼り合わせたボンディング
ツールの加熱時におけるツール先端部が形状変化するこ
とによって起こるリード接合不良を解消することができ
る。
で、半導体装置のリードをボンディングするボンディン
グ方法において、異種材料を貼り合わせたボンディング
ツールの加熱時におけるツール先端部が形状変化するこ
とによって起こるリード接合不良を解消することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施例を示すインナリードボンディングツールの構成図
であり、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）
は側面図である。この実施例においては、インナリード
ボンディングツール１０のツール母材１３に支持される
先端チップ１１のボンディング面１２の形状を球面状に
し、更に、例えば、先端チップ１１に１０ｍｍ□程度の
大きさの焼結ダイヤを用い、ツール母材１３に耐熱性金
属（例えば、インコネル）を用いた場合、焼結ダイヤと
耐熱性金属との線膨張係数の相違を考慮し、ボンディン
グ面１２を約１０μｍの凸状かつ球面状に形成する。す
ると、インナリードボンディングツール１０をボンディ
ング時の温度まで加熱した場合、上記ボンディング面１
２は、図２に示すような略平坦のボンディング面１２′
になる。
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施例を示すインナリードボンディングツールの構成図
であり、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）
は側面図である。この実施例においては、インナリード
ボンディングツール１０のツール母材１３に支持される
先端チップ１１のボンディング面１２の形状を球面状に
し、更に、例えば、先端チップ１１に１０ｍｍ□程度の
大きさの焼結ダイヤを用い、ツール母材１３に耐熱性金
属（例えば、インコネル）を用いた場合、焼結ダイヤと
耐熱性金属との線膨張係数の相違を考慮し、ボンディン
グ面１２を約１０μｍの凸状かつ球面状に形成する。す
ると、インナリードボンディングツール１０をボンディ
ング時の温度まで加熱した場合、上記ボンディング面１
２は、図２に示すような略平坦のボンディング面１２′
になる。
【００１０】従って、インナリードボンディングツール
１０の先端チップ１１とツール母材１３との線膨張の違
いに起因するリードの接合不良を有効に解消することが
できる。なお、先端チップ１１の材料として、焼結ダイ
ヤ以外に天然ダイヤや窒化ホウ素等を用い、ツール母材
１３の材料として、インコネル（商品名）以外にタング
ステン系合金，モリブデン，モリブデン系合金等を用い
ても、同様な結果を得ることができる。
１０の先端チップ１１とツール母材１３との線膨張の違
いに起因するリードの接合不良を有効に解消することが
できる。なお、先端チップ１１の材料として、焼結ダイ
ヤ以外に天然ダイヤや窒化ホウ素等を用い、ツール母材
１３の材料として、インコネル（商品名）以外にタング
ステン系合金，モリブデン，モリブデン系合金等を用い
ても、同様な結果を得ることができる。
【００１１】図３はインナリードボンディング工程で一
辺に４０リードを配置したサンプルにおいて、本発明の
インナリードボンディングツールを用いた場合の接合部
分の引張強度特性図である。この図から明らかなよう
に、４０リードの略全部の接合部において引張強度の低
下はなく、リード全体を強固に接合することができる。
辺に４０リードを配置したサンプルにおいて、本発明の
インナリードボンディングツールを用いた場合の接合部
分の引張強度特性図である。この図から明らかなよう
に、４０リードの略全部の接合部において引張強度の低
下はなく、リード全体を強固に接合することができる。
【００１２】次に、図９は本発明の他の実施例を示すア
ウタリードボンディングツールの構成図であり、図９
（ａ）は正面から見た断面図、図９（ｂ）は側面図であ
る。この実施例においては、アウタリードボンディング
ツール２０のツール母材２３に支持される先端チップ２
１のボンディング面２２の形状を球面状にする。例え
ば、先端チップ２１に焼結ダイヤを用い、ツール母材２
３に薄い板状体の耐熱性金属（例えば、インコネル）を
用いた場合、焼結ダイヤと耐熱性金属との線膨張係数が
相違することを考慮して、先端チップ２１のボンディン
グ面２２を凸状態の球面状にする。すると、アウタリー
ドボンディングツール２０をボンディング時の温度まで
加熱した場合に、第２図の場合と同様に、先端チップ２
１のボンディング面２２は略平坦になる。
ウタリードボンディングツールの構成図であり、図９
（ａ）は正面から見た断面図、図９（ｂ）は側面図であ
る。この実施例においては、アウタリードボンディング
ツール２０のツール母材２３に支持される先端チップ２
１のボンディング面２２の形状を球面状にする。例え
ば、先端チップ２１に焼結ダイヤを用い、ツール母材２
３に薄い板状体の耐熱性金属（例えば、インコネル）を
用いた場合、焼結ダイヤと耐熱性金属との線膨張係数が
相違することを考慮して、先端チップ２１のボンディン
グ面２２を凸状態の球面状にする。すると、アウタリー
ドボンディングツール２０をボンディング時の温度まで
加熱した場合に、第２図の場合と同様に、先端チップ２
１のボンディング面２２は略平坦になる。
【００１３】従って、アウタリードボンディングツール
２０の先端チップ２１とツール母材２３との線膨張の違
いに起因するリードの接合不良を有効に解消することが
できる。また、図１０に示すように、本発明のアウタリ
ードボンディングツール２０を用いて、半導体パッケー
ジ３０のリード３１をボンディングすることができるこ
とは言うまでもない。
２０の先端チップ２１とツール母材２３との線膨張の違
いに起因するリードの接合不良を有効に解消することが
できる。また、図１０に示すように、本発明のアウタリ
ードボンディングツール２０を用いて、半導体パッケー
ジ３０のリード３１をボンディングすることができるこ
とは言うまでもない。
【００１４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００１５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ボンディングツールの先端チップ形状を変更し
たので、インナリードボンディング或いはアウタリード
ボンディングにおいて、ツール先端部の変形によるリー
ド接合不良がなくなり、信頼性の高いボンディングを行
うことができる。
よれば、ボンディングツールの先端チップ形状を変更し
たので、インナリードボンディング或いはアウタリード
ボンディングにおいて、ツール先端部の変形によるリー
ド接合不良がなくなり、信頼性の高いボンディングを行
うことができる。
【図１】本発明の実施例を示すインナリードボンディン
グツールの構成図である。
グツールの構成図である。
【図２】本発明のインナリードボンディングツールのボ
ンディング時の状態を示す図である。
ンディング時の状態を示す図である。
【図３】本発明のインナリードボンディングツールを用
いた場合の接合部分の引張強度特性図である。
いた場合の接合部分の引張強度特性図である。
【図４】従来のＴＡＢ技術を用いた半導体装置の製造工
程図である。
程図である。
【図５】従来の半導体装置のインナリードのボンディン
グ状態を示す断面図である。
グ状態を示す断面図である。
【図６】従来のインナリードボンディングツールの構成
図である。
図である。
【図７】従来のインナリードボンディングツールのボン
ディング時の問題点説明図である。
ディング時の問題点説明図である。
【図８】従来のボンディングツールを用いた場合の接合
部分の引張強度特性図である。
部分の引張強度特性図である。
【図９】本発明の他の実施例を示すアウタリードボンデ
ィングツールの構成図である。
ィングツールの構成図である。
【図１０】本発明のアウタリードボンディングツールを
用いた半導体パッケージのボンディング状態を示す図で
ある。
用いた半導体パッケージのボンディング状態を示す図で
ある。
１０ インナリードボンディングツール １１，２１ 先端チップ １２，１２′，２２ ボンディング面 １３，２３ ツール母材 ２０ アウタリードボンディングツール ３０ 半導体パッケージ ３１ リード
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体装置のリードをボンディングする
ボンディング方法において、（ａ）非加熱の状態におい
て、ボンディング面が被ボンディング面に対して凸状、
かつ曲面状に形成される先端チップと、該先端チップを
支持するツール母材とを備えたボンディングツールを準
備する工程と、（ｂ）該ボンディングツールを加熱し、
前記ツール母材と前記先端チップとの熱膨張率の差によ
り前記ボンディング面を略平坦とした状態で前記リード
をボンディングする工程とを有する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 |
|---|---|---|---|
| JP10163150A JP2999750B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10163150A JP2999750B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボンディング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321675A JPH10321675A (ja) | 1998-12-04 |
| JP2999750B2 true JP2999750B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=15768182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10163150A Expired - Lifetime JP2999750B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | ボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999750B2 (ja) |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP10163150A patent/JP2999750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10321675A (ja) | 1998-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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