JP3100710B2 - ボンディングツールおよびボンディング方法 - Google Patents

ボンディングツールおよびボンディング方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、半導体チッ
プの各電極パッドと、フィルムキャリアの各インナーリ
ードとを一組ずつ個別に接合するボンディングツールお
よびボンディング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化、高集積化
に伴い、半導体チップはますます多端子、狭ピッチ化の
傾向を強めている。このような傾向に対応するため、多
数かつ狭ピッチで設けられたリードと、これに対応する
被ボンディング部位とを確実かつ均一に接続するための
ボンディング方法としてシングルポイントボンディング
方法が考案されている。
【0003】このシングルポイントボンディング方法
は、具体的には、例えば図5に示すように、針状のボン
ディングツール1を用いて、フィルムキャリア2のイン
ナーリード3(リード)と、半導体チップ4の電極パッ
ド5(被ボンディング部位)とを一組ずつ個別に接続し
ていくものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のシン
グルポイントボンディング方法では、半導体チップの高
機能化に対する対策として、ボンディングの温度を低く
して、代わりに上記ボンディングツール1を超音波振動
させ、インナーリード3と電極パッド5の接合部に超音
波エネルギを印加するようにしている。
【0005】すなわち、図5に示すように、上記ボンデ
ィングツール1は、図示しない超音波発振源に接続され
た超音波ホーン6の先端部に保持され、上記インナーリ
ード3と電極5とを接合する際には、上記超音波振動源
が作動することで上記インナーリード3を超音波振動さ
せるようになっている。
【0006】ところが、このようなボンディング方法で
は、ボンディング中に、振動によって上記インナーリー
ド3が上記ボンディングツール1の押圧面の中央部から
ずれることがある。インナーリード3がずれると、接合
強度が弱くなったりそのインナーリード3が隣合うイン
ナーリード3や電極5と接触して導電不良を起こす恐れ
がある。
【0007】また、上記インナーリード3と電極5との
位置合わせが最初からずれていて、上記ボンディングツ
ール1の押圧面の中央部で上記インナーリード3を保持
していない場合には、この恐れはさらに強くなる。
【0008】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、各リードを各被ボンディング部位に確実に
接続することができるボンディングツールおよびボンデ
ィング方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、先端に押圧部を有し、この押圧でリードを一本ず
つ被ボンディング部位に押し付けて接合させるボンディ
ングツールであって、上記押圧には上記リードを保持
するガイド溝が設けられ、このガイド溝の中央部には
記リードに当接して、上記リードを上記被ボンディング
部位に押し付ける突起が設けられていることを特徴とす
るものである。
【0010】また、第2の手段は、先端に押圧部を有
し、この押圧に、リードを保持するガイド溝およびこ
のガイド溝の中央部には突起が設けられてなるボンディ
ングツールを用い、上記リードを上記ガイド溝に位置決
め保持し、上記突起を介して上記リードを被ボンディン
グ部位に押圧することを特徴とするものである。
【0011】
【作用】このような構成によれば、リードをガイド溝で
押圧面の中央部に案内し、かつこの押圧面からずれない
ように保持することができると共に、突起で上記リード
を被ボンディング部位に対して効果的に押圧することが
できる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、従来例と同一の構成要素には同一記号
を付してその説明は省略する。
【0013】図1に示すように、この発明のボンディン
グツール10の押圧面10aには、この押圧面10aの
中央部で互いに直交する第1、第2のガイド溝11、1
2が設けられている。この第1、第2のガイド溝11、
12の断面はともに半円形状に形成され円弧状のガイド
面を構成している。
【0014】また、この第1、第2のガイド溝11、1
2の交差部、すなわちこのボンディングツール10の押
圧面10aの中央部には、突起13が設けられている。
この突起13の高さは上記第1、第2のガイド溝11、
12の深さよりも小さく形成されている。例えば、上記
第1、第2の溝の押圧面10aからの深さを20μmと
すると、この突起部の頂部までの深さは15μm程度で
ある。次に、このボンディングツール10をインナーリ
ードボンディング装置に適応させた例でその作用を説明
する。
【0015】このボンディングツール10は、図5を引
用して示すインナーリードボンディング装置の超音波ホ
ーン6の先端部に、従来例のボンディングツール1と同
様に、軸線を垂直にした状態で取り付けられる。
【0016】ただし、このとき、上記ボンディングツー
ル10は、図1に示すように、押圧面10aに形成され
た第1、第2のガイド溝11、12が、上記インナーリ
ード3の延出方向(図4に示すQFPの場合はXY方
向)に一致するように取り付けられる。
【0017】上記超音波ホーン6は、図示しない超音波
振動装置に接続され、上記ボンディングツール10に超
音波振動を伝達する。また、上記超音波ホーン6は図示
しない駆動装置によってXYZ方向に位置決め駆動され
るようになっている。
【0018】このボンディング装置は、上記半導体チッ
プ4をフィルムキャリア2に対して位置決めし、この半
導体チップ4の各電極パッド5…を上記フィルムキャリ
ア2のインナーリード4…の下面に当接させる。
【0019】ついで、このインナーリードボンディング
装置は、上記図示しない駆動装置を作動させ、上記超音
波ホーン6を介して、図2(a)に示すように、上記ボ
ンディングツール10の押圧面10aを所定の電極パッ
ド5の上方に対向位置決めし、ついでこのボンディング
ツール10を下降させる。
【0020】下降してきたボンディングツール10は図
2(b)に示すように、上記電極パッド5に対向位置決
めされたインナーリード3の延出方向に沿う、例えば第
1のガイド溝11でこのインナーリード3を保持する。
【0021】図2(a)、(b)に示すように、このイ
ンナーリード3と電極パッド5との位置合わせにずれが
ある場合は、このインナーリード3はボンディングツー
ル10の下降にしたがって上記第1のガイド溝11の円
弧状の壁面に沿って上記押圧面10aの中央部に案内さ
れ、そのずれが修正される。
【0022】そして、さらに上記ボンディングツール1
0を下降させると、図2(c)に示すように、上記ボン
ディングツール10の上記突起13は上記インナーリー
ド3の上面に当接し、食い込んで、このインナーリード
3を上記電極パッド5に効果的に押し付ける。
【0023】上記インナーリードボンディング装置は、
この状態で、上記超音波振動源を作動させ、上記ボンデ
ィングツール10に超音波振動を印加する。このこと
で、上記インナーリード3と上記電極パッド5は超音波
エネルギおよび熱エネルギによって圧着される。
【0024】1組のインナーリード3と電極パッド5が
接合されたならば、上記インナーリードボンディング装
置は、上記ボンディングツール10を上昇させると共
に、このボンディングツール10を隣の電極パッド5の
上方に対向位置決めする。ついで、このインナーリード
ボンディング装置は、図2(a)〜(c)に示す動作を
繰り返し、インナーリード3…と電極パッド5…とを1
組ずつ個別にシングルポイントボンディングしていく。
【0025】なお、図5においては、インナーリード3
の延出方向がXY方向の2方向である。したがって、イ
ンナーリード3の延出方向が上述のX方向からY方向に
変わった場合は、上記第1のガイド溝11と直交する第
2のガイド溝12を用いてシングルポイントボンディン
グを行うようにする。
【0026】このようにして、上記半導体チップ4の各
電極パッド5…とフィルムキャリア2の各インナーリー
ド3…とが接合されたならば、この半導体チップ4およ
びインナーリード3(以下TAB部品と呼ぶ)は、上記
フィルムキャリア2から打ちぬかれて、アウタリードボ
ンディング工程に送られる。
【0027】このアウタリードボンディング装置にも、
上記ボンディングツール10を適用することができる。
すなわち、上記アウタリードボンディング装置は、図3
に示すように、上記ボンディングツール10を、超音波
ホーン15の先端部に保持する。
【0028】このボンディングツール10の下方には、
リードフレーム(基板)16と、このリードフレーム1
6上に装着されたTAB部品17とが載置される。上記
アウタリードボンディング装置は、上述のインナーリー
ドボンディング装置と同様の動作で、上記TAB部品1
7の各アウタリード18…(リード)と、リードフレー
ム16の各端子19…(被ボンディング部位)とを一組
ずつ個別に接合していくのである。
【0029】このような構成によれば、インナーリード
3やアウタリード18(以下、「リード」と総称する)
を第1あるいは第2のガイド溝11、12(以下、「ガ
イド溝」と称する)に保持することができるので、ボン
ディング中に上記リードがこのボンディングツール10
の押圧面10aからずれることが少ない。
【0030】また、上記リードに加工誤差があったり、
上記半導体チップ4(TAB部品17)とフィルムキャ
リア2(リードフレーム16)との位置決めに誤差があ
る場合でも、上記ガイド溝でリードの姿勢を修正して各
被ボンディング部位(電極パッド5、端子19)に対向
させることができる。
【0031】また、ボンディング時には、この修正され
たリードを上記突起13で保持し、押圧するようにした
ので、リードと被ボンディング部位とを確実に接続する
ことができる。
【0032】したがって、この発明によれば、より良好
なシングルポイントボンディングを行うことができるの
で、製品の品質が向上すると共に、製品の歩留まりが向
上するという効果がある。なお、この発明は、上記一実
施例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しな
い範囲で種々変形可能である。
【0033】例えば、上記一実施例では、ガイド溝は、
製造する半導体装置が4方向に突出する端子を持つもの
であったため互いに直交する第1、第2の溝11、12
からなるものであったが、製造する半導体装置のリード
の延出方向がX方向あるいはY方向のみであるような場
合は、図4に示すように、上記ガイド溝は例えば第1の
ガイド溝11´のみで良い。
【0034】また、上記ガイド溝11、12のガイド面
は円弧状であったが、これに限定されるものではなく、
上記インナーリード3(アウタリード18)を上記ボン
ディングツール10の押圧面10aの中央部に位置決め
保持することができる構成であれば、例えば上記ガイド
面はテーパ状に形成されていても良い。
【0035】一方、上記ボンディングツール10(10
´)は四角錐台形状であったが、これに限定されるもの
ではなく、円錐台形状であっても良い。要は、押圧面に
ガイド溝および突起を備えている構造であれば良い。
【0036】
【発明の効果】以上のべたように、この発明のボンディ
ングツールは、押圧面でリードを一本ずつ被ボンディン
グ部位に押し付けて接合させるボンディングツールであ
って、上記押圧面には上記リードを保持するガイド溝が
設けられ、このガイド溝の中央部には突起が設けられて
いるものである。
【0037】また、この発明のボンディング方法は、押
圧面に、リードを保持するガイド溝およびこのガイド溝
の中央部には突起が設けられてなるボンディングツール
を用い、リードを上記ガイド溝に位置決め保持し、上記
突起を介して上記リードを被ボンディング部位に押圧す
るものである。
【0038】このような構成によれば、各リードを各被
ボンディング部位に確実に接続することができるので、
製品の品質が向上すると共に、製品の歩留まりが向上す
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す拡大斜視図。
【図2】(a)〜(c)は、同じく、ボンディングの工
程を示す工程図。
【図3】同じく、アウタリードボンディング装置の一部
を示す斜視図。
【図4】他の実施例を示す斜視図。
【図5】シングルポイント方式のインナーリードボンデ
ィングを示す斜視図。
【符号の説明】
3…インナーリード(リード)、5…電極パッド(被ボ
ンディング部位)、10…ボンディングツール、10a
…押圧面、11…第1のガイド溝(ガイド溝)、12…
第2のガイド溝(ガイド溝)、13…突起、18…アウ
タリード(リード)、19…端子(被ボンディング部
位)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−324948(JP,A) 特開 平4−245450(JP,A) 特開 平5−21541(JP,A) 実開 平5−15428(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 311 H01L 21/603

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に押圧部を有し、この押圧でリー
    ドを一本ずつ被ボンディング部位に押し付けて接合させ
    るボンディングツールであって、上記押圧には上記リ
    ードを保持するガイド溝が設けられ、このガイド溝の中
    央部には上記リードに当接して、上記リードを上記被ボ
    ンディング部位に押し付ける突起が設けられていること
    を特徴とするボンディングツール。
  2. 【請求項2】 先端に押圧部を有し、この押圧に、リ
    ードを保持するガイド溝およびこのガイド溝の中央部に
    は突起が設けられてなるボンディングツールを用い、
    リードを上記ガイド溝に位置決め保持し、上記突起を
    介して上記リードを被ボンディング部位に押圧すること
    を特徴とするボンディング方法
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