JP3247636B2 - Bonding tool and manufacturing method thereof - Google Patents

Bonding tool and manufacturing method thereof

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JP3247636B2 JP17533897A JP17533897A JP3247636B2 JP 3247636 B2 JP3247636 B2 JP 3247636B2 JP 17533897 A JP17533897 A JP 17533897A JP 17533897 A JP17533897 A JP 17533897A JP 3247636 B2 JP3247636 B2 JP 3247636B2
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polycrystalline diamond
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    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディングツー
ル及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は、ツール作用面を構成する多結晶ダイヤモンド膜と基
板との密着性が良好で、クラックや剥離の発生がないT
AB(Tape Automated Bondin
g)工程用のボンディングツール及びその製造方法に関
する。
The present invention relates to a bonding tool and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention has a good adhesion between the polycrystalline diamond film constituting the tool working surface and the substrate, and is free from cracks and peeling.
AB (Tape Automated Bondin)
g) A bonding tool for a process and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】TAB工程においては、LSIチップの
電極とフィルムキャリヤのリードとが接続される。図1
は、TAB工程の説明図である。加熱ステージ1上の熱
絶縁体2の上に、チップガイド3により位置決めされた
チップ4に対して、インナーリード5を有するフィルム
キャリヤ6が、テープガイド7を経由して、インナーリ
ードの位置と電極8の位置が一致するよう運ばれる。こ
の状態で、加熱されたボンディングツール9が加圧シリ
ンダ10によって押し下げられてインナーリードを電極
に押し付け、インナーリードと電極の間にAu−Sn共
晶合金を形成することにより、あるいは、Au−Auの
熱圧着により、チップをインナーリードに接合する。良
好なTABを行うためには、電極の高さの均一性を保つ
とともに、ボンディングツール作用面の平坦性と、耐摩
耗性と、均一な温度分布が重要である。ボンディングツ
ール作用面の材料として、耐摩耗性に優れ、熱伝導率の
大きい多結晶ダイヤモンド膜が開発されている。多結晶
ダイヤモンド膜を形成する基板としては、一般にSi
C、Si34、AlNなどの焼結体が用いられる。とこ
ろが、焼結体基板には、バインダー元素や不純物元素が
含まれ、例えば、SiC焼結体の場合には、Al、F
e、Bなどが粒界に存在し、あるいは結晶中に固溶して
いる。このような不純物元素やバインダー元素が、多結
晶ダイヤモンド膜の析出の際に悪影響を及ぼし、多結晶
ダイヤモンド膜と基板の密着力を低下させ、ツール製造
中や使用中に多結晶ダイヤモンド膜にクラックが入った
り、多結晶ダイヤモンド膜が基板から剥離するという問
題がある。このために、基板と多結晶ダイヤモンド膜の
密着性が良好で、クラックや剥離を生ずることなく、安
定して使用することができるボンディングツールが求め
られている。
2. Description of the Related Art In a TAB process, electrodes of an LSI chip and leads of a film carrier are connected. FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of a TAB step. On the thermal insulator 2 on the heating stage 1, the film carrier 6 having the inner lead 5 is moved via the tape guide 7 to the chip 4 positioned by the chip guide 3, and the position of the inner lead and the electrode 8 are brought to coincide. In this state, the heated bonding tool 9 is pressed down by the pressing cylinder 10 to press the inner lead against the electrode, and to form an Au-Sn eutectic alloy between the inner lead and the electrode, or Is bonded to the inner lead by thermocompression bonding. In order to perform good TAB, it is important to maintain the uniformity of the height of the electrode, and also to ensure the flatness of the working surface of the bonding tool, the wear resistance, and the uniform temperature distribution. As a material for the working surface of the bonding tool, a polycrystalline diamond film having excellent wear resistance and high thermal conductivity has been developed. Generally, Si is used as a substrate for forming a polycrystalline diamond film.
A sintered body such as C, Si 3 N 4 , or AlN is used. However, the sintered substrate contains a binder element and an impurity element. For example, in the case of a SiC sintered body, Al, F
e, B, etc. are present at the grain boundaries or are dissolved in the crystal. Such impurity elements and binder elements have an adverse effect on the deposition of the polycrystalline diamond film, reduce the adhesion between the polycrystalline diamond film and the substrate, and cause cracks in the polycrystalline diamond film during tool manufacturing and use. Or the polycrystalline diamond film is separated from the substrate. For this reason, there is a demand for a bonding tool that has good adhesion between the substrate and the polycrystalline diamond film and can be used stably without cracking or peeling.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ツール作用
面を構成する多結晶ダイヤモンド膜と基板との密着性が
良好で、クラックや剥離の発生がないTAB工程用のボ
ンディングツール及びその製造方法を提供することを目
的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a bonding tool for a TAB process, which has good adhesion between a polycrystalline diamond film constituting a tool working surface and a substrate and is free from cracks and peeling, and a method of manufacturing the same. The purpose of this is to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基板とツール作用
面の多結晶ダイヤモンド膜との間に、CVD法によるS
iC中間層を設けることにより、密着性が向上すること
を見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は、 (1)SiC焼結体の基板上にCVD法による厚さ10
〜100μmのSiC中間層が形成され、該SiC中間
層表面は粗面化処理してなり、該表面が厚さ20〜10
0μmで、面あらさがRmax0.1μm以下の多結晶
ダイヤモンド膜がCVD法により被覆されてなるツール
先端部を、シャンクにろう付けしてなることを特徴とす
るボンディングツール、 (2)SiC焼結体の基板上に、CVD法により厚さ1
0〜100μmのSiC中間層を形成したのち、該Si
C中間層表面を粗面化処理し、該粗面化表面にCVD法
により厚さ20〜100μmの多結晶ダイヤモンド膜を
析出させ、多結晶ダイヤモンド膜表面を研磨して面あら
さがRmax0.1μm以下の表面を形成して得られる
ツール先端部をシャンクにろう付けすることを特徴とす
るボンディングツールの製造方法、及び (3)粗面化処理が、中間層の表面にダイヤモンドパウ
ダーによる傷付け若しくはダイヤモンドより軟質の砥粒
によるブラスト処理又はダイヤモンド砥石による研削加
工を施すことにより行う第2項記載のボンディングツー
ルの製造方法、を提供するものである。
The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems.
It has been found that the provision of the iC intermediate layer improves the adhesion, and the present invention has been completed based on this finding. That is, the present invention provides: (1) a 10-mm thick SiC sintered body formed on a substrate by CVD.
An SiC intermediate layer having a thickness of 20 to 10 μm is formed, and the surface of the SiC intermediate layer is roughened.
A bonding tool characterized in that a tool tip formed by coating a polycrystalline diamond film having a surface roughness of 0 μm or less and Rmax of 0.1 μm or less by a CVD method is brazed to a shank; On the substrate of thickness 1 by the CVD method.
After forming a 0-100 μm SiC intermediate layer, the SiC
The surface of the C intermediate layer is roughened, a polycrystalline diamond film having a thickness of 20 to 100 μm is deposited on the roughened surface by a CVD method, and the surface of the polycrystalline diamond film is polished to have a surface roughness of Rmax 0.1 μm or less. And (3) roughening the surface of the intermediate layer by scratching with diamond powder or by removing diamond from the surface of the intermediate layer. 3. The method of manufacturing a bonding tool according to claim 2, wherein the method is performed by performing blasting with soft abrasive grains or grinding with a diamond grindstone.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明のボンディングツールは、
基板上にCVD法によるSiC中間層が形成され、その
表面が多結晶ダイヤモンド膜により被覆されたツール先
端部を、シャンクにろう付けしてなるものである。図2
は、本発明のボンディングツールの一態様の斜視図であ
る。本発明のボンディングツールは、基板11の上に、
CVD法によるSiC中間層12が形成され、その表面
が多結晶ダイヤモンド膜13により被覆されたツール先
端部が、ろう材14によりシャンク15にろう付けされ
ている。本発明において、基板の材質には特に制限はな
く、例えば、SiC焼結体、Si34焼結体、AlN焼
結体などを挙げることができる。これらの中で、SiC
焼結体は、CVD法により形成されたSiC中間層や多
結晶ダイヤモンド膜と熱膨張率の値が近いので、ボンデ
ィングツールの加熱、冷却の繰り返しによるクラックや
剥離を生じにくく、加工性が良好であり、機械的強度に
優れ、熱的変形が少なく、物性がダイヤモンドに近いた
めに、特に好適に使用することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The bonding tool of the present invention
A SiC intermediate layer is formed on a substrate by a CVD method, and the tip of the tool, the surface of which is covered with a polycrystalline diamond film, is brazed to a shank. FIG.
1 is a perspective view of one embodiment of the bonding tool of the present invention. The bonding tool of the present invention
A SiC intermediate layer 12 is formed by a CVD method, and a tool tip whose surface is covered with a polycrystalline diamond film 13 is brazed to a shank 15 by a brazing material 14. In the present invention, the material of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a SiC sintered body, a Si 3 N 4 sintered body, and an AlN sintered body. Among them, SiC
The sintered body has a coefficient of thermal expansion close to that of the SiC intermediate layer or the polycrystalline diamond film formed by the CVD method, so that cracking and peeling due to repeated heating and cooling of the bonding tool hardly occur, and the workability is good. It has excellent mechanical strength, little thermal deformation, and physical properties close to those of diamond, so that it can be used particularly preferably.

【0006】本発明においては、基板上にCVD法によ
りSiC中間層を形成する。SiC中間層を形成する方
法には特に制限はなく、例えば、シランSiH4とプロ
パンC38などを原料とする熱CVD法などの公知の合
成法を用いることができる。CVD法により析出させた
SiC中間層は、PVD法により形成したSiC中間層
と比べて基板に対する密着力が大きい。基板がSiC焼
結体である場合は、SiC焼結体とCVD法によるSi
C中間層の間には、特に優れた密着性が得られる。本発
明において、基板上にSiC中間層を形成することによ
り、基板に含まれるバインダー元素や不純物元素の影響
を受けることなく、多結晶ダイヤモンド膜を強い密着力
でSiC中間層に接合することができる。SiC中間層
の厚さは、10〜100μmであることが好ましく、3
0〜80μmであることがより好ましい。SiC中間層
の厚さが10μm未満であると、基板中のバインダー元
素や不純物元素の影響を完全に防ぐことが困難となるお
それがある。SiC中間層の厚さは100μm以下で十
分であり、厚さが100μmを超えると、中間層の密着
性は、相互のわずかな熱膨張差に起因して低下する傾向
がある。本発明においては、基板上にCVD法によるS
iC中間層を形成したのち、その表面に多結晶ダイヤモ
ンド膜を析出させて被覆する。SiC中間層の表面に多
結晶ダイヤモンド膜を析出させる方法には特に制限はな
く、例えば、熱フィラメント法、マイクロ波プラズマ
法、高周波プラズマ法、直流放電プラズマ法、アーク放
電プラズマジェット法、燃焼炎法などを挙げることがで
きる。
In the present invention, a SiC intermediate layer is formed on a substrate by a CVD method. There is no particular limitation on the method of forming the SiC intermediate layer. For example, a known synthesis method such as a thermal CVD method using silane SiH 4 and propane C 3 H 8 as raw materials can be used. The SiC intermediate layer deposited by the CVD method has a higher adhesion to the substrate than the SiC intermediate layer formed by the PVD method. When the substrate is a SiC sintered body, the SiC sintered body and the Si
Particularly excellent adhesion is obtained between the C intermediate layers. In the present invention, by forming the SiC intermediate layer on the substrate, the polycrystalline diamond film can be bonded to the SiC intermediate layer with strong adhesion without being affected by the binder element or the impurity element contained in the substrate. . The thickness of the SiC intermediate layer is preferably from 10 to 100 μm,
More preferably, it is 0 to 80 μm. If the thickness of the SiC intermediate layer is less than 10 μm, it may be difficult to completely prevent the influence of a binder element or an impurity element in the substrate. It is sufficient that the thickness of the SiC intermediate layer is 100 μm or less, and if the thickness exceeds 100 μm, the adhesion of the intermediate layers tends to decrease due to a slight difference in thermal expansion between each other. In the present invention, S
After forming the iC intermediate layer, a polycrystalline diamond film is deposited and coated on the surface. The method for depositing a polycrystalline diamond film on the surface of the SiC intermediate layer is not particularly limited, and examples thereof include a hot filament method, a microwave plasma method, a high-frequency plasma method, a DC discharge plasma method, an arc discharge plasma jet method, and a combustion flame method. And the like.

【0007】本発明において、SiC中間層の形成と、
多結晶ダイヤモンド膜の析出は、同一の装置を用いて連
続して行うことができ、あるいは、SiC中間層を形成
した基板をいったん取り出して、表面の粗面化を行った
のち、多結晶ダイヤモンド膜を析出させることができ
る。CVD法によるSiC中間層の形成と、CVD法に
よる多結晶ダイヤモンド膜の析出を同一の装置を用いて
連続的に行うことにより、工程を合理化するとともに、
SiC中間層の表面の汚染を防止して、SiC中間層と
多結晶ダイヤモンド膜の密着性を高めることができる。
CVD法によるSiC中間層の形成と、CVD法による
多結晶ダイヤモンド膜の析出を連続的に行えない場合
は、主に酸化により汚染された表層部の除去と、表面の
粗面化を目的に、その表面にダイヤモンドパウダーによ
る傷付け、ダイヤモンドより軟質の砥粒によるブラスト
処理、ダイヤモンド砥石による研削加工などを行うこと
ができる。ダイヤモンドより軟質の砥粒としては、例え
ば、Al23、SiCなどを挙げることができる。Si
C中間層表面の粗面化を行うことにより、SiC中間層
と多結晶ダイヤモンド膜の接触面積を増して、SiC中
間層と多結晶ダイヤモンド膜の密着性を高めることがで
きる。本発明において、多結晶ダイヤモンド膜の厚さ
は、20〜100μmであることが好ましく、40〜8
0μmであることがより好ましい。多結晶ダイヤモンド
膜の厚さが20μm未満であると、ツール作用面の耐久
性が不足し、十分なショット回数が得られないおそれが
ある。多結晶ダイヤモンド膜の厚さは、通常は100μ
m以下で十分な性能を有し、厚さが100μmを超えて
も、ボンディングツールは多結晶ダイヤモンド膜の厚さ
の増加に見合っては長寿命化しないうえに、熱膨張差に
起因して密着力が低下する傾向がある。
In the present invention, forming an SiC intermediate layer;
The deposition of the polycrystalline diamond film can be performed continuously using the same apparatus, or the substrate on which the SiC intermediate layer is formed is once taken out, the surface is roughened, and then the polycrystalline diamond film is deposited. Can be precipitated. By continuously forming the SiC intermediate layer by the CVD method and depositing the polycrystalline diamond film by the CVD method using the same apparatus, the process is streamlined,
The contamination of the surface of the SiC intermediate layer can be prevented, and the adhesion between the SiC intermediate layer and the polycrystalline diamond film can be improved.
If the formation of the SiC intermediate layer by the CVD method and the deposition of the polycrystalline diamond film by the CVD method cannot be performed continuously, the purpose is mainly to remove the surface layer contaminated by oxidation and to roughen the surface. The surface can be scratched with diamond powder, blasted with abrasive grains softer than diamond, or ground with a diamond grindstone. Examples of abrasive grains softer than diamond include Al 2 O 3 and SiC. Si
By roughening the surface of the C intermediate layer, the contact area between the SiC intermediate layer and the polycrystalline diamond film can be increased, and the adhesion between the SiC intermediate layer and the polycrystalline diamond film can be increased. In the present invention, the thickness of the polycrystalline diamond film is preferably 20 to 100 μm, and 40 to 8 μm.
More preferably, it is 0 μm. If the thickness of the polycrystalline diamond film is less than 20 μm, the durability of the working surface of the tool is insufficient, and a sufficient number of shots may not be obtained. The thickness of the polycrystalline diamond film is usually 100μ
Even if the thickness exceeds 100 μm, the bonding tool does not extend its life in proportion to the increase in the thickness of the polycrystalline diamond film, and adheres due to the difference in thermal expansion. Power tends to decrease.

【0008】本発明においては、SiC中間層の表面に
多結晶ダイヤモンド膜を析出させ被覆したのち、多結晶
ダイヤモンド膜の表面を研磨する。多結晶ダイヤモンド
膜の表面研磨の方法には特に制限はなく、例えば、乾式
のラップ機により研磨することができる。多結晶ダイヤ
モンド膜の表面の研磨により、膜表面の面あらさをRma
x0.1μm以下とする。これは、リード線の接合を均一
の加熱により行うために必要な事項である。本発明にお
いては、多結晶ダイヤモンド膜の表面の研磨を終えたの
ち、ツール先端部をシャンクにろう付けするが、ろう付
け後に研磨を行っても、何ら問題はない。シャンクとツ
ール先端部をろう付けするためのろう材には特に制限は
なく、例えば、金ろう、銀ろう、パラジウムろう、銅ろ
う、黄銅ろう、りん銅ろう、ニッケルろう、アルミニウ
ム合金ろうなどを挙げることができる。これらの中で、
活性銀ろうを特に好適に使用することができる。ろう付
け後に、使用される温度(400〜600℃)で作用表
面の平坦度が1μm以下となる様に、ラップ加工を行
う。本発明のボンディングツールは、基板とツール作用
面を構成する多結晶ダイヤモンド膜の間にCVD法によ
るSiC中間層を有するので、基板と多結晶ダイヤモン
ド膜の密着性が良好で、TAB工程に長期間使用して
も、クラックや剥離の発生するおそれがない。
In the present invention, after depositing and coating a polycrystalline diamond film on the surface of the SiC intermediate layer, the surface of the polycrystalline diamond film is polished. There is no particular limitation on the method of polishing the surface of the polycrystalline diamond film. For example, the surface can be polished by a dry lapping machine. By polishing the surface of the polycrystalline diamond film, the surface roughness of the film surface is reduced to Rma.
x 0.1 μm or less. This is necessary in order to join the lead wires by uniform heating. In the present invention, after the polishing of the surface of the polycrystalline diamond film is completed, the tip of the tool is brazed to the shank. However, there is no problem if polishing is performed after brazing. There is no particular limitation on the brazing material for brazing the shank and the tool tip, and examples thereof include gold brazing, silver brazing, palladium brazing, copper brazing, brass brazing, phosphor copper brazing, nickel brazing, and aluminum alloy brazing. be able to. Among these,
Activated silver brazes can be used particularly preferably. After brazing, lapping is performed so that the working surface has a flatness of 1 μm or less at the temperature used (400 to 600 ° C.). Since the bonding tool of the present invention has the SiC intermediate layer formed by the CVD method between the substrate and the polycrystalline diamond film constituting the tool working surface, the adhesion between the substrate and the polycrystalline diamond film is good, and the bonding process can be performed for a long time in the TAB process. Even when used, there is no risk of cracking or peeling.

【0009】[0009]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例1 厚さ4mm、寸法10mm×10mmのSiC焼結体基板上
に、シランとプロパンの混合気体を用いて熱CVD法に
より、厚さ40μmのSiC中間層を形成した。次い
で、SiC基板を900℃に加熱し、50Torrの減圧下
にメタン0.8容量%、水素99.2容量%の混合気体を
導入し、熱フィラメント法により20時間ダイヤモンド
の気相合成を行い、SiC中間層の上に厚さ40μmの
多結晶ダイヤモンド膜を形成し、さらにスカイフ研磨を
行って、ツール先端部を得た。このツール先端部を、オ
ーステナイト系低熱膨張率鋳鉄[(株)榎本鋳工所、CN
−5]製のシャンクに活性銀ろうを用いてろう付けし、
ボンディングツールを得た。このボンディングツールを
ボンダに取り付け、ツールの温度を500℃に保ち、加
熱ステージに対して、ツール荷重5kg、加圧サイクル3
0回/分で、50万回のショットテストを行った。テス
ト終了後のツール作用面の状態を、微分干渉顕微鏡で表
面の変化を観察したところ、異常は認められなかった。 実施例2 厚さ4mm、寸法10mm×10mmのSiC焼結体基板上
に、シランとプロパンの混合気体を用いて熱CVD法に
より、厚さ40μmのSiC中間層を形成した。次い
で、SiC基板を900℃に加熱し、50Torrの減圧下
にメタン0.8容量%、水素99.2容量%の混合気体を
導入し、マイクロ波プラズマ法により20時間ダイヤモ
ンドの気相合成を行い、SiC中間層の上に厚さ40μ
mの多結晶ダイヤモンド膜を形成し、さらにスカイフ研
磨を行って、ツール先端部を得た。このツール先端部を
用いて、実施例1と同様にしてボンディングツールを作
製し、50万回のショットテストを行った。テスト終了
後のツール作用面の状態を、微分干渉顕微鏡で表面の変
化を観察したところ、異常は認められなかった。 実施例3 厚さ4mm、寸法10mm×10mmのSiC焼結体基板上
に、シランとプロパンの混合気体を用いて熱CVD法に
より、厚さ80μmのSiC中間層を形成し、その表面
をダイヤモンドパウダーを用いて傷付けた。次いで、S
iC基板を900℃に加熱し、50Torrの減圧下にメタ
ン0.8容量%、水素99.2容量%の混合気体を導入
し、熱フィラメント法により40時間ダイヤモンドの気
相合成を行い、SiC中間層の上に厚さ80μmの多結
晶ダイヤモンド膜を形成し、さらにスカイフ研磨を行っ
て、ツール先端部を得た。このツール先端部を用いて、
実施例1と同様にしてボンディングツールを作製し、5
0万回のショットテストを行った。テスト終了後のツー
ル作用面の状態を、微分干渉顕微鏡で表面の変化を観察
したところ、異常は認められなかった。 実施例4 基板として、厚さ4mm、寸法10mm×10mmのSi34
焼結体基板を用いた以外は、実施例1と同じ操作を繰り
返した。50万回のショットテスト終了後のツール作用
面の状態を、微分干渉顕微鏡で表面の変化を観察したと
ころ、異常は認められなかった。 実施例5 基板として、厚さ4mm、寸法10mm×10mmのAlN焼
結体基板を用いた以外は、実施例1と同じ操作を繰り返
した。50万回のショットテスト終了後のツール作用面
の状態を、微分干渉顕微鏡で表面の変化を観察したとこ
ろ、異常は認められなかった。 実施例6 熱CVD法により形成するSiC中間層の厚さを10μ
mとした以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。5
0万回のショットテスト終了後のツール作用面の状態
を、微分干渉顕微鏡で表面の変化を観察したところ、異
常は認められなかった。 比較例1 SiC焼結体基板上に、PVD法であるスパッタリング
法により厚さ10μmのSiC中間層を形成した以外
は、実施例1と同じ操作を繰り返した。50万回のショ
ットテスト終了後のツール作用面の状態を、微分干渉顕
微鏡で表面の変化を観察したところ、中間層とダイヤモ
ンド膜の間で剥離が認められた。 比較例2 SiC焼結体基板上に、SiC中間層を形成することな
く、厚さ50μmの多結晶ダイヤモンド膜を直接形成し
た以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。50万回
のショットテスト終了後のツール作用面の状態を、微分
干渉顕微鏡で表面の変化を観察したところ、わずかなク
ラックが認められた。 比較例3 Si34焼結体基板上に、SiC中間層を形成すること
なく、厚さ50μmの多結晶ダイヤモンド膜を直接形成
した以外は、実施例4と同じ操作を繰り返した。50万
回のショットテスト終了後のツール作用面の状態を、微
分干渉顕微鏡で表面の変化を観察したところ、コーナー
の損耗と部分的な剥離が認められた。 比較例4 AlN焼結体基板上に、SiC中間層を形成することな
く、厚さ50μmの多結晶ダイヤモンド膜を直接形成し
た以外は、実施例5と同じ操作を繰り返した。50万回
のショットテスト終了後のツール作用面の状態を、微分
干渉顕微鏡で表面の変化を観察したところ、多数のクラ
ックが認められた。実施例1〜6及び比較例1〜4の結
果を、第1表に示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. Example 1 A 40 μm thick SiC intermediate layer was formed on a 4 mm thick, 10 mm × 10 mm SiC sintered substrate by a thermal CVD method using a mixed gas of silane and propane. Next, the SiC substrate was heated to 900 ° C., a mixed gas of methane 0.8% by volume and hydrogen 99.2% by volume was introduced under a reduced pressure of 50 Torr, and diamond was vapor-phase synthesized by a hot filament method for 20 hours. A polycrystalline diamond film having a thickness of 40 μm was formed on the SiC intermediate layer, and further subjected to skiff polishing to obtain a tool tip. This tool tip is made of austenitic low thermal expansion cast iron [Enomoto Casting Co., Ltd., CN
-5] with an activated silver braze.
A bonding tool was obtained. This bonding tool was attached to a bonder, the temperature of the tool was maintained at 500 ° C, and a tool load of 5 kg and a pressure cycle of 3 were applied to the heating stage.
500,000 shot tests were performed at 0 times / minute. When the state of the working surface of the tool after the test was completed was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, no abnormality was observed. Example 2 A 40 μm thick SiC intermediate layer was formed on a 4 mm thick, 10 mm × 10 mm SiC sintered substrate by a thermal CVD method using a mixed gas of silane and propane. Next, the SiC substrate is heated to 900 ° C., a mixed gas of methane 0.8% by volume and hydrogen 99.2% by volume is introduced under a reduced pressure of 50 Torr, and diamond gas phase synthesis is performed for 20 hours by a microwave plasma method. 40 μm thick on SiC intermediate layer
A polycrystalline diamond film having a thickness of m was formed, and skif polishing was further performed to obtain a tip portion of the tool. Using this tool tip, a bonding tool was produced in the same manner as in Example 1, and a 500,000 shot test was performed. When the state of the working surface of the tool after the test was completed was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, no abnormality was observed. Example 3 An 80 μm thick SiC intermediate layer was formed on a 4 mm thick, 10 mm × 10 mm SiC sintered substrate by a thermal CVD method using a mixed gas of silane and propane, and the surface thereof was diamond powder. Was scratched. Then, S
The iC substrate was heated to 900 ° C., and a gaseous mixture of 0.8% by volume of methane and 99.2% by volume of hydrogen was introduced under a reduced pressure of 50 Torr. An 80 μm-thick polycrystalline diamond film was formed on the layer, and skif polishing was performed to obtain a tool tip. Using this tool tip,
A bonding tool was prepared in the same manner as in Example 1, and 5
Ten thousand shot tests were performed. When the state of the working surface of the tool after the test was completed was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, no abnormality was observed. Example 4 As a substrate, Si 3 N 4 having a thickness of 4 mm and a size of 10 mm × 10 mm was used.
The same operation as in Example 1 was repeated, except that a sintered substrate was used. The state of the working surface of the tool after the completion of the 500,000 shot test was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, and no abnormalities were observed. Example 5 The same operation as in Example 1 was repeated, except that an AlN sintered body substrate having a thickness of 4 mm and a size of 10 mm × 10 mm was used as the substrate. The state of the working surface of the tool after the completion of the 500,000 shot test was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, and no abnormalities were observed. Example 6 The thickness of the SiC intermediate layer formed by the thermal CVD method was 10 μm.
The same operation as in Example 1 was repeated, except that m was used. 5
When the state of the tool working surface after the completion of the 100,000 shot tests was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, no abnormality was observed. Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was repeated, except that a 10 μm-thick SiC intermediate layer was formed on a SiC sintered body substrate by a sputtering method, which is a PVD method. When the state of the tool working surface after the completion of the 500,000 shot test was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, peeling was observed between the intermediate layer and the diamond film. Comparative Example 2 The same operation as in Example 1 was repeated, except that a polycrystalline diamond film having a thickness of 50 μm was directly formed on the SiC sintered body substrate without forming an SiC intermediate layer. The state of the working surface of the tool after 500,000 shot tests was completed was observed with a differential interference microscope for changes in the surface, and slight cracks were observed. Comparative Example 3 The same operation as in Example 4 was repeated, except that a polycrystalline diamond film having a thickness of 50 μm was directly formed on the Si 3 N 4 sintered body substrate without forming an SiC intermediate layer. When the state of the tool working surface after the completion of the 500,000 shot test was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, corner wear and partial peeling were observed. Comparative Example 4 The same operation as in Example 5 was repeated, except that a polycrystalline diamond film having a thickness of 50 μm was directly formed on the AlN sintered body substrate without forming the SiC intermediate layer. When the state of the tool working surface after the completion of the 500,000 shot test was observed for changes in the surface with a differential interference microscope, many cracks were observed. Table 1 shows the results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.

【0010】[0010]

【表1】 [Table 1]

【0011】第1表の結果から、熱CVD法によるSi
C中間層を設けた実施例1〜6のボンディングツール
は、50万回のショットテスト終了後のツールの作用面
には異常は認められず、本発明のボンディングツールの
多結晶ダイヤモンド膜の密着性が良好であることが分か
る。これに対して、SiC中間層をスパッタリング法で
形成した比較例1のボンディングツールは、50万回の
ショットテスト終了後にツール作用面に剥離が認めら
れ、同じSiC中間層であっても、スパッタリング法に
よる中間層は熱CVD法による中間層に比べて、多結晶
ダイヤモンド膜との密着力が弱いことが分かる。また、
SiC中間層を有しない比較例2〜4のボンディングツ
ールは、50万回のショットテスト終了後に、ツール作
用面にクラックやコーナーの損耗などが認められ、多結
晶ダイヤモンド膜の密着性が劣っている。
From the results shown in Table 1, it can be understood that Si
In the bonding tools of Examples 1 to 6 provided with the C intermediate layer, no abnormality was observed on the working surface of the tool after 500,000 shot tests were completed, and the adhesion of the polycrystalline diamond film of the bonding tool of the present invention was confirmed. Is good. On the other hand, in the bonding tool of Comparative Example 1 in which the SiC intermediate layer was formed by the sputtering method, peeling was observed on the tool working surface after 500,000 shot tests were completed. It can be seen that the intermediate layer formed by the method has weaker adhesion to the polycrystalline diamond film than the intermediate layer formed by the thermal CVD method. Also,
In the bonding tools of Comparative Examples 2 to 4 having no SiC intermediate layer, cracks and corner wear were observed on the tool working surface after 500,000 shot tests, and the adhesion of the polycrystalline diamond film was poor. .

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明のボンディングツールは、ツール
作用面を構成する多結晶ダイヤモンド膜と基板との密着
性が良好で、長期間使用してもクラックや剥離の発生が
なく、特にTAB工程用のボンディングツールとして好
適に使用することができる。
The bonding tool according to the present invention has good adhesion between the polycrystalline diamond film constituting the tool working surface and the substrate, does not cause cracking or peeling even when used for a long time, and is particularly suitable for the TAB process. Can be suitably used as a bonding tool.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、TAB工程の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a TAB step.

【図2】図2は、本発明のボンディングツールの一態様
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of one embodiment of the bonding tool of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱ステージ 2 熱絶縁体 3 チップガイド 4 チップ 5 インナーリード 6 フィルムキャリヤ 7 テープガイド 8 電極 9 ボンディングツール 10 加圧シリンダ 11 基板 12 SiC中間層 13 多結晶ダイヤモンド膜 14 ろう材 15 シャンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating stage 2 Thermal insulator 3 Chip guide 4 Chip 5 Inner lead 6 Film carrier 7 Tape guide 8 Electrode 9 Bonding tool 10 Pressure cylinder 11 Substrate 12 SiC intermediate layer 13 Polycrystalline diamond film 14 Brazing material 15 Shank

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】SiC焼結体の基板上にCVD法による
さ10〜100μmのSiC中間層が形成され、該Si
C中間層表面は粗面化処理してなり、該表面が厚さ20
〜100μmで、面あらさがRmax0.1μm以下の
多結晶ダイヤモンド膜がCVD法により被覆されてなる
ツール先端部を、シャンクにろう付けしてなることを特
徴とするボンディングツール。
1. A method according to claim 1, wherein a thickness of the SiC sintered body is formed on a substrate by a CVD method.
Is SiC intermediate layer is formed of the 10 to 100 [mu] m, the Si
C The surface of the intermediate layer has been roughened,
100100 μm, surface roughness of Rmax 0.1 μm or less
Polycrystalline diamond film coated by CVD method
A bonding tool characterized by brazing a tool tip to a shank.
【請求項2】SiC焼結体の基板上に、CVD法により
厚さ10〜100μmのSiC中間層を形成したのち、
該SiC中間層表面を粗面化処理し、該粗面化表面にC
VD法により厚さ20〜100μmの多結晶ダイヤモン
ド膜を析出させ、多結晶ダイヤモンド膜表面を研磨して
面あらさがRmax0.1μm以下の表面を形成して得
られるツール先端部をシャンクにろう付けすることを特
徴とするボンディングツールの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the SiC sintered body is formed on a substrate by a CVD method.
After forming a 10-100 μm thick SiC intermediate layer,
The surface of the SiC intermediate layer is roughened, and C
Polycrystalline diamond having a thickness of 20 to 100 μm by VD method
Depositing a polycrystalline diamond film and polishing the surface of the polycrystalline diamond film.
It is obtained by forming a surface having a surface roughness of Rmax 0.1 μm or less.
Specially brazing the tool tip to the shank
Characteristic bonding tool manufacturing method.
【請求項3】粗面化処理が、中間層の表面にダイヤモン
ドパウダーによる傷付け若しくはダイヤモンドより軟質
の砥粒によるブラスト処理又はダイヤモンド砥石による
研削加工を施すことにより行う請求項2記載のボンディ
ングツールの製造方法。
3. The method of claim 1 , wherein the surface of the intermediate layer is treated with diamond.
Scratched by powder or softer than diamond
Blasting with diamond grains or diamond grinding stone
3. The bondy according to claim 2, wherein the bonding is performed by performing a grinding process.
Method of manufacturing tools.
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