JPH0214780B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0214780B2 JPH0214780B2 JP57221406A JP22140682A JPH0214780B2 JP H0214780 B2 JPH0214780 B2 JP H0214780B2 JP 57221406 A JP57221406 A JP 57221406A JP 22140682 A JP22140682 A JP 22140682A JP H0214780 B2 JPH0214780 B2 JP H0214780B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- semiconductor element
- tool
- bonding tool
- metal
- 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 - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/79—Apparatus for Tape Automated Bonding [TAB]
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/86—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using tape automated bonding [TAB]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はボンデイング方法に関し、特に半導体
素子上の電極とこれを外部へ接続するための金属
突起物をもつ複数本のリードを有する接続体とを
同時に一括して接合する方法に関するものであ
る。
素子上の電極とこれを外部へ接続するための金属
突起物をもつ複数本のリードを有する接続体とを
同時に一括して接合する方法に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
本発明者らは新規なるフイルムキヤリアを用い
た実装方式として特願昭56−34799号において転
写バンプ方式を提案した。
た実装方式として特願昭56−34799号において転
写バンプ方式を提案した。
この方式を第１図に従つて説明する。なおここ
では接続体１としてフイルムキヤリアを用いる。
前記接続体１には複数本のSnメツキされたCuリ
ード群２があり、その先端部分には他の基板（図
示せず）上に形成されたAu突起物３が転写され
て接合している。前記接続体１のリード群２の突
起物３と半導体素子４上のAl電極群５とを同時
に一括して接続するための方法を示す。半導体素
子４を載置するステージ６があり、その上方に接
続体１を載置するための載置台７がある。さらに
その上部に隣接して加熱機能を備えたボンデイン
グツール８が設置されている。加熱装置としてボ
ンデイングツール８にヒータ９が設置されてい
る。ボンデイングツール８の上端部に加圧装置１
０が隣接しており、半導体素子４上のAl電極群
５と複数本の金属リード群２の先端のAu突起物
３とを位置合せした後に加圧装置８で複数本の金
属リード群２の先端のAu突起物３と半導体素子
４上のAl電極群５とを圧接するものである。
では接続体１としてフイルムキヤリアを用いる。
前記接続体１には複数本のSnメツキされたCuリ
ード群２があり、その先端部分には他の基板（図
示せず）上に形成されたAu突起物３が転写され
て接合している。前記接続体１のリード群２の突
起物３と半導体素子４上のAl電極群５とを同時
に一括して接続するための方法を示す。半導体素
子４を載置するステージ６があり、その上方に接
続体１を載置するための載置台７がある。さらに
その上部に隣接して加熱機能を備えたボンデイン
グツール８が設置されている。加熱装置としてボ
ンデイングツール８にヒータ９が設置されてい
る。ボンデイングツール８の上端部に加圧装置１
０が隣接しており、半導体素子４上のAl電極群
５と複数本の金属リード群２の先端のAu突起物
３とを位置合せした後に加圧装置８で複数本の金
属リード群２の先端のAu突起物３と半導体素子
４上のAl電極群５とを圧接するものである。
このようなボンデイング装置によりボンデイン
グを行う場合、半導体素子の電極５とはAuとAl
の共晶合金を作り接合を得ているわけであるが、
AuAl共晶合金は500℃程度の高温で形成される
ため当然ボンデイングツールも500℃程度に加熱
されるものである。接続体１の材料にはポリイミ
ド樹脂を用いており、この材料の最高使用温度は
400℃程度であるため、ボンデイングツール８を
500℃にも加熱してポリイミド接続体１に隣接さ
せることは問題である。
グを行う場合、半導体素子の電極５とはAuとAl
の共晶合金を作り接合を得ているわけであるが、
AuAl共晶合金は500℃程度の高温で形成される
ため当然ボンデイングツールも500℃程度に加熱
されるものである。接続体１の材料にはポリイミ
ド樹脂を用いており、この材料の最高使用温度は
400℃程度であるため、ボンデイングツール８を
500℃にも加熱してポリイミド接続体１に隣接さ
せることは問題である。
さらに、リード群２の先端にはAu突起物３が
AuSn半田によつて接合されているため、500℃
の高温下では極度のAuSn合金化が進む一方、こ
れに圧力が加わることによりAu突起物３の不必
要な変形をも招き、Au突起物３とAl電極５の接
合強度を低下せしめていた。
AuSn半田によつて接合されているため、500℃
の高温下では極度のAuSn合金化が進む一方、こ
れに圧力が加わることによりAu突起物３の不必
要な変形をも招き、Au突起物３とAl電極５の接
合強度を低下せしめていた。
発明の目的
そこで本発明は、上記欠点を除去するために、
半導体素子とこれを外部とへ接続するための金属
突起物を転写接合した複数本のリードを有する接
続体とを同時に一括して接続する場合において、
熱と超音波振動と圧力とを併用したボンデイング
方法を提供せんとするものである。
半導体素子とこれを外部とへ接続するための金属
突起物を転写接合した複数本のリードを有する接
続体とを同時に一括して接続する場合において、
熱と超音波振動と圧力とを併用したボンデイング
方法を提供せんとするものである。
発明の構成
本発明は、基板上に形成した金属突起物をフイ
ルムキヤリアのリード先端に転写接合し、ボンデ
イングツールを加熱したのち前記ボンデイングツ
ールにて前記リードに転写された前記金属突起物
と半導体素子上の電極とを圧接し、この圧接後に
前記ボンデイングツール又は前記半導体素子の置
台に超音波振動を加えて前記電極と金属突起物と
を接続することを特徴とするボンデイング方法を
提供するものである。
ルムキヤリアのリード先端に転写接合し、ボンデ
イングツールを加熱したのち前記ボンデイングツ
ールにて前記リードに転写された前記金属突起物
と半導体素子上の電極とを圧接し、この圧接後に
前記ボンデイングツール又は前記半導体素子の置
台に超音波振動を加えて前記電極と金属突起物と
を接続することを特徴とするボンデイング方法を
提供するものである。
実施例の説明
本発明の一実施例のボンデイング方法を第２図
に従つて説明する。第１図と同一部分には同一番
号を付している。
に従つて説明する。第１図と同一部分には同一番
号を付している。
半導体素子及び接続体が載置される部分は従来
例と同じであるが、ボンデイングツール８には超
音波振動子１１から超音波ホーン１２を介して超
音波振動を伝達させ、ボンデイングツール８全体
を超音波駆動する機能を有するボンデイング装置
を使用する。半導体素子４の載置や接続体１の保
持及び位置合せは従来の場合と全く同じである。
半導体素子４と接続体１との位置合せ終了後、ボ
ンデイングツール８に設けたヒータ９に電流を流
してツール先端部を300℃程度に加熱する。この
状態で加圧装置１０を作動させてボンデイングツ
ール８で複数本の金属リード２のAu突起物３と
半導体素子４上のAl電極５とを圧接する。圧接
直後に任意の時間間隔をおいて任意の時間だけボ
ンデイングツール８に超音波振動を加える。
例と同じであるが、ボンデイングツール８には超
音波振動子１１から超音波ホーン１２を介して超
音波振動を伝達させ、ボンデイングツール８全体
を超音波駆動する機能を有するボンデイング装置
を使用する。半導体素子４の載置や接続体１の保
持及び位置合せは従来の場合と全く同じである。
半導体素子４と接続体１との位置合せ終了後、ボ
ンデイングツール８に設けたヒータ９に電流を流
してツール先端部を300℃程度に加熱する。この
状態で加圧装置１０を作動させてボンデイングツ
ール８で複数本の金属リード２のAu突起物３と
半導体素子４上のAl電極５とを圧接する。圧接
直後に任意の時間間隔をおいて任意の時間だけボ
ンデイングツール８に超音波振動を加える。
ところで、転写バンプ方式はまず、フイルムキ
ヤリアリードに金属突起物を転写接合するため、
リードと金属突起物の接合が比較的弱く、ツール
による加圧前あるいは加圧と同時に超音波振動を
ツールに与えると、金属突起物とリードの接合が
離れたり、リードの変形が生じたり、電極と金属
突起物との位置がずれ、ボンデイング不良が発生
します。したがつて、本発明のごとくボンデイン
グツールによる電極と金属突起物の加熱、加圧を
行つた後、この状態でボンデイングツール又は半
導体素子の載置台に超音波振動を印加すると、電
極と金属突起物を十分に圧接させているため超音
波振動による前述の不都合の発生は生じなくする
ことが可能となる。したがつて、ボンデイング不
良の発生は少なくできるとともに、超音波の印加
も効率的に行うことができ、ツールの加熱温度も
低くできるものである。
ヤリアリードに金属突起物を転写接合するため、
リードと金属突起物の接合が比較的弱く、ツール
による加圧前あるいは加圧と同時に超音波振動を
ツールに与えると、金属突起物とリードの接合が
離れたり、リードの変形が生じたり、電極と金属
突起物との位置がずれ、ボンデイング不良が発生
します。したがつて、本発明のごとくボンデイン
グツールによる電極と金属突起物の加熱、加圧を
行つた後、この状態でボンデイングツール又は半
導体素子の載置台に超音波振動を印加すると、電
極と金属突起物を十分に圧接させているため超音
波振動による前述の不都合の発生は生じなくする
ことが可能となる。したがつて、ボンデイング不
良の発生は少なくできるとともに、超音波の印加
も効率的に行うことができ、ツールの加熱温度も
低くできるものである。
このように、本発明は特に、転写バンプ方式に
おけるボンデイングを考慮したボンデイング方法
である。
おけるボンデイングを考慮したボンデイング方法
である。
以上のボンデイング方法により転写バンプ方式
フイルムキヤリア実装を行う場合に、ボンデイン
グツールの加熱温度を300℃程度にすることがで
きる。これを第３図に示す。また、超音波振動の
印加により半導体素子のAl電極面の酸化物の除
去が急激に行われるため従来はボンデイング時間
に１〜２秒間要していたが、本発明のボンデイン
グ方法では1/10〜1/5程度にまで短縮できる。
フイルムキヤリア実装を行う場合に、ボンデイン
グツールの加熱温度を300℃程度にすることがで
きる。これを第３図に示す。また、超音波振動の
印加により半導体素子のAl電極面の酸化物の除
去が急激に行われるため従来はボンデイング時間
に１〜２秒間要していたが、本発明のボンデイン
グ方法では1/10〜1/5程度にまで短縮できる。
なお、実施例では、ボンデイングツールに超音
波振動を加える装置の場合で説明したが、半導体
素子の載置台側へ超音波振動を加えた場合でも同
様の効果が期待できる。又、前記ボンデイングツ
ールは、ヒータを内蔵した常時加熱形式のもので
説明したが、パルス電流により瞬時に加熱する形
式でも良い。パルス電流による加熱方式の方が、
温度の立上りが早くて、その分、ボンデイング時
間を短縮できるものである。
波振動を加える装置の場合で説明したが、半導体
素子の載置台側へ超音波振動を加えた場合でも同
様の効果が期待できる。又、前記ボンデイングツ
ールは、ヒータを内蔵した常時加熱形式のもので
説明したが、パルス電流により瞬時に加熱する形
式でも良い。パルス電流による加熱方式の方が、
温度の立上りが早くて、その分、ボンデイング時
間を短縮できるものである。
発明の効果
以上のように本発明によれば、ボンデイング温
度を低くできるのでボンデイングツール材の消耗
を著しく押えることができるばかりでなくフイル
ムキヤリアの材質として耐熱性のある高価なポリ
イミド樹脂を用いる必要がなくガラスエポキシ樹
脂、ポリエチレン系の安価な材料で構成できる。
さらにボンデイング時間を短縮できるのでボンデ
イングコストを低下できる。そして前述したよう
に、リードの変形、金属突起物と電極との位置ず
れが生じることがなく、信頼性が高い確実な転写
バンプ方式によるボンデイングに大きく寄与する
ものである。
度を低くできるのでボンデイングツール材の消耗
を著しく押えることができるばかりでなくフイル
ムキヤリアの材質として耐熱性のある高価なポリ
イミド樹脂を用いる必要がなくガラスエポキシ樹
脂、ポリエチレン系の安価な材料で構成できる。
さらにボンデイング時間を短縮できるのでボンデ
イングコストを低下できる。そして前述したよう
に、リードの変形、金属突起物と電極との位置ず
れが生じることがなく、信頼性が高い確実な転写
バンプ方式によるボンデイングに大きく寄与する
ものである。
第１図は超音波振動の機能をもたないボンデイ
ング装置に半導体素子を載置した構造図、第２図
は本発明に用いる超音波ボンデイング装置とこれ
に半導体素子を載置した構造図、第３図は本発明
によるツール温度とボンデイング歩留を示す図で
ある。 １……接続体、２……SnメツキされたCuリー
ド、３……Au突起物、４……半導体素子、５…
…Al電極、６……ステージ、７……接続体保持
治具、８……ボンデイングツール、９……ヒー
タ、１０……加圧装置、１１……超音波振動子、
１２……超音波ホーン。
ング装置に半導体素子を載置した構造図、第２図
は本発明に用いる超音波ボンデイング装置とこれ
に半導体素子を載置した構造図、第３図は本発明
によるツール温度とボンデイング歩留を示す図で
ある。 １……接続体、２……SnメツキされたCuリー
ド、３……Au突起物、４……半導体素子、５…
…Al電極、６……ステージ、７……接続体保持
治具、８……ボンデイングツール、９……ヒー
タ、１０……加圧装置、１１……超音波振動子、
１２……超音波ホーン。
Claims (1)
- １ 基板上に形成した金属突起物をフイルムキヤ
リアのリード先端に転写接合し、ボンデイングツ
ールを加熱したのち前記ボンデイングツールにて
前記リードに転写された前記金属突起物と半導体
素子上の電極とを圧接し、この圧接後に前記ボン
デイングツール又は前記半導体素子の載置台に超
音波振動を加えて前記電極と金属突起物とを接続
することを特徴とするボンデイング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221406A JPS59111337A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ボンデイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221406A JPS59111337A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ボンデイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111337A JPS59111337A (ja) | 1984-06-27 |
| JPH0214780B2 true JPH0214780B2 (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=16766243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57221406A Granted JPS59111337A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | ボンデイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111337A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004062842A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-29 | Nanopierce Technologies, Inc. | Ultrasonic bonding of electrical devices |
| CN113658875B (zh) * | 2021-08-18 | 2022-06-21 | 深圳市振华微电子有限公司 | 一种中小功率混合集成电路的组装方法 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57221406A patent/JPS59111337A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59111337A (ja) | 1984-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1374297B1 (en) | Flip chip interconnection using no-clean flux | |
| KR20040055734A (ko) | 플립 칩 방법 | |
| JPH1050758A (ja) | 超音波接合方法及び接合構造 | |
| US6543109B1 (en) | Method of manufacturing a surface acoustic wave apparatus | |
| JPH0214780B2 (ja) | ||
| KR100358683B1 (ko) | 전자 부품의 제조 방법 | |
| JPH03218645A (ja) | 半導体装置の実装方法 | |
| JP3412672B2 (ja) | 半導体装置、およびこの半導体装置の製造方法 | |
| JP3560584B2 (ja) | 超音波接合装置 | |
| JPH07122591A (ja) | 半導体装置の実装方法 | |
| JP3368140B2 (ja) | 電子部品の実装方法及びその構造 | |
| JPH05218136A (ja) | フリップチップ・ボンディング方法 | |
| JPH11288975A (ja) | ボンディング方法及びボンディング装置 | |
| JPH0695519B2 (ja) | バンプ形成方法 | |
| JP2000216198A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2812304B2 (ja) | フリップチップ型半導体装置のリペア方法 | |
| JP2002184810A (ja) | ボンディング方法、ボンディング装置および実装基板 | |
| JP2005230845A (ja) | 超音波接合装置および電子デバイスの製造方法 | |
| JP2661439B2 (ja) | ボンディング方法およびその治具 | |
| JPH1022328A (ja) | ボンディング方法及びその装置 | |
| JP2002289644A (ja) | 半導体素子の接合方法及び接合装置 | |
| JP2581474B2 (ja) | Ｔａｂリードの接合方法 | |
| JP4295517B2 (ja) | 半導体チップの実装構造および半導体チップの実装方法 | |
| JPS6297341A (ja) | ボンディング装置及びボンディング方法 | |
| JP2591600B2 (ja) | ボンディング方法 |