JPH0232548A - フィルムパッケージ形半導体装置のペレットボンディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フィルムパッケージ形半導体装置のペレット
ボンディング方法、さらに詳しくは、表面に導電回路部
を有するベースフィルム上に複数個の電極を有する半導
体素子を、前記素子電極が前記導電回路部に対向するよ
うに接合するものに係り、特に小形素子のフィルムパッ
ケージダイオードに好適なペレットボンディング方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、ベースフィルムとしてのプラスチックフィルムに
半導体素子を搭載するものとしては、第６図に示すよう
に、・ポリイミド樹脂フィルム１′の表面に電解銅箔２
°を積層し、前記銅箔をエツチング処理し、電気回路を
構成したベースフィルム３に集積回路素子すなわち半導
体素子４を搭載するテープ・オート・ボンディング（Ｔ
ＡＢ）方式のものがある。この場合、集積回路素子すな
わち半導体素子４の複数の電極と接合する電解銅箔の電
気回路部分はプラスチックフィルムが打ち抜かれたもの
になっている。

なお、この種のボンディング方式を開示するものとして
は、特開昭６１−１４９８８０号公報がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来技術のＴＡＢ方式は、比較的大形の
集積回路素子すなわち半導体素子４を搭載することを目
的としており、第５図に示す如く、半導体素子４の電極
間距離はピックアップコレット９°で前記半導体素子４
の電極を有する表面側を吸着し、位置修正ステージ１１
へ移動可能な程広いが小形の素子、たとえばダイオード
、トランジスタ等に適用するにはピックアップコレット
の製作寸法精度の問題があった。

また、素子を加熱し、素子の電極を溶融接合することに
おいても、従来のＴＡＢ方式では素子外形寸法が比較的
大きいため、電解銅箔側からボンディングツール１０で
直接加熱できるようプラスチックフィルム部分が除去さ
れており、それによって、プラスチックフィルムの加熱
が防止できるようになっているが、小形の素子に適用す
る場合、寸法制約上問題があった。

このため、ダイオードやトランジスタ等の小形素子の場
合、第４図に示す如く、半導体素子を一括チツブトレー
１２に裏返しておくことにより準備し、次に素子裏面側
から吸着し、ベースフィルム３上に移載後、素子裏面側
からボンディングツール１０で加熱していたが、素子を
チップトレー１２上に整列させる手間がかかり、またベ
ースフィルム上へ移載し、加熱接合する場合の位置精度
に問題があった。

本発明の目的は、小形の半導体素子を位置精度良く、し
かもベースフィルムを過熱することなくボンディング可
能にするボンディング技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、素子をチップトレーあるい
は位置修正ステージに仮置きすることなく、ウェハから
直接ベースフィルムにボンディング可能にするボンディ
ング技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、表面に導電回路パターンを形成したベースフ
ィルム上に、複数個の電極を持つ半導体素子をボンディ
ングする方法であって、前記ベースフィルムにおける半
導体素子の搭載位置に小孔を形成し、この小孔を通して
半導体素子の電極形成面を前記ベースフィルムに吸着し
、その次の加熱工程においてその半導体素子の反対面側
から該半導体素子を加熱し、該半導体素子の電極と前記
ベースフィルムの導電回路パターンと接合するものであ
る。

〔作用〕

前記したボンディング方法によれば、半導体素子が小孔
を通して仮吸着されることにより、半導体素子を位置精
度良く目的位置にボンディングすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるフィルムパッケージダ
イオードのペレットボンディング方法ニおける半導体素
子の搭載工程を示す部分断面図、第２図は本発明におけ
る加熱工程を示す部分断面図、第３図は第１図の半導体
素子搭載部の拡大部分断面図である。

本実施例においては、たとえばポリイミドフィルム等の
プラスチックフィルム１の表面に電解銅箔等の金属薄膜
を積層密着させ、写真製版等により所要の導電回路パタ
ーン２を構成したフィルムをベースフィルム３として用
いる。導電回路パターン２の一部にダイオード素子等の
小形の半導体素子４　（以下、素子と称することがある
。）を搭載する搭載部２ａを設ける。プラスチックフィ
ルム１には、搭載部２ａの略中夫に位置する部分に小孔
５を所定のピッチで列設する。

これらの小孔５は導電回路パターン２をたとえば図示し
ない画像認識装置等で位置認識し、これに連動したレー
ザ加工機（図示せず）で搭載する搭載部２ａの中央にレ
ーデビームを集光し削孔することにより、所要の大きさ
のものを得ることができる。

一方、素子４は素子固定フィルム６上に一定間隔で粘着
剤等で貼り付けられている。素子４のボンディング面側
には、ベースフィルム３の導電回路パターン２への接合
のため、加熱溶融可能な金属、たとえば半田で作られた
半円丘状の電極４ａ（第３図参照）が複数個設けられて
いる。

このような素子４のフィルム６への貼着は、素子４を作
成する前段階としてウェハ状態のもの（図示せず）を素
子固定フィルム６上に固定し、基盤目状に切断後、素子
固定フィルム６を拡張する方法などによって行うことが
できる。素子固定フィルム６の素材としては、塩化ビニ
ールフィルム等の透光性フィルムを用いる。素子固定フ
ィルム６は第１図に示すように、ｘ、７両方向に移動可
能な装置（図示せず）に固定する。

素子固定フィルム６上の素子４の位置は、素子固定フィ
ルム６の下方に位置する画像認識装置のカメラ７で認識
し、処理すべき素子４が素子突上げピン８真上に位置す
るよう、前記移動可能な装置（図示せず）を連動させ、
素子固定フィルム６ごと位置出しする。

ベースフィルム３の導電回路パターン２を構成しないプ
ラスチックフィルム１０面１ａには、小孔５の位置に合
わせて当接する吸着コレット９が複数個所要の動き（矢
印Ｂで示す。）をするよう配置されている。吸着コレッ
ト９の中心部には、真空吸引孔９ａが設けられている。

ベースフィルム３は素子突上げピン８の矢印Ｃ方向への
間欠的上下動に連動して矢印りの方向に間欠送りされる
ようになっている。

一方、吸着コレット９でベースフィルム３の導電回路パ
ターン２上に吸着された素子４を該導電回路パターン２
上に接合するため、加熱工程部には、ヒータ１０ａを内
蔵したボンディングツール１０が配設されている。この
ボンディングツール１０は素子４の電極４ａの形成面と
は反対面側を直接接触で加熱し、電極４ａを溶融させて
、素子４を導電回路パターン２上に接合するものである
。

次に、本実施例によるペレットボンディング方法につい
て説明する。

まず、ベースフィルム３として、プラスチックフィルム
１の搭載部２ａの中央部に小孔５を所定のピッチで列設
したものを用意し、図示しない移送手段で矢印り方向に
間欠送りする。また素子４を固定した素子固定フィルム
６をｘ、ｙ方向に移動可能な装置（図示せず）に固定し
、該装置と共に移動させるようにする。

そして、ベースフィルム３の間欠送りに連動して矢印Ｃ
方向に間欠的に上下動可能な素子突上げピン８により、
素子４をベースフィルム３の一面（下面）の導電回路パ
ターン２に当接するよう素子固定フィルム６を突き上げ
る。

この時、素子４がベースフィルム３の小孔５に対して精
密に位置決めされるように、素子固定フィルム６上の素
子４の位置は、該フィルム６の下方に設けた画像認識装
置のカメラ７で認識することにより、その時に処理すべ
き素子４が素子突上げピン８の真上の位置、すなわちベ
ースフィルム３の小孔５の真下の位置に正確に位置決め
されるよう、前記移動可能な装置（図示せず）によって
素子固定フィルム６をｘ、ｙ方向に位置出し移動させる
。

一方、吸着コレット９を第１図のＢ方向に動作させ、そ
の真空吸引孔９ａをベースフィルム３の小孔５の上方に
位置決めしかつプラスチックフィルム１の面１ａに当接
させる。そして、図示しない真空源からの真空吸引力に
より、吸着コレット９で素子４をベースフィルム３の導
電回路パターン２の所定位置に対して吸着固定する。

この真空吸着時においては、第３図に示すように、吸着
コレット９によって小孔５を通して素子４を搭載部２ａ
に吸着することにより、素子４の周囲に空気の流れＦが
生じるが、素子４はこの空気の流れＦの中央、すなわち
小孔５の中心に位置しようとする流体の力（いわゆるコ
アンダ効果による力）が作用する。一方、小孔５は、導
電回路パターン２を画像認識装置で認識し、それに連動
したレーザ加工機で位置精度良く搭載部２ａの中央に削
孔しであるので、素子４は、前記空気ノ流れＦによる求
心力と相まって、搭載部２ａの所定位置に位置精度良く
搭載できるものである。

次に、前記のように吸着コレット９の真空吸弓孔９ａか
ら小孔５を通し、矢印Ｅ方向に吸引されて搭載部２ａに
吸着された素子４は、ベースフィルム３．吸着コレット
９と共に、吸着工程から加熱工程へ移動する。この移動
の際、吸着コレット９は素子４を吸引し続ける。すなわ
ち、本実施例の吸着コレット９は素子４の電極４ａが溶
融接合するまで素子４を吸着できるので、従来のように
仮置き後、電極溶融接合までの間に素子が位置ズレする
ような不具合もない。

加熱工程においては、素子４は下方から上昇、当接する
ボンディングツール１０により加熱される。この時、ボ
ンディングツール１０は素子４の電極４ａの形成面とは
反対面に直接当接してヒータ１０ａからの熱で素子４の
みを効率的に加熱する。ボンディングツール１０は電極
４ａの溶融につれて所要位置まで上昇する。

このようにして、素子４の電極４ａをベースフィルム３
の導電回路パターン２に溶融接合した後、ボンディング
ツール１０は所定位置まで下降して次の加熱溶融接合時
まで待機する。

本実施例においては、素子４は素子固定フィルム６の裏
面から素子突上げピン８によって素子固定フィルム６を
介して持ち上げられ、吸着コレット９によって小孔５よ
りベースフィルム３を介して導電回路パターン２の素子
搭載部２ａに吸着されるため、素子４の当接衝撃が少な
く、素子４のダメージが少ない。また、素子４の外形寸
法に制約されるビックアップコレット等の製作が不要で
あり、小形の素子のボンディングが容易に可能となる。

さらに、素子固定フィルム６上の素子４を１接ベースフ
イルム３に搭載できるので、従来のような素子位置決め
ステージへの仮置きや、素子を一旦チツブトレーに裏返
しておいて準備する等の余分な作業が不要であり、迅速
な作業が可能となる。

通常、素子搭載速度は素子をベースフィルムに当接する
掴欠時間で決まるが、本発明では突上げビン８の上下動
速度と素子固定フィルム６をＸ。

ｙ方向へ移動する装置の速度とによって決まる。

したがって、本発明では、従来のように素子を一旦ピツ
クアップし、他の場所の位置決めステージまたはベース
フィルムヘセットする等の比較的長時間の作業を要せず
、極めて高速度で素子４の搭載が可能になる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野であるフィルムパッケージダイオードの
ペレットボンディングに適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえばフィルム
パッケージ形ディスクリート半導体装置のペレットボン
ディング等にも広く適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

（１）、半導体素子はベースフィルムの小孔を通して吸
着コレットで搭載部に吸着されるので、その吸着時に半
導体素子の周囲に生じる空気の流れによる力で小孔の中
心に位置され、それにより半導体素子を搭載部の所定位
置に精度良くボンディングできる。

〔２）、半導体素子は吸着コレットの真空吸引力でベー
スフィルムの搭載部に吸着されるので、半導体素子への
当接衝撃が少なく、半導体素子のダメージを少なくする
ことができる。

（３）、半導体素子を直接ベースフィルムに搭載できる
ので、ステージへの仮置きなどを要することなく、迅速
なボンディング作業を能率良く行うことが可能である。

（４）、半導体素子の外形寸法に制約されるピックアッ
プコレットなどを必要としないので、小形の半導体素子
でも容易にボンディングでキル。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例であるフィルムパッケージダ
イオードのペレットボンディング方法ニおける半導体素
子の搭載工程を示す概略部分断面図、 第２図は本発明の方法における加熱工程の概略部分断面
図、 第３図は第１図の搭載工程における素子搭載部の拡大部
分断面図、 第４図は従来技術における小形素子のボンディング方法
を示す概略断面図、 第５図と第６図はそれぞれ従来技術における比較的大形
の半導体素子をフィルムに搭載する例を示す概略部分断
面図である。 ｌ・・・プラスチックフィルム、１ａ・・・面、２・・
・導電回路パターン、２ａ・・・搭載部、３・・・ベー
スフィルム、４・・・半導体素子、４ａ・・・電極、５
・・・小孔、６・・・素子固定フィルム、７・・・カメ
ラ、８・・・素子突上げビン、９・・・吸着コレット、
９ａ・・・真空吸引孔、１０・・・ボンディングツール
、１０ａ・・・ヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に導電回路パターンを形成したベースフィルム
   上に、複数個の電極を持つ半導体素子をボンディングす
   る方法であって、前記ベースフィルムにおける半導体素
   子の搭載位置に小孔を形成し、この小孔を通して半導体
   素子の電極形成面を前記ベースフィルムに吸着し、その
   次の加熱工程においてその半導体素子の反対面側から該
   半導体素子を加熱し、該半導体素子の電極と前記ベース
   フィルムの導電回路パターンとを接合することを特徴と
   するフィルムパッケージ形半導体装置のペレットボンデ
   ィング方法。 ２、前記半導体装置がフィルムパッケージダイオードで
   あることを特徴とする請求項１記載のフィルムパッケー
   ジ形半導体装置のペレットボンディング方法。