JPH0319351A - Bonding tool - Google Patents
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- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ボンディングツールに関し，
大サイズのＩＣチップのＴＡＢボンディングに対しても
安定したボンディングを可能にすることを目的とし
テープ上に形威された金属箔からなるリードとＩＣチッ
プ上の接続端子部に形成されたバンプとを一括ボンディ
ングするインナーリードボンディングまたは該リードと
外部導出用リードとを一括ボンディングするアウターリ
ードボンディングに用いるボンディングツールにおいて
．加圧機構に取り付けるための取り付けシャンクと，該
取り付けシャンクの先端に設けられたホルダと，該ホル
ダの先端に設けられ，一括ボンディング時に該リードに
当接するツールヘッドとを備え，該ツーノレヘッドを断
熱性の高い材料で形成するように構或する．
〔産業上の利用分野〕
本発明は，ボンディングツールに関する．近年．エレク
トロニクス機器の小型化，高機能化が進み．それに使用
するＩＣのバンド数が増大すると共にバンド間の間隔が
狭くなってきている．そして．このようなＩｃを極めて
薄いパフケージに実装することが要求されている．従来
のワイヤボンディングでは，この要求に応えることが難
しい．そこで， ＴＡＢ （Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）ボンディングが注目されている
．
しかしながら，ＩＣのパンド数のさらなる増大，および
それに伴うバンド間隔のさらなる微細化，そしてＩＣチ
ップ自体の大型化に伴い，ＴＡＢボンディング装置も多
ビン化．微細ピンチ化に対応することができるように高
性能化することが要求されている．
〔従来の技術〕
従来のボンディングツールは，ＴＡＢリードと直接接触
するツールヘッドを加熱する構造をしており，コンスタ
ントヒート型とパルスヒート型の二者に区別される．
第３図は．従来例（そのｌ）を示す図でありコンスタン
トヒート（常時加熱）型と呼ばれるボンディングツール
である。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a bonding tool, a lead made of metal foil shaped on a tape is used for the purpose of enabling stable bonding even for TAB bonding of large-sized IC chips. In a bonding tool used for inner lead bonding for collectively bonding a lead and a bump formed on a connection terminal portion on an IC chip, or for outer lead bonding for collectively bonding the lead and an external lead. It is equipped with a mounting shank for mounting on the pressure mechanism, a holder provided at the tip of the mounting shank, and a tool head provided at the tip of the holder that comes into contact with the lead during bulk bonding, and the tool head is heat-insulated. It is designed to be made of a material with high [Industrial Field of Application] The present invention relates to a bonding tool. recent years. Electronic devices are becoming smaller and more sophisticated. As the number of IC bands used for this purpose increases, the spacing between the bands becomes narrower. and. It is required to implement such an Ic in an extremely thin puff cage. Conventional wire bonding is difficult to meet this demand. Therefore, TAB (Tape Auto
ed Bonding) Bonding is attracting attention. However, as the number of IC pads increases, the band spacing becomes finer, and the IC chips themselves become larger, TAB bonding equipment becomes more numerous. There is a need for higher performance so that it can handle finer pinches. [Prior art] Conventional bonding tools have a structure that heats the tool head that comes into direct contact with the TAB lead, and are divided into two types: constant heat type and pulse heat type. Figure 3 is. This is a diagram showing a conventional example (part 1), which is a bonding tool called a constant heat (constant heating) type.
同図において，３１は取り付けシャンク，３２はホルダ
，３３はカートリッジヒータ．３４はツールヘッドであ
る．
取り付けシャンク３１は．ボンディングッールを加圧機
構に取り付けるためのものである．ホルダ３２は，取り
付けシャンク３１の先端に設けられている．
カートリッジヒータ３３は．ホルダ３２に差し込まれて
取り付けられ，ホルダ３２を加熱する．ツールヘンド３
４は．ダイヤモンドなどの熱伝導率が大きく，かつ．耐
摩耗性にすぐれた材料からなり．カートリッジヒータ３
３により加熟されたホルダ３２の熱をボンディング部に
伝達する．と共にボンディング部を加圧する。In the figure, 31 is a mounting shank, 32 is a holder, and 33 is a cartridge heater. 34 is a tool head. The mounting shank 31 is. This is for attaching the bonding tool to the pressure mechanism. The holder 32 is provided at the tip of the mounting shank 31. The cartridge heater 33 is. It is inserted and attached to the holder 32 and heats the holder 32. tool hend 3
4 is. Diamond and other materials have high thermal conductivity, and. Made of material with excellent wear resistance. Cartridge heater 3
3, the heat of the holder 32 is transferred to the bonding part. At the same time, the bonding part is pressurized.
第４図は．従来例（その２）を示す図であり．バルスヒ
ート（抵抗加熱）型と呼ばれるボンディングツールであ
る．
同図において，４１は取り付けシャンク，４２ばホルダ
，４３は絶縁材，４４は内部電極，４５ツールヘノドで
ある．
取り付けシャンク４１は，１！極を兼ね．ボンディング
ツールを加圧機構に取り付けるためのものである．
ホルダ４２はｌ極を兼ね．取り付けシャンク４１の先端
に設けられている．
絶縁材４３は，ホルダ４２と内部１ｔ極４４および取り
付けシャンク４１とを電気的に絶縁するためのものであ
る．
内部電極４４は．ホルダ４２との間に交流のパルスｔｉ
を流してツールへッド４５を加熱するためのものであり
，取り付けシャンク４１と電気的に接続されている．交
流のパルスｔ流は，ボンディング時にのみ流す．
ツールヘンド４５は，インコネルなどの合金やＮｏなど
の金属からなり，ホルダ４２と内部電極４４との間に印
加される交流のパルス電流によって発熱する．そして，
この熱でボンディング部を加熱する，と共にボンディン
グ部を加圧する．次に，以上に述べたボンディングツー
ルを用いたＴＡＢボンディングの例を説明する．第５図
は，従来のＩ Ｌ Ｂ （Ｉｎｎｅｒ Ｌｅａｄ Ｂｏ
ｎｄｉｎｇ）の例を示す図である．
同図において．５１はボンディングツール．５２はＴＡ
Ｂテープ，５３はＴＡＢリード．５４はＩＣチップ ５
５はバンプ，５６はステージである，
ボンディングッール５１としては，この例の場合，第３
図に示したコンスタントヒート（常時加Ｐｊ！，）型の
ものが用いられている．ＴＡＢテーブ５２は，ボリイξ
ドなどからなる長尺のフィルムテーブである．
Ｔ Ａ Ｂ ＩＪ一ド５３は，ＴＡＢテープ５２に貼り
付けられたＣｕなとの金属箔を工冫チングして形成され
たリードフレーム状のものである．バンプ５５は，ＩＣ
チップ５４上の電極取り出し部の表面に， Ａｕなとの
金属により形威される．ステージ５６は，ＩＣチップ５
４を！Ｉ！置するためのものである．
以下，第５図を用いて，従来のＴＡＢボンディングにお
けるＩＬＢ（インナーリードボンディング）の手順を説
明する。Figure 4 is. This is a diagram showing a conventional example (Part 2). This is a bonding tool called a pulse heat (resistance heating) type. In the figure, 41 is a mounting shank, 42 is a holder, 43 is an insulating material, 44 is an internal electrode, and 45 is a tool head. The mounting shank 41 is 1! Also serves as a pole. This is for attaching the bonding tool to the pressure mechanism. The holder 42 also serves as an l pole. It is provided at the tip of the mounting shank 41. The insulating material 43 is for electrically insulating the holder 42 from the internal 1t pole 44 and the mounting shank 41. The internal electrode 44 is . An alternating current pulse ti is applied between the holder 42 and the holder 42.
It is used to heat the tool head 45 by flowing water, and is electrically connected to the mounting shank 41. The alternating current pulsed current is applied only during bonding. The tool hand 45 is made of an alloy such as Inconel or a metal such as No, and generates heat by an alternating current pulse current applied between the holder 42 and the internal electrode 44. and,
This heat heats the bonding area and also pressurizes the bonding area. Next, an example of TAB bonding using the bonding tool described above will be explained. Figure 5 shows the conventional ILB (Inner Lead Bo)
nding). In the same figure. 51 is a bonding tool. 52 is TA
B tape, 53 is TAB lead. 54 is an IC chip 5
5 is a bump, and 56 is a stage. In this example, the bonding tool 51 is the third one.
The constant heat (constantly applied Pj!) type shown in the figure is used. The TAB table 52 is
It is a long film table consisting of a number of discs, etc. The TAB IJ card 53 is in the form of a lead frame formed by cutting a metal foil such as Cu attached to the TAB tape 52. The bump 55 is an IC
The surface of the electrode extraction part on the chip 54 is made of a metal such as Au. The stage 56 is the IC chip 5
4! I! It is for placing. The procedure of ILB (inner lead bonding) in conventional TAB bonding will be described below with reference to FIG.
■ステージ５６上にＩＣチップ５４を載置する．■ＩＣ
チップ５４の上方にＴＡＢテープ５２をセットする．
■ＴＡＢリード５３の先端とＩＣチンプ５４の表面に形
威されたバンプ５５との位置合わせを行う．
■第３図に関して説明したように，カートリッジヒータ
によりホルダが加熱されたボンディングツール５ｌを矢
印で示すように下方に降下させて．ツールヘッドにより
ＴＡＢリード５３の先端とバンプ５５とを加熱圧着して
接続する．
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のボンディングツールでは，カートリッジヒークや
抵抗加熱で加熱した場合，ツールヘッドが熱膨張により
変形したり，ツールヘッド内で温度分布にバラツキが生
じるため，ＩＣチップが大型化してボンディングツール
が大きくなるにつれてボンディング精度が低下していた
．
すなわち，従来のボンディングッールには，大サイズの
ＩＣチップに対して安定したボンディングができず５部
分的にボンディング不良が生じたり，圧力が均等にかか
らない．という問題があった．
本発明は．上記の問題点を解決して，大サイズのＩＣチ
ップのＴＡＢボンディングに対しても安定したボンディ
ングを可能にしたボンディングツールを提供することを
目的とする．
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達威するために，本発明に係るボンディン
グツールは．テープ上に形威された金属箔からなるリー
ドとＩＣチップ上の接続端子部に形威されたバンプとを
一括ボンディングするインナーリードポンディングまた
は該リードと外部導出用リードとを一括ボンディングす
るアウターリードボンディングに用いるボンディングツ
ールにおいて，加圧機構に取り付けるための取り付けシ
ャンクと．該取り付けシャンクの先端に設けられたホル
ダと，該ホルダの先端に設けられ，一括ボンディング時
に該リードに当接するツールヘッドとを備え，該ツール
ヘッドを断熱性の高い材料で形成するように構成する．
り，その上にＲ置されたＩＣチップを加熱し，間接的に
ＴＡＢボンディング部を加熱することにより行う。この
ため，加えられた熱がＴＡＢボンディング部全体に均一
に分布する．ボンディングツールは，加圧作用のみを行
う．そして．ツールヘッドが断熱性の高い材料で形威さ
れているので５ボンディングツールは高温にならないか
ら，変形することがない。■ Place the IC chip 54 on the stage 56. ■IC
Set the TAB tape 52 above the chip 54. ■Align the tip of the TAB lead 53 with the bump 55 formed on the surface of the IC chimp 54. ■As explained with reference to Fig. 3, the bonding tool 5l, whose holder is heated by the cartridge heater, is lowered as shown by the arrow. The tip of the TAB lead 53 and the bump 55 are connected by heat and pressure bonding using the tool head. [Problem to be solved by the invention] In conventional bonding tools, when heated by cartridge heat or resistance heating, the tool head deforms due to thermal expansion and temperature distribution within the tool head varies, so IC chips As the bonding tool became larger, the bonding accuracy decreased. In other words, conventional bonding tools cannot provide stable bonding to large-sized IC chips, resulting in bonding failures in some areas and uneven pressure application. There was a problem. The present invention is. The purpose of this paper is to solve the above problems and provide a bonding tool that enables stable bonding even for TAB bonding of large-sized IC chips. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the bonding tool according to the present invention is as follows. Inner lead bonding, in which a lead made of metal foil shaped on a tape is bonded to a bump shaped in a connecting terminal section on an IC chip, or an outer lead, in which the lead is bonded to an external lead. In bonding tools used for bonding, a mounting shank for attaching to a pressure mechanism. A holder provided at the tip of the mounting shank, and a tool head provided at the tip of the holder and abutting the lead during bulk bonding, and the tool head is configured to be made of a material with high heat insulation properties. ．． This is done by heating the IC chip placed on top of the IC chip and indirectly heating the TAB bonding part. Therefore, the applied heat is evenly distributed throughout the TAB bonding area. The bonding tool only performs pressure action. and. Since the tool head is made of highly insulating material, the 5 bonding tool does not reach high temperatures and therefore does not deform.
したがって，大サイズのＩＣチンブに対してＴＡＢボン
ディングを行っても，部分的なボンディング不良や．圧
力が均等に加わらないことに起因する不都合が生しるこ
とがなく．安定したＴＡＢボンディングが可能となる．
〔作 用］
本発明に係るボンディングツールは．発熱機構を持って
いない．そして，ツールヘッドは，断熱性の高い材料で
形成されている．
本発明に係るボンディングツールを用いたＴＡＢボンデ
ィングは ステージを加熱することによ〔実 施 例〕
第１図は．本発明の一実施例を示す図である。Therefore, even if TAB bonding is performed on a large-sized IC chip, there may be partial bonding failures. There are no inconveniences caused by pressure not being applied evenly. Stable TAB bonding becomes possible. [Function] The bonding tool according to the present invention is as follows. It does not have a heat generating mechanism. The tool head is made of a highly insulating material. TAB bonding using the bonding tool according to the present invention is performed by heating the stage [Example] Fig. 1 shows. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
同図に示すように，本発明の一実施例に係るポンディン
グツールは，取り付けシャンクｌ，ホルダ２およびツー
ルへッド３から構成される。As shown in the figure, the pounding tool according to one embodiment of the present invention is composed of a mounting shank 1, a holder 2, and a tool head 3.
取り付けシャンクｌは，加圧機構に取り付けるためのも
のである，
ホルダ２は．取り付けシャンクｌの先端に設けられてお
り．ツールヘッド３を支持するためのものである．
ツールへ７ド３は，ホルダ２の先端に設けられており，
多孔質のアルミナ．ムライト，コーディライト，石英ガ
ラスなどの断熱性の高い（熱伝導度の小さい）材料で形
成されている．
次に．以上に述べた本発明の一実施例に係るボンディン
グツールを用いたＴＡＢボンディングの例を説明する．
第２図は，本発明をＩＬＢに通用した例を示す図である
．
同図において，２１はボンディングツール，２２はＴＡ
Ｂテープ、２３はＴＡＢリード，２４はＩＣチンフ゜
２５はバンフ゜，２６はステージ．２７はヒータである
．
ボンディングツール２１としては．第ｌ図に示した構造
のものを用いる．
ＴＡＢテーブ２２は．ポリイミドなどからなる長尺のフ
ィルムテーブである．
ＴＡＢリード２３は，ＴＡＢテープ２２に貼り付けられ
たＣｕなどの金属箔をエッチングして形成されたリード
フレーム状のものである。The mounting shank l is for mounting on the pressurizing mechanism, and the holder 2 is. It is provided at the tip of the mounting shank l. This is to support the tool head 3. The tool 7 door 3 is provided at the tip of the holder 2,
Porous alumina. It is made of materials with high thermal insulation properties (low thermal conductivity) such as mullite, cordierite, and quartz glass. next. An example of TAB bonding using the bonding tool according to an embodiment of the present invention described above will be explained. Figure 2 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to ILB. In the same figure, 21 is a bonding tool, 22 is a TA
B tape, 23 is TAB lead, 24 is IC chip
25 is Banff, 26 is the stage. 27 is a heater. As for the bonding tool 21. Use the structure shown in Figure 1. The TAB table 22 is. It is a long film tape made of polyimide, etc. The TAB lead 23 has a lead frame shape formed by etching a metal foil such as Cu attached to the TAB tape 22.
バンプ２５は，ＩＣチップ２４上の電極取り出し部の表
面に， Ａｕなどの金属により形威される．ステージ２
Ｇは，ＩＣチンブ２４をｉｉするためのものである。The bump 25 is formed of metal such as Au on the surface of the electrode extraction part on the IC chip 24. stage 2
G is for controlling the IC chip 24.
ヒータ２７は．ステージ２６に内蔵されておりステージ
２Ｇを加熱するためのものである．以下，第２図を用い
て，本発明に係るボンディングツールを用いたＩＬＢの
手順を説明する。The heater 27 is. It is built into the stage 26 and is used to heat the stage 2G. The ILB procedure using the bonding tool according to the present invention will be described below with reference to FIG.
■ヒータ２７によりステージ２６を加熱しておく．
■ステージ２６上にＩＣチンプ２４を載置する．■【Ｃ
チップ２４の上方にＴＡＢテープ２２をセットする．
■ＴＡＢリード２３の先端とＩＣチップ２４の表面に形
威されたバンプ２５との位置合わせを行う．
■ボンディングツール２１を矢印で示すように下方に降
下させて，ツールヘッドによりＴＡＢリード２３の先端
とバンプ２５とを加熱圧着して接続する。■Heat the stage 26 with the heater 27. ■Place the IC chimp 24 on the stage 26. ■【C
Set the TAB tape 22 above the chip 24. ■Align the tip of the TAB lead 23 with the bump 25 formed on the surface of the IC chip 24. (2) The bonding tool 21 is lowered as shown by the arrow, and the tip of the TAB lead 23 and the bump 25 are bonded under heat and pressure using the tool head.
バンプ２５を形戒する金属がＡｕである場合，ＴＡＢリ
ード２３のボンディング部を形戒する金属の種類により
，ボンディングの加熱温度および接続後の状態は次のよ
うになる。When the metal forming the bump 25 is Au, the heating temperature for bonding and the state after connection are determined as follows depending on the type of metal forming the bonding portion of the TAB lead 23.
（ａ） Ｔ Ａ Ｂリード２３のボンディング部をＡｕ
メッキにより形威した場合，ボンディング部の加熱温度
は４００〜５００゜Ｃであり．接続はＡｕ−Ａｕの熱圧
着ボンディングによる．
（ｂ）ＴＡＢリード２３のボンディング部をＳｎメッキ
により形威した場合．ボンディング部の加熱温度は３０
０〜４００゜Ｃであり．ｔｌＶＬはＡｕ − Ｓｎの熱
融着ボンディングによる．
（ａ）および（ｂ）のいずれの場合においても，ステー
ジ２６の温度は．ボンディング部の温度よりも高めに設
定する．
以上の説明では，ヒータ２７によりステージ２６を予め
加熱しておく例を示したが，ＴＡＢボンディング時にだ
けヒータ２７によりステージ２６を加熱してもよい．ま
た，ヒータ２７によりステージ２６を加熱する方法に代
えて，ヒータを設けずに，ＩＣチノプに赤外線を照射す
ることにより加熱する方法でもよい。(a) The bonding part of the T A B lead 23 is made of Au.
When formed by plating, the heating temperature of the bonding part is 400 to 500°C. Connection is by Au-Au thermocompression bonding. (b) When the bonding part of the TAB lead 23 is shaped by Sn plating. The heating temperature of the bonding part is 30
0 to 400°C. tlVL is based on Au-Sn thermal fusion bonding. In both cases (a) and (b), the temperature of the stage 26 is . Set the temperature higher than the temperature of the bonding part. In the above explanation, an example has been shown in which the stage 26 is preheated by the heater 27, but the stage 26 may be heated by the heater 27 only during TAB bonding. Further, instead of heating the stage 26 with the heater 27, a method may be used in which the IC tinop is heated by irradiating infrared rays without providing a heater.
さらに，ＩＬＢ工程を経たフィルムキャリアチップは，
ＴＡＢテープからＴＡＢリード部分を打ち抜いた後．最
終的にチンプを実装すべきパッケージ基板上に○Ｌ Ｂ
（Ｏｕｔｅｒ シｅａｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）されるが
，本発明に係るボンディングツールは，ツールヘッドの
形状を変更するだけで，このＯＬＢに対してもＩＬＢと
同様に適用することができる．〔発明の効果〕
本発明に係るボンディングツールを用いたＴＡＢボンデ
ィングでは．間接的にＴＡＢボンディング部を加熱する
ため，加えられた熱がＴＡＢボンディング部全体に均一
に分布する．そして．ボンディングツールは．加圧作用
のみを行う．さらに，ツールヘッドが断熱性の高い材料
で形成されているので．ボンディングツールは高温にな
らないため．変形することがない．したがって．大サイ
ズのＩＣチップに対してＴＡＢボンディングを行っても
，部分的なポンディング不良や，圧力が均等に加わらな
いことに起因する不都合が生じることがなく．安定した
ＴＡＢボンディングが可能となる。Furthermore, the film carrier chip that has undergone the ILB process is
After punching out the TAB lead part from the TAB tape. ○L B on the package board where the chimp will be finally mounted
(Outer shead bonding) However, the bonding tool according to the present invention can be applied to this OLB in the same way as ILB by simply changing the shape of the tool head. [Effects of the Invention] In TAB bonding using the bonding tool according to the present invention. Since the TAB bonding area is indirectly heated, the applied heat is evenly distributed throughout the TAB bonding area. and. The bonding tool. Performs only pressurizing action. Furthermore, the tool head is made of a highly insulating material. This is because the bonding tool does not reach high temperatures. It will not deform. therefore. Even when TAB bonding is performed on large-sized IC chips, there are no problems caused by local bonding defects or uneven pressure application. Stable TAB bonding becomes possible.
：ツールヘッド:Tool head
Claims (1)
プ上の接続端子部に形成されたバンプとを一括ボンディ
ングするインナーリードボンディングまたは該リードと
外部導出用リードとを一括ボンディングするアウターリ
ードボンディングに用いるボンディングツールにおいて
、 加圧機構に取り付けるための取り付けシャンク（１）と
、 該取り付けシャンク（１）の先端に設けられたホルダ（
２）と、 該ホルダ（２）の先端に設けられ、一括ボンディング時
に該リードに当接するツールヘッド（３） とを備え、 該ツールヘッド（３）を断熱性の高い材料で形成した ことを特徴とするボンディングツール。[Claims] Inner lead bonding in which a lead made of metal foil formed on a tape is collectively bonded to a bump formed on a connecting terminal portion on an IC chip, or collective bonding in which the lead and an external lead are collectively bonded. A bonding tool used for outer lead bonding includes a mounting shank (1) for mounting on a pressure mechanism, and a holder (1) provided at the tip of the mounting shank (1).
2), and a tool head (3) that is provided at the tip of the holder (2) and comes into contact with the lead during bulk bonding, and the tool head (3) is made of a material with high heat insulation properties. Bonding tool.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153844A JPH0319351A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Bonding tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153844A JPH0319351A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Bonding tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319351A true JPH0319351A (en) | 1991-01-28 |
Family
ID=15571336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153844A Pending JPH0319351A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Bonding tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0319351A (en) |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1153844A patent/JPH0319351A/en active Pending
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