JPH04306856A - Manufacture of bonding tool for gold-gold bonding - Google Patents

Manufacture of bonding tool for gold-gold bonding

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JPH04306856A
JPH04306856A JP9826991A JP9826991A JPH04306856A JP H04306856 A JPH04306856 A JP H04306856A JP 9826991 A JP9826991 A JP 9826991A JP 9826991 A JP9826991 A JP 9826991A JP H04306856 A JPH04306856 A JP H04306856A
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JP
Japan
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bonding
diamond
gold
bonding tool
silicon
Prior art date
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Application number
JP9826991A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Une
宏治 宇根
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Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Original Assignee
Asahi Diamond Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent residual silicon from reacting with a gold wire by a method wherein a sintered diamond which contains silicon carbide ceramic coupling agent and a small amount of silicon is covered with vapor-synthetic diamond, which is fixed to a shank so that the covered surface of the sintered diamond is made to serve as a bonding working surface. CONSTITUTION:A sintered diamond 2 which contains silicon carbide ceramic coupling agent and a small amount of silicon is covered with a vapor phase- synthetic diamond 1, which is fixed to a shank so as to enable the covered surface of the sintered diamond to serve as a bonding working surface. The diamond coat 1 is formed as thick as 20-1500mum, and it is preferable that the thickness of the diamond coat 1 ranges from 20 to 200mum. If the thickness concerned is less than 20mum, it is difficult to perform a precision attaining finish onto the bonding working surface of the diamond 1 by polishing, and if the thickness is over 1500mum, cracks are induced in the bonding working surface due to the inner distortion of the diamond film concerned.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は金−金接合用ボンディン
グツールの製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、本発明はダイヤモンド焼結体をシャンクに取り付け
た構造のボンディングツールの製造において、気相合成
ダイヤモンド膜をダイヤモンド焼結体表面に極めて密着
性よく形成させ、性能に優れ、金−金接合用に使用して
も寿命の長いボンディングツールを製造する方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a bonding tool for gold-gold bonding. More specifically, in manufacturing a bonding tool having a structure in which a diamond sintered body is attached to a shank, the present invention forms a vapor-phase synthesized diamond film on the surface of the diamond sintered body with extremely good adhesion, provides excellent performance, and provides gold-gold bonding. The present invention relates to a method of manufacturing a bonding tool that has a long life even when used for bonding.

【0002】0002

【従来の技術】通称、TAB(Tape  Autom
ated  Bonding)用ボンディングツールと
称するものは、リード線をICチップやIC基板に接合
するための工具であり、通常、該ボンディングツールは
300〜600℃の温度範囲に加熱された状態で、繰り
返し荷重をかけて使われるため、ボンディング部材は耐
熱性、耐摩耗性、熱伝導性に優れ、かつ溶融した金属ハ
ンダなどが表面に付着しにくい素材が使われる。ボンデ
ィングツールは単結晶ダイヤモンド、ダイヤモンド焼結
体、CBN焼結体などの素材を焼結やロー付けなどの方
法で金属シャンクに固定したもの、またMo又はインコ
ネルをはじめとする耐熱合金により直接ツールに加工し
たものが使われる。近年とくに液晶テレビ、電卓、時計
やICカードに使われるICチップは大型化の傾向にあ
り、素材としてサイズに問題のある単結晶ダイヤモンド
に替わって自由にサイズの選択が出来るダイヤモンド焼
結体のボンディングツール用の使用が増加している。通
常、この用途向きのダイヤモンド焼結体には結合材にコ
バルト、モリブデンやタングステンなどの金属を使った
ものと炭化ケイ素のようなセラミックスを使ったものと
がある。この内、金属結合剤を使ったものは700℃の
耐熱性を有し、350℃前後の比較的低温で使用し、セ
ラミックス結合剤を使ったものは1100℃の耐熱性を
有し、500℃前後の比較的高温まで使用することがで
きる。TABにはICチップとフィルムテープに形成さ
れたリード線を接合するインナーリードボンディング(
内部リードボンディング、I.L.B)とICチップの
リード線をIC基板に接合するアウターリードボンディ
ング(外部リードボンディング、O.L.B)とがある
。 I.L.Bは450〜550℃の温度範囲で行うため結
合剤にセラミックスを使用したダイヤモンド焼結体を多
く使用し、一方O.L.Bは250〜350℃の温度範
囲で行うことから、結合剤に金属を使用したダイヤモン
ド焼結体を多く使用する。I.L.BにはICチップ上
に電極として用意された金,銅やハンダなどの材料から
成る多数のバンプとフィルムテープに形成された銅パタ
ーンに金や錫メッキしたリード線を加熱したボンディン
グツールでリード線側から押しあてて一度に合金化接合
を行う方法と最近では逆にフィルムテープに形成された
リード線上に金、銅やハンダなどの材料から成るバンプ
を用意し、ICチップ上のアルミニウム電極に加熱した
ボンディングツールをリード線側から押しあてて一度に
合金化接合を行う方法とがある。従来より、ICとリー
ド線の接合パターンとしてバンプ側の金とリード線側の
錫の合金化接合が多く行われてきたが、近年接合部分の
強度や接触抵抗の点で金バンプ−錫リード線の接合より
も優れる金バンプ−金リード線の接合パターンに移行す
る傾向にある。金バンプ−錫リード線の接合はボンディ
ングツールを450〜500℃の温度範囲に加熱しボン
ディングツールを錫リード線に0.2秒程度の比較的短
い時間押しあてて錫を溶融し、金との合金化反応により
接合を行う。一方、近年多用されるようになった金バン
プ−金リード線の接合はボンディングツールを500〜
600℃の温度範囲に加熱し、ボンディングツールをリ
ード線側の金に1〜2秒と比較的長い時間押しあてて金
バンプと金リード線とを拡散接合させて行う。この金バ
ンプ−金リード線の接合にも従来より炭化ケイ素セラミ
ックスの結合剤を使用したダイヤモンド焼結体をボンデ
ィングツールの素材として使用されているが、このダイ
ヤモンド焼結体は製法上の問題から通常1重量パーセン
ト程度残留ケイ素を含有する。このことは金バンプ−金
リード線の接合の際ボンディングツール素材中の残留ケ
イ素とリード線の金が370℃の比較的低温で合金化反
応を起こしボンディング面の清浄さが保てなくなるとと
もにボンディング面をセラミックス砥石などでクリーニ
ングする回数が増加し、結果として、作業効率の低下と
ともにボンディングツールの寿命が短くなる問題が生じ
る。具体的には、金バンプ−錫リード線のボンディング
の場合は、ダイヤモンド焼結体のボンディングツールの
寿命は、100000〜200000回のボンディング
可能であったのが、金バンプ−金リード線の場合は、ボ
ンディング温度に依存して40000〜80000回以
下程度のボンディング作業しかできない。
[Prior Art] Commonly known as TAB (Tape Auto)
A bonding tool for rated bonding is a tool for bonding lead wires to an IC chip or an IC substrate. Usually, the bonding tool is heated to a temperature range of 300 to 600°C and subjected to repeated loads. Because bonding materials are used over a long period of time, they must be made of materials that have excellent heat resistance, abrasion resistance, and thermal conductivity, and are resistant to the adhesion of molten metal solder to the surface. Bonding tools are made by fixing materials such as single crystal diamond, diamond sintered bodies, CBN sintered bodies, etc. to a metal shank using methods such as sintering or brazing, or directly attached to the tool using heat-resistant alloys such as Mo or Inconel. The processed one is used. In recent years, the IC chips used in LCD TVs, calculators, watches, and IC cards have tended to become larger, and instead of single crystal diamond, which has size issues as a material, bonding using diamond sintered bodies allows for free selection of sizes. Its use for tools is increasing. Generally, diamond sintered bodies suitable for this purpose include those that use metals such as cobalt, molybdenum, and tungsten as binding materials, and those that use ceramics such as silicon carbide. Among these, those using a metal bonding agent have a heat resistance of 700℃ and can be used at a relatively low temperature of around 350℃, while those using a ceramic bonding agent have a heat resistance of 1100℃ and a temperature of 500℃. Can be used up to relatively high temperatures before and after. The TAB has inner lead bonding (which connects the IC chip and the lead wires formed on the film tape).
Internal lead bonding, I. L. There is B) and outer lead bonding (O.L.B.), in which lead wires of an IC chip are bonded to an IC substrate. I. L. Since O.B is carried out at a temperature range of 450 to 550°C, diamond sintered bodies using ceramics as a binder are often used. L. Since B is carried out in a temperature range of 250 to 350°C, a diamond sintered body using metal as a binder is often used. I. L. In B, lead wires are attached using a heated bonding tool to a large number of bumps made of materials such as gold, copper, and solder prepared as electrodes on the IC chip, and to a copper pattern formed on a film tape and lead wires plated with gold or tin. In contrast to the method of alloying and bonding all at once by pressing from the sides, recently the reverse method is to prepare bumps made of materials such as gold, copper, or solder on lead wires formed on film tape, and heat them to the aluminum electrodes on the IC chip. There is a method in which alloy bonding is performed at once by pressing a bonding tool that has been prepared from the lead wire side. Traditionally, alloy bonding of gold on the bump side and tin on the lead wire side has been commonly used as a bonding pattern for ICs and lead wires, but in recent years, gold bumps and tin lead wires have been used in terms of strength and contact resistance of the bonded portion. There is a trend toward a gold bump-gold lead wire bonding pattern, which is superior to the gold bump-gold lead wire bonding pattern. To bond gold bumps and tin lead wires, heat the bonding tool to a temperature range of 450 to 500°C and press the bonding tool against the tin lead wire for a relatively short time of about 0.2 seconds to melt the tin and bond it to the gold. Joining is performed by alloying reaction. On the other hand, bonding tools for bonding gold bumps and gold lead wires, which have become frequently used in recent years, require
The bonding tool is heated to a temperature range of 600° C. and pressed against the gold on the lead wire side for a relatively long time of 1 to 2 seconds, thereby diffusion bonding the gold bump and the gold lead wire. Conventionally, a diamond sintered body using silicon carbide ceramic binder has been used as a bonding tool material for bonding gold bumps and gold lead wires, but this diamond sintered body is usually used due to manufacturing process problems. Contains about 1 weight percent residual silicon. This means that when bonding gold bumps and gold lead wires, the residual silicon in the bonding tool material and the gold in the lead wires undergo an alloying reaction at a relatively low temperature of 370°C, making it impossible to maintain the cleanliness of the bonding surface. The number of times the bonding tool must be cleaned with a ceramic grindstone increases, resulting in a problem of lower work efficiency and shorter bonding tool life. Specifically, in the case of gold bump-tin lead wire bonding, the life of the diamond sintered bonding tool was 100,000 to 200,000 bonding times, but in the case of gold bump-gold lead wire, the lifespan of the diamond sintered bonding tool was 100,000 to 200,000 times. , depending on the bonding temperature, the bonding operation can only be performed about 40,000 to 80,000 times.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情のもとで炭化ケイ素セラミックス結合剤によるダイヤ
モンド焼結体を用いたボンディングツールの使用時にお
いてダイヤモンド焼結体中の残留ケイ素と金リード線と
の反応を防止することができるボンディングツールの製
造方法を提供する目的でなされたものである。
[Problems to be Solved by the Invention] Under these circumstances, the present invention aims to eliminate residual silicon and gold leads in the diamond sintered body when using a bonding tool using a diamond sintered body with a silicon carbide ceramic binder. This was done for the purpose of providing a method for manufacturing a bonding tool that can prevent reactions with wires.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、炭化ケイ素セラ
ミックス結合剤より成るダイヤモンド焼結体のボンディ
ングツール面上に気相合成ダイヤモンド膜を被覆形成さ
せることにより、その目的を達成しうることを見い出し
、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、炭化ケイ素セラミックス結合剤と少量
のケイ素を含有する焼結体ダイヤモンドに気相合成ダイ
ヤモンドを被覆して、該被覆面をボンディング作業面と
なるようにシャンクに取り付けることを特徴とする金−
金接合用ボンディングツールの製造方法を提供するもの
である。特に、該ダイヤモンド膜厚が20μm〜150
0μm、好ましくは、20〜200μmの範囲にあるも
のを用いることを特徴とする金−金接合用ボンディング
ツールの製造方法を提供するものである。
[Means for Solving the Problem] As a result of extensive research in order to achieve the above object, the present inventors have developed a vapor phase synthesized diamond film on the bonding tool surface of a diamond sintered body made of a silicon carbide ceramic binder. It was discovered that the object could be achieved by forming a coating, and based on this knowledge, the present invention was completed. That is, the present invention is characterized in that a sintered diamond containing a silicon carbide ceramic binder and a small amount of silicon is coated with vapor-phase synthetic diamond, and the coated surface is attached to the shank as a bonding work surface. money to do
The present invention provides a method for manufacturing a bonding tool for gold bonding. In particular, the diamond film thickness is 20 μm to 150 μm.
The present invention provides a method for manufacturing a bonding tool for gold-gold bonding, characterized in that a bonding tool for gold-gold bonding is used that has a diameter of 0 μm, preferably in the range of 20 to 200 μm.

【0005】本発明方法においては炭化ケイ素セラミッ
クス結合剤より成るダイヤモンド焼結体表面に気相合成
法によりダイヤモンド膜を被覆形成させるが該ダイヤモ
ンド膜厚が20μm〜1500μm、好ましくは20μ
m〜200μmの範囲にあるものを用いることが必要で
ある。この膜厚が20μm未満ではボンディング面の研
磨加工による精度出し仕上げが困難となり、1500μ
mを超えると該ダイヤモンド膜の内部歪によりボンディ
ング面の研磨加工時に割れが発生する。
In the method of the present invention, a diamond film is coated on the surface of a diamond sintered body made of a silicon carbide ceramic binder by vapor phase synthesis, and the diamond film thickness is 20 μm to 1500 μm, preferably 20 μm.
It is necessary to use a material in the range of m to 200 μm. If this film thickness is less than 20 μm, it will be difficult to achieve precision finishing by polishing the bonding surface, and
If it exceeds m, cracks will occur during polishing of the bonding surface due to internal strain in the diamond film.

【0006】本発明においては炭化ケイ素セラミックス
結合剤より成るダイヤモンド焼結体表面に気相合成法に
よりダイヤモンド膜を被覆形成させる。この気相合成に
よるダイヤモンド膜の形成方法については特に制限はな
く、従来気相合成によるダイヤモンド膜の形成に慣用さ
れている方法、例えば物理蒸着法及び化学蒸着法を採用
することができるが、特にマイクロ波CVD法、RFプ
ラズマCVD法、DCプラズマCVD法、熱フィラメン
トCVD法、イオンビームCVD法などの化学蒸着法が
好ましく用いられる。
In the present invention, a diamond film is formed on the surface of a diamond sintered body made of a silicon carbide ceramic binder by vapor phase synthesis. There are no particular restrictions on the method of forming a diamond film by vapor phase synthesis, and methods conventionally used for forming diamond films by vapor phase synthesis, such as physical vapor deposition and chemical vapor deposition, can be used. Chemical vapor deposition methods such as microwave CVD, RF plasma CVD, DC plasma CVD, hot filament CVD, and ion beam CVD are preferably used.

【0007】このようにして炭化ケイ素セラミックス結
合剤より成るダイヤモンド焼結体基板表面に気相合成ダ
イヤモンド膜が被覆形成される。このダイヤモンド膜の
厚さは通常20μm〜1500μm、好ましくは、20
〜200μmの範囲で選ばれ、この膜厚によってダイヤ
モンド膜の基板となるダイヤモンド焼結体への密着は十
分に強固である。この膜厚が20μm未満ではボンディ
ングツール面加工の困難さから製品歩留が悪くなり、1
500μmを超えるとダイヤモンド膜の内部歪により加
工時に欠損を生じたり、製膜時間もかかりすぎて生産効
率が低下し、好ましくない。
In this way, a vapor-phase synthetic diamond film is formed on the surface of the diamond sintered substrate made of the silicon carbide ceramic binder. The thickness of this diamond film is usually 20 μm to 1500 μm, preferably 20 μm to 1500 μm.
The thickness is selected in the range of ~200 μm, and this film thickness ensures sufficiently strong adhesion of the diamond film to the diamond sintered body serving as the substrate. If the film thickness is less than 20 μm, the product yield will be poor due to difficulty in processing the surface of the bonding tool.
If it exceeds 500 μm, it is not preferable because internal strain in the diamond film may cause defects during processing, and the film formation time will be too long, resulting in a decrease in production efficiency.

【0008】本発明製造方法においては、このようにし
て表面に気相合成ダイヤモンド膜を有する炭化ケイ素セ
ラミックス結合剤より成るダイヤモンド焼結体は該ダイ
ヤモンド膜面がボンディング膜面となるように金属シャ
ンクにロウ付けされる。本発明製造方法の金属シャンク
としては、例えば、タングステンやモリブデンもしくは
それらの合金などの低熱膨張性素材から成るものを好適
に使用することができる。
In the manufacturing method of the present invention, the diamond sintered body made of a silicon carbide ceramic binder having a vapor phase synthesized diamond film on its surface is attached to a metal shank so that the diamond film surface becomes the bonding film surface. Be soldered. As the metal shank in the manufacturing method of the present invention, for example, one made of a low thermal expansion material such as tungsten, molybdenum, or an alloy thereof can be suitably used.

【0009】また、ロウ付けの方法については特に制限
はなく従来ダイヤモンド焼結体を金属シャンクにロウ付
けする場合に慣用されている方法を用いることができる
。図1は、本発明方法により得られたボンディングツー
ルの1例の断面図であって、ボンディング面に気相合成
ダイヤモンド膜1が設けられたダイヤモンド焼結体2が
熱電対取り付穴3及びヒーター取り付け穴4を有する金
属シャンク5にロウ付けされた構造を示している。
There are no particular restrictions on the brazing method, and any method conventionally used for brazing a diamond sintered body to a metal shank can be used. FIG. 1 is a cross-sectional view of one example of a bonding tool obtained by the method of the present invention, in which a diamond sintered body 2 with a vapor-phase synthetic diamond film 1 provided on the bonding surface is connected to a thermocouple mounting hole 3 and a heater. The structure is shown brazed to a metal shank 5 with mounting holes 4.

【0010】0010

【作用】本発明において残留ケイ素を少量含有する炭化
ケイ素セラミックス結合剤より成るダイヤモンド焼結体
上に気相合成ダイヤモンド膜を被覆形成することにより
金バンプ−金リード線接合時において、ダイヤモンド焼
結体中のケイ素とリード線の金との反応が防止されると
ともに被覆形成されたダイヤモンド膜は結合材などを含
まない純粋なダイヤモンドから成るためボンディング時
にボンディング面の清浄さが極度に保たれ、ツール寿命
も大巾に向上する。本発明方法における気相合成ダイヤ
モンド膜形成の手法はボンディングツールのみならずワ
ークレスト、シュー、センターダイヤモンド接触子、ダ
イヤモンドダイスなどの耐摩耗工具にも利用できる。
[Function] In the present invention, by coating a diamond sintered body made of a silicon carbide ceramic binder containing a small amount of residual silicon with a vapor phase synthesized diamond film, the diamond sintered body This prevents the reaction between the silicon inside and the gold of the lead wire, and the diamond coating formed on it is made of pure diamond without any binders, so the bonding surface remains extremely clean during bonding, extending the life of the tool. It also improves greatly. The method of forming a vapor-phase synthetic diamond film in the method of the present invention can be used not only for bonding tools but also for wear-resistant tools such as work rests, shoes, center diamond contacts, and diamond dies.

【0011】[0011]

【実施例】実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。なお、実施例で得られたボンディングツール
の性能は図2に示す試験装置を用いて評価した。すなわ
ち、ボンディングツール6をヒーター7で所定のボンデ
ィング温度に保持し、エアーシリンダー8によりピスト
ン9を作動して加圧力25kg/cm2で金製台座11
に50万回打撃を加え打撃後のボンディング面と金の反
応状況を観察した。
[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. Note that the performance of the bonding tool obtained in the example was evaluated using the test apparatus shown in FIG. 2. That is, the bonding tool 6 is maintained at a predetermined bonding temperature by the heater 7, and the piston 9 is actuated by the air cylinder 8 to apply pressure of 25 kg/cm2 to the gold base 11.
The bonding surface was struck 500,000 times and the reaction between the bonding surface and the gold was observed after the strikes.

【0012】実施例1 炭化ケイ素セラミックス結合剤と少量のケイ素を含有す
る焼結体ダイヤモンド表面にガス組成CH4/H2容量
比1/99ガス圧力40Torr、フィラメント温度2
000℃基板温度850℃の条件でプラズマCVD法に
より厚さ100μmのダイヤモンド膜を形成させボンデ
ィングツールを製作した。このボンディングツールを図
2に示す試験装置を用いてボンディング温度450℃で
50万回打撃後のボンディング面の状況を観察した。本
実施例の該ボンディングツールのボンディング面は極め
て清浄さが保たれ金との反応も全くなく、また基板との
剥離やカケなどもなく、該ボンディングツールは十分に
実用に耐えることが分かった。
Example 1 Gas composition CH4/H2 volume ratio 1/99 gas pressure 40 Torr, filament temperature 2 on the surface of a sintered diamond containing a silicon carbide ceramic binder and a small amount of silicon.
A bonding tool was manufactured by forming a diamond film with a thickness of 100 μm by plasma CVD at a substrate temperature of 850° C. The condition of the bonding surface after this bonding tool was struck 500,000 times at a bonding temperature of 450° C. using the testing apparatus shown in FIG. 2 was observed. The bonding surface of the bonding tool of this example was kept extremely clean and did not react with gold at all, and there was no peeling or chipping from the substrate, indicating that the bonding tool was sufficiently durable for practical use.

【0013】比較例1 一方、比較のために、実施例1の気相合成ダイヤモンド
膜の製膜工程の前の結合剤として炭化ケイ素と少量のケ
イ素を含有するダイヤモンド焼結体のボンディングツー
ルにより、上記実施例1と同温度及び同条件で10万回
打撃を行ったところ金との反応がみられ、実際のボンデ
ィング作業では使用できない程度にボンディング面が汚
れていた。
Comparative Example 1 On the other hand, for comparison, a diamond sintered body bonding tool containing silicon carbide and a small amount of silicon as a binder before the vapor-phase synthetic diamond film forming process of Example 1 was used. When the impact was performed 100,000 times at the same temperature and under the same conditions as in Example 1, a reaction with gold was observed, and the bonding surface was so dirty that it could not be used in actual bonding work.

【0014】実施例2 炭化ケイ素セラミックス接合剤と少量のケイ素を含有す
る焼結体ダイヤモンド表面にガス組成CH4/H2容量
比1/99ガス圧力40Torr、フィラメント温度2
000℃基板温度850℃の条件でプラズマCVD法に
より厚さ200μmのダイヤモンド膜を形成させボンデ
ィングツールを製作した。このボンディングツールを図
2に示す試験装置を用いてボンディング温度550℃で
50万回打撃後のボンディング面の状況を観察した。該
ボンディングツールのボンディング面は極めて良好な清
浄さが保たれ金との反応も全くなく、また基板との剥離
やカケなどもなく、該ボンディングツールは十分に実用
に耐えることが分かった。
Example 2 A sintered diamond surface containing a silicon carbide ceramic bonding agent and a small amount of silicon has a gas composition of CH4/H2 volume ratio of 1/99, gas pressure of 40 Torr, and filament temperature of 2.
A bonding tool was manufactured by forming a diamond film with a thickness of 200 μm by plasma CVD at a substrate temperature of 850° C. The condition of the bonding surface after this bonding tool was struck 500,000 times at a bonding temperature of 550° C. using the testing apparatus shown in FIG. 2 was observed. The bonding surface of the bonding tool was kept extremely clean, had no reaction with gold, and had no peeling or chipping from the substrate, indicating that the bonding tool was sufficiently durable for practical use.

【0015】比較例2 一方、比較のために、実施例2の気相合成ダイヤモンド
膜の製膜工程の前の結合剤として炭化ケイ素と少量のケ
イ素を含有するダイヤモンド焼結体のボンディングツー
ルにより、上記実施例2と同温度及び同条件で5万回打
撃を行ったところ金との反応がみられ、実際のボンディ
ング作業では使用できない程度にボンディング面が汚れ
ていた。
Comparative Example 2 On the other hand, for comparison, a diamond sintered body bonding tool containing silicon carbide and a small amount of silicon as a binder before the vapor-phase synthetic diamond film forming process of Example 2 was used. When the impact was performed 50,000 times at the same temperature and under the same conditions as in Example 2, a reaction with gold was observed, and the bonding surface was so dirty that it could not be used in actual bonding work.

【0016】実施例3 炭化ケイ素セラミックス結合剤と少量のケイ素を含有す
る焼結体ダイヤモンド表面にガス組成CH4/H2容量
比1/99ガス圧力100Torr、直流電圧1500
Vの条件でDCプラズマCVD法により厚さ500μm
のダイヤモンド膜を形成させボンディングツールを製作
した。このボンディングツールを図2に示す試験装置を
用いてボンディング温度600℃で50万回打撃後のボ
ンディング面の状況を観察した。該ボンディングツール
のボンディング面は極めて清浄さが保たれ金との反応も
全くなく、また基板との剥離やカケなどもなく、該ボン
ディングツールは十分に実用に耐えることが分かった。
Example 3 Gas composition CH4/H2 volume ratio 1/99 gas pressure 100 Torr, DC voltage 1500 on the surface of a sintered diamond containing a silicon carbide ceramic binder and a small amount of silicon.
Thickness: 500 μm by DC plasma CVD method under V conditions
A bonding tool was fabricated by forming a diamond film. The condition of the bonding surface after this bonding tool was struck 500,000 times at a bonding temperature of 600° C. using the testing apparatus shown in FIG. 2 was observed. The bonding surface of the bonding tool was kept extremely clean and did not react with gold at all, and there was no peeling or chipping from the substrate, indicating that the bonding tool was sufficiently durable for practical use.

【0017】比較例3 一方、比較のために、実施例3において気相合成ダイヤ
モンド膜の製膜工程前の結合剤として炭化ケイ素と少量
のケイ素を含有するダイヤモンド焼結体のボンディング
ツールにより、上記実施例1と同温度及び同条件で3万
回打撃を行ったところ金との反応がみられ、実際のボン
ディング作業では使用できない程度にボンディング面が
汚れていた。
Comparative Example 3 On the other hand, for comparison, in Example 3, the bonding tool of a diamond sintered body containing silicon carbide and a small amount of silicon as a binder before the film forming process of a vapor phase synthesized diamond film was used. When it was struck 30,000 times at the same temperature and under the same conditions as in Example 1, a reaction with gold was observed, and the bonding surface was so dirty that it could not be used in actual bonding work.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によると炭化ケイ素セラミックス
結合剤と少量のケイ素を含有するダイヤモンド焼結体基
板上に強固に密着した気相合成ダイヤモンド膜によりボ
ンディング時のダイヤモンド焼結体中のケイ素とリード
線の金との反応が防止され、該気相合成ダイヤモンド膜
は結合剤を全く含まないためにボンディング面の清浄さ
が極めて長く保たれ寿命の長いボンディングツールが得
られる。
According to the present invention, the silicon carbide ceramic binder and the diamond sintered body substrate containing a small amount of silicon are bonded to the silicon carbide ceramic binder and the silicon in the diamond sintered body during bonding and the lead is removed by the vapor phase synthesized diamond film firmly adhered to the diamond sintered body substrate. Since reaction of the wire with gold is prevented and the vapor phase synthesized diamond film does not contain any binder, the cleanliness of the bonding surface is maintained for an extremely long time, resulting in a bonding tool with a long life.

【0019】[0019]

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

【図1】図1は、本発明方法により得られたボンディン
グツールの1例の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of an example of a bonding tool obtained by the method of the present invention.

【0020】[0020]

【図2】図2は、実施例で得られたボンディングツール
の性能を評価するための試験装置の概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a test device for evaluating the performance of the bonding tool obtained in the example.

【0021】[0021]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  気相合成ダイヤモンド膜 2  ダイヤモンド焼結体 3  熱電対取り付け穴 4  ヒーター取り付け穴 5  金属シャンク 6  ボンディングツール 7  ヒーター 8  エアーシリンダー 9  ピストン 10  熱電対 11  金台座 12  セラミックス受け台 1 Vapor phase synthetic diamond film 2 Diamond sintered body 3 Thermocouple mounting hole 4 Heater installation hole 5 Metal shank 6 Bonding tool 7 Heater 8 Air cylinder 9 Piston 10 Thermocouple 11 Gold pedestal 12 Ceramic pedestal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化ケイ素セラミックス結合剤と少量のケ
イ素を含有する焼結体ダイヤモンドに気相合成ダイヤモ
ンドを被覆して、該被覆面をボンディング作業面となる
ようにシャンクに取り付けることを特徴とする金−金接
合用ボンディングツールの製造方法。
Claim 1: A sintered diamond containing a silicon carbide ceramic binder and a small amount of silicon is coated with vapor-phase synthetic diamond, and the coated surface is attached to a shank as a bonding work surface. A method for manufacturing a bonding tool for gold-gold bonding.
【請求項2】被覆するダイヤモンド膜の厚みが20μm
〜1500μmの範囲であることを特徴とする特許請求
範囲第1項記載の金−金接合用ボンディングツールの製
造方法。
Claim 2: The thickness of the diamond film to be coated is 20 μm.
The method for manufacturing a bonding tool for gold-gold bonding according to claim 1, characterized in that the thickness is in the range of ~1500 μm.
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