JPH0666361B2 - Bonding apparatus and bonding method - Google Patents
Bonding apparatus and bonding methodInfo
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- JPH0666361B2 JPH0666361B2 JP60236661A JP23666185A JPH0666361B2 JP H0666361 B2 JPH0666361 B2 JP H0666361B2 JP 60236661 A JP60236661 A JP 60236661A JP 23666185 A JP23666185 A JP 23666185A JP H0666361 B2 JPH0666361 B2 JP H0666361B2
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- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/75251—Means for applying energy, e.g. heating means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィルムキャリヤのリードと半導体素子とを接
続する装置に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for connecting leads of a film carrier and semiconductor elements.
従来の技術 フィルム状のリードと半導体素子上のアルミニウム電極
とを金属突起を介して接続するいわゆるフィルムキャリ
ヤ方式は、薄型あるいは小型化に適した実装方法として
活用されている。第２図において従来のフィルムキャリ
ヤ方式のフィルムリードと半導体素子上の電極との接合
方法についてのべる。2. Description of the Related Art A so-called film carrier method, in which a film-shaped lead and an aluminum electrode on a semiconductor element are connected via a metal protrusion, is utilized as a mounting method suitable for thinning or downsizing. Referring to FIG. 2, a conventional method of joining a film carrier type film lead and an electrode on a semiconductor element will be described.
半導体素子１の電極２とフィルムキャリヤ３のＣｕ箔を
エッチング加工し、Ｓｎメッキ処理したリード４とが位
置合せされる。この時、金属突起５は前記半導体素子１
の電極２上に多層金属膜（バリヤメタル）を介して形成
しても良いし、転写バンプ方式によってリード側に形成
しても良い。第２図は転写バンプ方式によってリード側
に金属突起を形成したものである。前記半導体素子１は
ステージ２４上に置かれ、ヒータ２１を有するボンディ
ングツール２０によって、前記リード４上から加圧，加
熱２３する。次いで、加圧，加熱２３を取去れば、金属
突起５がＡｕで構成させているならば、金属突起５と半
導体素子１上のアルミニウム電極２とはＡｕ，Ａの合
金で接合されるものである。また、前記ボンディングツ
ール２０の温度は３５０〜５５０℃に達する。The electrodes 2 of the semiconductor element 1 and the Cu foil of the film carrier 3 are etched and Sn-plated leads 4 are aligned. At this time, the metal protrusions 5 are formed on the semiconductor element 1
It may be formed on the electrode 2 via a multilayer metal film (barrier metal), or may be formed on the lead side by a transfer bump method. FIG. 2 shows a metal bump formed on the lead side by the transfer bump method. The semiconductor element 1 is placed on a stage 24, and a bonding tool 20 having a heater 21 pressurizes and heats 23 the leads 4. Next, when the pressurization and heating 23 are removed, if the metal protrusion 5 is made of Au, the metal protrusion 5 and the aluminum electrode 2 on the semiconductor element 1 are bonded with an alloy of Au and A. is there. Also, the temperature of the bonding tool 20 reaches 350 to 550 ° C.
発明が解決しようとする問題点 この様な接合においてはボンディングツールの温度が比
較的高いために、ボンディングツール２０の底面とリー
ド４とが癒着し、リード４を破損したり、金属突起５と
半導体素子１の電極２との接合強度も低下さすものであ
った。Problems to be Solved by the Invention In such bonding, since the temperature of the bonding tool is relatively high, the bottom surface of the bonding tool 20 and the lead 4 are adhered to each other, the lead 4 is damaged, or the metal projection 5 and the semiconductor. The bonding strength between the element 1 and the electrode 2 was also reduced.
また、接合時にボンディングツール２０の底面にリード
４上に表面処理してあるＳｎが附着し、これが高温のた
めに酸化物化し、熱伝導の悪い層を形成し、前記ボンデ
ィングツール底面からのリードへの熱伝導を悪く、接合
部の温度が不安定になる。このため接合強度の信頼性を
低下せしめるものであった。In addition, at the time of bonding, Sn which has been surface-treated on the lead 4 is attached to the bottom surface of the bonding tool 20, and this is oxidized due to high temperature to form a layer having poor heat conduction. Heat conduction is poor and the temperature at the joint becomes unstable. Therefore, the reliability of the bonding strength is lowered.
問題点を解決するための手段 本発明は従来の問題点を一掃するため、前記半導体素子
の裏面に加圧，加熱する機構を設けたものである。Means for Solving the Problems The present invention provides a mechanism for pressurizing and heating the back surface of the semiconductor element in order to eliminate conventional problems.
作用 ボンディングツールが直接リードと接触せず半導体素子
の裏面のみと接する構造であるから、前記ボンディング
ツールにリードが癒着したり、付着物によるがボンディ
ングツール底面の熱の伝導が悪くなるといった事がなく
なるものである。Function Since the bonding tool does not directly contact the leads but only contacts the back surface of the semiconductor element, there is no possibility that the leads will adhere to the bonding tool or the heat conduction on the bottom surface of the bonding tool will deteriorate due to adhered substances. It is a thing.
実施例 第１図で本発明の実施例を説明する。フィルムキャリヤ
３のリード４には転写バンプ方式により金属突起５が接
合され、加圧，加熱するためボンディングツール６上に
は、半導体素子１が設置されている。一方、前記リード
４の上方で、半導体素子１と対向する位置に耐熱ガラス
１０を有する治具９が設けられている。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The metal protrusions 5 are joined to the leads 4 of the film carrier 3 by the transfer bump method, and the semiconductor element 1 is placed on the bonding tool 6 for applying pressure and heating. On the other hand, above the lead 4, a jig 9 having a heat resistant glass 10 is provided at a position facing the semiconductor element 1.
この状態でボンディングツール６を上昇し治具９を下降
せしめれば、金属突起５と半導体素子１の電極２を接合
する事ができる。すなわち、ボンディングツール６のヒ
ータ７の熱は半導体素子１に伝達され、接合部を加熱す
る事になる。また第１図の構成でボンディングツール６
は固定しておき、耐熱ガラス１０を有する治具９のみを
下降，上昇１２して加圧しても良い。前記ボンディング
ツール８は常時加熱式のものでも良いが、ボンディング
時のみ加熱するいわゆるパルス加熱方式を用いる事もで
き、治具９の耐熱性絶縁材１０は、石英，耐熱ガラスあ
るいはセラミック等を用いる事ができ、治具９にヒータ
を設けある程度の温度で耐熱性絶縁材１０を加熱してお
れば、ボンディングツールの温度を下げる事ができる。In this state, if the bonding tool 6 is raised and the jig 9 is lowered, the metal protrusion 5 and the electrode 2 of the semiconductor element 1 can be joined. That is, the heat of the heater 7 of the bonding tool 6 is transferred to the semiconductor element 1 and heats the bonding portion. In addition, the bonding tool 6 with the configuration of FIG.
May be fixed, and only the jig 9 having the heat-resistant glass 10 may be lowered and raised 12 to apply pressure. The bonding tool 8 may be of a constant heating type, but a so-called pulse heating method of heating only during bonding may be used, and the heat-resistant insulating material 10 of the jig 9 is made of quartz, heat-resistant glass, ceramic or the like. If the heater is provided in the jig 9 and the heat resistant insulating material 10 is heated to a certain temperature, the temperature of the bonding tool can be lowered.
次に他の実施例を第３図でのべる。ボンディング時にお
いてフィルムキャリヤ３のリード４は耐熱ガラスやセラ
ミックである耐熱性絶縁材で構成された治具４３上に設
置され、半導体素子１はその裏面を加圧，加熱するため
のボンディングツール４０に保持されている。リード４
上の金属突起５と半導体素子１の電極との位置合せが終
れば、ボンディングツール４０を下降４２せしめ、ボン
ディングを行なうものである。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. At the time of bonding, the leads 4 of the film carrier 3 are installed on a jig 43 made of a heat-resistant insulating material such as heat-resistant glass or ceramic, and the semiconductor element 1 is used as a bonding tool 40 for pressing and heating the back surface thereof. Is held. Lead 4
When the alignment of the upper metal projection 5 and the electrode of the semiconductor element 1 is completed, the bonding tool 40 is lowered 42 to perform bonding.
第１図，第３図の実施例において、金属突起５はリード
４上に形成した例を示したが、半導体素子の電極上に多
層金属膜を介して金属突起を形成した構成のものを用い
ても良い。In the embodiment of FIGS. 1 and 3, the metal protrusion 5 is formed on the lead 4, but the metal protrusion 5 is formed on the electrode of the semiconductor element via the multilayer metal film. May be.
この様な構成であれば、高温のボンディングツールがリ
ードに直接接触する事がない。With this structure, the high temperature bonding tool does not directly contact the leads.
発明の効果 次に本発明の効果についてのべる。Effects of the Invention Next, effects of the present invention will be described.
ボンディングツールとリードが直接接触せず、半導
体素子の裏面から加熱するから、ボンディングツールと
リードとの癒着がなく、リードの損傷が発生しないばか
りか、接合部の信頼性も著じるしく向上する。Since the bonding tool and the lead do not come into direct contact and are heated from the back surface of the semiconductor element, there is no adhesion between the bonding tool and the lead, damage to the lead does not occur, and the reliability of the joint is significantly improved. .
リードからの付着物であるＳｎとの汚れがボンディ
ングツールに付着しないから、接合部に安定な温度を供
給でき、確実な接合が得られるばかりか、ボンディング
ツール底面の汚れをとるためのクリーニング工程が不要
となり、かつボンディングツールの磨耗が著じるしく小
さい。Since the dirt from the lead, which is Sn, is not attached to the bonding tool, a stable temperature can be supplied to the bonding portion, a reliable bonding can be obtained, and a cleaning process for cleaning the bottom surface of the bonding tool is required. It is unnecessary and wear of the bonding tool is extremely small.
従来はフィルムキャリヤの開孔部からリードを加
圧，加熱する構造であるから、開孔部の寸法にボンディ
ングツールの寸法が依存するところがあった。ところが
本発明は半導体素子の裏面から加熱加圧する構造である
から、ボンディングツールは、その寸法，形状を自由に
設計できるから、温度分布の安定なボンディングツール
が得られ、安定で信頼性の高い接合が得られる。Conventionally, the structure is such that the leads are pressed and heated from the opening of the film carrier, so that the size of the bonding tool depends on the size of the opening. However, since the present invention has a structure of heating and pressing from the back surface of the semiconductor element, the size and shape of the bonding tool can be freely designed, so that a bonding tool with stable temperature distribution can be obtained, and stable and highly reliable bonding can be achieved. Is obtained.
また、ボンディングツールの材質を、従来はダイヤ
モンド等の高価なものを必要としていたが、本発明の構
造であれば癒着等の問題が発生しないので、通常の鋼材
を用いる事ができるから、ボンディングツールのコスト
を著じるしく安価できる。Further, the material of the bonding tool has conventionally required an expensive material such as diamond, but since the structure of the present invention does not cause problems such as adhesion, a normal steel material can be used. The cost can be significantly reduced.
直接、高温のボンディングツールにフィルムキャリ
ヤテープがさらされないから、熱によるフィルムキャリ
ヤテープのたわみやリードピッチのずれが発生しない。Since the film carrier tape is not directly exposed to the high temperature bonding tool, the film carrier tape is not bent by heat and the lead pitch is not displaced.
更に、ボンディング時にリード側に石英や耐熱性ガ
ラスを設けて置くと、半導体素子の裏面から加えられた
熱は前記リードと接している石英や耐熱性ガラスにこも
り半導体素子裏面の温度よりも高くなるから、その分、
ボンディングツールの温度を下げられ、過度な温度を半
導体素子に加える必要がなく、熱から半導体素子を保護
する事ができる。Furthermore, if quartz or heat-resistant glass is provided on the lead side during bonding, the heat applied from the back surface of the semiconductor element will stay in the quartz or heat-resistant glass in contact with the lead and will be higher than the temperature of the back surface of the semiconductor element. From that,
The temperature of the bonding tool can be lowered, and it is not necessary to apply excessive temperature to the semiconductor element, and the semiconductor element can be protected from heat.
第１図は本発明の実施例のボンディング時の断面構造
図、第２図は従来例のボンディング時の断面構造図、第
３図は本発明の他の実施例のボンディング時の断面構造
図である。 １……半導体素子、２……電極、３……フィルムキャリ
ヤ、４……リード、５……金属突起、６……ボンディン
グツール。FIG. 1 is a sectional structural view of the embodiment of the present invention during bonding, FIG. 2 is a sectional structural view of a conventional example during bonding, and FIG. 3 is a sectional structural view of another embodiment of the present invention during bonding. is there. 1 ... Semiconductor element, 2 ... Electrode, 3 ... Film carrier, 4 ... Lead, 5 ... Metal protrusion, 6 ... Bonding tool.
Claims (2)
た第１、第２の治具と、加熱手段を具備し、 前記第１、第２の治具の対向面間に配置されるフィルム
リードと半導体素子とを、前記第１、第２の治具をそれ
ぞれ半導体素子とフィルムリードに当接させると共に相
対的に接近させることにより、前記フィルムリードと前
記半導体素子の主面に形成した電極とを接触加圧し、か
つ前記加熱手段によって前記接触加圧部を加熱して接合
するボンディング装置であって、 前記第１の治具は、前記半導体素子の前記主面の対向面
に接触すると共に、 前記加熱手段は、前記第１の治具と前記半導体素子との
接触面側から、前記接触加圧部に向けて熱の伝導が発生
する様に構成されたことを特徴とするボンディング装
置。1. A first jig and a second jig which are opposed to each other and are capable of being relatively separated from each other, and heating means, and arranged between the facing surfaces of the first jig and the second jig. The film lead and the semiconductor element are brought into contact with the semiconductor element and the film lead by the first jig and the second jig, respectively, and are brought relatively close to each other, so that A bonding apparatus for contact-pressurizing the formed electrode, and heating the contact-pressurizing section by the heating means to bond the electrodes, wherein the first jig is provided on a surface opposite to the main surface of the semiconductor element. Upon contact, the heating means is configured to conduct heat from the contact surface side between the first jig and the semiconductor element toward the contact pressure section. Bonding equipment.
された電極とを接触させ、前記接触部を加圧すると共に
加熱手段により加熱して、前記フィルムリードと前記半
導体素子の前記電極とを接合するボンディング方法であ
って、 前記加熱手段による前記接触部の加熱は、前記半導体素
子側から前記フィルムリード側に向かって行われること
を特徴とするボンディング方法。2. A film lead and an electrode formed on the main surface of a semiconductor element are brought into contact with each other, and the contact portion is pressed and heated by a heating means to bond the film lead and the electrode of the semiconductor element. The bonding method, wherein the heating of the contact portion by the heating unit is performed from the semiconductor element side toward the film lead side.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP60236661A JPH0666361B2 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Bonding apparatus and bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP60236661A JPH0666361B2 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Bonding apparatus and bonding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297341A JPS6297341A (en) | 1987-05-06 |
| JPH0666361B2 true JPH0666361B2 (en) | 1994-08-24 |
Family
ID=17003914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60236661A Expired - Lifetime JPH0666361B2 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Bonding apparatus and bonding method |
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| JP (1) | JPH0666361B2 (en) |
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| JP2749137B2 (en) * | 1989-07-28 | 1998-05-13 | 関西日本電気株式会社 | Inner lead bonder |
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| JPS59186333A (en) * | 1983-04-07 | 1984-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bonding apparatus |
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-
1985
- 1985-10-23 JP JP60236661A patent/JPH0666361B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6297341A (en) | 1987-05-06 |
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