JPH0685006A - インナーリードボンダ - Google Patents

インナーリードボンダ

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JPH0685006A
JPH0685006A JP4237949A JP23794992A JPH0685006A JP H0685006 A JPH0685006 A JP H0685006A JP 4237949 A JP4237949 A JP 4237949A JP 23794992 A JP23794992 A JP 23794992A JP H0685006 A JPH0685006 A JP H0685006A
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JP
Japan
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tape
inner lead
film carrier
temperature
carrier tape
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JP4237949A
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Akira Kikkai
明 吉開
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボンディングステージ及びボンディングツール
の熱によるフィルムキャリアテープ6の温度上昇を抑
え、フィルムキャリアテープ6の熱膨張によるインナー
リード6aとバンプ7aの位置ずれを無くし、位置の合
った状態で確実に接合する。 【構成】フィルムキャリアテープ6を挟み保持するテー
プクランパ8aに冷却媒体15が供給される空間部と開
口の内縁に温度測定用の熱電対14を設け、ボンディン
グステージ及びボンディングツールからの熱の伝達によ
るフィルムキャリアテープ6の温度を熱電対14で測定
し、冷却媒体15を出入口16から空間部に導入し、冷
却媒体15によりフィルムキャリアテープ6の温度上昇
を抑え所定の温度に保っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルムキャリア型半導
体装置のイードと半導体チップとを接続するためのイン
ナーリードボンダに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にインナーリードボンダはその方
式により2つに大別される。1つはギャングボンディン
グと呼ばれる方式であり、インナーリードとバンプを一
括して接合する方式である。このギャングボンディング
の温度条件はボンディングステージが常温〜200℃程
度、ボンディングツールが400℃〜500℃である。
また、もう一つはシングルポイントボンディングと呼ば
れる方式であり、インナーリードとバンプを1本ずつ接
合する方式である。このシングルポイントボンディング
の温度条件はボンディングステージが300℃程度、ボ
ンディングツルールが常温〜150℃程度であるのが一
般的である。
【0003】図3は従来の一例を示すインナーリードボ
ンダの正面図、図4は図3の一部を拡大して示す図であ
る。ここで、仮りにギャングボンディング方式であるイ
ンナーリードボンダで説明すると、このインナーリード
ボンダは、図3に示すように、フィルムキャリアテープ
6を送り出すテープ供給部1と、ボンディング済みのフ
ィルムキャリアテープを巻き取るテープ収納部2と、半
導体チップを供給するチップ供給部3と、フィルムキャ
リアテープに半導体チップを載置するボンディングステ
ージ4と、半導体チップのバンプとフィルムキャリアテ
ープのリードとを接合するボンディングヘッド5を有し
ている。
【0004】次にこの装置の動作を説明する。まず、図
4に示すように、フィルムキャリアテープ6をテープク
ランパ8にて上下よりはさんで固定し、カメラ9により
フィルムキャリアテープ6のインナーリード部を撮影
し、インナーリードの位置を算出する。
【0005】一方、チップ供給部から半導体チップ7を
予め加熱されているボンディングステージ4に供給さ
れ、真空吸着等により固定し加熱する。次いでフィルム
キャリアテープ6のインナーリードと同様にカメラ9に
より半導体チップ7を撮影し、その位置を算出した後、
フィルムキャリアテープ6のインナーリードに対して半
導体チップ7のバンプを位置合せを行なう。次に位置合
せしたバンプとリードを上方のボンディングツール10
により接合する。この時、フィルムキャリアテープ6の
インナーリードと半導体チップ7上のバンプとを正しく
対応して接合する必要がある。
【0006】図5(a)及び(b)は図3のボンディン
グステージの周辺部を拡大して示す平面図及び断面図で
ある。さて、従来のインナーリードボンダのボンディン
グ部周辺は、図5に示すように、ヒータ12及び温度調
節のための熱電対(図示せず)を持つボンディングステ
ージ4上にバンプ7aが形成された半導体チップ7が固
定され、かつ、フィルムキャリアテープ6がインナーリ
ード6aを開孔部に出した形で上下よりテープクランパ
8により固定されており、このテープクランパ8はテー
プを平坦に保つための平坦部を有する2枚の金属板によ
って構成されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6(a)〜(c)は
従来のインナーリードボンダにおける問題点を説明する
ための半導体チップ近傍を示す図である。上述した従来
のインナーリードボンダでは、図6(a)に示すよう
に、ボンディングする際に半導体チップ7を加熱するボ
ンディングステージ4からの輻射熱11aによりテープ
クランパ8の温度が上昇し、さらにこの熱がフィルムキ
ャリアテープ6に伝わりフィルムキャリアテープ6の温
度が上昇する。また、半導体チップ7よりバンプ7a,
インナーリード6aを伝わってくる熱11bにより、フ
ィルムキャリアテープ6の温度が上昇する。
【0008】このフィルムキャリアテープ6は、本来バ
ンプ7aにきちんと合うようにインナーリード6aが、
図6(b)に示すように、位置合せし接合されるべきも
のが、フィルムキャリアテープ6のベースであるポリイ
ミド等の絶縁フィルムが熱膨張するため、イナーリード
6aとバンプ7aとの位置がずれてしまうという欠点が
ある。
【0009】すなわち、図6(c)に示すようにフィル
ムキャリアテープのインナーリード6aを半導体チップ
7のある辺の端のバンプ7aに合せても、その辺の反対
側の端の絶縁フィルムの熱膨張によりバンプ7aとイン
ナーリード6aが合わなくなる。
【0010】このずれはフィルムキャリアテープ6の温
度と半導体チップのバンプ列の長さに比例して大きくな
る。例えば、前述のギャングボンディング用のインナー
リードボンダで一般的に用いられているポリイミドを用
いたフィルムキャリアテープで15mm角の半導体チッ
プを接合する場合、ポリイミドの熱膨張係数が約2.0
×10-5cm/℃であるとすると、1℃毎の温度上昇に
よるずれは3.0×10-5cm/℃となり、前述のギャ
ングボンディングの温度条件ではテープクランパの温度
は100℃程度で、室温を20℃とすれば結局2.4μ
mずれが生ずることになる。
【0011】また、シングルポイント用のインナーリー
ドボンダでも、同じく2.4μm程度のずれが生じ、し
かもシングルポイントボンディングでは接合されたイン
ナーリードからの熱が加わるので、ボンディング中に2
50℃程度にまで上昇する。その結果約7μmという大
きなずれを生ずることになる。特に近年、多ピン化によ
るインナーリードのピッチの縮小及び半導体チップの大
チップ化に伴いインナーリードとバンプとの接合面積が
益々小さくなり、位置ずれによる接合不良を起し易くな
ってきた。これら接合不良は電気的特性の劣化及び機械
的強度の低下をもたらし、信頼性を低下させるという大
きな問題となる。
【0012】これはギャングボンディングの場合は温度
の上昇が小さいものの、全てのバンプとインナーリード
を一括して接合するため、チップとボンディングツール
との平行度が保持される必要がある。しかしながら半導
体チップのサイズの拡大化に伴いこの平行度の維持が非
常に困難となるばかりか、この調整に多くの時間が必要
となる。
【0013】本発明の目的は、インナーリードを被着す
る樹脂テープの熱膨張によるインナーリードとバンプと
の位置ずれを起すことなく確実に位置決めし、接合出来
るインナーリードボンダを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のインナーリード
ボンダは、一面に複数のバンプが形成される半導体チッ
プを載置するボンディングステージと、この半導体チッ
プが挿入される穴が形成されるとともにこの穴の周辺に
複数のインナーリードが被着されるフィルムキャリアテ
ープを挟み保持するテープクランパと、前記バンプと前
記インナーリードとを接合するボンディングツールとを
備えるインナーリードボンダにおいて、前記テープクラ
ンパに冷却手段と温度測定用検出器を設けることを特徴
としている。また、一つの前記冷却手段は前記テープク
ランパ内の空間部に供給される冷却媒体であることを特
徴としている。さらに、他の前記冷却手段は前記テープ
クランパの挟持面に取付けられるペルチェ効果素子であ
ることを特徴としている。
【0015】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0016】図1(a)及び(b)は本発明のインナー
リードボンダの一実施例を説明するためのボンディング
ステージの周辺部を示す平面図及び断面図である。この
インナーリードボンダは、図1に示すように、上側のテ
ープクランパ8aに冷却媒体15が供給される空間部と
冷却媒体1の出入口16を設けたことである。
【0017】また、この空間部はテープクランパ8aの
窪みにOリング18を介して蓋17で窪みを閉じること
により形成される。さらに、テープクランパ8aの開口
の縁部には温度測定用の熱電対14が埋設されている。
それ以外は従来例と同じである。
【0018】このインナーリードボンダの動作は、フィ
ルムキャリアテープ6が送られたとき、テープクランパ
8a及び8aでフィルムキャリアテープ6を挟み固定
し、熱電対14でフィルムキャリアテープ6の温度を測
定する。このときの温度が所定値より高ければ、図示し
ていないバルブが開き、冷却媒体15、例えば冷却水あ
るいは冷却気体を空間部導入し、冷却する。そして、フ
ィルムキャリアテープ6の温度が所定値まで下ったら、
バルブを閉じ、図示していないリークバルブを開き、出
入口16より冷却媒体15を排出する。
【0019】このように、ボンディングする際に、フィ
ルムキャリアテープ6の温度を常に一定の温度に制御し
てやれば、フィルムキャリアテープ6の熱膨張によるイ
ンナーリード6aとバンプ7aの位置ずれはなくなる。
【0020】図2(a)及び(b)は本発明のインナー
リードボンダの他の実施例を説明するためのボンディン
グステージの周辺部を示す平面図及び断面図である。こ
のインナーリードボンダにおけるテープクランパ8b及
び8cのフィルムキャリアテープ6の押圧面にペルチェ
効果素子である冷却素子13a,13bをそれぞれ取付
けたことである。このように下側のテープクランパ8c
にも冷却素子13bを設けることによってボンディング
ステージ4からの輻射熱によるフィルムキャリアテープ
6の温度上昇を防止することが出来る。
【0021】この実施例のインナーリードボンダは、前
述の実施例に比べ、構造がより簡単に済み、全てを電気
的に制御でき細かな制御が可能であるという利点があ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一列に並
べて半導体チップ挿入用の穴が形成されるとともにこの
穴周囲に複数のインナーリードが被着されるィルムキャ
リアテープを挟み固定するテープクランパに冷却媒体が
供給される空間部あるいはペルチェ効果素子と温度検出
器とを設けることによって、ボンディングステージ及び
ボンディングツールの熱によるフィルムキャリアテープ
の温度上昇を抑え、このフィルムキャリアテープの熱膨
張によるバンプとインナーリードの位置ずれを無くし、
バンプとインナーリードとを確実に接合出来るという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインナーリードボンダの一実施例を説
明するためのボンディングステージの周辺部を示す平面
図及び断面図である。
【図2】本発明のインナーリードボンダの他の実施例を
説明するためのボンディングステージの周辺部を示す平
面図及び断面図である。
【図3】従来のインナーリードボンダの一例を示す正面
図である。
【図4】図3の一部を拡大して示す図である。
【図5】図3のボンディングステージにおける周辺部を
拡大して示す平面図及び断面図である。
【図6】従来のインナーリードボンダにおける問題点を
説明するための半導体チップ近傍を示す図である。
【符号の説明】
1 テープ供給部 2 テープ収納部 3 チップ供給部 4 ボンディングステージ 5 ボンディングヘッド 6 フィルムキャリアテープ 6a インナーリード 7 半導体チップ 8,8a,8b,8c テープクランパ 9 カメラ 10 ボンディングツール 12 ヒータ 13a,13b 冷却素子 14 熱電対 15 冷却媒体 16 出入口 17 蓋 18 Oリング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一面に複数のバンプが形成される半導体
    チップを載置するボンディングステージと、この半導体
    チップが挿入される穴が形成されるとともにこの穴の周
    辺に複数のインナーリードが被着されるフィルムキャリ
    アテープを挟み保持するテープクランパと、前記バンプ
    と前記インナーリードとを接合するボンディングツール
    とを備えるインナーリードボンダにおいて、前記テープ
    クランパに冷却手段と温度測定用検出器を設けることを
    特徴とするリードボンダ。
  2. 【請求項2】 前記冷却手段は前記テープクランパ内の
    空間部に供給される冷却媒体であることを特徴とする請
    求項1記載のインナーリードボンダ。
  3. 【請求項3】 前記冷却手段は前記テープクランパの挟
    持面に取付けられるペルチェ効果素子であることを特徴
    とする請求項1記載のインナーリードボンダ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010267802A (ja) * 2009-05-14 2010-11-25 Sharp Corp 半導体装置の製造装置および製造方法、ならびに半導体装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02172248A (ja) * 1988-12-26 1990-07-03 Hitachi Ltd テープキヤリア用ガイド装置
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