JPH07201915A - Tab lead bonding method and bonding device - Google Patents

Tab lead bonding method and bonding device

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Publication number
JPH07201915A
JPH07201915A JP5355483A JP35548393A JPH07201915A JP H07201915 A JPH07201915 A JP H07201915A JP 5355483 A JP5355483 A JP 5355483A JP 35548393 A JP35548393 A JP 35548393A JP H07201915 A JPH07201915 A JP H07201915A
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JP
Japan
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bonding
semiconductor element
inner lead
stage
leads
Prior art date
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Pending
Application number
JP5355483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kaneko
秀樹 金子
Hatahiro Ootsuka
秦弘 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH07201915A publication Critical patent/JPH07201915A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve stable bonding between a TAB lead and an electrode of a semiconductor element or the wiring electrode of a circuit board, and to narrow a pitch. CONSTITUTION:A lamp housing 2 with a lamp 1 mounted on is fixed by a set screw in an arm fixed in the horn up and down moving mechanism 22 of an XY stage 21 bar. A supersonic wave horn 25 with a bonding tool fixed on its tip is moved up and down by the voice coil of the horn up and down moving mechanism. A semiconductor element is adsorbed by air in the heating stage 27 of an XYZtheta stage 26 bar. A TAB tape 12 is fixed by a tape stage 28 and a tape clamper 29.

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、半導体素子の実装に用
いられるTAB(Tape Automated Bo
nding)用テープキャリアのリードと半導体素子の
電極とを接合するための接合方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TAB (Tape Automated Bo) used for mounting a semiconductor element.
The present invention relates to a joining method and apparatus for joining the lead of a tape carrier for recording and the electrode of the semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のTABテープのインナーリードと
半導体素子の電極を逐次方式で接合するシングルボンデ
ィング方法を図5に示す。図において、13はインナー
リード、16はAl電極、18はパッシベーション膜、
14は半導体素子、31はフラットボンディングツー
ル、32はバンプである。図5に示すように半導体素子
15のAl電極16またはTABのインナーリード13
とAl電極16とをバンプ32を介してボンディングツ
ール31によって超音波と熱を併用した方法で接合を行
っていた。一般にバンプを形成するためにはリソグラフ
ィ等の複雑な工程が必要であり、しかも高価な設備が必
要とされる。このため、バンプ形成を必要とするTAB
インナーリードの接合方法では、実装コストが高くなる
という課題があった。 そこで、バンプが不要で半導体
素子のAl電極とTABインナーリードを直接接合可能
なダイレクトシングルボンディング方式が提案されてい
る(特開平3−85895)。図4に従来のダイレクト
シングルボンディング方式を示す。図において、33は
超音波振動を示し、13はインナーリード、19は窪
み、20は凸部、16はAl電極、18はパッシベーシ
ョン膜、15は半導体素子、11はダイレクトボンディ
ングのボンディングツールであり、球面状の先端を有す
る。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional single bonding method in which inner leads of a TAB tape and electrodes of a semiconductor element are sequentially bonded. In the figure, 13 is an inner lead, 16 is an Al electrode, 18 is a passivation film,
Reference numeral 14 is a semiconductor element, 31 is a flat bonding tool, and 32 is a bump. As shown in FIG. 5, the Al electrode 16 of the semiconductor element 15 or the inner lead 13 of the TAB is formed.
The Al electrode 16 and the Al electrode 16 are bonded to each other via the bump 32 by the bonding tool 31 by a method using both ultrasonic waves and heat. Generally, in order to form bumps, complicated steps such as lithography are required, and moreover expensive equipment is required. Therefore, TAB that requires bump formation
The inner lead joining method has a problem that the mounting cost is increased. Therefore, a direct single bonding method has been proposed in which bumps are unnecessary and the Al electrode of the semiconductor element and the TAB inner lead can be directly bonded (Japanese Patent Laid-Open No. 3-85895). FIG. 4 shows a conventional direct single bonding method. In the figure, 33 indicates ultrasonic vibration, 13 is an inner lead, 19 is a depression, 20 is a convex portion, 16 is an Al electrode, 18 is a passivation film, 15 is a semiconductor element, 11 is a bonding tool for direct bonding, It has a spherical tip.

【0003】まず、図4に示すように、インナーリード
13と、半導体素子15のAl電極16との位置合わせ
を行った後、ボンディングツール11をインナーリード
13に押し込み、インナーリード13にボンディングツ
ール11の先端形状が転写された窪み19と同時にイン
ナーリード13の裏面に凸部20が形成される。さら
に、ボンディングツール11の先端とインナーリード1
3を密着させ、同時にインナーリード13をAl電極1
6に加圧させる。次に、このような接触状態を保ったま
ま、ボンディングツール11に超音波振動33を印加し
てインナーリード13の凸部20とAl電極16とを接
合する。この時、半導体素子は加熱ステージにより、2
50℃程度に加熱されている。
First, as shown in FIG. 4, after the inner lead 13 and the Al electrode 16 of the semiconductor element 15 are aligned with each other, the bonding tool 11 is pushed into the inner lead 13 so that the inner lead 13 is bonded to the bonding tool 11. A protrusion 20 is formed on the back surface of the inner lead 13 at the same time as the recess 19 to which the tip shape of is transferred. Further, the tip of the bonding tool 11 and the inner lead 1
3 is closely attached, and at the same time, the inner lead 13 is connected to the Al electrode 1
Pressurize to 6. Next, while maintaining such a contact state, ultrasonic vibration 33 is applied to the bonding tool 11 to bond the convex portion 20 of the inner lead 13 and the Al electrode 16. At this time, the semiconductor element is heated by the heating stage to 2
It is heated to about 50 ° C.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】超音波併用圧着による
ダイレクトシングルボンディング方法で安定した接合強
度を得るには、Al電極の酸化膜を破壊するための超音
波振動と接合金属の相互拡散を行うための熱を接合部に
供給することが重要である。さらに、熱はインナーリー
ド(材質はCu材でAuメッキが施されている)を軟化
させ塑性変形を容易にしAl電極の酸化膜破壊の補助的
な役目がある。しかし、狭ピッチ用のTABテープに使
用されるCu材料は、製造時のインナーリード曲がりを
防止するためSnやCoを添加し剛性を高くしており、
この添加材によりCuの軟化温度が高くなる。このよう
な軟化温度の高いインナーリードは、従来の接合温度で
はインナーリードが軟化しないために接合が困難とな
る。インナーリードの軟化のために加熱ステージの温度
を上昇させた場合、TABテープのベース材であるポリ
イミドフィルムが熱により伸びるためにインナーリード
のピッチズレの原因となり狭ピッチ化が困難となる問題
がある。また、回路基板とTABテープのアウターリー
ドの接続においても同様な原因によるピッチズレが問題
となっている。
In order to obtain a stable bonding strength by the direct single bonding method by ultrasonic pressure bonding, ultrasonic vibration for destroying the oxide film of the Al electrode and mutual diffusion of the bonding metal are performed. It is important to supply this heat to the joint. Furthermore, the heat softens the inner leads (made of Cu material and is Au-plated) to facilitate plastic deformation and has an auxiliary role of breaking the oxide film of the Al electrode. However, the Cu material used for the TAB tape for narrow pitch has Sn and Co added to increase the rigidity in order to prevent bending of the inner leads during manufacturing.
This additive increases the softening temperature of Cu. Such an inner lead having a high softening temperature is difficult to join because the inner lead does not soften at the conventional joining temperature. When the temperature of the heating stage is raised to soften the inner leads, the polyimide film, which is the base material of the TAB tape, expands due to heat, which causes a pitch deviation of the inner leads, which makes it difficult to reduce the pitch. Also, in the connection between the circuit board and the outer lead of the TAB tape, the pitch deviation due to the same cause is a problem.

【0005】さらに、接合時に硬いインナーリードを介
して半導体素子に圧力を印加するためにチップダメージ
の増大によりSiクラックが発生し、信頼性の低下が問
題となる。
Furthermore, since pressure is applied to the semiconductor element through the hard inner leads during joining, Si cracks are generated due to an increase in chip damage, resulting in a problem of reduced reliability.

【0006】本発明の目的はこのような課題を解決し、
信頼性の高い接合を実現し、狭ピッチ化が可能なTAB
リードの接合方法を提供することにある。
The object of the present invention is to solve these problems.
TAB that realizes highly reliable bonding and enables narrow pitch
It is to provide a method for joining leads.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子の
電極とTABテープのリードを逐次シングルポイントで
直接接合するボンディング方法において、前記リードの
前記電極との接合部を光ビームで加熱し、前記リードの
構成材である銅の軟化温度まで加熱することを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a bonding method for directly bonding electrodes of a semiconductor element and leads of a TAB tape directly at a single point by heating a bonding portion of the leads with the electrode with a light beam, It is characterized by heating to the softening temperature of copper, which is a constituent material of the lead.

【0008】半導体素子の電極とTABテープのリード
を直接接合する、先端部にボンディングツールを保持し
た超音波ホーンを上下及び左右に移動するホーン移動機
構と、前記半導体素子を加熱する加熱ステージを具備す
るボンディング装置において、前記ホーン移動機構のス
テージ上に光ビーム加熱装置を固定したことを特徴とす
る。
A horn moving mechanism for directly bonding the electrodes of the semiconductor element and the leads of the TAB tape, for moving an ultrasonic horn holding a bonding tool at the tip end vertically and horizontally, and a heating stage for heating the semiconductor element. In the bonding apparatus described above, the light beam heating device is fixed on the stage of the horn moving mechanism.

【0009】[0009]

【作用】本発明のTABリードの接合方法では、リード
の構成材である銅を軟化温度まで光ビームで加熱アニー
ルすることで銅材質(リード)を軟化させ接合部のAu
とAlの塑性変形を容易にする。この塑性変形により、
電極酸化膜を破壊し、接合面全体にAu/Al合金層形
成することで安定した接合強度が得られる。
In the method of joining TAB leads of the present invention, the copper material (leads) is softened by heating and annealing the copper, which is a constituent material of the leads, with the light beam to the softening temperature, so that the Au of the joined portion is Au.
And facilitates plastic deformation of Al. Due to this plastic deformation,
Stable bonding strength can be obtained by destroying the electrode oxide film and forming an Au / Al alloy layer on the entire bonding surface.

【0010】さらに、リードが軟化し、LSIチップに
掛かる機械的ストレスが減少することでSiクラックを
防止することができ信頼性の高い接合が可能となる。ま
た、リードの局部加熱によりTABテープのベース材で
あるポリイミドフィルムの熱による伸びの影響がなくな
り、リードのピッチズレを防止することができ狭ピッチ
化が可能となった。
Further, since the leads are softened and the mechanical stress applied to the LSI chip is reduced, Si cracks can be prevented, and highly reliable bonding can be performed. Further, the local heating of the leads eliminates the influence of the elongation of the polyimide film, which is the base material of the TAB tape, due to the heat, so that the pitch deviation of the leads can be prevented and the pitch can be narrowed.

【0011】また、本発明のTABリードの接合装置で
は、光ビーム加熱装置はホーン移動機構のXYステージ
上に固定することでホーンの先端に固定されているボン
ディングツールと同期して移動する。この時、光ビーム
の照射位置を予めリードの接合箇所に合わせることで順
次リードの接合箇所を光ビームで照射することが出来
る。このように光ビーム加熱装置に特別な駆動機構を設
けなくても容易に光ビームとリード接合部の位置合わせ
が可能となる。
Further, in the TAB lead bonding apparatus of the present invention, the light beam heating apparatus is fixed on the XY stage of the horn moving mechanism to move in synchronization with the bonding tool fixed to the tip of the horn. At this time, by adjusting the irradiation position of the light beam to the bonding position of the lead in advance, the bonding position of the lead can be sequentially irradiated with the light beam. In this way, the light beam and the lead joint can be easily aligned with each other without providing a special drive mechanism in the light beam heating device.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の一実施例の接合方法を示
す縦断面図である。図2は、本発明のボンディング装置
を示す概念図である。図3は、本発明の接合方法を示
し、接合部の縦断面図である。図において、1はラン
プ、2はランプハウス、3は反射ミラー、4は光ビー
ム、5はビーム照射部、11はボンディングツール、1
2はTABテープ、13はインナーリード、14はベー
スフィルム、15は半導体素子、16はAl電極、17
は開口部、18はパッシベーション膜、19は窪み、2
0は凸部、21はXYステージ、22はホーン上下移動
機構、23はアーム、24は止めネジ、25は超音波ホ
ーン、26はXYZθステージ、27は加熱ステージ、
28はテープステージ、29はテープクランパ、33は
超音波振動を示す。TABテープ12は、インナーリー
ド13とポリイミド製のベースフィルム14で構成され
ており、インナーリード幅が80μm、インナーリード
ピッチが180μm、インナーリード厚さが35μmの
Cuリードに0.6μmのAuメッキが施されたものを
用いた。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a joining method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the bonding apparatus of the present invention. FIG. 3 shows a joining method of the present invention, and is a vertical cross-sectional view of a joining portion. In the figure, 1 is a lamp, 2 is a lamp house, 3 is a reflection mirror, 4 is a light beam, 5 is a beam irradiation unit, 11 is a bonding tool, 1
2 is a TAB tape, 13 is an inner lead, 14 is a base film, 15 is a semiconductor element, 16 is an Al electrode, 17
Is an opening, 18 is a passivation film, 19 is a depression, 2
0 is a convex portion, 21 is an XY stage, 22 is a horn vertical movement mechanism, 23 is an arm, 24 is a set screw, 25 is an ultrasonic horn, 26 is an XYZθ stage, 27 is a heating stage,
28 is a tape stage, 29 is a tape clamper, and 33 is ultrasonic vibration. The TAB tape 12 is composed of an inner lead 13 and a base film 14 made of polyimide. A Cu lead having an inner lead width of 80 μm, an inner lead pitch of 180 μm and an inner lead thickness of 35 μm is plated with Au of 0.6 μm. The applied one was used.

【0014】ランプ1は、クセノンショートアークラン
プで150Wを使用し、ランプハウス2に設けられてい
るソケット(図示されていない)で固定と電気的な接続
を行っている。ランプハウス2は、ランプ1の光ビーム
4をインナーリード13のビーム照射部5に集光するた
めに反射ミラー3がAuメッキによって形成されてい
る。半導体素子15は4辺全てに電極が形成されてお
り、電極16の開口部17はインナーリード11の幅よ
りも大きく形成されたものを用いた。Al電極16の上
部には、例えば100μmの空隙を持って、TABテー
プ12のインナーリード13が位置合わせされている。
この時に使用したTABテープ12は、インナーリード
の幅が80μm、インナーリードピッチが180μm、
インナーリード厚さが30μmのCuリードに0.6μ
mのAuメッキが施されたTABテープを用いた接続を
行った。半導体素子15は4辺全てに電極が形成されて
おり、電極の開口部17はインナーリードの幅よりも大
きく形成されたものを用いた。
The lamp 1 is a xenon short arc lamp of 150 W and is fixed and electrically connected by a socket (not shown) provided in the lamp house 2. In the lamp house 2, the reflection mirror 3 is formed by Au plating in order to focus the light beam 4 of the lamp 1 on the beam irradiation portion 5 of the inner lead 13. The semiconductor element 15 has electrodes formed on all four sides, and the opening 17 of the electrode 16 is formed to be larger than the width of the inner lead 11. The inner lead 13 of the TAB tape 12 is aligned above the Al electrode 16 with a gap of 100 μm, for example.
The TAB tape 12 used at this time had an inner lead width of 80 μm and an inner lead pitch of 180 μm.
0.6μ for Cu lead with inner lead thickness of 30μm
The connection was performed using a TAB tape plated with Au of m. The semiconductor element 15 has electrodes formed on all four sides, and the opening 17 of the electrode is formed to have a width larger than the width of the inner lead.

【0015】ボンディングツール11は、先端部が円錐
状でかつ円錐の先端にインナーリード13の幅よりも小
さな丸みを有する例えば半径R1が50μmの球状の突
起が設けられている。
The bonding tool 11 has a conical tip, and a spherical protrusion having a radius smaller than the width of the inner lead 13 and having a radius R1 of 50 μm is provided at the tip of the cone.

【0016】図2において、ランプ1を搭載したランプ
ハウス2は、XYステージ21上のホーン上下移動機構
22に固定されているアーム23に止めネジ24で固定
されている。先端にボンディングツール11を固定した
超音波ホーン25は、ホーン上下移動機構22のボイス
コイル(図示されていない)により上下に移動する。半
導体素子14は、XYZθステージ26上の加熱ステー
ジ27にエアー吸着されている。TABテープ12は、
テープステージ28とテープクランパ29で固定されて
いる。
In FIG. 2, a lamp house 2 on which the lamp 1 is mounted is fixed to an arm 23 fixed to a horn vertical moving mechanism 22 on an XY stage 21 with a set screw 24. The ultrasonic horn 25 having the bonding tool 11 fixed at its tip is moved up and down by a voice coil (not shown) of the horn up-and-down moving mechanism 22. The semiconductor element 14 is air-adsorbed on the heating stage 27 on the XYZθ stage 26. The TAB tape 12 is
It is fixed by a tape stage 28 and a tape clamper 29.

【0017】本実施例の接合方法は、まず初めに、ず2
に示すようにXYZθステージ26で半導体素子14の
Al電極12とインナーリード11との位置合わせを行
った後、接合部近傍に光ビーム4が集光するようにラン
プハウス2の角度を調整し、止めネジ24で固定する。
この時の光ビーム4の集光径は、インナーリード11が
数十本ビーム照射されるように例えば3〜5mmに調整
する。なお、インナーリード13上のビーム照射部5
は、超音波ホーン25とランプハウス2がアーム23を
介してXYステージ21上にあるため超音波ホーン25
の先端に固定されているボンディングツール11のXY
面内の同位置となる。この時、光ビームの照射位置を予
めリードの接合箇所に合わせることで順次リードの接合
箇所を光ビームで照射することが出来る。
In the joining method of this embodiment, first of all,
After aligning the Al electrode 12 of the semiconductor element 14 and the inner lead 11 with the XYZθ stage 26 as shown in, the angle of the lamp house 2 is adjusted so that the light beam 4 is condensed near the junction, Fix with set screw 24.
The converging diameter of the light beam 4 at this time is adjusted to, for example, 3 to 5 mm so that the inner lead 11 is irradiated with several tens of beams. The beam irradiation unit 5 on the inner lead 13
Is the ultrasonic horn 25 because the ultrasonic horn 25 and the lamp house 2 are on the XY stage 21 via the arm 23.
XY of the bonding tool 11 fixed to the tip of the
It will be the same position in the plane. At this time, by adjusting the irradiation position of the light beam to the bonding position of the lead in advance, the bonding position of the lead can be sequentially irradiated with the light beam.

【0018】次に、図3に示すようにインナーリード1
3のビーム照射部5にボンディングツール11を荷重F
=100gfで印加し、ボンディングツール11をイン
ナーリード13に押圧した。この時、インナーリード1
3にボンディングツール11の先端形状が転写された窪
み19と同時にインナーリード13の裏面に凸部20が
形成される。次いで、超音波振動33をボンディングツ
ール11に印加しインナーリード13とAl電極16の
接合を行った。なお接合時には、図面には記載されてい
ないが半導体素子14を加熱装置により280℃の加熱
保持した。ビーム照射部の温度は、ランプ1に印可する
電圧と光ビーム4の焦点距離を可変することで調節が可
能である。本実施例のビーム照射部5の温度は、印加電
圧15V、焦点距離20mm(スポット径約5mm)で
設定し、500℃であった。(温度測定は、赤外線温度
計で行った。
Next, as shown in FIG. 3, the inner lead 1
Bonding tool 11 to beam irradiator 5 of No. 3 under load F
= 100 gf, and the bonding tool 11 was pressed against the inner lead 13. At this time, the inner lead 1
A protrusion 20 is formed on the back surface of the inner lead 13 at the same time as the dent 19 in which the tip shape of the bonding tool 11 is transferred to 3. Next, ultrasonic vibration 33 was applied to the bonding tool 11 to bond the inner lead 13 and the Al electrode 16. At the time of bonding, although not shown in the drawing, the semiconductor element 14 was heated and held at 280 ° C. by a heating device. The temperature of the beam irradiation unit can be adjusted by changing the voltage applied to the lamp 1 and the focal length of the light beam 4. The temperature of the beam irradiation part 5 of this example was 500 ° C. when the applied voltage was 15 V and the focal length was 20 mm (spot diameter of about 5 mm). (Temperature measurement was performed with an infrared thermometer.

【0019】以上の操作を全てのインナーリード13に
対して繰り返し行った後、接合強度の測定、及び電極面
12上のクラック発生の有無を観察した。その結果、平
均プル強度は60gf以上であり、実用上十分な強度で
安定した接合が可能となった。しかも電極面16にはク
ラックの発生が無いことを確認した。さらにインナーリ
ードに使用されているCu材の軟化温度の高い例えば軟
化温度500℃の狭ピッチのTABテープを用いて同様
の接合を行った結果、平均プル強度は30gf以上であ
り、実用上十分な強度で安定した接合が可能となった。
しかも電極面16にはクラックの発生が無いことを確認
した。この時に使用したTABテープは、インナーリー
ドの幅が40μm、インナーリードピッチが80μm、
インナーリード厚さが20μmのCuリードに0.6μ
mのAuメッキが施されたTABテープを用いた接続を
行った。半導体素子は4辺全てに電極が形成されてお
り、電極の開口部はインナーリードの幅よりも大きく形
成されたものを用いた。ボンディングツール11は、図
1に示すものと同形状のボンディングツールを使用し、
例えば半径が30μmの球状の突起が設けられている。
After repeating the above operation for all the inner leads 13, the bonding strength was measured and the presence or absence of cracks on the electrode surface 12 was observed. As a result, the average pull strength was 60 gf or more, and stable bonding was possible with practically sufficient strength. Moreover, it was confirmed that no cracks were generated on the electrode surface 16. Furthermore, as a result of similar joining using a TAB tape having a high softening temperature of the Cu material used for the inner lead, for example, a narrow pitch of 500 ° C., the average pull strength is 30 gf or more, which is practically sufficient. A strong and stable joining became possible.
Moreover, it was confirmed that no cracks were generated on the electrode surface 16. The TAB tape used at this time had an inner lead width of 40 μm, an inner lead pitch of 80 μm,
0.6μ for Cu lead with inner lead thickness of 20μm
The connection was performed using a TAB tape plated with Au of m. The semiconductor element used had electrodes formed on all four sides, and the openings of the electrodes were formed to be larger than the width of the inner leads. As the bonding tool 11, a bonding tool having the same shape as that shown in FIG. 1 is used,
For example, a spherical protrusion having a radius of 30 μm is provided.

【0020】次に本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例では予めインナーリード13を光ビーム4
で加熱し、ビーム照射部5の部分をアニールすること
で、インナーリード13を軟化させる。本実施例のビー
ム照射方法は、インナーリード13全てにビーム照射す
るために焦点距離を40mmとし、スポット径を約15
mmとした。この時のビーム照射部5(インナーリード
13上)の温度は、印加電圧25V、5秒照射で、50
0℃あった(温度測定は、赤外線温度計で行った)。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the inner lead 13 is previously connected to the light beam 4
The inner lead 13 is softened by heating the substrate and annealing the beam irradiation portion 5. In the beam irradiation method of this embodiment, the focal length is set to 40 mm and the spot diameter is set to about 15 in order to irradiate the beam to all the inner leads 13.
mm. At this time, the temperature of the beam irradiation unit 5 (on the inner lead 13) is 50 V when the applied voltage is 25 V and the irradiation is for 5 seconds.
It was 0 ° C. (temperature measurement was performed with an infrared thermometer).

【0021】この時に使用したTABテープ(Cu材の
軟化温度500℃)は、インナーリードの幅が40μ
m、インナーリードピッチが80μm、インナーリード
厚さが20μmのCuリードに0.6μmのAuメッキ
が施された狭ピッチのTABテープを用いた接続を行っ
た。半導体素子は4辺全てに電極が形成されており、電
極の開口部はインナーリードの幅よりも大きく形成され
たものを用いた。ボンディングツール11は、図1に示
すものと同形状のボンディングツールを使用し、例えば
半径が30μmの球状の突起が設けられている。
The TAB tape (softening temperature of Cu material: 500 ° C.) used at this time had an inner lead width of 40 μm.
m, the inner lead pitch was 80 μm, the inner lead thickness was 20 μm, and the connection was performed using a narrow-pitch TAB tape in which a Cu lead of 0.6 μm was plated with Au. The semiconductor element used had electrodes formed on all four sides, and the openings of the electrodes were formed to be larger than the width of the inner leads. As the bonding tool 11, a bonding tool having the same shape as that shown in FIG. 1 is used, and for example, a spherical projection having a radius of 30 μm is provided.

【0022】次に、図3に示すようにボンディングツー
ル11を荷重F=100gfで印加し、ボンディングツ
ール11をインナーリード13に押圧した。この時、イ
ンナーリード13にボンディングツール11の先端形状
が転写された窪み19と同時にインナーリード13の裏
面に凸部20が形成される。次いで、超音波振動33を
ボンディングツール11に印加しインナーリード13と
Al電極16の接合を行った。なお接合時には、図面に
は記載されていないが半導体素子14を加熱装置により
280℃の加熱保持した。
Next, as shown in FIG. 3, the bonding tool 11 was applied with a load F = 100 gf to press the bonding tool 11 against the inner leads 13. At this time, the protrusions 20 are formed on the back surface of the inner leads 13 at the same time as the depressions 19 in which the tip shape of the bonding tool 11 is transferred to the inner leads 13. Next, ultrasonic vibration 33 was applied to the bonding tool 11 to bond the inner lead 13 and the Al electrode 16. At the time of bonding, although not shown in the drawing, the semiconductor element 14 was heated and held at 280 ° C. by a heating device.

【0023】以上の操作を全てのインナーリード13に
対して繰り返し行った後、接合強度の測定、及び電極面
12上のクラック発生の有無を観察した。その結果、平
均プル強度は30gf以上であり、実用上十分な強度で
安定した接合が可能となった。しかも電極面16にはク
ラックの発生が無いことを確認した。
After repeating the above operation for all the inner leads 13, the bonding strength was measured and the presence or absence of cracks on the electrode surface 12 was observed. As a result, the average pull strength was 30 gf or more, and stable bonding was possible with practically sufficient strength. Moreover, it was confirmed that no cracks were generated on the electrode surface 16.

【0024】さらに、他の実施例として、図示していな
いが光ビームをボンディングツールに照射し、加熱され
たボンディングツールの熱を間接的にインナーリードに
供給することで同様の効果が得られることを確認した。
Further, as another embodiment, although not shown, the same effect can be obtained by irradiating the bonding tool with a light beam and indirectly supplying the heat of the heated bonding tool to the inner lead. It was confirmed.

【0025】本実施例では、インナーリードに限って述
べたがアウターリードの接合でも同様なことが言える。
In this embodiment, the description has been made only for the inner leads, but the same can be said for the joining of the outer leads.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のTABリ
ードの接合方法では、光ビームを接合時の補助熱として
用いることでリード材質を軟化させ接合部のAuとAl
の塑性変形、酸化膜破壊、合金層形成を容易にし、安定
した接合強度を得ることが可能となる。また、リードの
軟化により、機械的ストレスが減少しSiクラックを防
止になり信頼性の高い接合が可能となる。さらに、リー
ドの局部加熱によりTABテープの熱による伸びの影響
がなくなり、リードのピッチズレを防止することができ
狭ピッチ化のTABテープの実装が可能となる効果があ
る。
As described above, in the method of joining TAB leads according to the present invention, the light beam is used as auxiliary heat at the time of joining to soften the lead material so that Au and Al at the joining portion are softened.
Plastic deformation, oxide film destruction, and alloy layer formation can be facilitated, and stable bonding strength can be obtained. Further, the softening of the leads reduces mechanical stress, prevents Si cracks, and enables highly reliable bonding. Further, there is an effect that the local heating of the leads eliminates the influence of the elongation of the TAB tape due to the heat, the pitch deviation of the leads can be prevented, and the TAB tape having a narrow pitch can be mounted.

【0027】また、本発明のTABリードの接合装置の
構成をとれば、光ビーム加熱装置に特別な駆動機構を設
けなくても容易に光ビームとリード接合部の位置合わせ
が可能となる効果がある。
Further, with the construction of the TAB lead joining apparatus of the present invention, there is an effect that the light beam and the lead joining portion can be easily aligned without providing a special driving mechanism in the light beam heating apparatus. is there.

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

【図1】本発明の一実施例の接合方法を示す縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a joining method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のボンディング装置を示す概念図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a bonding apparatus of the present invention.

【図3】本発明の接合方法を示し、接合部の縦断面図で
ある。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a joining portion, showing the joining method of the present invention.

【図4】従来の接合方法を示し、接合部の縦断面図であ
る。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a joining portion showing a conventional joining method.

【図5】従来のバンプを用いたTABインナーリードの
ボンディング方法を示す断面図ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional TAB inner lead bonding method using bumps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ランプ 2 ランプハウス 3 反射ミラー 4 光ビーム 5 ビーム照射部 11 ボンディングツール 12 TABテープ 13 インナーリード 14 ベースフィルム 15 半導体素子 16 Al電極 17 開口部 18 パッシベーション膜 19 窪み 20 凸部 21 XYステージ 22 ホーン上下移動機構 23 アーム 24 止めネジ 25 超音波ホーン 26 XYZθステージ 27 加熱ステージ 28 テープステージ 29 テープクランパ 31 ボンディングツール 32 バンプ 33 超音波振動 1 Lamp 2 Lamp House 3 Reflection Mirror 4 Light Beam 5 Beam Irradiation Section 11 Bonding Tool 12 TAB Tape 13 Inner Lead 14 Base Film 15 Semiconductor Element 16 Al Electrode 17 Opening 18 Passivation Film 19 Recess 20 Convex 21 XY Stage 22 Horn Top and Bottom Moving mechanism 23 Arm 24 Set screw 25 Ultrasonic horn 26 XYZθ stage 27 Heating stage 28 Tape stage 29 Tape clamper 31 Bonding tool 32 Bump 33 Ultrasonic vibration

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子の電極とTABテープのリー
ドを逐次シングルポイントで直接接合するボンディング
方法において、前記リードの前記電極との接合部を光ビ
ームで加熱し、前記リードの構成材の軟化温度まで加熱
することを特徴とする接合方法。
1. A bonding method for directly bonding electrodes of a semiconductor element and leads of a TAB tape directly at a single point, wherein a bonding portion of the leads with the electrodes is heated by a light beam to soften the components of the leads. A joining method characterized by heating up to.
【請求項2】 半導体素子の電極とTABテープのリー
ドを直接接合するボンディングツールを先端部に保持し
た超音波ホーンを上下及び左右に移動するホーン移動機
構と、前記半導体素子を加熱する加熱ステージを具備す
るボンディング装置において、前記ホーン移動機構のス
テージ上に光ビーム加熱装置を固定したことを特徴とす
る接合装置。
2. A horn moving mechanism for moving an ultrasonic horn up and down and left and right holding a bonding tool for directly bonding an electrode of a semiconductor element and a lead of a TAB tape at a tip portion, and a heating stage for heating the semiconductor element. In the bonding device provided, a light beam heating device is fixed on the stage of the horn moving mechanism.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335970B2 (en) 1996-12-03 2008-02-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device having a chip-size package

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04284638A (en) * 1991-03-13 1992-10-09 Toshiba Corp Inner-lead bonding apparatus
JPH04352440A (en) * 1991-05-30 1992-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Joining method for inner lead
JPH05259220A (en) * 1992-03-10 1993-10-08 Toshiba Corp Bonding tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04284638A (en) * 1991-03-13 1992-10-09 Toshiba Corp Inner-lead bonding apparatus
JPH04352440A (en) * 1991-05-30 1992-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Joining method for inner lead
JPH05259220A (en) * 1992-03-10 1993-10-08 Toshiba Corp Bonding tool

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335970B2 (en) 1996-12-03 2008-02-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device having a chip-size package
US8154124B2 (en) 1996-12-03 2012-04-10 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device having a chip-size package

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Effective date: 19961112