JPH0799219A - 半導体装置の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積度化されたＴＡＢ式半導体装置のボン
ディング時のリード位置ずれによる短絡事故を防止す
る。 【構成】 支持テーブル２４上に載置した半導体ペレッ
ト２のバンプ電極３をＴＡＢテープ１０のインナーリー
ド４に位置合わせして固定する。インナーリード４の上
方よりアーム２３の先端に固定したボンディングツール
２２でボンディング予定部のバンプ電極３上を所定の加
重で押圧する。ボンディング時、支持テーブル２４に配
設したＸ、Ｙ２方向の超音波振動子２５、２６を選択駆
動して、ボンディング予定部のバンプ電極３にインナー
リード４の導出方向に対応した方向の超音波振動を付与
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方
法、特に透孔を有する絶縁フィルムに透孔内に延在する
インナリードを含む導電パターンを形成したＴＡＢテー
プを用いたＴＡＢ式半導体装置の製造方法及びその製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種ＴＡＢ式半導体装置１の一例を図
２及び図３を用いて説明する。

【０００３】図に於いて、２は半導体ペレットで表面周
辺に多数のバンプ電極３を形成している。４は一端が半
導体ペレット２のバンプ電極３に接続され、他端が外方
に延びる多数本のインナーリード、５は一端がインナー
リード４に接続され、さらに外方に延びる多数本のアウ
ターリードである。６は半導体ペレット２を支持するア
イランド、７は半導体ペレットを含む主要部をモールド
成形して被覆した樹脂である。

【０００４】かかるＴＡＢ式半導体装置１の製造には、
図示しないが、半導体ペレット２のバンプ電極３に接続
されるインナーリード４を所定間隔で被着したＴＡＢテ
ープが用いられ、このＴＡＢテープのインナーリード４
を半導体ペレット２のバンプ電極３上に配置させ、イン
ナーリード４をバンプ電極３上に押付けてその重合部を
超音波で接合する超音波ボンディング法が採用されてい
る。

【０００５】図４は上記ＴＡＢ式半導体装置１の半導体
ペレット２にインナーリード４を超音波振動で接続する
ボンディング装置８であり、特開昭５９−１１１３４０
号公報および特開昭６２−２９６４３３号公報などで開
示されたもので、概略以下のように構成されている。

【０００６】即ち、同図において９は上面に半導体ペレ
ット２が位置決め固定される支持テーブル、１０は半導
体ペレット２のバンプ電極３に接続されるインナーリー
ド４を所定ピッチで被着したＴＡＢテープであり、不図
示の搬送手段により駆動されて、インナーリード４が接
合位置に送られる。１１はインナーリード４を半導体ペ
レット２のバンプ電極３上から所定の加熱温度、所定の
加重で押圧するボンディングツール、１２、１３はその
加熱装置と加圧装置である。また、１４は支持テーブル
９をボンディングツール１１に対して相対的に振動さ
せ、接合部に超音波振動を付与する超音波発生装置であ
る。

【０００７】かかるボンディング装置８はインナーリー
ド４をバンプ電極３上に押付けた状態で接合部に超音波
振動が付与され、接合部は熱、圧力、超音波で接合す
る。この接合時、支持テーブル９が超音波発生装置１４
で振動され、支持テーブル９に支持された半導体ペレッ
ト２の接合部を直接超音波で振動する構成であるから、
ボンディングツール１１側に超音波発生装置１４を備え
てインナーリード４を介して接合部に超音波を付与する
ボンディング装置に比べて、接合部への超音波振動が効
率よく伝達され、ボンディング強度が改善される。

【０００８】しかしながら、近時、ＴＡＢ式半導体装置
１は高集積度化が要請され、半導体ペレット２のバンプ
電極３の微小化、配列間隔も極めて狭く設定されてお
り、また、これに対応してインナーリード４も幅を狭小
にし、配列間隔も限界まで狭くしなければならない状況
である。

【０００９】したがって、上記のように、バンプ電極３
を一括して熱圧着するギャングボンディング方式におい
ては、バンプ電極３の高さやインナーリード４の厚さの
バラツキにより、ボンディングツール１１の接合部にか
かる加重がばらつき、全てのインナーリード４に対して
均一なボンディング品質を保つことが困難になってきて
いる。

【００１０】また、バンプ電極３およびインナーリード
４が微細化しているため、僅かに位置ずれしても隣接す
るインナーリード４と短絡したり、ボンディング不良に
なるなどの問題が生じていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このため、小径のボン
ディングツールを用い、半導体ペレットのバンプ電極を
一点ずつボンディングする一点式のボンディング方式が
検討されている。

【００１２】図５はかかる一点式のボンディング装置１
５の一例であり、ボンディングツール１６は先端部が半
導体ペレット２のバンプ電極３と略同径の小径に形成さ
れ、後端に超音波振動子１７を取付けたホーン１８の先
端に立植して取付けられている。そして、このボンディ
ング装置１５では支持テーブル９に加熱装置１２が配設
されており、支持テーブル９上に位置決めされた半導体
ペレット２を所定温度に加熱支持する。そして、各バン
プ電極３上にＴＡＢテープ１０のインナーリード４が、
不図示の搬送手段により駆動されて、各バンプ電極３の
接合位置に送られる。

【００１３】かかる一点式のボンディング装置１５はホ
ーン１８に取付けたボンディングツール１６を、図示し
ない画像認識装置などにより半導体ペレット２の各バン
プ電極３の接合位置上に配置されたインナーリード４上
に配置させた後、加圧装置１３を作動してインナーリー
ド４上から押圧し、この押圧状態で超音波振動子１７を
作動させて、ホーン１８を介してボンディングツール１
６に伝達された超音波を接合部に印加することにより、
該バンプ電極３のボンディングを行い、このボンディン
グ操作を半導体ペレット２の全バンプ電極３について行
うものである。

【００１４】このような一点式のボンディング装置１５
はボンディングツール１６の先端部を半導体ペレット２
のバンプ電極３と略同径の小径に形成し、半導体ペレッ
ト２のバンプ電極３を一点ずつボンディングするから、
前記一括ボンディングのギャングボンディング方式のボ
ンディング装置８に比べて、バンプ電極３の高さやイン
ナーリード４の厚さのバラツキによるボンディングツー
ル１６の加重のばらつきが解消する。

【００１５】しかしながら、半導体ペレット２の各バン
プ電極３の接合部に付与される超音波はホーン１８と同
軸方向に印加されるため、図６に示すように、ホーン１
８と交差する方向に配置されたバンプ電極３ａの接合部
にはインナーリード４ａの導出方向に沿った方向に超音
波振動が付与され、ホーン１８に沿う方向に配置された
バンプ電極３ｂの接合部にはインナーリード４ｂの導出
方向と交差する方向に超音波振動が付与される。

【００１６】このため、ホーン１８と交差する方向に配
置されたバンプ電極３ａとホーン１８に沿う方向に配置
されたバンプ電極３ｂとでは接合部に印加される超音波
の印加効率が異なり、ボンディング強度に差が生じる。
また、ホーン１８に沿う方向に配置されたバンプ電極３
ｂと接続されるインナーリード４ｂにはリードの導出方
向と交差した方向に超音波が印加され、接合時に超音波
の振動によりリードがずれ易いといった問題があった。

【００１７】尚、ここで上記半導体ペレットの電極を一
点ずつボンディングする方法として、例えば、特開平２
−２９９２４９号公報や特開平３−１０１１４３号公報
に開示されたワイヤボンディング方法がある。

【００１８】しかしながら、これらの公報に開示された
ボンディング方法は、ボンディングツールを取付けるホ
ーンのボンディングヘッドなどの機構部をＸＹ駆動可能
に構成して、ホーンに超音波と機構部の振動とを分離し
て付与する構成のものであり、前者のものは接合時にボ
ンディングツールにスクラブ動作を付与してボンディン
グ強度を得るようにしたものであり、また後者のものは
接合前に機構部の振動を付与してワイヤボンディングの
ワイヤの垂れや曲がりを防止せんとしただけのものであ
る。

【００１９】そして、これらのボンディング技術はキャ
ピラリでガイドされたワイヤを電極上にボンディングす
る構成のものであり、画像認識技術を併用することで電
極とワイヤの位置ずれを完全に防止できるのに対して、
ＴＡＢ式半導体装置では、インナーリードはボンディン
グツールにガイドされていないため、インナーリードを
電極に重ね合わせる時や加重を印加して振動を付与した
時にリードが電極から位置ずれし、短絡事故やボンディ
ング不良を生じるという問題は解決し得ないものであっ
た。

【００２０】したがって、本発明は上記の問題に鑑みな
されたものであり、ペレットの周辺から多数の電極リー
ドを四方外方に導出したＴＡＢ式半導体装置において、
リードが電極から位置ずれして短絡事故を生じたり、ボ
ンディング不良を生じることなく製造できる半導体装置
の製造方法およびその装置を得ることを目的としてい
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、支持テーブル上
に支持された半導体ペレットの電極上に電極リードを重
合させ、アーム先端に固定されたボンディングツールを
前記電極リード上に押付けて、重合部に超音波を付与し
てボンディングする半導体装置の製造方法に於いて、前
記支持テーブルを半導体ペレットから延びる電極リード
の引出し方向に振動可能に構成し、前記重合部に付与す
る超音波を電極リードの引出し方向に対応した方向に付
与するようにしたことを特徴としている。また、本発明
の半導体装置の製造装置は、支持テーブル上に支持され
た半導体ペレットの電極上に電極リードを重合させ、ア
ーム先端に固定されたボンディングツールを前記電極リ
ード上に押付けて、重合部に超音波を付与してボンディ
ングする半導体装置の製造装置において、前記支持テー
ブルは支持テーブル上に支持された半導体ペレットの載
置面と水平方向に振動可能に構成され、かつ前記重合部
に付与される超音波は半導体ペレットの電極上に重合さ
れる電極リードの配置方向に振動軸が設定されたことを
特徴としている。

【００２２】

【作用】ボンディングツールでの押圧時、支持テーブル
より印加される超音波が半導体ペレットの重合部に直接
的に付与されてボンディング強度が得られると共に、ペ
レットの周辺から多数の電極リードを四方外方に導出す
る各電極の重合部は、それぞれ電極リードの引出し方向
に超音波振動が印加され、ボンディング時の超音波振動
によるリードの位置ずれが防止される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。

【００２４】図１は本発明の実施例で、ＴＡＢ式半導体
装置１のインナーリード４を半導体ペレット２のバンプ
電極３に接合するボンディング装置２１である。

【００２５】このボンディング装置２１は上記したボン
ディング装置１５と同様に、ボンディングツール２２の
先端部を被ボンディング半導体ペレット２のバンプ電極
３と略同径の小径に形成し、半導体ペレット２の各バン
プ電極３をＴＡＢテープ１０の各インナーリード４に一
点ずつボンディングする一点式のボンディング装置であ
る。

【００２６】このボンディング装置２１において、上記
図５のボンディング装置１５と異なる点は、ボンディン
グツール２２を超音波振動機能の付与されていない、加
圧機能のみのアーム２３の先端に立植して取付けた点
と、半導体ペレット２を支持する支持テーブル２４に
Ｘ、Ｙ方向の超音波振動子２５、２６を取付け、これら
の超音波振動子２５、２６を半導体ペレット２に重合さ
れるインナーリード４の導出方向に対応させて駆動制御
させるように構成した点のみであり、その他の構成は上
記ボンディング装置１５と同様である。したがって、同
じ機能部品は図５と同一参照符号を付し、その説明は略
す。

【００２７】支持テーブル２４はＸ、Ｙ方向にそれぞれ
２つ、計４つの超音波振動子２５ａ、２５ｂ，２６ａ、
２６ｂが取付けられ、下面側をスペーサ２７を介してＸ
Ｙテーブル２８上に取付けて構成されている。

【００２８】図７はこのボンディング装置２１における
ボンディング時の半導体ペレット２上のバンプ電極３の
配置位置と上記超音波振動子２５、２６の駆動制御の関
係を示す図である。

【００２９】同図において、半導体ペレット２表面の紙
面の左右両側に配置され、Ｘ方向に導出されるインナー
リード４ｂに接合するバンプ電極３ｂは、ボンディング
時、Ｘ方向の超音波振動子２５ａ、２５ｂによって駆動
される。また、半導体ペレット２の紙面の上下側に配置
され、Ｙ方向に導出されるインナーリード４ａに接合す
るバンプ電極３ａは、ボンディング時、Ｙ方向の超音波
振動子２６ａ、２６ｂによって駆動される。かかる超音
波振動子２５、２６の駆動制御は、図示しないが、半導
体ペレット２上の各バンプ電極３を逐次ボンディング駆
動する際のシーケンス制御と共に制御される。

【００３０】このような構成のボンディング装置２１の
ボンディング操作は前記ボンディング装置１５と同様に
なされる。即ち、支持テーブル２４上に載置された半導
体ペレット２は、支持テーブル２４をＸＹテーブル２８
上で摺動させてＴＡＢテープ１０のインナーリード４の
接合位置に各バンプ電極３を合わせて位置決め固定され
る。そして、アーム２３に取付けられたボンディングツ
ール２２は半導体ペレット２のボンディングされるバン
プ電極３上に配置されたインナーリード４上に配置され
た後、加圧装置１３が作動され、インナーリード４上か
ら所定の加圧力で押圧する。そして、この押圧状態にお
いて、半導体ペレット２表面の左右両側に配置されたバ
ンプ電極３ｂの場合は、Ｘ方向の超音波振動子２５ａ、
２５ｂが駆動され、インナーリード４ｂの導出方向に沿
った超音波振動が付与される。また、半導体ペレット２
の上下側に配置されたバンプ電極３ａの場合は、Ｙ方向
の超音波振動子２６ａ、２６ｂが駆動され、インナーリ
ード４ｂの導出方向に沿った超音波振動が付与される。

【００３１】したがって、半導体ペレット２上の各バン
プ電極３は、ツール２２を固定したアーム２３との配置
位置とは関係なく、総て接合されるインナーリード４の
導出方向に沿った超音波振動が印加され、超音波振動に
よるリードの位置ずれが解消される。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば半導体ペ
レットが載置される支持テーブルを半導体ペレットから
延びる電極リードの引出し方向に振動可能に構成し、重
合部に付与する超音波を電極リードの引出し方向に対応
した方向に印加するように構成したから、ボンディング
時超音波の振動でリードがずれることがなくなり、バン
プ電極の微小化、配列間隔の狭く設定されたＴＡＢ式半
導体装置のボンディング時のリード短絡事故やボンディ
ング不良に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＴＡＢ式半導体装置の製造装置で、ボ
ンディング装置の側面図。

【図２】ＴＡＢ式半導体装置の一部破断正面図。

【図３】図２の半導体装置の側断面図。

【図４】従来のボンディング装置の側面図。

【図５】従来の他のボンディング装置の側面図。

【図６】図５のボンディング装置の作動説明図。

【図７】図１のボンディング装置の作動説明図。

【符号の説明】

2 半導体ペレット 3 バンプ電極 4 インナーリード（電極リード） 10 ＴＡＢテープ 21 ボンディング装置 22 ボンディングツール 23 アーム 24 支持テーブル 25 Ｘ方向の超音波振動子 26 Ｙ方向の超音波振動子 27 スペーサ 28 ＸＹテーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持テーブル上に支持された半導体ペレ
   ットの電極上に電極リードを重合させ、アーム先端に固
   定されたボンディングツールを前記電極リード上に押付
   けて、重合部に超音波を付与してボンディングする半導
   体装置の製造方法に於いて、 前記支持テーブルを半導体ペレットから延びる電極リー
   ドの引出し方向に振動可能に構成し、前記重合部に付与
   する超音波を電極リードの引出し方向に対応した方向に
   付与するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
2. 【請求項２】 支持テーブル上に支持された半導体ペレ
   ットの電極上に電極リードを重合させ、アーム先端に固
   定されたボンディングツールを前記電極リード上に押付
   けて、重合部に超音波を付与してボンディングする半導
   体装置の製造装置において、 前記支持テーブルは支持テーブル上に支持された半導体
   ペレットの載置面と水平方向に振動可能に構成され、か
   つ前記重合部に付与される超音波は半導体ペレットの電
   極上に重合される電極リードの配置方向に振動軸が設定
   されたことを特徴とする半導体装置の製造装置。