JPH11214451A - 半導体装置とその製造装置および製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造装置および製造方法Info
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- JPH11214451A JPH11214451A JP10015462A JP1546298A JPH11214451A JP H11214451 A JPH11214451 A JP H11214451A JP 10015462 A JP10015462 A JP 10015462A JP 1546298 A JP1546298 A JP 1546298A JP H11214451 A JPH11214451 A JP H11214451A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特にＴＡＢ方式のインナーリードボンディング
において、バンプを形成せずに接合を行ったときに、イ
ンナーリードの位置ずれやパッシベーション膜のクラッ
クを防止しつつ、強固にインナーリードとパッドを接合
する。 【解決手段】半導体チップ３のパッド５上にインナーリ
ード２Ａを接合する場合に、インナーリード２Ａと直行
する方向のパッド開口部幅より大きく、並行する方向の
パッド開口部長より短い先端形部を有するボンディング
ツール１を用いる。
において、バンプを形成せずに接合を行ったときに、イ
ンナーリードの位置ずれやパッシベーション膜のクラッ
クを防止しつつ、強固にインナーリードとパッドを接合
する。 【解決手段】半導体チップ３のパッド５上にインナーリ
ード２Ａを接合する場合に、インナーリード２Ａと直行
する方向のパッド開口部幅より大きく、並行する方向の
パッド開口部長より短い先端形部を有するボンディング
ツール１を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特にＴＡＢテープやリードフレー
ムなどのインナーリードを半導体チップのパッド電極に
ボンディングして形成された半導体装置およびその製造
装置、ならびに製造方法に関する。
その製造方法に関し、特にＴＡＢテープやリードフレー
ムなどのインナーリードを半導体チップのパッド電極に
ボンディングして形成された半導体装置およびその製造
装置、ならびに製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術をＴＡＢ方式の接合方法を用
いて説明する。一般的に、ＴＡＢ方式の実装に用いられ
るフィルムキャリアテープは図９（ａ）、（ｂ）に示す
ように、ポリイミド等の絶縁性のベースフィルム６に搬
送及び位置決め用のスプロケットホール７を形成し、か
つ半導体チップ３が入るための開孔部であるデバイスホ
ール１０を形成する。ベースフィルム６の表面には、銅
箔などの金属箔を形成し、かつこれをフォトリソグラフ
ィ技術により所要パターンに形成してリード２及び電気
選別のためのテストパッド１１などを形成する。リード
２はデバイスホール１０内に突出したインナーリード２
Ａと、これとつながっているデバイスホール１０の外側
に延出されるアウターリード２Ｂとで構成され、表面に
銅箔等の金属箔の保護膜として金、錫、半田等の金属メ
ッキが施されている。また、アウターリード２Ｂの直下
部のベースフィルム６にはアウターリードホール９が形
成されており、このアウターリードホール９とデバイス
ホール１０の間にはリード２を保持するサスペンダー８
が構成されている。
いて説明する。一般的に、ＴＡＢ方式の実装に用いられ
るフィルムキャリアテープは図９（ａ）、（ｂ）に示す
ように、ポリイミド等の絶縁性のベースフィルム６に搬
送及び位置決め用のスプロケットホール７を形成し、か
つ半導体チップ３が入るための開孔部であるデバイスホ
ール１０を形成する。ベースフィルム６の表面には、銅
箔などの金属箔を形成し、かつこれをフォトリソグラフ
ィ技術により所要パターンに形成してリード２及び電気
選別のためのテストパッド１１などを形成する。リード
２はデバイスホール１０内に突出したインナーリード２
Ａと、これとつながっているデバイスホール１０の外側
に延出されるアウターリード２Ｂとで構成され、表面に
銅箔等の金属箔の保護膜として金、錫、半田等の金属メ
ッキが施されている。また、アウターリード２Ｂの直下
部のベースフィルム６にはアウターリードホール９が形
成されており、このアウターリードホール９とデバイス
ホール１０の間にはリード２を保持するサスペンダー８
が構成されている。
【０００３】そして、このフィルムキャリアテープのイ
ンナーリード２Ａと半導体チップ３とをボンディングす
る際は、図９（ｂ）に示すように、あらかじめ半導体チ
ップ３の電極上にパッシベーション膜のクラック防止
や、インナーリード２Ａとの接続を容易にするため金属
突起物であるバンプ１２を設けておき、このバンプ上に
接合するインナーリード２Ａを押圧しながら加熱するこ
とにより、圧着もしくは共晶法により、インナーリード
２Ａの金属メッキとバンプ１２を接合している（このこ
とをインナーリードボンディングといい、ＩＬＢと略称
する）。
ンナーリード２Ａと半導体チップ３とをボンディングす
る際は、図９（ｂ）に示すように、あらかじめ半導体チ
ップ３の電極上にパッシベーション膜のクラック防止
や、インナーリード２Ａとの接続を容易にするため金属
突起物であるバンプ１２を設けておき、このバンプ上に
接合するインナーリード２Ａを押圧しながら加熱するこ
とにより、圧着もしくは共晶法により、インナーリード
２Ａの金属メッキとバンプ１２を接合している（このこ
とをインナーリードボンディングといい、ＩＬＢと略称
する）。
【０００４】このＩＬＢにおいて、バンプを形成せずに
パッドとインナーリードとを接合する方法が考えられて
おり、これを図１０に示す。図１０左側は、インナーリ
ードと直行する方向の断面図、右側がインナーリードと
並行する方向の断面図である。従来は、図１０に示して
いるようにパッド５の周りに形成されているパッシベー
ション膜にインナーリード２が直接接触したまま、ボン
ディングツール１により上方からインナーリード２に押
圧等の接合力を与え、接合していた。
パッドとインナーリードとを接合する方法が考えられて
おり、これを図１０に示す。図１０左側は、インナーリ
ードと直行する方向の断面図、右側がインナーリードと
並行する方向の断面図である。従来は、図１０に示して
いるようにパッド５の周りに形成されているパッシベー
ション膜にインナーリード２が直接接触したまま、ボン
ディングツール１により上方からインナーリード２に押
圧等の接合力を与え、接合していた。
【０００５】このような例として特開平２−１１９１５
３号公報にバンプ無しでパッドとインナーリードとを接
合するものが示されている。この公報にはパッシベーシ
ョン膜についての記載はないが、パッシベーション膜を
考えた場合を図１０（ａ）に示す。この方法では、図１
１左側に示すような、パッド開口部より先端部が大き
く、かつ先端が正方形状を有するボンディングツールを
用い超音波振動をインナーリードの長手方向（並行する
方向）のみに作用させて接合を実施していた。
３号公報にバンプ無しでパッドとインナーリードとを接
合するものが示されている。この公報にはパッシベーシ
ョン膜についての記載はないが、パッシベーション膜を
考えた場合を図１０（ａ）に示す。この方法では、図１
１左側に示すような、パッド開口部より先端部が大き
く、かつ先端が正方形状を有するボンディングツールを
用い超音波振動をインナーリードの長手方向（並行する
方向）のみに作用させて接合を実施していた。
【０００６】また、特許第２５００７２５号にもバンプ
無しでパッドとインナーリードとを接合するものが示さ
れており、この方法を図１０（ｂ）に示す。この方法で
は、図１１右側に示すパッド開口部よりも小さな先端部
を有するボンディングツールを用いてインナーリードを
押圧し、ツールの先端形状によってインナーリードに窪
みを形成し、超音波振動で接合を実施していた。
無しでパッドとインナーリードとを接合するものが示さ
れており、この方法を図１０（ｂ）に示す。この方法で
は、図１１右側に示すパッド開口部よりも小さな先端部
を有するボンディングツールを用いてインナーリードを
押圧し、ツールの先端形状によってインナーリードに窪
みを形成し、超音波振動で接合を実施していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＩＬ
Ｂにおいて電極上にバンプがないとインナーリードがパ
ッシベーション膜に接触するため、パッドとインナーリ
ードとの接合面にインナーリードが押圧されにくく、接
合ができなくなるという問題が生じる。更に、押圧力を
増加して無理矢理に接合しようとすると、パッシベーシ
ョン膜にクラックが生じたり、ボンディングツール下面
の角部でインナーリードが切断する（リードネック強度
の低下）等の問題があった。
Ｂにおいて電極上にバンプがないとインナーリードがパ
ッシベーション膜に接触するため、パッドとインナーリ
ードとの接合面にインナーリードが押圧されにくく、接
合ができなくなるという問題が生じる。更に、押圧力を
増加して無理矢理に接合しようとすると、パッシベーシ
ョン膜にクラックが生じたり、ボンディングツール下面
の角部でインナーリードが切断する（リードネック強度
の低下）等の問題があった。
【０００８】バンプ無しで接合を実施できることが記載
されている特開平２−１１９１５３号公報においてもパ
ッシベーション膜の考慮を入れていないため、やはりパ
ッシベーション膜が存在した場合にクラックが生じた
り、接合ができなくなる。つまり、本公報のようにパッ
シベーション膜がないときは、バンプがある状態でも用
いる普通の超音波併用熱圧着方式で容易に接合が可能で
あるが、パッシベーション膜が存在した場合には適用で
きなかった。また、本公報ではリード線が１インチの１
０００分の１〜７の高さから曲げられる場合が良いとさ
れている。しかし、これではボンディングツールヘッド
の幅がインナーリード線より狭いときに、リードがずれ
て接合できなくなるため、幅の広いボンディングツール
ヘッドを使用しなければならない。この場合にパッシベ
ーション膜が存在すると、インナーリードの長手方向で
はボンディングツールがインナーリードを介してパッシ
ベーション膜上にかぶさってしまうため、ボンディング
不可となる。つまりこの公報ではパッシベーション膜が
存在する場合は完全な適用は不可となる。また、超音波
振動の方向と並行なインナーリードはツールヘッド部で
押圧可能なため、接合できるかもしれないが、振動方向
と垂直なインナーリードはボンディングツールヘッド部
で十分に押圧できずに超音波を印加すると振動でズレた
り、エネルギーが伝達されないために、接合が困難であ
った。もしこの方法で接合させるには半導体チップを回
転させながら接合するか、ボンディングツールを保持す
るホーンを回転させながら接合する場合が考えられる
が、半導体チップおよびホーンを回転できない通常のＴ
ＡＢ型半導体装置においては接合不可能であった。
されている特開平２−１１９１５３号公報においてもパ
ッシベーション膜の考慮を入れていないため、やはりパ
ッシベーション膜が存在した場合にクラックが生じた
り、接合ができなくなる。つまり、本公報のようにパッ
シベーション膜がないときは、バンプがある状態でも用
いる普通の超音波併用熱圧着方式で容易に接合が可能で
あるが、パッシベーション膜が存在した場合には適用で
きなかった。また、本公報ではリード線が１インチの１
０００分の１〜７の高さから曲げられる場合が良いとさ
れている。しかし、これではボンディングツールヘッド
の幅がインナーリード線より狭いときに、リードがずれ
て接合できなくなるため、幅の広いボンディングツール
ヘッドを使用しなければならない。この場合にパッシベ
ーション膜が存在すると、インナーリードの長手方向で
はボンディングツールがインナーリードを介してパッシ
ベーション膜上にかぶさってしまうため、ボンディング
不可となる。つまりこの公報ではパッシベーション膜が
存在する場合は完全な適用は不可となる。また、超音波
振動の方向と並行なインナーリードはツールヘッド部で
押圧可能なため、接合できるかもしれないが、振動方向
と垂直なインナーリードはボンディングツールヘッド部
で十分に押圧できずに超音波を印加すると振動でズレた
り、エネルギーが伝達されないために、接合が困難であ
った。もしこの方法で接合させるには半導体チップを回
転させながら接合するか、ボンディングツールを保持す
るホーンを回転させながら接合する場合が考えられる
が、半導体チップおよびホーンを回転できない通常のＴ
ＡＢ型半導体装置においては接合不可能であった。
【０００９】これらの問題を解決するために、特許第２
５００７２５号に記載されているように半導体チップの
パッド電極開口部よりも先端部が小さな円対称のボンデ
ィングツールを用いてインナーリードに凸部を形成しな
がら接合する方式がある。しかしながらこの方法におい
てもボンディングツール先端部がパッド電極開口部より
小さく、円対称状に形成しなくてはならないため押圧時
にインナーリードがずれ易くボンディング不可となった
り、超音波を印加した時にインナーリードをはじくとい
う問題が生じる。つまり、例えばインナーリード幅が５
０μｍ幅以上の幅広のインナーリードを用いる場合は接
合できるが、電極開口部より先端部が小さなボンディン
グツールを用いてボンディングするときは狭ピッチでボ
ンディングが不可となることを意味する。すなわち、例
えば８０μｍピッチ単列でボンディングする場合、パッ
ド開口径は６５μｍ程度でインナーリード幅を４０μｍ
とするとボンディング先端幅は最大で６５μｍとなる
が、この場合ボンダーの精度が±１０μｍ程度あるた
め、ボンディングツールがパッシベーション膜に乗り上
げて片当たりする。そこでボンディング先端幅を５５μ
ｍとしてもインナーリードとボンディングツールのセン
ターが７．５μｍ以上ずれるとボンディングツールでイ
ンナーリードを完全に押さえこむことができないため、
超音波を印加した時にインナーリードがずれてしまいボ
ンディング不可となる。実際にはインナーリードの幅も
±１０μｍ程度は公差があるため、ボンディング不可で
あった。加えて接合部がインナーリードの凸部のみであ
るため、接合強度が低いという課題があった。また、ズ
レを防止するためにインナーリード幅をパッド開口部よ
り大きくしてボンディングすれば良いが、ボンディング
ツールの先端が拘束されるため超音波の伝達効率が悪く
なり接合ができなくなる問題があった。
５００７２５号に記載されているように半導体チップの
パッド電極開口部よりも先端部が小さな円対称のボンデ
ィングツールを用いてインナーリードに凸部を形成しな
がら接合する方式がある。しかしながらこの方法におい
てもボンディングツール先端部がパッド電極開口部より
小さく、円対称状に形成しなくてはならないため押圧時
にインナーリードがずれ易くボンディング不可となった
り、超音波を印加した時にインナーリードをはじくとい
う問題が生じる。つまり、例えばインナーリード幅が５
０μｍ幅以上の幅広のインナーリードを用いる場合は接
合できるが、電極開口部より先端部が小さなボンディン
グツールを用いてボンディングするときは狭ピッチでボ
ンディングが不可となることを意味する。すなわち、例
えば８０μｍピッチ単列でボンディングする場合、パッ
ド開口径は６５μｍ程度でインナーリード幅を４０μｍ
とするとボンディング先端幅は最大で６５μｍとなる
が、この場合ボンダーの精度が±１０μｍ程度あるた
め、ボンディングツールがパッシベーション膜に乗り上
げて片当たりする。そこでボンディング先端幅を５５μ
ｍとしてもインナーリードとボンディングツールのセン
ターが７．５μｍ以上ずれるとボンディングツールでイ
ンナーリードを完全に押さえこむことができないため、
超音波を印加した時にインナーリードがずれてしまいボ
ンディング不可となる。実際にはインナーリードの幅も
±１０μｍ程度は公差があるため、ボンディング不可で
あった。加えて接合部がインナーリードの凸部のみであ
るため、接合強度が低いという課題があった。また、ズ
レを防止するためにインナーリード幅をパッド開口部よ
り大きくしてボンディングすれば良いが、ボンディング
ツールの先端が拘束されるため超音波の伝達効率が悪く
なり接合ができなくなる問題があった。
【００１０】さらに、これら２つの方法はインナーリー
ドを１本１本接合するため、生産性が悪いという問題が
あった。
ドを１本１本接合するため、生産性が悪いという問題が
あった。
【００１１】この複数個同時にボンディングする方法
は、例えば特開平８−１７２１１３に記載されている。
しかし、ボンディングツールの先端にパッドピッチに対
応して複数の突起を設けたボンディングツール形状をし
ており、この方法を用いてもバンプ有無に関わらず位置
ズレが発生してしまうことは上記に示した従来技術で明
らかであり、生産不可能であった。
は、例えば特開平８−１７２１１３に記載されている。
しかし、ボンディングツールの先端にパッドピッチに対
応して複数の突起を設けたボンディングツール形状をし
ており、この方法を用いてもバンプ有無に関わらず位置
ズレが発生してしまうことは上記に示した従来技術で明
らかであり、生産不可能であった。
【００１２】本発明はこのような従来のボンディング方
法を完全に解決し、かつ８０μｍ以下の狭ピッチでも接
合できる方法を開示する。
法を完全に解決し、かつ８０μｍ以下の狭ピッチでも接
合できる方法を開示する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造装置は、半導体装置に設けられた矩形電極にリー
ドを押圧接合するボンディングツールを有する半導体装
置の製造装置において、ボンディングツールの先端面
は、矩形電極の左右辺の幅よりも小さい左右辺と矩形電
極の上下辺の幅よりも大きい上下辺とをもつ矩形である
ことを特徴とする。
の製造装置は、半導体装置に設けられた矩形電極にリー
ドを押圧接合するボンディングツールを有する半導体装
置の製造装置において、ボンディングツールの先端面
は、矩形電極の左右辺の幅よりも小さい左右辺と矩形電
極の上下辺の幅よりも大きい上下辺とをもつ矩形である
ことを特徴とする。
【００１４】また本発明による半導体装置の製造方法
は、半導体装置に設けられた矩形電極にボンディングツ
ールによってリードを押圧して接合する半導体装置の製
造方法において、ボンディングツールとして先端面が矩
形電極の左右辺の幅よりも小さい左右辺と矩形電極の上
下辺の幅よりも大きい上下辺とをもつ矩形であるボンデ
ィングツールを用い、リードを矩形電極上において当該
矩形電極の左右辺と並行な方向に延在するように配置
し、ボンディングツールで押圧接合することを特徴とす
る。
は、半導体装置に設けられた矩形電極にボンディングツ
ールによってリードを押圧して接合する半導体装置の製
造方法において、ボンディングツールとして先端面が矩
形電極の左右辺の幅よりも小さい左右辺と矩形電極の上
下辺の幅よりも大きい上下辺とをもつ矩形であるボンデ
ィングツールを用い、リードを矩形電極上において当該
矩形電極の左右辺と並行な方向に延在するように配置
し、ボンディングツールで押圧接合することを特徴とす
る。
【００１５】また本発明による半導体装置の製造方法
は、正方形状の先端面をもつボンディングツールを用い
て半導体装置上の複数の矩形電極と複数のリードとを接
合する半導体装置の製造方法であって、複数の矩形電極
を、ボンディングツールの先端面の一辺で当該複数の矩
形電極が覆われるように半導体装置上の第１の方向に配
設し、かつ各々の矩形電極の第１の方向と直行する第２
の方向の辺の長さをボンディングツールの先端面の一辺
よりも長く形成し、各々のリードを各々の矩形電極上に
おいて当該矩形電極の第２の方向の辺と並行な方向に延
在するように配置し、ボンディングツールで複数の矩形
電極と複数のリードとを一度に押圧接合することを特徴
とする。
は、正方形状の先端面をもつボンディングツールを用い
て半導体装置上の複数の矩形電極と複数のリードとを接
合する半導体装置の製造方法であって、複数の矩形電極
を、ボンディングツールの先端面の一辺で当該複数の矩
形電極が覆われるように半導体装置上の第１の方向に配
設し、かつ各々の矩形電極の第１の方向と直行する第２
の方向の辺の長さをボンディングツールの先端面の一辺
よりも長く形成し、各々のリードを各々の矩形電極上に
おいて当該矩形電極の第２の方向の辺と並行な方向に延
在するように配置し、ボンディングツールで複数の矩形
電極と複数のリードとを一度に押圧接合することを特徴
とする。
【００１６】本発明では、上記のボンディングツールの
先端面が、矩形の上下辺および左右辺のそれぞれの中心
部がリードを押圧する方向に向かって突出しているかま
たは、矩形の中心部がフラットでかつ外周部にテーパー
もしくは曲率を設けてあることを特徴とする。
先端面が、矩形の上下辺および左右辺のそれぞれの中心
部がリードを押圧する方向に向かって突出しているかま
たは、矩形の中心部がフラットでかつ外周部にテーパー
もしくは曲率を設けてあることを特徴とする。
【００１７】また本発明による半導体装置は、第１の方
向に配設された複数の矩形電極と、第１の方向に直行す
る第２の方向に延在し複数の矩形電極の各々に接合され
た複数のリードとを有する半導体装置において、矩形電
極の前記第２の方向の辺は、１つの矩形電極の第１の方
向の幅と２つの矩形電極の第１の方向の中心間距離との
和以上であることを特徴とする。
向に配設された複数の矩形電極と、第１の方向に直行す
る第２の方向に延在し複数の矩形電極の各々に接合され
た複数のリードとを有する半導体装置において、矩形電
極の前記第２の方向の辺は、１つの矩形電極の第１の方
向の幅と２つの矩形電極の第１の方向の中心間距離との
和以上であることを特徴とする。
【００１８】また上記の半導体装置は、矩形電極のリー
ドが接合している接合部を除いた半導体装置の表面に形
成されたパッシベーション膜と、パッシベーション膜の
表面に形成された弾性カバーとをさらに有する。このカ
バー膜は、好適には、半導体装置の表面において第１の
方向の複数の矩形電極間の領域に対応して選択的に形成
されている。
ドが接合している接合部を除いた半導体装置の表面に形
成されたパッシベーション膜と、パッシベーション膜の
表面に形成された弾性カバーとをさらに有する。このカ
バー膜は、好適には、半導体装置の表面において第１の
方向の複数の矩形電極間の領域に対応して選択的に形成
されている。
【００１９】また好適には、上述した本発明のリードの
幅は、矩形電極の前記第１の方向の幅よりも小さい。
幅は、矩形電極の前記第１の方向の幅よりも小さい。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２１】図１は、本発明の第１の実施例を示す図で
あり、本発明のパッド５に、金メッキが施されたインナ
ーリード２を挿入したときの断面図を示す。半導体チッ
プ３上には、パッシベーション膜４が形成されている。
製造手順としては、まず約２５０〜３５０℃に加熱され
た半導体チップ３のパッド５上にインナーリード２Ａを
配置する。次いで、図２に示すようなボンディングツー
ル１を用い、インナーリード２Ａとパッド５をボンディ
ングツール１にて押圧する。このとき、パッシベーショ
ン膜４の開口幅より細いインナーリード２Ａを開口部内
に挿入し、インナーリード２Ａと直行する方向のインナ
ーリード幅より大きく、並行する方向のパッシベーショ
ン膜４の開口長より短い先端形部を有するボンディング
ツール１を用いて、ボンディングツール１と接触してい
る面積のほぼ全てのインナーリード部をパッド５に密着
させる。その後超音波を印加し接合部の酸化膜を除去
し、最後に超音波を印加せず押圧力を増加させインナー
リード２Ａ接合を完成させる。この方法により、インナ
ーリード２Ａの位置精度が多少悪くてもインナーリード
幅より幅広のボンディングツール１を用いているためズ
レが発生しなくなる。また、ボンディングツール幅はイ
ンナーリード２Ａの長手方向（並行する方向）のパッシ
ベーション膜の開口長より短いので、クラックが生じな
いような荷重を用いて接合が可能となるため、パッシベ
ーション膜４にクラックが生じたり接合が不安定になる
ことは一切生じない。また、接合面積もボンディングツ
ール１と接触した全てのインナーリード部が対象となる
ため、接合強度が著しく向上する。
あり、本発明のパッド５に、金メッキが施されたインナ
ーリード２を挿入したときの断面図を示す。半導体チッ
プ３上には、パッシベーション膜４が形成されている。
製造手順としては、まず約２５０〜３５０℃に加熱され
た半導体チップ３のパッド５上にインナーリード２Ａを
配置する。次いで、図２に示すようなボンディングツー
ル１を用い、インナーリード２Ａとパッド５をボンディ
ングツール１にて押圧する。このとき、パッシベーショ
ン膜４の開口幅より細いインナーリード２Ａを開口部内
に挿入し、インナーリード２Ａと直行する方向のインナ
ーリード幅より大きく、並行する方向のパッシベーショ
ン膜４の開口長より短い先端形部を有するボンディング
ツール１を用いて、ボンディングツール１と接触してい
る面積のほぼ全てのインナーリード部をパッド５に密着
させる。その後超音波を印加し接合部の酸化膜を除去
し、最後に超音波を印加せず押圧力を増加させインナー
リード２Ａ接合を完成させる。この方法により、インナ
ーリード２Ａの位置精度が多少悪くてもインナーリード
幅より幅広のボンディングツール１を用いているためズ
レが発生しなくなる。また、ボンディングツール幅はイ
ンナーリード２Ａの長手方向（並行する方向）のパッシ
ベーション膜の開口長より短いので、クラックが生じな
いような荷重を用いて接合が可能となるため、パッシベ
ーション膜４にクラックが生じたり接合が不安定になる
ことは一切生じない。また、接合面積もボンディングツ
ール１と接触した全てのインナーリード部が対象となる
ため、接合強度が著しく向上する。
【００２２】このとき、図３に示す先端形状のボンディ
ングツールを用いると、ボンディングツール１の縁がイ
ンナーリード２Ａと接触する部位の接合強度の低強度化
を防止できる。実験の結果、図２の先端形状を用いた場
合、安定した接合を与える条件では、接合後のボンディ
ングツール縁部のインナーリード厚は最初のインナーリ
ード厚の約１／２になる。これに対し、図３（Ａ）に示
した曲率半径Ｒ寸法が４０〜８０μｍ程度の加工又はＣ
面取り４５〜６０°程度の加工をしたボンディングツー
ル、および図３（Ｂ）に示した接合面に曲率半径Ｒ５０
〜１２０μｍ程度の加工を施したボンディングツールの
場合、塑性変形が均等に促進し、インナーリードの薄型
化を２／３程度まで抑えられる。このため、インナーリ
ードの強度低下を防止でき、狭ピッチ用のインナーリー
ドも接合が可能となる。
ングツールを用いると、ボンディングツール１の縁がイ
ンナーリード２Ａと接触する部位の接合強度の低強度化
を防止できる。実験の結果、図２の先端形状を用いた場
合、安定した接合を与える条件では、接合後のボンディ
ングツール縁部のインナーリード厚は最初のインナーリ
ード厚の約１／２になる。これに対し、図３（Ａ）に示
した曲率半径Ｒ寸法が４０〜８０μｍ程度の加工又はＣ
面取り４５〜６０°程度の加工をしたボンディングツー
ル、および図３（Ｂ）に示した接合面に曲率半径Ｒ５０
〜１２０μｍ程度の加工を施したボンディングツールの
場合、塑性変形が均等に促進し、インナーリードの薄型
化を２／３程度まで抑えられる。このため、インナーリ
ードの強度低下を防止でき、狭ピッチ用のインナーリー
ドも接合が可能となる。
【００２３】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。本実施の形態は、図４に示すように半導体チップ３
のパッド５周辺部にあるパッシベーション膜４上にポリ
イミドなどの弾性カバー１３膜を形成してある。このよ
うな構成により、図５に示すようにボンディングツール
１が弾性カバー１３に接触してもパッシベーション膜４
にはクラックが入らないため、押圧力（接合荷重）を増
加させることができる。このとき、半導体チップ３のパ
ッド５の高さとカバー膜厚（パッシベーション膜４と弾
性カバー１３高さの合計）の差より厚いインナーリード
２Ａを有するＴＡＢテープを用いることで、ボンディン
グツール１でパッド５に押圧して接合する時に、接合を
完成させる押圧力を増してもカバー膜にて降下を防止で
きるため、インナーリード２Ａのネック強度が向上しか
つ接合条件が広がり安定化する。また、カバー膜は、パ
ッド５周囲部もしくはパッド間のみに形成しておけば、
図６に示すようにインナーリード２Ａをパッド５上に配
置したときに位置ズレしてパッド５上からはみ出してい
ても、パッド開口部の幅より細いインナーリード２Ａと
パッド開口部より広いボンディングツール１を用いてい
るため下降した時に自己位置補正し、パッド５内に収納
される。また、図４に示したカバー膜のように断面が垂
直であると、インナーリード２の位置ズレ量はリード幅
幅の１／２以下でないと収納されにくいが、カバー膜を
図６に示すようなテーパー状に形成しておくと１／２ズ
レ付近での収納性が向上する。
る。本実施の形態は、図４に示すように半導体チップ３
のパッド５周辺部にあるパッシベーション膜４上にポリ
イミドなどの弾性カバー１３膜を形成してある。このよ
うな構成により、図５に示すようにボンディングツール
１が弾性カバー１３に接触してもパッシベーション膜４
にはクラックが入らないため、押圧力（接合荷重）を増
加させることができる。このとき、半導体チップ３のパ
ッド５の高さとカバー膜厚（パッシベーション膜４と弾
性カバー１３高さの合計）の差より厚いインナーリード
２Ａを有するＴＡＢテープを用いることで、ボンディン
グツール１でパッド５に押圧して接合する時に、接合を
完成させる押圧力を増してもカバー膜にて降下を防止で
きるため、インナーリード２Ａのネック強度が向上しか
つ接合条件が広がり安定化する。また、カバー膜は、パ
ッド５周囲部もしくはパッド間のみに形成しておけば、
図６に示すようにインナーリード２Ａをパッド５上に配
置したときに位置ズレしてパッド５上からはみ出してい
ても、パッド開口部の幅より細いインナーリード２Ａと
パッド開口部より広いボンディングツール１を用いてい
るため下降した時に自己位置補正し、パッド５内に収納
される。また、図４に示したカバー膜のように断面が垂
直であると、インナーリード２の位置ズレ量はリード幅
幅の１／２以下でないと収納されにくいが、カバー膜を
図６に示すようなテーパー状に形成しておくと１／２ズ
レ付近での収納性が向上する。
【００２４】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。これまでの実施の形態では、パッド５の形状につい
て触れていない。このため、通常に使用されている正方
形のパッドに関していえば、半導体チップ表面の上下方
向のボンディングはボンディング可能であるが、左右方
向はボンディングツール幅がパッド幅より広いためボン
ディング不可能となる。この場合は、半導体チップおよ
びＴＡＢテープを回転させて接合するか、ボンディング
ツールを保持するホーンを回転させながら接合すること
になる。しかしながら、チップおよびホーンを回転でき
ないＴＡＢ型半導体装置においては接合不可能である。
そこで、本実施の形態は、パッドを長方形で形成する。
つまり、例えば上述の場合は左右方向のパッドのパッド
長を、パッドの開口部より広いボンディングツールの幅
より長くすることで、上下左右とも接合可能となる。
る。これまでの実施の形態では、パッド５の形状につい
て触れていない。このため、通常に使用されている正方
形のパッドに関していえば、半導体チップ表面の上下方
向のボンディングはボンディング可能であるが、左右方
向はボンディングツール幅がパッド幅より広いためボン
ディング不可能となる。この場合は、半導体チップおよ
びＴＡＢテープを回転させて接合するか、ボンディング
ツールを保持するホーンを回転させながら接合すること
になる。しかしながら、チップおよびホーンを回転でき
ないＴＡＢ型半導体装置においては接合不可能である。
そこで、本実施の形態は、パッドを長方形で形成する。
つまり、例えば上述の場合は左右方向のパッドのパッド
長を、パッドの開口部より広いボンディングツールの幅
より長くすることで、上下左右とも接合可能となる。
【００２５】この方法を用いて複数のインナーリードを
同時にボンディングするものを、図７および図８
（ａ）、（ｂ）に示す。本実施の形態では、インナーリ
ード２Ａと並行する方向のパッド開口長を、ボンディン
グピッチ１４に直行する方向のパッド５の開口幅を加え
た長さ（パッド両端長さ１５）以上とし、並行するパッ
ドの長さよりも短くかつボンディングする複数個のパッ
ド両端長さ１５以上の先端幅を有するボンディングツー
ル１を用いて、パッド５部にインナーリードと直行する
パッド開口幅より細いインナーリード２Ａを挿入し、複
数リードを同時にボンディングする。このとき、上述し
たように、基本的にはボンディングツール１の長さはパ
ッド両端長さ１５以上としたが、パットサイズが十分に
大きい場合はボンディングピッチにパッド開口長さでな
くほぼリード幅を足した長さのボンディングツールでも
良い。
同時にボンディングするものを、図７および図８
（ａ）、（ｂ）に示す。本実施の形態では、インナーリ
ード２Ａと並行する方向のパッド開口長を、ボンディン
グピッチ１４に直行する方向のパッド５の開口幅を加え
た長さ（パッド両端長さ１５）以上とし、並行するパッ
ドの長さよりも短くかつボンディングする複数個のパッ
ド両端長さ１５以上の先端幅を有するボンディングツー
ル１を用いて、パッド５部にインナーリードと直行する
パッド開口幅より細いインナーリード２Ａを挿入し、複
数リードを同時にボンディングする。このとき、上述し
たように、基本的にはボンディングツール１の長さはパ
ッド両端長さ１５以上としたが、パットサイズが十分に
大きい場合はボンディングピッチにパッド開口長さでな
くほぼリード幅を足した長さのボンディングツールでも
良い。
【００２６】本実施の形態では、単純なる正方形のボン
ディングツール１が使用できるため、ボンディングツー
ルのコストも安く、寿命が長いという効果も併せて有し
ている。加えて、例えば５０μｍパッドピッチ以下の接
続には、従来はインナーリードへのボンディング中の接
触を防ぐためにボンディングツールの先端幅をボトルネ
ック加工を施し、例えば５０μｍピッチでは５０μｍ幅
以下としなければならなかったが、本実施の形態により
２本同時に接続すれば、実質１００μｍパッドピッチと
なり、ボンディングツールの作製が容易でかつ長寿命と
なる。
ディングツール１が使用できるため、ボンディングツー
ルのコストも安く、寿命が長いという効果も併せて有し
ている。加えて、例えば５０μｍパッドピッチ以下の接
続には、従来はインナーリードへのボンディング中の接
触を防ぐためにボンディングツールの先端幅をボトルネ
ック加工を施し、例えば５０μｍピッチでは５０μｍ幅
以下としなければならなかったが、本実施の形態により
２本同時に接続すれば、実質１００μｍパッドピッチと
なり、ボンディングツールの作製が容易でかつ長寿命と
なる。
【００２７】上述した本発明は、バンプが存在しても可
能でかつ有効である。つまり、上記のパッドをバンプに
置き換えることで接合可能となる。すなわち、半導体チ
ップの電極は、パッド又はバンプで構成される。
能でかつ有効である。つまり、上記のパッドをバンプに
置き換えることで接合可能となる。すなわち、半導体チ
ップの電極は、パッド又はバンプで構成される。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明は、ＴＡＢ型パッケー
ジ製造におけるインナーリードボンディングで、バンプ
を用いなくとも接合が可能となっただけでなく、バンプ
無しで接合するボンディング方法において問題であった
接合の不安定さ、生産性の悪さを全て解消する。加えて
狭ピッチでも接続できる方法の開示も含まれるため、半
導体パッケージの生産コストの低減、品質向上が実現で
きる。
ジ製造におけるインナーリードボンディングで、バンプ
を用いなくとも接合が可能となっただけでなく、バンプ
無しで接合するボンディング方法において問題であった
接合の不安定さ、生産性の悪さを全て解消する。加えて
狭ピッチでも接続できる方法の開示も含まれるため、半
導体パッケージの生産コストの低減、品質向上が実現で
きる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明のボンディングツールの斜視図および正
面図。
面図。
【図３】本発明の図２に示した以外のボンディングツー
ルの先端形状図。
ルの先端形状図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態においてボンディン
グツールを押圧した断面図。
グツールを押圧した断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態における弾性カバー
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す平面図。
【図９】従来のＴＡＢ製品の平面図および断面図。
【図１０】従来のボンディング例を示す断面図。
【図１１】従来のボンディング例のボンディングツール
を示す図。
を示す図。
１ ボンディングツール ２ リード ２Ａ インナーリード ２Ｂ アウターリード ３ 半導体チップ ４ パッシベーション膜 ５ パッド ６ ベースフィルム ７ スプロケットホール ８ サスペンダー ９ アウターリードホール １０ デバイスホール １１ テストパッド １２ バンプ １３ 弾性カバー １４ ボンディングピッチ １５ パッド両端長さ
Claims (10)
- 【請求項１】 第１の方向に配設された複数の矩形電極
と、前記第１の方向に直行する第２の方向に延在し前記
複数の矩形電極の各々に接合された複数のリードとを有
する半導体装置において、前記矩形電極の前記第２の方
向の辺は、１つの前記矩形電極の前記第１の方向の幅と
２つの前記矩形電極の前記第１の方向の中心間距離との
和以上であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記矩形電極の前記リードが接合してい
る接合部を除いた前記半導体装置の表面に形成されたパ
ッシベーション膜と、前記パッシベーション膜の表面に
形成された弾性カバーとをさらに有することを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記カバー膜は、前記半導体装置の表面
において前記第１の方向の前記複数の矩形電極間の領域
に対応して選択的に形成されていることを特徴とする請
求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記リードの幅は、前記矩形電極の前記
第１の方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項
１，２または３記載の半導体装置。 - 【請求項５】 半導体装置に設けられた矩形電極にリー
ドを押圧接合するボンディングツールを有する半導体装
置の製造装置において、前記ボンディングツールの先端
面は、前記矩形電極の左右辺の幅よりも小さい左右辺と
前記矩形電極の上下辺の幅よりも大きい上下辺とをもつ
矩形であることを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項６】 前記ボンディングツールの前記先端面
は、前記矩形の前記上下辺および前記左右辺のそれぞれ
の中心部が、前記リードを押圧する方向に向かって突出
していることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の
製造装置。 - 【請求項７】 前記ボンディングツールの前記先端面
は、前記矩形の中心部がフラットでかつ外周部にテーパ
ーもしくは曲率を設けてあることを特徴とする請求項５
記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項８】 半導体装置に設けられた矩形電極にボン
ディングツールによってリードを押圧して接合する半導
体装置の製造方法において、前記ボンディングツールと
して先端面が前記矩形電極の左右辺の幅よりも小さい左
右辺と前記矩形電極の上下辺の幅よりも大きい上下辺と
をもつ矩形であるボンディングツールを用い、前記リー
ドを前記矩形電極上において当該矩形電極の左右辺と並
行な方向に延在するように配置し、前記ボンディングツ
ールで押圧接合することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項９】 前記リードの幅は、前記矩形電極の前記
上下辺の幅よりも小さいことを特徴とする請求項８記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 正方形状の先端面をもつボンディング
ツールを用いて半導体装置上の複数の矩形電極と複数の
リードとを接合する半導体装置の製造方法であって、 前記複数の矩形電極を、前記ボンディングツールの前記
先端面の一辺で当該複数の矩形電極が覆われるように前
記半導体装置上の第１の方向に配設し、かつ各々の前記
矩形電極の前記第１の方向と直行する第２の方向の辺の
長さを前記ボンディングツールの前記先端面の一辺より
も長く形成し、 各々の前記リードを各々の前記矩形電極上において当該
矩形電極の前記第２の方向の辺と並行な方向に延在する
ように配置し、 前記ボンディングツールで前記複数の矩形電極と前記複
数のリードとを一度に押圧接合することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015462A JP3129272B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 半導体装置とその製造装置および製造方法 |
| KR1019990002989A KR100326957B1 (ko) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | 반도체장치 및 그 제조장치 및 그 제조방법 |
| US09/238,426 US6173884B1 (en) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | Semiconductor device and equipment for manufacturing the same as well as method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015462A JP3129272B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 半導体装置とその製造装置および製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214451A true JPH11214451A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3129272B2 JP3129272B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=11889471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10015462A Expired - Fee Related JP3129272B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 半導体装置とその製造装置および製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6173884B1 (ja) |
| JP (1) | JP3129272B2 (ja) |
| KR (1) | KR100326957B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013135014A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Fujitsu Ltd | 電子部品及び電子機器 |
| US20180345318A1 (en) * | 2015-12-04 | 2018-12-06 | Shinkawa Ltd. | Ultrasonic horn |
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| JP2003007773A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Nec Corp | ボンディングツールおよびボンディング方法 |
| EP1708358A3 (en) | 2005-03-11 | 2006-12-06 | LG Electronics Inc. | Mobile communications terminal having driving voltage control apparatus and method thereof |
| CN105246436A (zh) * | 2013-07-16 | 2016-01-13 | 株式会社工房利匠 | 下落式自动排泄物处理装置 |
| CN107920912B (zh) | 2016-02-29 | 2021-04-27 | 自由解决方案有限公司 | 护理用排泄物处理装置的排泄物承接器 |
| US10141197B2 (en) * | 2016-03-30 | 2018-11-27 | Stmicroelectronics S.R.L. | Thermosonically bonded connection for flip chip packages |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03209736A (ja) | 1990-01-11 | 1991-09-12 | Nec Corp | Ｔａｂインナーリードのバンプ形成方法 |
| US5390844A (en) * | 1993-07-23 | 1995-02-21 | Tessera, Inc. | Semiconductor inner lead bonding tool |
| US5686352A (en) * | 1993-07-26 | 1997-11-11 | Motorola Inc. | Method for making a tab semiconductor device with self-aligning cavity and intrinsic standoff |
| JP2606606B2 (ja) * | 1994-10-14 | 1997-05-07 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5929517A (en) * | 1994-12-29 | 1999-07-27 | Tessera, Inc. | Compliant integrated circuit package and method of fabricating the same |
| KR0145128B1 (ko) | 1995-04-24 | 1998-08-17 | 김광호 | 열방열 핀을 구비한 내부 리드 본딩 장치 및 이를 이용한 내부 리드 본딩 방법 |
| JP2730529B2 (ja) | 1995-10-31 | 1998-03-25 | 日本電気株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6006981A (en) * | 1996-11-19 | 1999-12-28 | Texas Instruments Incorporated | Wirefilm bonding for electronic component interconnection |
| JPH10173003A (ja) * | 1996-12-13 | 1998-06-26 | Sharp Corp | 半導体装置とその製造方法およびフィルムキャリアテープとその製造方法 |
| IL130704A0 (en) * | 1996-12-30 | 2000-06-01 | Monsanto Co | Cyanophosphonate derivatives |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP10015462A patent/JP3129272B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-28 KR KR1019990002989A patent/KR100326957B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-01-28 US US09/238,426 patent/US6173884B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2013135014A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Fujitsu Ltd | 電子部品及び電子機器 |
| US20180345318A1 (en) * | 2015-12-04 | 2018-12-06 | Shinkawa Ltd. | Ultrasonic horn |
| US11376627B2 (en) * | 2015-12-04 | 2022-07-05 | Shinkawa Ltd. | Ultrasonic horn |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3129272B2 (ja) | 2001-01-29 |
| US6173884B1 (en) | 2001-01-16 |
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