JPS6053462B2 - 半導体装置用ギヤングボンデイング接続テープおよびその製造方法 - Google Patents

半導体装置用ギヤングボンデイング接続テープおよびその製造方法

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JPS6053462B2
JPS6053462B2 JP51075372A JP7537276A JPS6053462B2 JP S6053462 B2 JPS6053462 B2 JP S6053462B2 JP 51075372 A JP51075372 A JP 51075372A JP 7537276 A JP7537276 A JP 7537276A JP S6053462 B2 JPS6053462 B2 JP S6053462B2
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metal
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には、半導体装置のギャング・ボンデ
ィング用自動ギャング・ボンディング機械に用いられる
ギャングボンディング接続テープの製造方法に関するも
のである。
従来、その上に一連の接続パターンが形成されているギ
ャング゜ボンディング接続テープは、J個々の半導体装
置(ダイ)を個々のリード・パターンの内端にギャング
ボンドするためにそして続いて接続リードパターンの外
領域をリードフレーム構造にボンドするために自動ギャ
ング・ボンデインク機械において用いられてきた。
ギャング●ボンディング接続テープを製造する従来の一
方法においては0.01270(5ミル)厚のポリイミ
ドテープが一方の面で0.00127cm(0.5ミル
)の接着剤で被われる。この被覆テープは外部スプロケ
ット孔を与えるように打抜かれ更に中央にはパーソナリ
テイ孔すなわち半導体装置を受けるためのリードパター
ンの中央領域の孔を与えるように打抜かれる。このテー
プは又リードフレーム構造に対する外部リードボンドを
作る際に接続リードパターンの剪断を促進するために外
部リードボンドの領域に環状にならんだ孔で打抜かれる
。0.003302〜0.003356c7R(1.3
〜1.4ミル)厚の銅板が上記接着被覆の上に積層テー
プ構造を与えるために加熱によつて積層される。
この銅板はホトレジスト層で被覆されており個々の接続
リードパターンに対応した像に露出される。この露出さ
れたテープは現像されこの銅板に接続リードパターンを
形成するようにエッチングされる。完成されたテープは
第1自動ギャングボンディング機によつて送られ、そこ
では個々の接続リードの内端が半導体装置のギャングボ
ンディングバンプに熱圧着ギャングボンドされる。
この第1のボンディング工程において半導体装置はテー
プに移される。このテープは次に第2の自動ボンディン
グ機に送られ、そこでは個々のリードパターンがテープ
から剥ぎ取られリードフレーム構造、プリント回路板ま
たはフレキシブル回路のような1つのリードパターンの
内端に、その外端で熱圧着ギャングボンドされる。自動
ギャングボンディング接続テープを製造する第1の方法
は付随する問題は孔が限られた寿命しかなくポリイミド
が比較的高価であるので孔あけ操作が比較的高くつくと
いうことである。
自動ギャングボンディング接続テープを製造すζる第2
の方法においては、0.00127cm(0.5miり
の厚さのポリイミド被覆が0.003302a1〜0.
003556c!R(1.3n111〜1.4miり厚
の銅テープの1方の面になされる。次にそのテープは両
面にホトレジストで被覆される。さらにテープは両面に
おいて光学z的輻射の異なつたパターンで同時に露出さ
れる。その際銅テープの側は個々の接続リードおよびス
プロケットのパターンに露出され一方ポリイミド側は、
外部リードボンド領域で剪断ライン領域のパーソナリテ
イ孔、スプロケット孔および環状にならんだ孔に対応す
る輻射パターンに露出される。ポリイミド側は更にパー
ソナリテイ孔、スプロケット孔および外部リード孔を与
えるようにエッチングされる。次に銅テープ側は接続リ
ードパターンおよびスプロケット孔パターンを与えるよ
うにエッチングされる。完成されたテープは前に述べた
と同じ方法で自動ギャングボンディング機において使用
される。自動ギャングボンディング接続テープの製造に
対して後者の方法に付随する問題は2つのエッチング工
程、特にテープのポリイミド側のエッチングのコストで
ある。
それ故に、製造コストが安く第1の方法の複数回の孔あ
け操作および第2の方法の2つの異なつたエッチング工
程を避ける自動ギャングボンディング接続テープの改良
された製造方法を提供することが望まれる。
本発明の主目的は改良された自動ギャングボンディング
接続金属テープの製造方法を提供することである。
本発明の1つの特徴においては、銅テープ上に形成され
る各接続リードパターンに対して前記電気絶縁性支持構
造が少なくとも1つ対応するように、一連の電気絶縁性
支持構造が銅テープ上に被着される。
一連の接続リードパターンは、各接続リードパターンが
各前記電気絶縁性支持構造に位置を整合させてテープ上
に形成される。本発明の他の特徴においては各電気絶縁
性支持構造は電気絶縁性材料をパターン化されたスクリ
ーンを介して金属テープに流すことによつて金属(銅)
テープに被着される。
本発明の他の特徴においては、電気絶縁性支持構造は熱
硬化性または熱可塑性プラスチックからなるグループか
ら選択された電気絶縁性材料からなる。
本発明の他の特徴においては前記電気絶縁性支持構造の
並行列が金属テープに被着される。
金属性接続リードパターンの並行列は支持構造の個々の
ものに合せてエッチングされる。テープは次にそれを個
々のギャングボンディングテープに分けるために個々の
列に平行に切断される。本発明の他の特徴においては、
金属テープは、その外端で、テープ上に電気的絶縁性支
持構造を被着する次の工程において用いられまたホトレ
ジスト被覆を接続リードパターンおよびそれに関連した
配置孔に対応する輻射パターンに露出するのに用いられ
る一連のスプロケットまたは配置孔で孔あけされる。
本発明の他の特徴および利点は添付図面を参照した次の
説明によつて明らかになるだろう。
第1図および第2図を参照して、30c71!(1平方
フィート)当り28.3f(イオンス)の重量または0
.003302c1〜0.003556c71(1.3
rni1〜1.4而りの厚さを持つ300Tr1.(1
000フィート)巻きの練銅が銅テープ11を与えるよ
うに7Cki1幅に切断される。銅テープ11は、望ま
しくはそれに次にはりつけられる有機性プラスチックの
接着を促進するために従来技術を用いて燐酸銅または他
の材料を用いて被覆される。その銅テープは、配置孔と
して用いられるべきスプロケット孔12で、対向したふ
ちに孔あけされる。孔12はテープの長さに沿つて3.
81cr1t(1.5インチ)だけ間隔を置かれる。銅
テープは次にアニールされ洗滌される。環状になつてい
る電気絶縁性支持構造パターン13がスクリーニングに
よつて銅テープ11の一方の面に覆いかぶされる。
スクリーニング工程においてスプロケット孔11が支持
構造パターン13に対して正しい指標を与えるための配
置孔として用いられる。スクリーニング工程の典型的な
例においては、支持構造13は7.62cm×7.62
0(3″×3″)スクリーンパターンによつて遮蔽され
る。支持構造13は0.00127cff1〜0.00
508d(0.5mi1〜2mi1)の厚さで被覆され
る。電気絶縁性スクリーン材料13は約40(代)、0
.1秒のボンディング温度に耐え、25℃で約4時間の
容器寿命をもち、0.00127C!Ft〜0.005
銘0(イ).勤11〜加1りの厚さでフレキシブルで良
好な電気絶縁特性をもつていなければならない。適当な
電気絶縁性支持構造材料は熱硬化性プラスチック材料は
無水物で硬化された脂環状プラスチック、無水物で硬化
された低分子量ビスフェノール、無水物で硬化された脂
環式低分子量ビスフェノール、SIHシロキサンで硬化
されたシラノールとビニルを含むシロキサン等のシリコ
ン材料、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドとポリア
ミドの混合物、フェノール類、過酸化物で硬化されたフ
タル酸ジアリルを含む。適当な熱可塑性材料はポリスル
ホン、ポリカーボネート、及びABSを含んでいる。こ
れらの材料は次のボンディング工程において使用される
温度に耐えなければならない。450℃の温度が用いら
れる熱圧着ボンディングに対しては上記エポキシおよび
ポリイミド材料が最も適当である。
スクリーンニング工程において使用される適当なエポキ
シは室温で液体で25℃で比較的低い粘性すなわち50
0センチポーズ以下の粘性をもつている。このエポキシ
樹脂はチキソトロープ剤を含んでいて500〜1200
00センチポiズの粘性を持ち、低い収率を与える。適
当なチキソトロープ剤はシラノール群をトリメチルシロ
キシ群に変えるようにシランまたはシラジンで処理され
た発煙シリカを7〜8重量%含んでいる。電気絶縁性支
持構造13の銅テープ11へのスクリーンニングの代り
として、それらは注入モールディング、マスクを通して
の静電スプレー、材料シートから銅テープへの転写など
の多くの従来方法の1つによつて与えられてもよい。
スクリーンニングのためには、熱硬化性材料は適当なチ
キソトロープ剤を含む時がよい。
マスクを通しての静電スプレーには熱硬化材料および熱
可塑性材料のどちらを用いてもよい。注入モールディン
グに対しても、熱硬化性材料および熱可塑性材料のどち
らを用いてもよい。転写モールディングに対しては熱硬
化性材料が適当である。数多くの異なつた形が、テープ
に形成される接続リードパターンに接着されるべき装置
のサイズに応じて用いられる。特にこれらの支持構造1
3・はテープ11の長手方向に延びる多数の並行列14
においてテープ11上に覆いかぶされる。並行列14の
数はマスタテープ11の切断によつて次に形成されるべ
き個々のテープの幅に依存する。第1形態は0.152
40×0.15240c1!(60×60n1i12)
以下・の装置サイズで用いられるべき111I1tのテ
ープ幅に対応する。このようなパターンは0.4234
18c7R(0.1667miりのピッチP(所定の列
の隣り合つた支持構造13の中央間の長手方向間隔)を
持ち、マスタテープ11の7―幅においてこのような支
)持構造13の5つの並行列14がある。この場合、合
成テープの7.62C71(3インチ)長は90ケの支
持リング13を収容する。第2の形態は0.2286×
0.228−(90×9師Il2)以下のダイサイズを
収容するための13.75111Rのテープ幅に対応す
る。
このようなパターンは0.54356GのピッチPを持
ち、マスタテープ11の70m幅において4つの並行列
14を与え、マスタテープ11の7.62礪(3インチ
)ごとに56ケのダイ配列を与える。第3の形態は0.
508×0.508ci,(200×200rni12
)以下のダイサイズを収容する161!RlAのテープ
幅に対応する。
このようなパターンは0.7620(0.3ir)Ch
)のピッチPを持ち、7『幅のマスタテープ11に対し
てこのような支持構造13の3列がある。この第3の形
態はマスタテープ11の7.62c7R(3インチ)毎
に30ケのダイ配列を与える。支持構造13がテープ1
1に配置された後で、そのテープは個々の支持構造13
を硬化させるために窒素ガス雰囲気中で窯で硬化される
所望であればこの時点でテープ11を分類してもよい。
次にその上に被着された支持構造13を持つマスタテー
プ11は適当なエッチングによつて粘着促進被覆および
その上の酸化物が洗滌され、ホトレジスト粘着を促進す
るためにクロム酸塩のような酸化防止剤で被覆される。
クロム酸塩を含む多数の適切な酸化防止被覆は197岬
6月2日に出願され本発明と同じ譲受人に譲渡された係
属中の米国特許出願第582634号に開示されまた特
許請求の範囲に記載されている。クロム酸塩酸化防止被
覆は、銅テープ11を塩酸で洗滌し、次に銅テープを硫
酸を混合したクロム酸のメッキ液(体積比で90%脱イ
オン水に対して2.0%クロム酸、8%濃硫酸からなる
)に浸すことによつて銅テープ11に被覆される。この
テープは室温で1分間浸さ一れ、それから取除かれ脱イ
オン水ですすがれ、乾燥される。この工程においてクロ
ム酸塩酸化防止被覆は銅表面に10〜100Aの厚さで
被着される。次に合成テープ11は両面で、半導体技術
において用いられている従来の陽性ホトレジスト被覆I
で被覆される。支持構造13を含む側に対向したテープ
11の側は、ホトレジストが感光しやすい光学輻射のパ
ターン15に露出される。
輻射パターン15は半導体技術において用いられるよう
な従来の10.16・×10.16ci(42×42)
ホトマスクによつて製造される(第3図〜第5図を参照
せよ)マスク16は銅テープ11に形成されるべき個々
の接続リードパターンに対応するパターン15の配列を
その上にもつている。典型的な例ではマスク16はテー
プ11の7.62cmを露出する。個々の接続リードパ
ターン15の他にマスクはマスタテープ11から次に切
断されるべき各テープ片に対するスプロケット孔17に
対応するパターン17を含む。自動ギャングボンディン
グ接続機械の特性に応じて所定の接続パターン15に対
するスプロケット配置孔17は、テープの軸方向に問題
のリードパターンから11]R1パターンに対しては1
.27d)(0.ダ)、13.75Tfsパターンに対
しては1.63a1(4).642I)、16顛士〜0
.0002540パターンに対しては1.524dだけ
離れていなければならない。こうして、11顛型の場合
には、マスク接続パターン15はその先端で第4図に示
されているように1.27C!R(0.5″)だけ後に
ずれたそれぞれのスプロケット孔17を有している。同
じようにマスク16の後縁ではスプロケット孔17に対
するパターンはそれぞれの接続パターン15に1.27
礪だけ後れている。こうして個々のテープスプロケット
孔17は、マスク16を介してそれぞれのリードパター
ンに±0.000127aRの公差でもつて指標づけら
れる。一方、マスク16は、マスタテープ11の端でス
プロケット孔12によつてテープ11に指標づけられる
これらのスプロケット孔12は絶縁性支持構造パターン
13に対してマスク16の指標づけと±0.00127
c!R(5rr11り迄与えることができる。マスク1
6を介してテープ11に露出された1組のパターン15
の次の組のパターンに対する重なりはスプロケット孔1
2によつて与えられるように±0.00127C7Rで
ある。しかしながら、自動ギャングボンディング機は個
々のテープをつかみまたは放す能力を持つていて、2つ
のパターンの重なりでスプロケット孔17を分離するの
に±0.762d(30miり迄の跳び上りを補償する
ことができる。適当な自動ギャングボンディング接続機
械はフイラデルフイア、ペンシルバニアのシェード(J
ade)社によつて製造、販売されている1Bおよび0
LBM0de1N0.1〜1000である。次に、露出
されたホトレジスト被覆は現像され、従来の方法によつ
て除去される。銅テープ11はホトレジスト被覆の除去
された部分を介してエッチングされる。エッチングされ
た銅テープはホトレジスト被覆をはがされ、個々の接続
バターン15およびスプロケット孔17を形成する。次
に、合成テープ11は、第6,7図に示されているよう
に適当な数の個別のテープ片21に切断され、このよう
な切断はスプロケット孔17の隣接列間でなされる。個
々のギャングボンディング接続テープ21は、対向した
側端に沿つた一連の当初スプロケット孔17およびその
中に形成された一連のギャングボンディング接続リード
パターン15を含む。個々のパターン15は、それらが
接着されるべき特殊な半導体装置の形に変形され、各パ
ターンは中央孔23から銅テープ21の外部領域24へ
外側へ向かつて延びるリボン形リード22の配列を含む
中央孔23の端は電気的絶縁性支持構造13(リング)
の内側リップによつて定められ、リング13は、個々の
リード22に対する十分な支持を与え、そのリード22
を所望の周囲の空間内に電気絶縁性関係において収容す
るだけの十分な直径をもつている。リード22の内端は
、半導体装置のギャングボンディングバンプにボンディ
ングするための中央孔23の周囲に突き出している。環
状ギャップ25は電気絶縁性支持構造13の外周とフレ
ーム部分24の内側リップとの間に形成される。
ギャップ25は、接続リードパターン15が、第8図に
関して下記に更に述べられる様にリードフレーム構造の
内唇に熱圧着される時点て個々のリード22のそれらの
外部領域での切断を促進するために備えられている。個
々のテープ21が合成テープ11から分離された後では
、それらは検査され300m(1000フィート)の長
さに接げられる。
テープは、前記シェードMOdelNO.l〜1000
のような従来の自動ギャングボンディング接続機械を用
いて従来のやり方で使用される。簡単に言えば、第8図
に示されているような自動ギャングボンディング接続機
械においては、たとえば14個のような複数個のギャン
グボンディングバンプ28をその上に形成している半導
体装置27はギャングボンディング機械によつて個々の
中央孔23に指標づけられる。ギャングボンディングバ
ンプは典型的には0.00254〜0.00508cr
f1(1.0〜2.0miりの高さを有しており、それ
らのベースで半導体装置27上の接続金属のパターンに
接続されている。
リード22の内端はギャングボンディング機によつてギ
ャングボンディングバンプ28に熱圧着される。ギャン
グボンディング機(示されていない)はリード22の内
端をギャングボンディングバンプ28の上面に押しつけ
る。典型的な例ではギャングボンディング機はカーボン
でできており、たとえば55(代)の温度に加熱され、
接続リードの内端を0.002542d(1mi12)
あたり8fの圧力で約0.鍬間押しつける。ギャングボ
ンディング機によつて、それぞれの接続リード22に対
するギャングボンディングバンプのギャングボンド14
が同時になされる。ダイ27はリリースワックスを介し
てベース支持構造に固定され、熱圧着機によつて装置を
加熱することによつてワックスは装置を放し、それによ
つてワックスはテープ21に移される。
ダイ27をとりつけたテープ21は、接続リード22の
外部部分を一組のリードフレーム部材29の内端に熱圧
着する第2ギャングボンディング機を通して送られる。
リード・フレーム29の内端を接続リード22の外端に
ボンディングするためには、熱圧着機(示されていない
)が、接続リードの上面をリードフレーム構造29の下
面に一致させて押しつけるために接続リード22の下側
に配置される。典型的な例では外部リード接続に対する
ボンディング機の温度は約450℃であり、0.002
542cF1!(1mi12)あたり約25yのボンデ
ィング圧力で約0.托秒の間接続リードに一致して保た
れる。熱圧着が接続リード22とリードフレーム29″
の内端の間になされる時、銅接続リードパターン15は
その外端のちようど内部に配置された切断線31に沿つ
て切断される。このようにして、リードをとりつけた装
置27はテープ21からリードフレーム構造29に移さ
れる。本発明による自動ギャングボンディング接続テー
プ21とその製造方法の利点はテープ21の製造コスト
の減少と支持構造13をとりつけたマスタテープ11が
従来のテープシステムに比べて安価に分類できるという
ことである。
加うるに、1個々のテープ21は内部リードギャングボ
ンディング機に用いられるバージン●スプロケットまた
は配置孔17を有している。本発明の他の実施例におい
ては、第9図および第10図にみられるように0.00
6604c1(2.6rni1)厚で7『幅の銅テープ
41がスプロケット孔12でパンチされ、先に述べたよ
うに粘着促進剤で処理される。
リングのような電気絶縁性支持構造13のパターンが先
に述べたようにスクリーンをかけられるかさもなければ
銅テープ41の一面に貼りつけられる。テープ41は先
に述べたように硬化され、エッチングされ、ある一定の
接続リードパターン42を形成する。接続リードパター
ン42は、前もつて内端で装置27に接着されている接
続リード22のそれぞれの外端にギャングボンディング
接続するリードパターンを形成するためのものである。
こうして接続リードパターン42は前の例のリードフレ
ーム29の代りとなり装置27は、内部接続リードパタ
ーン22の外端と外部接続リードパターン42の間にギ
ャングボンドを作る際にフルキシブルリードパターン4
2に移される。したがつて後の接続リードパターン42
はフレキシブルプリント回路板に似ており、外端で他の
電気回路にボンディングまたは相互接続するためにパタ
ーンの外部切断線44に沿つてテープ41からパンチさ
れる。この後者の実施例において、グリッドパターンの
ような付加的絶縁構造は、ボンディング領域の外に配置
されたリードパターンを更に強化するための絶縁リング
を被着する時点で被着される。
【図面の簡単な説明】
第1図は上に被着された電気絶縁性支持構造の平行列を
示している金属テープの平面図である。 第2図はライン2〜2で切断された第1図の構造の1部
分の拡大図である。第3図は、個々の接続.リードパタ
ーンおよび配置孔パターンに対応した輻射パターンにホ
トレジスト被覆した金属テープを露出する工程を示す第
1図に類似した図である。第4図はライン4〜4によつ
て切断された第3図の構造の一部の拡大詳細図である。
第5図はライン5〜5によつて切断された第3図の構造
の一部の拡大詳細図である。第6図は第3図の合成テー
プから分離された後の個々の自動ギャングボンディング
接続テープの1つの平面図である。第”7図はライン7
〜7によつて切断された第6図の構造の一部の拡大詳細
図である。第8図は、装置および外部リードフレームに
ボンディングされる第7図の接続リード構造の一部の拡
大断面図である。第9図は第10図の第2包囲接続リー
ドパターンに順番にボンディングされる第1の接続リー
ドパターンにボンディングされる半導体装置の断面図で
ある。第10図は本発明の他の接続テープの実施例の概
略平面図である。(参照番号の説明)、11:銅テープ
、12:スプロケツト孔、13:電気絶縁性支持構造パ
ターン(リング)、14:支持構造パターン列、15:
光学輻射パターン(接続リードパターン)、16:フオ
トマスク、17:スプロケツト孔、21:テープ片、2
2:リボン形リード、23:中央孔、24:フレーム部
分、25:環状ギャップ、27:半導体装置、28:ギ
ヤングボンデイングバンプ、29:リードフレーム部材
、31:切断線、41:銅テープ、42:接続リードパ
ターン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体装置のリードパターンとリードフレームのリ
    ードパターンとを相互接続するための半導体装置用ギャ
    ングボンディング接続金属テープの製造方法において、
    金属テープを所定の細長い幅の金属マスタテープに切断
    する工程、電気絶縁性材料を所定のパターン化されたス
    クリーンを通して前記金属マスタテープに電気絶縁性連
    続パターンとして流し、一連の電気絶縁性支持構造に硬
    化させることにより、金属相互接続リードパターンの中
    央部分と外部領域との間の領域にある複数のリボン形金
    属リードを相互に所定の位置に支持する一連の電気絶縁
    性支持構造を前記金属マスタテープに被着する工程、前
    記金属マスタテープの面をホトレジスト被覆で被覆する
    工程、前記電気絶縁性支持構造を有する面とは反対側の
    前記金属マスタテープ上の面の前記ホトレジスト被覆を
    金属相互接続リードパターンに一致して露出する工程、
    前記露出されたホトレジスト被覆を現像する工程、現像
    されたイメージに一致して前記金属マスタテープを露出
    するために、露出されたイメージ部分内の前記ホトレジ
    スト被覆を除去する工程、前記露出されたイメージ部分
    内において前記金属マスタテープをエッチングする工程
    、及び前記金属マスタテープを個々のギャングボンディ
    ング接続金属テープに分断する工程、から成り、ギャン
    グボンディング接続金属テープに形成される一連の金属
    相互接続リードパターンの夫々に対応して電気絶縁性支
    持構造が被着されていることを特徴とする半導体装置用
    ギャングボンディング接続金属テープの製造方法。
JP51075372A 1975-07-07 1976-06-25 半導体装置用ギヤングボンデイング接続テープおよびその製造方法 Expired JPS6053462B2 (ja)

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