JPS6297341A - ボンディング装置及びボンディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィルムキャリヤのリードと半導体素子とを接
続する装置に関するものである。

従来の技術 フィルム状のリードと半導体素子上のアルミニウム電極
とを金属突起を介して接続するいわゆるフィルムキャリ
ヤ方式は、薄型あるいは小を化に適した実装方法として
活用されている。第２図において従来のフィルムキャリ
ヤ方式のフィルムリードと半導体素子上の電極との接合
方法についてのべる。

半導体素子１の電極２とフィルムキャリヤ３のＣｕｉを
エツチング加工し、Ｓｒメッキ処理したリード４とが位
置合せされる。この時、金属突起６は前記半導体素子１
の電極２上に多層金属膜（バリヤメタル）を介して形成
しても良いし、転写バンプ方式によってリード側に形成
しても良い。

第２図は転写バンプ方式によってリード側に金属突起を
形成したものである。前記半導体素子１はステージ２４
上に置かれ、ヒータ２１を有するボンディングツール２
０によって、前記リード４上から加圧、加熱２３する。

次で、加圧、加熱２３を取去れば、金属突起６がムＵで
構成されているならば、金属突起６と半導体素子１上の
アルミニウム電極２とはＡｕ、人ｅの合金で接合される
ものである。また、前記ボンディングツール２０の温度
は３６０〜６５０’Ｃに達する。

発明が解決しようとする問題点 この様な接合においてはボンディングツールの温度が比
較的高いために、ボンディングツール２ｏの底面とり一
部４とが癒着し、リード４を破損したり、金属突起６と
半導体素子１の電極２との接合強度も低下さすものであ
った。

また、接合時にボンディングツール２０の底面にリード
４上に表面処理しであるＳｎが耐着し、これが高温のた
めに酸化物化し、熱伝導の悪い層を形成し、前記ボンデ
ィングツール底面からのリードへの熱伝導を悪く、接合
部の温度が不安定になる。このため接合強度の信頼性を
低下せしめるものであった。

問題点を解決するための手段 本発明は従来の問題点を一掃するため、前記半導体素子
の裏面に加圧、加熱する機構を設けたものである。

作用 ボンディングツールが直接リードと接触せず半導体素子
の裏面のみと接する構造であるから、前記ボンディング
ツールにリードが癒着したり、付着物によるボンディン
グツール底面の熱の伝導が悪くなるといった事がなくな
るものである。

実施例 第１図で本発明の詳細な説明する。フィルムキャリヤ３
のリード４には転写バンプ方式により金属突起６が接合
され、加圧、加熱するためボンディングツール６上には
、半導体素子１が設置されている。一方、前記リード４
の上方で、半導体素子１と対向する位置に耐熱ガラス１
０を有する治具９が設けられている。

この状態でボンディングツール６を上昇し治具９を下降
せしめれば、金属突起６と半導体素子１の電極２を接合
する事ができる。すなわち、ボンディングツール６のヒ
ータ７の熱は半導体素子１に伝達され、接合部を加熱す
る事になる。また第１図の構成でボンディングツール６
は固定しておき、耐熱ガラス１ｏを有する治具９のみを
下降。

上昇１２して加圧しても良い。前記ボンディングツール
８は常時加熱式のものでも良いが、ボンディング時のみ
加熱するいわゆるパルス加熱方式を用いる事もでき、治
具９の耐熱性絶縁材１０は。

石英、耐熱ガラスあるいはセラミック等を用いる事がで
き、治具９にヒータを設けある程度の温度で耐熱性絶縁
材１ｏを加熱しておれば、ボンディングツールの温度を
下げる事ができる。

次に他の実施例を第３図でのべる。ボンディング時にお
いてフィルムキャリヤ３のリード４は耐熱ガラスやセラ
ミックである耐熱性絶縁材で構成された治具４３上に設
置され、半導体素子１はその裏面を加圧、加熱するだめ
のボンディングツール４ｏに保持されている。リード４
上の金属突起６と半導体素子１の電極との位置合せが終
れば、ボンディングツール４０を下降４２せしめ、ボン
ディングを行なうものである。

第１図、第３図の実施例において、金属突起６はリード
４上に形成した例を示したが、半導体素子の電極上に多
層金属膜を介して金属突起を形成した構成のものを用い
ても良い。

この様な構成であれば、高温のボンディングツールがリ
ードに直接接触する事がない。

発明の効果 次に本発明の効果についてのべる。

■　ボンディングツールとリードが直接接触せず、半導
体素子の裏面から加熱するから、ボンディングツールと
リードとの癒着がなく、リードの損傷が発生しないばか
りか、接合部の信頼性も著しるしく向上する。

■　リードからの付着物であるＳｎとの汚れがボンディ
ングツールに付着しないから、接合部に安定な温度を供
給でき、確実な接合が得られるばかりか、ボンディング
ツール底面の汚れをとるためのクリーニング工程が不要
となり、かつボンディングツールの磨耗が著しるしく小
さい。

■　従来はフィルムキャリヤの開孔部からリードを加圧
、加熱する構造であるから、開孔部の寸法にボンディン
グツールの寸法が依存するところがちった。ところが本
発明は半導体素子の裏面から加熱加圧する構造であるか
ら、ボンディングツールは、その寸法、形状を自由に設
計できるから、温度分布の安定なボンディングツールが
得られ、安定で信頼性の高い接合が得られる。

■　また、ボンディングツールの材質を、従来はダイヤ
モンド等の高価なものを必要としていたが、本発明の構
造であれば癒着等の問題が発生しないので、通常の鋼材
を用いる事ができるから、ボンディングツールのコスト
を著しるしく安価できる。

■　直接、高温のボンディングツールにフィルムキャリ
ヤテープがさらされないから、熱によるフィルムキャリ
ヤテープのたわみやリードピッチのずれが発生しない。

■　更に、ボンディング時にリード側に石英や耐熱性ガ
ラスを設けて置くと、半導体素子の裏面から加えられた
熱は前記リードと接している石英や耐熱性ガラスにこも
り半導体素子裏面の温度よりも高くなるから、その分、
ボンディングツールの温度を下げられ、過度な温度を半
導体素子に加える必要がなく、熱から半導体素子を保護
する事ができる。

【図面の簡単な説明】

構造図、第３図は本発明の他の実施例のボンディング時
の断面構造図である。 １・・・・・・半導体素子、２・・・・・・電極、３・
・・・・・フィルムキャリヤ、４・・・・・・リード、
６・・・・・・金属突起、６・・・・・・ボンディング
ツール。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルムリードと半導体素子の主面に形成した電
   極とを金属突起を介して接合する装置において、前記半
   導体素子の他面から加圧、加熱治具で、加圧、加熱する
   ことを特徴とするボンディング装置。
2. （２）少なくとも半導体素子の他面を加圧、加熱する際
   、フィルムリード側に耐熱性絶縁材が設置されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボンディング装
   置。