JPH02134831A - ダイボンド法 - Google Patents
ダイボンド法Info
- Publication number
- JPH02134831A JPH02134831A JP63289192A JP28919288A JPH02134831A JP H02134831 A JPH02134831 A JP H02134831A JP 63289192 A JP63289192 A JP 63289192A JP 28919288 A JP28919288 A JP 28919288A JP H02134831 A JPH02134831 A JP H02134831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- bonding
- semiconductor chip
- chip
- die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、半導体チップを筐体等の部材の表面に接合
するダイボンド法に関し、とくに切削等によって形成し
た筐体表面に半導体チップを接合する場合や半導体圧力
センサのように高度の気密を保つように半導体チップを
接合する場合に好適なダイボンド法の改良に関する。
するダイボンド法に関し、とくに切削等によって形成し
た筐体表面に半導体チップを接合する場合や半導体圧力
センサのように高度の気密を保つように半導体チップを
接合する場合に好適なダイボンド法の改良に関する。
共晶系グイボンド法では、従来、半導体チップをボンデ
ィングコレットにより、接合すべき部材の表面に押さえ
つけて加圧し、スクラブ（振動）等を行いながら、さら
に熱を加えて接合している。
ィングコレットにより、接合すべき部材の表面に押さえ
つけて加圧し、スクラブ（振動）等を行いながら、さら
に熱を加えて接合している。
しかしながら、従来のダイボンド法では直接半導体チッ
プでＡｕ／Ｓｉ、 Ａｕ／Ｓｎ等のソルダに圧力、スク
ラブを加えているため、十分なダイボンドを行えないと
いう問題があった。すなわち、第一にソルダを部材の表
面に融合するのと半導体チップに融合するのとを同時に
行なわなければならないことと、第二に半導体チップの
加圧用の荷重、ソルダを溶かす温度あるいはソルダの選
定、スクラブ強度、回数、作業時間、雰囲気等のダイボ
ンド条件が、半導体チップを損なわない範囲という強い
制約の下に置かれていることとにより、十分な接合を実
現するのに必要な条件を選べないことが多い。 とくに、半導体圧力センサ等の高度の気密を要するデバ
イス、半導体レーザ等の熱交換を十分に行なわなければ
ならないデバイス、あるいは完全な電気的接合を要する
デバイスなどでは、このことが大きな問題となっている
。すなわち、半導体チップを接合すべき部材の表面は、
Ａｕ／Ｓｉ、 Ａｕ／Ｓｎ等のソルダが半導体チップの
裏面と部材表面との間に隈なくいきわたってこそ接合が
完全になるので、十分に平滑でなければならないが、上
記の半導体圧力センサや半導体レーザなどのデバイスで
はコストとの関係で切削加工により作られた表面の粗い
筐体に半導体チップをダイボンドせざるを得ないので、
半導体チップ裏面の全面の均一な接合が困難で、接合部
にボイド（気泡）等が発生し易く、この工程の不良率が
きわめて高かった。 就中、高度の気密を要する半導体圧力センサの場合問題
は深刻である。 この発明は、半導体チップの特性劣化をまったく心配す
ることなくダイボンド条件を選定でき、それにより表面
の粗い部材にも完全に接合できるよう改善した、ダイボ
ンド法を提供することを目的とする。
プでＡｕ／Ｓｉ、 Ａｕ／Ｓｎ等のソルダに圧力、スク
ラブを加えているため、十分なダイボンドを行えないと
いう問題があった。すなわち、第一にソルダを部材の表
面に融合するのと半導体チップに融合するのとを同時に
行なわなければならないことと、第二に半導体チップの
加圧用の荷重、ソルダを溶かす温度あるいはソルダの選
定、スクラブ強度、回数、作業時間、雰囲気等のダイボ
ンド条件が、半導体チップを損なわない範囲という強い
制約の下に置かれていることとにより、十分な接合を実
現するのに必要な条件を選べないことが多い。 とくに、半導体圧力センサ等の高度の気密を要するデバ
イス、半導体レーザ等の熱交換を十分に行なわなければ
ならないデバイス、あるいは完全な電気的接合を要する
デバイスなどでは、このことが大きな問題となっている
。すなわち、半導体チップを接合すべき部材の表面は、
Ａｕ／Ｓｉ、 Ａｕ／Ｓｎ等のソルダが半導体チップの
裏面と部材表面との間に隈なくいきわたってこそ接合が
完全になるので、十分に平滑でなければならないが、上
記の半導体圧力センサや半導体レーザなどのデバイスで
はコストとの関係で切削加工により作られた表面の粗い
筐体に半導体チップをダイボンドせざるを得ないので、
半導体チップ裏面の全面の均一な接合が困難で、接合部
にボイド（気泡）等が発生し易く、この工程の不良率が
きわめて高かった。 就中、高度の気密を要する半導体圧力センサの場合問題
は深刻である。 この発明は、半導体チップの特性劣化をまったく心配す
ることなくダイボンド条件を選定でき、それにより表面
の粗い部材にも完全に接合できるよう改善した、ダイボ
ンド法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明によるダイボンド法
においては、半導体チップを接合する前に、ダミーのチ
ップを用いてこれを振動させながら熱圧着することによ
りソルダを上記部材の表面に接合した後、そのソルダの
表面に上記半導体チップを接合するようにしている。
においては、半導体チップを接合する前に、ダミーのチ
ップを用いてこれを振動させながら熱圧着することによ
りソルダを上記部材の表面に接合した後、そのソルダの
表面に上記半導体チップを接合するようにしている。
ダミーのチップを用い、このダミーチップにより部材表
面上のソルダを加圧し、振動させ、熱を加える。これに
よりソルダは部材表面に完全に接合する。すなわち、加
圧したり振動を加えたりするのはダミーのチップである
ため、どのような温度、加圧のための荷重、振動の強度
、回数であっても選ぶことができるので、部材表面が粗
くて細かな凹凸があるような場合でもそれを完全に埋め
てしまうことができる。 このあと、ソルダの表面にダミーでない半導体チップを
ダイボンドすることになるが、ソルダの表面は平滑であ
るため、この半導体チップの特性を劣化させない範囲の
ダイボンド条件でも、ソルダ表面と半導体チップ裏面と
の完全な接合が容易に実現できる。 このように、部材表面とソルダとの完全な接合か図れ、
且つソルダ表面と半導体チップ裏面との完全な接合が達
成されるため、半導体チップはソルダを介在して部材表
面に完全に接合されることになり、特性劣化の心配もま
ったくない。
面上のソルダを加圧し、振動させ、熱を加える。これに
よりソルダは部材表面に完全に接合する。すなわち、加
圧したり振動を加えたりするのはダミーのチップである
ため、どのような温度、加圧のための荷重、振動の強度
、回数であっても選ぶことができるので、部材表面が粗
くて細かな凹凸があるような場合でもそれを完全に埋め
てしまうことができる。 このあと、ソルダの表面にダミーでない半導体チップを
ダイボンドすることになるが、ソルダの表面は平滑であ
るため、この半導体チップの特性を劣化させない範囲の
ダイボンド条件でも、ソルダ表面と半導体チップ裏面と
の完全な接合が容易に実現できる。 このように、部材表面とソルダとの完全な接合か図れ、
且つソルダ表面と半導体チップ裏面との完全な接合が達
成されるため、半導体チップはソルダを介在して部材表
面に完全に接合されることになり、特性劣化の心配もま
ったくない。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図はこの発明を適用した半導体圧力セン
サの組み立て装置を概念的に示すもので、この図におい
て、搬送装置１は筐体５を矢印に示すように搬送し、そ
の搬送方向に順にソルダ供給装置２、予備ヘッド３、ボ
ンディングヘッド４が配置される。ソルダ供給装置２は
この実施例の場合、シート状のＡｕ／Ｓｉ共晶系ソルダ
６を、第２図Ａに示すように各筐体５に対して供給する
。 筐体５はステムであって金属（コバール、４２アロイ、
鉄等の金属）を切削して貫通孔５１を有するように作ら
れ、端子５２が絶縁状態を保つように取り付けられてい
る。予備ヘッド３及びボンディングヘッド４はそれぞれ
ボンディングコレットが備えられ、予備ヘッド３では予
備的なスクラブが行なわれ、ボンディングヘッド４では
半導体チップのダイボンドが行なわれる。 まず、ソルダ供給ステージでは第２図Ａのように筐体ら
の表面の所定の位置にソルダ６が供給される。 つぎに予備スクラブステージにおいて、第２図Ｂに示す
ように予備ヘッド３のボンディングコレット８によって
把持されたダミーチップ７がこのソルダ６に圧力を加え
るとともに、横方向の振動を加える。この実施例の場合
、ボンディングコレット８は（後述のボンディングコレ
ット１０も同じであるが）真空吸着によりダミーチップ
７を把持する。このとき、筐体５の表面が粗い場合には
その凹凸がソルダ６によって完全に埋め込まれるように
、コレット８による加圧の荷重、スクラブの強度・回数
・時間、温度、雰囲気等の条件を設定する。この場合、
実際に加圧・振動を与えるのはダミーのチップ７である
ため、その劣化等は考慮する必要がなく、自由に条件を
設定してボイド等のない完全な接合を行なって筐体５の
表面の凹凸を埋め込み、且つソルダ６の表面平滑度を得
るようにすることができる。 このような予備スクラブの終了した筐体５は、ダイボン
ドステージまで搬送される。そしてこのダイボンドステ
ージにおいて第２図Ｃのように、ボンディングヘッド４
のボンディングコレット１０によって把持された半導体
チップ９がソルダ６の表面にダイボンドされる。この場
合、ソルダ６の表面は十分に平滑であるため、加圧の荷
重、温度、スクラブの回数等の条件は半導体チップ９の
劣化を生じない範囲に設定しても、ソルダ６の表面と半
導体チップ９の裏面との接合は完全なものとなる。 その後、第２図りのように半導体チップ９と端子５２と
の間にワイヤ５３をボンディングし、カバー５４を筐体
５に取り付けて半導体圧力センサが完成する。この半導
体圧力センサにおいては、筐体５の表面の貫通孔５１の
周囲で半導体チップ９が完全に接合されるので、気密性
が高いものが容易にできる。この半導体圧力センサでは
貫通孔５１を通じて導入された圧力により半導体チップ
９を変形させるため、半導体チップ９との接合部の気密
性が重要であり、この気密性が得られないものは不良品
となる。そこで、上記のように容易に気密性が得られる
ことからこの工程での不良率を大幅に下げることができ
る。 なお、上記では筐体５の表面に凹凸が存在している場合
について述べたが、第３図に示すように筐体５のセツテ
ィングが完全でなくて、角度θだけ傾いているような場
合、半導体チップ９のダイボンドの前にソルダ６を接合
することによりその傾きを吸収してしまうことができる
ので、この点でも不良率を下げると同時に筐体５のコス
トの低減を図ることができる。 実際の組み立て装置では、これらの各加工ステージは筐
体５の流れに沿って同時に自動的に行なわれるため、予
備スクラブのための時間はほとんど吸収されてしまい、
サイクルタイムの長大化はないと考えてよい。 以上実施例について説明してきたが、この発明は上記の
実施例に限定される趣旨でないことは勿論である。たと
えばソルダとして共晶系のもの以外にＡｕ／Ｓｎはんだ
等を用いることができるし、半導体圧力センサ以外の半
導体デバイスの製造工程に適用できる。
説明する。第１図はこの発明を適用した半導体圧力セン
サの組み立て装置を概念的に示すもので、この図におい
て、搬送装置１は筐体５を矢印に示すように搬送し、そ
の搬送方向に順にソルダ供給装置２、予備ヘッド３、ボ
ンディングヘッド４が配置される。ソルダ供給装置２は
この実施例の場合、シート状のＡｕ／Ｓｉ共晶系ソルダ
６を、第２図Ａに示すように各筐体５に対して供給する
。 筐体５はステムであって金属（コバール、４２アロイ、
鉄等の金属）を切削して貫通孔５１を有するように作ら
れ、端子５２が絶縁状態を保つように取り付けられてい
る。予備ヘッド３及びボンディングヘッド４はそれぞれ
ボンディングコレットが備えられ、予備ヘッド３では予
備的なスクラブが行なわれ、ボンディングヘッド４では
半導体チップのダイボンドが行なわれる。 まず、ソルダ供給ステージでは第２図Ａのように筐体ら
の表面の所定の位置にソルダ６が供給される。 つぎに予備スクラブステージにおいて、第２図Ｂに示す
ように予備ヘッド３のボンディングコレット８によって
把持されたダミーチップ７がこのソルダ６に圧力を加え
るとともに、横方向の振動を加える。この実施例の場合
、ボンディングコレット８は（後述のボンディングコレ
ット１０も同じであるが）真空吸着によりダミーチップ
７を把持する。このとき、筐体５の表面が粗い場合には
その凹凸がソルダ６によって完全に埋め込まれるように
、コレット８による加圧の荷重、スクラブの強度・回数
・時間、温度、雰囲気等の条件を設定する。この場合、
実際に加圧・振動を与えるのはダミーのチップ７である
ため、その劣化等は考慮する必要がなく、自由に条件を
設定してボイド等のない完全な接合を行なって筐体５の
表面の凹凸を埋め込み、且つソルダ６の表面平滑度を得
るようにすることができる。 このような予備スクラブの終了した筐体５は、ダイボン
ドステージまで搬送される。そしてこのダイボンドステ
ージにおいて第２図Ｃのように、ボンディングヘッド４
のボンディングコレット１０によって把持された半導体
チップ９がソルダ６の表面にダイボンドされる。この場
合、ソルダ６の表面は十分に平滑であるため、加圧の荷
重、温度、スクラブの回数等の条件は半導体チップ９の
劣化を生じない範囲に設定しても、ソルダ６の表面と半
導体チップ９の裏面との接合は完全なものとなる。 その後、第２図りのように半導体チップ９と端子５２と
の間にワイヤ５３をボンディングし、カバー５４を筐体
５に取り付けて半導体圧力センサが完成する。この半導
体圧力センサにおいては、筐体５の表面の貫通孔５１の
周囲で半導体チップ９が完全に接合されるので、気密性
が高いものが容易にできる。この半導体圧力センサでは
貫通孔５１を通じて導入された圧力により半導体チップ
９を変形させるため、半導体チップ９との接合部の気密
性が重要であり、この気密性が得られないものは不良品
となる。そこで、上記のように容易に気密性が得られる
ことからこの工程での不良率を大幅に下げることができ
る。 なお、上記では筐体５の表面に凹凸が存在している場合
について述べたが、第３図に示すように筐体５のセツテ
ィングが完全でなくて、角度θだけ傾いているような場
合、半導体チップ９のダイボンドの前にソルダ６を接合
することによりその傾きを吸収してしまうことができる
ので、この点でも不良率を下げると同時に筐体５のコス
トの低減を図ることができる。 実際の組み立て装置では、これらの各加工ステージは筐
体５の流れに沿って同時に自動的に行なわれるため、予
備スクラブのための時間はほとんど吸収されてしまい、
サイクルタイムの長大化はないと考えてよい。 以上実施例について説明してきたが、この発明は上記の
実施例に限定される趣旨でないことは勿論である。たと
えばソルダとして共晶系のもの以外にＡｕ／Ｓｎはんだ
等を用いることができるし、半導体圧力センサ以外の半
導体デバイスの製造工程に適用できる。
この発明のダイボンド法によれば、半導体チップの特性
劣化をまったく心配することなく半導体チップの所定の
部材への完全な接合が可能である。 そのため、たとえば切削加工した表面の粗い筐体に接合
するような場合や、気密を要するような場合に絶大の効
果がある。また、部材のわずかな傾きも吸収することが
できる。
劣化をまったく心配することなく半導体チップの所定の
部材への完全な接合が可能である。 そのため、たとえば切削加工した表面の粗い筐体に接合
するような場合や、気密を要するような場合に絶大の効
果がある。また、部材のわずかな傾きも吸収することが
できる。
第１図はこの発明の一実施例の全体の模式図、第２図Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄは同実施例の各工程を示す断面図、第３図
は筐体が傾いているときを示す断面図である。 １・・・搬送装置、２・・・ソルダ供給装置、３・・・
予備ヘッド、４・・・ボンディングヘッド、５・・・筐
体、５１・・・貫通孔、５２・・・端子、５３・・・ワ
イヤ、５４・・・カバー、６・・・ソルダ、７・・・ダ
ミーチップ、８．１０・・・ボンディングコレット、９
・・・半導体チップ。
、Ｂ、Ｃ，Ｄは同実施例の各工程を示す断面図、第３図
は筐体が傾いているときを示す断面図である。 １・・・搬送装置、２・・・ソルダ供給装置、３・・・
予備ヘッド、４・・・ボンディングヘッド、５・・・筐
体、５１・・・貫通孔、５２・・・端子、５３・・・ワ
イヤ、５４・・・カバー、６・・・ソルダ、７・・・ダ
ミーチップ、８．１０・・・ボンディングコレット、９
・・・半導体チップ。
Claims (1)
- （１）半導体チップを所定の部材の表面に接合するダイ
ボンド法において、上記半導体チップを接合する前に、
ダミーのチップを用いてこれを振動させながら熱圧着す
ることによりソルダを上記部材の表面に接合した後、そ
のソルダの表面に上記半導体チップを接合することを特
徴とするダイボンド法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289192A JPH02134831A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | ダイボンド法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289192A JPH02134831A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | ダイボンド法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02134831A true JPH02134831A (ja) | 1990-05-23 |
Family
ID=17739967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63289192A Pending JPH02134831A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | ダイボンド法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02134831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503982A (ja) * | 2006-09-14 | 2010-02-04 | バレオ エレクトロニク エ システメ デ リアイソン | 材料を加えることによって部材をサポートに接着する方法、および２つの要素を重ね合わせる装置 |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP63289192A patent/JPH02134831A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503982A (ja) * | 2006-09-14 | 2010-02-04 | バレオ エレクトロニク エ システメ デ リアイソン | 材料を加えることによって部材をサポートに接着する方法、および２つの要素を重ね合わせる装置 |
| US8952288B2 (en) | 2006-09-14 | 2015-02-10 | Valeo Equipements Electriques Monteur | Method of bonding a member to a support by addition of material, and device for arranging two elements, one on the other |
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