JPH04273454A - ボンディング工具 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におい
てたとえばテープオートメイテッドボンディング（以下
ＴＡＢという）などのような一括ボンディング処理を行
なうために使用して好適なボンディング工具の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のボンディング工具を図４に示して
おり、同図において符号１はたとえばステンレス鋼等の
ような金属材料によって形成されているシャンク、１ａ
はこのシャンク１に空けられた穴であって熱を加えるた
めにカートリッジヒータ等を差し込むためのヒータホー
ルである。２はボンディング工具をボンダに固定するた
めに用いられかつシャンクと接合または一体である柄、
３は被ボンディング材である半導体素子とリードフレー
ムまたはキャリアテープのリードとを接着するために加
熱加圧するためのツール材である。さらに、図５、図６
は上述した図４に示したボンディング工具の動作状態を
示すためのものであり、これらの図において、４は半導
体素子として用いられるシリコン基板（以下Ｓｉ基板と
いう）、５はＳｉ基板４上に設けられた突起電極、６は
リードフレームまたはキャリアテープのリードである。

【０００３】このような構成によるボンディング工具に
おいて、まず、このボンディング工具をボンダに固定し
、かつカートリッジヒータをヒータホール１ａに差し込
んで固定する。このとき、温度は図示しない熱電対（ボ
ンディング工具に差し込み固定されている）によってモ
ニタリングされ、温調器によって設定温度に保たれてい
る。そして、加熱してから充分に時間を置き、装置が熱
的に安定した後に、ツール材３の表面と半導体素子のＳ
ｉ基板４とが平行戸なるようにボンディング工具を調整
する。この調整の確認方法としては、耐熱性のある粘着
テープを厚さ一定である隙間ゲージ等に貼り付け、そこ
に実際にボンディングしてツール材３の圧痕を見て全面
に均等に押し付けられているかどうかで、平行状態とな
っているか否かを確認する。平行状態であることが確認
されたら実際に、突起電極５とリード６とを位置合わせ
し、加熱加圧によってボンディングし、全ピン接合され
たことを確認し、接合されていれば引き続きボンディン
グを行なう。勿論、全ピン接合されていない場合は、さ
らに調整を行なうとよい。なお、シャンク１とツール材
３とは、ろう材によって接着されており、そのろう材の
融点は、ボンディングツールの加熱温度よりも高いため
、シャンク１とツール材３とは常に固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング工
具は以上の構成となっているため、突起電極５とリード
６とをどのようなＩＣサイズでも全ピン接合しようとす
ると、Ｓｉ基板４とツール材３の表面との平行度を良く
することが必要となり、その調整に要する時間も多くか
かり、またシャンク１の材料とツール材３の材料の熱膨
張係数の差異によって、加熱するとツール材表面に高低
差が生じ、図６に示すように、突起電極５とリードとが
接触しなかったり、また逆にツール材３の低いところで
は、突起電極５がリード６に押し潰されるといった、同
じ平面内でもモードの違う不具合が生じる問題点を有し
ていた。本発明はこのような事情に鑑み、ボンディング
工具あるいは被ボンディング側であるＳｉ基板側に傾き
があっても、その傾きを吸収し得るボンディング工具を
得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るボンディン
グ工具は、ボンディングシャンク内にツール保持孔を設
け、このツール保持孔によってツール材をシャンクに対
し上下動可能に保持させるようにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、シャンクに対し上下動可能に
保持されているツール材が、被ボンディング側のＳｉ基
板側にならい、このツール材あるいはＳｉ基板側での傾
きをボンディング時に緩和、吸収し、ツール材表面から
Ｓｉ基板上に均等に加圧加熱することが可能で、これに
より安定したボンディング処理を行える。

【０００７】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係るボンディング
工具の一実施例を示すものであり、これらの図において
前述した図４以下と同一または相当する部分には同一番
号を付してその説明は省略する。さて、本発明に係るボ
ンディング工具によれば、ボンディングシャンク１内に
ツール材３を保持する機能とボンディング工具がＳｉ基
板４を加圧したときのツール材３の逃げ部を形成する機
能とを有するツール保持孔７を設け、このツール保持孔
７によってツール材３を、シャンク１に対し上下動可能
な状態で保持させ得るように構成したところに特徴を有
している。このような構成によれば、ボンディング工具
をボンダに取付け固定し、ヒータホール１ａにカートリ
ッジヒータを取付け固定し、ボンディング工具を加熱さ
せる。そして、加熱してから充分に時間を置き、装置が
熱的に安定してから、ツール材３の表面と半導体素子で
あるＳｉ基板４とが平行になるようにボンディング工具
を調整する。この調整方法は、従来のボンディング工具
と同一であるが、本発明によれば、ツール材３が自由度
を持っているため、Ｓｉ基板４に対してシャンク１のツ
ール材３側の表面が完全に平行ではなく多少傾いていた
り、あるいはＳｉ基板４側がシャンク１に対して平行で
はなく傾いていたりしてもよいものである。すなわち、
シャンク１に上下動可能に保持されているツール材３が
、被ボンディング側であるＳｉ基板４側にならうように
可動し、その結果としてこのツール材３あるいはＳｉ基
板４側での傾きを緩和、吸収し、図３に示したように、
ツール材３表面からＳｉ基板４上に均等に加圧加熱する
ことができる。したがって、このような本発明によるボ
ンディング工具では、安定したボンディング処理を行え
るものである。さらに、このような構成によれば、従来
問題となっていたツール材３表面の被ボンディング側へ
の片当たり、加熱、加圧の片寄りによるＳｉ基板４のマ
イクロクラック、傾きによるボンディング不良は皆無と
なった。また、ボンディング工具の平行出し、Ｓｉ基板
４の平行出し時間を削減でき、作業性の面で効果を発揮
させ得るものである。

【０００８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボンデ
ィング工具によれば、シャンク内にツール保持孔を設け
、このツール保持孔によってツール材をシャンクに対し
上下動可能に保持させることで自由度を持たせるように
構成したので、簡単な構成にもかかわらず、ツール材表
面と被ボンディング側であるＳｉ基板等との平行度が完
全に調整されていなくても、ツール材の上下動によって
、該ツール材表面がＳｉ基板等にならって可動し、これ
によりＳｉ基板、突起電極、リード等の被ボンディング
側での均等した加圧加熱を行え、安定したボンディング
処理を行えるという種々優れた効果がある。また、本発
明によれば、均等に加圧できるために、傾き等によって
ツール材表面が片当たりしたりする等の問題はなくなり
、このような加圧の片寄りによるＳｉ基板等への悪影響
はなくなり、ボンディング不良を削減し、信頼性を向上
させ得るという利点がある。さらに、本発明によれば、
ボンディング工具や被ボンディング側での平行出しとい
った作業時間を短縮でき、作業性を向上させるうえで効
果を発揮させ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボンディング工具の一実施例を示
す部分正面図である。

【図２】図１の部分断面図である。

【図３】図１のボンディング工具の動作状態を示す部分
断面図である。

【図４】従来のボンディング工具を示す部分正面図であ
る。

【図５】図４のボンディング工具の動作状態を示す説明
図である。

【図６】図４のボンディング工具の動作状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１　　　　シャンク １ａ　　ヒータホール ２　　　　柄 ３　　　　ツール材 ４　　　　シリコン基板（Ｓｉ基板） ５　　　　突起電極 ６　　　　リード ７　　　　ツール保持孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一括ボンディング処理に使用されるボ
   ンディング工具において、被ボンディング側への加熱、
   加圧を行なうツール材を有するボンディングシャンクを
   備えてなり、このシャンク内にツール保持孔を設け、か
   つこのツール保持孔によって前記ツール材を、シャンク
   に対し上下動可能な状態で保持させたことを特徴とする
   ボンディング工具。