JPH0574875A - Method of connecting tab inner lead - Google Patents
Method of connecting tab inner leadInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の実装に用
いられるTAB(Tape Automated Bo
nding:テープ オートメーテッド ボンディン
グ)用テープキャリアのインナーリードと半導体素子の
電極とを接合する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TAB (Tape Automated Bo) used for mounting a semiconductor element.
nding: a method for joining inner leads of a tape carrier for tape automated bonding) and electrodes of a semiconductor element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、TABテープのインナーリードと
半導体素子の電極を逐次方式で接合するシングルボンデ
ィング方式では、図3に示すように半導体素子1のAl
電極部2またはTABのインナーリード5の先端部のい
ずれか一方にバンプ10となる突起を形成した後、バン
プ10を介してボンディングツール11によって超音波
と熱を併用した方法で接合を行っていた。一般にバンプ
を形成するためにはリソグラフィ等の複雑な工程が必要
であり、しかも高価な設備が必要とされる。このため、
バンプ形成工程を必要とするTABインナーリードの接
合方法では、実装コストが高くなる課題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, in a single bonding method in which an inner lead of a TAB tape and an electrode of a semiconductor element are sequentially bonded, as shown in FIG.
After forming a protrusion to be the bump 10 on either one of the electrode portion 2 or the tip of the inner lead 5 of the TAB, the bonding was performed by the bonding tool 11 via the bump 10 by using both ultrasonic waves and heat. .. Generally, in order to form bumps, complicated steps such as lithography are required, and moreover expensive equipment is required. For this reason,
The joining method of the TAB inner leads, which requires a bump forming step, has a problem of high mounting cost.
【0003】そこで、バンプが不要で半導体素子のAl
電極とTABインナーリードを直接接合可能なダイレク
トシングルボンディング方式が提案されている(特開平
3−85895号公報)。ダイレクトシングルボンディ
ングは、まず図2に示すように、インナーリード5と半
導体素子1のAl電極2との目合わせを行った後、ボン
ディングツール7をインナーリード5に押し込み、イン
ナーリード5にボンディングツール7の先端形状が転写
された窪み9を形成し、ボンディングツール7の先端と
インナーリード5を密着させ、同時にインナーリード5
をAl電極2に加圧接触させる。次に、このような接触
状態を保ったまま、ボンディングツール7に超音波振動
8を印加してインナーリード5とAl電極2とを接合す
る。この時、半導体素子は加熱ステージにより、250
℃程度に加熱されている。Therefore, bumps are not necessary, and Al of a semiconductor element is used.
A direct single bonding method has been proposed in which the electrode and the TAB inner lead can be directly bonded (Japanese Patent Laid-Open No. 3-85895). In the direct single bonding, as shown in FIG. 2, first, the inner lead 5 and the Al electrode 2 of the semiconductor element 1 are aligned with each other, and then the bonding tool 7 is pushed into the inner lead 5 to bond the inner lead 5 to the bonding tool 7. Of the bonding tool 7 and the inner lead 5 are adhered to each other, and at the same time, the inner lead 5 is formed.
Is brought into pressure contact with the Al electrode 2. Next, while maintaining such a contact state, ultrasonic vibration 8 is applied to the bonding tool 7 to bond the inner lead 5 and the Al electrode 2. At this time, the semiconductor element is heated to 250 by the heating stage.
It is heated to about ℃.
【0004】ここで一般に、ボンディングの順序は、接
合時間を極力短縮するための隣接するインナーリードを
順次接合していた。例えば図1において、TABテープ
の第1辺の端から第2辺,第3辺,第4辺と順次ボンデ
ィングを行っていた。Generally, in the order of bonding, adjacent inner leads are sequentially bonded in order to shorten the bonding time as much as possible. For example, in FIG. 1, the TAB tape is sequentially bonded from the end of the first side to the second side, the third side, and the fourth side.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】超音波併用熱圧着によ
るダイレクトシングルボンディング方法で安定した接合
強度を得るには、超音波振動によりAl電極表面に存在
するAlの自然酸化膜を十分に破壊し、加熱ステージに
よる熱エネルギによりインナーリード表面のAuとAl
電極表面のAlとの合金層を形成することが条件とな
る。ここで、図1に矢印8で示すように超音波の振動方
向は、第1辺,第3辺に対してはインナーリードの長手
方向に対して平行で、第2辺,第4辺に対してはインナ
ーリードの長手方向に直交する方向である。In order to obtain a stable bonding strength by the direct single bonding method by thermocompression bonding combined with ultrasonic wave, ultrasonic wave vibration sufficiently destroys the natural oxide film of Al existing on the Al electrode surface, Au and Al on the surface of the inner lead due to the heat energy from the heating stage
The condition is to form an alloy layer with Al on the electrode surface. Here, as indicated by an arrow 8 in FIG. 1, the vibration direction of ultrasonic waves is parallel to the longitudinal direction of the inner lead with respect to the first side and the third side, and with respect to the second side and the fourth side. Is a direction orthogonal to the longitudinal direction of the inner lead.
【0006】第2辺,第4辺のように超音波振動がイン
ナーリードの長手方向に対して直交する方向に印加され
た場合には、超音波振動を接合界面に十分に伝達するこ
とができず、Al酸化膜を十分に破壊することができな
かった。このため、第2辺および第4辺の接合強度は第
1辺,第3辺に比べ低下する課題があった。さらに、第
1辺から順次接合を行った場合、接合されたインナーリ
ードを通じ熱伝導により半導体素子から熱が放熱するた
め、最終接合辺である第4辺では接合面の温度が低下
し、接合強度が不足する課題があった。When the ultrasonic vibration is applied in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the inner lead like the second side and the fourth side, the ultrasonic vibration can be sufficiently transmitted to the bonding interface. Therefore, the Al oxide film could not be sufficiently destroyed. Therefore, there is a problem that the bonding strength of the second side and the fourth side is lower than that of the first side and the third side. Further, when the bonding is sequentially performed from the first side, heat is radiated from the semiconductor element by heat conduction through the bonded inner leads, so that the temperature of the bonding surface decreases at the fourth side, which is the final bonding side, and the bonding strength is increased. There was a shortage of issues.
【0007】また一般に、シングルボンディング方式で
は、上述したような超音波併用の熱圧着で接合が行われ
るため、超音波振動の機械的作用により、インナーリー
ドと半導体素子の電極との間に相対的な位置ズレが生じ
る。さらに、TABテープのサポートリングであるポリ
イミドテープは、半導体素子からインナーリードを通じ
て流出する熱により変形を生じるため、熱的作用により
インナーリードと半導体素子との間に相対的な位置ズレ
が生じる課題もあった。このような、機械的および熱的
作用により生じるインナーリードと半導体素子の電極と
の間の相対的な位置ズレのため、狭ピッチ化TAB実装
が困難であるという解決すべき課題があった。Generally, in the single bonding method, bonding is performed by thermocompression bonding together with ultrasonic waves as described above, so that the mechanical action of ultrasonic vibration causes relative movement between the inner lead and the electrode of the semiconductor element. Misalignment occurs. Further, since the polyimide tape, which is the support ring of the TAB tape, is deformed by the heat flowing out from the semiconductor element through the inner lead, there is a problem that a relative position shift occurs between the inner lead and the semiconductor element due to a thermal action. there were. Due to such a relative positional deviation between the inner lead and the electrode of the semiconductor element caused by the mechanical and thermal effects, there is a problem to be solved that it is difficult to perform TAB mounting with a narrow pitch.
【0008】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、接合強度にバラツキのない安定した接合を実現
するTABインナーリードの接合方法を提供することに
ある。An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above and to provide a joining method of a TAB inner lead which realizes stable joining without variation in joining strength.
【0009】本発明の他の目的は、狭ピッチ化TAB実
装が可能なTABインナーリードの接合方法を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide a method of joining TAB inner leads which enables TAB mounting with a narrow pitch.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の発明のTABインナーリードの接合方法は、
半導体素子の電極とTABテープのインナーリードをボ
ンディングツールを用いて超音波熱圧着併用で直接接続
するダイレクトシングルボンディング方式において、前
記インナーリードの接続は、該インナーリードの長手方
向が前記ボンディングツールの振動方向に対して直交す
る前記インナーリードから接続することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the method of joining the TAB inner leads of the first invention comprises:
In the direct single bonding method in which the electrodes of the semiconductor element and the inner leads of the TAB tape are directly connected together by ultrasonic thermocompression bonding using a bonding tool, the inner leads are connected such that the longitudinal direction of the inner leads is the vibration of the bonding tool. It is characterized in that the connection is made from the inner leads orthogonal to the direction.
【0011】第2の発明は、第1の発明のTABインナ
ーリードの接合方法において、前記TABテープの各辺
中央に位置する前記インナーリードを最初に接続後、未
接続の前記インナーリードを順次接合することを特徴と
する。A second aspect of the present invention is the method of joining TAB inner leads according to the first aspect, wherein the inner leads located at the center of each side of the TAB tape are first connected, and then the unconnected inner leads are sequentially joined. It is characterized by doing.
【0012】[0012]
【作用】本発明の超音波熱圧着併用のダイレクトシング
ルボンディング方式では、接合部温度の高いボンディン
グ初期に第2辺,第4辺を最初に接合することにより、
超音波作用の不足を補い、安定した良好な接合を実現す
ることができる。また、第1辺,第3辺については、イ
ンナーリードからの放熱のため、接合部温度が低下する
が超音波振動を接合面に十分に作用させることができる
ため、安定した良好な接合を実現することが可能とな
る。In the direct single bonding method using ultrasonic thermocompression bonding of the present invention, the second side and the fourth side are first bonded at the initial stage of bonding when the temperature of the bonding portion is high.
It is possible to make up for the lack of ultrasonic action and realize stable and good joining. Regarding the first side and the third side, the temperature of the joint decreases due to heat dissipation from the inner lead, but ultrasonic vibration can be sufficiently applied to the joint surface, so stable and favorable joint is realized. It becomes possible to do.
【0013】超音波振動の機械的作用と放熱の熱的作用
によるインナーリードと半導体素子の電極との相対的な
ピッチズレについては、各辺の中央に位置するインナー
リードを最初に接合することにより、機械的作用による
ピッチズレを小さくし、また、最初に接合したインナー
リードを境に両側に均等に熱変形の影響が分散すること
により、熱的作用によるピッチズレの影響を従来の接合
方法に比べ半減できる。これらにより狭ピッチ化TAB
実装が可能となる。Regarding the relative pitch shift between the inner leads and the electrodes of the semiconductor element due to the mechanical action of ultrasonic vibration and the thermal action of heat dissipation, the inner leads located at the center of each side are first joined to each other. By reducing the pitch deviation due to mechanical action and by evenly distributing the effect of thermal deformation on both sides of the inner lead that is first joined, the effect of pitch deviation due to thermal action can be halved compared to the conventional joining method. .. By these, narrow pitch TAB
Implementation is possible.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0015】図1に本発明のインナーリードの接合方法
を示す概略図を、図2に先端に丸みを有するボンディン
グツールによる接合状態を説明する概略図を示す。図
1,2において、1は半導体素子、2はAl電極、3は
パシベーション膜、4はテープキャリア、5はインナー
リード、6はトランスデューサ、7はボンディングツー
ル、8は超音波振動の方向、9は窪みである。なお、本
発明の実施例では、インナーリード幅が60μm、イン
ナーリードピッチが100μm、インナーリード厚さが
35μmのCuリードに0.6μmのAuメッキが施さ
れたTABテープを用い、半導体素子のAl電極との接
合を行った。FIG. 1 is a schematic diagram showing a method of joining inner leads of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a joining state by a bonding tool having a rounded tip. In FIGS. 1 and 2, 1 is a semiconductor element, 2 is an Al electrode, 3 is a passivation film, 4 is a tape carrier, 5 is an inner lead, 6 is a transducer, 7 is a bonding tool, 8 is a direction of ultrasonic vibration, and 9 is It is a dent. In the embodiment of the present invention, a TAB tape in which a Cu lead having an inner lead width of 60 μm, an inner lead pitch of 100 μm, and an inner lead thickness of 35 μm is plated with Au of 0.6 μm is used. Bonding with electrodes was performed.
【0016】まず第1の実施例について説明する。ボン
ディングツールは、図2に示す先端部が円錐状でかつ丸
みを有するボンディングツール7を用いた。図1に示す
ように、半導体素子1のAl電極2とインナーリード5
との目合わせを行った後、トランスデューサ6の超音波
振動8の方向に対して直交する方向に位置する第4辺の
インナーリード5を最初にボンディングした。First, the first embodiment will be described. As the bonding tool, the bonding tool 7 shown in FIG. 2 having a conical tip end and a rounded end was used. As shown in FIG. 1, the Al electrode 2 and the inner lead 5 of the semiconductor element 1
After aligning with, the inner lead 5 of the fourth side located in the direction orthogonal to the direction of the ultrasonic vibration 8 of the transducer 6 was first bonded.
【0017】図2に示すように、ボンディングツール7
に荷重をF=60gf印加し、ボンディングツール7を
インナーリード5に押圧した。次いで、ボンディングツ
ール7に印加する荷重をF=60gfに保持した状態
で、ボンディングツール7に超音波振動8を印加し、半
導体素子1の加熱温度280℃の下でインナーリード5
とAl電極2との接合を行った。As shown in FIG. 2, the bonding tool 7
A load of F = 60 gf was applied to and the bonding tool 7 was pressed against the inner lead 5. Next, with the load applied to the bonding tool 7 being maintained at F = 60 gf, ultrasonic vibration 8 is applied to the bonding tool 7 to heat the inner leads 5 at a heating temperature of 280 ° C. of the semiconductor element 1.
And Al electrode 2 were joined.
【0018】以上の操作を第4辺,第2辺,第3辺,第
1辺の順に行い、全インナーリード5をAl電極2に接
合した後、接合強度の測定およびAl電極面2に発生し
たクラックの有無を観察した。その結果、プル強度は第
1辺から第4辺まで全ての辺で40gf/リード以上と
十分な強度で接合でき、しかもAl電極面2にはクラッ
クの発生がないことを確認した。The above operation is performed in the order of the fourth side, the second side, the third side, and the first side, and after bonding all the inner leads 5 to the Al electrode 2, the bonding strength is measured and it is generated on the Al electrode surface 2. The presence or absence of cracks was observed. As a result, it was confirmed that the pull strength was 40 gf / lead or more on all sides from the first side to the fourth side with sufficient strength and the Al electrode surface 2 was not cracked.
【0019】第2の実施例では、図1に示すように最初
に第4辺の、第2辺の、第3辺の、第1辺のの
インナーリード5を順次ボンディングし、Al電極2と
インナーリード5を固定した。次に、第1の実施例と同
様に第4辺,第2辺,第3辺,第1辺の順に全てのイン
ナーリード5とAl電極2との接合を行い、接合強度の
測定およびインナーリード5とAl電極の位置ズレ量を
観察した。その結果、プル強度は平均40gf/リード
と第1の実施例と同様に十分な強度が得られ、インナー
リード5とAl電極の位置ズレ量は10μmと第1の実
施例に比べ約半分に減少することができた。In the second embodiment, as shown in FIG. 1, first, the inner leads 5 of the fourth side, the second side, the third side and the first side are sequentially bonded to form an Al electrode 2 and The inner lead 5 was fixed. Next, as in the first embodiment, all the inner leads 5 and Al electrodes 2 are joined in the order of the fourth side, the second side, the third side, and the first side, and the joint strength is measured and the inner leads are joined. 5 and the positional deviation amount of the Al electrode were observed. As a result, the pull strength was 40 gf / lead on average, which was a sufficient strength as in the first embodiment, and the amount of positional deviation between the inner lead 5 and the Al electrode was 10 μm, which was about half that of the first embodiment. We were able to.
【0020】なお本発明は、図3に示すような従来のバ
ンプを用いたシングルボンディング方法にも同様の効果
があることを確認した。It has been confirmed that the present invention has a similar effect to the conventional single bonding method using bumps as shown in FIG.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のTABイ
ンナーリードの接合方法によれば、接合強度のバラツキ
が小さい安定した接合を実現することができ、さらに、
インナーリードと半導体素子の電極との相対的な位置ズ
レを最小限に押さえることが可能であり、狭ピッチTA
B実装を実現できる効果がある。As described above, according to the joining method of the TAB inner lead of the present invention, it is possible to realize stable joining with a small variation in the joining strength.
It is possible to minimize the relative positional deviation between the inner lead and the electrode of the semiconductor element, and to narrow the pitch TA
There is an effect that B mounting can be realized.
【図1】本発明のインナーリードの接合方法を示す概略
図である。FIG. 1 is a schematic view showing a method of joining inner leads according to the present invention.
【図2】先端に丸みを有するボンディングツールによる
接合状態を説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a bonding state with a bonding tool having a rounded tip.
【図3】従来のTABインナーリードの接合方法を示す
概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a conventional joining method of TAB inner leads.
1 半導体素子 2 Al電極 3 パシベーション膜 4 テープキャリア 5 インナーリード 6 トランスデューサ 7 ボンディングツール 8 超音波振動 9 窪み 10 バンプ 11 従来のボンディングツール 1 Semiconductor Element 2 Al Electrode 3 Passivation Film 4 Tape Carrier 5 Inner Lead 6 Transducer 7 Bonding Tool 8 Ultrasonic Vibration 9 Dimple 10 Bump 11 Conventional Bonding Tool
Claims (2)
ーリードをボンディングツールを用いて超音波熱圧着併
用で直接接続するダイレクトシングルボンディング方式
において、前記インナーリードの接続は、接続インナー
リードの長手方向が前記ボンディングツールの振幅方向
に対して直交する前記インナーリードから接続すること
を特徴とするTABインナーリードの接合方法。1. In a direct single bonding method in which an electrode of a semiconductor element and an inner lead of a TAB tape are directly connected together by ultrasonic thermocompression bonding using a bonding tool, the inner lead is connected in a longitudinal direction of the connecting inner lead. A method of joining TAB inner leads, characterized in that the connection is made from the inner leads orthogonal to the amplitude direction of the bonding tool.
記インナーリードを最初に接続後、未接続の前記インナ
ーリードを順次接合することを特徴とする請求項1記載
のTABインナーリードの接合方法。2. The joining method of TAB inner leads according to claim 1, wherein the inner leads located at the center of each side of the TAB tape are first joined and then the unattached inner leads are joined sequentially. ..
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23284791A JPH0574875A (en) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | Method of connecting tab inner lead |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP23284791A JPH0574875A (en) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | Method of connecting tab inner lead |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574875A true JPH0574875A (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=16945741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23284791A Pending JPH0574875A (en) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | Method of connecting tab inner lead |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574875A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0675533A1 (en) * | 1994-03-30 | 1995-10-04 | Nec Corporation | Single point bonding method |
| KR20020069884A (en) * | 2001-02-28 | 2002-09-05 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Wire bonding method of semiconductor package |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP23284791A patent/JPH0574875A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0675533A1 (en) * | 1994-03-30 | 1995-10-04 | Nec Corporation | Single point bonding method |
| US5662263A (en) * | 1994-03-30 | 1997-09-02 | Nec Corporation | Single point bonding method |
| KR20020069884A (en) * | 2001-02-28 | 2002-09-05 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Wire bonding method of semiconductor package |
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