JPH0574875A - Ｔａｂインナーリードの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子の電極とＴＡＢテープのインナー
リードの安定した接合が可能で、狭ピッチ化が可能なＴ
ＡＢインナーリードの接合方法を提供する。 【構成】 第１の発明は、ダイレクトシングルボンディ
ング方式により、接合部温度の高いボンディング初期に
ボンディングツールに印加する超音波振動の方向と直交
する向きに配置された第２辺，第４辺のインナーリード
を最初に接合し、次いで超音波振動の方向とインナーリ
ードの長手方向が一致する第１辺，第３辺を接合する。
第２の発明は、ダイレクトシングルボンディング方式に
より、ＴＡＢテープの各辺中央に位置するインナーリー
ドを最初に接合した後に、第２辺，第４辺，第１辺，第
３辺の順に全てのインナーリードと半導体素子の電極を
接合する。

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、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。
2. 【請求項２】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請求項１記載
   のＴＡＢインナーリードの接合方法。