JPS6020896B2

JPS6020896B2 - ボンデイングツ−ル

Info

Publication number: JPS6020896B2
Application number: JP10987977A
Authority: JP
Inventors: 政美清野; 翼海野; 哲夫一; 弘加藤; 幹夫平野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1985-05-24
Also published as: JPS5443677A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はボンディングツール、特にテープアッセンブリ
方式を利用した半導体装置の素子とＩＪ−ドとのボンデ
ィング接続に使用するボンディングツールに関する。

ＩＣ（半導体集積回路）チップのアッセンブリ方式の一
つとして、テープアツセンブリ方式が知られている。

この方式はチップ搭載用孔等を有する絶縁テープを用意
した後、この絶縁テープ面に鋼箔を貼り付け、その後こ
の銅箔を部分的にエッチングして除去し所望のリードパ
ターンを形成する。つぎに、第５図に示すように、リー
ドーと絶縁テープ２とからなるキャリャテープ３を回路
素子を形成した半導体チップ４上に臨ませる。このチッ
プ４の上面には突出電極（バンプ）５が形成され、これ
らの電極５上にはチップ搭載用孔６に突出するりード１
の内端が重なるように臨む。そして、リード１の上方か
らボンディングツール７が下降し、バンプ５にリード１
を押し付けるとともに加熱して両者の接合を図り、テー
プキャリャを製造する。ところで、前記ボンディングツ
ールにおけるリード‘こ接触する矩形の平坦な突出部か
らなるボンディングツール先端部の加熱は、パルス電流
をボンディングツール先端部に流すことによって加熱す
るパルスヒート構造やボンディングツール内に内蔵した
ヒータから発熱する熱を伝導によってボンディングツー
ル先端部に伝えるコンテイニュアス構造とが知られてい
る。

しかし、これらの構造にあっては、ボンディングツール
先端部の平坦な押圧面の温度分布は均一とはなりにくい
。

特に第６図に示すようにヒータ８を内蔵したコンティニ
ュアス構造のボンディングツール９では熱伝導によって
押圧面１０各部に熱が伝わる構造となっているため、ヒ
ータ８から遠い位瞳にあるボンディングツール先端の押
圧部１１の隅部は中央部に較べて温度が低くなる。この
差は、たとえば、第３図ａのグラフにおける×印を結ぶ
曲線によって示されるように最大約８０℃にまで達する
。なお、同グラフの縦軸は温度を示し、穣軸および斜軸
はチップの電極位置に対応するボンディングツールの押
圧面部分（図中電極位置と託す。）を示す。これら電極
位置は同図ｂで示すように、便宜的に番号を付けてある
。このように、押氏面１０各部に大きな温度差が生じる
と、温度の低い所ではボンディングが確実に行なわれず
に、剥離や接合強度不足が生じる。

また、全体に温度を上げ、最低温度の向上を図ることに
よって最低温度部での接合を良好とすると、温度差が大
きいことから最高高温部では必要以上に温度が高くなり
、逆に突出電極部のニッケル、クロム等のバリアメタル
の破壊を生じさせ、特性の劣化を生じさせることになる
。したがって、本発明の目的は、ボンディング用押圧面
各部の温度差が少ないテープアツセンブリ方式半導体装
置の組立用ボンディングツールを提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、チップをキ
ャリャテープに接続するボンディングツールにおいて、
ボンディングツール先端のチップに対応する矩形突出部
からなる平坦なボンデイング押圧部に少なくともその中
央部に窪みを設けておくものであって「以下実施例によ
り本発明を具体的に説明する。

第１図に本発明のボンディングツールの一実施例を示す
。

このボンディングツール２０はヒータ２１を内蔵する本
体２２と、本体２２の上部に突出する取付用軸２３と、
本体２２の下部に突出する矩形突出部からなる押圧部２
４とからなっている。また、このボンディングツール２
０はたとえはべりリャによって一体的に作られている。
また、前記押圧部２４はチップとほぼ同一の大きさに形
成されるとともに、下端部は平坦な押圧面２５を形成し
ている。また、この押圧面２５の中央には、第２図に示
すように円形の窪み２６が形成され、押圧面中央部の温
度上昇を押さえるようになっている。また、前記窪み２
６の大きさは、たとえば、押圧部２４の一辺が約３〜４
側程度の場合、直径が２側ぐで深さが０．５帆である。
このような構造のボンディングツール２０‘こよれば、
押圧面２５の中央部には温度降下用の窪み２６が設けら
れていることから押圧面２５の周緑各部の温度差は従来
に較べて小さくなる。すなわち、第３図ａの○印を結ぶ
曲線に示すように、押圧部隅部と辺の中央部との温度差
は最大でも３５ｑ０程度となり、全域で確実なボンディ
ングができるようになった。また、このような実施例に
よれば、繰返して使用することによって押圧面に付着す
る金属や酸化物を除去する場合の研摩時において、押圧
面２５の中央部に窪み２６を設けてあることから、研摩
が短時間で済む。このため、押圧面周縁でのだれ量も従
来に較べて小さくなる。たとえば、従来ではだれ量が最
大６仏ｍであったのが、本実施例の場合には最大でも４
ｒｍ程度となる。この結果、ボンディングツールの寿命
も長くなった。たとえば、３雌の引張力をボンディング
後のりードとバンプとに加える場合、従来ではボンディ
ングを２０の副程度行なった頃には剥離が生じるが、こ
の実施例によるボンディングツールによれば、３５０回
程度のボンディング回数を経なければ、剥離は生じない
。なお、本発明は前記実施例に限定されない。

たとえば、押圧面２５に設ける窪み２６は第４図ａ〜ｃ
で示すような矩形あるいは十字形の形状でもよい。また
、第４図ｄで示すように、チップにおけるパッドの配列
状態によっては、パッドのない部分に対応する押圧部は
部分的に除去し窪みとしてもよい。以上のように、本発
明のボンディングツールによれば、ボンディング時にリ
ードと接触する押圧面の温度差は従来に較べて遥かに小
さくなる。

この結果、全域に亘つて確実にボンディングが行なえ「
製品の歩留向上、品質向上を図ることができる。また、
本発明によれば、ボンディングツールの押圧面に付着し
た金属や酸化物を研摩して除去する際、押圧面の中央部
に窪みを有していることから研摩時間が短かくなり、周
縁にだれが生じにくくなる。

この結果、ボンディングツールの寿命が長くなるほど多
くの効果を奏する。図面の簡単な税額第１図は本発明の
ボンディングツールの−実施例による斜視図、第２図は
同じくボンディングッール先端部の一部断面図、第３図
ａ，ｂは本発明のボンディングツールおよび従来のボン
ディングツールの温度分布を示すグラフおよびべレツト
の電極位置を示す平面図、第４図ａ〜ｄは本発明の他の
実施例を示すボンディングツール先端部の底面図、第５
図はテープキャリャの組立状態を示す説明図、第６図は
従来のテープキャリャ組立用のボンディングツールの斜
視図である。

１・・・・・・リード、２・・・・・・絶縁テープ、３
・・・・・・キャリャテープ、４……チップ、６……電
極（バンプ）、６・・・・・・チップ搭載用孔、７・・
・・・・ボンディングツール、８……ヒータ、９……ボ
ンディングツール、１０…・・・押圧面、１１・・・・
・・押圧面、２０・・・…ボンディングツール、２１…
…ヒータ、２２…・・・本体、２３・・・・・・取付用
軸、２４…・・・押圧部、２５・・・・・・押圧面、２
６・・・・・・窪み。

力ｌ図矛２図力５図汐４図劣５図矛６図

Claims

【特許請求の範囲】１（ａ）円柱状の取付用軸と（ｂ）上記取付用軸の下端に取付けられたほぼ円柱状
で、その下端にほぼ円形で前記円柱より直径の小さい平
面部を有する本体と（ｃ）上記本体の円柱状部を横に
貫通するように設けられたヒータ挿入孔と（ｄ）上記
ヒータ挿入孔に取付けられた円柱状のヒータと（ｅ）
上記本体下部の円形平面の中央に設けられた４角形の突
出平面よりなる押圧部と（ｆ）上記押圧部の中央に設
けられた窪みよりなることを特徴とするボンデイングツ
ール。