JPS63232441A - ボンデイング方法 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、ボンディング方法に関し、詳しくは、ＩＣ
チップをバンプ付きフィルムキャリヤに高精度かつ効率
的にボンディングしうるように構成されたものに関する
。

【従来の技術】

半導体装置は、一般的に、リードフレームにチップボン
ディングされたＩＣチップが、そのボンディングパッド
とリードフレームのリード線とを結線するワイヤボンデ
ィング工程、チップ部を樹脂マウントする工程等を経て
作製されることは良く知られているところである。とこ
ろが、最近は、回路基板の薄型化に伴うパンケージング
の小型化の要請や、半導体装置の高集積化と並行しなが
ら生産効率の向上を図りうるようにするため、ＩＣチッ
プをバンプ付きフィルムキャリヤにボンディングするＴ
ＡＢ方式が見直され広く普及しているが、これを以下に
説明する。 すなわち、上記フィルムキャリヤは、一般的に、ポリイ
ミドフィルムの下面部にＳｎメッキを施された多数のＣ
ｕリードが形成されたものであり、上記Ｃｕリードのイ
ンナリードには、その先端部下面にＡｕバンプが転写さ
れている。そして、上記フィルムキャリヤの下方に位置
する、通常３０Ｏ′Ｃ程度にまで加熱されたチップ基台
にＩＣチップを載置するとともに、ＴＶカメラによりＩ
Ｃチップの各ボンディングパッドとこれと対応する各イ
ンナリードのＡｕバンプとの平面方向の位置関係をｉ認
しながら、チップ基台を移動させてボンディングバンド
と上記Ａｕバンプとの平面方向における位置合わせをし
た後、チップ基台を上動させて、ボンディングパッドと
Ａｕバンブとが互いに上下方向に近接するボンディング
位置にＩＣチップを位置させる。そうして、４００°Ｃ
程度に加熱したボンディングツールを、上記各インナリ
ードにおけるＡｕバンプと対応する上面に圧接させるこ
とにより、各ボンディングパッドと各インナリードに設
けられたＡｕバンプとを一度に圧着させて、ＩＣチップ
をフィルムキャリヤにボンディングする。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、上記のようなＩＣチップをフィルムキャ
リヤにボンディングする従来の方法においては、次のよ
うな問題点があった。 ボンディングパッドとＡｕバンプとの圧着を確実に行わ
せるためには、ＩＣチップのボンディングパッドに十分
な熱をもたせておく必要があるため、上述のようにＩＣ
チップを載置するチップ基台を高温に加熱しておかなけ
ればならない、ところが、このように加熱されたチップ
基台からの輻射熱によって、フィルムキャリヤが熱変形
させられて、Ｃｕリードに設けられたＡｕバンプの位置
が変動してしまう、このため、ボンディングバンドとＡ
ｕバンプとの位置合わせが非常に行い難く、また、その
正確さにも欠ける問題があった。 このため、フィルムキャリヤの熱変形を防止して、ボン
ディングパッドとＡｕバンプとの位置合わせを簡易に行
いうるようにするため、次のようなボンディング方法も
採用されている。 すなわち、チップ基台を、フィルムキャリヤへ熱的影響
が全く及ばない１００°Ｃ〜１５０°Ｃに加熱するにと
どめ、この状１乙チップ基台に載置されたＩＣチップと
フィルムキャリヤとの位置合わせを行った後、ＩＣチッ
プをボンディング位置に位置させる。そうして、この後
、インナリードにおけるＡｕバンプおよびボンディング
パッドと対応する上面に、通常通り４００″Ｃ程度に加
熱されたボンディングツールを、近接あるいはＡｕバン
プの変形等を招かない程度の加圧力（最大限１０ｇ／リ
ード）をもって接触させる。そして、この状態を約１秒
〜３秒維持して、ボンディングパッドをボンディングツ
ールの熱によってＡＵバンブとの融着を適切に行いうる
状態にまで加熱した後、ボンディングツールの加圧力を
（８０〜１００ｇ／リードに）増大して、ボンディング
パッドをＡｕバンプないしインナリードに圧着させる。 上記方法においては、少なくともＩＣチップとフィルム
キャリヤとの位置調整時には、フィルムキャリヤが熱変
形することがないので、両者の位置合わせを簡単に行え
るが、次のような別の問題が生じていた。すなわち、ボ
ンディングパッドとＡｕバンプとのボンディングに際し
て要する時間とは別に、ボンディングツールによってボ
ンディングパッドを加熱する上記の１秒から３秒程度の
時間がどうしても必要になる。したがって、ＩＣチップ
をフィルムキャリヤにボンディングする際に要する時間
が長くなるため、結果的に生産効率の甚だしい低下を来
してしまうのである。 本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたもの
で、ＩＣチップのボンディングパッドとフィルムキャリ
ヤのＡｕバンプとの位置合わせを簡易かつ正確に行え、
また、ＩＣチップのバンブ付きフィルムキャリヤへのボ
ンディングを短時間で行いうるように構成されたボンデ
ィング方法を提供することをその課題とする。

【問題を解決するための手段】

上記問題を解決するため、本発明のボンディング方法は
、 各インナリードの下面のバンブを介してバンブ付きフィ
ルムキャリヤの各インナリードとＩＣチップのボンディ
ングパッドとをボンディングする方法であって、 基台上にＩＣチップを載置し、そのＩＣチップの各ボン
ディングパッドとこれと対応する上記各インナリードの
バンプとの平面方向の相対位置を調節し、上記ＩＣチッ
プを急速に昇温した後上記バンブと各ボンディングパッ
ドとを相互に融着させることを特徴としている。

【作用】

本発明において、ＩＣチップのバンプ付きフィルムキャ
リヤへのボンディングは次のようにして行われる。 基台に載置されたＩＣチップのボンディングバンドとイ
ンナリードのバンプとの相対位置をｉ’＊認しながら、
基台を移動させるなどして、各ボンディングパッドが各
インナリードのバンプと対応するボンディング位置をと
るようにＩＣチップを位置させる。このようにしてＩＣ
チップをボンディング位置に位置させた後、基台を急速
に昇温させる。これにより、この基台からの熱によって
基台上のＩＣチップのボンディングパッドもまた速やか
に加熱される。そうして、ボンディングパッドとインナ
リードのバンプとを相互に融着させる。 すなわち、ボンディングバンドがバンプを介してインナ
リードにボンディングされ、ＩＣチップのフィルムキャ
リヤへのボンディングが完了するのである。

【効果】

以上のように、本発明のボンディング方法では、基台を
予め所定の温度にまで加熱することなく、常温もしくは
フィルムキャリヤに熱的影響が及ばない程度の加熱状態
で、ＩＣチップとフィルムキャリヤとの位置合わせが行
われる。したがって、ボンディングパッドとバンプとの
位置合わせを簡易かつ確実に行うことができ、結果的に
、ＩＣチップが正確なボンディング位置をもってフィル
ムキャリヤにボンディングされた高品位の半導体装置を
提供することが可能となるのである。また、位置調整後
、基台を所定の温度にまで瞬間的に昇温させるので、フ
ィルムキャリヤが発熱体から熱的影響を受ける以前に、
ボンディングが完了し、フィルムキャリヤの熱変形が一
切起こらないのである。 しかも、位置調整後に行う発熱体ないし基台への加熱は
、上述のように短時間で行われることから、ボンディン
グ工程全体で要する時間も非常に短くなり、生産効率の
向上を図りうる。また・基台は常時加熱されていないの
で、基台を移動させるためにこれに設けられる駆動装置
等に熱的影響が及んで、耐久性が悪化させられるような
不都合も回避できる。

【実施例の説明】

以下、本発明の一実施例を第１図を参照しながら具体的
に説明する。 本例のボンディング方法は、ＩＣチップ４を、各インナ
リード２・・・の下面にＡｕバンプ３が形成されたバン
プ付きフィルムキャリヤ１にボンディングするためのボ
ンディング方法に関する。そして、本例では、第１図に
示すように、本例のボンディング方法を実施するために
次のようなボンディング装置を構成している。すなわち
、このボンディング装置は、ＩＣチップ４を載置し、か
つ通電により瞬間的に昇温しうる発熱体７を備えた基台
６と、基台６に載置されたＩＣチップ４の上記各ボンデ
ィングパッド５・・・とこれと対応する上記各Ａｕバン
プ３・・・との平面方向の相対位置を調整するＴＶカメ
ラ８と、上記基台６の発熱体７に電気的に接続され上記
発熱体７にパルス電流を流す電源装置９と、上記発熱体
フないしＩＣチップ４の昇温後、上記各インナリード２
におけるＡｕバンブ３と対応する上面を押圧して各Ａｕ
バンブ３・・・と各ボンディングパッド５とを圧着させ
るためのボンディングツール１０とを備えている。 上記基台６は、ニクロム等の通電性を有し発熱性に優れ
た材料から成る上記発熱体７によりＩＣチップ４の載置
台６ａが形成されており、図示しない駆動機構によって
、このｉ！置台６ａが、上下方向、ならびに、ボンディ
ングパッド５・・・およびＡｕバンブ３・・・の平面方
向に移動できるように構成されている。そして、本例で
は、上記電源装置９によって、上記載置台６ａにパルス
電流を通電させることにより、載置台６ａを加熱するよ
うにしている。この場合、載置台６ａからの熱によりボ
ンディングパッド５を充分に熱して、ボンディングパッ
ド５とＡｕバンブ３との融着を確実かつ適切に行わせる
ためには、′Ｒ置台６ａを３００゜Ｃ程度にまで加熱す
る必要があるが、本例では、これを極めて短時間で行い
うる。すなわち、載置台６ａは、通電により瞬時に昇温
しうる発熱体７により構成されており、また、載置台６
ａに流されるパルス電流の特性上、瞬間的に大きな電流
を流すことができることから、載置台６ａを瞬間的に（
０，３秒程度）上記の温度にまで昇温させることができ
る。 さて、本例のボンディング方法においては、ＩＣチップ
４は、バンブ付きフィルムキャリヤ１に次のような一連
の工程を踏んでボンディングされる。 第１図（ａ）に示すように、前工程か゛ら搬送されて、
基台６の載置台６ａに載置されたＩＣチップ４の各ボン
ディングパッド５・・・と上記フィルムキャリヤ１の各
インナリード２のＡｕバンブ３・・・との平面方向にお
ける相対位置を調整する。この場合、上記ＴＶカメラ８
によって、各ボンディングパッド５・・・とＡｕバンブ
３・・・の位置をｉｎ認しながら、載置台６ａを平面方
向に移動さセで、各ボンディングパッド５・・・とこれ
と対応する各Ａｕバンブ３・・・との平面方向の位置合
わせを行う。そして、位置調整後、載置台６ａを上動さ
せ、第１図山）に示すように、ＩＣチップ４を、その各
ボンディングパッド５・・・がこれと対応するインナリ
ード２・・・のＡｕバンブ３・・・に接触するボンディ
ング位置に位置させる。ついで、上記電源装置９により
載置台６ａにパルス電流を流して、載置台６ａを上記の
温度（３００°Ｃ程度）にまで加熱する。これにより、
載置台６ａからＩＣチップ４に伝導する熱によって、上
述したようにボンディングパッド５・・・に充分な熱を
持たせる。そうして、この後、第１図（ａｌおよび第１
図（ｂｌで実線で示すように、４００°Ｃ程度に加熱さ
れた状態で待機していたボンディングツールｌＯを移動
させて、第１図（ｂ）に仮想線で示すように、各インナ
リード２・・・におけ名Ａｕバンブ３・・・と対応する
上面に０．５秒程度圧接させる。これにより、ボンディ
ングパッド５が、これに圧着させられるＡｕバンブ３を
介してインナリード２にボンディングされ、ＩＣチップ
４のフィルムキャリヤ１へのボンディング作業が完了す
る。この一連の工程を、図示しない搬送装置によって間
欠的に自動送りされるフィルムキャリヤ１に対して行う
ことにより、フィルムキャリヤｌにＩＣチップ４が次々
とボンディングされていく。 以上のように、本例のボンディング方法においては、Ｉ
Ｃチップ４とフィルムキャリヤ１との位置合わせを行う
際に、ＩＣチップ４を載置する載置台６ａないし基台６
は常温のままであることから、フィルムキャリヤ１が、
従来例のように基台６からの発熱作用により熱変形させ
られることが全くなくなる。したがって、ボンディング
パッド５とインナリード２のＡｕバンブ３との位置合わ
せを容易かつ正確に行えるとともに、これに要する時間
も少なくて済む、さらに、位置調整後、基台６の載置台
６ａを上記の所定の温度にまで加熱するにあたっては、
これを瞬間的に行いうる。これにより、ボンディング工
程に要する時間が飛躍的に短縮され、生産効率を向上さ
せうる。また、本例では、ＩＣチップ４を載置する基台
６を常時加熱する必要がなくなるので、上記駆動機構に
熱的歪みが発生するようなことがなく、この駆動機構の
耐久性の向上が図れる。なお、基台６にパルス電流を通
電させるための上記電源装置９として、パルスアーク溶
接等において使用される市販の溶接電源を利用すること
も可能であり、これを利用した場合には、本例のボンデ
ィング方法を低コストで実施できる。 ところで、本発明の範囲は、上述した実施例に限定され
るものではなく、たとえば、フィルムキャリヤに熱的影
響が及ばない１５０°Ｃ程度にまで基台６を予め加熱し
ておくようにすれば、基台を所定の温度にまで昇温させ
る際に要する時間がさらに短縮され、本発明の効果を一
層高めうる。 また、上記実施例においてボン−ディング方法を実施す
るにあたって採用したボンディングツールの代わりに、
レーザ照射器を利用し、ボンディング位置に位置するＩ
Ｃチップのボンディングパッドないしこれに接触するバ
ンブにレーザ光を照射することにより、両者を融着させ
ることも可能である。さらに、ＩＣチップを載置する基
台の載置台を、通電性を備えた発熱体を熱良導性に優れ
た被覆部材で覆って形成するようにしても良く、また、
ＩＣチップとフィルムキャリヤとの位置合わせを行う手
段においても、上記実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るボンディング方法を実施
するために構成したボンディング装置の全体構成図であ
る。 １・・・バンブ付きフィルムキャリヤ、２・・・インナ
リード、３・・・バンブ（Ａｕバンブ）、４・・・ＩＣ
チップ、５・・・ボンディングパッド、６・・・基台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各インナリードの下面のバンプを介してバンプ付
   きフィルムキャリヤの各インナリードとＩＣチップのボ
   ンディングパッドとをボンディングする方法であって、 基台上にＩＣチップを載置し、そのＩＣチップの各ボン
   ディングパッドとこれと対応する上記各インナリードの
   バンプとの平面方向の相対位置を調節し、上記ＩＣチッ
   プを急速に昇温した後上記バンプと各ボンディングパッ
   ドとを相互に融着させることを特徴とする、ボンディン
   グ方法。