JP2762875B2 - Ｔａｂインナーリードの接合方法 - Google Patents

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インナーリードと半導体素
子の電極とを接合する場合には、図３に示すように半導
体素子６の電極部４、またはテープキャリアのインナー
リード２の先端部いずれか一方にバンプ３を形成した
後、半導体素子６の電極４とＴＡＢテープのインナーリ
ード２との間にバンプ３をはさんで、四角柱形のボンデ
ィングツール１をインナーリード２に押圧してシングル
ボイントボンディング方式により接合する方法がある。

【０００３】また別の方法としては、図４（ａ），
（ｂ）に示すように半導体素子６の電極４とＴＡＢテー
プのインナーリード２とを位置合わせし、先端に丸みを
有する円錐形状のボンディングツール７をインナーリー
ド２に押圧して該インナーリード２に窪み８を形成し、
インナーリード２に押圧したボンディングツール７に超
音波振動９を印加し、シングルポイントボンディング方
式によりインナーリード２と電極４とを、バンプを介さ
ずに直接接合する方法（特願平３−８５８９５号参照）
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】信頼性の高い良好な接
合を行うためには、充分な接合強度を確保するととも
に、接合後の電極面にクラック等の損傷を与えないこと
が必要である。これらのことを両立させるためには、電
極面上の圧力分布を均一にする必要がある。

【０００５】これに対して図３に示したようなＴＡＢイ
ンナーリードの接合方法では、ボンディングツール１を
インナーリード２に押圧した際に、ボンディングツール
１による圧力がバンプ３のエッジ部分に集中するため、
圧力が接合面全体に均一に加わらない。そのため、充分
な圧力を得るためには、荷重を過剰に加える必要があ
る。すると、バンプ３の変形が大きくなり、その結果と
してパッシベーション膜５に損傷が生じる。

【０００６】一方、図４に示したような方法では、バン
プの変形による弊害はないが、ボンディングツール７の
先端部に付けられた丸みの大きさによっては、インナー
リード２と電極４との接合面にかかるボンディング圧力
の分布が不均一になり、充分な接合強度が得られなかっ
たり、或いは半導体素子６にダメージを与えやすくな
り、接合の信頼性が低下するという課題がある。

【０００７】これは、次のような理由による。すなわ
ち、ボンディングツール７の先端部丸みの曲率が大きす
ぎる場合は、インナーリード２と電極４との接合時の圧
力分布は、インナーリード２の端部に集中するため、パ
ッシベーション膜５を破損させることとなる。この膜破
損を防止するためにボンディング圧力を低減すると、充
分な接合強度が得られない。また曲率が小さすぎると、
電極４の中心部に圧力が集中するため、半導体素子６の
損傷が起こり易い。

【０００８】これらのように、従来の技術では、ボンデ
ィング時の不均一な圧力分布により半導体素子やパッシ
ベーション膜の損傷が生じ易いという課題があった。

【０００９】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、高い接合の信頼性が得られる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、本発明に係るＴＡＢインナーリードの接合方法は、
先端に丸みを有する円錐形状のボンディングツールをＴ
ＡＢテープのインナーリードに押圧して、該インナーリ
ードに窪みを形成すると同時に、半導体素子の電極とＴ
ＡＢテープのインナーリードとを接合するシングルポイ
ントボンディング方式のＴＡＢインナーリードの接合方
法であって、前記インナーリードの幅と前記窪みの開口
部直径との比がほぼ４：３となるように、前記ボンディ
ングツールを前記インナーリードに押圧するものであ
る。

【００１１】また、前記ＴＡＢインナーリードの接合方
法であって、前記インナーリードまたは前記半導体素子
の電極上に形成されたバンプのインナーリード幅方向の
バンプ幅と前記窪み開口部直径との比がほぼ４：３とな
るように、前記ボンディングツールを前記インナーリー
ドに押圧するものである。

【００１２】

【作用】電極面上の圧力分布を均一にするためには、最
適な先端形状を有するボンディングツールを用いて接合
することが有効である。

【００１３】図４に示したような接合を行う場合、ボン
ディング時に電極面上に生じる圧力分布に対して最も有
意性のあるボンディングツール７の形状のパラメータ
は、インナーリード２の幅と、荷重の加わる範囲の幅、
すなわちインナーリード２の窪み開口部径との比率であ
る。発明者が行った解析によれば、インナーリード２の
幅および厚さを一定とした場合、図５に示すようにイン
ナーリード２の幅と窪み８の開口部の直径との比が４：
３となるような先端部丸みの曲率を有するボンディング
ツール７を用いることにより、均一な圧力分布が得られ
る。

【００１４】またインナーリード２と電極４との間にバ
ンプをはさんで接合する場合は、インナーリード幅方向
のバンプ幅と窪み８の開口部の直径との比が４：３とな
るような先端部丸みの曲率を有するボンディングツール
７を用いることにより均一な圧力分布が得られる。

【００１５】このように本発明では、インナーリード２
の幅（インナーリードと電極との間にバンプをはさんで
接合する場合は、インナーリード幅方向のバンプの幅）
と窪み８の開口部の直径との比が４：３となるような先
端部丸みの曲率を有するボンディングツール７を用いる
ことにより、ボンディング時の圧力分布を均一にし、充
分な接合強度で安定して接合することができ、しかも半
導体素子およびパッシベーション膜へのダメージを防ぐ
ことができる。

【００１６】

【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。

【００１７】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
示す構成図である。図１において、本実施例のボンディ
ングツール７は、先端部がインナーリード２の幅より小
さく、その形状は丸みのついた円錐形である。

【００１８】実施例１において、Ａｕメッキを施したＣ
ｕ製のインナーリード２と、半導体素子６（例えばＳｉ
製ＬＳＩ）とのＡｌ製電極４との位置合わせを行った
後、ＴｉＣ製のボンディングツール７に１００ｇｆ程度
の荷重を加えて、インナーリード２を電極４に押圧す
る。なお、インナーリード２の幅は８０μｍ、厚さは３
０μｍである。ここで、インナーリード２の幅ＷＬと窪
み８の開口部直径ｄとの比を、ＷＬ：ｄ＝４：３とする
ため、ボンディングツール７の先端部丸みの曲率半径を
５０μｍとし、窪み８の開口部直径が６０μｍとなるよ
うにする。

【００１９】このようにすることによって均一な圧力分
布が得られ、安定した接合が行われる。また、この時イ
ンナーリード２に窪み８が生じると同時に、インナーリ
ード２の下面には、微小な突起が生じ、これがバンプの
役目を果たすことにより、パッシベーション膜５に過大
な圧力を加えることなく電極４と接触する。このため、
パッシベーション膜５へのダメージを防ぐことができ
る。

【００２０】（実施例２）図２は、本発明の実施例２を
示す構成図である。本実施例は、インナーリード２と半
導体素子６の電極４とを半導体素子６の電極４上に形成
されたＡｕ製のバンプ３を介して接合するものである。
バンプ３を介することにより、インナーリード２が半導
体素子６のエッジに接触することによって起こる短絡を
防ぐことができる。

【００２１】ここで、バンプ３の直径ＷＢと窪み８の開
口部直径ｄとの比が、ほぼＷＢ：ｄ＝４：３となるよう
に、バンプ３の直径ＷＢを８０μｍ、またボンディング
ツール７の先端部丸みの曲率半径を５０μｍとし、窪み
８の開口部直径ｄが６０μｍとなるようにする。

【００２２】このようにすることによって、バンプ３を
介した接合においても、均一な圧力分布が得られ、ボン
ディング圧力を効率良く電極４に加えることができるの
で、従来の方法に比べてボンディングに必要な荷重が小
さい。このため、バンプ３の変形を少なくできるので、
パッシベーション膜５へのダメージを防ぐことができ
る。

【００２３】なお、第１、第２の実施例の両方におい
て、電極４が強固な酸化膜に覆われている場合には、イ
ンナーリード２とボンディングツール７との密着状態を
保ったままボンディングツール７に超音波振動を印加す
ることによって、電極上の酸化膜を除去しながら接合し
てもよい。また本実施例では、ボンディングツールの先
端部丸みの曲率半径を５０μｍとしたが、これ以外の形
状のものを用いても良い。また本実施例では、半導体素
子としてＳｉ製ＬＳＩについて述べたが、Ｓｉ製ＬＳＩ
以外の半導体素子を用いても良い。

【００２４】

【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、半導体素子の電極とイ
ンナーリードとの接合部の信頼性が高く、しかも充分な
強度で接合できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＴＡＢインナーリードの接合方法
の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明に係るＴＡＢインナーリードの接合方法
の第２の実施例を示す構成図である。

【図３】従来の、ＴＡＢインナーリードと半導体素子電
極をバンプを介して接合する方法を示す構成図である。

【図４】従来の、ＴＡＢインナーリードと半導体素子電
極を直接接合する方法を示す構成図である。

【図５】（ａ）はインナーリードに生じた窪みの直径と
圧力分布との関係を構造解析により求めた時のモデル
図、（ｂ）は解析結果を示す図である。

【符号の説明】

２ インナーリード ３ バンプ ４ 電極 ５ パッシベーション膜 ６ 半導体素子 ７ ボンディングツール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に丸みを有する円錐形状のボンディ
   ングツールをＴＡＢテープのインナーリードに押圧し
   て、該インナーリードに窪みを形成すると同時に、半導
   体素子の電極とＴＡＢテープのインナーリードとを接合
   するシングルポイントボンディング方式のＴＡＢインナ
   ーリードの接合方法であって、 前記インナーリードの幅と前記窪みの開口部直径との比
   がほぼ４：３となるように、前記ボンディングツールを
   前記インナーリードに押圧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】 請求項１に記載のＴＡＢインナーリード
   の接合方法であって、 前記インナーリードまたは前記半導体素子の電極上に形
   成されたバンプのインナーリード幅方向のバンプ幅と前
   記窪み開口部直径との比がほぼ４：３となるように、前
   記ボンディングツールを前記インナーリードに押圧する
   ことを特徴とするＴＡＢインナーリードの接合方法。