JPH0388344A - インナーリードのボンディング方法 - 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］ 本発明は、キャリアフィルムを用いた半導体装置の製造
設備に使用するインナーリードのボンディング方法に関
するものである。

〔従来の技術］ 半導体装置は、一般にリードフレームに設けたダイパッ
ドに半導体素子を取付け、半導体素子の外部電極とリー
ドフレームの端子とをそれぞれワイヤで接続し、これを
エポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂でパッケージしたのち
各端子を切断し、製造している。

ところで、最近では電子機器の小形化、薄形化に伴ない
、これに使用する半導体装置も高密度実装するため、薄
くかつ小形の半導体装置の出現が望まれている。このよ
うな要請に答えるべく、ポリイミドフィルムの如きキャ
リアフィルムのデバイスホールに半導体素子を配設し、
この半導体素子の電極とキャリアフィルムのインナーリ
ードとを直接接続し、これに液状の樹脂（例えばエポキ
シ樹脂）からなる封止材を印刷あるいはボッティングし
てパッケージした方式の半導体装置が使用されるように
なった。

第６図はキャリアフィルムを用いた従来の半導体装置を
説明するための平面図、第７図はそのＡ−Ａ拡大断面図
である。図において、１は長さ方向に等間隔に、後述の
半導体素子６，６ａ、６ｂ。

・・・の表面積より大きい面積のデバイスホール２゜２
　ａ　＊　　２　ｂ　ｇ・・・が設けられた厚さ７５〜
１２５ｕ程度のキャリアフィルムである。３はキャリア
フィルム１に設けられた銅の如き導電率の高い厚さ３０
〜４０−１幅５０〜３０〇−程度の金属箔からなる多数
の導電パターンで、その一部はデバイスホール２内に突
出してインナーリード３ａとなっている。５はキャリア
フィルム１を搬送するためのスプロケット穴である。

第２図は半導体素子６の電極にキャリアフィルム１のイ
ンナーリード３ａをボンディングするボンディング装置
の一例を示す模式図、第３図はその要部の拡大図である
。両図において、７はＣ字状の装置本体で、その下部前
方にはヒータを内蔵したボンディングステージ８が設け
られている。

９は装置本体７の上部前方に設けたガイド７ａに沿って
上下に摺動可能に装着されたボンディングヘッドで、下
部にはボンディングステージ８と対向してヒータを内蔵
したボンディングツールｌＯが取付けられている。工２
はボンディングヘッド９を圧下するエアーシリンダであ
る。１３は装置本体７に回転可能に軸止され、パルスモ
ータ１４（従来は周波数ＩＫＨｚ、１回転が１０００パ
ルス程度のものを使用している）によりベルト１５を介
して駆動されるカム、１Ｂはほぼ中央部が装置本体７に
回動可能に軸止されたレバーで、一端１７はカム１３の
外周に摺接し、他端ｌＢはボンディングヘッド９の連結
部１１に連結されている。

次に、上記のような構成のボンディング装置の作用を説
明する。ボンディングステージ８上に載置された半導体
素子６は、位置決めガイド（図示せず）により所定の位
置に位置決めされる。一方、テープレール（図示せず）
にガイドされ、スプロケットにより紙面の垂直方向に送
られたキャリアフィルム１は、そのデバイスホール２が
半導体素子６上に達した位置で停止し、半導体素子６に
設けた多数の電極（図示せず）と、各インナーリード３
ａのタブ４とをそれぞれ整合させる。このとき、半導体
素子６はボンディングステージ８に内蔵したヒータによ
り加熱される。この状態でパルスモータ１４を駆動して
カム１３を回動し、これに摺接するレバー１Ｂを介して
ボンディングヘッド９を下降（下降速度５ｃｍ／ｓｅｃ
程度）させ、各インナーリード３ａに当接させる。つい
で、エアーシリンダ１２により内蔵したヒータによって
加熱されているボンディングツールｌＯを圧下し、各イ
ンナーリード３ａを加熱かつ加圧して所定の角度にフォ
ーミングすると共に、各タブ４をそれぞれ電極に融着さ
せ、接続する。

ボンディングが終ったときは、エアーシリンダ１２によ
るボンディングツールｌＯの加圧を解除すると共に、カ
ム１３を回動してボンディングヘッド９を上昇させる。

ついでキャリアフィルム１を１駒移動させると共に、ボ
ンディングステージ８に次の半導体素子６を載置し、上
記と同様にしてボンディングを行なう。

第３図はボンディング装置の他の例を示すものでボンデ
ィングヘッド９に設けたラックｌｌａと噛合うピニオン
ｌｅｇを、ベルト１５を介してパルスモータ１４で駆動
し、ボンディングヘッド９を昇降させるようにしたもの
で、その作用は第１図で説明した装置の場合と同様であ
る。

［発明が解決しようとする課題］ キャリアフィルムのインナーリードを半導体素子の電極
にボンディングする場合、ボンディングツールが高速度
で下降してインナーリードに衝突すると、その衝撃荷重
により半導体素子の電極の下に形成された酸化皮膜にク
ラックを生じることがあり、また、電極上に設けた突起
（バンプ）が必要以上に潰れてエツジショートをおこす
こともある。さらに、衝撃によりボンディングツールが
バウンドして位置ずれを生じ、電極とインナーリードを
確実にボンディングできなくなることもある。このよう
な問題を防止するためには、ボンディングツールがイン
ナーリードに当接する際の速度をできるだけ低くして衝
撃荷重を極力小さくすることが望ましい。

しかしながら、前述のように構成したボンディング装置
においては、第５図に示すように、ボンディングツール
は速度ｖｌでインナーリードに衝接するため、衝撃荷重
の発生は避けられなかった。

衝撃を小さくするためにはボンディングツールの落下速
度を遅くすることも考えられるが、これは生産性の大幅
な低下を招くことになるので採用できない。そこで、第
２図に示すようにカムなどを使用してボンディングツー
ルの速度制御を行なっているが、それにも限界があり、
前述のような諸問題は依然として発生していた。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、イ
ンナーリードに当接する直前にボンディングツールの降
下速度を急速に低下させることにより、衝撃荷重を大幅
に低減させるようにしたインナーリードのボンディング
方法を実現することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るインナーリードのボンディング方法は、ボ
ンディングツールを高速度で下降させ、インナーリード
に当る直前に該速度を０．１〜５．０ｃｍ／ｓｅｃまで
急激に低下させるように、ボンディングツールを駆動す
るモータを制御するようにしたものである。

［実施例］ 本発明は、パルスモータを制御することにより、ボンデ
ィングツール９のストロークの大部分を高速度で下降さ
せ、インナーリード３ａに当接する直前に低速に切換え
て衝撃荷重を極小に止めるようにしたものである。

実施例によれば、ストローク５０關のボンディングツー
ルを、周波数８０〜４０Ｋ　Ｈｚ、　１回転４０００パ
ルス程度で、分解能の高いパルスモータを使用してその
下降速度を制御した。この場合、第１図に示すようにボ
ンディングツールのストローク５０ｍ＋ｓのうち、４９
　ｍｍは２０ｃｓ／ｓｅｃの高速で下降させ、エンコー
ダによりフィードバックしてパルスモータの回転数を制
御し、残りの１　ｎ＋を０．５ｃｍ／ｓｅｃの低速で下
降させてボンディングを行なったところ、半導体素子に
は衝撃荷重による影響は全くみられなかった。

実験の結果によれば、ボンディングツールのインナーリ
ードへの当接時の速度と、半導体素子への影響との関係
は表１の通りである。

表　　１ 表１から明らかなように、ボンディングツールをＯ，１
〜５．０　ａｍ／ｓｅｃ程度の速度でインナーリードに
当接させれば、半導体装置にはほとんど影響を与えない
ことがわかった。

〔発明の効果］ 以上詳記したように、本発明はボンディングツールを駆
動するモータを制御することにより、ボンディングツー
ルのストロークの大部分を高速度で下降させ、残りのス
トロークの僅かな範囲をきわめて低速で下降させるよう
にしたので、インナーリードに対する衝撃をほとんど無
くすことができた。このため、次のような顕著な効果を
得ることができる。

（１）ボンディングツールがインナーリード、したがっ
て半導体素子に当る瞬間の速度を低くして衝撃荷重を小
さくしたので、半導体素子の電極の下に形成された酸化
膜にクラックを生じることがない。

（２〉ボンディングツールの下降速度が低いので、半導
体素子に当ったときにバウンドするようなことがない。

このため、従来のようなボンディングツールのバウンド
によって生ずる位置ずれを無くすことができる。

（３〉衝撃荷重が小さいので、半導体素子の電極に設け
たバンブが必要以上につぶれることはなく、このためエ
ツジショートを生ずることがない。

（４）ボンディングツールの降下速度を従来の３倍程度
に高速化することができるので、ボンディングサイクル
タイムの高速化を可能とし、生産性を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための線図、第２図は
ボンディング装置の一例を示す側面図、第３図はその要
部の拡大正面図、第４図は他のボンディング装置の側面
図、第５図は従来のボンディングツールの降下速度と位
置との関係を示す線図、第６図はキャリアフィルムを使
用した半導体装置の製造例を示す説明図、第７図はその
Ａ−Ａ拡大断面図である。 １：キャリアフィルム、３ａ：インナーリード、６：半
導体素子、７：装置本体、８：ボンディングステージ、
９：ボンディングヘッド、ｌＯ：ボンディングツール、
１４：パルスモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ボンディングステージに載置した半導体素子上にキャリ
   アフィルムを位置させ、ボンディングツールを下降させ
   て前記半導体素子の電極に前記キャリアフィルムのイン
   ナーリードをボンディングする装置において、 前記ボンディングツールを高速度で下降させ、インナー
   リードに当る直前に該速度を０．１〜５．０ｃｍ／ｓｅ
   ｃまで急速に低下させるように前記ボンディングツール
   を駆動するモータを制御することを特徴とするインナー
   リードのボンディング方法。