JPH04320039A - 半導体素子の実装方法 - Google Patents
半導体素子の実装方法Info
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- H01L2224/75301—Bonding head
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の実装に際し
、半導体素子の電極とフィルムキャリアのリ−ドや配線
基板の電極とをボンディングする時使用するボンディン
グツ−ルに関する。
、半導体素子の電極とフィルムキャリアのリ−ドや配線
基板の電極とをボンディングする時使用するボンディン
グツ−ルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の実装方式はワイヤボ
ンディング方式に替わって、TAB方式やCOG方式が
注目されてきている。これらの方式では半導体素子の電
極とフィルムリ−ドや配線基板の電極とを、加圧や加熱
によって接合するものである。
ンディング方式に替わって、TAB方式やCOG方式が
注目されてきている。これらの方式では半導体素子の電
極とフィルムリ−ドや配線基板の電極とを、加圧や加熱
によって接合するものである。
【0003】これらの方式の一例としてTAB方式を以
下に説明する。図3にTAB方式の接合プロセスを示す
。(図3)(a)に示すように、まず半導体素子1のA
L電極上に形成された金属突起2とフィルムキャリアの
インナ−リ−ド3とを位置合わせする。金属突起2には
金が用いられ、これは半導体素子のAL電極上にバリヤ
メタルとしてクロム、金やチタン、パラジウム、金を蒸
着したのち電解めっきによって、10〜30μmの厚さ
に形成する。一方、フィルムキャリア100側はインナ
−リ−ド3に銅を用い、銅の表面には0.1〜0.7μ
m厚みのすず、もしくは金が形成されている。次に、(
b)に示すようにヒ−タ−4によって加熱されたボンデ
ィングツ−ル6によってインナ−リ−ド3と金属突起2
とを接合する。ボンディングツ−ル6はヒ−タ−4によ
って400〜500℃に設定され、加圧は1金属突起あ
たり60〜100gの荷重がかかる。ツ−ル材質は、一
般にはツ−ル基材としてモリブデン、SUS,インコネ
ルなどが使用され、ツ−ル底面部60には高耐熱性と高
平面度が要求されることからボロンナイトライド、焼結
ダイヤモンドが用いられている。この後(c)に示すよ
うにボンディングツ−ル6の加圧を解除することにより
リード3と突起2との接合が完了する。
下に説明する。図3にTAB方式の接合プロセスを示す
。(図3)(a)に示すように、まず半導体素子1のA
L電極上に形成された金属突起2とフィルムキャリアの
インナ−リ−ド3とを位置合わせする。金属突起2には
金が用いられ、これは半導体素子のAL電極上にバリヤ
メタルとしてクロム、金やチタン、パラジウム、金を蒸
着したのち電解めっきによって、10〜30μmの厚さ
に形成する。一方、フィルムキャリア100側はインナ
−リ−ド3に銅を用い、銅の表面には0.1〜0.7μ
m厚みのすず、もしくは金が形成されている。次に、(
b)に示すようにヒ−タ−4によって加熱されたボンデ
ィングツ−ル6によってインナ−リ−ド3と金属突起2
とを接合する。ボンディングツ−ル6はヒ−タ−4によ
って400〜500℃に設定され、加圧は1金属突起あ
たり60〜100gの荷重がかかる。ツ−ル材質は、一
般にはツ−ル基材としてモリブデン、SUS,インコネ
ルなどが使用され、ツ−ル底面部60には高耐熱性と高
平面度が要求されることからボロンナイトライド、焼結
ダイヤモンドが用いられている。この後(c)に示すよ
うにボンディングツ−ル6の加圧を解除することにより
リード3と突起2との接合が完了する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本方式による
加圧においては、(図4)に示すような問題点がある。 400〜500℃の高温に保たれたボンディングツ−ル
6で荷重を加えてインナ−リ−ド3と金属突起2を接合
する過程において、(図3)に示すようにボンディング
ツ−ルのシャフト61が加圧面より小さい構造では、加
わる荷重がシャフト61の直下一点より加わることにな
るため、(図4)に示すようにボンディングツ−ルの底
面部60である加圧面が変形してしまう。そのため、半
導体素子1のコ−ナ−と中央との接合部では、荷重fの
不均一が生じ、均一で安定した接合を得ることが不可能
となる。具体的には、ツ−ル6の基材がモリブデンでツ
−ル底面部60に焼結ダイやモンドを用いたボンディン
グツ−ルで10mm角の半導体素子をボンディングした
場合、半導体素子1の電極のコ−ナ−部と中央部とでは
2〜3μm程度の金属突起2の高さバラツキが生じた。 さらに、半導体素子のサイズが15mm角になった場合
はこの高さバラツキが3〜4μmになる。このため、コ
−ナ−部の電極では接合強度が著しく弱くなり、接合の
信頼性を低下させる原因となる。よって本発明は上記問
題点に鑑み、均一な接合荷重を加えることが可能なボン
ディングツ−ルを用いた方法を提供するものである。
加圧においては、(図4)に示すような問題点がある。 400〜500℃の高温に保たれたボンディングツ−ル
6で荷重を加えてインナ−リ−ド3と金属突起2を接合
する過程において、(図3)に示すようにボンディング
ツ−ルのシャフト61が加圧面より小さい構造では、加
わる荷重がシャフト61の直下一点より加わることにな
るため、(図4)に示すようにボンディングツ−ルの底
面部60である加圧面が変形してしまう。そのため、半
導体素子1のコ−ナ−と中央との接合部では、荷重fの
不均一が生じ、均一で安定した接合を得ることが不可能
となる。具体的には、ツ−ル6の基材がモリブデンでツ
−ル底面部60に焼結ダイやモンドを用いたボンディン
グツ−ルで10mm角の半導体素子をボンディングした
場合、半導体素子1の電極のコ−ナ−部と中央部とでは
2〜3μm程度の金属突起2の高さバラツキが生じた。 さらに、半導体素子のサイズが15mm角になった場合
はこの高さバラツキが3〜4μmになる。このため、コ
−ナ−部の電極では接合強度が著しく弱くなり、接合の
信頼性を低下させる原因となる。よって本発明は上記問
題点に鑑み、均一な接合荷重を加えることが可能なボン
ディングツ−ルを用いた方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明に用いるボンディングツ−ルは、シャフトの
断面積が加圧面の面積と同等もしくは、それ以上である
ことを備えたものである。
めに本発明に用いるボンディングツ−ルは、シャフトの
断面積が加圧面の面積と同等もしくは、それ以上である
ことを備えたものである。
【0006】本発明はこのボンディングツールを用いて
半導体素子の電極と外部電極とを接合する。
半導体素子の電極と外部電極とを接合する。
【0007】
【作用】本発明は上記した方法によって、ボンディング
ツ−ルに加える荷重が一点より加圧面に加わるのではな
く、加圧面全体に加わるために、ボンディング面に変形
を起こす事なくボンディングをすることが可能となる。
ツ−ルに加える荷重が一点より加圧面に加わるのではな
く、加圧面全体に加わるために、ボンディング面に変形
を起こす事なくボンディングをすることが可能となる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例のボンディングツ−ル
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【0009】(図1)は、本発明によるボンディングツ
−ルを用いた工程断面図を示すものである。(図1)に
おいて、1は半導体素子、2は金属突起、3はインナ−
リ−ド、4はヒ−タ−、5はボンディングツ−ルを示す
。
−ルを用いた工程断面図を示すものである。(図1)に
おいて、1は半導体素子、2は金属突起、3はインナ−
リ−ド、4はヒ−タ−、5はボンディングツ−ルを示す
。
【0010】以下、(図1)及び(図2)を用いてその
動作を説明する。まず(図1)の(a)において、半導
体素子1のAL電極上に形成された金属突起2とフィル
ムキャリア100のインナ−リ−ド3外部電極とを位置
合わせする。金属突起2には金が用いられ、これは半導
体素子のAL電極上にバリヤメタルとしてクロム、金や
チタン、パラジウム、金を蒸着したのち電解めっきによ
って、10〜30μmの厚さに形成する。一方、フィル
ムキャリア側はインナ−リ−ド3に銅を用い、銅の表面
には0.1〜0.7μm厚みのすず、もしくは金が形成
されている。次に、(b)に示すようにヒ−タ−4によ
って加熱されたボンディングツ−ル5によってインナ−
リ−ド3と金属突起2とを接合する。ボンディングツ−
ル5はヒ−タ−4によって400〜500℃に設定され
、加圧は1金属突起あたり60〜100gの荷重がかか
る。ツ−ル5の材質は、一般にはツ−ル基材としてモリ
ブデン、SUS,インコネルなどが使用され、ツ−ル底
面部50には高耐熱性と高平面度が要求されることから
ボロンナイトライド、焼結ダイヤモンドが用いられてい
る。この後(c)に示すようにボンディングツ−ル5の
加圧を解除することにより接合が完了する。
動作を説明する。まず(図1)の(a)において、半導
体素子1のAL電極上に形成された金属突起2とフィル
ムキャリア100のインナ−リ−ド3外部電極とを位置
合わせする。金属突起2には金が用いられ、これは半導
体素子のAL電極上にバリヤメタルとしてクロム、金や
チタン、パラジウム、金を蒸着したのち電解めっきによ
って、10〜30μmの厚さに形成する。一方、フィル
ムキャリア側はインナ−リ−ド3に銅を用い、銅の表面
には0.1〜0.7μm厚みのすず、もしくは金が形成
されている。次に、(b)に示すようにヒ−タ−4によ
って加熱されたボンディングツ−ル5によってインナ−
リ−ド3と金属突起2とを接合する。ボンディングツ−
ル5はヒ−タ−4によって400〜500℃に設定され
、加圧は1金属突起あたり60〜100gの荷重がかか
る。ツ−ル5の材質は、一般にはツ−ル基材としてモリ
ブデン、SUS,インコネルなどが使用され、ツ−ル底
面部50には高耐熱性と高平面度が要求されることから
ボロンナイトライド、焼結ダイヤモンドが用いられてい
る。この後(c)に示すようにボンディングツ−ル5の
加圧を解除することにより接合が完了する。
【0011】以上、(図1)(b)に示すようにボンデ
ィングツ−ルのシャフトの断面積を加圧面の面積と同等
にすることによって、(図2)に示すような効果がある
。ボンディングツ−ル5のシャフト51の断面積を加圧
面の面積と同等にすると、加えるべき荷重が(図4)に
示すようにシャフトの直下一点より加わるのではなく、
加圧面全体に均一に加わる。よってボンディング荷重に
よって加圧面が変形することなく加圧することができる
。したがって、図2に示すように、リード3と金属突起
2との接合を半導体素子1上全体で均一に行うことが可
能となる。
ィングツ−ルのシャフトの断面積を加圧面の面積と同等
にすることによって、(図2)に示すような効果がある
。ボンディングツ−ル5のシャフト51の断面積を加圧
面の面積と同等にすると、加えるべき荷重が(図4)に
示すようにシャフトの直下一点より加わるのではなく、
加圧面全体に均一に加わる。よってボンディング荷重に
よって加圧面が変形することなく加圧することができる
。したがって、図2に示すように、リード3と金属突起
2との接合を半導体素子1上全体で均一に行うことが可
能となる。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明は、ボンディングツ
−ルのシャフトの断面積を加圧面の面積と同等もしくは
それ以上にすることによって、以下に示すような効果が
ある (1) 加える荷重を加圧面全体に均等にかけること
ができるため、加圧面を変形させることなくボンディン
グできる。このため、大型の半導体素子、とくに10m
m角以上のチップをボンディングする際に、コ−ナ−部
の電極と辺の中央部の電極とに荷重の不均一性が生じ、
コ−ナ−部の電極で接合不良を起こすという問題を解決
することができる。これにより大型の半導体素子の接合
不良を改善でき、大幅にその信頼性を向上させることが
できた。
−ルのシャフトの断面積を加圧面の面積と同等もしくは
それ以上にすることによって、以下に示すような効果が
ある (1) 加える荷重を加圧面全体に均等にかけること
ができるため、加圧面を変形させることなくボンディン
グできる。このため、大型の半導体素子、とくに10m
m角以上のチップをボンディングする際に、コ−ナ−部
の電極と辺の中央部の電極とに荷重の不均一性が生じ、
コ−ナ−部の電極で接合不良を起こすという問題を解決
することができる。これにより大型の半導体素子の接合
不良を改善でき、大幅にその信頼性を向上させることが
できた。
【0013】(2) また、シャフトと加圧面のサイ
ズを同サイズにすることによって、シャフトと加圧面の
直交度において、寸法精度を向上させることが容易とな
り、さらに加圧面の面精度をあげることができる。これ
により、大型の半導体素子をボンディング精度および信
頼性高く接合することができる。
ズを同サイズにすることによって、シャフトと加圧面の
直交度において、寸法精度を向上させることが容易とな
り、さらに加圧面の面精度をあげることができる。これ
により、大型の半導体素子をボンディング精度および信
頼性高く接合することができる。
【図1】本発明によるボンディングツ−ルを用いた一実
施例における工程断面図である。
施例における工程断面図である。
【図2】同実施例における詳細説明のための工程断面図
である。
である。
【図3】従来技術の工程断面図である。
【図4】従来技術の詳細説明のための工程断面図である
。
。
1 半導体素子
2 金属突起
3 インナ−リ−ド
4 ヒ−タ−
5、6 ボンディングツ−ル
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体素子の電極と外部電極とをボン
ディングツ−ルにて接合するに際し、前記ボンディング
ツールとしてシャフトの断面積が加圧面の面積と同等も
しくは、それ以上であることを特徴とした半導体素子の
実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3086963A JPH04320039A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体素子の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3086963A JPH04320039A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体素子の実装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04320039A true JPH04320039A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13901530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3086963A Pending JPH04320039A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 半導体素子の実装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04320039A (ja) |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3086963A patent/JPH04320039A/ja active Pending
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