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JP2576796B2 - Tabインナーリードの接合方法 - Google Patents
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JP2576796B2 - Tabインナーリードの接合方法 - Google Patents

Tabインナーリードの接合方法

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JP2576796B2
JP2576796B2 JP6225130A JP22513094A JP2576796B2 JP 2576796 B2 JP2576796 B2 JP 2576796B2 JP 6225130 A JP6225130 A JP 6225130A JP 22513094 A JP22513094 A JP 22513094A JP 2576796 B2 JP2576796 B2 JP 2576796B2
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tab
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/701Tape-automated bond [TAB] connectors

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

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)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ためのボンディング方法およ
びTABテープに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、TABテープは図3に示すよう
に、ポリイミド製の長尺のテープキャリア1上に半導体
素子を搭載するデバイスホール6と、Cu配線電極を保
持するサポートリング4とが形成されている。テープキ
ャリア1の幅方法の両端には、あらかじめテープ位置決
め用と搬送用に等ピッチ間隔に規格化されたスプロケッ
トホール5がプレス加工により形成されている。サポー
トリング4には、デバイスホール6の内側に突出したイ
ンナーリード2と、外側にTABテープを実装する基板
との電気的接続のためのアウターリード7とが形成され
ている。インナーリードおよびアウターリードを含む全
てのCu配線電極には、電解メッキあるいは無電解メッ
キにより厚さ0.5〜1μmのAuかSnが施されてい
る。
【0003】図4は、図3に示したTABテープにおけ
る従来のインナーリードの接続方法を示す概略図であ
る。TABテープのインナーリード2と半導体素子21
のAl電極部とを逐次方式で接合するシングルポイント
ボンディング方式では、半導体素子21のAl電極部ま
たはTABテープのインナーリード2の先端部のいずれ
か一方にバンプ8となる突起を形成した後、バンプ8を
介してボンディングツール32によって超音波と熱を併
用した方法で接合を行っている。このとき、接合部には
荷重100gf,超音波出力150mWが印加され、半
導体素子21は加熱ステージにより250°C程度に加
熱されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】超音波併用熱圧着によ
るシングルポイントボンディング方法で安定した接合強
度を得るには、超音波振動によりインナーリード表面の
Snメッキ層に存在するSnの自然酸化膜を十分に破壊
し、加熱ステージによる熱エネルギーによりインナーリ
ード表面のSnとバンプのAuとの十分な合金層を形成
することが条件となる。ここで、インナーリードの端部
が並ぶ辺を、図4に示すように、テープキャリア1の長
手方向に直角な辺を第1辺H1,第2辺H2とし、テー
プキャリア1の長手方向に平行な辺を第3辺,第4辺と
した場合に、超音波ホーン31に印加される超音波の振
動方向33は、第3辺H3,第4辺H4に対してはイン
ナーリード2の長手方向に対して平行であり、第1辺H
1,第2辺H2に対してはインナーリード2の長手方向
に直交する方向である。
【0005】第1辺H1,第2辺H2のように超音波振
動33がインナーリード2の長手方向に対して直交する
方向に印加された場合には、超音波振動33によりイン
ナーリード2が動き易く、接合界面に超音波振動33を
十分伝達することができず、Sn酸化膜を破壊できな
い。このため、第1辺H1,第2辺H2の接合強度は、
第3辺H3,第4辺H4に比べて低下するという問題が
あった。
【0006】さらに、接合強度のバラツキを低減するた
めに超音波出力を高くした場合には、インナーリードの
位置ズレが増大し、隣接するインナーリードと接触する
虞れがあり、狭ピッチ化の妨げになる問題があった。
【0007】また、リードピッチが100μm以下で
は、リード幅が50μm以下と細くなりリード剛性が小
さくなるために、TABテープ製作時にリードの垂れ下
がりや、リード曲がりが発生し、歩留り低下の原因とな
っていた。
【0008】本発明の目的は、このような問題を解決
し、接合強度にばらつきの無い安定した接合を実現し、
狭ピッチ化が可能なTABインナーリードの接合方法お
よびTABテープを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明で使用するTAB
テープは、半導体素子を実装するサポートリングの内側
に配線電極が突出したインナーリードを有するTABテ
ープであって、前記インナーリードの先端を保持するベ
ースフィルムを備えることを特徴とする。
【0010】本発明は、上記のTABテープのインナー
リードと半導体素子の電極を接合する方法であって、前
記インナーリードと前記半導体素子の電極の位置合わせ
を行い、クランパにより前記インナーリード先端上部を
押圧し、ボンディングツールにより、前記インナーリー
ドと前記電極との間の接合を順次行うことを特徴とす
る。
【0011】
【作用】本発明で使用するTABテープは、インナーリ
ードの先端に設けられたリード保持フィルムによりTA
Bテープ製作時、特にインナーリードのエッチング時に
発生するリードの垂れ下がりや、リード曲がりによるピ
ッチズレを防止し、TABテープの歩留りが向上し、狭
ピッチ化が可能となった。
【0012】また、本発明の接合方法では、クランパで
インナーリードを抑えることで超音波振動によるリード
の位置ズレを防止することができ、狭ピッチのリード接
合が可能となった。さらに、効率よく接合界面に超音波
振動が伝達するために低出力の超音波出力で接合でき、
半導体素子への接合ストレスが低減し、信頼性の高い接
合が可能となった。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0014】図1は、本発明で使用するTABテープの
一例を示す概略図である。本発明のTABテープは、図
1に示すように、例えば厚さ100〜125μm,幅が
35mmのポリイミド製の長尺のテープキャリア1上
に、半導体素子を搭載するデバイスホール6と、例えば
厚さ35μmのCu配線電極を保持するサポートリング
4とが形成されている。テープキャリア1の幅方向の両
側には、あらかじめテープ位置決め用と搬送用に、等ピ
ッチ間隔に規格化されたスプロケットホール5がプレス
加工により形成されている。
【0015】サポートリング4の外側には、TABテー
プを実装する基板との電気的接続のための、例えば幅が
100μm,配列ピッチが200μmのアウターリード
7が形成されている。サポートリング4の内側には、デ
バイスホール6側に突出した、例えば幅が60μm,配
列ピッチが100μmのインナーリード2が形成されて
いる。インナーリード2の補強とボンディング時の超音
波振動によるリード位置ズレを防止するために、インナ
ーリード2の先端部に、先端部を下側から保持する例え
ばテープキャリア1と同材質のポリイミド製のリード保
持フィルム3が形成されている。
【0016】インナーリードおよびアウターリードを含
む全てのCu配線電極には、無電解メッキにより例えば
厚さ0.5μmのSnメッキが施されている。TABテ
ープの歩留りは、リード保持フィルム3を設けること
で、リード配列ピッチ100μm以下のTABテープで
98%以上に高い歩留りであった。
【0017】次に、図1のTABテープにおけるインナ
ーリードのボンディング方法を説明する。
【0018】図2は本発明のインナーリードのボンディ
ング方法を示す概略図である。図2に示すように、半導
体素子21のAl電極22上には、電解メッキにより、
例えば高さ20μm,直径50μmのAu製のバンプ8
が形成されている。
【0019】まず、10mm角の半導体素子21のバン
プ8とインナーリード2との位置合わせを行った後、ク
ランパ23でインナーリード2先端部上を、例えば20
0gf/1リードで加圧する。
【0020】次に、超音波ホーン31が下降し、ボンデ
ィングツール32がインナーリード2に押し込まれ、イ
ンナーリード2と半導体素子21のバンプ8が接触す
る。さらに、超音波ホーン31の方向に平行に超音波振
動33を印加し、半導体素子21の加熱温度280°C
の下でインナーリード2とバンプ8との接合を行う。接
合の際には、ボンディングツール32に接合荷重をF=
60gf印加した状態で、超音波出力100mW(振幅
幅0.2μm)を印加する。
【0021】以上の操作を、全インナーリード2に行い
バンプ8との接合を行った。その後、接合強度の測定、
インナーリード2とバンプ8との位置ズレ量を観察し、
Al電極22面下のクラック発生の有無を観察した。そ
の結果、プル強度は、全ての辺で平均30gf/リード
(δ=5)であり、バラツキの小さい実用上十分な強度
で接合できた。しかもインナーリード2とAl電極22
との位置ズレ量は、10μm以下であり、従来の接合方
法に比べ約半分に減少することができた。さらに、Al
電極22面下にはクラックの発生が無いことを確認し
た。
【0022】また、外形寸法が15mm角で電極配列ピ
ッチ80μmの半導体素子のインナーリード接合におい
て、本発明のTABテープおよび接合方法を用いること
により、信頼性の高い安定した接合強度が得られ、かつ
インナーリードの位置ズレ量10μm以下の高精度な接
合を行うことができ、大型チップおよび狭ピッチ化TA
B実装が可能となる。
【0023】さらに、インナーリード接合後、環境試験
として温湿度サイクル試験(MIL−STD−883B
の試験方法に準ずる)を行った。環境条件は、温度が2
5±2°C〜65±2°C、湿度が90〜98%、サイ
クル数が10サイクル(24Hr/サイクル)で行っ
た。温湿度試験後のプル強度試験によれば、強度の低下
は生じなかった。
【0024】なお、本発明は、従来の超音波併用の熱圧
着に比べ超音波出力を低出力にすることができるため、
半導体素子に与える機械的ストレスが低減し、バンプを
介さずにインナーリードとAl電極を直接接合するバン
プレス接合にも効果があることが確認されている。
【0025】
【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、リード保持フィルム
により接合強度のバラツキが小さい安定した接合を実現
することができ、超音波振動によるインナーリードと半
導体素子の電極との位置ズレを最小限に抑え、大型チッ
プおよび狭ピッチTAB実装を実現できるという効果が
ある。
【0026】さらに、超音波振動の伝達効率が向上し低
出力で接合が可能となり、半導体素子の電極面下にクラ
ックの損傷を生じることなく、しかも十分な強度で半導
体素子のバンプとインナーリードとを信頼性高く接合で
きる効果がある。
【0027】また、インナーリードの先端に設けられた
リード保持フィルムにより、リードの垂れ下がりやリー
ド曲がりによるピッチズレを防止し、TABテープの歩
留りの向上が可能となり、低コスト化が実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のTABテープを示す概略図である。
【図2】本発明のインナーリードの接合方法を示す概略
図である。
【図3】従来のTABテープを示す概略図である。
【図4】従来のバンプを用いたTABインナーリードの
ボンディング方法を示す概略図である。
【符号の説明】
1 テープキャリア 2 インナーリード 3 リード保持フィルム 4 サポートリング 5 スプロケットホール 6 デバイスホール 7 アウターリード 8 バンプ 21 半導体素子 22 Al電極 23 クランパ 31 超音波ホーン 32 ボンディングツール 33 超音波振動方向 H1 第1辺 H2 第2辺 H3 第3辺 H4 第4辺

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子を実装するサポートリングの内
    側に配線電極が突出したインナーリードを有するTAB
    テープであって、前記インナーリードの先端を保持する
    ベースフィルムを備えるTABテープのインナーリード
    と半導体素子の電極を接合する方法であって、前記イン
    ナーリードと前記半導体素子の電極の位置合わせを行
    い、クランパにより前記インナーリード先端上部を押圧
    し、ボンディングツールにより、前記インナーリードと
    前記電極との間の接合を順次行うことを特徴とするTA
    Bインナーリードの接合方法。
  2. 【請求項2】 前記電極の上部には、バンプが形成されて
    おり、バンプを介して前記インナーリードと前記電極と
    を接合することを特徴とする請求項1記載のTABイン
    ナーリードの接合方法。
  3. 【請求項3】 前記ベースフィルムは、前記インナーリー
    ドの先端を、下側から保持することを特徴とする請求項
    1記載のTABインナーリードの接合方法。
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