JP2773576B2 - Design support system for semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Design support system for semiconductor device manufacturing methodInfo
- Publication number
- JP2773576B2 JP2773576B2 JP4259195A JP25919592A JP2773576B2 JP 2773576 B2 JP2773576 B2 JP 2773576B2 JP 4259195 A JP4259195 A JP 4259195A JP 25919592 A JP25919592 A JP 25919592A JP 2773576 B2 JP2773576 B2 JP 2773576B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- press
- deformation
- sample
- analysis
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 66
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 41
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 40
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 21
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法の
設計支援システムに関し、特に圧着接合技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a design support system for a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a pressure bonding technique.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、Tape Automated
Bonding(TAB)の設計・製造は次の様に行わ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, Tape Automated
Bonding (TAB) is designed and manufactured as follows.
【0003】スプロケットホールを持ったポリイミドテ
ープに銅箔をラミネートし、これにボンディングワイヤ
に相当するリードパターンをフォトエッチングにより形
成した後、金・錫又は半田めっきしたTABテープと、
外部引き出し用電極パッド上に突起型電極(以下バン
プ)を形成した半導体素子を準備し、このバンプにTA
Bテープのリードを重ね合わせ過去の実績に基づく所要
の加圧力・加熱温度及びそれぞれの作用時間さらに圧下
による押し込み量(以下、圧下量)等を製造装置にセッ
トし、ボンディングを行っていた。そして、接合性を判
断するためにテンションゲージによる引張り試験や顕微
鏡による外観検査にてバンプ及びリードの最終変形量を
測定し確認する方法そして温度サイクルテストなどの信
頼性加速試験によってバンプ・リードの構造・寸法や製
造プロセスの設計の良・否判定を行う方法を用いてい
た。また、過去の実績からの類推が困難な新規の製品に
ついては、有限要素法などに代表される機械・構造・材
料加工などの分野に適用されている計算力学的手法に基
づくシミュレーション等によって応力解析・熱解析など
を行って、バンプの構造やフィルムキャリアテープの構
造,材料特性,加工動力の設計などの参考にしていた。[0003] A copper tape is laminated on a polyimide tape having sprocket holes, and a lead pattern corresponding to a bonding wire is formed on the polyimide tape by photo-etching.
A semiconductor device having a protruding electrode (hereinafter referred to as a bump) formed on an external lead electrode pad is prepared.
The lead of the B tape was superimposed, the required pressing force and heating temperature based on the past results, the respective operation times, and the amount of press-down (hereinafter, the amount of reduction) due to the reduction were set in the manufacturing apparatus, and bonding was performed. Then, to determine the bondability, a method of measuring and confirming the final deformation of the bumps and leads by a tension test with a tension gauge and a visual inspection with a microscope, and a bump / lead structure by accelerated reliability tests such as a temperature cycle test -The method of judging the quality of the design of the dimensions and the manufacturing process was used. For new products that are difficult to infer from past performance, stress analysis is performed by simulations based on computational dynamics methods applied to fields such as mechanical, structural, and material processing represented by the finite element method.・ We performed thermal analysis and used it as a reference for designing the structure of bumps, the structure of film carrier tapes, material properties, and processing power.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置及びその製造方法の設計手法では、実製品または、
それに近い形態の試作品を用いた全製造プロセスを経た
後の信頼性評価試験等によってその設計の良否を判断せ
ねばならない故、設計指針へのフィードバックが受身的
にならざるを得ず、同時に、資材の手配・購入から製品
の試作投入,評価用サンプルの作成までに要する時間
(Turn Around Time:以下TAT)が
長くかかる上、試作コストもかかり、その評価結果も良
・不良の判定結果としてしか得られず、そのため、どの
ような改善設計を行えばよいか、その設計手法や改善部
分に関する具体的な情報など理論的・定性的かつ定量的
な設計指針を得ることは困難であった。In the above-described conventional semiconductor device and the design method of the method of manufacturing the same, the actual product or
Since it is necessary to judge the quality of the design by reliability evaluation tests etc. after undergoing the entire manufacturing process using prototypes of a form similar to that, feedback to the design guidelines must be passive, at the same time, It takes a long time (Turn Around Time: TAT) from arranging and purchasing materials to producing prototypes of products and creating samples for evaluation, as well as costs for trial production, and the evaluation results are only good or bad. Therefore, it was difficult to obtain a theoretical, qualitative and quantitative design guideline such as what kind of improvement design should be performed, specific information on the design method and the improvement part.
【0005】また、熟練技術者による試行錯誤の末、よ
うやく最適化された結果を得ても、その過程を体系化す
るために必要な方法論もなく、さらにその設計のための
支援ツールも存在していなかった。[0005] Further, even after an optimized result is finally obtained after a trial and error by a skilled engineer, there is no methodology necessary for systematizing the process, and there are support tools for the design. I didn't.
【0006】さらに述べると、不良の判定を得た後、設
計者は過去の幾ばくかの実績の中からその類推によって
改善を試みなければならず、半導体装置の設計変更が必
要か、製造プロセスの設計変更が必要か、あるいは、材
料の変更か、等々を苦慮せねばならなかった。More specifically, after obtaining a defect determination, the designer must try to make an improvement by analogy from some past results, and it is necessary to change the design of the semiconductor device, We had to worry about design changes, material changes, and so on.
【0007】設計変更を行うと再び始めから評価のやり
直しとなり前述した実製品を用いた評価のくり返しを行
うことになる。材料変更などに関して言えば、材料メー
カーが用意する材料の中から選び出すという設計指向に
そぐわないこととなり、それらを評価する時には、一律
に用意されたすべての材料に対して評価しなければなら
ない状況にあった。つまり、幾ばくかの過去の実績を頼
りに、多大な工数と人手と時間と費用を費やさざるを得
ない設計環境にあったのである。[0007] When the design is changed, the evaluation is restarted from the beginning, and the evaluation using the actual product described above is repeated. Speaking of material changes, it is not in line with the design orientation of selecting from materials prepared by material manufacturers, and when evaluating them, it is necessary to evaluate all prepared materials uniformly. Was. In other words, the design environment had to spend a lot of man-hours, manpower, time and money, relying on some past achievements.
【0008】また、最近では、半導体の分野にも他の産
業分野で研究開発されて普及してきている機械設計・構
造設計・材料加工プロセス設計のシミュレーションツー
ルやCADシステムなどを流用して、例えばTABに関
しては、加圧時の応力分布や加熱時の温度分布・熱流束
・熱応力などを有限要素法(以下、FEM)による数値
計算で求めて、その結果を参考に設計を行っている例が
見受けられるようになった。これらのシミュレーション
ツールとしては、汎用構造解析プログラム「ABAQU
S」(塑性と加工、Vol.31,No,350,19
90−3,pp.347〜349)あるいは、鍛造3次
元シミュレーション「FORGE3」(塑性と加工Vo
l.31,No.350,1990−3,pp.292
〜297)あるいは「MARC」(同上、pp.350
〜353)など多数挙げられ、これらを適用して設計の
指針を得ようと努力が払われている。ところが、TAB
のボンディング過程のように、対象が極めて小さなスケ
ールであり、非定常の変形過程(Metal flo
w)を伴いながらかつ接合面や工具面の接触条件・境界
条件が時系列に変化しつつ接合されていく過程を3次元
で記述し得る生産技術上有用なシミュレーションツール
は未だ存在しない。この分野の研究は、変形挙動と接合
の過程を結びつける必要があり、力学的・応用数学的問
題の他に接触問題や物質の変形機構の問題など物理的・
金相学(Metallurgy)的な多くの問題も含ん
でいるため、それらを解決すべく研究が続けられている
のが現状であって、変形挙動の解析だけを取って見ても
解析対象や目的に応じて独自の巧妙な過程や制限を設け
たり、解析手法を選択・複合化したりしているのが実情
である。従って、現実を実現しうる完全解やそれに近い
近似解を得る解析手法を広く享受できるのは、当分先の
こととなると予想されている(塑性と加工,Vol.3
1,No.350,p.p282〜283及びpp.2
84〜291及びpp.292〜297)。Recently, simulation tools and CAD systems for mechanical design, structural design, material processing process design and the like, which have been researched and developed in the field of semiconductors and other industrial fields, have been diverted to, for example, TAB. Regarding, there is an example in which the stress distribution at the time of pressurization, the temperature distribution at the time of heating, heat flux, thermal stress, etc. are obtained by numerical calculation by the finite element method (hereinafter, FEM), and the design is performed with reference to the results Now you can see it. These simulation tools include the general-purpose structural analysis program “ABAQUA
S "(plasticity and processing, Vol. 31, No. 350, 19)
90-3, pp. 347-349) or forging three-dimensional simulation “FORGE3” (plasticity and processing Vo)
l. 31, No. 350,1990-3, pp. 292
297) or “MARC” (ibid., Pp. 350)
To 353), and efforts are being made to apply these to obtain design guidelines. However, TAB
As in the case of the bonding process of (1), the target is an extremely small scale, and the unsteady deformation process (Metal flo
There is no simulation tool useful in production technology that can describe a process of joining in a three-dimensional manner with w) and with the contact conditions and boundary conditions of the joining surface and the tool surface changing in time series. In this field of research, it is necessary to link the deformation behavior to the joining process, and in addition to mechanical and applied mathematical problems, physical and applied problems such as contact problems and material deformation mechanisms.
Since it also includes many problems related to metallurgy, research is ongoing to solve them, and even if only analysis of deformation behavior is taken, it can be determined according to the analysis target and purpose. In fact, they have set their own subtle processes and restrictions, and selected and combined analysis methods. Therefore, it is expected that an analysis method for obtaining a complete solution that can realize the reality or an approximate solution close thereto will be widely available for a while (Plasticity and Processing, Vol. 3).
1, No. 350, p. p282-283 and pp. 2
84-291 and pp. 292-297).
【0009】さらに進歩著しいハードウェアの面から見
ても、高速演算の行えるスーパーコンピュータは未だリ
ソースとしては貴重であると同時にFEM解析に限って
は、汎用大型機の数倍程度までしか計算時間を短縮でき
ないとの報告(塑性と加工,Vol.31,No.35
0,(1990−3)p.296)もあり、CPUコス
トも高いこともあって、計算コストを下げる効果はそれ
ほど著しく期待できない恐れもある。また、周辺装置の
出力時間(画像処理)に24時間以上かかる場合もある
など実用性の面で問題がある。また、Engineer
ing Work Station(以下EWS)も従
来のミニコンピュータ並みの演算速度を持つようになっ
たが、数千点レベルを節点を持つ三次元解析を数分〜数
十分間で解くことは困難であるとの報告もある(塑性と
加工,Vol.37,No.350,(1990−
3),p.296)。従って、生産技術者にとっては、
実用に十分耐え得る低コストの設計支援システムの出現
が待たれていたという経緯もあった。[0009] Even from the viewpoint of hardware, which has been making remarkable progress, a supercomputer capable of high-speed operation is still a valuable resource, and at the same time, the calculation time for FEM analysis is only several times that of a general-purpose large-sized machine. Report that it cannot be shortened (plasticity and processing, Vol. 31, No. 35)
0, (1990-3) p. 296), and the effect of lowering the calculation cost may not be so remarkably expected because of the high CPU cost. In addition, there is a problem in practicality that the output time (image processing) of the peripheral device may take 24 hours or more. Also, Engineer
The ing Work Station (hereinafter referred to as EWS) also has a calculation speed comparable to that of a conventional minicomputer, but it is difficult to solve a three-dimensional analysis having nodes at several thousand points in minutes to tens of minutes. (Plasticity and Processing, Vol. 37, No. 350, (1990-
3), p. 296). Therefore, for production engineers,
There was also the background that the emergence of a low-cost design support system that could withstand practical use was awaited.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法の設計支援システムは、 A:シリンダ・ピストン機構又は速度制御可能なサーボ
機構等が付加されたラック・ピニオンなどの歯車等によ
る動力伝達機構か又は、送りねじ機構等によるプレス機
構部と、 B:プレス機構部の駆動動力の大きさやプレス時のスピ
ードを制御するプレス制御部と、 C:プレス機構部に付加される加速度計,ロードセル,
変位計等のプレス過程に伴う諸力学量,幾何学量を計測
するプレスセンサー部と、 D:やはりプレス機構部の一部に付加される半導体製造
装置のボンディングツールに相当する上型ポンチの圧着
面に平坦又は凹凸またはテーパー等の加工が施された上
型ポンチ部と、 E:上型ポンチのプレス量を任意に変えられるストッパ
部と、 F:上型ポンチがプレス過程によって圧下・変形を与え
る、バンプとフィルムキャリアテープのリードを模して
拡大して作られたその任意断面に格子線が描かれた変形
モデル材料によるサンプルと、 G:モデル材料によるサンプルを支持し、上型ポンチに
てサンプルをプレスした時のそのサンプルの底面に発生
する面圧分布を検知する受圧センサーが格子点状に展開
されているか又は、ある直線上に一次元配列されている
受圧センサー板と、 H:受圧センサー板が組み込まれていて、上型ポンチが
鉛直下方にプレスするようにガイド棒を設けたステージ
部と、 I:プレスセンサー部及び受圧センサー板より出力され
る過渡現象下の各電圧変化を実時間で読み取り記憶保持
する計装部と、 J:計装部を制御し、プレス過程の過渡現象を示す電圧
変化を実際の諸力学量及び幾何学量に校正し、併せてそ
の校正後のデータをフロッピディスク等の周辺装置上へ
保存しディスプレイ画面上あるいはプリンタ上へグラフ
化してグラフィック出力を行わせて、定量的にプレス特
性を再現・編集する一連の諸手続き及びその手続きが内
外の記憶装置部等に組み込まれていて、その手続きが管
理実行されるパーソナルコンピュータ等の中央処理装置
部と、 K:やはり中央処理装置部にて実行される、プレス特性
をディスプレイ画面上で対話式に任意に設計し、プレス
制御部へその情報を転送する一連の諸手続き手段と、 L:モデル材料のサンプルの断面にあらかじめ描かれて
いた格子線のプレス前のパターン及び任意の各プレス段
階における該格子線のパターンを写しとったコピー写真
手段と、 M:格子線のパターンをコピー写真手段からx−y直交
座標系の座標値として読みとるイメージスキャナ等の画
像取込み装置もしくはデジタイザ等のポインティングデ
バイスと、 N:画像取込み装置又はポインティングデバイスを制御
し、格子線の格子点の各座標値のデータから、格子線解
析法による非定常変形解析を行う数値解析プログラムと
を備えている。SUMMARY OF THE INVENTION A design support system for a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the following: A: Power by a gear such as a rack and pinion to which a cylinder / piston mechanism or a speed-controllable servo mechanism is added. A press mechanism unit such as a transmission mechanism or a feed screw mechanism; B: a press control unit for controlling the magnitude of driving power of the press mechanism unit and a pressing speed; C: an accelerometer added to the press mechanism unit; Load cell,
A press sensor unit for measuring various mechanical and geometrical quantities associated with a pressing process such as a displacement gauge; and D: crimping of an upper die punch corresponding to a bonding tool of a semiconductor manufacturing apparatus which is also added to a part of the press mechanism. An upper punch having a flat, uneven or tapered surface, E: a stopper that can arbitrarily change the pressing amount of the upper punch, and F: an upper punch is pressed and deformed by a pressing process. Giving a sample made of a deformed model material in which a lattice line is drawn on an arbitrary cross section that is made by imitating a bump and a lead of a film carrier tape, and G: supporting the sample made of the model material and forming an upper punch. The pressure receiving sensor that detects the surface pressure distribution generated on the bottom surface of the sample when the sample is pressed is deployed in a lattice point or is arranged one-dimensionally on a straight line. And H: a stage in which the pressure receiving sensor plate is incorporated and a guide bar is provided so that the upper die presses vertically downward; I: output from the press sensor portion and the pressure receiving sensor plate An instrumentation unit that reads and stores in real time each voltage change under a transient phenomenon that is performed, and J: controls the instrumentation unit and converts the voltage change that indicates a transient phenomenon in the pressing process into actual mechanical quantities and geometric quantities. A series of data that has been calibrated and stored on a peripheral device such as a floppy disk, graphed on a display screen or a printer, and graphically output to quantitatively reproduce and edit press characteristics. And a central processing unit such as a personal computer in which the procedures are incorporated in internal and external storage units and the like are managed and executed. A series of various procedure means for interactively designing the press characteristics interactively on the display screen and transmitting the information to the press control unit, which is executed in the central processing unit; Copy photographic means in which the pre-pressed pattern of the grid lines and the pattern of the grid lines in any pressing step are copied; and M: the grid line pattern is copied from the copy photographic means to the xy orthogonal coordinate system. N: controlling the image capturing device or the pointing device such as an image scanner or a digitizer which reads as coordinate values of the image scanner; and N: controlling the image capturing device or the pointing device by using a grid line analysis method from data of each coordinate value of a grid point of a grid line. A numerical analysis program for performing an unsteady deformation analysis.
【0011】[0011]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明をす
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0012】図1は本発明の第1の実施例の全システム
構成図である。FIG. 1 is an overall system configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【0013】アクチュエータとして空気アクチュエータ
を用い、シリンダ11,ピストン12,上型ポンチ13
からなるプレス機構部10を構成している。このプレス
機構部10は、配管を通して電磁弁51,空気圧をデジ
タル表示するゲージ52を持つ電空レギュレータ53に
つながっており、所要の設定圧力によって高圧空気をシ
リンダ11内に送れるようになっている。また、電空レ
ギュレータ53の空気圧は、プレス制御用コントローラ
54より圧力設定信号が送られ電圧制御によって同レギ
ュレータのバルブコントロールを行うことで任意に設定
できる。同時に、プレススタート信号がコントローラ5
4から発せられるとゲート回路がONとなり、電磁弁5
1の弁を開放する。図14に空気アクチュエータを用い
た場合の、詳細な配管図を示してある。An air actuator is used as an actuator, and a cylinder 11, a piston 12, an upper punch 13
The press mechanism unit 10 is constituted. The press mechanism 10 is connected through a pipe to an electromagnetic valve 51 and an electropneumatic regulator 53 having a gauge 52 for digitally displaying air pressure, so that high-pressure air can be sent into the cylinder 11 at a required set pressure. The air pressure of the electropneumatic regulator 53 can be arbitrarily set by transmitting a pressure setting signal from the press control controller 54 and performing valve control of the regulator by voltage control. At the same time, the press start signal is
4, the gate circuit is turned on, and the solenoid valve 5
Open the 1 valve. FIG. 14 shows a detailed piping diagram when an air actuator is used.
【0014】電磁弁51が開放されてピストン12,上
型ポンチ13が下降を開始すると、変位計21が出力を
開始し、これをトリガーとして全計測が開始される。ま
ず、変位計21の電圧出力が上型ポンチ13の位置変化
(運動)としてアンプ61を通して計装系62にプレス
過程の全工程に亘って記録される。同時にロードセル2
2が上型ポンチ13の全圧下力(電圧出力)をやはり過
渡現象としてアンプ61を通して計装系62にプレス過
程の全工程に亘って記録される。また、この過程中、バ
ンプモデルサンプル32の底面に発生している面圧分布
を受圧センサ板41が検知し、これもまた電圧出力とし
てアンプ61を通して計装系62に記録される。When the solenoid valve 51 is opened and the piston 12 and the upper punch 13 start to descend, the displacement meter 21 starts to output, and this is used as a trigger to start all measurements. First, the voltage output of the displacement meter 21 is recorded as a position change (movement) of the upper die 13 through the amplifier 61 into the instrumentation system 62 over the entire pressing process. Load cell 2 at the same time
2 records the total pressure drop (voltage output) of the upper die 13 as a transient phenomenon in the instrumentation system 62 through the amplifier 61 over the entire pressing process. Also, during this process, the pressure receiving sensor plate 41 detects the surface pressure distribution generated on the bottom surface of the bump model sample 32, and this is also recorded as a voltage output through the amplifier 61 in the instrumentation system 62.
【0015】尚、上述した中に現われたバンプモデルサ
ンプル32は、リードモデルサンプル31と共に、変形
モデル材料によって形成されたところの図4,図5に示
した半導体装置のフィルムキャリアテープのリード3と
バンプ4を拡大し、模して作成したモデル材料サンプル
30であって、実製品では、微小構造寸法であるため、
変形・接合の非定常過程が視認できず、接合部内部の詳
細かつ直接的なひずみ解析が行えない理由により同サン
プルを用いているのであり、この点についても本発明に
おける従来の設計手法と異なる優位性を有する部分であ
る。同サンプル作成の詳細な説明は後述する。このよう
に、プレス機構部10によって圧下・変形がモデル材料
サンプル30に対して加えられる過程は、プレスセンサ
部20,ステージ部40の受圧センサ板41,計装部6
0,及び中央処理装置部70のコンピュータ71と計測
・制御・処理プログラム90,フロッピーディスク装置
72が組み合わせられて一連の動作・処理を受け持つこ
とで進められる。同過程中に、計測された変位・荷重
(全圧下力),面圧分布を示す各電圧変化は、電圧出力
−時間曲線としてコンピュータ71のグラフィックディ
スプレイ上あるいは、x−yプロッタ74などの周辺装
置等へグラフ化された状態でリアルタイムに表示され
る。上記実験結果は実験後、何度でも再現可能である。
さらに同結果は、コンピュータ71上にて、計測・制御
・処理プログラム90を用いて、対話形式で前述した各
電圧出力−時間曲線から諸力学量・幾何学量に校正され
る。すなわち半導体装置のボンディング過程を表わすも
のに相当するプレス荷重−時間曲線,変位(圧下量)−
時間曲線及び実製品の製造過程では検知不可能な半導体
装置のバンプ4下に発生する面圧分布、つまりバンプモ
デルサンプル32の底面に発生する面圧分布−時間曲線
として知ることができる。さらに必要ならば上型ポンチ
13の動作特性を知る上で重要なプレス荷重−変位曲線
への換算・編集・出力も自動的に行え、その結果をディ
スプレイ画面上で見ながら実験の再現性の確認やプレス
時(すなわちボンディング時)の動的現象を比較・検討
することができる。上述のいずれの処理過程もオートメ
ーション化されており、実験者の作業負担を軽減させ、
解析過程に要する時間を短縮し、実験データを電子ファ
イル化された形で管理できるという利点がある。The bump model sample 32 appearing in the above description is, together with the lead model sample 31, the lead 3 of the film carrier tape of the semiconductor device shown in FIGS. This is a model material sample 30 created by imitating the bump 4 and imitating it.
The same sample is used because the unsteady process of deformation / joining cannot be visually recognized, and detailed and direct strain analysis inside the joint cannot be performed. This point also differs from the conventional design method in the present invention. This is the part that has superiority. The detailed description of the sample creation will be described later. As described above, the process of applying the pressing and deformation to the model material sample 30 by the press mechanism unit 10 includes the press sensor unit 20, the pressure receiving sensor plate 41 of the stage unit 40, and the instrumentation unit 6.
0, and the computer 71 of the central processing unit 70, the measurement / control / processing program 90, and the floppy disk device 72 are combined to perform a series of operations and processing, thereby proceeding. During the same process, the measured displacement / load (total rolling force) and each voltage change indicating the surface pressure distribution are represented as a voltage output-time curve on a graphic display of the computer 71 or a peripheral device such as an xy plotter 74. It is displayed in real time in the form of a graph. The above experimental results can be reproduced any number of times after the experiment.
Further, the results are interactively calibrated into various mechanical quantities and geometric quantities from the above-described voltage output-time curves on the computer 71 by using the measurement / control / processing program 90. That is, a press load-time curve and a displacement (a reduction amount) corresponding to a bonding process of a semiconductor device.
It can be known as a time curve and a surface pressure distribution generated below the bump 4 of the semiconductor device, which cannot be detected in the manufacturing process of the actual product, that is, a surface pressure distribution generated on the bottom surface of the bump model sample 32 versus time curve. If necessary, conversion, editing, and output of the press load-displacement curve, which is important for knowing the operating characteristics of the upper punch 13, can be automatically performed, and the reproducibility of the experiment can be confirmed while viewing the result on the display screen And dynamic phenomena at the time of pressing (ie, at the time of bonding) can be compared and studied. All of the above processes are automated, reducing the workload of the experimenter,
There is an advantage that the time required for the analysis process can be shortened and the experimental data can be managed in an electronic file.
【0016】次に、モデル材料サンプル30の非定常の
変形情報を同サンプルの任意断面にあらかじめ描かれて
いた格子線の模様の変化として得る。上記格子線の変化
は、コピー写真33に写しとり、デジタイザ73によっ
て数値化されx−y座標値として読みとられる。読みと
られた座標値はコンピュータ71を通してフロッピーデ
ィスク装置72に逐次書き込まれ、記録保持される。同
データをもとに、接合現象に伴う変形過程の様相を示す
接合部領域内の変形速度(速度ベクトル),ひずみ速
度,ひずみの各分布を算出し、接合に必要な定量的情報
を得て設計へ適用することが可能となる。この一連の解
析の過程は、やはり中央処理装置部70と非定常変形解
析プログラム80を用いて対話形式にて行われ、実製品
では不可能であったフィルムキャリアテープのリード3
とバンプ4の内部に発生する接合過程中の変形過程を拡
大・可視化できて、精度の高いひずみ解析・力学的解析
が行え、接合過程と変形挙動との相関を把握できること
になる。尚、図15にセンサ部、計装部および中央処理
装置部の詳細なシステム構成を示す。Next, unsteady deformation information of the model material sample 30 is obtained as a change in the pattern of a grid line previously drawn on an arbitrary cross section of the sample material. The change of the grid line is copied to a copy photograph 33, digitized by a digitizer 73, and read as xy coordinate values. The read coordinate values are sequentially written to the floppy disk device 72 through the computer 71 and recorded and held. Based on the data, the distribution of deformation rate (velocity vector), strain rate, and strain in the joint area, which indicates the aspect of the deformation process accompanying the joining phenomenon, was calculated, and quantitative information necessary for joining was obtained. It can be applied to design. This series of analysis processes is also performed in an interactive manner using the central processing unit 70 and the unsteady deformation analysis program 80.
It is possible to enlarge and visualize the deformation process during the bonding process occurring inside the bump 4 and the inside of the bump 4, perform highly accurate strain analysis and mechanical analysis, and grasp the correlation between the bonding process and the deformation behavior. FIG. 15 shows a detailed system configuration of the sensor unit, the instrumentation unit, and the central processing unit.
【0017】図2は、本発明の第2の実施例の全システ
ムの構成図である。図1の第1の実施例1と異なるとこ
ろは、アクチュエータとして電動アクチュエータを用い
ていて、プレス機構部10′としてパルスモータ1
1′,ピストン12′,上型ポンチ13′,ピニオン1
4′,ラック15′が用いられており、さらにプレス制
御部50′にサーボ機構が用いられているので上型ポン
チ13′の圧下速度の制御が精度良く行え、また加圧力
の伝達もピニオン14′・ラック15′の歯車伝達機構
によって確実性を増せた点にある。さらに、プレス動特
性生成プログラム91を用いて中央処理装置部70のコ
ンピュータ71上にて、対話形式でその特性を示すとこ
ろの変位−時間曲線(第1式)、プレス速度−時間曲線
(第2式),プレス荷重−時間曲線(第3式)が設計で
きて、実製品における製造プロセス条件を設計している
ことに相当する。FIG. 2 is a block diagram of the entire system according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an electric actuator is used as the actuator, and the pulse motor 1 is used as the press mechanism 10 ′.
1 ', piston 12', upper punch 13 ', pinion 1
4 'and a rack 15', and a servo mechanism is used in the press control unit 50 ', so that the pressing speed of the upper punch 13' can be controlled with high accuracy, and the transmission of the pressing force is also performed by the pinion 14. '· The reliability is increased by the gear transmission mechanism of the rack 15'. Further, on the computer 71 of the central processing unit 70 using the press dynamic characteristic generation program 91, a displacement-time curve (formula 1) and a press speed-time curve (second equation) showing the characteristics in an interactive manner. Equation) and press load-time curve (Equation 3) can be designed, which is equivalent to designing the manufacturing process conditions in actual products.
【0018】尚、上記第1〜第3式は下記の通りであ
る。The above first to third formulas are as follows.
【0019】 [0019]
【0020】 [0020]
【0021】 [0021]
【0022】この情報を可変周波数パルス発振器55′
に転送し、パルスモータ11′をパルスの周波数及びパ
ルス数によって所要の速度で駆動させる。同時に同駆動
の正確さをレゾルバ51′が回転角で検知し、これをA
/D変換器53′にてデジタル信号に変換し、コンパレ
ータ54′にて当初の設定値と比較を行い、差異が生じ
ていれば、加減速回路52′にて補正しパルスモータ1
1′へ情報を送る。その後のモデル材料サンプル30と
非定常変形解析プログラム80及び計測・制御・処理プ
ログラム90を用いての解析過程は第1の実施例と同様
である。This information is sent to a variable frequency pulse oscillator 55 '.
And the pulse motor 11 'is driven at a required speed according to the pulse frequency and the pulse number. At the same time, the resolver 51 'detects the accuracy of the drive by the rotation angle, and this is detected by A
The signal is converted into a digital signal by a / D converter 53 ', compared with an initial set value by a comparator 54', and if a difference occurs, it is corrected by an acceleration / deceleration circuit 52 'to
Send information to 1 '. The subsequent analysis process using the model material sample 30, the unsteady deformation analysis program 80, and the measurement / control / processing program 90 is the same as in the first embodiment.
【0023】以上が、本発明における第1の実施例及び
第2の実施例のシステムを用いた場合の一連の動作・解
析・処理の流れを説明したものであるが、次に、図6以
下の図を用いてより詳細に説明を加える。尚、図3は、
従来の設計最適化の流れを示した図で、その最適化の基
本となるところは、図4に示した一括ボンディングタイ
プも図5に示したシングルポイントボンディングのタイ
プも同様で、従来の実績及び熟練技術者による経験的情
報によるものが大部分であって本発明の優位性と対比さ
せられる部分である。The above is a description of the flow of a series of operations, analysis, and processing when the systems of the first embodiment and the second embodiment of the present invention are used. This will be described in more detail with reference to FIG. In addition, FIG.
This is a diagram showing the flow of the conventional design optimization, and the basis of the optimization is the same for the collective bonding type shown in FIG. 4 and the single point bonding type shown in FIG. Most of the information is based on empirical information from a skilled technician, and is a part that is compared with the superiority of the present invention.
【0024】さて、図6〜図9は本発明のシステムを用
いた時の解析・実験の過程を示した流れ図である。FIGS. 6 to 9 are flowcharts showing the process of analysis and experiment when the system of the present invention is used.
【0025】まず第1に、変形モデル材の調質を行う。
変形モデル材料としては、商品名プラスティシンと称す
る粘土状のものを使用する。鉛もしくは実製品と同じく
金,銅,アルミニウムなどで作成しても差しつけかえな
いが、これらの金属ではプレスするに必要な加工動力が
大変大きくなってしまう点で不都合が生じるから上記粘
土状のものが好ましい。First, tempering of the deformed model material is performed.
As a deformation model material, a clay-like material called trade name plasticine is used. Even if it is made of gold, copper, aluminum, etc. like lead or actual product, it can be replaced, but these metals are disadvantageous in that the processing power required for pressing is very large, so the above clay-like material Is preferred.
【0026】プラスティシンの調質は、実製品のフィル
ムキャリアテープのリード3・バンプ4とその変形特性
・硬度等が相似となるように、水分の付加乾燥(一定時
間),冷却・加熱(これらも一定時間)又は、固形物の
添加等を行ってコントロールする。The quality of plasticine is adjusted by adding and drying water (for a certain period of time), cooling and heating (for a certain period of time) so that the deformation characteristics and hardness of the leads 3 and bumps 4 of the actual film carrier tape are similar to those of the plastic carrier. These are also controlled for a certain period of time) or by adding a solid substance.
【0027】続いて、同材料の調質後の変形特性を定量
的に知るために本システムのプレス機構部10,10′
を用いて単軸圧縮試験を行う。この時モデル材料は円柱
状に成形して使用する。これは他の工業材料の変形特性
を知る手段と全く同じである。そして、この試験時のロ
ードセル22,22′と変位計21,21′の出力を計
測制御処理プログラム90と中央処理装置部70でもっ
て、計測処理し変形抵抗曲線を算出してフロッピーディ
スク装置72に同曲線の数値データを記録する。Subsequently, in order to quantitatively know the deformation characteristics of the same material after tempering, the press mechanisms 10, 10 'of the present system are used.
Perform a uniaxial compression test using. At this time, the model material is used after being formed into a cylindrical shape. This is exactly the same as the means for knowing the deformation characteristics of other industrial materials. The outputs of the load cells 22 and 22 'and the displacement meters 21 and 21' at the time of the test are measured and processed by the measurement control processing program 90 and the central processing unit 70 to calculate a deformation resistance curve, which is transferred to the floppy disk drive 72. Record the numerical data of the same curve.
【0028】次に、上述したモデル材料をテフロン製の
型枠に入れて実製品のバンプ4,リード3と形状・寸法
が相似となるように実験サンプルであるリードモデルサ
ンプル37とバンプモデルサンプル32を成形する。成
形後、格子線解析用(非定常変形解析に用いる解析用)
の格子線を同サンプルの任意断面にゴム印等で転写す
る。転写する断面は、同サンプルをカッターナイフ等で
切断し、その切断面として得る。図11に描画の様子を
示してあるが、同図では2つの互いに直交する断面が例
示してある。格子線描画後、切断面を再び合わせて一体
のサンプルとし、図13に詳しく図示しておいたプレス
機構部の上型ポンチ13によって圧下・変形させる。非
定常の圧下過程を可視化するために同図に示したストッ
パ13dを種々の方法で準備し、所要の変形量に相当す
るストッパ13dを用いる。つまり、圧下・変形の初期
のころから最終圧下までの数段階に亘る圧下過程を同ス
トッパの全長の相違によって区分し、その都度の変形情
報を得て、非定常変形過程の解析を適用することにな
る。Next, a lead model sample 37 and a bump model sample 32, which are experimental samples, are placed in a Teflon mold so that the above-described model materials are similar in shape and size to the bumps and leads 3 of the actual product. Is molded. After forming, for grid line analysis (for analysis used for transient deformation analysis)
Is transferred to an arbitrary cross section of the sample by a rubber stamp or the like. The cross section to be transferred is obtained by cutting the same sample with a cutter knife or the like, and obtaining the cut surface. FIG. 11 shows a state of drawing. In FIG. 11, two cross sections orthogonal to each other are illustrated. After the grid lines are drawn, the cut surfaces are realigned to form an integrated sample, which is pressed down and deformed by the upper punch 13 of the press mechanism shown in detail in FIG. In order to visualize the unsteady rolling process, the stopper 13d shown in the figure is prepared by various methods, and the stopper 13d corresponding to a required deformation amount is used. In other words, the rolling process in several stages from the initial stage of rolling and deformation to the final rolling is divided according to the difference in the total length of the stopper, and the deformation information of each time is obtained, and the analysis of the unsteady deformation process is applied. become.
【0029】変形段階の進行の様子は図12に示してあ
る。The progress of the deformation step is shown in FIG.
【0030】続いて、非定常変形解析プログラム80を
準備し、デジタイザ73にて各変形段階の格子線の変化
を拡大コピーしたコピー写真33から読みとる。読みと
る部分は、コピー写真33に写されたモデル材料サンプ
ル30の断面の自由表面輪郭部と同断面に描かれた格子
線との交点及び同断面内の各格子線どうしの交点である
格子点の各位置である。これによって任意の変形状態を
数値化することができる。同格子点の位置は、変形が進
むにつれて変化(一部変化しない点も生ずる)するの
で、その変化量すなわち変位を計算し、さらに変形に要
した時間を用いて対応する各変形段階の変形速度(速度
ベクトル)が算出される。次に、各格子点の変位が計算
されているのでリードモデルサンプル31とバンプモデ
ルサンプル32が互いに接触している接合部の接触面積
の変化も計算できる。これは、変形に伴う新生面露出に
よる表面積拡大作用がもたらす結果であって、この拡大
分を知ることで接合性の改善効果を見積ることが可能と
なる。この変形の様子はコンピュータ71のグラフィッ
ク画面上へグラフィック表示される。Subsequently, an unsteady deformation analysis program 80 is prepared, and the digitizer 73 reads the change of the grid line at each deformation stage from the enlarged copy photograph 33. The portion to be read is the intersection of the free surface contour of the cross section of the model material sample 30 shown in the copy photograph 33 with the grid line drawn on the same cross section and the grid point which is the cross point of each grid line in the same cross section. Each position. Thereby, an arbitrary deformation state can be digitized. Since the position of the same grid point changes (some points do not change) as the deformation progresses, the amount of change, that is, the displacement is calculated, and the deformation speed of each corresponding deformation stage is calculated using the time required for the deformation. (Speed vector) is calculated. Next, since the displacement of each lattice point is calculated, the change in the contact area of the joint where the lead model sample 31 and the bump model sample 32 are in contact with each other can also be calculated. This is a result of an effect of increasing the surface area due to the exposure of the new surface due to the deformation, and it is possible to estimate the effect of improving the bondability by knowing the amount of the enlargement. The state of this deformation is graphically displayed on the graphic screen of the computer 71.
【0031】続いて、このようにして得られた各格子点
の速度ベクトルを、特性曲線上へ補間計算する。特性曲
線群とは、前述したリードモデルサンプル31及びバン
プモデルサンプル32の断面上に重ね合わせるように設
けた数学的な正方格子線群のことで前述のサンプル断面
上にゴム印等で転写した格子線とは異なる格子線群であ
る。従ってこれ以後は、説明の便宜上、サンプル断面上
に転写した格子線(変形情報を得るための格子線)のこ
とを断面格子線、新たに重ね合わせた正方格子線群のこ
とを正方解析格子線(数値解析を行うための格子線)と
呼ぶことにする。前者は、変形が進行するに伴いその形
状・模様が変化(図12)するが、後者は、数学的に数
値解析用に設けられた格子であるので変形に関係なく形
状は変化しないが、サンプル断面の自由表面輪郭を囲む
ように重ね合わせる必要があるので、変形が進行するに
伴い、その囲むべき領域のサンプル断面の自由表面輪郭
も刻々と変化するから、正方解析格子の枠組みの大きさ
も変化させねばならない。この自由表面輪郭の非定常変
形過程を数学的に認識させる点が解析上工夫を要する点
の一つであったが、本システムの非定常変形解析プログ
ラム80では、デジタイザ73で読み取ったサンプル断
面の自由表面の変化を示す座標値と後述する正方解析格
子線の格子線間隔によって決定される格子点の位置とか
ら、自由表面の位置がその時どの正方解析格子内に存在
するかを検索し認識させる手法を用いて解決した。Subsequently, the velocity vector of each grid point obtained in this way is calculated by interpolation on the characteristic curve. The characteristic curve group is a mathematical square grid line group provided so as to be superimposed on the cross section of the lead model sample 31 and the bump model sample 32, and is a grid line transferred by a rubber stamp or the like on the cross section of the sample. Is a different group of grid lines. Therefore, hereinafter, for convenience of description, a grid line transferred on the sample cross section (a grid line for obtaining deformation information) is referred to as a cross section grid line, and a newly superimposed square grid line group is referred to as a square analysis grid line. (Grid lines for performing numerical analysis). The former changes its shape / pattern as the deformation progresses (FIG. 12), while the latter does not change its shape irrespective of the deformation because it is a grid provided mathematically for numerical analysis. Since the free surface contour of the cross section must be superimposed so as to surround it, as the deformation progresses, the free surface contour of the sample cross section of the area to be surrounded also changes every moment, so the size of the square analysis grid frame also changes I have to do it. One of the points that requires an improvement in analysis is to make the unsteady deformation process of the free surface contour mathematically recognized. However, the unsteady deformation analysis program 80 of the present system uses the digitizer 73 to read the sample cross section. From the coordinate value indicating the change of the free surface and the position of the grid point determined by the grid line interval of the square analysis grid line described later, the position of the free surface is searched and recognized in which square analysis grid at that time. Solved using the method.
【0032】その正方解析格子線は数学的には次の第4
式、第5式で表わされる。x−y直行座標系において、The square analysis grid line is mathematically expressed by the following fourth
Equation (5) In an xy orthogonal coordinate system,
【0033】 [0033]
【0034】したがって格子線間隔はTherefore, the grid line spacing is
【0035】 [0035]
【0036】であり、ΔCは任意定数で非定常変形解析
プログラムでは解析精度に応じてΔCの値を大きく設定
したり、小さくしたりできるようになっている。数学的
には差分計算を行うための差分スキームの差分間隔に相
当する。このような正方解析格子線すなわち特性曲線群
を用いるのは、元来、びずみ速度は、ある点における速
度ベクトルの同位置変数の1階偏微分系で与えられるの
で、これを常微分形に変換して数値計算が容易になるよ
うにするためである。つまり、断面格子線の各格子点が
任意の変形段階で持つ速度ベクトルをそれぞれ正方解析
格子線上の各格子点上へ補間計算すると、補間後の速度
ベクトルの値と同格子点の位置とから正方解析格子線す
なわち特性曲線群の上記式に沿って差分計算でひずみ速
度を求めることができるようになる。その時得られる常
微分方程式は次の第6式となる。ΔC is an arbitrary constant, and the value of ΔC can be set large or small according to the analysis accuracy in the unsteady deformation analysis program. Mathematically, it corresponds to the difference interval of the difference scheme for performing the difference calculation. The use of such a square analysis grid line, that is, a group of characteristic curves, is based on the fact that the strain velocity is originally given by a first-order partial differential system of the same position variable of a velocity vector at a certain point, and is converted into an ordinary differential form. This is for the purpose of conversion to facilitate numerical calculation. In other words, when the velocity vector of each grid point of the cross-sectional grid line at any deformation stage is interpolated onto each grid point on the square analysis grid line, a square is obtained from the value of the speed vector after interpolation and the position of the same grid point. The strain rate can be obtained by the difference calculation along the above equation of the analysis grid line, that is, the characteristic curve group. The ordinary differential equation obtained at that time is the following equation (6).
【0037】 [0037]
【0038】さらにこれらをひとつのパラメータとして
等価的に表わした相当ひずみ速度を求めると次の第7式
となる。Further, when an equivalent strain rate equivalently expressing these as one parameter is obtained, the following equation (7) is obtained.
【0039】 [0039]
【0040】この第7式を全格子点について等しく適用
し求める。This equation (7) is equally applied to all grid points.
【0041】そして、この第7式の相当ひずみ速度から
変形挙動と接合過程を結びつける重要なパラメータであ
る相当ひずみ(εバー)を算出する。相当ひずみが接合
部の特に接合面に大きく発生しているとその部分の接合
強度も大きい関係にある。言い換えると接合に必要な新
生面が多数出現し、活性の高い面どうしが互いに物質移
動によって強く結びつく環境にあることを示している。
従って、これとどのような材料、どのような条件下にお
いても一義的に定量的に比較し得るパラメータとして相
当ひずみが意味を持つことになる。この相当ひずみは、
対象としている任意の変形段階において、次の第8式で
求めることができる。Then, the equivalent strain (ε bar), which is an important parameter linking the deformation behavior and the joining process, is calculated from the equivalent strain rate in the equation (7). When a considerable strain is generated particularly at the joint surface of the joint, the joint strength at that portion is also high. In other words, a large number of new faces required for bonding appear, indicating that the highly active faces are in an environment where they are strongly linked to each other by mass transfer.
Therefore, the equivalent strain has a meaning as a parameter that can be uniquely and quantitatively compared with this under any material and under any condition. This equivalent strain is
In any deformation step of interest, it can be obtained by the following eighth equation.
【0042】 [0042]
【0043】実際には上式を変形段階の時間軸に沿った
数値積分にて行う。続いて変形抵抗の計算に移る。Actually, the above equation is performed by numerical integration along the time axis of the deformation stage. Then, it moves to the calculation of the deformation resistance.
【0044】まず、対象を変形モデル材とするか実材料
とするかを選択する。変形モデル材を選んだ場合には、
本システムによる実験を行った時、あらかじめ測定して
おいた同材料の変形抵抗曲線のデータをフロッピーディ
スク装置72より選び出し、同データ(数値データ)を
用いて前述した相当ひずみ速度,相当ひずみの分布及び
必要ならば実験時の温度Tをもとにしてこの時に対応す
る接合領域の変形抵抗分布を求める。同時にこの変形抵
抗分布をもとにバンプモデルサンプル32の底面に発生
する面圧分布を算出する。面圧分布は変形抵抗分布の反
作用として働いていることから簡単に求められ、さら
に、プレス時の荷重(全圧下力)pとの間に次の第9式
の関係を満足しているかどうかで力の釣り合いを確認で
きる。First, it is selected whether the object is a deformed model material or an actual material. If you select a deformed model material,
When an experiment was performed using this system, the data of the deformation resistance curve of the same material, which was measured in advance, was selected from the floppy disk device 72, and the equivalent strain rate and the equivalent strain distribution described above were used using the data (numerical data). Then, if necessary, the deformation resistance distribution of the joint region corresponding to the temperature T at the time of the experiment is obtained. At the same time, a surface pressure distribution generated on the bottom surface of the bump model sample 32 is calculated based on the deformation resistance distribution. The surface pressure distribution can be easily obtained from the fact that it acts as a reaction of the deformation resistance distribution. Further, it is determined whether or not the relationship with the load at the time of pressing (total rolling force) p satisfies the following equation (9). You can check the balance of power.
【0045】 [0045]
【0046】上述した分布の模様はコンピュータ71上
でグラフィック表示される。The distribution pattern described above is graphically displayed on the computer 71.
【0047】次に実材料を選んだ場合も、実材料に関す
る一般的な単軸圧縮試験機かもしくは、微小領域に微小
荷重を負荷してその時の微小変位を検出できる微小荷重
圧縮試験装置等にてバンプ4,リード3などの微小構造
を形成するめっき膜などの薄膜形成材の機械的性質・変
形抵抗曲線を求め、変形抵抗式を決定し、これを解析プ
ログラム中に組み込んで、変形モデル材の接合過程にお
ける接合領域のひずみ速度,ひずみ,温度Tの各変化か
ら実材料の変形抵抗式と加工硬化率式に基づく変形抵抗
推算法を用いて変形抵抗変化を算定し同分布を得る。以
下、面圧分布を求めて、その様子をグラフィック表示
し、検討を加える。Next, when a real material is selected, a general single-axis compression tester for the real material or a micro-load compression test device capable of applying a micro load to a micro area and detecting the micro displacement at that time is used. The mechanical properties and deformation resistance curves of thin film forming materials such as plated films that form microstructures such as bumps 4 and leads 3 are determined, deformation resistance formulas are determined, and these formulas are incorporated into an analysis program. From the changes in the strain rate, strain, and temperature T in the joining region in the joining process, the change in the deformation resistance is calculated using the deformation resistance estimation method based on the deformation resistance equation and the work hardening rate equation of the actual material to obtain the same distribution. Hereinafter, the surface pressure distribution is obtained, the state is graphically displayed, and the examination is performed.
【0048】以上に述べた解析過程により、接合に寄与
する相当ひずみの発生のコントロールと半導体装置を構
成する基板(ペレット)に対する機械的ダメージのコン
トロールを同時に行えることになり、そのために必要な
諸条件の設計,治工具の設計,材料の変形特性の設計の
指針を得ることができるようになる。According to the above-described analysis process, it is possible to simultaneously control the generation of equivalent strain contributing to bonding and control the mechanical damage to the substrate (pellet) constituting the semiconductor device. It will be possible to obtain guidelines for the design of materials, the design of jigs and tools, and the design of deformation characteristics of materials.
【0049】そこで、次は、本システムを用いての設計
・評価の流れを示しておく。図10にその流れを図示し
てある。Therefore, next, the flow of design and evaluation using the present system will be described. FIG. 10 shows the flow.
【0050】まず、上型ポンチの動特性の設計をプレス
動特性生成プログラム91と中央処理装置部70でもっ
て、変位(圧下量)−時間曲線(第1式),プレス速度
−時間曲線(第2式),プレス荷重−時間曲線(第3
式)をグラフ化しながらプロファイル設計を行う。これ
は、実製品のボンディングプロセス条件の設計に相当す
る。First, the design of the dynamic characteristics of the upper die punch is performed by the press dynamic characteristic generation program 91 and the central processing unit 70 by using the displacement (reduction amount) -time curve (formula 1) and the press speed-time curve (the first curve). 2), press load-time curve (3rd
The profile is designed while graphing the expression. This corresponds to the design of the bonding process conditions of the actual product.
【0051】次に、上型ポンチの形状・性状の設計を行
う。上型ポンチ13は、図13に正面図(A)、側面図
(B)で示したプレス機構部において上型13aに固定
されている。これは取りはずしが自由な構造になってい
るので上型ポンチ13をいろいろ変えて実験できる。図
16〜図21のそれぞれにいくつかの例を正面図(A)
および側面図(B)で示してある。いずれも圧着面とな
る部分に工夫が施されており、特に図21はワイヤボン
ディングのキャピラリを模していて、同ボンディング過
程も実験できることを示している。これらは、すべて、
接合領域における接合性に影響を与えるメタルフロー
(Metal flow)の制御並びに変形形状・変形
量の制御を目的として設計されたものであって、同形状
・性状は、同図に例示してあるものに限定されない。言
うまでもなく上型ポンチ13の設計は、ボンディングツ
ール・治工具の設計に相当する。Next, the shape and properties of the upper punch are designed. The upper punch 13 is fixed to the upper die 13a at the press mechanism shown in the front view (A) and the side view (B) in FIG. Since it has a freely detachable structure, the experiment can be performed by changing the upper die 13 in various ways. Front view (A) showing some examples in each of FIGS.
And in the side view (B). In each case, the part to be the crimping surface is devised. FIG. 21 particularly shows a capillary of wire bonding, and shows that the bonding process can also be tested. These are all
It is designed for the purpose of controlling the metal flow that affects the bonding property in the bonding region and controlling the deformed shape and amount of deformation, and the shape and properties are exemplified in the figure. It is not limited to. Needless to say, the design of the upper die 13 corresponds to the design of a bonding tool / tool.
【0052】次に、変形モデル材料(本例ではプラステ
ィシン)の変形特性の設計を行う。設計方法は、解析過
程の説明にて述べておいた方法を用いる。同特性につい
ての定量的把握も前述した通りである。これは、実材料
における変形特性の設計に相当する。Next, the deformation characteristic of the deformation model material (plasticine in this example) is designed. The design method uses the method described in the description of the analysis process. The quantitative understanding of the characteristics is also as described above. This corresponds to the design of the deformation characteristics in the actual material.
【0053】次に、バンプモデルサンプル32,リード
モデルサンプル31の構造・寸法形状の設計を行う。こ
れも接合性に寄与するようなメタルフロー制御と変形形
状の制御のためとできる限り半導体装置に与えるダメー
ジを少くし、製造時に投入する加工動力を低減(例え
ば、より低荷重でかつより低温加熱で)させるために行
う工夫である。これは、そのまま、実製品におけるバン
プ4,リード3の構造・寸法形状の設計にフィードバッ
クできる。Next, the structures, dimensions and shapes of the bump model sample 32 and the lead model sample 31 are designed. This also contributes to the metal flow control and deformation shape control that contribute to the bondability, so that the damage to the semiconductor device is reduced as much as possible, and the processing power applied during manufacturing is reduced (for example, lower load and lower temperature heating). ). This can be directly fed back to the design of the structure and dimensions of the bumps 4 and leads 3 in the actual product.
【0054】最後に、実際の製造時において、その許容
条件の範囲を設定しておく必要がある。図4,図5に
て、ボンディングツール1,1′の当たり具合やリード
3,バンプ4のそれぞれが重なっている面積の相対的位
置ずれによる変化などのことで、例えば位置ずれに対
し、前述の相当ひずみの発生状況や面圧分布の様相の相
違などから設定の良否を検討することになる。Lastly, it is necessary to set the range of the allowable condition at the time of actual manufacturing. In FIG. 4 and FIG. 5, changes in the degree of contact between the bonding tools 1 and 1 'and the areas where the leads 3 and the bumps 4 are overlapped due to relative positional deviations are described. The quality of the setting will be examined based on the state of occurrence of the equivalent strain and the difference in the aspect of the surface pressure distribution.
【0055】以上の様な設計仕様下にて、前述した解析
実験を適用し、その良否を検討していくことになる。こ
れは、従来の実製品を用いることで試作しながら決定し
ていくしか他に方法がなかった評価過程に対応してお
り、又、従来の試作評価では得られない客観的・定量的
情報を得られ、設計指向に沿った設計が行える利点を有
するものである。Under the above-described design specifications, the above-mentioned analysis experiment is applied, and its quality is examined. This corresponds to an evaluation process in which there was no other way but to make decisions while making prototypes by using conventional actual products.In addition, objective and quantitative information that could not be obtained by conventional prototype evaluation was obtained. This has the advantage that the design can be performed according to the design orientation.
【0056】本システムの最後に、面圧分布測定用の受
圧センサ板41について、その構造を説明する。Lastly, the structure of the pressure receiving sensor plate 41 for measuring the surface pressure distribution will be described.
【0057】図22の上面図(A)および正面図(B)
を参照し、受圧センサ板41は、受圧センサ41a(例
えば、共和電業製超小型圧力変換器PS−Bなど)を用
いて受圧センサ埋込み長尺板41Cにセンサ受圧面41
bが同長尺板の面に面一になるように埋め込む。そして
同長尺板41Cにその長手方向に一次元配列となるよう
に数個配列し、これと同じ寸法の長尺板を準備し、これ
には、同センサ41aを1個ずつ同センサ1個分の直径
分だけずらした位置に埋め込んだものを数組準備する。
長尺板41Cには、長尺板固定用キー及びキー溝71d
が設けてあって、このキー及びキー溝によって互いに固
定されると同時に、長尺固定枠41eにも固定される。
キー及びキー溝で固定されているためこれを案内として
スライドさせることにより取りはずしが自由となってい
る。従ってこの長尺板41Cを差し込む位置を他の残り
の長尺板と入れ換える形で置き換えることで、受圧セン
サ板41上の面を走査するように動かせることになる。
そして、その度ごとに、同じ条件下で実験を繰り返すこ
とにより、面圧分布の2次元的情報を得ることができ
る。同構造にした理由は、受圧センサ板41aのコスト
を下げることとメンテナンスを便利よく行えるようにす
るためである。FIG. 22 is a top view (A) and a front view (B).
, The pressure receiving sensor plate 41 is attached to the pressure receiving sensor embedded long plate 41C using a pressure receiving sensor 41a (for example, a micro pressure transducer PS-B manufactured by Kyowa Dengyo Co., Ltd.).
b is embedded so as to be flush with the surface of the long plate. Several long plates are arranged on the same long plate 41C so as to form a one-dimensional array in the longitudinal direction, and a long plate having the same dimensions is prepared. Prepare several sets embedded at positions shifted by the diameter of the minute.
The long plate 41C has a long plate fixing key and a key groove 71d.
Are fixed to each other by the key and the key groove, and are also fixed to the long fixing frame 41e.
Since it is fixed by the key and the key groove, it can be freely removed by sliding it as a guide. Therefore, by replacing the position where the long plate 41C is inserted with another long plate, the surface on the pressure receiving sensor plate 41 can be moved so as to scan.
Each time, by repeating the experiment under the same conditions, two-dimensional information of the surface pressure distribution can be obtained. The reason for adopting the same structure is to reduce the cost of the pressure receiving sensor plate 41a and to make it possible to perform maintenance conveniently.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上説明したように本発明は前述した構
成により、実製品または、それに近い形態の試作品を用
いた全製造プロセスを経る必要のある評価過程を極力低
減させることができて、試作コストの低減とTATの短
縮に有効であると同時に、半導体装置及びその製造方法
に関する設計手法や改善部分に関する具体的な情報など
を理論的・定性的かつ定量的に提示することが可能であ
る上、設計の最適化の過程が体系化されているので、熟
練者による試行錯誤の過程が不必要となり、設計指向に
沿った設計指針を得ることができる。また、本システム
を用いることで、従来の計算力学的手法(FEM解析な
ど)に随伴していた実用性・適用性の面の問題点を解決
できて、生産技術者にとって設計のよりどころとなる設
計支援ツールを具現化できるという効果がある。As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the evaluation process which needs to go through the entire manufacturing process using an actual product or a prototype in a similar form by the above-described configuration. It is effective in reducing the cost of the prototype and the TAT, and at the same time, it is possible to theoretically, qualitatively, and quantitatively present specific information on a design method and an improved portion of the semiconductor device and its manufacturing method. In addition, since the process of design optimization is systematized, the process of trial and error by an expert is unnecessary, and a design guideline in accordance with the design direction can be obtained. In addition, by using this system, it is possible to solve the problems of practicality and applicability associated with the conventional computational dynamics method (such as FEM analysis), and it becomes a source of design for production engineers. There is an effect that a design support tool can be realized.
【図1】本発明の第1の実施例を示すシステム構成図で
ある。FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示すシステム構成図で
ある。FIG. 2 is a system configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】従来の設計過程の流れを示すフローチャートで
ある。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a conventional design process.
【図4】一括ボンディングを示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing batch bonding.
【図5】シングルポイントボンディングを示す概略図で
ある。FIG. 5 is a schematic diagram showing single point bonding.
【図6】本発明における解析・実験の手法をその過程に
沿って記述したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart describing an analysis / experiment method according to the present invention along the process.
【図7】図6の続きのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart continued from FIG. 6;
【図8】図7の続きのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart continued from FIG. 7;
【図9】図8の続きのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart continued from FIG. 8;
【図10】本発明における解析・実験の手法を適用しな
がら行う本発明における設計・評価の最適化の手法を記
述したフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart describing a method of optimizing design / evaluation in the present invention performed while applying the method of analysis / experiment in the present invention.
【図11】上述した手法において用いられる変形モデル
材料(本実施例の場合はプラスティシン)によって形成
されたリード・バンプのモデルサンプルを示す図であ
り、またその任意断面(図では2つの互いに直交する断
面が例示してある)には格子模様が描かれることを説明
した図である。FIG. 11 is a view showing a model sample of a lead bump formed by a deformed model material (plasticine in the case of the present embodiment) used in the above-described method, and an arbitrary cross section thereof (two mutually separated in the figure). FIG. 4 is a diagram illustrating that a lattice pattern is drawn in an orthogonal cross section.
【図12】上型ポンチ13によってリードモデルサンプ
ル31,バンプモデルサンプル32が圧下されて変形が
進展していく様子とそれに伴う格子線の変化の様子を模
式的に描いた図である。FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a state in which the lead model sample 31 and the bump model sample 32 are pressed down by the upper die 13 and the deformation progresses, and the state of the change of the grid lines accompanying the deformation.
【図13】図1で示した本発明の第1の実施例における
プレス機構部を主に示した図であり、(A)は正面図、
(B)は側面図である。FIG. 13 is a view mainly showing a press mechanism in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, (A) is a front view,
(B) is a side view.
【図14】図1で示した本発明の第1の実施例における
アクチュエータに空気アクチュエータを用いた時の配管
図である。FIG. 14 is a piping diagram when an air actuator is used as the actuator according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
【図15】図1で示した本発明の第1の実施例における
センサ部20,計装部67および中央処理装置部71の
詳細なシステム構成図である。FIG. 15 is a detailed system configuration diagram of the sensor unit 20, the instrumentation unit 67, and the central processing unit 71 in the first embodiment of the present invention shown in FIG.
【図16】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。FIG. 16 is a view showing an example of a crimping surface shape of the upper die punch, (A) is a front view, and (B) is a side view.
【図17】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。17A and 17B are diagrams showing examples of the crimping surface shape of the upper punch, wherein FIG. 17A is a front view and FIG. 17B is a side view.
【図18】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。FIG. 18 is a view showing an example of a crimping surface shape of the upper die punch, (A) is a front view, and (B) is a side view.
【図19】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。FIG. 19 is a view showing an example of a crimping surface shape of the upper die punch, (A) is a front view, and (B) is a side view.
【図20】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。FIG. 20 is a view showing an example of a crimping surface shape of the upper die punch, (A) is a front view, and (B) is a side view.
【図21】上型ポンチの圧着面形状の例を示す図であ
り、(A)は正面図、(B)は側面図である。21A and 21B are diagrams showing examples of the crimping surface shape of the upper punch, wherein FIG. 21A is a front view and FIG. 21B is a side view.
【図22】受圧センサー板を示す構造図であり、(A)
は上面図、(B)は正面図である。FIG. 22 is a structural view showing a pressure receiving sensor plate, and FIG.
Is a top view, and (B) is a front view.
1 一括ボンディングツール 1′ シングルポイントボンディングツール 2 一括ボンディングツールの圧着面 3 フィルムキャリアテープ(TABテープ)のリー
ド 4 バンプ 5 ペレット 6 ボンディングステージ 10,10′ プレス機構部 11 シリンダ(空気アクチュエータ) 11a ピストン位置センサ 11′ パルスモータ(電動アクチュエータ) 12,12′ ピストン 13,13′ 上型ポンチ 14′ ピニオン 15′ ラック 13a 上型 13b ガイド溝 13c ブッシュ 13d ストッパ 13e ストッパ受け 20,20′ プレスセンサ部 21,21′ 変位形,変位センサ 22,22′ ロードセル 22a ロードセルアタッチメント 23′ 速度センサ 30 モデル材料サンプル 31 リードモデルサンプル 32 バンプモデルサンプル 33 サンプル断面コピー写真 40 ステージ部 41 受圧センサ板 41a 受圧センサ 41b センサ受圧面 41c 受圧センサ埋込み長尺板 41d 長尺板固定用キー 41e 長尺固定枠 41f キー 41g キー溝 50,50′ プレス制御部 51 電磁弁 51a 直動弁 51b 逆止め弁つき流量調整弁 51c ハイリリーフレギュレータ 52 ゲージ 53 電空レギュレータ 54 プレス制御用コントローラ 51′ レゾルバ 52′ 加減速回路 53′ A/D変換器 54′ コンパレータ 55′ 可変周波数パルス発振器 60 計装部 61 アンプ 61a シグナルコンディショナ 61b 変位計アンプ 61c 多チャンネルオペアンプ 62 計装系 62a デジタルメモリ 62b ストレージスコープ 70 中央処理装置部 71,71a コンピュータ,PC−9801パーソ
ナルコンピュータ 72 フロッピーディスク装置 73,73a デジタイザ,KL−4000 74,74a x−yプロッタ,MP−4300DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Batch bonding tool 1 'Single point bonding tool 2 Crimp surface of batch bonding tool 3 Lead of film carrier tape (TAB tape) 4 Bump 5 Pellet 6 Bonding stage 10, 10' Press mechanism 11 Cylinder (air actuator) 11a Piston position Sensor 11 'Pulse motor (electric actuator) 12, 12' Piston 13, 13 'Upper punch 14' Pinion 15 'Rack 13a Upper die 13b Guide groove 13c Bush 13d Stopper 13e Stopper receiver 20, 20' Press sensor 21, 21 ′ Displacement type, displacement sensor 22, 22 ′ Load cell 22a Load cell attachment 23 ′ Speed sensor 30 Model material sample 31 Lead model sample 32 Bump model Sample 33 Copy photo of sample cross section 40 Stage part 41 Pressure receiving sensor plate 41a Pressure receiving sensor 41b Sensor pressure receiving surface 41c Pressure receiving sensor embedded long plate 41d Long plate fixing key 41e Long fixing frame 41f key 41g Key groove 50, 50 'Press control Part 51 Solenoid valve 51a Direct acting valve 51b Flow control valve with check valve 51c High relief regulator 52 Gauge 53 Electropneumatic regulator 54 Press control controller 51 'Resolver 52' Acceleration / deceleration circuit 53 'A / D converter 54' Comparator 55 ′ Variable frequency pulse oscillator 60 Instrumentation unit 61 Amplifier 61a Signal conditioner 61b Displacement amplifier 61c Multi-channel operational amplifier 62 Instrumentation system 62a Digital memory 62b Storage scope 70 Central processing unit 71, 71a Yuta, PC-9801 personal computer 72 a floppy disk device 73,73a digitizer, KL-4000 74,74a x-y plotter, MP-4300
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/603 H01L 21/60 311 H01L 21/60 321Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/603 H01L 21/60 311 H01L 21/60 321
Claims (1)
又は、半導体素子上に設けられた外部引き出し用電極パ
ッド上のいずれか一方に突起型電極を有する半導体装置
に熱圧着プロセスにてボンディングを行う半導体装置の
製造方法の設計支援システムにおいて、 シリンダ・ピストン機構又は速度制御可能なサーボ機構
等が付加されたラック・ピニオンなどの歯車等による動
力伝達機構か又は、送りねじ機構等によるプレス機構部
と、 前記プレス機構部の駆動動力の大きさやプレス時のスピ
ードを制御するプレス制御部と、 前記プレス機構部に付加される加速度計,ロードセル,
変位計等のプレス過程に伴う諸力学量,幾何学量を計測
するプレスセンサー部と、 前記プレス機構部の一部に付加される半導体製造装置の
ボンディングツールに相当する圧着面に平坦又は凹凸ま
たはテーパー等の加工が施された上型ポンチ部と、 前記上型ポンチのプレス量を任意に変えられるストッパ
部と、 前記上型ポンチがプレス過程によって圧下・変形を与え
る、前記突起型電極と前記フィルムキャリアテープのリ
ードを模して拡大して作られた任意断面に格子線が描か
れた変形モデル材料によるサンプルと、 前記モデル材料によるサンプルを支持し、前記上型ポン
チにて該サンプルをプレスした時の該サンプルの底面に
発生する面圧分布を検知する受圧センサーが格子点状に
展開されているか又は、ある直線上に一次元配列されて
いる受圧センサー板と、 前記受圧センサー板が組み込まれていて、前記上型ポン
チが鉛直下方にプレスするようにガイド棒を設けたステ
ージ部と、 前記プレスセンサー部及び受圧センサー板より出力され
る過渡現象下の各電圧変化を実時間で読み取り記憶保持
する計装部と、 前記計装部を制御し、プレス過程の過渡現象を示す前記
電圧変化を実際の諸力学量及び幾何学量に校正し、併せ
て該校正後のデータをフロッピディスク等の周辺装置上
へ保存しディスプレイ画面上あるいはプリンタ上へグラ
フ化してグラフィック出力を行わせて定量的にプレス特
性を再現・編集する一連の諸手続き及び該手続きが内外
の記憶装置部等に組み込まれていて諸手続きが管理実行
されるパーソナルコンピュータ等の中央処理装置部と、 前記中央処理装置部にて実行される、前記プレス特性を
ディスプレイ画面上で対話式に任意に設計し、前記プレ
ス制御部へ該情報を転送する一連の諸手続き手段と、 前記モデル材料のサンプルの断面にあらかじめ描かれて
いた格子線のプレス前のパターン及び任意の各プレス段
階における該格子線のパターンを写しとったコピー写真
手段と、 前記格子線のパターンを前記コピー写真手段からx−y
直交座標系の座標値として読みとるイメージスキャナ等
の画像取込み装置もしくはデジタイザ等のポインティン
グデバイスと、 前記画像取込み装置又はポインティングデバイスを制御
し、前記格子線の格子点の各座標値のデータから、格子
線解析法による非定常変形解析を行う数値解析プログラ
ムとを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法の
設計支援システム。1. A semiconductor device which is bonded to a semiconductor device having a protruding electrode at one of a lead end portion of a film carrier tape and an external lead electrode pad provided on a semiconductor element by a thermocompression bonding process. A power transmission mechanism such as a gear such as a rack and pinion to which a cylinder / piston mechanism or a servo mechanism capable of speed control is added, or a press mechanism unit such as a feed screw mechanism; A press controller for controlling the magnitude of driving power of the press mechanism and the speed at the time of pressing; an accelerometer, a load cell,
A press sensor unit for measuring various mechanical and geometrical quantities associated with a pressing process such as a displacement gauge; and a flat or uneven surface or a crimping surface corresponding to a bonding tool of a semiconductor manufacturing apparatus added to a part of the press mechanism. An upper punch portion that has been subjected to processing such as a taper, a stopper portion that can arbitrarily change the press amount of the upper punch, and the protrusion-type electrode, where the upper punch gives a pressure reduction and deformation by a pressing process. A sample made of a deformed model material in which lattice lines are drawn on an arbitrary cross section made by imitating a lead of a film carrier tape, and a sample made of the model material is supported, and the sample is pressed by the upper punch. The pressure receiving sensor that detects the surface pressure distribution generated on the bottom surface of the sample when the sample is drawn is developed in a lattice point or is arranged one-dimensionally on a certain straight line. A pressure receiving sensor plate, a stage unit in which the pressure receiving sensor plate is incorporated, and a guide bar provided so that the upper punch presses vertically downward, and a transient output from the press sensor unit and the pressure receiving sensor plate. An instrumentation unit that reads and stores each voltage change under the phenomenon in real time, and controls the instrumentation unit to calibrate the voltage change indicating a transient phenomenon in the pressing process to actual various mechanical quantities and geometric quantities. In addition, a series of procedures for quantitatively reproducing and editing the press characteristics by storing the data after the calibration on a peripheral device such as a floppy disk, graphing it on a display screen or a printer and performing graphic output, and A central processing unit such as a personal computer in which the procedures are incorporated in internal and external storage devices and the like and in which various procedures are managed and executed; A series of procedural means for arbitrarily designing the press characteristics interactively on a display screen and transferring the information to the press control unit; and Copy photographic means which captures the pattern of the grid lines before pressing and the pattern of the grid lines in any of the pressing steps; and
An image capturing device such as an image scanner or a pointing device such as a digitizer that reads as coordinate values in a rectangular coordinate system, and the image capturing device or a pointing device is controlled, and a grid line is formed from data of each coordinate value of a grid point of the grid line. A design support system for a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a numerical analysis program for performing an unsteady deformation analysis by an analysis method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259195A JP2773576B2 (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Design support system for semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259195A JP2773576B2 (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Design support system for semiconductor device manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168989A JPH06168989A (en) | 1994-06-14 |
| JP2773576B2 true JP2773576B2 (en) | 1998-07-09 |
Family
ID=17330701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4259195A Expired - Lifetime JP2773576B2 (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Design support system for semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773576B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5011993B2 (en) * | 2006-12-08 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | Thermocompression head load measuring device and method |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4259195A patent/JP2773576B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06168989A (en) | 1994-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Armillotta et al. | Warpage of FDM parts: Experimental tests and analytic model | |
| CN108132075B (en) | The method of calibration and its data measurement unit of high energy beam increasing material manufacturing finite element thermal influence zone | |
| CN110940596A (en) | A rock high stress high temperature micro-nano indentation test system | |
| CN110987621A (en) | A method for establishing a three-dimensional fracture model of metal materials under complex stress state | |
| CN114486996B (en) | Intelligent control rock thermal expansion tester and its application method | |
| CN102175511A (en) | Method and system for estimating material property | |
| CN103487336A (en) | Clamped straight rod small sample creep testing method and apparatus thereof | |
| WO2024221945A1 (en) | Method and apparatus for vision-based three-dimensional-force detection, and related device | |
| CN105784523A (en) | Device and method for testing real hardness value of material based on indentation test | |
| CN118794790B (en) | A method and system for obtaining microscopic strength criteria of brittle materials | |
| Rzepka et al. | Application-Driven Reliability Research of Next Generation for Automotive Electronics: Challenges and Approaches | |
| CN105488263B (en) | The method of warpage after prediction package substrate welding resistance | |
| JP2773576B2 (en) | Design support system for semiconductor device manufacturing method | |
| EP0392471B1 (en) | Method for evaluating life of connection | |
| Du et al. | Force sensors embedded in surfaces for manufacturing and other tribological process monitoring | |
| CN115493822B (en) | Engine blade simulated load fatigue test device and method | |
| CN117313493A (en) | Interface fracture toughness acquisition method and device based on splitting test and inversion algorithm | |
| CN107843487A (en) | A kind of Multi-axial Loading test device of finite element analysis | |
| JP3345662B2 (en) | Simulation method and apparatus for plastic working experiment | |
| Riegel et al. | Analysis of the stress state in QFN package during four point bending and temperature experiments utilizing piezoresistive stress sensor | |
| CN114414393A (en) | True triaxial test device with constant lateral stiffness and test method thereof | |
| Riegel et al. | Analysis of the stress state in QFN package during four bending experiment utilizing piezoresistive stress sensor | |
| CN218895752U (en) | A micro-deformation comprehensive test bench | |
| Merkle et al. | Developing a model for the bond heel lifetime prediction of thick aluminium wire bonds | |
| JP2812098B2 (en) | Semiconductor device bonding strength evaluation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980324 |