JP3395654B2 - Bonding tools - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディング用ツ
ールに関し、特に、ＴＡＢテープのインナーリードと半
導体チップのボンディングパッドを接合するためのボン
ディング用ツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＡＢテープのインナーリードと半導体
チップのボンディングパッドを接合する方法には、大別
して、すべてのリードを同時に接合するギャングボンデ
ィング法と、１リードずつ半導体チップの電極パッドと
接合するシングルポイントボンディング法がある。この
うち、シングルポイントボンディング法は、例えば、メ
モリ用の半導体チップとＴＡＢテープを組み合わせたパ
ッケージにおいて、インナーリードと半導体チップの電
極パッドを接合する際に使用される。シングルポイント
ボンディング法は、１リード毎に接合していくため、接
合パラメータ、つまり、ボンディング荷重、ボンディン
グ時の温度、超音波の出力及び超音波の印加時間等を高
い精度でリードに伝達できるという特長がある。
【０００３】図４は従来のボンディング用ツールを示
す。角柱状のツール本体２１の先端面は、その各辺が左
右対称にＶ字形に窪んでいる。Ｖ字形の窪みのそれぞれ
の最下点２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから先端面の
中心点２３（最下点２２ａ〜２２ｄより少し深いか、ま
たは同一の値）に向けて谷線２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，
２４ｄが形成されている。これにより、ツール本体２１
の先端面の各コーナ部には、点接触部２５ａ，２５ｂ，
２５ｃ，２５ｄが形成される。
【０００４】図５は図４のボンディング用ツールを各方
向から見た状態を示し、（ａ）はツール本体２１の先端
面の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ
断面図である。各図から明らかなように、ツール本体２
１の各コーナ部には点接触部２５ａ〜２５ｄが形成され
ている。ボンディング用ツールが点接触部２５ａ〜２５
ｄを有することにより、リードとツール本体２１との接
触は、点接触部２５ａ〜２５ｄの４箇所による点接触状
態になる。
【０００５】１リード毎にボンディングを行うために
は、超音波出力に代表される条件が確実にリードに伝わ
り、接合の信頼性が高くならなければならない。これを
達成するため、図４に示すように、ツール本体の先端に
複数の点接触部２５ａ〜２５ｄが設けられている。この
ため、ボンディングの際、リードのボンディング部を変
形させ、このリードの変形部とツールの点接触部２５ａ
〜２５ｄがかみ合うことによって超音波の伝達が良好に
なり、接合の確実性が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のボンデ
ィング用ツールによると、接合の強度を向上させようと
して超音波の出力を高くしていくと、点接触部のために
ボンディングパッドに局部的な応力が発生し、クラック
を誘発させる可能性が高くなる。更に、ボンディングパ
ッドにクラックが発生すると、このクラックを起点にし
てリードが剥がれるため、接合強度を著しく低下させ
る。
【０００７】したがって、本発明の目的は、ボンディン
グ接合のパラメータ値を高くした条件下でも、クラック
を発生させることなく、高い接合強度を確保することの
できるボンディング用ツールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、半導体チップのボンディングパッドとリ
ードとを接合するためのボンディング用ツールにおい
て、少なくとも２本以上の線状の突起部がボンディング
面において交差するように形成され、 前記線状の突起部
は、ボンディング面に設けられた複数のＶ字形の溝によ
り形成されていることを特徴とするボンディング用ツー
ルを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面をもとに説明する。図１は本発明によるボンディ
ング用ツールの構成を示す。ツール本体１は角柱状を成
し、その先端面に十字形の線状の突起部が設けられてい
る。この線状の突起部は、各コーナ部から中心に向けて
同一高さで水平に延びる線状突起２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄから成る。したがって、ツール本体１の先端面は、コ
ーナ部のそれぞれと中心点２ｅとが同一平面上（同一高
さ）にある。各側面には、中心に向かって溝幅が小さく
なっていくＶ字形の溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ
が設けられている。
【００１０】図２は図１のボンディング用ツールを各方
向から見た状態を示し、（ａ）はツール本体１の先端面
の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断
面図である。図２の（ｂ）に示すように、浅いＶ字形の
溝１０ｄが形成され、中心の断面は（ｃ）に示すように
山形になる。したがって、各Ｖ字形の溝１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄの最下点３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの
それぞれと中心点２ｅとの間には、谷線４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄが形成される。Ｖ字形の溝の開角度θは、
（ｂ）に示すように、約１２０°に設定する。
【００１１】各図から明らかなように、ツール本体１の
先端面には、９０°で集中する４つの線状突起２ａ〜２
ｄと、この線状突起２ａ〜２ｄの隣接間に形成された４
つの谷線４ａ〜４ｄを有し、ボンディング時にリードに
接触する部分は線状突起２ａ〜２ｄになる。したがっ
て、従来のように、点接触する部分をは有しない。図３
は図１の構成による本発明と図４の構成による従来のボ
ンディング用ツールの比較結果を示し、超音波出力と接
合強度の関係を示している。図中、本発明によるボンデ
ィング用ツールを本発明ツール、従来構成のボンディン
グ用ツールを従来型ツールと称している。この考察に使
用したサンプルは４８ピンクラスのＢＧＡ(Ball Grid A
rray) 型のパッケージであり、超音波出力以外のボンデ
ィング条件は一定にした。図３より明らかなように、超
音波出力がいずれにあっても、本発明ツールの方が従来
型ツールよりも接合強度が高くなっていることがわか
る。
【００１２】〔表１〕は本発明及び従来のボンディング
用ツールにおけるパッドダメージ（クラック）の発生頻
度を示す。
【００１３】
【表１】【００１４】〔表１〕から明らかなように、パッドヘの
ダメージ（クラック）は、従来型ツールにおいては、超
音波出力が比較的低い領域から発生している。一方、本
発明ツールでは、超音波出力の高い領域においてもクラ
ックの発生は見られない。これは、ボンディング時のツ
ールによるリードの圧痕形状（ツールとのかみ合い形
状）が点から線になったことにより、超音波のリードヘ
の伝達が良好になり、かつ応力集中が軽減されたためと
考えられる。
【００１５】上記実施の形態においては、ツール本体１
が角柱形であるとしたが、本発明は角柱形に限定される
ものではなく、円柱形、多角柱形など任意の形状を用い
ることができる。また、線状の突起は、十字形に設ける
ものとしたが、一本のみでも良いし、或いは、Ｙ字形、
＊形等であってもよい。
【００１６】更に、突起部はＶ字形の溝により形成する
ものとしたが、これに限定されるものではなく、版画の
ように平面的な凹部を有する形状であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明のボンデ
ィング用ツールによれば、ボンディング面に線状の突起
部を設けて、点状の凸部を無くしたので、ボンディング
時のボンディングパッドヘのダメージ（クラック）の発
生が防止され、リードとの高い接合強度を保つことが可
能になる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding tool, and more particularly to a bonding tool for bonding an inner lead of a TAB tape to a bonding pad of a semiconductor chip. 2. Description of the Related Art A method of bonding an inner lead of a TAB tape and a bonding pad of a semiconductor chip is roughly classified into a gang bonding method in which all leads are bonded at the same time, and a method of bonding an electrode pad of a semiconductor chip one lead at a time. There is a single point bonding method for joining. Among these, the single point bonding method is used, for example, when bonding inner leads to electrode pads of a semiconductor chip in a package combining a semiconductor chip for memory and a TAB tape. Since the single point bonding method performs bonding for each lead, the bonding parameters, ie, bonding load, bonding temperature, ultrasonic output, ultrasonic application time, etc. can be transmitted to the lead with high accuracy. There is. FIG. 4 shows a conventional bonding tool. The tip end surface of the prism-shaped tool body 21 has a V-shaped recess symmetrically on each side. From the lowest point 22a, 22b, 22c, 22d of the V-shaped recess toward the center point 23 (slightly deeper than or the same value as the lowermost points 22a to 22d) of the tip surface, valley lines 24a, 24b, 24c,
24d are formed. Thereby, the tool body 21
Point contact portions 25a, 25b,
25c and 25d are formed. FIGS. 5A and 5B show the bonding tool of FIG. 4 viewed from various directions, wherein FIG. 5A is a plan view of the tip end surface of a tool body 21, FIG. 5B is a front view, and FIG. C-C
It is sectional drawing. As is clear from each figure, the tool body 2
Point contact portions 25a to 25d are formed in each of the corner portions. The bonding tool is a point contact portion 25a to 25
By having d, the contact between the lead and the tool main body 21 is in a point contact state by four points of the point contact portions 25a to 25d. [0005] In order to perform bonding for each lead, conditions represented by ultrasonic output must be reliably transmitted to the leads, and the reliability of bonding must be increased. In order to achieve this, a plurality of point contact portions 25a to 25d are provided at the tip of the tool main body, as shown in FIG. For this reason, at the time of bonding, the bonding portion of the lead is deformed, and the deformed portion of the lead and the point contact portion 25a of the tool are deformed.
The transmission of ultrasonic waves is improved due to the engagement of ２５25d, and the reliability of bonding is improved. However, according to the conventional bonding tool, when the output of the ultrasonic wave is increased in order to improve the strength of the bonding, the bonding pad is formed due to the point contact portion. Local stress is generated, which increases the possibility of inducing cracks. Further, when a crack is generated in the bonding pad, the lead is peeled from the crack as a starting point, so that the bonding strength is significantly reduced. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a bonding tool which can ensure a high bonding strength without generating cracks even under conditions where the bonding parameter value is increased. According to the present invention, there is provided a bonding tool for bonding a bonding pad of a semiconductor chip and a lead, wherein at least two linear bonding tools are provided. protrusions are formed so as to Oite intersect the bonding surface, the linear protrusions
Is formed by a plurality of V-shaped grooves provided on the bonding surface.
The present invention provides a bonding tool characterized in that the bonding tool is formed . Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a bonding tool according to the present invention. The tool body 1 has a prismatic shape, and a cross-shaped linear projection is provided on a tip surface thereof. The linear projections are linear projections 2a, 2b, 2c, 2 extending horizontally from each corner toward the center at the same height.
d. Therefore, in the tip end surface of the tool main body 1, each of the corner portions and the center point 2e are on the same plane (same height). On each side surface, V-shaped grooves 10a, 10b, 10c, and 10d whose groove widths decrease toward the center.
Is provided. FIGS. 2A and 2B show the bonding tool of FIG. 1 viewed from various directions, wherein FIG. 2A is a plan view of the tip end surface of the tool body 1, FIG. 2B is a front view, and FIG. It is CC sectional drawing of. As shown in FIG. 2B, a shallow V-shaped groove 10d is formed, and the cross section at the center becomes a mountain shape as shown in FIG. Therefore, each V-shaped groove 10a, 10
The valley lines 4a, 4b, 4 are located between the lowermost points 3a, 3b, 3c, 3d of b, 10c, 10d and the center point 2e.
c, 4d are formed. The opening angle θ of the V-shaped groove is
As shown in (b), the angle is set to about 120 °. As can be seen from the figures, four linear protrusions 2a to 2
d and 4 formed between the adjacent linear projections 2a to 2d.
There are two valley lines 4a to 4d, and portions that come into contact with the leads during bonding are linear projections 2a to 2d. Therefore, unlike the conventional case, there is no point contact portion. FIG.
4 shows a comparison result between the present invention having the configuration shown in FIG. 1 and the conventional bonding tool having the configuration shown in FIG. 4, and shows the relationship between the ultrasonic output and the bonding strength. In the drawing, the bonding tool according to the present invention is referred to as the present invention tool, and the bonding tool having the conventional configuration is referred to as the conventional tool. The sample used in this study is a 48-pin class BGA (Ball Grid A
(rray) type package, bonding conditions other than ultrasonic output were fixed. As is evident from FIG. 3, regardless of the ultrasonic output, the tool of the present invention has higher bonding strength than the conventional tool. Table 1 shows the frequency of occurrence of pad damage (cracks) in the present invention and the conventional bonding tool. [Table 1] As is apparent from Table 1, damage (cracks) to the pad occurs in a conventional tool from a region where the ultrasonic output is relatively low. On the other hand, in the tool of the present invention, no crack is generated even in a region where the ultrasonic output is high. This is presumably because the indentation shape of the lead (the shape of engagement with the tool) formed by the tool at the time of bonding became a line from a point, so that transmission of ultrasonic waves to the lead was improved and stress concentration was reduced. . In the above embodiment, the tool body 1
Is a prism, but the present invention is not limited to the prism, and any shape such as a cylinder and a polygon can be used. Also, the linear projections are provided in a cross shape, but only one projection may be provided, or a Y-shaped projection may be provided.
* The shape may be used. Further, the projection is formed by a V-shaped groove. However, the present invention is not limited to this. The projection may have a shape having a planar concave portion like a print. As is clear from the above, according to the bonding tool of the present invention, the linear projections are provided on the bonding surface to eliminate the point-like projections. The occurrence of damage (cracks) to the pads is prevented, and high bonding strength with the leads can be maintained.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボンディング用ツールを示す斜視
図である。
【図２】図１のボンディング用ツールを各方向から見た
状態を示し、（ａ）はツール本体先端面の平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。
【図３】図１の構成による本発明と図４の構成による従
来のボンディング用ツールの比較結果を示す超音波出力
−接合強度特性図である。
【図４】従来のボンディング用ツールを示す斜視図であ
る。
【図５】図４のボンディング用ツールを各方向から見た
状態を示し、（ａ）はツール本体先端面の平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ツール本体
２ａ〜２ｄ 線状突起
２ｅ 中心点
３ａ〜３ｄ，２２ａ〜２２ｄ 最下点
４ａ〜４ｄ 谷線
１０ａ〜１０ｄ Ｖ字形の溝
２１ ツール本体
２３ 中心点
２４ａ〜２４ｄ 谷線
２５ａ〜２５ｄ 点接触部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a bonding tool according to the present invention. FIGS. 2A and 2B show states of the bonding tool of FIG. 1 viewed from various directions, wherein FIG.
(B) is a front view, (c) is a CC cross-sectional view of (a). 3 is an ultrasonic output-joining strength characteristic diagram showing a comparison result between the present invention having the configuration shown in FIG. 1 and the conventional bonding tool having the configuration shown in FIG. 4; FIG. 4 is a perspective view showing a conventional bonding tool. 5A and 5B show states of the bonding tool shown in FIG. 4 when viewed from each direction, FIG.
(B) is a front view, (c) is a CC cross-sectional view of (a). [Description of Signs] 1 Tool body 2a to 2d Linear projection 2e Center points 3a to 3d, 22a to 22d Lowermost point 4a to 4d Valley line 10a to 10d V-shaped groove 21 Tool body 23 Center point 24a to 24d Valley line 25a-25d point contact part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−29404（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−245450（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21541（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−235104（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−333988（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−501907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-29404 (JP, A) JP-A-4-245450 (JP, A) JP-A-5-21541 (JP, A) JP-A-5-21541 235104 (JP, A) JP-A-6-333988 (JP, A) JP-A-8-501907 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/60
Claims (1)
ドとを接合するためのボンディング用ツールにおいて、 少なくとも２本以上の線状の突起部がボンディング面に
おいて交差するように形成され、 前記線状の突起部は、ボンディング面に設けられた複数
のＶ字形の溝により形成されている ことを特徴とするボ
ンディング用ツール。(57) [Claim 1] In a bonding tool for bonding a bonding pad of a semiconductor chip and a lead, at least two or more linear projections are formed on the bonding surface.
And the linear protrusions are provided on the bonding surface.
A bonding tool, which is formed by a V-shaped groove .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16836198A JP3395654B2 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Bonding tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16836198A JP3395654B2 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Bonding tools |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000003938A JP2000003938A (en) | 2000-01-07 |
| JP3395654B2 true JP3395654B2 (en) | 2003-04-14 |
Family
ID=15866667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16836198A Expired - Fee Related JP3395654B2 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Bonding tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395654B2 (en) |
-
1998
- 1998-06-16 JP JP16836198A patent/JP3395654B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000003938A (en) | 2000-01-07 |
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