(57)【要約】【課題】半導体ペレットの多電極化によりインナリードの巾、配列間隔が狭くなるとリードの中間部の側面形状を屈曲成形する際に、インナリードが平面視変形してリード先端部が近接したり接触して電気的不良となることがあった。【解決手段】リード３ａを加圧する加圧体１３のリード加圧面１３ａの周縁部にリード３ａをガイドする切欠き１４を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透孔を有する絶縁フィルム上に導電パターンを形成しその一部を透孔内に延在させて形成したインナリードの先端部を透孔内に配置した半導体ペレットの電極に重合させて、インナリードをボンディングツールのリード加圧体により加圧してインナリードとペレット電極の重合部を電気的に接続するインナリードボンダにおいて、
リード加圧体のリード加圧面周縁にインナリードをガイドする切欠きを形成したことを特徴とするインナリードボンダ。
【請求項２】
切欠きの側断面形状が三角形であることを特徴とする請求項１に記載のインナリードボンダ。
【請求項３】
リード加圧体の少なくともリード加圧面が人工宝石であることを特徴とする請求項１に記載のインナリードボンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＴＡＢテープのインナリードと半導体ペレットとを電気的に接続するインナリードボンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型軽量化が要求される携帯電話などの可搬型電子回路装置に用いられる電子部品は小型化や薄型化に適する構造が採用されている。この種電子部品として多リードの半導体装置ではＴＡＢテープを用いたＴＡＢ型半導体装置が一般的に用いられている。この一例を図６に示す。図において、１はＴＡＢテープで、可撓性とともに耐熱性を有する絶縁フィルム２の巾方向中間部で長手方向に一定間隔で透孔２ａを穿設し、両側に図示省略するが一定間隔で送り用の穴を穿設しており、この絶縁フィルム２上に導電パターン３を、その一部が透孔２ａ内に延在するように形成し、透孔２ａ内に延在させた導電パターン３をインナリード３ａとしたものである。４は半導体ペレットで、一主面に多数の突起電極４ａが形成されている。
【０００３】
この半導体ペレット４はＴＡＢテープ１の透孔２ａ位置に配置され、インナリード３ａの先端部が突起電極４ａに重合され、重合部が熱圧着されて電気的に接続されている。突起電極４ａは高さが１００μｍ程度でインナリード３ａの中間部がペレット４周縁部に接触する虞があるため、インナリード３ａの中間部をペレット４から離隔する方向に屈曲させて、インナリード３ａの下面をペレット４の周縁角部から離隔させている。５は半導体ペレット４の電極形成面と電気的接続部とを被覆し外力や腐食性ガスから保護する樹脂を示す。
【０００４】
図７はインナリード３ａとペレット電極４ａとを電気的に接続するインナリードボンダの一例を示す。図において、図６と同一部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。図中、６は半導体ペレット４を突起電極４ａを上に向けて位置決め支持するペレット支持台、７はＴＡＢテープ１をガイドしてペレット支持台６上で水平動させるテープガイド、８はボンディングツールで、内部にヒータ９が配置され下面に平板状のリード加圧体１０が固定され、ロッド１１を介して昇降機構１２に支持されている。
【０００５】
この装置のペレット支持台６とテープガイド７は水平方向及び上下方向に相対移動が可能で、ペレット支持台６上に位置決め固定された半導体ペレット４の突起電極４ａとＴＡＢテープ１のインナリード３ａの先端部とが平面視、重合させ、その状態で、インナリード３ａの先端部をペレット電極４に接触又は近接させる。そしてボンディングツール８を降下させリード加圧体１０をインナリード３ａに接触させて押し下げ、インナリード３ａの中間部に段差を形成しつつインナリード３ａの先端部が突起電極４ａに当接させるとさらに加圧し、加圧状態を保ってヒータ９を発熱させその伝導熱によりインナリード３ａとペレット電極４ａの重合部を加熱して、インナリード３ａと突起電極４ａとを熱圧着し電気的接続を完了する。この後、ボンディングツール８を上昇させ、ＴＡＢテープ１とペレット支持台６とを相対的に上昇下降させて離隔させ、さらに半導体ペレット４を一体化したＴＡＢテープ１を水平動させて、次の透孔２ａをペレット支持台６位置に移動させ、ペレット支持台６上に新しい半導体ペレット４を供給し、上記動作を繰返してＴＡＢテープ１に順次半導体ペレット４を接続する。図示省略するが、続く工程で透孔２ａ内の半導体ペレット４上に樹脂５を被覆し、さらにＴＡＢテープ１を所定の形状に切断して個々の半導体装置が製造される。この種インナリードボンダは例えば特許文献１に開示されている。この装置ではインナリード３ａの成形と半導体ペレット４への電気的接続が連続して行なえ、多数の電極重合部を一括して接続することが出来る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−１９６５５３号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電話などの可搬型電子回路装置は一層小型化されており、外形寸法はあまり変えずにデジタルカメラを一体化するなど多機能化しており実質的な小型化が要求されている。そのため半導体装置も複数のペレットで実現していた機能を１つのペレットに集積することにより体積は増大してもそれ以上に集積密度を増大させたり、内部回路は従来と同じでもペレットの体積を縮小させることにより集積密度を向上させ、電極の寸法や配列間隔を狭めることにより小型化の要求に応えている。
【０００８】
そのため半導体ペレット４に対応してＴＡＢテープ１もインナリード３ａの巾や配列間隔を狭めている。インナリード３ａはその巾を狭小化するためには厚みを薄くする必要があり、これによって機械的強度が低下するだけでなく弾性力も低下する。
【０００９】
そのためリード加圧体１０でインナリード３ａを押圧する間にインナリード３ａがリード加圧体１０の周縁角部で滑動して位置ずれし易くなり、位置ずれしたリード３ａの先端部は隣接するリード３ａに近接したり接触し耐圧を低下させたり短絡するという問題があった。
【００１０】
一方、リード加圧体１０は３５０〜５５０℃程度の高温で外気に曝されているため、超硬鋼などの耐酸化性、耐腐食性、耐磨耗性に優れた材料が用いられているが、最近では超硬鋼より硬度が高く熱伝導性が良好な人工ダイヤモンドや人工ルビーなど人工宝石が採用されている。またインナリード３ａと接触するリード加圧体１０は高温高圧状態に曝されるためインナリード３ａの表面を被覆した金などのめっき材が付着し易く、ボンディング作業を繰返すうちに付着した微小量のめっき材が成長して塊状の異物となる。そのためリード加圧体１０の表面を鏡面仕上げしてめっき材が付着するのを防止し、付着しても容易に剥離できるようにしているが鏡面仕上げにより潤滑性が良好であるため、特に人工宝石を用いたリード加圧体１０では微細化したインナリード３ａの位置ずれが顕著となり耐電圧低下や短絡を生じ易いという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、透孔を有する絶縁フィルム上に導電パターンを形成しその一部を透孔内に延在させて形成したインナリードの先端部を透孔内に配置した半導体ペレットの電極に重合させて、インナリードをボンディングツールのリード加圧体により加圧してインナリードとペレット電極の重合部を電気的に接続するインナリードボンダにおいて、リード加圧体のリード加圧面周縁にインナリードをガイドする切欠きを形成したことを特徴とするインナリードボンダを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるインナリードボンダはリード加圧体のリード加圧面周縁にインナリードをガイドする切欠きを形成したことをを特徴とするが、この切欠き切欠きの側断面は三角形が適当である。また本発明は人工宝石を用いたリード加圧体を有するインナリードボンダに好適である。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１及び図２から説明する。図において、図６〜図７と同一部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。本発明によるインナリードボンダはＴＡＢテープ１の絶縁フィルム２上に形成した導電パターン３の一部を透孔２ａ内に延在させたインナリード３ａの先端部と半導体ペレット４の突起電極４ａの重合部を加圧、加熱してインナリード３ａとペレット電極４ａを電気的に接続するものであるが、インナリード３ａに直接接触して突起電極４ａとの重合部を加圧、加熱するリード加圧体１３が図７に示すリード加圧体１０とは相異する。
【００１４】
このリード加圧体１３は少なくともインナリード３ａと対向する面が耐酸化性、耐腐食性、耐磨耗性を有する超硬鋼や超硬鋼より硬度が高く熱伝導性が良好な人工ダイヤモンドや人工ルビーなど人工宝石が用いられ、リード加圧面（下面）１３ａの周縁にインナリード３ａをガイドする切欠き１４を形成したことを特徴とする。
【００１５】
このリード加圧体１３は高温、高圧下でリード３ａ表面のめっき材などが付着、成長しないように表面が鏡面処理されている。
【００１６】
またこのリード加圧体１３のインナリード３ａと当接する下面１３ａは半導体ペレット４の形状に合わせて矩形または方形で、下面１３ａと周壁（側面）１３ｂとのなす角度は９０度または鈍角で、下面１３ａのインナリード３ａが当接する部分とこの部分と隣接する周壁１３ｂには切欠き１４が形成されている。
【００１７】
この切欠き１４の平面形状は図２に示すように、巾がインナリード３ａより３〜５μｍ広い矩形状で、側断面形状は図１中の拡大側面図にて点線で示すように三角形をしており、ボンディング完了時の状態を示す図３にて、インナリード３ａの屈曲点Ａを半導体ペレット４の側壁と突起電極４ａの中間に位置させたとき、さらに透孔２ａから屈曲点Ａまでの水平長さをＬ、絶縁フィルム２上面と突起電極４ａの上面までの段差、即ちインナリード３ａの押下深さをＤ、屈曲点Ａからリード加圧体１３の周壁１３ｂまでの長さ、即ち切欠き１４の平面長さをａとしたとき、切欠き１４の側断面三角形の高さｂは（Ｄ＊ａ／Ｌ）以上に設定することが好ましく、例えば透孔２ａから屈曲点Ａまでの水平長さＬを５００μｍ、インナリード３ａの押下深さＤを１００μｍ、切欠き１４の平面長さａを５０μｍとした場合、切欠き１４の側断面三角形の高さｂは１０μｍ以上とすればよい。実際にはインナリード３ａは透孔２ａの内周や屈曲点Ａから直ちに屈曲するわけではなく、前記高さｂは前記値より十分大きく設定すればよい。
【００１８】
このインナリードボンダの動作を以下に説明する。先ず、ペレット支持台６上に供給され位置決めされた半導体ペレット４の突起電極４ａとＴＡＢテープ１のインナリード３ａの先端部とが平面視、重合するようにペレット支持台６とテープガイド７を相対移動させて位置決めする。
【００１９】
そしてボンディングツール８を降下させ図４に示すようにリード加圧体１３の下面１３ａ中央部をインナリード３ａに接触させて押し下げ、図５に示すようにインナリード３ａの中間部に段差を形成しインナリード３ａの傾斜した先端部を突起電極４ａに当接させる。このとき、直線降下するリード加圧体１３に対して、インナリード３ａは透孔２ａ内壁部を中心として回転するため、屈曲点Ａ位置でインナリード３ａはその長手方向に摺動する。
【００２０】
さらにボンディングツール８を降下させると屈曲点Ａと突起電極４ａの間のインナリード３ａ先端部は半導体ペレット４と平行に成形され、インナリード３ａ全体は図３に示すようにクランク状に成形され、リード加圧体１３はインナリード３ａと突起電極４ａの重合部を加圧し、この状態を保ってヒータ９を発熱させ重合部を加熱して、インナリード３ａと突起電極４ａとを熱圧着し電気的接続を完了する。この後、ボンディングツール８を上昇させ、ＴＡＢテープ１とペレット支持台６とを相対的に上昇下降させて離隔させ、さらに半導体ペレット４を一体化したＴＡＢテープ１を水平動させて、次の透孔２ａをペレット支持台６位置に移動させ、ペレット支持台６上に新しい半導体ペレット４を供給し、上記動作を繰返してＴＡＢテープ１に多数の半導体ペレット４を接続する。
【００２１】
この装置は、図４に示す状態からインナリード３ａに当接させたリード加圧体１３を下げると、インナリード３ａは周壁１３ｂより内方で突起電極４ａ近傍の屈曲点Ａから屈曲し、重合部が未接続の図５の状態でインナリード３ａを切欠き１４によってガイドする。また下面１３ａと切欠き１４の屈曲点Ａでのなす角は鈍角であるため、屈曲変形するインナリード３ａとリード加圧体１３の間の摺動摩擦抵抗を小さくでき屈曲するインナリード３ａを側方へ変位させる力を生じにくく、切欠き１４によってガイドされた隣り合うインナリード３ａは互い平行状態を保って、クランク状に折り曲げ成形される。
【００２２】
これにより、面積を縮小し狭小間隔で多数の突起電極４ａを配列した半導体ペレット４と、この半導体ペレット４に対応させるため厚み、巾、配列間隔を狭め、その結果機械的強度や弾性力が低下したインナリード３ａとを、インナリード３ａの中間部を屈曲させて接続してもインナリード３ａの位置ずれが防止でき、隣接するリード３ａとの間で近接や接触が防止でき、耐圧低下や短絡などの電気的な不良の発生を防止することができ、特に人工宝石を用いたリード加圧体１３で顕著な効果を奏する。
【００２３】
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されることなく、例えば、矩形状の半導体ペレットの２つの長辺に沿って突起電極を配列したもので、一方の辺の突起電極の数が少なく、隣り合うリードのとの間隔が十分広く設定されるものでは、配列間隔が狭い側のインナリードにのみ対応するように切欠き１４を形成すればよい。
【００２４】
また半導体ペレット４は金単体あるいは銅などの良導電性で硬質の材料上に金めっきした突起電極４ａを有するものが好ましいが、半田などの低融点合金を用いた突起電極を有するものでもよく、さらには先端部に導電性突起を形成したインナリードを用いる場合には、平面電極でもよい。
【００２５】
またインナリードとペレット電極との電気的接続は熱圧着だけでなく、重合部に超音波振動を付与して電気的接続する超音波接続でもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電極の配列間隔を狭小化してもインナリードとペレット電極とを確実に電気的に接続することが出来、耐電圧低下や短絡のない半導体装置を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインナリードボンダの側面図
【図２】リード加圧体の下面図
【図３】リード加圧体によってインナリードと突起電極が加圧された状態を示す要部拡大側断面図
【図４】リード加圧体をインナリードに接触させた状態を示す要部拡大側面図
【図５】図４状態に続きリード加圧体によってインナリードを押下する状態を示す要部拡大側断面図
【図６】ＴＡＢ式半導体装置の側断面図
【図７】図６半導体装置の製造に用いられるインナリードボンダの側面図
【符号の説明】
１  ＴＡＢテープ
２  絶縁フィルム
２ａ  透孔
３  導電パターン
３ａ  インナリード
４  半導体ペレット
４ａ  電極
８  ボンディングツール
１３  リード加圧体
１４  切欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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