(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透孔を有する絶縁テープに積層した導電箔をエッチングして一部が透孔内に延在するインナリードを含む導電パターンを形成したＴＡＢテープを移動させるＴＡＢテープ搬送装置と、前記透孔が移動し停止する所定ポジションで、一主面の周縁に沿って多数の電極を形成した半導体ペレットを支持し半導体ペレットの電極とＴＡＢテープのインナリードとを相対的に近接させて重合させるペレット支持機構と、半導体ペレット上の複数の電極とこれに対応する複数のインナリードの重合部を一括して加熱、加圧し電気的に接続するボンディングツールとを備えた半導体製造装置において、上記複数の電極に重合させたインナリード上の前記重合部に跨がる領域を加圧するボンデイングツールの下端面が平坦に形成され、かつこの下端面にインナリードの延在方向に沿って微細溝を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
透孔を有する絶縁テープに積層した導電箔をエッチングして一部が透孔内に延在するインナリードを含む導電パターンを形成したＴＡＢテープを移動させるＴＡＢテープ搬送装置と、前記透孔が移動し停止する所定ポジションで、一主面の周縁に沿って多数の電極を形成した半導体ペレットを支持し半導体ペレットの電極とＴＡＢテープのインナリードとを相対的に近接させて重合させるペレット支持機構と、半導体ペレット上の複数の電極とこれに対応する複数のインナリードの重合部を一括して加熱、加圧し電気的に接続するボンディングツールとを備えた半導体製造装置において、上記複数の電極に重合させたインナリード上の前記重合部に跨がる領域を加圧するボンデイングツールの下端面が平坦に形成され、かつこの下端面にインナリードの延在方向に沿って微細溝が形成され、前記微細溝内に残留した異物を除去する回転ブラシを有し、ブラシ先端の移動軌跡が前記微細溝の方向にほぼ沿うように前記回転ブラシを配置したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
透孔を有する絶縁テープに積層した導電箔をエッチングして一部が透孔内に延在するインナリードを含む導電パターンを形成したＴＡＢテープを移動させるＴＡＢテープ搬送装置と、前記透孔が移動し停止する所定ポジションで、一主面の周縁に沿って多数の電極を形成した半導体ペレットを支持し半導体ペレットの電極とＴＡＢテープのインナリードとを相対的に近接させて重合させるペレット支持機構と、半導体ペレット上の複数の電極とこれに対応する複数のインナリードの重合部を一括して加熱、加圧し電気的に接続するボンディングツールとを備えた半導体製造装置において、上記複数の電極に重合させたインナリード上の前記重合部に跨がる領域を加圧するボンデイングツールの下端面が平坦に形成され、かつこの下端面にインナリードの延在方向に対して交差する方向に微細溝が形成され、前記微細溝内に残留した異物を除去する回転ブラシを有し、ブラシ先端の移動軌跡が前記微細溝の方向にほぼ沿うように前記回転ブラシを配置したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
前記微細溝の巾は前記インナーリードの巾の１／５〜１／１０であり、前記微細溝の深さは前記インナーリードを被覆した易接続性めっき材のめっき厚さの２倍以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＴＡＢ式半導体装置の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＡＢ式半導体装置の一例を図６および図７から説明する。図において、１は耐熱性を有する絶縁テープで、両側に沿って送り用の穴１ａ、１ａを一定間隔で形成し、幅方向の中間で、長手方向に一定間隔で矩形状の透孔１ｂを穿設している。２は絶縁テープ１に積層した導電箔をエッチングして形成された導電パターンで、前記透孔１ｂ内に延在するインナリード２ａを含み、絶縁テープ１と導電パターン２の積層体でＴＡＢテープ３を構成している。導電パターン２の材料としては一般的に銅が用いられ、インナリード２ａにはボンディング性を良好に保つため易接続性の金や錫などの金属や合金がめっき処理されている。
４は透孔１ｂ内に配置された半導体ペレットで、上面の周縁に多数のバンプ電極４ａが形成されている。
このバンプ電極４ａにも金などの易接続性のめっき材が被覆されている。この半導体ペレット４はＴＡＢテープ３の透孔１ｂ内に配置され、バンプ電極４ａとインナリード２ａとが重合され電気的に接続されている。  ５は透孔１ｂ内で半導体ペレット４の表面、バンプ電極４ａとインナリード２ａの接続部を含む領域を被覆し外力や腐食性ガスなどから保護する樹脂を示す。
この半導体装置は図示点線領域から切断され個々に分離されて使用される。
この種半導体装置の製造装置の一例を図８から説明する。図において図６および図７と同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図中、６はリール７ａに巻回されたＴＡＢテープ３を繰出して、中間部を水平方向にガイドしつつ移動させリール７ｂに巻き取るＴＡＢテープ搬送装置、８はＴＡＢテープ３の移動経路の所定位置下方で、半導体ペレット４を支持して上下動するペレット支持機構、９はペレット支持機構８の上方に配置され、水平面内でＸＹ方向に移動し上下動するボンディングツールで、インナリード２ａとバンプ電極４ａの重合部を一点ずつ加熱、加圧して各重合部を順次熱圧着する。
このツール９は耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性が要求されるため、セラミクス材や超硬度鋼などからなるベース材に気相成長法により人工ダイヤモンドや人工ルビーの被膜を形成したものが一般的に用いられる。
この装置では熱圧着のためにボンディングツール９は５５０℃程度に加熱されるが、温度上昇により半導体ペレット４が熱膨張するとバンプ電極４ａとインナリード２ａのそれぞれの位置がずれボンデイングがうまくできなくなるため、超音波振動を併用して加熱温度を下げることもある。
しかしながら、半導体ペレット４の電極数が多くなると電極の配列間隔が狭くなり、インナリード２ａの隣り合う間隔も狭くなるため、微小位置ずれでも短絡や耐電圧低下を生じる虞がある。
そのため、特開平５−２１５４１号公報（先行技術）にはボンディングツール９の下端に突起物を格子状に配列したり、下端面の角部に突起を形成して、加圧したインナリード２ａがバンプ電極４ａ上で位置ずれしないようにした製造装置が開示されている。
また、バンプ電極４ａの数が多くなると一つずつボンディングするものでは処理に時間がかかるため、多数の重合部を一括してボンディングすることも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種半導体装置は高機能化、高集積化を半導体ペレットの寸法を大きくすることなく実現するには、電極巾、電極間隔ともに微細にする必要があり、それに対応してインナリードの巾、間隔ともに狭小にする必要がある。
また、より多電極に対応するには、電極及びインナリードの巾、間隔をともに狭小にし、電極を千鳥状に配列している。
例えば、電極巾が６０μｍ、電極長さ９０μｍ、電極の配列間隔が７０μｍの液晶表示装置駆動用半導体集積回路装置では、インナリードの巾を６０μｍ、配列間隔を７０μｍに設定し、インナリードのそれぞれ隣り合う間隔を１０μｍに設定している。
一方、インナリード２ａと電極４ａの接続性を良好にするため、インナリード２ａには厚さ０．２５μｍ程度に錫めっき処理され、電極４ａ表面には金が厚さ数百オングストロームにめっき処理されている。
このめっき材のうちリード上面のめっき材はボンデイングツール９によって加熱されて溶融し加圧されて側方に押し出されはみ出す。
このときインナリード２ａの側壁のめっき材も溶融しているため、はみ出しためっき材は側壁側に回り込むが、リードの厚みを例えば３０μｍとすると上面のめっき材が側壁にすべてまわり込んだとしても厚みは０．５μｍにしかならず、リードの間隔は９μｍ確保できる。
しかしながら、ボンディングツール９による加圧は瞬時に行われ加圧状態が一定時間保たれるため、溶融し流動化しためっき材は圧縮されボンデイングツール９下面に沿い隣り合うリードに向かって噴出し対向するリードから噴出しためっき材と連結する。
一方、リード側壁のめっき材は電極４ａ側に回り込むためリード側壁のめっき材の厚みは薄く、リード間隔はリードの厚みより狭いこともあってリード間で連結しためっき材は表面張力により互いに引き合いリード側壁に引き込まれないことがある。
そのためリード間をめっき材が橋絡するとボンディング完了後、ボンデイングツール９を除去しても橋絡状態を解消できず、短絡や耐電圧の低下を生じていた。
実際にはインナリード２ａと電極４ａとの位置決めには誤差があり、ボンディングツール９でリードを加圧する際にもリードが位置ずれすることがあり、多くの電極のうち一カ所でも短絡すると半導体装置としては不良となるため改善が望まれていた。
また先行技術に開示された下端に多数の突起を形成したボンディングツールを用いることも考えられるが、多数の突起の間は互いに連通しているため突起間に溶融しためっき材が入り込むとこの溶融めっき材が突起を囲むように保持されるため、多数の電極を一括してボンディングする場合には適用できなかった。
【０００４】
【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、ＴＡＢテープ搬送装置と、ペレット支持機構と、半導体ペレット上の複数の電極とこれに対応する複数のインナリードの重合部を一括して加熱、加圧し電気的に接続するボンディングツールとを備えた半導体製造装置において、上記複数の電極とインナリードの重合部に跨がる領域を加圧するボンデイングツールの下端面が平坦に形成され、かつこの下端面のインナリードの延在方向に沿って微細溝を形成したことを特徴とする半導体製造装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体製造装置は、複数のインナリードを複数の電極に一括して加圧して熱圧着するボンディング ツールを備えたものであるが、ボンデイングツール下端面の微細溝はインナリードの延在方向に対して交差する方向に形成する。
また、この微細溝はＴＡＢテープのインナリード被覆された易接続性の金属または合金からなるめっき材を収容するように形成される。
また、この半導体製造装置にはボンディングツールの下端に形成された微細溝内に残留しためっき材料からなる異物を除去するクリーナが付設される。
このクリーナは回転ブラシからなり、ブラシ先端の移動軌跡がボンディングツールの微細溝の方向にほぼ沿うように配置される。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１および図２から説明する。図において、図６乃至図８と同一物には同一符号を付し重複する説明を省略する。図中、１１は本発明によるボンデイングツールで、下端に、インナリード２ａと半導体ペレット４の電極４ａの重合部を一括して加圧する突部１２が形成され、この突部１２の平坦な下端面に１２ａに微細溝１２ｂを形成している。この微細溝１２ｂはインナリード２ａの延在方向に形成され、インナリード２ａの巾の１／５〜１／１０に設定され、深さはインナリード２ａを被覆した易接続性めっき材を収容し得るように設定され、例えばリードの巾が６０μｍ、めっき材の厚みが０．２５μｍ、リードの巾を等分割して微細溝１２ｂの本数を３としたとき、微細溝１２ｂの巾は６．７μｍ、深さは０．５μｍ以上に設定される。このボンディングツール１１は耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性を有するセラミクス材や超硬度鋼などからなり、予め微細溝を形成したベース材に気相成長法により人工ダイヤモンドや人工ルビーの被膜を形成したものが用いられる。この装置によれば、ボンデイング作業時に、溶融しためっき材はリード両側部のごく一部を除き微細溝１２ｂに収容され、しかも微細溝１２ｂはリードに沿って形成されているため、微細溝１２ｂに溶融めっき材が残留しても、余剰の溶融めっき材はリードに沿う方向に押し出され、ほどんどリードの側方にはみ出すことはなくリード間の短絡事故が防止される。またこの微細溝１２ｂと隣り合う突部はリードを局所的に加圧するため、リードの位置ずれがなく、加圧力が集中し、ボンディング性を向上できる。上記実施例では微細溝１２ｂをインナリード２ａに沿う方向に形成したが、図３に示すように、インナリード２ａの延在方向と交差する方向、図示例では突部１２ａの側壁に対して４５度方向に微細溝１２ｂを形成したことが異なる。これにより図４に示すようにインナリード２ａ、２ａ間（間隔ｄ１）を横切る微細溝１２ｂの長さ（間隔ｄ２）が間隔ｄ１より長くでき、対向位置も距離ｄ３だけ位置ずれさせることができるため、微細溝１２ｂからはみ出した溶融めっき材による短絡事故を防止できる。またこの微細溝１２ｂは透孔１ｂ内に延びるインナリード２ａの方向に関係なく、リードの延在方向に対し交差するため、ボンディングツール１１に超音波振動を付与する場合、リード２ａとツール１１との間で、すべりを生じにくく全てのリードに対してボンディング性を良好にできる。この装置にはボンディングツール１１に付着し残留した異物を除去するため、図５に示すクリーナ１３が付設される。このクリーナ１３はブラシ材としてタングステンなどの硬質材料からなるフィラメント１４を回転軸１５に植立した回転ブラシが用いられる。また、仕上げクリーニング用として水平面内で回転するセラミック板１６も付設される。このクリーナ１３は微細溝１２ｂの形成方向にフィラメント１４が移動し、微細溝１２ｂ内に残留した異物をかきだし、セラミック板１６により下端面を平滑にするが、図４に示すように微細溝１２ｂがインナリードに対して交差する一方向に形成すると、回転軸１５の方向を一定にすることができる。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように本発明装置では、ボンディングツールに微細溝を形成することによりインナリードにめっきされた易接続性材料のリード間へのはみ出しを防止できるため、リード間隔が狭くても短絡事故のないＴＡＢ式半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す半導体製造装置の一部断面側面図
【図２】  図１装置のボンディングツールの下面図
【図３】  本発明の他の実施例を示すボンデイングツールの下面図
【図４】  本発明装置によるインナリードと微細溝の関係を示す要部拡大平面図
【図５】  本発明装置に付設されるクリーナを示す要部斜視図
【図６】  ＴＡＢ式半導体装置の一例を示す要部斜視図
【図７】  図６装置の側断面図
【図８】  図６装置を製造するための半導体製造装置を示す側面図
【符号の説明】
１  絶縁テープ
１ｂ  透孔
２  導電パターン
２ａ  インナリード
３  ＴＡＢテープ
４  半導体ペレット
４ａ  電極
７  ＴＡＢテープ搬送装置
８  ペレット支持機構
１１  ボンディングツール
１２ａ  下端面
１２ｂ  微細溝
【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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【図８】
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