テープ自動ボンディング

テープ自動ボンディング（TAB ）は、集積回路などの裸の半導体チップ（ダイ）をポリアミドまたはポリイミド（商品名KaptonまたはUPILEXなど）フィルムキャリアの細い導体に取り付けることで、フレキシブル回路基板（FPC）に配置するプロセスです。ダイ（TAB インナーリードボンディング、ILB）付きのこの FPC は、システムまたはモジュールボードにマウントするか、パッケージ（TAB アウターリードボンディング、OLB）内に組み立てることができます。通常、FPC には 1 ～ 3 の導電層が含まれており、半導体ダイのすべての入力と出力は、TAB ボンディング中に同時に接続されます。^[1]^[2]^[3]テープ自動ボンディングは、チップオンフレックス（COF）アセンブリを実現するために必要な方法の 1 つであり、電子機器製造における最初のロールツーロール処理（R2R、リールツーリールとも呼ばれる）タイプの方法の 1 つです。

プロセス

TAB マウントは、通常、金、はんだ、または異方性導電材料で作られたバンプまたはボールの形のダイの接合部位がテープ上の細い導体に接続されるように行われます。これにより、ダイをパッケージに接続したり、外部回路に直接接続したりすることができます。バンプまたはボールは、ダイ上または TAB テープ上に配置できます。TAB 準拠のメタライゼーションシステムは次のとおりです。^[4]

ダイ上の Al パッド < - > テープ領域上の金メッキ Cu (熱超音波接合)
ダイ上のパッド上の Au で覆われた Al < - > Au または Sn でバンプされたテープ領域 (ギャングボンディング)
ダイ上のAuバンプ付きAlパッド < - > AuまたはSnメッキテープ領域（ギャングボンディング）
ダイ上のはんだバンプ付きAlパッド < - > Au、Sn、またははんだメッキテープ領域（ギャングボンディング）

ダイが接着されているテープには、ダイの実際のアプリケーション回路がすでに含まれている場合があります。^[5]フィルムは目的の位置に移動され、必要に応じてリードが切断され、チップの接合が行われます。TAB で使用される接合方法はいくつかあります。熱圧着接合(圧力の助けを借りて、ギャングボンディングと呼ばれることもあります)、熱超音波接合などです。その後、ベアチップはエポキシなどでカプセル化 ( 「グロブトップ」 ) されます。 ^[6]

テープ自動ボンディングのメリットは次のとおりです。

すべてのチップ相互接続（チップからの入力/チップへの出力）は 1 回のボンディングで行われるため、TAB はワイヤボンディングと区別されます。
この接合技術は高度に自動化でき、必要に応じて非常に高速に行うことができます。そのため、TAB は電子機器の大量生産に使用されます。
基板が薄く、チップ領域のみを覆うグロブトッピングが最小限であるため、非常に軽量で薄いアセンブリが実現します。センサー、医療、宇宙エレクトロニクス、銀行カードやクレジットカード、携帯電話などのポータブル機器のSIM カードなど、軽量で薄いアセンブリが有利な用途は数多くあります。
アプリケーションによっては、追加のパッケージングが不要になる場合があり、一部のパッケージング手法では金属リードフレームを置き換えることができます。

テープ自動ボンディングの課題は次のとおりです。

製造には特別な機械が必要である。^[7]
チップには入出力（IO）パッド上にバンプが必要であり、またはバンプはテープ上になければなりません。チップ上およびテープ上のバンプと金属は、アプリケーションのあらゆる環境およびその他の状況において信頼性を実現するために準拠していなければなりません。^[8]
相互接続方法（TABとフリップチップ）により、チップのすべてのIOを同時に相互接続できるようになりました。フリップチップははんだ付けを使用するため、フリップチップ製造の発達とともにTABの速度の利点は減少しました。これは、フリップチップも時間の経過とともにTABに似たファインピッチ相互接続方法へと発展したためです。さらに、ワイヤボンディングの高速化により、TABは主にディスプレイドライバの相互接続やスマートカードなどの特定の領域に適用されるようになりました。TABは実行可能な高速かつ高密度の^[9]相互接続方法です。

標準

ポリイミドテープの標準サイズは、幅 35 mm、45 mm、70 mm、厚さ 50 ～ 100 マイクロメートルです。テープはロール状であるため、回路の長さはスプロケットピッチで測定され、各スプロケットピッチは約 4.75 mm です。したがって、16 ピッチの回路サイズは約 76 mm の長さになります。

歴史と背景

技術的には、このプロセスはFrances Hugleによって発明され、1969 年に特許が発行されましたが、TAB という名前ではありませんでした。^[10] TAB は、1971 年に Honeywell Bull の Gerard Dehaine によって初めて概要が示されました。^{[11]歴史的に、TAB は}ワイヤボンディングの代替として作成され、電子機器メーカーによって一般的に使用されています。^{[12]しかし、ワイヤボンディング方法の高速化とフリップチップの開発により、ダイのすべての IO を同時にボンディングでき、TAB に比べて修理が容易になったため、TAB ボンディングは、}液晶ディスプレイ(LCD)などのディスプレイにディスプレイドライバーを相互接続するなどの特定の領域で使用されるようになりました。

参考文献

^ 「講義：ICアセンブリにおける相互接続」（PDF）。
^ Greig, WJ (2007).集積回路のパッケージング、アセンブリ、相互接続. Springer. pp. 129–142. ISBN 978-0-387-28153-7。
^ Lau, JH (1982).テープ自動接着ハンドブック 645 ページ. Springer. ISBN 978-0442004279。
^ 「パッケージング技術のロードマップ、集積回路エンジニアリング、第 9 章 (編集者 D. Potter および L. Peters)、第 1 レベルでのチップボンディング、9-1...9–38」(PDF)。
^ 「Silicon Far East の TAB オンライン」。
^ 「テープ自動ボンディング」。高性能統合技術システムセンター (CHIPTEC)。1997 年 3 月。
^ Lai, JKL; et., al. (1995). 「薄いテープメタライゼーションによるテープ自動ボンディング (TAB) インナーリードボンディング (ILB) の微細構造に対するボンディング温度と圧力の影響」1995 年議事録。第 45 回電子部品および技術会議。pp. 819–826。doi : 10.1109 / ECTC.1995.517782。ISBN 0-7803-2736-5. S2CID 136639010。
^ Yan-Xiang, K.; Ling, L. (1990). 「BTAB におけるテープバンプの形成と接合」.第 40 回電子部品および技術会議議事録. 2 : 943–947. doi :10.1109/ECTC.1990.122302. S2CID 110303672.
^ Kurzweil, K.; Dehaine, G. (1982). 「テープ自動ボンディングにおける密度の向上」Electrocomponent Science and Technology, Gordon and Breach Science Publishers, Inc. 10 : 51–55.
^ 「特許US3440027 半導体の自動パッケージング」。
^ 「テープ自動ボンディング」（PDF）。
^ 「テープ自動ボンディング (TAB)」。Advantest Europe カスタマーニュースレター。Advantest GmbH。

外部リンク

TABの基本
TABの説明
テープ自動ボンディングとは、YouTube
ワイヤボンディング、TAB、フリップチップの基礎

[1] 「講義：ICアセンブリにおける相互接続」（PDF）。

[2] Greig, WJ (2007).集積回路のパッケージング、アセンブリ、相互接続. Springer. pp. 129–142. ISBN 978-0-387-28153-7。

[3] Lau, JH (1982).テープ自動接着ハンドブック 645 ページ. Springer. ISBN 978-0442004279。

[4] 「パッケージング技術のロードマップ、集積回路エンジニアリング、第 9 章 (編集者 D. Potter および L. Peters)、第 1 レベルでのチップボンディング、9-1...9–38」(PDF)。

[5] 「Silicon Far East の TAB オンライン」。

[6] 「テープ自動ボンディング」。高性能統合技術システムセンター (CHIPTEC)。1997 年 3 月。

[7] Lai, JKL; et., al. (1995). 「薄いテープメタライゼーションによるテープ自動ボンディング (TAB) インナーリードボンディング (ILB) の微細構造に対するボンディング温度と圧力の影響」1995 年議事録。第 45 回電子部品および技術会議。pp. 819–826。doi : 10.1109 / ECTC.1995.517782。ISBN 0-7803-2736-5. S2CID 136639010。

[8] Yan-Xiang, K.; Ling, L. (1990). 「BTAB におけるテープバンプの形成と接合」.第 40 回電子部品および技術会議議事録. 2 : 943–947. doi :10.1109/ECTC.1990.122302. S2CID 110303672.

[9] Kurzweil, K.; Dehaine, G. (1982). 「テープ自動ボンディングにおける密度の向上」Electrocomponent Science and Technology, Gordon and Breach Science Publishers, Inc. 10 : 51–55.

[10] 「特許US3440027 半導体の自動パッケージング」。

[11] 「テープ自動ボンディング」（PDF）。

[12] 「テープ自動ボンディング (TAB)」。Advantest Europe カスタマーニュースレター。Advantest GmbH。