JP2002237499A - 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置

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JP2002237499A
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Japan
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wire
pad electrode
lead
bonding
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Masayuki Hiroki
正幸 廣木
Takanori Okita
孝典 沖田
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッド電極上にバンプを形成する位置とボン
ド工程でワイヤを結線する位置とを統一でき、また、結
線時に障害とならないようにする。 【解決手段】 半導体装置の製造方法は、半導体チップ
1上のパッド電極2とリードフレーム11上のリード電
極3とをワイヤ17で結線するワイヤボンド工程を含む
半導体装置の製造方法であって、ワイヤボンド工程は、
ワイヤ7を通したボンディングツール4をパッド電極上
に移動させ、ボンディングツールに通したワイヤのボー
ル状部をボンドしてパッド電極の上にバンプ5を形成す
るバンプ形成工程と、続いて、ボンディングツールをリ
ード電極上に移動させリード電極にワイヤ17を結線
し、次いでボンディングツールをパッド電極上に移動さ
せパッド電極上のバンプにワイヤを結線するボンド工程
とを含み、バンプ形成工程では、バンプ形成後、ワイヤ
をリード電極と反対方向にカットする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンド工程
を含む半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造方法においては、図1
2に示すように、半導体チップ51上のパッド電極52
とリードフレームをボンディングツールに通された金線
等のワイヤ57により結線するワイヤボンド工程があ
る。このワイヤボンド工程では、従来、パッド電極52
側にワイヤを結線し(第1ボンド)、リード電極53側
にワイヤを結線していた(第2ボンド)。この場合、ダ
メージを与えないようにパッド電極52に結線したワイ
ヤ57にチップ51の表面から少なくとも130μm程
度の垂直な立ち上がり部分を設ける必要があった。
【0003】このようなワイヤ57の立ち上がり部分を
設けない方法としては、例えば、パッド電極52にワイ
ヤ57を結線し、次いでパッド電極52に結線したワイ
ヤ57をリード電極53に結線するいわゆる正ボンドに
対して、まずリード電極53にワイヤ57を結線し、次
いでリード電極に結線したワイヤ57をパッド電極52
に結線する、いわゆる逆ボンドがある。さらに、この逆
ボンドにおいて、パッド電極52にワイヤ57を結線す
る際、ボンディングツールがチップ51に接触すること
によるダメージを避けるため、図13に示すように、パ
ッド上にあらかじめバンプ55を形成しておき、このバ
ンプ55にワイヤ57を結線する方法がある。従来、こ
のバンプ55を形成するバンプ形成装置と、パッド電極
とリード電極とをワイヤで結線するボンド装置はそれぞ
れ別々の装置であった。そのため、半導体装置の製造の
ワイヤボンド工程において、バンプ装置でバンプ55を
形成する工程の後、バンプ装置からボンド装置へとフレ
ーム搬送を行った後、ボンド装置でパッド電極とリード
電極とをワイヤで結線するボンド工程を行う必要があっ
た。
【0004】このバンプ形成工程とボンド工程とを順に
行っている技術として、特開平10−335368号公
報に記載のワイヤボンディング装置では、パッド上にワ
イヤが切断されたボール部分を形成し、該ボール部分に
他から延在したワイヤをステッチボンドしている。ま
た、特開平8−340018号公報に記載のワイヤボン
ディング方法では、被接続部材上にボールバンプを形成
した後、上面を平坦面とし、ワイヤにボール部を形成し
て、このボール部を被接続部材に接合してワイヤボンデ
ィングを行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のバンプ
形成工程と、ボンド工程とではそれぞれ装置が異なるた
め装置間でのフレーム搬送等が必要となり製造時間のロ
スが多かった。また、2つの工程の各装置間ではボンド
位置に統一性がなく、例えば、バンプを形成するボンド
位置と、ボンド時のパッド電極の位置(第2ボンド位
置)は、本来、同一の位置であるが、工程及び装置が異
なるため位置ずれを生じていた。このため半導体装置の
品質低下を招く場合があった。
【0006】また、特開平10−335368号公報に
記載のワイヤボンディング装置や、特開平8−3400
18号公報に記載のワイヤボンディング方法では、バン
プを形成した際に切断されたワイヤがその後に行われる
ボンド時に及ぼす影響について考慮されていない。この
切断されたワイヤは、バンプから延在しており、ボンド
時に結線されるワイヤの障害となる場合があった。
【0007】そこで、本発明の目的は、半導体装置の製
造方法のワイヤボンド工程において、半導体チップの搬
送を要することなくバンプ形成工程とボンド工程とを連
続して行うことができると共に、バンプを形成する位置
とボンド工程でパッド電極上でワイヤを結線する位置と
をほぼ同一にすることである。
【0008】また、本発明のもう一つの目的は、ボンド
工程でパッド電極上にワイヤを結線する際にバンプ形成
時にカットしたワイヤが障害とならないようにすること
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体チップ上のパッド電極とリードフ
レーム上のリード電極とをワイヤで結線するワイヤボン
ド工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記ワイ
ヤボンド工程は、ワイヤを通したボンディングツールを
前記パッド電極の位置に移動させて、前記ボンディング
ツールに通した前記ワイヤに設けたボール状部をボンデ
ィングして前記パッド電極の上にバンプを形成するバン
プ形成工程と、前記バンプ形成工程に引き続いて、前記
ボンディングツールを前記リード電極の位置に移動させ
て、前記リード電極にワイヤを結線し、次いで前記ボン
ディングツールを前記パッド電極の上に移動させて、前
記リード電極に結線した前記ワイヤを前記パッド電極の
上に形成した前記バンプの上に結線するボンド工程とを
含み、前記バンプ形成工程では、前記パッド電極の上に
前記バンプを形成した後、前記ワイヤを前記パッド電極
と結線する前記リード電極とは反対方向にカットするこ
とを特徴とする。
【0010】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、前記半導体装置の製造方法であって、前記ボンド工
程では、前記パッド電極の位置にバンプを形成した後、
前記ボンディングツールを前記パッド電極と結線する前
記リード電極とは反対方向に移動させて、前記ワイヤを
前記パッド電極と結線する前記リード電極とは反対方向
にカットすることを特徴とする。
【0011】さらに、本発明に係る半導体装置の製造方
法は、前記半導体装置の製造方法であって、前記ボンド
工程では、前記パッド電極上の前記バンプの中心から前
記パッド電極と結線する前記リード電極とは反対方向に
ずらせた位置で、前記パッド電極の上に形成した前記バ
ンプに前記リード電極に結線した前記ワイヤを結線する
ことを特徴とする。
【0012】またさらに、本発明に係る半導体装置の製
造方法は、前記半導体装置の製造方法であって、前記半
導体チップ上の前記パッド電極の位置と前記リードフレ
ーム上の前記リード電極の位置とを認識して、記憶手段
に記憶させる電極位置認識工程をさらに含んでおり、前
記電極位置認識工程を前記バンプ形成工程に先だって行
うと共に、前記バンプ形成工程では、前記記憶手段から
前記パッド電極位置を取得して前記ボンディングツール
を取得した前記パッド電極の位置に移動させて、前記パ
ッド電極の上に前記バンプを形成することを特徴とす
る。
【0013】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、前記半導体装置の製造方法であって、前記電極位置
記憶工程は、前記半導体チップを、前記ワイヤボンド工
程を行う位置に配置した際に、少なくとも2組の前記半
導体チップの上にある前記パッド電極の位置及び前記リ
ードフレームの上にある前記リード電極の位置を測定す
る電極位置測定工程と、前記測定された前記パッド電極
の位置及び前記リード電極の位置から、前記半導体チッ
プ上の各パッド電極の位置と前記リードフレームの各リ
ード電極の位置を算出する電極位置算出工程と、前記電
極位置測定工程で測定された前記パッド電極の位置と前
記リード電極の位置と、前記電極位置算出工程で算出し
た前記各パッド電極の位置と前記各リード電極の位置と
を記憶手段に記憶させる電極位置記憶工程とを含むこと
を特徴とする。
【0014】さらに、本発明に係る半導体装置の製造方
法は、前記半導体装置の製造方法であって、前記ボンド
工程では、前記記憶手段から前記リード電極の位置と前
記パッド電極の位置とを取得して、前記ボンディングツ
ールを取得した前記リード電極の位置に移動させて、前
記リード電極にワイヤを結線し、次いで前記ボンディン
グツールを取得した前記パッド電極の位置に移動させ
て、前記リード電極に結線した前記ワイヤを前記パッド
電極の上に形成した前記バンプに結線することを特徴と
する。
【0015】本発明に係る半導体装置の製造装置は、半
導体チップ上のパッド電極とリードフレームの上にある
リード電極とをワイヤで結線する半導体装置の製造装置
であって、ワイヤを通したボンディングツールを前記パ
ッド電極の位置に移動させて、前記ボンディングツール
に通した前記ワイヤに設けたボール状部を前記パッド電
極の上にボンドして前記パッド電極の上にバンプを形成
するバンプ形成手段と、前記ボンディングツールを前記
リード電極の位置に移動させて、前記リード電極の上に
ワイヤを結線し、次いで前記ボンディングツールを前記
パッド電極の位置に移動させて、前記リード電極に結線
した前記ワイヤを前記パッド電極の上に形成した前記バ
ンプに結線するボンド手段とを備え、前記バンプ形成手
段では、前記パッド電極の上にバンプを形成した後、ワ
イヤを前記パッド電極と結線する前記リード電極とは反
対方向にカットすることを特徴とする。
【0016】また、本発明に係る半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置であって、前記ボンド手
段では、前記パッド電極の上に形成した前記バンプの中
心から前記パッド電極と結線する前記リード電極とは反
対方向にずらせた位置で、前記リード電極と結線した前
記ワイヤを結線することを特徴とする。
【0017】さらに、本発明に係る半導体装置の製造装
置は、前記半導体装置の製造装置であって、前記半導体
チップ上の前記パッド電極の位置と前記リードフレーム
上の前記リード電極の位置とを認識して、記憶手段に記
憶させる電極位置認識手段をさらに含んでおり、前記バ
ンプ形成手段では、前記記憶手段から前記パッド電極の
位置を取得して、前記ボンディングツールを取得した前
記パッド電極の位置に移動させて、前記パッド電極の上
にバンプを形成することを特徴とする。
【0018】またさらに、本発明に係る半導体装置の製
造装置は、前記半導体装置の製造装置であって、前記半
導体チップを、ワイヤボンドを行う位置に配置した際
に、少なくとも2組の前記半導体チップの上にある前記
パッド電極の位置及び前記リードフレームの上にある前
記リード電極の位置を測定する電極位置測定手段と、前
記測定された前記パッド電極の位置及び前記リード電極
の位置から前記半導体チップの上にある各パッド電極の
位置と前記リードフレームの上にある各リード電極の位
置を算出する電極位置算出手段と、前記電極位置測定手
段で測定された前記各パッド電極の位置と前記各リード
電極の位置と、前記電極位置算出手段で算出された前記
各パッド電極の位置と前記各リード電極の位置とを記憶
させる記憶手段とを備えることを特徴とする。
【0019】また、本発明に係る半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置であって、前記ボンド手
段では、前記記憶手段から前記リード電極の位置と前記
パッド電極の位置とを取得して、前記ボンディングツー
ルを取得した前記リード電極の位置に移動させて、前記
リード電極にワイヤを結線し、次いで前記ボンディング
ツールを取得した前記パッド電極の位置に移動させて、
前記リード電極に結線した前記ワイヤを前記パッド電極
の上に形成した前記バンプに結線することを特徴とす
る。
【0020】本発明に係る半導体装置の製造装置は、半
導体チップ上のパッド電極とリードフレームとをワイヤ
で結線する半導体装置の製造装置であって、X軸、Y軸
及びZ軸の各方向への移動装置を備えたボンディングツ
ールと、前記リードフレーム上の前記各リード電極の位
置と、前記半導体チップ上の前記各パッド電極の位置と
を記憶させている記憶手段と、前記ボンディングツール
を前記移動装置により所定位置に移動させ、前記ボンデ
ィングツールでのボンディングを制御する制御装置とを
備え、前記制御手段は、前記ボンディングツールを前記
パッド電極の位置に移動させて前記ボンディングツール
に通したワイヤを用いて前記パッド電極の上にバンプを
形成し、ワイヤを前記リード電極と反対方向にカットさ
せ、前記ボンディングツールを前記リード電極の位置に
移動させて、前記リード電極の上に前記ワイヤを結線
し、次いで前記ボンディングツールを前記パッド電極の
位置に移動させて、前記リード電極に結線した前記ワイ
ヤを前記パッド電極の上に形成した前記バンプに結線す
ることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る半導体
装置の製造方法及び半導体装置の製造装置について、以
下に添付図面を用いて説明する。
【0022】実施の形態1.本発明の実施の形態1に係
る半導体装置の製造方法は、半導体チップ上のパッド電
極とリードフレーム上のリード電極とをワイヤで結線す
るワイヤボンド工程の中で、バンプ形成工程とボンド工
程とを連続して行うことができる。具体的には、このバ
ンプ形成工程では、ボンディングツールをパッド電極上
に移動させて、パッド電極上にバンプを形成する。次
に、半導体チップを移送することなくそのまま連続して
ボンド工程を行うことができる。このボンド工程では、
ボンディングツールをリード電極上に移動させて、リー
ド電極にワイヤを結線し、次いでボンディングツールを
パッド電極上に移動させて、リード電極に結線したワイ
ヤをパッド電極上に形成したバンプに結線する。これに
よって、バンプ形成工程でパッド電極上にバンプを形成
する位置と、ボンド工程でパッド電極上に形成したバン
プにワイヤを結線する位置をほぼ同一とすることができ
る。そこで、ボンディング特性を向上させることがで
き、半導体装置の品質を向上させることができる。ま
た、バンプ形成装置とボンド装置のように分離している
場合における装置間のフレーム搬送を必要とすることが
なく、半導体装置の製造時間を短縮することができる。
【0023】また、この半導体装置の製造方法で用いる
半導体装置の製造装置は、図1の(a)の平面図と
(b)の側面図に示すように、半導体チップ1上のパッ
ド電極2にバンプを形成するバンプ形成手段とリードフ
レーム11上のリード電極3とをワイヤ17で結線する
ボンド手段のいずれも備えている。さらに具体的には、
ボンディングによりバンプ5を形成し、また、結線する
ボンディングツール4を備える。また、このボンディン
グツール4は、X軸、Y軸、Z軸の各軸を中心として回
転する各モータ等の移動手段(図示せず)により上下、
左右、前後の各方向に移動させることができる。さら
に、このボンディングツール4の移動手段を制御すると
共に、ボンディングを制御する制御装置20を備えてい
る。さらに、半導体チップ1上のパッド電極2位置とリ
ードフレーム11上のリード電極3の位置を認識するカ
メラ8と認識装置10とを備える。なおこのカメラ8は
鏡筒9を備え、半導体チップ1上のパッド電極2とリー
ドフレーム11上のリード電極3の各電極位置に向けて
撮像する。
【0024】次に、この半導体装置の製造方法のワイヤ
ボンド工程における各手順について説明する。このワイ
ヤボンド工程では、半導体チップの搬送を要することな
くバンプ形成工程とボンド工程とを連続して行うことが
できる。これらの工程に先だって、準備として、ワイヤ
ボンドする半導体チップ1は、リードフレーム11上に
接合され、ワイヤボンド工程のための所定位置に搬送さ
れる。最初にバンプ形成工程について説明する。このバ
ンプ形成工程では、金線等のワイヤ(図示せず)が通さ
れているボンディングツール4が半導体チップ1上のパ
ッド電極2上に移動され、該パッド電極2上にバンプ5
が形成される。このバンプを形成する際のボンディング
は、図1の(a)に示すように、各パッド電極2につい
て矢印Aの順に行われる。さらに具体的には、この半導
体装置の製造方法のバンプ形成工程では、図2の側面図
及び図4のフローチャートに示すように、 (a)ボール状部を形成したワイヤ7を通したボンディ
ングツール4をパッド電極2上に移動させる(10
1)。 (b)パッド電極2の上にワイヤ7のボール状部をボン
ディングしてパッド電極2の上にバンプ5を形成する
(102)。 (c)次いでボンディングツール4を上昇させる。 (d)さらに、このボンディングツール4を前後又は左
右の方向に移動させて、バンプ5から延びるワイヤ7の
切断が容易となるようにワイヤ7のネック部に負荷を与
える(103)。 (e)その後、クランパ24でワイヤ7をクランプ24
し、バンプ5の上方でワイヤ7を切断し、パッド電極2
の上にバンプ5を形成する(104)。
【0025】さらに、ボンド工程について説明する。こ
のボンド工程では、リードフレーム11上のリード電極
3にワイヤ17をボンディングにより結線する。次い
で、リード電極3に結線したワイヤ17を半導体チップ
1上のパッド電極2の上に形成したバンプ5にボンディ
ングにより結線する。これによって、リード電極3とパ
ッド電極2とをワイヤ17で結線する。まず、リード電
極3にワイヤを結線する工程は、図1の(a)に示すよ
うに、各リード電極3について矢印Bの順に行う。詳細
には、図3の側面図及び図5のフローチャートに示すよ
うに、 (a)ワイヤ17を通したボンディングツール4をリー
ド電極3の位置に移動させる(111)。 (b)次いで、リード電極3にワイヤ17をボンディン
グして結線する(112)。 (c)次に、ボンディングツール4をパッド電極2上に
移動させる(113)。 (d)パッド電極2上のバンプ5に、リード電極3に結
線したワイヤ17をパッド電極2の上に形成したバンプ
にボンディング(ステッチボンド)して結線する(11
4)。
【0026】なお、ワイヤボンド工程において、上記の
バンプ形成工程に先だって、半導体チップ1上の各パッ
ド電極2とリードフレーム11上の各リード電極3の電
極位置認識工程を行ってもよい。この電極位置認識工程
は、カメラ8によって行うことができる。具体的には、
カメラ8の鏡筒9を半導体チップ1等に向けて撮像し、
その映像情報を認識装置10で処理して半導体チップ1
上の各パッド電極2とリードフレーム11上の各リード
電極3の電極位置を得る。また、半導体チップ1とその
周囲の各リード電極3の全体を撮像するのではなく、一
対のパッド電極2とリード電極3ごとに撮像して電極位
置を得てもよい。
【0027】実施の形態2.本発明の実施の形態2に係
る半導体装置の製造方法では、ワイヤボンド工程のバン
プ形成工程において、ワイヤをカットする際、リード電
極のある方向とは反対方向にワイヤを引っ張るリバース
動作を行っている。このリバース動作でパッド電極上に
形成したバンプ上のワイヤのネック部に負荷を与え、ワ
イヤの切断を容易にする。また、このリバース動作でカ
ットされたワイヤは、リード電極とは反対方向に延びて
いるので、その後のボンド工程でワイヤをパッド電極上
に形成したバンプに結線する際に障害とならず、安定し
たボンディングによる結線を行うことができる。
【0028】具体的には、この半導体装置の製造方法で
は、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法と比較す
ると、図6の(b)に示すように、ワイヤボンド工程の
バンプ形成工程において、バンプ5から延びるワイヤ7
をカットする際、リード電極3の方向とは反対方向にワ
イヤ7を引っ張っている。従来、このリバース動作で
は、その後のボンド工程で結線されるワイヤの延びる方
向12に関係なく一定方向でワイヤ7がカットされてい
た。そのためボンド工程でワイヤ7をパッド電極に結線
する際、カットされたワイヤ7aがバンプ5からリード
電極3側に延びる場合にはこれが障害となっていた。一
方、この半導体装置の製造方法では、バンプ形成工程で
ワイヤ7をカットするリバース方向13を、リード電極
3のある方向とは反対方向、すなわち、その後に行うボ
ンド工程でリード電極3からパッド電極2に延びるワイ
ヤの方向12と同一方向としている。
【0029】実施の形態3.本発明の実施の形態3に係
る半導体装置の製造方法では、ワイヤボンド工程のボン
ド工程では、パッド電極の上に形成したバンプにワイヤ
を結線する位置をバンプの中心からリード電極とは反対
方向に所定距離(オフセット)だけずらしてボンディン
グを行っている。これによって、ワイヤとパッド電極上
に形成したバンプとの接合部分を多くすることができ
る。
【0030】具体的には、この半導体装置の製造方法で
は、ボンド工程でパッド電極2の上に形成したバンプ5
にワイヤ17を結線する位置をバンプ5の中心からリー
ド電極とは反対方向に所定距離Cだけずらせている点で
相違する。結線する位置をずらせる方向としては、リー
ド電極3からパッド電極2へ延びるワイヤの方向12と
同一方向である。このようにボンドを行う位置をリード
電極とは反対方向にずらせることで図7の(b)に示す
ように、ワイヤ17がパッド電極2上のバンプ5と接合
する部分は大きくなる。なお、バンプ上に延びるカット
されたワイヤ7aは、リード電極3とは反対方向に傾い
ている場合には、ワイヤ17の障害とならないのでさら
に好ましい。
【0031】実施の形態4.本発明の実施の形態4に係
る半導体装置の製造方法には、ワイヤボンド工程に、半
導体チップ上の各パッド電極の位置とリードフレーム上
の各リード電極の位置とを認識して、記憶手段に記憶さ
せる電極位置認識工程をさらに含んでいる。これによっ
て、ワイヤボンド工程のバンプ形成工程でパッド電極上
にバンプを形成する位置と、ボンド工程でパッド電極上
に形成したバンプにワイヤを結線する位置の調整をする
ことができる。また、記憶させた電極位置を用いるの
で、リード電極上にワイヤを結線する位置精度を高める
ことができる。そのため、パッド電極及びリード電極で
の良好なボンディングが得られる。
【0032】具体的には、この半導体装置の製造方法で
含まれるこの電極位置認識工程は、図10のフローチャ
ートに示すように、(1)まず少なくとも2組のパッド
電極2とリード電極3の位置を測定する電極位置測定工
程(121)と、(2)測定されたパッド電極2の位置
とリード電極3の位置とから、各パッド電極2の位置と
各リード電極3の位置とを計算により算出する電極位置
算出工程(122)と、(3)各パッド電極2の位置と
各リード電極3の位置とを記憶手段30に記憶させる電
極位置記憶工程(123)とを含んでいる。また、この
電極位置認識工程は、バンプ形成工程に先だって行うと
共に、バンプ形成工程では、記憶手段30からパッド電
極2の位置とリード電極3の位置を取得して、ボンディ
ングツール4をこのパッド電極2の位置に移動させて、
このパッド電極2の上にバンプを形成し、次に、ボンデ
ィングツール4をリード電極3の位置に移動させて、リ
ード電極3にワイヤ17を結線し、次いでボンディング
ツール4をパッド電極2の位置に移動させて、ワイヤ1
7をパッド電極2の上に形成したバンプ5に結線する。
【0033】次に、この電極位置認識工程の各工程につ
いて説明する。まず、電極位置測定工程を、半導体チッ
プ1をリードフレーム11上に配置して、各パッド電極
2を各リード電極に対応させた後に行ってもよい。具体
的には、例えば、図8の平面図及び図11のフローチャ
ートに示すように、(a)第1のリード電極の位置Dを
測定する第1リード認識ステップ(131)と、(b)
第1のバッド電極の位置Eを測定する第1パッド認識ス
テップ(132)と、(c)第2のパッド認識位置Fを
測定する第2パッド認識ステップ(133)と、(d)
第2のリード認識位置Gを測定する第2リード認識ステ
ップ(134)との順で行ってもよい。全てのパッド電
極2の位置と全てのリード電極3の位置について測定す
るには多大な時間を要するため、少なくとも2組の電極
位置を測定することが好ましい。
【0034】なお、半導体チップ1上に形成されるパッ
ド電極2の配置や、リードフレーム11上のリード電極
3の配置は、高精度に形成されている。そのため、半導
体チップ1をリードフレーム11上に配置した際の半導
体チップ1とリードフレーム11との相対的位置を測定
することによって、各電極位置を計算によって算出する
ことができる。この場合、平面上における相対的位置を
測定するには少なくとも異なる2点を測定する必要があ
る。そこで、上記の通り、例えば、第1のリード電極3
の位置Dと第1のパッド電極2の位置E、それに第2の
パッド電極2の位置Fと第2のリード電極3の位置Gと
の2組の電極位置を測定すればよい。なお、半導体チッ
プ1上に形成されるパッド電極2の配置や、リードフレ
ーム11上のリード電極3の配置はそれぞれ記憶手段3
0に記憶させておくことが好ましい。
【0035】上記電極位置測定工程では、例えば、図1
の(a)に示すカメラ8を用いて少なくとも2組の電極
位置を測定することができる。この場合、カメラ8の鏡
筒9を半導体チップ1の対角線上の離れた2点で各電極
位置を測定するのが好ましい。また、カメラとしては例
えばCCDカメラ等を用いることができる。
【0036】さらに、電極位置算出工程では、あらかじ
め記憶手段30に記憶させている半導体チップ1上に形
成されるパッド電極2の配置や、リードフレーム11上
のリード電極3の配置を記憶手段30から取得する。次
いで、上記測定された2組の電極位置から演算手段を用
いて計算により、各パッド電極2の位置と各リード電極
3の位置を算出する。この場合、図9に示すように、各
リード電極3はL1からL2、L3へと所定間隔ごとに
並んでおり、各パッド電極2はP1、P2、P3へと所
定間隔ごとに並んでいる場合を考える。このとき、例え
ば、測定された各電極位置を2次元平面上の(x、y)
座標として表わすことで、他の電極位置も同様に(x、
y)座標として得ることができる。
【0037】上記電極位置算出工程では、半導体チップ
1上に形成されるパッド電極2の配置や、リードフレー
ム11上のリード電極3の配置を記憶させている記憶手
段と、計算により測定された少なくとも2組の電極位置
から各電極位置を算出する演算手段を用いて行うことが
できる。この演算手段としては、コンピュータ等を用い
ることができる。なお、制御装置20を演算手段として
機能させてもよい。
【0038】またさらに、電極位置記憶工程について説
明する。この電極位置記憶工程では、上記測定した少な
くとも2組の電極位置と、上記算出した各電極位置とを
記憶手段30に記憶させる。
【0039】また、この電極位置認識工程は、バンプ形
成工程の前に行う。そして、バンプ形成工程では、記憶
手段30から各パッド電極2の位置を取得し、下記表1
に示す順にこのパッド電極2位置にボンディングツール
4を移動させてパッド電極2上にバンプを形成する。
【表1】
【0040】次に、ボンド工程では、記憶手段30から
リード電極3の位置とパッド電極2の位置とを取得し、
このリード電極3の位置にワイヤ17を結線する。次い
でこのリード電極3と対になるパッド電極2の位置を選
択し、下記表2の順にこのパッド電極2の上に形成した
バンプ5にワイヤ17を結線する。
【表2】
【0041】上記ボンド工程を対応する各リード電極3
の位置と各パッド電極2の位置の下記表3に示す各組に
ついて行い、半導体チップ1のワイヤボンディングを行
う。
【表3】
【0042】
【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明に係る半導
体装置の製造方法によれば、ワイヤボンド工程のバンプ
形成工程において、ワイヤをカットする際、リード電極
のある方向とは反対方向にワイヤを引っ張るリバース動
作を行っている。このリバース動作でパッド電極上に形
成したバンプから延在するワイヤのネック部に負荷を与
え、ワイヤの切断を容易にする。また、このリバース動
作でカットされたワイヤは、リード電極とは反対方向に
延びているので、その後のボンド工程でパッド電極上に
形成したバンプにワイヤを結線する際に障害とならず、
安定したワイヤボンドを行うことができる。
【0043】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、バンプの形成後にそのままボンディングツー
ルでワイヤをリード電極のある方向とは反対方向に引っ
張っている。これによって連続動作でワイヤをカットで
きる。
【0044】さらに、本発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、ワイヤボンド工程のボンド工程では、パッ
ド電極の上に形成したバンプにワイヤを結線する位置を
バンプの中心からリード電極とは反対方向に所定距離だ
けずらしてボンディングしている。これによって、ワイ
ヤとパッド電極の上に形成したバンプとの接合部分を多
くすることができる。
【0045】またさらに、本発明に係る半導体装置の製
造方法によれば、ワイヤボンド工程に、半導体チップ上
の各パッド電極の位置とリードフレーム上の各リード電
極の位置とを認識して、記憶手段に記憶させる電極位置
認識工程をさらに含んでいる。これによって、ワイヤボ
ンド工程のバンプ形成工程でパッド電極上にバンプを形
成する位置と、ボンド工程でパッド電極上のバンプにワ
イヤを結線する位置とを調整することができる。また、
記憶させた電極位置を用いるので、リード電極上にワイ
ヤを結線する位置精度を高めることができる。そのた
め、パッド電極及びリード電極での良好なボンディング
が得られる。
【0046】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、電極位置認識工程で少なくとも2組のパッド
電極とリード電極の位置を測定することで他の各電極の
位置をも得ることができるので、迅速にワイヤボンディ
ングすることができる。
【0047】さらに、本発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、得られた各電極位置を用いてボンドできる
ので、パッド電極上にバンプを形成する位置とボンド工
程でパッド電極上に形成したバンプに結線する位置とを
調整することができ、良好なボンディングが得られる。
【0048】本発明の半導体装置の製造装置によれば、
ワイヤボンド手段のバンプ形成手段において、ワイヤを
カットする際、リード電極のある方向とは反対方向にワ
イヤを引っ張るリバース動作を行っている。このリバー
ス動作でパッド電極上に形成したバンプから延びるワイ
ヤのネック部に負荷を与え、ワイヤの切断を容易にす
る。また、このリバース動作でカットされたワイヤは、
リード電極とは反対方向に延びているので、その後のボ
ンド工程でパッド電極上に形成したバンプにワイヤを結
線する際に障害とならず、安定したワイヤボンドを行う
ことができる。
【0049】また、本発明に係る半導体装置の製造装置
によれば、ワイヤボンド手段のボンド手段では、パッド
電極上に形成したバンプにワイヤを結線する位置をバン
プの中心からリード電極とは反対方向に所定距離だけず
らしてボンディングを行う。これによって、ワイヤとパ
ッド電極上のバンプとの接合部分を多くすることができ
る。
【0050】さらに、本発明に係る半導体装置の製造装
置によれば、ワイヤボンド手段に、半導体チップ上の各
パッド電極の位置とリードフレーム上の各リード電極の
位置とを認識して、記憶手段に記憶させる電極位置認識
手段をさらに含んでいる。これによって、バンプ形成手
段でパッド電極上にバンプを形成する位置と、ボンド工
程でパッド電極上に形成したバンプにワイヤを結線する
位置とを調整できる。また、リード電極にワイヤを結線
する位置精度を高めることができる。そのため、パッド
電極及びリード電極での良好なボンディングを形成でき
る。
【0051】またさらに、本発明に係る半導体装置の製
造装置によれば、電極位置認識手段で少なくとも2組の
電極位置を測定して、他の各電極位置をも得ることがで
きるので、迅速にワイヤボンディングすることができ
る。
【0052】また、本発明に係る半導体装置の製造装置
によれば、得られた各電極位置を用いてボンドできるの
で、バンプ形成工程でパッド電極上にバンプを形成する
位置と、ボンド工程でパッド電極上に形成したバンプに
ワイヤを結線する位置とを調整することができ、良好な
ボンディングが得られる。
【0053】本発明に係る半導体装置の製造装置によれ
ば、ボンディングツールによってバンプを形成した後、
ワイヤをカットする際、リード電極のある方向とは反対
方向にワイヤをカットしている。このようにカットされ
たワイヤは、リード電極とは反対方向に延びているの
で、その後のボンド工程でパッド電極上に形成したバン
プにワイヤを結線する際の障害とならず、安定したボン
ディングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の実施の形態1に係る半導体装
置の製造装置におけるボンディング部の平面図であり、
(b)は(a)の側面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製
造方法におけるバンプ形成工程の半導体チップの側面図
である。
【図3】 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製
造方法におけるボンド工程の半導体チップの側面図であ
る。
【図4】 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製
造方法のバンプ形成工程のフローチャートである。
【図5】 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製
造方法のボンド工程のフローチャートである。
【図6】 (a)本発明の実施の形態2に係る半導体装
置の製造方法におけるバンプ形成工程でのリバース動作
の方向を示す図であり、(b)は(a)の側面図であ
る。
【図7】 (a)本発明の実施の形態3に係る半導体装
置の製造方法におけるボンド工程でのパッド電極上に形
成したバンプにワイヤを結線する位置を示す側面図であ
り、(b)は(a)のパッド電極上にワイヤを結線した
後の平面図である。
【図8】 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製
造方法における電極位置認識工程で測定する2ヶ所を例
示した半導体チップの平面図である。
【図9】 本発明の実施の形態4に係る半導体装置の製
造方法における電極位置認識工程で算出する各パッド電
極と各リード電極の対応を示す半導体チップの平面図で
ある。
【図10】 本発明の実施の形態4に係る半導体装置の
製造方法における電極位置認識工程のフローチャートで
ある。
【図11】 図10のステップ121の詳細なフローチ
ャートである。
【図12】 従来の半導体装置の製造方法で行われる正
ボンドでのパッド電極とリード電極とのワイヤボンド形
態を示す側面図である。
【図13】 従来の半導体装置の製造方法で行われる逆
ボンドでのパッド電極とリード電極とのワイヤボンド形
態を示す側面図である。
【符号の説明】
A パッド電極にバンプを形成する順番 B リード電極にワイヤを結線する順番 C パッド電極にワイヤを結線する際のバンプ中心から
のオフセット距離 D 第1のリード電極の認識位置 E 第1のパッド電極の認識位置 F 第2のパッド電極の認識位置 G 第2のリード電極の認識位置 1 半導体チップ、 2 パッド電極、 3 リード電
極、 4 ボンディングツール、 5 バンプ、 6
ボンド、 7 ワイヤ(バンプ形成用)、 7a ワイ
ヤ(カット部)、 8 カメラ、 9 鏡筒、 10
認識装置、 11 リードフレーム、 12 ワイヤ方
向、 13 リバース方向、 17 ワイヤ(結線
用)、 20 制御装置、 22 CPU、 24 ク
ランパ、 30 記憶手段、 51 半導体チップ、
52 パッド電極、 53 リード電極、 55 バン
プ、 57 ワイヤ
フロントページの続き (72)発明者 沖田 孝典 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5F044 AA01 CC05 DD05 DD07 QQ04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップ上のパッド電極とリードフ
    レーム上のリード電極とをワイヤで結線するワイヤボン
    ド工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記ワイ
    ヤボンド工程は、 ワイヤを通したボンディングツールを前記パッド電極の
    位置に移動させて、前記ボンディングツールに通した前
    記ワイヤに設けたボール状部をボンディングして前記パ
    ッド電極の上にバンプを形成するバンプ形成工程と、 前記バンプ形成工程に引き続いて、前記ボンディングツ
    ールを前記リード電極の位置に移動させて、前記リード
    電極にワイヤを結線し、次いで前記ボンディングツール
    を前記パッド電極の上に移動させて、前記リード電極に
    結線した前記ワイヤを前記パッド電極の上に形成した前
    記バンプの上に結線するボンド工程とを含み、 前記バンプ形成工程では、前記パッド電極の上に前記バ
    ンプを形成した後、前記ワイヤを前記パッド電極と結線
    する前記リード電極とは反対方向にカットすることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ボンド工程では、前記パッド電極の
    上にバンプを形成した後、前記ボンディングツールを前
    記パッド電極と結線する前記リード電極とは反対方向に
    移動させて、前記ワイヤを前記パッド電極と結線する前
    記リード電極とは反対方向にカットすることを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ボンド工程では、前記パッド電極上
    の前記バンプの中心から前記パッド電極と結線する前記
    リード電極とは反対方向にずらせた位置で、前記パッド
    電極の上に形成した前記バンプに前記リード電極に結線
    した前記ワイヤを結線することを特徴とする請求項1又
    は2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記半導体チップ上の前記パッド電極の
    位置と前記リードフレーム上の前記リード電極の位置と
    を認識して、記憶手段に記憶させる電極位置認識工程を
    さらに含んでおり、 前記電極位置認識工程を前記バンプ形成工程に先だって
    行うと共に、 前記バンプ形成工程では、前記記憶手段から前記パッド
    電極の位置を取得して前記ボンディングツールを取得し
    た前記パッド電極の位置に移動させて、前記パッド電極
    の上に前記バンプを形成することを特徴とする請求項1
    から3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記電極位置認識工程は、 前記半導体チップを、前記ワイヤボンド工程を行う位置
    に配置した際に、少なくとも2組の前記半導体チップの
    上にある前記パッド電極の位置及び前記リードフレーム
    の上にある前記リード電極の位置を測定する電極位置測
    定工程と、 前記測定された前記パッド電極の位置及び前記リード電
    極の位置から、前記半導体チップ上の各パッド電極の位
    置と前記リードフレームの各リード電極の位置を算出す
    る電極位置算出工程と、 前記電極位置測定工程で測定された前記パッド電極の位
    置と前記リード電極の位置と、前記電極位置算出工程で
    算出した前記各パッド電極の位置と前記各リード電極の
    位置とを記憶手段に記憶させる電極位置記憶工程とを含
    むことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 前記ボンド工程では、前記記憶手段から
    前記リード電極の位置と前記パッド電極の位置とを取得
    して、前記ボンディングツールを取得した前記リード電
    極の位置に移動させて、前記リード電極にワイヤを結線
    し、次いで前記ボンディングツールを取得した前記パッ
    ド電極の位置に移動させて、前記リード電極に結線した
    前記ワイヤを前記パッド電極の上に形成した前記バンプ
    に結線することを特徴とする請求項5に記載の半導体装
    置の製造方法。
  7. 【請求項7】 半導体チップ上のパッド電極とリードフ
    レームの上にあるリード電極とをワイヤで結線する半導
    体装置の製造装置であって、 ワイヤを通したボンディングツールを前記パッド電極の
    位置に移動させて、前記ボンディングツールに通した前
    記ワイヤに設けたボール状部をボンディングして前記パ
    ッド電極の上にバンプを形成するバンプ形成手段と、 前記ボンディングツールを前記リード電極の位置に移動
    させて、前記リード電極の上にワイヤを結線し、次いで
    前記ボンディングツールを前記パッド電極の位置に移動
    させて、前記リード電極に結線した前記ワイヤを前記パ
    ッド電極の上に形成した前記バンプに結線するボンド手
    段とを備え、 前記バンプ形成手段では、前記パッド電極の上にバンプ
    を形成した後、ワイヤを前記パッド電極と結線する前記
    リード電極とは反対方向にカットすることを特徴とする
    半導体装置の製造装置。
  8. 【請求項8】 前記ボンド手段では、前記パッド電極の
    上に形成した前記バンプの中心から前記パッド電極と結
    線する前記リード電極とは反対方向にずらせた位置で、
    前記リード電極と結線した前記ワイヤを結線することを
    特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造装置。
  9. 【請求項9】 前記半導体チップ上の前記パッド電極の
    位置と前記リードフレーム上の前記リード電極の位置と
    を認識して、記憶手段に記憶させる電極位置認識手段を
    さらに含んでおり、 前記バンプ形成手段では、前記記憶手段から前記パッド
    電極の位置を取得して、前記ボンディングツールを取得
    した前記パッド電極の位置に移動させて、前記パッド電
    極の上にバンプを形成することを特徴とする請求項7又
    は8に記載の半導体装置の製造装置。
  10. 【請求項10】 前記電極位置認識手段は、 前記半導体チップを、ワイヤボンドを行う位置に配置し
    た際に、少なくとも2組の前記半導体チップの上にある
    前記パッド電極の位置及び前記リードフレームの上にあ
    る前記リード電極の位置を測定する電極位置測定手段
    と、 前記測定された前記パッド電極の位置及び前記リード電
    極の位置から前記半導体チップの上にある各パッド電極
    の位置と前記リードフレームの上にある各リード電極の
    位置を算出する電極位置算出手段と、 前記電極位置測定手段で測定された前記各パッド電極の
    位置と前記各リード電極の位置と、前記電極位置算出手
    段で算出された前記各パッド電極の位置と前記各リード
    電極の位置とを記憶させる記憶手段とを備えることを特
    徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造装置。
  11. 【請求項11】 前記ボンド手段では、前記記憶手段か
    ら前記リード電極の位置と前記パッド電極の位置とを取
    得して、前記ボンディングツールを取得した前記リード
    電極の位置に移動させて、前記リード電極にワイヤを結
    線し、次いで前記ボンディングツールを取得した前記パ
    ッド電極の位置に移動させて、前記リード電極に結線し
    た前記ワイヤを前記パッド電極の上に形成した前記バン
    プに結線することを特徴とする請求項9又は10に記載
    の半導体装置の製造装置。
  12. 【請求項12】 半導体チップ上のパッド電極とリード
    フレームとをワイヤで結線する半導体装置の製造装置で
    あって、 X軸、Y軸及びZ軸の各方向への移動装置を備えたボン
    ディングツールと、 前記リードフレーム上の前記各リード電極の位置と、前
    記半導体チップ上の前記各パッド電極の位置とを記憶さ
    せている記憶手段と、 前記ボンディングツールを前記移動装置により所定位置
    に移動させ、前記ボンディングツールでのボンディング
    を制御する制御装置とを備え、 前記制御手段は、前記ボンディングツールを前記パッド
    電極の位置に移動させて前記ボンディングツールに通し
    たワイヤを用いて前記パッド電極の上にバンプを形成
    し、ワイヤを前記リード電極と反対方向にカットさせ、
    前記ボンディングツールを前記リード電極の位置に移動
    させて、前記リード電極の上に前記ワイヤを結線し、次
    いで前記ボンディングツールを前記パッド電極の位置に
    移動させて、前記リード電極に結線した前記ワイヤを前
    記パッド電極の上に形成した前記バンプに結線すること
    を特徴とする半導体装置の製造装置。
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