JP2004207292A - ワイヤボンディング方法、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
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- H01L2224/48601—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
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- H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/48647—Copper (Cu) as principal constituent
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- H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/48655—Nickel (Ni) as principal constituent
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- H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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- H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/48671—Chromium (Cr) as principal constituent
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
- H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/48684—Tungsten (W) as principal constituent
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
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- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
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- H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
- H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
- H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
- H01L2224/85045—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8512—Aligning
- H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
- H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
- H01L2224/8518—Translational movements
- H01L2224/85186—Translational movements connecting first outside the semiconductor or solid-state body, i.e. off-chip, reverse stitch
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/852—Applying energy for connecting
- H01L2224/85201—Compression bonding
- H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85401—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/85411—Tin (Sn) as principal constituent
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- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85417—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/85424—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85444—Gold (Au) as principal constituent
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- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85447—Copper (Cu) as principal constituent
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85455—Nickel (Ni) as principal constituent
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85463—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/85466—Titanium (Ti) as principal constituent
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85463—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/85471—Chromium (Cr) as principal constituent
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- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85463—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/85484—Tungsten (W) as principal constituent
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/85951—Forming additional members, e.g. for reinforcing
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01004—Beryllium [Be]
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- H01L2924/01005—Boron [B]
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- H01L2924/01022—Titanium [Ti]
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- H01L2924/01024—Chromium [Cr]
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- H01L2924/01028—Nickel [Ni]
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- H01L2924/01029—Copper [Cu]
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Abstract
【課題】簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現することにある。
【解決手段】ワイヤボンディング方法は、(a)ワイヤ50の先端部52を第1の領域12にボンディングすること、(b)ワイヤ50を第1の領域12から第2の領域22の方向に引き出すとともに、第2の領域22の上方にワイヤ50の屈曲部56を形成すること、(c)屈曲部56を溶融させることで、ワイヤ50の塊部66を形成すること、(d)塊部66を第2の領域22にボンディングすることを含む。
【選択図】 図2
【解決手段】ワイヤボンディング方法は、(a)ワイヤ50の先端部52を第1の領域12にボンディングすること、(b)ワイヤ50を第1の領域12から第2の領域22の方向に引き出すとともに、第2の領域22の上方にワイヤ50の屈曲部56を形成すること、(c)屈曲部56を溶融させることで、ワイヤ50の塊部66を形成すること、(d)塊部66を第2の領域22にボンディングすることを含む。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディング方法、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【発明の背景】
半導体装置のワイヤボンディング工程では、ワイヤの塊状の先端部を第1の領域にボンディングし、第1の領域から引き出したワイヤの一部を第2の領域にボンディングする。この場合、第2の領域のボンディングを良好に行うため、あらかじめ第2の領域にバンプを形成し、当該バンプを介してボンディングを行うことが知られている。しかし、これによれば、ワイヤボンディングするたびにバンプの形成工程が必要になるので工程が煩雑になる。
【0003】
一方で、第1の領域から引き出したワイヤの一部を溶融させて、ワイヤの途中の所定部分を塊状にし、当該所定部分を第2の領域にボンディングすることが知られている。しかし、これによれば、ワイヤの当該所定部分の周辺が再結晶化するので、ワイヤのループ形状が固定されてしまい、例えば、基板のリードと、基板上の半導体チップの電極とをワイヤボンディングするときに、ワイヤが半導体チップのエッジに接触することがあった。
【0004】
本発明の目的は、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係るワイヤボンディング方法は、(a)ワイヤの先端部を第1の領域にボンディングすること、
(b)前記ワイヤを前記第1の領域から第2の領域の方向に引き出すとともに、前記第2の領域の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
(c)前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
(d)前記塊部を前記第2の領域にボンディングすることを含む。本発明によれば、第2の領域の上方にワイヤの屈曲部を形成し、屈曲部を溶融させてワイヤの塊部を形成し、塊部を第2の領域にボンディングする。これによって、ワイヤの切断工程を行うことなく、複数の領域を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤの塊部をボンディングするので、第2の領域へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤの屈曲部を形成した後に塊部を形成するので、塊部からのワイヤの引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
(2)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤを前記第2の領域から離れるように上方向に折り返すことで、前記屈曲部を形成してもよい。
(3)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤの一部を前記第2の領域に接触させた状態で、前記屈曲部を形成してもよい。これによれば、ワイヤの一部を第2の領域に押し当てて屈曲部を形成しやすくすることができる。
(4)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、溶融後の前記ワイヤのうち前記塊部から連続する部分が上方向に立ち上げ形成されるように、前記屈曲部を形成してもよい。これによって、例えば、複数のワイヤ同士のショートを回避することができる。
(5)このワイヤボンディング方法において、
前記(c)工程で、前記屈曲部を再結晶化させてもよい。
(6)このワイヤボンディング方法において、
前記(d)工程後に、前記ワイヤを前記第2の領域から第3の領域の方向に引き出すことをさらに含んでもよい。
(7)本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードと、積層される複数の半導体チップと、をワイヤボンディングする半導体装置の製造方法であって、
ワイヤの先端部を前記リードにボンディングすること、
前記ワイヤを前記リードからいずれかの半導体チップの第1の電極の方向に引き出すとともに、前記第1の電極の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
前記塊部を前記第1の電極にボンディングすること、
前記ワイヤを前記第1の電極から他の半導体チップの第2の電極の方向に引き出し、前記ワイヤの一部を前記第2の電極にボンディングすることを含む。本発明によれば、第1の電極の上方にワイヤの屈曲部を形成し、屈曲部を溶融させてワイヤの塊部を形成し、塊部を第1の電極にボンディングする。これによって、ワイヤの切断工程を行うことなく、複数の領域を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤの塊部をボンディングするので、第1の電極へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤの屈曲部を形成した後に塊部を形成するので、塊部からのワイヤの引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
(8)本発明に係る半導体装置は、リードと、
前記リードにワイヤを介して電気的に接続されるとともに、積層された複数の半導体チップと、
を含み、
前記ワイヤは、前記リードといずれかの前記半導体チップの第1の電極とを結線する第1のループと、前記第1の電極と他の前記半導体チップの第2の電極とを結線する第2のループと、前記第1の電極上で前記第1及び第2のループと一体化してなるバンプと、を含み、
前記第1のループのうち前記バンプから連続する部分は、前記バンプから上方向に立ち上げ形成されてなる。本発明によれば、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
(9)本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されている。
(10)本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【0006】
【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参照して説明する。図1〜図5は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法(ワイヤボンディング方法を含む)を示す図であり、図6は本実施の形態に係る半導体装置を示す図である。図7は図2のワイヤの屈曲部の拡大図であり、図8及び図9は本実施の形態の変形例を説明する図である。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディング方法を含む。本実施の形態に係るワイヤボンディング方法は、半導体装置の製造以外に適用してもよい。
【0007】
図1に示すように、リード12と、積層される複数の半導体チップ(第1及び第2の半導体チップ20,30を含む)と、を用意する。本実施の形態では、リード12は基板10に形成されている。
【0008】
基板10は、板状の基材である。基板10は、半導体パッケージ用のインターポーザであってもよいし、他の電子部品とともに実装される回路基板(マザーボード)であってもよい。基板10は、有機系又は無機系のいずれの材料で形成してもよい。基板10には、複数のリード12によって配線パターンが形成されている。リード12は、電気的な接続部(例えばランド)を有する。リード12は、例えば、銅(Cu)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(TiW)、金(Au)、アルミニウム(Al)、ニッケルバナジウム(NiV)、タングステン(W)のうちの一層又は複数層によって形成してもよく、ハンダ、スズ、金、ニッケルなどでメッキされていることが好ましい。
【0009】
変形例として、リード12は、図示しないリードフレームの一部であってもよい。リードフレームは、銅系又は鉄系の板材を加工して形成される。複数の半導体チップ20,30は、リードフレームのダイパッドに搭載されてもよい。複数のリード12は、ダイパッドに向けて延びている。
【0010】
本実施の形態では、第1及び第2の半導体チップ20,30を積層するが、3つ以上の半導体チップを積層してもよい。第1の半導体チップ20には、図示しない集積回路が形成されている。第1の半導体チップ20には、複数の第1の電極22が形成されている。第1の電極22は、第1の半導体チップ20の、集積回路となる複数の素子を形成する側の面(最も広い面)に配置してもよい。複数の第1の電極22は、第1の半導体チップ20の外周端部に形成されてもよい。第1の電極22は、薄く平らに形成されるパッドであってもよい。パッドは、内部の集積回路と電気的に接続され、アルミニウム系又は銅系の金属で形成される。図1に示す例とは別に、パッドにバンプが形成されてもよく、その場合、第1の電極22は、パッド及びバンプを含む。なお、第1の半導体チップ20には、第1の電極22の形成された面に、図示しないパッシベーション膜(例えばSiO2、SiN、ポリイミド樹脂からなる膜)が形成されている。
【0011】
第1の半導体チップ20は、第1の電極22の形成された面とは反対の面が基板10を向くように搭載されている(フェースアップ実装)。第1の半導体チップ20上に第2の半導体チップ30を積層する場合、第2の半導体チップ30の外形(平面形状)は第1の半導体チップ20の外形よりも小さいほうが好ましい。こうすることで、第2の半導体チップ30を、複数の第1の電極22を避けて搭載することができる。第2の半導体チップ30のその他の内容は、第1の半導体チップ20と同様であってもよい。第1及び第2の半導体チップ20,30は、接着材料によって基板10に固定されてもよい。
【0012】
本実施の形態では、リード12、第1の電極22及び第2の電極32を、ワイヤ50によって電気的に接続する。詳しくは、ワイヤ50を、リード12(第1の領域)、第1の電極22(第2の領域)、第2の電極32(第3の領域)の順番に結線する。本実施の形態では、いわゆるリバースボンディングを行う。変形例として、ワイヤ50を、第2の電極32、第1の電極22、リード12の順番に結線してもよい。
【0013】
ワイヤ50は、金などの導電材料で形成されている。ワイヤ50は、ツール40によって支持されている。ツール40は、ワイヤ50の軸方向がリード12の面に対して垂直になるように、ワイヤ50を支持する。図1に示す例では、ツール40は穴42を有し、穴42の内側にワイヤ50が挿通されている。ツール40は、半導体装置の製造に使用されるキャピラリであってもよい。ツール40は、図示しない支持体(例えば超音波ホーン)によって、図示しない製造装置の本体(ワイヤボンダー)に支持されている。
【0014】
ワイヤ40は、クランパ46によって保持される。クランパ46は、ツール40の上方、すなわちリード12とは反対側に配置される。クランパ46を閉じることによって、ワイヤ50を保持することができる。
【0015】
ワイヤ50の先端部52は、穴42の開口部からリード12側の外部に突出している。そして、穴42の開口端部(又は押圧部)44は、ワイヤ50の外部に突出する部分(例えば先端部52)を押圧できるようになっている。
【0016】
図1に示すように、ツール40を、基板10のリード12側(詳しくはリード12の上方)に配置する。そして、ワイヤ50の先端部52を塊状(又はボール状)に形成する。熱エネルギー(例えば放電又はガス炎)によって、先端部52を溶融させて塊状に形成してもよい。例えば、図示しない電気トーチを先端部52に接近させ、高電圧の放電を行い、先端部52を溶融させてもよい。
【0017】
クランパ46を開放して、ツール40を下降させる。こうして、ワイヤ50の先端部52をリード12にボンディングする。詳しくは、ツール40の開口端部44によって、ワイヤ50の先端部52を押圧する。先端部52を押圧する間に超音波振動や熱等を加えることが好ましい。こうすることで、先端部52(バンプ54)とリード12とを良好な状態で接合することができる。
【0018】
次に、ワイヤ50をリード12から第1の電極22の方向に引き出す。詳しくは、ワイヤ50の一部を、リード12に接合された先端部52(バンプ54)から上方に引き出し、第1の電極22の方向にループさせる。ワイヤ50のループの頂点は、第1の半導体チップ20よりも高くなるように設定する。そして、ワイヤ50をループの頂点から下方(図2では斜め下方)に引き出して、第1の電極22に近づける。
【0019】
第1の電極22の上方にワイヤ50の屈曲部56(図2の2点鎖線で囲まれた部分)を形成する。屈曲部56は、ツール40の先端を所定の軌跡に動かすことで形成する。ワイヤ50の軸線と、第1の電極22の面とのなす角度を必要に応じて変化させてもよい。
【0020】
図7は、ワイヤの屈曲部の拡大図である。図7に示すように、屈曲部56は、ワイヤ50を第1の電極22から離れるように上方向に折り返すことで形成してもよい。例えば、リード12から第1の電極22の方向に形成するループとは逆ループを描くように屈曲させてもよい。
【0021】
図7に示す例では、屈曲部56は、連続して形成される第1〜第3の部分58,60,62で構成されている。第1の部分58は、ループの頂点から下方に引き出される部分である。第2の部分は、第1の電極22に最接近する部分である。第3の部分62は、第2の部分60から上方に折り返される部分である。
【0022】
図7に示すように、第1の部分58は、リード12側から斜め下方に傾斜してもよい。第1の部分58は、滑らかな曲線の一部を描いてもよい。ただし、後述するように、溶融後の塊部66から連続する部分64が仮想直線Lよりも上方向に立ち上げ形成されるように、第1の部分58の角度を調整することが好ましい(図3参照)。あるいは、第1の部分58は、第1の電極22の面に対してほぼ垂直方向に引き出されてもよい。
【0023】
図7に示す例では、第2の部分60は、第1の電極22と非接触になっている。すなわち、屈曲部56を第1の電極22に接触させないで形成してもよい。
【0024】
第3の部分62は、リード12側(第1の部分58側)に戻るように屈曲させてもよい。あるいは、ワイヤ50の軸線をリード12側に倒れるように傾斜させてもよい。こうすることで、ワイヤ50に元の形状に戻る向きの応力(スプリングバック)が加わっても、あらかじめ余分に屈曲又は傾斜させているので、第2の電極32側の塊部66から連続する部分65を第1の電極22からほぼ垂直に立ち上げ形成することができる(図3参照)。したがって、ワイヤ50の第1の電極22から第2の電極32までのループを、第2の半導体チップ30とのショートを回避しつつ形成することができる。
【0025】
図8の変形例に示すように、第1の部分158を、ワイヤ150が第1の電極22の中央部から端部に戻るように屈曲させてもよい。こうすることで、上述の第3の部分62と同様に、ワイヤ150のリード12側に延びる部分を第1の電極22から立ち上げて形成することができる。
【0026】
図9の変形例に示すように、第2の部分60は、第1の電極22に接触してもよい。すなわち、ワイヤ50の一部を第1の電極22に接触させた状態で、屈曲部56を形成してもよい。これによれば、ワイヤ50の一部を押し当てて屈曲部56を形成しやすくすることができる。
【0027】
図2に示すように、屈曲部56を溶融させる。例えば、電気トーチ48を屈曲部56に接近させ、高電圧の放電を行い、屈曲部56を溶融させてもよい。図2に示すように、屈曲部56を第1の電極22に非接触にしていれば、第1の電極22の熱エネルギーによる影響が少ないので好ましい。
【0028】
こうして、図3に示すように、ワイヤ50の塊部66を形成する。塊部66は、屈曲部56の少なくとも一部から形成される。溶融後のワイヤ50は、塊部66から連続する部分64,65が仮想直線Lよりも上方向に延びていることが好ましい。これによって、複数のワイヤ50同士又はワイヤ50と半導体チップとの電気的なショートを回避することができる。仮想直線Lとは、第1の電極22(又は第1の半導体チップ20)の面と平行な直線である。
【0029】
屈曲部56を再結晶化させて、塊部66を形成してもよい。図3では、ワイヤ50のうち再結晶化した部分に斜線のハッチングが付されている。再結晶化した部分は後に形状を変更することはできないが、本実施の形態では、再結晶化するのと同時にワイヤ50が所望の形状になる。
【0030】
図4に示すように、ワイヤ50の塊部66を第1の電極22にボンディングする。詳細は、リード12のボンディングにおいて説明した内容が該当する。こうして、第1の電極22にバンプ68(塊部66)を設ける。
【0031】
次に、ワイヤ50を第1の電極22から第2の電極32の方向に引き出す。そして、図5に示すように、ワイヤ50の一部を第2の電極32にボンディングする。詳細は、リード12から第1の電極22にボンディングするまでの工程において説明した内容が該当する。
【0032】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、第1の電極22の上方にワイヤ50の屈曲部56を形成し、屈曲部56を溶融させてワイヤ50の塊部66を形成し、塊部66を第1の電極22にボンディングする。これによって、ワイヤ50の切断工程を行うことなく、複数の電極(例えばリード12、第1及び第2の電極22,32)を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤ50の塊部66をボンディングするので、第1の電極22へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤ50の屈曲部56を形成した後に塊部66を形成するので、塊部66からのワイヤ50の引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
【0033】
本実施の形態に係る半導体装置(スタック型半導体装置)は、リード12と、ワイヤ50を介してリード12に電気的に接続された複数の半導体チップ(第1及び第2の半導体チップ20,30)と、を含む。
【0034】
図5に示すように、ワイヤ50は、第1及び第2のループ70,72を含む。第1のループ70は、リード12と第1の電極22とを結線し、第2のループ72は、第1の電極22と第2の電極32とを結線している。第1及び第2のループ70,72は、第1の電極22に設けられたバンプ68と一体化して形成されている。言い換えれば、1つの連続したワイヤ50によって、リード12、第1及び第2の電極22,32が電気的に接続されている。
【0035】
リード12にバンプ54が設けられてもよい。バンプ54は、第1のループ70と一体化して形成されている。また、第2の電極32にバンプ74が設けられてもよい。バンプ74は、第2のループ72と一体化して形成されている。
【0036】
ワイヤ50のうち第1の電極22上のバンプ68から連続する部分64,65は、仮想直線Lよりも上方向に立ち上げ形成されていることが好ましい。また、第2の電極32上のバンプ74から連続する部分も上方向に立ち上げ形成されていることが好ましい。こうすることで、ワイヤ50と、第1及び第2の半導体チップ20,30との電気的なショートを防止することができる。
【0037】
図6には、本実施の形態に係る半導体装置の一例が示されている。基板10に外部端子16が形成されてもよい。例えば、基板10には、リード12と電気的に接続する他のリード14が形成され、リード14に外部端子(例えばハンダボール)16が設けられてもよい。第1及び第2の半導体装置20,30は、基板10上で封止部(例えば樹脂封止部)18で封止されてもよい。封止部18は、ワイヤ50も封止する。
【0038】
本実施の形態に係る半導体装置は、上述の製造方法から選択したいずれかの特定事項から導かれる構成を含み、その効果は上述の効果を備える。本実施の形態に係る半導体装置は、上述の製造方法以外の製造方法によって製造されるものを含む。
【0039】
図10には、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板が示されている。回路基板1000には、半導体装置1が実装されている。回路基板1000には、配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、配線パターンと半導体装置1の外部端子16とが接合されている。
【0040】
本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器として、図11にはノート型パーソナルコンピュータ2000が示され、図12には携帯電話3000が示されている。
【0041】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。
【図7】図2の部分拡大図である。
【図8】本発明の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
12 リード(第1の領域)、 20 第1の半導体チップ、 22 第1の電極(第2の領域)、 30 第2の半導体チップ、 32 第2の電極(第3の領域)、 50 ワイヤ、 52 先端部、 56 屈曲部、 66 塊部、 70 第1のループ、 72 第2のループ、 68 バンプ、 64,65 連続する部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディング方法、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【発明の背景】
半導体装置のワイヤボンディング工程では、ワイヤの塊状の先端部を第1の領域にボンディングし、第1の領域から引き出したワイヤの一部を第2の領域にボンディングする。この場合、第2の領域のボンディングを良好に行うため、あらかじめ第2の領域にバンプを形成し、当該バンプを介してボンディングを行うことが知られている。しかし、これによれば、ワイヤボンディングするたびにバンプの形成工程が必要になるので工程が煩雑になる。
【0003】
一方で、第1の領域から引き出したワイヤの一部を溶融させて、ワイヤの途中の所定部分を塊状にし、当該所定部分を第2の領域にボンディングすることが知られている。しかし、これによれば、ワイヤの当該所定部分の周辺が再結晶化するので、ワイヤのループ形状が固定されてしまい、例えば、基板のリードと、基板上の半導体チップの電極とをワイヤボンディングするときに、ワイヤが半導体チップのエッジに接触することがあった。
【0004】
本発明の目的は、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係るワイヤボンディング方法は、(a)ワイヤの先端部を第1の領域にボンディングすること、
(b)前記ワイヤを前記第1の領域から第2の領域の方向に引き出すとともに、前記第2の領域の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
(c)前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
(d)前記塊部を前記第2の領域にボンディングすることを含む。本発明によれば、第2の領域の上方にワイヤの屈曲部を形成し、屈曲部を溶融させてワイヤの塊部を形成し、塊部を第2の領域にボンディングする。これによって、ワイヤの切断工程を行うことなく、複数の領域を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤの塊部をボンディングするので、第2の領域へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤの屈曲部を形成した後に塊部を形成するので、塊部からのワイヤの引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
(2)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤを前記第2の領域から離れるように上方向に折り返すことで、前記屈曲部を形成してもよい。
(3)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤの一部を前記第2の領域に接触させた状態で、前記屈曲部を形成してもよい。これによれば、ワイヤの一部を第2の領域に押し当てて屈曲部を形成しやすくすることができる。
(4)このワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、溶融後の前記ワイヤのうち前記塊部から連続する部分が上方向に立ち上げ形成されるように、前記屈曲部を形成してもよい。これによって、例えば、複数のワイヤ同士のショートを回避することができる。
(5)このワイヤボンディング方法において、
前記(c)工程で、前記屈曲部を再結晶化させてもよい。
(6)このワイヤボンディング方法において、
前記(d)工程後に、前記ワイヤを前記第2の領域から第3の領域の方向に引き出すことをさらに含んでもよい。
(7)本発明に係る半導体装置の製造方法は、リードと、積層される複数の半導体チップと、をワイヤボンディングする半導体装置の製造方法であって、
ワイヤの先端部を前記リードにボンディングすること、
前記ワイヤを前記リードからいずれかの半導体チップの第1の電極の方向に引き出すとともに、前記第1の電極の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
前記塊部を前記第1の電極にボンディングすること、
前記ワイヤを前記第1の電極から他の半導体チップの第2の電極の方向に引き出し、前記ワイヤの一部を前記第2の電極にボンディングすることを含む。本発明によれば、第1の電極の上方にワイヤの屈曲部を形成し、屈曲部を溶融させてワイヤの塊部を形成し、塊部を第1の電極にボンディングする。これによって、ワイヤの切断工程を行うことなく、複数の領域を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤの塊部をボンディングするので、第1の電極へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤの屈曲部を形成した後に塊部を形成するので、塊部からのワイヤの引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
(8)本発明に係る半導体装置は、リードと、
前記リードにワイヤを介して電気的に接続されるとともに、積層された複数の半導体チップと、
を含み、
前記ワイヤは、前記リードといずれかの前記半導体チップの第1の電極とを結線する第1のループと、前記第1の電極と他の前記半導体チップの第2の電極とを結線する第2のループと、前記第1の電極上で前記第1及び第2のループと一体化してなるバンプと、を含み、
前記第1のループのうち前記バンプから連続する部分は、前記バンプから上方向に立ち上げ形成されてなる。本発明によれば、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
(9)本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されている。
(10)本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【0006】
【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参照して説明する。図1〜図5は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法(ワイヤボンディング方法を含む)を示す図であり、図6は本実施の形態に係る半導体装置を示す図である。図7は図2のワイヤの屈曲部の拡大図であり、図8及び図9は本実施の形態の変形例を説明する図である。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディング方法を含む。本実施の形態に係るワイヤボンディング方法は、半導体装置の製造以外に適用してもよい。
【0007】
図1に示すように、リード12と、積層される複数の半導体チップ(第1及び第2の半導体チップ20,30を含む)と、を用意する。本実施の形態では、リード12は基板10に形成されている。
【0008】
基板10は、板状の基材である。基板10は、半導体パッケージ用のインターポーザであってもよいし、他の電子部品とともに実装される回路基板(マザーボード)であってもよい。基板10は、有機系又は無機系のいずれの材料で形成してもよい。基板10には、複数のリード12によって配線パターンが形成されている。リード12は、電気的な接続部(例えばランド)を有する。リード12は、例えば、銅(Cu)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(TiW)、金(Au)、アルミニウム(Al)、ニッケルバナジウム(NiV)、タングステン(W)のうちの一層又は複数層によって形成してもよく、ハンダ、スズ、金、ニッケルなどでメッキされていることが好ましい。
【0009】
変形例として、リード12は、図示しないリードフレームの一部であってもよい。リードフレームは、銅系又は鉄系の板材を加工して形成される。複数の半導体チップ20,30は、リードフレームのダイパッドに搭載されてもよい。複数のリード12は、ダイパッドに向けて延びている。
【0010】
本実施の形態では、第1及び第2の半導体チップ20,30を積層するが、3つ以上の半導体チップを積層してもよい。第1の半導体チップ20には、図示しない集積回路が形成されている。第1の半導体チップ20には、複数の第1の電極22が形成されている。第1の電極22は、第1の半導体チップ20の、集積回路となる複数の素子を形成する側の面(最も広い面)に配置してもよい。複数の第1の電極22は、第1の半導体チップ20の外周端部に形成されてもよい。第1の電極22は、薄く平らに形成されるパッドであってもよい。パッドは、内部の集積回路と電気的に接続され、アルミニウム系又は銅系の金属で形成される。図1に示す例とは別に、パッドにバンプが形成されてもよく、その場合、第1の電極22は、パッド及びバンプを含む。なお、第1の半導体チップ20には、第1の電極22の形成された面に、図示しないパッシベーション膜(例えばSiO2、SiN、ポリイミド樹脂からなる膜)が形成されている。
【0011】
第1の半導体チップ20は、第1の電極22の形成された面とは反対の面が基板10を向くように搭載されている(フェースアップ実装)。第1の半導体チップ20上に第2の半導体チップ30を積層する場合、第2の半導体チップ30の外形(平面形状)は第1の半導体チップ20の外形よりも小さいほうが好ましい。こうすることで、第2の半導体チップ30を、複数の第1の電極22を避けて搭載することができる。第2の半導体チップ30のその他の内容は、第1の半導体チップ20と同様であってもよい。第1及び第2の半導体チップ20,30は、接着材料によって基板10に固定されてもよい。
【0012】
本実施の形態では、リード12、第1の電極22及び第2の電極32を、ワイヤ50によって電気的に接続する。詳しくは、ワイヤ50を、リード12(第1の領域)、第1の電極22(第2の領域)、第2の電極32(第3の領域)の順番に結線する。本実施の形態では、いわゆるリバースボンディングを行う。変形例として、ワイヤ50を、第2の電極32、第1の電極22、リード12の順番に結線してもよい。
【0013】
ワイヤ50は、金などの導電材料で形成されている。ワイヤ50は、ツール40によって支持されている。ツール40は、ワイヤ50の軸方向がリード12の面に対して垂直になるように、ワイヤ50を支持する。図1に示す例では、ツール40は穴42を有し、穴42の内側にワイヤ50が挿通されている。ツール40は、半導体装置の製造に使用されるキャピラリであってもよい。ツール40は、図示しない支持体(例えば超音波ホーン)によって、図示しない製造装置の本体(ワイヤボンダー)に支持されている。
【0014】
ワイヤ40は、クランパ46によって保持される。クランパ46は、ツール40の上方、すなわちリード12とは反対側に配置される。クランパ46を閉じることによって、ワイヤ50を保持することができる。
【0015】
ワイヤ50の先端部52は、穴42の開口部からリード12側の外部に突出している。そして、穴42の開口端部(又は押圧部)44は、ワイヤ50の外部に突出する部分(例えば先端部52)を押圧できるようになっている。
【0016】
図1に示すように、ツール40を、基板10のリード12側(詳しくはリード12の上方)に配置する。そして、ワイヤ50の先端部52を塊状(又はボール状)に形成する。熱エネルギー(例えば放電又はガス炎)によって、先端部52を溶融させて塊状に形成してもよい。例えば、図示しない電気トーチを先端部52に接近させ、高電圧の放電を行い、先端部52を溶融させてもよい。
【0017】
クランパ46を開放して、ツール40を下降させる。こうして、ワイヤ50の先端部52をリード12にボンディングする。詳しくは、ツール40の開口端部44によって、ワイヤ50の先端部52を押圧する。先端部52を押圧する間に超音波振動や熱等を加えることが好ましい。こうすることで、先端部52(バンプ54)とリード12とを良好な状態で接合することができる。
【0018】
次に、ワイヤ50をリード12から第1の電極22の方向に引き出す。詳しくは、ワイヤ50の一部を、リード12に接合された先端部52(バンプ54)から上方に引き出し、第1の電極22の方向にループさせる。ワイヤ50のループの頂点は、第1の半導体チップ20よりも高くなるように設定する。そして、ワイヤ50をループの頂点から下方(図2では斜め下方)に引き出して、第1の電極22に近づける。
【0019】
第1の電極22の上方にワイヤ50の屈曲部56(図2の2点鎖線で囲まれた部分)を形成する。屈曲部56は、ツール40の先端を所定の軌跡に動かすことで形成する。ワイヤ50の軸線と、第1の電極22の面とのなす角度を必要に応じて変化させてもよい。
【0020】
図7は、ワイヤの屈曲部の拡大図である。図7に示すように、屈曲部56は、ワイヤ50を第1の電極22から離れるように上方向に折り返すことで形成してもよい。例えば、リード12から第1の電極22の方向に形成するループとは逆ループを描くように屈曲させてもよい。
【0021】
図7に示す例では、屈曲部56は、連続して形成される第1〜第3の部分58,60,62で構成されている。第1の部分58は、ループの頂点から下方に引き出される部分である。第2の部分は、第1の電極22に最接近する部分である。第3の部分62は、第2の部分60から上方に折り返される部分である。
【0022】
図7に示すように、第1の部分58は、リード12側から斜め下方に傾斜してもよい。第1の部分58は、滑らかな曲線の一部を描いてもよい。ただし、後述するように、溶融後の塊部66から連続する部分64が仮想直線Lよりも上方向に立ち上げ形成されるように、第1の部分58の角度を調整することが好ましい(図3参照)。あるいは、第1の部分58は、第1の電極22の面に対してほぼ垂直方向に引き出されてもよい。
【0023】
図7に示す例では、第2の部分60は、第1の電極22と非接触になっている。すなわち、屈曲部56を第1の電極22に接触させないで形成してもよい。
【0024】
第3の部分62は、リード12側(第1の部分58側)に戻るように屈曲させてもよい。あるいは、ワイヤ50の軸線をリード12側に倒れるように傾斜させてもよい。こうすることで、ワイヤ50に元の形状に戻る向きの応力(スプリングバック)が加わっても、あらかじめ余分に屈曲又は傾斜させているので、第2の電極32側の塊部66から連続する部分65を第1の電極22からほぼ垂直に立ち上げ形成することができる(図3参照)。したがって、ワイヤ50の第1の電極22から第2の電極32までのループを、第2の半導体チップ30とのショートを回避しつつ形成することができる。
【0025】
図8の変形例に示すように、第1の部分158を、ワイヤ150が第1の電極22の中央部から端部に戻るように屈曲させてもよい。こうすることで、上述の第3の部分62と同様に、ワイヤ150のリード12側に延びる部分を第1の電極22から立ち上げて形成することができる。
【0026】
図9の変形例に示すように、第2の部分60は、第1の電極22に接触してもよい。すなわち、ワイヤ50の一部を第1の電極22に接触させた状態で、屈曲部56を形成してもよい。これによれば、ワイヤ50の一部を押し当てて屈曲部56を形成しやすくすることができる。
【0027】
図2に示すように、屈曲部56を溶融させる。例えば、電気トーチ48を屈曲部56に接近させ、高電圧の放電を行い、屈曲部56を溶融させてもよい。図2に示すように、屈曲部56を第1の電極22に非接触にしていれば、第1の電極22の熱エネルギーによる影響が少ないので好ましい。
【0028】
こうして、図3に示すように、ワイヤ50の塊部66を形成する。塊部66は、屈曲部56の少なくとも一部から形成される。溶融後のワイヤ50は、塊部66から連続する部分64,65が仮想直線Lよりも上方向に延びていることが好ましい。これによって、複数のワイヤ50同士又はワイヤ50と半導体チップとの電気的なショートを回避することができる。仮想直線Lとは、第1の電極22(又は第1の半導体チップ20)の面と平行な直線である。
【0029】
屈曲部56を再結晶化させて、塊部66を形成してもよい。図3では、ワイヤ50のうち再結晶化した部分に斜線のハッチングが付されている。再結晶化した部分は後に形状を変更することはできないが、本実施の形態では、再結晶化するのと同時にワイヤ50が所望の形状になる。
【0030】
図4に示すように、ワイヤ50の塊部66を第1の電極22にボンディングする。詳細は、リード12のボンディングにおいて説明した内容が該当する。こうして、第1の電極22にバンプ68(塊部66)を設ける。
【0031】
次に、ワイヤ50を第1の電極22から第2の電極32の方向に引き出す。そして、図5に示すように、ワイヤ50の一部を第2の電極32にボンディングする。詳細は、リード12から第1の電極22にボンディングするまでの工程において説明した内容が該当する。
【0032】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、第1の電極22の上方にワイヤ50の屈曲部56を形成し、屈曲部56を溶融させてワイヤ50の塊部66を形成し、塊部66を第1の電極22にボンディングする。これによって、ワイヤ50の切断工程を行うことなく、複数の電極(例えばリード12、第1及び第2の電極22,32)を連続してワイヤボンディングすることができる。また、ワイヤ50の塊部66をボンディングするので、第1の電極22へのバンプの形成工程を省略するとともに、良好にボンディングを行うことができる。さらに、ワイヤ50の屈曲部56を形成した後に塊部66を形成するので、塊部66からのワイヤ50の引き出し角度を自由に決定することが可能になる。したがって、簡単な工程でかつ信頼性の高いワイヤボンディングを実現できる。
【0033】
本実施の形態に係る半導体装置(スタック型半導体装置)は、リード12と、ワイヤ50を介してリード12に電気的に接続された複数の半導体チップ(第1及び第2の半導体チップ20,30)と、を含む。
【0034】
図5に示すように、ワイヤ50は、第1及び第2のループ70,72を含む。第1のループ70は、リード12と第1の電極22とを結線し、第2のループ72は、第1の電極22と第2の電極32とを結線している。第1及び第2のループ70,72は、第1の電極22に設けられたバンプ68と一体化して形成されている。言い換えれば、1つの連続したワイヤ50によって、リード12、第1及び第2の電極22,32が電気的に接続されている。
【0035】
リード12にバンプ54が設けられてもよい。バンプ54は、第1のループ70と一体化して形成されている。また、第2の電極32にバンプ74が設けられてもよい。バンプ74は、第2のループ72と一体化して形成されている。
【0036】
ワイヤ50のうち第1の電極22上のバンプ68から連続する部分64,65は、仮想直線Lよりも上方向に立ち上げ形成されていることが好ましい。また、第2の電極32上のバンプ74から連続する部分も上方向に立ち上げ形成されていることが好ましい。こうすることで、ワイヤ50と、第1及び第2の半導体チップ20,30との電気的なショートを防止することができる。
【0037】
図6には、本実施の形態に係る半導体装置の一例が示されている。基板10に外部端子16が形成されてもよい。例えば、基板10には、リード12と電気的に接続する他のリード14が形成され、リード14に外部端子(例えばハンダボール)16が設けられてもよい。第1及び第2の半導体装置20,30は、基板10上で封止部(例えば樹脂封止部)18で封止されてもよい。封止部18は、ワイヤ50も封止する。
【0038】
本実施の形態に係る半導体装置は、上述の製造方法から選択したいずれかの特定事項から導かれる構成を含み、その効果は上述の効果を備える。本実施の形態に係る半導体装置は、上述の製造方法以外の製造方法によって製造されるものを含む。
【0039】
図10には、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板が示されている。回路基板1000には、半導体装置1が実装されている。回路基板1000には、配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、配線パターンと半導体装置1の外部端子16とが接合されている。
【0040】
本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器として、図11にはノート型パーソナルコンピュータ2000が示され、図12には携帯電話3000が示されている。
【0041】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。
【図7】図2の部分拡大図である。
【図8】本発明の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
12 リード(第1の領域)、 20 第1の半導体チップ、 22 第1の電極(第2の領域)、 30 第2の半導体チップ、 32 第2の電極(第3の領域)、 50 ワイヤ、 52 先端部、 56 屈曲部、 66 塊部、 70 第1のループ、 72 第2のループ、 68 バンプ、 64,65 連続する部分
Claims (10)
- (a)ワイヤの先端部を第1の領域にボンディングすること、
(b)前記ワイヤを前記第1の領域から第2の領域の方向に引き出すとともに、前記第2の領域の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
(c)前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
(d)前記塊部を前記第2の領域にボンディングすることを含むワイヤボンディング方法。 - 請求項1記載のワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤを前記第2の領域から離れるように上方向に折り返すことで、前記屈曲部を形成するワイヤボンディング方法。 - 請求項1又は請求項2に記載のワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、前記ワイヤの一部を前記第2の領域に接触させた状態で、前記屈曲部を形成するワイヤボンディング方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のワイヤボンディング方法において、
前記(b)工程で、溶融後の前記ワイヤのうち前記塊部から連続する部分が上方向に立ち上げ形成されるように、前記屈曲部を形成するワイヤボンディング方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のワイヤボンディング方法において、
前記(c)工程で、前記屈曲部を再結晶化させるワイヤボンディング方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のワイヤボンディング方法において、
前記(d)工程後に、前記ワイヤを前記第2の領域から第3の領域の方向に引き出すことをさらに含むワイヤボンディング方法。 - リードと、積層される複数の半導体チップと、をワイヤボンディングする半導体装置の製造方法であって、
ワイヤの先端部を前記リードにボンディングすること、
前記ワイヤを前記リードからいずれかの半導体チップの第1の電極の方向に引き出すとともに、前記第1の電極の上方に前記ワイヤの屈曲部を形成すること、
前記屈曲部を溶融させることで、前記ワイヤの塊部を形成すること、
前記塊部を前記第1の電極にボンディングすること、
前記ワイヤを前記第1の電極から他の半導体チップの第2の電極の方向に引き出し、前記ワイヤの一部を前記第2の電極にボンディングすることを含む半導体装置の製造方法。 - リードと、
前記リードにワイヤを介して電気的に接続されるとともに、積層された複数の半導体チップと、
を含み、
前記ワイヤは、前記リードといずれかの前記半導体チップの第1の電極とを結線する第1のループと、前記第1の電極と他の前記半導体チップの第2の電極とを結線する第2のループと、前記第1の電極上で前記第1及び第2のループと一体化してなるバンプと、を含み、
前記第1のループのうち前記バンプから連続する部分は、前記バンプから上方向に立ち上げ形成されてなる半導体装置。 - 請求項8記載の半導体装置が実装された回路基板。
- 請求項8記載の半導体装置を有する電子機器。
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