JP2009044115A - ワイヤボンディング方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置のワイヤボンディングにおいて、ボンディングの際に他のボンディング済みのワイヤに損傷が発生することを抑制する。
【解決手段】半導体チップ１１と各半導体チップ１１のパッド１３に対応する複数のリード１７とを含むブロック７０毎に封止して製造される半導体装置１０の半導体チップ１１のパッド１３とリード１７とをワイヤ２１で接続するワイヤボンディング方法であって、ブロック７０に含まれる全ての半導体チップ１１の表面のパッド１３及びリード１７上に超音波加振を伴ってバンプ２２，２４を形成した後、パッド１３及びリード１７上に形成された各バンプ２２，２４の間をワイヤ２１で超音波加振を行わずに接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体装置のワイヤのボンディング方法及び半導体装置の構造に関する。

ＩＣなどの半導体装置の組立工程には半導体のチップとリードフレームとの間をワイヤで接続するワイヤボンディング工程がある。ワイヤボンディング工程は、ワイヤが挿通されたキャピラリを用い、トーチ電極からの放電によりキャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、キャピラリを半導体チップのパッド上に位置させ第１ボンディングを行った後、キャピラリをリードフレームのリード上に移動させ第２ボンディングを行うことにより、半導体チップとリードフレームとの間をワイヤによって接続する方法が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。

上記のようなワイヤボンディング方法においては、パッド面上のワイヤの突出量が大きく、半導体装置を薄くできないため、第１ボンディングのボールボンディングをリードに行い第２ボンディングとしてステッチボンディングを半導体チップのパッドに行う方法がある。しかし、ステッチボンディングを半導体チップのパッドに行うとボンディングツールが半導体チップの表面に当たり、半導体チップを損傷させてしまう場合がある。そこでこのようなボンディングを行う場合にはボンディング前に予めパッド上に緩衝材としてのボールバンプを形成しておき、このボールバンプの上に第２ボンディングのステッチボンディングを行う方法がある（例えば、特許文献２参照）。

また、多段積層の半導体装置において、リードにボールボンディングを行い、ボールバンプを形成したパッド上にステッチボンディングを行ってリードと一段目の半導体チップのパッドとを接続した後、一段目の半導体チップのバンプ上であって先のステッチボンディングによって接続されたワイヤに接触しないような位置にボールボンディングを行い、二段目の半導体チップのパッド上に形成されたボールバンプ上にステッチボンディングを行って、リードと一段目、二段目の半導体チップの各パッドとを接続する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。これによって、一段目の半導体チップと二段目の半導体チップとの間にワイヤ接続を行う際に、リードと一段目の半導体チップとの間に既に接続されたワイヤを変形させたり、損傷させたりすることを防止することができる。

特開平８−３４００１８号公報 特開平５−３２６６０１号公報 特許第３５７３１３３号明細書

ところで、近年の半導体装置の製造においては、各半導体チップを個別に樹脂封止する個別封止法に代わって、複数の半導体チップを一括して樹脂封止する一括封止法が多く用いられるようになってきている。この一括封止法を用いる場合には、半導体チップの取り付けられる複数のアイランドとそれに対応する複数のリードとを密集させて１つのブロックとして配置し、裏側に封止剤の漏れ防止用のテープが貼り付けられたリードフレームが用いられる。このようなリードフレームをボンディングのためにボンディングステージに固定する場合、裏面のテープを介してボンディングステージに真空吸着されることと、複数の半導体チップが密集したブロックの周辺でリードフレームを上から押さえることから、リードフレームのボンディングステージへの固定状態があまりよくないので、ワイヤボンディングの際にワイヤが振動を起こすという問題があった。

例えば、あるワイヤをボンディングする際にそのワイヤへの超音波加振によって既にボンディングが終了している他のワイヤのリードとのボンディング部或いはパッド側のボールネックにクラックがはいり、断線の原因となるという問題があった。特にボンディングするワイヤと既にボンディングされているワイヤとが隣接していない場合であっても、ボンディング済みのワイヤに振動が発生し、ワイヤ、あるいはボールネックに損傷が起こり、それにより断線につながるという問題があった。

しかし、特許文献１から３には、このようなボンディングの際に隣接していないボンディング済みワイヤに損傷が発生するということについては記載が無く、特許文献１から３に記載の従来技術では、このような問題は解決されていなかった。

本発明は、ボンディングの際に他のボンディング済みワイヤに損傷が発生することを抑制することを目的とする。

本発明のワイヤボンディング方法は、少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとを含むブロック毎に一括封止して製造される半導体装置の半導体チップのパッドとリードとをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、ブロックに含まれる全ての半導体チップ表面のパッド及びリード上にバンプを形成するバンプ形成工程と、バンプ形成工程の後に、超音波加振を行わずにパッド及びリード上に形成された各バンプの間をワイヤで接続するワイヤ接続工程と、を有することを特徴とする。

本発明のワイヤボンディング方法において、ワイヤ接続工程は、パッド又はリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにワイヤをボンディングする第１ボンド工程と、パッド又はリードからリード又はパッドに向かってワイヤをルーピングするルーピング工程と、ルーピングされたワイヤをリード又はパッド上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングする第２ボンド工程と、を有すること、としても好適であるし、第１ボンド工程は、キャピラリに挿通され、その下端より突出させたワイヤの先端に形成したイニシャルボールをパッド又はリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングするボールボンディング工程であること、としても好適であるし、バンプ形成工程は、超音波加振を行わずにバンプを形成すること、としても好適である。

また、本発明のワイヤボンディング方法において、第１ボンド工程は、キャピラリに挿通され、その下端より突出させたワイヤの先端に形成したイニシャルボールをパッドまたはリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングするボールボンディング工程と、ボールボンディング工程により形成されたボールネックをキャピラリで押し潰し、押し潰したボールネック上に折り返したワイヤの側面を押し付けて押し付け部を形成する押し付け部形成工程と、を含み、ルーピング工程は、押し付け部からリードまたはパッドに向かってワイヤをルーピングすること、としても好適である。

本発明の半導体装置は、少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとをワイヤで接続し、少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとを含むブロック毎に一括封止して製造する半導体装置であって、半導体チップ表面のパッドとリードとに形成されたバンプと、ブロックに含まれる全ての半導体チップ表面のパッドとリードとにバンプを形成した後に、超音波加振を行わずにパッド及びリード上に形成された各バンプの間を接続したワイヤと、を有することを特徴とする。

本発明の半導体装置において、ワイヤは、パッド又はリード上に形成されたバンプにボンディングされ、パッド又はリードからリード又はパッドに向かってルーピングされた後、リード又はパッド上に形成されたバンプにボンディングされたこと、としても好適であるし、バンプは、超音波加振を行わずに形成されていること、としても好適である。

本発明は、ボンディングの際に他のボンディング済みワイヤに損傷が発生することを抑制することができるという効果を奏する。

以下、本発明のワイヤボンディング方法及び半導体装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、樹脂一括封止法によって半導体装置を製造する場合のリードフレーム１２は、半導体チップが取り付けられるアイランド１５とアイランド１５に取り付けられる半導体チップ表面のパッドに対応するリード１７とが複数設けられている。各アイランド１５と各アイランド１５に対応するリードの一組は１つのセグメント５０を構成する。各セグメント５０は、半導体チップの取り付け、ワイヤボンディング、樹脂封止の後、その間に設けられた切断領域６０を切断することによって、それぞれが１つの半導体装置となる区域をいう。セグメント５０はリードフレーム１２に密集して設けられ、複数のセグメント５０によって１つのブロック７０が構成される。ブロック７０は、樹脂封止の際に一括して封止される範囲である。また、ワイヤボンディングの際にブロック７０の外周を押さえフレーム７１によって上から押さえて固定することができるように各ブロックの周囲にはスペースが設けられている。

図２に示すように、リードフレーム１２の裏面には、封止用の樹脂がアイランド１５とリード１７との間から漏れないように再剥離可能なテープ１６が貼り付けられている。このようなリードフレーム１２は、アイランド１５の上に半導体チップ１１が取り付けられた後、ボンディングステージ５３の上に搬送され、ボンディングステージ５３の真空吸着孔５５によってテープ１６を介してボンディングステージ５３に真空吸着されると共に、押さえフレーム７１によって各ブロック７０の周囲を上から押さえられてボンディングステージ５３に固定される。そして、各半導体チップ１１の各パッド１３と各リード１７の上にバンプ２２，２４が形成された後、各バンプ２２，２４の間がワイヤ２１によって接続される。

リードフレーム１２がボンディングステージ５３の上に固定されると、図３に示すように、各アイランド１５に取り付けられた各半導体チップ１１の表面の各パッド１３と各リード１７の上に金のバンプ２２、２４を超音波加振と圧接によって形成する。そしてブロック７０に含まれる全てのパッド１３及びリード１７の上に金のバンプ２２，２４を形成した後に、超音波加振を行わずに圧接のみにより各アイランド１５に取り付けられた各半導体チップ１１の表面の各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続していく。そして、ブロック７０に含まれる全てのパッド１３とそれに対応するリード１７の各バンプ２２，２４の間をワイヤ２１によって接続した後、ボンディングステージ５３の真空を開放し、押さえフレーム７１を上昇させ、リードフレーム１２の次のブロック７０がボンディングステージ５３の上に来るように移動させる。このようにして順次各ブロック７０に含まれるパッド１３とリード１７との間をワイヤ２１でボンディングしていく。そして、リードフレーム１２にある全ての半導体チップ１１のパッド１３と対応するリード１７との間の接続が終了すると、次の工程でリードフレーム１２はブロック７０ごとに樹脂によって一括封止され、その後切断領域６０を切断して各半導体装置１０が製造される。

このような半導体装置は樹脂封止したパッケージから外部接続電極が突出せず、パッケージ裏面に外部接続電極が形成されているもので、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれている。

本実施形態では、超音波加振は、各ブロック７０に含まれるパッド１３、リード１７がワイヤ２１によって接続されず、それぞれ独立している際にのみ用いられ、ボンディング済みのワイヤ２１に隣接した位置でワイヤ２１の接続を行う際には超音波加振は使用されず、圧接のみによってワイヤ２１が接続される。このため、ボンディングの際に同じブロック７０にある他のボンディング済みのワイヤ２１に損傷が発生することを抑制することができるという効果を奏する。

また、図１に示すように各ブロック７０の間にはスペースがあることと、ブロック７０毎にボンディングの際に周囲を押さえフレーム７１によって押さえられていることから、１つのブロック７０のバンプ２２，２４形成の際の超音波加振による振動は隣り合うブロック７０に含まれる接続済みのワイヤ２１には及ばない。このため、１つのブロック７０のボンディングの際に他のブロック７０のボンディング済みのワイヤ２１に損傷が発生することを抑制することができるという効果を奏する。

本実施形態では、１つのブロック７０には複数の半導体チップ１１と複数のリードとが含まれていることとして説明したが、１つのブロック７０に含まれる半導体チップは１つであってもよい。また、本実施形態では、金のバンプ２２、２４を超音波加振と圧接によって形成した後、超音波加振を行わずに圧接のみにより各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続していくこととして説明したが、バンプ形成、ワイヤの接続の際に加熱を行うこととしてもよい。この場合には、超音波加振しながら加熱と圧接によって金のバンプ２２、２４を形成した後、超音波加振を行わずに加熱と圧接のみにより各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続する。

以下、ワイヤボンディングの詳細について説明する。図４に示すように、半導体装置１０は裏面にテープ１６が貼り付けられたリードフレーム１２のアイランド１５に取り付けられた半導体チップ１１の表面にあるパッド１３の上に形成されたバンプ２２とリードフレーム１２のリード１７の上に形成されたバンプ２４と、各バンプ２２，２４との間を接続するワイヤ２１とを備えている。ワイヤ２１は、半導体チップ１１の表面にあるパッド１３の上に形成されたバンプ２２の上にボールボンディングによって接合された圧着ボール２３と、圧着ボール２３からワイヤ２１に向かって断面積が小さくなっていくボールネック２５と、ボールネック２５から半導体チップ１１の厚さ方向に立ち上がり、リード１７に向かうルーピング部と、リード１７の上のバンプ２４に接合されたステッチボンディング部２７と、を含んでいる。

図５（ａ）に示すように、パッド１３の上には厚みのある円板状のバンプ基部２２ａと、バンプ基部２２ａの上にあってバンプ基部２２ａよりも少し直径が小さくなっているバンプワイヤ２２ｂと、バンプワイヤ２２ｂ上にあってバンプ基部２２ａと略同じ大きさの圧着ボール２３とが順に重なって接合されている。圧着ボール２３の上面にはワイヤ２１よりも少し太くなった円柱状のボールネック２５が形成され、ボールネック２５はワイヤ２１に続いている。

図５（ｂ）に示すように、リード１７の上に形成されたバンプ２４はパッド１３の上に形成されたバンプ２２と同様の形状となっており、バンプ２４の上に接合されたワイヤ２１のステッチボンディング部２７の端部はキャピラリの形状に沿った傾斜面形状となっている。

ボンディング工程について、図６〜図１４を参照しながら説明する。まず、図６から図９を参照しながらバンプ形成工程について説明する。図６に示すように、キャピラリ４１に挿通された金のワイヤ２１の先端にイニシャルボール２９を形成する。そして、図７に示すように、キャピラリ４１によってワイヤ２１の先端部に形成されたイニシャルボール２９をパッド１３の上に超音波加振しながら押し付けて圧接する。これによってパッド１３の上には金の圧着ボール２３が形成される。圧着ボール２３の形成後、図８に示すように、ワイヤ２１を繰り出しながらキャピラリ４１を上昇させると共に横方向に移動させる。本実施形態では、キャピラリ４１をパッド１３からリード１７側に向かって横に移動させているが、横移動の方向はこれに限られない。そして、図９に示すように、キャピラリ４１を降下させて、圧着ボール２３の上に繰り出した金のワイヤ２１を圧着ボール２３の上に押し付けると、圧着ボール２３は圧縮されて金のバンプ基部２２ａとなり、ワイヤ２１は変形して金のバンプワイヤ２２ｂとなる。バンプ基部２２ａとバンプワイヤ２２ｂは金のバンプ２２を構成する。この後、キャピラリ４１は先端にワイヤ２１を繰り出しながら上昇し、その後図示しないクランパを閉とすることによってワイヤ２１を切断し、バンプ形成工程が終了する。パッド１３へのバンプ形成工程が終了したら、図６から図９の１点鎖線で示すように、キャピラリ４１をリード１７の上に移動させて、パッド１３へのバンプ形成工程と同様の動作によってリード１７の上に金のバンプ２４を形成する。以上説明したように、バンプ形成工程では超音波加振を行いながらワイヤ２１を圧接することによってバンプの形成を行う。

このバンプ形成工程は、図１から図３に示した一括樹脂封止されるブロック７０に含まれる全てのパッド１３及びリード１７に行う。

図１から図３に示した一括樹脂封止されるブロック７０に含まれる全てのパッド１３及びリード１７の上にバンプ２２，２４を形成したら、図１０から図１１に示すように第１ボンド工程を行う。図１０に示すように、キャピラリ４１に挿通された金のワイヤ２１の先端にイニシャルボール２９を形成する。そして、図１１に示すように、キャピラリ４１を降下させて超音波加振を行なわずにイニシャルボール２９をバンプ２２の上に押し付ける。バンプ２２は金のワイヤ２１を形成することによって構成されているので、金製であり、イニシャルボール２９も金線のワイヤを形成していることから金製である。このため、イニシャルボール２９のバンプ２２への圧接は接合しやすい金と金との圧接となることから、超音波加振を行わなくとも圧接のみにより必要な強度を持って接合することができる。

イニシャルボール２９をバンプ２２に接合した後、ルーピング工程を行う。図１２に示すように、先端に金のワイヤ２１を繰り出しながらキャピラリ４１を上昇させると共にリード１７と反対方向に向かって横に移動させる。そして、図１３に示すように、更にワイヤ２１を繰り出しながらキャピラリ４１をリード１７に向かって移動させていく。

図１４に示すように、ルーピング工程の後、キャピラリ４１をリード１７の上のバンプ２４に向かって降下させ、超音波加振を行わずにワイヤ２１をバンプ２４に押し付ける第２ボンド工程を行う。バンプ２４も金のワイヤ２１を形成することによって構成されているので、金製であるため、ワイヤ２１のバンプ２４への圧接は接合しやすい金と金との圧接となることから、超音波加振を行わなくとも圧接のみにより必要な強度を持って接合することができる。ワイヤ２１をバンプ２４に押し付けると、その端面がキャピラリ４１の形状に形成されたステッチボンディング部２７が形成される。

以上の第１ボンド工程、ルーピング工程、第２ボンド工程を図１から図３に示すブロック７０の全てのパッド１３とそれに対応するリード１７の各バンプ２２，２４間で行って、ブロック７０の全てのパッド１３とリード１７の上に形成された各バンプ２２，２４とを超音波加振を行わずに圧接のみにより接続した後、図２に示すボンディングステージ５３の真空を開放し、押さえフレーム７１を上昇させ、リードフレーム１２の次のブロック７０がボンディングステージ５３の上に来るように移動させる。このようにして順次各ブロック７０に含まれるパッド１３とリード１７の各バンプ２２，２４の間をワイヤ２１でボンディングしていく。

以上述べたように、本実施形態は、１つのブロック７０の全てのパッド１３とリード１７がワイヤ２１によって接続されず、それぞれ独立している際にのみ超音波加振を伴って各パッド１３及びリード１７の上に金のバンプ２２，２４を形成した後、超音波加振を使わずに圧接のみによりパッド１３とリード１７の上に形成された各バンプ２２,２４の間を金のワイヤ２１で接続するので、ボンディング済みのワイヤ２１に隣接した位置でワイヤ２１の接続を行う際には超音波加振は使用されない。

このため、同じブロック７０にあるボンディング済みのワイヤ２１が超音波加振による振動によって損傷することを抑制し、ボンディングの際に他のボンディング済みワイヤ２１に損傷が発生することを抑制することができるという効果を奏する。

本実施形態では、パッド１３の上のバンプ２２にボールボンディングを行い、リード１７の上のバンプ２４にステッチボンディングを行うこととして説明したが、リード１７の上のバンプ２４にボールボンディングを行い、ワイヤをパッド１３の上にルーピングしてパッド１３の上のバンプ２２にステッチボンディングを行うようにしてもよい。また、本実施形態では、金のバンプ２２、２４を超音波加振と圧接によって形成した後、超音波加振を行わずに圧接のみにより各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続していくこととして説明したが、バンプ形成、ワイヤの接続の際に加熱を行うこととしてもよい。この場合には、超音波加振しながら加熱と圧接によって金のバンプ２２、２４を形成した後、超音波加振を行わずに加熱と圧接のみにより各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続する。

図１５から図１７を参照しながら、他の実施形態について説明する。なお、先に説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図１５に示すように、半導体装置１０は裏面にテープ１６が貼り付けられたリードフレーム１２のアイランド１５に取り付けられた半導体チップ１１の表面にあるパッド１３の上に形成されたバンプ２２とリードフレーム１２のリード１７の上に形成されたバンプ２４と、各バンプ２２，２４との間を接続するワイヤ２１とを備えている。ワイヤ２１は半導体チップ１１の表面にあるパッド１３の上にボンディングによって接合された圧着ボール２３と、図４又は５に示したボールネック２５を押し潰し、押し潰したボールネック２５上に折り返したワイヤ２１の側面を押し付けて形成した押し付け部２６と、押し付け部２６からリード１７に向かうルーピング部と、リード１７の上のバンプ２４に接合されたステッチボンディング部２７と、を含んでいる。

図１６に示すように、半導体チップ１１表面のパッド１３の上に形成された押し付け部２６は、パッド１３の上の圧着ボール２３の上に図４又は５に示したボールネック２５が押し潰されてその上面が平面状に成形された押し潰し部２５ａと、この押し潰し部２５ａからリード１７と反対側に凸となるようにワイヤ２１が折り返された折り返し部２６ａと、折り返し部２６ａに続くワイヤ２１側面が押し潰し部２５ａに向かって押し付けられ、上側の面が押し付けの際にキャピラリによって平面状に形成された平面部２６ｂが形成されている。この平面部２６ｂのパッド１３側の面は押し潰し部２５ａの上側の面に押し付けられている。また、ワイヤ２１とリード１７の上のバンプ２４との接合部は図５（ｂ）を参照して説明した先の実施形態と同様の構成となっている。

以下、図１７を参照しながら本実施形態のボンディング方法について説明する。パッド１３及びリード１７の上にバンプ２２，２４を形成するバンプ形成工程は図６から図９を参照しながら説明した実施形態と同様であるので説明は省略する。

先に説明した実施形態と同様に、キャピラリ４１によってワイヤ２１の先端部に形成された図示しないイニシャルボールをパッド１３の上に形成されたバンプ２２に超音波加振を使用しないで押し付けて圧接すると共に、パッド１３に形成されたバンプ２２の上に圧着ボール２３とボールネック２５とを形成する第１ボンド工程を行う。

第１ボンド工程の後、図１７（ａ）から図１７（ｆ）に示すように超音波加振を行わずに押し付け圧力のみによって押し付け部２６の形成を行う押し付け部形成工程が行われる。なお、図１７（ａ）から図１７（ｆ）においてはリード１７の記載が省略されているが、図中の右側がリード１７側である。押し付け部形成工程では、図１７（ａ）に示すように、ワイヤ２１を繰り出すと共にキャピラリ４１を上昇させた後、図１７（ｂ）に示すようにキャピラリ４１のリード１７側のフェイス部４３がボールネック２５の上部に来るまでリード１７と反対方向にキャピラリ４１を移動させる。この際ワイヤ２１はボールネック２５からリード１７と反対の方向に傾斜した状態となっている。そして、図１７（ｃ）に示すように、キャピラリ４１を降下させてキャピラリ４１のフェイス部４３でボールネック２５を押し潰し、圧着ボール２３の上に押し潰し部２５ａを形成する。押し潰し部２５ａの上面は、キャピラリ４１のフェイス部４３によって押し潰されているのでフェイス部４３の形状に沿った平面状となっている。また、ワイヤ２１は押し潰し部２５ａのリード１７と反対側に折れ曲がると共に、キャピラリ４１のストレート孔４７のリード１７と反対側の内面に沿ってパッド１３の垂直方向に向かって伸びた状態となっている。

そして、図１７（ｄ）に示すように、再度ワイヤ２１を繰り出すと共にキャピラリ４１を上昇させる。すると、ワイヤ２１はキャピラリ４１のストレート孔４７に沿って直線上に繰り出される。そして、図１７（ｅ）に示すように、キャピラリ４１をリード１７の方向に移動させる。するとキャピラリ４１のインナチャンファ部４５によってワイヤ２１はリード１７の方向に向かって押され、押し潰し部２５ａに続く曲がり部２５ｂで折り曲げられる。そして、キャピラリ４１のリード１７と反対側にあるフェイス部４３が圧着ボール２３の上に来る位置まで、キャピラリ４１をリード１７の方向に移動させる。そして、図１７（ｆ）に示すように、キャピラリ４１を下降させ、ボールネック２５を押し潰して形成された押し潰し部２５ａの上にワイヤ２１の側面を押し付ける。このワイヤ２１の押し付けによって、ワイヤ２１の折れ曲がり部分は押し潰し部２５ａの方向に向かって折り返され、折り返し部２６ａが形成される。ワイヤ２１の押し付け部２６のパッド１３側は、押し付けによって押し潰し部２５ａの上面に押し付けられ、押し付け部２６の上面はキャピラリ４１のフェイス部４３によって平面が形成される。押し付け部形成工程が終了した状態では、キャピラリ４１はパッド１３のボンディング中心線２８よりもリード１７の側に寄った位置となっている。

以上述べたようなボンディング方法によって、パッド１３上に形成されたバンプ２２の表面にワイヤ２１が折り返されて押し付けられている押し付け部２６が形成される。この押し付け部２６は、その下面が圧着ボール２３の上に形成された押し潰し部２５ａへ押し付けられている。

本実施形態は、先に説明した実施形態と同様の効果に加えて、半導体チップ１１のパッド１３からリード１７に向けてワイヤボンディングを行う場合であってもパッド１３の上方へのワイヤ突出量が小さいことから、先に説明した実施形態よりも半導体装置１０の厚さを薄くすることができるという効果を奏する。

本実施形態では、パッド１３からリード１７に向けてボンディングを行うこととして説明したが、本実施形態はリード１７からパッド１３に向けてボンディングを行う場合にも適用することができる。また、本実施形態では、先に説明した実施形態と同様、バンプ形成、ワイヤの接続の際に加熱を行うこととしてもよい。この場合には、超音波加振しながら加熱と圧接によって金のバンプ２２、２４を形成した後、超音波加振を行わずに加熱と圧接のみにより各パッド１３とそれに対応する各リード１７の各バンプ２２，２４の間を順次ワイヤ２１によって接続する。

以上説明した各実施形態では、超音波加振を行いながらの圧接或いは、超音波加振を行いながらの加熱と圧接によって各パッド１３とリード１７の上に金のバンプ２２，２４を形成することとして説明したが、各パッド１３、リード１７を形成する金属材料によっては超音波加振をせずに圧接のみ或いは加熱と圧接のみによってバンプ２２，２４を形成することとしてもよい。この場合、先に説明した各実施形態と同様の効果を奏すると共に、超音波加振による振動がリードフレーム１２に伝わることが無いのでリードフレーム１２の固定状態が良くない場合であってもリードフレーム１２がダメージを受けることを低減することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態における半導体装置の製造に用いられるリードフレームの平面図である。 本発明の実施形態における半導体装置のリードフレームがボンディングステージに固定された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における半導体装置のリードフレームにバンプの形成及びワイヤボンディングをした状態を示す部分平面図である。 本発明の実施形態における半導体装置の半導体チップとリードとの接続を示す図である。 本発明の実施形態における半導体装置のパッド及びリードの上に形成したバンプとワイヤとの接合部分を示す斜視図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のバンプの形成を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のバンプの形成を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程バンプの形成を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のボールボンディングを示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のボールボンディングを示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のルーピングを示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のルーピングを示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体装置のボンディング工程のステッチボンドを示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体装置の半導体チップとリードとの接続を示す図である。 本発明の他の実施形態における半導体装置のパッドの上に形成したバンプとワイヤとの接合部分を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態における半導体装置の押し付け部形成のためのボンディング工程を示す説明図である。

符号の説明

１０ 半導体装置、１１ 半導体チップ、１２ リードフレーム、１３ パッド、１５ アイランド、１６ テープ、１７ リード、２１ ワイヤ、２２，２４ バンプ、２３ 圧着ボール、２５ ボールネック、２５ａ 押し潰し部、２５ｂ 曲がり部、２６ 押し付け部、２６ａ 折り返し部、２６ｂ 平面部、２７ ステッチボンディング部、２８ ボンディング中心線、２９ イニシャルボール、４１ キャピラリ、４３ フェイス部、４５ インナチャンファ部、４７ ストレート孔、５０ セグメント、５３ ボンディングステージ、５５ 真空吸着孔、６０ 切断領域、７０ ブロック、７１ 押さえフレーム。

Claims (8)

1. 少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとを含むブロック毎に一括封止して製造される半導体装置の半導体チップのパッドとリードとをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、
   ブロックに含まれる全ての半導体チップ表面のパッド及びリード上にバンプを形成するバンプ形成工程と、
   バンプ形成工程の後に、超音波加振を行わずにパッド及びリード上に形成された各バンプの間をワイヤで接続するワイヤ接続工程と、
   を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。
2. 請求項１に記載のワイヤボンディング方法であって、
   ワイヤ接続工程は、
   パッド又はリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにワイヤをボンディングする第１ボンド工程と、
   パッド又はリードからリード又はパッドに向かってワイヤをルーピングするルーピング工程と、
   ルーピングされたワイヤをリード又はパッド上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングする第２ボンド工程と、
   を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。
3. 請求項２に記載のワイヤボンディング方法であって、
   第１ボンド工程は、キャピラリに挿通され、その下端より突出させたワイヤの先端に形成したイニシャルボールをパッド又はリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングするボールボンディング工程であること、
   を特徴とするワイヤボンディング方法。
4. 請求項２に記載のワイヤボンディング方法であって、
   第１ボンド工程は、キャピラリに挿通され、その下端より突出させたワイヤの先端に形成したイニシャルボールをパッドまたはリード上に形成されたバンプに超音波加振を行わずにボンディングするボールボンディング工程と、
   ボールボンディング工程により形成されたボールネックをキャピラリで押し潰し、押し潰したボールネック上に折り返したワイヤの側面を押し付けて押し付け部を形成する押し付け部形成工程と、を含み、
   ルーピング工程は、押し付け部からリードまたはパッドに向かってワイヤをルーピングすること、
   を特徴とするワイヤボンディング方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載されたワイヤボンディング方法であって、
   バンプ形成工程は、超音波加振を行わずにバンプを形成すること、
   を特徴とするワイヤボンディング方法。
6. 少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとをワイヤで接続し、少なくとも１つの半導体チップと各半導体チップのパッドに対応する複数のリードとを含むブロック毎に一括封止して製造する半導体装置であって、
   半導体チップ表面のパッドとリードとに形成されたバンプと、
   ブロックに含まれる全ての半導体チップ表面のパッドとリードとにバンプを形成した後に、超音波加振を行わずにパッド及びリード上に形成された各バンプの間を接続したワイヤと、
   を有することを特徴とする半導体装置。
7. 請求項６に記載の半導体装置であって、
   ワイヤは、パッド又はリード上に形成されたバンプにボンディングされ、パッド又はリードからリード又はパッドに向かってルーピングされた後、リード又はパッド上に形成されたバンプにボンディングされたこと、
   を特徴とする半導体装置。
8. 請求項６又は７に記載された半導体装置であって、
   バンプは、超音波加振を行わずに形成されていること、
   を特徴とする半導体装置。

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