JP2009176924A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ワイヤ等の多数の接合部材を電極表面に簡易且つ精度良く接続することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供する。
【解決手段】半導体素子２又は回路基板の表面に形成された複数の端子１に、導電材料３を介して接合部材４を接続する半導体装置の製造方法は、前記複数の接合部材４を保持する工程と、保持された前記接合部材４を、前記接合部４材の融点未満の温度に加熱する工程と、前記端子１の表面に形成された前記導電材料３に前記接合部材４を接触させることにより、前記導電材料３を溶融させて、前記端子１に前記接合部材４を接続させる工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、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。

近年のネットワーク機器等の電子機器の高速化・大容量化に伴い、半導体素子等の電子部品を微細化し、実装密度を向上させると共に、高機能化に伴い入出力ピン数を増加することが要求されている。また、電子機器においては、半導体素子等の電子部品と回路基板との接合にあたり、格子状に複数形成された半田バンプを介して接合する技術が一般に用いられている。

回路基板は半導体素子よりも熱膨張率が大きいため、半導体素子等の電子部品を回路基板に半田等を用いて接合する場合、半田接合工程において、２００℃以上である半田溶融温度と室温との温度差に因り、回路基板と半導体素子との間で面方向において異なる寸法変化が発生することがある。この場合、回路基板と半導体素子の寸法差は、電気的な接合材料である半田のクリープによって緩和されるものの、半導体素子の高密度化と多ピン化に因り、半導体素子を回路基板に実装する際に、両者の熱膨張率の差等に起因して両者の接合部において応力が発生し実装信頼性を低下させるおそれがある。

そこで、接合材料として半田を用いつつ応力緩和を図るべく、半田よりも断面積が小さい金属ワイヤを電極間に設けることにより、回路基板と半導体素子の寸法差による応力発生を低減する態様が提案されている。

例えば、半導体素子と配線基板の接合部を、金属柱を内部に持つロウ材で形成してなる半導体素子実装構造が提案されている（特許文献１参照）。また、パターン面に電極パッドが形成されている半導体素子の前記電極パッドに、金ワイヤの一端を接続し、前記金ワイヤを一定長さで切断すると共にその切断端部にボールを形成し、接続端子電極に低融点の導電材料が塗布されているプリント基板の前記導電材料に前記金ワイヤの前記ボールを対接させ、前記導電材料を溶融・固化して前記半導体素子を前記プリント基板に接続することを特徴とする半導体素子の表面実装方法が提案されている（特許文献２参照）。

そのほか、可撓性を有する円柱状導電ピンの両端を上下面に露出させた状態で樹脂板の所定位置に埋め込むことにより接続ブロックを形成し、この接続ブロックを半導体素子とプリント板の間に介装し円柱状導電ピンにより電極同士を接続する態様も提案されている（特許文献３）。

また、バンプの形成されたＩＣチップの電極と回路基板の電極を位置合わせし、加熱されたヘッドによりＩＣチップを回路基板に押圧することにより電極同士を接続する態様も提案されている（特許文献４）。
特開平４−７８４９号公報 特開平６−２６８０１９号公報 特開平２−２４１０４５号公報 再公表特許ＷＯ９８／３００７３号公報

しかしながら、上述の特許文献１乃至４に記載の態様にあっては、金属ワイヤの電極への接続方法そのものには新規な工夫がない。

即ち、上述の態様にあっては、例えば２０００を超える多数の電極上に金属ワイヤを１つずつ接続する必要がある。従って、電子部品の微細化の要求に対応することは困難であり、また、金属ワイヤを簡易に電極に接続することは困難である。

更に、多数の電極上に金属ワイヤを１つずつ接続する態様にあっては、電極における金属ワイヤの取り付け精度を向上させるために、金属ワイヤの形状又は当該取り付けに用いる治具等に工夫をこらす必要があった。また、多数の電極上に金属ワイヤを１つずつ接続するため、工程時間が長時間化する。

そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、金属ワイヤ等の多数の接合部材を電極表面に簡易且つ精度良く接続することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することを本発明の目的とする。

本発明の一観点によれば、半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、導電材料を介して接合部材を接続する半導体装置の製造方法であって、前記複数の接合部材を保持する工程と、保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する工程と、前記端子の表面に形成された前記導電材料に前記接合部材を接触させることにより、前記導電材料を溶融させて、前記端子に前記接合部材を接続させる工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の別の観点によれば、半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、接合部材を接続する半導体装置の製造装置であって、前記複数の接合部材を保持する保持部と、保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置が提供される。

本発明によれば、金属ワイヤ等の多数の接合部材を電極表面に簡易且つ精度良く接続することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

１．半導体装置の製造方法
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子の外部接続用パッド（端子）と回路基板の外部接続端子とを金属ワイヤを用いて接合する態様における、当該金属ワイヤと前記外部接続用パッド又は前記外部接続端子との接続方法に係るものである。以下では、半導体素子の外部接続用パッドに、金属ワイヤを接続する例を用いて、本方法を説明する。

図１及び図２に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の概念を示す。

図１（ａ）を参照するに、まず、主面に複数の外部接続用パッド１が格子状に形成された半導体集積回路素子（以下、半導体素子と称する）２が準備される。

半導体素子２は、シリコン（Ｓｉ）半導体基板を用い、周知の半導体製造プロセスをもって形成される。前記外部接続用パッド１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、及びこれらの合金等をもって形成される。

外部接続用パッド１の表面には、後述する金属ワイヤ４の融点よりも低い融点を有する導電材料として、半田ペースト３が形成されている。詳細は後述するが、半田ペースト３として、例えば錫（Ｓｎ）−金（Ａｕ）半田、錫（Ｓｎ）−アンチモン（Ｓｂ）半田、銀（Ａｇ）−ビスマス（Ｂｉ）半田、及び亜鉛（Ｚｎ）−ビスマス（Ｂｉ）半田等、半導体素子２が実装された回路基板をマザーボードに実装（二次実装）する際に用いられる半田よりも融点が高い半田ペーストを用いることができる。

また、外部接続用パッド１の表面に形成された酸化膜や汚れを取り除き、酸化を防止して半田の濡れ性の向上を図るべく、半田ペースト３にハロゲン系の活性剤又はカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）等を含んだ有機酸等が包含されているフラックス成分を含有してもよい。更に、半田ペースト３は、例えばスクリーン印刷法により、外部接続用パッド１の表面に形成することができる。

尚、図１及び図２に示す半導体素子２において、シリコン半導体基板内に形成された能動素子及び／或いは受動素子、並びに当該一方の主面上に形成された多層配線層及び／或いは再配線層の図示は省略している。

半導体素子２の上方には、半導体素子２の主面に形成された各外部接続用パッド１に対向するように、導電性接合部材としての複数の金属ワイヤ４が格子状に設けられ、当該ワイヤ４を保持及び加熱する機構を有するワイヤ保持加熱部５を用いて、金属ワイヤ４が保持される。

金属ワイヤ４は、半導体素子２の主面に形成された外部接続用パッド１と、半導体素子２が実装される回路基板の外部接続端子とを接合する部材である。金属ワイヤ４は、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、又は真鍮等の半田ペースト３の融点よりも融点が高く導電性を有する材料を主成分とする金属からなる。また、金属ワイヤ４の断面積は、半導体素子２の主面に形成された外部接続用パッド１の上面の面積よりも小さく設定されている。

金属ワイヤ４の先端部分が、ワイヤ保持加熱部５の下面から半導体素子２の主面側に突出した状態で、金属ワイヤ４の融点未満の温度で金属ワイヤ４をワイヤ保持加熱部５により加熱し、ワイヤ保持加熱部５を下向きに（図１（ａ）において矢印Ａで示す方向に）移動する。なお、本例では、半導体素子２を加熱することは要されない。

ワイヤ保持加熱部５を下向きに（図１（ａ）において矢印Ａで示す方向に）移動して、図１（ｂ）に示すように、ワイヤ保持加熱部５により加熱された金属ワイヤ４の、ワイヤ保持加熱部５の下面から半導体素子２の主面側に突出している先端部分が、半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に形成された半田ペースト３に接触する。

上述したように、半田ペースト３の融点は、金属ワイヤ４の融点よりも低いため、金属ワイヤ４の先端部分が半田ペースト３に接触すると、半田ペースト３は溶融し、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に濡れる。

半田ペースト３が金属ワイヤ４及び半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に濡れた後、ワイヤ保持加熱部５による金属ワイヤ４への加熱を停止する。その結果、半田ペースト３は凝固し、凝固した半田ペースト３を介して、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１とは電気的に接続され、固定される。

このように、加熱された金属ワイヤ４を半田ペースト３に接触させることにより、半田ペースト３に大きな押圧をかけることなく、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１とを電気的に接続及び固定することができる。また、半導体素子２を加熱することは要されないため、半導体素子２に付与される熱ストレスを最小限に抑え、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１との接合箇所において発生する応力を低減して、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１とを電気的に接続し固定することができる。

金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１とが、凝固した半田ペースト３を介して接続され固定された後、図２に示すように、金属ワイヤ４を所望の長さに切断し、ワイヤ保持加熱部５を上向きに（図２において矢印Ｂで示す方向に）移動する。

このようにして、半導体素子２の主面に形成された各外部接続用パッド１上に、所望の長さを有し、外部接続用パッド１の上面の面積よりも小さい断面積を有する金属ワイヤ４ａを接続することができる。

なお、金属ワイヤ４の長さを、図１及び図２に示す一連の処理を行うのに必要な長さよりも長く設定し、図２に示す金属ワイヤ４の切断工程終了後、切断された金属ワイヤ４の先端部分を所定長さで送り出すことにより、当該金属ワイヤ４を連続的に供給することができ、図１及び図２に示す一連の処理を連続的に行うことができる。

このように、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体素子２の主面に形成された外部接続用パッド１に対向するように、導電性接合部材としての複数の金属ワイヤ４を格子状に設け、金属ワイヤ４を加熱して、外部接続用パッド１上に形成された半田ペースト３に、金属ワイヤ４の先端部分を半田ペースト３に接触させて両者を接続している。

従って、多数の金属ワイヤ４を同時に、多数の外部接続用パッド１に接合させることができる。よって、金属ワイヤ４を１つずつ接続する従来の態様に比し、工程時間の短縮化を図ることができる。

また、従来の金属ワイヤ４を１つずつ接続する従来の態様では、金属ワイヤ４の取り付け精度を高めるために、例えば、金属ワイヤ４の形状や金属ワイヤ４を接続するための治具に工夫をこらす必要があった。しかしながら、本例では、金属ワイヤ４を外部接続パッド１に接続した後に切断するため、金属ワイヤ４自体は既存のワイヤを用いることができ、特別な治具は必要とされない。

また、半導体素子２を加熱することは要されず、金属ワイヤ４の局所加熱だけであるため、熱に弱い半導体素子２に付与される熱ストレスを最小限に抑え、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１との接合箇所に付与される応力を低減して、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１とを電気的に接続し、固定することができる。

更に、加熱された金属ワイヤ４を半田ペースト３に接触させて、半田ペースト３を溶融させて両者を接続しているため、半田ペースト３に大きな押圧をかけることなく、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１とを電気的に接続でき、固定することができる。

また、金属ワイヤ４の局所加熱により、金属ワイヤ４と半田ペースト３とを接続しているため、上述のように、半田ペースト３として、例えば錫（Ｓｎ）−金（Ａｕ）半田、錫（Ｓｎ）−アンチモン（Ｓｂ）半田、銀（Ａｇ）−ビスマス（Ｂｉ）半田、及び亜鉛（Ｚｎ）−ビスマス（Ｂｉ）半田等、半導体素子２が実装された回路基板をマザーボードに実装（二次実装）する際に用いられる半田よりも融点が高い半田を用いることができる。

即ち、本例では、加熱された金属ワイヤ４を半田ペースト３に接触させて、半田ペースト３を溶融させており、半導体素子２の加熱は要されないため、半導体素子２の基板材料として従来と同じ基板材料を用いながら、従来使用できなかった上述の高融点を有する半田を使用することができる。これにより、半田融点の温度階層が生じ、半導体素子２の外部接続パッド１と金属ワイヤ４との接合に用いられる半田ペースト３中の半田は、半導体素子２が実装された回路基板をマザーボードに実装（二次実装）する際に溶融せず安定であり、接合信頼性を向上することができる。

なお、上述の例では、半導体素子の外部接続用パッドに、金属ワイヤを接続する例を説明したが、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、回路基板の外部接続端子に、金属ワイヤを接続する態様にも適用することができる。ここで、回路基板は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）などからなる配線層が選択的に配設された基板が複数積層されて形成された支持基板であり、半導体素子が実装される。なお、回路基板は、インターポーザー或いは配線基板と称される場合もある。

２．半導体装置の製造装置
次に、上述の、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を実施するために用いられる半導体装置の製造装置について説明する。先ず、当該製造装置の構造について説明し、次いで、当該装置の機構について説明する。

［半導体装置の製造装置の構造］
図３に、本発明の本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置の概略構成を示す。

図３を参照するに、本発明の本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０は、図１及び図２に示すワイヤ保持加熱部５に対応する。半導体装置の製造装置１０は、ワイヤチャック部２０と、ワイヤチャック部２０の下方に設けられたワイヤチャックホルダ部３０と、ワイヤチャックホルダ部３０の下方に設けられたヒータ部（加熱部）４０等から大略構成される。

ワイヤチャック部２０は、上面板部２１と、上面板部２１の下面に格子状に複数設けられた突起部２５とから大略構成される。上面板部２１のうち、各突起部２５が位置している箇所には、貫通孔２２が形成されており、当該貫通孔２２は、突起部２５の中央部分も貫通している。詳細は後述するが、突起部２５は、先端がテーパ状に形成されており、突起部２５を貫通している貫通孔２２の内径は、突起部２５の先端に外力が与えられた場合に変化する。

ワイヤチャック部２０部の上面板部２１の端部近傍には、ピン２３が鉛直方向下方に向かって固定されている。

ワイヤチャック部２０の下方には、所定長さ離間してワイヤチャックホルダ部３０が設けられている。ワイヤチャックホルダ部３０において、ワイヤチャック部２０のピン２３の配設箇所と対応する位置には、ピン２３の外径より僅かに大きい径を有し、ピン２３が挿入されているピン挿入穴３１が貫通形成されている。更に、ピン挿入穴３１であって、ワイヤチャックホルダ部３０のワイヤチャック部２０側部分は、他の部分よりも径が大きく形成され、当該部分において弾性体である第１スプリング３２がピン２３に巻回されている。

従って、ワイヤチャック部２０を、ピン２３の長手方向、即ち、鉛直方向に移動させることができ、更に、第１スプリング３２によって、外力が付与されない状態において、ワイヤチャック部２０とワイヤチャックホルダ部３０との間に任意の距離を保つことができる。

ワイヤチャックホルダ部３０において、ワイヤチャック部２０の突起部２５の配設箇所と対応する位置には、当該突起部２５に対応する形状を有する貫通孔３３が格子状に複数形成されている。従って、ワイヤチャック部２０を鉛直方向下方に移動すると、ワイヤチャック部２０の突起部２５が、ワイヤチャックホルダ部３０に形成された貫通孔３３に挿入される。そうすると、突起部２５の先端に外力が与えられ、突起部２５を貫通している貫通孔２２の内径が小さくなるように変化する。

本実施の形態における半導体装置の製造方法においては、ワイヤチャック部２０の貫通孔２２及びワイヤチャックホルダ部３０の貫通孔３３に、図１及び図２を参照して説明した金属ワイヤ４が挿入される。ワイヤチャック部２０が鉛直方向下方に移動して、ワイヤチャック部２０の突起部２５が、ワイヤチャックホルダ部３０に形成された貫通孔３３に挿入すると、突起部２５は貫通孔３３に押し付けられ、突起部２５の先端が圧迫されて、金属ワイヤ４は、ワイヤチャック部２０の貫通孔２２及びワイヤチャックホルダ部３０に保持される。

貫通孔３３は更に、ワイヤチャックホルダ部３０の下面近傍においては、貫通孔２２と略同一の径を有する。

上述のワイヤチャック部２０とワイヤチャックホルダ部３０とにより昇降自在な保持部が構成される。

ワイヤチャックホルダ部３０の下方には、所定長さ離間してヒータ部４０が設けられている。ヒータ部４０において、ワイヤチャック部２０のピン２３の配設箇所と対応する位置には、ピン２３の外径より僅かに大きい径を有し、ピン２３が挿入されているピン挿入穴４１が貫通形成されている。ピン挿入穴４１であって、ヒータ４０部のワイヤチャックホルダ部３０側部分は、他の部分よりも径が大きく形成され、当該部分において弾性体である第２スプリング４２がピン２３に巻回されている。なお、第２スプリング４２は、第１スプリング３２よりも大きいバネ定数を持つように設定されている。

従って、ワイヤチャック部２０及びワイヤチャックホルダ部３０を、ピン２３の長手方向、即ち、鉛直方向に移動させることができ、更に、第２スプリング４２によって、外力が付与されない状態において、ワイヤチャックホルダ部３０とヒータ部４０との間に任意の距離を保つことができる。

ヒータ部４０において、ワイヤチャック部２０の貫通孔２２の配設箇所と対応する位置には、当該貫通孔２２と同一の径を有する貫通孔４３が格子状に複数形成されている。ワイヤチャック部２０の貫通孔２２及びワイヤチャックホルダ部３０の貫通孔３３に挿入される金属ワイヤ４（図１及び図２参照）は、ヒータ部４０の貫通孔４３にも挿入される。

ヒータ部４０の内部には、発熱機能を有するヒータ（図示を省略）が内蔵されており、貫通孔４３にも挿入されて、ヒータ部４０の下面から突出した金属ワイヤ４（図１及び図２参照）が加熱される。

ヒータ部４０の下面（ワイヤチャックホルダ部３０と対向する面と反対側の面）には、ワイヤカッター部（切断部）５０が設置されている。

ワイヤカッター部５０においては、ヒータ部４０の貫通孔４３と同軸上に、末広がり状に、当該貫通孔４３より径が大きい開口部５１が形成されており、当該開口部５１の内面５２が刃として機能する。ワイヤカッター部５０は、図示を省略する駆動機構により、ヒータ部４０の下面と略平行に移動する。従って、貫通孔４３にも挿入されて、ヒータ部４０の下面から開口部５１内に突出した金属ワイヤ４（図１及び図２参照）は、ワイヤカッター部５０がヒータ部４０の下面と略平行に移動すると、開口部５１の内面５２が刃として機能し、切断される。

なお、ワイヤカッター部５０は、本製造装置１０と一体的に設けられていなくてもよく、例えばダイヤモンドカットソーにより、ヒータ部４０の下面から開口部５１内に突出した金属ワイヤ４（図１及び図２参照）を切断することとしてもよい。

また、貫通孔２２、３３、及び４３に挿入される金属ワイヤ４（図１及び図２参照）を所定長さで送り出す機構を本製造装置１０に設けてもよい。これにより、金属ワイヤ４の切断工程終了後、切断された金属ワイヤ４の先端部分を所定長さで送り出して、当該金属ワイヤ４を連続的に供給することができ、図１及び図２に示す一連の処理を連続的に行うことができる。但し、当該送り出し機構は、本製造装置１０と別体に設けてもよい。

［半導体装置の製造装置の機構］
次に、図４及び図５を参照して、半導体装置の製造装置１０の機構を説明する。図４及び図５は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０の機構を示す断面図（その１）及び（その２）である。

図４（ａ）に示すように、ワイヤチャック部２０の貫通孔２２、ワイヤチャックホルダ部３０の貫通孔３３、及びヒータ部４０の貫通孔４３に金属ワイヤ４が挿入され、ワイヤチャック部２０が鉛直方向下方（図４（ａ）において矢印Ｃで示す方向）に移動して、ワイヤチャック部２０がワイヤチャックホルダ部３０に当接すると、ワイヤチャック部２０の突起部２５は、ワイヤチャックホルダ部３０に形成された貫通孔３３に挿入される。

そうすると、突起部２５は貫通孔３３に押し付けられ、突起部２５の先端が圧迫されて、突起部２５を貫通している貫通孔２２の内径が小さくなるように変化する。その結果、金属ワイヤ４は、ワイヤチャック部２０の貫通孔２２及びワイヤチャックホルダ部３０に保持される。

また、上述のように、ワイヤチャック部２０とワイヤチャックホルダ部３０との間においてピン２３に巻回された第１スプリング３２は、ワイヤチャックホルダ部３０とヒータ部４０との間でピン２３に巻回された第２スプリング４２よりも小さいバネ定数を持つため、ワイヤチャック部２０が鉛直方向下方（図４（ａ）において矢印Ｃで示す方向）に移動すると、第１スプリング３２は圧迫されて縮むが、第２スプリング４２は縮まない。従って、ワイヤチャックホルダ部３０とヒータ部４０との間において任意の距離を保つことができる。

更に強い力をワイヤチャック部２０の上方から与えて、ワイヤチャックホルダ部３０が鉛直方向下方（図４（ｂ）において矢印Ｃで示す方向）に移動すると、図４（ｂ）に示すように、第２スプリング４２は縮み、ワイヤチャック部２０が当接しているワイヤチャックホルダ部３０がヒータ部４０に当接する。

そうすると、ワイヤチャックホルダ部３０に保持されている金属ワイヤ４は、ヒータ部４０の下面から、ワイヤカッター部５０の開口部５１内に突出する。

この状態で、図５に示すように、ヒータ部４０に内蔵されたヒータ（図示を省略）を加熱することにより、ヒータ部４０の下面から突出した金属ワイヤ４が所定の温度に加熱される。なお、図５では、ヒータ部４０の加熱状態を明確にするために、ヒータ部４０のハッチングを、図４（ｂ）のヒータ部４０のハッチングと異にしている。

しかる後、ワイヤチャック部２０、ワイヤチャックホルダ部３０、及びヒータ部４０から大略構成される製造装置１０を降ろして、即ち、下向きに（図１（ａ）において矢印Ａで示す方向）移動して、図１（ｂ）に示すように、ヒータ部４０により加熱された金属ワイヤ４の、ヒータ部４０の下面から半導体素子２の主面側に突出している先端部分が、半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に形成された半田ペースト３に接触する。

上述したように、半田ペースト３の融点は、金属ワイヤ４の融点よりも低いため、金属ワイヤ４の先端部分が半田ペースト３に接触すると、半田ペースト３は溶融し、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に濡れる。

半田ペースト３が金属ワイヤ４及び半導体素子２の外部接続用パッド１の表面に濡れた後、ワイヤ保持加熱部５による金属ワイヤ４への加熱を停止する。その結果、半田ペースト３は凝固し、凝固した半田ペースト３を介して、金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１とは電気的に接続され、固定される。

金属ワイヤ４と半導体素子２の外部接続用パッド１との接続が完了すると、ヒータ部４０の下面から開口部５１内に突出した金属ワイヤ４は、ワイヤカッター部５０により切断される。これについて、図６を参照して説明する。図６は、金属ワイヤ４の切断工程における、図５において点線Ｄで囲んだ箇所を拡大した図である。

図６を参照するに、ヒータ部４０の下面から開口部５１内に突出した金属ワイヤ４（図１及び図２参照）は、図示を省略する駆動機構によりワイヤカッター部５０が、ヒータ部４０の下面と略平行に、より具体的には、図６において矢印Ｅで示す方向に移動すると、開口部５１の内面５２が刃として機能し、切断される。

このようにして、図２に示すように、半導体素子２の主面に複数の格子状に形成された各外部接続用パッド１上に、所望の長さを有し、半導体素子２の主面に形成された外部接続用パッド１の上面の面積よりも小さい断面積を有する金属ワイヤ４ａを接続することができる。

なお、貫通孔２２、３３、及び４３挿入される金属ワイヤ４を所定長さで送り出す機構を本製造装置１０に設けることにより、金属ワイヤ４の切断工程終了後、切断された金属ワイヤ４の先端部分を所定長さで送り出して、当該金属ワイヤ４を連続的に供給することができ、図１及び図２に示す一連の処理を連続的に行うことができる。

このように、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置によれば、多数の金属ワイヤ４を同時に、多数の外部接続用パッド１（図１及び図２参照）に接合させることができる。よって、金属ワイヤ４を１つずつ接続する従来の態様に比し、工程時間の短縮化を図ることができる。

また、従来の金属ワイヤ４を１つずつ接続する従来の態様では、金属ワイヤ４の取り付け精度を高めるために、例えば、金属ワイヤ４の形状や金属ワイヤ４を接続するための治具に工夫をこらす必要があった。しかしながら、本製造装置１０を用いた態様においては、金属ワイヤ４を外部接続パッド１（図１及び図２参照）に接続した後に切断するため、金属ワイヤ４自体は既存のワイヤを用いることができ、更に、特別な治具は必要とされない。

また、半導体素子２（図１及び図２参照）を加熱することは要されず、金属ワイヤ４の局所加熱だけであるため、熱に弱い半導体素子２に付与される熱ストレスを最小限に抑え、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１（図１及び図２参照）との接合箇所に付与される応力を低減して、金属ワイヤ４と外部接続用パッド１とを電気的に接続し、固定することができる。

更に、加熱された金属ワイヤ４を半田ペースト３（図１及び図２参照）に接触させて、半田ペースト３を溶融させて両者を接続しているため、半田ペースト３に大きな押圧をかけることなく、金属ワイヤ４（図１及び図２参照）と半導体素子２の外部接続用パッド１とは電気的に接続でき、固定することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、導電材料を介して接合部材を接続する半導体装置の製造方法であって、
前記複数の接合部材を保持する工程と、
保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する工程と、
前記端子の表面に形成された前記導電材料に前記接合部材を接触させることにより、前記導電材料を溶融させて、前記端子に前記接合部材を接続させる工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
付記１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記端子に前記接合部材を接続させる工程の後に、前記接合部材を所定の長さに切断する工程を更に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記３）
付記２記載の半導体装置の製造方法であって、
前記接合部材を所定の長さに切断する工程の後に、前記接合部材を所定長さ送り出す工程を更に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記４）
付記１乃至３いずれか一項記載の半導体装置の製造方法であって。

前記導電材料は、前記接合部材の融点よりも低い融点を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記５）
半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、接合部材を接続する半導体装置の製造装置であって、
前記複数の接合部材を保持する保持部と、
保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
（付記６）
付記５記載の半導体装置の製造装置であって、
前記保持部及び前記加熱部は昇降自在に設けられ、
前記接合部材を、前記保持部により保持し前記加熱部により加熱した状態で、前記保持部及び前記加熱部を降ろして、前記端子の表面に形成された導電部材に接触させることにより、前記導電材料を溶融させて、前記接合部材を前記端子に前記導電材料を介して接続させることを特徴とする半導体装置の製造装置。
（付記７）
付記５又は６記載の半導体装置の製造装置であって、
前記保持部及び前記加熱部には、前記接合部材が挿入される貫通孔が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造装置。

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の概念図（その１）である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の概念図（その２）である。 本発明の本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置の機構を示す断面図（その１）である。 本発明の本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置の機構を示す断面図（その２）である。 金属ワイヤ切断工程における、図５において点線Ｄで囲んだ箇所を拡大した図である。

符号の説明

１ 外部接続用パッド
２ 半導体素子
３ 半田ペースト
４ 金属ワイヤ
１０ 半導体装置の製造装置
２０ ワイヤチャック部
２２、３３、４３ 貫通孔
２５ 突起部
３０ ワイヤホルダ部
４０ ヒータ部
５０ カッター部

Claims (5)

1. 半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、導電材料を介して接合部材を接続する半導体装置の製造方法であって、
   前記複数の接合部材を保持する工程と、
   保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する工程と、
   前記端子の表面に形成された前記導電材料に前記接合部材を接触させることにより、前記導電材料を溶融させて、前記端子に前記接合部材を接続させる工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記端子に前記接合部材を接続させる工程の後に、前記接合部材を所定の長さに切断する工程を更に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記接合部材を所定の長さに切断する工程の後に、前記接合部材を所定長さ送り出す工程を更に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項１乃至３いずれか一項記載の半導体装置の製造方法であって。
   前記導電材料は、前記接合部材の融点よりも低い融点を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 半導体素子又は回路基板の表面に形成された複数の端子に、接合部材を接続する半導体装置の製造装置であって、
   前記複数の接合部材を保持する保持部と、
   保持された前記接合部材を、前記接合部材の融点未満の温度に加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置。

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