JP2012079929A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ搭載部とワイヤ接続されるリード部とを有するリードフレームを備える半導体装置において、リード部にボンディングワイヤを接続するときに、リード部の位置が誤認識されるのを防止する。
【解決手段】チップ搭載部付きリードフレーム２０として、チップ搭載部２１の表面とリード部２２の表面とが同一材料よりなるとともに、当該両部２１、２２とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものを用意し、ボンディングワイヤ３０の接続時には、当該両部２１、２２に光を照射して、これら両部２１、２２の反射光量の相違から当該両部２１、２２を視覚的に異なったものとして認識し、この認識状態にてリード部２２にワイヤボンディングを行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、チップ搭載部とワイヤ接続されるリード部とを有するリードフレームを備える半導体装置、およびそのような半導体装置の製造方法に関する。

従来より、この種の半導体装置に用いられる一般的なリードフレームは、半導体チップが搭載されるヒートシンクまたはアイランドなどのチップ搭載部と、ボンディングワイヤが接続されるリード部とが、吊りリードやフレーム部などの連結部によって一体に連結されたものである。

そして、半導体装置としては、このようなチップ搭載部付きリードフレームを用意し、チップ搭載部に半導体チップを搭載するとともに、リード部にボンディングワイヤを接続した後、連結部のカットを行うことにより、チップ搭載部とリード部とを分離してなるものが提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−３１７３６号公報 特開２００７−２８７７６５号公報

ここで、通常は、リード部にボンディングワイヤを接続するときは、カメラを用いて、リード部とチップ搭載部との位置を視覚的に確認しながら、ワイヤボンディング装置に位置情報を伝え、リード部を狙ってワイヤボンディングが行われる。

ここで、リード部とチップ搭載部とで、その表面が別材料、たとえば当該両部ともＣｕより構成するが、リード部のみにＡｇメッキ等を施した場合には、その反射量の差が大きく、当該両部を視覚的に区別して認識することは容易であった。

しかしながら、半導体チップのダイボンド性およびワイヤボンディング性の向上等を考慮して、チップ搭載部とリード部とで、表面を同一材料よりなるものとした場合には、当該両部の反射光量にほとんど差が無くなる。そのため、カメラによる視覚的な両部の位置認識が行いにくくなり、ひいてはリード部の位置が誤認識されて、ワイヤボンディング不良が発生する恐れがある。

特に、チップ搭載部とリード部とが重なり合った位置にあるリードフレーム構成の場合には、そのような傾向が顕著となりやすい。また、近年、リード部間の狭ピッチ化やリード部自身の狭幅化が要望されてきており、上記したようなリード部の位置の誤認識によるワイヤボンディング不良発生の可能性はますます高くなる傾向にある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体チップが搭載されるチップ搭載部とワイヤ接続されるリード部とを有するリードフレームを備える半導体装置において、リード部にボンディングワイヤを接続するときに、リード部の位置が誤認識されるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、チップ搭載部（２１）の表面とリード部（２２）の表面とは、同一材料よりなり、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものであることを特徴としている。

それによれば、リードフレーム（２０）に光を照射してやれば、その反射光量の相違によりチップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とが視覚的に異なったものとして認識されるから、リード部（２２）にボンディングワイヤ（３０）を接続するときに、リード部（２２）の位置が誤認識されるのを防止することができる。

ここで本発明者の実験検討によれば、請求項１に記載の半導体装置においては、請求項２に記載の発明のように、反射光量の差は、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上とされるものであることが好ましい。

さらに、請求項３に記載の発明のように、反射光量の差は、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が２００以上とされるものであれば、より確実に誤認識を防止できる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置において、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）におけるボンディングワイヤ（３０）が接続される部位とは重なり合った位置関係にあることを特徴とする。

このような重なり合った位置関係とした場合、従来ではリード部（２２）の位置の誤認識が顕著になりやすかったが、上記した反射光量の相違構成を採用することで、当該誤認識を防止できるから、有効である。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置において、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）とで比表面積を変えることにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものにできる。

具体的には、当該両部（２１、２２）の表面をＮｉなどの粗化メッキにより構成し、その粗化度合を当該両部（２１、２２）間で相違させることなどにより、当該両部（２１、２２）間で比表面積を変えることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置においては、チップ搭載部（２１）およびリード部（２２）の少なくとも一方の表面に凹凸（２２ｅ、２１ｅ）を形成することにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものにしてもよい。

請求項７に記載の発明は、半導体チップ（１０）が搭載されるチップ搭載部（２１）と、ボンディングワイヤ（３０）が接続されるリード部（２２）とが連結部（２３、２４）にて一体に連結されたチップ搭載部付きリードフレーム（２０）を用意し、チップ搭載部（２１）に半導体チップ（１０）を搭載するとともに、リード部（２２）にボンディングワイヤ（３０）を接続した後、連結部（２３、２４）のカットを行うことにより、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）とを分離してなる半導体装置の製造方法であり、このような製造方法において、さらに以下のような特徴を有するものである。

すなわち、請求項７の製造方法においては、チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、チップ搭載部（２１）の表面とリード部（２２）の表面とが同一材料よりなるとともに、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものを用意し、ボンディングワイヤ（３０）の接続時には、チップ搭載部（２１）およびリード部（２２）に光を照射して、これら両部（２１、２２）の反射光量の相違から当該両部（２１、２２）を視覚的に異なったものとして認識し、この認識状態にてリード部（２２）にワイヤボンディングを行うことを特徴とする。

それによれば、リードフレーム（２０）に光を照射してやれば、その反射光量の相違によりチップ搭載部（２１）とリード部（２２）とが視覚的に異なったものとして認識されるから、リード部（２２）にボンディングワイヤ（３０）を接続するときに、リード部（２２）の位置が誤認識されるのを防止することができる。

また、この製造方法においても、請求項８に記載の発明のように、反射光量の差は、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上であることが好ましい。

さらに、この場合も、請求項９に記載の発明のように、反射光量の差は、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が２００以上であるものとすれば、より確実に誤認識を防止できる。

また、請求項１０に記載の発明のように、請求項７ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）におけるボンディングワイヤ（３０）が接続される部位とは重なり合った位置関係にあるものを用いれば、上記製造方法による効果が有効に発揮される。

また、請求項１１に記載の発明のように、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、チップ搭載部（２１）とリード部（２２）とで比表面積を変えることにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものを用いることができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、チップ搭載部（２１）およびリード部（２２）の少なくとも一方の表面に凹凸（２１ｅ、２２ｅ）を形成することにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものを用いるようにしてもよい。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 図１に示される半導体装置の製造に用いられるチップ搭載部付きリードフレームの単体状態を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。 リード部の比表面積を一定とし、チップ搭載部の比表面積を変えていったときのリード部の位置の誤認識率を示すグラフである。 リード部の比表面積を一定としたときのリード部の反射光量に対して、チップ搭載部の比表面積を変えていったときのチップ搭載部の反射光量の変化を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るリード部の構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）中のＡ矢視図である。 第２実施形態に係るリード部の他の例を示す概略平面図である。 （ａ）、（ｂ）は第２実施形態に係るチップ搭載部およびリード部の概略平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。また、図２は、図１に示される半導体装置を製造するのに用いられるチップ搭載部付きリードフレーム２０の組み付け前の単体状態を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。

本実施形態の半導体装置は、大きくは、半導体チップ１０と、この半導体チップ１０を搭載するチップ搭載部２１と、半導体チップ１０と外部との電気的接続を行うリード部２２と、半導体チップ１０とリード部２２とを結線して電気的に接続するボンディングワイヤ３０と、これら各部１０、２１、２２、３０を封止するモールド樹脂４０とを備えて構成されている。

半導体チップ１０は、この種の半導体装置に用いられる一般的なものである。具体的には、半導体チップ１０は、シリコン半導体などを用いて一般的な半導体プロセスにより形成される板状をなすものであり、ＩＣチップやトランジスタ素子などにより構成されるものである。

チップ搭載部２１は、ここでは半導体チップ１０の放熱を行うための熱伝導性に優れたヒートシンクであり、ここでは、矩形板状をなすものである。そして、図１に示されるように、このチップ搭載部２１の一方の板面であるチップ搭載面２１ａ上に、ダイボンド材５０を介して、半導体チップ１０が搭載され、ダイボンド材５０によって接着固定されている。

ここで、ダイボンド材５０としては、半導体チップ１０とチップ搭載部２１との電気的接続を要する場合は、Ａｇペーストやはんだなどの導電性接着剤よりなるものを用い、当該電気的接続が不要である場合は、エポキシ樹脂などの非導電性接着剤などよるなるものを用いる。また、ここでは、ダイボンド材５０は、熱伝導性に優れたものであることが必要である。

そして、図１、図２に示されるように、チップ搭載部２１におけるチップ搭載面２１ａの周辺部には、導電性を有するリード部２２が設けられている。ここでは、リード部２２は細長板状をなすものであり、チップ搭載面２１ａの外郭に沿って複数個のリード部２２が間隔をもって配置されている。

そして、半導体チップ１０の図示しないパッドと、リード部２２とは、ＡｕやＡｌなどよりなるボンディングワイヤ３０により結線され、このワイヤ３０を介して互いに電気的に接続されている。このボンディングワイヤ３０は、一般的なワイヤボンディングにより形成されるものである。

また、個々のリード部２２においては、そのインナーリード側の端部が、チップ搭載面２１ａ上にてチップ搭載面２１ａから浮いた状態で重なっている。つまり、本実施形態の半導体装置、および、本半導体装置に組み付ける前のチップ搭載部付きリードフレーム２０においては、チップ搭載部２１と、リード部２２におけるボンディングワイヤ３０が接続される部位であるワイヤ接続部とは、重なり合った位置関係にある。

更に言うならば、本実施形態では、リード部２２におけるボンディングワイヤ３０が接続される面上から（図１中の上方から）半導体装置をみたときに、チップ搭載部２１のチップ搭載面２１ａとリード部２２におけるワイヤ接続部とが重なり合っている。なお、これら両部２１、２２は特に重なっているものでなくてもよいが、本実施形態のような重なった構成は、従来ではリード部の位置の誤認識が顕著になりやすい構成である。

また、図１および図２を参照して、本半導体装置の製造に用いられるチップ搭載部付きリードフレーム２０について、さらに述べる。このチップ搭載部付きリードフレーム２０は、チップ搭載部２１がリードフレーム２０とは別体のヒートシンクとして構成されたものであり、このヒートシンクがリードフレーム２０に一体に接合されてなるヒートシンク付きリードフレームである。

具体的には、図２に示されるように、この組み付け前のチップ搭載部付きリードフレーム２０は、チップ搭載部２１とリード部２２とが、連結部である吊りリード２３およびフレーム２４によって一体に連結されたものである。

ここで、リード部２２よりも大きな矩形板状のチップ搭載部２１の周辺部に、複数個のリード部２２がそれぞれ、上記したようなチップ搭載部２１と重なり合った位置関係にて配置されている。そして、各リード部２２は、チップ搭載部２１の周囲に設けられた枠状のフレーム２４により一体に連結されている。

そして、フレーム２４の内周に位置するチップ搭載部２１と当該フレーム２４とは、当該フレーム２４の内周からチップ搭載部２１まで延びる吊りリード２３を介して、連結されている。ここで、吊りリード２３とチップ搭載部２１とは、一般的なかしめや接着などにより接合されている。

そして、詳しくは本半導体装置の製造方法のところで後述するが、このチップ搭載部付きリードフレーム２０は、チップ搭載部２１に半導体チップ１０を搭載するとともに、リード部２２にボンディングワイヤ３０を接続した後、フレーム２４よりも内周に位置する部分をモールド樹脂４０で封止した後、連結部２３、２４のカットを行うことにより、チップ搭載部２１とリード部２２とが分離されるものである。

なお、連結部２３、２４のカットは、たとえばモールド樹脂４０の外部において、フレーム２４と吊りリード２３との間の部分、および、隣り合うリード部２２間に位置するフレーム２４部分をカットして除去するものである。また、以下、単にチップ搭載部付きリードフレーム２０と言う場合には、図２に示されるような連結部２３、２４のカット前の状態のものを言っている。

そして、本実施形態の半導体装置およびチップ搭載部付きリードフレーム２０においては、チップ搭載部２１の表面とリード部２２の表面とは、同一材料よりなる。具体的には、これら両部２１、２２に必要とされる導電性や放熱性などの機能を考慮して、当該両部２１、２２は金属等の材料よりなる。

ここで、たとえば当該両部２１、２２が本体とその表面にメッキ処理してなるものよりなる場合には、この表面を構成するメッキが当該両部２１、２２にて同一材料であればよく、その下地である本体まで同一材料であることを必須とするものではない。もちろん、この場合において、当該本体同士も同一材料であってもかまわない。

本実施形態では、好ましくは、チップ搭載部２１としてのヒートシンクおよびリード部２２は共に、Ｃｕを本体とし、このＣｕの表面にＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキを施してなるものとしている。この場合、最もＣｕ側に位置するメッキであるＮｉは粗化メッキとされている。

このような粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕのメッキ構成とすれば、チップ搭載部２１におけるダイボンド材５０による半導体チップ１０の接着性すなわちダイボンド性や、リード部２２におけるワイヤボンディング性に優れたものとなる。

なお、チップ搭載部２１およびリード部２２が共にメッキ処理をしない部材よりなる場合には、具体的には、当該両部２１、２２を、共に同一の金属材料を本体とするものとすればよい。たとえば当該両部２１、２２共に、Ｃｕよりなるものとしたり、Ｆｅよりなるものとしたりすればよい。

さらに、本実施形態では、このようにチップ搭載部２１の表面とリード部２２の表面とを同一材料よりなるものにするとともに、チップ搭載部２１とリード部２２とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものとしている。更に言うならば、チップ搭載部２１とリード部２２とで、光が照射されたときの反射光量が相違することにより、これら両部２１、２２が視覚的に異なったものとして認識されるようになっている。

このようにチップ搭載部２１とリード部２２とが視覚的に異なったものとして認識される程度に、当該両部２１、２２の反射光量が相違することとは、具体的には、反射光量の差が、当該両部２１、２２の一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上（好ましくは２００以上）となることである。

このように、当該両部２１、２２の一方の反射光量を他方の１００倍（好ましくは２００倍）以上とすれば、当該両部２１、２２を視覚的に異なったものとして確実に認識できる。なお、この反射光量の差の数値は、本発明者の実験検討結果に基づくものであるが、その根拠の詳細については後述する。

本実施形態では、チップ搭載部２１とリード部２２とで比表面積を変えることにより、これら両部２１、２２間で反射光量を相違させている。ここでは、チップ搭載部２１よりもリード部２２の方が、比表面積が小さく、反射光量も大きいものとしている。

具体的には、当該両部２１、２２の表面を構成する上記粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのうち粗化Ｎｉメッキの粗化度合を、当該両部２１、２２間で相違させることにより、当該両部２１、２２間で比表面積を変えることができる。

ここで、上記両部２１、２２の表面を構成する粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの各メッキ膜は、一般的なメッキ方法により形成できるものであり、具体的には電気メッキまたは無電解メッキのいずれかの方法で形成できる。

ここで、粗化Ｎｉメッキ膜は、その表面に凹凸を形成したものである。そして、図２（ｂ）に示されるように、上記各部２１、２２の表面に凹凸が形成されているが、この凹凸は、上記粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕにおける最表面のＡｕメッキが、粗化Ｎｉメッキの凹凸形状を実質的に承継することにより形成されたものである。

この粗化Ｎｉメッキ膜の粗化方法は公知であり、たとえば、Ｎｉメッキのメッキ成膜時にメッキ条件や薬液成分を調整することなどにより、粗化Ｎｉメッキ膜の粗化度合を大きくしたり小さくしたりできる。こうして、上記両部２１、２２間で比表面積を変え、反射光量の差を持たせることが可能となる。

また、この比表面積は、当該両部２１、２２の表面を、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて画像処理することで求められるが、このような比表面積の測定方法はよく知られたものである。

また、粗化メッキの粗化度合によらず、チップ搭載部２１とリード部２２とで粗化メッキのメッキ条件が同じである場合においても、たとえば当該両部２１、２２のいずれか一方の表面を治具等でプレスしたり、研磨、エッチング、サンドブラストあるいはレーザ照射などで荒らしたりして、当該両部２１、２２の表面の凹凸度合を物理的に変えてやれば、当該両部２１、２２間で比表面積を変えることができる。

なお、図２（ｂ）では、チップ搭載部２１の方がリード部２２よりも、表面凹凸が大きく粗化度合が大きいものとして表されている。ここで、表面の粗化度合が大きく比表面積が大きいほど、当該表面の光沢性が低下するから、反射光量も小さくなる。

つまり、図２（ｂ）の例では、チップ搭載部２１の方がリード部２２よりも、比表面積が大きく、反射光量が小さいものとされているが、逆に、リード部２２の方がチップ搭載部２１よりも、粗化度合を大きくして比表面積が大きくし、反射光量が小さいものとしてもよいことはもちろんである。

そして、本半導体装置においては、半導体チップ１０、この半導体チップ１０を搭載するチップ搭載部２１、リード部２２のインナーリード、ボンディングワイヤ３０が、エポキシ樹脂等よりなるモールド樹脂４０により封止されている。そして、リード部２２におけるアウターリードは、モールド樹脂４０より突出し、外部と電気的に接続されるようになっている。

係る本実施形態の半導体装置の製造方法について述べる。図３は、本半導体装置の製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークの概略断面構成を示している。

まず、チップ搭載部付きリードフレーム２０として、チップ搭載部２１の表面とリード部２２の表面とが同一材料よりなるとともに、チップ搭載部２１とリード部２２とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものを用意する。ここで、この反射光量の相違に関する構成、その手法については、上記同様であることはもちろんである。

そして、図３（ａ）に示されるように、チップ搭載部２１のチップ搭載面２１ａ上に、ダイマウント材５０を介して半導体チップ１０を搭載し、半導体チップ１０をチップ搭載面２１ａに接着・固定する。

次に、半導体チップ１０とリード部２２とを結線するべく、リード部２２にボンディングワイヤ３０を接続する。このワイヤ３０の接続は、一般的なワイヤボンディング装置を用いて行われる。当該ワイヤボンディング装置は、リード部２２を固定するための治具１００、リード部２２を認識するためのカメラ１１０、ワイヤ３０を繰り出してワイヤボンディングを行うキャピラリ１２０を有するものである。

このとき、本実施形態では、上述したが、図３（ａ）に示されるように、チップ搭載部２１上にリード部２２におけるワイヤ接続部が延設され、リード部２２におけるワイヤ接続部は、チップ搭載面２１ａから浮いた状態で、チップ搭載面２１ａにオーバーラップした構成となっている。

このように、リード部２２におけるワイヤ接続部が浮いた状態のままでは、当該ワイヤ接続部が安定せず、ワイヤボンディングができない。そのため、ここでは、ワイヤボンディングするときには、チップ搭載部２１から浮いているリード部２２を冶具１００によりクランプし、チップ搭載部２１のチップ搭載面２１ａに押し付ける。

これにより、リード部２２はチップ搭載部２１に支持されて安定し、ワイヤボンディングを行うことが可能となる。なお、リード部２２とチップ搭載部２１とがオーバーラップせず重なり合っていない場合には、たとえばリード部２２の下に図示しない支持治具を設け、この支持治具にリード部２２を押し付けてリード部２２を安定化させ、ワイヤボンディングを行えばよい。

そして、図３（ｂ）に示されるように、チップ搭載部２１およびリード部２２に光を照射して、これら両部２１、２２の反射光量の相違から当該両部２１、２２を視覚的に異なったものとして認識する。

具体的には、ワイヤボンディング装置にはＬＥＤ等よりなる図示しない照明が備えられているが、この照明により当該両部２１、２２に可視光を照射し、当該両部２１、２２からの反射光をＣＣＤカメラ等のカメラ１１０により撮像する。そして、撮像された画像をコンピュータなどで画像処理することにより、リード部２２の位置を判別する。

本実施形態では、上述したように、ワイヤボンディング時においてチップ搭載部２１とリード部２２とが視覚的に異なったものとして認識される程度に、当該両部２１、２２の反射光量が相違するものとされている。そのため、当該両部２１、２２のコントラスト比が大きく、当該両部２１、２２が重なり合っていてもリード部２２の形状が、カメラ１１０の画像にて明確に認識され、リード部２２の正確な位置が判別される。

そして、図３（ｃ）に示されるように、このような認識状態、つまり、反射光量の相違からリード部２２の位置を判別した状態にて、キャピラリ１２０によって、リード部２２にワイヤボンディングを行う。このキャピラリ１２０によるボンディングは、一般的なボールボンディングやウェッジボンディングなどである。こうして、ボンディングワイヤ３０により半導体チップ１０とリード部２２とが接続される。

そして、その後は、図示しないが、チップ搭載部付きリードフレーム２０における上記フレーム２４よりも内周に位置する部分、すなわちリード部２２のインナーリード、チップ搭載部２１、半導体チップ１０、およびボンディングワイヤ３０を、モールド樹脂４０で封止する。

このモールド樹脂４０は、たとえばエポキシ樹脂などよりなる一般的なモールド樹脂であり、金型を用いたトランスファーモールド法や、ポッティングなどにより成形されるものである。そして、モールド樹脂４０による封止後、連結部２３、２４のカットを行ってチップ搭載部２１とリード部２２とを分離する。また、必要に応じてリード部２２のアウターリードを成形する。こうして、本実施形態の半導体装置ができあがる。

ところで、本実施形態によれば、リード部２２へのワイヤボンディング時に、リードフレーム２０に光を照射してやれば、その反射光量の相違によりチップ搭載部２１とリード部２２とが視覚的に異なったものとして認識される。そのため、リード部２２にボンディングワイヤ３０を接続するときに、リード部２２の位置が誤認識されるのを防止することができる。

次に、上記したチップ搭載部２１とリード部２２との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上（好ましくは２００以上）とすること、すなわち、反射光量の差の根拠について図４、図５を参照して述べる。

図４および図５は本発明者の実験検討の一例を示す図である。図４は、リード部２２の比表面積を一定とし、チップ搭載部２１であるヒートシンクの比表面積を変えていったときのリード部２２の位置の誤認識率、すなわち、リード誤認識率（単位％）を示すグラフである。

また、図５は、リード部２２の比表面積を一定としたときのリード部２２の反射光量に対して、チップ搭載部２１であるヒートシンクの比表面積を変えていったときのチップ搭載部２１の反射光量の変化を示すグラフである。

ここで、チップ搭載部２１、リード部２２のそれぞれについては、上記したように、Ｃｕの本体に粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキを施したものとし、粗化Ｎｉメッキ膜の粗化度合を変えていくことで、チップ搭載部２１の比表面積を変えていった。そして、各比表面積については、上記したＡＦＭによる測定により求めた。

図４においては、リード部２２のワイヤ接続部の比表面積すなわちインナーリード比表面積Ｓａは１．１２５と一定とした。そして、チップ搭載部２１の表面の比表面積すなわちヒートシンク比表面積Ｓａを１．１２５〜１．４５まで変化させていき、このときのリード部２２の誤認識する割合、すなわちリード誤認識率（単位：％）を調べた。

図４から、リード部２２の比表面積Ｓａが１．１２５である時、チップ搭載部２１の比表面積Ｓａが１．３５であれば、実用上問題ない程度まで上記誤認識の発生を防止することができ、チップ搭載部２１の比表面積Ｓａが１．４５であれば上記誤認識の発生はないものとできることがわかった。

図５によれば、この図４に示される結果を反射光量の相違として把握することができる。図５では、チップ搭載部２１の比表面積Ｓａが１のときの反射光量を１と規格化して、反射光量（ａ．ｕ．：任意単位）が示されている。

そして、図５には、リード部２２の比表面積Ｓａが１．１２５である時のリード部２２の反射光量が白四角プロットにより２７０として示されている。また、図５には、チップ搭載部２１の比表面積Ｓａを１．１２５から１．４５まで変えたときのチップ搭載部２１の反射光量の変化が白丸プロットとして示されており、これによれば、当該比表面積Ｓａが大きくなるにつれて当該反射光量が小さくなっている。

チップ搭載部２１の比表面積Ｓａがリード部２２の比表面積Ｓａと同じ１．１２５の場合、その反射光量も互いに２７０で同じであり、反射光量の差は０である。この場合、上記図４に示される結果より、リード部２２の位置の誤認識率は１００％であった。

そして、図４、図５に示されるように、チップ搭載部２１の比表面積Ｓａをリード部２２よりも大きくし、反射光量を大きくすることで、両部２１、２２の反射光量の差を大きくしていく。なお、上述したが、表面の反射光量を小さくするには、比表面積を大きくすることであり、当該表面の粗化度合（たとえば凹凸の高低差）を大きくすることである。

ここでは、具体的に、チップ搭載部２１の比表面積が１．３５、１．４５のとき両部２１、２２の反射光量の差がそれぞれ１００倍、２００倍となる。そして、図４、図５に示されるように、当該反射光量の差が大きくなるにつれて、リード部２２の位置の誤認識率は低下していく。

具体的に、図４、図５に示されるように、リード部２２の反射光量がチップ搭載部２１の反射光量の１００倍となったときに、リード部２２の位置の誤認識は大幅に低減でき、さらに、２００倍となったときには当該誤認識は発生しない。なお、この場合、カメラの画像によれば、黒色に近いチップ搭載部２１に比べて、リード部２２が白に近い色であり、この両部２１、２２のコントラストによってリード部２２は明確に認識される。

このように、本実施形態においては、当該両部２１、２２の反射光量の差が１００倍以上、好ましくは２００倍以上となればよいのであり、当該両部２１、２２の各比表面積や各反射光量の絶対値については依存しない。

これが、本実施形態において、チップ搭載部２１とリード部２２との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上（好ましくは２００以上）とすることの根拠である。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るリード部２２の構成を示す図である。本実施形態のリード部２２は、上記半導体装置におけるリード部２２、および、チップ搭載部付きリードフレーム２０におけるリード部２２を変形したものであり、ここでは、その変形部分について主として述べる。

ここで、図６において（ａ）はリード部２２のインナーリード部分をボンディングワイヤ３０が接続される板面であるワイヤ接続板面２２ａ側から視たときの概略平面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はともに（ａ）中の矢印Ａ方向から視た平面図である。

図６に示されるように、リード部２２は、ワイヤ接続板面２２ａ、これとは反対側の板面２２ｄ、長手方向に沿って延びる側面である長手側面２２ｃより構成される細長板状のものであるが、このリード部２２における長手方向の両端部のうちワイヤ３０が接続されるインナーリード側の端部の側面を端部側面２２ｂとする。

つまり、図６（ｂ）〜（ｄ）はこのリード部２２における端部側面２２ｂの平面図であり、その平面形状のバリエーションを示している。ここで、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では、凹凸２２ｅをリード部２２のインナーリードにおけるワイヤ接続板面２２ａの外郭全周に設けている。

図６（ｂ）の凹凸２２ｅは、長手側面２２ｃおよび端部側面２２ｂを、ワイヤ接続板面２２ａから反対側の板面２２ｄに向かって拡がるように突出させる、つまり、テーパ面とすることで構成されている。

図６（ｃ）の凹凸２２ｅは、ワイヤ接続板面２２ｂにおいてその外郭部を内周部よりも凹んだ凹部としたものとして構成されている。さらに、図６（ｄ）の凹凸２２ｅは、（ｂ）とは逆に、ワイヤ接続板面２２ｂにおいてその外郭部を内周部よりも突出した凸部としたものとして構成されている。

このように、リード部２２におけるワイヤ接続部に凹凸２２ｅを設けてやれば、上記第１実施形態のように、チップ搭載部２１とリード部２２とで比表面積を変えなくてもよい。さらに言えば、当該両部２１、２２で同じ比表面積であっても、ワイヤボンディング時には、この凹凸２２ｅにより発生するコントラストにより、リード部２２の位置が視覚的に正確に認識される。

つまり、本実施形態によれば、チップ搭載部２１とリード部２２とで表面を同じ粗化度合としても、リード部２２に対する凹凸２２ｅの形成を行うことにより、上記第１実施形態と同様に、当該両部２１、２２の反射光量の差を実現できるのである。なお、このような凹凸２２ｅは、リードフレーム２０において、リード部２２の所望部分をプレスしたり、エッチングしたりすることで容易に形成される。

また、図７は、本実施形態に係るリード部２２の他の例を示す概略平面図である。この図７に示されるように、リード部２２の凹凸２２ｅは、リード部２２のインナーリードにおけるワイヤ接続板面２２ａの外郭の一部に設けられたものであってもよい。

図７において（ａ）は、当該ワイヤ接続板面２２ａの外郭のうち端部側面２２ｂから長手側面２２ｃの途中までに位置する部分に、凹凸２２ｅを設けた例であり、（ｂ）は、当該ワイヤ接続板面２２ａの外郭のうち長手側面２２ｃに位置する部分のみに、凹凸２２ｅを設けた例である。

また、図６、図７は、リード部２２の表面に凹凸２２ｅを形成した例であるが、本実施形態においては、図８に示されるように、チップ搭載部２１の表面としてのチップ搭載面２１ａに凹凸２１ｅを形成してもよい。

図８（ａ）、（ｂ）は、リード部２２のワイヤ接続側板面２２ａ側から視たときのチップ搭載部２１およびリード部２２の概略平面図である。図８に示されるように、チップ搭載部２１におけるチップ搭載面２１ａのうちリード部２２と重なる部位の近傍に溝や凸部などからなる凹凸２１ｅが設けられている。

この凹凸２１ｅを構成する溝としては、断面矩形の溝、Ｖ字溝、断面半円形の溝など種々の形状の溝が採用され、また、凸部としては、断面矩形の壁、断面三角形状の壁、あるいは断面半円形の壁など種々の壁形状が採用される。このような凹凸２１ｅもプレスやエッチングなどにより形成される。

そして、チップ搭載部２１における凹凸２１ｅの配置形態としては、図８（ａ）のように連続した環状のものでもよいし、リード部２２と重なる部位の近傍のみに断続的に配置されたものであってもよい。

なお、図８に示されるチップ搭載部２１において、図６や図７に示されるリード部２２を用いること、つまり、チップ搭載部２１およびリード部２２の両方の表面に凹凸２１ｅ、２２ｅを形成してもよいことは、もちろんである。

このように、チップ搭載部２１とリード部２２とが視覚的に異なったものとして認識される程度に、当該両部２１、２２の反射光量が相違することは、上記第１実施形態のように、当該両部２１、２２の比表面積を変えること以外にも、本実施形態のように、当該両部２１、２２の少なくとも一方の表面に凹凸２２ｅ、２１ｅを形成することによっても、実現される。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、チップ搭載部付きリードフレーム２０として、チップ搭載部２１がリードフレーム２０とは別体のヒートシンクであり、このヒートシンク２１がリードフレーム２０に接合されてなるヒートシンク付きリードフレームを採用した。

しかし、チップ搭載部付きリードフレームとしては、これに限定されるものではなく、たとえば一般的なリードフレーム、すなわち、チップ搭載部としてのアイランドとリード部とが１枚の板材をエッチングやプレスなどでパターニングすることにより形成されてなるアイランド付きリードフレームであってもよい。

また、上記各実施形態では、チップ搭載部２１とリード部２２におけるボンディングワイヤ３０が接続される部位とは重なり合った位置関係にあったが、これら両部２１、２２は必ずしも重なり合っていなくてもよい。たとえば、当該両部２１、２２が重なり合っていない位置関係にあっても、互いに近い位置にあれば、リード部２２の誤認識が起こり得る可能性があるためである。

また、上記各実施形態では、モールド樹脂４０による封止を行うものであったが、可能ならば、上記各実施形態において、モールド樹脂４０による封止を行わず、モールド樹脂４０を省略した構成としてもよい。

ここで、上記各実施形態におけるチップ搭載部付きリードフレーム２０に着目した他の実施形態について、以下に示しておく。

（１）：半導体チップ１０が搭載されるチップ搭載部２１と、ボンディングワイヤ３０が接続されるリード部２２とが連結部２３、２４にて一体に連結されたチップ搭載部付きリードフレーム２０において、チップ搭載部２１の表面とリード部２２の表面とが同一材料よりなるとともに、チップ搭載部２１とリード部２２とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものであるチップ搭載部付きリードフレーム。

（２）：上記（１）のチップ搭載部付きリードフレーム２０において、反射光量の差は、チップ搭載部２１とリード部２２との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上とされるものであること。

（３）：上記（２）のチップ搭載部付きリードフレーム２０において、反射光量の差は、チップ搭載部２１とリード部２２との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が２００以上とされるものであること。

（４）：上記（１）ないし（３）のいずれか１つのチップ搭載部付きリードフレーム２０において、チップ搭載部２１とリード部２２におけるボンディングワイヤ３０が接続される部位とは重なり合った位置関係にあること。

（５）：上記（１）ないし（４）のいずれか１つのチップ搭載部付きリードフレーム２０において、チップ搭載部２１とリード部２２とで比表面積を変えることにより、これら両部２１、２２間で反射光量を相違させていること。

（６）：上記（１）ないし（４）のいずれか１つのチップ搭載部付きリードフレーム２０において、チップ搭載部２１およびリード部２２の少なくとも一方の表面に凹凸２２ｅ、２１ｅを形成することにより、これら両部２１、２２間で反射光量を相違させていること。

これら（１）〜（６）のチップ搭載部付きリードフレームによれば、当該リードフレームを用いて、リード部２２にボンディングワイヤ３０を接続するときに、チップ搭載部２１およびリード部２２に光を照射して、これら両部２１、２２の反射光量の相違から当該両部２１、２２を視覚的に異なったものとして認識し、この認識状態にてリード部２２にワイヤボンディングを行えばよい。リード部２２の位置が誤認識されるのを防止することができる。

１０ 半導体チップ
２０ チップ搭載部付きリードフレーム
２１ チップ搭載部
２１ｅ チップ搭載部の凹凸
２２ リード部
２２ｅ リード部の凹凸
２３ 連結部としての吊りリード
２４ 連結部としてのフレーム
３０ ボンディングワイヤ

Claims (12)

1. 半導体チップ（１０）が搭載されるチップ搭載部（２１）と、ボンディングワイヤ（３０）が接続されるリード部（２２）とが連結部（２３、２４）にて一体に連結されたチップ搭載部付きリードフレーム（２０）を用意し、前記チップ搭載部（２１）に前記半導体チップ（１０）を搭載するとともに、前記リード部（２２）に前記ボンディングワイヤ（３０）を接続した後、前記連結部（２３、２４）のカットを行うことにより、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とを分離してなる半導体装置において、
   前記チップ搭載部（２１）の表面と前記リード部（２２）の表面とは、同一材料よりなり、
   前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものであることを特徴とする半導体装置。
2. 前記反射光量の差は、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上とされるものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記反射光量の差は、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が２００以上とされるものであることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）におけるボンディングワイヤ（３０）が接続される部位とは重なり合った位置関係にあることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
5. 前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とで比表面積を変えることにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
6. 前記チップ搭載部（２１）および前記リード部（２２）の少なくとも一方の表面に凹凸（２２ｅ、２１ｅ）を形成することにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
7. 半導体チップ（１０）が搭載されるチップ搭載部（２１）と、ボンディングワイヤ（３０）が接続されるリード部（２２）とが連結部（２３、２４）にて一体に連結されたチップ搭載部付きリードフレーム（２０）を用意し、前記チップ搭載部（２１）に前記半導体チップ（１０）を搭載するとともに、前記リード部（２２）に前記ボンディングワイヤ（３０）を接続した後、前記連結部（２３、２４）のカットを行うことにより、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とを分離してなる半導体装置の製造方法において、
   前記チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、前記チップ搭載部（２１）の表面と前記リード部（２２）の表面とが同一材料よりなるとともに、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とで、光が照射されたときの反射光量が相違するものを用意し、
   前記ボンディングワイヤ（３０）の接続時には、前記チップ搭載部（２１）および前記リード部（２２）に光を照射して、これら両部（２１、２２）の反射光量の相違から当該両部（２１、２２）を視覚的に異なったものとして認識し、この認識状態にて前記リード部（２２）にワイヤボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 前記反射光量の差は、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が１００以上であ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方法。
9. 前記反射光量の差は、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）との一方の反射光量を１としたとき、他方の反射光量が２００以上であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）におけるボンディングワイヤ（３０）が接続される部位とは重なり合った位置関係にあるものを用いることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、前記チップ搭載部（２１）と前記リード部（２２）とで比表面積を変えることにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものを用いることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記チップ搭載部付きリードフレーム（２０）として、前記チップ搭載部（２１）および前記リード部（２２）の少なくとも一方の表面に凹凸（２１ｅ、２２ｅ）を形成することにより、これら両部（２１、２２）間で反射光量を相違させているものを用いることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。

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