JP2023003740A - Semiconductor device and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor device that can be easily miniaturized while making it possible to relax the restrictions of the movable area of a wire bond device due to pre-wired wires.SOLUTION: The semiconductor device includes a lead frame and a semiconductor element. The semiconductor element is mounted on the lead frame. The semiconductor element is inclined to a mounting area of the top surface of the lead frame in which the semiconductor element is mounted. A first wire is bonded to a first location on the top surface of the semiconductor element. A second wire is bonded to a second location on the top surface of the semiconductor element. The second location is higher from the mounting area than the first location.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device.

特許文献1においてワイヤボンド方法が開示されている。 A wire bonding method is disclosed in Patent Document 1.

特開2012-015242号公報JP 2012-015242 A

半導体装置においては、半導体素子に複数のワイヤが接合される場合がある。半導体素子に接合されるワイヤが複数ある場合、配線済みのワイヤによりワイヤボンド装置の可動領域が制限されるため、半導体装置の小型化が難しいという問題がある。 2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a plurality of wires may be bonded to a semiconductor element. When there are a plurality of wires to be bonded to a semiconductor element, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the semiconductor device because the already-wired wires limit the movable area of the wire bonding device.

本開示はこのような問題を解決するためのものであり、配線済みのワイヤによるワイヤボンド装置の可動領域の制限を緩和でき、小型化が容易な半導体装置を提供することを目的とする。 The present disclosure is intended to solve such a problem, and an object thereof is to provide a semiconductor device that can alleviate restrictions on the movable area of a wire bonding device due to pre-wired wires and that can be easily miniaturized.

本開示の半導体装置は、リードフレームと、半導体素子と、を備え、半導体素子はリードフレーム上に搭載されており、半導体素子はリードフレームの上面のうち半導体素子が搭載されている領域である搭載領域に対し傾斜しており、半導体素子の上面の第1の箇所に第1のワイヤが接合されており、半導体素子の上面の第2の箇所に第2のワイヤが接合されており、第2の箇所は第1の箇所よりも搭載領域から高い、半導体装置である。 A semiconductor device according to the present disclosure includes a lead frame and a semiconductor element. The semiconductor element is mounted on the lead frame. a first wire bonded to a first point on the top surface of the semiconductor element; a second wire bonded to a second point on the top surface of the semiconductor element; A portion of the semiconductor device is higher than the first portion from the mounting area.

本開示により、配線済みのワイヤによるワイヤボンド装置の可動領域の制限を緩和でき、小型化が容易な半導体装置が提供される。 According to the present disclosure, it is possible to provide a semiconductor device that can relax the restrictions on the movable area of a wire bonding device due to pre-wired wires and that can be easily miniaturized.

実施の形態1の半導体装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of the semiconductor device of Embodiment 1; FIG. 実施の形態1の半導体装置の一部を抜き出して示した図である。1 is a diagram extracting and showing a part of the semiconductor device of the first embodiment; FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造方法における接合材の塗布方法の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a method of applying a bonding material in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment; 実施の形態1の半導体装置の製造方法において半導体素子を配置した後の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state after semiconductor elements are arranged in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment; ワイヤボンドにおけるキャピラリーの動きを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing movement of capillaries in a wire bond; ワイヤボンドにおけるキャピラリーの動きを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing movement of capillaries in a wire bond; 実施の形態2の半導体装置の製造方法において半導体素子を傾けて配置する方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a method of obliquely arranging a semiconductor element in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment; 実施の形態2の半導体装置の製造方法において半導体素子を配置した後の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state after semiconductor elements are arranged in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment; 実施の形態3の半導体装置の一部を抜き出して示した図である。FIG. 13 is a diagram showing a part of the semiconductor device of the third embodiment; 実施の形態4の半導体装置の一部を抜き出して示した図である。FIG. 13 is a diagram showing a part of the semiconductor device of the fourth embodiment; 実施の形態5の半導体装置の製造途中の状態を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a state in the middle of manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment; 実施の形態5の半導体装置の一部を抜き出して示した図である。FIG. 13 is a diagram showing a part of the semiconductor device of the fifth embodiment; 半導体装置で用いられるリードフレームの平面図である。1 is a plan view of a lead frame used in a semiconductor device; FIG. 半導体装置で用いられるリードフレームの側面図である。1 is a side view of a lead frame used in a semiconductor device; FIG. リードフレームに半導体素子を搭載した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted the semiconductor element on the lead frame. 半導体素子13とリード端子をワイヤにより接続した状態を示す図である。4 is a diagram showing a state in which a semiconductor element 13 and lead terminals are connected by wires; FIG. 半導体素子6とリード端子をワイヤにより接続した状態を示す図である。4 is a diagram showing a state in which a semiconductor element 6 and lead terminals are connected by wires; FIG. 半導体素子6と半導体素子13をワイヤにより接続した状態を示す図である。4 is a diagram showing a state in which a semiconductor element 6 and a semiconductor element 13 are connected by wires; FIG. リードフレームと絶縁基板を接合した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which joined the lead frame and the insulating substrate. リードフレームの一部と半導体素子を樹脂封止した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which resin-sealed a part of lead frame and the semiconductor element. リードフレーム部の一部を取り除いた後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after removing a part of lead frame part. リード端子に曲げ加工を行った後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after performing a bending process to a lead terminal. リード端子に曲げ加工を行った後の状態を示す下面図である。It is a bottom view which shows the state after bending to a lead terminal. 実施の形態1の半導体装置の製造方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for manufacturing the semiconductor device of Embodiment 1; 実施の形態1の半導体装置の製造方法においてリードフレーム上に半導体素子を搭載する方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a method of mounting a semiconductor element on a lead frame in the manufacturing method of the semiconductor device of Embodiment 1; 実施の形態2の半導体装置の製造方法においてリードフレーム上に半導体素子を搭載する方法を示すフローチャートである。10 is a flow chart showing a method of mounting a semiconductor element on a lead frame in the method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2; 実施の形態3の半導体装置の製造方法においてリードフレーム上に半導体素子を搭載する方法を示すフローチャートである。11 is a flow chart showing a method of mounting a semiconductor element on a lead frame in a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment; 実施の形態4の半導体装置の製造方法においてリードフレーム上に半導体素子を搭載する方法を示すフローチャートである。14 is a flow chart showing a method of mounting a semiconductor element on a lead frame in a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment; 実施の形態5の半導体装置の製造方法においてリードフレーム上に半導体素子を搭載する方法を示すフローチャートである。14 is a flow chart showing a method of mounting a semiconductor element on a lead frame in a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment; ワイヤボンド工程のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of a wire-bonding process. ワイヤボンド装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of wire-bonding apparatus. 比較例の半導体装置の製造途中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the middle of manufacture of the semiconductor device of a comparative example. ワイヤボンドにおけるキャピラリーの動きを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing movement of capillaries in a wire bond; ワイヤボンドにおけるキャピラリーの動きを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing movement of capillaries in a wire bond; 比較例の半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device of a comparative example.

以下の説明において「上」「下」等の方向を示す用語を用いているが、「上」「下」等の方向は半導体装置における相対的な向きを示すものであり、半導体装置の製造時または使用時の方向を限定するものではない。 In the following description, terms such as "up" and "down" are used to indicate directions. Or it does not limit the direction at the time of use.

<比較例>
まず、比較例の半導体装置200を例にとって、半導体装置の製造時のワイヤボンド工程について説明する。
<Comparative example>
First, taking the semiconductor device 200 of the comparative example as an example, the wire bonding process in manufacturing the semiconductor device will be described.

図35は、比較例の半導体装置200を示す図である。半導体装置200は、リードフレーム8と、半導体素子6と半導体素子13とを備える。リードフレーム8は、リード端子80aと、ダイパッド81と、ダイパッド82を備える。 FIG. 35 is a diagram showing a semiconductor device 200 of a comparative example. A semiconductor device 200 includes a lead frame 8 , a semiconductor element 6 and a semiconductor element 13 . The lead frame 8 includes lead terminals 80 a , die pads 81 and die pads 82 .

半導体素子6とダイパッド81は接合材7により接合されている。半導体素子13とダイパッド82は接合材7により接合されている。半導体素子6とリード端子80aとはワイヤ3aにより接続されている。半導体素子6と半導体素子13とはワイヤ3bにより接続されている。 The semiconductor element 6 and the die pad 81 are bonded with the bonding material 7 . The semiconductor element 13 and the die pad 82 are bonded with the bonding material 7 . Semiconductor element 6 and lead terminal 80a are connected by wire 3a. Semiconductor element 6 and semiconductor element 13 are connected by wire 3b.

図31はワイヤボンド装置101の一部を示す図である。図31に示されるように、ワイヤボンド装置101はUS(ultrasonic、超音波)ホーン1とキャピラリー2とスパークロッド5とを備える。キャピラリー2はUSホーン1の先端側に取り付けられている。キャピラリー2は管状である。金属製のワイヤ3が管状のキャピラリー2の中を通っている。ワイヤ3の一端がキャピラリー2の先端側から延出している。 FIG. 31 is a diagram showing part of the wire bonding apparatus 101. As shown in FIG. As shown in FIG. 31, the wire bonding apparatus 101 includes a US (ultrasonic, ultrasonic) horn 1, a capillary 2 and a spark rod 5. As shown in FIG. A capillary 2 is attached to the tip side of the US horn 1 . The capillary 2 is tubular. A metal wire 3 runs through the tubular capillary 2 . One end of the wire 3 extends from the tip side of the capillary 2 .

図30はワイヤ3aまたはワイヤ3bのワイヤボンド工程のフローチャートを示す。 FIG. 30 shows a flow chart of the wire bonding process for wire 3a or wire 3b.

まず、ステップS101において、キャピラリー2の先端から延出しているワイヤ3の先端にFAB(Free Air Ball、フリーエアボール)4を形成する。 First, in step S<b>101 , FAB (Free Air Ball) 4 is formed at the tip of wire 3 extending from the tip of capillary 2 .

金属製のワイヤの先端部分に対して放電すると、ワイヤが部分的に溶融しワイヤの先端にワイヤの線径の0.5~3.0倍程度の直径の金属ボールが形成される。この金属ボールをFABと呼ぶ。 When electric discharge is applied to the tip of the metal wire, the wire is partially melted and a metal ball having a diameter of about 0.5 to 3.0 times the diameter of the wire is formed at the tip of the wire. This metal ball is called FAB.

ワイヤボンド装置101によりFAB4を形成する際には、スパークロッド5をワイヤ3に近づけスパークロッド5からワイヤ3の先端部分に向けて放電を行うことによって、ワイヤ3の先端部分を溶融させFAB4を形成する。FAB4を形成する際のこの動作はスパーク動作と呼ばれる。 When forming the FAB 4 by the wire bonding apparatus 101, the spark rod 5 is brought close to the wire 3 and electric discharge is generated from the spark rod 5 toward the tip portion of the wire 3, thereby melting the tip portion of the wire 3 and forming the FAB 4. do. This action in forming FAB4 is called the spark action.

次に、ステップS102において、FAB4を一方の被接合面である半導体素子6の電極に接合する。図32は製造途中の半導体装置200の一部を示す図である。図32では、ダイパッド81に接合材7を介して接合された半導体素子6が示されている。ステップS2では、まず、キャピラリー2を動かしてFAB4を半導体素子6に押し付ける。そして、FAB4が半導体素子6に押し付けられた状態で、USホーン1によりFAB4に超音波を印加し、FAB4を半導体素子6と接合する。このようにワイヤの一端にFABを形成してから当該FABを被接合面と接合する方法をボールボンディングと呼ぶ。以下では、FABが半導体素子等の被接合面に押し付けられ圧着されたものについてもFABと呼ぶ。 Next, in step S102, the FAB 4 is bonded to the electrode of the semiconductor element 6, which is one surface to be bonded. FIG. 32 is a diagram showing part of a semiconductor device 200 in the process of being manufactured. FIG. 32 shows the semiconductor element 6 bonded to the die pad 81 via the bonding material 7 . In step S2, first, the capillary 2 is moved to press the FAB 4 against the semiconductor element 6. As shown in FIG. Then, while the FAB 4 is pressed against the semiconductor element 6 , ultrasonic waves are applied to the FAB 4 by the US horn 1 to bond the FAB 4 to the semiconductor element 6 . A method of forming an FAB at one end of a wire and then bonding the FAB to a surface to be bonded is called ball bonding. In the following description, FAB is also referred to as FAB when it is pressed and crimped onto a surface to be bonded such as a semiconductor element.

次に、ステップS103において、ワイヤ3を成形する。図33には、ワイヤ3aのワイヤボンドのステップS103においてキャピラリー2の動く経路11aが示されている。ワイヤ3aのワイヤボンドにおいては、経路11aに示されるように、FAB4を半導体素子6に接合した後、キャピラリー2が高さ方向および面内方向に動くことにより、ワイヤ3aとなるワイヤ3が成形される。ワイヤ3aは例えば台形形状を有する。ワイヤ3を台形形状に成形する際には、面内方向に関して本来の配線方向とは逆方向に一時的にキャピラリー2が動くリバース動作111およびリバース動作112により、ワイヤ3aの屈曲部3a1と屈曲部3a2とが形成される。 Next, in step S103, the wire 3 is shaped. FIG. 33 shows the moving path 11a of the capillary 2 in the wirebonding step S103 of the wire 3a. In the wire bonding of the wire 3a, after bonding the FAB 4 to the semiconductor element 6, the wire 3 which becomes the wire 3a is formed by moving the capillary 2 in the height direction and the in-plane direction, as shown in the path 11a. be. Wire 3a has, for example, a trapezoidal shape. When forming the wire 3 into a trapezoidal shape, the reverse operation 111 and the reverse operation 112, in which the capillary 2 temporarily moves in the direction opposite to the original wiring direction with respect to the in-plane direction, cause the bent portion 3a1 and the bent portion of the wire 3a. 3a2 are formed.

次に、ステップS104において、半導体素子6と電気的に接続されるもう一方の被接合面に対して、ワイヤ3のうち半導体素子6に接合された箇所とは別の箇所を接合する。ワイヤ3aのワイヤボンドにおいては、ワイヤ3のうち半導体素子6に接合された箇所とは別の箇所が、リード端子80aに接合される。ワイヤ3をリード端子80aの被接合面に押し付けて超音波を印加することで、ワイヤ3とリード端子80aとが接合される。ワイヤ3とリード端子80aとが接合されることにより、図33に示すように、半導体素子6とリード端子80aとがワイヤ3aにより接続される。 Next, in step S<b>104 , a portion of the wire 3 other than the portion bonded to the semiconductor element 6 is bonded to the other surface to be bonded electrically connected to the semiconductor element 6 . In the wire bonding of the wire 3a, a portion of the wire 3 other than the portion bonded to the semiconductor element 6 is bonded to the lead terminal 80a. The wire 3 and the lead terminal 80a are bonded by pressing the wire 3 against the surface to be bonded of the lead terminal 80a and applying ultrasonic waves. By joining the wire 3 and the lead terminal 80a, as shown in FIG. 33, the semiconductor element 6 and the lead terminal 80a are connected by the wire 3a.

以上がワイヤボンド工程の概要である。上記の説明ではワイヤ3aのワイヤボンドを具体例として用いたが、ワイヤ3bのワイヤボンドは、被接合面が異なる点を除けば、ワイヤ3aのワイヤボンド工程と同様である。ワイヤ3bのワイヤボンドでは、ステップS104において、ワイヤ3のうち半導体素子6に接合された箇所とは別の箇所が、半導体素子13に接合される。半導体素子13は例えば電力用半導体素子である。 The above is the outline of the wire bonding process. Although the wire bonding of the wire 3a is used as a specific example in the above description, the wire bonding process of the wire 3b is the same as the wire bonding process of the wire 3a except that the surfaces to be bonded are different. In the wire bonding of the wire 3b, a portion of the wire 3 other than the portion bonded to the semiconductor element 6 is bonded to the semiconductor element 13 in step S104. The semiconductor element 13 is, for example, a power semiconductor element.

一般に半導体装置においては、上記のようなワイヤボンド工程を経て配線されるワイヤは複数本存在する。図35に示されるように、半導体装置200においては、半導体素子6の上面にFAB4を介して複数のワイヤが接合されている。 Generally, in a semiconductor device, there are a plurality of wires that are wired through the wire bonding process as described above. As shown in FIG. 35, in the semiconductor device 200, a plurality of wires are bonded to the upper surface of the semiconductor element 6 via FAB4.

ワイヤ3bによる配線を行う際にキャピラリー2が動く経路11bは図34に示されている。ワイヤ3aによる配線を行った後にワイヤ3bによる配線を行う際に、配線済みのワイヤ3aと経路11bとの間隔12が十分広くなかったとすると、ワイヤ3aとキャピラリー2とが接触し、ワイヤ3aを変形させる恐れがある。変形したワイヤ3aは周囲の部品と近接あるいは接触する可能性があるため、ワイヤ3aの変形により半導体装置として所望の特性を得ることが難しくなる可能性がある。ワイヤ3aとキャピラリー2との接触を避けようとすると、キャピラリー2の可動領域が制限される。 FIG. 34 shows the path 11b along which the capillary 2 moves when performing wiring with the wire 3b. If the space 12 between the already-wired wire 3a and the path 11b is not sufficiently wide when performing the wiring with the wire 3b after performing the wiring with the wire 3a, the wire 3a and the capillary 2 come into contact with each other, and the wire 3a is deformed. There is a risk of Since the deformed wire 3a may come close to or come into contact with surrounding components, the deformation of the wire 3a may make it difficult to obtain desired characteristics of the semiconductor device. If an attempt is made to avoid contact between the wire 3a and the capillary 2, the movable area of the capillary 2 is restricted.

以上説明したように、比較例の半導体装置200においては、配線済みのワイヤ3aにより、ワイヤボンド装置101の可動領域が制限される。 As described above, in the semiconductor device 200 of the comparative example, the movable area of the wire bonding device 101 is restricted by the wired wires 3a.

後述する各実施の形態においては、半導体素子6がリードフレーム8に対し傾いた状態で搭載されている。これにより、後から配線されるワイヤ3bの配線時に、ワイヤ3aによってワイヤボンド装置101の動作する空間が制限されることが緩和される。 In each embodiment described later, the semiconductor element 6 is mounted in an inclined state with respect to the lead frame 8 . This alleviates the restriction of the space in which the wire bonding apparatus 101 operates by the wire 3a when wiring the wire 3b to be wired later.

ワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和されることで、例えば、半導体素子に接合される複数のワイヤの間隔を狭めることができる。これにより、例えば、半導体素子の縮小が可能になる。例えば半導体素子としてのICチップを縮小することで、コストを改善できる。このように、配線済みのワイヤによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和されることで、例えば、コスト改善による利益率向上、または半導体装置の縮小を実現できる。 By relaxing restrictions on the movable region of the wire bonding apparatus 101, for example, it is possible to narrow the distance between a plurality of wires bonded to a semiconductor element. This allows, for example, the reduction of semiconductor devices. For example, the cost can be improved by downsizing an IC chip as a semiconductor element. In this way, the restrictions on the movable area of the wire bonding device 101 due to the already-wired wires are relaxed, so that, for example, it is possible to improve the profit rate by improving the cost or reduce the size of the semiconductor device.

<A.実施の形態1>
<A-1.構成>
図1は実施の形態1の半導体装置40の断面図である。図2は半導体装置40の一部を抜き出して示した図である。
<A. Embodiment 1>
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device 40 of Embodiment 1. FIG. FIG. 2 is a diagram showing a part of the semiconductor device 40 extracted.

図22は半導体装置40の上面図である。図23は半導体装置40の下面図である。 FIG. 22 is a top view of the semiconductor device 40. FIG. FIG. 23 is a bottom view of the semiconductor device 40. FIG.

図1に示されるように、半導体装置40は、半導体素子6と、半導体素子13aと、半導体素子13bと、放熱板22と、絶縁基板23と、リードフレーム8と、を備える。半導体素子13aと半導体素子13bとを区別しない場合は、半導体素子13aと半導体素子13bのそれぞれを半導体素子13と呼ぶ。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device 40 includes a semiconductor element 6, a semiconductor element 13a, a semiconductor element 13b, a radiator plate 22, an insulating substrate 23, and a lead frame 8. When the semiconductor elements 13a and 13b are not distinguished from each other, the semiconductor elements 13a and 13b are referred to as semiconductor elements 13, respectively.

図1、図22、および図23に示されるように、リードフレーム8はリード端子80a、80b、および80cと、ダイパッド81と、ダイパッド82とを備える。 As shown in FIGS. 1, 22 and 23, the lead frame 8 includes lead terminals 80a, 80b and 80c, a die pad 81 and a die pad .

リードフレーム8は導電性を有する。リードフレーム8を介して、半導体素子6、13a、および13bに半導体装置40の外部から通電することができる。 The lead frame 8 has electrical conductivity. Through the lead frame 8, the semiconductor elements 6, 13a, and 13b can be energized from the outside of the semiconductor device 40. FIG.

リード端子80a、80b、および80cは夫々、樹脂21に封止された部分と、半導体装置40の外部と電気的に接続可能なように樹脂21から露出している部分とを有する。樹脂21は絶縁体である。リード端子80bはダイパッド82と一体である。 Lead terminals 80 a , 80 b , and 80 c each have a portion sealed with resin 21 and a portion exposed from resin 21 so as to be electrically connectable to the outside of semiconductor device 40 . Resin 21 is an insulator. The lead terminal 80b is integrated with the die pad 82. As shown in FIG.

半導体素子6はダイパッド81の上面上に、接合材7を介して接合されている。 The semiconductor element 6 is bonded onto the upper surface of the die pad 81 via the bonding material 7 .

半導体素子6はダイパッド81の上面のうち半導体素子6が搭載されている領域である搭載領域810に対し傾斜している。 The semiconductor element 6 is inclined with respect to a mounting area 810 which is an area on which the semiconductor element 6 is mounted on the upper surface of the die pad 81 .

半導体素子6は例えば小型の半導体素子である。半導体素子6の平面形状は、例えば、少なくとも一方向の幅が3.5mm以下の形状である。半導体素子6の平面形状は例えば矩形であり、当該矩形の短辺の長さは例えば3.5mm以下である。半導体素子6の平面形状は、例えば、短辺の長さが3.5mmで長辺の長さが7mmの矩形に内包される形状である。半導体素子6の平面形状は例えば矩形であり、当該矩形の短辺の長さは3.5mm以下、当該矩形の長辺の長さは7mm以下である。また、半導体素子6の厚さは例えば0.5mm以下である。半導体素子6の平面形状は、半導体素子6を平面視した際の形状であり、搭載領域810を平面視した際の形状とは異なる。 The semiconductor element 6 is, for example, a small semiconductor element. The planar shape of the semiconductor element 6 is, for example, a shape with a width of 3.5 mm or less in at least one direction. The planar shape of the semiconductor element 6 is, for example, a rectangle, and the length of the short side of the rectangle is, for example, 3.5 mm or less. The planar shape of the semiconductor element 6 is, for example, a shape contained in a rectangle having short sides of 3.5 mm and long sides of 7 mm. The planar shape of the semiconductor element 6 is, for example, a rectangle, the length of the short side of the rectangle is 3.5 mm or less, and the length of the long side of the rectangle is 7 mm or less. Moreover, the thickness of the semiconductor element 6 is, for example, 0.5 mm or less. The planar shape of the semiconductor element 6 is the shape when the semiconductor element 6 is viewed in plan, and is different from the shape when the mounting region 810 is viewed in plan.

図1に示されるように、半導体素子6の上面にはワイヤ3aとワイヤ3bとが接合されている。つまり、半導体素子6の上面には、ワイヤが少なくとも2つ接合されている。半導体素子6の上面に接合されているワイヤは2つであってもよいし3つ以上であってもよい。 As shown in FIG. 1, a wire 3a and a wire 3b are joined to the upper surface of the semiconductor element 6. As shown in FIG. That is, at least two wires are bonded to the upper surface of the semiconductor element 6 . The number of wires bonded to the upper surface of the semiconductor element 6 may be two or may be three or more.

半導体素子6の上面において、ワイヤ3aが接合される箇所6a(第1の箇所の一例)とワイヤ3bが接合される箇所6b(第2の箇所の一例)との距離は例えば500μm以下である。 On the upper surface of the semiconductor element 6, the distance between a portion 6a (an example of a first portion) to which the wire 3a is bonded and a portion 6b (an example of a second portion) to which the wire 3b is bonded is 500 μm or less, for example.

ワイヤ3aは、面内方向に関して箇所6aから箇所6bとは逆側に向けて延在している。 The wire 3a extends from the point 6a toward the opposite side to the point 6b with respect to the in-plane direction.

ワイヤ3bは、面内方向に関して箇所6bから箇所6aとは逆側に向けて延在している。 The wire 3b extends from the point 6b toward the side opposite to the point 6a with respect to the in-plane direction.

ワイヤ3aとワイヤ3bとはそれぞれ、例えば、金、銀、銅、またはアルミのいずれかのワイヤである。ワイヤ3aとワイヤ3bの線径はそれぞれ、例えば、10μm以上75μm以下である。 The wires 3a and 3b are each, for example, gold, silver, copper or aluminum wire. Wire diameters of the wires 3a and 3b are, for example, 10 μm or more and 75 μm or less.

ワイヤ3aとワイヤ3bとはそれぞれ、半導体素子6の上面に、ボールボンディングにより接合されている。 The wires 3a and 3b are respectively bonded to the upper surface of the semiconductor element 6 by ball bonding.

半導体素子6は、例えば、横型構造の半導体素子である。横型構造の半導体素子とは面内方向に電流を流す構造の半導体素子である。平面視で比較的大きな面積を有して通電損失を減少させることが好ましい縦型構造の半導体素子、例えばIGBT等、とは異なり、横型構造の半導体素子においては平面視での面積を縮小することが好ましい。縦型構造の半導体素子とは、両主面の間で電流を流す構造の半導体素子である。 The semiconductor element 6 is, for example, a horizontal semiconductor element. A semiconductor element having a horizontal structure is a semiconductor element having a structure in which current flows in the in-plane direction. Unlike a vertical semiconductor device, such as an IGBT, which preferably has a relatively large area in a plan view to reduce conduction loss, a horizontal semiconductor device has a reduced area in a plan view. is preferred. A vertical structure semiconductor element is a semiconductor element having a structure in which a current flows between both main surfaces.

半導体素子6は例えば半導体素子13aを制御するIC(Integrated Circuit、集積回路)素子である。 The semiconductor element 6 is, for example, an IC (Integrated Circuit) element that controls the semiconductor element 13a.

横型構造の半導体素子には、半導体素子6のように、一方主面に少なくとも2つのワイヤボンドが互いにステッチでつながることなく接合される必要がある。ここで、ステッチとは、ワイヤが両端だけでなく中間においても被接合面に接合されている場合の、ワイヤの中間での接合箇所を指す。 A semiconductor element with a horizontal structure, like the semiconductor element 6, needs to have at least two wire bonds on one main surface that are not connected to each other by stitches. Here, a stitch refers to a joining point in the middle of a wire when the wire is joined to the surfaces to be joined not only at both ends but also at the middle.

半導体素子13aと半導体素子13bはそれぞれ、ダイパッド82上に接合材7を介して接合されている。 The semiconductor element 13a and the semiconductor element 13b are each bonded onto the die pad 82 with the bonding material 7 interposed therebetween.

半導体素子13aと半導体素子13bとは夫々、例えば電力用半導体である。半導体素子13aは例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)またはMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)である。半導体素子13bは例えばダイオードである。 The semiconductor elements 13a and 13b are, for example, power semiconductors. The semiconductor element 13a is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The semiconductor element 13b is, for example, a diode.

半導体素子6の上面とリード端子80aとはワイヤ3aにより電気的に接続されている。半導体素子13aの上面と半導体素子6の上面とはワイヤ3bにより電気的に接続されている。半導体素子13aの上面と半導体素子13bの上面とはワイヤ3cにより電気的に接続されている。半導体素子13bの上面とリード端子80cとはワイヤ3cにより電気的に接続されている。ワイヤ3cは例えば、金、銀、銅、またはアルミのいずれかのワイヤである。 The upper surface of semiconductor element 6 and lead terminal 80a are electrically connected by wire 3a. The upper surface of semiconductor element 13a and the upper surface of semiconductor element 6 are electrically connected by wire 3b. The upper surface of semiconductor element 13a and the upper surface of semiconductor element 13b are electrically connected by wire 3c. The upper surface of semiconductor element 13b and lead terminal 80c are electrically connected by wire 3c. Wires 3c are, for example, gold, silver, copper, or aluminum wires.

半導体素子13aは、ワイヤ3bを介して半導体素子6から入力される信号により制御される。 Semiconductor element 13a is controlled by a signal input from semiconductor element 6 via wire 3b.

半導体装置40は、半導体素子13aと半導体素子13bとの代わりに、RC-IGBT(Reverse-Conducting IGBT、逆導通IGBT)を備えていてもよい。その場合、半導体素子6とRC-IGBTとがワイヤ3bにより接続される。 The semiconductor device 40 may include an RC-IGBT (Reverse-Conducting IGBT) instead of the semiconductor elements 13a and 13b. In that case, semiconductor element 6 and RC-IGBT are connected by wire 3b.

半導体素子6はダイパッド81の上面のうち半導体素子6が搭載されている領域である搭載領域810に対し傾斜している。半導体素子6は、ワイヤ3bが接合されている箇所6bが、ワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように、搭載領域810に対し傾斜している。半導体素子6は、搭載領域810に対し、例えば8度以上14度以下傾斜している。つまり図5に示される角度αは例えば8度以上14度以下である。図5において破線811は搭載領域810に平行な線である。 The semiconductor element 6 is inclined with respect to a mounting area 810 which is an area on which the semiconductor element 6 is mounted on the upper surface of the die pad 81 . The semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting area 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. The semiconductor element 6 is inclined, for example, from 8 degrees to 14 degrees with respect to the mounting region 810 . That is, the angle α shown in FIG. 5 is, for example, 8 degrees or more and 14 degrees or less. A dashed line 811 in FIG. 5 is a line parallel to the mounting area 810 .

搭載領域810に対する半導体素子6の傾斜は、リード端子80aに近い側において、リード端子80aから遠い側におけるよりも、半導体素子6が搭載領域810から低いというものである。 The inclination of the semiconductor element 6 with respect to the mounting area 810 is such that the semiconductor element 6 is lower from the mounting area 810 on the side closer to the lead terminals 80a than on the side farther from the lead terminals 80a.

放熱板22は金属製である。放熱板22は半導体装置40の下側において樹脂21から露出している。 The heat sink 22 is made of metal. The radiator plate 22 is exposed from the resin 21 below the semiconductor device 40 .

放熱板22上には絶縁基板23が接合されている。絶縁基板23は絶縁体である。放熱板22と絶縁基板23とは、例えば、図示されない接合材により接合されている。 An insulating substrate 23 is bonded onto the heat sink 22 . The insulating substrate 23 is an insulator. The radiator plate 22 and the insulating substrate 23 are bonded together by, for example, a bonding material (not shown).

絶縁基板23上にはダイパッド82が接合されている。絶縁基板23とダイパッド82とは、例えば、図示されない接合材により接合されている。 A die pad 82 is bonded onto the insulating substrate 23 . The insulating substrate 23 and the die pad 82 are bonded by, for example, a bonding material (not shown).

<A-2.半導体装置の製造方法>
図24は半導体装置40の製造方法を示すフローチャートである。
<A-2. Method for manufacturing a semiconductor device>
FIG. 24 is a flow chart showing the manufacturing method of the semiconductor device 40. As shown in FIG.

まずステップS1で、リードフレーム8、半導体素子6、半導体素子13a、および半導体素子13bを準備する。図13は半導体装置40で用いられるリードフレーム8の全体を示す平面図である。リードフレーム8は、ステップS1で準備される段階では、図13に示されるように、枠800を備える。リードフレーム8は、ステップS1で準備される段階では、枠800により、リード端子80a、80b、および80cと、ダイパッド81と、ダイパッド82と、が一体となっている。図14はステップS1で準備されるリードフレーム8の側面図である。図14に示されるように、ダイパッド82は、リードフレーム8の他の箇所と高さが異なっている。 First, in step S1, the lead frame 8, the semiconductor element 6, the semiconductor element 13a, and the semiconductor element 13b are prepared. FIG. 13 is a plan view showing the entire lead frame 8 used in the semiconductor device 40. As shown in FIG. The lead frame 8 has a frame 800 as shown in FIG. 13 when it is prepared in step S1. Lead terminals 80 a , 80 b , and 80 c , die pad 81 and die pad 82 are integrated by frame 800 at the stage of preparation in step S 1 of lead frame 8 . FIG. 14 is a side view of the lead frame 8 prepared in step S1. As shown in FIG. 14, the die pad 82 is different in height from other portions of the lead frame 8 .

次に、ステップS2で、リードフレーム8上に半導体素子6、半導体素子13a、および半導体素子13bを搭載する。ステップS2については後で詳述する。ステップS2が終了した後の状態は図15に示されている。 Next, in step S2, semiconductor element 6, semiconductor element 13a, and semiconductor element 13b are mounted on lead frame 8. As shown in FIG. Step S2 will be detailed later. The state after step S2 is finished is shown in FIG.

次に、ステップS3では、ワイヤボンドを行い、半導体素子13aおよび半導体素子13bをワイヤ3cによりリード端子80cと接続する。ステップS3が終了した後の状態は図16に示されている。 Next, in step S3, wire bonding is performed to connect the semiconductor elements 13a and 13b to the lead terminals 80c by the wires 3c. The state after step S3 is finished is shown in FIG.

次に、ステップS4では、ワイヤボンドを行い、半導体素子6とリード端子80aとをワイヤ3aにより接続する。ステップS4では、例えば、ボールボンディングによってワイヤの一端を半導体素子6の上面の箇所6aに接合した後、ワイヤの他端をリード端子80aの上面に接合する。ステップS4が終了した後の状態は図17に示されている。 Next, in step S4, wire bonding is performed to connect the semiconductor element 6 and the lead terminals 80a with the wires 3a. In step S4, for example, one end of the wire is bonded to the top surface of the semiconductor element 6 by ball bonding, and then the other end of the wire is bonded to the top surface of the lead terminal 80a. The state after step S4 is finished is shown in FIG.

次に、ステップS5では、ワイヤボンドを行い、半導体素子6と半導体素子13aとをワイヤ3bにより接続する。ステップS5が終了した後の状態は図18に示されている。ステップS5では、例えば、ボールボンディングによってワイヤの一端を半導体素子6の上面の箇所6bに接合した後、ワイヤの他端を半導体素子13aの上面に接合する。ステップS5が終了した後の状態は図18に示されている。ステップS5において、半導体素子6の上面に対するキャピラリー2の傾斜よりも、搭載領域810に対するキャピラリー2の傾斜の方が小さい。キャピラリー2は例えば搭載領域810に対し傾いていない。 Next, in step S5, wire bonding is performed to connect the semiconductor element 6 and the semiconductor element 13a with the wire 3b. The state after step S5 is finished is shown in FIG. In step S5, for example, one end of the wire is bonded to the upper surface of the semiconductor element 6b by ball bonding, and then the other end of the wire is bonded to the upper surface of the semiconductor element 13a. The state after step S5 is finished is shown in FIG. In step S<b>5 , the inclination of capillary 2 with respect to mounting region 810 is smaller than the inclination of capillary 2 with respect to the upper surface of semiconductor element 6 . The capillary 2 is not tilted with respect to the mounting area 810, for example.

次に、ステップS6では、ダイパッド82と絶縁基板23とを接合する。ダイパッド82と絶縁基板23とは、例えば、図示されない接合材により接合される。ステップS6が終了した後の状態は図19に示されている。 Next, in step S6, the die pad 82 and the insulating substrate 23 are bonded. The die pad 82 and the insulating substrate 23 are bonded by, for example, a bonding material (not shown). The state after step S6 is completed is shown in FIG.

次に、ステップS7では、絶縁基板23と放熱板22とを接合する。絶縁基板23と放熱板22とは、例えば、図示されない接合材により接合される。 Next, in step S7, the insulating substrate 23 and the radiator plate 22 are joined. The insulating substrate 23 and the heat dissipation plate 22 are bonded by, for example, a bonding material (not shown).

次に、ステップS8では、半導体素子6、半導体素子13、およびリードフレーム8の一部を樹脂21により封止する。ステップS8が終了した後の状態は図20に示されている。 Next, in step S<b>8 , the semiconductor element 6 , the semiconductor element 13 and part of the lead frame 8 are sealed with the resin 21 . The state after step S8 is finished is shown in FIG.

次に、ステップS9では、リードフレーム8のうち樹脂21から露出している部分をめっき処理する。 Next, in step S9, the portion of the lead frame 8 exposed from the resin 21 is plated.

次に、ステップS10では、リードフレーム8の一部を金型による打ち抜きで取り除く。ステップS10では、リードフレーム8の枠800が取り除かれる。ステップS10が終了した後の状態は図21に示されている。 Next, in step S10, a part of the lead frame 8 is removed by punching with a die. At step S10, the frame 800 of the lead frame 8 is removed. The state after step S10 is finished is shown in FIG.

次に、ステップS11では、リード端子80a、リード端子80b、およびリード端子80cに対し曲げ加工を行う。当該曲げ加工は例えば金型を用いて行われる。これにより、図1、図22および図23に示されるように、リード端子80a、80b、および80cのそれぞれの、樹脂21に封止されていない部分が曲がった状態になる。 Next, in step S11, the lead terminal 80a, the lead terminal 80b, and the lead terminal 80c are bent. The bending process is performed using, for example, a mold. Thereby, as shown in FIGS. 1, 22 and 23, the portions of lead terminals 80a, 80b and 80c that are not sealed with resin 21 are bent.

次に、ステップS12では、機能テストを行い、半導体装置40が正常に機能するかを確認する。 Next, in step S12, a function test is performed to confirm whether the semiconductor device 40 functions normally.

以上のステップを経て、半導体装置40が完成する。 Through the above steps, the semiconductor device 40 is completed.

ステップS4とステップS5におけるワイヤボンドは、<比較例>において半導体装置200の場合について図30のフローチャートを用いて説明された方法と同様の用法により行われる。ただし、半導体装置40においては半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜を有するという点が、比較例の半導体装置200の場合とは異なる。 Wire bonding in steps S4 and S5 is performed in the same manner as the method described using the flowchart of FIG. 30 for the semiconductor device 200 in <Comparative Example>. However, the semiconductor device 40 differs from the semiconductor device 200 of the comparative example in that the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 .

図25はステップS2においてリードフレーム8上に半導体素子6、半導体素子13a、および半導体素子13bを搭載する方法を示すフローチャートである。 FIG. 25 is a flow chart showing a method of mounting semiconductor element 6, semiconductor element 13a, and semiconductor element 13b on lead frame 8 in step S2.

まず、ステップS211において、ダイパッド81上に半導体素子6用の接合材7を配置する(図3を参照)。接合材7は例えば銀ペーストである。接合材7は、例えば、ダイパッド81上に塗布されることで、ダイパッド81上に配置される。接合材7は、半導体装置40における半導体素子6の傾斜に合わせて、搭載領域810の中の位置によって厚さが異なるようにダイパッド81上に配置される。搭載領域810の中の位置による接合材7の厚さの違いは、半導体装置40における半導体素子6の搭載領域810に対する傾きが好ましいものになるように調整される。 First, in step S211, the bonding material 7 for the semiconductor element 6 is arranged on the die pad 81 (see FIG. 3). The bonding material 7 is silver paste, for example. The bonding material 7 is arranged on the die pad 81 by being applied on the die pad 81, for example. The bonding material 7 is arranged on the die pad 81 so as to have different thickness depending on the position in the mounting area 810 according to the inclination of the semiconductor element 6 in the semiconductor device 40 . The difference in the thickness of the bonding material 7 depending on the position in the mounting region 810 is adjusted so that the inclination of the semiconductor element 6 in the semiconductor device 40 with respect to the mounting region 810 is preferable.

次に、ステップS212では、ダイパッド82上に半導体素子13用の接合材7を配置する。半導体素子13用の接合材7は例えば銀ペーストである。半導体素子13用の接合材7と半導体素子6用の接合材7は例えば同じ銀ペーストである。接合材7は、例えば、ダイパッド82上に塗布されることで、ダイパッド82上に配置される。 Next, in step S212, the bonding material 7 for the semiconductor element 13 is arranged on the die pad 82. As shown in FIG. The bonding material 7 for the semiconductor element 13 is silver paste, for example. The bonding material 7 for the semiconductor element 13 and the bonding material 7 for the semiconductor element 6 are, for example, the same silver paste. The bonding material 7 is arranged on the die pad 82 by being applied on the die pad 82, for example.

次に、ステップS213では、図3に示されるように、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子6をダイパッド81上に塗布された接合材7上に配置する。この際、例えば、ピックアップコレット15により半導体素子6を搭載領域810に平行な向きで運搬し、半導体素子6をダイパッド81上に塗布された接合材7上に配置する。図4はステップS213において半導体素子6を配置した後の状態を示す図である。半導体素子6の自重及びピックアップコレット15による荷重により、半導体素子6下の接合材7は、ステップS212で配置された時の形状から変形し、図4に示すように半導体素子6とダイパッド81に密着する。ステップS212において接合材7の厚さが搭載領域810の中の位置によって異なるように接合材7が配置されたことで、S213の後の半導体素子6は搭載領域810に対して傾斜した状態となる。 Next, in step S213, the pick-up collet 15 is used to place the semiconductor element 6 on the bonding material 7 applied on the die pad 81, as shown in FIG. At this time, for example, the pickup collet 15 carries the semiconductor element 6 parallel to the mounting area 810 and places the semiconductor element 6 on the bonding material 7 applied on the die pad 81 . FIG. 4 shows the state after the semiconductor element 6 is arranged in step S213. Due to the dead weight of the semiconductor element 6 and the load of the pick-up collet 15, the bonding material 7 under the semiconductor element 6 is deformed from the shape when arranged in step S212, and adheres tightly to the semiconductor element 6 and the die pad 81 as shown in FIG. do. In step S212, the bonding material 7 is arranged so that the thickness of the bonding material 7 differs depending on the position in the mounting area 810, so that the semiconductor element 6 after S213 is in an inclined state with respect to the mounting area 810. .

次に、ステップS214では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子13をダイパッド82上に塗布された接合材7上に配置する。 Next, in step S214, the pick-up collet 15 is used to arrange the semiconductor element 13 on the bonding material 7 applied on the die pad 82. As shown in FIG.

次に、ステップS215では、接合材7を加熱することにより接合材7を硬化させる。これにより、ダイパッド81と半導体素子6と、およびダイパッド82と半導体素子13とが接合される。接合材7を加熱する際には、例えば図示されないクリーンオーブンを用いる。 Next, in step S215, the bonding material 7 is cured by heating. As a result, the die pad 81 and the semiconductor element 6 and the die pad 82 and the semiconductor element 13 are bonded. When heating the bonding material 7, for example, a clean oven (not shown) is used.

以上説明したように、本実施の形態の半導体装置の製造方法においては、リードフレーム8と半導体素子6とを準備し、半導体素子6がリードフレーム8の搭載領域810に対して傾斜をするように半導体素子6をリードフレーム8の搭載領域810上に接合し、ワイヤ3aを半導体素子6の上面の箇所6aへ接合した後に、ワイヤ3bを半導体素子6の上面の箇所6bへ接合する。また、箇所6bへのワイヤ3bの接合をワイヤ3bの一端でキャピラリー2を用いて行った後、キャピラリー2を面内方向に関して箇所6bよりも箇所6a側に移動させ、その後、半導体装置40のうち面内方向に関して箇所6bよりも箇所6aとは逆側の箇所(つまり、半導体素子13aの上面)に、ワイヤ3bのうち箇所6bに接合された一端とは別の部分を、キャピラリー2を用いて接合する。ワイヤ3bのうち箇所6bに接合された一端とは別の部分は、例えば、ワイヤ3bの、箇所6bに接合された一端とは反対側の端部である。 As described above, in the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, the lead frame 8 and the semiconductor element 6 are prepared, and the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 of the lead frame 8. After bonding the semiconductor element 6 onto the mounting region 810 of the lead frame 8 and bonding the wire 3a to the point 6a on the upper surface of the semiconductor element 6, the wire 3b is bonded to the point 6b on the upper surface of the semiconductor element 6. FIG. After the wire 3b is joined to the portion 6b by using the capillary 2 at one end of the wire 3b, the capillary 2 is moved toward the portion 6a from the portion 6b in the in-plane direction. A portion of the wire 3b other than the one end joined to the portion 6b is attached to the portion opposite to the portion 6a (that is, the upper surface of the semiconductor element 13a) with respect to the in-plane direction using the capillary 2. Join. The portion of the wire 3b other than the one end joined to the point 6b is, for example, the end of the wire 3b opposite to the one end joined to the point 6b.

上述のように、半導体装置40において、半導体素子6はリードフレーム8の上面のうち半導体素子6が搭載されている領域である搭載領域810に対し傾斜している。搭載領域810に対する半導体素子6の傾斜は、例えば8度以上14度以下である。搭載領域810に対する半導体素子6の傾斜が大きい方が、ステップS5において、ワイヤ3aによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和される効果は大きい。ステップS4またはステップS5において、キャピラリー2の半導体素子6に対する傾斜が大きすぎると、半導体素子6上面へのワイヤの接合の品質が低下する。半導体素子6の搭載領域810に対する傾斜が14度以下であることで、半導体素子6上面へのワイヤの接合の品質の低下を抑制できる。 As described above, in the semiconductor device 40, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting area 810, which is the area of the upper surface of the lead frame 8 where the semiconductor element 6 is mounted. The inclination of the semiconductor element 6 with respect to the mounting region 810 is, for example, 8 degrees or more and 14 degrees or less. The larger the inclination of the semiconductor element 6 with respect to the mounting area 810, the greater the effect of alleviating the limitation of the movable area of the wire bonding apparatus 101 by the wires 3a in step S5. If the inclination of the capillary 2 with respect to the semiconductor element 6 is too large in step S4 or step S5, the quality of wire bonding to the upper surface of the semiconductor element 6 will be degraded. Since the inclination of the semiconductor element 6 with respect to the mounting region 810 is 14 degrees or less, deterioration in the bonding quality of the wire to the upper surface of the semiconductor element 6 can be suppressed.

ステップS4とステップS5において、ワイヤ3aとワイヤ3bとは、例えば、図2に示されるようにそれぞれ台形形状を有するように成形される。ワイヤの形状が台形形状であることで以下2つの効果が得られる。 In steps S4 and S5, the wires 3a and 3b are shaped to have trapezoidal shapes, respectively, as shown in FIG. 2, for example. The trapezoidal shape of the wire provides the following two effects.

1つ目に、半導体素子6および半導体素子13の側面とワイヤとの距離を確保し絶縁に関する余裕を確保することが、容易になる。ワイヤの形状が台形形状であることで、2点間を繋ぐワイヤの中間部分の高さを抑え、かつ半導体素子6および半導体素子13の側面とワイヤとの距離を確保できる。これにより、半導体装置40の外形を大きくすることなく半導体装置40の品質を高められる。 First, it becomes easy to secure the distance between the side surfaces of the semiconductor element 6 and the semiconductor element 13 and the wire, and to secure a margin for insulation. Since the wire has a trapezoidal shape, the height of the intermediate portion of the wire that connects two points can be suppressed, and the distance between the side surfaces of the semiconductor element 6 and the semiconductor element 13 and the wire can be secured. Thereby, the quality of the semiconductor device 40 can be improved without enlarging the outer shape of the semiconductor device 40 .

2つ目に、製造工程での外観検査が容易になる。製造工程で実施する外観検査では、例えば実体顕微鏡を用いて、拡大視野の中で検査する。当該検査において、台形形状のワイヤは焦点を合わせることが容易である。また、また台形形状の屈曲点を基準にすることで、半導体装置40を構成する主要部品の、位置関係の検査と形状の検査とが容易になる。 Second, it facilitates visual inspection in the manufacturing process. In the appearance inspection performed in the manufacturing process, the inspection is performed in an enlarged field of view using, for example, a stereomicroscope. In such examinations, the trapezoidal shaped wire is easier to focus. In addition, by using the bent point of the trapezoidal shape as a reference, it becomes easy to inspect the positional relationship and the shape of the main parts constituting the semiconductor device 40 .

台形形状のワイヤを形成するためには、ボンドヘッド、特にキャピラリー2を一時的に本来の配線方向とは真逆に動かすリバース動作が必要である。このリバース動作時に配線済のワイヤとキャピラリー2の接触を避けることは、絶縁性能、耐圧性能など半導体装置の所望の特性を得るために重要である。 In order to form a trapezoidal wire, a reverse operation is required to temporarily move the bond head, especially the capillary 2, in the opposite direction to the original wiring direction. It is important to avoid contact between the wired wires and the capillary 2 during this reverse operation in order to obtain desired characteristics of the semiconductor device such as insulation performance and withstand voltage performance.

比較例の半導体装置200においてもリバース動作してもキャピラリー2が配線済みのワイヤと接触しないように半導体素子の電極をレイアウトすることでワイヤとキャピラリー2との接触を抑制することができるが、その場合、半導体素子を縮小することが難しくなる。ICチップなど半導体素子の1ウエハ当たりの取れ数を増やして価格低減するためには、ICチップなどの半導体素子そのものを縮小する必要がある。 In the semiconductor device 200 of the comparative example as well, contact between the wires and the capillaries 2 can be suppressed by laying out the electrodes of the semiconductor elements so that the capillaries 2 do not come into contact with the wired wires even in reverse operation. In this case, it becomes difficult to reduce the size of the semiconductor device. In order to reduce the price by increasing the number of semiconductor elements such as IC chips that can be obtained from one wafer, it is necessary to reduce the size of the semiconductor elements themselves such as IC chips.

半導体装置40では、図1に示されるように半導体素子6がダイパッド81の上面のうち半導体素子6が搭載されている領域である搭載領域810に対し傾斜している。半導体装置40では、半導体素子6の上面のうち低い側に接合されるワイヤ3aを先に配線し、高い側に接合されるワイヤ3bを後から配線することで、ワイヤ3aによるキャピラリー2の可動領域の制限が緩和される。また、半導体素子6が縮小された場合においてもワイヤ3aとキャピラリー2の接触を抑えることができる。 In the semiconductor device 40, as shown in FIG. 1, the semiconductor element 6 is inclined with respect to a mounting area 810, which is an area of the top surface of the die pad 81 where the semiconductor element 6 is mounted. In the semiconductor device 40, the wires 3a bonded to the lower side of the upper surface of the semiconductor element 6 are wired first, and the wires 3b bonded to the higher side are wired later. restrictions are relaxed. Moreover, even when the semiconductor element 6 is reduced in size, contact between the wire 3a and the capillary 2 can be suppressed.

図5はステップS5でのワイヤボンドにおけるキャピラリー2の動きを示す図である。半導体装置40においては、半導体素子6の上面のワイヤ3aが接合される箇所6aが半導体素子6の上面のワイヤ3bが接合される箇所6bよりも搭載領域810から低くなるように半導体素子6が搭載領域810に対し傾斜していることで、半導体装置200の場合と比べ、ワイヤ3bを配線するときにキャピラリー2の先端が動く経路11bがワイヤ3aに対し相対的に鉛直上方に移動する。その結果、キャピラリー2が同じ動きをするとした場合、半導体装置40を製造する際にキャピラリー2の先端が動く経路11bと配線済みのワイヤ3aとの間隔12は、半導体装置200を製造する際にキャピラリー2の先端が動く経路11bと配線済みのワイヤ3aとの間隔120(図34を参照)と比べ広くなる。 FIG. 5 is a diagram showing movement of the capillary 2 in wire bonding at step S5. In the semiconductor device 40, the semiconductor element 6 is mounted such that the portion 6a on the upper surface of the semiconductor element 6 where the wires 3a are bonded is lower than the portion 6b where the wires 3b on the upper surface of the semiconductor element 6 are bonded from the mounting area 810. By being inclined with respect to the region 810, compared with the case of the semiconductor device 200, the path 11b along which the tip of the capillary 2 moves when wiring the wire 3b moves vertically upward relative to the wire 3a. As a result, assuming that the capillary 2 moves in the same manner, the distance 12 between the path 11b in which the tip of the capillary 2 moves and the wired wire 3a when manufacturing the semiconductor device 40 is the same as that of the capillary when manufacturing the semiconductor device 200. 2 is wider than the distance 120 (see FIG. 34) between the path 11b along which the tip of the wire 3 moves and the wire 3a already wired.

このように、半導体装置40では、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和される。ワイヤ3aによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和されることで、半導体素子6の上面のワイヤ3aが接合される箇所6aとワイヤ3bが接合される箇所6bを近くすることができ、また、半導体素子6を縮小できる。 As described above, in the semiconductor device 40, restrictions on the movable area of the wire bonding device 101 due to the wired wires 3a are relaxed. By relaxing the restrictions on the movable area of the wire bonding apparatus 101 by the wires 3a, it is possible to make the portion 6a to which the wire 3a is bonded and the portion 6b to which the wire 3b are bonded on the upper surface of the semiconductor element 6 closer to each other. , the semiconductor element 6 can be reduced.

例えば、半導体素子6を縮小して、図6に示される状況でワイヤ3bのワイヤボンドを行うことができる。図6に示される状況では、半導体素子6の上面へのワイヤ3bの接合の後、リバース動作によりキャピラリー2が面内方向に関して箇所6bよりも箇所6a側への移動をした際に、面内方向に関して同じ位置でのキャピラリー2とワイヤ3aとの搭載領域810からの高さの差12bが、半導体素子6の上面の箇所6aと箇所6bとの搭載領域810からの高さの差hよりも小さくなる。このような場合には、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることで、キャピラリー2とワイヤ3aとの接触が避けられていることになる。面内方向に関して同じ位置でのキャピラリー2とワイヤ3aとの搭載領域810からの高さの差12bは、面内方向に関して同じ位置でのキャピラリー2の先端とワイヤ3aの間の高さの差に限られず、面内方向に関して同じ位置でのキャピラリー2の側面とワイヤ3aの間の高さの差であってもよい。また、ステップS5で接続するワイヤ3bとワイヤ3aとの接触に関しても、同様のことがいえる。つまり、ワイヤ3bを配線する際、面内方向に関して同じ位置でのワイヤ3bとワイヤ3aとの搭載領域810からの高さの差が、半導体素子6の上面の箇所6aと箇所6bとの搭載領域810からの高さの差hよりも小さくなった場合には、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることで、ワイヤ3bとワイヤ3aとの接触が避けられていることになる。図6において破線812は搭載領域810に平行な線である。 For example, the semiconductor device 6 can be scaled down to wirebond wires 3b in the situation shown in FIG. In the situation shown in FIG. 6, after the wire 3b is bonded to the upper surface of the semiconductor element 6, when the capillary 2 moves in the in-plane direction toward the point 6a rather than the point 6b due to the reverse operation, the in-plane direction The difference 12b in height between the capillary 2 and the wire 3a from the mounting region 810 at the same position with respect to Become. In such a case, since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting area 810, contact between the capillary 2 and the wire 3a is avoided. The difference 12b in height from the mounting region 810 between the capillary 2 and the wire 3a at the same position in the in-plane direction corresponds to the difference in height between the tip of the capillary 2 and the wire 3a at the same position in the in-plane direction. It is not limited, and may be the height difference between the side surface of the capillary 2 and the wire 3a at the same position in the in-plane direction. The same applies to the contact between the wire 3b and the wire 3a that are connected in step S5. That is, when wiring the wire 3b, the height difference from the mounting region 810 between the wire 3b and the wire 3a at the same position in the in-plane direction is the mounting region between the portion 6a and the portion 6b on the upper surface of the semiconductor element 6. When the height difference h from 810 is smaller than the height difference h, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting area 810, thereby avoiding contact between the wires 3b and 3a. . A dashed line 812 in FIG. 6 is a line parallel to the mounting area 810 .

<A-3.変形例>
ワイヤ3aとワイヤ3bの形状は台形形状に限られず、例えば三角形状であってもよい。ワイヤを三角形状に成形する際にも、リバース動作が行われる。半導体素子6が搭載領域810に対し傾斜していることで、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和される。例えば、当該リバース動作時におけるワイヤ3aとキャピラリー2の接触が抑制される。
<A-3. Variation>
The shape of the wire 3a and the wire 3b is not limited to a trapezoidal shape, and may be, for example, a triangular shape. A reverse operation is also performed when forming the wire into a triangular shape. Since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting area 810, restrictions on the movable area of the wire bonding apparatus 101 by the wired wires 3a are relaxed. For example, contact between the wire 3a and the capillary 2 is suppressed during the reverse operation.

ワイヤ3bのワイヤボンドの後にワイヤ3aのワイヤボンドを行う場合には、半導体素子6が、搭載領域810に対し、ワイヤ3aが接合されている箇所6aがワイヤ3bが接合されている箇所6bよりも高くなるように傾斜している構成であれば、ワイヤ3aの配線時のワイヤ3bによるワイヤボンド装置101の可動領域の制限が緩和される。 When the wire 3a is wire-bonded after the wire 3b is wire-bonded, the semiconductor element 6 is attached to the mounting region 810 so that the portion 6a to which the wire 3a is bonded is larger than the portion 6b to which the wire 3b is bonded. With a configuration that is inclined so as to be higher, restrictions on the movable area of the wire bonding apparatus 101 by the wires 3b during wiring of the wires 3a are alleviated.

<B.実施の形態2>
ここでは、半導体装置40の製造方法について、実施の形態1とは別の形態を説明する。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、実施の形態1の半導体装置の製造方法と比べると、ステップS2の詳細が異なる。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、その他の点では実施の形態1の半導体装置の製造方法と同様である。以下ではステップS2以外については説明を省略する。
<B. Embodiment 2>
Here, a method for manufacturing the semiconductor device 40, which is different from the first embodiment, will be described. The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment differs from the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment in details of step S2. The method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment is the same as the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in other respects. Below, description is abbreviate|omitted except step S2.

図26は本実施の形態の半導体装置の製造方法におけるステップS2の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 26 is a flow chart showing details of step S2 in the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.

まず、ステップS221において、ダイパッド81上に半導体素子6用の接合材7を配置する。接合材7は、例えば、ダイパッド81上に塗布されることで、ダイパッド81上に配置される。ダイパッド81上に配置される接合材7の厚さは、例えば面内の位置によらず一定である。 First, in step S<b>221 , the bonding material 7 for the semiconductor element 6 is placed on the die pad 81 . The bonding material 7 is arranged on the die pad 81 by being applied on the die pad 81, for example. The thickness of the bonding material 7 placed on the die pad 81 is constant, for example, regardless of the in-plane position.

次に、ステップS222では、ダイパッド82上に半導体素子13用の接合材7を配置する。接合材7は、例えば、ダイパッド82上に塗布されることで、ダイパッド82上に配置される。 Next, in step S222, the bonding material 7 for the semiconductor element 13 is arranged on the die pad 82. As shown in FIG. The bonding material 7 is arranged on the die pad 82 by being applied on the die pad 82, for example.

次に、ステップS223では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子6をダイパッド81上に塗布された接合材7上に配置する。ステップS223では、図7に示されるように、ピックアップコレット15を傾けることで、半導体素子6が搭載領域810に対し傾いた状態で半導体素子6を運搬する。半導体素子6が搭載領域810に対し傾いた状態で半導体素子6をダイパッド81上に配置された接合材7に押し付ける。これにより、図8に示されるように、半導体素子6は、搭載領域810に対し傾斜を有する状態で、接合材7上に配置される。また、半導体素子6が接合材7に押し付けられることで、接合材7は、搭載領域810と、搭載領域810に対し傾斜している半導体素子6とのそれぞれに密着する。 Next, in step S223, the pick-up collet 15 is used to arrange the semiconductor element 6 on the bonding material 7 applied on the die pad 81. As shown in FIG. In step S223, as shown in FIG. 7, by tilting the pick-up collet 15, the semiconductor chip 6 is transported in a state in which the semiconductor chip 6 is tilted with respect to the mounting area 810. FIG. The semiconductor element 6 is pressed against the bonding material 7 placed on the die pad 81 while the semiconductor element 6 is tilted with respect to the mounting area 810 . Thereby, as shown in FIG. 8 , the semiconductor element 6 is arranged on the bonding material 7 while being inclined with respect to the mounting area 810 . Also, by pressing the semiconductor element 6 against the bonding material 7 , the bonding material 7 adheres to the mounting region 810 and the semiconductor element 6 inclined with respect to the mounting region 810 .

次に、ステップS224では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子13aおよび半導体素子13bそれぞれをダイパッド82上に塗布された接合材7上に配置する。 Next, in step S224, the pickup collet 15 is used to arrange the semiconductor element 13a and the semiconductor element 13b on the bonding material 7 applied on the die pad 82 respectively.

次に、ステップS225では、接合材7を加熱することにより接合材7を硬化させる。これにより、ダイパッド81と半導体素子6とが接合され、およびダイパッド82と半導体素子13とが接合される。 Next, in step S225, the bonding material 7 is cured by heating. As a result, the die pad 81 and the semiconductor element 6 are bonded together, and the die pad 82 and the semiconductor element 13 are bonded together.

以上の工程を経て、半導体素子6は、搭載領域810に対し傾斜している状態で、ダイパッド81上に搭載される。 Through the above steps, the semiconductor element 6 is mounted on the die pad 81 while being inclined with respect to the mounting area 810 .

本実施の形態においても、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、ステップS5において、実施の形態1で説明したものと同様の効果が得られる。例えば、ワイヤ3bが接合されている箇所6bがワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置の可動領域の制限が緩和され、半導体装置40の小型化が容易となる。 Also in this embodiment, since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained in step S5. For example, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. Restrictions on the movable area of the wire bonding device by the wires 3a are eased, and the size reduction of the semiconductor device 40 is facilitated.

<C.実施の形態3>
図9は実施の形態3の半導体装置(以下、半導体装置40cと呼ぶ)のうち、ダイパッド81と半導体素子6とが接合されている部分の近傍を抜き出して示した図である。半導体装置40cは、搭載領域810に溝16と突起17とを有する他は、半導体装置40と同様である。例えば、半導体装置40cにおいて、半導体素子6は、ワイヤ3bが接合されている箇所6bが、ワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように、搭載領域810に対し傾斜している。
<C. Embodiment 3>
FIG. 9 is a diagram showing the vicinity of the portion where the die pad 81 and the semiconductor element 6 are bonded in the semiconductor device (hereinafter referred to as a semiconductor device 40c) according to the third embodiment. The semiconductor device 40c is the same as the semiconductor device 40 except that the mounting region 810 has the grooves 16 and the protrusions 17 . For example, in the semiconductor device 40c, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. there is

半導体装置40cにおいて、リードフレーム8の上面には溝16が設けられている。 In the semiconductor device 40c, a groove 16 is provided on the upper surface of the lead frame 8. As shown in FIG.

リードフレーム8は、溝16の縁に突起17を有する。突起17は、リードフレーム8に溝16を形成する際にリードフレーム8の一部が溝16の部分から排斥されて形成されたものである、溝16は複数あってもよい。溝16の数は、例えば、半導体装置40cにおける半導体素子6の傾斜の角度が好ましいものになるように、調整される。突起17は、搭載領域810のうち、半導体素子6が搭載領域810から高い側に位置する。 The lead frame 8 has protrusions 17 on the edges of the grooves 16 . The protrusion 17 is formed by excluding a portion of the lead frame 8 from the portion of the groove 16 when forming the groove 16 in the lead frame 8. A plurality of grooves 16 may be provided. The number of grooves 16 is adjusted, for example, so that the tilt angle of the semiconductor element 6 in the semiconductor device 40c is preferable. The projection 17 is located on the higher side of the mounting region 810 than the semiconductor element 6 is.

本実施の形態の半導体装置の製造方法は、実施の形態1の半導体装置の製造方法と比べると、ステップS2の詳細が異なる。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、その他の点では実施の形態1の半導体装置の製造方法と同様である。 The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment differs from the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment in details of step S2. The method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment is the same as the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in other respects.

図27は本実施の形態の半導体装置の製造方法におけるステップS2の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 27 is a flow chart showing the details of step S2 in the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.

本実施の形態では、ステップS2は、ステップS231からステップS236の工程を有する。 In this embodiment, step S2 includes steps S231 to S236.

ステップS231において、リードフレーム8のダイパッド81上に溝16を形成する。溝16を形成する加工により、当該溝の部分から排斥されたリードフレーム8の一部分がダイパッド81の上面の突起17となる。 At step S231, a groove 16 is formed on the die pad 81 of the lead frame 8. As shown in FIG. A portion of the lead frame 8 excluded from the groove portion by the processing for forming the groove 16 becomes the protrusion 17 on the upper surface of the die pad 81 .

次に、ステップS232において、ダイパッド81上に半導体素子6用の接合材7を配置する。接合材7は、ダイパッド81上面の突起17が形成されている部分を含む領域上に配置される。接合材7は、例えば、ダイパッド81上に塗布されることで、ダイパッド81上に配置される。 Next, in step S232, the bonding material 7 for the semiconductor element 6 is arranged on the die pad 81. As shown in FIG. The bonding material 7 is arranged on a region including a portion of the upper surface of the die pad 81 where the projections 17 are formed. The bonding material 7 is arranged on the die pad 81 by being applied on the die pad 81, for example.

次に、ステップS233では、ダイパッド82上に半導体素子13用の接合材7を配置する。接合材7は、例えば、ダイパッド82上に塗布されることで、ダイパッド82上に配置される。 Next, in step S233, the bonding material 7 for the semiconductor element 13 is arranged on the die pad 82. As shown in FIG. The bonding material 7 is arranged on the die pad 82 by being applied on the die pad 82, for example.

次に、ステップS234では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子6をダイパッド81上に塗布された接合材7上に配置する。半導体素子6は突起17と平面視で重なる位置に配置される。半導体素子6は接合材7を介して突起17により支えられることで、搭載領域810に対して傾斜した状態で接合材7上に配置される。 Next, in step S234, the pick-up collet 15 is used to arrange the semiconductor element 6 on the bonding material 7 applied on the die pad 81. As shown in FIG. The semiconductor element 6 is arranged at a position overlapping the protrusion 17 in plan view. The semiconductor element 6 is supported by the projections 17 via the bonding material 7 , so that the semiconductor element 6 is arranged on the bonding material 7 in an inclined state with respect to the mounting area 810 .

次に、ステップS235では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子13をダイパッド82上に塗布された接合材7上に配置する。 Next, in step S235, the pick-up collet 15 is used to place the semiconductor element 13 on the bonding material 7 applied on the die pad 82. As shown in FIG.

次に、ステップS236では、接合材7を加熱することにより接合材7を硬化させる。これにより、ダイパッド81と半導体素子6と、およびダイパッド82と半導体素子13とが接合される。 Next, in step S236, the bonding material 7 is cured by heating. As a result, the die pad 81 and the semiconductor element 6 and the die pad 82 and the semiconductor element 13 are bonded.

以上の工程を経て、半導体素子6は、搭載領域810に対し傾斜している状態で、ダイパッド81上に搭載される。 Through the above steps, the semiconductor element 6 is mounted on the die pad 81 while being inclined with respect to the mounting area 810 .

本実施の形態においても、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、ステップS5において、実施の形態1で説明したものと同様の効果が得られる。例えば、ワイヤ3bが接合されている箇所6bがワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置の可動領域の制限が緩和され、半導体装置40cの小型化が容易となる。 Also in this embodiment, since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained in step S5. For example, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. Restrictions on the movable area of the wire bonding device by the wires 3a are eased, facilitating miniaturization of the semiconductor device 40c.

<D.実施の形態4>
図10は実施の形態4の半導体装置(以下、半導体装置40dと呼ぶ)のうち、ダイパッド81と半導体素子6とが接合されている部分の近傍抜き出して示した図である。半導体装置40dは、ダイパッド81の搭載領域810に突起19を有し、搭載領域810の裏側に窪み18を有する。半導体装置40dはその他の点では半導体装置40と同様である。例えば、半導体装置40dにおいて、半導体素子6は、ワイヤ3bが接合されている箇所6bが、ワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように、搭載領域810に対し傾斜している。
<D. Embodiment 4>
FIG. 10 is a diagram showing the vicinity of the portion where the die pad 81 and the semiconductor element 6 are bonded in the semiconductor device (hereinafter referred to as a semiconductor device 40d) of the fourth embodiment. The semiconductor device 40 d has a protrusion 19 in the mounting area 810 of the die pad 81 and a depression 18 on the back side of the mounting area 810 . Semiconductor device 40d is similar to semiconductor device 40 in other respects. For example, in the semiconductor device 40d, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. there is

半導体装置40dにおいて、リードフレーム8の上面には突起19が設けられている。半導体装置40dにおいて、リードフレーム8の下面のうち突起19と対向する位置に窪み18が設けられている。突起19は、搭載領域810のうち、半導体素子6が搭載領域810から高い側に位置する。 A protrusion 19 is provided on the top surface of the lead frame 8 in the semiconductor device 40d. In the semiconductor device 40 d , a recess 18 is provided on the lower surface of the lead frame 8 at a position facing the protrusion 19 . The projection 19 is located on the higher side of the mounting region 810 than the semiconductor element 6 is.

本実施の形態の半導体装置の製造方法は、実施の形態1の半導体装置の製造方法と比べると、ステップS2の詳細が異なる。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、その他の点では実施の形態1の半導体装置の製造方法と同様である。 The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment differs from the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment in details of step S2. The method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment is the same as the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in other respects.

図28は本実施の形態の半導体装置の製造方法におけるステップS2の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 28 is a flow chart showing the details of step S2 in the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.

本実施の形態では、ステップS2は、ステップS241からステップS246の工程を有する。 In this embodiment, step S2 includes steps S241 to S246.

ステップS241において、リードフレーム8の下面よりプレス加工を行い、窪み18を形成する。当該プレス加工により押し出されたリードフレーム8の一部分がダイパッド81の上面の突起19となる。 In step S241, the lower surface of the lead frame 8 is pressed to form the depression 18. As shown in FIG. A portion of the lead frame 8 extruded by the press working becomes the protrusion 19 on the upper surface of the die pad 81 .

次に、ステップS242において、ダイパッド81上に半導体素子6用の接合材7を配置する。接合材7は、ダイパッド81上面の突起19が形成されている部分を含む領域上に配置される。接合材7は、例えば、ダイパッド81上に塗布されることで、ダイパッド81上に配置される。 Next, in step S242, the bonding material 7 for the semiconductor element 6 is arranged on the die pad 81. As shown in FIG. The bonding material 7 is arranged on a region including a portion of the upper surface of the die pad 81 where the projections 19 are formed. The bonding material 7 is arranged on the die pad 81 by being applied on the die pad 81, for example.

次に、ステップS243では、ダイパッド82上に半導体素子13用の接合材7を配置する。接合材7は、例えば、ダイパッド82上に塗布されることで、ダイパッド82上に配置される。 Next, in step S243, the bonding material 7 for the semiconductor element 13 is arranged on the die pad 82. As shown in FIG. The bonding material 7 is arranged on the die pad 82 by being applied on the die pad 82, for example.

次に、ステップS244では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子6をダイパッド81上に塗布された接合材7上に配置する。半導体素子6は突起19と平面視で重なる位置に配置される。半導体素子6は接合材7を介して突起19により支えられることで、搭載領域810に対して傾斜した状態で接合材7上に配置される。 Next, in step S244, the pick-up collet 15 is used to place the semiconductor element 6 on the bonding material 7 applied on the die pad 81. As shown in FIG. The semiconductor element 6 is arranged at a position overlapping the protrusion 19 in plan view. The semiconductor element 6 is supported by the protrusions 19 via the bonding material 7 , so that the semiconductor element 6 is arranged on the bonding material 7 in an inclined state with respect to the mounting area 810 .

次に、ステップS245では、ピックアップコレット15を用いて、半導体素子13をダイパッド82上に塗布された接合材7上に配置する。 Next, in step S245, the pick-up collet 15 is used to arrange the semiconductor element 13 on the bonding material 7 applied on the die pad 82. As shown in FIG.

次に、ステップS246では、接合材7を加熱することにより接合材7を硬化させる。これにより、ダイパッド81と半導体素子6と、およびダイパッド82と半導体素子13とが接合される。 Next, in step S246, the bonding material 7 is cured by heating. As a result, the die pad 81 and the semiconductor element 6 and the die pad 82 and the semiconductor element 13 are bonded.

以上の工程を経て、半導体素子6は、搭載領域810に対し傾斜している状態で、ダイパッド81上に搭載される。 Through the above steps, the semiconductor element 6 is mounted on the die pad 81 while being inclined with respect to the mounting area 810 .

本実施の形態においても、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、ステップS5において、実施の形態1で説明したものと同様の効果が得られる。例えば、ワイヤ3bが接合されている箇所6bがワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置の可動領域の制限が緩和され、半導体装置40dの小型化が容易となる。 Also in this embodiment, since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained in step S5. For example, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. Restrictions on the movable area of the wire bonding device by the wires 3a are eased, facilitating miniaturization of the semiconductor device 40d.

<E.実施の形態5>
図12は実施の形態5の半導体装置(以下、半導体装置40eと呼ぶ)のうち、ダイパッド81と半導体素子6とが接合されている部分の近傍を抜き出して示した図である。
<E. Embodiment 5>
FIG. 12 is a diagram showing the vicinity of the portion where the die pad 81 and the semiconductor element 6 are bonded in the semiconductor device (hereinafter referred to as a semiconductor device 40e) of the fifth embodiment.

半導体装置40eにおいては、リードフレーム8の上面の、半導体素子6が搭載される搭載領域810の近傍に、溝20が設けられている。また、溝20の中に、ダイパッド81と半導体素子6とを接合している接合材7の一部が入っている。半導体装置40eはその他の点では半導体装置40と同様である。例えば、半導体装置40eにおいて、半導体素子6は、ワイヤ3bが接合されている箇所6bが、ワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように、搭載領域810に対し傾斜している。 In the semiconductor device 40e, the groove 20 is provided on the top surface of the lead frame 8 near the mounting region 810 where the semiconductor element 6 is mounted. Also, part of the bonding material 7 that bonds the die pad 81 and the semiconductor element 6 is contained in the groove 20 . Semiconductor device 40e is similar to semiconductor device 40 in other respects. For example, in the semiconductor device 40e, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 such that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. there is

溝20は、面内方向において半導体素子6よりも半導体素子6が高い方から低い方に向う側に位置する。溝20は平面視において一部が半導体素子6と重なっていてもよい。溝20は例えば半導体素子6の辺であって半導体素子6が低くなっている側の辺に沿って延在している。 The groove 20 is located on the side of the semiconductor element 6 that extends from the higher side to the lower side of the semiconductor element 6 in the in-plane direction. A portion of the groove 20 may overlap the semiconductor element 6 in plan view. The groove 20 extends, for example, along a side of the semiconductor element 6 on which the semiconductor element 6 is lowered.

本実施の形態の半導体装置の製造方法は、実施の形態1の半導体装置の製造方法と比べると、ステップS2の詳細が異なる。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、その他の点では実施の形態1の半導体装置の製造方法と同様である。以下ではステップS2についてのみ説明する。 The semiconductor device manufacturing method of the present embodiment differs from the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment in details of step S2. The method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment is the same as the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment in other respects. Only step S2 will be described below.

図29は本実施の形態の半導体装置の製造方法におけるステップS2の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 29 is a flow chart showing the details of step S2 in the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.

本実施の形態では、ステップS2は、ステップS251からステップS256の工程を有する。 In this embodiment, step S2 includes steps S251 to S256.

ステップS251において、ダイパッド81の上面の半導体素子6の搭載領域810の近傍に溝20を設ける。 In step S251, a groove 20 is formed on the upper surface of the die pad 81 near the mounting region 810 for the semiconductor element 6. As shown in FIG.

ステップS252は、実施の形態2のステップS221と同様である。ステップS252を行った後の状態は図11に示されている。 Step S252 is the same as step S221 of the second embodiment. The state after performing step S252 is shown in FIG.

ステップS253は、実施の形態2のステップS222と同様である。 Step S253 is the same as step S222 of the second embodiment.

ステップS254は、実施の形態2のステップS223と同様である。 Step S254 is the same as step S223 of the second embodiment.

ステップS255は、実施の形態2のステップS224と同様である。 Step S255 is the same as step S224 in the second embodiment.

ステップS256は、実施の形態2のステップS225と同様である。 Step S256 is the same as step S225 of the second embodiment.

つまり、本実施の形態のステップS2では、ステップS251を行った後、実施の形態2のステップS2を行う。これにより、半導体素子6は、半導体素子6の上面のワイヤ3aが接合される箇所6aが半導体素子6の上面のワイヤ3bが接合される箇所6bよりも低くなるように搭載領域810に対し傾斜した状態でダイパッド81上に搭載される。 That is, in step S2 of the present embodiment, step S251 is performed, and then step S2 of the second embodiment is performed. As a result, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6a on the upper surface of the semiconductor element 6 where the wires 3a are bonded is lower than the portion 6b where the wires 3b are bonded on the upper surface of the semiconductor element 6. mounted on the die pad 81 in this state.

ステップS251の後、実施の形態2のステップS2を行うのではなく、実施の形態1、3、または4のステップS2を行ってもよい。例えば、ワイヤ3bが接合されている箇所6bがワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置の可動領域の制限が緩和され、半導体装置40の小型化が容易となる。 After step S251, step S2 of the first, third, or fourth embodiment may be performed instead of performing step S2 of the second embodiment. For example, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. Restrictions on the movable area of the wire bonding device by the wires 3a are eased, and the size reduction of the semiconductor device 40 is facilitated.

本実施の形態においても、半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、ステップS5において、実施の形態1で説明したものと同様の効果が得られる。例えば、ワイヤ3bが接合されている箇所6bがワイヤ3aが接合されている箇所6aより搭載領域810から高くなるように半導体素子6が搭載領域810に対して傾斜していることにより、配線済みのワイヤ3aによるワイヤボンド装置の可動領域の制限が緩和され、半導体装置40の小型化が容易となる。 Also in this embodiment, since the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained in step S5. For example, the semiconductor element 6 is inclined with respect to the mounting region 810 so that the portion 6b to which the wire 3b is bonded is higher than the portion 6a to which the wire 3a is bonded. Restrictions on the movable area of the wire bonding device by the wires 3a are eased, and the size reduction of the semiconductor device 40 is facilitated.

実施の形態1から4においてはいずれも、半導体素子6を傾けて配置することで接合材7が流動的に変形する。その際、半導体素子6の直下から排斥された接合材7は半導体素子6の側面を這い上がる場合がある。接合材7は、半導体素子6の側面のうち半導体素子6が低くなっている側の側面をより這い上がりやすい。 In any of Embodiments 1 to 4, the bonding material 7 is fluidly deformed by arranging the semiconductor element 6 obliquely. At that time, the bonding material 7 ejected from directly under the semiconductor element 6 may crawl up the side surface of the semiconductor element 6 . Of the side surfaces of the semiconductor element 6, the bonding material 7 tends to crawl up the side surface on which the semiconductor element 6 is lower.

本実施の形態では、半導体素子6の直下から排斥された接合材7を溝20で受けることができ、接合材7が半導体素子6の側面を這い上がることを抑制することができる。 In the present embodiment, the groove 20 can receive the bonding material 7 ejected from directly below the semiconductor element 6 , thereby suppressing the bonding material 7 from crawling up the side surface of the semiconductor element 6 .

溝20の位置、深さ、長さ、幅は、半導体素子6とダイパッド81とを接合する接合材7の種類、量に応じて調整されてよい。溝20の数は1つに限定されない。接合材7が半導体素子6の側面を這い上がることをより抑制できるように溝20を複数設けてもよい。 The position, depth, length, and width of groove 20 may be adjusted according to the type and amount of bonding material 7 that bonds semiconductor element 6 and die pad 81 . The number of grooves 20 is not limited to one. A plurality of grooves 20 may be provided so as to further suppress the bonding material 7 from crawling up the side surface of the semiconductor element 6 .

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In addition, it is possible to combine each embodiment freely, and to modify|transform and abbreviate|omit each embodiment suitably.

1 USホーン、2 キャピラリー、3,3a,3b,3c ワイヤ、5 スパークロッド、6,13,13a,13b 半導体素子、7 接合材、8 リードフレーム、15 ピックアップコレット、16,20 溝、17,19 突起、18 窪み、22 放熱板、23 絶縁基板、40,40c,40d,40e,200 半導体装置、80a,80b,80c リード端子、81,82 ダイパッド、101 ワイヤボンド装置、800 枠、810 搭載領域。 1 US horn, 2 capillary, 3, 3a, 3b, 3c wire, 5 spark rod, 6, 13, 13a, 13b semiconductor element, 7 joining material, 8 lead frame, 15 pickup collet, 16, 20 groove, 17, 19 Projection 18 Recess 22 Heatsink 23 Insulating substrate 40, 40c, 40d, 40e, 200 Semiconductor device 80a, 80b, 80c Lead terminal 81, 82 Die pad 101 Wire bonding device 800 Frame 810 Mounting area.

Claims (18)

リードフレームと、
半導体素子と、
を備え、
前記半導体素子は前記リードフレーム上に搭載されており、
前記半導体素子は前記リードフレームの上面のうち前記半導体素子が搭載されている領域である搭載領域に対し傾斜しており、
前記半導体素子の上面の第1の箇所に第1のワイヤが接合されており、
前記半導体素子の上面の第2の箇所に第2のワイヤが接合されており、
前記第2の箇所は前記第1の箇所よりも前記搭載領域から高い、
半導体装置。
a lead frame;
a semiconductor element;
with
The semiconductor element is mounted on the lead frame,
the semiconductor element is inclined with respect to a mounting area, which is an area on which the semiconductor element is mounted, on the upper surface of the lead frame;
A first wire is bonded to a first portion of the upper surface of the semiconductor element,
A second wire is bonded to a second portion of the upper surface of the semiconductor element,
the second location is higher from the mounting area than the first location;
semiconductor equipment.
請求項1に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子の平面形状は、少なくとも一方向の幅が3.5mm以下の形状である、
半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The planar shape of the semiconductor element has a width of 3.5 mm or less in at least one direction,
semiconductor device.
請求項1または2に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子の平面形状は短辺の長さが3.5mmで長辺の長さが7mmの矩形に内包される形状であり、
前記半導体素子の厚さは0.5mm以下である、
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The planar shape of the semiconductor element is a shape included in a rectangle having a short side length of 3.5 mm and a long side length of 7 mm,
The semiconductor element has a thickness of 0.5 mm or less.
semiconductor device.
請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第1のワイヤは第1の箇所にボールボンディングにより接合されており、
前記第2のワイヤは第2の箇所にボールボンディングにより接合されている、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The first wire is bonded to the first location by ball bonding,
the second wire is bonded to the second location by ball bonding;
semiconductor device.
請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第1の箇所と前記第2の箇所との距離は500μm以下である、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
The distance between the first location and the second location is 500 μm or less,
semiconductor device.
請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第2のワイヤは、面内方向に関して前記第2の箇所から前記第1の箇所とは逆側に向けて延在している、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The second wire extends from the second location toward the side opposite to the first location with respect to the in-plane direction,
semiconductor device.
請求項1から6のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記リードフレームはリード端子を備え、
前記第1のワイヤは前記リード端子と接合されており、
前記搭載領域に対する前記半導体素子の前記傾斜は、前記リード端子に近い側において、前記リード端子から遠い側におけるよりも、前記半導体素子が前記搭載領域から低いというものである、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
The lead frame has lead terminals,
The first wire is joined to the lead terminal,
the tilt of the semiconductor element relative to the mounting area is such that the semiconductor element is lower from the mounting area on a side closer to the lead terminals than on a side farther from the lead terminals;
semiconductor device.
請求項1から7のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記搭載領域に対する前記半導体素子の前記傾斜の角度は8度以上14度以下である、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7,
The inclination angle of the semiconductor element with respect to the mounting region is 8 degrees or more and 14 degrees or less.
semiconductor device.
請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記リードフレームは上面に突起を有し、
前記半導体素子は前記突起と平面視で重なる位置に搭載されている、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
The lead frame has a protrusion on its upper surface,
The semiconductor element is mounted at a position overlapping the protrusion in a plan view,
semiconductor device.
請求項9に記載の半導体装置であって、
前記リードフレームの上面に溝が設けられており、前記突起は前記溝の縁に位置し、
前記突起は前記リードフレームに前記溝を形成する際に前記リードフレームの一部が前記溝の部分から排斥されて形成されたものである、
半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9,
a groove is provided on the upper surface of the lead frame, and the protrusion is positioned at the edge of the groove;
The protrusion is formed by removing a part of the lead frame from the groove when forming the groove in the lead frame,
semiconductor device.
請求項9に記載の半導体装置であって、
前記リードフレームの下面のうち前記突起と対向する位置に窪みが設けられている、
半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9,
A recess is provided at a position facing the protrusion on the lower surface of the lead frame,
semiconductor device.
請求項1から11のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子と前記リードフレームとを接合している接合材を更に備え、
前記リードフレームの上面に溝が設けられており、
前記溝は面内方向において前記半導体素子よりも前記半導体素子が高い方から低い方に向う側に位置し、
前記半導体素子と前記リードフレームとを接合している前記接合材の一部が前記溝の中に入っている、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 11,
further comprising a bonding material that bonds the semiconductor element and the lead frame;
A groove is provided on the upper surface of the lead frame,
the groove is located on the side of the semiconductor element in the in-plane direction from the higher side to the lower side of the semiconductor element;
part of the bonding material bonding the semiconductor element and the lead frame is in the groove;
semiconductor device.
請求項1から12のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子はIC素子である、
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12,
The semiconductor device is an IC device,
semiconductor device.
請求項1から13のいずれか1項に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記リードフレームと前記半導体素子とを準備し、
前記半導体素子が前記リードフレームの前記搭載領域に対して前記傾斜をするように前記半導体素子を前記リードフレームの前記搭載領域上に接合し、
前記第1のワイヤを前記半導体素子の上面の前記第1の箇所へ接合した後に、前記第2のワイヤを前記半導体素子の上面の前記第2の箇所へ接合する、
半導体装置の製造方法。
A semiconductor device manufacturing method for manufacturing the semiconductor device according to any one of claims 1 to 13,
preparing the lead frame and the semiconductor element;
bonding the semiconductor element onto the mounting area of the lead frame so that the semiconductor element is inclined with respect to the mounting area of the lead frame;
After bonding the first wire to the first location on the top surface of the semiconductor device, bonding the second wire to the second location on the top surface of the semiconductor device;
A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項14に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体素子の上面への前記第2のワイヤの前記接合を前記第2のワイヤの一端でキャピラリーを用いて行った後、前記キャピラリーを面内方向に関して前記第2の箇所よりも前記第1の箇所側に移動させる、
半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
After the bonding of the second wire to the upper surface of the semiconductor element is performed using a capillary at one end of the second wire, the capillary is moved closer to the first point than to the second point in the in-plane direction. move to the side of
A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項14に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体素子の上面への前記第2のワイヤの前記接合を前記第2のワイヤの一端でキャピラリーを用いて行った後、前記キャピラリーを面内方向に関して前記第2の箇所よりも前記第1の箇所側に移動させ、その後、前記半導体装置のうち面内方向に関して前記第2の箇所よりも前記第1の箇所とは逆側の箇所に、前記第2のワイヤのうち前記一端とは別の部分を、前記キャピラリーを用いて接合する、
半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
After the bonding of the second wire to the upper surface of the semiconductor element is performed using a capillary at one end of the second wire, the capillary is moved closer to the first point than to the second point in the in-plane direction. After that, in the semiconductor device, a portion of the second wire different from the one end is attached to a portion of the semiconductor device on the side opposite to the first portion with respect to the in-plane direction of the second portion. joining the parts with the capillary;
A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項15または16に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体素子の上面への前記第2のワイヤの前記一端の前記接合の後、前記キャピラリーの面内方向に関して前記第2の箇所よりも前記第1の箇所側への前記移動をした際に、面内方向に関して同じ位置での前記キャピラリーまたは前記第2のワイヤと前記第1のワイヤとの前記搭載領域からの高さの差が、前記半導体素子の上面の前記第1の箇所と前記第2の箇所との前記搭載領域からの高さの差よりも小さくなる、
半導体装置の製造方法。
17. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15 or 16,
After the bonding of the one end of the second wire to the upper surface of the semiconductor element, when the capillary is moved in the in-plane direction toward the first location rather than the second location, The difference in height from the mounting region between the capillary or the second wire and the first wire at the same position in the in-plane direction is the difference between the first location and the second location on the upper surface of the semiconductor element. is smaller than the difference in height from the mounting area to the location of
A method of manufacturing a semiconductor device.
請求項15から17のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体素子の上面への前記第2のワイヤの前記接合において、前記半導体素子の上面に対する前記キャピラリーの傾斜よりも、前記搭載領域に対する前記キャピラリーの傾斜の方が小さい、
半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 15 to 17,
In the bonding of the second wire to the upper surface of the semiconductor element, the inclination of the capillary with respect to the mounting region is smaller than the inclination of the capillary with respect to the upper surface of the semiconductor element.
A method of manufacturing a semiconductor device.
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