JP2796343B2 - Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2796343B2
JP2796343B2 JP1086841A JP8684189A JP2796343B2 JP 2796343 B2 JP2796343 B2 JP 2796343B2 JP 1086841 A JP1086841 A JP 1086841A JP 8684189 A JP8684189 A JP 8684189A JP 2796343 B2 JP2796343 B2 JP 2796343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
resin
semiconductor device
bonding
lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1086841A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02266541A (en
Inventor
進 沖川
道夫 谷本
剛 金田
俊二 小池
宏 渡辺
精 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Microcomputer System Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Microcomputer System Ltd
Priority to JP1086841A priority Critical patent/JP2796343B2/en
Priority to EP19890305884 priority patent/EP0355955A3/en
Priority to KR1019890010463A priority patent/KR900002454A/en
Publication of JPH02266541A publication Critical patent/JPH02266541A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2796343B2 publication Critical patent/JP2796343B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/0212Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers
    • H01L2224/02122Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/02163Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body on the bonding area
    • H01L2224/02165Reinforcing structures
    • H01L2224/02166Collar structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05552Shape in top view
    • H01L2224/05554Shape in top view being square
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554Coating
    • H01L2224/4556Disposition, e.g. coating on a part of the core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554Coating
    • H01L2224/45565Single coating layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554Coating
    • H01L2224/4557Plural coating layers
    • H01L2224/45572Two-layer stack coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554Coating
    • H01L2224/45599Material
    • H01L2224/4569Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/4847Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49171Fan-out arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301Capillary
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7865Means for transporting the components to be connected
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053Bonding environment
    • H01L2224/85054Composition of the atmosphere
    • H01L2224/85075Composition of the atmosphere being inert
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/851Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector the connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85203Thermocompression bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015Shape
    • H01L2924/1016Shape being a cuboid
    • H01L2924/10161Shape being a cuboid with a rectangular active surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Abstract

PURPOSE:To prevent tab short-circuit, chip short-circuit or short-circuit between wires due to film damage caused by thermal deterioration of a coating film by a method wherein the coating film of a covered wire is specific heat-resistant polyurethane while an end of the covered wire is connected to an external terminal of a semiconductor chip and the other end is connected to a lead. CONSTITUTION:An insulating coating film 5B of a coating wire 5 comprises heat-resistant urethane wherein polyol component and isocyanate are reacted and a structure unit induced from terephthalic acid is contained in a molecular skeleton. An end of the covered wire 5 is connected to an external terminal 2C of a semiconductor chip 2 and the other end is connected to a lead 3. Since film damage of a coating film comprising heat-resistant polyurethane which is caused by thermal deterioration can be thus prevented, electrical short-circuit problems such as tab short-circuit, chip short-circuit and short-circuit between wires can be prevented..

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造技術、特に、金属線の表面
を絶縁性の被覆膜で被覆した被覆ワイヤにより半導体チ
ップの外部端子とリードとを接続してなる半導体装置の
製造およびそれによって得られる半導体装置に適用して
有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly, to an external terminal and a lead of a semiconductor chip by a coated wire in which the surface of a metal wire is coated with an insulating coating film. And a technology effective when applied to a semiconductor device obtained thereby.

更に、本発明は、高集積・高機能型の半導体チップを
備えた半導体装置の構造、特にワイヤボンディングによ
る結線信頼性の向上に適用して有効な技術に関する。
Further, the present invention relates to a structure of a semiconductor device having a highly integrated and highly functional semiconductor chip, and more particularly to a technology effective when applied to improvement of connection reliability by wire bonding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、半導体装置における半導体チップの外部端子
(ボンディングパッド)とリード(インナーリード)と
の電気的接続には、たとえば金(Au),アルミニウム
(Al)または銅(Cu)などで作られたワイヤが用いられ
る。
Generally, a wire made of, for example, gold (Au), aluminum (Al), or copper (Cu) is used to electrically connect external terminals (bonding pads) of semiconductor chips and leads (inner leads) in a semiconductor device. Used.

この種のワイヤとしては、従来は前記の如き材質の金
属線のみからなる、いわゆる裸ワイヤが用いられている
が、最近では、ワイヤ間ショートなどの防止を目的とし
て、金属線の表面を絶縁膜で被覆した被覆ワイヤを使用
することが考えられている。
Conventionally, as this kind of wire, a so-called bare wire consisting only of a metal wire of the above-mentioned material has been used, but recently, in order to prevent a short circuit between the wires, a surface of the metal wire is coated with an insulating film. It is contemplated to use a coated wire coated with.

このような被覆ワイヤの使用については、たとえば特
開昭57−152137号、同57−162438号、同60−224237号、
同61−194735号、実開昭61−186239号各公報に提案され
ている。
Regarding the use of such a coated wire, for example, JP-A-57-152137, JP-A-57-162438, JP-A-60-224237,
Nos. 61-194735 and 61-186239.

これらの公知技術によれば、被覆ワイヤの被覆絶縁膜
の材料として、ウレタン樹脂またはナイロン樹脂(特開
昭57−152137号公報)、ポリイミド樹脂、ポリウレタン
樹脂またはフッ素系樹脂(特開昭57−162438号公報)、
ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂またはウレタン樹脂
(特開昭60−224237号)、ウレタン樹脂、ポリ塩化ビニ
ル樹脂またはポリイミド樹脂(特開昭61−194735号公
報)、さらには絶縁ワニスであるエナメル、ホルマー
ル、ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂(実開昭
61−186239号公報)を用いることがそれぞれ記載されて
いる。
According to these known techniques, urethane resin or nylon resin (JP-A-57-152137), polyimide resin, polyurethane resin, or fluorine-based resin (JP-A-57-162438) is used as a material of a coating insulating film of a coating wire. No.),
Polyethylene resin, polyimide resin or urethane resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-224237), urethane resin, polyvinyl chloride resin or polyimide resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-194735), and insulating varnishes such as enamel, formal, and polyester Resin or polyurethane resin
No. 61-186239).

更に、この種の技術について記載されている例として
は、日経マグロウヒル社、1984年6月11日発行、「マイ
クロデバイセス(日経エレクトロニクス別冊)」P.82〜
92がある。
Further, as an example describing this type of technology, see Nikkei McGraw-Hill, published on June 11, 1984, “Micro Devices (Nikkei Electronics Separate Volume),” p.
There are 92.

上記文献においては、樹脂モールド型半導体装置にお
けるエポキシ封止剤、すなわち樹脂組成物(以下、単に
「レジン」と称呼する)について詳しく説明されてい
る。
In the above document, an epoxy sealant in a resin mold type semiconductor device, that is, a resin composition (hereinafter, simply referred to as “resin”) is described in detail.

すなわち、高密度実装の要請から半導体装置のパッケ
ージサイズは次第に小形化する傾向にあるが、小形化し
たパッケージ内に、上記の如き高集積化された半導体チ
ップを封止した場合、パッケージ厚およびパッケージ長
は必然的に小さな値となっている。
That is, due to the demand for high-density mounting, the package size of a semiconductor device tends to be gradually reduced. However, when a highly integrated semiconductor chip as described above is sealed in a miniaturized package, the package thickness and package The length is necessarily small.

その結果、パッケージを構成するレジン(樹脂組成
物)と、リードとの熱膨張率の差からクラックを生じ易
い状態となっている。また、クラックを生じなくてもパ
ッケージが小形であるため、導出されたリードを通じて
外部より水分が浸入しやすい状態となっており、これら
が原因となって、半導体チップ上の外部端子の腐食を促
進してしまうことが懸念されている。
As a result, cracks easily occur due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the resin (resin composition) constituting the package and the lead. In addition, since the package is small even without cracks, moisture easily penetrates from the outside through the leads that lead out, which promotes corrosion of external terminals on the semiconductor chip. There is a concern that this will happen.

すなわち、一般的なエポキシ樹脂の熱膨張係数は17×
10-6〜70×10-6/℃と大きく、これに対してリードを構
成するFe−Ni合金の熱膨張係数は約10×10-6程度、42ア
ロイ、コバール等では約6×10-6と小さい。
That is, the thermal expansion coefficient of a general epoxy resin is 17 ×
10 -6 ~70 × 10 -6 / ℃ greatly, thermal expansion coefficient of about 10 × 10 -6 of Fe-Ni alloy constituting the lead contrast, 42 alloy, a kovar about 6 × 10 - 6 and small.

このような熱膨張係数の差異から、パッケージ硬化後
のリードとの接触部分において界面剥離、いわゆるクラ
ックを生じ、半導体装置の耐湿性を低下させる事態が生
じていた。
Due to such a difference in the coefficient of thermal expansion, interface peeling, so-called cracking, occurs at the contact portion with the lead after the package is cured, and the situation that the moisture resistance of the semiconductor device is reduced has occurred.

上記クラックの発生を抑制するために、レジン中に溶
融石英粉等の熱膨張係数の極めて小さい充填剤を配合し
ていた。
In order to suppress the occurrence of the cracks, a filler having an extremely small coefficient of thermal expansion, such as fused silica powder, has been blended into the resin.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、前記した公知技術においては、いずれも次
のような問題点があることを本発明者は見い出した。
However, the present inventor has found that all of the above-mentioned known techniques have the following problems.

すなわち、本発明者らが鋭意研究したところ、前記し
た公知技術に開示されている前記被覆膜の材料のうち、
ポリエステル樹脂は膜の剛性が大き過ぎるためボンディ
ング性が悪く、ボンディング不良を生じるおそれがある
ので、最適ではない。
That is, the present inventors have conducted intensive research and found that among the materials of the coating film disclosed in the above-described known technology,
Polyester resin is not optimal because the rigidity of the film is too large and the bonding property is poor, and there is a possibility that poor bonding may occur.

また、ポリエステル樹脂も含めて、ポリイミド樹脂
(ナイロン樹脂)やフッ素系樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、エナメルは次のような点で十分に
満足できるものではない。すなわち、これらの材料は、
たとえば金属ボールの形成時における加熱温度で分解せ
ずに炭化してしまうので、半導体チップの外部端子への
ワイヤボンディング時に被覆ワイヤに付着した炭化物が
キャピラリに引っ掛かってワイヤの供給を妨害したり、
導電物である炭化物が半導体チップの回路形成面上に落
下してショートを起こす他、リードへのワイヤボンディ
ング時に被覆膜の剥がれ性が悪いためにボンディング性
が悪く、また被覆膜を熱で除去しようとすれば、加熱に
よって炭化し、その炭化物の除去が困難で、ボンディン
グの妨害となるという問題がある。
In addition, including polyester resin, polyimide resin (nylon resin), fluorine resin, polyethylene resin,
Polyvinyl chloride resin and enamel are not sufficiently satisfactory in the following points. That is, these materials
For example, since carbonization occurs without being decomposed at the heating temperature at the time of forming the metal ball, carbide attached to the coated wire at the time of wire bonding to the external terminal of the semiconductor chip is caught by the capillary and hinders the supply of the wire,
Carbide, which is a conductive material, falls on the circuit forming surface of the semiconductor chip to cause a short circuit.In addition, the bonding property is poor due to poor peeling of the coating film during wire bonding to the lead. Attempting to remove it results in carbonization by heating, which makes it difficult to remove the carbide and hinders bonding.

さらに、ポリウレタン(またはウレタン)樹脂やホル
マールは前記した他の材料に比較して総合的に良好な特
性を有しているが、本発明者らの実験によれば、特に耐
熱性の不足に起因する熱劣化の問題が生じることが判明
した。すなわち、半導体装置の実装後の使用において
は、半導体素子の発熱によりワイヤも相当大きい熱衝撃
を受けることになるのである。そのため、被覆ワイヤと
いえども、被覆膜として一般のポリウレタン樹脂やホル
マールを用いた場合、ワイヤがタブタッチ状態、チップ
のシリコン領域へのタッチ状態、さらにはワイヤ間での
タッチ状態を生じたとすると、ポリウレタンやホルマー
ルが熱劣化を起こし、ついには膜破壊によってタブショ
ート、チップショート、さらにはワイヤ間ショートを発
生することが本発明者らの行ったMIL−883Bの温度サイ
クルテストおよび高温放置テストにより確認されたので
ある。
Furthermore, although polyurethane (or urethane) resin and formal have generally better properties than the other materials described above, according to experiments performed by the present inventors, particularly due to insufficient heat resistance, It has been found that a problem of thermal deterioration occurs. That is, when the semiconductor device is used after being mounted, the wires also receive a considerably large thermal shock due to the heat generated by the semiconductor element. Therefore, even if it is a coated wire, if a general polyurethane resin or formal is used as the coating film, if the wire has a tab touch state, a touch state on the silicon region of the chip, and a touch state between the wires, It has been confirmed by the present inventors that the temperature cycle test and high-temperature storage test of MIL-883B conducted by polyurethane and formal cause thermal degradation, and eventually cause tab shorts, chip shorts, and even shorts between wires due to film destruction. It was done.

これについて、前記したいずれの公知技術において
も、ポリウレタン樹脂の被覆膜における熱劣化の問題に
ついて配慮がなされておらず、単にポリウレタン樹脂を
ワイヤの被覆膜の材料として使用しても、半導体素子の
使用条件やMIL−883Bの試験条件に耐えることができな
いため、前記したようなショート不良を生じるという問
題がある。
Regarding this, in any of the above-mentioned known techniques, no consideration has been given to the problem of thermal deterioration in the polyurethane resin coating film. Cannot be used under the conditions of use and the test conditions of MIL-883B, so that there is a problem that short-circuit failure occurs as described above.

上記充填剤の配合量に比例してレジン全体の熱膨張係
数も小さくなるが、これと反比例してレジンの粘性が上
昇するため、樹脂モールド工程において、ワイヤの流れ
(変形)を生じることが見い出された。
Although the coefficient of thermal expansion of the entire resin decreases in proportion to the amount of the filler, the viscosity of the resin increases in inverse proportion thereto, and it is found that the flow (deformation) of the wire occurs in the resin molding process. Was.

すなわち、上記ワイヤ流れにともなって、ワイヤ同士
の接触、ワイヤとタブ、あるいは半導体チップとの接触
を生じ、電気的短絡によって半導体装置としての信頼性
を著しく低下させることとなる。
That is, with the flow of the wires, contact between the wires, contact between the wires and the tab, or between the wires and the semiconductor chip occurs, and the reliability as a semiconductor device is significantly reduced due to an electric short circuit.

そのために、上記従来技術においては、レジン中にお
ける充填剤の含有量を60重量%以下にせざるを得ず、熱
膨張係数をリードの熱膨張係数に近似させることは事実
上困難であった。
Therefore, in the above prior art, the content of the filler in the resin must be reduced to 60% by weight or less, and it is practically difficult to approximate the thermal expansion coefficient to the thermal expansion coefficient of the lead.

また、上記ワイヤがタブあるいは半導体チップに接触
した状態のままパッケージ形成が行われた場合、パッケ
ージの熱膨張にともなう変形によって、ワイヤの断線を
来し、半導体装置の電気的信頼性を低下させる結果とな
っていた。
Further, if the package is formed while the wire is in contact with the tab or the semiconductor chip, the wire is broken due to the deformation accompanying the thermal expansion of the package, and the electrical reliability of the semiconductor device is reduced. Had become.

又、DIP(Dual In−line Package)等の樹脂封止型
半導体装置は半導体チップの外部端子(ボンディングパ
ッド)とのリードのインナーリードとをワイヤで接続し
ている。この樹脂封止型半導体装置は半導体チップ、イ
ンナーリード及びワイヤを樹脂で封止している(レジン
モールド)。樹脂としては例えばエポキシ系樹脂が使用
されている。
Also, DIP (D ual I n- line P ackage) resin-sealed semiconductor device, such as is connected to the lead of the inner leads of the external terminals of the semiconductor chip (bonding pads) with a wire. In this resin-encapsulated semiconductor device, a semiconductor chip, inner leads and wires are sealed with resin (resin molding). As the resin, for example, an epoxy resin is used.

本発明者が開発中の樹脂封止型半導体装置は、先に本
願出願人によって出願された特願昭62−200561号に記載
されるように、ワイヤとして被覆ワイヤを使用してい
る。この被覆ワイヤは金属線の表面に絶縁体を被覆する
ことによって形成されている。被覆ワイヤの金属線は金
(Au),銅(Cu),アルミニウム(Al)等で形成されて
いる。絶縁体はポリウレタン樹脂,ポリイミド樹脂等の
樹脂材料で形成されている。被覆ワイヤはボール&ウエ
ッジボンディング法やウエッジ&ウエッジボンディング
法によってボンディングされている。
The resin-encapsulated semiconductor device being developed by the present inventors uses a coated wire as a wire as described in Japanese Patent Application No. 62-200561 previously filed by the present applicant. The coated wire is formed by coating the surface of a metal wire with an insulator. The metal wire of the coated wire is formed of gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), or the like. The insulator is formed of a resin material such as a polyurethane resin or a polyimide resin. The covered wire is bonded by a ball & wedge bonding method or a wedge & wedge bonding method.

被覆ワイヤを使用する樹脂封止型半導体装置は、隣接
するワイヤ間の接触による短絡、ワイヤと半導体チップ
の端部との接触による短絡、そしてワイヤとタブ端部と
の接触による短絡等を防止し、電気的信頼性を向上でき
る特徴がある。前述の短絡は特に樹脂封止工程で注入さ
れる樹脂の流れによって非常に生じ易い。
A resin-encapsulated semiconductor device using a covered wire prevents short-circuits due to contact between adjacent wires, short-circuits due to contact between wires and ends of semiconductor chips, and short-circuits due to contact between wires and tab ends. In addition, there is a feature that electrical reliability can be improved. The above-mentioned short circuit is particularly likely to occur due to the flow of the resin injected in the resin sealing step.

本発明者は、前述の被覆ワイヤを使用する樹脂封止型
半導体装置の電気的特性検査中に、次のような問題点を
見い出した。
The present inventor has found the following problems during the electrical characteristic inspection of the resin-encapsulated semiconductor device using the above-described covered wire.

前記被覆ワイヤは隣接する他の被覆ワイヤとの間に短
絡がなく又被覆ワイヤと半導体チップ、タブ端部の夫々
との短絡がない。一方、本発明者が開発中の樹脂封止型
半導体装置は、同一のパッケージに異なるサイズ(異な
る機能)の半導体チップを搭載できるように、タブのサ
イズを大きめに構成している。したがって、樹脂封止型
半導体装置は被覆ワイヤとタブの角部或はリードの角部
との接触を許容している。ところが、被覆ワイヤの絶縁
体としてポリウレタン樹脂等の樹脂膜を使用した場合、
金属線と絶縁体との接着性及び絶縁体と封止材としての
樹脂(エポキシ系樹脂)との接着性が共に高い。つま
り、樹脂封止後の温度サイクルで封止材に生じる収縮応
力が被覆ワイヤの金属線の全域に加わり、特に、前述の
各角部に接触する部分の被覆ワイヤに前記応力が集中す
る。このため、被覆ワイヤの絶縁体が破損して金属線と
タブとが短絡したり、又被覆ワイヤが断線し、樹脂封止
型半導体装置の電気的信頼性が低下するという問題があ
った。特に、前述の樹脂封止型半導体装置のリードフレ
ームは打抜きで形成され、タブ、リードの夫々の端面に
バリが発生するので、このバリが被覆ワイヤに接触した
場合に前述の問題が顕著になる。また、この問題は、被
覆ワイヤが半導体チップの角部に接触した場合も同様に
して生じる。
The coated wire has no short circuit between adjacent coated wires and no short circuit between the coated wire and each of the semiconductor chip and the tab end. On the other hand, the resin-encapsulated semiconductor device under development by the present inventors has a large tab size so that semiconductor chips of different sizes (different functions) can be mounted on the same package. Therefore, the resin-encapsulated semiconductor device allows the contact between the covering wire and the corner of the tab or the corner of the lead. However, when a resin film such as a polyurethane resin is used as an insulator of the coated wire,
Both the adhesiveness between the metal wire and the insulator and the adhesiveness between the insulator and the resin (epoxy resin) as the sealing material are high. That is, the shrinkage stress generated in the sealing material in the temperature cycle after the resin sealing is applied to the entire area of the metal wire of the coated wire, and the stress is particularly concentrated on the coated wire in the portion in contact with each corner described above. For this reason, there has been a problem that the insulator of the coated wire is broken and the metal wire and the tab are short-circuited, or the coated wire is broken, and the electrical reliability of the resin-encapsulated semiconductor device is reduced. In particular, the lead frame of the above-described resin-encapsulated semiconductor device is formed by punching, and burrs are generated on the respective end surfaces of the tab and the lead. Therefore, when the burrs come into contact with the covering wire, the above-described problem becomes remarkable. . This problem also occurs when the covering wire comes into contact with a corner of the semiconductor chip.

また、本発明者は、前述の樹脂封止型半導体装置の開
発に先立ち、次の問題点を見出した。
Prior to the development of the above-mentioned resin-sealed semiconductor device, the present inventor has found the following problems.

前記樹脂封止型半導体装置は、実装するボードの種類
や外部装置の機種によりピン配置(信号ピンや電源ピン
の位置や配列)が異なる場合がある。このような場合、
同一機能を有する他のピン配置がなされた樹脂封止型半
導体装置を開発しなくてはならない。つまり、半導体チ
ップの外部端子の配置やパッケージのリードの配置を新
たに開発する必要が生じる。特に、半導体チップの開発
はパッケージのそれに比べて約10倍程度高いので、単に
ピン配置が異なるだけで新たな樹脂封止型半導体装置を
開発するには開発コストが非常に高くなるという問題が
あった。
The pin arrangement (position and arrangement of signal pins and power pins) of the resin-sealed semiconductor device may vary depending on the type of board to be mounted and the type of external device. In such a case,
It is necessary to develop a resin-sealed semiconductor device having another pin arrangement having the same function. That is, it is necessary to newly develop the arrangement of the external terminals of the semiconductor chip and the arrangement of the leads of the package. In particular, the development of a semiconductor chip is about 10 times higher than that of a package.Therefore, there is a problem that the development cost becomes very high to develop a new resin-encapsulated semiconductor device simply by different pin arrangement. Was.

本発明の1つの目的は、被覆ワイヤを使用する半導体
製造技術において、被覆膜の熱劣化に起因する膜破壊に
よるタブショート、チップショート、あるいはワイヤ間
ショートを防止することのできる技術を提供することに
ある。
One object of the present invention is to provide a technology that can prevent a tab short, a chip short, or a short between wires due to film destruction due to thermal deterioration of a coating film in a semiconductor manufacturing technology using a coated wire. It is in.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを使用する半導体製
造技術において、被覆ワイヤのボンディング性、特に被
覆ワイヤとリードとのボンディング強度を確保すること
のできる技術を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing technology using a covered wire, which can ensure the bonding property of the covered wire, particularly the bonding strength between the covered wire and the lead.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを使用する半導体製
造技術において、通常のワイヤボンディング技術により
ボンディング不良を生じることなくボンディングを行う
ことのできる技術を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a technique in a semiconductor manufacturing technique using a covered wire, which can perform bonding without causing a bonding failure by a normal wire bonding technique.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを使用する半導体技
術において、半導体装置の信頼性を高めることのできる
技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technology that can improve the reliability of a semiconductor device in a semiconductor technology using a covered wire.

本発明のさらに他の目的は、被覆ワイヤを使用する半
導体技術において、半導体装置の多端子化を実現するこ
とのできる技術を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a technique capable of realizing a multi-terminal semiconductor device in a semiconductor technique using a covered wire.

本発明の他の目的は、パッケージを構成するレジン中
において、半導体チップ、リード等の構成部材との界面
におけるクラックを防止することにある。
Another object of the present invention is to prevent a crack at an interface with a component such as a semiconductor chip and a lead in a resin constituting a package.

本発明のその他の目的は、パッケージに対して熱応力
によって生じるワイヤの断線を防止することにある。
Another object of the present invention is to prevent breakage of a wire caused by thermal stress on a package.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを使用する半導体装
置において、前記被覆ワイヤの絶縁体の破損や被覆ワイ
ヤの断線を防止し、電気的信頼性を向上することが可能
な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of preventing breakage of an insulator of the covered wire or disconnection of the covered wire in a semiconductor device using the covered wire, thereby improving electrical reliability. It is in.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを使用する半導体装
置において、開発コストを低減することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the development cost of a semiconductor device using a covered wire.

本発明の他の目的は、金型からの離型性のすぐれたレ
ジン封止半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a resin-encapsulated semiconductor device having excellent releasability from a mold.

本発明の他の目的は、被覆ワイヤを用いたボンディン
グに適合したウェハのダイシング(ペレタイズ)方法を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of dicing (pelletizing) a wafer suitable for bonding using a covered wire.

本発明の他の目的は、面実装に適したレジン封止半導
体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a resin-sealed semiconductor device suitable for surface mounting.

本発明の他の目的は、薄型のレジン封止半導体装置の
製造を容易にすることにある。
Another object of the present invention is to facilitate manufacture of a thin resin-sealed semiconductor device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
The outline of a representative invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

本発明の半導体装置に製造技術およびそれによって得
られる半導体装置においては、被覆ワイヤの絶縁性被覆
膜が、ポリオール成分とイソシアネートとを反応させ、
分子骨格にテレフタール酸から誘導される構成単位を含
む耐熱ポリウレタンからなる。そして、前記被覆ワイヤ
の一端側は半導体チップの外部端子に接続され、他端側
はリードに接続される。
In the semiconductor device of the present invention, the manufacturing technology and the semiconductor device obtained thereby, the insulating coating film of the coated wire, the polyol component and isocyanate react,
It is made of a heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in its molecular skeleton. One end of the covering wire is connected to an external terminal of the semiconductor chip, and the other end is connected to a lead.

前記被覆ワイヤの前記一端側の被覆膜は、金属ボール
の形成時に除去されるか、あるいは金属ボールを形成す
ることなく、前記半導体チップの外部端子に接続され
る。
The coating film on the one end side of the coating wire is removed at the time of forming the metal ball, or is connected to the external terminal of the semiconductor chip without forming the metal ball.

前記被覆ワイヤの前記他端側は、リードに接触させて
その接触部分の被覆膜を破壊することにより、あるいは
予めその他端側の被覆膜を除去することにより、前記被
覆ワイヤの前記他端側の金属線と前記リードとが接続さ
れる。
The other end of the coated wire is brought into contact with a lead to break the coating at the contact portion, or by previously removing the coating at the other end, thereby forming the other end of the coated wire. The metal wire on the side is connected to the lead.

前記被覆ワイヤの前記他端側を前記リードに接続する
に際して、前記リードのワイヤボンディング部位のみを
加熱することができる。
When connecting the other end of the covered wire to the lead, only the wire bonding portion of the lead can be heated.

前記被覆ワイヤの前記被覆膜には着色剤を所定量添加
することができる。
A predetermined amount of a coloring agent can be added to the coating film of the coating wire.

また、本発明の他の半導体装置の製造技術およびそれ
によって得られる半導体装置においては、被覆ワイヤの
絶縁性被覆膜を、150℃〜175℃、100時間後における被
覆膜破壊回数低減における劣化率が20%以内で、かつ金
属ボールの形成時あるいは該被覆膜の除去時に非炭化性
の材料で形成することができる。
Further, in another semiconductor device manufacturing technique of the present invention and the semiconductor device obtained thereby, the insulating coating film of the coated wire is deteriorated by reducing the number of times of coating film destruction after 100 hours at 150 ° C. to 175 ° C. It can be formed of a non-carbonized material at a rate of not more than 20% and at the time of forming metal balls or removing the coating film.

更に、本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、概ね次のとおりである。
Further, the outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、第1に、金属線とレジンとの間に絶縁樹脂
からなる中間層を設けるとともに、レジンの熱膨張係数
を10×10-6/℃以下に制御した樹脂封止型半導体装置構
造とするものである。
That is, first, an intermediate layer made of an insulating resin is provided between a metal wire and a resin, and a resin-encapsulated semiconductor device structure in which the thermal expansion coefficient of the resin is controlled to 10 × 10 −6 / ° C. or less. Things.

第2に、半導体チップ上の外部端子と、リードとをそ
の周囲に絶縁樹脂からなる中間層を備えた金属線で結線
し、さらにその周囲をレジンでモールドした樹脂封止型
半導体装置について、金属線と中間層との総径が30μm
以下とし、上記レジンにおける熱膨張係数を10×10-6
℃以下に制御した樹脂封止型半導体装置構造とするもの
である。
Second, a resin-encapsulated semiconductor device in which external terminals on a semiconductor chip and leads are connected by a metal wire having an intermediate layer made of an insulating resin around the lead, and the periphery thereof is molded with a resin. Total diameter of wire and intermediate layer is 30μm
The thermal expansion coefficient of the resin is 10 × 10 −6 /
A resin-sealed semiconductor device structure controlled at a temperature of not more than ° C.

第3に、半導体チップ上に形成された外部端子とリー
ドとを結線する金属線が、その周囲に絶縁性の樹脂から
なる第1の中間層と、その外周に形成され離型性の良好
な樹脂で形成された第2の中間層とを備えた樹脂封止型
半導体装置構造とするものである。
Third, a metal wire for connecting an external terminal and a lead formed on a semiconductor chip is formed around a first intermediate layer made of an insulating resin, and is formed on an outer periphery of the first intermediate layer. A resin-encapsulated semiconductor device structure including a second intermediate layer formed of a resin.

第4に、半導体チップ上の外部端子とリードとの間の
金属線による結線の際に、超音波振動の印加されたボン
ディングツールの先端より突出された金属線の一端を上
記外部端子に対して圧着した後、上記超音波振動を維持
しつつ該ボンディングツールを移動し、その先端より金
属線を送り出し該金属線の他端をリードに対して接合し
た後、熱膨張係数を10×10-6/℃以下に制御したレジン
を用いて上記金属線による結線範囲をモールドするもの
である。
Fourth, when connecting a metal wire between the external terminal and the lead on the semiconductor chip, one end of the metal wire protruding from the tip of the bonding tool to which the ultrasonic vibration is applied is connected to the external terminal. After crimping, the bonding tool is moved while maintaining the ultrasonic vibration, a metal wire is sent out from the tip, and the other end of the metal wire is joined to the lead, and then the coefficient of thermal expansion is 10 × 10 −6. This is to mold the range of connection by the metal wires using a resin controlled to not more than / ° C.

第5に、金属線の周囲にポリオール成分とイソシアネ
ートとを反応させ、分子骨格にテレフタール酸から誘導
される構成単位を含むポリウレタンからなる絶縁樹脂を
被着して中間層を形成した後、当該金属線によって半導
体チップの外部端子とリードとの結線を行った後、当該
結線範囲に対して熱膨張係数を10×10-6/℃以下に制御
したレジンでモールドするものである。
Fifth, a polyol component and an isocyanate are allowed to react around a metal wire, and an insulating layer made of polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid is applied to a molecular skeleton to form an intermediate layer. After connecting the external terminals of the semiconductor chip and the leads with the wires, molding is performed with a resin whose coefficient of thermal expansion is controlled to 10 × 10 −6 / ° C. or less for the connection range.

第6に、金属線の周囲に絶縁樹脂からなる中間層を形
成してワイヤを得た後、当該ワイヤを用いてリードフレ
ーム上に装着された半導体チップとリードとの結線を行
い、当該リードフレームを複数個のキャビティの形成さ
れた金型内に載置し、該金型の複数個のキャビティに対
して少なくとも2以上の樹脂供給源より溶融樹脂を高圧
注入することによって、パッケージの形成を行うもので
ある。
Sixth, after forming an intermediate layer made of an insulating resin around a metal wire to obtain a wire, the wire is used to connect a semiconductor chip mounted on a lead frame to a lead, and the lead frame is connected. Is placed in a mold in which a plurality of cavities are formed, and a high-pressure molten resin is injected from at least two or more resin sources into the plurality of cavities of the mold to form a package. Things.

第7に、金属線の周囲に第1および第2の中間層を形
成する中間層形成装置であって、連続的に配置された第
1の貯留槽と第2の貯留槽とを備え、各貯留槽内には鉛
直平面において回転可能な滑車を有しており、該滑車の
最下部は貯留液中に浸漬されており、該滑車の最上部に
おいて該滑車によって組み上げられた所定量の貯留液が
上記金属線と接触して当該金属線の周囲に第1または第
2の中間層を形成する中間層形成装置構造とするもので
ある。
Seventh, an intermediate layer forming apparatus for forming first and second intermediate layers around a metal wire, comprising a first storage tank and a second storage tank arranged continuously, The storage tank has a pulley rotatable in a vertical plane, the lowermost part of the pulley is immersed in the storage liquid, and a predetermined amount of the storage liquid assembled by the pulley at the uppermost part of the pulley. Has an intermediate layer forming device structure in which the first or second intermediate layer is formed around the metal wire in contact with the metal wire.

更に、本願において開示される発明のうち、代表的な
ものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
Further, among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described as follows.

(1)タブ上に搭載された半導体チップの外部端子とリ
ードとが被覆ワイヤで接続され、この被覆ワイヤ及び被
覆ワイヤの接続部分が樹脂で覆われた半導体装置におい
て、前記被覆ワイヤが延在する部分の半導体チップの角
部、タブの角部又はリードの角部の形状を緩和する。
(1) In a semiconductor device in which external terminals and leads of a semiconductor chip mounted on a tab are connected by a covering wire, and the covering wire and a connecting portion of the covering wire are covered with a resin, the covering wire extends. The shape of the corner of the semiconductor chip, the corner of the tab, or the corner of the lead is reduced.

(2)前記被覆ワイヤを半導体チップの角部、タブの角
部又はリードの角部に接触しないように延在させる。
(2) The covering wire is extended so as not to contact the corner of the semiconductor chip, the corner of the tab, or the corner of the lead.

(3)被覆ワイヤを使用する半導体装置の形成方法であ
って、第1パッケージのチップ搭載位置に半導体チップ
を搭載し、この半導体チップの外部端子とリードとを被
覆ワイヤで接続して第1半導体装置を形成し、この第1
半導体装置の第1パッケージと異なる種類の第2パッケ
ージのチップ搭載位置に前記第1半導体装置の半導体チ
ップと同一の半導体チップを搭載し、この半導体チップ
の外部端子とリードとを被覆ワイヤで接続して第2半導
体装置を形成する。
(3) A method of forming a semiconductor device using a covered wire, wherein a semiconductor chip is mounted at a chip mounting position of a first package, and an external terminal and a lead of the semiconductor chip are connected to each other by a covered wire. Forming the device, this first
A semiconductor chip identical to the semiconductor chip of the first semiconductor device is mounted on a chip mounting position of a second package of a type different from that of the first package of the semiconductor device, and external terminals of the semiconductor chip and leads are connected by a covering wire. To form a second semiconductor device.

(4)被覆ワイヤを使用する半導体装置の形成方法であ
って、リードのチップ搭載位置に第1半導体チップを搭
載し、この第1半導体チップの外部端子とリードとを被
覆ワイヤで接続した後に樹脂で封止して第1半導体装置
を形成する工程と、この第1半導体装置のリードと同一
のリードのチップ搭載位置に前記第1半導体装置の第1
半導体チップと異なる種類の第2半導体チップを搭載
し、この第2半導体チップの外部端子とリードとを被覆
ワイヤで接続した後に樹脂で封止して第2半導体装置を
形成したことを特徴とする半導体装置の形成方法。
(4) A method for forming a semiconductor device using a covered wire, comprising: mounting a first semiconductor chip at a chip mounting position of a lead; connecting an external terminal of the first semiconductor chip to the lead with the covered wire; Forming a first semiconductor device by encapsulating the first semiconductor device, and mounting the first semiconductor device at a chip mounting position of the same lead as the lead of the first semiconductor device.
A second semiconductor device is mounted on which a second semiconductor chip of a type different from the semiconductor chip is mounted, and external terminals and leads of the second semiconductor chip are connected with a covering wire and then sealed with a resin to form a second semiconductor device. A method for forming a semiconductor device.

〔作用〕[Action]

上記した手段によれば、耐熱ポリウレタンよりなる被
覆膜は熱劣化に起因する膜破壊を生じることが防止され
るので、被覆ワイヤのタブショート、チップショート、
あるいはワイヤ間ショートの如き電気的なショート不良
を防止することができる。
According to the above-described means, the coating film made of heat-resistant polyurethane is prevented from causing film destruction due to thermal deterioration.
Alternatively, it is possible to prevent an electrical short failure such as a short between wires.

また、ワイヤの絶縁性被覆膜としての前記耐熱ポリウ
レタンは通常のワイヤボンディング時の接合温度あるい
は超音波振動エネルギでも、そのウレタン結合が分解さ
れて接合可能となるので、通常の加熱による熱圧着と超
音波振動との併用または超音波振動で確実なボンディン
グを得ることができる。その場合、ボンディング部位の
局部加熱を併用すれば、さらに確実なワイヤボンディン
グが可能となる。
In addition, the heat-resistant polyurethane as the insulating coating film of the wire can be bonded by decomposing the urethane bond even at the bonding temperature or ultrasonic vibration energy at the time of normal wire bonding. Reliable bonding can be obtained in combination with ultrasonic vibration or ultrasonic vibration. In this case, if local heating of the bonding site is used together, more reliable wire bonding can be performed.

さらに、被覆ワイヤの絶縁性被覆膜として、150℃〜1
75℃、100時間後の被覆膜破壊回数低減における劣化率
が20%以内で、かつ金属ボールの形成時あるいは被覆膜
の除去時に非炭化性の材料を用いることにより、被覆膜
の熱劣化を防止できるので、膜破壊による電気的ショー
ト不良を防止することが可能となる。
Furthermore, as an insulating coating film of a coated wire,
By using a non-carbonized material when forming metal balls or removing the coating film, the degradation rate of the coating film after 100 hours at 75 ° C is less than 20%. Since deterioration can be prevented, it is possible to prevent electrical short-circuit failure due to film destruction.

上記した第1の手段によれば、レジンの熱膨張係数が
10×10-6/℃以下に制御することにより、リード等との
熱膨張係数の差異に基づくクラックの発生を有効に防止
できる。また、このように熱膨張係数が抑制された状態
においてレジンの粘性が増加するが、金属線の周囲に絶
縁樹脂からなる中間層が設けられているため、樹脂モー
ルド工程におけるワイヤ流れによる電気的短絡が有効に
防止される。
According to the first means described above, the coefficient of thermal expansion of the resin is
By controlling the temperature to 10 × 10 −6 / ° C. or less, it is possible to effectively prevent the occurrence of cracks due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the lead and the like. In addition, the viscosity of the resin increases in a state where the coefficient of thermal expansion is suppressed as described above. However, since the intermediate layer made of an insulating resin is provided around the metal wire, an electrical short circuit due to a wire flow in the resin molding process is provided. Is effectively prevented.

第2の手段によれば、金属線と中間層との総径が30μ
m以下に抑制されているため、樹脂モールド工程におけ
る樹脂注入圧によるワイヤ流れを生じにくく、また仮に
ワイヤ流れを生じた場合においても金属線の周囲には絶
縁樹脂で形成された中間層が設けられているために、電
気的短絡が有効に防止される。
According to the second means, the total diameter of the metal wire and the intermediate layer is 30 μm.
m or less, it is difficult for the wire flow due to the resin injection pressure in the resin molding process to occur, and even if the wire flow occurs, an intermediate layer formed of an insulating resin is provided around the metal wire. Therefore, an electrical short circuit is effectively prevented.

第3の手段によれば、絶縁性の樹脂からなる第1の中
間層と、その周囲に離型性の良好な第2の中間層とを有
しているため、ワイヤが半導体チップに接触した状態と
なった場合にも第2の中間層の離型作用によって金属線
が微動可能であるため、金属線自体に対しては、無理な
応力が加わることなく断線が有効に防止される。
According to the third means, since the first intermediate layer made of an insulating resin and the second intermediate layer having good releasability around the first intermediate layer, the wire is in contact with the semiconductor chip. Even in the state, since the metal wire can be finely moved by the releasing action of the second intermediate layer, disconnection can be effectively prevented without applying unreasonable stress to the metal wire itself.

第4の手段によれば、ボンディングツールからの金属
線の送り出しの際に、ボンディングツールにおいて超音
波振動の印加が継続されているため、ボンディングツー
ル内において、金属線の吸着等に起因する曲がり等の変
形を生じることが防止される。
According to the fourth means, when the metal wire is sent from the bonding tool, the application of the ultrasonic vibration is continued in the bonding tool. Is prevented from being deformed.

第5の手段によれば、ワイヤボンディング時における
金属ボールの形成の際の加熱によって炭化しない中間層
構造であるため、ワイヤボンディング時における半導体
チップの汚染を効果的に防止できる。また、熱膨張係数
が低く抑えられることにより、熱膨張係数の差異に起因
するクラックが防止される。
According to the fifth means, since the intermediate layer structure is not carbonized by heating during the formation of the metal ball during wire bonding, contamination of the semiconductor chip during wire bonding can be effectively prevented. Further, since the coefficient of thermal expansion is kept low, cracks due to the difference in coefficient of thermal expansion are prevented.

第6の手段によれば、2以上の樹脂供給源より複数の
キャビティに対して溶融樹脂を注入するため、比較的高
い粘度を有する溶融樹脂においても高効率でキャビティ
への注入が可能となり、中間層を備えたワイヤで結線の
行われたリードフレームに対して効率的な樹脂モールド
工程が実現できる。
According to the sixth means, since the molten resin is injected into the plurality of cavities from two or more resin supply sources, the molten resin having a relatively high viscosity can be injected into the cavities with high efficiency. An efficient resin molding process can be realized for a lead frame connected with a wire having a layer.

第7の手段によれば、第1の貯留槽と第2の貯留槽と
を連続的に配置することによって、第1および第2の中
間層の形成が連続的にかつ容易に可能となる。
According to the seventh means, by arranging the first storage tank and the second storage tank continuously, it is possible to continuously and easily form the first and second intermediate layers.

上述した手段(1)によれば、前記半導体チップの角
部、タブの角部又はリードの角部と接触する部分の被覆
ワイヤに樹脂の収縮に基づく応力が集中することを低減
したので、絶縁体の破損による半導体チップ又はタブと
被覆ワイヤの金属線との短絡、又は被覆ワイヤの断線を
防止することができる。この結果、半導体装置の電気的
信頼性を向上することができる。
According to the above-mentioned means (1), the concentration of the stress due to the shrinkage of the resin on the covering wire at the corner contacting the corner of the semiconductor chip, the corner of the tab, or the corner of the lead is reduced. It is possible to prevent a short circuit between the semiconductor chip or the tab and the metal wire of the covered wire due to breakage of the body, or disconnection of the covered wire. As a result, the electrical reliability of the semiconductor device can be improved.

前記手段(2)によれば、前記被覆ワイヤに樹脂の収
縮に基づく応力が集中しないので、絶縁体の破損による
半導体チップ又はタブと被覆ワイヤの金属線との短絡、
又は被覆ワイヤの断線を防止することができる。この結
果、半導体装置の電気的信頼性を向上することができ
る。
According to the means (2), since the stress based on the shrinkage of the resin does not concentrate on the covering wire, a short circuit between the semiconductor chip or the tab and the metal wire of the covering wire due to breakage of the insulator can be prevented.
Alternatively, disconnection of the covered wire can be prevented. As a result, the electrical reliability of the semiconductor device can be improved.

前記手段(3)によれば、他のリードを横切って半導
体チップの外部端子とリードとを被覆ワイヤで接続し、
又は被覆ワイヤを交差させて半導体チップの外部端子と
リードとを接続することができるので、同一の半導体チ
ップを使用し(半導体チップの標準化)かつ異なる種類
のパッケージを使用して複数種類の半導体装置を形成す
ることができる。この結果、半導体チップの開発コスト
に比べてパッケージの開発コストは安いので、安価な開
発コストで多種類の半導体装置を形成することができ
る。
According to the means (3), the external terminals of the semiconductor chip and the leads are connected with the covering wires across the other leads,
Alternatively, since the external terminals and the leads of the semiconductor chip can be connected by crossing the covering wires, a plurality of types of semiconductor devices can be used using the same semiconductor chip (standardization of the semiconductor chip) and using different types of packages. Can be formed. As a result, since the development cost of the package is lower than the development cost of the semiconductor chip, many types of semiconductor devices can be formed at a low development cost.

前記手段(4)によれば、他のリードを横切って半導
体チップの外部端子とリードとを被覆ワイヤで接続し、
又は被覆ワイヤを交差させて半導体チップの外部端子と
リードとを接続することができるので、同一のリード
(リードフレーム)を使用し(リードフレームの標準
化)かつ異なる種類の半導体チップを使用して複数種類
の半導体装置を形成することができる。この結果、半導
体チップの開発毎に(例えば同一機能を有するが外部端
子の位置が異なる半導体チップ毎に)リードを開発する
必要がないので、安価な開発コストで多種類の半導体装
置を形成することができる。
According to the means (4), the external terminal of the semiconductor chip and the lead are connected with the covering wire across the other leads,
Alternatively, since the leads and the external terminals of the semiconductor chip can be connected by crossing the covering wires, the same lead (lead frame) is used (lead frame standardization) and a plurality of semiconductor chips of different types are used. Various types of semiconductor devices can be formed. As a result, it is not necessary to develop a lead every time a semiconductor chip is developed (for example, for each semiconductor chip having the same function but different external terminal positions), so that various types of semiconductor devices can be formed at a low development cost. Can be.

〔実施例〕〔Example〕

以下の発明の説明では、便宜上、実施例・1〜6に分
割しているが、これらは別々の発明ではなく、相互に置
換可能であり、かつ、ある実施例はその他の実施例の一
部の変形プロセス又は変形構造である。
In the following description of the invention, for convenience, the embodiments are divided into the embodiments 1 to 6. However, these are not separate inventions, and can be replaced with each other, and one embodiment is a part of another embodiment. Is a deformation process or a deformation structure.

(1)実施例・1 次に、本発明において被覆ワイヤの被覆膜に用いられ
る耐熱ポリウレタンについてさらに説明すると、この耐
熱ポリウレタンは、ポリオール成分とイソシアネートと
を反応させてなり、分子骨格にテレフタール酸から誘導
される構成単位を含むものであって、この耐熱ポリウレ
タンは、活性水素を含んだテレフタール酸系ポリオール
を主成分とするポリマー成分と、イソシアネートとを用
いて得られる。ここで、「主成分とする」とは、全体が
主成分のみからなる場合も含める趣旨である。
(1) Example 1 Next, the heat-resistant polyurethane used in the coating film of the coated wire in the present invention will be further described. This heat-resistant polyurethane is obtained by reacting a polyol component with an isocyanate, and has a terephthalic acid as a molecular skeleton. This heat-resistant polyurethane is obtained using a polymer component mainly composed of a terephthalic acid-based polyol containing active hydrogen, and an isocyanate. Here, “consists of a main component” is intended to include a case where the whole is composed only of a main component.

上記活性水素を含んだテレフタール酸系ポリオール
は、テレフタール酸と多価アルコールとを用い、OH−CO
OH=1.2〜30の範囲で、反応温度70〜250℃に設定し、常
法のエステル化反応によって得ることができる。一般
に、平均分子量が30〜10000で水酸基を100〜500程度有
するものであって、分子差の両末端に水酸基を有するも
のが用いられる。
Terephthalic acid-based polyol containing the active hydrogen, terephthalic acid and polyhydric alcohol, using OH-CO
OH = 1.2-30, the reaction temperature is set to 70-250 ° C., and it can be obtained by a conventional esterification reaction. In general, those having an average molecular weight of 30 to 10,000 and having about 100 to 500 hydroxyl groups and having hydroxyl groups at both ends of the molecular difference are used.

このようなテレフタール酸系ポリオールを構成する原
料として、エチレングリコール,ジエチレングリコー
ル,プロピレングリコール,ジプロピレングリコール,
ヘキサングリコール,ブタングリコール,グリセリン,
トリメチロールプロパン,ヘキサントリオール,ペンタ
エリスリトール等の脂肪族系グリコールが挙げられる。
また、それ以外に、1,4−ジメチロールベンゼンのよう
な多価アルコールが挙げられる。特に、エチレングリコ
ール,プロピレングリコール,グリセリンを使用するこ
とが好適である。
Raw materials constituting such a terephthalic acid-based polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol,
Hexane glycol, butane glycol, glycerin,
Aliphatic glycols such as trimethylolpropane, hexanetriol and pentaerythritol;
In addition, polyhydric alcohols such as 1,4-dimethylolbenzene can be mentioned. In particular, it is preferable to use ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin.

ジカルボン酸としては、テレフタール酸が用いられる
が、必要に応じて、アミド酸,イミド酸を併用すること
ができる。
Terephthalic acid is used as the dicarboxylic acid. If necessary, amic acid and imidic acid can be used in combination.

なお、イミド酸の構造式は次のようなものである。 The structural formula of the imidic acid is as follows.

また、耐熱性が低下しない程度でイソフタル酸,オル
ソフタル酸,コハク酸,アジビソ酸,セバシン酸などの
2塩基酸や、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸,シク
ロペンタンテトラカルボン酸,エチレンテトラカルボン
酸,ピロメリット酸,トリメリット酸などの多塩基酸を
併用しても差し支えはない。
Further, dibasic acids such as isophthalic acid, orthophthalic acid, succinic acid, avidisoic acid and sebacic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, ethylene Polybasic acids such as tetracarboxylic acid, pyromellitic acid and trimellitic acid may be used in combination.

上記テレフタール酸系ポリオールと反応させるイソシ
アネートとしては、トルイレンジイソシアネート,キシ
リレンジイソシアネートのような一分子中に少なくとも
2個のイソシアネート基を有する多価イソシアネートの
イソシアネート基を、活性水素を有する化合物、たとえ
ばフェノール類、カプロラクタム,メチルエチルケトン
オキシムでブロック化したものを挙げることができる。
このようなイソシアネートは、安定化されている。ま
た、上記多価イソシアネート化合物をトリメチルロール
プロパン,ヘキサントリオール,ブタンジオール等の多
価アルコールと反応させ、活性水素を有する化合物でブ
ロック化してなるものも挙げられる。
As the isocyanate to be reacted with the terephthalic acid-based polyol, the isocyanate group of a polyvalent isocyanate having at least two isocyanate groups in one molecule, such as toluylene diisocyanate and xylylene diisocyanate, is converted into a compound having active hydrogen, for example, phenol. And those blocked with caprolactam and methyl ethyl ketone oxime.
Such isocyanates are stabilized. Further, there may be mentioned those obtained by reacting the above-mentioned polyvalent isocyanate compound with a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, hexanetriol or butanediol and blocking with a compound having active hydrogen.

上記イソシアネート化合物の例としては、日本ポリウ
レタン社製、ミリオネートMS−50、コロネート2501,250
3、2505,コロネートAP−St,デスモジュールCT−St等を
挙げることができる。そして、前記多価イソシアネート
としては、分子量300〜10000程度のものを用いることが
好適である。
Examples of the isocyanate compound, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Millionate MS-50, Coronate 2501,250
3, 2505, Coronate AP-St, Death Module CT-St and the like. It is preferable to use a polyisocyanate having a molecular weight of about 300 to 10,000.

本発明は、上記のような原料を用いて塗料組成物をつ
くり、これをワイヤ本体の金属線に塗装し、0.5〜数μ
mの膜厚の被膜化することにより、ワイヤ本体の金属線
を絶縁した被覆ワイヤを用いて半導体装置を製造するも
のである。
In the present invention, a coating composition is prepared using the above-described raw materials, and this is applied to a metal wire of a wire main body, and 0.5 to several μm is applied.
By forming a film having a thickness of m, a semiconductor device is manufactured using a covered wire insulated from a metal wire of a wire main body.

本発明で用いる上記塗料組成物は、ポリオール成分の
水酸基1当量につき、安定化イソシアネートのイソシア
ネート基0.4〜4.0当量、好ましくは0.9〜2.0当量および
所要量の硬化促進触媒を加えて、さらに適量の有機溶剤
(フェノール類、グリコールエーテル類、ナフサ等)を
加え、通常、固型分含量10〜30重量%とすることにより
得られることができる。このとき必要に応じ、外観改良
剤、染料等の添加剤を適量配合することもできる。
The coating composition used in the present invention is prepared by adding an isocyanate group of the stabilized isocyanate of 0.4 to 4.0 equivalents, preferably 0.9 to 2.0 equivalents and a required amount of a curing acceleration catalyst per equivalent of the hydroxyl group of the polyol component, and further adding an appropriate amount of an organic compound. It can be obtained by adding a solvent (phenols, glycol ethers, naphtha, etc.) to make the solid content usually 10 to 30% by weight. At this time, if necessary, an appropriate amount of an additive such as an appearance improving agent and a dye can be blended.

本発明において、ポリオール成分の1水酸基当量につ
き、安定化イソシアネートのイソシアネート基を0.4〜
4.0当量加える理由は、0.4当量未満では、得られる絶縁
ワイヤのクレージング特性が低下し、一方4.0当量を超
える塗膜の耐摩耗性が劣るようになるからである。塗料
組成物調整時に加えられる硬化促進触媒は、ポリオール
成分100重量部当たり、好ましくは0.1〜10重量部であ
る。これが、0.1重量部未満になると、硬化促進効果が
少なくなると共に塗膜形成能が悪くなる傾向がみられ、
逆に10重量部を超えると、得られる耐熱ウレタンボンデ
ィングワイヤの熱劣化特性の低下がみられるようになる
からである。
In the present invention, the isocyanate group of the stabilized isocyanate is 0.4 to 0.4 per hydroxyl equivalent of the polyol component.
The reason for adding 4.0 equivalents is that if it is less than 0.4 equivalents, the crazing characteristics of the resulting insulated wire will decrease, while the wear resistance of the coating film exceeding 4.0 equivalents will be inferior. The curing acceleration catalyst added at the time of preparing the coating composition is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol component. When this is less than 0.1 part by weight, the tendency to deteriorate the film-forming ability as well as the curing promoting effect is reduced,
Conversely, if the amount exceeds 10 parts by weight, the heat-resistant urethane bonding wire obtained will have reduced thermal degradation characteristics.

上記硬化促進触媒としては、金属カルボン酸、アミノ
酸、フェノール類を挙げることができ、具体的にはナフ
テン酸、オクテン酸、パーサチック酸などの亜鉛塩、鉄
塩、銅塩、マンガン塩、コバルト塩、スズ塩、1,8−ジ
アザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7,2,4,6トリス(ジ
メチルアミノメチル)フェノールが用いられる。
Examples of the curing acceleration catalyst include metal carboxylic acids, amino acids, and phenols.Specifically, naphthenic acid, octenoic acid, zinc salts such as persatic acid, iron salts, copper salts, manganese salts, cobalt salts, A tin salt, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7,2,4,6 tris (dimethylaminomethyl) phenol is used.

本発明に用いられる絶縁性被覆ボンディングワイヤ
は、上記のような塗料組成物をワイヤ本体の金属線の表
面上に塗布した後、常用の焼付塗装装置で焼き付けるこ
とにより得ることができる。
The insulated coated bonding wire used in the present invention can be obtained by applying the above-described coating composition on the surface of the metal wire of the wire main body and baking it with a conventional baking coating device.

上記塗布焼付条件は、ポリオール成分、安定化イソシ
アネート、重合開始剤および硬化促進触媒の類の配合量
によっても異なるが、通常200〜300℃で4〜100秒程度
である。要は、塗料組成物の硬化反応をほぼ完了させう
るに足りる温度と時間で焼き付けがなされる。
The coating and baking conditions vary depending on the amounts of the polyol component, the stabilized isocyanate, the polymerization initiator and the curing accelerator, but are usually about 200 to 300 ° C. for about 4 to 100 seconds. In short, baking is performed at a temperature and for a time sufficient to substantially complete the curing reaction of the coating composition.

このようにして得られた絶縁性被覆ボンディングワイ
ヤは、金、銅またはアルミニウムからなるワイヤ本体の
金属線の外周に、耐熱ポリウレタンからなる絶縁性被覆
膜が形成されている。
The insulating coated bonding wire thus obtained has an insulating coating film made of heat-resistant polyurethane formed on the outer periphery of a metal wire of a wire body made of gold, copper or aluminum.

また、この場合、前記絶縁性被覆膜と他の絶縁性被覆
膜を併用した複合被覆膜構造としてもよい。この複合被
覆膜は、上記した本発明の絶縁性被覆膜を形成した後、
その絶縁性被覆膜の上にさらに第2の絶縁性被覆膜を形
成することにより得られる。この場合、この第2の絶縁
性被覆膜の厚みは、本発明の絶縁性被覆膜の2倍以下、
好ましくは0.5倍以下に設定することが好適である。そ
して、上記第2の絶縁性被覆膜を形成する材料として
は、ポリアミド樹脂、特殊なポリエステル樹脂、特殊な
エポキシ樹脂等が挙げられる。
In this case, a composite coating film structure using the insulating coating film and another insulating coating film in combination may be used. This composite coating film, after forming the insulating coating film of the present invention described above,
It is obtained by further forming a second insulating coating film on the insulating coating film. In this case, the thickness of the second insulating coating film is not more than twice the thickness of the insulating coating film of the present invention,
Preferably, it is set to 0.5 times or less. Examples of the material for forming the second insulating coating film include a polyamide resin, a special polyester resin, and a special epoxy resin.

以下、本発明の構成と作用について、樹脂封止型半導
体装置に使用される半導体製造技術に、本発明を適用し
た実施例と共に説明する。
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described together with an example in which the present invention is applied to a semiconductor manufacturing technique used for a resin-encapsulated semiconductor device.

なお、実施例を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その重複説明は省略
する。
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

第1図は本発明の実施例・1のIである樹脂封止型半
導体装置の半断面図、第2図はワイヤボンディング部の
概略的拡大断面図、第3図は本発明に用いることのでき
るワイヤボンディング装置の概略構成図、第4図はその
要部斜視図、第5図は前記ワイヤボンディング装置の要
部の具体的な構成を示す部分断面図、第6図は第5図の
矢印VI方向から見た平面図、第7図は第6図のVII−VII
切断線で切った断面図、第8図は金属ボールの形成原理
を示す模写構成図、第9図は前記ワイヤボンディング装
置のスプールの要部分解斜視図、第10図は前記スプール
の要部拡大斜視図、第11図はワイヤボンディングのため
の局部加熱部の概略平面図、第12図はワイヤボンディン
グの一例を示す平面図、第13図は被覆ワイヤのチップタ
ッチ状態を示す部分断面図、第14図はそのチップショー
ト状態を示す拡大部分断面図、第15図は被覆ワイヤのタ
ブタッチ状態を示す部分断面図、第16図はタブショート
状態を示す拡大部分断面図、第17図は本発明における温
度サイクルに対する半導体チップと被覆ワイヤとの短絡
率を示すグラフ、第18図は同じく本発明における温度サ
イクルに対するタブと被覆ワイヤとの短絡率を示すグラ
フである。
FIG. 1 is a half sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device which is I of Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of a wire bonding portion, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a main part of the wire bonding apparatus, FIG. 5 is a partial sectional view showing a specific configuration of a main part of the wire bonding apparatus, and FIG. 6 is an arrow in FIG. FIG. 7 is a plan view as seen from the direction VI, and FIG.
FIG. 8 is a schematic configuration view showing the principle of forming metal balls, FIG. 9 is an exploded perspective view of a main part of a spool of the wire bonding apparatus, and FIG. 10 is an enlarged view of a main part of the spool. Perspective view, FIG. 11 is a schematic plan view of a local heating unit for wire bonding, FIG. 12 is a plan view showing an example of wire bonding, FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing a chip touch state of a covering wire, FIG. FIG. 14 is an enlarged partial cross-sectional view showing the chip short state, FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the tab touch state of the coated wire, FIG. 16 is an enlarged partial cross-sectional view showing the tab short state, and FIG. FIG. 18 is a graph showing the short-circuit rate between the semiconductor chip and the coated wire with respect to the temperature cycle, and FIG. 18 is a graph showing the short-circuit rate between the tab and the coated wire with respect to the temperature cycle in the present invention.

本実施例の半導体装置は樹脂封止型半導体装置1の例
であり、その半導体チップ2はたとえばメモリ,ゲート
アレー,マイクロプロセッサおよびMOSロジックなどの
半導体集積回路素子として構成することができる。
The semiconductor device of this embodiment is an example of a resin-encapsulated semiconductor device 1, and its semiconductor chip 2 can be configured as a semiconductor integrated circuit element such as a memory, a gate array, a microprocessor, and a MOS logic.

この半導体チップ2は、たとこばシリコン(Si)など
よりなる基板2Aと、その最上部のパッシベーション膜2B
と、該パッシベーション膜2Bの開口部から露出された外
部端子(ボンディングパッド)2Cとを有している。そし
て、この半導体チップ2は、たとえば銀(Ag)ペースト
の如き接合材4により、リード3のタブ3Aに接合されて
いる。
The semiconductor chip 2 includes a substrate 2A made of silicon (Si) and a passivation film 2B on the top.
And an external terminal (bonding pad) 2C exposed from the opening of the passivation film 2B. The semiconductor chip 2 is joined to the tab 3A of the lead 3 by a joining material 4 such as a silver (Ag) paste.

一方、半導体チップ2の外部端子2Cはリード3のイン
ナーリード3Bと導電性のワイヤで互いに電気的に接続さ
れるが、本実施例では、この導電性ワイヤとして被覆ワ
イヤ5が用いられている。この被覆ワイヤ5は金属線5A
の表面に絶縁性の被覆膜5Bを被着した構造よりなる。
On the other hand, the external terminals 2C of the semiconductor chip 2 are electrically connected to the inner leads 3B of the leads 3 by conductive wires. In this embodiment, the covering wires 5 are used as the conductive wires. This coated wire 5 is a metal wire 5A
And a structure in which an insulating coating film 5B is applied to the surface of the substrate.

被覆ワイヤ5の金属線5Aの材料は、たとえば金(A
u),銅(Cu)あるいはアルミニウム(Al)を用いるこ
とができる。
The material of the metal wire 5A of the covered wire 5 is, for example, gold (A
u), copper (Cu) or aluminum (Al) can be used.

被覆ワイヤ5の被覆膜5Bは、前記し、かつ後で詳細に
説明するように、ポリオール成分とイソシアネートとを
反応させてなり、分子骨格にテレフタール酸から誘導さ
れる構成単位を含む耐熱ポリウレタンよりなるものであ
る。
The coating film 5B of the coating wire 5 is obtained by reacting a polyol component with an isocyanate, as described above and in detail later, and is made of a heat-resistant polyurethane having a molecular skeleton containing a structural unit derived from terephthalic acid. It becomes.

本実施例の被覆ワイヤ5は、そのファースト(第1=
1st)ボンディング側、すなわち半導体チップ2の外部
端子2Cと該被覆ワイヤ5の一端との接続側が金属ボール
5A1の形成によるボールボンディングにより導電接続さ
れる一方、セカンド(第2=2nd)ボンディング側、す
なわちリード3のインナーリード3Bと該被覆ワイヤ5の
他端との接続が熱圧着および超音波振動を利用したいわ
ゆるサーモソニックボンディングにより該被覆膜5Bを予
め除去することなくセカンドボンディング部5A2として
導電接続されている。
The coated wire 5 of the present embodiment has its first (first =
1st) The bonding side, that is, the connection side between the external terminal 2C of the semiconductor chip 2 and one end of the covering wire 5 is a metal ball.
While being conductively connected by ball bonding by the formation of 5A 1, second (first 2 = 2nd) bonding side, i.e. the connection is thermocompression and ultrasonic vibration to the other end of the inner lead 3B and the coated wire 5 of the lead 3 the so-called thermo-sonic bonding using are conductively connected as second bonding portion 5A 2 without prior removal of the coating film 5B.

このようにして、ペレットボンディングおよびワイヤ
ボンディングされた半導体チップ2と、リード3のタブ
3Aおよびインナーリード3Bと、被覆ワイヤ5とは、たと
えばエポキシ樹脂などの樹脂材6で封止され、リード3
のアウターリード3Cのみが該樹脂材6の外部に突出す
る。
The semiconductor chip 2 thus pellet-bonded and wire-bonded and the tab of the lead 3 are formed.
3A, the inner lead 3B, and the covering wire 5 are sealed with a resin material 6 such as an epoxy resin, for example.
Only the outer leads 3C protrude outside the resin material 6.

次に、本実施例における被覆ワイヤ5のボンディング
のためのワイヤボンディング装置の構成と作用を第3図
〜第11図を中心に説明する。
Next, the configuration and operation of the wire bonding apparatus for bonding the covered wire 5 in the present embodiment will be described mainly with reference to FIGS.

このワイヤボンディング装置は、いわゆるボールボン
ディング装置として構成されており、このボールボンデ
ィング装置は、第3図に示すように、スプール11に巻き
回された被覆ワイヤ5をボンディング部12に供給するよ
うに構成されている。
The wire bonding apparatus is configured as a so-called ball bonding apparatus. The ball bonding apparatus is configured to supply the covering wire 5 wound around the spool 11 to the bonding section 12 as shown in FIG. Have been.

すなわち、スプール11からボンディング部12への被覆
ワイヤ5の供給は、テンショナ13,ワイヤ案内部材14,ワ
イヤクランパ15およびボンディングツール(キャピラ
リ)16を通して行われるようになっている。
That is, the supply of the covering wire 5 from the spool 11 to the bonding section 12 is performed through the tensioner 13, the wire guide member 14, the wire clamper 15, and the bonding tool (capillary) 16.

前記ボンディング部12には、第3図および第4図で示
すように構成される、樹脂封止前の樹脂封止型半導体装
置1が配置される。そして、樹脂封止前の樹脂封止型半
導体装置1は、第3図に示すように、ボンディング装置
の半導体装置支持台(半導体装置の装着用テーブル)17
に支持されている。
The resin-sealed semiconductor device 1 before resin sealing, which is configured as shown in FIG. 3 and FIG. Then, as shown in FIG. 3, the resin-encapsulated semiconductor device 1 before resin encapsulation is mounted on a semiconductor device support base (semiconductor device mounting table) 17 of a bonding apparatus.
It is supported by.

前記半導体チップ2の外部端子2Cには、被覆ワイヤ5
の一端側の被覆膜5Bが除去され露出された金属線5Aで形
成された金属ボール5A1を接続している。金属ボール5A1
は、金属線5Aの直径に比べてたとえば2〜3倍程度大き
な直径で構成されるようになっている。リード3のイン
ナーリード3Bには、接続部分の被覆ワイヤ5の他端側の
被覆膜5Bを破壊して露出させた、被覆ワイヤ5の他端側
の金属線5Aを接続している。つまり、被覆ワイヤ5の他
端側は、実質的にリード3との接続部分の被覆膜5Bだけ
が除去されており、それ以外の被覆膜5Bは残存するよう
に構成されている。この被覆ワイヤ5の他端側の被覆膜
5Bの破壊は、後述するが、ボンディングツール16によっ
て与えられる超音波振動、適度な加圧および適度な加熱
(エネルギ)によって行うことができる。
An external terminal 2C of the semiconductor chip 2 has a coating wire 5
Coating film 5B at one end is connected to the metal balls 5A 1 formed by the exposed metal lines 5A been removed. Metal ball 5A 1
Has a diameter that is, for example, about two to three times larger than the diameter of the metal wire 5A. The inner lead 3B of the lead 3 is connected to a metal wire 5A on the other end of the covered wire 5 that is exposed by breaking the covering film 5B on the other end of the covered wire 5 in the connection portion. That is, the other end side of the covering wire 5 is configured so that substantially only the covering film 5B at the connection portion with the lead 3 is removed, and the other covering film 5B remains. A coating film on the other end side of the coating wire 5
As will be described later, the 5B can be destroyed by ultrasonic vibration, appropriate pressurization, and appropriate heating (energy) provided by the bonding tool 16.

このように、被覆ワイヤ5を使用する樹脂封止型半導
体装置1において、半導体チップ2の外部端子2Cに、被
覆ワイヤ5の一端側の金属線5Aで形成される金属ボール
5A1を接続し、リード3のインナーリード3Bに、接触部
分の被覆膜5Bを破壊した被覆ワイヤ5の他端側の金属線
5Aを接続することにより、金属ボール5A1のサイズが大
きいので、半導体チップ2の外部端子2Cと被覆ワイヤ5
の金属線5Aとの接触面積を増加し、両者間のボンダビリ
ティを向上することができると共に、リード3のインナ
ーリード部3Bと接続する部分以外の被覆ワイヤ5の他端
側を被覆膜5Bで覆い、この被覆ワイヤ5の他端側と隣接
する他の被覆ワイヤ5の他端側とのショートを低減する
ことができるので、リード3の間隔を縮小し、樹脂封止
型半導体装置1の多端子化(いわゆる、多ピン化)を図
ることができる。
As described above, in the resin-encapsulated semiconductor device 1 using the covering wire 5, the metal terminal 5 </ b> A formed on the one end side of the covering wire 5 is attached to the external terminal 2 </ b> C of the semiconductor chip 2.
5A 1 is connected to the inner lead 3B of the lead 3, and the metal wire at the other end of the coated wire 5 in which the coating film 5B at the contact portion is broken.
5A, the size of the metal ball 5A 1 is large, so that the external terminal 2C of the semiconductor chip 2 and the covering wire 5A are connected.
The contact area with the metal wire 5A can be increased, the bondability between the two can be improved, and the other end of the covered wire 5 other than the portion connected to the inner lead portion 3B of the lead 3 is covered with the covering film 5B. And short-circuiting between the other end of the covered wire 5 and the other end of the adjacent covered wire 5 can be reduced. It is possible to increase the number of terminals (so-called, more pins).

前記ボンディングツール16および被覆ワイヤ5の供給
方向の先端部分(金属ボール5A1形成部分)は、前記第
3図および第4図に示すように、金属ボール5A1の形成
時に、被覆部材18Aに被覆されるように構成されてい
る。被覆部材18Aは、第4図に示す矢印A方向に回転移
動するように構成されている。つまり、被覆部材18A
は、金属ボール5A1の形成時に、矢印A方向の回転動作
によってツール挿入口18Bからボンディングツール16を
挿入し、それを被覆するように構成されている。
Feed direction of the distal end portion of the bonding tool 16 and the insulated wire 5 (metal balls 5A 1 forming portion), as shown in the FIGS. 3 and 4, during the formation of metal balls 5A 1, covering the covering member 18A It is configured to be. The covering member 18A is configured to rotate in the direction of arrow A shown in FIG. That is, the covering member 18A
, Upon formation of the metal balls 5A 1, and insert the bonding tool 16 from the tool insertion opening 18B by the rotation operation direction of the arrow A, and is configured so as to cover it.

この被覆部材18Aは、第5図(具体的な構成を示す部
分断面図、第6図のV−V切断線で切った断面に相当す
る)、第6図(第5図の矢印VI方向から見た平面図)お
よび第7図(第6図のVII−VII切断線で切った断面図)
で示すように構成されている。被覆部材18Aは、後述す
るが、金属ボール5A1の形成時に、溶け上がる被覆膜5B
の吹き飛ばしでボンディング部12に被覆膜5Bが飛散しな
いように構成されている。また、被覆部材18Aは、被覆
ワイヤ5の金属線5AがCu,Al等の酸化し易い材料で形成
される場合、酸化防止用被覆ガス雰囲気(シールドガス
雰囲気)を保持し易いように構成されている。被覆部材
18Aは、たとえばステンレス鋼で形成する。さらに、被
覆部材18Aは、被覆ワイヤ5の金属ボール5A1の形成状態
等を作業者が確認できるように、透明性を有するガラス
材料で形成してもよい。
This covering member 18A is shown in FIG. 5 (partial sectional view showing a specific configuration, corresponding to a section taken along the line VV in FIG. 6), FIG. 6 (from the direction of arrow VI in FIG. 5). FIG. 7 (a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 6).
It is configured as shown in FIG. As will be described later, the coating member 18A is a coating film 5B that melts when the metal ball 5A 1 is formed.
It is configured such that the coating film 5B does not scatter to the bonding portion 12 by blowing away. When the metal wire 5A of the coated wire 5 is formed of an easily oxidizable material such as Cu or Al, the coating member 18A is configured to easily hold the coating gas atmosphere for preventing oxidation (shield gas atmosphere). I have. Covering member
18A is formed of, for example, stainless steel. Further, the covering member 18A is a state of formation of the metal balls 5A 1, etc. coated wire 5 so the operator can confirm, it may be formed of a glass material having transparency.

前記被覆部材18Aの底部分には、第3図,第4図およ
び第5図に示すように、電気トーチ(アーク電極)18D
が設けられている。電気トーチ18Dは、第8図(金属ボ
ールの形成原理を説明する模写構成図)に示すように、
被覆ワイヤ5の供給側の先端側の金属線5Aに近接させ、
両者間にアークAcを発生させて金属ボール5A1を形成す
るように構成されている。電気トーチ18Dは、たとえば
高温度に耐えるタングステン(W)で形成されている。
As shown in FIGS. 3, 4 and 5, an electric torch (arc electrode) 18D is provided on the bottom of the covering member 18A.
Is provided. The electric torch 18D is, as shown in FIG. 8 (a schematic configuration diagram illustrating the principle of forming a metal ball),
Close to the metal wire 5A on the tip side on the supply side of the coated wire 5,
It is configured to generate an arc Ac to form a metal ball 5A 1 in between them. The electric torch 18D is formed of, for example, tungsten (W) that can withstand high temperatures.

電気トーチ18Dは、導電性材料で形成された吸引装置1
9への吸引管18Eを介在させて、アーク発生装置20に接続
されている。吸引管18Eは、たとえばステンレス鋼で形
成されており、Ag−Cuろう材等の接着金属層を介在させ
て電気トーチ18Dを固着している。この吸引管18Eは、挟
持部材18Fを介在させて被覆部材18Aに固着されている。
つまり、電気トーチ18Dおよび吸引管18Eと被覆部材18A
とは、一体に構成されている。
Electric torch 18D is a suction device 1 made of conductive material
It is connected to the arc generator 20 via a suction pipe 18E to the pipe 9. The suction tube 18E is made of, for example, stainless steel, and fixes the electric torch 18D with an adhesive metal layer such as an Ag-Cu brazing material interposed therebetween. The suction tube 18E is fixed to the covering member 18A with the holding member 18F interposed therebetween.
That is, the electric torch 18D, the suction tube 18E and the covering member 18A
And are integrally formed.

前記電気トーチ18Dは、前述のように金属ボール5A1
形成する時に被覆ワイヤ5の供給側の先端部に近接し、
ボンディング工程中に被覆ワイヤ5の供給経路から離隔
できるように、第4図に示す矢印A方向に移動できるよ
うに構成されている。この電気トーチ18Dを移動させる
移動装置は、主に、吸引管18Eおよび絶縁部材18Hを介在
させて電気トーチ18Dを支持する支持部材18G、この支持
部材18Gを矢印A方向に回転させるクランク軸18I、この
クランク軸18Iを回転させる駆動源18Kで構成されてい
る。クランク軸18Iの回転は、このクランク部に連結さ
れて駆動源18Kのシャフト18Jの矢印B方向の移動によっ
て行われる。駆動源18Kは、たとえば電磁ソレノイドで
構成されている。クランク軸18Iは、図示していない
が、ボンディング装置本体に回転自在に支持されてい
る。なお、電気トーチ18Dの移動と被覆部材18Aの移動と
は、両者が一体に構成されているので実質的に同一であ
る。
The electric torch 18D is proximate the distal end of the supply side of the coated wire 5 when forming the metal balls 5A 1 as described above,
It is configured to be movable in the direction of arrow A shown in FIG. 4 so that it can be separated from the supply path of the covering wire 5 during the bonding step. The moving device for moving the electric torch 18D mainly includes a support member 18G for supporting the electric torch 18D with the suction tube 18E and the insulating member 18H interposed therebetween, a crankshaft 18I for rotating the support member 18G in the direction of arrow A, A drive source 18K for rotating the crankshaft 18I is provided. The rotation of the crankshaft 18I is performed by the movement of the shaft 18J of the drive source 18K in the direction of the arrow B connected to the crank portion. Drive source 18K is formed of, for example, an electromagnetic solenoid. Although not shown, the crankshaft 18I is rotatably supported by the bonding apparatus main body. Note that the movement of the electric torch 18D and the movement of the covering member 18A are substantially the same because they are integrally formed.

前記アーク発生装置20は、第4図に示すように、主に
コンデンサC1,蓄積用コンデンサC2,トリガーで作動す
るアーク発生用サイリスタD,抵抗Rで構成されている。
直流電源D,Cは、たとえば、−1000〜−3000〔V〕程度
の負の極性の電圧を供給するように構成されている。直
流電源D,Cは、サイリスタD,抵抗R等を介して電気トー
チ18Dに接続されている。基準電位GNDは、たとえば接地
電位(=0〔V〕)である。Vは電圧計、Aは電流計で
ある。
As shown in FIG. 4, the arc generator 20 mainly includes a capacitor C 1 , a storage capacitor C 2 , a thyristor D for generating an arc activated by a trigger, and a resistor R.
The DC power supplies D and C are configured to supply a negative polarity voltage of, for example, about -1000 to -3000 [V]. DC power supplies D and C are connected to an electric torch 18D via a thyristor D, a resistor R and the like. The reference potential GND is, for example, a ground potential (= 0 [V]). V is a voltmeter and A is an ammeter.

後に詳述するが、被覆ワイヤ5の金属線5Aはスプール
11に巻き回された端部が基準電位GNDで接続されてい
る。この結果、電気トーチ18Dで被覆ワイヤ5の先端部
に金属ボール5A1を形成する場合、第3図,第4図およ
び第8図に示すように、電気トーチ18Dを負電位
(−)、被覆ワイヤ5の供給方向の先端部の金属線5Aを
正電位(+)に設定することができる。
As will be described in detail later, the metal wire 5A of the covering wire 5 is a spool.
The end wound around 11 is connected to the reference potential GND. As a result, when forming a metal ball 5A 1 to the distal end portion of the covered wire 5 with electric torch 18D, FIG. 3, as shown in FIG. 4 and FIG. 8, an electric torch 18D negative potential (-), the coating The metal wire 5A at the distal end in the supply direction of the wire 5 can be set to a positive potential (+).

このように、被覆ワイヤ5の先端部の金属線5Aとアー
ク電極18Dとの間にアークAcを発生させ、被覆ワイヤ5
の先端部に金属ボール5A1を形成するボンディング装置
において、被覆ワイヤ5の金属線5Aを正電位(+)に接
続し、電気トーチ18Dを負電位(−)に接続することに
より、前記被覆ワイヤ5の金属線5Aと電気トーチ18Dと
の間に発生するアークAcの発生位置をその逆の極性の場
合に比べて安定化することができるので、アークAcが被
覆ワイヤ5の金属線5Aの後端側に向かって這い上がるこ
とを低減することができる。アークAcの這い上がりの低
減は、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bの溶け上がりを低減し、
絶縁性被覆膜の球の発生を防止することができる。
Thus, the arc Ac is generated between the metal wire 5A at the tip of the covered wire 5 and the arc electrode 18D, and the covered wire 5
In bonding apparatus for forming a metal ball 5A 1 at the tip of the metal wire 5A of the covered wire 5 is connected to a positive potential (+), an electric torch 18D negative potential (-) by connecting to the coated wire The position of the arc Ac generated between the metal wire 5A and the electric torch 18D can be stabilized as compared with the case of the opposite polarity, so that the arc Ac is located behind the metal wire 5A of the coated wire 5. Crawling up to the end side can be reduced. The reduction of the crawling of the arc Ac reduces the melting of the coating film 5B of the coating wire 5,
The generation of spheres of the insulating coating film can be prevented.

なお、本発明は、被覆ワイヤ5の金属線5Aが電気トー
チ18Dに対して正の電位を有するように、基準電位GNDよ
りも高い電圧または低い電圧に前記被覆ワイヤ5の金属
線5Aを接続してもよい。
Note that the present invention connects the metal wire 5A of the coated wire 5 to a voltage higher or lower than the reference potential GND so that the metal wire 5A of the coated wire 5 has a positive potential with respect to the electric torch 18D. You may.

前記被覆ワイヤ5が巻き回された前記スプール11は、
第4図および第9図(要部分解斜視図)で示すように構
成されている。スプール11は、たとえば円筒形状のアル
ミニウム金属の表面にアルマイト処理を施して構成す
る。アルマイト処理は、機械的強度の向上やキズの発生
を防止するために施す。このスプール11は、前述のよう
に、アルマイト処理が施されているので絶縁性を有す
る。
The spool 11 around which the coating wire 5 is wound,
It is configured as shown in FIGS. 4 and 9 (an exploded perspective view of a main part). The spool 11 is formed by, for example, performing alumite treatment on a surface of a cylindrical aluminum metal. The alumite treatment is performed to improve mechanical strength and prevent scratches. As described above, the spool 11 has an insulating property because it is anodized.

前記スプール11は、スプールホルダ21に取付けられ、
このスプールホルダ21の回転軸21Aによってボンディン
グ装置本体10に取付けられている。
The spool 11 is attached to a spool holder 21,
The spool holder 21 is attached to the bonding apparatus main body 10 by a rotation shaft 21A.

スプールホルダ21は、少なくともその一部に導電性を
有するように、たとえばステンレス鋼で構成されてい
る。
The spool holder 21 is made of, for example, stainless steel so that at least a part thereof has conductivity.

前記スプール11には、第9図および第11図(要部拡大
斜視図)で示すように、接続端子11Aが設けられてい
る。接続端子11Aは、スプールホルダ21の導電性を有す
る部分と接触するスプール11の側面部分(鍔部)に、点
形状で設けられている。
The spool 11 is provided with a connection terminal 11A as shown in FIGS. 9 and 11 (an enlarged perspective view of a main part). The connection terminal 11A is provided in a dotted shape on a side surface portion (flange) of the spool 11 that comes into contact with a conductive portion of the spool holder 21.

接続端子11Aは、第10図に示すように、絶縁体11Aaの
上部に導電体11Abを設け、この導電体11Abの上部に接続
用金属部11Acを設けて構成している。絶縁体11Aaは、導
電体11Abとスプール11と確実に電気的に分離し、しか
も、スプールホルダ21に接続用金属部11Acを確実に当接
できる適度な弾力性を有するように、たとえばポリイミ
ド樹脂で形成する。導電体11Abは、被覆ワイヤ5の金属
線5Aを接続する接続用金属部11Acと、スプールホルダ21
に接触する接続用金属部11Acとを確実に接続できるよう
に、たとえばCu箔で形成する。接続用金属部11Acは導電
性ペースト,半田等で形成する。
As shown in FIG. 10, the connection terminal 11A is configured such that a conductor 11Ab is provided on an insulator 11Aa, and a connection metal part 11Ac is provided on the conductor 11Ab. The insulator 11Aa is electrically separated from the conductor 11Ab and the spool 11 reliably, and furthermore, is made of, for example, a polyimide resin so as to have an appropriate elasticity so that the connection metal portion 11Ac can be reliably brought into contact with the spool holder 21. Form. The conductor 11Ab includes a connection metal part 11Ac for connecting the metal wire 5A of the covered wire 5 and a spool holder 21A.
It is formed of, for example, a Cu foil so that the connection metal portion 11Ac that comes into contact with the contact can be reliably connected. The connection metal part 11Ac is formed of a conductive paste, solder, or the like.

この接続端子11Aには、スプール11の側面(鍔部)に
形成された切欠部を通して、ボンディング部12に供給さ
れる側と反対側の被覆ワイヤ5の端部の金属線5A、すな
わち被覆ワイヤ5の巻き始め端部の金属線5Aを接続する
ように構成されている。この金属線5Aは、接続用金属部
11Acによって接続端子11Aに接続される。被覆ワイヤ5
の巻き始めの金属線5Aの表面の被覆膜5Bは、加熱あるい
は化学的に除去する。接続端子11A、つまり被覆ワイヤ
5の金属線5Aは、スプールホルダ21、その回転軸21Aお
よびボンディング装置本体10を通して基準電位GNDに接
続されている。基準電位GNDは、前記アーク発生装置20
の基準電位GNDと同様の電位である。
The connection terminal 11A passes through a notch formed in the side surface (flange) of the spool 11, and the metal wire 5A at the end of the sheath wire 5 opposite to the side supplied to the bonding portion 12, ie, the sheath wire 5A. Is configured to connect the metal wire 5A at the start end of the winding. This metal wire 5A is a metal part for connection.
Connected to the connection terminal 11A by 11Ac. Insulated wire 5
The coating film 5B on the surface of the metal wire 5A at the beginning of winding is heated or chemically removed. The connection terminal 11A, that is, the metal wire 5A of the covering wire 5 is connected to the reference potential GND through the spool holder 21, its rotating shaft 21A and the bonding apparatus main body 10. The reference potential GND is the arc generator 20.
Is the same as the reference potential GND.

このように、前記スプール11に基準電位GNDに接続す
るための接続端子11Aを設け、この接続端子に被覆ワイ
ヤ5の巻き始め端部の金属線5Aを接続することにより、
スプールホルダ21等を通して基準電位GNDに接続するこ
とができるので、被覆ワイヤ5の金属線5Aを確実に基準
電位GNDに接続することができる。
Thus, by providing the spool 11 with the connection terminal 11A for connecting to the reference potential GND, and connecting the metal wire 5A at the winding start end of the covering wire 5 to this connection terminal,
Since the connection can be made to the reference potential GND through the spool holder 21 or the like, the metal wire 5A of the covering wire 5 can be reliably connected to the reference potential GND.

また、前記被覆ワイヤ5の金属線5Aが基準電位GNDに
接続されることにより、金属ボール5A1の形成時に、電
気トーチ18Dと供給側の被覆ワイヤ5の金属線5Aとの間
の電位差を充分に確保し、アークAcの発生を良好にする
ことができるので、金属ボール5A1を確実に形成するこ
とができる。
Further, the by metal wire 5A of coated wire 5 is connected to the reference potential GND, and during the formation of metal balls 5A 1, sufficient potential difference between the electric torch 18D and the metal wire 5A of coated wire 5 on the supply side reserved, since arcing Ac can be improved, it is possible to reliably form the metal ball 5A 1.

第3図および第4図に示すように、前記ボンディング
ツール16は、ボンディングアーム16Aを介在させて、ボ
ンディングヘッド(デジタルボンディングヘッド)22に
支持されている。ボンディングアーム16Aには、図示し
ていないが、超音波振動装置が内蔵されており、ボンデ
ィングツール16を超音波振動させるように構成されてい
る。ボンディングヘッド22は、XYテーブル23を介在させ
て基台24に支持されている。ボンディングヘッド22は、
ボンディング部12にボンディングツール16を近接および
離反できるように、ボンディングアーム16Aを上下方向
(矢印C方向)に移動できる移動装置が設けられてい
る。移動装置は、主に、ガイド部材22A,アーム移動部材
22B,雌ねじ部材22C,雄ねじ部材22D,モータ22Eで構成さ
れている。ガイド部材22Aは、矢印C方向にアーム移動
部材22Bを移動させるように構成されている。前記モー
タ22Eは、雄ねじ部材22Dを回転させ、この回転により雄
ねじ部材22Dと嵌合する雌ねじ部材22Cを矢印C方向に移
動させ、この移動によりアーム移動部材22Bを矢印C方
向に移動させるように構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the bonding tool 16 is supported by a bonding head (digital bonding head) 22 via a bonding arm 16A. Although not shown, the bonding arm 16A has a built-in ultrasonic vibration device, and is configured to ultrasonically vibrate the bonding tool 16. The bonding head 22 is supported by a base 24 with an XY table 23 interposed. The bonding head 22
A moving device capable of moving the bonding arm 16A in the vertical direction (the direction of arrow C) is provided so that the bonding tool 16 can be moved toward and away from the bonding section 12. The moving device mainly includes a guide member 22A, an arm moving member
22B, a female screw member 22C, a male screw member 22D, and a motor 22E. The guide member 22A is configured to move the arm moving member 22B in the direction of arrow C. The motor 22E is configured to rotate the male screw member 22D, move the female screw member 22C fitted with the male screw member 22D in the direction of arrow C by this rotation, and move the arm moving member 22B in the direction of arrow C by this movement. Have been.

アーム移動部材22Bに支持されたボンディングアーム1
6Aは、回転軸22Fを中心に回転するように構成されてい
る。ボンディングアーム16Aの回転軸22Fを中心とする回
転は、弾性部材22Gにより制御される。この弾性部材22G
の回転の制御は、ボンディングツール16がボンディング
部12に当接した時に、ボンディング部12が必要以上に加
圧されることを防止し、ボンディング部12の損傷や破壊
を防止するように構成されている。
Bonding arm 1 supported by arm moving member 22B
6A is configured to rotate around a rotation shaft 22F. The rotation of the bonding arm 16A about the rotation axis 22F is controlled by the elastic member 22G. This elastic member 22G
The rotation control is configured to prevent the bonding unit 12 from being pressed more than necessary when the bonding tool 16 comes into contact with the bonding unit 12, and to prevent damage or destruction of the bonding unit 12. I have.

前記ワイヤクランパ15は、被覆ワイヤ5を挟持するこ
とができ、被覆ワイヤ5の供給を制御するように構成さ
れている。ワイヤクランパ15は、クランパアーム15Aを
介在させてボンディングアーム16Aに設けられている。
The wire clamper 15 can hold the covering wire 5 and is configured to control the supply of the covering wire 5. The wire clamper 15 is provided on the bonding arm 16A with the clamper arm 15A interposed.

ワイヤ案内部材14は、スプール11から供給される被覆
ワイヤ5をボンディング部12にガイドするように構成さ
れている。ワイヤ案内部材14はクランパアーム15Aに設
けられている。
The wire guide member 14 is configured to guide the covered wire 5 supplied from the spool 11 to the bonding section 12. The wire guide member 14 is provided on the clamper arm 15A.

前記被覆ワイヤ5の供給方向の先端部の近傍であっ
て、ボンディングツール16とボンディング部12との間の
被覆ワイヤ5の供給経路の近傍には、第3図,第8図に
示すように、流体吹付装置25の流体吹付ノズル18Cが設
けられている。流体吹付ノズル18Cは、被覆ワイヤ5の
供給方向の先端部の金属線5Aで金属ボール5A1を形成す
る時に、その形成部分(金属線5Aおよび被覆膜5B)に流
体吹付装置25からの流体Gsを吹き付けるように構成され
ている。流体吹付ノズル18Cから吹き出される流体Gs
は、第8図に示すように、被覆ワイヤ5の先端部の金属
線5Aで金属ボール5A1を形成する際に、アークAcの発生
する熱で溶け上がる被覆膜5Aを吹き飛ばす(5Ba)のよ
うに構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 8, in the vicinity of the leading end of the covering wire 5 in the supply direction and in the vicinity of the supply path of the covering wire 5 between the bonding tool 16 and the bonding portion 12, as shown in FIGS. A fluid spray nozzle 18C of the fluid spray device 25 is provided. Fluid spray nozzles 18C, when forming the metal balls 5A 1 with metal wire 5A of the distal end portion of the supply direction of coated wire 5, fluid from the fluid spray device 25 to the forming portion (metal lines 5A and coating film 5B) It is configured to spray Gs. Fluid Gs blown out from fluid spray nozzle 18C
As shown in FIG. 8, when forming a metal ball 5A 1 with metal wire 5A of the distal end portion of the covered wire 5, blows melt increases coating film 5A by the heat generated by the arc Ac of (5Ba) It is configured as follows.

流体吹付ノズル18Cは、基本的には、ボンディングツ
ール16の先端部分つまり前述のように被覆ワイヤ5の先
端部分に流体Gsを吹き付ければよく、本実施例において
は、前記被覆部材18Aに設けられている。流体吹付ノズ
ル18Cは、第4図〜第7図に具体的な構造を示すよう
に、被覆膜5Bの溶け上がりを小さくするために、被覆ワ
イヤ5の後端側から先端側に向かって流体Gsを吹き付け
るように構成されている。なお、流体吹付ノズル18C
は、ボンディングツール16に取付けないほうが好まし
い。流体吹付ノズル18Cをボンディングツール16に取付
けた場合には、ボンディングツール16の重量が増加し、
その超音波振動の負荷が増大するために、接続部分のボ
ンダビリティが低下する。
The fluid spray nozzle 18C may basically spray the fluid Gs on the tip portion of the bonding tool 16, that is, the tip portion of the coating wire 5 as described above. In the present embodiment, the fluid spray nozzle 18C is provided on the coating member 18A. ing. As shown in FIG. 4 to FIG. 7, the fluid spray nozzle 18C is provided with a fluid from the rear end side to the front end side of the coated wire 5 to reduce the melting of the coating film 5B. It is configured to spray Gs. The fluid spray nozzle 18C
Is preferably not attached to the bonding tool 16. When the fluid spray nozzle 18C is attached to the bonding tool 16, the weight of the bonding tool 16 increases,
Since the load of the ultrasonic vibration increases, the bondability of the connection portion decreases.

前記流体Gsは、N2,H2,He,Ar,空気等の気体を使用
し、第8図に示すように、流体吹付装置(流体源)25か
ら冷却装置25A,流量計25B,流体搬送管25Cを介在させて
流体吹付ノズル18Cに供給される。
As the fluid Gs, a gas such as N 2 , H 2 , He, Ar, or air is used. As shown in FIG. 8, a fluid spraying device (fluid source) 25 supplies a cooling device 25 A, a flow meter 25 B, The fluid is supplied to the fluid spray nozzle 18C via the pipe 25C.

冷却装置25Aは、流体Gsを積極的に常温よりも低く冷
却するように構成されている。冷却装置25Aは、たとえ
ばペルチェ効果を利用した電子冷却装置で構成する。前
記流体搬送管25Cは、第8図に簡略化して示している
が、少なくとも冷却装置25Aと流体吹付ノズル18Cの供給
口との間を断熱材25Dで被覆するように構成されてい
る。つまり、断熱材25Dは冷却装置25Aで冷却された流体
Gsの温度を流体搬送管25Cの移動中に変化させない(冷
却効率を高める)ように構成されている。
The cooling device 25A is configured to actively cool the fluid Gs below normal temperature. The cooling device 25A is configured by, for example, an electronic cooling device using the Peltier effect. The fluid transfer pipe 25C is shown in a simplified form in FIG. 8, but is configured to cover at least the space between the cooling device 25A and the supply port of the fluid spray nozzle 18C with a heat insulating material 25D. That is, the heat insulating material 25D is the fluid cooled by the cooling device 25A.
It is configured not to change the temperature of Gs during the movement of the fluid transport pipe 25C (to increase the cooling efficiency).

また、前記被覆ワイヤ5の供給方向の先端部の近傍で
あって、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bの溶け上がり部分を中
心として前記流体吹付ノズル18Cに対向する位置には、
前記吸引装置19に連結された吸引管18Eが設けられてい
る。この吸引管18Eは、前述のように、電気トーチ18Dと
アーク発生装置20とを接続する導電体としても使用され
るが、主に、流体吹付ノズル18Cで吹き飛ばされた、被
覆ワイヤ5の溶け上がった被覆膜5Baを吸引するように
構成されている。吸引管18Eで吸引された被覆膜5Baは、
吸引装置19に吸引される。
Further, in the vicinity of the leading end of the coating wire 5 in the supply direction, and at a position facing the fluid spray nozzle 18C around the melted portion of the coating film 5B of the coating wire 5,
A suction tube 18E connected to the suction device 19 is provided. As described above, the suction pipe 18E is also used as a conductor for connecting the electric torch 18D and the arc generator 20, but mainly the melting of the coated wire 5 blown off by the fluid spray nozzle 18C. It is configured to suck the coated film 5Ba. The coating film 5Ba sucked by the suction tube 18E is
The suction is performed by the suction device 19.

また、本実施例においては、被覆ワイヤ5の他端をリ
ード3のインナーリード3Bに対して、より確実にボンデ
ィング(セカンドボンディング)するため、リード3の
インナーリード3Bのみを他の部分よりも高い温度に局部
加熱するセラミックス製のヒータ26が第2図および第11
図に示す如く角形リング状に設けられている。なお、符
号26Aはこの角形リング状の局部加熱用のヒータ26への
給電線である。
Further, in the present embodiment, only the inner lead 3B of the lead 3 is higher than the other parts in order to more securely bond (second bond) the other end of the covered wire 5 to the inner lead 3B of the lead 3. The ceramic heater 26 for locally heating to a temperature is shown in FIGS.
It is provided in a square ring shape as shown in the figure. Reference numeral 26A denotes a power supply line to the rectangular ring-shaped heater 26 for local heating.

次に、本実施例のワイヤボンディング方法について簡
単に説明する。
Next, the wire bonding method of this embodiment will be briefly described.

まず、第3図,第4図,第5図,第8図に示すよう
に、ボンディングツール16およびその加圧面側に突出さ
れた被覆ワイヤ5の供給方向の先端部分を被覆部材18A
で被覆する。この被覆は、前記駆動源18Kで動作する移
動装置によって、被覆部材18Aを矢印A方向に移動する
ことによって行われる。また、この被覆部材18Aによる
被覆を行うことにより、電気トーチ18D,流体吹付ノズル
18Cのそれぞれを被覆ワイヤ5の先端部の近傍に配置す
ることができる。
First, as shown in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 8, the bonding tool 16 and the leading end portion of the coating wire 5 protruding toward the pressing surface thereof in the supply direction are coated with a coating member 18A.
Cover with. This coating is performed by moving the coating member 18A in the direction of arrow A by the moving device operated by the driving source 18K. Further, by performing the coating with the coating member 18A, the electric torch 18D, the fluid spray nozzle
Each of the 18Cs can be placed near the distal end of the coated wire 5.

次いで、第8図に示すように、被覆ワイヤ5の供給方
向の先端部の金属線5Aと電気トーチ18Dとの間にアークA
cを発生させ、前記金属線5Aで金属ボール5A1を形成す
る。この金属ボール5A1を形成するアークAcの熱によっ
て、被覆ワイヤ5の供給方向の先端部の絶縁性被覆膜5B
が溶け上がる。すなわち、被覆ワイヤ5の供給方向の先
端部の被覆膜5Bが除去され、金属線5Aが露出される。
Next, as shown in FIG. 8, an arc A is provided between the metal wire 5A at the end of the coating wire 5 in the supply direction and the electric torch 18D.
c is generated to form a metal ball 5A 1 by the metal wire 5A. By arc Ac heat to form a metal ball 5A 1, the insulating coating film 5B of the supply direction of the distal end portion of the covered wire 5
Melts up. That is, the coating film 5B at the tip in the supply direction of the coating wire 5 is removed, and the metal wire 5A is exposed.

金属ボール5A1の形成は、できるだけ短時間で行う。
短時間でしかも高エネルギ(電流,電圧のそれぞれが高
い領域)で金属ボール5A1を形成すると、被覆ワイヤ5
の被覆膜5Bの溶け上がり量が小さくなる。このように、
金属ボール5A1の形成を短時間、高エネルギで行うこと
は、前述のように、アークAcの発生を安定にする、つま
り電気トーチDを負電位(−)に被覆ワイヤ5の金属線
5Aを正電位(+)に設定することで実現できる。
Formation of metal balls 5A 1 is carried out in the shortest possible time.
Short, yet high energy to form a metal ball 5A 1 in (current, each of the higher voltage region), the covered wire 5
Of the coating film 5B is reduced. in this way,
Short time formation of the metal balls 5A 1, be carried out at high energy, as described above, to stabilize arcing Ac, that is, the electric torch D negative potential (-) to the metal wire coated wire 5
This can be achieved by setting 5A to a positive potential (+).

そして、この金属ボール5A1を形成する際に、被覆部
材18Aと共に位置が設定された流体吹付ノズル18Cで流体
吹付装置25から流体Gsを被覆ワイヤ5の溶け上がる被覆
膜5Bに吹き付け、第8図に示すように、被覆膜5Bを吹き
飛ばす。この吹き飛ばされた被覆膜5Baは、吸引管18Eを
通して吸引装置19に吸引され、系外に除去される。
When forming the metal ball 5A 1, sprayed fluid Gs from the fluid spray device 25 in the fluid spray nozzle 18C which position is set with the covering member 18A to dissolve up the coating film 5B covering the wire 5, 8 As shown in the figure, the coating film 5B is blown off. The blown coating film 5Ba is sucked by the suction device 19 through the suction pipe 18E, and is removed out of the system.

この流体吹付ノズル18Cからの流体Gsは、第8図に示
す冷却装置25Aによって、たとえば約0〜−10〔℃〕程
度に冷却されている。流体吹付ノズル18Cからの流体Gs
の温度が低い程、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bの溶け上がり
量が小さい。つまり、冷却装置25Aで冷却された流体Gs
は、被覆ワイヤ5の金属線5A,被覆膜5B,ボンディングツ
ール16等を積極的に冷却することができるので、アーク
Ac発生部分だけの被覆膜5Bを溶融し、他の部分の被覆膜
5Bは溶融されず、その結果、被覆膜5Bの溶け上がり量を
低減することができる。
The fluid Gs from the fluid spray nozzle 18C is cooled to, for example, about 0 to -10 [° C.] by the cooling device 25A shown in FIG. Fluid Gs from fluid spray nozzle 18C
The lower the temperature is, the smaller the melting amount of the coating film 5B of the coating wire 5 is. That is, the fluid Gs cooled by the cooling device 25A
Since the metal wire 5A, the coating film 5B, the bonding tool 16 and the like of the coating wire 5 can be actively cooled,
Melts the coating film 5B only on the part where Ac is generated, and coats the coating film on other parts.
5B is not melted, and as a result, the amount of melting of the coating film 5B can be reduced.

次に、前記被覆部材18Aおよびそれと共に電気トーチ1
8D,流体吹付ノズル18Cのそれぞれを矢印A方向(前述と
逆方向)に移動させる。
Next, the covering member 18A and the electric torch 1
8D, and each of the fluid spray nozzles 18C is moved in the direction of arrow A (the direction opposite to the above).

その次に、ボンディングツール16の加圧面に、被覆ワ
イヤ5の供給方向の先端部に形成された金属ボール5A1
を引き寄せる。
Next, a metal ball 5A 1 formed on the pressing surface of the bonding tool 16 at the tip end in the supply direction of the covering wire 5 is formed.
Attraction.

次いで、この状態で、ボンディングツール16をボンデ
ィング部12に接近させて行き、第2図に破線でボンディ
ングツール16を示すように、被覆ワイヤ5の供給方向の
先端部に形成された金属ボール5A1を半導体チップ2の
外部端子2Cに接続する(ファーストボンディング:1s
t)。この金属ボール5A1の接続は、ボンディングツール
16の超音波振動および/または熱圧着(いずれか一方で
もよい)で行う。
Next, in this state, the bonding tool 16 is moved closer to the bonding portion 12, and as shown by the broken line in FIG. 2, the metal ball 5A 1 formed at the tip of the covering wire 5 in the supply direction. To the external terminal 2C of the semiconductor chip 2 (fast bonding: 1s
t). This metal ball 5A 1 connection is a bonding tool
16 ultrasonic vibrations and / or thermocompression bonding (one or the other).

次に、第2図に示すように、被覆ワイヤ5の後端部の
金属線5Aをボンディングツール16によってリード3のイ
ンナーリード3Bに接続する(セカンドボンディング:2n
d)。被覆ワイヤ5の後端側の接続は、ボンディングツ
ール16の超音波振動および熱圧着(前者だけでもよい)
で行う。これにより、被覆ワイヤ5の後端をインナーリ
ード3Bとはセカンドボンディング部5A2において、強固
にウェッジボンディングされる。
Next, as shown in FIG. 2, the metal wire 5A at the rear end of the covered wire 5 is connected to the inner lead 3B of the lead 3 by a bonding tool 16 (second bonding: 2n).
d). The connection on the rear end side of the covered wire 5 is performed by ultrasonic vibration and thermocompression bonding of the bonding tool 16 (the former may be used alone).
Do with. Thus, the rear end of the insulated wire 5 and the inner leads 3B at second bonding portion 5A 2, are firmly wedge bonding.

この被覆ワイヤ5の後端側の接続は、接続部分の被覆
ワイヤ5は予め被覆膜5Bで被覆されているが、ボンディ
ングツール16を超音波振動させることによって接続部分
のみの被覆膜5Bが破壊され、金属線5Aが露出するように
なっている。ボンディングツール16の超音波振動のエネ
ルギや熱圧着力によって若干変化があるが、被覆ワイヤ
5の被覆膜5Bは、たとえば0.2〜3〔μm〕程度の膜厚
が好ましい。被覆ワイヤ5の被覆膜5Bの膜厚があまり小
さい場合には、絶縁性被覆膜としての絶縁耐圧が小さ
い。また、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bの膜厚があまり厚い
場合には、ボンディングツール16の超音波振動によって
被覆膜5Bが破壊されにくくなり、被覆膜5Bの膜厚が所定
の値を超えた場合には、被覆膜5Bが破壊されなくなるた
め、被覆ワイヤ5の金属線5Aとリード3のインナーリー
ド3Bとの接続不良を生じることになってしまう。
The connection at the rear end side of the coated wire 5 is such that the coated wire 5 at the connection portion is coated in advance with the coating film 5B, but the coating film 5B only at the connection portion is formed by ultrasonic vibration of the bonding tool 16. It is destroyed, and the metal wire 5A is exposed. Although there is a slight change depending on the energy of the ultrasonic vibration of the bonding tool 16 and the thermocompression force, the coating film 5B of the coating wire 5 is preferably, for example, about 0.2 to 3 [μm] thick. When the thickness of the coating film 5B of the coating wire 5 is too small, the withstand voltage as the insulating coating film is small. If the thickness of the coating film 5B of the coating wire 5 is too large, the coating film 5B is less likely to be broken by the ultrasonic vibration of the bonding tool 16, and the coating film 5B has a predetermined value. If it exceeds, the coating film 5B will not be destroyed, resulting in poor connection between the metal wire 5A of the coating wire 5 and the inner lead 3B of the lead 3.

なお、本実施例では、被覆ワイヤ5の他端のボンディ
ング(セカンドボンディング)に際して、ヒータ26でリ
ード3のインナーリード3Bのみが他の部分よりも特に高
い温度に局部加熱されていることによって、被覆膜5Bの
加熱・分解がより促進されるので、セカンドボンディン
グのボンダビリティを向上させることができ、強固なワ
イヤボンディングが可能となる。
In this embodiment, when the other end of the covered wire 5 is bonded (second bonding), only the inner lead 3B of the lead 3 is locally heated by the heater 26 to a temperature which is particularly higher than the other portions. Since the heating / decomposition of the covering film 5B is further promoted, the bondability of the second bonding can be improved, and strong wire bonding can be performed.

その後、前記ボンディングツール16を離隔させる(こ
の時、被覆ワイヤ5が切断される)ことにより、前記第
2図に示すように、被覆ワイヤ5の1回のボンディング
工程が完了する。
Thereafter, the bonding tool 16 is separated (at this time, the covering wire 5 is cut), thereby completing one bonding step of the covering wire 5 as shown in FIG.

このように、被覆ワイヤ5の先端部に金属ボール5A1
を形成するボンディング技術において、被覆ワイヤ5の
先端部の近傍に、この被覆ワイヤ5の先端部分に流体Gs
を吹き付ける流体吹付ノズル18C(流体吹付装置25の一
部)を設けることにより、前記被覆ワイヤ5の溶け上が
る被覆膜5Bを吹き飛ばすことができるので、被覆ワイヤ
5に絶縁性被覆膜5Bの球が形成されることを防止するこ
とができる。この結果、絶縁性被覆膜5Bの球に起因して
ボンディングツール16に被覆ワイヤ5が引っ掛かること
を防止し、被覆ワイヤ5をボンディングツール16の加圧
面に引き寄せることができるので、ボールボンディング
を行うことができ、ボンディング不良を防止することが
できる。
Thus, the metal ball 5A 1
In the bonding technique for forming a wire, fluid Gs is applied to the tip of the covered wire 5 near the tip of the covered wire 5.
By providing a fluid spray nozzle 18C (a part of the fluid spray device 25) for spraying the coating wire 5B, the coating film 5B that melts the coating wire 5 can be blown off. Can be prevented from being formed. As a result, the coated wire 5 is prevented from being caught by the bonding tool 16 due to the sphere of the insulating coating film 5B, and the coated wire 5 can be drawn to the pressing surface of the bonding tool 16, so that ball bonding is performed. And bonding defects can be prevented.

また、被覆ワイヤ5の先端部に金属ボール5A1を形成
するボンディング技術であって、前記流体吹付ノズル18
C(流体吹付装置25の一部)を設け、被覆ワイヤ5の先
端部の近傍に、前記流体吹付ノズル18Cからの流体Gsの
吹き付けで吹き飛ばされる被覆ワイヤ5の被覆膜5Bを吸
引する吸引管18E(吸引装置19)を設けることにより、
前記被覆ワイヤ5の溶け上がる被覆膜5Bを吹き飛ばし、
被覆ワイヤ5に被覆膜5Bの球が形成されることを防止
し、前述のようにボンディング不良を防止することがで
きると共に、吹き飛ばされた被覆膜5Baをボンディング
部12に飛散させないので、飛散された被覆膜5Baに起因
するボンディング不良を防止することができる。飛散さ
れた被覆膜5Baに起因するボンディング不良とは、たと
えば、半導体チップ2の外部端子2Cまたはリード3のイ
ンナーリード3Bと被覆ワイヤ5の金属線5Aとの間に前記
被覆膜5Baが飛散し、両者間が導通不良となる場合であ
る。
Further, a bonding technique to form a metal ball 5A 1 to the distal end portion of the covered wire 5, wherein the fluid spray nozzle 18
C (a part of the fluid spraying device 25) is provided, and a suction pipe for sucking a coating film 5B of the coated wire 5 blown off by spraying the fluid Gs from the fluid spray nozzle 18C near the tip of the coated wire 5. By providing 18E (suction device 19)
Blow off the coating film 5B, which melts the coating wire 5,
The sphere of the coating film 5B is prevented from being formed on the coating wire 5 and the bonding failure can be prevented as described above, and the blown coating film 5Ba is not scattered to the bonding portion 12, so that the scatter is prevented. It is possible to prevent bonding failure caused by the applied coating film 5Ba. The bonding failure caused by the scattered coating film 5Ba is, for example, that the coating film 5Ba is scattered between the external terminal 2C of the semiconductor chip 2 or the inner lead 3B of the lead 3 and the metal wire 5A of the coating wire 5. However, this is the case where conduction failure occurs between the two.

また、被覆ワイヤ5の先端部に金属ボール5A1を形成
するボンディング技術であって、前記流体吹付ノズル18
C(流体吹付装置25)を設け、この流体吹付ノズル18Cの
流体Gsを冷却する冷却装置25Aを設けることにより、前
記被覆ワイヤ5の絶縁性被覆膜5Bの溶け上がりを著しく
低減し、溶け上がった場合でも被覆膜5Bを吹き飛ばすこ
とができるので、被覆ワイヤ5に被覆膜5Bの球が形成さ
れることを防止し、前述のようにボンディング不良を防
止することができる。
Further, a bonding technique to form a metal ball 5A 1 to the distal end portion of the covered wire 5, wherein the fluid spray nozzle 18
By providing C (fluid spray device 25) and cooling device 25A for cooling the fluid Gs of the fluid spray nozzle 18C, melting of the insulating coating film 5B of the coated wire 5 is significantly reduced, and Even in this case, since the coating film 5B can be blown off, it is possible to prevent the sphere of the coating film 5B from being formed on the coating wire 5 and prevent the bonding failure as described above.

また、被覆ワイヤ5を使用するボンディング技術にお
いて、被覆ワイヤ5の供給方向の先端側に金属ボール5A
1を形成し、この金属ボール5A1を半導体チップ2の外部
端子2Cに接続し、前記被覆ワイヤ5の供給方向の後端側
を前記リード3のインナーリード3Bに接触させ、この接
触部分の被覆膜5Bを破壊し、被覆ワイヤ5の他端側の金
属線5Aをリード3のインナーリード3Bに接続することに
より、前記被覆ワイヤ5の後端側の被覆膜5Bを除去する
被覆膜除去トーチを使用することなく被覆膜5Bの除去を
行うことができるので、被覆膜除去トーチ、その移動装
置および制御装置などを削減することができる。この結
果、ボンディング装置の構造を簡単にすることができ
る。
In the bonding technique using the covered wire 5, a metal ball 5A
Then , the metal ball 5A 1 is connected to the external terminal 2C of the semiconductor chip 2, the rear end side of the covering wire 5 in the supply direction is brought into contact with the inner lead 3B of the lead 3, and the contact portion is covered. A covering film for removing the covering film 5B on the rear end side of the covering wire 5 by breaking the covering film 5B and connecting the metal wire 5A on the other end side of the covering wire 5 to the inner lead 3B of the lead 3. Since the coating film 5B can be removed without using a removing torch, it is possible to reduce the coating film removing torch, its moving device, control device, and the like. As a result, the structure of the bonding apparatus can be simplified.

特に、本実施例の半導体装置1においては、被覆ワイ
ヤ5の絶縁性被覆膜5Bとして、ポリオール成分とイソシ
アネートとを反応させ、分子骨格にテレフタール酸から
誘導される構成単位を含む耐熱ポリウレタンを用いたこ
とにより、被覆膜5Bの熱分化によって生じる膜破壊によ
るタブショート、チップショート、あるいはワイヤ間シ
ョートを確実に防止することができる。
In particular, in the semiconductor device 1 of the present embodiment, a heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in the molecular skeleton is used as the insulating coating film 5B of the coating wire 5 by reacting a polyol component with an isocyanate. As a result, it is possible to reliably prevent a tab short, a chip short, or a short between wires due to film destruction caused by thermal differentiation of the coating film 5B.

すなわち、前記の如く被覆ワイヤ5をボンディングし
た後に、樹脂材6でレジンモールド作業が行われて、樹
脂封止型半導体装置1が製造されるのであるが、たとえ
ば第12図に示すように、半導体チップ2の外部端子2Cと
リード3のインナーリード3Bのボンディング部位との間
の距離が長い場合、第13図に示すように、被覆ワイヤ5
と半導体チップ2のシリコン領域とが接触する、いわゆ
るチップタッチ状態や、第15図に示すように、被覆ワイ
ヤ5とタブ3Aとが接触する、いわゆるタブタッチ状態、
さらには被覆ワイヤ5どうしが互いに接触する、いわゆ
るワイヤ間タッチ状態などが生じることがある。このよ
うなワイヤのタッチ現象は、特にワイヤ長が2.5mm以上
になったり、またタブ3Aのサイズが半導体チップ2のサ
イズよりも大き過ぎるような場合などに起こり易いもの
である。
That is, after bonding the covering wire 5 as described above, a resin molding operation is performed with the resin material 6 to manufacture the resin-encapsulated semiconductor device 1. For example, as shown in FIG. When the distance between the external terminal 2C of the chip 2 and the bonding portion of the inner lead 3B of the lead 3 is long, as shown in FIG.
A so-called chip touch state in which the silicon wire of the semiconductor chip 2 contacts with the so-called chip touch state, or a so-called tab touch state in which the covering wire 5 and the tab 3A contact each other as shown in FIG.
Further, a so-called wire-to-wire touch state where the coated wires 5 come into contact with each other may occur. Such a wire touch phenomenon tends to occur particularly when the wire length becomes 2.5 mm or more, or when the size of the tab 3A is larger than the size of the semiconductor chip 2.

このようなワイヤのタッチ現象が生じると、たとえば
第14図のように、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bが半導体チッ
プ2からの発熱などに起因する熱劣化で破壊され、金属
線5Aが半導体チップ2と直接接触して、半導体チップ2
との間にチップショート不良を発生したり、第16図の如
く、タブ3Aとの間にタブショート不良を発生し、さらに
ワイヤどうしの間でワイヤ間ショートを発生してしまう
ことがある。
When such a wire touch phenomenon occurs, for example, as shown in FIG. 14, the coating film 5B of the coating wire 5 is broken by thermal deterioration caused by heat generation from the semiconductor chip 2, and the metal wire 5A is 2 is in direct contact with the semiconductor chip 2
In some cases, a short-circuit between the wires may occur, or as shown in FIG. 16, a short-circuit between the tabs 3A may occur, and a short-circuit between the wires may occur.

ところが、本実施例の半導体装置1においては、前記
の如く、被覆ワイヤ5の被覆膜5Bが特殊な耐熱ポリウレ
タンで作られていることにより、仮に前記のような、チ
ップタッチ、タブタッチあるいはワイヤ間タッチ状態が
発生したとしても、ショート不良を起こすことを確実に
防止できるものである。
However, in the semiconductor device 1 of the present embodiment, as described above, since the coating film 5B of the coating wire 5 is made of a special heat-resistant polyurethane, it is temporarily assumed that the chip touch, the tab touch or the wire Even if a touch state occurs, it is possible to reliably prevent a short circuit from occurring.

このような本発明によるショート不良防止効果を確認
するために、本発明者らが樹脂封止後の半導体装置につ
いて行った実験結果を実験例1として以下に説明する。
なお、実験例中の部は重量部を示している。
In order to confirm the effect of preventing short-circuit failure according to the present invention, the results of an experiment performed by the present inventors on a semiconductor device after resin sealing will be described below as Experimental Example 1.
Parts in the experimental examples indicate parts by weight.

実験例1 まず、後記の第1表に示すような原料を、同表に示す
ような割合で配合し、これを500ccのフラスコに入れ、
温度計,蒸気コンデンサを取付け反応させ、3種類のテ
レフタール酸系ポリオールP−1,P−2,P−3を得た。こ
のときのテレフタール酸とエチレングリコールとの割合
および反応時間等を第1表に併せて示した。そして、上
記合成反応の終点は、理論反応水と酸価5以下に基づい
て決定した。この場合、必要に応じて減圧反応も行わせ
た。
Experimental Example 1 First, raw materials as shown in Table 1 below were blended in a ratio as shown in the table, and this was put into a 500 cc flask.
A thermometer and a steam condenser were attached and reacted to obtain three types of terephthalic acid-based polyols P-1, P-2 and P-3. Table 1 also shows the ratio of terephthalic acid and ethylene glycol and the reaction time at this time. The end point of the above synthesis reaction was determined based on theoretical reaction water and an acid value of 5 or less. In this case, a reduced pressure reaction was performed as needed.

上記のようにして得られた3種類のテレフタール酸系
ポリオールP−1,P−2,P−3と、市販のポリオールとを
用い、これらポリオール成分とイソシアネート成分とを
後記の第2表に示すような割合で配合し、塗料組成物を
作った。そして、このようにして得られた塗料組成物を
溶剤を用い濃度10%に希釈し、ワイヤ本体の外周面に2
回以上塗布を行い、その後175℃で21分間加熱し、170℃
で2時間アフタキュアして耐熱ポリウレタンからなる絶
縁被覆を形成し、製線した。この場合の組成配合と、塗
膜特性とを後記の第2表に示した。
Using the three types of terephthalic acid-based polyols P-1, P-2, P-3 obtained as described above and commercially available polyols, these polyol components and isocyanate components are shown in Table 2 below. A coating composition was prepared by blending at such a ratio. Then, the coating composition thus obtained was diluted to a concentration of 10% using a solvent, and 2 μm
Apply at least 175 ° C for 21 minutes, then 170 ° C
After 2 hours, an insulating coating made of heat-resistant polyurethane was formed, and a wire was formed. The composition and coating film properties in this case are shown in Table 2 below.

次に、上記のようにして得られた耐熱ポリウレタン被
覆ワイヤを使用し、上記の如くワイヤボンディングした
半導体チップを樹脂材でモールドし、第13図(チップタ
ッチ状態)および第15図(タブタッチ状態)に示すタッ
チ状態に相当する半導体装置を製作し、MIL−883Bの温
度サイクルテストを実施し、市販のポリウレタン被覆ワ
イヤを用いた半導体装置との短絡率を比較実験し、本発
明の改善具合を評価した。
Next, using the heat-resistant polyurethane-coated wire obtained as described above, the semiconductor chip wire-bonded as described above is molded with a resin material, and FIG. 13 (chip touch state) and FIG. 15 (tab touch state). A semiconductor device corresponding to the touch state shown in Fig. 1 was manufactured, a temperature cycle test of MIL-883B was performed, and a short-circuit rate with a semiconductor device using a commercially available polyurethane-coated wire was compared to evaluate the improvement of the present invention. did.

この比較実験の結果は、第17図と第18図に示すとおり
であった。すなわち、第17図は第13図のようなチップタ
ッチ状態における半導体チップと被覆ワイヤとの短絡率
を示しているが、同図から明らかなように、本発明の耐
熱ポリウレタン被覆ワイヤを用いた半導体装置では、市
販のポリウレタン被覆ワイヤを用いた半導体装置に比べ
て、著しい短絡率すなわちチップショート防止効果が確
認された。
The results of this comparative experiment were as shown in FIG. 17 and FIG. That is, FIG. 17 shows the short-circuit rate between the semiconductor chip and the coated wire in the chip touch state as shown in FIG. 13. As is clear from FIG. 17, the semiconductor using the heat-resistant polyurethane-coated wire of the present invention was used. In the device, a remarkable short-circuit rate, that is, a chip short-circuit preventing effect was confirmed as compared with a semiconductor device using a commercially available polyurethane-coated wire.

また、第18図は第15図のようなタブチップ状態におけ
るタブと被覆ワイヤとの短絡率を示しているが、この場
合も、本発明の耐熱ポリウレタン被覆ワイヤ使用の半導
体装置においては、顕著な短絡率すなわちタブショート
防止効果が得られることが確認された。
FIG. 18 shows the short-circuit rate between the tab and the coated wire in the tab chip state as shown in FIG. 15, but also in this case, the semiconductor device using the heat-resistant polyurethane-coated wire of the present invention has a remarkable short-circuit. Rate, that is, a tab short prevention effect was obtained.

次に、本発明者らは、本発明による耐熱ポリウレタン
被覆ワイヤと市販のポリウレタン被覆ワイヤとを樹脂封
止以前ワイヤ状態で後記の試験条件により比較実験し、
被覆膜の摩耗強度や劣化率などを評価した。これらの実
験結果および他の各種実験の結果を以下に実験例2〜5
として第19図〜第25図に関して説明する。
Next, the present inventors compared the heat-resistant polyurethane-coated wire according to the present invention and a commercially available polyurethane-coated wire in a wire state before resin sealing under the test conditions described below,
The wear strength and the deterioration rate of the coating film were evaluated. The results of these experiments and other various experiments are described below in Experimental Examples 2 to 5.
19 to 25 will be described.

実験例2 実験条件は第19図に示すモデル図で表されるものであ
った。すなわち、絶縁性の被覆膜(本発明の耐熱ポリウ
レタンまたは市販のポリウレタン)5Bで外表面を被覆し
た被覆ワイヤ5の下端に一定の荷重(1g)を吊り下げて
垂直方向の吊下げ状態とし、リードフレームのタブ3Aを
被覆ワイヤ5に対して接触角度α=45度でそのエッジで
接触させ、該タブエッジ接触部とは反対側から水平方向
に荷重W1(0.65g)で被覆ワイヤ5に押付力を与え、そ
してタブ3Aを上下方向に20μm振動させることにより、
被覆膜5Bの摩耗などを評価した。
Experimental Example 2 Experimental conditions were represented by a model diagram shown in FIG. That is, a fixed load (1 g) is hung on the lower end of the insulated wire 5 whose outer surface is coated with an insulating coating film (heat-resistant polyurethane of the present invention or commercially available polyurethane) 5B to make a vertically suspended state, The tab 3A of the lead frame is brought into contact with the coated wire 5 at the edge thereof at a contact angle α = 45 degrees, and pressed against the coated wire 5 with a load W 1 (0.65 g) in the horizontal direction from the opposite side of the tab edge contact portion. By applying force and oscillating the tab 3A vertically by 20 μm,
The wear of the coating film 5B was evaluated.

ここで、被覆膜5Bが摩耗して破壊に至るまでの振幅
(振動)回数Nfを摩耗強度と定義して、評価した。
Here, the amplitude (vibration) frequency Nf until the coating film 5B wears and breaks is defined as a wear strength and evaluated.

また、被覆膜5Bの耐熱性は、高温放置(150〜200℃、
0〜1000時間)後のNfの測定によって評価した。
In addition, the heat resistance of the coating film 5B is high temperature storage (150-200 ° C,
(0 to 1000 hours).

その結果、ポリウレタンの場合には、これをイミド化
することにより熱劣化を大幅に抑制でき、また温度サイ
クル寿命T∞をも大幅に向上させることができることな
どが判明した。
As a result, it has been found that, in the case of polyurethane, thermal degradation can be greatly suppressed by imidizing the polyurethane, and the temperature cycle life T∞ can be significantly improved.

以下に、これらの実験結果を具体的に説明する。 Hereinafter, these experimental results will be specifically described.

まず、第20図と第21図はそれぞれ温度150℃と175℃と
における被覆膜5Bの摩耗強度の熱劣化(100時間後の被
覆膜破壊回数低減)を示すものである。これらの図から
明らかなように、本発明の耐熱ポリウレタンを用いた被
覆膜の場合には、高温放置時間が経過しても摩耗強度Nf
の低下は小さく、被覆膜の劣化が非常に少ないことが判
明した。特に、150〜175℃、100時間(Hrs)後の被覆膜
破壊回数低減における被覆膜5Bの劣化率が20%以内であ
ることは被覆ワイヤにとって極めて有利な特性であるこ
とが判った。
First, FIGS. 20 and 21 show the thermal deterioration of the wear strength of the coating film 5B at 150 ° C. and 175 ° C., respectively (reduction of the number of coating film breakage after 100 hours). As is apparent from these figures, in the case of the coating film using the heat-resistant polyurethane of the present invention, the wear strength Nf even after the high-temperature leaving time has elapsed.
Was found to be small, and the deterioration of the coating film was very small. In particular, it was found that the fact that the rate of deterioration of the coating film 5B in reducing the number of times the coating film was destroyed after 150 to 175 ° C for 100 hours (Hrs) was within 20% was an extremely advantageous characteristic for the coated wire.

実験例3 次に、第22図は温度(横軸)と劣化率すなわち劣化速
度〔ΔNf/100Hrs〕(=N0−N100/100Hrs)(縦軸)との
関係の実験結果を示すものである。この図においても、
本発明の耐熱ポリウレタン被覆ワイヤの場合には、劣化
速度が市販のポリウレタンの場合に比べて非常に小さい
ことが理解される。
Experimental Example 3 Next, FIG. 22 shows the experimental results of the relationship between the temperature (horizontal axis) and the deterioration rate, that is, the deterioration rate [ΔNf / 100Hrs] (= N 0 −N 100 / 100Hrs) (vertical axis). is there. Also in this figure,
It is understood that the degradation rate of the heat-resistant polyurethane-coated wire of the present invention is much smaller than that of the commercially available polyurethane.

実験例4 次いで、第23図は被覆膜のイミド化率(横軸)と劣化
速度すなわち劣化率(左側の縦軸)および被覆ワイヤの
セカンド(2nd)ボンディングの剥がれ強度(右側の縦
軸)との関係を示す実験結果である。
Experimental Example 4 Next, FIG. 23 shows the imidization ratio (horizontal axis) of the coating film, the degradation rate, that is, the deterioration rate (vertical axis on the left), and the peel strength of the second (2nd) bonding of the coated wire (vertical axis on the right). It is an experimental result showing the relationship with.

なお、2ndボンディングの剥がれ強度については、直
径φ=25μmの耐熱ポリウレタン被覆ワイヤを用いて第
2図の如く被覆膜5Bを予め剥がすことなくインナーリー
ド3Bにボンディングしたものについて本発明者らが実験
を行った結果である。
The peel strength of the 2nd bonding was determined by the inventors of the present invention using a heat-resistant polyurethane-coated wire having a diameter of φ = 25 μm and bonding the inner film 3B to the inner lead 3B without previously peeling the coating film 5B as shown in FIG. This is the result of performing.

第23図から明らかなように、被覆膜のイミド化率は約
1/3であるのが劣化速度(劣化率)および剥がれ強度の
両方について好ましいものである。
As is clear from FIG. 23, the imidization ratio of the coating film is about
1/3 is preferable for both the deterioration rate (deterioration rate) and the peel strength.

特に、本発明の耐熱ポリウレタン被覆ワイヤの場合、
2ndボンディング部の剥がれ強度が大きいので、ボンデ
ィングの信頼性が高く、極めて有利な結果が得られた。
In particular, in the case of the heat-resistant polyurethane-coated wire of the present invention,
Since the peel strength of the 2nd bonding part was large, the reliability of bonding was high and an extremely advantageous result was obtained.

実験例5 さらに、第24図は、被覆ワイヤの温度サイクル振幅
(−55〜150℃)と温度サイクル寿命についての実験結
果を示している。同図から明らかなように、市販のポリ
ウレタンによる被覆膜の寿命T∞が約400であるのに対
して、本発明の耐熱ポリウレタンの場合は4000以上にま
で大幅に向上した。
Experimental Example 5 FIG. 24 shows the experimental results on the temperature cycle amplitude (−55 to 150 ° C.) and the temperature cycle life of the coated wire. As is clear from the figure, the service life T の of the coating film made of a commercially available polyurethane is about 400, while that of the heat-resistant polyurethane of the present invention is greatly improved to 4000 or more.

実験例6 また、第25図は被覆ワイヤの被覆膜への着色剤の添加
の有無による劣化速度(劣化率)への影響を実験した結
果を示す図である。
Experimental Example 6 FIG. 25 is a diagram showing the results of an experiment on the effect of the presence or absence of a coloring agent on the coating film of a coated wire on the deterioration rate (deterioration rate).

本発明者らの知見によれば、被覆ワイヤ5を用いてボ
ンディングを行うに際して、たとえば金属ボール形成を
行う場合、被覆膜5Bの厚さは非常に薄いので、その溶け
上がりや剥がれの有無を確認することは非常に困難であ
り、少なくとも肉眼では不可能と言ってよい。そこで、
本発明者らは被覆膜5Bに着色剤たとえばオイルスカーレ
ットを添加すれば、その溶け上がりや剥がれを視覚的に
確認でき(たとえば電子顕微鏡の使用により)、極めて
有用であることを見い出したのである。
According to the knowledge of the present inventors, when performing bonding using the covered wire 5, for example, when forming a metal ball, since the thickness of the covering film 5B is very thin, it is determined whether or not the coating film 5B melts or peels. It is very difficult to confirm, and at least it is impossible with the naked eye. Therefore,
The present inventors have found that if a coloring agent such as oil scarlet is added to the coating film 5B, the dissolution or peeling thereof can be visually confirmed (for example, by using an electron microscope), and is extremely useful. .

ただし、着色剤を添加する量があまり多いと、被覆膜
の劣化速度(劣化率)が大きくなってしまうので、その
適量について本発明者らは諸々の実験を行ったものであ
り、その結果が第25図に示されている。
However, if the amount of the coloring agent added is too large, the deterioration rate (deterioration rate) of the coating film increases, and the present inventors conducted various experiments on the appropriate amount, and as a result, Is shown in FIG.

この第25図の実験結果から明らかなように、着色剤の
添加量があまり多くなり過ぎると、被覆膜の劣化速度
(劣化率)が大きくなる一方、添加量があまり少な過ぎ
ると、前記したような着色剤添加のメリットが失われて
しまう。そこで、これら2つの相反する要求に鑑みて、
本発明者らが鋭意研究した結果、着色剤(本実施例で
は、オイルスカーレット)の添加量は2.0重量%以下、
特に、0.5重量%〜2.0重量%が最適であることが明らか
となった。この範囲で被覆膜に着色剤を添加することに
より、被覆膜の特性を損なうことを防止しながら、被覆
ワイヤからの被覆膜の溶け上がりや剥がれを視覚的に確
認できるという利点が得られる。
As is clear from the experimental results shown in FIG. 25, when the amount of the colorant added is too large, the deterioration rate (deterioration rate) of the coating film increases, while when the amount is too small, the above-mentioned results are obtained. The merit of adding such a coloring agent is lost. So, in light of these two conflicting requirements,
As a result of extensive studies by the present inventors, the amount of the coloring agent (in this example, oil scarlet) was 2.0% by weight or less,
In particular, it became clear that 0.5% by weight to 2.0% by weight was optimal. By adding a colorant to the coating film in this range, the advantage that the coating film can be visually confirmed as melting or peeling from the coating wire while preventing the characteristics of the coating film from being impaired is obtained. Can be

前記実験例1、さらには実験例2〜6、ならびに他の
様々な実験・研究・検討・確認などにより、本発明者ら
は次のような知見を得た。
The present inventors have obtained the following findings through Experimental Example 1, further Experimental Examples 2 to 6, and various other experiments, studies, studies, and confirmations.

すなわち、前記の如く、被覆ワイヤの被覆膜として本
発明の上記組成の耐熱ポリウレタンを用いることは被覆
膜の熱劣化やボンディング性、さらにはボンディングの
剥がれ強度の向上などに極めて有用である。
That is, as described above, the use of the heat-resistant polyurethane having the above composition of the present invention as the coating film of the coated wire is extremely useful for the thermal deterioration of the coating film, the bonding property, and the improvement of the peeling strength of the bonding.

さらに、これ以外に、たとえば実験例2などから明ら
かなように、被覆膜の温度サイクル試験や第19図の実験
条件での摩耗試験などを通して、被覆膜の熱劣化(劣化
速度)、すなわち150℃〜175℃、100時間後の被覆膜破
壊回数低減における劣化率を20%以内にできる材料を被
覆膜の構成材料として用いることが極めて重要である。
In addition to this, as is clear from, for example, Experimental Example 2 and the like, the thermal degradation (degradation rate) of the coating film, that is, the abrasion test under the experimental conditions shown in FIG. It is extremely important to use a material that can reduce the degradation rate within 20% in reducing the number of times the coating film is destroyed after 100 hours at 150 ° C. to 175 ° C. as a constituent material of the coating film.

しかも、被覆膜として備えるべき特性としては、被覆
ワイヤをワイヤボンディング作業に実用した際に、ボン
ディング性などに不具合を与えないものであることも非
常に重要である。この点について本発明者らが鋭意研究
したところ、被覆膜は、たとえばボールボンディングに
おける金属ボール形成時、あるいは被覆膜の加熱除去時
に、非炭化性を示す材料で構成することが重要であるこ
とが判明した。
In addition, as a characteristic to be provided as a coating film, it is also very important that the coated wire does not cause a problem in bonding property when the coated wire is put to practical use in a wire bonding operation. The present inventors have conducted intensive studies on this point. As a result, it is important that the coating film is made of a material that exhibits non-carbonization, for example, when forming metal balls in ball bonding or when removing the coating film by heating. It has been found.

その理由は次のとおりである。すなわち、金属ボール
の形成時や被覆膜の加熱除去時に被覆膜は金属ボールの
直上に溶け上がるが、被覆膜が炭化性であると、その時
に加熱温度たとえば1060℃の高温によって、分解されず
に、炭化してしまう。その結果、その炭化した被覆膜は
金属ボールの直上で金属線を包むようにして付着残留す
るため、ボンディングツールでボンディングを行う際
に、その付着炭化被覆膜は被覆ワイヤがキャピラリを通
過して供給されることを妨げる妨害物となり、被覆ワイ
ヤがキャピラリを通過することを困難または不可能とし
てしまう。一方、その付着炭化被覆膜が何らかの原因で
半導体チップの集積回路形成面に落下すると、炭化物は
導電性を有するので、その落下物のために集積回路の電
気的ショート不良の原因となってしまうのである。しか
も、炭化物が付着した被覆ワイヤはたとえばインナーリ
ードへの2ndボンディング時にも、ボンディング不良の
原因になることが判明した。
The reason is as follows. In other words, the coating film melts immediately above the metal ball when forming the metal ball or removing the coating film by heating, but if the coating film is carbonized, the coating film is decomposed by the heating temperature at that time, for example, a high temperature of 1060 ° C. Instead, it is carbonized. As a result, the carbonized coating film adheres and remains on the metal ball just above the metal ball so as to wrap the metal wire.When bonding with a bonding tool, the carbonized coating film is supplied by the coated wire passing through the capillary. This makes it difficult or impossible for the coated wire to pass through the capillary. On the other hand, if the deposited carbonized coating film falls on the integrated circuit forming surface of the semiconductor chip for some reason, the carbide has conductivity, and the dropped object causes an electrical short-circuit failure of the integrated circuit. It is. In addition, it has been found that the coated wire to which the carbide has adhered causes a bonding failure, for example, also at the time of the second bonding to the inner lead.

このような事実を総合的に勘案考慮すると、被覆ワイ
ヤの被覆膜として、前記した所定の条件の下での劣化
率、すなわち150℃〜175℃、100時間後の被覆膜破壊回
数低減における劣化率が20%以内であること、および金
属ボールの形成時あるいは被覆膜の加熱除去時に非炭化
性を示す材料であるこの2つの条件が極めて重要であ
り、これらの2つの要件を満たす材料は被覆ワイヤとし
て非常に満足すべき結果が得られることが本発明者らに
よって確認された。
Considering such facts comprehensively, as the coating film of the coated wire, the deterioration rate under the above-mentioned predetermined conditions, ie, 150 ° C. to 175 ° C., in reducing the number of times of coating film destruction after 100 hours It is extremely important that the deterioration rate is within 20% and that these two conditions are non-carbonizable at the time of forming the metal ball or at the time of removing the coating film by heating. It has been confirmed by the inventors that very satisfactory results can be obtained as a coated wire.

そして、本発明者らの検討結果によれば、前記した組
成の耐熱ポリウレタンは勿論、これら2つの要件を満た
すものであるが、これら2つの要件を満たす材料は、前
記組成の前記耐熱ポリウレタンのみに限定されるもので
はなく、他の組成の耐熱ポリウレタン、さらには耐熱ポ
リウレタン以外の材料も、この好ましい被覆膜の材料と
して利用することができるものである。
According to the study results of the present inventors, the heat-resistant polyurethane having the above-described composition is, of course, one that satisfies these two requirements. However, the material that satisfies these two requirements is only the heat-resistant polyurethane having the above-described composition. The material is not limited, and a heat-resistant polyurethane having another composition, or a material other than the heat-resistant polyurethane, can be used as the material of the preferable coating film.

これについて、ポリウレタンのうちでも、市販のポリ
ウレタン、またホルマールは非炭化性の要件は満たす
が、前記した劣化率が20%を超えるので、被覆膜として
は最適とはいえない。
In this regard, among polyurethanes, commercially available polyurethanes and formals satisfy the requirement of non-carbonization, but the deterioration rate is more than 20%, so that they cannot be said to be optimal as coating films.

他方、ポリイミド,ポリアミド,ナイロン,ポリエス
テル,ポリアミドイミド,ポリエステルイミドなどは金
属ボールの形成時または被覆膜の加熱除去時に炭化性を
示すので、被覆ワイヤの被覆膜として使用するには欠点
もあり最適とはいえないことが明らかになった。
On the other hand, polyimide, polyamide, nylon, polyester, polyamide imide, polyester imide, etc. exhibit carbonization when forming metal balls or when removing the coating film by heating, and therefore have drawbacks when used as a coating film for a coating wire. It turned out to be less than optimal.

次に、本発明に利用できるワイヤボンディング方式の
他の各種実施例に示す第26図〜第30図に関して本発明を
さらに説明する。
Next, the present invention will be further described with reference to FIGS. 26 to 30 showing other various embodiments of the wire bonding method which can be used in the present invention.

第26図の実施例・1のIIでは、本発明に含まれる他の
ワイヤボンディング方式の一例として、被覆ワイヤ5の
ファースト(1st)ボンディング側は前記実施例1と同
じく金属ボール5A1によるボールボンディング方式であ
るが、セカンド(2nd)ボンディング側はセカンドボン
ディング部5A22として図示する如く、2ndボンディング
に先立って予め被覆膜5Bを除去し、熱圧着および/また
は超音波振動方式で2ndボンディングを行うものであ
る。
26 In II of Example-1 of Figure, as an example of another wire bonding method included in the present invention, first the coated wire 5 (1st) bonding side ball bonding also by metal balls 5A 1 as in Example 1 is a method, as the second (2nd) bonding side shown as second bonding portion 5A 22, prior to the 2nd bonding to remove the pre-coated film 5B, performs 2nd bonding with thermocompression and / or ultrasonic vibration method Things.

次に、第27図の実施例・1のIIIにおいては、セカン
ドボンディング部5A2は実施例・1のIと同じく被覆膜5
Bを除去することなくボンディングしているのに加え
て、ファーストボンディング側も金属ボールによるボー
ルボンディングではなくて、被覆膜5Bを予め除去せずに
熱圧着および/または超音波振動方式でファーストボン
ディングし、ファーストボンディング部5A11を形成して
いる。
Next, in III of Example-1 of FIG. 27, second bonding portion 5A 2 is coated in film and I of Example-1 5
In addition to bonding without removing B, the first bonding side is not ball bonding with metal balls, but is first bonded by thermocompression bonding and / or ultrasonic vibration without removing the coating film 5B in advance. and to form a first bonding portion 5A 11.

したがって、本実施例では、ファーストおよびセカン
ドの両ボンディング共に、同一のボンディング方式をと
っている。
Therefore, in the present embodiment, the same bonding method is used for both the first and second bonding.

さらに、第28図の実施例・1のIVは、ファーストボン
ディング部5A11は実施例・1のIIIと同じであるが、セ
カンドボンディング部5A22を実施例・1のIIと同じく、
被覆膜5Bを予め除去してボンディングしているものであ
る。
Furthermore, IV of example-1 of FIG. 28 is first bonding portion 5A 11 is the same as III of Example-1, also the second bonding portion 5A 22 and II of Example-1,
The coating film 5B is removed in advance and bonded.

また、第29図の実施例・1のVでは、ファーストボン
ディング部5A12として、被覆膜5Bを予め除去したボンデ
ィング方式とし、セカンドボンディング部5A2は実施例
・1のI及びIIIと同じく、被覆膜5Bの除去を行うこと
なくボンディングしたものである。
29, the first bonding portion 5A 12 is a bonding method in which the coating film 5B is removed in advance, and the second bonding portion 5A 2 is the same as I and III of the first embodiment. The bonding is performed without removing the coating film 5B.

さらに、第30図の実施例・1のVIにおいては、ファー
ストボンディング部5A12およびセカンドボンディング部
5A22のいずれも被覆膜5Bを予め除去した状態で金属線5A
を非ボール形成方式でボンディングする例である。
Further, in the VI of the embodiment 1 of FIG. 30, the first bonding portion 5A 12 and the second bonding portion
Metal lines 5A the state in which the previously removed covering film 5B of 5A 22
Is an example of bonding by a non-ball forming method.

第31図は本発明の実施例・1のVIIによるワイヤボン
ディング部を示す部分断面図である。
FIG. 31 is a partial cross-sectional view showing a wire bonding portion according to VII of Embodiment 1 of the present invention.

本実施例では、被覆ワイヤ5の被覆膜が複合被覆膜構
造とされたものである。すなわち、被覆ワイヤ5の外表
面を前記した耐熱ポリウレタンよりなる該被覆膜5Bで被
覆し、かつ該被覆膜5Bの外表面上をさらに他の絶縁性材
料よりなる第2の被覆膜5Cで被覆した例である。
In this embodiment, the coating film of the coating wire 5 has a composite coating film structure. That is, the outer surface of the covering wire 5 is covered with the covering film 5B made of the above-described heat-resistant polyurethane, and the outer surface of the covering film 5B is further covered with a second covering film 5C made of another insulating material. This is an example of coating with.

この第2の被覆膜5Cの材料としては、前記の如く、ポ
リアミド樹脂,特殊なポリエステル樹脂,特殊なエポキ
シ樹脂等を使用できる。ナイロン等を用いてキャピラリ
内の被覆ワイヤの滑り性を良くする目的で、第2の被覆
膜を施すこともできる。
As the material of the second coating film 5C, as described above, a polyamide resin, a special polyester resin, a special epoxy resin, or the like can be used. For the purpose of improving the slipperiness of the coated wire in the capillary using nylon or the like, a second coating film can be applied.

また、第2の被覆膜5Cの厚みは被覆膜5Bの厚みの2倍
以下、好ましくは0.5倍以下にすることができる。
Further, the thickness of the second coating film 5C can be set to twice or less, preferably 0.5 times or less of the thickness of the coating film 5B.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and it can be said that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Not even.

たとえば、被覆膜5B,または5Cを形成するための材
料、たとえばポリオール成分,イソシアネート,テレフ
タール酸,およびその化合物、さらには添加物の種類や
組成などは前記した例に限定されるものではない。
For example, the materials for forming the coating film 5B or 5C, such as the polyol component, isocyanate, terephthalic acid, and the compounds thereof, and the types and compositions of the additives are not limited to those described above.

また、被覆ワイヤの金属線5Aの材料やそのボンディン
グ方式も前記した例に限定されるものではない。
Further, the material of the metal wire 5A of the covered wire and the bonding method thereof are not limited to the examples described above.

さらに、本発明の実施に用いられるワイヤボンディン
グ装置の構造も前記した例に限定されるものではない。
Further, the structure of the wire bonding apparatus used for carrying out the present invention is not limited to the above-described example.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である樹脂封止型半導体装置に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、たとえばセラミック封止型半導体装置などの様々
な半導体装置およびその製造技術に広く適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to a resin-encapsulated semiconductor device as a field of application has been mainly described. However, the present invention is not limited to this. Can be widely applied to various semiconductor devices and their manufacturing techniques.

以上の実施例において開示される発明のうち代表的に
ものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の
とおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the above embodiments will be briefly described as follows.

(1) 金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した被覆
ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを接続
してなる半導体装置の製造方法であって、前記被覆ワイ
ヤの被覆膜が、ポリオール成分とイソシアネートとを反
応させ、分子骨格にテレフタール酸から誘導される構成
単位を含む耐熱ポリウレタンからなり、前記被覆ワイヤ
の一端側を半導体チップの前記外部端子に接続し、他端
側をリードに接続することにより、被覆膜が熱劣化で膜
破壊を生じることを防止できるので、被覆ワイヤのタブ
ショート,チップショート,さらにはワイヤ間のショー
トのような電気的ショート不良の発生を確実に防止する
ことができる。
(1) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising connecting a lead to an external terminal of a semiconductor chip with a covered wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covered wire is A polyol component and an isocyanate are reacted, the molecular skeleton is made of heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid, one end of the coated wire is connected to the external terminal of the semiconductor chip, and the other end is connected to a lead. By connecting to the wire, it is possible to prevent the coating film from being destroyed due to thermal deterioration, so that the occurrence of electrical short-circuit failure such as tab short-circuit, chip short-circuit, and short-circuit between wires can be ensured. Can be prevented.

(2) 被覆ワイヤが屈曲などを起こしても、被覆膜に
ひびや膜剥離などを生じることなく、ワイヤ不良のな
い、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
(2) Even if the coated wire is bent, a highly reliable semiconductor device free from wire failure can be obtained without causing cracks or peeling of the coated film.

(3) 被覆膜を構成する前記耐熱ポリウレタンは通常
のワイヤボンディング時の接合温度あるいは超音波振動
エネルギでそのウレタン結合が分解されて接合可能とな
るので、通常の加熱による熱圧着および/または超音波
振動により、強固なボンディングを行うことができる。
(3) Since the urethane bond of the heat-resistant polyurethane constituting the coating film is decomposed at the bonding temperature during normal wire bonding or the ultrasonic vibration energy and can be bonded, thermocompression bonding by normal heating and / or ultra Strong bonding can be performed by sonic vibration.

(4) 前記(3)により、被覆膜が炭化しないので、
炭化物がキャピラリへの被覆ワイヤの通過を妨害した
り、集積回路上に落下して電気的な回路ショートを起こ
すことを防止でき、また炭化物がワイヤボンディング性
を低下させることを防止できる。
(4) According to the above (3), since the coating film does not carbonize,
It is possible to prevent carbide from hindering the passage of the coated wire to the capillary, to prevent the coated wire from dropping on the integrated circuit and cause an electrical short circuit, and to prevent the carbide from deteriorating the wire bonding property.

(5) 前記(3)により、通常のワイヤボンディング
装置でも確実なワイヤボンディングを行うことができ
る。特に、前記実施例に示したワイヤボンディング装置
を用いれば、極めて確実なワイヤボンディングを行うこ
とができる。
(5) According to the above (3), reliable wire bonding can be performed even with a normal wire bonding apparatus. In particular, if the wire bonding apparatus shown in the above embodiment is used, extremely reliable wire bonding can be performed.

(6) 被覆ワイヤの他端側をリードに接続するに際し
て、リードのワイヤボンディング部位のみを加熱するこ
とにより、さらに確実なワイヤボンディングが可能であ
る。
(6) When the other end of the covered wire is connected to the lead, only the wire bonding portion of the lead is heated, so that more reliable wire bonding is possible.

(7) 被覆ワイヤの被覆膜に着色剤を所定量添加する
ことにより、被覆膜の特性を損なうことなく、金属ボー
ルの形成時や加熱除去時の被覆膜の溶け上がりや除去状
態などを視覚的に確認でき、ボンディングの制御や検査
などに有用である。
(7) By adding a predetermined amount of a colorant to the coating film of the coating wire, the coating film can be melted or removed at the time of forming metal balls or removing by heating without impairing the characteristics of the coating film. Can be visually confirmed, which is useful for bonding control and inspection.

(8) 前記(1)により、被覆ワイヤを用いる半導体
装置の多端子化(多ピン化)を実現することが可能とな
る。
(8) According to the above (1), it is possible to realize a multi-terminal (multi-pin) semiconductor device using a covered wire.

(9) 前記被覆ワイヤの前記被覆膜上に第2の絶縁性
被覆膜を設けることにより、電気的シュート不良を確実
に防止できる。
(9) By providing a second insulating coating film on the coating film of the coating wire, it is possible to reliably prevent an electric chute failure.

(10) 金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した被覆
ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを接続
してなる半導体装置の製造方法であって、前記被覆ワイ
ヤの前記被覆膜が、150℃〜175℃、100時間後の被覆膜
破壊回数低減における劣化率が20%以内で、かつ金属ボ
ールの形成時あるいは該被覆膜の除去時に非炭化性の材
料よりなることにより、被覆膜の劣化による電気的ショ
ート不良を確実に防止できると共に、被覆膜の炭化が防
止されるので、前記(4)の如く、炭化物の付着により
被覆ワイヤがキャピラリを通過することが妨害された
り、炭化物が集積回路面上に落下して導電性異物となっ
て電気的な回路ショート不良を生じること、さらには炭
化物の付着によるボンディング性の低下を起こすことを
防止できる。
(10) A method of manufacturing a semiconductor device, comprising connecting a lead and an external terminal of a semiconductor chip with a covered wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covered wire is provided. However, the deterioration rate in reducing the number of times of coating film destruction after 150 hours at 150 ° C. to 175 ° C. is within 20%, and the non-carbonized material is used when forming metal balls or removing the coating film. In addition, since electrical short-circuit failure due to deterioration of the coating film can be reliably prevented and carbonization of the coating film is prevented, as described in (4) above, the coating wire is prevented from passing through the capillary due to the adhesion of carbide. It is possible to prevent carbides from dropping on the surface of the integrated circuit and becoming conductive foreign substances to cause an electrical short circuit failure, and also prevent the bonding property from deteriorating due to the adhesion of carbides.

(11) 金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した被覆
ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを接続
したなる半導体装置であって、前記被覆ワイヤの前記被
覆膜がポリオール成分とイソシアネートとを反応させ、
分子骨格にテレフタール酸から誘導される構成単位を含
む耐熱ポリウレタンからなることにより、被覆膜の熱劣
化に起因する電気的ショート不良のない半導体装置を得
ることができる。
(11) A semiconductor device in which an external terminal of a semiconductor chip and a lead are connected by a covered wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covered wire comprises a polyol component. React with isocyanate,
By using a heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in the molecular skeleton, it is possible to obtain a semiconductor device free from electrical short-circuit failure due to thermal deterioration of the coating film.

(12) 金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した被覆
ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを接続
してなる半導体装置であって、前記被覆ワイヤの前記被
覆膜が、150℃〜175℃、100時間後の被覆膜破壊回数低
減における劣化率が20%以内で、かつ金属ボールの形成
時あるいは該被覆膜の除去時に非炭化性の材料よりなる
ことにより、被覆膜の熱劣化に起因する電気的なショー
ト不良を防止できる、しかも炭化物の形成・付着による
被覆ワイヤのキャピラリへの通過の妨害や、炭化物の落
下による集積回路のショート不良、さらには炭化物の付
着によるボンディング不良なども防止できる半導体装置
を得ることが可能である。
(12) A semiconductor device in which external terminals of a semiconductor chip and leads are connected by a covering wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covering wire has a thickness of 150 mm. Degradation rate in the reduction of the number of times of coating film destruction after 100 hours from 100 ° C to 175 ° C is within 20%, and it is made of non-carbonized material when forming metal balls or removing the coating film. Prevents electrical shorts caused by thermal degradation of the film.Also prevents formation of a carbide and prevents the coated wire from passing through the capillary. It is possible to obtain a semiconductor device that can also prevent bonding failure and the like.

(2) 実施例・2 第32図は本発明の実施例・2である半導体装置の構成
を示す断面図、第33図は上記実施例に用いられるリード
フレームの平面形状を示す要部平面図、第34図は上記実
施例の半導体チップの内部構造を示す要部断面図、第35
図は上記実施例で用いられるワイヤを示す斜視図、第36
図は上記ワイヤの特性を示す説明図、第37図は上記実施
例のワイヤにおける中間層の塗布に使用される中間層形
成装置を示す概略説明図、第38図(a)および(b)は
上記実施例に用いられるワイヤボンディング装置の装置
構成を示す説明図、第39図は上記実施例のパッケージ形
成に用いられる樹脂モールド装置の構成を示す説明図、
第40図は上記樹脂モールド装置における金型面を示す平
面図、第41図は熱膨張係数と充填剤の配合量との関係を
示す説明図、第42図は溶融状態の樹脂粘度と充填剤の配
合量との関係を示す説明図、第43図はワイヤショート発
生率と充填剤の配合量との関係を従来技術との比較で示
した説明図、第3表は所定不良率における熱サイクル回
数を従来技術との比較で示した表、第44図はPCT(プレ
ッシャ・クッカ・テスト)における水分の浸漬状態の変
化を従来技術との比較で示した説明図、第4表は上記PC
Tにおいて具体的な製品を用いて、試料個数に対する不
良発生個数の変化を示した表である。
(2) Embodiment 2 FIG. 32 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 33 is a plan view of a main part showing a plan shape of a lead frame used in the above embodiment. FIG. 34 is a cross-sectional view of an essential part showing the internal structure of the semiconductor chip of the above embodiment, and FIG.
The figure is a perspective view showing a wire used in the above embodiment, and FIG.
FIG. 37 is an explanatory view showing the characteristics of the wire, FIG. 37 is a schematic explanatory view showing an intermediate layer forming apparatus used for coating the intermediate layer in the wire of the above embodiment, and FIGS. 38 (a) and (b) are FIG. 39 is an explanatory view showing an apparatus configuration of a wire bonding apparatus used in the above embodiment, FIG. 39 is an explanatory view showing a configuration of a resin molding apparatus used for forming a package of the above embodiment,
FIG. 40 is a plan view showing a mold surface in the resin molding apparatus, FIG. 41 is an explanatory diagram showing a relationship between a coefficient of thermal expansion and a compounding amount of a filler, and FIG. 42 is a view showing a resin viscosity and a filler in a molten state. FIG. 43 is an explanatory diagram showing the relationship between the occurrence rate of wire short-circuits and the amount of filler in comparison with the prior art, and FIG. 43 is a thermal cycle at a predetermined defective rate. Table 44 shows the number of times compared with the prior art. Fig. 44 is an explanatory diagram showing the change of the immersion state of water in PCT (pressure cooker test) in comparison with the prior art.
9 is a table showing the change in the number of defective occurrences with respect to the number of samples using specific products in T.

本実施例の半導体装置201は、第32図に示すように、
タブ202上に樹脂ペースト203を介して装着された半導体
チップ204を有しておおり、その周囲はエポキシ樹脂等
のレジン205によって封止された構造となっている。封
止内部において、半導体チップ204の周囲には、パッケ
ージ外に導出されるリード206の内端(インナーリー
ド)が位置しており、該内端表面と上記半導体チップ20
4との間にはループ状に張設されたワイヤ207で結線が行
われている。このワイヤ207による結線の詳細について
は後述する。上記リード206は、パッケージの側面より
外部に導出されており、断面S字状に折曲加工されてい
る。
As shown in FIG. 32, the semiconductor device 201 of this embodiment
A semiconductor chip 204 mounted on a tab 202 via a resin paste 203 is provided, and the periphery thereof is sealed with a resin 205 such as an epoxy resin. Inside the sealing, the inner end (inner lead) of the lead 206 led out of the package is located around the semiconductor chip 204, and the inner end surface and the semiconductor chip 20 are separated.
4 is connected with a wire 207 stretched in a loop shape. Details of the connection by the wire 207 will be described later. The lead 206 is led out from the side surface of the package, and is bent into an S-shaped cross section.

上記タブ202およびリード206は、樹脂モールド工程前
においては、第33図に示すように、リードフレーム208
の状態で提供される。
Before the resin molding step, the tab 202 and the lead 206 are connected to the lead frame 208 as shown in FIG.
Provided in a state.

すなわち、リードフレーム208はその中央にタブ吊り
リード210によって支持されたタブ202を有しており、該
タブ202の周囲に放射状に該タブ202とは非接触にリード
206が延設された状態となっている。
That is, the lead frame 208 has a tab 202 supported by a tab suspension lead 210 at the center thereof, and the lead 202 is radiated around the tab 202 radially without contact with the tab 202.
206 has been extended.

このような形状のリードフレーム208は、たとえば鉄
−ニッケル(Fe−Ni)合金、コバール、42アロイ等から
なる厚さ0.15mm程度の導電性の板状部材を、エッチング
処理あるいはプレス打ち抜き等によって所定形状に加工
して得ることができる。なお、タブ202あるいはリード2
06の内端表面には金(Au)、半田等を被着しておいても
よい。
The lead frame 208 having such a shape is obtained by etching a conductive plate-like member having a thickness of about 0.15 mm made of, for example, an iron-nickel (Fe-Ni) alloy, Kovar, 42 alloy, or the like by etching or press punching. It can be obtained by processing into a shape. Note that tab 202 or lead 2
Gold (Au), solder, or the like may be applied to the inner end surface of 06.

上記タブ202に樹脂ペースト203を介して装着された半
導体チップ204は、第34図に示す概略構造を有してい
る。すなわち、厚さ400μm程度で形成されたシリコン
(Si)からなるチップ基板211の上層には0.45μm程度
のシコン酸化膜212が形成され、さらにその上層には層
間絶縁膜としてのPSG膜213が0.3μm程度の厚さで形成
されている。さらにその最上層には保護膜としてのパッ
シベーション膜214が1.2μm程度の膜厚で被着されてお
り、その一部は開口された状態で下層において部分的に
設けられたアルミユウム(Al)からなる厚さ0.8μm程
度の外部端子215(ボンディングパッド)が上方に露出
されている。
The semiconductor chip 204 mounted on the tab 202 via the resin paste 203 has a schematic structure shown in FIG. That is, a silicon oxide film 212 of about 0.45 μm is formed on an upper layer of a chip substrate 211 made of silicon (Si) having a thickness of about 400 μm, and a PSG film 213 as an interlayer insulating film is further formed on the silicon oxide film 212 of about 0.35 μm. It is formed with a thickness of about μm. Further, a passivation film 214 as a protective film is deposited on the uppermost layer with a thickness of about 1.2 μm, and a part of the passivation film 214 is made of aluminum (Al) partially provided in the lower layer in an open state. External terminals 215 (bonding pads) having a thickness of about 0.8 μm are exposed upward.

上記外部端子215と、リード206の内端表面とを結線す
るワイヤ207は、第35図に示すように、本実施例におい
て第1の中間層216Aおよび第2の中間層216Bを備えた構
造となっている。なお、以降の説明においては、第1お
よび第2の中間層を総称する場合には単に中間層216と
称する。
As shown in FIG. 35, the wire 207 connecting the external terminal 215 and the inner end surface of the lead 206 has a structure including a first intermediate layer 216A and a second intermediate layer 216B in this embodiment. Has become. In the following description, when the first and second intermediate layers are collectively referred to, they are simply referred to as an intermediate layer 216.

ワイヤ207の軸線を構成する金属線217としては、金
(Au)、銅(Cu)もしくはアルミニウム(Al)が用いら
れている。
Gold (Au), copper (Cu), or aluminum (Al) is used as the metal wire 217 forming the axis of the wire 207.

本実施例のワイヤ207において、軸線となる金属線217
の直径は約25μmであり、その周囲に形成された2層構
造の中間層216は約2μm程度の膜厚で形成されてい
る。したがって、ワイヤ207全体の直径としては29〜30
μmとなっている。このようにワイヤ207全体の総径を3
0μm以下とするのは、これ以上の直径を備えたワイヤ
構造では後述の樹脂モールド時における抵抗圧が高くな
り、ワイヤ207の断線を生じる可能性が高くなるためで
ある。しかし、このことは30μm以上のワイヤが使用で
きないことを意味するものではない。
In the wire 207 of this embodiment, a metal wire 217 serving as an axis
Has a diameter of about 25 μm, and an intermediate layer 216 having a two-layer structure formed therearound has a thickness of about 2 μm. Therefore, the diameter of the entire wire 207 is 29 to 30
μm. Thus, the total diameter of the entire wire 207 is 3
The reason why the thickness is set to 0 μm or less is that in a wire structure having a diameter larger than this, the resistance pressure during resin molding described later increases, and the possibility of disconnection of the wire 207 increases. However, this does not mean that wires of 30 μm or more cannot be used.

上記金属線217の周囲に設けられた第1の中間層216A
としては、本実施例では耐熱ポリウレタン樹脂が用いら
れており、これはポリオール成分とイソシアネートとを
反応させて形成され、分子骨格にテレフタール酸から誘
導される構成単位を含むものである。第1の中間層216A
としてこのような組成の耐熱ポリウレタン樹脂を用いる
ことは、第1の中間層216Aの熱劣化およびボンディング
性、さらにはボンディングの剥れ強度の向上等に極めて
有用である。
First intermediate layer 216A provided around metal wire 217
In this embodiment, a heat-resistant polyurethane resin is used, which is formed by reacting a polyol component with an isocyanate, and has a molecular skeleton containing a structural unit derived from terephthalic acid. First intermediate layer 216A
The use of a heat-resistant polyurethane resin having such a composition is extremely useful for improving the thermal degradation and bonding property of the first intermediate layer 216A, and improving the peeling strength of bonding.

このような第1の中間層216Aの具体的な特性条件とし
ては、温度サイクル試験あるいは第36図に示す実験条件
における摩耗試験等を通じて、150℃〜175℃の環境での
100時間後における中間層破壊回数低減における劣化率
が20%以内となる条件を満たす材料を選択することが重
要である。
Specific characteristics of the first intermediate layer 216A include a temperature cycle test or a wear test under the experimental conditions shown in FIG.
It is important to select a material that satisfies the condition that the degradation rate in reducing the number of times of destruction of the intermediate layer after 100 hours is within 20%.

さらに、上記ワイヤ207で実験のワイヤボンディング
作業を行った際に、ボンディング性に不具合を生じない
ことが必要である。この点について本発明者の研究結果
によれば、後述の金属ボール218の形成時における中間
層216の加熱除去の際に非炭化性を示す材料で構成する
ことが望ましい。
Furthermore, it is necessary that when performing the experimental wire bonding operation with the wire 207, no defect occurs in the bonding property. According to the research results of the inventor of the present invention in this regard, it is desirable that the intermediate layer 216 be formed of a material that is non-carbonizable when the intermediate layer 216 is removed by heating during formation of the metal ball 218 described later.

その理由は以下の通りである。すなわち、金属ボール
218の形成時の中間層216の加熱除去においては、中間層
216は上記金属ボール218の上方に溶け上がるが、このと
きに中間層216が炭化性である場合には、加熱温度、た
とえば1060℃程度の高温条件において中間層216が分解
されず炭化してしまうことになる。その結果、炭化した
中間層216は上記金属ボール218の直上で金属線217を包
み込むようにして該金属線217の表面に付着残留するた
め、これが吸着異物となって、ボンディングツール243
内の目詰まりの要因となり、最悪の場合にはワイヤカー
ル、さらには断線を引き起こすことにもなる。
The reason is as follows. That is, a metal ball
In the heat removal of the intermediate layer 216 during the formation of the 218, the intermediate layer
216 melts above the metal balls 218. At this time, if the intermediate layer 216 is carbonizable, the intermediate layer 216 is not decomposed and carbonized at a heating temperature, for example, a high temperature condition of about 1060 ° C. Will be. As a result, the carbonized intermediate layer 216 adheres to and remains on the surface of the metal wire 217 so as to wrap the metal wire 217 immediately above the metal ball 218.
In the worst case, it may cause wire curl or even break.

このような事実を総合的に勘案考慮すると、ワイヤ20
7の第1の中間層216Aとして、少なくとも下記の二つの
条件を満たすことが必要となる。
Considering this fact comprehensively, the wire 20
It is necessary for the first intermediate layer 216A of No. 7 to satisfy at least the following two conditions.

すなわち、第1に、温度サイクル試験あるいは36図に
示す実験条件における摩耗試験等を通じて、150℃〜175
℃の温度条件で100時間後の中間層破壊回数低減におけ
る劣化率が20%以下となること。
That is, first, through a temperature cycle test or a wear test under the experimental conditions shown in FIG.
Degradation rate in reducing the number of times of destruction of the intermediate layer after 100 hours under the temperature condition of ℃ is 20% or less.

第2に、金属ボール218形成時における中間層216の加
熱除去の際に非炭化性を示す材料で構成すること。
Second, the intermediate layer 216 is made of a material that is non-carbonizable when the intermediate layer 216 is removed by heating when the metal ball 218 is formed.

以上の条件を満たす第1の中間層216Aの構成材料とし
の耐熱ポリウレタンについて、さらに具体的に説明する
と、この耐熱ポリウレタンは、活性水素を含んだテレフ
タール酸系ポリオールを主成分とするポリマー成分と、
イソシアネートとを用いて得られる。なお注記すると、
ここで「主成分とする」とは、全体が主成分のみからな
る場合も含める趣旨である。
The heat-resistant polyurethane as a constituent material of the first intermediate layer 216A that satisfies the above conditions will be described more specifically. The heat-resistant polyurethane includes a polymer component mainly containing a terephthalic acid-based polyol containing active hydrogen,
And isocyanates. Note that
Here, “consists of the main component” is intended to include the case where the whole is composed only of the main component.

上記活性水素を含んだテレフタール酸系ポリオール
は、テレフタール酸と多価アルコールとを用い、OH/COO
H=1.2〜30の範囲で、反応温度70℃〜250℃に設定し、
常法のエステル化学反応によって得ることができる。一
般に平均分子量が30〜10000の範囲で水酸基を100〜500
程度有するものであって、分子差の両末端に水酸基を有
するものが用いられている。
Terephthalic acid-based polyol containing the active hydrogen, terephthalic acid and polyhydric alcohol, using OH / COO
In the range of H = 1.2-30, set the reaction temperature to 70 ° C-250 ° C,
It can be obtained by a conventional ester chemical reaction. Generally, the average molecular weight is in the range of 30 to 10,000 and the hydroxyl group is 100 to 500.
The one having a hydroxyl group at both ends of the molecular difference is used.

このようなテレフタール酸系ポリオールを構成する原
材料として、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、
ヘキサングリコール、ブタングリコール、グリセリン、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール等の脂肪族系グリコールが挙げられる。
また上記以外にも、1,4−ジメチロールベンゼンの様な
多価アルコールが挙げられる。上記中においては特に、
エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ンを用いることが好適である。
Raw materials constituting such a terephthalic acid-based polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol,
Hexane glycol, butane glycol, glycerin,
Aliphatic glycols such as trimethylolpropane, hexanetriol and pentaerythritol;
In addition to the above, polyhydric alcohols such as 1,4-dimethylolbenzene can be used. Especially in the above,
It is preferable to use ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin.

ジカルボン酸としては、テレフタール酸が用いられる
が、必要に応じて、アミド酸、イミド酸を併用すること
ができる。
Terephthalic acid is used as the dicarboxylic acid. If necessary, amic acid and imidic acid can be used in combination.

また、耐熱性が低下しない程度において、イドフタル
酸、オルソフタル酸、コハク酸、アジビソ酸、セバシン
酸等の2塩基酸、あるいは1,2,3,4−ブタンテトラカル
ボン酸、シクロベンタンテトラカルボン酸、エチレンテ
トラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸等の
多塩基酸を併用しても差し支えない。
Further, to the extent that the heat resistance is not reduced, diphthalic acid, orthophthalic acid, succinic acid, adivisic acid, dibasic acids such as sebacic acid, or 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, Polybasic acids such as ethylenetetracarboxylic acid, pyromellitic acid and trimellitic acid may be used in combination.

上記テレフタール酸系ポリオールと反応させるイソシ
アネートとしては、トルイレジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネートのような一分子中に少なくとも2
個のイソシアネート基を有する多価イソシアネートのイ
ソシアネート基を、活性水素を有する化合物、たとえば
フェノール類、カプロラクタム、メチルエチルケトンオ
キシムでブロック化したものを挙げることができる。こ
のようなイソシアネートは、安定化されている。また、
上記多価イソシアネート化合物をトリメチルロールプロ
パン、ヘキサントリオール、ブタンジオール等の多価ア
ルコールと反応させ、活性水素を有する化合物でブロッ
ク化してなるものも挙げられる。
As the isocyanate to be reacted with the terephthalic acid-based polyol, at least two isocyanates in one molecule such as toluylene diisocyanate and xylylene diisocyanate are used.
Examples thereof include those obtained by blocking an isocyanate group of a polyvalent isocyanate having two isocyanate groups with a compound having active hydrogen, for example, a phenol, caprolactam, or methyl ethyl ketone oxime. Such isocyanates are stabilized. Also,
Examples thereof include those obtained by reacting the above polyvalent isocyanate compound with a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, hexanetriol, or butanediol, and blocking with a compound having active hydrogen.

上記イソシアネート化合物の例としては、日本ポリウ
レタン社製、ミリオネートMS−50、コロネート2501,250
3,2505,コロネートAP−St,デスモジュールCT−St等を挙
げることができる。そして、上記多価イソシアネートと
しては、分子量300〜10000程度のものを用いることが好
適である。
Examples of the isocyanate compound, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Millionate MS-50, Coronate 2501,250
3,2505, Coronate AP-St, Death Module CT-St and the like. It is preferable to use a polyisocyanate having a molecular weight of about 300 to 10,000.

本発明は、上記のような原料を用いて塗料組成物をつ
くり、これをワイヤ本体の金属線217に塗装し、数μm
の膜厚とすることにより、ワイヤ207本体の金属線217の
周囲を絶縁したワイヤ207を得るものである。このよう
な塗装に際しては、後述の第37図I示す中間層形成装置
220を用いることが可能である。
In the present invention, a coating composition is prepared by using the above-described raw materials, and the coating composition is applied to the metal wire 217 of the wire main body.
With this thickness, the wire 207 insulated around the metal wire 217 of the wire 207 main body is obtained. For such coating, an intermediate layer forming apparatus shown in FIG.
It is possible to use 220.

上記塗料組成物としては、ポリオール成分の水酸基1
当量につき、安定化イソシアネートのイソシアネート基
0.4〜4.0当量、好ましくは0.9〜2.0当量および所要量の
硬化促進触媒を加えて、さらに適量の有機溶剤(フェノ
ール類、グリコールエーテル類、ナフサ等)を加え、通
常、固型分含量10〜30重量%とすることにより得られる
ことができる。このとき必要に応じ、外観改良剤、染料
等の添加剤を適量配合することもできる。
As the coating composition, the hydroxyl group 1 of the polyol component is used.
Per equivalent, isocyanate groups of the stabilized isocyanate
0.4 to 4.0 equivalents, preferably 0.9 to 2.0 equivalents and a required amount of a curing accelerator are added, and an appropriate amount of an organic solvent (phenols, glycol ethers, naphtha, etc.) is further added. % By weight. At this time, if necessary, an appropriate amount of an additive such as an appearance improving agent and a dye can be blended.

本発明において、ポリオール成分の1水酸基当量につ
き、安定化イソシアネートのイソシアネート基を0.4〜
4.0当量加える理由は、まず、0.4当量未満では、得られ
る絶縁ワイヤ207のクレージング特性が低下し、一方4.0
当量を超える塗膜の耐摩耗性が劣るようになるためであ
る。塗料組成物調整時に加えられる硬化促進触媒は、ポ
リオール成分100重量部当たり、好ましくは0.1〜10重量
部である。また、これが、0.1重量部未満になると、硬
化促進効果が少なくなると共に塗膜形成能が悪くなる傾
向がみられ、逆に10重量部を超えると、得られる耐熱ウ
レタンボンディングワイヤの熱劣化特性の低下がみられ
るようになるためである。
In the present invention, the isocyanate group of the stabilized isocyanate is 0.4 to 0.4 per hydroxyl equivalent of the polyol component.
The reason for adding 4.0 equivalents is that, first, if it is less than 0.4 equivalent, the crazing property of the obtained insulated wire 207 is reduced, while
This is because the abrasion resistance of the coating film exceeding the equivalent becomes inferior. The curing acceleration catalyst added at the time of preparing the coating composition is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol component. Also, when it is less than 0.1 part by weight, the effect of curing promotion is reduced and the tendency to form a coating film tends to be deteriorated, and when it exceeds 10 parts by weight, the heat deterioration property of the obtained heat-resistant urethane bonding wire is reduced. This is because a decrease is observed.

上記硬化促進触媒としては、金属カルボン酸、アミノ
酸、フェノルル類を挙げることができ、具体的にはナフ
テン酸、オクテン酸、パーサチック酸などの亜鉛塩、鉄
塩、銅塩、マンガン塩、コバルト塩、スズ塩、1,8ジア
ザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7,2,4,6トリス(ジメ
チルアミノメチル)フェノールが用いられる。
Examples of the curing acceleration catalyst include metal carboxylic acids, amino acids, and phenols.Specifically, naphthenic acid, octenoic acid, zinc salts such as persatic acid, iron salts, copper salts, manganese salts, cobalt salts, A tin salt, 1,8 diazabicyclo (5,4,0) undecene-7,2,4,6 tris (dimethylaminomethyl) phenol is used.

上記のような塗料組成物をワイヤ本体の金属線217の
表面上に後述の中間層形成装置220で塗布した後、後述
のベーク装置221で焼き付けることにより得ることがで
きる。
The coating composition as described above can be obtained by applying the coating composition on the surface of the metal wire 217 of the wire main body by using an intermediate layer forming apparatus 220 described later, and baking it by using a baking apparatus 221 described below.

上記塗布焼付条件は、ポリオール成分、安定化イソシ
アネート、重合開始剤および硬化促進触媒の類の配合量
によっても異なるが、通常200〜300℃で4〜100秒程度
である。要は、塗料組成物の硬化反応をほぼ完了させう
るに足りる温度と時間で焼き付けがなされ本実施例のワ
イヤ207が得られる。
The coating and baking conditions vary depending on the amounts of the polyol component, the stabilized isocyanate, the polymerization initiator and the curing accelerator, but are usually about 200 to 300 ° C. for about 4 to 100 seconds. In short, baking is performed at a temperature and for a time sufficient to substantially complete the curing reaction of the coating composition, and the wire 207 of this embodiment is obtained.

なお、本発明者等の検討結果によれば、第1の中間層
216Aの構成材料として、上記した組成の耐熱ポリウレタ
ンの他、市販のポリウレタン、またホルマールは非炭化
性の要件は満たすが、150℃〜175℃で100時間後の中間
層破壊回数低減における上記条件での劣化率が20%を超
えるので、第1の中間層216Aとしては最適とはいえな
い。
According to the study results of the present inventors, the first intermediate layer
As a constituent material of 216A, in addition to the heat-resistant polyurethane having the above-described composition, a commercially available polyurethane, and formal also satisfy the requirement of non-carbonization, but under the above-mentioned conditions in reducing the number of times of destruction of the intermediate layer after 100 hours at 150 ° C. to 175 ° C. Is not optimal as the first intermediate layer 216A.

他方、ポリイミド,ポリアミド,ナイロン,ポリエス
テル,ポリアミドイミド,ポリエステルイミドなどは金
属ボール218の形成時または第1の中間層216Aの加熱除
去時に炭化性を示すので、ワイヤ207の第1の中間層216
Aとして使用するには欠点もあり最適とはいえないこと
が明らかになった。
On the other hand, polyimide, polyamide, nylon, polyester, polyamide imide, polyester imide, and the like exhibit carbonization when the metal ball 218 is formed or when the first intermediate layer 216A is removed by heating.
It became clear that it was not optimal for use as A because of its drawbacks.

上記第1の中間層216Aの周囲に形成されている第2の
中間層216Bは、本実施例においてフッ素樹脂で構成され
ている。当該フッ素樹脂は他の樹脂、たとえばパッケー
ジを構成するエポキシ樹脂とにおいて離型性に優れた特
性を有している。そのため、後述の樹脂モールド後にお
いて、当該第2の中間層216Bの介在によって、ワイヤ20
7全体が硬化されたレジン205中において、微動可能な状
態となり、パッケージであるレジン205が熱応力によっ
て形状変化した場合にもワイヤ207の断線が防止される
構造となっている。
The second intermediate layer 216B formed around the first intermediate layer 216A is made of fluororesin in this embodiment. The fluororesin has excellent releasability with another resin such as an epoxy resin constituting a package. For this reason, after the resin molding described later, the wire 20
7 is in a state in which it can be finely moved in the cured resin 205, and the wire 207 is prevented from being disconnected even when the shape of the resin 205 as a package changes due to thermal stress.

すなわち、当該ワイヤ207が上記第1の中間層216Aの
みを備えた構造である場合を仮定すると、まずこのよう
なワイヤ構造においては第1の中間層216Aを構成する耐
熱ポリウレタン樹脂とレジン205であるエポキシ樹脂と
は密着性が良好であり過ぎるため、わずかな熱応力にと
もなう変形に際しても、ワイヤ207がこれに追従してし
まう。そのため、ワイヤ流れを生じて、タブ202あるい
は半導体チップ204とワイヤ207の第1の中間層216Aとが
接触状態のまま樹脂モールドがなされてしまった場合に
は、レジン205の僅かな熱応力変形によってワイヤ207も
断線してしまう可能性が高い。
That is, assuming that the wire 207 has a structure including only the first intermediate layer 216A, first, in such a wire structure, the heat-resistant polyurethane resin and the resin 205 constituting the first intermediate layer 216A are used. Since the adhesiveness with the epoxy resin is too good, the wire 207 follows the deformation due to a slight thermal stress. Therefore, when a wire flow occurs and the resin molding is performed while the tab 202 or the semiconductor chip 204 and the first intermediate layer 216A of the wire 207 are in contact with each other, slight thermal stress deformation of the resin 205 causes There is a high possibility that the wire 207 will also break.

この点について、本実施例によれば離型性の良好なフ
ッ素樹脂によって上記第1の中間層216Aの周囲に第2の
中間層216Bが設けられているため、樹脂モールド後にお
いてもレジン205中においてワイヤ207の微動が可能とな
っている。このため、レジン205の熱応力変形にワイヤ2
07が追従せずに、ワイヤ207の断線が有効に防止され
る。
Regarding this point, according to the present embodiment, since the second intermediate layer 216B is provided around the first intermediate layer 216A by the fluororesin having good mold release properties, the resin 205 remains in the resin 205 even after the resin molding. Allows fine movement of the wire 207. For this reason, the wire 2
07 does not follow, and the disconnection of the wire 207 is effectively prevented.

以上に説明した第2の中間層216Bの形成については、
溶融状態のフッ素樹脂を上記第1の中間層216Aの周囲に
塗布することによって実現される。
Regarding the formation of the second intermediate layer 216B described above,
This is realized by applying a fluorine resin in a molten state around the first intermediate layer 216A.

次に、以上のような記第1および第2の中間層216A,B
を形成するための中間層形成装置220について詳述す
る。
Next, the above-described first and second intermediate layers 216A, 216B
Will be described in detail.

本実施例の中間層形成装置220は、第37図に示すよう
に第1の貯留槽222Aと第2の貯留槽222Bとを備えてお
り、上記各貯留槽222A,222Bの側部にはこれに対応した
ベーク装置221,221が各々配置されている。以下に貯留
槽222A,222Bの内部構造を説明するが、特に注記しない
限り、第1の貯留槽222Aと第2の貯留槽222Bとを総称し
て貯留槽222とし、同一の符号を付して説明を簡略化す
る。貯留槽222の内部はその底部に貯留液223が貯留され
ており、その上方はワイヤ通過空間225を構成してい
る。ここで、貯留液223は、第1の貯留槽222において
は、第1の中間層216Aを構成する原材料である耐熱ポリ
ウレタン樹脂の溶液であり、第2の貯留槽222において
は、第2の中間層216Bを構成するフッ素樹脂溶液であ
る。なお、貯留槽222の周囲には貯留液223が液状態を維
持するためのヒータ等による加熱手段224が配置されて
いる。
The intermediate layer forming apparatus 220 of this embodiment includes a first storage tank 222A and a second storage tank 222B as shown in FIG. 37, and the storage tanks 222A and 222B have Are respectively arranged. The internal structure of the storage tanks 222A and 222B will be described below. Unless otherwise specified, the first storage tank 222A and the second storage tank 222B are collectively referred to as a storage tank 222, and the same reference numerals are used. Simplify the description. Inside the storage tank 222, a storage liquid 223 is stored at the bottom thereof, and a wire passing space 225 is formed above the storage liquid 223. Here, the storage liquid 223 is a solution of a heat-resistant polyurethane resin which is a raw material constituting the first intermediate layer 216A in the first storage tank 222, and is a second intermediate liquid in the second storage tank 222. This is a fluororesin solution for forming the layer 216B. In addition, heating means 224 such as a heater for maintaining the liquid state of the stored liquid 223 is disposed around the storage tank 222.

貯留槽222の内部において、ワイヤ通過空間225内に
は、槽内を通過するワイヤ207の送り出し方向に沿って
鉛直平面において回転可能な複数の滑車226が配置され
ている。該滑車226はその最下部が常に貯留液223中に浸
漬される状態で配置されており、その最上部には被塗布
物体であるワイヤ207(金属線217)が架けられている。
本実施例において、上記滑車226は軸支部227を中心に自
由回転可能な状態とされており、貯留槽222内を通過す
るワイヤ207の軸方向への移動に連動して滑車226も回転
される構成となっている。
Inside the storage tank 222, a plurality of pulleys 226 that are rotatable in a vertical plane along a sending direction of the wire 207 passing through the tank are arranged in the wire passage space 225. The pulley 226 is arranged such that the lowermost part thereof is always immersed in the storage liquid 223, and a wire 207 (metal wire 217) as an object to be coated is hung on the uppermost part.
In the present embodiment, the pulley 226 is freely rotatable around the pivot 227, and the pulley 226 is rotated in conjunction with the axial movement of the wire 207 passing through the storage tank 222. It has a configuration.

したがって、滑車226の回転によって貯留液223内に浸
漬されていた滑車226の一部は所定量の貯留液223を滑車
面に残したまま上方のワイヤ通過空間225に回転移動
し、さらにワイヤ207と接触状態となる。このときにワ
イヤ207の周囲には滑車面の貯留液223が塗布される。貯
留槽222の側部に配置されたベーク装置221は、たとえば
赤外線ランプ、あるいはカートリッジヒータ等の加熱源
を内蔵しており、上記貯留槽222においてワイヤ207の周
囲に被着された貯留液223を加熱することによって、所
定状態まで硬化させるものである。このように、本実施
例では、ワイヤ207を軸方向に移動させるのみで金属線2
17の周囲に貯留液223を塗布し、これを焼き付けて中間
層216を形成することができる。本実施例では第1の貯
留槽222と第2の貯留槽222とを連続的に配置しているた
め、第1の中間層216Aと第2の中間層216Bによる2層構
造の中間層216が極めて効率的に生成できる。
Therefore, a part of the pulley 226 immersed in the storage liquid 223 by the rotation of the pulley 226 rotates and moves to the upper wire passage space 225 while leaving a predetermined amount of the storage liquid 223 on the pulley surface, and further, the wire 207 It will be in contact. At this time, the storage liquid 223 on the pulley surface is applied around the wire 207. The baking device 221 disposed on the side of the storage tank 222 has a built-in heating source such as an infrared lamp or a cartridge heater, for example. The baking device 221 converts the storage liquid 223 applied around the wire 207 in the storage tank 222. The material is cured to a predetermined state by heating. Thus, in this embodiment, the metal wire 2 is moved only by moving the wire 207 in the axial direction.
A storage liquid 223 can be applied around the periphery of 17 and baked to form the intermediate layer 216. In this embodiment, since the first storage tank 222 and the second storage tank 222 are continuously arranged, the intermediate layer 216 having a two-layer structure including the first intermediate layer 216A and the second intermediate layer 216B is formed. It can be produced very efficiently.

なお、上記では第1の貯留槽222と第2の貯留槽222と
をそれぞれ単槽構造のものとして図示説明したが、たと
えばこれのみでは所定の層厚が実現できない場合には、
貯留槽222内を複数の分割槽構造として、上記滑車226を
ワイヤ207の軸方向に複数個連続的に配置し同一貯留液2
23を複数回塗布することにより、層厚を大きくすること
もできる。
In the above description, the first storage tank 222 and the second storage tank 222 are illustrated and described as each having a single tank structure. However, for example, when a predetermined layer thickness cannot be realized with this alone,
The storage tank 222 has a plurality of divided tank structures, and the plurality of pulleys 226 are continuously arranged in the axial direction of the wire 207 to form the same storage liquid 2.
The layer thickness can be increased by applying 23 multiple times.

次に、上記中間層形成装置220を通じて得られたワイ
ヤ207を用いたワイヤボンディング工程について説明す
る。
Next, a wire bonding step using the wire 207 obtained through the intermediate layer forming device 220 will be described.

このワイヤボンディング工程に用いられるワイヤボン
ディング装置230は、第38図に示すように、駆動機構と
してのボンディングヘッド231が搭載されたXYステージ2
32と、上記リードフレーム208の載置されるボンディン
グステージ233と、これらの作動を制御する制御部234と
を有している。
As shown in FIG. 38, the wire bonding apparatus 230 used in this wire bonding process includes an XY stage 2 on which a bonding head 231 as a driving mechanism is mounted.
32, a bonding stage 233 on which the lead frame 208 is mounted, and a control unit 234 for controlling these operations.

制御部234は、上記ワイヤボンディング装置230の総合
的な制御を行い、たとえばマイクロプロセッサあるいは
メモリを備えたマイコンシステムで構成され、オペレー
タにより設定された作動条件に従ってボンディング作業
が可能なシステムとなっている。
The control unit 234 performs overall control of the wire bonding apparatus 230, and is configured by, for example, a microcomputer system having a microprocessor or a memory, and is capable of performing a bonding operation according to operating conditions set by an operator. .

ボンディングステージ233はヒータ等の加熱源を有し
ており、ボンディングステージ233上に載置されたリー
ドフレーム208を所定の温度条件に高める構造となって
いる。
The bonding stage 233 has a heating source such as a heater, and has a structure in which the lead frame 208 mounted on the bonding stage 233 is heated to a predetermined temperature condition.

一方、XYステージ232上のボンディングヘッド231の内
部には、上下動ブロック235がXYステージ232に対して垂
直方向に設けられた案内軸236に沿って昇降可能に配置
されており、当該上下動ブロック235の側面にはボンデ
ィングヘッド231に固定されたサーボモータ237の回転を
上下方向の直線運動に変換するボールねじ機構238が設
けられている。したがって、サーボモータ237の回転に
ともなって上下動ブロック235が所定量だけ上下方向に
移動可能とされている。
On the other hand, inside the bonding head 231 on the XY stage 232, a vertically moving block 235 is arranged so as to be able to move up and down along a guide shaft 236 provided in a direction perpendicular to the XY stage 232. A ball screw mechanism 238 that converts the rotation of a servo motor 237 fixed to the bonding head 231 into a linear motion in the vertical direction is provided on a side surface of the 235. Therefore, the vertical movement block 235 can be moved up and down by a predetermined amount with the rotation of the servomotor 237.

上記した上下動ブロック235内には回転軸を中心に鉛
直平面内において回転可能なボンディングアーム240を
有しており、当該ボンディングアーム240の後端は上下
動ブロック235に固定されたばね等の弾性手段241によっ
て第38図の上方に付勢されており、上下動ブロック235
の作動にともなって、ボンディングアーム240に対して
反時計方向の付勢力が作用するように構成されている。
この弾性手段241は、ボンディングツール243が半導体チ
ップ204の外部端子215に当接した際に、外部端子215が
必要以上に加圧されることを防止し、これらの損傷・破
壊の発生を防止するように構成されている。
The vertical movement block 235 has a bonding arm 240 rotatable in a vertical plane about a rotation axis, and a rear end of the bonding arm 240 is provided with an elastic means such as a spring fixed to the vertical movement block 235. 241 urged upward in FIG.
With the operation of, a counterclockwise urging force acts on the bonding arm 240.
The elastic means 241 prevents the external terminal 215 from being overpressurized when the bonding tool 243 comes into contact with the external terminal 215 of the semiconductor chip 204, and prevents the occurrence of these damages and destructions. It is configured as follows.

同じくボンディングアーム240の後端には超音波発振
子242が備えられており、ボンディングアーム240に対し
て所定の超音波エネルギーを伝えることが可能な構造と
なっている。本実施例において、当該超音波発振子242
の作動は制御部234の制御によっている。
Similarly, an ultrasonic oscillator 242 is provided at the rear end of the bonding arm 240, and has a structure capable of transmitting predetermined ultrasonic energy to the bonding arm 240. In the present embodiment, the ultrasonic oscillator 242
Is controlled by the control unit 234.

上記超音波エネルギーの伝えられるボンディングアー
ム240の先端には、ボンディングツール243が垂直下方に
向かって配置されている。このボンディングツール243
には、ワイヤスプール244よりエアバックテンショナ24
5,スプロケット246およびクランパ247を経て供給された
ワイヤ207が、その先端を僅かに突出させた状態で挿通
されている。
At the tip of the bonding arm 240 to which the ultrasonic energy is transmitted, a bonding tool 243 is disposed vertically downward. This bonding tool 243
The airbag tensioner 24 from the wire spool 244
5. The wire 207 supplied via the sprocket 246 and the clamper 247 is inserted with its tip slightly protruding.

上記ボンディングツール243の先端は電気トーチ248と
連動したカバー250によって隔成されるボンディング空
間251を有しており、該ボンディング空間251へは流体吹
付ノズル252が突出されている。この流体吹付ノズル252
は流体源に接続されており、ボンディング空間251に対
して窒素ガスあるいはイオンガス等の冷却流体253を供
給可能となっている。
The tip of the bonding tool 243 has a bonding space 251 separated by a cover 250 interlocked with an electric torch 248, and a fluid spray nozzle 252 protrudes into the bonding space 251. This fluid spray nozzle 252
Is connected to a fluid source so that a cooling fluid 253 such as nitrogen gas or ion gas can be supplied to the bonding space 251.

上記電気トーチ248は、そのトーチ面に吸引口254を備
えており、該吸引口254は電気トーチ248を支持する吸引
管255に連結されている。この吸引管255は、さらに支持
部材256によって支持されており、該支持部材256は、電
磁ソレノイド等からなる駆動源257から突出されたロッ
ド258およびクランク軸260によって回動可能な構造とな
っており、ワイヤボンディング時における必要な場合に
のみボンディングツール243の先端に上記カバー250およ
び電気トーチ248を配置できる構成となっている。
The electric torch 248 is provided with a suction port 254 on the torch surface, and the suction port 254 is connected to a suction pipe 255 that supports the electric torch 248. The suction tube 255 is further supported by a support member 256, and the support member 256 has a structure rotatable by a rod 258 and a crank shaft 260 protruding from a drive source 257 formed of an electromagnetic solenoid or the like. In addition, the cover 250 and the electric torch 248 can be arranged at the tip of the bonding tool 243 only when necessary at the time of wire bonding.

以上のような装置構成において、まずボンディングス
テージ233上にリードフレーム208が位置決されて配置さ
れた状態でXYステージ232が作動されると、ボンディン
グヘッド231が所定量だけ水平移動され、ボンディング
ツール243が半導体チップ204の所定直上に位置した状態
となる。
In the above-described apparatus configuration, first, when the XY stage 232 is operated in a state where the lead frame 208 is positioned and arranged on the bonding stage 233, the bonding head 231 is horizontally moved by a predetermined amount, and the bonding tool 243 is moved. Is located immediately above the semiconductor chip 204 by a predetermined amount.

この状態で駆動源257が作動して吸引管255が移動し、
ボンディングツール243の先端部分がカバー250によって
覆われた状態となる。
In this state, the drive source 257 operates and the suction tube 255 moves,
The tip portion of the bonding tool 243 is covered by the cover 250.

次に、電気トーチ248に対して−1000〜−3000〔V〕
程度の負の高電圧が印加されると、当該電気トーチ248
とワイヤ207との間にアーク放電を生じ、ワイヤ207(金
属線217)の先端が溶融されて球形状の金属ボール218が
形成される(第38図(b))。このとき、アーク放電の
熱によってワイヤ207の周囲に形成された中間層216は、
ワイヤ207の先端部分より上方に溶け上がり、この部分
の中間層216が除去されて金属線217の表面が露出された
状態となる。
Next, with respect to the electric torch 248, -1000 to -3000 [V]
When the negative high voltage is applied, the electric torch 248
An arc discharge occurs between the wire 207 and the wire 207, and the tip of the wire 207 (metal wire 217) is melted to form a spherical metal ball 218 (FIG. 38 (b)). At this time, the intermediate layer 216 formed around the wire 207 by the heat of the arc discharge,
The wire 207 melts upward from the tip portion, and the intermediate layer 216 in this portion is removed, leaving the surface of the metal wire 217 exposed.

上記金属ボール218の形成は、できる限り短時間で行
われることが望ましい。またこのとき、高エネルギー
(高電流、高電圧)によって金属ボール218の形成を行
うことによって、上記中間層216の溶け上がり量も抑制
することができる。このような状態は上記アーク放電の
状態を安定させることによって実現されるものである。
この点について、電気トーチ248を上記の如く、−1000
〜−3000〔V〕程度の負電位とした状態で、一方のワイ
ヤ207の金属線217を基準電位(GND=0〔V〕)で固定
・保持しておくことによってアーク放電の状態を安定さ
せることができる。
It is desirable that the formation of the metal ball 218 be performed in as short a time as possible. At this time, by forming the metal balls 218 with high energy (high current, high voltage), the amount of the intermediate layer 216 melted can also be suppressed. Such a state is realized by stabilizing the state of the arc discharge.
In this regard, the electric torch 248 is
The state of the arc discharge is stabilized by fixing and holding the metal wire 217 of one of the wires 207 at the reference potential (GND = 0 [V]) at a negative potential of about -3000 [V]. be able to.

さらに、上記金属ボール218の形成時において、カバ
ー250で囲まれたボンディング空間251に対して流体吹付
ノズル252を通じて冷却流体253が供給される。この冷却
流体253はボンディング空間251内のワイヤ207に対して
吹き付けられる構成となっており、これによって金属線
217の周囲で溶け上がった中間層216が飛散され、飛散さ
れた該中間層216は電気トーチ248の吸引口254および吸
引管255を通じて系外部に除去される。この流体吹付ノ
ズル252からの冷却流体253は冷却装置によって、たとえ
ば約−10〜0℃程度に冷却されており、このときの流体
吹付ノズル252からの冷却流体253が低温である程、ワイ
ヤ207における中間層216の溶け上がり量は小さくなる。
すなわち、冷却流体253によってワイヤ207の金属線21
7、中間層216およびボンディングツール243等を積極的
に冷却できるため、他の中間層216の部分に影響を与え
ることなく(溶け上がり量を過大にすることなく)、ア
ーク放電部分の中間層216のみを溶融することができ
る。
Further, at the time of forming the metal balls 218, the cooling fluid 253 is supplied to the bonding space 251 surrounded by the cover 250 through the fluid spray nozzle 252. This cooling fluid 253 is configured to be sprayed on the wire 207 in the bonding space 251 so that the metal wire
The melted intermediate layer 216 around the 217 is scattered, and the scattered intermediate layer 216 is removed to the outside of the system through the suction port 254 and the suction pipe 255 of the electric torch 248. The cooling fluid 253 from the fluid spray nozzle 252 is cooled by a cooling device, for example, to about −10 to 0 ° C., and the lower the temperature of the cooling fluid 253 from the fluid spray nozzle 252 at this time, the more the wire 207 becomes. The amount of melting of the intermediate layer 216 is reduced.
That is, the metal wire 21 of the wire 207 is cooled by the cooling fluid 253.
7. Since the intermediate layer 216 and the bonding tool 243 can be actively cooled, the intermediate layer 216 at the arc discharge portion is not affected (without excessive melting) without affecting other intermediate layer 216 portions. Only can be melted.

以上のようにして金属ボール218が形成された後、駆
動源257が再度作動されて、吸引管255が回動され、ボン
ディングツール243の周囲よりカバー250が離脱して、ボ
ンディングツール243の先端は開放状態となる。
After the metal ball 218 is formed as described above, the drive source 257 is operated again, the suction pipe 255 is rotated, the cover 250 is detached from the periphery of the bonding tool 243, and the tip of the bonding tool 243 is It becomes open.

この状態でボンディングヘッド231のサーボモータ237
が所定量だけ作動されて、ボールねじ機構238が下方に
移動されると、ボンディングツール243は半導体チップ2
04上の所定の外部端子215の表面に着地する(第34
図)。
In this state, the servo motor 237 of the bonding head 231 is
When the ball screw mechanism 238 is moved downward by a predetermined amount, the bonding tool 243
04 lands on the surface of a predetermined external terminal 215 (No. 34
Figure).

上記着地状態のまま、制御部234の制御によって超音
波発振子242が作動されると、超音波エネルギーがボン
ディングアーム240を経てボンディングツール243に伝え
られる。
When the ultrasonic oscillator 242 is operated under the control of the control unit 234 in the landing state, the ultrasonic energy is transmitted to the bonding tool 243 via the bonding arm 240.

このとき、上下動ブロック235による付勢力と、上記
超音波エネルギーと、ボンディングステージ233からの
加熱との相乗効果によって、金属ボール218は上記外部
端子215に対して接合状態となる(第1ボンディン
グ)。
At this time, due to the synergistic effect of the urging force of the vertical movement block 235, the ultrasonic energy, and the heating from the bonding stage 233, the metal ball 218 is joined to the external terminal 215 (first bonding). .

次に、上記超音波エネルギーの印加を維持した状態
で、サーボモータ237が駆動されると、上記ボンディン
グツール243は半導体チップ204の上方に上昇する。この
とき、ワイヤ207の先端(金属ボール218)は上記の如く
外部端子215に固定されているため、ワイヤ207はボンデ
ィングツール243の上昇に伴って所定量送り出された状
態となる。
Next, when the servomotor 237 is driven in a state where the application of the ultrasonic energy is maintained, the bonding tool 243 moves upward above the semiconductor chip 204. At this time, since the distal end (metal ball 218) of the wire 207 is fixed to the external terminal 215 as described above, the wire 207 is sent out by a predetermined amount as the bonding tool 243 is raised.

続いて、XYステージ232が作動されると、ボンディン
グツール243は第34図の2点鎖線で示す経路を水平方向
に移動する。このときにも、ボンディングツール243の
先端よりワイヤ207が送り出される。このとき、ボンデ
ィングツール243内においてワイヤ207が曲がり等の変形
を生じる可能性があるが、本実施例によれば、ボンディ
ングツール243に対して超音波エネルギーの印加がワイ
ヤ207の送り出し時に継続的に行われているため、ボン
ディングツール243内におけるワイヤ207の変形が防止さ
れている。さらに、超音波エネルギーの継続的な印加に
よって、ワイヤ207の送り出しが円滑になるため、ワイ
ヤ207の送り出し時における引掛かりに起因するワイヤ2
07の損傷・断線等も防止される。
Subsequently, when the XY stage 232 is operated, the bonding tool 243 moves in a horizontal direction along a path shown by a two-dot chain line in FIG. Also at this time, the wire 207 is sent out from the tip of the bonding tool 243. At this time, the wire 207 may be deformed such as bending in the bonding tool 243, but according to the present embodiment, the application of ultrasonic energy to the bonding tool 243 is continuously performed when the wire 207 is sent out. As a result, the deformation of the wire 207 in the bonding tool 243 is prevented. Further, the continuous application of the ultrasonic energy facilitates the feeding of the wire 207, so that the wire 2
The damage and disconnection of 07 are also prevented.

次に、サーボモータ237の作動によってボンディング
ツール243がZ軸方向に下降すると、ボンディングツー
ル243の先端は、ワイヤ207を導出させた状態のままリー
ド206の内端表面(インナーリード)に着地する。この
状態で継続されている超音波エネルギーによってワイヤ
207の腹部は上記リード206の内端表面と振動状態で接触
され、中間層216の一部が破壊除去される。引続き超音
波エネルギーの印加が継続されると、上記で露出状態と
なった金属線217がリード206の内端表面と超音波接合さ
れる。(第2ボンディング)。
Next, when the bonding tool 243 is lowered in the Z-axis direction by the operation of the servomotor 237, the tip of the bonding tool 243 lands on the inner end surface (inner lead) of the lead 206 with the wire 207 being led out. The ultrasonic energy continued in this state
The abdomen of 207 is in vibration contact with the inner end surface of the lead 206, and a part of the intermediate layer 216 is broken and removed. When the application of ultrasonic energy is continued, the exposed metal wire 217 is ultrasonically bonded to the inner end surface of the lead 206. (Second bonding).

この後、ワイヤ207は余線部分を切断されて、1サイ
クルのワイヤボンディングが完了する。
Thereafter, the extra portion of the wire 207 is cut, and one cycle of wire bonding is completed.

次に、上記のようにしてワイヤボンディングの完了し
たリードフレーム208に対して行われる樹脂モールド工
程について、これに用いる装置とともに説明する。
Next, a resin molding process performed on the lead frame 208 on which wire bonding has been completed as described above will be described together with an apparatus used for the resin molding process.

本実施例で用いられる樹脂モールド装置216は、第29
図に示すように、上方の固定プラテン262に保持された
上型部263と、下方の可動プラテン264に支持された下型
部265とを有している。この上型部263と下型部265とに
は、それぞれ第40図に示す金型266がその分割形成面
(パーティング面)を互いに対面させた状態で配置され
ているが、その詳細については後述する。
The resin molding apparatus 216 used in the present embodiment is a
As shown in the figure, it has an upper mold part 263 held by an upper fixed platen 262 and a lower mold part 265 supported by a lower movable platen 264. In the upper mold part 263 and the lower mold part 265, the molds 266 shown in FIG. 40 are arranged with their division forming surfaces (parting surfaces) facing each other. It will be described later.

上記固定プラテン262は、装置基台267より垂設された
複数本の支柱268によってステージ上方に支持されてお
り、該固定プラテン262の上部にはレジン205の原材料が
タブレット263の状態で投入されるトランスファシリン
ダ264が配置されている。上記トランスファシリンダ264
は、上型部263に内設されたポット265と連通され、プラ
ンジャを押圧可能な構造となっている。装置基台267の
下部には可動プラテン264を上下動させるプラテン駆動
用シリンダ268が配置されており、このプラテン駆動用
シリンダ268はステージ側方に配置された制御部269によ
って制御されている。
The fixed platen 262 is supported above the stage by a plurality of columns 268 suspended from the apparatus base 267, and the raw material of the resin 205 is supplied in the form of a tablet 263 to the upper part of the fixed platen 262. A transfer cylinder 264 is provided. The above transfer cylinder 264
Is connected to a pot 265 provided in the upper mold part 263, and has a structure capable of pressing the plunger. A platen driving cylinder 268 for moving the movable platen 264 up and down is arranged below the apparatus base 267, and the platen driving cylinder 268 is controlled by a control unit 269 arranged on the side of the stage.

第40図に示す金型266は、例えば180℃程度のモールド
温度に耐えられるダイス鋼等の金属部材で構成されてお
り、そのパーティング面には上記ポット265に対応した
カル270が複数個配置されている。同図からも明らかな
ように、本実施例の樹脂モールド装置261は、複数のポ
ット265を備えた、いわゆるマルチポット方式のもので
ある。上記カル270はパーティング面において、溝状に
構成されたランナ271を有しており、該ランナ271の先端
はそれぞれ着脱可能に装置されたチェイスユニット272
のランナ271に連通されている。
The mold 266 shown in FIG. 40 is made of a metal member such as die steel capable of withstanding a molding temperature of, for example, about 180 ° C., and a plurality of culs 270 corresponding to the pot 265 are arranged on the parting surface. Have been. As is clear from the figure, the resin molding apparatus 261 of the present embodiment is of a so-called multi-pot type having a plurality of pots 265. The cull 270 has a runner 271 formed in a groove shape on the parting surface, and the tip of the runner 271 is attached to a detachable chase unit 272.
The runner 271 is in communication.

上記チェイスユニット272上には上記ランナ271ととも
にこれに連通されるゲート273を経て複数個のキャビテ
ィ274を有しており、該キャビティ274上に被モールド物
体として上記リードフレーム208が載置されることによ
って所定範囲に樹脂モールドが可能となっている。
The chase unit 272 has a plurality of cavities 274 via the runner 271 and a gate 273 communicating therewith, and the lead frame 208 is mounted on the cavity 274 as an object to be molded. Thereby, resin molding can be performed in a predetermined range.

次に、本実施例で用いられるパッケージの原材料であ
るレジン205の成分について説明する。
Next, components of the resin 205 which is a raw material of the package used in the present embodiment will be described.

レジン205は、エポキシ樹脂組成物で構成されてお
り、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂等の一般的なエポキシ樹脂を主成分として充填剤
ならびに下記の添加剤が配合されている。添加剤として
は、架橋反応により硬化する硬化剤として、フェノール
ノボラック樹脂、硬化を促進させるための硬化促進剤と
して第3級アミン類、レジン205の難燃化を図るための
難燃化剤としてBr含有エポキシ、レジン205と充填剤と
の密着性を向上させるためのカップリング剤としてエポ
キシシラン、硬化後の金型266からの離脱を容易にする
ための離型剤としてステアリン酸あるいはワックス、着
色剤としてカーボンブラック等が含まれている。
The resin 205 is composed of an epoxy resin composition, and contains a general epoxy resin such as a cresol novolak type epoxy resin, a phenol novolak type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin as a main component, and a filler and the following additives. It is blended. Examples of additives include a phenol novolak resin as a curing agent that cures by a crosslinking reaction, tertiary amines as a curing accelerator for accelerating curing, and Br as a flame retardant for flame retarding resin 205. Epoxy-containing, epoxysilane as a coupling agent to improve adhesion between resin 205 and filler, stearic acid or wax as a release agent to facilitate release from mold 266 after curing, coloring agent As carbon black.

このとき、離型剤の添加量はレジン、タブレットの状
態で0.3〜0.8重量%のぞましくは0.4〜0.6重量%と多く
することができる。このように離型剤を多くしても、被
覆リードとレジンの接着性が良好なので耐湿性を低下さ
せることなく、モールド歩留りを向上することができ
る。
At this time, the amount of the release agent added can be as large as 0.3 to 0.8% by weight, preferably 0.4 to 0.6% by weight in the form of resin or tablet. Thus, even if the release agent is increased, the adhesiveness between the coated lead and the resin is good, so that the mold yield can be improved without lowering the moisture resistance.

本実施例において充填剤中には、溶融石英粉が含まれ
ている。このような溶融石英粉は、充填剤の90重量%以
上が粒径100μm以下の範囲内にあって、しかもその粒
度分布をRRS粒度線図で示した場合に、勾配nが0.6〜1.
5の範囲で直線性を示す球形状のものであり、これはレ
ジン全体に対して65〜75重量%配合されている。
In this embodiment, the filler contains fused silica powder. In such a fused quartz powder, when 90% by weight or more of the filler is in the range of particle size of 100 μm or less, and the particle size distribution is shown by an RRS particle size diagram, the gradient n is 0.6 to 1.
It is a spherical shape showing linearity in the range of 5, which is blended at 65 to 75% by weight based on the whole resin.

ここで、RRS粒度線図とは下記のロジン−ラムラー(R
osin−RAmmler)の式に従う粒度分布を表す粒度線図の
ことを指す。
Here, the RRS particle size diagram is the following rosin-Rammler (R
osin-RAmmler).

R(Dp)=100exp(−b=Dpn) (但し、式中R(Dp)は、最大粒径から粒径Dpまでの
累積重量%、Dpは粒径、bおよびnは定数である) なお、上式において、R(Dp)は積算残留重量%とも
呼ばれている。
R (Dp) = 100exp (−b = Dpn) (where R (Dp) is the cumulative weight% from the maximum particle size to the particle size Dp, Dp is the particle size, and b and n are constants) In the above equation, R (Dp) is also referred to as the accumulated residual weight%.

また、RRS粒度線図における勾配とは、RRS粒度線図の
最大粒径Dpまでの累積重量%が少なくとも25重量%と75
重量%の範囲にある2点を結んだ直線で代表されるロジ
ン−ラムラーの式のn値のことをいう。一般に、充填剤
の原石を微粉砕した場合、その粒度分布はロジン−ラム
ラーの式に合致し、この式に基づいた粒度分布の表し方
であるRRS粒度線図において、ほぼ直線性を示すとされ
ている。
The gradient in the RRS particle size diagram means that the cumulative weight% up to the maximum particle size Dp of the RRS particle size diagram is at least 25% by weight and 75%.
It means the n value of the Rosin-Rammler equation represented by a straight line connecting two points in the range of weight%. Generally, when a filler ore is finely pulverized, its particle size distribution conforms to the rosin-Rammler equation, and it is considered that the RRS particle size diagram, which is a method of expressing the particle size distribution based on this equation, shows almost linearity. ing.

このような粒度分布を有する球形の溶融石英粉は、例
えば特開昭59−59737号公報に示されているように、あ
らかじめ所定の粒度分布に粉砕した角ばった状態の溶融
石英粉をプロパン、ブタン、水素等を燃料とする溶射装
置から発生させた高温の火炎中に一定量ずつ供給し、溶
融、冷却することによって得られる。
Spherical fused silica powder having such a particle size distribution can be obtained by, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-59737, by melting a fused quartz powder in a square state previously ground to a predetermined particle size distribution with propane and butane. It is obtained by supplying a fixed amount into a high-temperature flame generated from a thermal spraying device using hydrogen or the like as a fuel, melting and cooling.

エポキシ樹脂に充填剤としてその90重量%以上が粒径
100μm以下の範囲内にあって、しかもその粒度分布をR
RS粒度線図で表示した場合にその勾配nが0.6〜1.5の範
囲で直線性を示す球形の溶融石英粉をレジン全体に対し
65〜75重量%配合したレジン205は、熱膨張係数を10×1
0-6/℃以下とすることが可能である。
90% by weight or more particle size as filler in epoxy resin
It is within the range of 100 μm or less, and its particle size distribution is
A spherical fused silica powder showing a linearity in the range of 0.6 to 1.5 when the gradient n is displayed in the RS particle size diagram is applied to the entire resin.
Resin 205 containing 65 to 75% by weight has a coefficient of thermal expansion of 10 × 1
It can be set to 0 -6 / ° C or less.

一般に、熱膨張係数を上記数値にするためには、レジ
ン全体における上記充填剤の配合量を増加させればよい
ことは容易に理解できる。このようなレジン205の熱膨
張係数と充填剤の配合量との関係を示したものが第41図
である。同図からも充填剤の配合分量を増加させること
によって、レジン全体の熱膨張係数を抑制できることが
理解される。同図によれば、レジン205の熱膨張係数を1
0×10-6/℃とするためには、充填剤の配合量を75重量
%程度とする必要がある。
In general, it can be easily understood that the amount of the filler in the entire resin should be increased in order to set the thermal expansion coefficient to the above value. FIG. 41 shows the relationship between the coefficient of thermal expansion of the resin 205 and the blending amount of the filler. It is understood from FIG. 3 that the thermal expansion coefficient of the entire resin can be suppressed by increasing the amount of the filler. According to the figure, the coefficient of thermal expansion of the resin 205 is 1
In order to achieve 0 × 10 −6 / ° C., the amount of the filler needs to be about 75% by weight.

しかし、レジン205の溶融粘度と充填剤の配合量との
関係を示した第42図によれば、レジン205の膨張係数が1
0×10-6/℃となる場合のレジン205の溶融粘度は10.000
(ポワズ)と比較的高い値となり、このような高粘度状
態で樹脂モールド工程を行った場合には、樹脂粘度によ
ってボンディングされたワイヤ207の流れ(変形)を生
じ、ワイヤショート、タブタッチショート、チップタッ
チショート等のボンディング不良を来す原因となってい
た。このようなワイヤショートの発生率と充填剤の配合
量との関係を示したものが第43図である。同図におい
て、従来の金属線217のみからなるワイヤ207を用いた場
合には、充填剤の配合量を75重量%とした場合にはワイ
ヤショートの発生率は5%と高い値を示している。
However, according to FIG. 42 showing the relationship between the melt viscosity of the resin 205 and the blending amount of the filler, the expansion coefficient of the resin 205 was 1
The melt viscosity of the resin 205 at 0 × 10 −6 / ° C. is 10.000
(Poise), and when the resin molding process is performed in such a high viscosity state, the flow (deformation) of the bonded wire 207 occurs due to the resin viscosity, and a wire short, a tab touch short, This causes bonding failure such as chip touch short-circuit. FIG. 43 shows the relationship between the occurrence rate of such a wire short and the compounding amount of the filler. In the same figure, when the conventional wire 207 consisting of only the metal wire 217 is used, when the compounding amount of the filler is 75% by weight, the occurrence rate of the wire short is as high as 5%. .

しかし、本実施例の中間層216を備えたワイヤ207にお
いては、充填剤の配合量が60〜75重量%の範囲におい
て、ワイヤショートの発生率は略皆無であり、中間層21
6を備えたワイヤ207の構造によって、はじめてレジン20
5の膨張係数の抑制が実現されていることが理解でき
る。
However, in the wire 207 provided with the intermediate layer 216 of the present embodiment, when the compounding amount of the filler is in the range of 60 to 75% by weight, the occurrence rate of the wire short-circuit is almost nil.
Due to the construction of the wire 207 with 6
It can be understood that the suppression of the expansion coefficient of 5 is realized.

すなわち、本実施例では金属線217の周囲に中間層216
が設けられているため、ワイヤ207が他のワイヤ、タブ2
02あるいは半導体チップ204と接触した場合において
も、上記中間層216によって電気的絶縁が保持されてい
る。したがって、多少のワイヤ流れを生じた場合にも、
電気的ショートは確実に防止される。そのため、熱膨張
係数が半導体チップ204あるいはタブ202およびリード20
6の熱膨張係数と近似したパッケージ構造が実現でき、
熱膨張係数の差異に基づくレジン界面の剥離、すなわち
レジン205クラックが有効に防止される。
That is, in the present embodiment, the intermediate layer 216 is provided around the metal wire 217.
Is provided, the wire 207 is connected to another wire, the tab 2
Even in the case of contact with the semiconductor chip 204 or the semiconductor chip 204, the intermediate layer 216 maintains electrical insulation. Therefore, even if a slight wire flow occurs,
Electrical shorts are reliably prevented. Therefore, the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip 204 or tab 202 and the lead 20
A package structure similar to the thermal expansion coefficient of 6 can be realized,
Peeling of the resin interface based on the difference in the thermal expansion coefficient, that is, cracking of the resin 205 is effectively prevented.

なお、充填剤として使用される上記溶融石英粉を球形
とするのは、充填剤としてのかさばりを少なくして高充
填化を図るとともに、角部のチップ表面への接触により
チップ表面の損傷等を防止するためである。溶融石英粉
を用いる理由は、溶融石英は入手が容易である上に、そ
れ自体の熱膨張係数が比較的小さく、レジン205全体の
低熱膨張化に有効なためである。また溶融石英は、イオ
ン性不純物の含有率が極めて少ないため、チップ表面の
汚染を防止し、素子特性への影響も少ない。
The spherical shape of the fused quartz powder used as the filler is intended to reduce the bulk as the filler to achieve high filling, and to prevent damage to the chip surface due to contact with the corner chip surface. This is to prevent it. The reason for using fused quartz powder is that fused quartz is easily available, has a relatively small coefficient of thermal expansion itself, and is effective in reducing the thermal expansion of the resin 205 as a whole. Further, since fused quartz has a very low content of ionic impurities, it prevents contamination of the chip surface and has little effect on element characteristics.

上記のレジン205は、70〜100℃に加熱された二軸ロー
ルあるいは押出機で昆練し、半溶融状態のタブレット26
3とした後、樹脂モールド装置261に投入される。
The resin 205 is kneaded with a twin-screw roll or an extruder heated to 70 to 100 ° C., and a semi-molten tablet 26 is prepared.
After being set to 3, it is put into the resin molding apparatus 261.

次に、上型部263および下型部265に内蔵されたヒータ
が作動されて、金型266が180℃程度の所定温度に加熱さ
れる。この状態で、上型部263と下型部265との間に被モ
ールド物体であるリードフレーム208が位置決された状
態で載置されると、制御部269の制御によってプラテン
駆動用シリンダ268が作動し、可動プラテン264を上昇さ
せて、上型部263と下型部265とが閉じられた状態とな
る。
Next, the heaters incorporated in the upper mold part 263 and the lower mold part 265 are operated, and the mold 266 is heated to a predetermined temperature of about 180 ° C. In this state, when the lead frame 208, which is the object to be molded, is placed between the upper mold part 263 and the lower mold part 265 in a fixed state, the platen driving cylinder 268 is controlled by the control unit 269. The movable platen 264 is raised and the upper mold part 263 and the lower mold part 265 are closed.

このように両型部263,265が閉じられた状態におい
て、型締力は例えば150(T)程度に制御された状態と
なっている。
Thus, in a state where both mold parts 263 and 265 are closed, the mold clamping force is controlled to, for example, about 150 (T).

次に、トランスファシリンダ264が作動し、タブレッ
ト263に対して75(Kgf/cm2)程度の移送圧力が加えられ
ると、上記加熱との相乗効果によってタブレット263は
溶融樹脂状態でカル270よりランナ271およびゲート273
を通じてキャビティ274に高圧注入される。
Next, when the transfer cylinder 264 is operated and a transfer pressure of about 75 (Kgf / cm 2 ) is applied to the tablet 263, the tablet 263 is brought into a molten resin state from the runner 271 in a molten resin state by a synergistic effect with the heating. And gate 273
Through the cavity 274.

このとき、本実施例によれば溶融樹脂、すなわちレジ
ン205は、前述の説明の如く、その熱膨張係数として10
×10-6/℃を実現するために、充填剤の配合量が75重量
%にまで高められている(第41図参照)。これにともな
って、第42図に示すように、その粘度も10000ポアズ以
上と高い値となっている。このような高粘度のレジン20
5を用いてキャビティ274への注入を行った場合、レジン
205によるランナ271の目詰まり、およびワイヤ流れを生
じる可能性がある。前者の問題に対して、本実施例で
は、マルチポット方式を採用し、カル270からキャビテ
ィ274へのランナ271の経路を短くしており、しかも複数
のポット265(樹脂供給源)より各キャビティ274に対し
てレジン205を注入するため、各プランジャにおける移
送圧力を効率的にレジン205に伝えることができる。
At this time, according to the present embodiment, the molten resin, that is, the resin 205, has a thermal expansion coefficient of 10 as described above.
In order to realize × 10 −6 / ° C., the amount of the filler is increased to 75% by weight (see FIG. 41). Accordingly, as shown in FIG. 42, the viscosity is also a high value of 10,000 poise or more. Such high viscosity resin 20
Injection into cavity 274 using 5
Clogging of runner 271 by 205 and wire flow can occur. In order to solve the former problem, in the present embodiment, a multi-pot system is adopted, the path of the runner 271 from the cull 270 to the cavity 274 is shortened, and each cavity 274 is formed by a plurality of pots 265 (resin supply source). , The transfer pressure in each plunger can be efficiently transmitted to the resin 205.

また後者に対しては、本実施例では絶縁樹脂からなる
2層構造の中間層216を備えたワイヤ構造であるため、
多少のワイヤ流れを生じ、ワイヤ同士、あるいはワイヤ
207とタブ202、半導体チップ204とが接触状態となった
場合にも、電気的ショートは有効に防止されている。こ
のように、本実施例では金属線217の周囲に絶縁性の中
間層216を設けた構造であるため、ワイヤ207同士、ある
いはワイヤ207とタブ202半導体チップ204との接触を懸
念せずにワイヤボンディングを行うことができるため、
第33図のaで示されるようなクロスボンディング、ある
いは同図bで示されるようなタブ吊りリード210を跨い
だボンディング等のように、従来の金属線217(裸線)
では困難であった複雑なワイヤボンディングも可能とな
り、半導体装置210の高機能化・高集積化を促進でき
る。
For the latter, the present embodiment has a wire structure including a two-layered intermediate layer 216 made of an insulating resin.
Some wire flow, wire-to-wire or wire-to-wire
Even when the 207, the tab 202, and the semiconductor chip 204 come into contact with each other, an electrical short is effectively prevented. As described above, since the present embodiment has a structure in which the insulating intermediate layer 216 is provided around the metal wire 217, the wires 207 can be connected without fear of contact between the wires 207 or between the wires 207 and the tabs 202 and the semiconductor chip 204. Since bonding can be performed,
Conventional metal wire 217 (bare wire) such as cross bonding as shown in FIG. 33A or bonding across the tab suspension lead 210 as shown in FIG.
This makes it possible to perform complicated wire bonding, which has been difficult in such a case, and promotes high functionality and high integration of the semiconductor device 210.

以上のようにしてレジン205によるパッケージが形成
されたリードフレーム208は、レジン205が金型266内で
所定温度迄冷却され、レジン205が硬化された後に金型2
66外に取り出される。
The lead frame 208 having the package formed by the resin 205 as described above is cooled to a predetermined temperature in the mold 266, and after the resin 205 is cured, the mold 2
66 taken out.

このようにして得られた半導体装置201のパッケージ
は、その熱膨張係数が10×10-6/℃に制御され、リード
フレーム208の熱膨張係数と略近似した値となってい
る。このため、樹脂モールド後に熱サイクルを受けた場
合においても、熱膨張係数の差異に起因するクラックの
発生は有効に防止されている。
The package of the semiconductor device 201 thus obtained has a coefficient of thermal expansion controlled to 10 × 10 −6 / ° C., and has a value approximately similar to the coefficient of thermal expansion of the lead frame 208. For this reason, even when a thermal cycle is performed after the resin molding, the occurrence of cracks due to the difference in thermal expansion coefficient is effectively prevented.

第3表は、本実施例で用いたレジン205と従来技術に
よるレジン205とのクラック不良が10%に至るまでの熱
サイクル数を示している。同表からも明らかなように、
本実施例においては、レジン205の熱膨張係数が10×10
-6に抑制されているため、そのクラック不良10%に至る
サイクル数は300サイクルであったが、従来技術におけ
るレジン205を用いた場合には、例えば熱膨張係数が19
×10-6と大きい値であるため、わずかに20サイクルでク
ラック不良10%に達してしまっている。
Table 3 shows the number of heat cycles until the crack failure between the resin 205 used in the present embodiment and the resin 205 according to the prior art reaches 10%. As is clear from the table,
In this embodiment, the thermal expansion coefficient of the resin 205 is 10 × 10
-6 , the number of cycles leading to the crack failure of 10% was 300 cycles. However, when the resin 205 of the prior art was used, for example, the coefficient of thermal expansion was 19
Because of a large value of × 10 -6 , crack failure reached 10% in only 20 cycles.

また、上記の如くクラックが抑制された状態となって
いるため、クラックによる隙間が要因となる水分の浸入
も抑制される。第44図は、本実施例により得られた半導
体装置201と、従来技術による半導体装置とについてPCT
(プレッシャ・クッカ・テスト)を実施した場合のパッ
ケージ内への水分の浸入距離と時間との関係を示してい
る。同図によれば、従来技術の半導体装置では、約3000
時間で水分(蛍光液)が半導体チップにまで達してしま
っているが、本実施例の半導体装置201においては、100
0時間経過後においても、水分の浸入はパッケージ外端
から半導体チップ204までの距離の半分程度にまでしか
達していない。このように、本実施例では耐腐食性にお
いても顕著な効果を有している。
In addition, since cracks are suppressed as described above, intrusion of moisture caused by gaps due to cracks is also suppressed. FIG. 44 shows the PCT of the semiconductor device 201 obtained according to the present embodiment and the semiconductor device according to the prior art.
4 shows the relationship between the distance of penetration of moisture into a package and time when (pressure cooker test) is performed. According to the figure, in the conventional semiconductor device, about 3000
Although the moisture (fluorescent liquid) has reached the semiconductor chip over time, in the semiconductor device 201 of this embodiment, 100
Even after the elapse of 0 hours, the intrusion of moisture has reached only about half of the distance from the outer edge of the package to the semiconductor chip 204. As described above, this embodiment has a remarkable effect also on the corrosion resistance.

一方、第4表は本実施例を具体的な製品である4メガ
ビットDRAM(パッケージ構造はSOJ:Small Out−line J
−bend lead)に応用した場合と従来技術で構成した場
合とを比較したものであり、全ICの個数に対して不良を
生じたICの個数を対比して示している。同表によれば、
上記のPCT(プレッシャ・クッカ・テスト)において、
従来技術では約500時間経過後に不良ICが発生するのに
対して、本実施例では1000時間経過後においても不良IC
は検出されなかった。このように、本実施例によれば絶
縁樹脂からなる中間層216を設けたワイヤ構造と、熱膨
張係数の抑制されたレジン205によるパッケージ構造と
の相乗効果によって耐湿信頼性が大幅に向上されてい
る。
On the other hand, Table 4 shows this embodiment as a specific product of a 4-megabit DRAM (package structure is SOJ: Small Out-line J).
This is a comparison between a case where the present invention is applied to the conventional technology and a case where the conventional technology is used, and shows the number of defective ICs in comparison with the total number of ICs. According to the table,
In the above PCT (pressure cooker test)
In the prior art, a defective IC occurs after about 500 hours, whereas in the present embodiment, a defective IC occurs even after 1000 hours.
Was not detected. As described above, according to the present embodiment, the moisture resistance reliability is greatly improved by the synergistic effect of the wire structure provided with the intermediate layer 216 made of the insulating resin and the package structure of the resin 205 having the suppressed thermal expansion coefficient. I have.

また、絶縁樹脂からなる中間層216を備えたこの種の
ワイヤ構造において、中間層216とレジン205との密着性
が高すぎ、特にワイヤ207がチップタッチを生じている
場合等のように、僅かなレジン205の熱応力の変化によ
っても中間層216の内部の金属線217が断線してしまうこ
とが懸念される。しかし、本実施例によれば中間層216
が耐熱ポリイミド樹脂で構成された第1の中間層216A
と、離型性に優れたフッ素樹脂からなる第2の中間層21
6Bとの2層構造となっているため、上記第2の中間層21
6Bの離型作用によってパッケージに熱応力が加わった場
合にも、ワイヤ207はパッケージの変形に追従すること
なく、断線が防止されている。
Further, in this type of wire structure including the intermediate layer 216 made of an insulating resin, the adhesion between the intermediate layer 216 and the resin 205 is too high, especially when the wire 207 has a chip touch. There is a concern that the metal wire 217 inside the intermediate layer 216 may be broken even by a change in the thermal stress of the resin 205. However, according to the present embodiment, the intermediate layer 216
Is a first intermediate layer 216A made of heat-resistant polyimide resin
And a second intermediate layer 21 made of a fluororesin having excellent release properties.
6B, the second intermediate layer 21
Even when a thermal stress is applied to the package by the release action of 6B, the wire 207 does not follow the deformation of the package, and the disconnection is prevented.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor.

たとえば、第2の中間層216Bとしては一例としてフッ
素樹脂で構成した場合について説明したが、シリコーン
樹脂、シリコーングリス等の他の離型剤を用いてもよ
い。
For example, the case where the second intermediate layer 216B is made of a fluorine resin has been described as an example, but another release agent such as a silicone resin or silicone grease may be used.

本実施例において開示される発明のうち代表的なもの
によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとお
りである。
The following is a brief description of an effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present embodiment.

すなわち、パッケージを構成するレジンにおいて、熱
膨張係数の差異に基づくクラックの発生を効果的に防止
することができる。
That is, in the resin constituting the package, it is possible to effectively prevent the occurrence of cracks based on the difference in the coefficient of thermal expansion.

また、パッケージ内において、熱応力によって生じる
ワイヤの断線を有効に防止できる。
In addition, the disconnection of the wire caused by the thermal stress in the package can be effectively prevented.

以上により、信頼性の高い樹脂モールド型半導体装置
を提供することができる。
As described above, a highly reliable resin-molded semiconductor device can be provided.

(3)実施例・3 本発明の実施例・3のIであるDIP型の樹脂封止型半
導体装置の構成を第45図(要部断面図)及び第46図(部
分断面平面図)で示す。第45図は第46図に示す樹脂封止
型半導体装置のI−I切断線で切った要部断面図であ
る。
(3) Embodiment 3 FIG. 45 (partial sectional view) and FIG. 46 (partial sectional plan view) show the structure of a DIP-type resin-sealed semiconductor device which is I according to Example 3 of the present invention. Show. FIG. 45 is a cross-sectional view of a principal part of the resin-sealed semiconductor device shown in FIG. 46, taken along the line II.

第45図及び第46図に示すように、DIP型の樹脂封止型
半導体装置301は、半導体チップ302の外部端子(ボンデ
ィングパッドBP)302Eとリード303のインナーリード303
Bとを被覆ワイヤ305で接続している。
As shown in FIGS. 45 and 46, the DIP-type resin-sealed semiconductor device 301 includes an external terminal (bonding pad BP) 302E of a semiconductor chip 302 and an inner lead 303 of a lead 303.
B is connected with a covering wire 305.

半導体チップ302は、メモリセル選択用MOSFETと情報
蓄積用容量素子との直列回路をメモリセルとするDRAM
Dynamic Random Access Memory)で構成されてい
る。半導体チップ302は第45図に示すように単結晶珪素
基板302Aの主面に前記メモリセルを含む多数の半導体素
子が集積されている。各半導体素子は夫々の領域間に形
成された素子間分離絶縁膜(フィールド絶縁膜)302Bに
その形状を規定されかつ電気的に分離されている。
The semiconductor chip 302 is a DRAM in which a series circuit of a memory cell selection MOSFET and an information storage capacitor is used as a memory cell.
It is composed of (D ynamic R andom A ccess M emory). In the semiconductor chip 302, as shown in FIG. 45, a large number of semiconductor elements including the memory cells are integrated on a main surface of a single crystal silicon substrate 302A. Each semiconductor element has its shape defined by an element isolation insulating film (field insulating film) 302B formed between the respective regions and is electrically isolated.

前記素子間分離絶縁膜302Bの上層には、層間絶縁膜30
2C,層間絶縁膜302D,外部端子302E,保護膜(パッシベー
ション膜)302F,バリアメタル膜302Hが順次積層されて
いる。
An interlayer insulating film 30 is formed on the element isolation insulating film 302B.
2C, an interlayer insulating film 302D, an external terminal 302E, a protective film (passivation film) 302F, and a barrier metal film 302H are sequentially laminated.

層間絶縁膜302Cは前記半導体素子(例えば、MOSFETの
ゲート電極やワード線)と半導体素子間を接続する第1
層目配線(例えば、データ線)とを電気的に分離するよ
うに構成されている。層間絶縁膜302Dは前記第1層目配
線と第2層目配線(例えば前記ワード線と短絡されたシ
ャント配線)とを電気的に分離するように構成されてい
る。この第2層目配線は外部端子302Eを構成するように
なっている。
An interlayer insulating film 302C is a first layer connecting the semiconductor element (eg, a gate electrode or a word line of a MOSFET) and the semiconductor element.
It is configured so as to be electrically separated from a layer wiring (for example, a data line). The interlayer insulating film 302D is configured to electrically separate the first layer wiring and the second layer wiring (for example, a shunt wiring short-circuited with the word line). This second layer wiring constitutes the external terminal 302E.

前記外部端子302Eの表面上にはバリアメタル膜302Hが
構成されている。このバリアメタル膜302Hは保護膜302F
に形成された開口部302Gを通して外部端子302Eの表面に
接触させている。
A barrier metal film 302H is formed on the surface of the external terminal 302E. This barrier metal film 302H is a protective film 302F.
Through the opening 302G formed in the external terminal 302E.

このように構成される半導体チップ302は接着用金属
(例えばAu−Si共晶合金又はAgペースト)302を介在さ
せてリード303のタブ部303Aの表面に搭載されている。
リード303は例えばFe−Ni合金(例えば42〔%〕のNiを
含有する合金)で形成されている。タブ部303Aは、リー
ドフレームの切断工程前まで、第46図に示すタブ吊りリ
ード303Dを介してリードフレームに接続されている。タ
ブ部303Aは半導体チップ302の平面形状に対応させた長
方形状で構成され、タブ吊りリード303Dは、タブ部303A
の短辺の夫々を支持し、タブ部303Aの長辺方向と同一方
向に延在するように構成されている。
The semiconductor chip 302 thus configured is mounted on the surface of the tab 303A of the lead 303 with an adhesive metal (for example, an Au-Si eutectic alloy or Ag paste) 302 interposed therebetween.
The lead 303 is formed of, for example, an Fe-Ni alloy (for example, an alloy containing 42% Ni). The tab portion 303A is connected to the lead frame via a tab suspension lead 303D shown in FIG. 46 before the lead frame cutting step. The tab portion 303A has a rectangular shape corresponding to the planar shape of the semiconductor chip 302, and the tab suspension lead 303D has a tab portion 303A.
Are supported so as to extend in the same direction as the long side direction of the tab portion 303A.

前記リード303のタブ部303Aの短辺側の周囲にはイン
ナーリード303Bの一端側が複数配置されている。インナ
ーリード303Bの他端側はアウターリード303Cと一体に構
成され電気的に接続されている。アウターリード303Cは
第46図に示すように夫々機能が規定されている。つま
り、I/O1〜I/O4は入出力信号用のアウターリード303C
(ピン)である。▲▼はライトイネーブル信号用の
アウターリード303Cである。▲▼はロウアドレス
ストローブ信号用のアウターリード303Cである。A0〜A8
はアドレス信号用のアウターリード303Cである。OEはア
ウトプットイネーブル信号用のアウターリード303Cであ
る。▲▼はカラムアドレスストローブ信号用のア
ウターリード303Cである。Vccは電源電圧(例えば5
〔V〕)用のアウターリード303Cである。Vssは基準電
圧(例えば0〔V〕用のアウターリード303Cである。
A plurality of one ends of the inner lead 303B are arranged around the short side of the tab 303A of the lead 303. The other end of the inner lead 303B is integrally formed with and electrically connected to the outer lead 303C. The functions of the outer leads 303C are defined as shown in FIG. In other words, I / O1 to I / O4 are the outer leads 303C for input / output signals.
(Pin). ▲ ▼ indicates an outer lead 303C for a write enable signal. ▲ ▼ indicates an outer lead 303C for a row address strobe signal. A 0 to A 8
Is an outer lead 303C for an address signal. OE is an outer lead 303C for an output enable signal. ▲ ▼ indicates an outer lead 303C for a column address strobe signal. V cc is the power supply voltage (for example, 5
[V]) outer lead 303C. V ss is an outer lead 303C for a reference voltage (for example, 0 [V]).

被覆ワイヤ305は、第45図に示すように、金属線305A
の表面に絶縁体305Bを被覆して構成されている。金属線
305Aは本実施例において金(Au)を使用する。また、金
属線305Aは前記以外の材料として銅(Cu)、アルミニウ
ム(Al)等で形成してもよい。絶縁体305Bは本実施例に
おいてポリウレタン樹脂或はポリイミド樹脂を使用す
る。また、絶縁体305Bは、前記以外の材料としてエステ
ルイミド樹脂,エステルアミド樹脂等の樹脂材で形成し
てもよい。
The covering wire 305 is, as shown in FIG.
Is covered with an insulator 305B. Metal wire
305A uses gold (Au) in this embodiment. Further, the metal wire 305A may be formed of copper (Cu), aluminum (Al), or the like as a material other than the above. In this embodiment, a polyurethane resin or a polyimide resin is used for the insulator 305B. Further, the insulator 305B may be formed of a resin material such as an ester imide resin or an ester amide resin as a material other than the above.

前記被覆ワイヤ305は、ボール&ウエッジボンディン
グ法或はウエッジ&ウエッジボンディング法によって外
部端子302Eに接続されている。つまり、半導体チップ30
2の外部端子302Eには被覆ワイヤ305の一端部(ワイヤの
供給側の先端部)の絶縁体305Bが溶融除去され露出され
た金属線305Aで形成された金属ボール305A1が接続され
ている。金属ボール305A1は被覆ワイヤ305の金属線305A
の直径に比べて例えば2〜3倍程度大きな直径で構成さ
れるようになっている。被覆ワイヤ305の金属ボール305
A1は熱圧着或は熱圧着に超音波振動を併用することによ
って前記外部端子302Eに接続される(ファーストボンデ
ィング)。
The covering wire 305 is connected to the external terminal 302E by a ball & wedge bonding method or a wedge & wedge bonding method. That is, the semiconductor chip 30
The second external terminal 302E end metal balls 305A 1 insulator 305B is formed of a metal wire 305A exposed melted removal (wire feed side of the distal end portion of) the coated wire 305 is connected. Metal ball 305A 1 is the metal wire 305A of the covering wire 305
For example, it is configured to have a diameter that is about two to three times larger than the diameter. Metal ball 305 of insulated wire 305
A 1 is connected to the external terminal 302E by combining ultrasonic vibration to thermocompression or thermocompression (first bonding).

リード303のインナーリード303Bには、被覆ワイヤ305
の他端部(ワイヤの供給側と反対側の後端部)の接続部
分の絶縁体305Bを破壊して露出する金属線305A2を接続
している。この被覆ワイヤ305の他端部は、実質的にイ
ンナーリード303Bとの接続部分の絶縁体305Bだけが除去
されており、それ以外の絶縁体305Bは残存するようにな
っている。被覆ワイヤ305の他端部の絶縁体305Bの破壊
及びインナーリード303Bとの接続は、ボンディング技術
による熱圧着或いはウエッジ・ボンディング技術による
熱圧着に超音波振動を併用することによって行われる
(セカンドボンディング)。
The inner wire 303B of the lead 303 has a covered wire 305
The other end portion of the connecting metal lines 305A 2 exposed by breaking the insulator 305B of the connecting portion (the supply side rear portion of the opposite side of the wire). At the other end of the covered wire 305, substantially only the insulator 305B at the connection portion with the inner lead 303B is removed, and the other insulator 305B remains. Breaking of the insulator 305B at the other end of the covered wire 305 and connection with the inner lead 303B are performed by using ultrasonic vibration in combination with thermocompression bonding using bonding technology or thermocompression bonding using wedge bonding technology (second bonding). .

このように、被覆ワイヤ305を使用する樹脂封止型半
導体装置301は、金属線305Aの表面を絶縁体305Bで被覆
しているので、被覆ワイヤ305間、被覆ワイヤ305と半導
体チップ302、タブ部303A、インナーリード303Bの夫々
との短絡を防止することができる。この結果、樹脂封止
型半導体装置301の電気的信頼性を向上することができ
る。
As described above, in the resin-encapsulated semiconductor device 301 using the covered wire 305, since the surface of the metal wire 305A is covered with the insulator 305B, between the covered wires 305, the covered wire 305 and the semiconductor chip 302, the tab portion Short circuit with each of 303A and inner lead 303B can be prevented. As a result, the electrical reliability of the resin-sealed semiconductor device 301 can be improved.

また、被覆ワイヤ305を使用する樹脂封止型半導体装
置301は、半導体チップ302の外部端子302Eに被覆ワイヤ
305の一端部の金属線305Aで形成される金属ボール305A1
を接続し、インナーリード303Bに被覆ワイヤ305の他端
部の接続部分の絶縁体305Bを破壊し露出した金属線305A
2を接続することにより、金属ボール305A1のサイズが大
きいので、金属ボール305A1と外部端子302Eとの接触面
積を増加し、両者間のボンダビリティを向上することが
できると共に、インナーリード303Bと接続する部分以外
の被覆ワイヤ305の他端部を絶縁体305Bで被覆し、この
被覆ワイヤ305の他端部と隣接する他の被覆ワイヤ305の
他端部との接触による短絡を防止することができるの
で、インナーリード303B間隔を縮少し、多端化(多ピン
化)を図ることができる。
In addition, the resin-encapsulated semiconductor device 301 that uses the covered wire 305
Metal ball 305A formed by metal wire 305A at one end of 305 1
The metal wire 305A which is exposed by breaking the insulator 305B at the connection portion at the other end of the covered wire 305 to the inner lead 303B.
By connecting 2 , the size of the metal ball 305A 1 is large, so that the contact area between the metal ball 305A 1 and the external terminal 302E can be increased, bondability between the two can be improved, and the inner lead 303B and The other end of the covered wire 305 other than the part to be connected is covered with the insulator 305B, and a short circuit caused by contact between the other end of the covered wire 305 and the other end of the adjacent covered wire 305 can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the interval between the inner leads 303B and increase the number of pins (multiple pins).

前記半導体チップ302、タブ部303A、インナーリード3
03B及び被覆ワイヤ305は樹脂材(例えば、エポキシ系樹
脂材)306で封止されている。この樹脂材306は、金型で
規定された領域内(樹脂材306の外周形状に相当する領
域内)に、第46図に示す矢示G方向から樹脂材を注入凝
固させることで形成される。金型の樹脂注入口(ゲー
ト)は第46図の右側のタブ吊りリード303D側に設けられ
ている。
The semiconductor chip 302, tab portion 303A, inner lead 3
03B and the covering wire 305 are sealed with a resin material (for example, epoxy resin material) 306. The resin material 306 is formed by injecting and solidifying the resin material in the area defined by the mold (in the area corresponding to the outer peripheral shape of the resin material 306) from the direction of arrow G shown in FIG. 46. . The resin injection port (gate) of the mold is provided on the tab suspension lead 303D side on the right side in FIG.

前記樹脂封止型半導体装置301で使用されるリードフ
レームの形状つまりタブ部303A、インナーリード303B、
アウターリード303C及びタブ吊りリード303Dの夫々の形
状は打抜きで形成されている。このように打抜きで形成
されたリードフレームは、第45図に点線で囲んで示す、
前記打抜きで各端部の角部に形成されたバリが突出する
面を下側に、前記打抜きで各端部の角部に形成されただ
れが生じる面を上側にして使用している。つまり、タブ
部303Aの前記打抜きで角部にだれが生じた表面上に半導
体チップ302を搭載し、インナーリード303Bの前記打抜
きで角部にだれが生じた表面上に被覆ワイヤ305を接続
している。前記リード303の各角部のだれが生じた部分
は、丁度面取りされた状態にあり、鋭い角部分の形状が
緩和されている。
The shape of the lead frame used in the resin-encapsulated semiconductor device 301, that is, the tab portion 303A, the inner lead 303B,
Each shape of the outer lead 303C and the tab suspension lead 303D is formed by punching. The lead frame formed by punching in this way is shown by a dotted line in FIG.
The surface on which the burrs formed at the corners of the respective ends in the punching protrude is used on the lower side, and the surface on the corners of the respective ends formed by the punching where the burrs occur is used on the upper side. In other words, the semiconductor chip 302 is mounted on the surface of the tab portion 303A where the corner has been drooped by the punching, and the covering wire 305 is connected to the surface of the inner lead 303B where the corner has drooped in the punching. I have. The portions where the corners of the lead 303 are drooped are just chamfered, and the shape of the sharp corners is relaxed.

リード303の各角部のバリが生じた面を使用した場
合、第47図(要部拡大断面図)に示すように、樹脂封止
型半導体装置301はタブ部303Aと被覆ワイヤ305とが短絡
する。つまり、被覆ワイヤ305の薄い絶縁体305B(本実
施例では約1.0〔μm〕程度)は樹脂材306の収縮応力に
基づき前記バリによって応力が集中して破損され、タブ
部303Aの角部のバリと被覆ワイヤ305の金属線305Aとが
短絡する。
When the burrs at the respective corners of the lead 303 are used, as shown in FIG. 47 (enlarged sectional view of the main part), the tab 303A and the covering wire 305 of the resin-encapsulated semiconductor device 301 are short-circuited. I do. That is, the thin insulator 305B (about 1.0 μm in this embodiment) of the covered wire 305 is damaged by the concentration of stress by the burr based on the contraction stress of the resin material 306, and the burr at the corner of the tab 303A. And the metal wire 305A of the covering wire 305 is short-circuited.

第51図(タブとワイヤとの短絡率を示す図)に、温度
サイクルに対するタブ部303Aと被覆ワイヤ305との短絡
率〔%〕を示す。第51図に示すように、リード303の各
角部にバリが生じた面を使用した場合、温度サイクルが
増加するにしたがって前記短絡率が増加する。これに対
して、リード303の各角部にだれが生じた面を使用した
場合、温度サイクルが増加しても殆んど前記短絡は生じ
ない。
FIG. 51 (a diagram showing the short-circuit rate between the tab and the wire) shows the short-circuit rate [%] between the tab portion 303A and the covered wire 305 with respect to the temperature cycle. As shown in FIG. 51, in the case where burrs are formed on each corner of the lead 303, the short-circuit rate increases as the temperature cycle increases. On the other hand, in the case where the surface of each of the leads 303 having a droop at each corner is used, the short circuit hardly occurs even if the temperature cycle increases.

また、リード303の各角部のバリが生じた面を使用し
た場合、第48図(要部拡大断面図)に示すように、樹脂
封止型半導体装置301は被覆ワイヤ305が断線する。この
被覆ワイヤ305の断線は、前述と同様に、樹脂材306の収
縮応力に基づき前記バリによって応力が集中するために
生じる。
When the burrs at the corners of the leads 303 are used, as shown in FIG. 48 (enlarged cross-sectional view of a main part), the covering wire 305 of the resin-sealed semiconductor device 301 is broken. The disconnection of the covered wire 305 occurs because the burrs concentrate the stress based on the contraction stress of the resin material 306, as described above.

第52図(ワイヤの断線率を示す図)に、温度サイクル
に対する被覆ワイヤ305の断線率〔%〕を示す。第52図
に示すように、リード303の各角部にバリが生じた面を
使用した場合、温度サイクルが増加するにしたがって前
記断線率が増加する。これに対して、リード303の各角
部にだれが生じた面を使用した場合、温度サイクルが増
加しても殆ど前記断線は生じない。
FIG. 52 (a diagram showing the breaking rate of the wire) shows the breaking rate [%] of the covered wire 305 with respect to the temperature cycle. As shown in FIG. 52, in the case where burrs are formed on each corner of the lead 303, the disconnection rate increases as the temperature cycle increases. On the other hand, in the case where the surface of each of the leads 303 where the corners are formed is used, the disconnection hardly occurs even if the temperature cycle increases.

このように、タブ部303A上に搭載された半導体チップ
302の外部端子302Eとインナーリード303Bとが被覆ワイ
ヤ305で接続され、この被覆ワイヤ305及び被覆ワイヤ30
5の接続部分が樹脂材306で覆われた樹脂封止型半導体装
置301において、少なくとも、前記被覆ワイヤ305が延在
する部分のタブ部303Aの角部又はインナーリード303Bの
角部の形状を緩和することにより、前記タブ部303Aの角
部又はインナーリード303Bの角部と接触する部分の被覆
ワイヤ305に樹脂材306の収縮に基づく応力が集中するこ
とを低減したので、絶縁体305Bの破損によるタブ部303A
と被覆ワイヤ305の金属線305Aとの短絡、又は被覆ワイ
ヤ305の断線を防止することができる。この結果、樹脂
封止型半導体装置301の電気的信頼性を向上することが
できる。
Thus, the semiconductor chip mounted on the tab 303A
The external terminal 302E of 302 and the inner lead 303B are connected by a covering wire 305, and the covering wire 305 and the covering wire 30
In the resin-encapsulated semiconductor device 301 in which the connection portion 5 is covered with the resin material 306, at least the shape of the corner of the tab 303A or the corner of the inner lead 303B in the portion where the covering wire 305 extends is relaxed. By doing so, the concentration of the stress based on the shrinkage of the resin material 306 on the portion of the covering wire 305 that is in contact with the corner of the tab portion 303A or the corner of the inner lead 303B is reduced. Tab part 303A
And the covering wire 305 can be prevented from being short-circuited to the metal wire 305A, or the covering wire 305 can be prevented from breaking. As a result, the electrical reliability of the resin-sealed semiconductor device 301 can be improved.

また、第49図及び第50図(要部拡大断面図)に示すよ
うに、樹脂封止型半導体装置301は半導体チップ302の端
部の角部に被覆ワイヤ305が接触した場合においても絶
縁体305Bの破損又は被覆ワイヤ305の断線が生じるの
で、被覆ワイヤ305が延在する部分の半導体チップ302の
角部の形状を緩和している。つまり、樹脂封止型半導体
装置301は、半導体チップ302の端部の角部、具体的には
半導体チップ302の周囲部分のスクライブエリアの角部
を面取りすることによって被覆ワイヤ305の絶縁体305B
の損傷又は被覆ワイヤ305の断線を防止するように構成
されている。
Further, as shown in FIGS. 49 and 50 (enlarged sectional view of a main part), the resin-encapsulated semiconductor device 301 has an insulating property even when the covering wire 305 is in contact with the corner of the end of the semiconductor chip 302. Since the breakage of the covering wire 305 or the breakage of the covering wire 305 occurs, the shape of the corner of the semiconductor chip 302 where the covering wire 305 extends is reduced. In other words, the resin-encapsulated semiconductor device 301 is formed by chamfering the corner of the end of the semiconductor chip 302, specifically, the corner of the scribe area around the semiconductor chip 302, thereby forming the insulator 305B of the covered wire 305.
This is configured to prevent damage to the wire or disconnection of the covered wire 305.

また、前記第45図に示すように、被覆ワイヤ305は、
半導体チップ302の角部、タブ部303Aの角部又はインナ
ーリード303Bの角部つまりバリが突出する部分に接触し
ないように軌跡を制御してもよい。この被覆ワイヤ305
の軌跡の制御は、半導体チップ302の外部端子302Eの配
置位置、外部端子302E上の被覆ワイヤ305の高さ、イン
ナーリード303Bと被覆ワイヤ305との接続位置等によっ
て制御する。
Further, as shown in FIG. 45, the covered wire 305
The trajectory may be controlled so as not to contact the corner of the semiconductor chip 302, the corner of the tab 303A, or the corner of the inner lead 303B, that is, the portion where the burr projects. This covered wire 305
Is controlled by the arrangement position of the external terminal 302E of the semiconductor chip 302, the height of the covering wire 305 on the external terminal 302E, the connection position between the inner lead 303B and the covering wire 305, and the like.

このように、前記樹脂封止型半導体装置301におい
て、前記被覆ワイヤ305を半導体チップ302の角部、タブ
部303Aの角部又はインナーリード303Bの角部に接触しな
いように軌跡を制御することにより、前記被覆ワイヤ30
5に樹脂材306の収縮に基づく応力が集中しないので、絶
縁体306Bの破損による半導体チップ302又はタブ部303A
と被覆ワイヤ305の金属線305Aとの短絡、又は被覆ワイ
ヤ305の断線を防止することができる。この結果、樹脂
封止型半導体装置301の電気的信頼性を向上することが
できる。本来、被覆ワイヤ305は半導体チップ302、タブ
部303Aの夫々と接触させても短絡が生じないはずである
が、前述のように被覆ワイヤ305の絶縁体305Bの損傷や
被覆ワイヤ305の断線が生じるので、本発明はそのよう
な不良を防止するために半導体チップ302の角部やタブ
部303Aの角部から積極的に離隔するように被覆ワイヤ30
5の軌跡を制御している。
As described above, in the resin-encapsulated semiconductor device 301, the trajectory is controlled so that the covering wire 305 does not contact the corner of the semiconductor chip 302, the corner of the tab 303A, or the corner of the inner lead 303B. , The coated wire 30
Since the stress due to the shrinkage of the resin material 306 does not concentrate on 5, the semiconductor chip 302 or the tab 303A due to the damage of the insulator 306B.
And the covering wire 305 can be prevented from being short-circuited to the metal wire 305A, or the covering wire 305 can be prevented from breaking. As a result, the electrical reliability of the resin-sealed semiconductor device 301 can be improved. Originally, even if the covered wire 305 is brought into contact with each of the semiconductor chip 302 and the tab portion 303A, a short circuit should not occur, but as described above, the insulator 305B of the covered wire 305 or the broken wire 305 occurs. Therefore, in order to prevent such a defect, the present invention sets the covering wire 30 so as to be actively separated from the corner of the semiconductor chip 302 and the corner of the tab 303A.
5 trajectories are controlled.

また、第53図(要部拡大断面図)に示すように、リー
ド303のバリが突出する面を使用する場合は、第54図
(要部拡大断面図)に示すように、バリの鋭い形状を緩
和する(面取りする)。この形状の緩和は、例えば打抜
きでリードフレームを形成した後に、このリードフレー
ムにプレスを施すことによって形成することができる。
When the surface of the lead 303 from which the burrs protrude is used as shown in FIG. 53 (enlarged cross-sectional view of the main part), the sharp shape of the burr is used as shown in FIG. 54 (enlarged cross-sectional view of the main part). Relieve (beveling). The relief of the shape can be formed, for example, by forming a lead frame by punching and then pressing the lead frame.

なお、本発明はリードフレームをエッチングで形成す
る場合においても同様に適用することができる。つま
り、本発明は、エッチングで形成されたリードフレーム
の各角部の形状を緩和するようになっている。
The present invention can be similarly applied to a case where a lead frame is formed by etching. That is, according to the present invention, the shape of each corner of the lead frame formed by etching is relaxed.

また、本発明はリードフレームの各角部にその部分の
形状を緩和する形状緩和部材を設けてもよい。形状緩和
部材として例えばAgやAuメッキ層や樹脂膜で形成する。
Further, in the present invention, each corner of the lead frame may be provided with a shape relaxing member for relaxing the shape of that portion. The shape relaxing member is formed of, for example, an Ag or Au plating layer or a resin film.

本実施例・3のIIは、樹脂封止型半導体装置の開発コ
ストを低減した、本発明の他の実施例である。
Embodiment II of Embodiment 3 is another embodiment of the present invention in which the development cost of the resin-encapsulated semiconductor device is reduced.

本発明の実施例・3のIIである樹脂封止型半導体装置
の形成方法を第55図及び第56図(各形成工程毎に示す概
略平面図)で示す。
FIGS. 55 and 56 (schematic plan views showing respective forming steps) show a method of forming a resin-sealed semiconductor device which is II of Example 3 of the present invention.

本実施例・3のIIの樹脂封止型半導体装置は次のよう
に形成されている。
The resin-encapsulated semiconductor device of II of the third embodiment is formed as follows.

まず、第55図に示すように、タブ部303A上に半導体チ
ップ302を搭載し、この半導体チップ302の外部端子302E
とインナーリード303Bとを被覆ワイヤ305で接続する。
そして、この半導体チップ302等を樹脂材306で封止する
ことにより、樹脂封止型半導体装置301を形成する。つ
まり、樹脂封止型半導体装置301は半導体チップ302を第
1パッケージ(リード303及び樹脂材306を含む)で封止
している。
First, as shown in FIG. 55, the semiconductor chip 302 is mounted on the tab 303A, and the external terminals 302E of the semiconductor chip 302 are mounted.
And the inner lead 303B are connected with the covering wire 305.
Then, by sealing the semiconductor chip 302 and the like with the resin material 306, a resin-sealed semiconductor device 301 is formed. That is, the resin-sealed semiconductor device 301 seals the semiconductor chip 302 with the first package (including the lead 303 and the resin material 306).

次に、前記半導体チップ302は同一のもの(同一機能
のもの)を使用したいが、樹脂封止型半導体装置1を実
装するボードや外部装置の端子の配列が異なる場合、前
記第1パッケージと異なり、ボードや外部装置の端子配
列に応じたリード303の配置を有する第2パッケージを
開発し用意する。そして、第56図に示すように、第2パ
ッケージのタブ部303A上に前記樹脂封止型半導体装置30
1のそれと同一の半導体チップ302を搭載し、この半導体
チップ302の外部端子302Eとインナーリード303Bとを被
覆ワイヤ305で接続する。被覆ワイヤ305は、隣接する他
の被覆ワイヤ305と接触しても、若しくはインナーリー
ド303Bやタブ吊りリード303Dを横切ってもそれらと短絡
しないので自由にボンディングすることができる。そし
て、この半導体チップ302等を樹脂材306で封止すること
により、樹脂封止型半導体装置301Aを形成することがで
きる。この樹脂封止型半導体装置301Aは前記樹脂封止型
半導体装置301と同一の半導体チップ302を第1パッケー
ジと異なる第2パッケージで封止している。
Next, although it is desired to use the same semiconductor chip 302 (having the same function), the semiconductor chip 302 differs from the first package in the case where the arrangement of the board for mounting the resin-sealed semiconductor device 1 and the terminal arrangement of the external device are different. Develop and prepare a second package having the arrangement of the leads 303 according to the terminal arrangement of the board and the external device. Then, as shown in FIG. 56, the resin-encapsulated semiconductor device 30 is placed on the tab portion 303A of the second package.
The same semiconductor chip 302 as that of No. 1 is mounted, and the external terminals 302E of the semiconductor chip 302 and the inner leads 303B are connected by the covering wire 305. The covered wire 305 can be freely bonded even if it comes into contact with another adjacent covered wire 305 or crosses the inner lead 303B or the tab suspension lead 303D because it is not short-circuited therewith. Then, by sealing the semiconductor chip 302 and the like with the resin material 306, a resin-sealed semiconductor device 301A can be formed. In this resin-sealed semiconductor device 301A, the same semiconductor chip 302 as that of the resin-sealed semiconductor device 301 is sealed in a second package different from the first package.

このように、被覆ワイヤ305を使用する樹脂封止型半
導体装置301の形成方法であって、第1パッケージのタ
ブ部303A(チップ搭載位置)に半導体チップ302を搭載
し、この半導体チップ302の外部端子302Eとインナーリ
ード303Bとを被覆ワイヤ305で接続して第1の樹脂封止
型半導体装置301を形成し、この第1の樹脂封止型半導
体装置301の第1パッケージと異なる種類の第2パッケ
ージのタブ部303Aに前記第1の樹脂封止型半導体装置30
1の半導体チップ302と同一のものを搭載し、この半導体
チップ302の外部端子302Eとインナーリード303Bとを被
覆ワイヤ305で接続して第2の樹脂封止型半導体装置301
Aを形成することにより、他のインナーリード303Bを横
切って半導体チップ302の外部端子302Eとインナーリー
ド303Bとを被覆ワイヤ305で接続し、又は被覆ワイヤ305
を交差させて半導体チップ302の外部端子302Eとインナ
ーリード303Bとを接続することができるので、同一の半
導体チップ302を使用し(半導体チップ302の標準化)か
つ異なる種類のパッケージを使用して複数種類の樹脂封
止型半導体装置301,301Aの夫々を形成することができ
る。この結果、半導体チップ302の開発コストに比べて
パッケージの開発コストは安いので、安価な開発コスト
で多種類の樹脂封止型半導体装置301及び301Aを形成す
ることができる。例えば、本発明は、1つの半導体チッ
プ302を使用することによって、DIP型,ZIP型等のピン挿
入型やSOJ型,SOP型,QFP型,PLCC型等の面実装型の樹脂封
止型半導体装置301を安価な開発コストで形成すること
ができる。
As described above, the method for forming the resin-sealed semiconductor device 301 using the covering wire 305 includes mounting the semiconductor chip 302 on the tab portion 303A (chip mounting position) of the first package, The terminal 302 </ b> E and the inner lead 303 </ b> B are connected by a covering wire 305 to form a first resin-sealed semiconductor device 301, and a second resin of a different type from the first package of the first resin-sealed semiconductor device 301. The first resin-encapsulated semiconductor device 30 is attached to the tab portion 303A of the package.
The same semiconductor chip 302 as the first semiconductor chip 302 is mounted, and an external terminal 302E of the semiconductor chip 302 and an inner lead 303B are connected by a covering wire 305 to form a second resin-sealed semiconductor device 301.
By forming A, the external terminal 302E of the semiconductor chip 302 and the inner lead 303B are connected with the covering wire 305 across the other inner lead 303B, or the covering wire 305
Can be crossed to connect the external terminals 302E of the semiconductor chip 302 and the inner leads 303B, so that the same semiconductor chip 302 is used (standardization of the semiconductor chip 302) and a plurality of types using different types of packages are used. Resin-sealed semiconductor devices 301 and 301A can be formed. As a result, since the development cost of the package is lower than the development cost of the semiconductor chip 302, various types of resin-sealed semiconductor devices 301 and 301A can be formed at a low development cost. For example, the present invention uses a single semiconductor chip 302 to provide a pin-insertion type such as a DIP type or a ZIP type, or a surface-mount type resin-sealed type semiconductor such as a SOJ type, SOP type, QFP type or PLCC type. The device 301 can be formed at a low development cost.

また、本実施例・3のIIの樹脂封止型半導体装置は次
のように形成されている。
The resin-encapsulated semiconductor device of Example III of the second embodiment is formed as follows.

まず、第55図に示すように、リード303のタブ部303A
上に半導体チップ302を搭載し、この半導体チップ302の
外部端子302Eとインナーリード303Bとを被覆ワイヤ305
で接続する。タブ部303Aは、通常のタブサイズに比べて
若干大きく構成されており、複数種類の半導体チップ30
2を搭載できるように構成されている。そして、この半
導体チップ302等を樹脂材306で封止することにより、樹
脂封止型半導体装置301を形成する。つまり、樹脂封止
型半導体装置301はリード303のタブ部303A上に第1半導
体チップ302を搭載しこれを樹脂材306で封止している。
First, as shown in FIG. 55, the tab 303A of the lead 303
The semiconductor chip 302 is mounted thereon, and the external terminals 302E of the semiconductor chip 302 and the inner leads 303B are covered with wires 305.
Connect with. The tab portion 303A is configured to be slightly larger than a normal tab size, and a plurality of types of semiconductor chips 30 are provided.
It is configured so that 2 can be mounted. Then, by sealing the semiconductor chip 302 and the like with the resin material 306, a resin-sealed semiconductor device 301 is formed. That is, in the resin-sealed semiconductor device 301, the first semiconductor chip 302 is mounted on the tab 303A of the lead 303, and this is sealed with the resin material 306.

次に、リード(リードフレーム)303は前記樹脂封止
型半導体装置301と同一のものを使用し、第56図に示す
ように、そのタブ部303A上に前記半導体チップ302と異
なる種類の半導体チップ302(例えば、機能や同一機能
でも外部端子302Eの配置が異なる半導体チップ)を搭載
し、この半導体チップ302′の外部端子302Eとインナー
リード303Bとを被覆ワイヤ305で接続する。被覆ワイヤ3
05は、隣接する他の被覆ワイヤ305と接触しても、若し
くはインナーリード303Bやタブ吊りリード303Dを横切っ
てもそれらと短絡しないので自由にボンディングするこ
とができる。そして、この半導体チップ302′等を樹脂
材306で封止することにより、樹脂封止型半導体装置301
Aを形成することができる。この樹脂封止型半導体装置3
01Aは前記樹脂封止型半導体装置301と同一のリード303
のタブ部303A上に前記半導体チップ302と異なる種類の
半導体チップ302′を搭載しこれを樹脂材306で封止して
いる。
Next, the same lead (lead frame) 303 as that of the resin-encapsulated semiconductor device 301 is used, and as shown in FIG. 56, a semiconductor chip of a different type from the semiconductor chip 302 is provided on the tab portion 303A. A semiconductor chip 302 (for example, a semiconductor chip having a different function and the same function but different arrangement of the external terminals 302E) is mounted, and the external terminals 302E of the semiconductor chip 302 'and the inner leads 303B are connected by a covering wire 305. Insulated wire 3
05 can be freely bonded because it does not short-circuit with the other covered wire 305 even if it comes into contact with the covered wire 305 or crosses the inner lead 303B or the tab suspension lead 303D. Then, the semiconductor chip 302 ′ and the like are sealed with a resin material 306, thereby forming a resin-sealed semiconductor device 301.
A can be formed. This resin-encapsulated semiconductor device 3
01A is the same lead 303 as the resin-sealed semiconductor device 301
A semiconductor chip 302 ′ of a type different from that of the semiconductor chip 302 is mounted on the tab portion 303 A, and this is sealed with a resin material 306.

このように、被覆ワイヤ305を使用する樹脂封止型半
導体装置301の形成方法であって、リード303のタブ部30
3A(チップ搭載位置)に第1半導体チップ302を搭載
し、この第1半導体チップ302の外部端子302Eとインナ
ーリード303Bとを被覆ワイヤ305で接続した後に樹脂材3
06で封止して第1の樹脂封止型半導体装置301を形成
し、この第1の樹脂封止型半導体装置301と同一のリー
ド303のタブ部303Aに前記第1の樹脂封止型半導体装置3
01の第1半導体チップ302と異なる種類の第2半導体チ
ップ302′を搭載し、この第2半導体チップ302′の外部
端子302Eとインナーリード303Bとを被覆ワイヤ305で接
続した後に樹脂材306で封止して第2の樹脂封止型半導
体装置301Aを形成することにより、他のインナーリード
303Bを横切って半導体チップ302′の外部端子302Eとイ
ンナーリード303Bとを被覆ワイヤ305で接続し、又は被
覆ワイヤ305を交差させて半導体チップ302′の外部端子
302Eとインナーリード303Bとを接続することができるの
で、同一のリード(リードフレーム)303を使用し(リ
ードフレームの標準化)かつ異なる種類の半導体チップ
302,302′を使用して複数種類の樹脂封止型半導体装置3
01,301Aの夫々を形成することができる。この結果、半
導体チップ302,302′の夫々の開発毎にリード303を開発
する必要がないので、安価な開発コストで多種類の樹脂
封止型半導体装置301及び301Aを形成することができ
る。例えば、本発明は、DIP型の樹脂封止型半導体装置3
01に搭載された半導体チップ302に代えて、SOJ型の樹脂
封止型半導体装置301に搭載された半導体チップ302′
(例えば同一記能を有し同一外部端子302E数を有してい
るが外部端子302Eの配置位置が異なる)を前記DIP型の
樹脂封止型半導体装置301に搭載し、半導体チップ302′
が搭載されたDIP型の樹脂封止型半導体装置301Aを形成
することができる。
As described above, the method of forming the resin-encapsulated semiconductor device 301 using the covered wire 305 includes the tab portion 30 of the lead 303.
After mounting the first semiconductor chip 302 on 3A (chip mounting position) and connecting the external terminals 302E of the first semiconductor chip 302 and the inner leads 303B with the covering wires 305, the resin material 3
06 to form a first resin-sealed semiconductor device 301, and the first resin-sealed semiconductor device 301 is attached to the same tab portion 303 A of the lead 303 as the first resin-sealed semiconductor device 301. Device 3
01 is mounted with a second semiconductor chip 302 ′ of a different type from the first semiconductor chip 302, and the external terminals 302 E of the second semiconductor chip 302 ′ and the inner leads 303 B are connected with a covering wire 305 and then sealed with a resin material 306. By stopping and forming the second resin-sealed semiconductor device 301A, other inner leads can be formed.
The external terminal 302E of the semiconductor chip 302 'is connected to the inner lead 303B with the covering wire 305 across the 303B, or the outer terminal of the semiconductor chip 302' is
Since the same lead (lead frame) 303 is used (standardization of the lead frame) and different types of semiconductor chips can be connected because the 302E and the inner lead 303B can be connected.
Multiple types of resin-encapsulated semiconductor devices 3 using 302, 302 '
01, 301A can be formed. As a result, it is not necessary to develop the leads 303 for each development of the semiconductor chips 302 and 302 ', so that various types of resin-sealed semiconductor devices 301 and 301A can be formed at a low development cost. For example, the present invention relates to a DIP-type resin-sealed semiconductor device 3
Instead of the semiconductor chip 302 mounted on 01, the semiconductor chip 302 ′ mounted on the SOJ-type resin-encapsulated semiconductor device 301
(E.g., having the same recording capability and the same number of external terminals 302E, but different locations of the external terminals 302E) are mounted on the DIP-type resin-sealed semiconductor device 301, and the semiconductor chip 302 '
Can be formed to mount the DIP-type resin-sealed semiconductor device 301A.

以上本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. Of course.

例えば、本発明は、配線基板の表面に複数の半導体チ
ップが搭載され、ボール&ウエッジボンディング法或い
はウエッジ&ウエッジボンディング法を用い、配線基板
の各端子と半導体チップの外部端子とを被覆ワイヤで接
続し、被覆ワイヤ及びその接続部分が少なくとも樹脂で
覆われた半導体装置に適用することができる。この半導
体装置で使用される樹脂は、例えばポリイミド系樹脂で
あり、ポッテング技術で塗布される。
For example, according to the present invention, a plurality of semiconductor chips are mounted on the surface of a wiring board, and each terminal of the wiring board is connected to an external terminal of the semiconductor chip by a covering wire using a ball & wedge bonding method or a wedge & wedge bonding method. The present invention can be applied to a semiconductor device in which a covering wire and a connection portion thereof are covered with at least a resin. The resin used in the semiconductor device is, for example, a polyimide resin, and is applied by a potting technique.

また、本発明は、半導体チップの外部端子とリードと
を被覆ワイヤで接続し、この被覆ワイヤ及びその接続部
分を少なくとも樹脂で覆い、これらをセラミック材で封
止するセラミック封止型半導体装置に適用することがで
きる。
Further, the present invention is applied to a ceramic-sealed semiconductor device in which external terminals of a semiconductor chip and leads are connected with a covering wire, the covering wire and its connection portion are covered at least with a resin, and these are sealed with a ceramic material. can do.

本実施例において開示される発明のうち代表的なもの
によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとお
りである。
The following is a brief description of an effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present embodiment.

被覆ワイヤを使用する半導体装置において、被覆ワイ
ヤの絶縁体の損傷や被覆ワイヤの断線を防止し、電気的
信頼性を向上することができる。
In a semiconductor device using a covered wire, damage to the insulator of the covered wire and disconnection of the covered wire can be prevented, and electrical reliability can be improved.

また、被覆ワイヤを使用する半導体装置において、同
一機能を有する多種類パッケージの半導体装置の開発コ
ストを低減することができる。
Further, in a semiconductor device using a covered wire, the development cost of a multi-package semiconductor device having the same function can be reduced.

また、被覆ワイヤを使用する半導体装置において、異
なる機能の半導体チップを搭載した複数種類の半導体装
置の開発コストを低減することができる。
Further, in a semiconductor device using a covered wire, the development cost of a plurality of types of semiconductor devices on which semiconductor chips having different functions are mounted can be reduced.

(4)実施例・4 本実施例は、先の実施例・3に示されたチップ上主面
周辺面取りの詳細又は変形例であり、更に先行する他の
実施例及び後に説明する実施例に示される半導体集積回
路装置の一部をなすものである。
(4) Embodiment 4 This embodiment is a detail or a modified example of the peripheral chamfering on the chip main surface shown in the previous embodiment 3 and is different from the preceding other embodiments and the embodiments described later. It forms part of the semiconductor integrated circuit device shown.

第57図〜第60図にもとづいて本実施例を説明する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 57 to 60.

第57図は、セミ・フル・カット方式によるダイシング
工程が完了したウェハの断面図である。同図において、
401は主ブレードによる切削溝、402は面取ブレードによ
るベベル部、403はペレットのデバイス主面、404はSiウ
ェハ基板、405は切り残し部、406は粘着材層、407は樹
脂シードである。
FIG. 57 is a cross-sectional view of the wafer after the dicing step by the semi-full cut method is completed. In the figure,
Reference numeral 401 denotes a cutting groove formed by a main blade, 402 denotes a bevel portion formed by a chamfer blade, 403 denotes a device main surface of a pellet, 404 denotes an Si wafer substrate, 405 denotes an uncut portion, 406 denotes an adhesive layer, and 407 denotes a resin seed.

各部の寸法等は、aは5〜20μm、bは5〜20μm、
cは20〜100μm、dは200〜400μm、eは5〜20μ
m、θは20°〜45°である。
As for the dimensions of each part, a is 5 to 20 μm, b is 5 to 20 μm,
c is 20-100 μm, d is 200-400 μm, e is 5-20 μm
m and θ are 20 ° to 45 °.

第58図はベベル面取ダイシングのプロセスを示す部分
模式断面図である。同図において401aは主ブレードによ
る1次垂直切削溝、401bは更にベベル・カットを加えた
あとの垂直切削溝、402は面取ブレード(副ブレード)
によるチップ周辺面取部、404はSiウェハ基板、405は切
り残し部、406は粘着層、407はシート、408aは主スピン
ドル、408bは副スピンドル、409aは主回転ブレード、40
9bは副回転ブレードである。
FIG. 58 is a partial schematic cross-sectional view showing a process of bevel chamfer dicing. In the figure, 401a is a primary vertical cutting groove by a main blade, 401b is a vertical cutting groove after further bevel cutting, and 402 is a chamfering blade (sub-blade).
404 is an uncut portion, 406 is an adhesive layer, 407 is a sheet, 408a is a main spindle, 408b is a sub spindle, 409a is a main rotary blade, 40
9b is an auxiliary rotating blade.

第59図はダイシング時に枠体に樹脂シートを介してウ
ェハを張付けた状態を示す断面図である。同図において
404はデバイス主面を上にして粘着されたSiウェーハ、4
07は上面に粘着層が形成された樹脂シート、410は円環
状のメタル又は樹脂(硬質)枠体である。
FIG. 59 is a cross-sectional view showing a state where a wafer is attached to a frame via a resin sheet during dicing. In the figure
404 is a Si wafer bonded with its main surface facing up, 4
Reference numeral 07 denotes a resin sheet having an adhesive layer formed on the upper surface, and reference numeral 410 denotes an annular metal or resin (hard) frame.

第60図はウェハのデバイス主面を示す上面図である。
同図において404はSiウェハ、411はオリエンテーション
・フラット、A1〜5はブレードによって切削すべき縦の
スクライブ・ライン、すなわち、アベニュー、S1〜7は
同様な横のスクライブ・ライン、すなわち、ストリート
である。
FIG. 60 is a top view showing a device main surface of a wafer.
In the figure, 404 is a Si wafer, 411 is an orientation flat, A1 to 5 are vertical scribe lines to be cut by blades, that is, avenues, and S1 to 7 are similar horizontal scribe lines, that is, streets. .

以下に本発明によるダイシング.プロセスを第57〜60
図に基づいて説明する。
Hereinafter, dicing according to the present invention. Process 57-60
Description will be made based on the drawings.

第59図に示すように、ウェハ段階での電気的テスト
(プローバによるウェハ・テスト)が完了したウェハ40
4はデバイス面を上にして、粘着シート407を介して枠体
410に固定される。
As shown in FIG. 59, the wafer 40 after the electrical test (wafer test by a prober) at the wafer stage is completed.
4 is a frame body with the device side up, via the adhesive sheet 407
Fixed to 410.

次に、このように固定された状態でその下面をダイサ
ー(例えばデイスコ社のデュアル・ダイサーDFD−3D/
8)の吸着ステージ上に吸着固定する。更にこの状態で
第60図に示すように、各アベニュー順次回転ブレードに
より切削し、次に90度ステージを回転して、同じように
回転ブレードにより各ストリードの切削を行なう。この
とき、第58図に示すように主ブレード409aと副ブレード
409bが、1ブロックずれて切削を行ない、主ブレードの
あとを副ブレードが追うようにして行なう。切削はいわ
ゆるセミ・フル・カット方式によって数μm程度の切り
残しを設ける。
Next, the lower surface is fixed to the dicer (eg, Disco Dual Dicer DFD-3D /
8) Adsorb and fix on the adsorption stage. Further, in this state, as shown in FIG. 60, cutting is performed by each avenue sequentially rotating blades, and then the stage is rotated by 90 degrees, and each stred is similarly cut by the rotating blades. At this time, as shown in FIG. 58, the main blade 409a and the sub-blade
409b performs the cutting with a shift of one block, and the sub-blade follows the main blade. In cutting, a so-called semi-full cut method is used to provide a rest of about several μm.

切削完了したウェハは、枠体410に固定したままダイ
ボンディング工程に移送される。ダイボンディングにお
いては、つき上げピンにより目標のチップをシート407
下方よりつき上げて上方から近接させた吸着コレットに
より、リードフレームのダイパッド上に移送されダイボ
ンディングされる。
The cut wafer is transferred to a die bonding process while being fixed to the frame 410. In die bonding, the target chip is placed on the sheet
The suction collet lifted up from below and approached from above is transferred onto the die pad of the lead frame and die-bonded.

(5)実施例・5 本実施例は以上の各実施例の一部工程の詳細又はその
変形例であるボンディング・プロセスを説明する。
(5) Fifth Embodiment This embodiment describes the details of some of the steps of each of the above embodiments or a bonding process which is a modification thereof.

第61図は本発明の被覆ワイヤ・ボンディング装置の要
部を示す模式部分断面図である。同図において、501は
離間アーク放電によって形成された直径約70〜90μmの
ボール、502はボール形成時の熱により樹脂被覆が溶け
上った被覆除去部(20〜200μm)、503はボール形成雰
囲気供給用ガス・ノズル、504はそれと一体となった放
電電極、505aはボンディング・ワイヤの芯材、すなわ
ち、メタル芯材部、505bはその被覆層、506はサーモソ
ニック・ボール・ボンディング用(ボール・ウェッヂ・
タイプ)のキャピラリー(ボンディング・ツール)で、
垂直方向に加圧できるとともに、水平方向(ボンディン
グ・アームの延在方向)に超音波振動が印加できるよう
になっている。507a及び507bはそれぞれ溶け上り防止ガ
ス・ノズル、508は多連のリードフレーム、509a〜fは
それぞれ上記リードフレーム上のダイパッド上にダイ・
ボンディングされた集積回路チップ(509aはワイヤ・ボ
ンディングが完了している。)、510はリード及びチッ
プを加熱するためのヒート・ブロック、511はリードフ
レームを通過させるようにした両側開口チューブ、512
はその上側に設けられたワイヤ・ボンディングのための
開口部、521は溶け上り防止ガス流、522はボール形成時
およびその後のアニール時にボール部をシールドするボ
ール形成雰囲気ガス、523a〜dはリードフレーム等の酸
化防止のためのリード・ガス雰囲気流、524はリードフ
レームの移送方向である。
FIG. 61 is a schematic partial sectional view showing a main part of the coated wire bonding apparatus of the present invention. In the same figure, reference numeral 501 denotes a ball having a diameter of about 70 to 90 μm formed by a separated arc discharge, reference numeral 502 denotes a coating removal portion (20 to 200 μm) in which the resin coating melts due to heat during ball formation, and reference numeral 503 denotes a ball forming atmosphere. A supply gas nozzle, 504 is a discharge electrode integrated therewith, 505a is a core material of a bonding wire, that is, a metal core portion, 505b is a coating layer thereof, and 506 is a thermosonic ball bonding (ball Wedge
Type) capillary (bonding tool)
In addition to applying pressure in the vertical direction, ultrasonic vibration can be applied in the horizontal direction (the extending direction of the bonding arm). 507a and 507b are melt-up preventing gas nozzles, 508 is a multiple lead frame, and 509a to 509f are die pads on the die pad on the lead frame, respectively.
Bonded integrated circuit chip (509a is wire-bonded), 510 is a heat block for heating the leads and the chip, 511 is a double-sided opening tube through which the lead frame is passed, 512
Is an opening for wire bonding provided on the upper side thereof, 521 is a gas flow for preventing melting, 522 is a ball forming atmosphere gas for shielding the ball portion during ball formation and subsequent annealing, and 523a to d are lead frames. The lead gas atmosphere flow for preventing oxidation, etc., 524 is the transfer direction of the lead frame.

表・5及び6は第61図のボンディングに際しての各種
条件を示す。
Tables 5 and 6 show various conditions for bonding in FIG.

以下にワイヤ・ボンディングの具体的プロセスを第61
図及び表・5並びに表・6に基づいて説明する。
The specific process of wire bonding is as follows.
Explanation will be made based on the figures and Tables 5 and 6.

まず、ワイヤのスプール側終端をアースにおとした状
態で、ワイヤの先端と放電電極504の距離を一定にたも
った状態でワイヤ側が正極となるようにパルス電圧を印
加することによって、ワイヤ先端と電極504の間にアー
ク放電を生成して、その熱によりボール501を形成する
とともに、先端部の被覆を溶け上らせる。このとき、ボ
ールの酸化を防止するためにボール形成の前後を通じて
ボール雰囲気ガス522がワイヤの側方から吹きつけられ
る。一方、同時に被覆の過剰な溶け上がりを防止するた
めに冷却用ガス521が上方よりボール直上のワイヤ・ネ
ック部にボール形成中及び被覆溶け上りが停止するまで
供給される。
First, with the end of the wire on the spool side grounded, applying a pulse voltage so that the wire side becomes a positive electrode while keeping the distance between the tip of the wire and the discharge electrode 504 constant, thereby making the wire tip An arc is generated between the electrode and the electrode 504, and the heat forms the ball 501 and melts the coating at the tip. At this time, a ball atmosphere gas 522 is blown from the side of the wire before and after formation of the ball to prevent oxidation of the ball. On the other hand, at the same time, in order to prevent excessive melting of the coating, a cooling gas 521 is supplied to the wire neck portion immediately above the ball from above while the ball is being formed and until the melting of the coating is stopped.

放電時のボール温度(1000℃以上)よりボール形成ガ
ス522中で300〜200℃前後まで除冷されたボールはワイ
ヤボンディングに供される。ボール形成完了すると電極
504が退避し、キャピラリ506が降下してチューブ511の
開口512よりチューブ511内に侵入して第1ボンディング
(サーモソニック・ボンディングによるチップ509b上の
Alパッドへのネイル・ヘッド・ボンディング)を行な
い、それにつづいて、対応するリードの第2ボンディン
グ点へワイヤ505を送り出しながらキャピラリー506が移
動する。その点で被覆を破壊しながらウェッヂ・ボンデ
ィングが行なわれる。この間、チューブ内は、リード雰
囲気ガスで満されている。
The ball, which has been cooled to about 300 to 200 ° C. in the ball forming gas 522 from the ball temperature (1000 ° C. or higher) at the time of discharge, is subjected to wire bonding. When ball formation is completed, the electrode
504 is retracted, the capillary 506 descends, enters the tube 511 through the opening 512 of the tube 511, and performs the first bonding (on the chip 509b by thermosonic bonding).
Then, the capillary 506 is moved while sending the wire 505 to the second bonding point of the corresponding lead. At that point, the wet bonding is performed while breaking the coating. During this time, the inside of the tube is filled with a lead atmosphere gas.

以上のワイヤ1本のボンディング・サイクルは、0.1
〜0.3秒程度の間に行なわれる。以上のサイクルをくり
返すことによって、全ワイヤのボンディングが行なわれ
る。
The bonding cycle of one wire above is 0.1
This is performed for about 0.3 seconds. By repeating the above cycle, bonding of all the wires is performed.

(6)実施例・6 本実施例は先行する実施例の一部の構造又は工程の詳
細又は変形例を示すものである。
(6) Sixth Embodiment This embodiment shows details or modifications of a part of the structure or steps of the preceding embodiment.

第62図は本発明の面実装レジン・パッケージの部分断
面図である。同図において、602aはSi基板(200〜400μ
m厚)、602bはSiO2よりなるファイナル・パッシベーシ
ョン膜(1μm厚)、602cはAlボンディング・パッド
(1μm厚;100μm×100μm角)、602d及びeはPSG等
よりなる層間絶縁膜(0.5〜1.5μm厚)、602fはLOCOS
酸化(SiNによる選択酸化)によるフィールドSiO2
(0.3〜1μm厚)、603a〜cは一枚のメタル・シート
からパターニングされたリードフレームであり、これら
の内、603aはダイパッド部、603bはインナー・リード
部、603cはアウターリード部である。604はAgペースト
等のダイボンディング用接着材層、605aはボンディング
・ワイヤ芯材、605bはその被覆、606は先の実施例で示
した低応力レジン材、607はリード内端のスポット・メ
ッキ部、608はチップ端の面取り部である。
FIG. 62 is a partial sectional view of the surface mount resin package of the present invention. In the figure, 602a is a Si substrate (200 to 400μ).
602b is a final passivation film (1 μm thick) made of SiO 2 , 602c is an Al bonding pad (1 μm thick; 100 μm × 100 μm square), 602d and e are interlayer insulating films made of PSG or the like (0.5 to 1.5) μm thickness), 602f is LOCOS
Field SiO 2 film (0.3-1 μm thick) by oxidation (selective oxidation by SiN), 603a-c are lead frames patterned from one metal sheet, of which 603a is a die pad portion and 603b is an inner The lead portion, 603c, is an outer lead portion. 604 is an adhesive layer for die bonding such as Ag paste, 605a is a bonding wire core material, 605b is its coating, 606 is the low stress resin material shown in the previous embodiment, 607 is a spot plating portion at the inner end of the lead. Reference numeral 608 denotes a chamfered portion at the tip end.

表・7は、これらのレジン封止デバイスの具体例の各
部材料を示す一覧表であり、その例は表・5及び6に対
応している。
Table 7 is a list showing materials of respective parts of specific examples of these resin-sealed devices, and the examples correspond to Tables 5 and 6.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、被覆ワイヤによりリードとチップ上
のパッドをワイヤボンディングしたデバイスを離型剤を
多量に含ませたレジン組成物によりトランスファー・モ
ールドすることにより、耐熱性が良好でかつ、作業性の
よい半導体装置とすることができる。
According to the present invention, a device in which a lead and a pad on a chip are wire-bonded with a coated wire is transfer-molded with a resin composition containing a large amount of a release agent, so that heat resistance is good and workability is improved. Semiconductor device with good performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例・1のIである樹脂封止型半導
体装置の半断面図、 第2図はワイヤボンディング部の概略的拡大断面図、 第3図は本発明に用いることのできるワイヤボンディン
グ装置の概略構成図、 第4図はその要部斜視図、 第5図は前記ワイヤボンディング装置の要部の具体的な
構成を示す部分断面図、 第6図は第5図の矢印VI方向から見た平面図、 第7図は第6図のVII−VII切断線で切った断面図、 第8図は金属ボールの形成原理を示す模写構成図、 第9図は前記ワイヤボンディング装置のスプールの要部
分解斜視図、 第10図は前記スプールの要部拡大斜視図、 第11図はワイヤボンディングのための局部加熱部の概略
平面図、 第12図はワイヤボンディングの一例を示す平面図、 第13図は被覆ワイヤのチップタッチ状態を示す部分断面
図、 第14図はそのチップショート状態を示す拡大部分断面
図、 第15図は被覆ワイヤのタブタッチ状態を示す部分断面
図、 第16図はタブショート状態を示す拡大部分断面図、 第17図は本発明における温度サイクルに対する半導体チ
ップと被覆ワイヤとの短絡率を示す図、 第18図は同じく本発明における温度サイクルに対するタ
ブと被覆ワイヤとの短絡率を示す図、 第19図は本発明に用いられる被覆ワイヤの被覆膜の評価
に使用されて実験条件を示すモデル図、 第20図および第21図はそれぞれ本発明における被覆膜の
摩耗強度の比較実験の結果を示す図、 第22図は本発明における温度と劣化速度との関係につい
ての実験結果を示す図、 第23図は被覆膜のイミド化率(横軸)と劣化速度すなわ
ち劣化率(左側の縦軸)および被覆ワイヤのセカンド
(2nd)ボンディングの剥がれ強度(右側の縦軸)との
関係についての実験結果を示す図、 第24図は被覆ワイヤの温度サイクル振幅と温度サイクル
寿命についての実験結果を示す図、 第25図は被覆ワイヤの被覆膜への着色剤の添加の有無に
よる劣化速度(劣化率)への影響を示す図、 第26図〜第30図は本発明に利用できるワイヤボンディン
グ方式の実施例・1のII〜VIを示すワイヤボンディング
部の部分断面図、 第31図は本発明の実施例・1のVIIによる複合被覆膜構
造を示すワイヤボンディング部の部分断面図である。 第32図は本発明の実施例・2である半導体装置の構成を
示す断面図、 第33図は上記実施例に用いられるリードフレームの平面
形状を示す要部平面図、 第34図は上記実施例の半導体チップの内部構造を示す要
部断面図、 第35図は上記実施例で用いられるワイヤを示す斜視図、 第36図は上記ワイヤの特性を示す説明図、 第37図は上記実施例のワイヤにおける中間層の塗布に使
用される中間層形成装置を示す概略説明図、 第38図(a)および(b)は上記実施例に用いられるワ
イヤボンディング装置の装置構成を示す説明図、 第39図は上記実施例のパッケージ形成に用いられる樹脂
モールド装置の構成を示す説明図、 第40図は上記樹脂モールド装置における金型面を示す平
面図、 第41図は熱膨張係数と充填剤の配合量との関係を示す説
明図、 第42図は溶融状態の樹脂粘度と充填剤の配合量との関係
を示す説明図、 第43図はワイヤショート発生率と充填剤の配合量との関
係を従来技術との比較で示した説明図、 第44図はPCT(プレッシャ・クッカ・テスト)における
水分の浸漬状態の変化を従来技術との比較で示した説明
図である。 第45図は、本発明の実施例・3のIであるDIP型の樹脂
封止型半導体装置の構成を示す要部断面図、 第46図は、前記樹脂封止型半導体装置の部分断面平面
図、 第47図乃至第50図は、前記樹脂封止型半導体装置の要部
拡大断面図、 第51図は、前記樹脂封止型半導体装置のタブとワイヤと
の短絡率を示す図、 第52図は、前記樹脂封止型半導体装置のワイヤの断線率
を示す図、 第53図及び第54図は、前記樹脂封止型半導体装置のリー
ドの形成方法を各形成工程毎に示す要部拡大断面図、 第55図及び第56図は、本発明の実施例・3のIIである樹
脂封止型半導体装置の形成方法を各形成工程毎に示す概
略平面図である。 第57図は、本発明の実施例・4のベベル・ダイシングを
示すウェハの要部断面図、 第58図は、その全体構成説明図、 第59図は、ダイシングに用いる円環状の枠体に粘着シー
トを介してウェハを張付けたところを示す断面図、 第60図は、ウェハのペレタイズのためのスクライブ・ラ
インの様子を示すウェハ上面図である。 第61図は、本発明の実施例・5のボンディング・プロセ
スの詳細を示す模式部分断面図である。 第62図は、本発明の実施例・6の面実装デバイスの断面
図である。 1……半導体装置、2……半導体チップ、2A……基板、
2B……パッシベーション膜、2C……外部端子(ボンディ
ングパッド)、3……リード、3A……タブ、3B……イン
ナーリード、4……接合材、5……被覆ワイヤ、5A……
金属線、5A1……金属ボール、5A11,5A12……ファース
トボンディング部、5A2,5A22……セカンドボンディン
グ部、5B,5Ba……被覆膜、5C……第2の被覆膜、6……
樹脂材、10……ボンディング装置本体、11……スプー
ル、11A……接続端子、11Aa……絶縁体、11Ab……導電
体、11Ac……接続用金属部、12……ボンディング部、13
……テンショナ、14……ワイヤ案内部材、15……ワイヤ
クランバ、16……ボンディングツール(キャピラリ)、
16A……ボンディングアーム、17……支持台(半導体装
置の装着用テーブル)、18A……被覆部材、18B……ツー
ル挿入口、18C……流体吹付ノズル、18D……電気トーチ
(アーク電極)、18E……吸引管、18F……挟持部材、18
G……支持部材、18H……絶縁部材、18I……クランク
軸、18J……シャフト、18K……駆動源、19……吸引装
置、20……アーク発生装置、21……スプールホルダ、21
A……回転軸、22……ボンディングヘッド(デジタルボ
ンディングヘッド)、22A……ガイド部材、22B……アー
ム移動部材、22C……雌ねじ部材、22D……雄ねじ部材、
22E……モータ、22F……回転軸、22G……弾性部材、23
……XYテーブル、24……基台、25……流体吹付装置(流
体源)、25A……冷却装置、25B……流量計、25C……流
体搬送管、25D……断熱材、26……ヒータ、26A……給電
線、C1……コンデンサ、C2……蓄積用コンデンサ、D…
…アーク発生用サイリスタ、R……抵抗、D,C……直流
電源、GND……基準電位、V……電圧計、A……電流
計。
FIG. 1 is a half sectional view of a resin-encapsulated semiconductor device which is I of Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of a wire bonding portion, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a main part of the wire bonding apparatus, FIG. 5 is a partial sectional view showing a specific configuration of a main part of the wire bonding apparatus, and FIG. 6 is an arrow in FIG. FIG. 7 is a plan view seen from the direction VI, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, FIG. 8 is a schematic diagram showing the principle of forming metal balls, and FIG. FIG. 10 is an enlarged perspective view of a main part of the spool, FIG. 11 is a schematic plan view of a local heating unit for wire bonding, and FIG. 12 is a plan view showing an example of the wire bonding. FIG. 13 is a diagram showing the state of the coated wire tip touching. FIG. 14 is an enlarged partial sectional view showing the chip short state, FIG. 15 is a partial sectional view showing the tab touch state of the coated wire, FIG. 16 is an enlarged partial sectional view showing the tab short state, FIG. FIG. 18 is a diagram showing the short-circuit rate between the semiconductor chip and the coated wire with respect to the temperature cycle in the present invention. FIG. 18 is a diagram showing the short-circuit rate between the tab and the coated wire with respect to the temperature cycle in the present invention. FIG. 20 is a model diagram showing the experimental conditions used for evaluating the coating film of the coating wire used in FIG. 20, FIG. 20 and FIG. 21 are diagrams showing the results of a comparative experiment of the wear strength of the coating film in the present invention, respectively. FIG. 22 is a diagram showing experimental results on the relationship between temperature and deterioration rate in the present invention. FIG. 23 is a graph showing imidization rate (horizontal axis), deterioration rate, ie, deterioration rate (left vertical axis), Wire Seca Fig. 24 shows the experimental results on the relationship between the peel strength of the (2nd) bonding (vertical axis on the right), Fig. 24 shows the experimental results on the temperature cycle amplitude and temperature cycle life of the coated wire, Fig. 25 FIG. 26 is a diagram showing the effect of the presence or absence of a coloring agent on the coating film of a coated wire on the deterioration rate (deterioration rate). FIG. 26 to FIG. 30 are embodiments 1 of a wire bonding method usable in the present invention. 31 is a partial cross-sectional view of the wire bonding part showing II to VI, and FIG. 31 is a partial cross-sectional view of the wire bonding part showing the composite coating film structure according to VII of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 32 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention. FIG. 33 is a plan view showing a main part of a lead frame used in the above embodiment. FIG. FIG. 35 is a perspective view showing a wire used in the above embodiment, FIG. 36 is an explanatory diagram showing characteristics of the above wire, and FIG. 37 is an embodiment of the above example. 38 (a) and 38 (b) are explanatory views showing an apparatus configuration of a wire bonding apparatus used in the above embodiment. 39 is an explanatory diagram showing the configuration of a resin molding device used for forming the package of the above embodiment, FIG. 40 is a plan view showing a mold surface in the resin molding device, and FIG. 41 is a diagram showing the coefficient of thermal expansion and filler. Explanatory diagram showing the relationship with the compounding amount, FIG. 42 FIG. 43 is an explanatory diagram showing the relationship between the resin viscosity in the molten state and the blending amount of the filler, FIG. 43 is an explanatory diagram showing the relationship between the occurrence rate of wire short-circuit and the blending amount of the filler in comparison with the prior art, FIG. The figure is an explanatory diagram showing the change in the immersion state of water in PCT (pressure cooker test) in comparison with the conventional technology. FIG. 45 is a fragmentary cross-sectional view showing a configuration of a DIP-type resin-encapsulated semiconductor device which is I of Embodiment 3 of the present invention. FIG. 46 is a partial cross-sectional plan view of the resin-encapsulated semiconductor device. FIGS. 47 to 50 are enlarged cross-sectional views of main parts of the resin-encapsulated semiconductor device. FIG. 51 is a diagram showing a short-circuit rate between a tab and a wire of the resin-encapsulated semiconductor device. FIG. 52 is a diagram showing a wire breakage rate of the resin-encapsulated semiconductor device. FIGS. 53 and 54 are main portions showing a method of forming leads of the resin-encapsulated semiconductor device for each forming step. FIG. 55 and FIG. 56 are schematic plan views showing a method for forming a resin-sealed semiconductor device, which is II of Example 3 of the present invention, for each forming step. FIG. 57 is a cross-sectional view of a main part of a wafer showing bevel dicing according to Example 4 of the present invention. FIG. 58 is an explanatory diagram of the entire structure. FIG. 59 is a view showing an annular frame used for dicing. FIG. 60 is a cross-sectional view showing a state where the wafer is stuck via an adhesive sheet. FIG. 60 is a top view of the wafer showing a state of a scribe line for pelletizing the wafer. FIG. 61 is a schematic partial cross-sectional view showing details of a bonding process according to Example 5 of the present invention. FIG. 62 is a sectional view of a surface mount device according to Example 6 of the present invention. 1 ... semiconductor device, 2 ... semiconductor chip, 2A ... substrate,
2B: Passivation film, 2C: External terminal (bonding pad), 3: Lead, 3A: Tab, 3B: Inner lead, 4: Bonding material, 5: Coated wire, 5A:
Metal wire, 5A 1 … Metal ball, 5A 11 , 5A 12 … First bonding part, 5A 2 , 5A 22 … Second bonding part, 5B, 5Ba… Coating film, 5C… Second coating film , 6 ...
Resin material, 10 Bonding device body, 11 Spool, 11A Connection terminal, 11Aa Insulator, 11Ab Conductor, 11Ac Connection metal part, 12 Bonding part, 13
…… Tensioner, 14… Wire guide member, 15… Wire clamper, 16… Bonding tool (capillary),
16A bonding arm, 17 support base (table for mounting semiconductor device), 18A coating member, 18B tool insertion port, 18C fluid spray nozzle, 18D electric torch (arc electrode), 18E …… Suction tube, 18F …… Nipping member, 18
G: Support member, 18H: Insulation member, 18I: Crank shaft, 18J: Shaft, 18K: Drive source, 19: Suction device, 20: Arc generator, 21: Spool holder, 21
A: rotating shaft, 22: bonding head (digital bonding head), 22A: guide member, 22B: arm moving member, 22C: female screw member, 22D: male screw member,
22E ... motor, 22F ... rotary shaft, 22G ... elastic member, 23
... XY table, 24 ... Base, 25 ... Fluid spraying device (fluid source), 25A ... Cooling device, 25B ... Flow meter, 25C ... Fluid transfer pipe, 25D ... Insulation material, 26 ... Heater, 26A: Feeding line, C 1: Capacitor, C 2: Storage capacitor, D:
… Arc thyristor, R… resistance, D, C… DC power supply, GND… reference potential, V voltmeter, A… ammeter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 剛 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 日立マイクロコンピュータエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 小池 俊二 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 日立マイクロコンピュータエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 渡辺 宏 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 本間 精 東京都千代田区丸の内1丁目5番1号 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−266842(JP,A) 特開 昭63−58849(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 301 H01L 21/607 H01L 21/56──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Kaneda 5-22-1, Kamizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Microcomputer Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shunji Koike Kamimizuhoncho, Kodaira-shi 5-22-1, Hitachi Microcomputer Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Watanabe 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Plant of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Sei Honma Tokyo 1-5-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-63-266842 (JP, A) JP-A-63-58849 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 6 , DB name) H01L 21/60 301 H01L 21/607 H01L 21/56

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した
被覆ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを
接続してなる半導体装置の製造方法であって、前記被覆
ワイヤの被覆膜が、ポリオール成分とイソシアネートと
を反応させ、分子骨格にテレフタール酸から誘導される
構成単位を含む耐熱ポリウレタンからなり、前記被覆ワ
イヤの一端側を半導体チップの前記外部端子に接続し、
他端側をリードに接続することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising connecting a lead to an external terminal of a semiconductor chip by a covered wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film. The film is made of a heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in a molecular skeleton by reacting a polyol component and an isocyanate, and one end of the coated wire is connected to the external terminal of a semiconductor chip.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising connecting the other end to a lead.
【請求項2】前記被覆ワイヤの前記一端側の被覆膜を金
属ボールの形成時に除去し、その金属ボールを前記半導
体チップの前記外部端子に接続することを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor according to claim 1, wherein said coating film on said one end side of said coating wire is removed when forming a metal ball, and said metal ball is connected to said external terminal of said semiconductor chip. Device manufacturing method.
【請求項3】前記被覆ワイヤの前記一端側を前記半導体
チップの前記外部端子に超音波振動と熱圧着の併用で接
続することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said one end side of said covering wire is connected to said external terminal of said semiconductor chip by using both ultrasonic vibration and thermocompression bonding.
【請求項4】前記被覆ワイヤの前記他端側を前記リード
に接触させてその接触部分の被覆膜を破壊し、前記被覆
ワイヤの前記他端側の金属線と前記リードとを接続する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
4. The method according to claim 1, wherein the other end of the coated wire is brought into contact with the lead to break a coating film at the contact portion, and the metal wire on the other end of the coated wire is connected to the lead. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項5】前記被覆ワイヤの前記他端側を前記リード
に接続するのに先立って、その他端側の被覆膜を予め除
去することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the coating film on the other end is removed before connecting the other end of the coating wire to the lead. .
【請求項6】前記被覆ワイヤの前記他端側を前記リード
に接続するに際して、前記リードのワイヤボンディング
部位を特に局所的に加熱することを特徴とする請求項1
記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein when the other end of the covered wire is connected to the lead, a wire bonding portion of the lead is particularly locally heated.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項7】前記被覆ワイヤの前記被覆に着色剤を所定
量添加することを特徴とする請求項1記載の半導体装置
の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a predetermined amount of a coloring agent is added to said coating of said coating wire.
【請求項8】前記被覆ワイヤの前記被覆膜上に第2の絶
縁性被覆膜を設けることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein a second insulating coating film is provided on the coating film of the coating wire.
【請求項9】金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆した
被覆ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードとを
接続してなる半導体装置の製造方法であって、前記被覆
ワイヤの前記被覆膜が、150℃〜175℃、100時間後の被
覆膜破壊回数低減における劣化率が20%以内で、かつ金
属ボールの形成時あるいは該被覆膜の除去時に非炭化性
の材料よりなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
9. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising connecting an external terminal of a semiconductor chip and a lead by a covered wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering of the covered wire is performed. The coating film is made of a non-carbonized material with a deterioration rate of 20% or less in reducing the number of coating film breakage after 100 hours at 150 ° C. to 175 ° C., and when forming metal balls or removing the coating film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項10】金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆し
た被覆ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードと
を接続してなる半導体装置であって、前記被覆ワイヤの
前記被覆膜が、ポリオール成分とイソシアネートとを反
応させ、分子骨格にテレフタール酸から誘導される構成
単位を含む耐熱ポリウレタンからなることを特徴とする
半導体装置。
10. A semiconductor device in which external terminals of a semiconductor chip and leads are connected by a covering wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covering wire is A semiconductor device comprising a heat-resistant polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in a molecular skeleton by reacting a polyol component with an isocyanate.
【請求項11】金属線の表面を絶縁性の被覆膜で被覆し
た被覆ワイヤにより半導体チップの外部端子とリードと
を接続してなる半導体装置であって、前記被覆ワイヤの
前記被覆膜が、150℃〜175℃、100時間後の被覆膜破壊
回数低減における劣化率が20%以内で、かつ金属ボール
の形成時あるいは該被覆膜の除去時に非炭化性の材料よ
りなることを特徴とする半導体装置。
11. A semiconductor device in which an external terminal of a semiconductor chip and a lead are connected by a covering wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulating covering film, wherein the covering film of the covering wire is provided. Degradation rate in reducing the number of times of coating film destruction after 150 hours to 150 ° C to 175 ° C for 100 hours is within 20%, and it is made of non-carbonized material when forming metal balls or removing the coating film. Semiconductor device.
【請求項12】半導体チップ上に形成された外部端子
と、パッケージ外に導出されるリードとが金属線で結線
され、その周囲を樹脂組成物でモールドされた樹脂封止
型半導体装置であって、金属線と樹脂組成物との間に
は、ポリオール成分とイソシアネートとを反応させ、分
子骨格にテレフタール酸から誘導される構成単位を含む
ポリウレタンからなる絶縁樹脂で形成されている中間層
が設けられているとともに、前記樹脂組成物の熱膨張係
数が10×10-6/℃以下に制御されていることを特徴とす
る樹脂封止型半導体装置。
12. A resin-encapsulated semiconductor device in which external terminals formed on a semiconductor chip and leads led out of the package are connected by a metal wire, and the periphery thereof is molded with a resin composition. Between the metal wire and the resin composition, there is provided an intermediate layer formed of an insulating resin made of polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in a molecular skeleton by reacting a polyol component and an isocyanate. A resin-encapsulated semiconductor device, wherein the coefficient of thermal expansion of the resin composition is controlled to 10 × 10 −6 / ° C. or less.
【請求項13】半導体チップ上に形成された外部端子
と、パッケージ外に導出されるリードとがその周囲に絶
縁樹脂からなる中間層を備えた金属線で結線され、さら
にその周囲を樹脂組成物でモールドされた樹脂封止型半
導体装置であって、上記金属線と中間層との総径が30μ
m以下とされており、上記樹脂組成物がその熱膨張係数
を10×10-6/℃以下に制御されていることを特徴とする
樹脂封止型半導体装置。
13. An external terminal formed on a semiconductor chip and a lead led out of the package are connected by a metal wire having an intermediate layer made of an insulating resin around the external terminal, and the periphery is further connected to a resin composition. A resin-encapsulated semiconductor device molded with a total diameter of the metal wire and the intermediate layer of 30μ
m, and the coefficient of thermal expansion of the resin composition is controlled to 10 × 10 −6 / ° C. or less.
【請求項14】上記金属は(Au)からなり、中間層はポ
リオール成分とイソシアネートとを反応させ、分子骨格
にテレフタール酸から誘導される構成単位を含むポリウ
レタンからなる絶縁樹脂で形成されていることを特徴と
する請求項13記載の樹脂封止型半導体装置。
14. The above-mentioned metal is made of (Au), and the intermediate layer is formed of an insulating resin made of polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid in a molecular skeleton by reacting a polyol component with isocyanate. 14. The resin-sealed semiconductor device according to claim 13, wherein:
【請求項15】半導体チップ上に形成された外部端子と
リードとを結線する金属線が、その周囲に絶縁性の樹脂
からなる第1の中間層と、その外周に形成された離型性
の良好な樹脂が形成された第2の中間層とを備えている
ことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
15. A metal wire for connecting an external terminal and a lead formed on a semiconductor chip to a first intermediate layer formed of an insulating resin around the metal wire, and a releasable metal formed around the first intermediate layer. A resin-encapsulated semiconductor device comprising: a second intermediate layer on which a good resin is formed.
【請求項16】上記第2の中間層は、上記金属線の周囲
に耐熱ポリウレタン樹脂からなる第1の中間層を形成し
た後に、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂を被着して形
成されたものであることを特徴とする請求項15記載の樹
脂封止型半導体装置。
16. The second intermediate layer is formed by forming a first intermediate layer made of a heat-resistant polyurethane resin around the metal wire and then applying a fluororesin or a silicone resin. 16. The resin-encapsulated semiconductor device according to claim 15, wherein:
【請求項17】金属線の周囲にポリオール成分とイソシ
アネートとを反応させ、分子骨格にテレフタール酸から
誘導される構成単位を含むポリウレタンからなる絶縁樹
脂を被着して中間層を形成した後、当該金属線によって
半導体チップの外部端子とリードとの結線を行った後、
当該結線範囲に対して熱膨張係数を10×10-6/℃以下に
制御した樹脂組成物でモールドすることを特徴とする樹
脂封止型半導体装置の製造方法。
17. An intermediate layer is formed by reacting a polyol component and an isocyanate around a metal wire and applying an insulating resin made of polyurethane containing a structural unit derived from terephthalic acid to a molecular skeleton to form an intermediate layer. After connecting the external terminals and leads of the semiconductor chip with metal wires,
A method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising molding with a resin composition having a coefficient of thermal expansion controlled to 10 × 10 −6 / ° C. or less for the connection range.
【請求項18】金属線の周囲に絶縁樹脂からなる中間層
を形成してワイヤを得た後、当該ワイヤを用いてリード
フレーム上に装着された半導体チップとリードとの結線
を行い、当該リードフレームを複数個のキャビティの形
成された金型内に載置し、該金型の複数個のキャビティ
に対して少なくとも2以上の樹脂供給源より溶融樹脂を
高圧注入することによって、パッケージの形成を行う樹
脂封止型半導体装置の製造方法。
18. An intermediate layer made of an insulating resin is formed around a metal wire to obtain a wire, and the wire is used to connect a semiconductor chip mounted on a lead frame to a lead. The frame is placed in a mold having a plurality of cavities formed therein, and molten resin is injected into the plurality of cavities of the mold from at least two or more resin sources at a high pressure to form a package. A method of manufacturing a resin-sealed semiconductor device.
【請求項19】上記樹脂供給源がトランスファシリンダ
と連通される複数のポットであり、これらの複数のポッ
トの中にそれぞれ樹脂組成物からなるタブレットを投入
した後、各ポットに設けられたプランジャを同期させて
押圧することによって、上記各キャビティに対して溶融
樹脂の高圧注入を行うことを特徴とする請求項18記載の
樹脂封止型半導体装置の製造方法。
19. The resin supply source is a plurality of pots connected to a transfer cylinder. After a tablet made of a resin composition is charged into each of the plurality of pots, a plunger provided in each pot is opened. 19. The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 18, wherein the high-pressure injection of the molten resin is performed into each of the cavities by pressing in synchronization.
【請求項20】金属線の周囲に第1および第2の中間層
を形成する中間層形成装置であって、連続的に配置され
た第1の貯留槽と第2の貯留槽とを備え、各貯留槽内に
は鉛直平面において回転可能な滑車を有しており、該滑
車の最下部は貯留液中に浸漬されており、該滑車の最上
部において該滑車によって汲み上げられた所定量の貯留
液が上記金属線と接触して当該金属線の周囲に第1また
は第2の中間層を形成するものであることを特徴とする
中間層形成装置。
20. An intermediate layer forming apparatus for forming first and second intermediate layers around a metal wire, comprising a first storage tank and a second storage tank which are continuously arranged, Each storage tank has a pulley rotatable in a vertical plane, and the lowermost part of the pulley is immersed in the stored liquid, and a predetermined amount of storage pumped by the pulley at the uppermost part of the pulley. An intermediate layer forming apparatus, wherein a liquid is in contact with the metal wire to form a first or second intermediate layer around the metal wire.
【請求項21】上記第1の貯留槽と第2の貯留槽との間
にはベーク手段が設けられていることを特徴とする請求
項20記載の中間層形成装置。
21. The intermediate layer forming apparatus according to claim 20, wherein a baking means is provided between said first storage tank and said second storage tank.
【請求項22】半導体チップの外部端子とリードとが金
属線の表面を絶縁体で被覆した被覆ワイヤで接続され、
この被覆ワイヤ及び被覆ワイヤの接続部分が樹脂で覆わ
れた半導体装置において、前記被覆ワイヤを半導体チッ
プの角部、タブの角部又はリードの角部に接触しないよ
うに延在させたことを特徴とする半導体装置。
22. An external terminal and a lead of the semiconductor chip are connected by a covering wire in which a surface of a metal wire is covered with an insulator,
In the semiconductor device in which the covering wire and the connecting portion of the covering wire are covered with a resin, the covering wire is extended so as not to contact the corner of the semiconductor chip, the corner of the tab, or the corner of the lead. Semiconductor device.
JP1086841A 1988-07-25 1989-04-07 Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP2796343B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1086841A JP2796343B2 (en) 1989-04-07 1989-04-07 Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
EP19890305884 EP0355955A3 (en) 1988-07-25 1989-06-12 Connection for semiconductor devices or integrated circuits by coated wires and method of manufacturing the same
KR1019890010463A KR900002454A (en) 1988-07-25 1989-07-24 Semiconductor device and manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1086841A JP2796343B2 (en) 1989-04-07 1989-04-07 Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8083551A Division JPH08316264A (en) 1996-04-05 1996-04-05 Semiconductor device and its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02266541A JPH02266541A (en) 1990-10-31
JP2796343B2 true JP2796343B2 (en) 1998-09-10

Family

ID=13898042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1086841A Expired - Fee Related JP2796343B2 (en) 1988-07-25 1989-04-07 Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2796343B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170101064A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device package, light emitting module and display device having the same
KR101815754B1 (en) * 2016-03-10 2018-01-08 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 Semiconductor device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2766369B2 (en) * 1990-03-20 1998-06-18 新日本製鐵株式会社 Bonding wire for semiconductor
JP2990128B2 (en) 1997-10-16 1999-12-13 九州日本電気株式会社 Coated metal wires for internal connection of semiconductor devices
JP2009206222A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device
JP6433769B2 (en) * 2014-11-27 2018-12-05 旭化成エレクトロニクス株式会社 Hall sensor and method of manufacturing hall sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358849A (en) * 1986-08-29 1988-03-14 Toshiba Corp Wire bonding
JPH0724274B2 (en) * 1987-04-24 1995-03-15 株式会社日立製作所 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170101064A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device package, light emitting module and display device having the same
KR102522798B1 (en) 2016-02-26 2023-04-18 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 Light emitting device package, light emitting module and display device having the same
KR101815754B1 (en) * 2016-03-10 2018-01-08 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02266541A (en) 1990-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5031821A (en) Semiconductor integrated circuit device, method for producing or assembling same, and producing or assembling apparatus for use in the method
EP0276564B1 (en) Wire bonding
TW200304209A (en) Semiconductor package having oxidation-free copper wire
KR101139740B1 (en) Resin composition for encapsulating semiconductor
EP0355955A2 (en) Connection for semiconductor devices or integrated circuits by coated wires and method of manufacturing the same
EP1675172A1 (en) Coating for enhancing adhesion of molding compound to semiconductor devices
JP2796343B2 (en) Semiconductor device or semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
US20120302009A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US10325838B2 (en) Semiconductor device fabricated by flux-free soldering
JP2008300847A (en) Semiconductor package, its manufacturing method, card including the same and system including the same
US8432024B2 (en) Integrated circuit including bond wire directly bonded to pad
JPH08316264A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2651205B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device obtained thereby
JP2648294B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device obtained thereby
JP2013048169A (en) Wire for ball bonding
JP2733282B2 (en) Semiconductor device and wire bonding method thereof, and wire bonding device and manufacturing method of the semiconductor device
JP2756136B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2793550B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
TW202045670A (en) Film-like adhesive, adhesive sheet and semiconductor device
JPH02137342A (en) Capillary, method and apparatus for wire bonding using same, and resin-molded type semiconductor device manufactured therewith
JP2720428B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH02112249A (en) Assembly of semiconductor device, wire bonding device therefor, and semiconductor device obtained thereby
EP2636712A1 (en) Pressure-sensitive adhesive tape for resin encapsulation and method for producing resin encapsulation type semiconductor device
KR101099580B1 (en) Method for preventing oxidation of Cu wire for semiconductor package
JPH02134838A (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacture thereof and apparatus for forming intermediate layer used therefor

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees