JP2848344B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの電
極と外部端子とがボンディングワイヤによって接続され
た半導体装置および半導体装置の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、モールドパッケージ型半導体装置
は、ワイヤボンディング後に半導体チップおよびボンデ
ィングワイヤをモールド樹脂によって樹脂封止してい
る。従来のモールドパッケージ型半導体装置を図３およ
び図４によって説明する。
【０００３】図３は従来のモールドパッケージ型半導体
装置の断面図、図４はワイヤボンディング方法を説明す
るための図で、同図（ａ）はボンディング前の状態を示
し、同図（ｂ）はＩＣチップのＡＬパッドにワイヤボン
ディングした後の状態を示し、同図（ｃ）はボンディン
グワイヤを外部端子にボンディングした後の状態を示
し、同図（ｄ）はボンディングワイヤを切断した後の状
態を示している。
【０００４】これらの図において、１はＩＣチップ、２
は前記ＩＣチップ１を搭載するリードフレーム、３はモ
ールド樹脂を示す。前記ＩＣチップ１は、リードフレー
ム２のアイランド２ａにエポキシ樹脂系接着剤４によっ
て接着し、外部接続用電極としてのＡＬパッド５（図４
参照）をＡｕワイヤ（ボンディングワイヤ）６によって
リードフレーム２の外部端子２ｂに接続している。前記
ＡＬパッド５および外部端子２ｂは１個の半導体装置に
多数設けてあり、これらを個々にＡｕワイヤ６によって
接続している。
【０００５】前記Ａｕワイヤ６によってＡＬパッド５と
外部端子２ｂとを接続するには、先ず、図４（ａ）に示
すように、キャピラリー７に貫通させて保持させたＡｕ
ワイヤ６の先端を電気トーチあるいはガス炎トーチなど
のボール形成用トーチ８によって溶融し、Ａｕボール９
を形成する。次に、キャピラリー７でＡｕボール９をＡ
Ｌパッド５に加熱圧着法あるいは超音波熱圧着法によっ
てボンディングする。
【０００６】ボンディング後、キャピラリー７を一旦上
方へ引き上げてから図４（ｂ）に示すように外部端子２
ｂ側へ移動させる。そして、図４（ｃ）に示すように外
部端子２ｂに上方からＡｕワイヤ６を押付け、キャピラ
リー７の下端面（エッジ）でＡｕワイヤ６を外部端子２
ｂに圧着させる。しかる後、図中符号１０で示すクラン
パでＡｕワイヤ６を挟持した状態でキャピラリー７をク
ランパ１０とともに上方へ移動させ、図４（ｄ）に示す
ようにＡｕワイヤ６を切断する。
【０００７】全てのＡＬパッド５と外部端子２ｂに前記
ワイヤボンディングを施した後、図３に示すように、Ｉ
Ｃチップ１およびその周辺をモールド樹脂３によって封
止する。この樹脂封止は、リードフレーム２を図示して
ないモールド金型に装填し、溶融したエポキシ樹脂など
の封止樹脂を金型内に注入することによって実施する。
樹脂封止後、リードフレーム２の外部端子２ｂを枠部分
から切断することによってリードフレーム２から半導体
装置形成部分を分断する。そして、外部端子２ｂにめっ
き処理および曲げ加工を施すことによって、図３に示す
モールドパッケージ型半導体装置が完成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように構成し
た半導体装置は、ワイヤボンディング終了後のＡｕワイ
ヤ６の形状は中途部分が上方へ突出するように湾曲す
る、いわゆるループ状であるので、モールド樹脂３で封
止するまでは前記中途部分の保持が不安定である。この
ため、ワイヤボンディング装置から樹脂封止装置へリー
ドフレーム２を搬送するときに振動や衝撃が加えられた
り、樹脂封止工程で前記中途部分がモールド金型内を流
動する封止樹脂によって押されると、この中途部分が撓
むように変形し、隣接する他のＡｕワイヤや外部端子あ
るいはＩＣチップの角部分などに接触してしまうことが
あった。
【０００９】また、ＩＣチップの外形寸法が異なる半導
体装置を１種類のリードフレームによって製造するため
にアイランド２ａを大きく形成した場合には、小形のＩ
Ｃチップ１を使用するとＩＣチップ１から外部端子２ｂ
までの距離が相対的に長くなってＡｕワイヤ６の前記ル
ープ状部分の高さが高くなるので、これを封止するモー
ルド樹脂３の厚みが厚くなってしまうという問題もあっ
た。
【００１０】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、ボンディングワイヤが隣接する導体
に接触するのを阻止できるとともに、半導体チップから
外部端子までの距離が長くても半導体装置の厚みが厚く
ならない半導体装置および半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、リードフレームの半導体チップ用支持板に半導体チ
ップを接着剤によって接着し、半導体チップの電極と外
部端子とがボンディングワイヤによって接続された半導
体装置において、前記半導体チップ用支持板における半
導体チップ搭載面の全域に接着剤を湿布し、この接着剤
に前記ボンディングワイヤの予め定めた長さの中途部分
または複数箇所を接着したものである。本発明によれ
ば、ボンディングワイヤの中途部分の略全域を半導体チ
ップ用支持板によって保持することができるから、ボン
ディングワイヤの全域にわたって不安定な部分がなくな
る。
【００１２】本発明に係る半導体装置の製造方法は、リ
ードフレームの半導体チップ用支持板における半導体チ
ップ搭載面の全域に接着剤層を設け、この支持板に半導
体チップを接着し、この半導体チップの電極にボンディ
ングワイヤの一端をキャピラリーを用いてボンディング
し、次に、前記支持板上の前記接着剤層にボンディング
ワイヤの予め定めた長さの中途部分または複数箇所を押
付けながら前記キャピラリーを外部端子側へ移動させ、
しかる後、このキャピラリーを用いて前記外部端子にボ
ンディングワイヤの他端をボンディングすることによっ
て実施する。したがって、ボンディング装置を使用して
ボンディングワイヤの中途部分の略全域を半導体チップ
用支持板に接着することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態 以下、本発明に係る半導体装置およびその製造方法の一
実施の形態を図１によって詳細に説明する。図１は本発
明に係る半導体装置のボンディングワイヤを接続する方
法を説明するための図で、同図（ａ）はボンディング前
の状態を示し、同図（ｂ）はＩＣチップのＡＬパッドに
ワイヤボンディングした後の状態を示し、同図（ｃ）は
Ａｕワイヤをアイランドに接着している状態を示し、同
図（ｄ）はＡｕワイヤを切断した後の状態を示す。これ
らの図において前記図３および図４で説明したものと同
一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な
説明は省略する。
【００１４】これらの図に示すワイヤボンディング装置
は、Ａｕワイヤ６をリードフレーム２のアイランド２ａ
に接着するためのワイヤ押さえツール１１をキャピラリ
ー７と同一軸線上に備えている。このワイヤ押さえツー
ル１１は、上方に向けて開口する有底円筒形に形成し、
下端の底１１ａにキャピラリー７を貫通させることがで
きる貫通穴１１ｂを穿設しており、キャピラリー７やク
ランパ１０を支持するボンディングヘッド（図示せず）
にキャピラリー７やクランパ１０に対して上下方向に移
動できるように取付けている。また、前記底１１ａの貫
通穴１１ｂの開口縁には、ここを通るＡｕワイヤ６が傷
付けられないように面取りを施している。なお、この実
施の形態では、ワイヤ押さえツール１１の外径を約１０
０μｍとした。
【００１５】また、この実施の形態で用いるリードフレ
ーム２は、アイランド２ａが前記図３，４で示したもの
より大きく、外形寸法が異なるＩＣチップ１を搭載する
ことができるものである。なお、このアイランド２ａが
本発明に係る半導体チップ用支持板を構成している。
【００１６】本発明に係る半導体装置は、図１（ａ）〜
（ｄ）に示すワイヤボンディング方法によってボンディ
ングワイヤを配線したものである。本発明に係る半導体
装置を製造するには、先ず、リードフレーム２のアイラ
ンド２ａのＩＣチップ搭載面の全域に接着剤４を塗布
し、ＩＣチップ搭載面の全域に接着剤層を設ける。この
接着剤４は、絶縁性が高いものを使用している。この実
施の形態では、熱可塑性ポリイミド樹脂系の接着剤を採
用した。
【００１７】次いで、ＩＣチップ１を前記アイランド２
ａに接着し、リードフレーム２を図１（ａ）に示すよう
にボンディング装置に供給する。そして、従来と同様
に、Ａｕワイヤ６の先端に形成したＡｕボール９をＩＣ
チップ１のＡＬパッド５にボンディングする。その後、
図１（ｂ）に示すように、ボンディングヘッドを上方へ
移動させてから外部端子２ｂ側へ移動させ、Ａｕワイヤ
６が折れないようにしながら下降させる。この下降工程
では、Ａｕワイヤ６がアイランド２ａ上の接着剤４に接
触する以前にボンディングヘッドを停止させ、途中から
前記ワイヤ押さえツール１１のみを下降させてＡｕワイ
ヤ６を前記接着剤４に上方から押付ける。
【００１８】このようにワイヤ押さえツール１１によっ
てＡｕワイヤ６を接着剤４に押付けることによって、Ａ
ｕワイヤ６がアイランド２ａに接着される。そして、こ
の状態でボンディングヘッドを外部端子２ｂ側へアイラ
ンド２ａに沿って移動させる。ワイヤ押さえツール１１
がＡｕワイヤ６を接着剤４に押し付けた状態で移動する
ことによって、Ａｕワイヤ６が図１（ｃ）に示すように
アイランド２ａ上に配線される。キャピラリー７が外部
端子２ｂに充分に接近するまで上述したようにボンディ
ングヘッドを水平方向へ移動させた後、ワイヤ押さえツ
ール１１を上昇させ、その後は従来と同様に外部端子２
ｂにＡｕワイヤ６の他端をボンディングし、図１（ｃ）
に示すようにＡｕワイヤ６を切断する。
【００１９】ＩＣチップ１の全てのＡＬパッド５と外部
端子２ｂとをＡｕワイヤ６で接続した後、従来と同様に
樹脂封止工程、半導体装置形成部分をリードフレーム２
から分断する工程、外部端子のめっき工程および曲げ工
程を実施することによって、本発明に係る半導体装置が
完成する。
【００２０】したがって、本発明に係る半導体装置は、
Ａｕワイヤ６におけるＩＣチップ１のＡＬパッド５と外
部端子２ｂとの間の部分をアイランド２ａにＩＣチップ
用接着４によって接着したため、Ａｕワイヤ６の中途部
分の略全域がＩＣチップ１を接着するための接着剤４に
よってアイランド２ａに接着し保持される。しかも、Ａ
ｕワイヤ６の中途部分をアイランド２ａと略同じ高さと
なる位置に配線することができる。
【００２１】第２の実施の形態 Ａｕワイヤ６をアイランド２ａに接着するには、図２に
示すようにＡｕワイヤ６の複数箇所を接着させることが
できる。図２は他の実施の形態を示す図で、同図（ａ）
はボンディング前の状態を示し、同図（ｂ）はＩＣチッ
プのＡＬパッドにワイヤボンディングした後の状態を示
し、同図（ｃ）はＡｕワイヤをアイランドに接着してい
る状態を示し、同図（ｄ）はＡｕワイヤを切断した後の
状態を示す。これらの図において前記図１、図３および
図４で説明したものと同一もしくは同等部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００２２】Ａｕワイヤ６をアイランド２ａに接着する
には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ａｕワイヤ６
をＩＣチップ１のＡＬパッド５にボンディングし、さら
にワイヤ押さえツール１１でアイランド２ｂ上の接着剤
４に押付けた後、ボンディングヘッドを水平方向へ移動
しながら上昇、下降を繰り返すように駆動してもよい。
このようにボンディングヘッドを駆動すると、図２
（ｄ）に示すように、Ａｕワイヤ６は波形に変形して複
数箇所でアイランド２ａに接着する。
【００２３】上述したようにワイヤボンディングを実施
しても第１の形態を採るときと同等の効果を奏する。
【００２４】なお、ボンディングワイヤはＡｕワイヤに
限定されることはなく、ボンディングワイヤとして使用
できるものであれば、どのような材料のものでも用いる
ことができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
装置は、リードフレームの半導体チップ用支持板に半導
体チップを接着剤によって接着し、半導体チップの電極
と外部端子とがボンディングワイヤによって接続された
半導体装置において、前記半導体チップ用支持板におけ
る半導体チップ搭載面の全域に接着剤を湿布し、この接
着剤に前記ボンディングワイヤの予め定めた長さの中途
部分または複数箇所を接着したため、ボンディングワイ
ヤの中途部分の略全域を半導体チップ用支持板によって
保持することができるから、ボンディングワイヤの全域
にわたって不安定な部分がなくなる。
【００２６】したがって、樹脂封止以前にボンディング
ワイヤに振動や衝撃が加えられたり、モールド金型内を
流動する封止樹脂がボンディングワイヤを押圧しても、
ボンディングワイヤは変形することがないから、本発明
に係る半導体装置は歩留まりが高くかつ信頼性が高い。
【００２７】また、ボンディングワイヤの中途部分を半
導体チップ用支持板と略同じ高さとなる位置に配線でき
るから、本発明に係る半導体装置は、半導体チップから
外部導体までの距離が長くても薄く形成することができ
る。
【００２８】本発明に係る半導体装置の製造方法は、リ
ードフレームの半導体チップ用支持板における半導体チ
ップ搭載面の全域に接着剤層を設け、この支持板に半導
体チップを接着し、この半導体チップの電極にボンディ
ングワイヤの一端をキャピラリーを用いてボンディング
し、次に、前記支持板上の前記接着剤層にボンディング
ワイヤの予め定めた長さの中途部分または複数箇所を押
付けながら前記キャピラリーを外部端子側へ移動させ、
しかる後、このキャピラリーを用いて前記外部端子にボ
ンディングワイヤの他端をボンディングするため、ボン
ディング装置を使用してボンディングワイヤの中途部分
の略全域を半導体チップ用支持板に接着することができ
る。
【００２９】したがって、多数存在するボンディングワ
イヤを１本ずつ半導体チップ用支持板に接着できるの
で、接着工程で他のボンディングワイヤに接触してしま
うこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る半導体装置のボンディングワイ
ヤを接続する方法を説明するための図である。
【図２】 他の実施の形態を示す図である。
【図３】 従来のモールドパッケージ型半導体装置の断
面図である。
【図４】 従来のワイヤボンディング方法を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
１…ＩＣチップ、２…リードフレーム、２ａ…アイラン
ド、２ｂ…外部端子、３…モールド樹脂、４…接着剤、
５…ＡＬパッド、６…Ａｕワイヤ、７…キャピラリー、
１１…ワイヤ押さえツール。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リードフレームの半導体チップ用支持板に
    半導体チップを接着剤によって接着し、半導体チップの
    電極と外部端子とがボンディングワイヤによって接続さ
    れた半導体装置において、前記半導体チップ用支持板に
    おける半導体チップ搭載面の全域に接着剤を塗布し、こ
    の接着剤に前記ボンディングワイヤの予め定めた長さの
    中途部分または複数個所を接着したことを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項２】 リードフレームの半導体チップ用支持板
    における半導体チップ搭載面の全域に接着剤層を設け、
    この支持板に半導体チップを接着し、この半導体チップ
    の電極にボンディングワイヤの一端をキャピラリーを用
    いてボンディングし、次に、前記支持板上の前記接着剤
    層にボンディングワイヤの予め定めた長さの中途部分ま
    たは複数箇所を押付けながら前記キャピラリーを外部端
    子側へ移動させ、しかる後、このキャピラリーを用いて
    前記外部端子にボンディングワイヤの他端をボンディン
    グすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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