JP3131358B2 - 半導体装置製造用治具及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置製造用治具及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】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路チップ
のダイボンディング工程及びワイヤボンディング工程に
おいて、半導体集積回路チップの回路形成面を支持しな
がらダイボンディング及びワイヤボンディングする技術
に関し、特に、前記半導体集積回路チップ形成面に及ぼ
すダメージを軽減する半導体装置製造用治具及び該治具
を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】通常、半導体集積回路チップ（以下、「チ
ップ」と略する。）は、リードフレームのダイパッド上
にチップをＡｇペーストを介してダイボンディングし、
Ａｇペーストを硬化した後、チップ上に形成されたボン
ディングパッドとリードフレームのインナーリードとを
ボンディングワイヤ等によってワイヤボンディングし、
更に、これらを樹脂やセラミック等の封止材料で封止し
た後、タイバーやサイドバーを切断し、アウターリード
を所望の形状に折り曲げて完成品となる。
【０００３】ところで、近年、ＩＣの高密度化、薄型化
への要求は高まる一方であり、その要求に対して、リー
ドフレームの表裏両面にチップを搭載したものが提案さ
れている。このようなチップにおけるダイボンディング
工程及びワイヤボンディング工程に於いては、図７
（ａ）に示すように、通常と同様にサポートステージ２
５に搭載したリードフレーム２２の第１の面側のダイパ
ッド２３ａに第１のチップ２４ａをボンディングコレッ
ト２９でダイボンディングし、Ａｇペーストを硬化させ
る。
【０００４】次に、図７（ｂ）乃至（ｄ）で示すよう
に、ヒータブロック３０とクランププレート３１とでク
ランプし、吸着穴３２により第１の面側のダイパッド２
３の裏面を真空吸着することにより、固定加熱しなが
ら、第１のチップ２４ａのボンディングパッドとリード
フレーム２２の第１の面側のインナーリードとをボンデ
ィングワイヤ２６によってワイヤボンディングを行う。
【０００５】次に、リードフレーム２２を表裏反転さ
せ、図７（ｅ）に示すように、ダイボンディング及びワ
イヤボンディング済みの第１のチップ２４ａのボンディ
ングワイヤ２６との干渉を避けるために設けられた溝部
２８ａと第１のチップ２４ａ表面を支持するための内周
部２５ａと、リードフレーム２２を支持する外周部２５
ｂとを有するサポートステージ２５に搭載したリードフ
レーム２２の第２の面側のダイパッド２３ｂに第２のＩ
Ｃチップ２４ｂをボンディングコレット２９でダイボン
ディングを行う。
【０００６】次に、Ａｇペーストを硬化した後、図７
（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）で示すように、ダイボンディン
グ及びワイヤボンディング済みの第１のチップ２４ａの
ボンディングワイヤ２６との干渉を避けるために設けら
れた溝部２８ｂと第１のチップ２４ａ表面を支持するた
めの内周部３０ａと内周部３０ａに設けられる吸着穴３
２とを有するヒータブロック３０とクランププレート３
１とでクランプし、吸着穴３２により第１のチップ２４
ａ表面を真空吸着することにより、固定・加熱しながら
第２のチップ２４ｂ表面のボンディングパッドとリード
フレーム２２のインナーリードとをボンディングワイヤ
２６によってワイヤボンディングを行う。
【０００７】その後、第１のチップ２４ａと第２のチッ
プ２４ｂに対して同時に樹脂等の封止材料で封止後、タ
イバーやサイドバーを切断し、アウターリードを所望の
形状に折り曲げて完成品とする。
【０００８】また、別の方法として、特開平５−１２１
４６２号公報に示す、以下の方法もある。
【０００９】まず、リードフレームの第１の面側のダイ
パッドに第１のチップをダイボンディング、Ａｇペース
トキュアを行った後、第１の面側のインナーリードと第
１のチップのボンディングパッドとをボンディングワイ
ヤにより、ワイヤボンディングし、第１の面側のインナ
ーリードと第１のチップのみを先に樹脂封止を行う。
【００１０】次に、リードフレームを表裏反転させ、リ
ードフレームの第２面側に第２のチップをダイボンディ
ング、Ａｇペーストキュアを行った後、第２の面側のイ
ンナーリードと第２のチップのボンディングパッドとを
ボンディングワイヤにより、ワイヤボンディングし、リ
ードフレームの第２の面側のインナーリードと第２のチ
ップの樹脂封止を行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リード
フレーム２２の第２のチップ２４ｂに対し、ダイボンデ
ィング及びワイヤボンディングする際、リードフレーム
２２の第１のチップ２４ａの回路形成面は、サポートス
テージ２５の内周部２５ａ及びヒータブロック３０の内
周部３０ａによって接触・支持する必要があるため、圧
力が加わっており、このため以下に示すような問題が生
じる。
【００１２】図８（ａ）、（ｂ）は、従来の技術におけ
るダイボンディング及びワイヤボンディング治具による
パッシベーション膜３３のクラック発生原理の説明に供
する図であり、リードフレーム２２の第１のチップ２４
ａの回路形成面と、サポートステージ２５の内周部２５
ａの表面及びヒータブロック３０の内周部３０ａの表面
との接触・支持部の拡大図である。
【００１３】図８（ａ）に示すように、第１のチップ２
４ａの回路形成面に約１μｍ程度の膜厚のパッシベーシ
ョン膜３３がコーティングされており、最終保護膜とし
ての目的を担っている。ここで、サポートステージ２５
の内周部２５ａ表面（以下、「第１の支持面」とす
る。）及びヒータブロック３０の内周部３０ａ表面（以
下、「第２の支持面」とする。）には、実用上機械加工
による微小量の凹凸が存在することは不可避であり、存
在する最大の凸部３５がパッシベーション膜３３と局所
的に接触することとなる。そのため、ダイボンディング
荷重及びワイヤボンディング荷重が局所的にパッシベー
ション膜３３に加わり、応力集中によるクラック３６が
発生していた。
【００１４】また、図８（ｂ）に示すように、パッシベ
ーション膜３３と第１の支持面又は第２の支持面との間
に、例えば、シリコン破片のような比較的高い硬度を有
する鋭利な形状の異物３４が存在した場合、介在する最
大異物３４がパッシベーション膜３３と局所的に接触す
ることとなる。そのため、ダイボンディング荷重及びワ
イヤボンディング荷重が局所的にパッシベーション膜３
３に加わり、応力集中によるクラック３６が発生してい
た。
【００１５】尚、クラック３６の発生起因となる応力集
中は、第１の支持面及び第２の支持面が鉄元素系の金属
材質のような剛性体で構成されていることをその発生と
拡大の最大要因としている。
【００１６】パッシベーション膜のクラックの発生は、
チップの耐湿性を低下させることとなり、樹脂封止後の
電気的特性試験及び信頼性試験等にて不良品として抽出
され、結果的にチップにおける最終的な歩留りを低下さ
せる原因となっていた。
【００１７】また、上述の特開平５−１２１４６２号公
報に記載の方法においては、リードフレームの第１の面
に対し、ダイボンディング・Ａｇペーストキュア・ワイ
ヤボンディング・樹脂封止を行うため、樹脂封止を２回
に分けて行っており、その分工程数が増加している。更
に、第１の面に対し樹脂封止したリードフレームの第２
の面に対しダイボンディング・ワイヤボンディングする
際、第１の面に封止した樹脂が汚染源となり、ダイボン
ディング・ワイヤボンディングする作業環境のクリーン
度が確保できないという問題があった。
【００１８】本発明は、リードフレームの第２の面に第
２のチップをダイボンディング及びワイヤボンディング
する際、予めリードフレームの第１の面にダイボンディ
ング及びワイヤボンディング済みの第１のチップの回路
形成面にコーティングされたパッシベーション膜におけ
るクラック発生を防止し、チップの信頼性向上及び最終
的な歩留りを向上させる手段を提供することを目的とす
るものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の半導体装置製造用治具は、リードフレームの両面に半
導体集積回路チップを、上記リードフレーム又は上記半
導体集積回路チップをクランプして、ダイボンディング
及びワイヤボンディングする工程に用いる半導体装置製
造用治具において、クランプする際に半導体集積回路チ
ップを支持する弾性体部及びクランプをする際にリード
フレームを支持する外周部からなる支持部と、該支持部
上方から上記半導体集積回路チップ又はリードフレーム
に加圧する加圧部とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００２０】また、請求項２に記載の本発明の半導体装
置製造用治具は、上記弾性体部が環状形状を有し、上記
弾性体部の内径より所定の長さだけ外径が長く、且つ上
記弾性体部の高さより所定の高さだけ高さが低い内周部
が上記支持部に設けられ、クランプする際に上記半導体
集積回路チップを上記弾性体部が支持する位置で上記内
周部に上記弾性体部が嵌合していることを特徴とする、
請求項１記載の半導体装置製造用治具である。
【００２１】また、請求項３に記載の本発明の半導体装
置の製造方法は、請求項１又は請求項２記載の半導体製
造用治具を用いて上記半導体集積回路チップをクランプ
する時、上記半導体集積回路チップの、少なくとも上記
弾性体部と接触する回路形成面側領域を樹脂膜で覆い、
該樹脂膜と上記弾性体部とを接触させて、ダイボンディ
ング及びワイヤボンディングを行うことを特徴とする、
半導体装置の製造方法である。
【００２２】更に、請求項４に記載の本発明の半導体装
置の製造方法は、上記樹脂膜を、最初にダイボンディン
グする半導体集積回路チップだけに形成し、該半導体集
積回路チップにダイボンディングとワイヤボンディング
とを順次行った後、他方の半導体集積回路チップにダイ
ボンディングとワイヤボンディングとを順次行うことを
特徴とする、請求項３記載の半導体装置の製造方法であ
る。
【００２３】
【作用】上記構成によれば、リードフレームの第２の面
に第２のチップをダイボンディング及びワイヤボンディ
ングする際、予めリードフレームの第１の面にダイボン
ディング及びワイヤボンディング済みの第１のチップの
回路形成面を接触・支持する部分に弾性体と、弾性体を
位置保持・収納可能な弾性体の厚みよりも僅かに浅い深
さの溝部とを備えたことにより、弾性体の一面が第１の
チップの回路形成面を接触・支持し、剛性体に存在する
微小な凸部と接触することが皆無になり、かつ、第１の
チップの回路形成面と弾性体との接触・支持する部分と
の間にシリコン破片等の異物が介在するとき、弾性体の
弾性変形により、異物の介在部分に相当する第１のチッ
プの回路形成面のパッシベーション膜に対する応力集中
を緩和することができる。
【００２４】また、弾性体を環状形状としたことによ
り、第１のチップの回路形成面と弾性体との接触・支持
する部分の面積が減少し、シリコン破片等の異物が介在
する確率が減少する。
【００２５】また、チップの回路形成面のパッシベーシ
ョン膜の上にポリイミド等からなる樹脂膜を形成させる
ことにより、上記弾性体の一面が第１のチップの回路形
成面を接触・支持する際、第１のチップの回路形成面と
弾性体との接触・支持する部分との間シリコン破片等の
異物が介在するとき、弾性体の弾性変形と樹脂膜の緩衝
作用とにより、異物の介在部分に相当する第１のチップ
の回路形成面のパッシベーション膜に対する応力集中
を、より一層緩和することができる。
【００２６】更に、２回のダイボンディングと２回のワ
イヤボンディングを、ダイボンディング・ワイヤボンデ
ィング・ダイボンディング・ワイヤボンディングという
順に交互に行う製造方法により、リードフレームの表裏
を回転させるのは、１回目のわ２回目のダイボンディン
グの間で一回行うのみで足りるから、１回目のダイボン
ディングと１回目のワイヤボンディングは、通常１つだ
けのチップをアセンブリするのと同様に行えばよく、上
記ポリイミド膜を形成させる半導体集積回路チップは、
２回目のダイボンディングと２回目のワイヤボンディン
グのため、第１のチップのみで構わないことになる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明について詳細
に説明する。
【００２８】図１は本発明の一実施例のダイボンディン
グ工程及びワイヤボンディング工程を示す図であり、図
２（ａ）は本発明の一実施例のダイボンディング時に使
用するサポートステージ及び弾性体の平面図であり、同
（ｂ）は同断面図であり、図３（ａ）は本発明の一実施
例のワイヤボンディング時に使用するヒータブロック及
び弾性体の平面図であり、同（ｂ）は同断面図である。
また、図４は本発明の効果の説明に供する図であり、図
５（ａ）は本発明の、パッシベーション膜と支持面との
接触面積を示す図であり、同（ｂ）は従来技術の、同接
触面積を示す図であり、図６は本発明の他の実施例の効
果の説明に供する図である。
【００２９】図１乃至図６において、１ａ、１ｂは弾性
体、２はリードフレーム、３ａは第１の面側のダイパッ
ド、３ｂは第２の面側のダイパッド、４ａは第１のチッ
プ、４ｂは第２のチップ、５はサポートステージ、５ａ
はサポートステージ５の内周部、５ｂはサポートステー
ジ５の外周部、６はボンディングワイヤ、８ａ、８ｂは
溝部、９はボンディングコレット、１０はヒータブロッ
ク、１０ａはヒータブロック１０の内周部、１０ｂはヒ
ータブロック１０の外周部、１１はクランププレート、
１２は吸着穴、１３はパッシベーション膜、１４はシリ
コン破片、１５はボンディングパッド、１６は保護樹脂
膜を示す。
【００３０】以下、図１を用いて、本発明の一実施例の
ダイボンディング工程及びワイヤボンディング工程を説
明する。
【００３１】まず、従来と同様に、リードフレーム２の
第１の面側のダイパッド３ａに第１のチップ４ａがダイ
ボンディング及びワイヤボンディングされたリードフレ
ーム２を表裏反転させた後、鉄系金属の金属材質のよう
な剛性体で構成されているサポートステージ５上に載置
する（図１（ａ））。
【００３２】このサポートステージ５には、弾性体１ａ
が第１のチップ４ａの回路形成面の中央部分を接触・支
持するように位置決め配置されるように、第１のチップ
４ａの外形寸法よりもわずかに大きい外周部５ｂと位置
決め・保持するための弾性体１ａの内径寸法よりわずか
に大きい外形寸法を有する内周部５ａとで構成された溝
部８ａが形成されている。この溝部８ａは、ワイヤボン
ディング済みの第１ａのチップ４ａのボンディングワイ
ヤ６との干渉を避けるものでもある。
【００３３】また、弾性体１ａは、サポートステージ５
に載置したリードフレーム２の第２の面側のダイパッド
３ｂに第２のチップ４ｂをボンディングコレット９を用
いてダイボンディングする際、ダイボンディング品質
（ダイボンディング強度、Ａｇペースト拡がり等）を確
保する働きがある。また、弾性体１ａの外径寸法は不必
要な干渉を避けるため、少なくとも第１のチップ４ａの
ワイヤボンディング部よりわずかに内側に位置するよう
な寸法としており、また、弾性体１ａの高さ寸法は、内
周部５ａの高さ寸法に対して、わずかに高い寸法として
おり、第１のチップ４ａの回路形成面と内周部５ａ表面
とは非接触となっている。
【００３４】更に、サポートステージ５の構成を更に詳
細に説明すると、図２（ａ）に示すように、弾性体１ａ
の外形形状は、パッシベーション膜との接触面積を低減
し、位置決め保持が容易である環状形状がより適当であ
り、その断面形状が円形または楕円形となっている。例
えば、空圧・油圧機器等で多く用いられている、通常ゴ
ム・エラマトマー系材質で構成された市販品のＯリング
を用いることができる。
【００３５】また、この際のダイボンディング荷重及び
ワイヤボンディング荷重は少なくとも５０ｇｆ以上必要
とし、更にワイヤボンディング時には約２００℃以上の
加熱が必要である。故に、本実施例においては、弾性体
１ａ，１ｂにはダイボンディング荷重及びワイヤボンデ
ィング荷重に対応する弾性を有し、且つ上記加熱温度に
対する耐熱性を備え、更に異物の影響を低減するために
市販品のＯリング（デュポン（株）社製、商品名「カル
レッツ４０７９」（ゴム硬度：７．５、ＪＩＳサイズ：
Ｐ３））を使用している。
【００３６】次に、Ａｇペースト硬化後、図１（ｂ）乃
至（ｄ）に示すように、鉄系金属の金属材質のような剛
性体で構成されているヒータブロック１０とクランププ
レート１１とで、第１の面側のダイパッド３ａに第１の
チップ４ａがダイボンディング、Ａｇペーストキュア及
びワイヤボンディングされており、且つ第２の面側のダ
イパッド３ｂに第２のチップ４ｂがダイボンディングさ
れたリードフレーム２をクランプする。尚、クランププ
レート１１は従来のものと同様である。
【００３７】また、図３（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、ヒータブロック１０には、弾性体１ｂが第１のチッ
プ４ａの回路形成面の中央部分を接触・支持するように
位置決め配置されるように、第１のチップ４ａの外形寸
法よりもわずかに大きい外周部１０ｂと位置決め・保持
するための弾性体１ｂの内径寸法よりわずかに大きい外
形寸法を有する内周部１０ａとで構成された溝部８ｂが
形成されている。この溝部８ｂは、ワイヤボンディング
済みの第１のチップ４ａのボンディングワイヤ６との干
渉を避けるものでもある。尚、弾性体１ｂは、ワイヤボ
ンディングの際に加熱工程があるため、弾性体１ａに比
べてより高い耐熱性を有する材質を用いることが望まし
い。但し、ヒータブロック１０には、加熱手段（図示せ
ず。）と、ヒータブロック１０からの熱伝導をより効率
良くするための、第１のチップ４ａの回路形成面を真空
吸着固定するための手段として内周部１０ａの内側に真
空吸着固定するための吸着穴１２とが設けられている。
【００３８】また、第２のチップ４ｂのボンディングパ
ッドを所定の温度に昇温する必要があり、この手段とし
て、ヒータブロック１０上面に形成された内周部１０ａ
の内側に形成された吸着穴１２により、第１のチップ４
ａの回路形成面を真空吸着し、ヒータブロック１０から
の熱伝導を弾性体１ｂを介し、第１のチップ４ａ及びリ
ードフレーム２に伝導しながら、第２のチップ４ｂのボ
ンディングパッドを昇温している。尚、従来技術と同
様、クランププレート１１はヒータブロック１０からの
熱伝導をリードフレーム２の第２の面側のインナーリー
ドに伝導するため、リードフレーム２をヒータブロック
１０上面に対してクランプする。このとき第１のチップ
４ａの回路形成面には、第２のチップ４ｂへのキャピラ
リー（図示せず。）によるワイヤボンディング荷重と、
吸着穴１２による真空吸着力が圧力として加わることに
なる。
【００３９】更に、弾性体１ｂは、リードフレーム２の
第２の面側のダイパッド３ｂにダイボンディング、Ａｇ
ペーストキュアされた第２のチップ４ｂのボンディング
パッドとリードフレーム２の第２の面側のインナーリー
ドとをボンディングワイヤ６によって、ワイヤボンディ
ングする際、そのワイヤボンディング品質（ワイヤボン
ディング強度、ボール形状、ループ形状等）を確保する
働きもある。
【００４０】次に、従来と同様に、リードフレーム２の
第２の面側のダイパッド３ｂにダイボンディング、Ａｇ
ペーストキュアされた第２のチップ４ｂのボンディング
パッドとリードフレーム２の第２の面側のインナーリー
ドとをボンディングワイヤ６によって、ワイヤボンディ
ング後、リードフレーム２の表裏両面に搭載された第１
のチップ４ａ及び第２のチップ４ｂに対し、同時に樹脂
等で樹脂封止した後、タイバーやサイドバーを切断し、
アウターリードを所望の形状に折り曲げて完成品とす
る。
【００４１】尚、上記実施例において、弾性体１ａ，１
ｂはＯリング形状のものについて説明したが、平板形状
のものでもよく、更に、環状形状であれば、その断面が
円形又は楕円形以外の形状でも適用可能である。また、
弾性体材質は上述のゴム・エウストマー系材質と同等の
弾性、柔軟性、耐熱性を有する材質であれば、その他の
材質でも同様の効果が得られる。また、回路形成面にお
けるボンディングパッドは図５に示すような２方向のも
のに限定されるものではなく、４方向に形成されていて
も本発明に適用可能である。
【００４２】従来技術におけるダイボンディング及びワ
イヤボンディング治具を使用した場合、パッシベーショ
ン膜と支持面との間に異物（粒径約５０μｍのシリコン
破片）が介在したとき、クラックが発生することが確認
された（１０個のチップ中全部にクラックが発生し
た。）が、本発明を用いた場合、上記と同一の条件の下
で、クラックの発生は皆無であった。
【００４３】ところで、弾性体１ａ又は１ｂを具備した
半導体装置製造用治具を使用してリードフレーム２の両
面にチップを実装するに際して、図６に示すように、チ
ップ４の回路形成側表面のパッシベーション膜１３上に
数μｍ程度の保護樹脂膜１６を形成しておけば、後述の
ようにパッシベーション膜１３におけるクラックの発生
をより効果的に抑制することができる。
【００４４】尚、このチップ４のパッシベーション膜１
３を覆う保護樹脂膜１６としては、ポリイミド樹脂やシ
リコン樹脂等のような、チップ４に悪影響を及ぼさない
ものであれば使用可能である。また、保護樹脂膜１６
は、チップ４の回路形成側表面における、少なくとも半
導体装置製造用治具の弾性体を接触する領域に形成さ
れ、ボンディングパッド等の露出すべき部分は開口され
る。更に、保護樹脂膜をチップの回路形成側表面に形成
する場合、ウエハ状態でパッシベーション膜上にポリイ
ミド膜等の保護樹脂膜を形成し、その後、ウエハを切断
し、個別の半導体集積回路チップとすることが望まし
い。
【００４５】また、保護樹脂膜形成方法としては、開口
部をマスクしたウエハ上にワニス状の保護樹脂を滴下し
ウエハを回転させて塗布するスピンコートやスクリーン
印刷等を用いることができる。
【００４６】このように、保護樹脂膜１６をチップ４の
パッシベーション膜１３上に形成することにより、チッ
プ４がダイボンディングされたリードフレーム２を、サ
ポートステージ５又はヒータブロック１０をセットした
場合、図６に示すように、保護樹脂膜１６と弾性体１と
が接触した状態となる。この場合、弾性体１の支持面と
保護樹脂膜１６との間にシリコン破片等の比較的高い硬
度の鋭利な形状を有した異物１４が介在部分に作用する
パッシベーション膜１３に対する集中応力がより一層緩
和吸収され、パッシベーション膜１３にクラックが発生
することを効果的に抑制することができる。
【００４７】次に、保護樹脂膜としてのポリイミド膜の
膜厚を変化させて、異物（シリコン破片）の大きさに対
するパッシベーション膜１３のクラック発生率を調べた
テスト結果を以下の表１〜表３に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】表１は、弾性体１ａを具備したサポートス
テージ５を用いてダイボンディングを行ったときの、パ
ッシベーション膜の膜厚を変化させた場合のクラック発
生率を示す。尚、ダイボンディング時にスクラブを行っ
た場合と行わなかった場合（表１のかっこ内の数値）の
それぞれについてテストを行った。また、表２は、弾性
体１ｂを具備したヒータブロック１０を用いてワイヤボ
ンディングを行った時の、パッシベーション膜の膜厚を
変化させた場合のクラック発生率を示す。更に、表３は
比較例として弾性体を具備しない従来のヒータブロック
を用いてワイヤボンディングを行ったときのパッシベー
ション膜の膜厚を変化させた場合のクラック発生率を示
す。尚、各表において、クラック発生率の値の分母はテ
ストを行ったチップの総数、分子はクラックが発生した
チップ数である。
【００５２】上記の表１及び表２から明らかなように、
チップ４のパッシベーション膜１３の上に保護樹脂膜１
６としてポリイミド膜を約１０μｍ覆って、ダイボンデ
ィング及びワイヤボンディングを行った場合、ポリイミ
ド膜と支持面との間に粒径約１００μｍのシリコン破片
が介在しても、クラックの発生は皆無であった。また、
表３においては、異物がなくても治具の凹凸でクラック
が入ることがわかる。
【００５３】尚、リードフレーム２の両面にチップが実
装された後は、次のモールド工程で樹脂等の封止材にて
チップ全体が封止されることになるので、チップ表面に
形成された保護樹脂膜１６は取り除く必要もなく、チッ
プとともの封止すればよい。
【００５４】ところで、リードフレーム２の両面にチッ
プ４を実装する場合、２回のダイボンディングと２回の
ワイヤボンディングを行う必要があり、２通りの工程フ
ローが考えられる。
【００５５】第１の工程フローはリードフレーム２の一
方の面（第１面）に第１のチップ４ａをダイボンディン
グする第１ダイボンディング工程の後、当該第１のチッ
プ４ａをワイヤボンディングする第１ワイヤボンディン
グ工程を行い、その後リードフレーム２の表裏を反転し
て、リードフレーム２の他方の面（第２面）の第２のチ
ップ４ｂをダイボンディングする第２ダイボンディング
工程を行い、その後当該チップ４ｂをワイヤボンディン
グする第２ワイヤボンディング工程を行うものである
（ダイボンディング→ワイヤボンディング→ダイボンデ
ィング→ワイヤボンディング）。
【００５６】第２の工程フローは、上記と同様に最初は
第１ダイボンディング工程を行った後、リードフレーム
２の表裏を反転して第２ダイボンディング工程を行い、
その後に第１ワイヤボンディング工程及び第２ワイヤボ
ンディング工程を順次行うものである。
【００５７】本実施例の半導体装置製造用治具を用いれ
ば、いずれの工程フローでも、パッシベーション膜１３
のクラック発生を防止することができるが、上述のよう
に、チップ４を保護樹脂膜１６で覆う場合、第１のチッ
プ４ａに対するダイボンディング及びワイヤボンディン
グが完了した後、第２のチップ４ｂに対するダイボンデ
ィング及びワイヤボンディングを行う工程フローの方が
望ましい。
【００５８】以下にその理由を説明する。即ち、第２の
工程フローの場合、リードフレーム２の表裏反転が複数
回にわたって行われ、第１のチップ４ａ及び第２のチッ
プ４ｂのいずれのチップの回路形成面も半導体装置製造
用治具にて支持されることになるので、第１のチップ４
ａ及び第２のチップ４ｂの両方に保護樹脂膜１６を形成
する必要がある。
【００５９】これに対して、第１の工程フローの場合、
リードフレーム２の表裏反転が必要なのは、第１ワイヤ
ボンディング工程から第２ダイボンディング工程へ移行
するときの一回のみであり、第１のチップ４ａのダイボ
ンディング及びワイヤボンディングは、第２のチップ４
ｂの実装前にすでに終わっているので、第２のチップ４
ｂの回路形成面を半導体装置製造用治具にて支持する必
要はない。したがって、この場合、第１のチップ４ａの
みに保護樹脂膜１６を形成すればよく、第２のチップ４
ｂには保護樹脂膜を形成する必要がない。即ち、第１の
工程フローの方が、第２の工程フローより保護樹脂膜の
材料コストを削減することができ、ひいては、製造コス
トを削減することができる。
【００６０】また、本実施例では、両面実装工程フロー
の中で、ダイボンディング後のキュア工程及び検査工程
を除く、モールド工程等の他の工程を挿入することなく
パッシベーション膜のクラック発生を防止することがで
きる。このため、従来のように、ダイボンディング及び
ワイヤボンディング以外の工程によって作業環境が汚染
されるということはなく、ダイボンディング及びワイヤ
ボンディングを行う作業環境のクリーン度も確保でき
る。
【００６１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を用
いることにより、第１のチップの回路形成面を、サポー
トステージ及びヒータブロックの上面に形成された溝部
に位置決め配置された弾性体の支持面により接触・支持
する構成とすることにより、機械加工で形成された上記
サポートステージ及びヒータブロック表面における最大
の凸部がパッシベーション膜と局所的に接触することは
物理的にあり得ず、パッシベーション膜にクラックが発
生することを抑制することができる。
【００６２】また、上記構成により、図４に示すよう
に、弾性体の支持面とパッシベーション膜１３との間に
シリコン破片等の比較的高い硬度の鋭利な形状を有した
存在しうる最大の異物１４が介在しても、弾性体１の支
持面が局所的に弾性変形することにより、パッシベーシ
ョン膜１３と異物１４とは局所的に接触することはな
く、応力集中が緩和吸収され、パッシベーション膜１３
にクラックが発生することを抑制することができる。
【００６３】また、パッシベーション膜における接触・
支持される面積の大きさについては、従来技術において
は、図５（ｂ）に示すようにサポートステージ及びヒー
タブロックの表面（図５（ｂ）の斜線部分Ｂ）となるの
に対して、本発明においては、弾性体を環状形状にする
ことによって、図５（ａ）に示すように弾性体の支持面
（図５（ａ）の斜線部分Ａ）となり、本発明によって、
従来よりもパッシベーション膜における接触・支持され
る面積が大幅に小さくなる。これによって、パッシベー
ション膜と弾性体の支持面又はサポートステージ及びヒ
ータブロックの表面との間に介在する異物の存在個数が
１ｍｍ2 当たり同数とした場合、本発明の方が、より異
物の影響を受けにくいことになる。
【００６４】また、チップのパッシベーション膜の上
に、ポリイミド膜を覆えば、より一層パッシベーション
膜にクラックが発生することを一層抑制することができ
る。
【００６５】更に、請求項４に記載の半導体装置の製造
方法を用いることによって、上記ポリイミド膜は、２回
のダイボンディングと２回のワイヤボンディングをダイ
ボンディング・ワイヤボンディング・ダイボンディング
・ワイヤボンディングの順で行う方法と比較して、材料
コストが少なくすることができる。
【００６６】以上より、パッシベーション膜におけるク
ラックの発生を防止することができ、半導体装置の信頼
性向上及び最終的な歩留り向上を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のダイボンディング工程及び
ワイヤボンディング工程を示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施例のダイボンディング
時に使用するサポートステージ及び弾性体の平面図であ
り、（ｂ）は同断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施例のワイヤボンディン
グ時に使用するヒータブロック及び弾性体の平面図であ
り、（ｂ）は同断面図である。
【図４】本発明の効果の説明に供する図である。
【図５】（ａ）は本発明の、パッシベーション膜と支持
面との接触面積を示す図であり、同（ｂ）は従来技術
の、同接触面積を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例の効果の説明に供する図で
ある。
【図７】従来のダイボンディング工程及びワイヤボンデ
ィング工程を示す図である。
【図８】（ａ）は従来の技術におけるダイボンディング
治具及びワイヤボンディング治具によるパッシベーショ
ン膜のクラック発生原理の説明に供する図であり、
（ｂ）は異物介在によるパッシベーション膜のクラック
発生原理の説明に供する図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 弾性体 ２ リードフレーム ３ａ 第１の面側のダイパッド ３ｂ 第２の面側のダイパッド ４ａ 第１の半導体集積回路チップ ４ｂ 第２の半導体集積回路チップ ５ サポートステージ ５ａ サポートステージの内周部 ５ｂ サポートステージの外周部 ６ ボンディングワイヤ ８ａ，８ｂ 溝部 ９ ボンディングコレット １０ ヒータブロック １０ａ ヒータブロックの内周部 １０ｂ ヒータブロックの外周部 １１ クランププレート １２ 吸着穴 １３ パッシベーション膜 １４ シリコン破片 １５ ボンディングパッド １６ 保護樹脂膜

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームの両面に半導体集積回路
    チップを、上記リードフレーム又は上記半導体集積回路
    チップをクランプして、ダイボンディング及びワイヤボ
    ンディングする工程に用いる半導体装置製造用治具にお
    いて、 クランプする際に半導体集積回路チップを支持する弾性
    体部及びクランプをする際にリードフレームを支持する
    外周部を備えた支持部と、 該支持部上方から上記半導体集積回路チップ又はリード
    フレームに加圧する加圧部とを備えたことを特徴とする
    半導体装置製造用治具。
  2. 【請求項２】 上記弾性体部が環状形状を有し、 上記弾性体部の内径より所定の長さだけ外径が長く、且
    つ上記弾性体部の高さより所定の高さだけ高さが低い内
    周部が上記支持部に設けられ、 クランプする際に上記半導体集積回路チップを上記弾性
    体部が支持する位置で上記内周部に上記弾性体部が嵌合
    していることを特徴とする、請求項１記載の半導体装置
    製造用治具。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の半導体製造
    用治具を用いて上記半導体集積回路チップをクランプす
    る時、上記半導体集積回路チップの、少なくとも上記弾
    性体部と接触する回路形成面側領域を樹脂膜で覆い、該
    樹脂膜と上記弾性体部とを接触させて、ダイボンディン
    グ及びワイヤボンディングを行うことを特徴とする、半
    導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記樹脂膜を、最初にダイボンディング
    する半導体集積回路チップだけに形成し、該半導体集積
    回路チップにダイボンディングとワイヤボンディングと
    を順次行った後、他方の半導体集積回路チップにダイボ
    ンディングとワイヤボンディングとを順次行うことを特
    徴とする、請求項３記載の半導体装置の製造方法。
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