JP4029844B2 - ダイボンディング方法 - Google Patents

Description

本発明は、基材の搭載部にディスペンスノズルを用いて接着剤を塗布した後、接着剤を介して搭載部に電子部品を搭載するようにしたダイボンディング方法に関し、たとえば、搭載部としてのアイランド部の周囲にリード部を有する基材としてのリードフレームを用いたダイボンディング方法に適用することができる。

この種のダイボンディング方法としては、たとえば、搭載部としてのアイランド部の周囲にリード部を有する基材としてのリードフレームを用意し、アイランド部にディスペンスノズルを用いて接着剤を塗布した後、接着剤を介してアイランド部に、半導体チップ等の電子部品を搭載するようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

ここで、特許文献１に記載されているダイボンディング方法は、半導体チップの裏面にいったん接着剤を付けてから、半導体チップを接着剤から引き離し、あらためて、接着剤の付いた半導体チップをアイランド部に搭載するもので、半導体チップの表面への接着剤の汚染を防止するものである。

また、特許文献２に記載されているダイボンディング方法は、特殊な構成のダイボンダーを用いてリードフレームに接着剤を介して半導体チップを接着するもので、これも、半導体チップの表面への接着剤の汚染を防止するものである。
特開平９−２８３５３９号公報 特開平７−７４１９２号公報

しかしながら、近年の微細加工技術の進展に伴い、リードフレームのリード部の間隔が小さくなってきている。

このため、ダイマウント時のＡｇペースト等の導電性接着剤をアイランド部へ塗布するときに、接着剤の糸引きや飛散により、リード部に接着剤が付着し、リード部間の短絡やリード部におけるワイヤボンディングに悪影響を与えるなどの問題が発生しやすくなっている。

ちなみに、上記特許文献１および上記特許文献２に記載されているダイボンディングは、上述したように、いずれも半導体チップの表面への接着剤の汚染を防止するものであり、リードフレームにおけるアイランド部の周囲部であるリード部への接着剤の付着を防止するものではない。

従来の一般的なダイボンディング方法は、ディスペンスノズルをアイランド部上に位置あわせした後、ディスペンスノズルを下降させてアイランド部へ近づけ、その後、ディスペンスノズルから接着剤を吐出することで、接着剤の塗布を行っていた。

そして、このようなダイボンディング方法では、上述したような接着剤の糸引きや飛散によるリード部への接着剤の付着を防止することは困難である。

いずれにせよ、従来では、基材における搭載部の周囲部への接着剤の付着を防止できるようなダイボンディング方法はなかった。

そこで、本発明は上記問題に鑑み、基材の搭載部にディスペンスノズルを用いて接着剤を塗布した後、接着剤を介して搭載部に電子部品を搭載するようにしたダイボンディング方法において、基材における搭載部の周囲部への接着剤の付着を極力防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基材（２０）上の搭載部（２１）にディスペンスノズル（Ｄ１）を用いて接着剤（３０）を塗布した後、接着剤（３０）を介して搭載部（２１）に電子部品（１０）を搭載するようにしたダイボンディング方法において、接着剤（３０）を塗布する工程は、搭載部（２１）に対応した開口部（１１０）を有するとともに基材（２０）のうち搭載部（２１）以外の部位を覆うカバー部材（１００）を用いて、接着剤（３０）の塗布を行うものであり、カバー部材（１００）における開口部（１１０）の縁部には、カバー部材（１００）にて覆われる基材（２０）の部位への接着剤（３０）の飛散を防止するための飛散防止壁（１２０）が設けられていることを特徴としている。

それによれば、飛散防止壁（１２０）を有するカバー部材（１００）を用いるため、基材（２０）における搭載部（２１）の周囲部への接着剤（３０）の付着を極力防止することができる。

請求項２に記載の発明では、搭載部としてのアイランド部（２１）の周囲にリード部（２２）を有する基材としてのリードフレーム（２０）を用意し、アイランド部（２１）にディスペンスノズル（Ｄ１）を用いて接着剤（３０）を塗布した後、接着剤（３０）を介してアイランド部（２１）に電子部品（１０）を搭載するようにしたダイボンディング方法において、接着剤（３０）を塗布する工程は、アイランド部（２１）に対応した開口部（１１０）を有するとともにリードフレーム（２０）のうちアイランド部（２１）以外の部位を覆うカバー部材（１００）を用いて、接着剤（３０）の塗布を行うものであり、カバー部材（１００）における開口部（１１０）の縁部には、カバー部材（１００）にて覆われるリードフレーム（２０）の部位への接着剤（３０）の飛散を防止するための飛散防止壁（１２０）が設けられていることを特徴としている。

それによれば、飛散防止壁（１２０）を有するカバー部材（１００）を用いるため、リードフレーム（２０）におけるアイランド部（２１）の周囲部であるリード部（２２）への接着剤（３０）の付着を極力防止することができる。

ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載のダイボンディング方法においては、飛散防止壁（１２０）は、カバー部材（１００）の開口部（１１０）の縁部を折り曲げた形状として形成されたものにできる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載のダイボンディング方法において、接着剤（３０）を塗布する工程では、ディスペンスノズル（Ｄ１）をカバー部材（１００）よりも上方に位置させた状態にて、ディスペンスノズル（Ｄ１）から接着剤（３０）の吐出を開始することを特徴としている。

それによれば、もし、吐出した接着剤（３０）中に存在する気泡の破裂などにより接着剤（３０）が飛散しても、搭載部（２１）以外の基材（２０）の周囲部の上はカバー部材（１００）にて覆われているので、当該周囲部への接着剤（３０）の付着を防止することができ、好ましい。

もし、ディスペンスノズル（Ｄ１）からの接着剤（３０）の吐出を、ディスペンスノズル（Ｄ１）をカバー部材（１００）よりも下に位置させるように搭載部（２１）に近づけた状態で行った場合、上記した接着剤（３０）の飛散が起こると、飛散防止壁（１２０）はあるものの、搭載部（２１）の周囲部への接着剤（３０）の付着が発生してしまう恐れがあるためである。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置Ｓ１の概略断面構成を示す図である。

［構成等］
図１において、電子部品としてのＩＣチップ１０は、たとえば、シリコン半導体チップに半導体製造技術を用いて、その表面１１側にＩＣ回路を形成したもの等とすることができる。

このＩＣチップ１０は、その裏面１２側にて、基材としてのリードフレーム２０のアイランド部２１に搭載され、銀ペーストや導電性接着剤等からなる接着剤３０を介して固定されている。

また、ＩＣチップ１０の周囲には、リードフレーム２０のリード部２２が配置されており、ＩＣチップ１０の表面１１とリード部２２とは、ボンディングワイヤ４０を介して結線され電気的に接続されている。

ここで、上記リードフレーム２０は、たとえば銅や４２アロイ等からなるもので、ボンディングワイヤ４０は金やアルミ等からなる。

そして、図１に示されるように、これらＩＣチップ１０、アイランド部２１、リード部２２の一部（インナーリード）およびボンディングワイヤ４０は、モールド樹脂５０によって包み込まれるように封止されている。

このモールド樹脂５０は、一般的なモールド材料からなるものであり、たとえばエポキシ樹脂にフィラーを含有したものである。

［製造方法等］
次に、上記半導体装置Ｓ１の製造方法について、図２および図３を参照して述べる。

図２および図３は、本製造方法におけるダイボンディング工程を説明するための図であり、図２は、本ダイボンディング方法に用いるカバー部材１００の具体的構成を示す図、図３は、ダイボンディング工程を工程順に沿って示す工程図である。

図２について詳しく言うと、（ａ）はリードフレーム２０の概略平面図、（ｂ）はカバー部材１００単体の概略平面図、（ｃ）はリードフレーム２０上にカバー部材１００をセットした状態を示す概略断面図である。

まず、リードフレーム２０のアイランド部２１にＩＣチップ１０を搭載する、すなわちダイボンディング工程を行う。

このダイボンディング工程は、アイランド部２１の周囲にリード部２２を有する基材としてのリードフレーム２０を用意し、アイランド部２１にディスペンスノズルＤ１（図３参照）を用いて接着剤３０を塗布した後、接着剤３０を介してアイランド部２１に電子部品としてのＩＣチップ１０を搭載するダイボンディング方法を採用する。

ここにおいて、本実施形態のダイボンディング方法では、図２、図３に示されるように、接着剤３０を塗布する工程は、アイランド部２１に対応した開口部１１０を有するとともにリードフレーム２０のうちアイランド部２１以外の部位を覆うカバー部材１００を用いて、接着剤３０の塗布を行う。

図２（ａ）では、リードフレーム２０の上にセットされたカバー部材１００が破線にて示されている。ここで、リードフレーム２０は、最終的にはアイランド部２１とリード部２２とが分断されるものであるが、この段階では、アイランド部２１およびリード部２２は、吊りリード２３やタイバー等により外枠部に連結されて一体になっている。

また、図２（ｃ）に示されるように、本実施形態のカバー部材１００は、開口部１１０の縁部に、カバー部材１００にて覆われるリードフレーム２０の部位への接着剤３０の飛散を防止するための飛散防止壁１２０が設けられている。

この飛散防止壁１２０は、開口部１１０の回りに全周設けられているものであり、本例では、飛散防止壁１２０は、カバー部材１００の開口部１１０の縁部を折り曲げた形状として形成されている。

ここで、図２（ｃ）に示されるように、飛散防止壁１２０の高さｈは、たとえば１ｍｍ程度、厚さｔは、たとえば０．数ｍｍ程度とすることができる。もちろん、これらの寸法ｈ、ｔは前記の値に限定されるものではない。

このようなカバー部材１００は、金属や樹脂等から形成することができるが、本例では、金属ブロックを切削加工することにより、形成されている。

そして、ダイボンディング工程では、まず、図２に示されるように、カバー部材１００をリードフレーム２０の上にセットする。このとき、カバー部材１００の開口部１１０からアイランド部２１が覗いており、リード部２２は、カバー部材１００によって覆われてている。

この状態で、アイランド部２１にディスペンスノズルＤ１を用いて接着剤３０を塗布する。図４は、この接着剤３０を塗布する工程のタイムチャートを示す図である。

図４では、横軸に時間をとり、縦軸にディスペンスノズルＤ１の下降上昇変位を示している。また、図４には、接着剤３０が吐出されるタイミングが「ペースト塗布」として表されている。なお、この接着剤３０が吐出されるタイミングを示す線において、破線は従来の吐出のタイミングを示すものである。

まず、図３（ａ）に示されるように、カバー部材１００で覆われたリードフレーム２０に対して、アイランド部２１に向かってディスペンスノズルＤ１を下降させていく。このとき、本実施形態では、好ましい形態として、図４にも示されるように、接着剤３０の吐出を行う。

そのディスペンスノズルＤ１からの接着剤３０の吐出の開始は、図３（ａ）に示されるように、ディスペンスノズルＤ１をカバー部材１００よりも上方に位置させた状態にて、行うようにする。

そして、ディスペンスノズルＤ１から圧力をかけて接着剤３０を一定量、吐出させておき、あとは、ディスペンスノズルＤ１の圧力を調整することにより、一定の吐出量を維持する。それにより、接着剤３０を、ダイボンディングするのに必要な量だけ、供給することができる。

そして、ディスペンスノズルＤ１の下降を続けていき、図３（ｂ）に示されるように、最下端の位置すなわちディスペンスノズルＤ１がアイランド部２１にほぼ接する位置まで、ディスペンスノズルＤ１を下降させる。そして、図４に示されるように、ディスペンスノズルＤ１をこの最下端の位置でしばらく停止させる。

その後、図３（ｃ）に示されるように、ディスペンスノズルＤ１を少しアイランド部２１から引き離すように、上昇させ、一旦停止する。これが図４に示される第１上昇行程であり、この状態でディスペンスノズルＤ１をしばらく停止させる。

続いて、図３（ｄ）に示されるように、ディスペンスノズルＤ１を、カバー部材１００よりも上方まで上昇させる。これが、図４に示される第２上昇行程である。こうして、ディスペンスノズルＤ１によるアイランド部２１への接着剤３０の塗布が完了する。

しかる後、図３（ｅ）に示されるように、ダイボンダーＤ２等を用いて、ＩＣチップ１０をアイランド部２１上の接着剤３０の上に搭載する。そして、接着剤３０の硬化を行うことにより、リードフレーム２０のアイランド部２１にＩＣチップ１０を搭載するダイボンディング工程が終了する。

その後は、ＩＣチップ１０が搭載固定されたリードフレーム２０に対して、ワイヤボンディングを行ってワイヤ４０を形成し、これを金型に投入し、トランスファーモールド法等により、樹脂成形を行うことで、モールド樹脂５０を形成する。こうして、図１に示される半導体装置Ｓ１が完成する。

［特徴点等］
ところで、本実施形態によれば、搭載部としてのアイランド部２１の周囲にリード部２２を有する基材としてのリードフレーム２０を用意し、アイランド部２１にディスペンスノズルＤ１を用いて接着剤３０を塗布した後、接着剤３０を介してアイランド部２１に電子部品１０を搭載するようにしたダイボンディング方法において、次のような特徴を有する方法が提供される。

すなわち、接着剤３０を塗布する工程は、アイランド部２１に対応した開口部１１０を有するとともにリードフレーム２０のうちアイランド部２１以外の部位を覆うカバー部材１００を用いて、接着剤３０の塗布を行うものであり、カバー部材１００における開口部１１０の縁部には、カバー部材１００にて覆われるリードフレーム２０の部位への接着剤３０の飛散を防止するための飛散防止壁１２０が設けられている。

このような特徴点を有する本実施形態のダイボンディング方法によれば、飛散防止壁１２０を有するカバー部材１００を用いるため、リードフレーム２０におけるアイランド部２１の周囲部であるリード部２２への接着剤３０の付着を極力防止することができる。

また、本実施形態の好ましい形態では、接着剤３０を塗布する工程では、ディスペンスノズルＤ１をカバー部材１００よりも上方に位置させた状態にて、ディスペンスノズルＤ１から接着剤３０の吐出を開始するようにしている。

それによれば、もし、吐出した接着剤３０中に存在する気泡の破裂などにより接着剤３０が飛散しても、アイランド部２１以外のリードフレーム２０の周囲部の上はカバー部材１００にて覆われているので、当該周囲部への接着剤３０の付着を防止することができ、好ましい。

もし、ディスペンスノズルＤ１からの接着剤３０の吐出を、ディスペンスノズルＤ１をカバー部材１００よりも下に位置させるようにアイランド部２１に近づけた状態で行った場合、上記した接着剤３０の飛散が起こると、飛散防止壁１２０はあるものの、アイランド部２１の周囲部への接着剤３０の付着が発生してしまう恐れがある。

なお、ディスペンスノズルＤ１をカバー部材１００よりも上方に位置させた状態にて、ディスペンスノズルＤ１から接着剤３０の吐出を開始することは、好ましい形態であって、当該接着剤３０の吐出の開始を従来と同様のタイミング（図４参照）で行ってもかまわない。

（他の実施形態）
なお、基材として、上記したリードフレーム以外にも、プリント基板やセラミック基板等の配線基板を用い、この配線基板上にＩＣチップやその他の電子部品をダイボンディングする場合にも、上記カバー部材１００を用いたダイボンディング方法を採用することができる。

この場合、カバー部材は、配線基板上の搭載部に対応した開口部を有するとともに配線基板のうち搭載部以外の部位を覆うとともに、開口部の縁部には搭載部周囲への接着剤の飛散を防止する飛散防止壁が設けられたものを用いる。

要するに、本発明は、基材２０の搭載部２１にディスペンスノズルＤ１を用いて接着剤３０を塗布した後、接着剤３０を介して搭載部２１に電子部品１０を搭載するようにしたダイボンディング方法において、上記したカバー部材１００を用いて接着剤３０の塗布を行うことを要部としたものである。

したがって、基材や電子部品等の細部については、上記実施形態に述べられているもの以外にも適宜変更できることはもちろんである。

本発明の実施形態に係る半導体装置の概略断面構成を示す図である。 実施形態のダイボンディング方法に用いるカバー部材の具体的構成を示す図である。 実施形態のダイボンディング工程を工程順に沿って示す工程図である。 実施形態の接着剤を塗布する工程のタイムチャートを示す図である。

符号の説明

１０…電子部品としてのＩＣチップ、２０…基材としてのリードフレーム、
２１…搭載部としてのアイランド部、２２…リード部、３０…接着剤、
１００…カバー部材、１１０…カバー部材の開口部、１２０…飛散防止壁、
Ｄ１…ディスペンスノズル。

Claims (4)

1. 基材（２０）の搭載部（２１）にディスペンスノズル（Ｄ１）を用いて接着剤（３０）を塗布した後、前記接着剤（３０）を介して前記搭載部（２１）に電子部品（１０）を搭載するようにしたダイボンディング方法において、
   前記接着剤（３０）を塗布する工程は、前記搭載部（２１）に対応した開口部（１１０）を有するとともに前記基材（２０）のうち前記搭載部（２１）以外の部位を覆うカバー部材（１００）を用いて、前記接着剤（３０）の塗布を行うものであり、
   前記カバー部材（１００）における前記開口部（１１０）の縁部には、前記カバー部材（１００）にて覆われる前記基材（２０）の部位への前記接着剤（３０）の飛散を防止するための飛散防止壁（１２０）が設けられていることを特徴とするダイボンディング方法。
2. 搭載部としてのアイランド部（２１）の周囲にリード部（２２）を有する基材としてのリードフレーム（２０）を用意し、
   前記アイランド部（２１）にディスペンスノズル（Ｄ１）を用いて接着剤（３０）を塗布した後、前記接着剤（３０）を介して前記アイランド部（２１）に電子部品（１０）を搭載するようにしたダイボンディング方法において、
   前記接着剤（３０）を塗布する工程は、前記アイランド部（２１）に対応した開口部（１１０）を有するとともに前記リードフレーム（２０）のうち前記アイランド部（２１）以外の部位を覆うカバー部材（１００）を用いて、前記接着剤（３０）の塗布を行うものであり、
   前記カバー部材（１００）における前記開口部（１１０）の縁部には、前記カバー部材（１００）にて覆われる前記リードフレーム（２０）の部位への前記接着剤（３０）の飛散を防止するための飛散防止壁（１２０）が設けられていることを特徴とするダイボンディング方法。
3. 前記飛散防止壁（１２０）は、前記カバー部材（１００）の前記開口部（１１０）の縁部を折り曲げた形状として形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のダイボンディング方法。
4. 前記接着剤（３０）を塗布する工程では、前記ディスペンスノズル（Ｄ１）を前記カバー部材（１００）よりも上方に位置させた状態にて、前記ディスペンスノズル（Ｄ１）から前記接着剤（３０）の吐出を開始することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイボンディング方法。
   

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