JPH02163945A - 半導体装置のベアボンド方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は信頼性の高いベアボンドが可能な半導体装置の
べアボンド方法を提供するものである。

（ロ）従来の技術 半導体装置の組立てには、リードフレームの素子設定部
に半導体素子を取付けるグイボンド工程と、半導体装置
の電極とリードフレームの各り一ド片とをワイヤで結線
するワイヤボンド工程がある。

モの中で、半導体装置の一層のローコスト化を目的とし
て、金属メツキを省略したリードフレームを利用する、
所謂ベアボンドと称される組立手法が提案されている。

ベアボンドは、銅（Ｃｕ）を主材料とする平面状の金属
板を打ち抜いて製造したリードフレームを使用し、半導
体チップの裏面に形成した金（Ａｕ＞等の裏面電極を接
着剤（ハードソルダー）として、鋼索材が露出したリー
ドフレームにＡｕ１５ｉ共晶やＡｕ／Ｇｅ共晶により前
記半導体チップを直付けするものである。

組立工程においては、第３図に示す如きダイボンド装置
のヒータブロック（１）上に短尺状リードフレーム（２
）を載置し、ヒータブロック（１）に内蔵された図示せ
ぬ加熱手段によりダイボンドに適した温度に加熱すると
共に、吸着コレット（３）で吸着保持きれた半導体チッ
プ〈４）をリードフレーム（２）の素子設定部に固着し
、リードフレーム（２）の送りと前記半導体チップ（４
）の固着を繰り返すことにより行なわれる。（特開昭５
７−９０９４３号、ＢＯＩＬ　２１１５８） （ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、銅（Ｃｕ）は酸化し易く、ダイボンドの
熱処理によって加熱されたリードフレーム（２）が外気
に曝されるとリードフレーム（２）の表面が酸化される
為、後のワイヤボンド工程でワイヤの接着不良が多発す
る欠点がある。

一方、ダイボンドからワイヤボンドまでを一連の作業台
上でこなし且つ作業台上のリードフレーム（２）を非酸
化性雰囲気内に置けば改善できるが、装置が大型化する
ことと処理スピードのバランスがとれない欠点がある。

また、素子を固定した後のヒータブロックの長きを十分
にとることにより、リードフレーム（２）の温度が下が
るのを待つことも良いが、やはり装置の大型化が避けら
れない。

（ニ）課題を解決するだめの手段 本発明は上記従来の課題に鑑み成されたもので、ヒータ
ブロック（１１）の終端付近に放熱部（１６）を設け、
加熱されたリードフレーム（１４）を積極的に徐冷する
ことにより、信頼性の高いベアボンド方法を提供するも
のである。

（ネ）作用 本発明によれば、放熱部（１６）がリードフレーム（１
４）の熱を熱伝達により奪うので、リードフレーム（１
４）を十分に冷してから外気に曝すことができる。また
、熱を積極的に奪うので短いスペースで徐冷できる。

（へ）実施例 以下に本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図は本発明のべアボンド方法を説明する為の側面図
である。同図において、（１１）はヒータブロック本体
で、該ヒータブロック（１１）は内部に図示せぬ放熱手
段を有する厚内部（１２）と加熱手段が無いガイドレー
ルだけの薄肉部（１３）とから成り、材質は例えば５Ｕ
Ｓ−３０４（ＪＩＳ規格）等のステンレス鋼から成る。

厚肉部（１２）と薄肉部（１３）の表面は同一平坦面を
成し、その表面にはリードフレーム（１４）の搬送をガ
イドするガイドレールが設けられ、図示せぬ搬送装置に
より所定のピッチで断続的にリードフレーム（１４）を
搬送する様に構成されている。ヒータブロック＜１１）
上はトンネル状のカバー〈１５）で覆われ、その中に常
時フォーミングガス（Ｎ、：Ｈ，〜９８１　）を１〜５
１　／　ｍｉｎ流ずことによってリードフレーム（１４
）を常時非酸化性雰囲気内に置き、装置に搬入されてか
ら排出するまでの余分な酸化を防止する様に構成されて
いる。また、ベレットボンド作業が行なわれる部分のカ
バー（１５）には作業に対応するだけの開孔部が設けら
れる。そして、　リードフレームけ４）を排出する側の
薄肉部（１３）の裏面に、放熱部（１６）がビス止めや
熱伝導率良好なる接着剤により取り付けられている。

放熱部＜１６）は、例えば第２図に示す様な表面積を増
大したフィン形状とし材質はヒータブロック（１１）材
料よりは熱伝達率が優れた材質を利用する。ステンレス
鋼５ＵＳ−３０４は１０〜２０Ｋｃａｌ／　ｍ−ｈ’ｃ
の熱伝達率を持つので、放熱部り１６）としては熱伝達
率が１５９　Ｋｃａｌ／　ｍ・ｈ℃のアルミニウム（Ａ
１）等が良い。そして、放熱性を更に向上するには、フ
ィン（１７）の間にフィン（１７）と平行に冷却ガスを
流し、これを強制的に空冷すれば効果が上る。

グイボンド工程においては、まず複数個の半導体装置に
対応したパターンに打抜かれ銅系素材が露出した短尺状
リードフレーム（１４）をカバー（１５）が形成するト
ンネル内のヒータブロック（１１）上に載置し、ブロッ
ク上のガイドレールに従って図示せぬ搬送装置により所
定のピッチで断続的にリードフレーム（１４）を送出す
る。短尺状リードフレーム（１４）は後から順次送出し
、途切れることが無いように搬送する。そして、リード
フレーム（１４）はヒータブロック（１１）の加熱手段
によってグイボンドに適した温度（３００〜３５０℃）
に加熱され、作業部において素子形成が終了した半導体
チップ（１８）を吸着コレット（１９）が吸着保持し、
吸着コレラ１−（１９）がＸＹ力方向び垂直方向に動作
することにより半導体チップ（１８）が静止状態のリー
ドフレーム（１４）の素子設定部にグイボンドされる。

接着は、半導体チップ（１８）の裏面に蒸着又はスパッ
タにより形成された金（Ａｕ）等の裏面電極を接着ソル
ダーとし、例えばＡｕ１５ｉ共晶により行なわれる。そ
して、半導体チップ（１８）の固着が終了したリードフ
レーム（１４）は１パタ一ン分だけ搬送きれて次のパタ
ーンにグイボンドが成され、静止と１パタ一ン分の移動
が繰り返されることでリードフレーム（１４）がヒータ
ブロック（１１）上を搬送される。

半導体チップ（１８）の固着が終了したリードフレーム
（１４）はやがて加熱手段が無いリードフレーム（１４
）排出側の薄肉部（１３）に達する。ここで、リードフ
レーム（１４）は薄肉部＜１３）と放熱部（１６）の熱
伝達により急速に熱が奪われ、数十度の温度にまで冷却
される。あくまでも熱伝達による冷却なので、熱膨張の
差によるリードフレーム（１４）の変形、半導体チップ
（１８）のハガレ等は無い、そして、数十度の温度に冷
却きれて始めてカバー（１５）が形成するトンネルから
排出きれ、外気に曝されると共に所定のマガジンに収め
られて次のワイヤボンド工程へと移行する。

以上に説明した本発明のグイポンド方法によれば、ヒー
タブロック（１１）の終端付近に放熱部（１６〉を設け
たので、リードフレーム（１４）を急速に冷却すること
ができる。従って、リードフレーム（１４）が十分に冷
めてから外気に曝すことができるので、リードフレーム
（１４）の酸化を防ぎ、次工程でのワイヤポンドのトラ
ブルを未然に防ぐことができる。また、ヒータブロック
（１１）の全長を短くでき、放熱部（１６）は作業の邪
魔にならない裏面側に取り付けたたので、装置の大型化
と複雑化を避けられる。

（ト〉発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば放熱部（１６）を設け
ることによりリードフレーム（１４）を短時間で冷却で
き、十分に冷ましてから外気に曝すことができるので、
リードフレーム（１４）表面の酸化を防ぎ、従ってワイ
ヤボンド工程でのトラブルを未然に防止できる利点を有
する。また、ヒータブロック（１１）を短くできるので
、装置の大型化と複雑化を避けられる利点をも有する。

きらにリードフレーム（１４）を急速に冷却できるので
、グイボンドの処理スピードを速くし生産能力を向上で
きる利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明を説明する為の側面図と
斜視図、第３図は従来例を説明する為の側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属素材が露出したリードフレームをヒータブロ
   ック上に載置し、これを順次移送しながら半導体チップ
   を固着する半導体装置のべアボンド方法において、 前記ヒータブロックの終端付近に放熱部を設け、該放熱
   部により前記半導体チップの固着が終了したリードフレ
   ームを冷却すると共に、前記リードフレームが十分に冷
   めてから外気に曝すことを特徴とする半導体装置のべア
   ボンド方法。 （２）前記放熱部にエアを噴きつけて強制的に空冷する
   ことを特徴とする請求項第１項に記載の半導体装置のべ
   アボンド方法。 （３）前記ヒータブロック上を移動するリードフレーム
   が非酸化性雰囲気内に置かれ、前記放熱板を通過した後
   に外気に曝されることを特徴とする請求項第１項に記載
   の半導体装置のべアボンド方（４）前記リードフレーム
   は銅を主成分とする金属素材から成ることを特徴とする
   請求項第１項に記載の半導体装置のべアボンド方法。 （５）前記ヒータブロックは内部に加熱手段を有する厚
   肉部と、該厚肉部と連続する薄肉部とから成り、前記放
   熱部は前記薄肉部のリードフレームが搬送される面とは
   反対側の面に取り付けたことを特徴とする請求項第１項
   に記載の半導体装置の製造方法。