JPH02266541A - 半導体装置又は半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置又は半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPH02266541A
JPH02266541A JP1086841A JP8684189A JPH02266541A JP H02266541 A JPH02266541 A JP H02266541A JP 1086841 A JP1086841 A JP 1086841A JP 8684189 A JP8684189 A JP 8684189A JP H02266541 A JPH02266541 A JP H02266541A
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Michio Tanimoto
道夫 谷本
Takeshi Kaneda
剛 金田
Shunji Koike
俊二 小池
Hiroshi Watanabe
宏 渡辺
Kiyoshi Honma
精 本間
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】
〔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。 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。 〔従来の技術〕 一般に、半導体装置における半導体チップの外部端子（
ポンディングパッド）とリード（インナ＋　１７−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。 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℃・る
が、最近では、ワイヤ間シロ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。 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。 これう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５７−１６２４
３８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）、さらには絶縁フェ
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。 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）ＪＰ
、８２〜９２がある。 上記文献においては、樹脂モールド型半導体装置にお汁
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。 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Ｋ、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。 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
因となりて、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。 すなわち、一般的なエポキシ樹脂の熱膨張係数は１７Ｘ
１０〜６〜７０　Ｘ　１　ｏ−ａ／ｃ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　Ｘ　１０−’程度、４２アロイ、コバール等で
は約６　Ｘ　１０””’と小さい。 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。 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。 〔発明が解決しようとする課題〕 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。 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絶縁被覆膜の材料のうち、ポ
リエステル樹脂は膜の剛性が太き過ぎるためボンディン
グ性が悪（、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。 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、これうの材料は、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
ピラリに引っ掛かり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。 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。 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。 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。 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。 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％以下にせざるを得す、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。 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。 又、ＤＩＰ　（旦ｕａｌ　Ｉｎ−１ｉｎｅ　Ｐａｃｋａ
ｇｅ）等の樹脂封止型半導体装置は半導体チップの外部
端子（ポンディングパッド）と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。 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俊
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。絶縁体はボリウＶ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＆ウェッ
ジボンディング法やウェッジ＆ウェッジボンディング法
によってボンディングされている。 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。 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。 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、又被覆ワイヤが断縁し、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。 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。 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ビン配置（（１号ビンや電源ビン
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ビン配置がなさ
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、単にビ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。 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。 本発叫の他の目的レマ、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、％に被
覆ワイヤとリードとのボンデイ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。 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Ｋある。 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
【、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。 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。 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。 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。 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。 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。 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Ｋある。 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。 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。 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Ｋある。 〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明の５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。 本発明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
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肪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。 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（、前記半導体チップの外部端子に接続される。 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。 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。 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。 また、本発明の他の半導体装置の製造技術およびそれに
より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。 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。 すなわち、第１に、金属線とレジ／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　Ｘ　１０−’／℃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。 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房で結線し
、さらにその周囲な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１ｏｘ１ｏ
’／ｃ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。 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】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。 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　Ｘ　１　ｏ−６７℃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。 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　Ｘ　１　ｏ−’／℃
以下に制御したレジンでモールドするものである。 ＄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。 第７Ｋ、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。 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。 （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
。 （２）　　＃Ｉ記被被覆ワイヤ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。 （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。 （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。 〔作用〕 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
るいはワイヤ間シロ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。 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。 さらに、被覆ワイヤの絶縁性被覆膜として、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。 上記した第１の手段によれば、レジンの熱膨張係数が１
０　Ｘ　１０−’／℃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。 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げられているために、電
気的短絡が有効に防止される。 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りて金属線が
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。 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、金属縁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。 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。 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。 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Ｋよって、第１および第２の中間
層の形成が連続的Ｋかつ容易に可能となる。 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。 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。 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
プを使用しく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
コストで多言類の半導体装置を形成することができる。 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）を使用しく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）ＩＪ　−１”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。 〔実施例〕 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。 （１）実施例・】 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。 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／℃０
０Ｈ＝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。 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、ジエチレンクリコール、
プロピレングリコール、シフロピレンクリコール、ヘキ
サンクリコール、フタングリコール、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ＩＭｃ、１．
４−ジメチロールベンゼンのよウナ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、グリセリンヲ使用することが好適である。 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εド酸、イミド酸を併用することが
できる。 なお、イミド酸の構造式は次のようなものである。 〔イミド酸の構造式〕 ＣＨ。 （Ｒ：　　ＣＨｔ−−８ｏｔ−１Ｏ−９Ｃ０−９Ｃ：］
ＣＨ。 また、耐熱性が低下しな℃・程度でイン７タル酸。 オルソフタル酸、コハク酸、アジピッ酸、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。 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。 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２５０
１．２５０３．２５０５　、コロネートＡＰ−３ｔ、デ
スモジー−ルＣＴ−５ｔ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。 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。 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。 本発明において、ポリオール成分の】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重世部である。これが、０．１重量部未満になると
、硬化促進効果が少な（なると共に塗膜形成能が悪くな
る傾向がみられ、逆１ｃＩＯ重′ｊｔ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
低下がみもれるようになるからである。 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、バ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）リス（ジメチルアミ
ノメチル）フェノールが用いられる。 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Ｋ
より得ることができる。 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。 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。 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、％殊なエポキシ樹脂等が挙げられる。 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。 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。 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■方向から見た平面図、第７図は第６図の■−■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
タッチ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図はタプ
シ田−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。 本実施例の半導体装置は樹脂封止型半導体装置１０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じて構成することができる。 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２人と、その最上部のパッシベーションＨ
２Ｂ　ト、　該バッジベージ璽ン、１２Ｂの開口部から
露出された外部端子（ポンディングパッド）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３人に接合されている。 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。 被覆ワイヤ５の金属膜５Ａの材料は、たとえば金（Ａｕ
）、銅（Ｃｕ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）を用いる
ことができる。 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。 本実施例の被覆ワイヤ５は、そのファースト（第１＝１
ｓｔ）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５Ａ、の形成によるポ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　＝　２　ｎ　ｄ　）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ンニツクボンディングに
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５Ａ、として導電接続されている。 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３
Ａ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。 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１ｇ３図
〜第１１図を中心に説明する。 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。 すなわち、スプール１】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／Ｉ
／（キャピラリ）１６を通して行われるようになってい
る。 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５Ｋ、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）１
７に支持されている。 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ｉ５Ａ
で形成された金属ボール５Ａ、を接続している。金属ボ
ール５Ａ、は、金Ｍ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罠なっている。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、笑質的にり−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】６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。 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
＃５Ａ、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５Ａｌ接続することにより、金属ボール５Ａ、
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＠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の他端側な被覆膜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３０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、多ビン化）を図ることができる。 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５Ａ、形成部分ンは、前記
第３図および第４図に示すように、金属ボーＡ１５Ａ、
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１８人は、第４図に示す矢印入方向
に回転移動するように構成されている。つまり、被覆部
材１８人は。 金属ボー）ｖ　５　Ａ　、の形成時に、矢印入方向の回
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。 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■−■切断線で切った断面に相当す
る）、第６図（第５図の矢印■方向から見た平面図）お
よび第７図（第６図の■−■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５Ａ、の形成時に、溶は上がる被覆膜
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１８
Ａ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１８人は、たとえばステ
ンレス鋼で形成する。さら渕、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。 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Ｋ、電気トーチ（アーク電極）１８
Ｄ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ｉ５Ａに近接
させ、両者間にアークＡｃを発生させて金属ボール５Ａ
、を形成するよ５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。 １！気トーチ１８Ｄは、導電性材料で形成された吸引装
置１９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Ｉ−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１
８Ｄ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。 前記電気トーチ１８Ｄは、前述のように金属ボール５Ａ
、を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の供給軽路から
離隔できるように、第４図に示す矢印入方向に移動でき
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Ｋ、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を矢印入方向に回転させ
るクランク軸１８Ｉ、このクランク軸１８工を回転させ
る駆動源１８にで構成されている。 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１８にのシャフト１８Ｊの矢印Ｂ方向の移動に
よって行われる。駆動源１８には、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１８
Ａの移動とは、両者が一体に構成されているので実貧的
に同一である。 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ＣＩ３　蓄積用コンデンサＣミルトリガーで
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。直流電源り、Ｃは、たとえば
、−１０００〜−３０００（Ｖｌ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。 直流電源り、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（＝ＯＩ：Ｖ））である。■は′電圧
計、人は電流計である、後に詳述するが、被覆ワイヤ５
の金属線５人はスプール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１
８Ｄで被覆ワイヤ５の先端部に金属ボール５Ａ、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。 このように、被覆ワイヤ５の先端部の金属線５人とアー
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／Ｌ１５Ａ。 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５Ａｌ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５人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の溶は上がりを低減し、絶縁性
被覆膜の球の発生を防止することができる。 なお、本発明は、被覆ワイヤ５の金属線５人が電気トー
チ１８Ｄに対して正の電位を有するように、基準電位Ｇ
ＮＤ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。 前記被覆ワイヤ５が巻き回された前記スプールｌｌ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】】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。 前記スプール１１は、スプールホルダ２１に取付１られ
、このスプールホルダ２１０回転軸２１人によりてボン
ディング装置本体１０に取付ゆられている。 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
。 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、魚形状で設けられている。 接続端子１１Ａは、第１０図に示すように、絶縁体１１
Ａａの上部に導電体１１Ａｂを設け、この導電体１１Ａ
ｂの上部に接続用金属部１１Ａｃを設けて構成している
。絶縁体１１人ａ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１］Ａｃ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。 この接続端子１１人には、スプール１１の側面（鍔部）
Ｋ形成された切入部を通して、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＠５ｋ
、すなわち被覆ワイヤ５０巻き始め端部の金属線５Ａｌ
接続するよりに構成されている。この金属線５Ａは、接
続用金属部１　ｊＡｃＫよって接続端子１１λに接続さ
れる。 被覆ワイヤ５の巻き始めの金属線５人の表面の被覆膜５
Ｂ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５人は、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１
０を通し
【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２００基準電位ＧＮＤと
同様の電位である。 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５Ａｌ接続することに
より、スプールホルメ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＠！５
Ａを確実に基準電位ＧＮＤＫ接続することができる。 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５
Ａ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５人、を確実
に形成することができる。 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）２
２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２２人。 アーム移動部材２２Ｂ、雌ねじ部材２２Ｃ１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２２
Ｂを移動させるように構成されている。前記モータ２２
Ｅ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。 アーム移動部材２２Ｂに支持されたボンディングアーム
１６Ａ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の損傷や破堰を防止するように構成され
ている。 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１５
Ａを介在させてボンディングアーム１６Ａに設けられて
いる。 ワイヤ案内部材１４は、スプール」１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１
５Ａに設けられている。 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／１１５Ａ、を形成する時
に、その形成部分（金属線５人および被覆膜５Ｂ）に流
体吹付装置２５からの流体Ｇｓを吹き付けるよ５に構成
されている。流体吹付ノズ／Ｌ／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５人で金属ボール５Ａ、を形成する際に、
アークＡｃの発生する熱で溶は上がる被覆膜５Ａを吹き
飛ばす（５Ｂ　ａ）ように構成されている。 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１８人に設けられている。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５Ｋ、被覆膜５Ｂの溶は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りて流体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。 前記流体Ｇｓは、Ｎ！、Ｈ！、Ｈｅ、Ａｒ、空気等の気
体を使用し、第８図に示すように、流体吹封装ｆ（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。 冷却装置２５人は、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２５人は、た
とえばベ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１
８Ｃ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。 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の溶は上がり部分を中
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の溶は上がった被覆膜５Ｂ
ａ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】９に吸引される。 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族のヒータ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。 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。 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１８にで動作する
移動装置によって、被覆部材１８Ａｌ矢印入方向に移動
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。 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ｉ５Ａと電気トーチ１８Ｄとの間にアー
クＡｃを発生させ、前記金属線５人で金属ボール５Ａ１
を形成する。この金属ボール５Ａ、を形成するアークＡ
ｃ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ａｈ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５
Ａが露出される。 金属ボール５Ａ、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（を流、を圧のそれぞれが高
い領域）で金属ボール５Ａ、を形成すると、被覆ワイヤ
５の被覆膜５Ｂの溶は上がり量が小さくなる。このよう
に、金属ボール５Ａ。 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。 そして、この金属ボール５Ａ、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の溶は
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。 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Ｏ〜−１０（
Ｃ）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
の溶は上が９ｉ１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５人、被
覆膜５Ｂ。 ボンディングツール１６等を積極的に冷却するととがで
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Ｍ５Ｂは溶融されず、その結果、被
覆膜５Ｂの溶は上がり量を低減することができる。 次に、前記被覆部材１８Ａおよびそれと共に電気トーチ
１８Ｄ、流体吹付ノズル１８Ｃのそれぞれを矢印入方向
（前述と逆方向）Ｋ移動させる。 その次に、ボンディングツーＮ１６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５人
、を引き寄せる。 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５Ａ、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：１ｓｔ）。 この金属ボール５Ａ、の接続は、ボンディングツール１
６の起音波振動および／または熱圧着（いずれか一方で
もよい）で行う。 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
：２ｎｄ）。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５Ａ、に
おいて、強固にウェッジボンディングされる。 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】６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
しく・。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。 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５
Ｂ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。 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。 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
溶は上がる被覆膜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＆ワイヤ５をボンディン
グノール１６の加圧面に引き寄せることができるので、
ポ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。 また、被覆ワイヤ５の先端部に金属ボール５Ａ。 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１８Ｃ（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の吹き付げ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）
を設げることにより、前記被覆ワイヤ５の溶は上がる被
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またはり
−ド３のインナーリード３Ｂと被覆ワイヤ５の金属線５
Ａ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。 また、被覆ワイヤ５の先端部に金属ボール５Ａ。 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１８Ｃ（流体吹封装ｆ２５）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
の溶は上がりを著しく低減し、溶は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。 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
、を形成し、この金属ボール５Ａ。 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５Ａｌリード３のイ
ンナーリード３Ｂに接続することＫ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。 特に、本実施例の半導体装置】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。 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】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Ｋ、
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
２．５篩以上になったり、またタブ３人のサイズが半導
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。 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。 ところが、本実施例の半導体装ｔ１においては、前記の
如く、被覆ワイヤ５の被覆膜５８７！ｌ″−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。 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。 里！廻工 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は反応させ、３ｇｉ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。 上記のようにして得られた３糧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膜を形成し、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。 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−８８
３Ｂ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。 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。 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百−
ト防止効果が得られることが確認された。 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。これうの実験
結果および他の各徨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。 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
エツジで接触させ、該タブエツジ接触部とは反対側から
水平方向に荷！ＷＬ　　（０，６５ｇ　）で被覆ワイヤ
５に押付力を与え、そしてタブ３Ａｌ上下方向に２０μ
ｍ振動させることＫより、被覆膜５Ｂの摩耗などを評価
した。 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。 また、被覆膜５Ｂの耐熱性は、高温数［’（１５０〜２
００℃、０〜１０００時間）後のＮｆの測定によって評
価した。 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Ｔｃ１ｏ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。 以下に、これうの実験結果を具体的に説明する。 まず、第２０図と第２１図はそれぞれ温度１５０℃と１
７５℃とＫおける被覆膜５Ｂの摩耗強度の熱劣化（１０
０時間後の被覆膜破壊回数低減）を示すものである。こ
れう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℃、１０
０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。 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〔△Ｎ　ｆ　／　１００　Ｈｒ　ｓ　）　（＝Ｎｏ−
Ｎ＋ｏｏ／　１００　Ｈｒ　ｓ）　　（縦軸）とノ関係
（７）実験結果を示すものである。この図におい
【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／」＼
さいことが理解される。 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。 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。 第２３図から明らかなように、被覆膜のイミド化率は約
】／３であるのが劣化速度（劣化率９および剥がれ強度
の両方について好ましいものである。 特に、本発明の耐熱ポリウレタン被覆ワイヤの場合、２
ｎｄ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（、極めて有利な結果が得られた。 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’ｆｏｏ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４０
００以上にまで大幅に向上した。 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。 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５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、その溶は
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（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、その溶は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。 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。 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は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。 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。 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。 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。 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、たトエばポールボンディングにお
ける金属ポール形成時、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。 その理由は次のとおりである。すなわち、金属ポールの
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
上に溶は上がるが、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ボンデイ
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。 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】５０℃〜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、これうの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。 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。 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。 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とは金属
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。 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。 第２６図の実施例・１の■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５Ａ、によるポ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５Ａ０として図示する如（，２ｎｄボ
ンデイ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２ｒｘｄボンデイング
を行うものである。 次に、第２７図の実施例・ｌの■においては、セカンド
ボンディング部５Ａ！は実施例・１のＩと同じく被覆膜
５Ｂを除去することな（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ポー
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５人４．を形
成している。 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。 さらに、第２８図の実施例・１の■は、ファーストボン
ディング部５Ａ１．は実施例・】の■と同じであるが、
セカンドボンディング部５人！！を実施例・１の■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。 （以下余白） 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５Ａ１．として、被ｍ膜５Ｂを予め除去し次
ボンディング方式とし、セカンドボンディング部５Ａ、
は実施例・１のＩ及びｍと同じ（、被ｍ膜５Ｂの除去を
行うことな（ボンディングし次ものである。 さらに１第３０図の実施例・ｌの■においては、ファー
ストボンディング部５Ａ１．およびセカンドボンディン
グ部５Ａ□のいずれも被覆Ｍ５Ｂを予め除去した状態で
金ｉ線５Ａを非ボール形成方式でボンディングする例で
ある。 第３１図は本発明の実施例・ｌの市によるワイヤボンデ
ィング部を示す部分断面図である。 本実施例では、被覆ワイヤ５の被覆膜が複合波ａ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
を前記し之耐熱ボリウレタ／よりなる該被ｍ膜５Ｂで被
覆し、かつ該被覆膜５Ｂの外光面上をさらに他の絶縁性
材料よりなる第２の被ｍ膜５Ｃで被覆し比例である。 このＭ２の被５ｓｓｃの材料としては、＃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（する目的で
、第２の被ｍ膜を施すこともできる。 また、第２の被覆膜５Ｃの厚みは被覆Ｍ５Ｂ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。 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。 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。 また、被覆ワイヤの金属謙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。 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。 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（適用できる。 以上の実施例において開示される発明のうち代弄的なも
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。 （１）金Ｆ４腺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テ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
側なリ一ドに接続することにより、被ａ談が熱劣化で膜
破壊を生じることを防止できるので、被覆ワイヤのタブ
シ璽−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。 （２）　　被覆ワイヤが屈曲などを起こしても、被覆族
にひびや層剥離などを生じることがなく、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。 （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。 （４）前記（３）により、被覆族が炭化しないので、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璽−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。 （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。 ％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。 （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
。 （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、被覆族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族の溶は上がりや除去状態
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。 （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（多ビン化）を夾現することが可能と
なる。 （９）前記被覆ワイヤの前記被覆Ａ上に第２の絶縁性被
覆族を設けることにより、電気的シロート不良を確実に
防止できる。 ａｔＩｌ　金ＪＩｉｆｓ（ｆ）表面な絶縁性の被覆膜で
被覆し九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時間後の被覆課破壊回数低減における劣化率が２
０％以内で、かつ金属ボールの形成時あるいは該被ａｋ
＆１の除去時に非炭化性の材料よりなることにより、被
覆族の劣化による電血的シ璽−ト不良を確実に防止でき
ると共に１被ａ裏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１−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。 （１υ　金属Δの表面を絶縁性の被覆族で被覆した被覆
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
覆族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６噂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。 ａｚ　　金属線の表面を絶縁性の被覆族で被覆し次被覆
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
覆族が、１５０℃〜１７５℃、１００時間後の被覆膜破
壊回数低減に３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、襖の除去時に非炭化性の
材料よりなることにより、被６ｆ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、炭化物の落下忙よる集積回路のシ冑−Ｆ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。 （２）　　実施例・２ 第３２図は不発明の実施例・２である半４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
グ装量の装置溝成を示す説明図、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、笛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４
３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
率におげろ熱サイクル回数を従来技術との比較で示した
衣、第４４図はＰＣＴ（プレッシャ・クツ力・テスト）
における水分の浸偵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ＰＣＴ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止個数の変化を示し
た表である。 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、バク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２０４との間にはループ状に張設されたワ
イヤ２０７で結椋が行われている。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。 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。 すなわち、リードフレーム２０８はその中央にタグ吊り
リード２１０によって支持され九タブ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
接融にリード２０６が延設された状態となっている。 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０．１５ｍ程度の導電性の板状部材を
、エツ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２０６の内端表面には金（Ａｕ）、半田
等を被着しておいてもよい。 上記タブ２０２に樹脂ペース）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（Ｓｌ）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繰族としてのＰＳＧ模２１３が
Ｏ６３μｍ６３μｍ程で形成されている。さらＫその最
上層には保護膜としてのバッジベージ璽ン膜２１４が１
．２μｍ程度の護岸で被着されており、その一部は開口
され次状態で下層において部分的に設けられたアルミニ
ウム（Ａｌ）からなる厚さ０．８μｍ程度の外部端子２
１５（ポンディングパッド）が上方に露出されている。 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
例においては第１の中間Ｉｖ２１６Ａおよび第２の中間
＃２１６Ｂを備え７？：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。 ワイヤ２０７の軸線を構成する金属粉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。 本実施例のワイヤ２０７において、軸線となる金属線２
１７の直径は約２５μｍ″′Ｃ：あり、その周囲に形成
された２層構造の中間層２１６は約２μｍ程度の護岸で
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２９〜３０μｍとなっている。このようにワイ
ヤ２０７全体の総径を３０μｍ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（なるためである。しかし、このことは３
０μｍ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。 上記金属線２１７の周囲に設けられ次第１の中間層２１
６Ａ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フレタン樹脂
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。 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念す材料を選
択することが重要である。 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。 その理由は以下の通りである。すなわち、金属ボール２
１８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＃２１８の上方に溶は上がる
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が分解されずに炭化してしまうことになる
。その結果、炭化した中間＃２１６は上記金層ボール２
１８の直上で金属線２１７を包み込むよ５Ｋして該金属
線２１７０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Ｋは断線を
引き起こすととくもなる。 このような事夾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。 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。 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。 以上の条件を満たす紀１の中間層２１６Ａの構成材料と
して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取分
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。 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／℃０
０Ｈ＝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３０〜１００ＯＯの範囲
で水酸基をｌＯＯ〜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。 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、ジグロピレングリコール、ヘ
キサングリコール、ブタンクリコール、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
た上記以外にモ、　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。 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。 また１耐熱性が低下しない程度において、イド７タル酸
、オルソフタル酸、コハク酸、アジピッ酸、セパシン酸
等の２塩基酸、あるいは１，２゜３４−ブタンテトラカ
ルボ／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
等の多塩基酸を併用しても差し支えない。 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、たとえは
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ろ。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／、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。 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１ｔｓ−５０，コロネート２５０
１．ｊ５０３，２５０５．　　コロネ−）ＡＰ−８ｔ、
デスモジエールＣＴ−８ｔ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。 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１ワイヤ２０７本体の金属線２
１７の周囲を絶縁したワイヤ２０７を得るものである。 このような塗装に除しては、後述の第３７図に示す中間
層形成装置２２０を用いることが可能である。 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当号、好ましくは０．９〜２．０当貴およ
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、固型分合［１０〜３０重蓋％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
。 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Ｋ
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
塗層形成能が悪くなる傾向がみもれ、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。 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、）く−サチツク酸などの亜鉛塩、鉄
塩、銅塩、マンガン塩、コノ（ルト塩、スズ塩、１，８
ジアザビシクロ（５，４゜０）クンデセン−７，２，４
，６）リス（ジメチルアミノメチル）フェノールが用い
られる。 上記のような塗料組成物をワイヤ本体の金Ｎ＠２１７０
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。 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。 なお、本発明者等の検討結果によれば、第１の中間層２
１６Ａ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。 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とは金属
ボール２１８の形成時または第１の中間１２１６への加
熱除去時に炭化性を示すので、ワイヤ２０７の第１の中
間層２１６Ａ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。 上記第１の中間１２１６Ａ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の介在によりて
、ワイヤ２０７全体が硬化され之レジン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２
０５が熱応力によって形状変化した場合にもワイヤ２０
７の断線が防止される構造となっている。 すなわち、尚該ワイヤ２０７が上記第１の中間層２１６
Ａのみを備えた構造である場合を仮定すると、まずこの
よ５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あるいは牛専体テクプ２０４とワイヤ２０７の
ｔｓｌ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ｆｃ場合には、レジン２０５の僅か
な熱応力変形によりてワイヤ２０７も断線してしまう可
能性が高い。 この点について、本実施例によれば離型性の良好なフッ
：Ａ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が設けられている定め、樹脂モール
ド後においてもレジン２０５中ニオイてワイヤ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２０７が追従せずに、ワイヤ２０７の
断線が有効に防止される。 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。 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。 本実施例の中間層形成装置２２０は、第３７図に示すよ
うに笛ｌ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２
２２Ａと第２の貯留槽２２２Ｂとを総称して貯留槽２２
２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１第２の貯留槽２２２に
おい℃は、第２の中間＃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２２
３が液状態を維持するためのヒータ等による加熱手段２
２４が配置されている。 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。 したがって、滑車２２６の回転によりて貯留液２２３内
に浸漬されていた滑車２２６の一部は所定量の貯留液２
２３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２２
３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グ、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２０
７を軸方向に移動させるのみで金属線２１７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。本実施例では縞１の貯留槽２２
２と第２の貯留槽２２２とを連続的に配置している恵め
、第１の中間層２１６Ａと第２の中間層２１６Ｂとによ
る２層構造の中間層２１６が極めて効率的に生皮できる
。 なお、上記では第１の貯留槽２２２と第２の貯留槽２２
２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２２３を複数回塗布することにより、Ｎ厚
を大きくすることもできる。 次に、上記中間層形成装置２２０を通じて得られたワイ
ヤ２０７を用い次ワイヤボンディング工程について説明
する。 このワイヤボｙデイ／グ工程に用いられるワイヤボンデ
ィング装＆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ｙｔＸＹ
ステージ２３２と、上記リード７Ｌ／−Ａ２０８の載置
されるボンディングステージ２３３と、これうの作動を
制御する制御部２３４とを有している。 制飾部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。 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
りている。 一方、ＸＹステージ２３２上のボンディングヘッド２３
１の内部には、上下動ブロック２３５がＸＹステージ２
３２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２３
５の側面にはボンデインクヘクト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２３７０回転にともなって上下動ブロッ
ク２３５か所定量だけ上下方向に移動可能とされている
。 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、尚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２
４１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、これうの損傷・破壊の発生を防止するよ
うに構成されている。 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の制御によりている。 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１す２４５．スズロケット２４６およびクランパ２４
７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。 上記ボンディングツール２４３の先端は電気トーチ２４
８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２５
１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。 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２５
５は、さらに支持部材２５６によって支持されてお０、
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２
６０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ｙ−
ｈｚ４３の先端に上記カバー２５０およヒＶＷ気トーチ
２４８を配置できる構成となっている。 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２０４０所定直
上に位置した状態となる。 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２５
０によって覆われた状態となる。 次に、電気トーチ２４８に対して−１０００〜−３００
０（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Ｎ２１６は、ワイヤ２０７の先端
部分より上方に溶は上がり、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
。 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。またこのトキ、高エネルギー（
高電流、高電圧）洗よって金属ボー／Ｉ／２１８の形成
を行５ことによって、上記中間層２１６の溶は上がり量
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＜　−１０００〜−３０００
（Ｖ）程度の負電位とし虎状態で、一方のワイヤ２０７
の金属ＩＱ！２１７を基準電位（ＧＮＤ＝Ｏ（Ｖ））で
固定・保持しておくととＫよりてアーク放電の状態を安
定させることができる。 さらに１上記金属ボール２１８の形成時におい℃、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りており
、これによって金Ｒ線２１７の周囲で溶は上がった中間
層２１６が飛散され、飛散され次該中間層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−１
０〜０℃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の溶は上がり量は小さく
なる。すなわち、冷却流体２５３によってワイヤ２０７
の金属線２１７、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ｒｆｉ
２１６０部分に影響を与えることなく（溶は上がりｉな
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。 以上のようにして金属ボール２１８が形成され次後、駆
動源２５７が再度作動されて、吸引管２５５が回動され
、ポンデイ／グツ−／Ｉ／２４３の周囲よりカバー２５
０が離脱して、ホンディングツール２４３の先端は開放
状態となる。 この状態でポンディングヘッド２３１のサーボモータ２
３７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２０４上の所定の外部端子２１５の表面に着地
する（第３４図）。 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２４
３に伝えられる。 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、ボンディングア−ム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／デイン
グ）。 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、上記ホンディング
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
定量適り出され次状態となる。 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１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、ポンディングツール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りて、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２０７
の損傷・断線等も防止される。 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ズ第２ボンディング）。 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。 次Ｋ、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。 本実施例で用いられる樹脂モールド装置２１６は、第２
９図に示すようＫ、上方の固定プラテン２６２に保持さ
れた下型部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２
６６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。 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により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２０
５の原材料がタブレット２６３の状態で投入されるトラ
ンス７アシリンダ２６４が配置されている。上記トラン
ス７アシリンダ２６４は、上屋部２６３に内設され九ボ
ット２６５と連通され、プランジャを押圧可能な構造と
なりている。装置基台２６７の下部には可動プラテン２
６４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グ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。 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ボット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
、該う／す２７１の先端はそれぞれ着脱可能に装着され
たチエイスユニット２７２の２ノナ２フ１１Ｃ連通され
ている。 上記チエイスユニット２７２上には上記２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
されるととＫよりて所定範囲に樹脂モールドが可能とな
っている。 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。 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２ツク型エポキシ樹脂、フェノールノ
ボ２ツク型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡｉ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々
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！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九めのカップリング剤として
エボキシシ２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。 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。 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９０ｘ量％以
上が粒径１００μｍ以下の範囲内にありて、しかもその
粒度分布をＲＲＳ粒度線図で示した場合に、勾装置が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。 ココテ、ＲＲＳ粒度線図とは下記の四ジンーラムラー（
Ｒｏｓｉｎ　−ＲＡｍｍｌｅｒ　）の弐に従う粒度分布
を表す粒度線図のことを指す。 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。 また、ＲＲＳ粒度線図における勾配とは、ＲＲＳ粒度線
図の・最大数１．Ｄｐまでの累積重量％が少なくとも２
５重量％と７５重量％の範囲にある２点を結んだ直線で
代表されるロジンーラムラーの式のｎ値のことをいう。 一般Ｋ、充填剤の原石を微粉砕し九場合、その粒度分布
はロジン−ラム２−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、はぼ直
線性を示すとされている。 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号会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良状態の
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念高温の火炎中に一定量ずつ供給し
、溶融、冷却することによりて得られる。 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ＲＲＳ粒度線図で表示した場合にその勾装置が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％配合し次レジン２０５は
、熱膨張係数を１０×ｌＯ７℃以下とすることが可能で
ある。 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５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次ものが第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ｌ０ＸＩＯ／’Ｃとするためには、充填剤の配合量
を７５１ｉｉ１％程度とする必要がある。 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１０　Ｘ　１０−’／℃となる場合のレジン２０５
の溶融粘度は１０．０００（ボワズ）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、ソイヤシ１−ト、タブ
タツチシ１−ト、チップタッチシ１−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５なワイヤシ璽
−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！量％とした場合にはワイヤシ璽−トの発生
率は５％と高い値を示している。 しかし、本実施例の中間層２１６を備え九ワイヤ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２１６を備えたワイヤ２０７の構造によって、はじ
めてレジン２０５の膨張係数の抑制が実現されているこ
とが理解できる。 すなわち、本実施例では金属Ｒ２１７のＲ囲に中間層２
１６が設けられているため、ワイヤ２０７が他のワイヤ
、タブ２０２あるいは半４体チクプ２０４と接触した場
合においても、上記中間層２１６によりて電気的絶縁が
保持されている。したがって、多少のワイヤ流れを生じ
念場合にも、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テップ２０４あるいはタブ２
０２およびリード２０６の熱膨張係数と近似したバック
ージ栴造が実現でき、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クラツクが有効に防
止される。 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ｋ、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。 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２６３とした後、樹脂モールド装置２６１に投入さ
れる。 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２
６５との間に被モールド物体であるリードフレーム２０
８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と下壓
５２６５とが閉じられた状態となる。 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中程度に制御された状態と
なりている。 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７ｓ（Ｋｇｆ／ｉ）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。 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１
０　Ｘ　１０”−＠／’Ｃを実現するために、充填剤の
配合量が７５重量％Ｋ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りている。こ
のよ５な高粘度のレジン２０５を用いてキャビティ２７
４への注入を行りた場合、レジン２０５によるランナ２
７１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、しかも複数のボッ）
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２／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。 ま九後者に対しては１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、電気的シ四−トは有効に防止されて
いる。このように、本実施例では金ｊＩ！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
半尋体チップ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、＠３３図のａで示され
るようなりロスボンディング、あるいは同図すで示され
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１４，１Ｉ２１７（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・高集積化を促進で鎗る。 以上のようＫしてレジン２０５によるパッケージが形成
されたリードクレーム２０８は、レジン２０５が金型２
６６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２６６外に取り出される。 このようにして得られ次半導体装［２０１のパッケージ
は、その熱膨張係数がｌ０ＸＩＯ／’Ｃに制御され、リ
ードフレーム２０８の熱膨張係数と略近似し几値となっ
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。 第３表は１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ｌ０ＸＩＯ”−＠に抑制されてい
る九め、そのクラック不良１０％に至るサイクル数は３
００サイクルであったが、従来技術におけるレジン２０
５を用いた場合には、例えば熱膨張係数が１９Ｘ１０−
１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ｌＯ％に達してしまりている。 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（ブレラシャ・クツ力・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（螢光液）が半導体チツ・グにまで達してし
まっているが、本実施例の半導体装置２０１においては
、１０００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までの距離の半分穆度
Ｋ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。 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
　０ｕｔ−１ｉｎｅ　Ｊ−ｂｅｎｄ　１ｅａｄ　）に応
用した場合と従来技術で構成し７を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ｓ
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・クツ力・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
は検出されなかりた。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ど、熱
膨張係数の抑制されたレジン２０！ｌよるパッケージ構
造との相乗効果によりて耐湿信Ｍ性が大幅に向上されて
いる。 また、絶縁樹脂からなる中間／１２１６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Ｋ、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２１６Ｂとの２＃構造となりてい
るため、上記第２の中間層２１６Ｂ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。 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
体的に説明し九が、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５までもない。 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。 本実施例において開示される発明のうち代表的なものＫ
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。 すなわち、パッケージを構成するレジ／において、熱膨
張係数の差異に基づくクラツクの発生を効果的に防止す
ることができる。 ま九、パッケージ内において、熱応力によりて生じるワ
イヤの断線を有効に防止できる。 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。 （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−１切断線で切った要部断面
図である。 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（ポンディングパッドＢＰ）３０２Ｅとリード３０３
のインｆ−リード３０３Ｂとを被覆ワイヤ３０５で接続
している。 半導体チップ３０２は、メモリセル選択用ＭＯ８ＦＥＴ
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
Ｄ　ＲＡ　Ｍ　（Ｄｙｎａｍ　ｉ　ｃ　Ｒａｎｄｏｒｎ
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
形成され九素子間分離絶縁膜（フィールド絶縁膜）３０
２Ｂにその形状を規定されかつ電気的に分離されている
。 前記素子間分離絶縁［３０２Ｂの上層には、層間絶縁膜
３０２Ｃ，層間絶縁膜３０２　Ｄ、外部端子３０２　Ｅ
、保！！膜（バックベージ璽ン膜）３０２ｐ、）＜リア
メタル膜３０２Ｈが順次積層されている。 層間絶縁膜３０２Ｃは前記半導体素子（例えば、ＭＯＳ
ＦＥＴ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１Ｎ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。 前記外部端子３０２Ｅの表面上にはバリアメタルｊｌ（
３０２１（が構成されている。このバリアメタル［３０
２）Ｉは保獲膜３０２Ｆに形成され次間口部３０２Ｇを
通して外部端子３０２Ｅの表面に接触させている。 このように構成される半導体チップ３０２は接着用金！
！４（例えばＡｕ−５ｔ共晶合金又はＡｇペースト）３
０２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−Ｎ１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３０３
Ａ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。 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の他端側はアクタ−リード３
０３Ｃ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５に夫々機能が
規定されている。つまり、ｌ１０Ｘ〜ｌ１０４は入出力
信号用のアクタ−リード３０３Ｃ（ビン）である。ＷＥ
はライトイネーブル信号用のアウターリード３０３Ｃで
ある。ＲＡＳ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ｓＡ５〜人。 はアドレス信号用のアウターリード３０３Ｃである。Ｏ
Ｅはアウトプットイネーブル信号用のアウターリード３
０３Ｃである。ＣＡＳはカラムアドレスストローブ信号
用のアクタ−リード３０３Ｃである。Ｖｃｃは電源電圧
（例えば５　（Ｖ）　）用のアクタ−リード３０３Ｃで
ある。ＶＩＩｇは基準電圧（例えば０ＣＶ））用のアウ
ターリード３０３Ｃである。 被覆ワイヤ３０５は、第４５図に示すように、金Ｊｌｉ
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。ま几、金属線３０５Ａは前記以外の材料と
して銅（Ｃｕ）、アルミニウム（ＡＩ）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３０
５Ｂは、前記以外の材料としてエステルイミド樹脂、エ
ステルアばド樹脂等の樹脂材で形成してもよい。 前記被覆ワイヤ３０５は、ボール＆ウェッジボンディン
グ法或はウェッジ＆クエッジボンディング法によりて外
部端子３０２Ｅに接続されている。 つまり、半導体テップ３０２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３０５
Ａで形成された金属ボール３０５Ａ、が接続されている
。金属ボール３０５Ａ１は被覆ワイヤ３０５の金Ｉ！４
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３０５Ａ、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）。 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
３０５Ａ！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３０５Ｂｆｒ：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ェッジ・ポン
デイフグ技術による熱圧着に超音波振動を併用すること
によりて行われる（セカンドボンディング）。 このように、被覆ワイヤ３０５を使用する樹脂封止凰半
導体装置３０１は、金属＃Ｊ３０５Ａの表面を絶縁体３
０５Ｂで被覆しているので、被覆ワイヤ３０５開、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、樹脂封止凰半導体装置３０１の電
気的信頼性を向上することができる。 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３０
３　ＢＶＣ被覆ワイヤ３０５の他端部の接続部分のＰ縁
体３０５Ｂを破壊し露出した金属線３０５Ａ、を接続す
ることにより、金属ボール３０５Ａ、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の他端部との接融による短絡を防止
することができるので、インナ−リード３０３Ｂ間隔を
縮少し、多端化（多ビン化）を図ることができる。 前記半導体チップ３０２、タブ部３０３Ａ、インナーリ
ード３０３Ｂ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図に示す矢印Ｇ
方向から樹脂材を注入し凝固させることで形成される。 金属の樹脂注入口（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。 前記樹脂封止型半導体装［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３
０３Ｂ、アウターリード３０３Ｃ及びタブ吊りリード３
０３Ｄ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
れが生じ比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比
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。 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３０
５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りて応力が
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Ｒ線３０５Ａとが短絡する。 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Ｋ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。 ま虎、リード３０３の各角部のバリが生じた面を使用し
九場合、第４８図（要部拡大断面図）に示すように、樹
脂封止凰半導体装置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りて応力が
集中するために生じる。 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Ｃ％〕を示す。第５
２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３０
３の各角部にだれが生じ次面を使用した場合、温度サイ
クルが増加しても殆ど前記断線は生じない。 このようＫ、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３０
５及び被覆ワイヤ３０５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３０
３Ａ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。 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
０断肪が生じるので、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３
０２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な面取りすることによ
りて被覆ワイヤ３０５の絶縁体３０５Ｂの損傷又は被覆
ワイヤ３０５の＠線を防止するように構成されている。 ま几、前記第４５図に示すように、被覆ワイヤ３０５は
、半導体チップ３０２０角部、タグ部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。 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３０２０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ととＫより、前記
被覆ワイヤ３０５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、タグ部３０
３Ａの夫々と接触させても短絡が生じないはすであるが
、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３０２０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３０５の軌跡を制御している。 また、第５３図（要部拡大断面図）Ｋ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。 なお、本発明はリードフレームをエツチングで形成する
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、エツ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。 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
材としては例えばＡｇやＡｕメツキｉ−’Ｐ樹脂膜で形
成する。 本実施例・３の■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。 本発明の実施例・３の■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。 本実施例・３のＨの樹脂封止型半導体装置は次のように
形成されている。 ます、第５５図に示すように、タグ部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。 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
列に応じたり−ド３０３の配置を有する第２パッケージ
乞開発し用意する。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３０１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３０２ｇ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を横切り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ｔ３０１Ａ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
止製半導体装置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。 このように、被覆ワイヤ３０５を使用する樹脂封止製半
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３０
２を搭載し、この半導体テップ３０２の外部端子３０２
Ｅ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３０１の半導体チップ３０
２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
用しく半導体チップ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
３０１，３０１人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３０ＩＡ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
等のビン挿入凰やＳＯＪ型、ｓｏｐ型、ＱＦＰ型、ＰＬ
ＣＣ型等の面英装型の樹脂封止製半導体装置３０１を安
価な開発コストで形成することができる。 また、本実施例・３の■の樹脂封止製半導体装置は次の
ように形成されている。 まず、第５５図に示すよ５に、リード３０３のタブ部３
０３Ａ上に半導体チップ３０２を搭載し。 この半纏体チップ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１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３０２を搭載で
きるように構成されている。そして、この半４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半纏体チッグ３０２を搭載しこれを＃を脂材３０６
で封止している。 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３０．２−’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と同一のリード・３０３のタブ部３０
３Ａ上に前記半導体チップ３０２と異なる種撃の半導体
テップ３　ｏ＋２．’を搭載しこれを樹脂材３０６で封
止している。 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の形成方法でありて、リード３０３のタ
ブ部３０３Ａ（チップ搭載位置）に第１半導体チップ３
０２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３０
５で接続した後に樹脂材３０６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３０３
Ａに前記第１の樹脂封止型半導体装置３０１の第１半纏
体チップ３０２と異なる種類の第２半導体チップａｏｒ
ｚ！を搭載し、この第２半導体チップ３０：２−’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３Ｑ３Ｂを横切って半導体チップ３
０２′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を使用しくリ
ードフレームの標準化）かつ異なる種類の半導体チップ
３０２．３０′２’を使用して複数種類の樹脂封止型半
導体装置３ｏ１゜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３０１に搭載された
半導体チップ３０２に代えて、ＳＯＪ型の樹脂封止を半
導体装置３０１に搭載された半導体チップ３０２’（例
えば同−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ＤＩ
Ｐ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。 以上本発明者によりてなされた発明を、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。 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＆ウェッジボンディング法或いは
ウェッジ＆ウェ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、ポツテング技術で塗布される。 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。 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。 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。 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バック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。 ま穴、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喪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。 （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精回路
装置の一部をなすものである。 第５７図〜第６０図にもとづいて本実施例を説明する。 第５７図は、セミ・フル・カント方式によるダイシング
工程が完了したウニへの断面図である。 同図において、４０１は主グレードによる切削溝、４０
２は面取ブレードによるベベル部、４０３はベレットの
デバイス主面、４０４はＳｌウェハ基板、４θ５は切り
残し部、４０６は粘着材層。 ４０７は樹脂シードである。 各部の寸法等は、ａは５〜２０μｍ、ｂは５〜２０＃ｍ
、ｅは２０〜工ＯＯμｍｓｄは２００〜４００μｍ、ｅ
は５〜２０１Ｉｍ、θは２０’〜４５°である。 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）Ｋよるチップ周辺面取部、４０４はＳ１ウェ
ハ基板、４ｏ５は切り残し部、４０６は粘着層、４０７
はシート、４０８＆は主スピンドル、４０８ｂは副スピ
ンドル、４０９ａは主回転ブレード、４０９ｂは副回転
ブレードである。 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クエーハ、４０７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。 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Ｓｔウェハ、４１１はオリエンテ
ーシ、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、アベニユー
、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。 以下に本発明によるダイシング、プロセスヲ第５７〜６
０図に基づいて説明する。 第５９図に示すように、ウェハ段階での電気的テスト（
グローバによるクエハ・テスト）が完了し次りエハ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。 次に、このように固定された状態でその下面をダイサー
（例えばディスコ社のデュアル・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トの切削を行な
５．このとき、第５８図に示すように主ブレード４０９
ａと副ブレード４０９ｂが、１ブロツクずれて切削を行
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・カット方式により
て数μｍ程度の切り残しを設ける。 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、つき上げビンにより目標のチップをシート４０
７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。 （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。 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的７０〜９０
μｍのボール、５０２はボール形成時の熱により樹脂被
覆が溶は上った被覆除去部（２０〜２００μｍ）、５０
３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はサーモンニツク・ボール・ボンディ
ング用（ボール・クエンチ・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Ｋなっている。５０７ａ及
び５０７ｂはそれぞれ溶は上り防止ガス・ノズル、５０
８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グイ・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ロチェーブ、５１２
はその上側に設げられたワイヤ・ボンディングのための
開口部。 ５２１は溶は上り防止ガス流、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。 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。 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。 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
り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
すると七もＫ、先端部の被覆を溶は上らせる。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は上がりを防止
する次めに冷却用ガス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浴は上りが停止
するまで供給される。 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
てチェープ５１１の開口５１２よりチューブ５１１内に
侵入して第１ボンデイング（サーモンニツク・ボンディ
ングによるチップ５０９ｂ上のＡＩ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クエンチ・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。 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。 （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。 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８１基板（２０
０〜４００μｍ厚）、６０２ｂはＳｉｎ、　　よりなる
ファイナル・バッジベージ１ン換（１μｍ厚）、６０２
ｃはＡＩボンディング・パッド（１μｍ厚ｚ　１００Ａ
ｍ１００Ａμｍ角）、６０２ｄ及びｅはＰＳＧ等よりな
る層間絶縁膜（０，５〜１．５μｍ厚）、６０２ｆはＬ
ＯＣＯ８酸化（ＳｔＨによる選択酸化）によるフィール
ドｓｉｏ、膜（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、これうの内、６０３ａはグイパッド部、６
０３ｂ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イン
°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・メツキ
部、６０８はチップ端の面取り部である。 表・７は、これう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。 〔発明の効果〕 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。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例・１の工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■方向から見た平面図、ＩＥ７図
は第６図の■−■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ンプタッチ状態を示す部分断
面図、 笛１４図はそのチツプシコ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図はタブタッチ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。 棺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
（ｚｎｄ）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
／Ｌ−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■〜■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■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３
９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Ｐ
ＣＴ（プレッシャ・クツ力・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ＤＩＦ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■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
を示すクエハの要部断面図、 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
ートを介してクエハを張付けたところを示す断面図、 第６０図は、クエへのペレタイズのためのスクライブ・
ラインの様子を示すクエハ上面図である。 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・６０面笑装デバイスの断
面図である。 ｌ・・・半導体装置、２・・・半導体チップ、２人・・
・基板、２Ｂ・・・パッジベージ璽ン膜、２Ｃ・・・外
部端子。 （ポンディングパッド）、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、５　Ａｌｌ、　　５　Ａｃｔ・・・ファース
トボンディング部。 ５Ａ＊、５Ａ＊ｔ・・・セカンドボンディング部、５Ｂ
。 ５８ａ・・・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、ＩＩＡ・・・接続端子、１１Ａａ・・・絶
縁体、１１Ａｂ・・・導電体、１１　Ａ　ｃ・・・接続
用金属部、１２・・・ボンディング部、１３・・・テン
シ、す、１４・・・ワイヤ案内部材、１５・・・ワイヤ
クランパ、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、１８Ｇ・・・支
持部材、１８Ｈ・・・絶縁部材、１８Ｉ・・・クラｙり
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、２１Ａ・・・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）、２
２Ａ・・・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、２
２Ｂ・・・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、２８Ａ・・・
給電線。 Ｃ８・・・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、■・・
・電圧計、Ａ・・・電流計。 表１ ＋１１：イミド酸の構造式 ％式％ ＪＩＳ法７セｆル化による。 某７ ４−七十壱一辛 インナーリード得造 〔注・１ 〕表・５と同一の通しｌ’！ｌ（÷、１〜６）は、同一
のワイヤを使用し 同一の条件に従うこと全示す。 第 １８Ａ：被覆部材 １８Ｅ　：ｇ＆引管 １９：吸引装置 １８Ａ：被覆部材 １８Ｅ：吸引管 第 図 １Ａ 第１３ 図 第１５図 第１６図 第１８ 図 温 度 サ イ ク 第１７ 図 湛 度 サ イ ク 第１９図 第２２図 温 度 （Ｃ） （Ｘ　１００　Ｈｒｓ） 第２４図 慮 度 サ イ ク ル振幅 ５５〜１５０℃） イ　　ミ ド化率 第２５図 温 度 （Ｃ） （ｋｌ　０ＯＨｒｓ　） 第２６図 第２８図 ら 第２７図 ６八 第２９図 ＯＡ！ 第３０図 第３２図 へ 訊 第３１ 図 第３３図 Ａｓ 第３４図 第３５図 第３６図 蛍光液浸漬時間 （ｈｒ） 第４２図 充填剤配合量 （Ｍｏ１ ％） 第 図 充填剤配合量 （Ｖｏｌ ％） 第４３図 充填剤配合量 （Ｖｏｌ ％） 第５３図 第５４図 第４７図 第４８図 第 図 温度サイクル 第４９図 第５０図 第５２図 温度サイクル 第５５図 ｊυ］ 第 ５６図 第５８図 第５７図 り 第５９図 第６２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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。 ２、前記被覆ワイヤの前記一端側の被覆膜を金属ポール
    の形成時に除去し、その金属ポ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。 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。 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。 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。 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。 ７、前記被覆ワイヤの前記被覆膜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。 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。 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りて、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
    金属ポ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。 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。 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、かつ金属ポー
    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。 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絶縁樹脂か
    らなる中間層が設けられているとともに、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。 １３、上記中間層が、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１２記載の樹脂封止
    型半導体装置。 １４、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３０μｍ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。 １５、上記金属線は金（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１４記載の樹脂封止型半導体装置。 １６、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の中間層とを備えていることを特徴
    とする樹脂封止型半導体装置。 １７、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、
    フッソ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１６記載の樹脂封止
    型半導体装置。 １８、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
    樹脂組成物を用いて上記金属線による結線範囲をモール
    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。 １９、上記樹脂組成物は、エポキシ樹脂中に充填剤とし
    て該充填剤の９０重量％以上が１００μｍ以下の粒径を
    有し、かつその粒度分布をＲＲＳ粒度線図で表した場合
    に勾配ｎが０．６〜１．５の範囲で直線性を示す粒度分
    布を有し、かつ当該充填剤が樹脂組成物全体に対して６
    ５〜７５重量％配合されている球形の溶融石英粉を含ん
    でいる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。 ２０、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。 ２１、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
    することによりて、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。 ２２、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、これう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２１記載の樹脂封
    止型半導体装置の製造方法。 ２３、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
    中間層を形成するものであることを特徴とする中間層形
    成装置。 ２４、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２３記
    載の中間層形成装置。 ２５、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したことを特徴とする半導体装
    置。 ２６、前記タブ及びリードは打抜きで形成され、この打
    抜きで角部に生じるバリが突出しないタブの表面上に半
    導体チップを搭載し、この半導体チップの外部端子と前
    記打抜きで角部に生じるバリが突出しないリードの表面
    上とを被覆ワイヤで接続していることを特徴とする特許
    請求の範囲第２５項に記載の半導体装置。 ２７、前記タブ及びリードは打抜きで形成され、この打
    抜きでタブ及びリードの角部に生じるバリが除去されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第２５項に記載の
    半導体装置。 ２８、前記半導体チップの角部、タブの角部又はリード
    の角部は面取りが施されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第２５項に記載の半導体装置。 ２９、前記タブの角部又はリードの角部には形状を緩和
    する形状緩和部材が設けられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第２５項に記載の半導体装置。 ３０、前記被覆ワイヤの金属線はＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等で
    形成され、前記絶縁体はポリウレタン樹脂、ポリエステ
    ル樹脂、ポリイミド樹脂、エステルアミド樹脂、エステ
    ルイミド樹脂等の樹脂膜で形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第２５項に記載の夫々の半導体装置
    。 ３１、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。 ３２、金属線の表面を絶縁体で被覆した被覆ワイヤを使
    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半導体装置を形成したこと
    を特徴とする半導体装置の形成方法。 ３３、金属線の表面を絶縁体で被覆した被覆ワイヤを使
    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。 ３４、前記被覆ワイヤの金属線はＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等で
    形成され、前記絶縁体はポリウレタン樹脂、ポリエステ
    ル樹脂、ポリイミド樹脂、エステルアミド樹脂、エステ
    ルイミド樹脂等の樹脂膜で形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第２６に記載の夫々の半導体装置。 ３５、前記被覆ワイヤの金属線はＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等で
    形成され、前記絶縁体はポリウレタン樹脂、ポリエステ
    ル樹脂、ポリイミド樹脂、エステルアミド樹脂、エステ
    ルイミド樹脂等の樹脂膜で形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第２７項に記載の夫々の半導体装置
    。 ３６、前記被覆ワイヤの金属線はＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等で
    形成され、前記絶縁体はポリウレタン樹脂、ポリエステ
    ル樹脂、ポリイミド樹脂、エステルアミド樹脂、エステ
    ルイミド樹脂等の樹脂膜で形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第２８項に記載の夫々の半導体装置
    。 ３７、前記被覆ワイヤの金属線はＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等で
    形成され、前記絶縁体はポリウレタン樹脂、ポリエステ
    ル樹脂、ポリイミド樹脂、エステルアミド樹脂、エステ
    ルイミド樹脂等の樹脂膜で形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第２９項に記載の夫々の半導体装置
    。 ３８、封止用樹脂組成物をシリンダーより押し出して、
    キャビティ内に注入して、そこで硬化させることにより
    、半導体デバイス・チップ、及びそれに電気的に直接又
    は間接に接続されたリードの少なくとも一部を封止する
    半導体装置のレジンによるトランスファー・モールド方
    法において、キャビティへの注入前の上記組成物中の離
    型剤の含有量が０．３重量％以上であることを特徴とす
    るモールド方法。 ３９、上記離型剤の含有量は、０．６重量％以下である
    上記請求項第３８項に記載のモールド方法。 ４０、上記組成物の硬化後における熱膨張係数は１０×
    １０＾−＾６／℃以下である上記請求項第３９項のモー
    ルド方法。 ４１、上記半導体チップとリード間の接続は絶縁被覆ワ
    イヤを介して行われる上記請求項第４０項に記載のモー
    ルド方法。 ４２、上記半導体チップの少なくとも一方の主面の周辺
    部は面取りされている上記請求項第４１項に記載のモー
    ルド方法。 ４３、（ａ）半導体チップと （ｂ）上記半導体チップの第１の主面上に設けられたＡ
    ｌボンディング・パッドと （ｃ）上記半導体チップの第１又は第２の主面上又はそ
    の周辺に延在したリードと （ｄ）上記パッドとリードの接続を行う、その蕊部が９
    ９．９９９％以上の銅からなる 被覆ワイヤと （ｅ）上記チップ、ワイヤ及びリードの少なくとも一部
    を封止するレジン封止体と よりなる半導体集積回路装置の製造方法において、上記
    パッド又はリード上にワイヤの一端にボールを形成する
    にあたり、放電によるボールの形成後溶融したボールが
    急速に冷却されないように、放電によるボール形成時に
    ボールの周辺に１００℃以上の加熱アニールガスを供給
    することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 ４４、上記請求項第３８項から第４３項のいずれか一つ
    に記載の方法によりつくられた半導体装置。
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