JPH05136317A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH05136317A
JPH05136317A JP3300371A JP30037191A JPH05136317A JP H05136317 A JPH05136317 A JP H05136317A JP 3300371 A JP3300371 A JP 3300371A JP 30037191 A JP30037191 A JP 30037191A JP H05136317 A JPH05136317 A JP H05136317A
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lead
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Junji Imai
淳史 今井
Takeshi Hishida
剛 菱田
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 ワイヤボンディングを行うためになす製造用フレームに
対するメッキ処理工程を省略することができるととも
に、製造用フレームの下地材の種類あるいはその表面粗
さのいかんに関わりなく、信頼性のあるワイヤボンディ
ングを行うことができるように構成した新たな半導体装
置のワイヤボンディング部構造ならびにこの半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 製造用フレームのリード部に導電性接着剤を
塗布・固化させ、上記フレームにボンディングされた半
導体チップと上記リード部との間のワイヤボンディング
を、上記半導体チップと、上記リード部上の固化した導
電性接着剤との間を結線するようにして行うようにした
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、半導体装置およびそ
の製造方法に関し、フレーム上にボンディングされた半
導体チップとの間をワイヤボンディングするためにフレ
ームのリード部に形成されるべきメッキを省略して製造
工程の簡略化を図るとともに、フレームの下地の表面状
態のいかんにかかわらず、ワイヤボンディングを可能と
したものに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ＩＣ
やトランジスタ、あるいは発光ダイオード等の半導体装
置は、概ね次のような工程を経て製造される。金属薄板
を所定形状に打ち抜いて形成される製造用フレームに半
導体チップをボンディングするとともに、この半導体チ
ップの近傍に位置するようにしてフレームに一体形成さ
れたリードと、半導体チップ上のボンディングパッドと
の間を金線等を用いてワイヤボンディングする。こうし
てフレーム上にボンディングされた半導体チップとリー
ドとの電気的接続をワイヤボンディングによって図られ
た半製品は、次に、上記半導体チップないしワイヤボン
ディング部を樹脂モールドされる。そして、フレームの
不用部位をカットするとともに、リードのフォーミング
を行い、標印あるいは検査行程等を経て、最終的に樹脂
パッケージ部分から所定のリード足が突出してなる単位
半導体装置が製造用フレームから切り離される。
【０００３】ところで、上記製造用フレームは、鉄でで
きた薄板に銅メッキを施したもの、あるいは銅でできた
薄板に、ニッケルメッキおよび銀メッキを施したものが
用いられる。さらに、ワイヤボンディングを金線によっ
て行う関係上、フレームにおけるワイヤボンディングを
施すべきリード部分には、上記の各メッキに加え、さら
に金メッキが施されるのが通常である。このようにして
下地金属に対して多数層のメッキを行うのは、リードフ
レーム下地層の酸化を防止するという意味もあるが、最
外表面を銀メッキとしあるいは場合によってはさらに金
メッキをも施す理由は、上記のごとく、ボンディングワ
イヤのリード上への接続の確実性を図るがためである。
【０００４】上記のように、従来の半導体装置の製造工
程においては、リードへのワイヤボンディングを、金メ
ッキ（銀メッキの場合もある）上に行うことが前提とさ
れており、そのために、製造用フレーム全体にニッケル
メッキないし銀メッキを施し、さらには、金メッキを施
す必要があったのであり、そのための工程はきわめて煩
雑であるとともに、製品コストを押し上げる原因ともな
っていた。
【０００５】さらに、金線を用いたワイヤボンディング
は、表面状態の滑らかなリード上に行われるべきことが
前提とされており、したがって、製造用フレームを作製
する段においても、その表面を一定以上の滑らかなもの
にしておく必要があり、このことも、製品コストを押し
上げる一因ともなっていた。
【０００６】本願発明は、上記の事情のもとで考えださ
れたものであって、従来、製造用フレームのリード部へ
の金線ワイヤによるボンディングをするために必要とさ
れていたメッキ処理工程を不用とすることができる新た
なワイヤボンディング部構造をもった半導体製造装置を
提供するとともに、かかる半導体装置を、効率的に製造
することができる方法を提供することをその課題として
いる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明では次の技術的手段を講じている。すな
わち、本願の請求項１に記載した半導体装置は、フレー
ムの適部にボンディングされた半導体チップとリードと
の間をワイヤボンディングするとともに、これら半導体
チップないしワイヤボンディング部を樹脂で覆って構成
される半導体装置であって、上記ワイヤボンディング
は、リードに塗布して固化された導電性接着剤と上記半
導体チップとの間になされていることを特徴としてい
る。
【０００８】そして本願の請求項２に記載した半導体装
置の製造方法は、次の各ステップを含むことを特徴とし
ている。 (1) フレームのリード部に導電性接着剤を塗布し、固化
させるステップ。 (2) 上記フレームの適部に半導体チップをボンディング
するステップ。 (3) 上記リード部上で固化した導電性接着剤と上記半導
体チップ間をワイヤボンディングするステップ。
【０００９】さらに本願の請求項３に記載した半導体装
置の製造方法は、次の各ステップを順次的に行うことを
含む点に特徴をもつ。 (1) フレームに半導体チップをボンディングするに際
し、フレームのチップボンディング部とリード部との双
方に導電性接着剤を塗布するステップ。 (2) 上記チップボンディング部に半導体チップを載置す
るステップ。 (3) 熱によって上記チップボンディング部の導電性接着
剤を固化して半導体チップの固定を図るとともに、リー
ド部に塗布した導電性接着剤を固化するステップ。 (4) 上記リード部上で固化した導電性接着剤と上記半導
体チップ間をワイヤボンディングするステップ。
【００１０】
【発明の作用および効果】本願発明の半導体装置におい
ては、一端を半導体チップ上にボンディングされたワイ
ヤの他端は、メッキを施されたリード上にボンディング
されるのではなく、リード上に塗布して固化された導電
性接着剤上にボンディングされる。通常、かかるワイヤ
ボンディングは、キャピラリから繰り出された金線ワイ
ヤの先端に水素トーチによって溶融ボールを形成し、こ
の溶融ボールをキャピラリ先端で押しつけることによ
り、金線ワイヤの一端を半導体チップに対してファース
トボンディングする一方、キャピラリを移動させつつ金
線ワイヤを繰り出し、リード上にキャピラリの先端を押
しつけて上記金線ワイヤを熱融着させるとと同時に金線
を引きちぎるという手法により、上記金線ワイヤの他端
部をリードに対してセカンドボンディングする。したが
って、キャピラリによる押圧力を調整することにより、
上記リードに対する金線のセカンドボンディングは、た
とえリード部が金メッキをされていなくとも、十分な電
気的導通が図られた信頼性のあるものとなるのである。
【００１１】導電性接着剤としては、金ペースト、銀ペ
ースト、あるいは融点を高められたハンダ等から適当な
ものが選択されて使用される。たとえば、金ペースト
は、金の微粒子を適当な粘度の樹脂に混ぜ合わされたも
のであり、かかる金ペーストは、熱を加えると樹脂成分
が気化して、金を主成分とする固体となる。こうして導
電性接着剤として金ペーストを用いると、ボンディング
用ワイヤとして金線ワイヤを用いる場合、両者の間にな
じみがよくなり、より結線の確実性が図られる。
【００１２】以上のように、本願発明の半導体装置によ
れば、製造過程においてフレームに必要とされていたメ
ッキ処理を不用とすることができるため、工程装置が従
来に比して格段に簡略化されるとともに、メッキ剤とし
ての金あるいは銀等の高価な材料が節減でき、その結
果、製造コストを著しく低減することができる。
【００１３】また、フレームの下地材の表面が粗くて
も、これに塗布されかつ固化された導電性接着剤の表面
は滑らかとなるので、製造用フレーム材料の材質あるい
は表面粗さのいかんにかかわらず、信頼性のあるワイヤ
ボンディングが可能となる。このように、リードフレー
ム材料そのものをコスト安くすることができ、このこと
も製品コストの低減に大きく寄与する。
【００１４】なお、製造用フレーム上にチップボンディ
ングをするに際し、そのボンディング材と、リード部に
塗布するべき導電性接着剤とを同一のものを用い、この
導電性接着剤によってチップボンディング部および所定
のリードの双方に塗布するようにすると（請求項３）、
チップボンディング部に半導体チップを載置した後に加
熱することにより、半導体チップの固定と、リードに塗
布された導電性接着剤の固化とを一つの処理工程で行う
ことができるようになるので、一層チップボンディング
ないしはワイヤボンディングのための工程処理が簡略化
され、このことも製品コストの低減に大きく寄与する。
【００１５】以上のように、本願発明によれば、従来常
識的な前提とされていた製造用フレームに対するワイヤ
ボンディングのための銀メッキあるいは金メッキを不用
としつつ、リードと半導体チップとの間の信頼性あるワ
イヤボンディングが可能となったのであり、このことに
よる材料コストの低減、製造工程装置の簡略化に起因す
るコスト低減は、きわめて大きな利益をもたらすことに
なる。
【００１６】
【実施例の説明】以下、本願発明の実施例を、図面を参
照しつつ具体的に説明する。図１ないし図５は、発光ダ
イオードを効率よく製造するために特に構成された製造
工程において、本願発明を適用したものである。
【００１７】図１は、Ｕ字型をした単位フレームｆを、
テープ状担体Ｔによって等間隔に担持したものであっ
て、かかる複数の単位フレームｆの連続体は、全体とし
て、製造用フレームＦとして機能するものである。上記
Ｕ字状単位フレームｆは、針金材を所定長さ毎に切断す
るとともに、その一端にプレスによってカップ部１を形
成した後、フォーミングマシンによってＵ字状に折り曲
げられたものである。
【００１８】ここで重要なことは、針金材には錆止めメ
ッキが施されていたとしても、これを所定長さ毎に切断
していることから、Ｕ字状単位フレームｆの端末部に
は、下地材が露出しているということである。仮に従前
の半導体装置の製造手法を踏襲しようとすれば、上記の
ごとく下地材が露出する上記単位フレームｆの端末部に
ニッケルメッキ、銀メッキ、ないしは金メッキを施す必
要があるが、かかる手法を踏襲することは、本例の製造
手法を採用する場合、非現実的である。
【００１９】本願発明においては、図２に示すように、
上記各単位フレームｆのカップ部１の内部および端末部
２の双方に、金ペースト等からなる導電性接着材Ｂを、
たとえば、転写印刷法等によって塗布する。次いで、図
３に示すように、この導電性接着剤Ｂが乾燥する前に上
記カップ部１の内部に、ダイオードチップ３を載置付着
させる。
【００２０】次にこれら単位フレームｆを乾燥炉あるは
加熱炉に導入することにより、上記ダイオードチップ３
と上記カップ部１との間に介在する接着剤Ｂ、および上
記端末部２に塗布された接着剤Ｂを乾燥固化させる。そ
うすると、上記ダイオードチップ３の上記カップ部１に
対する導電接着が完了するとともに、上記端末部２に
は、金を主成分とする導電接着剤固形物層が形成される
ことになる。
【００２１】さらに、上記ダイオードチップ３と、上記
端末部２との間には、図４に示すように金線ワイヤ４等
を用いたワイヤボンディングが施される。通常ダイオー
ドチップ３に対していわゆるファーストボンディングが
行われ、端末部２に対していわゆるセカンドボンディン
グが行われる。図示はされていないが、このセカンドボ
ンディングでは、キャピラリを上記端末部２に対して所
定の強さで押しつけるという操作が行われるのであり、
そのために、上記単位フレームｆの上記端末部２の近傍
は、クランプ部材等で挟持することによって上記押圧力
を受け止めることができるようにしている。
【００２２】上記端末部２に対してセカンドボンディン
グが行われるようにしているので、そのためのキャピラ
リの押圧力を調整することにより、金線ワイヤ４は、信
頼性を維持しながら、端末部２に対してボンディングさ
れることができる。上記のように、チップボンディング
およびワイヤボンディングが行われた各単位フレームｆ
に対しては、上記カップ部１ないし上記端末部２を取り
囲むように構成された透明または半透明の樹脂マウント
部が設けられて図５に示すようになり、次いで同じく図
５に示すように、Ｕ字状単位フレームｆの下端Ｕ字状屈
曲部が切除される。
【００２３】このように上記した発光ダイオードを製造
するべく特に構成された製造工程において、本願発明を
適用した場合、ワイヤボンディングを施すために単位フ
レームｆに特別なメッキ処理を行うことが全く不用であ
るため、単位フレームｆを形成するために用いる線材に
は、単に錆止め用のメッキを施しておけばよいことにな
る。
【００２４】上記の実施例においては、特別な製造工程
によって発光ダイオードを製造する場合に本願発明を適
用した例を示したが、本願発明は、製造用フレームＦを
用いてかつ、チップボンディング工程およびワイヤボン
ディング工程を経て製造される全ての半導体装置に適用
しうることはいうまでもない。
【００２５】図６および図７は、製造用フレームＦを用
いてＩＣを製造する場合に本願発明を適用した例を示し
ている。すなわち、製造用フレームＦのチップボンディ
ング部（アイランド）の所定領域と、このチップボンデ
ィング部を囲むようにして延びる複数本のリード５の先
端部上面に、金ペースト等からなる導電接着剤を塗布す
るのである。図５において仮想斜線で示した領域が本例
の場合に上記接着剤Ｂを塗布するべき領域である。この
接着剤の塗布は、転写法あるいは投射印刷法等の簡便な
手法によって行うことができる。
【００２６】次に、チップボンディング部に所定の半導
体チップ３を載置付着させた後、フレームＦを乾燥炉に
導入して上記導電性接着剤を固化させる。そうすると、
図７に示されるように、上記半導体チップ３がボンディ
ング部に固定されるとともに、リード５の表面には、金
を主成分とする固化された導電性接着剤層Ｂが形成され
ることになる。
【００２７】以後のワイヤボンディング工程は、従前と
同様にして行えばよい。すなわち、半導体チップ３上の
ボンディングパッドに対して金線ワイヤ４によるファー
ストボンディングを行うとともに、各リード５の上面
に、上記のごとく半導体チップ３のボンディングパッド
に一端が結線された金線ワイヤのセカンドボンディング
を行えばよいのである。
【００２８】以上の説明から明らかなように、本願発明
によれば、ワイヤボンディングのためになす製造用フレ
ームに対するメッキ処理工程を、全て省略することが可
能である。これによるメッキ材料コストの低減ならびに
メッキ処理工程が不用となることによる製造工程装置の
簡略化に伴う経済的効果は、甚大なものというべきであ
る。
【００２９】さらには、製造用フレームの下地の粗さ
や、下地の材質のいかんにかかわらず、メッキを施すこ
となく、信頼性の高いワイヤボンディングをなすことが
可能となったのであり、これによる製造用フレームそれ
自体の作製コストが、大きく低減されることなり、この
ことによる経済的効果も著しい。
【００３０】もちろん、本願発明の範囲は、上述した実
施例に限定されるものではない。上記の説明において
は、フレームに対してチップをボンディングするために
用いる接着剤と、リード部に塗布するべき接着剤を共通
のものとするとともに、これらを同時に塗布し、かつ同
時に乾燥固化することを前提として説明しているが、か
ならずしもこのようにせねばならないというわけではな
い。
【００３１】すなわち、半導体チップをボンディングす
る工程と、リードに対して導電性接着剤を塗布する工程
を、全く別工程にするとともに、用いるべき導電性接着
剤の種類も、必要に応じて変更することができる。たと
えば、リード部に対して塗布しかつ固化されるべき導電
性接着剤は、製造用フレームを作製する段階においてす
でに行っておいてもよいのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】一種の発光ダイオード装置の製造において、本
願発明を適用した場合の説明図であり、図１はフレーム
を、図２はフレームに導電性接着剤を塗布した状態を、
図３はチップをボンディングした状態を、図４はワイヤ
ボンディングを行った状態を、図５は樹脂モールド工程
およびリードカット工程を行った状態を、それぞれ示
す。
【図６】
【図７】他の半導体装置の製造において本願発明を適用
した場合の説明図であり、図６は、製造用フレーム上に
導電性接着剤を塗布すべき領域で示し、図７は、チップ
ボンディングおよびワイヤボンディング工程を行った状
態を示す。
【符号の説明】
Ｆ 半導体装置製造用フレーム Ｂ 導電性接着剤 ４ 金線ワイヤ ５ リード ｆ 単位フレーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームの適部にボンディングされた半
    導体チップとリードとの間をワイヤボンディングすると
    ともに、これら半導体チップないしワイヤボンディング
    部を樹脂で覆って構成される半導体装置であって、 上記ワイヤボンディングは、リードに塗布して固化され
    た導電性接着剤と上記半導体チップとの間になされてい
    ることを特徴とする、半導体装置。
  2. 【請求項２】 次の各ステップを含むことを特徴とす
    る、半導体装置の製造方法。 (1) フレームのリード部に導電性接着剤を塗布し、固化
    させるステップ。 (2) 上記フレームの適部に半導体チップをボンディング
    するステップ。 (3) 上記リード部上で固化した導電性接着剤と上記半導
    体チップ間をワイヤボンディングするステップ。
  3. 【請求項３】 次の各ステップを順次的に行うことを含
    む、半導体装置の製造方法。 (1) フレームに半導体チップをボンディングするに際
    し、フレームのチップボンディング部とリード部との双
    方に導電性接着剤を塗布するステップ。 (2) 上記チップボンディング部に半導体チップを載置す
    るステップ。 (3) 熱によって上記チップボンディング部の導電性接着
    剤を固化して半導体チップの固定を図るとともに、リー
    ド部に塗布した導電性接着剤を固化するステップ。 (4) 上記リード部上で固化した導電性接着剤と上記半導
    体チップ間をワイヤボンディングするステップ。
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