JPH0917817A - 半導体製造方法および装置 - Google Patents

半導体製造方法および装置

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JPH0917817A
JPH0917817A JP7160249A JP16024995A JPH0917817A JP H0917817 A JPH0917817 A JP H0917817A JP 7160249 A JP7160249 A JP 7160249A JP 16024995 A JP16024995 A JP 16024995A JP H0917817 A JPH0917817 A JP H0917817A
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JP
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lead frame
pellet
heat
semiconductor manufacturing
mounting portion
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Shinya Sugimori
真也 杉森
Toru Yagisawa
透 八木沢
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱時に発生するガスによるボンディングツ
ールの汚染を防止する半導体製造方法および装置を提供
する。 【構成】 ペレット1が実装されたリードフレーム2を
搭載しかつリードフレーム2のペレット搭載部2aの外
周部に相当する箇所に通気孔3aが設けられたヒートコ
マ部3と、ヒートコマ部3を保持しかつヒートコマ部3
を介してリードフレーム2のペレット搭載部2aに熱を
伝えるヒートブロック部5と、クランパ7aとキャピラ
リ7bと金線ガイド7cとを有するボンディングツール
7とから構成され、ヒートコマ部3に、通気孔3aと連
通しかつ通気孔3aを介して汚染ガス9を排気する真空
排気部4が設置され、ボンディング時にペレット搭載部
2aの周辺部で発生する汚染ガス9を通気孔3aを介し
て真空排気部4によって吸引して外部へ排気する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造技術におけ
るペレットとリードフレームのインナリード部との接続
技術に関し、特にボンディングツールの汚染を防止する
半導体製造方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
【0003】リードフレームのペレット搭載部に実装し
たペレットとリードフレームのインナリード部とを金属
線によって接続するワイヤボンディング装置では、前記
ペレット搭載部を加熱するヒートコマ部を備えている。
【0004】ここで、前記ヒートコマ部には、曲げ加工
されたリードフレーム(ペレット搭載部が一段下がった
形状のリードフレーム)を搭載するため、前記ペレット
搭載部の大きさに適合した凹部が設けられ、前記凹部に
リードフレームのペレット搭載部を載置する。
【0005】さらに、ヒートコマ部をヒータなどの加熱
手段を有したヒートブロック部によって保持し、リード
フレームのペレット搭載部の裏側から加熱しながらワイ
ヤボンディングを行う。
【0006】なお、半導体集積回路装置の製造における
ワイヤボンディング技術については、例えば、1993
年5月31日、日経BP社発行「実践講座VLSIパッ
ケージング技術(下)」香山晋、成瀬邦彦(監)、22
頁〜30頁に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術において、リードフレームのペレット搭載部の周辺部
には、ペースト剤や絶縁性テープ部材または接着剤など
の高分子材料によって形成された部材を使用している場
合が多いため、ペレット搭載部の加熱時に、エポキシ系
あるいはポリイミド系などのガスを発生する。
【0008】さらに、前記ガスは加熱されることによ
り、上方(ボンディングツールが配置されている方向)
に拡散し、キャピラリ、クランパまたは金線(金属線)
ガイドなどのボンディングツールにおける金線経路部に
凝固する。
【0009】これによって、ボンディング数が増加する
につれ、前記ボンディングツールの金線経路部の汚れが
進行し、金線のルーピング不良、または、テール長さ
(金線から形成されたボールとキャピラリ先端との距
離)のばらつきによる初期ボールサイズのばらつきとい
う問題を引き起こす。
【0010】そこで、本発明の目的は、加熱時に発生す
るガスによるボンディングツールの汚染を防止する半導
体製造方法および装置を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、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。
【0013】すなわち、本発明による半導体製造方法
は、リードフレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒー
トコマ部もしくはヒートブロック部の所定箇所に、前記
ペレットが実装されたリードフレームを載置し、前記ペ
レット搭載部を加熱して前記リードフレームのインナリ
ード部とペレットとを接続し、前記ヒートコマ部もしく
はヒートブロック部において、前記リードフレームのペ
レット搭載部の周辺部に相当する箇所に設けられた通気
孔を介して、前記ペレット搭載部の加熱時に発生する気
体を排気するものである。
【0014】また、本発明による半導体製造装置は、ペ
レットが実装されたリードフレームを搭載しかつ前記リ
ードフレームのペレット搭載部の外周部に相当する箇所
に通気孔が設けられたヒートコマ部と、前記ヒートコマ
部を保持しかつ前記ヒートコマ部を介して前記リードフ
レームのペレット搭載部に熱を伝えるヒートブロック部
とを有し、前記ヒートコマ部に、前記通気孔と連通しか
つ前記通気孔を介して気体を排気する真空排気部が設置
されているものである。
【0015】さらに、本発明による半導体製造装置は、
ペレットが実装されたリードフレームを搭載しかつ前記
リードフレームのペレット搭載部の外周部より外側付近
に相当する箇所に通気孔が設けられたヒートコマ部と、
前記ヒートコマ部を保持しかつ前記ヒートコマ部を介し
て前記リードフレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒ
ートブロック部とを有し、前記ヒートコマ部に、前記通
気孔と連通しかつ前記通気孔を介して気体を排気する真
空排気部が設置されているものである。
【0016】なお、本発明による半導体製造装置は、ペ
レットが実装されたリードフレームを搭載しかつ前記リ
ードフレームのペレット搭載部の裏側付近に相当する箇
所に通気孔が設けられたヒートコマ部と、前記ヒートコ
マ部を保持しかつ前記ヒートコマ部を介して前記リード
フレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒートブロック
部とを有し、前記ヒートコマ部に、前記通気孔と連通し
かつ前記通気孔を介して気体を排気する真空排気部が設
置されているものである。
【0017】さらに、本発明による半導体製造装置は、
ペレットが実装されたリードフレームを搭載しかつ前記
リードフレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒートブ
ロック部が、前記ペレット搭載部の外周部もしくは裏側
付近に相当する箇所に通気孔と、前記通気孔に連通した
真空排気部とを有するものである。
【0018】
【作用】上記した手段によれば、ヒートコマ部またはヒ
ートブロック部において、リードフレームのペレット搭
載部の外周部、ペレット搭載部の外周部の外側付近ある
いはペレット搭載部の裏側付近に相当する箇所に通気孔
が設けられ、さらに、前記通気孔と連通しかつ気体を排
気する真空排気部が設けられたことにより、ペレット搭
載部を加熱してリードフレームのインナリード部とペレ
ットとを接続する際に、ペレット搭載部の周辺部で発生
する汚染ガスを真空排気部によって吸引し、排気するこ
とができる。
【0019】したがって、キャピラリやクランパなどの
ボンディングツールに前記汚染ガスによる汚れが付着す
ることを防止できる。
【0020】その結果、金属線によるワイヤループ形状
を長期間に渡って安定化することができる。
【0021】また、金属線によるワイヤループ形状を長
期間に渡って安定化することができるため、テール長さ
を安定化することができ、その結果、金属線による初期
ボール径を安定化することができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0023】図1は本発明による半導体製造装置の構造
の一実施例を一部破断して示す構成概念図、図2は本発
明による半導体製造装置のヒートコマ部の構造の一実施
例を示す平面図、図3は本発明の半導体製造装置によっ
て試験したワイヤボンディングの不良率のデータの一実
施例を示す試験結果図である。
【0024】なお、本実施例において説明する半導体製
造装置は、金線などの金属線によってペレットとリード
フレームのインナリード部とを接続するワイヤボンディ
ング装置である。
【0025】本実施例の半導体製造装置の一例であるワ
イヤボンディング装置の構成について説明すると、ペレ
ット1が実装されたリードフレーム2を搭載しかつリー
ドフレーム2のペレット搭載部2aの外周部2bに相当
する箇所に通気孔3aが設けられたヒートコマ部3と、
ヒートコマ部3を保持しかつヒートコマ部3を介してリ
ードフレーム2のペレット搭載部2aに熱を伝えるヒー
トブロック部5と、金線6などの金属線によってワイヤ
ボンディングを行うボンディングツール7とから構成さ
れている。
【0026】さらに、ヒートコマ部3には、通気孔3a
と連通しかつ通気孔3aを介して汚染ガス9などの気体
を排気する真空排気部4が設置されている。
【0027】また、ボンディングツール7は、リードフ
レーム2のペレット搭載部2aを加熱して金線6によっ
てワイヤボンディングする際に、金線6を挟んで引っ張
りかつ切断するクランパ7aと、インナリード部2cに
金線6を圧着するキャピラリ7bと、金線6を案内する
金線ガイド7cとを有している。
【0028】ここで、汚染ガス9は、例えば、エポキシ
系あるいはポリイミド系などの汚染ガス9であり、リー
ドフレーム2のペレット搭載部2aの周辺部には、ペー
スト剤や絶縁性テープ部材または接着剤などの高分子材
料によって形成された部材を使用している場合が多いた
め、ペレット搭載部2aの加熱時に、前記高分子材料な
どから発生するものである。
【0029】また、ヒートコマ部3のリードフレーム2
を搭載するリードフレーム搭載面3bには、凹部3cが
設けられている。前記凹部3cは、リードフレーム2に
おけるペレット搭載部2aが一段下がっている場合が多
く、そのために設置された段差部である。
【0030】さらに、ヒートコマ部3の凹部3cには、
リードフレーム2の搭載時に、リードフレーム2のペレ
ット搭載部2aの外周部2bに相当する箇所に複数個の
通気孔3aが設けられており、その開口部は長穴であ
る。
【0031】また、通気孔3aはヒートコマ部3に設置
された真空排気部4と連通し、ペレット搭載部2aの加
熱時に、ペレット搭載部2aの周辺部に発生する汚染ガ
ス9を吸引するものである。
【0032】つまり、真空排気部4は、例えば、真空ポ
ンプ装置などに接続され、前記真空ポンプ装置によって
汚染ガス9を吸引して排気する。したがって、真空排気
部4はダクト配管などに接続されていてもよい。
【0033】なお、リードフレーム2のペレット搭載部
2aがフラットな形状であり、一段下がっていない場合
には、ヒートコマ部3は凹部3cを備えないものであっ
てもよい。
【0034】また、ヒートブロック部5は、押さえ治具
8などによってヒートコマ部3を押さえて保持し、か
つ、ヒートコマ部3を介してペレット搭載部2aを加熱
するものである。
【0035】したがって、ヒートブロック部5はヒータ
などの加熱手段を有するものである。
【0036】次に、本実施例の半導体製造方法について
説明する。
【0037】まず、ヒートコマ部3の所定箇所にペレッ
ト1が実装されたリードフレーム2を載置する。すなわ
ち、ヒートコマ部3の凹部3cにリードフレーム2のペ
レット搭載部2aを載置する。
【0038】その後、ヒートブロック部5によって、ヒ
ートコマ部3を介してペレット搭載部2aを加熱する。
【0039】これによって、熱がペレット1に伝わり、
リードフレーム2のインナリード部2cとペレット1と
を金線6(金属線)によって接続する(ワイヤボンディ
ングを行う)ことができる。
【0040】ここで、ワイヤボンディングを行うに当た
り、まず、金線ガイド7cにより金線6を案内しながら
キャピラリ7bに金線6を通す。
【0041】続いて、例えば、電気トーチなどによって
金線6の先端を溶融することにより、前記先端に金線6
によるボール6aを形成し、さらに、ボール6aをペレ
ット1の電極に圧着する。
【0042】その後、キャピラリ7bのエッジによって
リードフレーム2のインナリード部2aに金線6を圧着
し、さらに、クランパ7aによって金線6を引っ張り、
かつ切断する。
【0043】これにより、リードフレーム2のインナリ
ード部2cとペレット1とを金線6によって接続するワ
イヤボンディングを行うことができる。
【0044】また、この時、リードフレーム2のペレッ
ト搭載部2aの周辺部に発生する汚染ガス9を、ヒート
コマ部3におけるペレット搭載部2aの周辺部に相当す
る箇所に設けられた複数個の通気孔3aを介して排気す
る。
【0045】したがって、真空ポンプ装置などによって
通気孔3aから吸引した汚染ガス9を真空排気部4を通
って外部へ排気することができる。
【0046】次に、本実施例の半導体製造方法および装
置によれば、以下のような効果が得られる。
【0047】すなわち、ヒートコマ部3におけるリード
フレーム2のペレット搭載部2aの外周部2bに相当す
る箇所に通気孔3aが設けられ、さらに、ヒートコマ部
3に通気孔3aと連通しかつ汚染ガス9を排気する真空
排気部4が設けられたことにより、ペレット搭載部2a
を加熱してワイヤボンディングを行う際に、ペレット搭
載部2aの周辺部で発生する汚染ガス9を真空排気部4
によって吸引し、排気することができる。
【0048】これによって、キャピラリ7b、クランパ
7aまたは金線ガイド7cなどのボンディングツール7
に汚染ガス9による汚れが付着することを防止できる。
【0049】その結果、金線6によるワイヤループ形状
を長期間に渡って安定化することができ、ルーピング不
良を低減することができる。
【0050】なお、ルーピング不良を低減できることに
より、ボンディングによる歩留りを向上することができ
る。
【0051】ここで、図3の試験結果図に示すように、
2か月当たりのルーピング不良の発生率の調査におい
て、汚染ガス9の排気を行わなかった時には、センター
ずれおよびアーチ高低に関する不良が発生し、両者を合
わせて0.004%の発生率であったのに対し、本実施例によ
る半導体製造装置の汚染ガス9の排気を行った場合、全
ての不良の発生率を0%にすることができる。
【0052】また、金線6によるワイヤループ形状を長
期間に渡って安定化することができるため、テール長さ
を安定化することができ、その結果、金線6による初期
のボール6aの直径を安定化することができる。
【0053】これにより、クランパ7aなどのボンディ
ングツール7の清掃頻度を減少することができる(図3
の試験結果図に示すように、1か月当たり1回の清掃頻
度を2か月以上で1回に延ばすことができる)。
【0054】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言うまでもない。
【0055】例えば、前記実施例においては、通気孔が
ヒートコマ部におけるペレット搭載部の外周部に相当す
る箇所に設けられていたが、前記通気孔は、リードフレ
ームのペレット搭載部の外周部より外側付近に相当する
箇所に設けられていてもよい。
【0056】また、図4および図5の他の実施例のヒー
トコマ部3に示すように、複数個の通気孔3aがヒート
コマ部3において、図1に示すリードフレーム2のペレ
ット搭載部2aの裏側付近に相当する箇所に設けられて
いてもよい。
【0057】これは、COL(Chip On Lead)構造の半
導体集積回路装置の場合、前記ペレット搭載部2aの面
積が非常に小さく、ペレット1(図1参照)をリードフ
レーム2に貼付した絶縁性テープ部材に実装するため、
ペレット1の裏側付近は、ほぼ中空状態である。その結
果、ペレット搭載部2aの裏側付近に通気孔3aを設け
ることができる。
【0058】また、図6の他の実施例のヒートコマ部3
に示すように、通気孔3aは、ヒートコマ部3における
リードフレーム2のペレット搭載部2aの横方向付近に
相当する箇所に設けられていてもよい。
【0059】なお、前記実施例および他の実施例による
半導体製造装置は、ヒートコマ部を用いずに、ヒートブ
ロック部だけを用いたものであってもよい。
【0060】すなわち、リードフレームのペレット搭載
部がフラットな形状であり、ペレット搭載部が下がって
いない場合には、ヒートコマ部を使用せずにヒートブロ
ック部だけを使用し、前記ヒートブロック部に通気孔が
設けられている半導体製造装置である。
【0061】この場合の半導体製造装置は、ペレットが
実装されたリードフレームを搭載しかつ前記リードフレ
ームのペレット搭載部に熱を伝えるヒートブロック部
が、前記ペレット搭載部の外周部もしくは裏側付近に相
当する箇所に通気孔と、前記通気孔に連通した真空排気
部とを有するものである。
【0062】また、前記実施例および他の実施例による
半導体製造装置のヒートコマ部に設置された真空排気部
は、真空導入部であってもよい。この場合、負圧を導入
することにより、真空排気部の排気と同様に、ペレット
搭載部の周辺部の汚染ガスを外部へ排気することができ
る。
【0063】さらに、前記実施例および他の実施例によ
る半導体製造装置におけるヒートコマ部もしくはヒート
ブロック部は、ワイヤボンディング装置だけでなく、ペ
レットボンディング装置や、ワイヤ(金属線)以外のは
んだボールなどを用いた他のボンディング装置に使用す
ることも可能である。
【0064】
【発明の効果】本願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、
以下のとおりである。
【0065】(1).ヒートコマ部またはヒートブロッ
ク部において、リードフレームのペレット搭載部の外周
部、ペレット搭載部の外周部の外側付近あるいはペレッ
ト搭載部の裏側付近に相当する箇所に通気孔が設けら
れ、さらに、前記通気孔と連通しかつ汚染ガスなどの気
体を排気する真空排気部が設けられたことにより、ペレ
ット搭載部を加熱してリードフレームのインナリード部
とペレットとを接続する際に、ペレット搭載部の周辺部
で発生するガスを真空排気部によって吸引し、排気する
ことができる。これによって、キャピラリやクランパな
どのボンディングツールに前記汚染ガスによる汚れが付
着することを防止できる。
【0066】(2).ボンディングツールに汚染ガスに
よる汚れが付着することを防止できるため、金属線によ
るワイヤループ形状を長期間に渡って安定化することが
でき、その結果、前記金属線のルーピング不良を低減す
ることができる。
【0067】(3).金属線のルーピング不良を低減で
きることにより、ボンディングによる歩留りを向上する
ことができる(2か月当たりのルーピング不良率を0.00
4%から0%にすることができる)。
【0068】(4).金属線によるワイヤループ形状を
長期間に渡って安定化することができるため、テール長
さを安定化することができ、その結果、金属線による初
期ボール径を安定化することができる。
【0069】これにより、クランパなどのボンディング
ツールの清掃頻度を減少することができる(1か月当た
り1回の清掃頻度を2か月以上で1回に延ばすことがで
きる)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体製造装置の構造の一実施例
を一部破断して示す構成概念図である。
【図2】本発明による半導体製造装置のヒートコマ部の
構造の一実施例を示す平面図である。
【図3】本発明の半導体製造装置によって試験したワイ
ヤボンディングの不良率のデータの一実施例を示す試験
結果図である。
【図4】本発明の他の実施例である半導体製造装置のヒ
ートコマ部の構造の一例を示す平面図である。
【図5】図4に示す本発明の他の実施例であるヒートコ
マ部における凹部の構造の一例を示す部分拡大図であ
る。
【図6】本発明の他の実施例である半導体製造装置のヒ
ートコマ部の構造の一例を一部破断して示す構成概念図
である。
【符号の説明】
1 ペレット 2 リードフレーム 2a ペレット搭載部 2b 外周部 2c インナリード部 3 ヒートコマ部 3a 通気孔 3b リードフレーム搭載面 3c 凹部 4 真空排気部 5 ヒートブロック部 6 金線(金属線) 6a ボール 7 ボンディングツール 7a クランパ 7b キャピラリ 7c 金線ガイド 8 押さえ治具 9 汚染ガス(気体)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレームのインナリード部とペレ
    ットとを接続する半導体製造方法であって、 前記リードフレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒー
    トコマ部もしくはヒートブロック部の所定箇所に、前記
    ペレットが実装されたリードフレームを載置し、 前記ペレット搭載部を加熱して前記リードフレームのイ
    ンナリード部とペレットとを接続し、 前記ヒートコマ部もしくはヒートブロック部において、
    前記リードフレームのペレット搭載部の周辺部に相当す
    る箇所に設けられた通気孔を介して、前記ペレット搭載
    部の加熱時に発生する気体を排気することを特徴とする
    半導体製造方法。
  2. 【請求項2】 リードフレームのインナリード部とペレ
    ットとの接続を行う半導体製造装置であって、 前記ペレットが実装されたリードフレームを搭載し、か
    つ前記リードフレームのペレット搭載部の外周部に相当
    する箇所に通気孔が設けられたヒートコマ部と、 前記ヒートコマ部を保持し、かつ前記ヒートコマ部を介
    して前記リードフレームのペレット搭載部に熱を伝える
    ヒートブロック部とを有し、 前記ヒートコマ部に、前記通気孔と連通しかつ前記通気
    孔を介して気体を排気する真空排気部が設置されている
    ことを特徴とする半導体製造装置。
  3. 【請求項3】 リードフレームのインナリード部とペレ
    ットとの接続を行う半導体製造装置であって、 前記ペレットが実装されたリードフレームを搭載し、か
    つ前記リードフレームのペレット搭載部の外周部より外
    側付近に相当する箇所に通気孔が設けられたヒートコマ
    部と、 前記ヒートコマ部を保持し、かつ前記ヒートコマ部を介
    して前記リードフレームのペレット搭載部に熱を伝える
    ヒートブロック部とを有し、 前記ヒートコマ部に、前記通気孔と連通しかつ前記通気
    孔を介して気体を排気する真空排気部が設置されている
    ことを特徴とする半導体製造装置。
  4. 【請求項4】 リードフレームのインナリード部とペレ
    ットとの接続を行う半導体製造装置であって、 前記ペレットが実装されたリードフレームを搭載し、か
    つ前記リードフレームのペレット搭載部の裏側付近に相
    当する箇所に通気孔が設けられたヒートコマ部と、 前記ヒートコマ部を保持し、かつ前記ヒートコマ部を介
    して前記リードフレームのペレット搭載部に熱を伝える
    ヒートブロック部とを有し、 前記ヒートコマ部に、前記通気孔と連通しかつ前記通気
    孔を介して気体を排気する真空排気部が設置されている
    ことを特徴とする半導体製造装置。
  5. 【請求項5】 リードフレームのインナリード部とペレ
    ットとの接続を行う半導体製造装置であって、前記ペレ
    ットが実装されたリードフレームを搭載しかつ前記リー
    ドフレームのペレット搭載部に熱を伝えるヒートブロッ
    ク部が、前記ペレット搭載部の外周部もしくは裏側付近
    に相当する箇所に通気孔と、前記通気孔に連通した真空
    排気部とを有することを特徴とする半導体製造装置。
  6. 【請求項6】 請求項2,3,4または5記載の半導体
    製造装置であって、前記リードフレームのペレット搭載
    部を加熱して前記リードフレームのインナリード部と前
    記ペレットとを金属線によって接続する際に、前記金属
    線を挟んで引っ張りかつ切断するクランパと、前記イン
    ナリード部に前記金属線を圧着するキャピラリとを有す
    ることを特徴とする半導体製造装置。
JP7160249A 1995-06-27 1995-06-27 半導体製造方法および装置 Pending JPH0917817A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2070620A4 (en) * 2006-09-29 2015-05-27 Kyocera Corp CUTTING INSERT, CUTTING TOOL USING THE SAME, AND CUTTING METHOD

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2070620A4 (en) * 2006-09-29 2015-05-27 Kyocera Corp CUTTING INSERT, CUTTING TOOL USING THE SAME, AND CUTTING METHOD

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