JPH09232367A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フィルムキャリア型半導体装置の製造コストを
削減する。 【解決手段】チップ１の電極２と、フィルムキャリアテ
ープのＩＬＢリード３とを固着接続し、チップ１をリー
ドフレームのアイランド１３に固着した後、フィルムキ
ャリアテープのＯＬＢリード４とリードフレームのイン
ナリード１１とを接続する。その際、ＯＬＢリード４と
インナリード１１とを接合すべきＯＬＢ部１４に対して
レーザ光２３を照射し、ＯＬＢリード４を溶融または半
溶融状態にしてインナリード１１１に溶着させる。ＯＬ
Ｂリード４自体が溶融するので、接合状態はインナリー
ド１１表面の酸化皮膜によって影響されない。インナリ
ード１１表面に、酸化防止層および塑性変形層としての
厚いめっき層を形成する必要がないので、製造コストが
削減される。めっき金属層のマイグレーションなど、め
っき処理に伴う接続の信頼性の低下もなくなる。
削減する。 【解決手段】チップ１の電極２と、フィルムキャリアテ
ープのＩＬＢリード３とを固着接続し、チップ１をリー
ドフレームのアイランド１３に固着した後、フィルムキ
ャリアテープのＯＬＢリード４とリードフレームのイン
ナリード１１とを接続する。その際、ＯＬＢリード４と
インナリード１１とを接合すべきＯＬＢ部１４に対して
レーザ光２３を照射し、ＯＬＢリード４を溶融または半
溶融状態にしてインナリード１１１に溶着させる。ＯＬ
Ｂリード４自体が溶融するので、接合状態はインナリー
ド１１表面の酸化皮膜によって影響されない。インナリ
ード１１表面に、酸化防止層および塑性変形層としての
厚いめっき層を形成する必要がないので、製造コストが
削減される。めっき金属層のマイグレーションなど、め
っき処理に伴う接続の信頼性の低下もなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、フィルムキャリア型半導体装置（Ｔ
ＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ）型半導体装置）のアウタリードボンデンィングリー
ドを金属製リードフレームのインナリードにボンディン
グした構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
方法に関し、特に、フィルムキャリア型半導体装置（Ｔ
ＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ）型半導体装置）のアウタリードボンデンィングリー
ドを金属製リードフレームのインナリードにボンディン
グした構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に、この種の半導体装置の一例とし
て、ＴＡＢ方式でインナリードボンディングしたチップ
を、金属製リードフレームを用いたＱＦＰ（Ｑｕａｄ
Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）構造のパッケージに収納し
て得られる半導体装置（以後、ＴＡＢインＱＦＰ型半導
体装置と記す）の断面図を示す。図５を参照して、この
図に示される半導体装置は、大略、下記の工程により製
造される。すなわち、図５（ａ）に示すように、先ず、
ＴＡＢテープのインナリードボンディングリード（以
後、ＩＬＢリードと記す）３とチップ１とを予めＴＡＢ
方式で接続する。その後、ＴＡＢテープのアウタリード
ボンディングリード（以後、ＯＬＢリードと記す）４と
リードフレームのインナリード１１とを位置合せする。
そして、図５（ｂ）に示すように、両者の接合部（ＯＬ
Ｂ部１４）に熱圧着ツール２５によって熱と圧力とを加
えるという、いわゆる熱圧着法で、ＯＬＢリード４とイ
ンナリード１１とを接合するのである。
て、ＴＡＢ方式でインナリードボンディングしたチップ
を、金属製リードフレームを用いたＱＦＰ（Ｑｕａｄ
Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）構造のパッケージに収納し
て得られる半導体装置（以後、ＴＡＢインＱＦＰ型半導
体装置と記す）の断面図を示す。図５を参照して、この
図に示される半導体装置は、大略、下記の工程により製
造される。すなわち、図５（ａ）に示すように、先ず、
ＴＡＢテープのインナリードボンディングリード（以
後、ＩＬＢリードと記す）３とチップ１とを予めＴＡＢ
方式で接続する。その後、ＴＡＢテープのアウタリード
ボンディングリード（以後、ＯＬＢリードと記す）４と
リードフレームのインナリード１１とを位置合せする。
そして、図５（ｂ）に示すように、両者の接合部（ＯＬ
Ｂ部１４）に熱圧着ツール２５によって熱と圧力とを加
えるという、いわゆる熱圧着法で、ＯＬＢリード４とイ
ンナリード１１とを接合するのである。
【０００３】このような熱圧着法で安定した接合性を得
るためには、接合面に例えば酸化皮膜のような接合を阻
害するものがないことが重要である。又、銅などの金属
箔からなるＯＬＢリード４と、銅系合金や鉄ーニッケル
系合金などからなるインナリード１１とを圧着するに
は、ＯＬＢリードやリードフレームよりも柔らかく塑性
変形する介在物も必要である。従って、従来、リードフ
レームのインナリード１１には、その酸化を防止するた
めと熱圧着時の塑性変形層とするために、金あるいは銀
などの金属によるめっき処理が施され、例えば５〜１０
μｍ程度というような比較的厚いめっき層２６が形成さ
れている。酸化防止のためだけであれば例えば０．５μ
ｍというような薄いめっき層で十分なのであるが、塑性
変形層とするためにはある程度の厚さが必要であるから
である。このめっき処理は、リードフレームの製造工程
数や材料費を増加させ、リードフレームのコスト上昇の
一つの要因となっている。
るためには、接合面に例えば酸化皮膜のような接合を阻
害するものがないことが重要である。又、銅などの金属
箔からなるＯＬＢリード４と、銅系合金や鉄ーニッケル
系合金などからなるインナリード１１とを圧着するに
は、ＯＬＢリードやリードフレームよりも柔らかく塑性
変形する介在物も必要である。従って、従来、リードフ
レームのインナリード１１には、その酸化を防止するた
めと熱圧着時の塑性変形層とするために、金あるいは銀
などの金属によるめっき処理が施され、例えば５〜１０
μｍ程度というような比較的厚いめっき層２６が形成さ
れている。酸化防止のためだけであれば例えば０．５μ
ｍというような薄いめっき層で十分なのであるが、塑性
変形層とするためにはある程度の厚さが必要であるから
である。このめっき処理は、リードフレームの製造工程
数や材料費を増加させ、リードフレームのコスト上昇の
一つの要因となっている。
【０００４】これに対し、特開平１ー２４８６３１号公
報に、めっき処理を施さないリードフレームを用いる半
導体装置の製造方法が開示されている。この公報記載の
製造方法においては、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、めっき処理を施していないリードフレーム１５のイ
ンナリード１１のワイヤ接続面３８に、還元性ガス３５
を吹き付けながらレーザ光２３を照射し、インナリード
１１表面の酸化皮膜を除去してワイヤ３３をボンディン
グする。この製造方法は、リードフレームのインナリー
ド１１とチップ１の接続用電極（図示せず）とをワイヤ
ボンディング工法により接続した型の半導体装置に適用
されるものであるが、めっき処理していないリードフレ
ームを用いているので、本発明の適用対象であるＴＡＢ
型半導体装置に適用したときも、同様のコスト削減効果
が期待される。
報に、めっき処理を施さないリードフレームを用いる半
導体装置の製造方法が開示されている。この公報記載の
製造方法においては、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、めっき処理を施していないリードフレーム１５のイ
ンナリード１１のワイヤ接続面３８に、還元性ガス３５
を吹き付けながらレーザ光２３を照射し、インナリード
１１表面の酸化皮膜を除去してワイヤ３３をボンディン
グする。この製造方法は、リードフレームのインナリー
ド１１とチップ１の接続用電極（図示せず）とをワイヤ
ボンディング工法により接続した型の半導体装置に適用
されるものであるが、めっき処理していないリードフレ
ームを用いているので、本発明の適用対象であるＴＡＢ
型半導体装置に適用したときも、同様のコスト削減効果
が期待される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載のワ
イヤボンディング工法による半導体装置の製造方法をＴ
ＡＢインＱＦＰ型半導体装置（一例として）に適用しよ
うとするとき、以下の問題が生じる。
イヤボンディング工法による半導体装置の製造方法をＴ
ＡＢインＱＦＰ型半導体装置（一例として）に適用しよ
うとするとき、以下の問題が生じる。
【０００６】第１に、上記めっき処理をしていないリー
ドフレームを用いる製造方法によれば、ボンディング前
に還元性雰囲気中でレーザ光により処理する必要があ
る。しかも、ボンディング作業そのものは、一度除去し
た酸化膜が再発生する前に、還元性雰囲気中で行わなけ
ればならない。すなわち、ボンディング工程を、前処理
も含めて全て、高純度還元性雰囲気中で行わなければな
らない。このことから、装置が大がかりなものになって
しまい、この点でコスト上昇を招くという副作用が生じ
る。
ドフレームを用いる製造方法によれば、ボンディング前
に還元性雰囲気中でレーザ光により処理する必要があ
る。しかも、ボンディング作業そのものは、一度除去し
た酸化膜が再発生する前に、還元性雰囲気中で行わなけ
ればならない。すなわち、ボンディング工程を、前処理
も含めて全て、高純度還元性雰囲気中で行わなければな
らない。このことから、装置が大がかりなものになって
しまい、この点でコスト上昇を招くという副作用が生じ
る。
【０００７】第２に、ＴＡＢインＱＦＰ型半導体装置の
場合、金などの金属細線を超音波などにより塑性変形さ
せて圧着するワイヤボンディング工法とは異って、圧着
時に塑性変形する介在物が無い場合は安定した接合性が
得られ難い。
場合、金などの金属細線を超音波などにより塑性変形さ
せて圧着するワイヤボンディング工法とは異って、圧着
時に塑性変形する介在物が無い場合は安定した接合性が
得られ難い。
【０００８】以上のことから、上記公報記載のボンディ
ング方法を、ＴＡＢ・ＱＦＰ型半導体装置に直接適用し
て、製造コストを抑制しつつ接合部の安定性を向上させ
ることは、実際上は困難であるといえる。
ング方法を、ＴＡＢ・ＱＦＰ型半導体装置に直接適用し
て、製造コストを抑制しつつ接合部の安定性を向上させ
ることは、実際上は困難であるといえる。
【０００９】従って、本発明は、ＴＡＢ方式でインナリ
ードボンディングしたチップを金属製リードフレームを
用いたパッケージに収納した型の半導体装置を製造する
方法であって、製造コストを上昇させることなしに、Ｔ
ＡＢテープのＯＬＢリードと金属製リードフレームのイ
ンナリードとの接合の安定性を高め得る製造方法を提供
することを目的とするものである。
ードボンディングしたチップを金属製リードフレームを
用いたパッケージに収納した型の半導体装置を製造する
方法であって、製造コストを上昇させることなしに、Ｔ
ＡＢテープのＯＬＢリードと金属製リードフレームのイ
ンナリードとの接合の安定性を高め得る製造方法を提供
することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、電子回路が形成されたチップの接続用電極
と、フィルムキャリアテープのインナリードボンディン
グリードとを電気的に固着接続するインナリードボンデ
ィング工程と、前記インナリードボンディング終了後の
チップを金属製リードフレームのアイランドに固着した
後、前記フィルムキャリアテープのアウタリードボンデ
ィングリードと前記リードフレームのインナリードとを
接合して電気的に固着接続するアウタリードボンディン
グ工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記ア
ウタリードボンディング工程では、前記アウタリードボ
ンディングリードと前記インナリードとを接合すべき部
位に対してレーザ光を照射することにより、前記アウタ
リードボンディングリードを溶融または半溶融状態にし
て前記インナリードに溶着させ、接合することを特徴と
する。
造方法は、電子回路が形成されたチップの接続用電極
と、フィルムキャリアテープのインナリードボンディン
グリードとを電気的に固着接続するインナリードボンデ
ィング工程と、前記インナリードボンディング終了後の
チップを金属製リードフレームのアイランドに固着した
後、前記フィルムキャリアテープのアウタリードボンデ
ィングリードと前記リードフレームのインナリードとを
接合して電気的に固着接続するアウタリードボンディン
グ工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記ア
ウタリードボンディング工程では、前記アウタリードボ
ンディングリードと前記インナリードとを接合すべき部
位に対してレーザ光を照射することにより、前記アウタ
リードボンディングリードを溶融または半溶融状態にし
て前記インナリードに溶着させ、接合することを特徴と
する。
【００１１】本発明の製造方法においては、アウタリー
ドボンディング工程以後にリードフレームの加熱処理が
行われる。これに対し、ワイヤボンディングタイプのパ
ッケージでは、先ずチップのマウント時に加熱処理が行
われる。従って、本発明の製造方法による場合、ワイヤ
ボンディング工法を用いる場合よりも、リードフレーム
のインナリードにおける酸化皮膜の発生そのものが著し
く少ない。
ドボンディング工程以後にリードフレームの加熱処理が
行われる。これに対し、ワイヤボンディングタイプのパ
ッケージでは、先ずチップのマウント時に加熱処理が行
われる。従って、本発明の製造方法による場合、ワイヤ
ボンディング工法を用いる場合よりも、リードフレーム
のインナリードにおける酸化皮膜の発生そのものが著し
く少ない。
【００１２】更に、本発明の半導体装置の製造方法で
は、ＴＡＢテープのＯＬＢリードと金属製リードフレー
ムのインナリードとを、レーザ光により直接溶着させ
る。ＯＬＢリードとインナリードの接合部に照射された
レーザ光は、照射部を瞬間的に約１０００℃近くまで昇
温させる。この昇温によってＴＡＢテープのＯＬＢリー
ドが溶融または半溶融状態となり、リードフレームと溶
着する。従って、接合の安定性がリードフレーム表面の
酸化皮膜の影響を受けることは、無い。又、ＯＬＢリー
ドそれ自体が溶融または半溶融状態となるので、従来必
要とされていた、金属めっき層などの塑性変形層として
の介在物も、必要ない。
は、ＴＡＢテープのＯＬＢリードと金属製リードフレー
ムのインナリードとを、レーザ光により直接溶着させ
る。ＯＬＢリードとインナリードの接合部に照射された
レーザ光は、照射部を瞬間的に約１０００℃近くまで昇
温させる。この昇温によってＴＡＢテープのＯＬＢリー
ドが溶融または半溶融状態となり、リードフレームと溶
着する。従って、接合の安定性がリードフレーム表面の
酸化皮膜の影響を受けることは、無い。又、ＯＬＢリー
ドそれ自体が溶融または半溶融状態となるので、従来必
要とされていた、金属めっき層などの塑性変形層として
の介在物も、必要ない。
【００１３】しかも、従来の製造方法では必須であった
還元性雰囲気が不要であるので、装置はその分簡便なも
ので済む。
還元性雰囲気が不要であるので、装置はその分簡便なも
ので済む。
【００１４】尚、予めリードフレームに酸化防止のため
の有機皮膜を施しておくと、レーザ光による昇温時にそ
の有機皮膜が焼失し、それと同時にＴＡＢテープのＯＬ
Ｂリードが溶融、半溶融状態となってリードフレームと
溶着するので、より安定な接合性が得られる。
の有機皮膜を施しておくと、レーザ光による昇温時にそ
の有機皮膜が焼失し、それと同時にＴＡＢテープのＯＬ
Ｂリードが溶融、半溶融状態となってリードフレームと
溶着するので、より安定な接合性が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態によるＴＡＢインＱＦＰ型半導体装置の断面
図を、製造工程順に示す図である。図２は、図１に示さ
れる半導体装置の平面図を、製造工程順に示す図であ
る。尚、図１に示す断面図は、図２（ｂ）に示す平面図
中のＸーＸ切断線における断面図である。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態によるＴＡＢインＱＦＰ型半導体装置の断面
図を、製造工程順に示す図である。図２は、図１に示さ
れる半導体装置の平面図を、製造工程順に示す図であ
る。尚、図１に示す断面図は、図２（ｂ）に示す平面図
中のＸーＸ切断線における断面図である。
【００１６】先ず、図２（ａ）に示すように、ポリイミ
ドのような絶縁性フィルムキャリアテープ６に、搬送お
よび位置決め用のスプロケットホール７と、チップ１を
入れ込むためのデバイスホール８と、そのデバイスホー
ル８を取り囲む４つのアウタリードボンディングホール
（以後、ＯＬＢホールと記す）９とをそれぞれ形成す
る。フィルムキャリアテープ６のうちデバイスホール８
とその外側に位置するＯＬＢホール９との間の部分は、
サスペンダ５となる。フィルムキャリアテープは、通
常、２層構造または３層構造となっているが、本実施の
形態では、３層構造のテープを用いた。勿論、２層構造
のものであっても良い。
ドのような絶縁性フィルムキャリアテープ６に、搬送お
よび位置決め用のスプロケットホール７と、チップ１を
入れ込むためのデバイスホール８と、そのデバイスホー
ル８を取り囲む４つのアウタリードボンディングホール
（以後、ＯＬＢホールと記す）９とをそれぞれ形成す
る。フィルムキャリアテープ６のうちデバイスホール８
とその外側に位置するＯＬＢホール９との間の部分は、
サスペンダ５となる。フィルムキャリアテープは、通
常、２層構造または３層構造となっているが、本実施の
形態では、３層構造のテープを用いた。勿論、２層構造
のものであっても良い。
【００１７】更に、フィルムキャリアテープ６上に金属
箔を接着し、これをエッチングして所望形状の複数のリ
ードを形成する。このようにしてフィルムキャリアテー
プ６に形成されたリードを、以後、ＴＡＢのリードと呼
ぶことにする。通常のＴＡＢのリードにおいては、その
素材である例えば銅などの酸化防止のために、金，すず
などの０．５μｍ程度の薄いめっき層が形成されるが、
本実施の形態の場合には、このめっき層のない素材のま
までも良い。尚、以後、上記ＴＡＢのリードのうちサス
ペンダ５に接着されている部分より外側の部分を、ＯＬ
Ｂリード４と呼ぶ。一方、サスペンダ５に接着されてい
る部分よりデバイスホール８側に突き出ている部分を、
ＩＬＢリード３と呼ぶこととする。又、ＩＬＢリード３
の先端部分を、インナリードボンディング部（ＩＬＢ
部）１６と呼ぶこととする。ＯＬＢリード４の先端に
は、電気選別のためのパッド１０が形成されている。Ｉ
ＬＢ部１６は、チップ１の表面に形成されている接続用
電極２に接続される。電極２がチップ１の金属電極表面
に形成された金などのバンプの場合は、ギャング方式の
熱圧着法などを使用する。電極２がアルミなどのパッド
である場合は、例えば超音波併用のシングルポイントイ
ンナリードボンディン法などを使用する。このようにし
て、ＴＡＢのリードのＩＬＢ部１６とチップ１の電極２
とを接続する、いわゆるインナリードボンディングを行
う。この後、パッド１０に外部から電気接続を行って、
フィルムキャリアテープ６にインナリードボンディング
されたチップ１に対して、電気選別やＢＴ試験がそれぞ
れ行われる。その後、金型を用いて、ＯＬＢホール９の
位置でＯＬＢリード４を切断する。これにより、チップ
１，ＴＡＢのリード及びサスペンダ５などからなるＴＡ
Ｂ型半導体装置が、キャリアテープ６から分離される。
リードの数が多い多数ピンのときは、複数のリードに接
着されたサスペンダ５を残すことによって、リードのば
らけを防止することができる。
箔を接着し、これをエッチングして所望形状の複数のリ
ードを形成する。このようにしてフィルムキャリアテー
プ６に形成されたリードを、以後、ＴＡＢのリードと呼
ぶことにする。通常のＴＡＢのリードにおいては、その
素材である例えば銅などの酸化防止のために、金，すず
などの０．５μｍ程度の薄いめっき層が形成されるが、
本実施の形態の場合には、このめっき層のない素材のま
までも良い。尚、以後、上記ＴＡＢのリードのうちサス
ペンダ５に接着されている部分より外側の部分を、ＯＬ
Ｂリード４と呼ぶ。一方、サスペンダ５に接着されてい
る部分よりデバイスホール８側に突き出ている部分を、
ＩＬＢリード３と呼ぶこととする。又、ＩＬＢリード３
の先端部分を、インナリードボンディング部（ＩＬＢ
部）１６と呼ぶこととする。ＯＬＢリード４の先端に
は、電気選別のためのパッド１０が形成されている。Ｉ
ＬＢ部１６は、チップ１の表面に形成されている接続用
電極２に接続される。電極２がチップ１の金属電極表面
に形成された金などのバンプの場合は、ギャング方式の
熱圧着法などを使用する。電極２がアルミなどのパッド
である場合は、例えば超音波併用のシングルポイントイ
ンナリードボンディン法などを使用する。このようにし
て、ＴＡＢのリードのＩＬＢ部１６とチップ１の電極２
とを接続する、いわゆるインナリードボンディングを行
う。この後、パッド１０に外部から電気接続を行って、
フィルムキャリアテープ６にインナリードボンディング
されたチップ１に対して、電気選別やＢＴ試験がそれぞ
れ行われる。その後、金型を用いて、ＯＬＢホール９の
位置でＯＬＢリード４を切断する。これにより、チップ
１，ＴＡＢのリード及びサスペンダ５などからなるＴＡ
Ｂ型半導体装置が、キャリアテープ６から分離される。
リードの数が多い多数ピンのときは、複数のリードに接
着されたサスペンダ５を残すことによって、リードのば
らけを防止することができる。
【００１８】次に、ＴＡＢのリードを折り曲げ、成形す
る。このとき、図１（ａ）に示すように、ＴＡＢのリー
ドのうちサスペンダ５に接着されている部分とＩＬＢリ
ード３との間、ＩＬＢリード３とＩＬＢ部１６との間お
よび、ＴＡＢのリードのうちサスペンダ５に接着されて
いる部分とＯＬＢリード４との間がそれぞれ折り曲げら
れる。ＯＬＢリード４はその先端部分も折り曲げられ、
アウタリードボンディング部（ＯＬＢ部）１４が形作ら
れる。このようなリード成形により、ＩＬＢ部１６とＯ
ＬＢ部１４とは実質的に同じ高さに調整され、ＴＡＢの
リードのうちサスペンダ５に接着している部分が、ＩＬ
Ｂ部１６及びＯＬＢ部１４よりも上方に位置する形状と
なる。封止樹脂の熱膨張係数は、リードの熱膨張係数よ
り大きいため、封止樹脂とリードとの間に経時変化によ
って隙間が生じ易い。リードを上述のように曲げ、リー
ドに余裕を持たせた状態で樹脂封止を行うことによっ
て、この問題を解決することができる。
る。このとき、図１（ａ）に示すように、ＴＡＢのリー
ドのうちサスペンダ５に接着されている部分とＩＬＢリ
ード３との間、ＩＬＢリード３とＩＬＢ部１６との間お
よび、ＴＡＢのリードのうちサスペンダ５に接着されて
いる部分とＯＬＢリード４との間がそれぞれ折り曲げら
れる。ＯＬＢリード４はその先端部分も折り曲げられ、
アウタリードボンディング部（ＯＬＢ部）１４が形作ら
れる。このようなリード成形により、ＩＬＢ部１６とＯ
ＬＢ部１４とは実質的に同じ高さに調整され、ＴＡＢの
リードのうちサスペンダ５に接着している部分が、ＩＬ
Ｂ部１６及びＯＬＢ部１４よりも上方に位置する形状と
なる。封止樹脂の熱膨張係数は、リードの熱膨張係数よ
り大きいため、封止樹脂とリードとの間に経時変化によ
って隙間が生じ易い。リードを上述のように曲げ、リー
ドに余裕を持たせた状態で樹脂封止を行うことによっ
て、この問題を解決することができる。
【００１９】次に、図２（ｂ）に示すように、ＴＡＢ構
造のチップ１をリードフレーム１５のアイランド１３に
搭載する。リードフレーム１５の素材には、銅系合金や
鉄ーニッケル系合金などが用いられる。リードフレーム
１５のアイランド１３は、図１（ａ）の断面図に示され
るとおり、予めリードフレーム１５のインナリード１１
よりも低い位置まで押し下げられている。この工程で
は、ＴＡＢ構造のチップ１及びサスペンダ５を真空吸着
して、このアイランド１３上方に搬送する。そして、銀
ペーストなどの導電性接着剤１７が塗布されたアイラン
ド１３の表面に、チップ１の裏面が接着される。このと
きチップ１は、ＴＡＢのリードのＯＬＢ部１４がそれぞ
れリードフレームのインナリード１１の上方にそれぞれ
位置するように、アイランド１３に固定される。
造のチップ１をリードフレーム１５のアイランド１３に
搭載する。リードフレーム１５の素材には、銅系合金や
鉄ーニッケル系合金などが用いられる。リードフレーム
１５のアイランド１３は、図１（ａ）の断面図に示され
るとおり、予めリードフレーム１５のインナリード１１
よりも低い位置まで押し下げられている。この工程で
は、ＴＡＢ構造のチップ１及びサスペンダ５を真空吸着
して、このアイランド１３上方に搬送する。そして、銀
ペーストなどの導電性接着剤１７が塗布されたアイラン
ド１３の表面に、チップ１の裏面が接着される。このと
きチップ１は、ＴＡＢのリードのＯＬＢ部１４がそれぞ
れリードフレームのインナリード１１の上方にそれぞれ
位置するように、アイランド１３に固定される。
【００２０】次いで、ＯＬＢリード４のＯＬＢ部１４と
リードフレームのインナリード１１との接続、いわゆる
アウタリードボンディングを行う。この実施の形態で
は、このときレーザ光を照射することによって、アウタ
リードボンディングを行う。先ず、図１（ｂ）に示すよ
うに、ＴＡＢ構造のチップ１がアイランド１３に搭載さ
れたリードフレーム１５を、アウタリードボンディング
ステージ１９上に配置する。次に、固定ツール２０でＯ
ＬＢ部１４の近傍を固定する。そして、レーザ光２３
を、ＯＬＢ部１４に照射する。レーザ光２３は、アウタ
リードボンディングステージ１９の上方に配置されたレ
ーザ光源２１で発生され、集光レンズ２２によりビーム
径が整えられている。ＯＬＢリード４は、照射されたレ
ーザ光２３のエネルギーにより高温となり、溶融または
半溶融状態となってリードフレームのインナリード１１
に溶着する。
リードフレームのインナリード１１との接続、いわゆる
アウタリードボンディングを行う。この実施の形態で
は、このときレーザ光を照射することによって、アウタ
リードボンディングを行う。先ず、図１（ｂ）に示すよ
うに、ＴＡＢ構造のチップ１がアイランド１３に搭載さ
れたリードフレーム１５を、アウタリードボンディング
ステージ１９上に配置する。次に、固定ツール２０でＯ
ＬＢ部１４の近傍を固定する。そして、レーザ光２３
を、ＯＬＢ部１４に照射する。レーザ光２３は、アウタ
リードボンディングステージ１９の上方に配置されたレ
ーザ光源２１で発生され、集光レンズ２２によりビーム
径が整えられている。ＯＬＢリード４は、照射されたレ
ーザ光２３のエネルギーにより高温となり、溶融または
半溶融状態となってリードフレームのインナリード１１
に溶着する。
【００２１】前述のように、レーザ光を照射することに
より照射部を瞬間的に高温とし、ＴＡＢのＯＬＢリード
４を溶融または半溶融させてリードフレームと溶着させ
るため、接合状態はインナリード１１表面の酸化皮膜の
影響を受けない。又、塑性変形する金属めっき層のよう
な介在物も、必要ない。更に、リードフレーム１５に、
予め酸化防止のための有機皮膜を施しておくと、その有
機皮膜は昇温時に消失しそれと同時にＴＡＢのＯＬＢリ
ード４が溶融または半溶融状態となってインナリード１
１と溶着するため、より安定した接合が得られる。具体
的には、レーザ光２３としてＹＡＧレーザを用い、例え
ば、ＯＬＢリード４のリード幅が０．０６５ｍｍ、リー
ドフレームのインナリード１１の幅が０．１２５ｍｍの
とき、ビーム径０．１２ｍｍのパルス発振タイプで１パ
ルスあたり０．０５〜０．１ジュールのレーザ光２３を
３パルス照射して、良好なＯＬＢ接合を得た。尚、良好
なＯＬＢ接合を得るためには、アウタリードボンディン
グ後のＯＬＢリード４の厚みがアウタリードボンディン
グ前の厚みの４０〜７０％の範囲になるように、レーザ
光の出力を調整する必要があることが判明した。これ
は、アウタリードボンディング後のＯＬＢリード４の厚
みがアウタリードボンディング前の７０％以上である場
合、溶融不足で接合強度が弱く、その結果、封入時にＯ
ＬＢリードが剥れるというオープン不良発生の確率が高
くなるためである。一方、アウタリードボンディング後
の厚みがボンディング前の４０％以下のときは、リード
のネック部が弱くなるため、封入時にＯＬＢリードが切
れるというオープン不良が生じ易くなるためである。
より照射部を瞬間的に高温とし、ＴＡＢのＯＬＢリード
４を溶融または半溶融させてリードフレームと溶着させ
るため、接合状態はインナリード１１表面の酸化皮膜の
影響を受けない。又、塑性変形する金属めっき層のよう
な介在物も、必要ない。更に、リードフレーム１５に、
予め酸化防止のための有機皮膜を施しておくと、その有
機皮膜は昇温時に消失しそれと同時にＴＡＢのＯＬＢリ
ード４が溶融または半溶融状態となってインナリード１
１と溶着するため、より安定した接合が得られる。具体
的には、レーザ光２３としてＹＡＧレーザを用い、例え
ば、ＯＬＢリード４のリード幅が０．０６５ｍｍ、リー
ドフレームのインナリード１１の幅が０．１２５ｍｍの
とき、ビーム径０．１２ｍｍのパルス発振タイプで１パ
ルスあたり０．０５〜０．１ジュールのレーザ光２３を
３パルス照射して、良好なＯＬＢ接合を得た。尚、良好
なＯＬＢ接合を得るためには、アウタリードボンディン
グ後のＯＬＢリード４の厚みがアウタリードボンディン
グ前の厚みの４０〜７０％の範囲になるように、レーザ
光の出力を調整する必要があることが判明した。これ
は、アウタリードボンディング後のＯＬＢリード４の厚
みがアウタリードボンディング前の７０％以上である場
合、溶融不足で接合強度が弱く、その結果、封入時にＯ
ＬＢリードが剥れるというオープン不良発生の確率が高
くなるためである。一方、アウタリードボンディング後
の厚みがボンディング前の４０％以下のときは、リード
のネック部が弱くなるため、封入時にＯＬＢリードが切
れるというオープン不良が生じ易くなるためである。
【００２２】次に、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化
性樹脂層１８によって樹脂封止を行う。その後、リード
フレーム１５のアウタリード１２へのはんだなどのめっ
き処理、アウタリード部のリードフレーム１５からの切
断および、パッケージの仕様に応じた、外部リード端子
のガルウィング形状あるいはＪ字形状への成形などを行
う。
性樹脂層１８によって樹脂封止を行う。その後、リード
フレーム１５のアウタリード１２へのはんだなどのめっ
き処理、アウタリード部のリードフレーム１５からの切
断および、パッケージの仕様に応じた、外部リード端子
のガルウィング形状あるいはＪ字形状への成形などを行
う。
【００２３】このようにして、ＴＡＢのリードから形成
されたアウタリード部の先端部と、リードフレーム１５
から形成されたインナリード部の先端部とが溶接されて
接続されたリード端子を有するＴＡＢインＱＦＰ型半導
体装置を完成する。
されたアウタリード部の先端部と、リードフレーム１５
から形成されたインナリード部の先端部とが溶接されて
接続されたリード端子を有するＴＡＢインＱＦＰ型半導
体装置を完成する。
【００２４】以上述べたＴＡＢインＱＦＰ型半導体装置
の製造方法によれば、リードフレーム１５のインナリー
ド１１表面に対するめっき処理が必要なくなる。その結
果、例えば２４０ピンのリードフレームでは、製造コス
トを２０〜３０％圧縮できるようになった。更に、接合
個所へのめっき層が不要になったので、銀のマイグレー
ションなど、めっき層に起因する不良の発生が全くなく
なって、信頼性の高いパッケージ構造が得られた。しか
も、レーザ光の照射による接続は、接続されるそのもの
自体を溶融または半溶融させ直接接合させるので、熱圧
着法や共晶法によりアウタリードボンディングを行った
半導体装置に比較して、接合強度を増加させることがで
きる。従って、本実施の形態によれば、従来の熱圧着法
や共晶法によりアウタリードボンディングを行った場合
に比べて、いわゆるオープンモードの不良が発生し難く
なり、電気的、機械的に安定したパッケージ構造を得る
ことができる。
の製造方法によれば、リードフレーム１５のインナリー
ド１１表面に対するめっき処理が必要なくなる。その結
果、例えば２４０ピンのリードフレームでは、製造コス
トを２０〜３０％圧縮できるようになった。更に、接合
個所へのめっき層が不要になったので、銀のマイグレー
ションなど、めっき層に起因する不良の発生が全くなく
なって、信頼性の高いパッケージ構造が得られた。しか
も、レーザ光の照射による接続は、接続されるそのもの
自体を溶融または半溶融させ直接接合させるので、熱圧
着法や共晶法によりアウタリードボンディングを行った
半導体装置に比較して、接合強度を増加させることがで
きる。従って、本実施の形態によれば、従来の熱圧着法
や共晶法によりアウタリードボンディングを行った場合
に比べて、いわゆるオープンモードの不良が発生し難く
なり、電気的、機械的に安定したパッケージ構造を得る
ことができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図３および図４を参照して説明する。図３及び図４
は、本発明の２の実施の形態によるＴＡＢインＱＦＰ型
半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図である。先
ず、第１の実施の形態における図２（ａ）に示す工程と
同様な工程を経て、チップ１、ＴＡＢのリード及び、サ
スペンダ５などで構成されるＴＡＢ型半導体装置を形成
する。更に、図３（ａ）に示すように、ＴＡＢ構造のチ
ップ１をリードフレーム１５のアイランド１３上に、接
着剤１７で固定する。このチップ１は、ＴＡＢのリード
のＯＬＢ部１４がそれぞれリードフレームのインナリー
ド１１の上方にそれぞれ位置するように、アイランド１
３に固定される。
て、図３および図４を参照して説明する。図３及び図４
は、本発明の２の実施の形態によるＴＡＢインＱＦＰ型
半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図である。先
ず、第１の実施の形態における図２（ａ）に示す工程と
同様な工程を経て、チップ１、ＴＡＢのリード及び、サ
スペンダ５などで構成されるＴＡＢ型半導体装置を形成
する。更に、図３（ａ）に示すように、ＴＡＢ構造のチ
ップ１をリードフレーム１５のアイランド１３上に、接
着剤１７で固定する。このチップ１は、ＴＡＢのリード
のＯＬＢ部１４がそれぞれリードフレームのインナリー
ド１１の上方にそれぞれ位置するように、アイランド１
３に固定される。
【００２６】本実施の形態では、次に、図３（ｂ）に示
すように、リードフレームのインナリード１１とＴＡＢ
テープのＯＬＢ部１４とを、それぞれ一括して仮接続す
る。すなわち、ボンディングステージ２４と熱圧着ツー
ル２５とでインナリード１１とＯＬＢ部１４とを挟み込
み、太い矢印で図示する方向の圧力Ｐと温度とを加え
る。この圧力Ｐと温度の印加によって、インナリード１
１とＯＬＢ部１４とが一括してそれぞれ圧着され、仮接
着される。この熱圧着ツール２５を用いて行う仮接着に
は、従来の搬送系、認識系を有するＯＬＢボンダを流用
できる。例えば、ＯＬＢリード４のリードピッチが０．
３５ｍｍ、リード幅が０．０６５ｍｍ、数が２４０ピン
のとき、仮接着のアウタリードボンディングの条件は、
圧力Ｐ＝３０〜４０ｋｇ、熱圧着ツールの温度４００〜
５００℃、ボンディング時間０．５〜１．０秒で実施で
きた。
すように、リードフレームのインナリード１１とＴＡＢ
テープのＯＬＢ部１４とを、それぞれ一括して仮接続す
る。すなわち、ボンディングステージ２４と熱圧着ツー
ル２５とでインナリード１１とＯＬＢ部１４とを挟み込
み、太い矢印で図示する方向の圧力Ｐと温度とを加え
る。この圧力Ｐと温度の印加によって、インナリード１
１とＯＬＢ部１４とが一括してそれぞれ圧着され、仮接
着される。この熱圧着ツール２５を用いて行う仮接着に
は、従来の搬送系、認識系を有するＯＬＢボンダを流用
できる。例えば、ＯＬＢリード４のリードピッチが０．
３５ｍｍ、リード幅が０．０６５ｍｍ、数が２４０ピン
のとき、仮接着のアウタリードボンディングの条件は、
圧力Ｐ＝３０〜４０ｋｇ、熱圧着ツールの温度４００〜
５００℃、ボンディング時間０．５〜１．０秒で実施で
きた。
【００２７】更に、図４（ａ）に示すように、第１の実
施の形態におけると同様のボンディングを行うことがで
きる。
施の形態におけると同様のボンディングを行うことがで
きる。
【００２８】以上、ＴＡＢ方式でインナリードボンディ
ングしたチップをＱＦＰ構造のパッケージに適用した二
つの実施の形態について説明したが、本発明はＴＡＢイ
ンＱＦＰ型半導体装置以外にも適用が可能である。すな
わち、液晶駆動用ＩＣに使用されることが多いヂュアル
テープキャリアパッケージ（ＤＴＣＰ）のように、リー
ド端子がパッケージの二つの側面だけから出ているよう
なＴＡＢ型半導体装置にも適用できることは、明かであ
る。
ングしたチップをＱＦＰ構造のパッケージに適用した二
つの実施の形態について説明したが、本発明はＴＡＢイ
ンＱＦＰ型半導体装置以外にも適用が可能である。すな
わち、液晶駆動用ＩＣに使用されることが多いヂュアル
テープキャリアパッケージ（ＤＴＣＰ）のように、リー
ド端子がパッケージの二つの側面だけから出ているよう
なＴＡＢ型半導体装置にも適用できることは、明かであ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法では、ＴＡＢのリードと金属製のリードフ
レームのインナリードとを、レーザ光により溶融または
半溶融状態とさせ接合させている。これにより本発明に
よれば、接合するそのもの自体が溶融、接着するので、
接合状態が接合表面の酸化皮膜などによって影響される
ことはなく、強固で安定な接合が得られ、オープン不良
のない、電気的、機械的に安定したパッケージ構造を得
ることができる。又、接合に際して、作業を還元性雰囲
気中で行う必要がないので、装置は簡便で済む。
置の製造方法では、ＴＡＢのリードと金属製のリードフ
レームのインナリードとを、レーザ光により溶融または
半溶融状態とさせ接合させている。これにより本発明に
よれば、接合するそのもの自体が溶融、接着するので、
接合状態が接合表面の酸化皮膜などによって影響される
ことはなく、強固で安定な接合が得られ、オープン不良
のない、電気的、機械的に安定したパッケージ構造を得
ることができる。又、接合に際して、作業を還元性雰囲
気中で行う必要がないので、装置は簡便で済む。
【００３０】しかも、リードフレームへのめっき処理を
不要にできるので、その分製造コストを低減させること
ができるのみならず、めっき金属のマイグレーションな
ど、めっき層に起因する接続の信頼性の低下も、無い。
不要にできるので、その分製造コストを低減させること
ができるのみならず、めっき金属のマイグレーションな
ど、めっき層に起因する接続の信頼性の低下も、無い。
【００３１】本発明によれば、ＴＡＢのリードと金属製
リードフレームのインナリードリードとの接合が強固で
安定した、接続の信頼性に優れたＴＡＢ型半導体装置
を、低コストで提供することができる。
リードフレームのインナリードリードとの接合が強固で
安定した、接続の信頼性に優れたＴＡＢ型半導体装置
を、低コストで提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＴＡＢインＱ
ＦＰ型半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図であ
る。
ＦＰ型半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図であ
る。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるＴＡＢインＱ
ＦＰ型半導体装置の平面図を、製造工程順に示す図であ
る。
ＦＰ型半導体装置の平面図を、製造工程順に示す図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるＴＡＢインＱ
ＦＰ型半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図であ
る。
ＦＰ型半導体装置の断面図を、製造工程順に示す図であ
る。
【図４】本発明の第１の実施の形態によるＴＡＢインＱ
ＦＰ型半導体装置の断面図を製造工程順に示す図であっ
て、図３に示す工程以後の工程に関する図である。
ＦＰ型半導体装置の断面図を製造工程順に示す図であっ
て、図３に示す工程以後の工程に関する図である。
【図５】従来のＴＡＢインＱＦＰ型半導体装置の断面図
を製造工程順に示す図である。
を製造工程順に示す図である。
【図６】レーザ光を用いたワイヤボンディング方法の一
例を説明するための、断面図である。
例を説明するための、断面図である。
１ チップ ２ 電極 ３ ＩＬＢリード ４ ＯＬＢリード ５ サスペンダ ６ フィルムキャリアテープ ７ スプロケットホール ８ デバイスホール ９ ＯＬＢホール １０ パッド １１ インナリード １２ アウタリード １３ アイランド １４ ＯＬＢ部 １５ リードフレーム １６ ＩＬＢ部 １７ 接着剤 １８ 樹脂層 １９ アウタリードボンディングステージ ２０ 固定ツール ２１ レーザ光源 ２２ 集光レンズ ２３ レーザ光 ２４ ボンディングステージ ２５ 熱圧着ツール ２６ めっき層
Claims (4)
- 【請求項１】 電子回路が形成されたチップの接続用電
極と、フィルムキャリアテープのインナリードボンディ
ングリードとを電気的に固着接続するインナリードボン
ディング工程と、前記インナリードボンディング終了後
のチップを金属製リードフレームのアイランドに固着し
た後、前記フィルムキャリアテープのアウタリードボン
ディングリードと前記リードフレームのインナリードと
を接合して電気的に固着接続するアウタリードボンディ
ング工程とを含む半導体装置の製造方法において、 前記アウタリードボンディング工程では、前記アウタリ
ードボンディングリードと前記インナリードとを接合す
べき部位に対してレーザ光を照射することにより、前記
アウタリードボンディングリードを溶融または半溶融状
態にして前記インナリードに溶着させ、接合することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記アウタリードボンディング工程における前記レーザ
光の照射の前に、前記アウタリードボンディングリード
と前記インナリードとを仮接着する工程を設けたことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の半導体装
置の製造方法において、 前記フィルムキャリアテープとして、少くとも前記アウ
タリードボンディングリードの部分は素材金属を生地の
まま露出させた構造のフィルムキャリアテープを用いる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記リードフレームとして、その酸化を防止するための
有機皮膜が形成されたリードフレームを用いることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033876A JP2798040B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033876A JP2798040B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232367A true JPH09232367A (ja) | 1997-09-05 |
| JP2798040B2 JP2798040B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=12398728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8033876A Expired - Lifetime JP2798040B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798040B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013027354A1 (ja) * | 2011-08-25 | 2015-03-05 | パナソニック株式会社 | 接合体、パワー半導体装置及びそれらの製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4449724B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2010-04-14 | 株式会社デンソー | 半導体モジュール |
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| JPH06196527A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リードのボンディング方法及びその装置 |
| JPH06196852A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ接合方法 |
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| JPH0758157A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Nec Corp | テープ・キャリャ・パッケージ接続装置および接続方法 |
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| JPH07335697A (ja) * | 1994-06-07 | 1995-12-22 | Nippon Steel Corp | フィルムキャリヤ用レーザ半田付け装置及びこの装置を用いたフィルムキャリヤの実装方法 |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP8033876A patent/JP2798040B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
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| JP2798040B2 (ja) | 1998-09-17 |
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