JPS6386530A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フィルムキャリア方式により製造される半導
体装置の製造方法に関するものである。

〈従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば第２図に
示すような製造工程があった。この製造工程はフィルム
キャリア方式（Ｔａｐｅ　ＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄ
ｉｎｇ　、以下ＴＡＢ方式という）による半導体装置の
一製造工程例を示すものであり、その各工程の詳細が第
３図〜第７図に示されている。以下、この製造工程に基
づき、半導体装置の製造方法を説明する、 先ず、半導体ウェハ上に形成された半導体素子の接続端
子部に、インナリードボンディング用のバンプを形成す
る。次いで、この半導体ウェハを、例えば°ダイヤモン
ド力・・ｌりを用いてスクライブすることにより、所定
寸法の個々の半導体素子に分離する。

次に、第３図（Ａ）のテープキャリア平面図に示すよう
に、ポリイミドフィルム等から成るフイルムテープ］−
の両側端部及び中央部付近に、それぞれスプロゲ・・ｌ
ト孔２及び半導体素子マウント孔３等をプレスにより打
ち抜く４．これらの開孔を有するフィルムデーブ］上に
、例えば銅（Ｃｕ）箔を張り付け、このＣｕ箔をホトエ
ツチングして複数本の第１のリード４を有するテープキ
ャリア５を構成する。このテープギヤリア５の第１のリ
ード４に、スプロケット孔２をガイドとして半導体素子
６のバンプを一括してインナーリードホンディングする
ことにより、半導体素子６をテープキャリア５にマウン
トする。その後、テープキャリア５から半導体素子６及
び第１のリード４を含むフィルム７の部分を打ち抜き、
第３図（Ｂ）に示す切離されたテープギヤリア８を得る
４、 続いて、前記切離されたテープキャリア８を、別途用意
されたリードフレームにアウタリードボンディングによ
り取付ける。この様子を第４図のアウタリードボンディ
ング状態図で示す１．第４図は第１のり一ド４の外方端
部付近の断面を示したものである。ボンディングステー
ジ１１上の所定の位置にリードフレーム１２を載置し、
このリードフレーム１２に形成された複数本の第２のり
一ド１３上に、テープキャリア８の複数の第１のり一ド
４を対応させて配置する。この状態において、第１−の
リード４の上面をボンディング治具１４により加圧、加
熱して、第１のリード４と第２のリード１３とを接続す
る、 上記アウタリードボン・ディングにより、第１のリード
４と第２のり−ド１３とが接続された半導体装置は、第
５図のアウタリードボン′ディング完了状態に示すよう
な中央部断面形状を成している９図中の１５は半導体素
子６上に形成され、第１のリード４と接続するなめのバ
ンプである４、アウタリードボンティング時的了した半
導体装置において、前記半導体素子６及び第１、第２の
リード４，１３との接続箇所等に必要に応じて樹脂モー
ルドや樹脂コート等により封止を施し、さらにリードフ
レーム１２を所定の寸法に切断する等のリード加工を行
うことにより、半導体装置の製造がなされる、 〈発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の半導体装置の製造方法では、アウ
タリードボンディング時において、ボンディング治具１
４の第１のリード４との接触面１６が、第６図のボンデ
ィング治具接触状態図に示すようにボンディングステー
ジ１１に対して傾斜していたり、或は凹凸を生じていた
りすることがある。また、ボンディング治具１４を加熱
することによりボンディング治具１４が熱膨張し、第７
図のボンディング治具接触状態図に示すように湾曲面を
成してしまうこともあり、第１のリード４と接触面１６
との接触が不十分となってしまう。このため第１のリー
ト４及び第２のリード１３に均一な加圧、加熱がなされ
ない等の不具合を生じ、第１のリード４と第２のリード
１３との間で信頼性の高い接続がｔ％られないという問
題があった。

本発明は、前記従来技術がもっていた問題点として、ア
ウタリードボンティング時において第１のリード４と第
２のリード１３の確実な接続が難しく、信頼性の高い半
導体装置を製造するのが難しい点について解決した半導
体装置の製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、テープ上に形
成され半導体素子と接続された複数本の第１のリードを
有するテープキャリアを用い、前記第１のリードの外方
端部と、リードフレームに形成された複数本の第２のリ
ードの内方端部とを、前記第１のリードの外方端部上に
接触面を当てがっなボンディング治具によってボンディ
ンダステ−ジ」二で接続する半導体装置の製造方法にお
いて、前記リードフレームの少なくとも前記第２のリー
ドの内方端部下面に、前記ボンディング治具の接触面の
形状に応じて変形する変形吸収部材を形成する「程と、
前記変形吸収部材が形成された面を下面としたリードフ
レームとそのリードフレーム上に配置される前記テープ
キャリアとを前記変形吸収部材を介して前記ホンディン
グ、ステージ上に位置合わせしてＲ置する工程と、前記
第１のリードの外方端部の上面に前記ボンディング治具
の接触面を当てがい、その第１のリードの外方端部と前
記第２のリードの内方端部とを熱圧着する工程とを順次
施すようにしたものである５ （作　用） 本発明によれば、以上のように半導体装置の製造方法を
構成したので、リードフレームの少なくとも第２のリー
ドの内方端部に形成された変形吸収部材は、第２のリー
ド内方端部と第１のリード外方端部との接続部をボンデ
ィング治具により熱圧着する工程において、変形のある
ボンディング治具の接触面形状に合わせて自在に変形す
る。この変形作用は、複数本の第１のリード外方端部を
ボンディング治具に均等に接触させ、第１−１第２のリ
ード間接続部の均一な圧接を行い、ボンディング治具か
らの加圧力及び熱を前記接続部に均等に伝える働きをす
る。したがって、前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 第１図（１）・〜（４）は、本発明の第１の実施例を示
すＴＡＢ方式による半導体装置の製造工程図である、以
下、各図の製造工程を説明する。

■第１図（１）の第１工程 先ず、テープキャリアと接続されるリードフレーム２１
の第２のリード２２の内方端部２３の下面に、例えばポ
リイミド等の熱可塑性樹脂から成る変形吸収部材２４を
形成する。この変形吸収部材２４は第８図のリードフレ
ーム平面図に示すように、リードフレーム２１の素子搭
載部２５周辺における複数の第２のり−ド２２の内方端
部２３付近に枠状に形成したものである。前記第８図の
Ａ−Ａ線断面の中央部付近を示しプごのが、第１図（１
）の断面図である。

変形吸収部材２４を形成後、リードフレーム２１をセラ
ミ・・ｌりや金属等で構成されたボンディシダステージ
２６上の所定の位置に、変形吸収部材２４を下面にして
載置する。

■第１図（２）の第２の工程 ボンディシダステージ２６上に載置されたリードフレー
ム２１上に、従来のインナリードボンディングにより形
成されたテープキャリア２７を配置する。

このテープキャリア２７は、半導体素子２８、バンプ２
９、第１のり−ド３０及びフィルム３１から成るもので
、第１のリード３０の下方に曲げられた外方端部３２は
、下面に第２のリード２２の内方端部２３との接合面を
有している。この外方端部３２を前記内方端部２３位置
に合わせて、テープキャリア２７をリードフレーム２１
上に配置する。

■第１図（３）の第３の工程 第２工程が終了した状態において、モリブデン或はイン
コネル等から成るボンディング治具３３の接触面を前記
第１のリード３０の外方端部３２上に設置して加圧、加
熱を行い、第２のり−ド２２と第１のリード３０との接
続を行う。このとき、熱可塑性のポリイミド樹脂から成
る変形吸収部材２４はボンディング治具３３による加熱
のため、適当な弾性を有する程度に軟化する。したがっ
て、ボンディング治具３３の接触面に変形が生じていな
り、前記加熱によりボンディング治具３３が膨張して変
形した場合であっても、軟化した変形吸収部材２４はボ
ンディング治具３３の接触面形状に応じて変形する。

この変形吸収部材２４の変形により、第１−のリード３
０の外方端部３２及び第２のリード２２の内方端部２３
はほぼ−様な圧力を受けると同時に、加熱による熱伝導
もほぼ均等になされる。それ故、例えば第１のリード３
０に錫（Ｓｎ）めっき、第２のリード２２に金（ＡｔＪ
）めっきが施されている場合には、Ａｕ−８ｎ共晶が確
実に生成される。

■第１図（４）の第４工程 上記の如く変形吸収部材２４の作用により、第２のリー
ド２２と第１のり−ド３０の確実な接続が行なわれ、図
の如くアウタリードボンディング工程が−］〇　− 終了した半導体装置を得る。

以上のように変形吸収部材２４が形成されたリードフレ
ーム２１においては、前記第３１−程で示したようにボ
ンディング治具３３に変形が生じていても、変形吸収部
材２４はその変形に応じて第１のリード３０の外方端部
３２を均等にボンディング治具３３に接触させる働きを
する。即ち、ボンディング治具３３の接触面が傾斜して
いる場合、凹凸がある場合、接触面中央付近が外方に変
形している場合及び接触面中央付近が内方に変形してい
る場合のそれぞれについて、変形吸収部材２４の作用を
第１図（３）のＢ−Ｂ線断面を用いて表すと、第９、第
１０、第１１及び第１２図の様になる。いずれの場合も
第１のリード３０はボンディング治具３３に均等に接し
、したがってボンディング治具３３による加圧、加熱が
均等に行われる。

次に、従来の方法と本実施例の方法により製造された半
導体装置の第２のリード２２と第］−のり−ド３０との
接続部の引張試験結果を第１３図及び第１４図に示す。

試験は１辺に４０本の第２のリード２２を有する同一の
半導体装置を多数用いて、同一の荷重条件の基に行った
もので、図の横軸は１〜４０本目の第２のリード２２の
位置を等間隔で表わし、縦軸は前記接続部が剥離したと
きの荷重を表わしている。

従来の半導体装置の試験結果は、第１３図に示すように
、４０本の第２のリード２２のうち、その両端部に位置
するり一ドの接続部の引張強度が著しく低下しているこ
とが判る。一方、本実施例の方法により製造された半導
体装置の試験結果は、第１４図に示すように第２のリー
ド２２の両端部のものについても、その接続部の強度は
他のものと殆ど変らず、すべての接続部がほぼ一様かつ
十分な強度を有していることが判る。

以上のように、本実施例においては、変形吸収部材２４
を設けてアウタリードボンディングを行うことにより、
第１、第２のリード３０．２２の接続部に対する加圧、
加熱が均等になされる結果、そのすべての接続部におい
て確実な接続が行われるという利点がある。また、変形
吸収部材２４は、第２のリード２２の内方端部２３を相
互に固定して、その位置形状の乱れを防ぐと共に、加え
られた熱が内方端部２３からボンデインゲスデージ２６
に伝わって逃げるのを防止する断熱部材としての役割も
為す。

したがって、第１．第２のリード３０．２２の正確な位
置合わぜを可能とすると同時に、接続部分の温度上昇を
容易にして、その接続の信頼性を向上させるという利点
もある。

第１５図及び第１６図は本発明の第２の実施例の半導体
装置の製造方法を示すもので、第１５図はリードフレー
ム２１の平面図であり、第１６図は第１５図のＣ−Ｃ線
部分断面図である。

この実施例が第１の実施例と異なる点は、変形吸収部材
４１を、第２のリード２２の内方端部２３下面に枠状に
設ける代りに、この枠内の全域に形成したことである。

このようにすれば、第１の実施例とほぼ同様の作用、効
果が得られると同時に、ボンディング治具３３からの圧
力が広範囲に渡って均等に分散するので、加圧、加熱が
より均等に行われる効果がある。また、第２のリード２
２の内方端一　１３　＝ 部２３の位置形状の乱れ防止に対する効果もより大きく
なる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々な変形
が可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。

（イ）　第１、第２の実施例においては、変形吸収部材
２４．４１は熱可塑性樹脂としたが、これに限定されな
い。熱可塑性の有無にかかわらず弾力性を有するる材料
、例えば合成ゴムや天然ゴム等を変形吸収部材２４．４
１として使用してもよい。

（ロ）　第１のリード３０と第２のリード２２の接続は
熱圧着としたが、これに超音波振動を同時に加えること
もできる。こうすることにより、接続がさらに容易かつ
確実となる。

（ハ）　変形吸収部材２４．４１は第２のリード２２の
内方端部２３に枠状に形成するか、またはこの枠内全域
に形成するものとしたが、これに限定されず、さらに広
範囲若しくは狭範囲に形成することができる。例えば、
それぞれの内方端部２３毎に分離して設けてもよい。

〈発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、リードフ
レームの少なくとも第２のリード内方端部に変形可能な
変形吸収部材を形成したので、この変形吸収部材はボン
ディング治具の接触面の形状に応じて適当な弾性を保ち
つつ自在に変形可能である、そのなめ、複数本の第１の
リード外方端部はボンディング治具により均等に圧接さ
れてボンディング治具からの加圧、加熱を均等に受け、
すべての第１−のり−ドと第２のリードとの接続部にお
いて確実な接続状態が得られる。また、前記変形吸収部
材は第２のリード内方端部を相互に固定してその位置形
状の乱れを防ぐと共に、加えられた熱がボンデインダス
テージを伝わって逃げるのを防止する断熱効果をも有し
ている。それ故、第１、第２のリードの正確な位置合わ
せを可能とすると同時に、接続部分の効率的な温度上昇
を容易にし、その接続を確実なものとする効果がある。

以上の効果により、第１、第２のリード接続部の信頼性
が飛躍的に向上した半導体装置を製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１−図（１）−（４）は本発明の第１の実施例を示す
半導体装置の製造工程図、第２図は従来の半導体装置の
製造工程図、第３図（Ａ）　、　（Ｂ）はテープキャリ
アの平面図で同図（Ａ）は長尺状態の平面図、同図（Ｂ
）は切断平面図、第４図〜第７図は従来の半導体装置の
製造方法を示す図であり、第４図はアウタリードボンデ
ィング工程時の状態を示す断面図、第５図はアウタリー
ドボンディング工程完了時の状態を示す断面図、第６図
及び第７図はアウタリードボンディング工程時における
ボンディング治具と第１のリードとの接触状態を示す断
面図、第８図は本発明の第１−の実施例のリードフレー
ム平面図、第９図、第１０図、第１１図及び第１２図は
いずれも本発明の第１の実施例のアウタリードボンディ
ング工程時におけるボンディング治具と第１のリードと
の接触状態を示す断面図、第１３図は従来の製造方法に
よる半導体装置のリード接続部の強度を示ず引張強度曲
線図、第１４図は本発明の第１の実施例の製造方法によ
る半導体装置のリード接続部の強度を示ず引張強度曲線
図、第１５図は本発明の第２の実施例のリードフレーム
平面図、第１６図は第１５図のＣ−Ｃ線部分断面図であ
る。　２１・・・・・・リードフレーム、２２・・曲第
２のリート、２３・・・・・・内方端部、２４．４１・
・・・・・変形吸収部材、２６・・曲ボンデインダステ
ージ、２７・・・・・・テープキャリア、２８・・・・
・・半導体素子、３０・・・・・・第１のリード、３２
・・曲外方端部、３３・・・・・・ボンディング治具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　テープ上に形成され半導体素子と接続された複数本の
   第１のリードを有するテープキャリアを用い、前記第１
   のリードの外方端部と、リードフレームに形成された複
   数本の第２のリードの内方端部とを、前記第１のリード
   の外方端部上に接触面を当てがったボンディング治具に
   よってボンディングステージ上で接続する半導体装置の
   製造方法において、 前記リードフレームの少なくとも前記第２のリードの内
   方端部下面に、前記ボンディング治具の接触面の形状に
   応じて変形する変形吸収部材を形成する工程と、 前記変形吸収部材が形成された面を下面としたリードフ
   レームとそのリードフレーム上に配置される前記テープ
   キャリアとを前記変形吸収部材を介して前記ボンディン
   グステージ上に位置合わせして載置する工程と、 前記第１のリードの外方端部の上面に前記ボンディング
   治具の接触面を当てがい、その第１のリードの外方端部
   と前記第２のリードの内方端部とを熱圧着する工程とを
   有することを特徴とする半導体装置の製造方法。