JP2011204861A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅線を用いてワイヤーボンディングされる半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that is wire-bonded using a copper wire.
従来の半導体装置の製造方法の一実施例として、下記の製造方法が知られている。図7(A)及び(B)は、従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。 As an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, the following manufacturing method is known. 7A and 7B are cross-sectional views for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
先ず、図7(A)に示す如く、リードフレームのダイパッド51上に半導体素子52を固着した後、リードフレームをワイヤーボンディング装置に設置する。半導体素子52の電極パッド53を約200℃に加熱し、キャピラリ54が電極パッド53上へと移動する。そして、超音波振動併用の熱圧着技術により、キャピラリ54の先端に形成された金属ボールを電極パッド53へと接続する。一般にこれをボールボンディングと言う。
First, as shown in FIG. 7A, after fixing the
次に、図7(B)に示す如く、キャピラリ54が外部リード56の先端部上方へ移動し、外部リード56のインナーリード部分に対し金属細線55を所望の荷重にて押し付ける。このとき、外部リード56を約200℃に加熱し、外部リード56に対し超音波振動併用の熱圧着技術により金属細線55を接続する。その後、ワイヤークランパー57を閉じた状態にてキャピラリ54が上昇し、金属細線55を外部リード56の接続箇所にて破断する。一般にこれをステッチボンディングと言う。
Next, as shown in FIG. 7B, the
そして、図7(A)及び(B)にて説明したワイヤーボンディング作業を繰り返すことで、半導体素子52の全ての電極パッド53と外部リード56とを金属細線55にて電気的に接続する(例えば、特許文献1参照。)。
Then, by repeating the wire bonding operation described with reference to FIGS. 7A and 7B, all the
従来のワイヤーボンディング装置の一実施例として、下記の装置が知られている。そして、図8に示すワイヤーボンディング装置では、高価な金線を用いることで嵩むコストを低減するために、金線に換えて半田ワイヤーを使用するものである。図8(B)は、図8(A)に示すワイヤーボンディング装置のB−B線方向の断面図である。 As an example of a conventional wire bonding apparatus, the following apparatus is known. In the wire bonding apparatus shown in FIG. 8, a solder wire is used instead of a gold wire in order to reduce the cost of using an expensive gold wire. FIG. 8B is a cross-sectional view of the wire bonding apparatus shown in FIG.
先ず、図8(A)に示すワイヤーボンディング装置61では、リードフレーム62の長手方向に沿ってヒートブロック体63が延在する。カバー体64が、ヒートブロック体63の上面を覆うように配置され、ヒートブロック体63とカバー体64との間には、リードフレーム62が移動するトンネル部69(図8(B)参照)が形成される。そして、カバー体64には、トンネル部69へと連通する開口孔65が設けられ、開口孔65の上方には、半田ワイヤー66を挿通したキャピラリ67が配置される。キャピラリ67の近傍には、スパーク式のトーチ68が配置される。この構造により、キャピラリ67が、開口孔65を介してトンネル部69内に移動し、トンネル部69内のリードフレーム62にワイヤーボンディングが行われる。
First, in the
次に、図8(B)に示す如く、ヒートブロック体63には、トンネル部69内へと酸化抑制ガスを供給するためのガス供給路70が配置され、ワイヤーボンディング装置61の稼動時には、トンネル部69内は酸化抑制ガスにより充填される。そして、ヒートブロック体63に内蔵されたヒータにより加熱された酸化抑制ガスは、カバー体64の開口孔65から上方へと噴出する。前述したように、キャピラリ67は、開口孔65の上方に配置されることで、キャピラリ67周辺は酸化抑制ガスの雰囲気となる。そして、キャピラリ67の先端から導出される半田ワイヤー66の酸化が抑制される。この状態にて、キャピラリ67の先端に半田ボール71が形成され、半田ボール71表面に酸化被膜が形成されることが抑止される。そして、半田ボールは、リードフレーム62上に固着された半導体素子のパッド電極に対して確実に接合される(例えば、特許文献2参照。)。
Next, as shown in FIG. 8B, the
先ず、図7を用いて前述したように、ワイヤーボンディング工程では、金属細線55は、ワイヤーボンディング作業中は高温状態下に置かれる。このとき、従前の技術では、金属細線55として金線を用い、インナーリードには銀メッキが施されることで、特に、酸化の問題は重要視されなかった。しかしながら、金線は銅線と比較して材料費が高く、原価コストを引き上げる問題がある。更に、金線は銅線よりも比抵抗が大きいため電流容量が小さく、大電流を扱う半導体素子では金線の使用量が増大し、材料コストが余分に掛かるという問題が発生する。
First, as described above with reference to FIG. 7, in the wire bonding process, the
一方、図8を用いて前述したように、半田ワイヤー66が用いられることで、金線の使用によりコストが嵩むという問題が解決される。その一方で、半田ワイヤー66は酸化し易いため、半田ワイヤー66を使用した場合、キャピラリ67の先端から露出する半田ワイヤー66を加熱すると、その表面が直ぐに酸化し、半田ボールが形成され難いという問題が発生する。
On the other hand, as described above with reference to FIG. 8, the use of the solder wire 66 solves the problem of increased cost due to the use of a gold wire. On the other hand, since the solder wire 66 is easily oxidized, when the solder wire 66 is used, when the solder wire 66 exposed from the tip of the
この酸化問題を解決するために、図8(B)に示す如く、カバー体64の開口孔65から噴出する酸化抑制ガスの雰囲気の領域にて、キャピラリ67とトーチ68との間で放電を行い、半田ボール71を形成することで、良好な半田ボール71が形成される。
In order to solve this oxidation problem, as shown in FIG. 8B, discharge is performed between the
しかしながら、ワイヤーボンディング装置61の稼動開始時や再稼動開始時には、キャピラリ67周辺が酸化抑制ガスの雰囲気にて満たされ難く、良好な半田ボール71が形成され難い。そして、良好でない半田ボール71を用いることで、半導体素子のパッド電極に対して接続不良が発生するという問題がある。
However, when the
更に、ワイヤーボンディング装置61の稼動開始時や再稼動開始時には、キャピラリ67周辺の酸化抑制ガスの雰囲気が十分でないため、キャピラリ67の先端に形成された半田ボール71の表面の少なくとも一部に酸化被膜が形成される場合がある。この場合、半田ボール71は、半導体素子のパッド電極に対して接続されるため、製造工程時の品質検査では接続不良として判定されず、良品として出荷される。しかしながら、出荷後にセット製品に組み込まれ、製品化された後に、その酸化被膜の部分から腐食が進み、その接続領域が剥離することで、セット製品が不良化するという問題がある。
Furthermore, when the
前述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置の製造方法では、アイランドと、前記アイランドの周囲に配置された複数のリードと、前記アイランドから延在された吊りリードとを有する搭載部が複数形成されたリードフレームを準備し、前記アイランド上に半導体素子を固着し、前記半導体素子の電極パッドと前記リードとを銅線によりワイヤーボンディングした後、前記搭載部を樹脂で被覆し、樹脂パッケージを形成する半導体装置の製造方法において、前記ワイヤーボンディング領域に不活性ガスを供給しながら、前記搭載部近傍に配置された前記リードフレームの捨てボンディング領域に対してワイヤーボンディングを行った後、連続して前記搭載部の前記電極パッドと前記リードとを前記銅線によりワイヤーボンディングすることを特徴とする。 In view of the circumstances described above, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes an island, a plurality of leads disposed around the island, and a suspension lead extending from the island. A lead frame having a plurality of mounting portions formed thereon is prepared, a semiconductor element is fixed on the island, the electrode pads of the semiconductor elements and the leads are wire-bonded with a copper wire, and the mounting portion is made of resin. In the method of manufacturing a semiconductor device for covering and forming a resin package, wire bonding is performed on a discarded bonding region of the lead frame disposed in the vicinity of the mounting portion while supplying an inert gas to the wire bonding region. After that, the electrode pad and the lead of the mounting portion are continuously connected to the wire board by the copper wire. Characterized in that it Funding.
本発明では、銅線を用いてワイヤーボンディングが行われることで、金線が用いられる場合と比較して材料コストが低減される。 In this invention, material cost is reduced compared with the case where a gold wire is used by performing wire bonding using a copper wire.
また、本発明では、搭載部へのワイヤーボンディング前に捨てボンディング領域に対してワイヤーボンディングを行うことで、良好なイニシャルボールが形成され、接続不良が抑止される。 Moreover, in this invention, a good initial ball is formed by performing wire bonding to the abandoned bonding area before wire bonding to the mounting portion, and poor connection is suppressed.
また、本発明では、ワイヤーボンディング装置の稼動時または再稼動時の最初に行われることで、特に、ワイヤーボンディング装置外に露出し、酸化し易い部分の銅線が除去される。 Further, in the present invention, the copper wire that is exposed to the outside of the wire bonding apparatus and easily oxidizes is removed by being performed at the beginning of operation or re-operation of the wire bonding apparatus.
また、本発明では、捨てボンディング領域に対してワイヤーボンディングを複数回行うことで、個々の銅線の高さを低くし、リードフレーム搬送時の接触による銅線の剥離が防止される。 Further, in the present invention, by performing wire bonding a plurality of times on the discarded bonding region, the height of each copper wire is lowered, and peeling of the copper wire due to contact during lead frame conveyance is prevented.
また、本発明では、銅線の酸化により捨てボンディング領域に接続しない銅線を除去することで、その銅線が搭載部へ飛散することが防止される。 Further, in the present invention, the copper wire that is discarded and not connected to the bonding region is removed by oxidation of the copper wire, thereby preventing the copper wire from being scattered to the mounting portion.
また、本発明では、捨てボンディング領域が樹脂モールド工程前に打ち抜かれることで、捨てボンディング領域の銅線が飛散することが防止される。 Further, in the present invention, the discarded bonding area is punched before the resin molding process, so that the copper wire in the discarded bonding area is prevented from being scattered.
以下に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。図1(A)及び(B)は、リードフレームを説明する平面図である。図2(A)は、ワイヤーボンディング装置のクランパーを説明する平面図である。図2(B)、図3(A)〜図3(C)及び図4(A)〜図4(C)は、ワイヤーボンディング工程を説明する図である。図5(A)は、樹脂モールド工程を説明する平面図である。図5(B)は、ダイシング工程を説明する断面図である。図6(A)〜図6(C)は、本発明の製造方法により形成された半導体装置を説明する図である。 Below, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is demonstrated. 1A and 1B are plan views for explaining a lead frame. FIG. 2A is a plan view for explaining a clamper of the wire bonding apparatus. FIG. 2B, FIG. 3A to FIG. 3C, and FIG. 4A to FIG. 4C are diagrams illustrating a wire bonding process. FIG. 5A is a plan view illustrating a resin molding process. FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating the dicing process. 6A to 6C are diagrams illustrating a semiconductor device formed by the manufacturing method of the present invention.
先ず、図1(A)に示す如く、例えば、銅を主材料とするリードフレーム1を準備する。リードフレーム1としては、Fe−Niを主材料とするフレームの場合でも良く、他の金属材料から成る場合でも良い。このリードフレーム1には、一点鎖線で示すように、複数の搭載部2が形成される。リードフレーム1の長手方向(紙面X軸方向)は、スリット3により一定間隔に区切られる。そして、スリット3にて区切られたリードフレーム1の1区間には、例えば、4つの搭載部2の集合から成る1つの集合ブロックが形成される。そして、この集合ブロックが、リードフレーム1の長手方向に複数形成される。また、リードフレーム1の長手方向には、その上下端部領域にインデックス孔4が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。
First, as shown in FIG. 1A, for example, a
次に、搭載部2は、主に、アイランド5と、アイランド5の4隅を支持する吊りリード6と、アイランド5の4側辺の近傍に位置する複数のリード7と、複数のリード7を支持するタイバー8とから構成される。そして、吊りリード6は、アイランド5の4つのコーナー部から延在し、タイバー8の交差する支持領域9と連結する。支持領域9は、リードフレーム1と一体となり、アイランド5がリードフレーム1に支持される。
Next, the mounting
次に、点線10にて示すように、集合ブロック間のスリット3上方には、捨てボンディング領域11が配置される。詳細は後述するが、ワイヤーボンディング工程では、集合ブロック毎に連続してワイヤーボンディングが行われるが、最初に、捨てボンディング領域11にボールボンディングが行われる。この製造方法により、酸化していない良好な銅線を用いてワイヤーボンディングが行われ、接続不良が抑止される。尚、捨てボンディング領域11は、スリット3間やスリット3下方に配置される場合でも良い。
Next, as shown by a dotted
次に、図1(B)に示す如く、リードフレーム1の搭載部2毎に、アイランド5の上面に半導体素子12を固着する。そして、接着材としては、半田、導電性ペースト等の導電性接着材またはエポキシ樹脂等の絶縁性接着材が用いられる。このとき、加熱機構が組み込まれたダイボンド装置が用いられ、その作業領域内が、例えば、250〜260℃程度に保たれることで、その作業性が向上される。そして、ダイボンド装置の作業領域内が、不活性ガスにより充填されることで、リードフレーム1が、長時間に渡り高温状態下に配置されるが、その酸化が防止される。
Next, as shown in FIG. 1B, the
次に、図2(A)及び図2(B)を用いてワイヤーボンディング装置について説明する。 Next, a wire bonding apparatus will be described with reference to FIGS. 2 (A) and 2 (B).
図2(A)に示すように、ワイヤーボンディング装置の載置台13上にリードフレーム1が配置され、リードフレーム1上方を覆うようにクランパー14が配置される。リードフレーム1は、載置台13とクランパー14との間の空間部をその長手方向に移動し、各搭載部2毎にワイヤーボンディングが行われる。そして、クランパー14には、前述したリードフレーム1の集合ブロック(4つの搭載部2から成るブロック)に対応した4つの開口部15と、捨てボンディング領域11に対応した開口部16が形成される。開口部15、16は、クランパー14を貫通し、前述した空間部へと連通し、開口部15、16の側面17、18は傾斜面となる。
As shown in FIG. 2A, the
図2(B)に示すように、ワイヤーボンディング領域の載置台13は突出し、その突出領域上にリードフレーム1の搭載部2や捨てボンディング領域11が配置される。そして、クランパー14が、ワイヤーボンディング時に下降し、リードフレーム1は、クランパー14と載置台13との間に押圧固定される。また、載置台13の突出領域には加熱機構19が内蔵され、リードフレーム1は、例えば、250〜260℃程度に加熱された状態にてワイヤーボンディングが行われる。
As shown in FIG. 2B, the mounting table 13 in the wire bonding area protrudes, and the mounting
次に、クランパー14の開口部15は、1つの集合ブロックの搭載部2毎に配置され、アイランド5の周囲の複数のリード7や吊りリード6は、クランパー14により確実に押圧固定される。銅線20は金線と比較して硬いが、延性を有するため、ボールボンディング時の荷重(キャピラリ21から加えられる荷重)が金線よりも大きくなるが、ボンディング時の荷重の逃げが防止される。そして、銅線20はリード7上に確実に接着され、接続不良が防止される。
Next, the
次に、クランパー14の開口部15近傍には、ノズル22が配置され、ノズル22から送風された不活性ガスは、開口部15内へと吹き込む。銅線20の径が45μmの場合には、例えば、1.9リットル/分の窒素ガス(若干の水素ガスが含まれる)が用いられる。そして、銅線20は、高温状態の作業領域内に置かれることで酸化し易い状態となるが、上記不活性ガスの存在により銅線20の酸化が防止される。図示したように、開口部15の側面17、18が、上方側へと広がる傾斜面となり、作業領域が広がるだけでなく、不活性ガスがワイヤーボンディング領域へと流れ込み易くなる。
Next, a
尚、集合ブロック毎にワイヤーボンディングが行われ、クランパー14が上下方向へと可動することで、リードフレーム1が、ワイヤーボンディング装置の空間部を移動し、また、リードフレーム1が、載置台13上に押圧固定される。このとき、前述した不活性ガスが、クランパー14の動作に合わせて空間部へと流れ込むことで、空間部内を移動するリードフレーム1の酸化が抑止される。また、図示していないが、クランパー14に不活性ガスを送り込むパイプを配設し、常時、リードフレーム1が移動する空間部へと不活性ガスを流し込む構造とする場合でも良い。
Note that wire bonding is performed for each collective block, and the
次に、図3(A)〜図3(C)を用いてイニシャルボール24を形成する方法を説明する。
Next, a method for forming the
図3(A)に示す如く、イニシャルボール形成に用いられる形成部23は、セラミック等の無機材料から成り、外形形状は紙面上にて横方向に細長い直方体形状となる。形成部23の内部には、点線にて示すように、その長手方向に内部を貫通して設けた導通孔25と、その厚み方向に円形に貫通して設けた貫通孔26が形成される。そして、導通孔25と貫通孔26とは連通する。
As shown in FIG. 3A, the
図示したように、導通孔25の内部にはトーチ27が配置され、トーチ27の先端部は貫通孔26の内部に露出する。また、トーチ27の直径は、導通孔25の内径よりも小さくなる。そして、矢印28にて示すように、トーチ27と導通孔25との間の間隙を利用して、前述した不活性ガスが、貫通孔26へと供給される。
As shown in the figure, a
図3(B)に示す如く、貫通孔26は、一点鎖線にて示すキャピラリ21の外形よりも大きく設計される。そして、ワイヤーボンディングを行う際には、キャピラリ21は、貫通孔26を経由し、形成部23と接触しないように上下方向に可動する。
As shown in FIG. 3B, the through
図3(C)に示す如く、キャピラリ21の上方に配置されたワイヤークランパー29が開放し、キャピラリ21の先端からは所望の長さの銅線20が導出し、キャピラリ21近傍に位置するトーチ27から放電され、キャピラリ21の先端にはイニシャルボール(銅ボール)24が形成される。このとき、矢印28にて示すように、導通孔25を経由して不活性ガスが貫通孔26内に供給されているため、銅線20の酸化が防止され、球形状に近い理想的な形状のイニシャルボール24が形成される。また、イニシャルボール24が形成された後も、イニシャルボール24の表面に酸化被膜が形成されることが抑止される。そして、出荷後にセット製品に組み込まれ、製品化された後に酸化被膜に起因する接続不良を招くことが防止される。
As shown in FIG. 3C, the
次に、図4(A)〜図4(C)を用いてワイヤーボンディング工程について説明する。尚、その説明の際に図2及び図3を適宜参照する。 Next, a wire bonding process is demonstrated using FIG. 4 (A)-FIG. 4 (C). In the description, FIGS. 2 and 3 will be referred to as appropriate.
先ず、図2(A)及び図2(B)を用いて説明したように、ワイヤーボンディング装置の載置台13上にリードフレーム1を配置し、ワイヤーボンディング領域までリードフレーム1を移動させ、クランパー14を用いて載置台13の突出領域上にリードフレーム1を押圧固定する。そして、ノズル22から不活性ガスを送風し、クランパー14の開口部15内及びその周辺領域を不活性ガスにて満たされた状態とする。
First, as described with reference to FIGS. 2A and 2B, the
一方、図3(A)〜図3(C)を用いて説明したように、ワイヤーボンディング装置の稼動開始時や再稼動開始時には、ノズル22から不活性ガスを送風され始めた直後であり、クランパー14の開口部15内及びその周辺領域は、十分な量の不活性ガスにて満たされていない状態である。同様に、形成部23の貫通孔26に対して不活性ガスが供給され始めた直後であり、形成部23周辺も十分な量の不活性ガスにて満たされていない状態である。そのため、キャピラリ21の先端から導出された銅線20を含め、ワイヤーボンディング装置外へ露出した銅線20は酸化している恐れがある。
On the other hand, as described with reference to FIGS. 3A to 3C, at the start of operation of the wire bonding apparatus or at the start of re-operation, immediately after the inert gas starts to be blown from the
そこで、図4(A)に示すように、ワイヤーボンディング装置では、先ず、ワイヤーボンディング装置外へ露出し、酸化している恐れがある部分の銅線20を用いて、キャピラリ21が、開口部16を介してリードフレーム1の捨てボンディング領域11に対して、連続してボールボンディングを行う。このとき、ワイヤークランパー29(図3(C)参照)にて銅線20を挟持した状態にてボールボンディングを行うことで、イニシャルボール24が、捨てボンディング領域11に接続した後、キャピラリ21が上方へ移動する際に銅線20が切断される。そして、捨てボンディング領域11上の銅線30の高さT1は、図4(C)に示す銅線33のループ頂までの高さT2よりも低くなる。この製造方法により、リードフレーム1が、ワイヤーボンディング装置の空間部内を移動する際に、捨てボンディング領域11上の銅線30が、クランパー14と接触し、剥離することが抑止される。
Therefore, as shown in FIG. 4A, in the wire bonding apparatus, first, the capillary 21 is opened to the
更に、吸引用のノズル31が、開口部16内またはその近傍に配置され、ワイヤーボンディング作業中の間、開口部16内を吸引する。この製造方法により、銅線20の酸化に起因し、捨てボンディング領域11上に接続しなかった銅線30やその後、捨てボンディング領域11上から剥離した銅線30を吸引する。そして、リードフレーム1が空間部内を移動する際に、剥離した銅線30が、搭載部2側へと飛散し、半導体素子12がショートした状態となることが防止される。
Further, a
尚、捨てボンディング領域11にボールボンディングを行った後に、ワイヤークランパー29にて銅線20を挟持し、銅線20の切断長さを調整する場合でも良い。少なくとも前述した銅線30の高さT1が、銅線33の高さT2よりも低くなる関係を満たすことで、捨てボンディング領域11上の銅線30が、クランパー14と接触し、剥離することが抑止される。
In addition, after performing ball bonding to the abandoned
次に、ワイヤーボンディング装置の稼動開始後や再稼動開始後には、ワイヤーボンディング装置の周囲も十分な不活性ガスの雰囲気に満たされ、新たにワイヤーボンディング装置から送り出された銅線20は酸化し難い状態である。そして、酸化の恐れがある部分の銅線20による捨てボンディングが終了した後、連続して搭載部2へのワイヤーボンディングが行われる。先ず、図3(C)に示す如く、形成部23にて、キャピラリ21の先端にイニシャルボール24が形成される。次に、図4(B)に示す如く、ワイヤークランパー29は開放された状態にて、キャピラリ21が半導体素子12の電極パッド32上に向けて下降し、イニシャルボール24を電極パッド32上面に押し付ける。そして、超音波振動併用の熱圧着技術により、キャピラリ21の先端に形成されたイニシャルボール24が電極パッド32と接続する。尚、捨てボンディング領域11にボールボンディングを行う一方で、ノズル22から開口部15内へと不活性ガスが送風され、また、形成部23の貫通孔26へと不活性ガスが送風される。そして、搭載部2へワイヤーボンディングを行う際には、キャピラリ21の周辺領域は、不活性ガスにより満たされた状態であり、銅線20が酸化し難い状態である。
Next, after the operation of the wire bonding apparatus is started or restarted, the periphery of the wire bonding apparatus is also filled with a sufficient inert gas atmosphere, and the
次に、図4(C)に示す如く、ワイヤークランパー29が開放された状態にて、一定のループを描きながらキャピラリ21がリード7上面に移動する。そして、ワイヤークランパー29にて銅線20を挟持した後、キャピラリ21がリード7上に下降し、銅線20をリード7上面に押し付ける。そして、超音波振動併用の熱圧着技術により銅線20がリード7と接続し、切断されることで、電極パッド32とリード7とが銅線33により接続される。その後、キャピラリ21が上昇し、形成部23の貫通孔26内へと戻り、イニシャルボールとなる長さの銅線20がキャピラリ21の先端から導出し、前述したようにイニシャルボール24へと加工される。
Next, as shown in FIG. 4C, the capillary 21 moves to the upper surface of the
その後、リードフレーム1の全ての搭載部2に対して前述したワイヤーボンディング作業が繰り返される。
Thereafter, the wire bonding operation described above is repeated for all the mounting
次に、図5(A)に示す如く、複数の銅線30がボールボンディングされているリードフレーム1の捨てボンディング領域11を打ち抜いた後、リードフレーム1上の集合ブロック毎に樹脂モールドし、共通の樹脂パッケージ34を形成する。例えば、リードフレーム1の裏面側に樹脂モールド用のシート35を樹脂性接着材等により貼り合せた後、リードフレーム1を樹脂封止金型内に配置する。そして、樹脂封止金型内に絶縁性樹脂を充填することで、集合ブロック毎に共通の樹脂パッケージ34を形成する。前述したように、共通の樹脂パッケージ34を形成する前に捨てボンディング領域11を打ち抜くことで、樹脂封止金型内にリードフレーム1を配置する際に、銅線30がリードフレーム1上から剥離し、搭載部2側へと飛散することが防止される。
Next, as shown in FIG. 5A, after punching out the abandoned
次に、図5(B)に示す如く、リードフレーム1から搭載部2毎に共通の樹脂パッケージ34を切断して、個々の樹脂パッケージに個片化する。切断にはダイシング装置のダイシングブレード36を用い、ダイシングライン37に沿って共通の樹脂パッケージ34とリードフレーム1とを同時にダイシングする。このとき、シート35は、その一部のみが切断されることで、個片化された個々の樹脂パッケージはシート35上に支持される。
Next, as shown in FIG. 5B, the
最後に、図6(A)〜図6(C)を用いて前述した製造方法により形成される半導体装置について説明する。 Finally, a semiconductor device formed by the manufacturing method described above will be described with reference to FIGS.
図6(A)に示す如く、半導体装置41は、例えば、MAP(Matrix Array Packaging metod)方式の樹脂パッケージ42から成る。前述したように、例えば、4つの搭載部2から成る共通の樹脂パッケージ34をダイシングにより個片化するため、樹脂パッケージ42の側面43からリード7が露出する。そして、リード7の露出面は、樹脂パッケージ42の側面43と、実質、同一面を形成する。
As shown in FIG. 6A, the
図6(B)に示す如く、樹脂パッケージ42の裏面44にはアイランド5が露出し、アイランド5の露出面は、樹脂パッケージ42の裏面44と、実質、同一面を形成する。
As shown in FIG. 6B, the
図6(C)は図6(B)に示す樹脂パッケージ42のA−A線方向の断面図を示すが、アイランド5上には、例えば、Agペースト、半田等の接着材45により半導体素子12が固着される。半導体素子12の電極パッド32(図4(C)参照)とリード7とは銅線33により電気的に接続される。そして、銅線33は、例えば、径が33〜50μm、99.9〜99.99wt%の銅から成る。
6C shows a cross-sectional view of the
尚、本実施の形態では、捨てボンディング領域11が、リードフレーム1のスリット3の上方または下方領域やスリット3間に配置される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、リードフレーム1の進行方向の先端領域に捨てボンディング領域11が配置され、捨てボンディング領域11の後方に前述した複数の搭載部2が配置される場合でも良い。この場合でも、酸化の恐れがある部分の銅線20が、捨てボンディング領域11にワイヤーボンディングされることで、搭載部2側での接続不良が抑止される。
In the present embodiment, the case where the discarded
あるいは、図1(A)に示すリードフレーム1の先端(最初にワイヤーボンディング装置に送り込まれる先端)に位置する搭載部2を捨てボンディング領域として用いる場合でも良い。この場合には、クランパー14の開口部は、開口部15のみで対応することが可能となる。また、捨てボンディング領域が広がることで、ボールボンディングとステッチボンディングを組み合わせることで、酸化の恐れがある部分の銅線20の使用が早まり、捨てボンディング時間が短縮される。
Alternatively, the mounting
あるいは、クランパー14の表面側、または、クランパー14の周囲に捨てボンディングを行うためのフレーム(例えば、Cuフレーム)の設置領域を設け、そのフレームに対して捨てボンディングを行う場合でも良い。この場合には、実際にリードフレーム1が移動する領域外にて捨てボンディングが行われることで、捨てボンディングされた銅線が、リードフレーム1上へと飛散することが防止される。また、捨てボンディング後に、そのフレームが取り替えられる機構を設けることで、前述したリードフレーム1上への飛散が確実に防止される。また、フレームの設置領域近傍に吸引ノズル等の飛散防止機構を設けることで、前述したリードフレーム1上への飛散が防止される。
Alternatively, a frame (for example, a Cu frame) for discarding bonding may be provided on the front surface side of the
また、クランパー14の開口部15内に吹き込まれる不活性ガスの温度に関し特に限定していない。例えば、ノズル22に不活性ガスを供給する装置内に加熱機構を設けることで、不活性ガスを開口部15内と同等に加熱した後、開口部15内に吹き込ませる場合でも良い。同様に、形成部23の貫通孔26へ供給される不活性ガスも、加熱された状態にて用いられる場合でも良い。この場合には、半導体素子12の電極パッド32が、不活性ガスにより冷却され難く、イニシャルボール24との接続性が向上される。同様に、銅線20が不活性ガスにより冷却され難く、イニシャルボール形成時の電流効率を向上させることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
Further, the temperature of the inert gas blown into the
1 リードフレーム
2 搭載部
5 アイランド
7 リード
11 捨てボンディング領域
12 半導体素子
14 クランパー
15、16 開口部
20 銅線
21 キャピラリ
22 ノズル
23 形成部
24 イニシャルボール
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アイランド上に半導体素子を固着し、前記半導体素子の電極パッドと前記リードとを銅線によりワイヤーボンディングした後、前記搭載部を樹脂で被覆し、樹脂パッケージを形成する半導体装置の製造方法において、
前記ワイヤーボンディング領域に不活性ガスを供給しながら、前記搭載部近傍に配置された前記リードフレームの捨てボンディング領域に対してワイヤーボンディングを行った後、連続して前記搭載部の前記電極パッドと前記リードとを前記銅線によりワイヤーボンディングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a lead frame formed with a plurality of mounting portions each having an island, a plurality of leads arranged around the island, and a suspension lead extending from the island;
In the semiconductor device manufacturing method of fixing a semiconductor element on the island, wire bonding the electrode pad of the semiconductor element and the lead with a copper wire, covering the mounting portion with a resin, and forming a resin package,
While performing an inert gas supply to the wire bonding region, wire bonding is performed on the discarded bonding region of the lead frame disposed in the vicinity of the mounting portion, and then the electrode pads of the mounting portion and the A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a lead is wire-bonded with the copper wire.
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