(57)【要約】【課題】ワイヤボンディング後のリードフレームまたは配線基板の振動を低減してワイヤボンディングの品質の向上を図る。【解決手段】ワイヤボンダ６のワイヤボンド部６ａにおけるヒートブロック６ｂ上に、ワイヤボンディング済みのマトリクスフレーム２を段階的に温度が下がるように冷却する冷却ブロー６ｓが設けられ、ワイヤボンディング後、マトリクスフレーム２に対して冷却ブロー６ｓから冷えたエアーを吹き付けてワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の温度が段階的に下がるようにマトリクスフレーム２の温度管理を行う。または、ワイヤボンディング済みのマトリクスフレーム２を冷却が終わるまで、フレーム押さえ６ｄ、ガイド部材、ローラ手段または弾性手段等の押さえ治工具によって固定する。【選択図】図２２
2010182911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のリードが設けられたリードフレームを準備する工程と、
（ｂ）前記リードフレームの複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記リードフレームをワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記複数のリードをフレーム押さえによって押さえた状態で、前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記リードとをワイヤボンディングする工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記リードフレームを段階的に温度が下がるように冷却する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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（ｄ）工程で、前記複数のリードを前記フレーム押さえで押さえた状態のまま前記リードフレームを冷却し、その後、前記フレーム押さえを解放してから前記リードフレームを搬送する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２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は、前記デバイス領域がマトリクス配列で複数個形成されたマトリクスフレームであ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３記載の半導体装置の製造方法において、前記ワイヤボンディングで使用するワイヤは、金線または銅線であり、前記リードフレームは、銅合金から成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程で、前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して、前記リードフレームの長手方向に沿ってガイド部材を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程で、前記リードフレームの表面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して弾性手段を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｄ）工程で、前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して回転自在なローラ手段を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のリードが設けられたリードフレームを準備する工程と、
（ｂ）前記リードフレームの複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記リードフレームをワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記複数のリードをフレーム押さえによって押さえた状態で、前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記リードとをワイヤボンディングする工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記リードフレームの送り方向の前記フレーム押さえの後段部を押さえ付ける工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｃ）工程では、前記複数のリードを前記フレーム押さえによって押さえるとともに、前記リードフレームの送り方向の前記フレーム押さえの後段部を押さえ付けた状態でワイヤ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。
【請求項１０】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して前記リードフレームの長手方向に沿って接触するように配置されたガイド部材と、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１１】
請求項１０記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１２】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して接触するように配置された弾性手段と、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１３】
請求項１２記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１４】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して接触するように回転自在に配置されたローラ手段と、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１５】
請求項１４記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１６】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
ワイヤボンディング済みの前記リードフレームを段階的に温度が下がるように冷却する徐冷手段と、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１７】
請求項１６記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１８】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
前記ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるとともに、前記リードフレームのマトリクス配列の複数行・複数列に配置された前記デバイス領域における前記リードを押さえることが可能なフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項１９】
請求項１８記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項２０】
半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであって、
前記ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、
前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、
ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、
前記ヒートブロック上で前記リードフレームの複数のダイパッドを吸着支持可能な複数
の吸着手段と、
を有することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項２１】
請求項２０記載のワイヤボンダにおいて、前記リードフレームの前記デバイス領域は、マトリクス配列で複数個形成されていることを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項２２】
（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のボンディングリードが形成された配線基板を準備する工程と、
（ｂ）前記配線基板の複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記配線基板をワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記ボンディングリードとをワイヤボンディングする工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記配線基板を段階的に温度が下がるように冷却する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、ワイヤボンディング工程でのリードフレームの振動の低減化に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンディングの際に、効率よく半導体チップとその実装部材との結線部分を加熱し、結線後は短時間で被結線部材を冷却する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体チップの電極パッドとリードフレームのインナリードとを金線等のワイヤによって電気的に接続するワイヤボンダでは、ワイヤボンディングが行われるヒートブロック上において、インナリードがばたつかないようにフレーム押さえによって押さえた状態でワイヤボンディングが行われる。
【０００５】
また、前述のワイヤボンダでは、ヒートブロック上において、リードフレームが２３０−２４０℃程度に加熱された状態でワイヤボンディングを行い、その後、フレーム押さえが上昇してリードフレームが解放された状態になる。リードフレームは解放されると、熱収縮によって短冊状のリードフレームがその幅方向に対して上方に凸となるように反る（変形する）。この状態で、リードフレームは、ワイヤボンダにおけるリードフレームの送り方向のワイヤボンド部の後段に送られる。ワイヤボンド部の後段ではヒートブロックが無いため、半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域では急な冷却が始まる。その際、リードフレームは、加熱によって変形した（伸びた）箇所が急な冷却によって元に戻ろうとするため、ばたつく、すなわち振動することを本発明者は見い出した。
【０００６】
特に、インナリードの振動（ばたつき）によってワイヤが振られて変形することを見出した。
【０００７】
さらに、ワイヤが金線の場合、そのコスト低減化によりワイヤの細線化が図られ、ワイヤ径が、例えば、２０μｍ以下のワイヤになると、インナリードの振動によってワイヤの変形が顕著に現れ、その結果、ワイヤ間ショートや、ワイヤ−チップ間ショート等が発生するという問題が起こる。
【０００８】
なお、リードフレームの振動の原因について、本発明者が検討した結果、以下の原因を見出した。
【０００９】
まず、第１の原因は、熱によって伸びたリードフレームのインナリードが、急に冷えて元に戻る時の熱収縮であると考えられ、この熱収縮によって引き起こされる振動であると考えられる。
【００１０】
さらに、第２の原因は、急に冷える際の各インナリードの放熱経路の違いによる温度変化のばらつきで発生する応力の場所ごとの差であると考えられ、この応力の場所ごとの差によって振動が引き起こされるものと考えられる。
【００１１】
なお、前記特許文献１（特開２００１−１１０８４０号公報）に記載されたワイヤボンディング技術を用いた場合にも、ワイヤボンディング時に半導体チップとその実装部材との結線部分を加熱し、結線後は短時間で急に被結線部材を冷却するため、ワイヤボンディング後に、デバイス領域が急冷され、リードフレーム（インナリード）の振動が引き起こされてワイヤの変形が発生するものと考えられる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる技術を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる技術を提供することにある。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
すなわち、本発明は、（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のリードが設けられたリードフレームを準備する工程と、（ｂ）前記リードフレームの複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、（ｃ）前記リードフレームをワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記複数のリードをフレーム押さえによって押さえた状態で前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記リードとをワイヤボンディングする工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記リードフレームを段階的に温度が下がるように冷却する工程と、を有するものである。
【００１７】
また、本発明は、（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のリードが設けられたリードフレームを準備する工程と、（ｂ）前記リードフレームの複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、（ｃ）前記リードフレームをワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記複数のリードをフレーム押さえによって押さえた状態で、前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記リードとをワイヤボンディングする工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記リードフレームの送り方向の前記フレーム押さえの後段部を押さえ付ける工程と、を有するものである。
【００１８】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して前記リードフレームの長手方向に沿って接触するように配置されたガイド部材と、を有するものである。
【００１９】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して接触するように配置された弾性手段と、を有するものである。
【００２０】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、前記ヒートブロック上で前記リードフレームの表裏両面側において、前記リードフレームの複数個の前記デバイス領域の外側に対して接触するように回転自在に配置されたローラ手段と、を有するものである。
【００２１】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、ワイヤボンディング済みの前記リードフレームを段階的に温度が下がるように冷却する徐冷手段と、を有するものである。
【００２２】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるとともに、前記リードフレームのマトリクス配列の複数行・複数列に配置された前記デバイス領域における前記リードを押さえることが可能なフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、を有するものである。
【００２３】
また、本発明は、半導体チップと、前記半導体チップが搭載されたリードフレームのデバイス領域に設けられた複数のリードとをワイヤボンディングするワイヤボンダであり、ワイヤボンディング時に前記デバイス領域が複数個並んで形成された前記リードフレームを支持するとともに、前記リードフレームを加熱するヒートブロックと、前記ヒートブロック上に配置された前記リードフレームの前記リードを押さえるフレーム押さえと、ワイヤを案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリと、前記ヒートブロック上で前記リードフレームの複数のダイパッドを吸着支持可能な複数の吸着手段と、を有するものである。
【００２４】
さらに、本発明は、（ａ）半導体チップが搭載されるデバイス領域が複数個並んで形成され、それぞれの前記デバイス領域に複数のボンディングリードが形成された配線基板を準備する工程と、（ｂ）前記配線基板の複数の前記デバイス領域に前記半導体チップを搭載する工程と、（ｃ）前記配線基板をワイヤボンダのヒートブロック上に配置し、前記デバイス領域に搭載された前記半導体チップと前記ボンディングリードとをワイヤボンディングする工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記配線基板を段階的に温度が下がるように冷却する工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【００２６】
ワイヤボンディング後のリードフレームまたは配線基板の振動を低減してワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【００２７】
ワイヤボンディング後のリードフレームまたは配線基板の振動を低減してワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造フロー図である。
【図４】図１に示す半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す拡大部分平面図である。
【図５】図１に示す半導体装置の組み立てのダイボンディング後の構造の一例を示す部分断面図である。
【図６】図１に示す半導体装置の組み立てのワイヤボンディング後の構造の一例を示す部分断面図である。
【図７】図１に示す半導体装置の組み立てのワイヤボンディング工程で用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７に示すワイヤボンダの主要部の構造の一例をＢ方向から眺めて示すＢ矢視図である。
【図９】図７に示すワイヤボンダの主要部のＡ部の構造の一例を示す拡大部分断面図である。
【図１０】図７に示すワイヤボンダによるワイヤボンディング時の構造の一例を示す拡大部分断面図である。
【図１１】図７に示すワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す平面図である。
【図１２】図１１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図１３】図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂モールディング後の構造の一例を示す部分断面図である。
【図１４】図１に示す半導体装置の組み立ての切断・成形後の構造の一例を示す部分断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の第１変形例の構造を示す平面図である。
【図１６】図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１の第２変形例の構造を示す平面図である。
【図１８】図１７に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１の第３変形例の構造を示す平面図である。
【図２０】図１９に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態１の第４変形例の構造を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２の半導体装置の組み立てで用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す断面図である。
【図２３】図２２に示すワイヤボンダにおけるワイヤボンディング後のリードフレームの温度変化の一例を示す温度データである。
【図２４】本発明の実施の形態３の半導体装置の組み立てで用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す部分断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態３の第１変形例の構造を示す部分断面図である。
【図２６】本発明の他の実施の形態の半導体装置（ＢＧＡ）の構造の一例を示す断面図である。
【図２７】図２６に示す半導体装置の組み立てで用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００３０】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００３１】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００３２】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００３３】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態１の半導体装置は、リードフレームを用いて組み立てられる多ピンで、かつ樹脂封止型の半導体パッケージであり、本実施の形態１では前記半導体装置の一例として、図１に示すような多ピンのＱＦＰ（Quad Flat Package)１を取り上げて説明する。
【００３７】
図１、図２に示すＱＦＰ１の構成について説明すると、半導体集積回路が形成された半導体チップ４と、半導体チップ４の周囲に放射状に配置された複数のインナリード（リード）２ａと、インナリード２ａと一体に形成された複数のアウタリード２ｂと、半導体チップ４の主面４ａに形成された表面電極である電極パッド４ｃとこれに対応するインナリード２ａとを電気的に接続する金線等の複数のワイヤ５とを有している。
【００３８】
さらに、ＱＦＰ１は、銀ペースト等のダイボンディング材を介して半導体チップ４が固定されたチップ搭載部であるタブ（ダイパッド）２ｃと、樹脂モールディングによって封止用樹脂等から形成され、かつ半導体チップ４とタブ２ｃと複数のワイヤ５と複数のインナリード２ａを封止する封止体３とを有している。ＱＦＰ１であるため、複数のインナリード２ａそれぞれと一体に形成された複数のアウタリード２ｂは、封止体３の４辺それぞれから外部に向かって突出しており、各アウタリード２ｂは、ガルウィング状に曲げ成形されている。
【００３９】
ここで、ＱＦＰ１に搭載された半導体チップ４は、その主面４ａに形成された複数の電極パッド４ｃが、例えば、５０μｍ以下の狭パッドピッチで設けられている。これにより、ワイヤ５に、例えば、ワイヤ径が２０μｍ以下の金線を採用することができ、ＱＦＰ１のコスト低減化を図れるとともに、多ピン化も図ることができる。
【００４０】
なお、ワイヤ５として金線の代わりに銅線を用いることで、金線の場合に比べてＱＦＰ１のコスト低減化を図ることができるとともに、電気伝導性の向上を図ることができる。
【００４１】
また、インナリード２ａ、アウタリード２ｂ及びタブ２ｃは、銅合金等の薄板状の部材によって形成され、さらに、封止体３は、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂等から成り、樹脂モールディングによって形成されたものである。
【００４２】
次に、本実施の形態１の半導体装置（ＱＦＰ１）の製造方法を、図３に示すフロー図に沿って説明する。
【００４３】
図３は図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示す製造フロー図、図４は図１に示す半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す拡大部分平面図、図５は図１に示す半導体装置の組み立てのダイボンディング後の構造の一例を示す部分断面図、図６は図１に示す半導体装置の組み立てのワイヤボンディング後の構造の一例を示す部分断面図である。また、図７は図１に示す半導体装置の組み立てのワイヤボンディング工程で用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す断面図、図８は図７に示すワイヤボンダの主要部の構造の一例をＢ方向から眺めて示すＢ矢視図、図９は図７に示すワイヤボンダの主要部のＡ部の構造の一例を示す拡大部分断面図、図１０は図７に示すワイヤボンダによるワイヤボンディング時の構造の一例を示す拡大部分断面図である。さらに、図１１は図７に示すワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す平面図、図１２は図１１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図１３は図１に示す半導体装置の組み立ての樹脂モールディング後の構造の一例を示す部分断面図、図１４は図１に示す半導体装置の組み立ての切断・成形後の構造の一例を示す部分断面図である。
【００４４】
まず、図３のステップＳ１に示すリードフレーム準備を行う。ここでは、図４に示すリードフレームの一例であるマトリクスフレーム２を準備する。マトリクスフレーム２には、半導体チップ４が搭載されるデバイス領域２ｄが複数個並んで形成されているとともに、それぞれのデバイス領域２ｄに複数のインナリード（リード）２ａやアウタリード２ｂが設けられている。
【００４５】
本実施の形態１で用いられる図４に示すマトリクスフレーム２には、１つのＱＦＰ１を形成するための領域であるデバイス領域２ｄが複数行×複数列（例えば、図４では２行×２列）に亘ってマトリクス配置で複数個形成されており、各デバイス領域２ｄに、１つのタブ（ダイパッド）２ｃ、複数のインナリード２ａと複数のアウタリード２ｂ等が形成されている。
【００４６】
また、マトリクスフレーム２は、例えば、銅合金等によって形成された長方形の薄板材であり、タブ２ｃ、複数のインナリード２ａ及びアウタリード２ｂが一体に形成されている。図４に示すマトリクスフレーム２では、Ｘ方向が長方形の長手方向であり、Ｙ方向が長方形の幅方向である。
【００４７】
また、マトリクスフレーム２の幅方向の両端部の枠部２ｅには、処理の際の位置決め用の長孔２ｇやガイド用のスプロケットホール２ｆが複数個設けられている。
【００４８】
なお、図４に示すマトリクスフレーム２における１つのデバイス領域２ｄのインナリード２ａの本数は、図１に示すＱＦＰ１におけるアウタリード２ｂの本数と異なっているが、これはマトリクスフレーム２のリード部分の形状をわかり易く示すためのものであり、ＱＦＰ１を組み立てるために用いられるマトリクスフレーム２の１つのデバイス領域２ｄのインナリード２ａの本数は、ＱＦＰ１のアウタリード２ｂの本数と同じであることは言うまでもない。
【００４９】
その後、図３のステップＳ２に示すダイボンディングを行う。ここでは、マトリクスフレーム２の複数のデバイス領域２ｄのタブ２ｃに、図５に示すようにダイボンディング材を介して半導体チップ４を搭載する。すなわち、半導体チップ４の裏面４ｂとタブ２ｃとを前記ダイボンディング材によって接合する。
【００５０】
その後、図３のステップＳ３に示すワイヤボンディングを行う。すなわち、図６に示すように、半導体チップ４の主面４ａの電極パッド４ｃとこれに対応するインナリード２ａとをワイヤ５によって電気的に接続する。なお、ワイヤ５は、例えば、細線化が図られた金線であり、ワイヤ径が２０μｍ以下の金線である。
【００５１】
ここで、ステップＳ３のワイヤボンディング工程で使用される図７、図８に示すワイヤボンダ６について説明する。
【００５２】
ワイヤボンダ６は、その主要部に、ワイヤボンディングが行われるワイヤボンド部６ａに設置され、かつデバイス領域２ｄが複数個並んで形成されたマトリクスフレーム２を支持するとともに、ワイヤボンディング時にマトリクスフレーム２を加熱するヒートブロック６ｂと、ヒートブロック６ｂ上に配置され、かつマトリクスフレーム２の形状に対応してマトリクスフレーム２を支持可能なプラテン６ｃと、ヒートブロック６ｂ内に組み込まれたヒータ６ｆとを備えている。
【００５３】
すなわち、ヒートブロック６ｂ内に組み込まれたヒータ６ｆによって、ワイヤボンディング時に、ヒートブロック６ｂ上に配置されたプラテン６ｃを介してマトリクスフレーム２やそのデバイス領域２ｄのタブ２ｃ上に搭載された半導体チップ４を所望の温度に加熱する。ワイヤボンディング時には、ヒータ６ｆの温度を、例えば、２３０℃に常時設定し、マトリクスフレーム２や半導体チップ４を加熱する。
【００５４】
なお、プラテン６ｃは、マトリクスフレーム２の形状に対応しており、マトリクスフレーム２を支持するとともに、ヒートブロック６ｂからの熱をマトリクスフレーム２や半導体チップ４に伝えるブロック材である。例えば、リードフレームのタブ下げやタブ上げ等の形状に対応している。
【００５５】
また、ワイヤボンダ６は、ワイヤボンド部６ａにおいてヒートブロック６ｂ上に配置されたマトリクスフレーム２のインナリード２ａを押さえるフレーム押さえ６ｄと、ワイヤ５を案内するワイヤボンディング用のボンディングツールであるキャピラリ６ｊと、マトリクスフレーム２が送り方向６ｇに移送される際に案内となってマトリクスフレーム２をガイドするレール６ｅとを備えている。
【００５６】
フレーム押さえ６ｄには、図１１に示すように、マトリクスフレーム２のデバイス領域２ｄに対応した開口窓６ｋが形成されている。つまり、図９、図１０に示すように、ワイヤボンディング時には、インナリード２ａがばたつかないようにフレーム押さえ６ｄの突起部６ｍによって上方からインナリード２ａを押さえるとともに、開口窓６ｋにおいてキャピラリ６ｊを動作させてワイヤボンディングを行う。したがって、長方形のマトリクスフレーム２の幅方向（図４に示すＹ方向）のデバイス領域２ｄの列数が２列の場合、図１１に示すように、その２列のデバイス領域２ｄにそれぞれ対応した２つの開口窓６ｋがフレーム押さえ６ｄに形成されている。なお、フレーム押さえ６ｄのインナリード２ａを押さえる突起部６ｍは、開口窓６ｋに沿って枠状に形成されている。
【００５７】
また、ワイヤボンダ６は、図７、図１１及び図１２に示すように、ヒートブロック６ｂ上で、マトリクスフレーム２の表裏両面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄそれぞれの外側に対してマトリクスフレーム２の長手方向（図４に示すＸ方向）に沿って接触するように配置された細長いガイド部材である上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉを有している。
【００５８】
すなわち、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉは、ヒートブロック６ｂ上でマトリクスフレーム２の表面側（半導体チップ４が搭載される側）及び裏面側（半導体チップ４が搭載されない側）にそれぞれ接触してワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減するものである。したがって、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉは、マトリクスフレーム２の各デバイス領域２ｄの間の領域を押さえるため、細長い棒状に形成されていることが好ましく、さらにマトリクスフレーム２の長手方向と同程度かそれより若干長い程度の長さに形成されていることが好ましい。ただし、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉは、少なくともワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を抑制可能なように、マトリクスフレーム２の送り方向６ｇに対するフレーム押さえ６ｄの後段部付近のみに接触する程度の長さに形成されていてもよい。
【００５９】
上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉの長さをマトリクスフレーム２の長手方向と同程度かそれより長くすることで、フレーム全体の振動を抑制することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態１の図１１及び図１２に示す例では、上側ガイド６ｈがマトリクスフレーム２の表面側に接触しており、一方、下側ガイド６ｉが裏面側に接触している。ただし、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉは、いずれか一方のみが設けられていてもよいし、両者が設けられていてもよい。
【００６１】
また、上側ガイド６ｈは、例えば、フレーム押さえ６ｄに支持されており、一方、下側ガイド６ｉは、プラテン６ｃに支持されている。ただし、両者ともレール６ｅ等に支持されていてもよい。
【００６２】
なお、マトリクスフレーム２の幅方向におけるデバイス領域２ｄの列数が３列以上になった場合には、デバイス領域２ｄ間に接触させる上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉの本数を増やすことも可能である。
【００６３】
また、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉを鏡面仕上げにすることで、上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉとマトリクスフレーム２との接触による発塵を低減することができる。
【００６４】
以上のようなワイヤボンダ６を用いてワイヤボンディングを行う。すなわち、マトリクスフレーム２をワイヤボンダ６のヒートブロック６ｂ上に配置した後、図１０に示すように、複数のインナリード２ａをフレーム押さえ６ｄの突起部６ｍによって押さえた状態で、デバイス領域２ｄの図６に示すタブ２ｃに搭載された半導体チップ４の電極パッド４ｃとインナリード２ａとをワイヤボンディングする。その際、マトリクスフレーム２は、その表面側が上側ガイド６ｈによって押さえ付けられ、裏面側が下側ガイド６ｉによって押さえ付けられた状態でワイヤボンディングする。
【００６５】
ワイヤボンディング終了後、フレーム押さえ６ｄを上方に移動させ、マトリクスフレーム２を解放する。その際、マトリクスフレーム２はその裏面側が下側ガイド６ｉによって押さえ付けられているため、マトリクスフレーム２の振動を抑制することができる。
【００６６】
その後、マトリクスフレーム２をその送り方向６ｇに対して１つのデバイス領域分搬送させて、次のデバイス領域２ｄのワイヤボンディングを同様の方法で行う。
【００６７】
このようにして順次ワイヤボンディングを行い、１枚のマトリクスフレーム２に対するワイヤボンディングを完了する。
【００６８】
ワイヤボンディング工程完了後、図３のステップＳ４に示す樹脂モールディングを行う。ここでは、図示しない樹脂成形金型を用いてマトリクスフレーム２のデバイス領域２ｄにおける図１３に示すタブ２ｃ、半導体チップ４、複数のインナリード２ａ及びワイヤ５を封止用樹脂を用いて樹脂封止し、封止体３を形成する。なお、前記封止用樹脂は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂等である。
【００６９】
その後、図３のステップＳ５に示す切断・成形を行う。ここでは、マトリクスフレーム２を切断して各パッケージ単位に個片化する。その際、図１４に示すように、封止体３から突出する複数のアウタリード２ｂのそれぞれをガルウィング状に曲げ成形してＱＦＰ１の組立て完了となる。
【００７０】
本実施の形態１の半導体装置の製造方法及びワイヤボンダ６によれば、ヒートブロック６ｂ上でマトリクスフレーム２の表裏両面側において、マトリクスフレーム２の長手方向（図４に示すＸ方向）に沿って接触するように上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉが配置されていることにより、ワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【００７１】
これにより、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【００７２】
さらに、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【００７３】
すなわち、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２において、熱によって伸びたリードフレームのインナリード２ａが、急に冷えて元に戻る時の熱収縮が発生しても、マトリクスフレーム２は上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって押さえ付けられているため、その際の振動を低減することができる。
【００７４】
また、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２において、加熱された各インナリード２ａが、急に冷える際の各インナリード２ａの放熱経路の違いによる温度変化のばらつきで発生する応力の場所ごとの差が生じても、同様に、マトリクスフレーム２は上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって押さえ付けられているため、その際の振動を低減することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態１のＱＦＰ１の場合、金線によるワイヤ５として、そのワイヤ径が、細線化が図られた２０μｍ以下のワイヤ５を採用した場合であり、この場合にも、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができるため、ワイヤ５の変形も低減することができ、その結果、ワイヤ間ショートや、ワイヤ−チップ間ショートの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、本実施の形態１のＱＦＰ１の場合、マトリクスフレーム２が銅合金から成る場合を取り上げており、銅合金から成るマトリクスフレーム２は、比較的変形し易いが、本実施の形態１のワイヤボンダ６では、マトリクスフレーム２が上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって押さえ付けられているため、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の変形も低減することができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態１のような長方形のマトリクスフレーム２の場合には、その幅方向（図４のＹ方向）にもデバイス領域２ｄが複数形成されているため、幅方向の長さが単列フレームに比較して長い。したがって、マトリクスフレーム２の場合には、その幅方向にも変形し易いが、本実施の形態１のワイヤボンダ６では、前記同様、マトリクスフレーム２が上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって押さえ付けられているため、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の変形を低減することができる。
【００７８】
次に、本実施の形態１の変形例について説明する。
【００７９】
図１５は本発明の実施の形態１の第１変形例の構造を示す平面図、図１６は図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図１７は本発明の実施の形態１の第２変形例の構造を示す平面図、図１８は図１７に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。また、図１９は本発明の実施の形態１の第３変形例の構造を示す平面図、図２０は図１９に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図２１は本発明の実施の形態１の第４変形例の構造を示す平面図である。
【００８０】
図１５及び図１６に示す第１変形例は、図７に示すワイヤボンダ６に、ヒートブロック６ｂ上でマトリクスフレーム２の表裏両面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するように回転自在にローラ（ローラ手段）６ｎが配置されているものである。
【００８１】
すなわち、マトリクスフレーム２の表裏両面側において、マトリクスフレーム２の送り方向６ｇに対するフレーム押さえ６ｄの後段部付近の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するように回転自在なローラ６ｎが設けられており、マトリクスフレーム２の振動を抑制するようにマトリクスフレーム２の表裏両面側からローラ６ｎによって押さえ付けている。ローラ６ｎは、ローラホルダ６ｐによって回転自在に保持されており、さらに、ローラホルダ６ｐは、例えば、レール６ｅに支持されている。
【００８２】
これにより、マトリクスフレーム２の表裏両面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して回転自在なローラ６ｎを接触させてワイヤボンディング及びワイヤボンディング後のフレーム搬送を行う。
【００８３】
なお、ローラ６ｎによる押さえ付けのため、マトリクスフレーム２の最も振動する箇所をピンポイントで押さえ付けることができる。
【００８４】
また、ローラ６ｎによる押さえ付けであり、接触箇所が回転するため、マトリクスフレーム２との擦れによる発塵を抑えることができる。さらに、ローラ６ｎを用いたことで、フレーム搬送の抵抗を少なくすることができ、フレーム搬送のトラブルを低減できる。なお、ローラ６ｎは、デバイス領域２ｄの列間ごとに配置するが、列間に配置する数は、１つであっても複数個であってもよい。
【００８５】
以上のように、図１５及び図１６に示す第１変形例によっても、ワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【００８６】
これにより、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【００８７】
さらに、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【００８８】
なお、図１５及び図１６に示す第１変形例によって得られるその他の効果については、図１１及び図１２に示す上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって得られる効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【００８９】
次に、図１７及び図１８に示す第２変形例は、図７に示すワイヤボンダ６に、ヒートブロック６ｂ上でマトリクスフレーム２の表面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するように板ばね部材（弾性手段）６ｑが配置されているものである。
【００９０】
すなわち、マトリクスフレーム２の表面（チップ搭載面）側において、マトリクスフレーム２の送り方向６ｇに対するフレーム押さえ６ｄの後段部付近の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するように、板ばね部材６ｑが設けられている。板ばね部材６ｑは、フレーム押さえ６ｄが上昇してもマトリクスフレーム２を弾性力で押し付けるようにフレーム押さえ６ｄに取り付けられている。
【００９１】
これにより、マトリクスフレーム２の表面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して板ばね部材６ｑを常に接触させた状態でワイヤボンディング及びワイヤボンディング後のフレーム搬送を行える。
【００９２】
なお、ローラ６ｎによる押さえ付けの場合と同様に、板ばね部材６ｑによる押さえ付けの場合にも、マトリクスフレーム２の最も振動する箇所をピンポイントで押さえ付けることができる。
【００９３】
次に、図１９及び図２０に示す第３変形例は、図７に示すワイヤボンダ６に、ヒートブロック６ｂ上でマトリクスフレーム２の表面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するようにショックアブソーバ部材（弾性手段）６ｒが配置されているものである。
【００９４】
すなわち、図１８に示す板ばね部材６ｑの代わりの弾性手段として、コイルばねが埋め込まれたショックアブソーバ部材６ｒを採用するものであり、図２０に示すように、マトリクスフレーム２の表面側において、マトリクスフレーム２の送り方向６ｇに対するフレーム押さえ６ｄの後段部付近の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対して接触するように、ショックアブソーバ部材６ｒが設けられている。ショックアブソーバ部材６ｒは、板ばね部材６ｑと同様に、フレーム押さえ６ｄが上昇してもマトリクスフレーム２を弾性力で押し付けるようにフレーム押さえ６ｄに取り付けられている。
【００９５】
これにより、マトリクスフレーム２の表面側において、マトリクスフレーム２の複数個のデバイス領域２ｄの外側に対してショックアブソーバ部材６ｒを常に接触させた状態でワイヤボンディング及びワイヤボンディング後のフレーム搬送を行える。
【００９６】
なお、ショックアブソーバ部材６ｒを用いた場合にも、マトリクスフレーム２の最も振動する箇所を、板ばね部材６ｑの場合と同様にピンポイントで押さえ付けることができる。
【００９７】
また、板ばね部材６ｑやショックアブソーバ部材６ｒを採用した場合にも、マトリクスフレーム２との接触箇所が少ないため、マトリクスフレーム２との擦れによる発塵を抑えることができる。
【００９８】
さらに、板ばね部材６ｑやショックアブソーバ部材６ｒ等の弾性手段を採用した場合、これらの弾性手段は、常にマトリクスフレーム２の表面に接触させることが可能なため、マトリクスフレーム２の振動の吸収をより効果的に行うことができる。
【００９９】
なお、板ばね部材６ｑやショックアブソーバ部材６ｒ等の弾性手段の場合にも、これらの弾性手段は、デバイス領域２ｄの列間ごとに配置するが、列間に配置する数は、１つであっても複数個であってもよい。
【０１００】
次に、図２１に示す第４変形例は、図７に示すワイヤボンダ６に、ヒートブロック６ｂ上に配置されたマトリクスフレーム２の複数のインナリード２ａを押さえるとともに、マトリクスフレーム２のマトリクス配列の複数個のデバイス領域２ｄのインナリード２ａを押さえることが可能なフレーム押さえ６ｄが設けられている。
【０１０１】
すなわち、ワイヤボンダ６に、複数行×複数列のデバイス領域２ｄそれぞれのインナリード２ａを一緒に押さえ付けることが可能な長いフレーム押さえ６ｄが設けられているものであり、さらにこのような長いフレーム押さえ６ｄが、マトリクスフレーム２の表裏両面側に設けられている。
【０１０２】
これにより、マトリクスフレーム２の表裏両面を機械的に押さえ付けるため、マトリクスフレーム２の振動をさらに少なくすることができる。
【０１０３】
図２１に示すフレーム押さえ６ｄの場合、マトリクスフレーム全体をクランプしてそのまま搬送（キャリア搬送）を行う構造とすることで、マトリクスフレーム２の振動に対しては非常に大きな効果を得ることが可能になる。
【０１０４】
以上のように、図１７及び図１８に示す第２変形例、図１９及び図２０に示す第３変形例及び図２１に示す第４変形例によっても、ワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【０１０５】
これにより、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【０１０６】
さらに、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【０１０７】
なお、図１７及び図１８に示す第２変形例、図１９及び図２０に示す第３変形例及び図２１に示す第４変形例によって得られるその他の効果については、図１１及び図１２に示す上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉによって得られる効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１０８】
（実施の形態２）
図２２は本発明の実施の形態２の半導体装置の組み立てで用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す断面図、図２３は図２２に示すワイヤボンダにおけるワイヤボンディング後のリードフレームの温度変化の一例を示す温度データである。
【０１０９】
本実施の形態２は、ワイヤボンディング後のリードフレームの振動を低減するための手段として、実施の形態１のようにリードフレーム（マトリクスフレーム２）を押さえ付けるのとは異なり、ワイヤボンディング後、リードフレームを段階的に温度が下がるように冷却することでリードフレームの振動を低減するものである。
【０１１０】
すなわち、ワイヤボンディング後のリードフレームの振動の原因の１つは、ワイヤボンディング時に加熱されて伸びたリードフレームのインナリードが、急に冷えて元に戻る時の熱収縮であり、この熱収縮によって振動が引き起こされるものと推察される。したがって、ワイヤボンディング済みのリードフレームを段階的（階層的）に徐々に温度が下がるように温度管理して冷却することが効果的であり、これによって、ワイヤボンディング後のリードフレームの振動の発生を抑制することができる。
【０１１１】
ここで、図２２に示す実施の形態２のワイヤボンダ６の主要部について説明すると、ワイヤボンダ６のワイヤボンド部６ａにおけるヒートブロック６ｂ上に、ワイヤボンディング済みのマトリクスフレーム２を段階的に温度が下がるように冷却する徐冷手段である冷却ブロー６ｓが設けられており、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の温度が段階的に下がるようにマトリクスフレーム２の温度管理を行うものである。なお、図２２に示すワイヤボンダ６のその他の構造については、図７に示す実施の形態１のワイヤボンダ６の主要部と同様である。ただし、図７に示すフレーム押さえ６ｄの下部に配置された上側ガイド６ｈ及び下側ガイド６ｉは、設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。
【０１１２】
ワイヤボンディング工程では、図２２に示すワイヤボンダ６を用いてフレーム押さえ６ｄで複数のインナリード２ａを押さえた状態でワイヤボンディングを行い、その後、マトリクスフレーム２に対して冷却ブロー６ｓから冷えたエアーを吹き付けてマトリクスフレーム２の温度を段階的に（徐々）に下げる。
【０１１３】
その際、複数のインナリード２ａをフレーム押さえ６ｄで押さえた状態のままマトリクスフレーム２を冷却することが好ましく、その後、フレーム押さえ６ｄを解放してから後段にマトリクスフレーム２を搬送する。
【０１１４】
図２３は、ワイヤボンディング後のリードフレームの温度を冷却ブロー有り（Ｑ）の場合と、冷却ブロー無し（Ｒ）の場合とで比較したものである。図２３に示す例では、ワイヤボンディング後、冷却ブロー６ｓの吹き付けを開始してから３〜４秒程度で停止し、その後、フレーム押さえ６ｄを上昇させてリードフレームを解放した場合であり、冷却ブロー６ｓは、Ｐの範囲（３〜４秒程度）で行っている。さらに、Ｐの範囲では、リードフレームの温度を急に下げるのではなく、段階的（階層的）に徐々に下がるように冷却ブロー６ｓを行っている。
【０１１５】
このような条件でテストを行った結果、冷却ブロー６ｓ有り（Ｑ）の場合にはリードフレームの振動を低減することが確認できた。一方、冷却ブロー無し（Ｒ）の場合には、リードフレームの温度を下げることができないため、振動の低減効果を得ることはできない。
【０１１６】
なお、Ｐの範囲の時間の長さと温度の段階的な下げ方（勾配の角度）については、図２３に示す値に限定されるものではなく、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１１７】
以上のように、本実施の形態２の半導体装置の製造方法では、ワイヤボンディング後にマトリクスフレーム２を段階的（階層的）に徐々に温度が下がるように冷却することで、加熱されたマトリクスフレーム２のインナリード２ａが、急に冷えて元に戻る時の熱収縮の発生を抑制することができ、これにより、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【０１１８】
すなわち、ワイヤボンディング後にマトリクスフレーム２を、その温度が急ではなく、徐々に下がるように温度管理して冷却することで、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【０１１９】
その結果、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【０１２０】
さらに、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【０１２１】
なお、マトリクスフレーム２を段階的に温度が下がるように冷却する際には、複数のインナリード２ａをフレーム押さえ６ｄによって押さえた状態でワイヤボンディングを行い、ワイヤボンディング後、マトリクスフレーム２を冷却する際にも、複数のインナリード２ａをそのままフレーム押さえ６ｄで押さえた状態で冷却することにより、マトリクスフレーム２における熱収縮（振動）の発生をさらに低減することができる。
【０１２２】
したがって、フレーム押さえ６ｄによって複数のインナリード２ａを押さえた状態のままマトリクスフレーム２を数秒間（例えば、３〜４秒程度）段階的に温度が下がるように冷却し、その後、フレーム押さえ６ｄを解放させてフレーム搬送することが好ましい。
【０１２３】
なお、実施の形態２の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果については、実施の形態１の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１２４】
（実施の形態３）
図２４は本発明の実施の形態３の半導体装置の組み立てで用いられるワイヤボンダの主要部の構造の一例を示す部分断面図、図２５は本発明の実施の形態３の第１変形例の構造を示す部分断面図である。
【０１２５】
本実施の形態３は、図２４及び図２５に示すようにワイヤボンダ６の主要部に、ヒートブロック６ｂ（図７参照）上でマトリクスフレーム２の裏面側において、マトリクスフレーム２の複数のタブ（ダイパッド）２ｃを吸着支持可能な複数の吸着パッド（吸着手段）６ｔが設けられているものである。
【０１２６】
まず、図２４に示す構造は、マトリクスフレーム２のマトリクス配列の複数のタブ２ｃの配列に応じて、これらのタブ２ｃをその裏面側から吸着支持可能な複数の吸着パッド６ｔが設けられているものである。複数の吸着パッド６ｔは、それぞれ送り方向６ｇに移動自在に設けられたパッドホルダ６ｕに保持されている。
【０１２７】
これにより、ワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後においてもマトリクスフレーム２の全てのタブ２ｃを吸着支持することが可能になり、ワイヤボンディング時及びワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。特に、機械的な吸着支持であるため、さらにマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【０１２８】
その結果、ワイヤボンディングの品質の向上を図ることができる。
【０１２９】
さらに、ワイヤボンディングの信頼性の向上を図ることができる。
【０１３０】
なお、実施の形態３の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果については、実施の形態１の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１３１】
次に、図２５は実施の形態３の第１変形例を示すものであり、図２４の構造と異なる点は、ワイヤボンディング時のタブ２ｃを支持するプラテン６ｃ内に、図２４の吸着パッド６ｔと同様の吸着パッド６ｔが埋め込まれているものである。
【０１３２】
これにより、プラテン６ｃによってもタブ２ｃを吸着支持することが可能になるため、フレーム押さえ６ｄを解放した後の１回目のフレーム搬送においてもマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【０１３３】
なお、図２５に示す本実施の形態３の第１変形例によって得られるその他の効果については、図２４に示す構造によって得られる効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１３４】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態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。
【０１３５】
例えば、前記実施の形態１〜３では、半導体装置がリードフレーム（マトリクスフレーム２）を用いて組み立てられるＱＦＰ１の場合について説明したが、前記半導体装置は、リードフレームを用いて組み立てられる半導体装置に限定されるものではなく、例えば、基板（配線基板）を用いて、かつワイヤボンディングが行われて組み立てられる図２６に示すようなＢＧＡ（Ball Grid Array)７などであってもよい。
【０１３６】
図２６に示すＢＧＡ（半導体装置）７は、ＢＧＡ基板（配線基板）８の主面８ａ上に樹脂ペースト材１０などのダイボンディング材を介して搭載された半導体チップ４を有するものであり、半導体チップ４の表面電極とＢＧＡ基板８の主面８ａのボンディングリード８ｃとが複数のワイヤ５によって電気的に接続されている。さらに、半導体チップ４と複数のワイヤ５がＢＧＡ基板８の主面８ａ上において封止用樹脂から成る封止体３によって樹脂封止されている。
【０１３７】
また、ＢＧＡ基板８の裏面８ｂ側には、外部接続端子となる複数の半田ボール１１がグリッド状（格子状）に並んで設けられている。
【０１３８】
図２７は、このような構造のＢＧＡ７の組み立てに用いられる多数個取り基板（配線基板）９の構造を示すものであり、その主面９ｄ上には、１つのＢＧＡ７を組み立てられる領域であるデバイス領域９ａが複数個マトリクス配列で形成されている。それぞれのデバイス領域９ａは、ダイシングライン９ｂによって区画されている。なお、多数個取り基板９の主面９ｄの外周部には、基板の搬送などで位置決めやガイド用として用いられる複数の貫通孔９ｃが形成されている。
【０１３９】
このような多数個取り基板９を用い、かつワイヤボンディングが行われて組み立てられるＢＧＡ７においても、例えば、本実施の形態２の半導体装置の組み立てによるワイヤボンディング後の冷却方法、すなわち、ワイヤボンディング後に、多数個取り基板９を段階的に温度が下がるように冷却することで、多数個取り基板９の振動を低減することができ、前記実施の形態２で得られた効果と同様の効果を得ることができる。
【０１４０】
また、前記実施の形態１〜３においては、ワイヤボンディング後のリードフレームの振動を低減させる手段をそれぞれ別々に説明したが、前記実施の形態１〜３のうちの前記手段は、それらの何れか２つ以上を組み合わせてもよい。
【０１４１】
例えば、ワイヤボンディング済みのマトリクスフレーム２を冷却が終わるまで、フレーム押さえ６ｄ、ガイド部材、ローラ手段または弾性手段等の押さえ治工具によって固定することでも、ワイヤボンディング後のマトリクスフレーム２の振動を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明は、ワイヤボンディングが行われる電子装置の組み立てに好適である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  ＱＦＰ（半導体装置）
２  マトリクスフレーム（リードフレーム）
２ａ  インナリード（リード）
２ｂ  アウタリード
２ｃ  タブ（ダイパッド）
２ｄ  デバイス領域
２ｅ  枠部
２ｆ  スプロケットホール
２ｇ  長孔
３  封止体
４  半導体チップ
４ａ  主面
４ｂ  裏面
４ｃ  電極パッド
５  ワイヤ
６  ワイヤボンダ
６ａ  ワイヤボンド部
６ｂ  ヒートブロック
６ｃ  プラテン
６ｄ  フレーム押さえ
６ｅ  レール
６ｆ  ヒータ
６ｇ  送り方向
６ｈ  上側ガイド（ガイド部材）
６ｉ  下側ガイド（ガイド部材）
６ｊ  キャピラリ
６ｋ  開口窓
６ｍ  突起部
６ｎ  ローラ（ローラ手段）
６ｐ  ローラホルダ
６ｑ  板ばね部材（弾性手段）
６ｒ  ショックアブソーバ部材（弾性手段）
６ｓ  冷却ブロー（徐冷手段）
６ｔ  吸着パッド
６ｕ  パッドホルダ
７  ＢＧＡ（半導体装置）
８  ＢＧＡ基板（配線基板）
８ａ  主面
８ｂ  裏面
８ｃ  ボンディングリード
９  多数個取り基板（配線基板）
９ａ  デバイス領域
９ｂ  ダイシングライン
９ｃ  貫通孔
９ｄ  主面
１０  樹脂ペースト材
１１  半田ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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