(57)【要約】【課題】封止樹脂材料の塗布範囲を精度よく制御してボンディングワイヤを樹脂封止できる樹脂封止方法を提供する。【解決手段】半導体素子３の端子３ａと他の部材１の端子１ａがボンディングワイヤ５を介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤ５が樹脂封止される。磁性材料を含んだ封止樹脂材料７が用いられる。ボンディングワイヤ５として強磁性を示す材料で形成されたボンディングワイヤが用いられる。磁力によって封止樹脂材料７の塗布範囲が制御され、ボンディングワイヤ５は封止樹脂材料７によって樹脂封止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の端子と他の部材の端子がボンディングワイヤを介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止方法であって、
磁性材料を含んだ封止樹脂材料が用いられ、
前記ボンディングワイヤとして強磁性を示す材料で形成されたボンディングワイヤが用いられ、
磁力によって前記封止樹脂材料の塗布範囲を制御して前記ボンディングワイヤを前記封止樹脂材料によって樹脂封止することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項２】
前記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ粉末状の封止樹脂材料が用いられる請求項１に記載の樹脂封止方法。
【請求項３】
粉末状の前記封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものである請求項２に記載の樹脂封止方法。
【請求項４】
前記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料が用いられる請求項１に記載の樹脂封止方法。
【請求項５】
半導体素子の端子と他の部材の端子がボンディングワイヤを介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止方法であって、
磁性材料を含んだ封止樹脂材料を用い、前記ボンディングワイヤに電流を流し、前記ボンディングワイヤの周囲に生じる電磁力によって前記封止樹脂材料の塗布範囲を制御して前記ボンディングワイヤを前記封止樹脂材料によって樹脂封止することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項６】
前記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ粉末状の封止樹脂材料が用いられる請求項５に記載の樹脂封止方法。
【請求項７】
粉末状の前記封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものである請求項６に記載の樹脂封止方法。
【請求項８】
前記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料が用いられる請求項５に記載の樹脂封止方法。
【請求項９】
前記ボンディングワイヤを樹脂封止する際に前記封止樹脂材料を霧状にして前記ボンディングワイヤに吹きかける請求項１から８のいずれか一項に記載の樹脂封止方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の樹脂封止方法によって前記ボンディングワイヤが前記封止樹脂材料によって樹脂封止された前記半導体素子実装体からなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の端子と他の部材の端子がボンディングワイヤを介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止方法及び半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の樹脂封止方法として、封止印刷方式、ディスペンス方式、スプレー方式などの技術が知られている。例えば、スプレー方式の樹脂封止方法では、ノズルを用いて霧状にされた封止樹脂材料が半導体素子に向けて吐出されて樹脂封止が行われる（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
しかし、従来の樹脂封止方法は、封止樹脂の塗布範囲を制御することが困難であるという問題があった。例えば、半導体素子上や基板上に封止樹脂を塗布してはならない領域があるという制約がある場合に、意図せず封止樹脂を塗布してはならない領域に封止樹脂が塗布されてしまうという問題があった。
【０００４】
図８は、従来の樹脂封止方法を説明するための概略的な平面図である。図８（Ａ）は封止樹脂が塗布される前の状態を示している。図８（Ｂ）は１本のボンディングワイヤを覆うように封止樹脂が塗布された直後の状態を示す平面図である。
【０００５】
（Ａ）に示されるように、樹脂封止前の半導体素子実装体において、基板１０１上にＩＣ（integrated circuit）である半導体素子１０３が搭載されている。半導体素子１０３は外部との電気的接続をとるための端子１０３ａを備えている。半導体素子１０３には封止樹脂を塗布してはならない領域１０３ｂが設けられている。
【０００６】
基板１０１は半導体素子１０３の端子１０３ａと電気的に接続される端子１０１ａを備えている。半導体素子１０３の端子１０３ａと基板１０１の端子１０１ａはボンディングワイヤ１０５によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ１０５の素材は通常、金や銅などの反磁性体や、アルミニウムなどの常磁性体で形成されている。
【０００７】
（Ｂ）に示されるように、ボンディングワイヤ１０５を覆うように封止樹脂１０７が塗布される。封止樹脂１０７は半導体素子１０３の領域１０３ｂを覆わないように塗布される。しかし、通常のポッティングでは封止樹脂が塗布される領域を数マイクロメートルオーダーで制御することは困難である。したがって、（Ｂ）に示されるように、封止樹脂１０７が意図せずに半導体素子１０３の領域１０３ｂに広がってしまうという不具合がよく発生するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、封止樹脂材料の塗布範囲を精度よく制御してボンディングワイヤを樹脂封止できる樹脂封止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる樹脂封止方法は、半導体素子の端子と他の部材の端子がボンディングワイヤを介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止方法であって、磁性材料を含んだ封止樹脂材料が用いられ、上記ボンディングワイヤとして強磁性を示す材料を含んだボンディングワイヤが用いられ、磁力によって上記封止樹脂材料の塗布範囲を制御して上記ボンディングワイヤを上記封止樹脂材料によって樹脂封止することを特徴とする樹脂封止方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の樹脂封止方法は、封止樹脂材料の塗布範囲を精度よく制御してボンディングワイヤを樹脂封止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の樹脂封止方法の一実施例の工程を説明するための概略的な側面図である。
【図２】図１（１）に対応する概略的な平面図である。
【図３】図１（３）に対応する概略的な平面図である。
【図４】粉末状の封止樹脂材料の一例を説明するための概略的な断面図である。
【図５】本発明の樹脂封止方法の他の実施例の工程を説明するための概略的な側面図である。
【図６】図５（１）に対応する概略的な平面図である。
【図７】図５（３）に対応する概略的な平面図である。
【図８】、従来の樹脂封止方法を説明するための概略的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の樹脂封止方法において、上記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ粉末状の封止樹脂材料が用いられる例を挙げることができる。例えば、粉末状の上記封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものである。ただし、上記粉末状の封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものに限定されない。
【００１３】
本発明の樹脂封止方法において、上記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料が用いられる例を挙げることができる。
なお、本発明の樹脂封止方法において、磁性材料を含んだ封止樹脂材料は、上記に挙げられた粉末状又は液状のものに限定されない。
【００１４】
本発明にかかる樹脂封止方法の他の局面は、半導体素子の端子と他の部材の端子がボンディングワイヤを介して電気的に接続されている半導体素子実装体のボンディングワイヤを樹脂封止する樹脂封止方法であって、磁性材料を含んだ封止樹脂材料を用い、上記ボンディングワイヤに電流を流し、上記ボンディングワイヤの周囲に生じる電磁力によって上記封止樹脂材料の塗布範囲を制御して上記ボンディングワイヤを上記封止樹脂材料によって樹脂封止することを特徴とする樹脂封止方法である。
【００１５】
本発明の樹脂封止方法の上記他の局面において、上記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ粉末状の封止樹脂材料が用いられる例を挙げることができる。例えば、粉末状の上記封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものである。ただし、上記粉末状の封止樹脂材料は、粉末磁石が樹脂で被覆されたものに限定されない。
【００１６】
本発明の樹脂封止方法の上記他の局面において、上記封止樹脂材料として粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料が用いられる例を挙げることができる。
なお、本発明の樹脂封止方法の上記他の局面において、磁性材料を含んだ封止樹脂材料は、上記に挙げられた粉末状又は液状のものに限定されない。
【００１７】
本発明の樹脂封止方法において、上記ボンディングワイヤを樹脂封止する際に上記封止樹脂材料を霧状にして上記ボンディングワイヤに吹きかける例を挙げることができる。ただし、封止樹脂材料を塗布する方法は、封止樹脂材料を霧状にして吹きかける方法に限定されない。
【００１８】
本発明にかかる半導体装置は、本発明の樹脂封止方法によって上記ボンディングワイヤが上記封止樹脂材料によって樹脂封止された上記半導体素子実装体からなるものである。
【００１９】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の樹脂封止方法の一実施例の工程を説明するための概略的な側面図である。図１におけるかっこ数字（１）〜（３）は以下に説明する工程（１）〜（３）に対応している。図２は、図１（１）に対応する概略的な平面図である。図３は、図１（３）に対応する概略的な平面図である。図１（３）及び図３は本発明の半導体装置の一実施例を概略的に示す図でもある。図４は、粉末状の封止樹脂材料の一例を説明するための概略的な断面図である。図１から図４を参照してこの実施例を説明する。
【００２０】
（１）樹脂封止前の半導体素子実装体において、例えば配線基板である他の部材１の上に例えばＩＣである半導体素子３が搭載されている。半導体素子３は例えばダイボンディング技術によって他の部材１に接着されている。半導体素子３は外部との電気的接続をとるための端子３ａを備えている。端子３ａの平面サイズは、例えば７ｍｍ（ミリメートル）〜１０ｍｍ角である。
【００２１】
半導体素子３には封止樹脂を塗布してはならない領域３ｂが設けられている。領域３ｂは、例えば、半導体素子３上に成膜されている材料や放熱性など、何らかの制約があって、封止樹脂を塗布することが好ましくない領域である。
【００２２】
他の部材１は半導体素子３の端子３ａと電気的に接続される端子１ａを備えている。端子１ａの平面サイズは、例えば７ｍｍ〜１０ｍｍ角である。
【００２３】
半導体素子３の端子３ａと他の部材１の端子１ａはボンディングワイヤ５によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ５は強磁性を示す材料、例えば鉄、コバルト、ニッケルなどを含有した、金、アルミニウムもしくは銅又はそれらの合金で形成されたものである。ボンディングワイヤ５の直径は、例えばΦ２０μｍ（マイクロメートル）〜４０μｍである。なお、ボンディングワイヤ５と端子１ａとの接合方法、及びボンディングワイヤ５と端子３ａとの接合方法は、特に限定されない。
【００２４】
（２）粉末磁石７ａが樹脂７ｂで被覆された粉末状の封止樹脂材料７（図４を参照。）を例えばスプレー式ノズルを用いて霧状にしてボンディングワイヤ５に吹きかける。粉末磁石７ａの粒径は例えば３μｍ〜６μｍである。粉末磁石７ａの材料は例えばフェライトやネオジウムなどである。樹脂７ｂの厚みは例えば０.５μｍ〜３μｍである。樹脂７ｂの材料は例えばエポキシである。なお、粉末状の封止樹脂材料７の材料及び寸法はこれらに限定されない。
【００２５】
（３）封止樹脂材料７は、その塗布範囲が磁力によって制御され、強磁性を示す材料で形成したボンディングワイヤ５の周りに集まる。ボンディングワイヤ５は封止樹脂材料７によって樹脂封止される。ボンディングワイヤ５表面の封止樹脂材料７の厚みは例えば３.５μｍ〜１０μｍである。なお、この実施例では、半導体素子３の端子３ａとボンディングワイヤ５は例えばボールボンドによって接合されているが、ボンディングワイヤ５のボール部分は強磁性を示す材料で形成されているので、このボール部分も封止樹脂材料７によって樹脂封止される。
【００２６】
このように、封止樹脂材料７の塗布範囲は磁力によって例えばミクロンオーダーで制御される。したがって、この実施例は、封止樹脂を塗布してはならない領域３ｂに封止樹脂材料７が塗布されないように封止樹脂材料７の塗布範囲を精度よく制御してボンディングワイヤ５を樹脂封止できる。
【００２７】
図５は、本発明の樹脂封止方法の他の実施例の工程を説明するための概略的な側面図である。図５におけるかっこ数字（１）〜（３）は以下に説明する工程（１）〜（３）に対応している。図６は、図５（１）に対応する概略的な平面図である。図７は、図５（３）に対応する概略的な平面図である。図５（３）及び図７は本発明の半導体装置の他の実施例を概略的に示す図でもある。図５から図７において、図１から図３と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。図５から図７を参照してこの実施例を説明する。
【００２８】
（１）樹脂封止前の半導体素子実装体において、半導体素子３の端子３ａと他の部材１の端子１ａはボンディングワイヤ９によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ９は、通常のワイヤボンディング技術に用いられる、金や銅などの反磁性体や、アルミニウムなどの常磁性体で形成されている。ボンディングワイヤ９の直径は、例えばΦ２０μｍ〜４０μｍである。なお、ボンディングワイヤ９と端子１ａとの接合方法、及びボンディングワイヤ９と端子３ａとの接合方法は、特に限定されない。
【００２９】
（２）他の部材１の端子１ａと半導体素子３の端子３ａにそれぞれプローブ針１１を接触させる。プローブ針１１を介してボンディングワイヤ９に電流を流し、粉末磁石７ａが樹脂７ｂで被覆された粉末状の封止樹脂材料７（図４を参照。）を例えばスプレー式ノズルを用いて霧状にしてボンディングワイヤ９に吹きかける。ボンディングワイヤ９に流す電流値は例えば、０.５〜１.０Ａ（アンペア）である。
【００３０】
なお、ボンディングワイヤ９に電流を流す方法は特に限定されない。また、ボンディングワイヤ９に電流を流す方向は特に限定されない。また、ボンディングワイヤ９に電流を流した状態で封止樹脂材料７を吹きかけてもよいし、封止樹脂材料７を吹きかけながらボンディングワイヤ９に電流を流し始めてもよい。
【００３１】
（３）封止樹脂材料７の塗布範囲は、ボンディングワイヤ９の周囲に生じる電磁力によって制御され、ボンディングワイヤ９の周りに集まる。ボンディングワイヤ９は封止樹脂材料７によって樹脂封止される。ボンディングワイヤ９表面の封止樹脂材料７の厚みは例えば３.５μｍ〜１０μｍである。なお、この実施例では、半導体素子３の端子３ａとボンディングワイヤ９は例えばボールボンドによって接合されているが、ボンディングワイヤ９のボール部分にも電流が流されるので、このボール部分も封止樹脂材料７によって樹脂封止される。
【００３２】
このように、封止樹脂材料７の塗布範囲はボンディングワイヤ９の周囲に生じる電磁力によって例えばミクロンオーダーで制御される。したがって、この実施例は、封止樹脂を塗布してはならない領域３ｂに封止樹脂材料７が塗布されないように封止樹脂材料７の塗布範囲を精度よく制御してボンディングワイヤ９を樹脂封止できる。
【００３３】
上記の実施例では、ボンディングワイヤ９に塗布される封止樹脂材料７として粉末状のものが用いられているが、本発明の樹脂封止方法において、封止樹脂材料は粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料であってもよい。そのような液状の封止樹脂材料として、例えばエポキシ樹脂を挙げることができる。粉末磁石を含んだ液状の封止樹脂材料を用いる際には、その液状の封止樹脂材料を霧状にしてボンディングワイヤに吹きかけ、磁力によって封止樹脂材料の塗布範囲を制御してボンディングワイヤをその封止樹脂材料によって樹脂封止する。
【００３４】
以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例での材料、配置、個数、寸法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００３５】
例えば、上記実施例では、半導体素子３が実装される他の部材は他の部材１であるが、本発明において、他の部材は基板に限定されず、半導体素子の端子とボンディングワイヤを介して電気的に接続可能な端子を備えたものであればどのような部材であってもよい。
【００３６】
また、上記実施例では、半導体素子３に封止樹脂を塗布してはならない領域３ｂが設けられており、他の部材１には当該領域が設けられていないが、当該領域は、他の部材１にも設けられていてもよいし、他の部材１のみに設けられていてもよい。
【００３７】
また、本発明は、例えば半導体素子実装体に封止樹脂が形成された半導体装置のサイズの低減を目的として、ボンディングワイヤのみに封止樹脂を塗布するようにしてもよい。すなわち、半導体素子実装体において、封止樹脂を塗布してはならない領域は存在していなくてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  他の部材
１ａ  他の部材の端子
３  半導体素子
３ａ  半導体素子の端子
５  ボンディングワイヤ
７  封止樹脂材料
９  ボンディングワイヤ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特許第２７３８８９３号公報
【図１】
2014232784.tif 000003
【図２】
2014232784.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014232784.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014232784.tif 000008
【図７】
2014232784.tif 000009
【図８】
2014232784.tif 000010