(57)【要約】  ダイをダイ取り付けパッドにダウンボンディングするボンディングワイヤの信頼性を高める種々の半導体パッケージ配置及びパッケージング方法を説明する。１つの態様でリードフレームの上面の選択部分がワイヤボンディングを促進するためめっきされ、めっきはダイ支持面の全てではないが一部を覆う。幾つかの好ましい実施例で、ダイ取り付けパッド上のめっきはダイ支持面の非めっき中央領域を囲む周辺リングとして配され、他の実施例で、ダイ支持面の全ては覆わないバー又は他のジオメトリックパターンを採り得る。ダイ支持面の非めっき部分は粗化されダイのダイ取り付けパッドへの接着を改善しダイ取り付けパッド剥離の可能性、それに関するダウンボンディングワイヤへのリスクを低減する。例示のリードフレームは種々のパッケージに用い得、最も一般的には、ダイがダイ取り付けパッドのダイ支持面に取り付けられ、適切にボンディングワイヤによってリードフレームリードに電気的に接続される。ダイのボンドパッドの少なくとも１つがダイ取り付けパッドにダウンボンディングされた後、ダイとボンディングワイヤとリードフレームの少なくとも一部とが典型的にプラスチック封止材料で封止される一方、ダイ取り付けパッドの外部デバイスへの電気的結合を促進するためダイ取り付けパッドのコンタクト面は露出したままとする。
2013513968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路パッケージであって、
ダイ取り付けパッドと、前記ダイ取り付けパッドから物理的及び電気的に隔離される複数のリードとを含むリードフレームであって、前記ダイ取り付けパッドがダイ支持面を含み、前記ダイ支持面の第１の部分が導電性めっき材料でめっきされ、前記ダイ支持面の第２の部分が粗化される、前記リードフレーム、
前記ダイ取り付けパッドの前記ダイ支持面に取り付けられ、複数のボンドパッドを有するダイであって、前記ダイ支持面の前記粗化された第２の部分が前記ダイの前記ダイ支持面への接着を改善するように配置される、前記ダイ、
ボンディングワイヤの第１のセットであって、前記ボンディングワイヤの第１のセットの各ボンディングワイヤが、関連するボンドパッドに取り付けられる第１の端部と、関連するリードに取り付けられる第２の端部とを有し、それにより、前記関連するボンドパッドを前記関連するリードに電気的に接続する、前記ボンディングワイヤの第１のセット、及び、
少なくとも一つのダウンボンディングワイヤであって、各ダウンボンディングワイヤが、関連するボンドパッドに取り付けられる第１の端部と、前記ダイ取り付けパッド上の前記導電性めっきに取り付けられる第２の端部とを有する、前記ダウンボンディングワイヤ、
を含む、集積回路パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載された集積回路パッケージであって、前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とを封止する一方で、前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面を露出させたままとして前記ダイ取り付けパッドを電気的コンタクトに電気的に結合することを促進する、プラスチック封止材を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項３】
請求項２に記載された集積回路パッケージであって、前記ダイ取り付けパッドが接地に電気的に接続される、集積回路パッケージ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された集積回路パッケージであって、前記導電性めっきが前記ダイ支持面の前記粗化された第２の部分を囲むリングとして配置される、集積回路パッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載された集積回路パッケージであって、前記めっきが銀ベースのめっきであり、前記ボンディングワイヤが金から形成される、集積回路パッケージ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された集積回路パッケージであって、前記ダイ取り付けパッド上の前記導電性めっきに複数のダウンボンディングワイヤが結合される、集積回路パッケージ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された集積回路パッケージであって、
前記リードフレームが銅又は銅ベースの合金から形成され、
前記リードが各々、関連するワイヤボンディング面と、反対側のコンタクト面とを有するリードコンタクトであり、
前記導電性めっきが銀めっきであり、前記ダイ取り付けパッド上の前記銀めっきが、前記ダイ取り付け面の周辺部を覆う銀めっきリングを画定し、各リードの前記ワイヤボンディング面の少なくとも一部上に銀めっきが更に供給され、更に、
前記銀めっきリングが、前記ダイ支持面の中央部を露出させる中央開口を有し、前記ダイ支持面の前記中央部と前記ダイ取り付けパッド及びリードコンタクトの側部が粗化され、前記ダイ支持面の反対側に位置する前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面が粗化されず、前記リードコンタクトの前記コンタクト面が粗化されない、集積回路パッケージ。
【請求項８】
請求項７に記載の集積回路パッケージであって、前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とを封止する一方で、前記リードコンタクトの前記コンタクト面が前記パッケージの底面で露出されたままであり、かつ、前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面が前記パッケージの底面で露出されたままとする、プラスチック封止材を更に含む、集積回路パッケージ。
【請求項９】
ダイ取り付けパッドを含む導電性リードフレームを用いて集積回路をパッケージングする方法であって、前記方法が、
前記リードフレームの底面にキャリアを接着すること、
前記リードフレームの上面の選択された部分を導電性めっき材料でめっきすることであって、前記リードフレームの前記めっきされる部分が、前記ダイ取り付けパッドのダイ支持面の全てではないが一部を含み、
前記めっきされたリードフレームを、前記リードフレームの前記底面に接着された前記キャリアと共にリードフレーム処理に晒して、めっきされていない前記ダイ支持面の前記一部を含むめっきされていない前記リードフレームの露出された部分を粗化することであって、前記リードフレーム処理が前記めっきされた領域を実質的に粗化せず、
前記ダイ取り付けパッドの前記ダイ支持面にダイを取り付けることであって、前記ダイが複数のボンドパッドを有し、前記ダイ支持面の前記粗化された部分が、前記ダイの前記ダイ支持面への接着を改善するように配置され、
前記ダイを前記リードの少なくとも幾つかに電気的に結合すること、及び、
前記ダイ上の前記ボンドパッドの少なくとも１つを前記ダイ取り付けパッドの前記めっきされた部分にワイヤボンディングすること、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記リードフレームが銅又は銅ベースの合金から形成され、
前記ボンディングワイヤが金から形成され、更に、
前記導電性めっきが銀めっきである、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記ダイ取り付けパッド上の前記銀めっきが前記ダイ支持面の粗化される第２の部分を囲むリングとして配置される、方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の方法であって、前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とをプラスチック封止材料で封止する一方、前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面を露出させたままとして前記ダイ取り付けパッドの電気的コンタクトへの電気的結合を促進することを更に含む、方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の方法であって、前記ダイ取り付けパッド上の前記めっきが、前記ダイ支持面の前記粗化される第２の部分を囲むリングとして配置される、方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれかに記載のように形成される集積回路パッケージを用いる方法であって、その上に電気的相互接続を有する基板ボード上に、前記パッケージングされた集積回路を搭載することを含み、前記パッケージングされた集積回路が、前記ダイ取り付けパッドと前記リードの少なくとも幾つかとを前記基板ボードに電気的に接続する方式で搭載される、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記ダイ取り付けパッドが接地に電気的に接続される、方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載の方法であって、複数のボンディングワイヤが前記ダイ取り付けパッドにダウンワイヤボンドされる、方法。
【請求項１７】
請求項９〜１６のいずれかに記載の方法であって、
前記リードフレームが銅又は銅ベースの合金から形成され、
前記ボンディングワイヤが金から形成され、
前記リードが各々、関連するワイヤボンディング面と、反対側のコンタクト面とを有するリードコンタクトであり、
前記導電性めっきが銀めっきであり、前記ダイ取り付けパッド上の前記銀めっきが、前記ダイ取り付け面の周辺部を覆う銀めっきリングを画定し、各リードの前記ワイヤボンディング面の少なくとも一部の上に銀めっきが更に供給され、更に、
前記銀めっきリングが、前記ダイ支持面の中央部を露出させる中央開口を有し、リードフレーム処理の間前記ダイ支持面の前記中央部と前記ダイ取り付けパッド及びリードコンタクトの側部が粗化され、前記リードコンタクトの前記コンタクト面及び前記ダイ取り付けパッドの底面が粗化されない、
方法。
【請求項１８】
集積回路をパッケージングする際に用いるための導電性リードフレームパネルを用意する方法であって、前記リードフレームパネルがその上に画定される複数のデバイスエリアを有し、各デバイスエリアが複数のリードとダイ取り付けパッドとを含む、前記方法であって、
前記リードフレームパネルの底面にキャリアを接着すること、
前記リードフレームパネルの上面の選択された部分を銀めっきすることであって、前記リードフレームパネル内の画定される各デバイスエリアの前記銀めっきされる部分が、前記ダイ取り付けパッドのダイ支持面の一部を含み、
前記銀めっきされたリードフレームパネルを、前記リードフレームパネルの前記底面に接着された前記キャリアと共にリードフレーム処理に晒して、銀めっきされていない前記リードフレームパネルの露出された部分を粗化することであって、前記リードフレーム処理が、前記リードフレームパネルの前記銀めっきされた領域を実質的に粗化しないこと、
を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記ダイ取り付けパッドの各々の前記銀めっきされた部分が、前記関連するダイ支持面の周辺部を覆う銀めっきリングを画定する一方、前記関連するダイ支持面の中央部を露出させ、前記リードフレーム処理の間、前記ダイ支持面の前記中央部と前記ダイ取り付けパッド及びリードコンタクトの側部が粗化され、かつ、前記リードフレーム処理の間、前記リードコンタクトの前記コンタクト面及び前記ダイ取り付けパッドの前記底面が粗化されない、方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の方法であって、各リードのワイヤボンディング面の少なくとも一部上に銀めっきが更に供給される、方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、前記導電性めっきが前記ダイ支持面の前記粗化される第２の部分を囲むリングとして配置される、集積回路パッケージ。
【請求項２２】
請求項１に記載の集積回路パッケージであって、
前記リードフレームが銅又は銅ベースの合金から形成され、
前記リードが各々、関連するワイヤボンディング面と、反対側のコンタクト面とを有するリードコンタクトであり、
前記導電性めっきが銀めっきであり、前記ダイ取り付けパッド上の前記銀めっきが、前記ダイ取り付け面の周辺部を覆う銀めっきリングを画定し、各リードの前記ワイヤボンディング面の少なくとも一部上に銀めっきが更に供給され、更に、
前記銀めっきリングが前記ダイ支持面の中央部を露出させる中央開口を有し、前記ダイ支持面の前記中央部と前記ダイ取り付けパッド及びリードコンタクトの側部が粗化され、かつ、前記ダイ支持面の反対側に位置する前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面が粗化されず、前記リードコンタクトの前記コンタクト面が粗化されない、
集積回路パッケージ。
【請求項２３】
請求項９に記載の方法であって、前記ダイと、前記ボンディングワイヤと、前記リードフレームの少なくとも一部とをプラスチック封止材料で封止する一方、前記ダイ取り付けパッドのコンタクト面を露出させたままとして前記ダイ取り付けパッドの電気的コンタクトへの電気的結合を促進することを更に含む、方法。
【請求項２４】
請求項９に記載の方法であって、前記ダイ取り付けパッド上の前記めっきが、前記ダイ支持面の前記粗化された第２の部分を囲むリングとして配置される、方法。
【請求項２５】
請求項９に記載のように形成される集積回路パッケージを用いる方法であって、その上に電気的相互接続を有する基板ボード上に、前記パッケージングされた集積回路を搭載することを含み、前記パッケージングされた集積回路が、前記ダイ取り付けパッドと前記リードの少なくとも幾つかとを前記基板ボードに電気的に接続する方式で搭載され、前記ダイ取り付けパッドが接地に電気的接続される、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、全般的に、リードフレームベースの半導体パッケージに関する。更に特定して言えば、ダイ取り付けパッドに電気的に結合されるボンディングワイヤの信頼性を高める配置を説明する。
【０００２】
多くの半導体パッケージは、金属リードフレームを用いて集積回路ダイと外部構成要素との間の電気的相互接続を提供する。たいてい、「ボンディングワイヤ」と呼ばれる非常に小さな電気的配線を用いて、ダイ上のＩ／Ｏパッド（しばしば「ボンドパッド」と呼ばれる）をリードフレーム内の対応するリードに電気的に接続する。典型的に、外部デバイスへの電気的接続を促進するためにリードフレームの一部を露出したままとする一方で、ダイと、ボンディングワイヤと、リードフレームの一部とは保護のためプラスチック内に封止される。
【０００３】
リードフレームの多くは、パッケージのアッセンブリの間ダイを支持するダイ取り付けパッド（ＤＡＰ）を含む。幾つかのパッケージにおいて、ダイ取り付けパッドは、パッケージの表面（典型的に、底面）で露出される。露出されたダイ取り付けパッドは、そのパッケージの熱管理に役立てることができる。というのも、ダイ取り付けパッドは、ダイにより生成される過剰な熱を放散するための良好な熱伝導路を提供するからである。露出されるＤＡＰパッケージの幾つかにおいて、ダイ取り付けパッドはそのパッケージのための電気的コンタクトとしても用いられる。最も一般的には、ダイ取り付けパッドは接地パッドとして用いられるが、幾つかのパッケージでは、これを電力パッドとして用いることができ、理論的には代替として信号パッドとして用いることも可能である。
【０００４】
幾つかの応用例において、例えば、ダイ取り付けパッドが電気的コンタクトとして用いられるとき、ダイ上の一つ又は複数の接地Ｉ／Ｏパッドをダイ取り付けパッドに電気的に接続するためにボンディングワイヤが用いられる（しばしば「ダウンボンディング」と呼ばれるプロセス）。最も一般的には、非常に微細な金配線がボンディングワイヤとして用いられ、リードフレームは銅又は銅ベースの合金から形成される。金は銅にはあまりよく接着しないため、ダイ取り付けパッド（及びリードフレームのその他の関連する部分）は、銅よりも一層良好に金ボンディングワイヤに接着する、銀の薄膜でめっきされるのが典型的である。時折生じる問題は、そのデバイスの使用中にダイがダイ取り付けパッドから剥離することがあることである。ダイ取り付けパッド剥離が生じると、ダイ取り付けパッドに相対的なダイの動きが、ダウンボンディングワイヤをダイ取り付けパッドから離したり、或いはダウンボンディングワイヤを破断させたりする恐れがある。
【０００５】
既存のダウンボンディング技術は良好に機能しているが、コスト効率の良い方式でダウンボンディングの信頼性を更に改善する取り組みが引き続き成されている。
【発明の概要】
【０００６】
ダイをダイ取り付けパッドにダウンボンディングするボンディングワイヤの信頼性を改善する、種々の半導体パッケージ配置及びパッケージング方法を説明する。１つの態様において、ダイ取り付けパッドの（全てではないが）一部を含む、リードフレーム（これはパネルフォームであり得る）の上面の選択された部分が、ワイヤボンディングを促進するためにめっきされる（例えば、銀めっきされる）。幾つかの好ましい実施例において、ダイ取り付けパッド上のめっきは、ダイ支持面のオープン中央領域を囲む周辺リングとして配される。他の実施例において、バー又は他のジオメトリックパターンが、ダイ取り付けパッド上の任意の所望の及び適切な位置に選択的にめっきされ得る。ダイ支持面のめっきされていない部分は粗化されて、ダイのダイ取り付けパッドへの及びモールディング化合物のダイ取り付けパッドへの接着を改善し、それにより、ダイ取り付けパッド剥離の可能性、及びそれに関連するダウンボンディングされるボンディングワイヤへのリスクを低減する。説明したリードフレームは、種々のパッケージに用いることができる。最も一般的には、ダイが、ダイ取り付けパッドのダイ支持面に取り付けられ、適切なようにボンディングワイヤによってリードフレームリードに電気的に接続される。そのダイのボンドパッドの少なくとも１つ（典型的に、接地ボンドパッド）が、ダイ取り付けパッドにダウンボンディングされる。その後、ダイと、ボンディングワイヤと、リードフレームの少なくとも一部とが典型的にプラスチック封止材料で封止される一方、ダイ取り付けパッドの外部デバイスへの電気的結合を促進するため、ダイ取り付けパッドのコンタクト面は露出したままとする。
【０００７】
説明したリードフレームは、種々のパッケージングプロセスに用いることができる。最も一般的には、ダイが、ダイ取り付けパッドのダイ支持面に取り付けられ、適切なようにワイヤボンディングによりリードフレームリードに電気的に接続される。そのダイのボンドパッドの少なくとも１つ（典型的に、接地ボンドパッド）が、ダイ取り付けパッドにダウンボンディングされる。その後、ダイと、ボンディングワイヤと、リードフレームの少なくとも一部とが典型的にプラスチック封止材料で封止される。露出されるダイ取り付けパッドパッケージでは、ダイ取り付けパッドのコンタクト面が、ダイ取り付けパッドの外部デバイスへの電気的結合を促進するために露出されたままとする。ダイの接地パッドがダイ取り付けパッドにダウンボンディングされるとき、露出されたダイ取り付けパッドは、そのパッケージの接地コンタクトとなる。
【０００８】
本発明の種々の装置態様において、種々の新規なパッケージ設計を説明する。幾つかの実施例において、リードフレームダイ取り付けパッド上にダイが搭載される。ダイ取り付けパッドの第１の部分が導電性めっき材料でめっきされる。ダイ取り付けパッドの第２の、めっきされていない部分は、ダイのダイ取り付けパッドへの接着を改善する方式で粗化され、それにより、ダイ取り付けパッドからのダイ剥離の可能性を低減する。幾つかの好ましい実施例において、導電性めっきは、ダイ支持面の粗化される第２の部分を囲むリングとして形成される、銀ベースのめっき材料である。他の実施例において、めっき材料のバーがダイ取り付けパッド上の適切な位置に形成されてもよい。ダイ上の選択されたボンドパッド（典型的に、接地パッド）は、ダイ取り付けパッドのめっきされた部分にダウンボンディングされる。
【０００９】
本発明及びその利点は、添付の図面を考慮に入れて、下記説明を参照することによって最もよく理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施例に従った、銀めっきされたダイ取り付けパッドリングを有するリードフレームパネルの概略的上面図である。
【００１１】
【図１Ｂ】図１Ａに示すリードフレームパネル内の単一デバイスエリアの概略的上面図である。
【００１２】
【図２Ａ】本発明の一実施例に従って、リードフレームパネルを準備し、集積回路デバイスをパッケージングする方法を説明するフローチャートである。
【００１３】
【図２Ｂ】本発明の別の実施例に従って、リードフレームパネルを準備し、集積回路デバイスをパッケージングする方法を説明するフローチャートである。
【００１４】
【図３Ａ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｂ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｃ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｄ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｅ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｆ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【図３Ｇ】図１のリードフレームパネルの形成、及び図２Ａに示す本発明の実施例に従った集積回路の後続のパッケージングにおける、幾つかのステップを図示する単一デバイスエリアの概略的断面図である。
【００１５】
【図４】本発明の一実施例に従って形成されるシンギュレーションされたパッケージの概略的断面図である。
【００１６】
【図５】ダイ取り付けパッド上にめっきされた多数のバーを有する、本発明の別の実施例に従ったリードフレームパネルの単一デバイスエリアの概略的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面において、同様の参照符号を同様の構造的要素を示すために用いる場合がある。これらの図面における表現は概略的なものであり、一定の縮尺で描いてはいないことも理解されたい。
【００１８】
本発明は、全般的に、ダイ取り付けパッドに電気的に結合されるボンディングワイヤの信頼性を高めるパッケージング方法及び配置に関する。一般に、ワイヤボンディングを促進するため、リードフレームの上面の選択された部分がめっきされる。めっきは、ダイ取り付けパッドのダイ取り付け面の全てではないが一部を覆う。幾つかの好ましい実施例において、ダイ取り付けパッド上のめっきは、ダイ支持面のめっきされていない中央領域を囲む周辺リングとして配される。他の実施例において、バー又は他のジオメトリックめっきパターンがダイ取り付けパッド上の適切な位置に形成されてもよい。ダイ支持面のめっきされていない部分は粗化されて、ダイのダイ取り付けパッドへの接着を改善し、それにより、ダイ取り付けパッド剥離の可能性、及びそれに関連するダウンボンディングされるボンディングワイヤへのリスクを低減させる。
【００１９】
まず図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本発明の一実施例に従って配置されるリードフレームパネル１００を説明する。図１Ａでもっともよくわかるように、リードフレームパネル１００は多数のデバイスエリア１０５を含む。デバイスエリアは、パネル上に１つ又は複数の２次元アレイに配置されているが、種々のその他の配置（例えば、１次元アレイ、非線形配置など）が可能である。図示した実施例では、デバイスエリアの４つの２次元アレイが示されている。しかし、更に多くの又はより少ないアレイが提供されてもよいことを理解されたい。リードフレームパネルは典型的に、銅又は銅ベースの合金から形成されるが、種々の代替の実施例において他の適切な材料（例えば、アルミニウム）を用いることもできる。
【００２０】
デバイスエリアの特定の構成は任意の特定のパッケージの必要性に応じて変化し得る。例として、図１Ｂは、リードレス・リードフレームタイプのパッケージ（ＬＬＰ）（ＱＦＮタイプのパッケージとしても知られる）のパッケージングに用いるのに適した形を取るデバイスエリア１０５の１つの候補となる構成を図示する。ＬＬＰタイプのパッケージを示すが、ダイ取り付けパッドへのダウンボンディング又は他のワイヤボンディングを用いるか、又はそれ以外にもダイ取り付けパッドの領域上にめっきを提供する理由を有する、仮想的にあらゆるリードフレームベースのパッケージに関連して本発明を用いることができることを理解されたい。例として、説明した発明は、ＳＯＩＣ、ＴＳＳＯＰ、ＱＦＰ、ＴＯ−２２０、及びＴＯ−２６３タイプのパッケージ及び様々な他のパッケージスタイルに用いるのによく適している。
【００２１】
まず図１Ｂを参照すると、各デバイスエリア１０５は、ダイ取り付けパッド１１０及び複数のリードコンタクト１１３を含む。タイバー（支持バー）１１６のマトリックスが、ダイ取り付けパッド１１０及びリードコンタクト１１３を支持するように配置される。リードフレームの上面の選択された部分が、ボンディングワイヤ接着を改善するように設計された導電性めっき材料１２０でめっきされる。リードフレームを形成するために銅又は銅合金が用いられるとき、導電性めっきは、金ボンディングワイヤに良好に接着する銀であるのが典型的である。しかし、そのめっき材料が、ボンディングワイヤのリードフレームパネルへの接着を改善する限り、銀の代わりに他の適切なめっき材料を用いることができることを理解されたい。
【００２２】
ダイ取り付けパッド１１０の上面の全てではないが一部が、導電性めっき材料１２０でめっきされる。ダイ取り付けパッド上のめっきのジオメトリは、任意の特定の設計の必要性に応じて大きく変化し得る。最も重要な点は、めっきが、ダイ取り付けパッドのダウンボンディングされるべき領域内にあるべきであるということである。図示した実施例において、ダイ取り付けパッド上の導電性めっき材料は、ダイ取り付けパッドのめっきされていない中央領域１２３を囲む周辺リング１２２として配置される。このめっきジオメトリは多くの応用例においてうまく機能する。というのは、それによりダイ取り付けパッドの任意の外側部分へのダウンボンディングが可能になるためである。リードコンタクト１１３上のめっき１２５は、少なくとも、ワイヤボンディングのための取り付け地点として機能することが意図される、リードコンタクトの領域を覆う。
【００２３】
代替のめっきジオメトリを図５に示す。この実施例では、周辺リング１２２の代わりに、ダイ取り付けパッドの選択された領域上に銀バー１２４がめっきされる。このような配置は、多数のデバイス（例えば、ＩＣ、受動構成要素など）が、ダイ取り付けパッドにより支えられ且つ／又はダイ取り付けパッドに取り付けられる、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）に用いるのに特に適している。バーは、バー１２４Ａ及び１２４Ｂなど、ダイ取り付けパッドの周辺端部に、及び／又は、その他の、任意の特定のパッケージ要件に適切となり得るような中央寄りの位置（１２４Ｃなど）に、位置し得る。ダイの全ての側には接地Ｉ／Ｏパッドを有さないダイを有するパッケージなど、更に他の実施例において、（例えば周辺バー１２４Ａ及び１２４Ｂのみを用いて）ダイの周辺端部のみをめっきすることが望ましい場合がある。周辺バーは、ダイ取り付けパッドの１つ、２つ、３つ又は全ての４つの側の一部又は全てに沿って位置し得る。より中央に位置するパターン（例えばバー１２４Ｃ）が、ダイ取り付けパッド上の任意の適切な位置に配置されてもよい。めっきのジオメトリは、矩形のバーに限定されず、任意の適切なめっきジオメトリを用いることができることを理解されたい。
【００２４】
図１に示すリードフレームパネル１００をめっきするために幾つかの異なるめっきプロセスを用いることができ、そのリードフレームパネルを用いてその後集積回路がパッケージングされる。本明細書においてマスクめっきプロセスと称する１つの適切なプロセスを図２Ａのフローチャート及び図３Ａ〜３Ｇの図面を参照して説明する。本明細書において選択的めっきプロセスと称する第２のめっきプロセスを図２Ｂのフローチャートを参照して説明する。もちろん、種々のその他のめっきプロセスを用いることもできる。
【００２５】
次に図２Ａ及び図３Ａ〜３Ｇを参照して、マスクめっきプロセスを説明する。この実施例において、リードフレームパネル１００がまずパターニングされて、リード／リードコンタクト１１３、ダイ取り付けパッド１１０、及びリードフレームパネルのその他の特徴を画定する。（ステップ２０２、図３Ａ）。パネルは、エッチング、スタンピング、又はこれら２つの組み合わせなど、従来の手法を用いてパターニングされ得る。
【００２６】
リードフレームパネルがパターニングされた後、パターンリードフレームがキャリア１３０上に搭載される（ステップ２０３、図３Ｂ）。種々のキャリアを用いることができる。図示した実施例において、例えば、ポリイミドベースのテープなどのキャリアテープが用いられるが、代替の実施例において任意のその他の適切なキャリアを用いることができる。
【００２７】
キャリアがつけられる前又は後に、リードフレームの上面の選択された部分が従来の銀めっき手法を用いて銀めっきされる。銀めっき材料は、リードコンタクトのワイヤボンディングランディング領域に従来の方式で（例えば電気メッキ）塗られて、リードめっき１２５を形成する。同時に、ダイ取り付けパッドの全部ではないが一部もめっきされて、ダイ取り付けパッドめっき１２２を形成する。（ステップ２０４、図３Ｃ）。図３Ｃに示す実施例において、ダイ取り付けパッド上のめっきは、ダイ取り付けパッドの上面の外側部分を覆う周辺リングとして配置され、ダイ取り付けパッドの中央領域１２３をめっきされないままとする。周辺リングは、このリングが、ダイ取り付けパッドの全ての側にダウンボンディング領域を提供するため、有効なジオメトリである。このリングジオメトリは、マスクするのが容易であり、ダイ取り付けパッド１１０に取り付けられる仮想的にあらゆるダイと共に用いることができる。周辺リングは多くの実装例に有効であるが、多くのダイは、ダイの全ての側には接地ボンドパッドを有さないことを理解されたい。このような実装例ではダイ取り付けパッドの全ての側に銀めっきを提供する必要がない場合がある。従って、代替の実施例において、銀めっきは、例えば、ダイ取り付けパッドの１つ又は２つの側のみに沿って、ダウンボンディングされるべき特定エリアのダイ取り付けパッドの１つ又は複数の側の一部のみに沿って、又は任意のその他の所望のジオメトリになど、ダイ取り付けパッドの一層小さな領域にのみ配置されてもよい。
【００２８】
リードフレームの所望の部分をめっきするために種々のめっき手法を用いることができることを理解されたい。図示した実施例において、めっきされるべきでないリードフレームの上面の一部を覆うために、マスク（図示せず）が用いられる。マスクは、任意の適切な形を採り得る。例として、従来の機械的マスク（例えば、ラバースタンプ）がこの目的にうまく機能するが、その他の適切なマスクを用いることもできる。
【００２９】
説明した実施例において、導電性めっき材料として銀が用いられる。というのは、金ボンディングワイヤは、銅リードフレームより良好に銀に接着するためである。説明した実施例では銀が用いられるが、導電性めっき材料の主要な機能は、ボンディングワイヤのリードフレームへの取り付けを改善することであることを理解されたい。従って、代替の実施例において、リードフレームの適切な部分は、ボンディングワイヤとして用いられる特定の材料の、リードフレームとして用いられる特定の材料への接着を改善するその他の適切な導電体でめっきされてもよい。
【００３０】
リードフレームが銀めっきされた後、このリードフレームは、銀めっきされていないリードフレームの露出された面を「表面処理する」又は「粗化する」リードフレーム処理を受ける。（ステップ２０６、図３Ｄ）。リードフレームの露出される部分は、ダイ取り付けパッド１１０のダイ支持面の中央領域１２３、リードの側端部１１７、及びダイ取り付けパッドの側端部１１８、及び潜在的にはリード１１３の上面の銀めっきされていない部分を含む。図示した実施例において、リードフレーム処理は、リードフレームの底面がリードフレーム処理に露出されず、そのため粗化されないようにするため、リードフレームの底面に取り付けられるキャリアを用いて実行される。
【００３１】
ダイ取り付けパッド１１０の上面の粗化される領域（例えば、中央領域１２３）は、後にダイがダイ取り付けパッドに取り付けられるとき、ダイのダイ取り付けパッドへの接着を改善する。ダイ取り付けパッド及びリードの粗化される側面は、後にダイが封止されるとき、モールディング材料のリードフレームへの接着を改善する。
【００３２】
幾つかの露出されるダイ取り付けパッドプラスチックモールディングパッケージにおいて、リードフレームの、露出され、コンタクトとして用いられることが意図される面を粗化することが望ましくない場合がある。というのは、表面処理された面内のバイアに封止の間モールディング材料が浸透することがあり、それにより、そのコンタクト面の電気的性能が著しく低減されるためである。しかし、ダイ取り付けパッドが露出されない場合、モールディング材料がダイ取り付けパッドに一層良好に接着するようにダイ取り付けパッドの底面を処理することが許容され及び／又は望ましい可能性がある。そのような実施例では、表面処理は、キャリア１３０の取り付け（ステップ２０３）に先行するか、又はリードフレーム表面処理前にキャリアを取り除くことが望ましい場合がある。同様に、用いられる表面処理がモールディング材料浸透に著しく影響する傾向がない場合、表面処理は、キャリア１３０を取り付けることなく容易に実行され得る。
【００３３】
リードフレーム技術に精通する者には理解されるであろうが、リードフレームの露出される部分を表面処理するために用いることができる市場で利用可能な銅リードフレーム表面処理は幾つかある。好ましくは、銀めっきを著しく攻撃することのないリードフレーム表面処理が選択される。従って、銀めっきは、粗化されないか又はその処理によりその他の悪影響を受けない。殆どの市場で利用可能なリードフレーム処理はこの要件を満たすため、任意の種々の市場で利用可能なリードフレーム処理をリードフレーム処理ステップ２０６に用いることができる。例として、Ｐｏｓｓｅｈｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社により提供されるＬ１表面処理プロセス、ダイナクラフト社により実施されるマイクロエッチ（Microetch）プロセス、又はＡＳＭによって実施される銅酸化物プロセスは全て、意図される目的にうまく機能する適切なリードフレーム表面処理である。
【００３４】
リードフレーム処理が完了した後、種々の異なるパッケージング手法を用いて集積回路をパッケージするためにリードフレームを用いることができる。例として、例えば、ダイ取り付け接着剤１４１を用いる従来のダイ取り付け手法（図３Ｅ）を用いて、ステップ２０８で各ダイ取り付けパッド１１０上にダイ１４０が搭載され、各ダイ取り付けパッド１１０に接着により固定され得る。図示した実施例では、ダイ１４０は、ダイの各側で銀めっきが露出されるように、ダイ取り付けパッド１１０上の中心に置かれる。しかし、代替の実施例において、ダイはダイ取り付けパッドに対して中心に置かれる必要はない。銀めっきストリップの幅は、ダイが銀めっきに重ならないように任意で選択され得る。このような配置は、最も強いダイ取り付けを提供するという利点を有する。というのは、ダイを搭載するために用いられる接着材は、粗化された銅面１２３に対して貼り付くほどには銀めっきに対してうまく貼り付かないためである。しかし、これは必要条件ではなく種々の実施例において、ダイが銀めっきの一部（好ましくは、銀めっきの比較的小さな量のみ）に部分的に重なってもよい。実際には、幾らかの小さな重なりを許容することが望ましいことがある。これは、それにより導電性めっき材料を塗るとき一層フレキシブルな公差（tolerances）を利用できるためである。
【００３５】
ダイ１４０は、ダイ取り付けパッド１１０に取り付けられた後、従来のワイヤボンディング手法を用いてリードフレームに電気的に接続され得る（ステップ２１０）。典型的に、図３Ｆに示すように、各ボンディングワイヤの一つの端部がダイ上の関連するボンドパッド１４１に取り付けられ、各ボンディングワイヤの第２の端部がリードフレームの銀めっきされた部分１２０に取り付けられる。典型的に、図３Ｆにおいて１４５で示すボンディングワイヤの殆どは、各々関連するリード１１６に接続される。しかし、ボンディングワイヤの少なくとも１つ（及び大抵１つ以上）（図３Ｆにおいて１４６で示す）は、ダイ取り付けパッドの銀めっきされた部分１２２にダウンボンディングされる。通常、ダイ取り付けパッドが最終的なパッケージのための接地コンタクトとなるように、ダイ上の接地Ｉ／Ｏパッドが、ダイ取り付けパッドにダウンボンディングされる。しかし、これは必要条件ではなく、そのため、他の実施例において、ダイ取り付けパッドは、電力コンタクトであってもよく又は潜在的には信号コンタクトであってもよい。
【００３６】
ダイが、リードフレームに取り付け及びワイヤボンディングされた後、ダイ及びボンディングワイヤがリードフレームの一部と共に、図３Ｇに示すように、プラスチックモールディングなど従来の封止手法を用いて、ステップ２１２で封止され得る。例示の実施例はＬＬＰタイプのパッケージであるため、リードコンタクト１１６の底面及びダイ取り付けパッド１１３の底面が露出されたままであることが意図される。例示の実施例において、キャリアテープ１３０は、封止を含むパッケージングプロセスの間ずっと、リードフレームパネル１００の底面に接着したままである。従って、このキャリアテープが、封止プロセスの間、モールディング材料がコンタクトを覆うことを防ぐ。
【００３７】
封止及び任意のその他の所望のパネルレベル処理の後、パネルは、個別の半導体パッケージを形成するため、ステップ２１４でシンギュレーションされ得る。シンギュレーションは、タイバー１１６を犠牲にするように配される。シンギュレーションされたパッケージを図４に概略で示す。
【００３８】
代替のめっきプロセスを図２Ｂに示す。この実施例では、ブランク（パターニングされていない）リードフレームストリップ又はパネルの選択的部分がまず銀めっきされる（ステップ２０１）。このめっきは、めっきが所望される領域にめっきを提供し、リードフレームの他の部分を露出したままとする方式で、パターニングされる。予め説明したプロセスと同様、選択的めっきを達成するために、例えば、フォトレジストベースのマスクなど任意の適切なマスクを用いることができる。
【００３９】
リードフレームブランクが選択的にめっきされた後、リードフレームの所望の特徴（例えば、リード、コンタクト、ダイ取り付けパッドなど）を画定するため、リードフレームがパターニングされる（ステップ２０２）。上述のように、リードフレームをパターニングするために、例えば、スタンピング又はエッチングなど、任意の適切な手法を用いることができる。パターニング後、リードフレームパネル全体がリードフレーム処理を受け得る（ステップ２０６）。リードフレーム処理の前又は後に、リードフレームパネルは、適切なキャリア上に搭載され得る（ステップ２０７）。図２Ｂに示す実施例では、リードフレーム処理の後キャリアが取り付けられるが、予め説明したように、代替の実施例において、キャリアは、リードフレーム処理前につけられてもよく、そうするための相当の理由がある場合もある。
【００４０】
リードフレーム処理及びキャリア取り付けの後、図２Ｂのパッケージングプロセスは、図２Ａに関連して上述したフローに類似するフローを採り得る。
【００４１】
説明したプロセスのいずれかに従って形成される、典型的なシンギュレートされたパッケージを図４に示す。図４に示すように、パッケージ４００は、ダイ取り付けパッド１１０と複数のリードコンタクト１１３とを有するリードフレーム１０７を含む。導電性めっきリング１２２が、ダイ取り付けパッドの上面の周辺面を覆う。リードコンタクト１１３の上面の一部も銀めっきされる。複数のボンディングワイヤ１４５が、ダイ１４０上の選択されたボンドパッドを、関連するリードコンタクト１１３に電気的に接続し、１つ又は複数のダウンボンディングされるボンディングワイヤ１４６がダイ１４０からダイ取り付けパッド１１０へダウンボンディングされて、ダイ上の接地ボンドパッドをダイ取り付けパッドに電気的に接続する。ダイ、ボンディングワイヤ１４５、１４６、及びリードフレーム１０７の一部は、プラスチック封止材１５０内に封止され、外部デバイスへの電気的接続を促進するためリードコンタクト及びダイ取り付けパッドの底部コンタクト面を露出させたままとする。
【００４２】
上述の実施例において、ダイ取り付けパッド１１０のダイ支持面の殆ど（例えば、粗化された中央領域１２３）の表面処理が、ダイ取り付けパッド剥離の可能性を著しく低減させる（この剥離がダウンボンド欠陥の主たる原因であると考えられている）という事実に主に起因して、ダウンボンド欠陥が実質的に低減される。所望とされる場合、ダウンボンディングされるボンディングワイヤ１４６のダイ取り付けパッド１１０への接着を改善するために、付加的な取り組みが成されてもよい。例えば、リバースのボール上のウェッジステッチを備えたボール（ＲＢＳＯＢ）手法を用いて、接地されたダイ取り付けパッド１１０にダイ１４０上の接地Ｉ／Ｏパッドが結合され得る。このアプローチでは、ダイ１４０上の適切な接地Ｉ／Ｏパッド上にまずワイヤボンディングバンプがつくられる。このバンプは、選択されたボンドパッド上にボールボンドを超音波により載置する標準的なワイヤボンディング・キャピラリを用いてつくられる。ワイヤの押し出しを続けるのではなく、ボールボンドの頂部近辺でワイヤ上部を切って、ワイヤボンディング「ボール」又は「バンプ」のみがダイ取り付けパッド頂部に残るようにする。
【００４３】
その後、接地Ｉ／Ｏパッドをダイ取り付けパッドに電気的に結合するため、リバースのワイヤボンドが用いられる。ワイヤボンディングプロセスの間、ダイ取り付けパッド上に第２のボールボンドが形成され、接地Ｉ／Ｏパッド上のバンプの頂部上にスティッチ・ボンドが形成される。この配置により、ダウンボンディングワイヤが、バンプ頂部に位置するスティッチ・ボンドを介して接地Ｉ／Ｏパッドに電気的に結合される。バンプの高さは、特定の実施例の必要性に応じて変化し得る。例として、幾つかの実施例において、従来のボールボンドの高さの約三分の一の高さを有するバンプがうまく機能する。説明したリバースのボール上のウェッジステッチを備えたボール手法は、接地ボンディングワイヤのリードフレームへの接着を改善する。これは、ダイ取り付けパッドの銀めっきされた部分が、スティッチ・ボンドよりも良好にボールボンドに接着するためである。
【００４４】
本発明の実施例の幾つかのみを詳細に説明したが、本発明は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく多くの他の形で実装され得ることを理解されたい。また、ＬＬＰタイプのパッケージの形成を図示したが、本発明は、ダイ取り付けパッドへのダウンボンディングを採り入れる任意のパッケージと共に用いることができることを理解されたい。更に、例示の実施例の説明において特定のステップ及び特定の順序を明示したが、多くの場合において、用いられた特定のステップ及びそれらの順序は、本発明の範囲から逸脱することなく変更され得ることを理解されたい。
【００４５】
多くの応用例において、説明したダイ取り付けパッド表面処理手法は、ダウンボンド信頼性を改善するために更なるプロセスが必要とされることがないように、ダイとダイ取り付けパッドの間の剥離の問題を適切になくし得ると考えられる。しかし、所望な場合には、ダウンボンド信頼性を更に改善するために、上述のスティッチ・オン・ボール手法のほかに、説明したアプローチと並行して他の補足的手法のダウンボンド向上手法が用いられてもよい。従って、本願の実施例は限定ではなく説明を目的とするものであると考えるべきであり、本発明は、本明細書に記載した詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲内で変更され得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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