(57)【要約】【課題】半導体装置の歩留り及び品質を向上を図る。【解決手段】半導体チップ２０とインナリード３１とをワイヤ５０で接続する際に、リードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａに接着されたヒートスプレッダ４０の開口部４２に、ヒートステージ７０に設けられた突出部７１を配置する。そして、インナリード３１の先端部３３がヒートステージ７０の突出部７１に直接接触した状態で、インナリード３１の先端部３３とワイヤ５０との接合を行う。このように、ワイヤ５０と接合する先端部３３が、安定したヒートステージ７０に直接接触していることで、超音波を有効に伝達させることができるため、インナリード３１に対するワイヤ５０の接合不良を解消することができ、半導体装置１０の組立を良好に行うことができるのである。従って、製品の歩留りを向上させることができると共に製品の品質を向上させることができる。【選択図】図６
2008218703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数のインナリード及びアウタリードを有し、前記複数のインナリードの裏面に絶縁性の接着剤層を介してヒートスプレッダが接着されたリードフレームを準備する工程と、
（ｂ）前記ヒートスプレッダの表面上に半導体チップを搭載する工程と、
（ｃ）前記半導体チップの電極と前記リードフレームのインナリードの先端部とをワイヤにより電気的に接続する工程とを有し、
前記（ａ）工程において準備する前記リードフレームに接着された前記ヒートスプレッダは、前記各インナリードの先端部のワイヤ接合部と反対側の裏面を露出させるように貫通した開口部を備えており、
前記（ｃ）工程において、前記インナリードの先端部と前記ワイヤとを接合する際に、前記ヒートスプレッダが下側になるようにして前記リードフレームを配置するヒートステージにおける前記ヒートスプレッダの開口部が位置する箇所には、当該開口部の形状に合わせた突出部が設けられており、前記インナリードの先端部のワイヤ接合部の裏面が前記ヒートステージの突出部に直接接触した状態で、前記インナリードの先端部と前記ワイヤとの接合を行う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（ｃ）工程で、前記ヒートスプレッダの開口部上の前記インナリードの先端部における前記ワイヤ接合部より外側の位置に前記インナリードを上側から押えるインナリード押え治具を配置し、当該インナリード押え治具と前記ヒートステージとで前記インナリードを上下から挟持して、前記インナリードの先端部と前記ワイヤとを接合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（ｃ）工程における前記ヒートステージの突出部の突出量が、前記接着剤層を含む前記ヒートスプレッダの厚さと同じかそれ以下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１記載の半導体装置の製造方法において、前記ヒートスプレッダは前記開口部を複数備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
所定の回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップの周囲に配置された複数のインナリードと、
前記複数のインナリードの裏面に絶縁性の接着剤層を介して接着されたヒートスプレッダと、
前記半導体チップの電極と前記インナリードの先端部とを電気的に接続するワイヤと、
前記半導体チップ、前記ワイヤ及び前記ヒートスプレッダを封止する封止体と、
前記封止体から外方に露出する複数のアウタリードとを有し、
前記ヒートスプレッダは、前記各インナリードの先端部のワイヤ接合部と反対側の裏面を露出させるように貫通した開口部を備え、
前記開口部に前記封止体の一部が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、ヒートスプレッダ付きプラスチックモールドパッケージにおけるワイヤボンディングプロセスに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームにヒートスプレッダを接着し、放熱性を高めた構造の半導体装置（ＨＱＦＰ）であって、リードフレームを、ヒートスプレッダの貼り付け時、インナリードの先端が動かないようにインナリード間を接続部で接続した状態にしておき、ヒートスプレッダの貼り付け後に、接続してあるインナリードの接続部を切断し、インナリードを個々に独立させる技術がある。そして、このようにして製造された、裏面にヒートスプレッダが接着されたリードフレームを用いてＨＱＦＰが製造されると、プレス加工時にインナリード先端のずれをなくしてリード間のショートを防ぎ、リードフレームのプレス化によって製品コストを低減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６８１８１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体装置の中には、リードにヒートスプレッダを接着して放熱性を高めた構造のもの（ＨＱＦＰ：ヒートスプレッダ付きＱｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）がある。前記ＨＱＦＰとしては、リードフレームにおけるインナリードの裏面に、接着剤層を介して一枚板の金属板からなるヒートスプレッダを接着し、これにより放熱性を高めるようになっているものが多い。
【０００４】
ところで、前記したようなＨＱＦＰの製造工程には、リードフレームの略中央のヒートスプレッダに搭載された半導体チップの電極とリードフレームのインナリードの先端部とをワイヤを用いて電気的に接続する、所謂ワイヤボンディング工程がある。このワイヤボンディング工程は、例えば、次のような手順で行われる。まず、ヒートスプレッダに半導体チップが搭載されたリードフレームを、半導体チップ及びインナリードが上側、接着剤層を介してヒートスプレッダが下側になるようにヒートステージに配置する。そして、キャピラリに通されたワイヤを、半導体チップの電極及びインナリードの先端部に超音波と熱で圧着して接合することで、半導体チップとインナリードとを電気的に接続するのである。
【０００５】
本発明者は、このような半導体装置の製造工程及び当該工程を用いて製造された半導体装置における問題点について検討するに当たり、次に示すような比較例を挙げて検討した。ここでは、比較例として、ヒートスプレッダに開口部を有していない一枚板のヒートスプレッダを接着したリードフレームを用いたワイヤボンディングについて説明する。なお、後述する本実施の形態と同様のものには同じ符号を付して説明を省略する。図７は比較例のワイヤボンディング工程におけるリードフレーム等の構造の一例を示す平面図、図８は図７に示すリードフレーム等におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す断面図、図９は図８に示すリードフレーム等におけるＣ部を拡大した部分断面図である。
【０００６】
図７〜図９に示すように、比較例のＨＱＦＰの製造工程におけるワイヤボンディングでは、リードフレーム１３０におけるインナリード３１の先端部３３とワイヤ５０とを接合する際に、インナリード３１が接着剤層１４１を有する一枚板のヒートスプレッダ１４０を介してヒートステージ１７０に配置された状態となっている。そして、このような状態のインナリード３１にワイヤ５０を接合することになる。
【０００７】
この場合、特に接着剤層１４１が弾力のある材料で構成されていることが多いため、その上のインナリード３１の位置が安定せず、キャピラリ（図示省略）から発せられた超音波の応力が有効に伝達されないことがある。すると、インナリード３１に対するワイヤ５０の接合強度が弱くなってしまう。このため、インナリード３１にワイヤ５０が接合し難く、また一旦インナリード３１の先端部３３のワイヤ接合部３４にワイヤ５０が接合しても剥がれ易くなってしまう（図９の矢印Ｄ参照）。また、図９に示すように、超音波及びヒートステージ１７０からの熱で接着剤層１４１にボイドＢが発生する場合もあり、さらに超音波の伝達を妨げる原因となる。これらにより、ワイヤ５０の接合不良が生じて半導体装置の組立不良が生じることになり、その結果、製品の歩留まりが悪くなり、製品の品質も悪化してしまうことになる。
【０００８】
また、前記したような、インナリードに一枚板の金属板からなるヒートスプレッダを接着したリードフレームを用いて組み立てられるＨＱＦＰでは、半導体チップ、ワイヤ及びヒートスプレッダを樹脂封止した際に、リードフレームの上側の封止体と下側の封止体がヒートスプレッダの側面のみで繋がることになる。このため、封止体とヒートスプレッダとの接着及びインナリードとヒートスプレッダとの接着が弱くなり易く、封止体とヒートスプレッダの剥離及びインナリードとヒートスプレッダとの剥離が発生する可能性がある。また、リードフレームの上側の封止体と下側の封止体がヒートスプレッダの側面のみで繋がることから、ヒートスプレッダに反りが発生することもあり、これは製品の反りの発生に繋がる。これらにより、半導体装置の製品不良が生じて製品の歩留りが悪くなり、製品の品質も悪化させることになる。
【０００９】
そこで、本発明者は、インナリードにヒートスプレッダを接着したリードフレームを用いて組み立てられる半導体装置において、インナリードとワイヤとの接合を確実に行う技術及びリードフレームの上側の封止体と下側の封止体との繋がりを強固にする技術を検討し、本発明に至った。
【００１０】
なお、特許文献１には、インナリードとワイヤとの接合状態を向上させる方法や、リードフレームにおけるヒートスプレッダの上側の封止体と下側の封止体との繋がりを向上させる方法に関する記載は一切ない。
【００１１】
本発明の目的は、インナリードとワイヤとの接合を確実に行うことや、ヒートスプレッダの上側の封止体と下側の封止体との繋がりを良くすることで、製品の歩留りを向上させることができる技術を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、製品の品質を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及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】
【００１４】
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。
【００１５】
すなわち、本発明は、複数のインナリード及びアウタリードを有し、複数のインナリードの裏面に絶縁性の接着剤層を介してヒートスプレッダが接着されたリードフレームを準備する工程と、ヒートスプレッダの表面上に半導体チップを搭載する工程と、半導体チップの電極とリードフレームのインナリードの先端部とをワイヤにより電気的に接続する工程とを有するものである。そして、リードフレームに接着されたヒートスプレッダは、各インナリードの先端部のワイヤ接合部と反対側の裏面を露出させるように貫通した開口部を備えているものである。さらに、インナリードの先端部とワイヤとを接続する際に、ヒートスプレッダが下側になるようにしてリードフレームを配置するヒートステージにおけるヒートスプレッダの開口部が位置する箇所には、当該開口部の形状に合わせた突出部が設けられており、インナリードの先端部のワイヤ接合部の裏面がヒートステージの突出部に直接接触した状態で、インナリードの先端部とワイヤとの接続を行うものである。
【００１６】
また、本発明は、所定の回路が形成された半導体チップと、半導体チップの周囲に配置された複数のインナリードと、複数のインナリードの裏面に絶縁性の接着剤層を介して接着されたヒートスプレッダと、半導体チップの電極とインナリードの先端部とを電気的に接続するワイヤと、半導体チップ、ワイヤ及びヒートスプレッダを封止する封止体と、封止体から外方に露出する複数のアウタリードとを有するものである。そして、ヒートスプレッダは、各インナリードの先端部のワイヤ接合部と反対側の裏面を露出させるように貫通した開口部を備え、開口部に封止体の一部が配置されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【００１８】
半導体チップとインナリードとをワイヤで接続する際に、リードフレームのインナリードの裏面に接着されたヒートスプレッダの開口部に、ヒートステージに設けられた突出部を配置し、インナリードの先端部がヒートステージの突出部に直接接触した状態で、インナリードの先端部とワイヤとの接合を行うため、確実にワイヤをインナリードに接合させることができる。
【００１９】
すなわち、ワイヤと接合するインナリードの先端部が、弾力のない安定したヒートステージに直接接触していることで、キャピラリから発せられた超音波を有効に伝達させることができるため、インナリードに対するワイヤの接合強度を強くすることができる。これにより、インナリードとワイヤとの接合不良を解消して良好な接合状態を実現でき、半導体装置の組立を良好に行うことができる。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。
【００２０】
また、半導体装置において、インナリードの裏面に接着されたヒートスプレッダが、貫通した開口部を備えており、ヒートスプレッダの上側の封止体と下側の封止体が、ヒートスプレッダの側面のみで繋がるのではなく、ヒートスプレッダの開口部を通してチップ周辺付近でも繋がることになる。このため、封止体とヒートスプレッダとの接着及びインナリードとヒートスプレッダとの接着が強固になり、封止体とヒートスプレッダの剥離及びインナリードとヒートスプレッダとの剥離を防止することができる。
【００２１】
また、ヒートスプレッダの上側の封止体と下側の封止体が、ヒートスプレッダの側面のみではなく、ヒートスプレッダの開口部を通してチップ周辺付近でも繋がることから、ヒートスプレッダの反りを防止することができ、これにより、製品の反りを防止することができる。
【００２２】
これらにより、半導体装置の製品不良を少なくして製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、特に明示した場合及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。
【００２６】
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。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置（ＨＱＦＰ）の構造の一例を示す断面図、図２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プロセスフロー図、図３は図２のフレーム準備工程におけるリードフレームの構造の一例を示す平面図、図４は図２のフレーム準備工程におけるリードフレームの構造の一例を簡略化して示す平面図である。また、図５は図２のワイヤボンディング工程におけるリードフレーム等の構造の一例を簡略化して示す平面図、図６は図５に示すリードフレーム等におけるＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。なお、図４及び図５は、本実施の形態の特徴部分を強調するため、リードのピン数を減らして構造を簡略化した図である。
【００２８】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態の半導体装置の一例の構成を説明する。本実施の形態の半導体装置は、リードフレームにヒートスプレッダを接着して組み立てられるものであり、これにより放熱性を高めた構造のＨＱＦＰである。本実施の形態のＨＱＦＰ１０は、所定の回路が形成された半導体チップ２０と、半導体チップ２０の周囲に配置された複数のインナリード３１と、複数のインナリード３１の裏面３１ａに絶縁性の接着剤層４１を介して接着されたヒートスプレッダ４０とを有している。また、本実施の形態のＨＱＦＰ１０は、半導体チップ２０のパッド（電極）２１とインナリード３１の先端部３３とを電気的に接続するワイヤ５０と、半導体チップ２０、ワイヤ５０及びヒートスプレッダ４０を封止する封止体６０と、封止体６０から外方に露出する複数のアウタリード３５とを有している。
【００２９】
半導体チップ２０は、例えば、シリコン基板上に形成されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やマイクロコンピュータなどを有し、この表面上にアルミニウムなどのパッド２１が設けられ、内部に形成されたＡＳＩＣやマイクロコンピュータなどの所定の回路の各端子から表面上のパッド２１まで電気的に接続されている。
【００３０】
リードフレーム３０は、例えば銅などのプレス加工フレームからなり、複数のインナリード３１及びこれに繋がる複数のアウタリード３５を有している。各インナリード３１は半導体チップ２０の各パッド２１とワイヤ５０により電気的に接続され、また各アウタリード３５は封止体６０から突出して成形されて外部端子となる。
【００３１】
また、リードフレーム３０は、その裏面にヒートスプレッダ４０を有している。当該ヒートスプレッダ４０は、例えば銅などの薄板からなり、リードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａの所定範囲に接着され、半導体チップ２０の発熱がヒートスプレッダ４０からインナリード３１及びアウタリード３５を通じて実装基板に放熱されるようになっている。本実施の形態のヒートスプレッダ４０は、図４に示すように、リードフレーム３０における半導体チップ２０のチップ搭載領域３２を中心として各インナリード３１の延在方向の長さの２／３程度までの範囲を覆う略方形状の薄板からなっている。なお、ヒートスプレッダ４０の大きさ及び形状は、前記したものに限らず、適宜の大きさ及び形状に形成されていれば良い。また、当該ヒートスプレッダ４０の表面４０ａには、全体に絶縁性の接着剤が塗布されて接着剤層４１となっており、この接着剤層４１を介してヒートスプレッダ４０がリードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａに接着されている。
【００３２】
なお、リードフレーム３０の略中央のチップ搭載領域３２には、図１に示すように、ヒートスプレッダ４０の表面４０ａの接着剤層４１が露出しており、当該接着剤層４１を有するヒートスプレッダ４０に、半導体チップ２０が銀ペースト２２（又は半田ペースト等）を介して接着されている。このようにして、ヒートスプレッダ４０の表面４０ａ上に半導体チップ２０を搭載している。
【００３３】
また、ヒートスプレッダ４０には、その表面４０ａから裏面４０ｂに貫通した開口部４２を備えている。当該開口部４２は、インナリード３１における先端部３３のワイヤ接合部３４と反対側の裏面３１ａを露出させ、かつヒートスプレッダ４０の表面４０ａから裏面４０ｂまで貫通する貫通孔である。また、本実施の形態のヒートスプレッダ４０は、複数の開口部４２を備えている。具体的には、図３〜図５に示すように、ヒートスプレッダ４０において、全てのインナリード３１における先端部３３のワイヤ接合部３４と反対側の裏面３１ａが抜き加工によって形成される開口部４２に露出するように、チップ搭載領域３２を囲む４箇所、すなわち、搭載される方形状の半導体チップ２０の上面からみた４辺に沿った４箇所にそれぞれ開口部４２を備えている。
【００３４】
それぞれの開口部４２は、インナリード３１の延在方向に沿って抜き加工されており、ヒートスプレッダ４０の内側から外側に向かうにつれて拡がる略台形状の貫通孔となっている。なお、開口部４２の大きさについて特に規定はないが、放熱効果の保持及びヒートスプレッダ４０の強度等の側面からできるだけ小さく形成されていることが好ましい。本実施の形態では、後述するワイヤボンディング工程で、インナリード３１の先端部３３におけるワイヤ５０との接合位置（ワイヤ接合部３４）及び当該ワイヤ接合部３４より外側のインナリード３１を上側から押えるインナリード押え治具８０のインナリード３１に当接する位置の双方が開口部４２上に位置するような大きさに形成されている。
【００３５】
ワイヤ５０は、例えば金などの金属線からなっている。そして、このワイヤ５０の一方が半導体チップ２０の表面上のパッド２１に接合されると共に他方がインナリード３１の先端部３３に接合されることで、半導体チップ２０のパッド２１とインナリード３１の先端部３３とが電気的に接続されている。
【００３６】
封止体６０は、例えばエポキシ系、シリコン系などの絶縁性樹脂材料からなっており、この封止体６０により半導体チップ２０、ワイヤ５０及びヒートスプレッダ４０が覆われて封止されている。また、この封止体６０は、その一部がヒートスプレッダ４０の開口部４２にも充填、配置されている。このため、開口部のない一枚板のヒートスプレッダであればヒートスプレッダの上側の封止体と下側の封止体はヒートスプレッダの側面のみで接着するところ、本実施の形態のヒートスプレッダ４０は開口部４２を有しているため、ヒートスプレッダ４０の上側の封止体６１と下側の封止体６２が開口部４２を通してチップ周辺付近でも繋がっており、上下の封止体６１，６２を強固に接着することができる。
【００３７】
これにより、封止体６０とヒートスプレッダ４０との接着及びインナリード３１とヒートスプレッダ４０との接着が強固になり、封止体６０とヒートスプレッダ４０の剥離及びインナリード３１とヒートスプレッダ４０との剥離を防止することができる。また、ヒートスプレッダ４０の反りを防止することができ、これにより、製品の反りを防止することができる。
【００３８】
これらにより、半導体装置（ＨＱＦＰ）１０の製品不良を少なくして製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。
【００３９】
以上のように構成されたＨＱＦＰは、半導体チップ２０の回路の各端子から、この半導体チップ２０の表面上のパッド２１、ワイヤ５０、インナリード３１を通じて、このインナリード３１に繋がるアウタリード３５まで電気的に接続された構造となる。
【００４０】
次に、本実施の形態の半導体装置であるＨＱＦＰ１０の製造方法の一例の手順を、図２に示す製造プロセスフロー図及び図３〜図６を用いて説明する。なお、図４及び図５は、本実施の形態の特徴部分を強調するため、リードのピン数を減らして構造を簡略化した図である。
【００４１】
まず、図２に示すステップＳ１のリードフレーム準備工程（フレーム準備工程）を行う。すなわち、図２のステップＳ１、図３及び図４に示すような、裏面にヒートスプレッダ４０が接着された状態のリードフレーム３０を準備する。このリードフレーム３０は、例えば銅などのプレス加工フレーム（エッチング加工フレームでも良い）からなり、複数のインナリード３１及びこれに繋がる複数のアウタリード３５を有している。
【００４２】
また、ヒートスプレッダ４０は、例えば銅などの薄板からなり、リードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａの所定範囲に接着され、半導体チップ２０の発熱がヒートスプレッダ４０からインナリード３１及びアウタリード３５を通じて実装基板に放熱されるようになっている。本実施の形態のヒートスプレッダ４０は、図４に示すように、リードフレーム３０における半導体チップ２０のチップ搭載領域３２を中心として各インナリード３１の延在方向の長さの２／３程度までの範囲を覆う略方形状の薄板からなっている。また、当該ヒートスプレッダ４０の表面４０ａには、全体に絶縁性の接着剤が塗布されて接着剤層４１となっており、この接着剤層４１を介してヒートスプレッダ４０がリードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａに接着されている。
【００４３】
また、ヒートスプレッダ４０には、その表面４０ａから裏面４０ｂに貫通した開口部４２を備えている。当該開口部４２は、インナリード３１における先端部３３のワイヤ接合部３４と反対側の裏面３１ａを露出させ、かつヒートスプレッダ４０の表面４０ａから裏面４０ｂまで貫通する貫通孔である。また、本実施の形態のヒートスプレッダ４０は、複数の開口部４２を備えている。具体的には、図３〜図５に示すように、ヒートスプレッダ４０において、全てのインナリード３１における先端部３３のワイヤ接合部３４と反対側の裏面３１ａが抜き加工によって形成される開口部４２に露出するように、チップ搭載領域３２を囲む４箇所、すなわち、搭載される方形状の半導体チップ２０の上面からみた４辺に沿った４箇所にそれぞれ開口部４２を備えている。それぞれの開口部４２は、インナリード３１の延在方向に沿って抜き加工されており、ヒートスプレッダ４０の内側から外側に向かうにつれて拡がる略台形状の貫通孔となっている。
【００４４】
また、その他、ＨＱＦＰ１０の組み立てに必要な、半導体チップ２０、金などの金属線からなるワイヤ５０、封止体６０となるエポキシ系、シリコン系などの絶縁性樹脂材料などを準備する。半導体チップ２０は、シリコン基板上に形成されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やマイクロコンピュータなどを有し、この表面上にアルミニウムなどのパッド２１が設けられ、内部に形成されたＡＳＩＣやマイクロコンピュータなどの所定の回路の各端子から表面上のパッド２１まで電気的に接続されたものである。また、半導体チップ２０は、ウェハの前工程において、酸化・拡散・不純物導入、配線パターン形成、絶縁層形成、配線層形成などのウエハ処理工程を繰り返して所望の回路が形成され、このウェハを切断してチップ毎に個別に切り離されたものである。
【００４５】
次に、図２に示すステップＳ２の半導体チップ搭載工程（ダイボンディング工程）を行う。図２のステップＳ２、図３及び図４に示すように、リードフレーム３０の略中央にはチップ搭載領域３２が設けられている。このチップ搭載領域３２には、リードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａに接着されたヒートスプレッダ４０の表面４０ａの接着剤層４１が露出しており、当該ヒートスプレッダ４０の表面４０ａ上に、半導体チップ２０を銀ペースト２２（又は半田ペースト等）及び接着剤層４１を介して接着して搭載する。
【００４６】
次に、図２に示すステップＳ３の半導体チップとインナリードとを電気的に接続する工程（ワイヤボンディング工程）を行う。すなわち、図５及び図６に示すように、半導体チップ２０の各パッド２１とリードフレーム３０の各インナリード３１の先端部３３とをそれぞれワイヤ５０により接続する。
【００４７】
以下、本実施の形態におけるワイヤボンディング工程について詳述する。まず、図６に示すように、ワイヤボンダ（ワイヤボンディング装置：図示省略）のヒートステージ７０上に、半導体チップ２０が搭載されたリードフレーム３０を、ヒートスプレッダ４０が下側になるように配置する。ここで、ヒートステージ７０におけるヒートスプレッダ４０の開口部４２が位置する箇所には、当該開口部４２の形状に合わせた突出部７１が設けられている。本実施の形態のヒートステージ７０の突出部７１は、略台形状の開口部４２に対応するように、開口部４２に挿入できる程度の大きさの略台形状に形成されている。これにより、開口部４２上のインナリード３１の先端部３３がヒートステージ７０の突出部７１に直接接触した状態で、インナリード３１の先端部３３とワイヤ５０との接合を行うことができるようになっている。
【００４８】
また、ヒートステージ７０の突出部７１のヒートスプレッダ４０の厚み方向への突出量は、ヒートステージ７０に配置した接着剤層４１を含むヒートスプレッダ４０の厚さと同じかそれ以下に設定されている。このようにすることで、ワイヤ５０を接合するインナリード３１の先端部３３のワイヤ接合部３４を有する接合面（インナリード３１の表面）が真上若しくは少し半導体チップ２０側を向くようになる。これは、ワイヤ５０をインナリード３１の先端部３３に接合する際に、インナリード３１におけるワイヤ５０の接合面が真上を向いているか少し半導体チップ２０側を向いている方がワイヤの接着性が良いためである。
【００４９】
また、本実施の形態のワイヤボンダは、ヒートステージ７０の突出部７１における外側部分に当接するような位置に配置されたインナリード押え治具８０を備えている。そして、このインナリード押え治具８０が、ヒートスプレッダ４０の開口部４２上のインナリード３１の先端部３３におけるワイヤ５０との接合位置（ワイヤ接合部３４）より外側のインナリード３１を上側からヒートステージ７０の突出部７１に押し付けることで、当該インナリード押え治具８０とヒートステージ７０の突出部７１とでインナリード３１を上下から挟持するようになっている。
【００５０】
なお、ヒートステージ７０の突出部７１の突出量がヒートステージ７０に配置した接着剤層４１を含むヒートスプレッダ４０の厚さより低く、そのままではインナリード３１における先端部３３のワイヤ接合部３４の裏面３１ａが突出部７１に接触しないような場合でも、インナリード押え治具８０でインナリード３１を上側から押えることにより、インナリード３１の裏面３１ａを突出部７１に接触させることができる。また、本実施の形態のインナリード押え治具８０は、平面視円弧状の部材で構成されているが、これに限るものではなく、平面視四角形状のインナリード押え治具や、各突出部７１で独立したインナリード押え治具など、適宜のインナリード押え治具を用いれば良い。
【００５１】
このような状態のリードフレーム３０及びヒートステージ７０を用いて、ワイヤボンディングを行う。ワイヤボンディングでは、まず、ワイヤボンダのキャピラリ（図示省略）により、ワイヤ５０を半導体チップ２０のパッド２１に接合する。次に、キャピラリを移動させ、半導体チップ２０に接合したワイヤ５０を、前記したようにヒートステージ７０の突出部７１に直接接触した状態のリードフレーム３０のインナリード３１の先端部３３のワイヤ接合部３４に接合する。このような手順で、半導体チップ２０のパッド２１とインナリード３１の先端部３３とを電気的に接続する。
【００５２】
次に、図２に示すステップＳ４の封止工程を行う。すなわち、半導体チップ２０、ワイヤ５０及びヒートスプレッダ４０を封止体６０で覆って封止する。このとき、封止体６０はヒートスプレッダ４０の開口部４２にも充填、配置される。これにより、ヒートスプレッダ４０の上側の封止体６１と下側の封止体６２が、ヒートスプレッダ４０の側面のみでなく、開口部４２を通してチップ周辺付近でも繋がり、上下の封止体６１，６２を強固に接着することができる。
【００５３】
次に、図２に示すステップＳ５の切断・成形工程（成形工程）を行う。すなわち、封止体６０から突出したリードフレーム３０のアウタリード３５を所定の長さを残して切断し、このアウタリード３５をガルウイング状に成形して外部端子とする。これにより、ＨＱＦＰ構造の半導体装置１０が完成する。
【００５４】
本実施の形態の半導体装置（ＨＱＦＰ）１０の製造方法によれば、半導体チップ２０とインナリード３１とをワイヤ５０で接続する際に、リードフレーム３０のインナリード３１の裏面３１ａに接着されたヒートスプレッダ４０の開口部４２に、ヒートステージ７０に設けられた突出部７１を配置する。そして、インナリード３１の先端部３３がヒートステージ７０の突出部７１に直接接触した状態で、インナリード３１の先端部３３とワイヤ５０との接合を行う。このため、確実にワイヤ５０をインナリード３１に接合させることができる。
【００５５】
すなわち、ワイヤ５０と接合するインナリード３１の先端部３３が、弾力のない安定したヒートステージ７０に直接接触していることで、キャピラリから発せられた超音波を有効に伝達させることができるため、インナリード３１に対するワイヤ５０の接合強度を強くすることができる。これにより、インナリード３１とワイヤ５０との接合不良を解消して良好な接合状態を実現でき、半導体装置１０の組立を良好に行うことができるのである。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、インナリード押え治具８０でインナリード３１を上側から押えることで、当該インナリード押え治具８０とヒートステージ７０の突出部７１とでインナリード３１を上下から挟持するようになっている。これにより、インナリード３１をしっかりと固定することができ、さらに安定したワイヤ５０の接合を行うことができる。
【００５７】
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。
【００５８】
例えば、前記実施の形態においては、ＨＱＦＰを例に説明したが、本発明は、ヒートスプレッダ付きのＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｊ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ）などのプラスチックモールドパッケージ全般に広く適用可能である。
【００５９】
また、前記実施の形態では、ヒートスプレッダの開口部が４箇所に形成されているが、これに限るものではなく、インナリードの配置条件等に合わせて、１〜３箇所又は５箇所以上に形成されていても良い。
【００６０】
また、前記実施の形態では、ヒートスプレッダの開口部は略台形状に形成されているが、これに限るものではなく、インナリードの配置条件等に合わせて、方形状や多角形状、曲線を有する形状等の他の形状に形成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、ヒートスプレッダが接着されたリードフレームを用いた半導体装置の製造技術に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置（ＨＱＦＰ）の構造の一例を示す断面図である。
【図２】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プロセスフロー図である。
【図３】図２のフレーム準備工程におけるリードフレームの構造の一例を示す平面図である。
【図４】図２のフレーム準備工程におけるリードフレームの構造の一例を簡略化して示す平面図である。
【図５】図２のワイヤボンディング工程におけるリードフレーム等の構造の一例を簡略化して示す平面図である。
【図６】図５に示すリードフレーム等におけるＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図７】比較例のワイヤボンディング工程におけるリードフレーム等の構造の一例を示す平面図である。
【図８】図７に示すリードフレーム等におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図９】図８に示すリードフレーム等におけるＣ部を拡大した部分断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    ＨＱＦＰ（半導体装置）
２０    半導体チップ
２１    パッド（電極）
２２    銀ペースト
３０    リードフレーム
３１    インナリード
３１ａ  インナリードの裏面
３２    チップ搭載領域
３３    先端部
３４    ワイヤ接合部
３５    アウタリード（外部端子）
４０    ヒートスプレッダ
４０ａ  ヒートスプレッダの表面
４０ｂ  ヒートスプレッダの裏面
４１    接着剤層
４２    開口部
５０    ワイヤ
６０    封止体
６１    上側封止体
６２    下側封止体
７０    ヒートステージ
７１    突出部
８０    インナリード押え治具
１３０    比較例のリードフレーム
１４０    比較例のヒートスプレッダ
１４１    比較例の接着剤層
１７０    比較例のヒートステージ
Ｂ    ボイド
【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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