(57)【要約】【課題】汎用性のあるヒートプレートを使用でき、樹脂封止前にリードフレームの裏面に貼着した樹脂フィルムの破れ、伸縮、剥がれなどに伴う樹脂封止工程における樹脂バリや形状不良などが発生し難く、しかも低コストのリードフレームを得ること。【解決手段】本発明の一実施例のリードフレーム２は、所定の配列で形成された複数のリード４ａ、４ｂを備え、それらのリード４ａ、４ｂのそれぞれのワイヤーボンディングエリア５の裏面に逆Ｖ字状の凹部Ｖ或いは逆Ｕ字状の凹部Ｕが形成された構造のものである。この他、本発明のワイヤーボンディング方法は、前記逆Ｖ字状の凹部Ｖ或いは逆Ｕ字状の凹部Ｕの頂点或いは、その近傍で接続ワイヤーＷをボンディングすることを特徴とし、また、本発明の樹脂封止型半導体装置１は前記リードフレーム２を用い、前記凹部Ｖ或いは凹部Ｕにも樹脂を埋め込んで封止したものである。【選択図】図３
2005166943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配列で形成された複数のリードとを備え、該リードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面に逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
所定の配列で形成された複数のリードとを備え、該リードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面に逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されて肉薄になったリードフレームを用い、該リードフレームに搭載された半導体チップの各電極パッドと前記各リードの前記ワイヤーボンディングエリアにわたって接続ワイヤーをボンディングするに当たり、前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部の頂点或いはその近傍に接続ワイヤーを添え、該添えられた接続ワイヤー部分の上方からボンディングツールを作用させて前記接続ワイヤー部分を前記リードにボンディングエリアに接続することを特徴とする半導体装置の製造におけるワイヤーボンディング方法。
【請求項３】
所定の配列で複数の電極パッドが形成されている半導体チップを複数本のリードを備えたリードフレームに搭載し、前記各電極パッドを接続ワイヤーを用いてそれぞれ対応する前記リードに接続して、前記半導体チップ、接続ワイヤーなどが樹脂で封止された樹脂封止型半導体装置において、
前記複数のリードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面には逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されて肉薄になっており、接続ワイヤーが前記リードフレームに搭載された半導体チップの各電極パッドから前記各リードの前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部の頂点或いはその近傍に接続されており、前記半導体チップ、前記接続ワイヤー、前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部を含んで樹脂で封止されていることを特徴とする構造の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工された複数のリードを有するリードフレーム及びそのリードフレームへのワイヤーボンディング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に対応するために、電子機器に搭載される半導体装置を高密度に実装することが要求され、それに伴って、半導体装置の高機能化，小型化，薄型化が加速度的に進んでいる。
【０００３】
従来、半導体装置をプリント基板表面に高密度に実装するために、トランジスタ等の素子を内蔵する半導体チップを、正方形または長方形の封止樹脂内に封止してなる樹脂封止型半導体装置を形成し、この樹脂封止型はその側面にガル・ウイング形状の外部リード端子を多数配置したＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅの略）化の技術が広く使用されている。このＱＦＰ化技術においても、半導体チップの高機能化（高ＬＳＩ化）に対応すべく、更に、外部リード端子数を増やすことが要求されている。その場合、ＱＦＰの外形寸法を大きくすることなく外部リード端子数を増やすために、現在、端子ピッチが０．３ｍｍの狭ピッチＱＦＰ型半導体装置が一部実用化されている。しかし、このような狭ピッチＱＦＰ型半導体装置の製造及び実装においては、リード曲がりに起因する歩留まりの低下や品質の低下などの不具合が現れており、しかも、より小型化を進めるための障害も多い。
【０００４】
そこで、最近では、各リードの一部の下部をハーフエッチにより除去しておいて、樹脂封止を行なう際にはリードフレーム全体の下面に樹脂フィルムを押し当てることにより、各リードの各ハーフエッチ部を除く部分の下部を封止樹脂から露出させて、各リードの露出している各部を外部端子として用いることで、高機能化，小型化，薄型化を図る提案がなされている。
【０００５】
前記従来のハーフエッチ部を有する複数のリードを備えた樹脂封止型半導体装置において、ハーフエッチ部を有する各リードに対してワイヤボンディングを行なう場合に、一般的には、ワイヤーとリードとの接合に必要な押圧力を有効にワイヤーに加える必要があることから、ハーフエッチされていない外部端子の直上にワイヤーを接続させる方法が採られていた。
【０００６】
ところが、半導体装置の高機能化，小型化が進むにつれて、各リードに接続されるワイヤー同士の接触を回避しつつワイヤボンディングを行なうことが次第に困難になってきている。即ち、ワイヤボンディングの際には、ボンディングツールの先端が複雑な軌跡を描くように移動するので、ワイヤー同士の間には相当の間隔が必要であり、しかも、平面的に見たと時にワイヤー同士が互いに交差しないようにする必要がある。
【０００７】
また、封止樹脂の裏面に露出する外部端子（リードの下部）を複数列設けてより高密度に外部端子を配置しようとすると、各外部端子の直上に接続されるワイヤー同士の間隔が非常に近くなる、或いは、ワイヤー同士を互いに交差させざるを得ないなど、前記の不具合が顕著に現れてくる。特に、半導体チップの下方にも外部端子を設けたい要請が生じる場合もあるが、このような場合には、外部端子の直上にワイヤーを接続することができないので、実際上このような要請に応えることができない。
【０００８】
また、樹脂フィルムを予めリードフレームに貼り付けた状態で樹脂封止前の工程を進めることも考えられるが、その場合には、リードのハーフエッチ部にワイヤーとリードとの接合に必要な押圧力を加えることがより困難になる。
【０００９】
前記のような課題を解決する一方法として、特開２００３−１７５２４「樹脂封止型半導体装置の製造方法」が提案されている。この発明では、特殊な構造のヒートプレートを用いて前記課題を解決している。
【００１０】
以下に図Ｘを用いて、その解決方法を説明すると、ヒートプレートとしては、第１信号接続用リード１４ａのハーフエッチ部Ｐｈｅを支持するための突起部５１が設けられたヒートプレート５０を用いている。ヒートプレート５０上に、ダイパッド１１と複数の第１信号接続用リード１４ａと第２信号接続用リード１４ｂ（不図示）とを備えたリードフレーム１０を載置する。リードフレーム１０の裏面には樹脂フィルム４０が貼着されている。また、ダイパッド１１上には接着剤１７により固定された、複数の電極パッド２１が形成されている半導体チップ２０が搭載されている。
【００１１】
次に、図ＸＡに示したように、ボンディングツール５６を用いて半導体チップ２０の電極パッド２１にワイヤー２５の一端をボンディングし、次に、図ＸＢに示したように、第１信号接続用リード１４ａのハーフエッチ部Ｐｈｅにワイヤー２５を接続する。このワイヤーボンディング作業を全ての電極パッド２１とそれらに対応する信号接続用リード１４ａ、１４ｂのハーフエッチ部Ｐｈｅとをワイヤー２５で接続する。各信号接続用リード１４ａ、１４ｂのハーフエッチ部Ｐｈｅにワイヤーを接続する際には、ヒートプレートやボンディングツール５６により熱や押圧力を接合部に有効に加える。なお、図中、符号１５ａは外部接続端子である。
【特許文献１】特開２００３−１７５２４（要約、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上、説明したように前記公開特許公報に開示されている発明によれば、樹脂封止型半導体装置のワイヤボンディングを行なう際に、リードの一部によって構成される外部端子数の増大を可能としつつ、ワイヤボンディング作業に伴う不具合を回避する一解決方法が提案されているが、この方法には下記のような問題点がある。即ち、
１．ワイヤーボンドエリア底面のハーフエッチ部に見合ったヒートプレートの加工が必要  となり、加工が困難となること
２．リードフレームの形状に合わせたヒートプレートが必要となり、ヒートプレートの汎  用性がないこと
３．リードフレームの加工はエッチングで行うことが前提となり、生産で大量のリードフ  レームを使用する場合、プレス品に比べリードフレームのコストが高いこと
４．樹脂フィルムをリードフレームに接着した状態でワイヤーボンディングを行う場合、  樹脂フィルムを凹部に押し当てる必要があるので、樹脂フィルムの破れ、伸縮、剥がれ  などに伴う樹脂封止工程における樹脂バリや形状不良などが発生し易いこと
などがある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のリードフレームは、所定の配列で形成された複数のリードとを備え、該リードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面に逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のワイヤーボンディング方法は、所定の配列で形成された複数のリードとを備え、該リードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面に逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されて肉薄になったリードフレームを用い、該リードフレームに搭載された半導体チップの各電極パッドと前記各リードの前記ワイヤーボンディングエリアにわたって接続ワイヤーをボンディングするに当たり、前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部の頂点或いはその近傍に接続ワイヤーを添え、該添えられた接続ワイヤー部分の上方からボンディングツールを作用させて前記接続ワイヤー部分を前記リードにボンディングエリアに接続することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明の樹脂封止型半導体装置は、所定の配列で複数の電極パッドが形成されている半導体チップを複数本のリードを備えたリードフレームに搭載し、前記各電極パッドを接続ワイヤーを用いてそれぞれ対応する前記リードに接続して、前記半導体チップ、接続ワイヤーなどが樹脂で封止された樹脂封止型半導体装置において、前記複数のリードの一部或いは全てのワイヤーボンディングエリアの裏面には逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部が形成されて肉薄になっており、接続ワイヤーが前記リードフレームに搭載された半導体チップの各電極パッドから前記各リードの前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部の頂点或いはその近傍に接続されており、前記半導体チップ、前記接続ワイヤー、前記逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部を含んで樹脂で封止されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
従って、本発明によれば、
１．逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部上へワイヤーボンドを行う際、逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字  状の凹部が支えになり、ワイヤーボンディングの荷重をワイヤーボンディング部分に加  えることができるので、凹部に支えのない場合と比較してワイヤーボンディングの信頼  性が向上する
２．ワイヤーボンディング時に用いるヒートプレートとして汎用性のある平らなヒートプ  レートを用いることができる
３．樹脂フィルムをリードフレームに接着した状態でワイヤーボンディングを行う場合、樹脂フィルムを前記凹部に押し当てる必要がないので、樹脂フィルムの破損、伸縮、薄利などの発生を防止でき、樹脂封止工程における樹脂バリの発生や形状不良などを防止でき、歩留まりが向上し、そして品質の向上も図れる
４．リードの裏面に逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部を設けたことで、その凹部上へのワイヤーボンディングを可能にし、接続ワイヤーや外部端子の配置の制約、半導体チップの電極パッドの配置の制約が緩和され、半導体装置の小型化ができる
５．プレス加工でリードフレームの加工を行えることから、リードフレームの製造コスト  を低く抑えることができる
など、数々の優れた効果がえられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明においては、従来技術のリード部のハーフエッチ部分に相当する部分をプレスにより逆Ｖ字状或いは逆Ｕ字状の凹部を形成し、その頂点或いはその近傍でのワイヤーボンディングによる押圧力を支え、良好にワイヤーボンディングを行えるリードフレーム及びそれを用いた半導体装置の製造におけるワイヤーボンディング方法を実現した。
【００１８】
以下、図を用いて、本発明の実施例の半導体装置、それに用いられているリードフレーム及びそれを用いた半導体装置の製造におけるワイヤーボンディング方法を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明装置の実施例の半導体装置の封止樹脂を取り除いて要部を表した上面図、図２は図１に示した半導体装置の下面図、図３は図２のＡ−Ａ線上における断面側面図、そして図４は図２のＢ−Ｂ線上における断面側面図である。
【００２０】
図１において、符号１は本発明の半導体装置を指す。この半導体装置１は、リードフレーム２を基に構成されていて、そのリードフレーム２は中心部に配されたダイパッド３とこのダイパッド３の周辺に所定の間隔を開けて配列されている第１リード部４ａと第２リード部４ｂとを備えている。第１リード部４ａと第２リード部４ｂとにはハッチングで示したワイヤーボンディングエリア５が指定されている。
【００２１】
このリードフレーム２のダイパッド３には、所定の位置に所定の配列で電極パッドＤが形成されている半導体チップＳが接着材Ｂ（図３、図４）で固定されている。
【００２２】
半導体チップＳの各電極パッドＤはそれぞれに対応する第１リード部４ａと第２リード部４ｂとのワイヤーボンディングエリア５に接続ワイヤーであるワイヤーＷを用いて接続されている。これらのワイヤーボンディングエリア５は、図３に示したように、逆Ｖ字状凹部Ｖの直上に存在する。
【００２３】
半導体装置１は、その裏面にダイパッド３の裏面３ａ、第１リード部４ａの裏面、第２リード部４ｂの裏面が露出するように、半導体チップＳ、ワイヤーＷ、ワイヤーボンディングエリア５及び逆Ｖ字状の空間をトランスファモールド法などにより樹脂７で封止されている。図２に示したように、半導体装置１の裏面にはダイパッド３の裏面３ａ、第１の外部端子６ａとなる第１リード部４ａの裏面が、そして第２の外部端子６ｂとなる第２リード部４ｂの裏面を露出させている。
【００２４】
図５及び図６に示したように、第１のリード部４ａに逆Ｖ字状の凹部Ｖを形成する代わりに逆Ｕ字状の凹部Ｕで形成してワイヤーボンディングエリア５を補強してもよい。
【００２５】
また、前記の実施例における逆Ｖ字状の凹部Ｖ或いは逆Ｕ字状の凹部Ｕは全てのリード部に形成ししてもよいが、一部のリード部に形成してもよい。
【００２６】
次に、本発明のリードフレーム２及びこれを用いて形成する半導体装置１の製造方法を図７乃至図９を用いて説明する。図７はリードフレーム及びこれを用いて形成する半導体装置の初期段階の製造工程を示した断面図、図８は図７に続く中間段階の製造工程を示した断面図、そして図９は図８に続く最終段階の製造工程を示した断面図である。
【００２７】
先ず、図７Ａの工程で示したように、本発明のリードフレーム２は、ワイヤーボンディングエリア５の底面に逆Ｖ字状の凹部Ｖを形成した第１のリード部と第２のリード部及びダイパッド３を備えている。このリードフレーム２は半導体装置１が複数個取れる集合体になっており、最終的に個片に分割される。逆Ｖ字状の凹部Ｖはプレスにより加工を行う。また、予めＮｉ−Ｐｄ−Ａｕなどのメッキ処理が施されたリードフレームを使用することもできる。
【００２８】
次に、図８Ｂの工程で示したように、リードフレーム２の裏面に樹脂フィルムＦを接着する。ただし、樹脂フィルムＦは樹脂封止工程の時に封止金型に装着することも可能である。
【００２９】
続いて図８Ｃの工程で示したように、リードフレーム２のダイパッド３の上面に半導体チップＳをダイボンドするための導電性ペーストや非導電性ペーストなどの接着材Ｂを塗布する。接着材Ｂは印刷方法、ディスペンス方法、スタンピング方法などにより形成できる。また、接着材Ｂはシート状のものを用いてもよい。その場合、半導体チップＳの接着面に予め接着することも可能である。
【００３０】
次に、図９Ｄの工程で示したように、半導体チップＳを接着材Ｆ上の搭載し、加熱することにより半導体チップＳとダイパッド３とを接着する。
【００３１】
続いて図９Ｅの工程で示したように、半導体チップＳの電極パッドＤ（図１）とリードフレーム２上のワイヤーボンディングエリア５をボンディングツールを用いて金、アルミ製などのワイヤーＷで接続する。この時、第１のリード部４ａはヒートプレートＨをワイヤーボンディングエリア５の底面の逆Ｖ字状の凹部Ｖが支えとなり、ワイヤーボンディングエリア５の変形を防止でき、ワイヤーボンディングの荷重を接合部に加えることができるため、ヒートプレートＨは表面が平らなものを用いることができる。なお、ボンディングツールで押圧されるワイヤーボンディングの荷重は４０〜６０ｇ程度である。
【００３２】
続いて図９Ｆの工程で示したように、図９Ｅの工程で半導体チップＳを搭載し組み立てたリードフレーム２を射出成型方法、ポッティング方法、印刷方法などを用いて半導体装置１全体を構成する樹脂７で封止する。この封止樹脂７は熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などの半導体パッケージに使用される一般的な樹脂でよい。
【００３３】
次に、図９Ｇの工程で、樹脂フィルムＦを加熱処理、ＵＶ照射などを施し、ピールオフにより除去する。リードフレーム２に予めメッキ処理が施されていない場合は、この後にＳｎ−ＢｉやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ａｕなどのメッキ処理を行う。
【００３４】
次の図９Ｈ示した工程で、集合体を個片に分割する。この時、第１のリード４ａの分割面は、半導体装置１の底面側に封止樹脂７が残るように分割される。この分割方法として、ダイシング装置を用いてブレードＣで分割する方法などがある。このようにして図９Ｉに示したような本発明の半導体装置１を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明装置の実施例の半導体装置の封止樹脂を取り除いて要部を表した上面図である。
【図２】図１に示した半導体装置の下面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線上における半導体装置の断面側面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線上における半導体装置の断面側面図である。
【図５】図３に示した半導体装置の変形例を示す断面側面図である。
【図６】図３に示した半導体装置の他の部分の断面側面図である。
【図７】リードフレーム及びこれを用いて形成する半導体装置の初期段階の製造工程を示した断面図である。
【図８】図７に続く中間段階の製造工程を示した断面図である。
【図９】図８に続く最終段階の製造工程を示した断面図である。
【図１０】従来技術のワイヤーボンディング工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  本発明の一実施例の半導体装置
２  リードフレーム
３  ダイパッド
４ａ  第１のリード部
４ｂ  第２のリード部
５  ワイヤーボンディングエリア
６ａ  第１の外部端子
６ｂ  第２の外部端子
７  封止樹脂
Ｂ  接着材
Ｓ  半導体チップ
Ｄ  半導体チップの電極パッド
Ｖ  （逆Ｖ字状の）凹部
Ｕ  （逆Ｕ字状の）凹部
Ｗ  ワイヤー
Ｆ  樹脂フィルム
【図１】
2005166943.tif 000003
【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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