(57)【要約】      （修正有）【課題】リードチップ直接付着型の半導体パッケージを提供する。【解決手段】半導体パッケージ１００は、上面及び下面を有する集積回路チップ１１０と、集積回路チップの上面及び下面のいずれか一つの表面に直接接触するリードフレーム１２０と、リードフレームに部分的に形成される接着剤１３０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面を有する集積回路チップと、
前記集積回路チップの上面及び下面のいずれか一つの表面に直接接触するリードフレームと、
前記リードフレームに部分的に形成される接着剤と
を備え、
前記接着剤は、前記リードフレームに隣接した前記集積回路チップの表面にも同時に形成され前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化する接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
多数の入出力パッドが配列される上面及び前記上面と反対の下面を有する集積回路チップと、
多数のリードを備え、前記リードが上記集積回路チップの上面に直接接触するリードフレームと、
前記リード間の空間に形成される接着剤
とを備え、
前記接着剤は、前記空間に露出している前記集積回路チップの上面にも同時に形成されて前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
前記接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化する接着剤であることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記接着剤は、前記リードの上側にも形成されて前記空間に形成されている接着剤と連続的な形態をなすことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記接着剤は、前記リードの中間部に沿って一列に形成されたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記接着剤は、前記リードの中間部と内側端部に沿って二列に形成されたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記入出力パッドは、前記集積回路チップの上面中央に沿って配列され、前記リードは、前記入出力パッドに隣接したボンディング領域を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記集積回路チップの入出力パッドと前記リードのボンディング領域とに各々接合され電気的連結経路を形成する金属ワイヤをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記接着剤は、前記ボンディング領域の外側に一列に形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記接着剤は、前記ボンディング領域の両側に二列に形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記接着剤は、前記ボンディング領域の外側と、前記ボンディング領域に接合されている前記金属ワイヤの接合部とに、二列に形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
多数の入出力パッドが配列されている上面及び前記上面と反対の下面を有する集積回路チップと、
支持リード及び前記支持リードに隣接して配列されている多数のリードを備えて前記支持リードが前記集積回路チップの下面に直接接触するリードフレームと、
前記支持リードの外縁に沿って形成される接着剤と、
を備え、
前記接着剤は、前記支持リードの外縁の外に露出する前記集積回路チップの下面にも同時に形成され、前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項１６】
前記接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化する接着剤であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体パッケージ。
【請求項１７】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体パッケージ。
【請求項１８】
前記支持リードは少なくとも一つ以上の開口部を有し、前記接着剤は、前記開口部に隣接した前記支持リードの内周縁に沿って形成されたことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項１９】
前記支持リードは、前記集積回路チップより小さく、前記接着剤は、前記支持リードの外周縁に沿って形成されたことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項２０】
前記入出力パッドは、前記集積回路チップの上面端部に沿って配列され、前記リードは、前記入出力パッドに隣接したボンディング領域を有することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項記載の半導体パッケージ。
【請求項２１】
前記集積回路チップの入出力パッドと前記リードのボンディング領域とに各々接合されて電気的連結経路を形成する金属ワイヤをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の半導体パッケージ。
【請求項２２】
上面及び下面を有する集積回路チップを提供する段階と、
前記集積回路チップの上面及び下面のいずれか一つの表面に直接接触可能にリードフレームを配置する段階と、
前記リードフレームの一部及び前記リードフレームに隣接した前記集積回路チップの表面に同時に形成するように液状の接着剤を塗布する段階と、
前記接着剤を低温硬化して前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付ける段階と、
を有することを特徴とする半導体パッケージ製造方法。
【請求項２３】
前記接着剤の低温硬化段階は、約２００℃以下で行われることを特徴とする請求項２２に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項２４】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項２２に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項２５】
前記接着剤の低温硬化段階は、前記接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化段階を有することを特徴とする半導体パッケージ製造方法。
【請求項２６】
前記紫外線硬化段階後に前記接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することを特徴とする請求項２５に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項２７】
多数の入出力パッドが配列されている上面と前記上面と反対の下面とを有する集積回路チップを提供する段階と、
多数のリードを有するリードフレームを前記リードが前記集積回路チップの上面に直接接触可能に配置する段階と、
前記リード間の空間と前記空間に露出する前記集積回路チップの上面に同時に形成されるように液状の接着剤を塗布する段階と、
前記接着剤を低温硬化して前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付ける段階と、
を有することを特徴とする半導体パッケージ製造方法。
【請求項２８】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項２７に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項２９】
前記接着剤の低温硬化段階は、前記接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化段階を有することを特徴とする請求項２８に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３０】
前記紫外線硬化段階後に前記接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することを特徴とする請求項２９に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３１】
前記集積回路チップの提供段階は、チップ固定治具中に前記集積回路チップを搭載する段階を有することを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３２】
前記リード固定治具中に搭載された前記集積回路チップの上面は、前記チップ固定治具の上面と同一平面上にあることを特徴とする請求項３１に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３３】
前記リードフレームの配置段階は、リード固定治具が前記リードを押し付けて固定する段階を有することを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３４】
前記接着剤の塗布段階は、前記リードの幅方向に沿って前記接着剤を連続的に塗布する段階であることを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３５】
前記接着剤の塗布段階は、前記リードの幅方向に沿って前記接着剤を非連続的に塗布する段階であることを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３６】
前記接着剤の低温硬化段階後に、前記集積回路チップの入出力パッドと前記リードのボンディング領域とに金属ワイヤを接合するワイヤボンディング段階をさらに有することを特徴とする請求項２７〜３０のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３７】
前記リードフレームの配置段階は、前記リードのボンディング領域に保護テープを取り付ける段階を有することを特徴とする請求項３６に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３８】
前記保護テープは、粘着テープであることを特徴とする請求項３７に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項３９】
前記ワイヤボンディング段階前に、前記保護テープを取り外す段階をさらに有することを特徴とする請求項３７に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４０】
前記保護テープの除去段階と前記ワイヤボンディング段階との間に、前記リードの内側端部に沿って第２接着剤を塗布する段階をさらに有することを特徴とする請求項３９に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４１】
前記ワイヤボンディング段階後に、前記リードの内側端部に沿って第２接着剤を塗布する段階をさらに有することを特徴とする請求項３９に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４２】
前記リードフレームの配置段階は、リード固定治具が前記リードのボンディング領域を押し付けて固定する段階を有することを特徴とする請求項３６に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４３】
多数の入出力パッドが配列されている上面と前記上面と反対の下面とを有する集積回路チップを提供する段階と、
支持リードと前記支持リードとに隣接して配列されている多数のリードを備ええるリードフレームを、前記支持リードが前記集積回路チップの下面に直接接触可能に配置する段階と、
前記支持リードの外縁と、前記外縁の外に露出する前記集積回路チップの下面とに同時に形成されるように液状の接着剤を塗布する段階と、
前記接着剤を低温硬化して前記集積回路チップと前記リードフレームとを取り付ける段階と、
を有する半導体パッケージ製造方法。
【請求項４４】
前記接着剤は、紫外線硬化用接着剤であることを特徴とする請求項４３に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４５】
前記接着剤の低温硬化段階は、前記接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化段階を有することを特徴とする請求項４４に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４６】
前記紫外線硬化段階後に、前記接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することを特徴とする請求項４５に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４７】
前記集積回路チップの提供段階は、チップ固定治具中に前記集積回路チップを搭載する段階を有することを特徴とする請求項４３〜４６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４８】
前記リード固定治具中に搭載されている前記集積回路チップの下面は、前記チップ固定治具の上面と同一平面上にあることを特徴とする請求項４７に記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項４９】
前記リードフレームの配置段階は、リード固定治具が前記リードを押し付けて固定する段階を有することを特徴とする請求項４３〜４６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項５０】
前記接着剤の低温硬化段階後に、前記集積回路チップの入出力パッドと前記リードのボンディング領域とに金属ワイヤを接合するワイヤボンディング段階をさらに有することを特徴とする請求項４３〜４６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造方法。
【請求項５１】
集積回路チップを搭載してリードフレームを支持するために上面に形成される少なくとも一つ以上のチップ収納部を備え、前記チップ収納部が前記集積回路チップに対応する形態と深さを有するチップ固定治具と、
前記リードフレームを部分的に押し付けて固定する加圧部と、前記加圧部間に形成されて前記リードフレームの一部を露出する貫通部と、前記チップ固定治具の上側に位置するリード固定治具と、
を備えることを特徴とする半導体パッケージ製造装置。
【請求項５２】
前記チップ固定治具は、上側に突出して形成される整列ピンをさらに備えることを特徴とする請求項５１に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５３】
前記リード固定治具は、前記整列ピンと対応して形成される整列穴をさらに備えることを特徴とする請求項５２に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５４】
前記チップ収納部は、幾つかが隣接して配置されることを特徴とする請求項５１に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５５】
前記加圧部は、前記リードフレームの外側部を押し付けて固定することを特徴とする請求項５１に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５６】
前記加圧部は、前記リードフレームの内側部を押し付けて固定することを特徴とする請求項５１に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５７】
前記チップ固定治具は、ステンレス鋼または強化プラスチックからなることを特徴とする請求項５１〜５６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５８】
前記リード固定治具は、ステンレス鋼または強化プラスチックからなることを特徴とする請求項５１〜５６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項５９】
前記加圧部の下面は、弾性を有する素材からなることを特徴とする請求項５１〜５６のいずれか１項記載の半導体パッケージ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ技術に関し、さらに詳細にはリードフレームのリードが集積回路チップの表面に直接接触した状態で取り付けられリードチップ直接付着型半導体パッケージ及びその製造方法と製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージは、集積回路チップを機械的に支持し、外部環境から保護するだけではなく、集積回路チップに電気的な接続経路と熱放出経路を提供する。半導体パッケージにおいて、集積回路チップを支持し、電気的経路と熱放出経路を提供するために一般に用いられるのがリードフレーム(lead frame)である。
【０００３】
リードフレームを用いる半導体パッケージは、その種類と構造が非常に多様である。リードオンチップ（ｌｅａｄ-ｏｎ-ｃｈｉｐ；ＬＯＣ）パッケージは、その中の一つであり、リードフレームのリードが集積回路チップの上面に直接取り付けられる構造である。リードオンチップ構造において、リードフレームは接着層を介してチップに連結される。その接着層の接着テープには、例えば、熱硬化性ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）テープが用いられる。
【０００４】
図１は、従来技術の一形態によるリードオンチップ半導体パッケージ１０の断面図である。
【０００５】
図１を参照すると、従来のリードオンチップパッケージ１０は、集積回路チップ１１の上面にリードフレームのリード１２が配置される構造である。集積回路チップ１１の上面とリード１２等の下面との間にはポリイミド接着テープ１３が介在される。ポリイミド接着テープ１３は、リード１２の下面に取り付けられた状態で、約２５０〜３５０℃の高温で熱圧着方式により集積回路チップ１１の上面に取り付けられる。各々のリード１２は、金属ワイヤ１４を通して集積回路チップ１１の入出力パッド１１ａと電気的に接続する。モールド樹脂１５はパッケージ１０の外形を形成し、チップ１１、リード１２、ワイヤ１４を保護及び固定している。
【０００６】
従来のリードオンチップパッケージ１０は、ポリイミド接着テープ１３を用いるため、チップ１１及びリード１２を取り付ける際、高温で作業が行われる。そのため、集積回路チップ１１は、高温作業による熱ストレスを受けて集積回路チップ１１の特性低下を招く。
【０００７】
また、従来のリードオンチップパッケージ１０は、接着テープ１３がチップ１１とリード１２との間に位置しているため、構造的にチップ１１とリード１２との間に隙間１６ができてしまう。この隙間１６は、後続工程のモールディング工程を行う際問題を引き起こすのである。すなわち、一般に用いられるエポキシ系のモールド樹脂１５にはフィラー（ｆｉｌｌｅｒ＝充填物）成分が含まれているが、このフィラー成分が、チップ１１とリード１２との間の隙間１６の中へ入り込んでチップ１１表面に損傷を与えてしまう。
【０００８】
さらに、従来のリードオンチップパッケージ１０では、リード１２の平坦性が悪くなることがある。チップ１１とリード１２の付着工程は、熱圧着方式により行われるが、リード１２がチップ１１の方へ圧力が加えられると、接着テープ１３が押し付けられるので、リード１２の傾きや隣り合うリード１２間の段差が生じる。このように、リード１２の平坦性が良好でなければ後続工程であるワイヤボンディング工程においてワイヤの接合不良が生じることがある。
【０００９】
図２は、従来技術の他の形態によるリードオンチップ半導体パッケージ２０の断面図である。
【００１０】
図２に示す従来のリードオンチップパッケージ２０は、チップ１１とリード１２との間の隙間を埋めるために、アンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）樹脂２１をさらに形成したことが特徴である。すなわち、ポリイミド接着テープ１３を介してチップ１１にリード１２を取り付けた後、チップ１１とリード１２と間の隙間の中へ流動性を有するアンダーフィル樹脂２１を流し込む。これにより、モールド樹脂１５のフィラーによって発生する問題を防ぐことができる。アンダーフィル樹脂２１は、モールド樹脂１５と類似するが、成分粒子の大きさがより微細なのでチップ１１表面に損傷を加えない。
【００１１】
しかしながら、この場合、リードオンチップパッケージ２０は、依然としてポリイミド接着テープ１３を用いており、集積回路チップ１１が熱ストレスを受けるといった問題は解決できていないのである。また、チップ１１とリード１２との付着後に、その隙間の間にアンダーフィル樹脂２１を流し込むといった工程が容易ではなく、かつ工程追加にともなう製造時間とコストがかかるという問題がある。
【００１２】
図３は、従来技術のさらに他の形態によるリードオンチップ半導体パッケージ３０の断面図である。上記で述べた図１及び図２は、リード１２の長手方向に切断した断面図であるのに対し、図３は、リード１２の幅方向に切断した断面図である。
【００１３】
図３に示す従来のリードオンチップパッケージ３０は、ポリイミド接着テープの代わりに液状接着剤３１を塗布することが特徴である。すなわち、集積回路チップ１１の上面またはリード１２の下面に液状接着剤３１を塗布した後、これを用いてチップ１１とリード１２とを取り付ける。液状接着剤３１は、接着テープに比べて相対的に低温で接着工程が可能であるため、熱ストレスによる問題を解決することができる。
【００１４】
しかしながら、チップ１１とリード１２との間の隙間１６が依然として存在し、液状の接着剤３１の塗布によりリード１２の平坦性がむしろ悪くなる可能性さえある。その上、液状接着剤３１は流動性を有しているのでリード１２に隣接したチップ入出力パッド１１ａを汚染させる恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、従来の半導体パッケージにおいて、集積回路チップとリードとの間の付着構造に係るさまざまな技術的問題があり、こうした課題を解決するために本発明がなされるに至った。
【００１６】
本発明の目的は、モールド樹脂のフィラーによるチップ表面の損傷を防ぐために、集積回路チップとリードとの間の隙間を除去した構造の半導体パッケージを提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、熱ストレスによるチップの特性低下を防ぐために、低温工程でも接着剤が使用できる構造の半導体パッケージを提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、リードフレームのリード平坦性が確保できる構造の半導体パッケージを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、上記構造の半導体パッケージを製造できる方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決するために、本発明は、リードフレームが集積回路チップの表面に直接接触した状態で取り付けられる半導体パッケージを提供する。
本発明による半導体パッケージは、上面及び下面を有する集積回路チップと、集積回路チップの上面及び下面のいずれか一つの表面に直接接触するリードフレームと、リードフレームに部分的に形成される接着剤とを備えて構成される。特に、接着剤は、リードフレームに隣接した集積回路チップの表面にも同時に形成され集積回路チップとリードフレームとを取り付ける。
【００２１】
本発明による半導体パッケージにおいて、接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化する接着剤、または紫外線硬化用接着剤であることが望ましい。
【００２２】
また、本発明は、次のような構成を有する半導体パッケージを提供する。
本発明による半導体パッケージは、集積回路チップ、リードフレーム及び接着剤を含む構成を有する。集積回路チップは、多数の入出力パッドが配列されている上面とそれと反対の下面とを有する。リードフレームは、多数のリードを有し、リードが集積回路チップの上面に直接接触する。接着剤は、リード間の空間に形成され、特にリード間の空間に露出する集積回路チップの上面にも同時に形成され集積回路チップとリードフレームとを取り付ける。
【００２３】
本発明による半導体パッケージにおいて、接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化する接着剤、または紫外線硬化用接着剤が望ましい。
【００２４】
本発明による半導体パッケージにおいて、接着剤は、リードの上側にも形成され、空間に形成された接着剤と連続的な形態をなすことができる。また、接着剤は、リードの中間部に沿って一列に形成されるか、リードの中間部と内側端部に沿って二列に形成されることができる。
【００２５】
本発明による半導体パッケージにおいて、入出力パッドは、集積回路チップの上面中央に沿って配列され、リードは、入出力パッドに隣接したボンディング領域を有することができる。この場合、本発明による半導体パッケージは、集積回路チップの入出力パッドとリードのボンディング領域とに各々接合され、電気的連結経路を形成する金属ワイヤをさらに含むことができる。そして、接着剤は、ボンディング領域の外側に一列に形成されるか、ボンディング領域の両側に二列に形成されるか、それともボンディング領域の外側と、ボンディング領域に接合された金属ワイヤの接合部と、に二列に形成されることができる。
【００２６】
本発明は次のような半導体パッケージの構成も提供することができる。
本発明による半導体パッケージは、集積回路チップ、リードフレーム及び接着剤を備える構成を有する。集積回路チップは、多数の入出力パッドが配列される上面とそれと反対の下面とを有する。リードフレームは、支持リードとそれに隣接して配列される多数のリードを備え、支持リードが集積回路チップの下面に直接接触する。接着剤は、支持リードの枠に沿って形成され、特に支持リードの枠の外へ露出された集積回路チップの下面にも同時に形成され、集積回路チップとリードフレームとを取り付ける。
【００２７】
本発明による半導体パッケージにおいて、接着剤は、約２００℃以下の低温で硬化される接着剤、または紫外線硬化用接着剤であることが望ましい。
【００２８】
本発明による半導体パッケージにおいて、支持リードは、少なくとも一つ以上の開口部を有し、接着剤は、開口部に隣接した支持リードの内周縁に沿って形成されることができる。また、支持リードは、集積回路チップより小さく、接着剤は、支持リードの外周縁に沿って形成されることができる。
【００２９】
本発明による半導体パッケージにおいて、入出力パッドは、集積回路チップの上面端部に沿って配列され、リードは、入出力パッドに隣接したボンディング領域を有することができる。この場合、本発明による半導体パッケージは、集積回路チップの入出力パッドとリードのボンディング領域とに各々接合され、電気的連結経路を形成する金属ワイヤをさらに備えることができる。
【００３０】
一方、本発明は、次のような構成を有する半導体パッケージ製造方法を提供する。
本発明による半導体パッケージ製造方法は、上面及び下面を有する集積回路チップを提供する段階と、集積回路チップの上面及び下面の中いずれか一つの表面に直接接触可能にリードフレームを配置する段階と、リードフレームの一部とリードフレームに隣接した集積回路チップの表面とに同時に形成するように液状の接着剤を塗布する段階と、接着剤を低温硬化して集積回路チップとリードフレームを取り付ける段階とを有する。
【００３１】
本発明による半導体パッケージ製造方法において、接着剤の低温硬化段階は、約２００℃以下で行われる。また、接着剤は紫外線硬化用接着剤でも良い。この場合、接着剤の低温硬化段階は、接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化段階を有することができ、紫外線硬化の段階後に接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することができる。
【００３２】
なお、本発明は、次のような半導体パッケージの構成の製造方法を提供する。
本発明による半導体パッケージ製造方法は、多数の入出力パッドが配列される上面とそれと反対の下面とを有する集積回路チップを提供する段階と、リードが集積回路チップの上面に直接接触可能に多数のリードを備えたリードフレームを配置する段階と、リード間の空間とその空間から露出された集積回路チップの上面に同時に形成されるように液状の接着剤を塗布する段階と、接着剤を低温硬化して集積回路チップとリードフレームとを取り付ける段階とを有する。
【００３３】
本発明による半導体パッケージ製造方法において、接着剤は紫外線硬化用接着剤であることが望ましい。この場合、接着剤の低温硬化段階は、接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化の段階を有することができ、紫外線硬化の段階後に接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することができる。
【００３４】
また、本発明による半導体パッケージ製造方法において、集積回路チップの提供段階は、チップ固定治具中に集積回路チップを搭載する段階を有することができる。このとき、リード固定治具中に搭載された集積回路チップの上面はチップ固定治具の上面と同一平面上にあることが望ましい。
【００３５】
また、本発明による半導体パッケージ製造方法において、リードフレームの配置段階は、リード固定治具がリードを押し付けて固定する段階を有する。接着剤の塗布段階は、リードの幅方向に沿って上記接着剤を連続的に塗布するか非連続的に塗布する段階である。
【００３６】
本発明による半導体パッケージ製造方法は、接着剤の低温硬化段階後、集積回路チップの入出力パッドとリードのボンディング領域とに金属ワイヤを接合するワイヤボンディング段階をさらに有することができる。この場合、リードフレームの配置段階は、リードのボンディング領域に保護テープを取り付ける段階を有することができる。保護テープは、粘着テープであることが望ましい。
【００３７】
また、本発明による半導体パッケージ製造方法は、ワイヤボンディング段階前に保護テープを除去する段階をさらに有することができ、保護テープの除去段階とワイヤボンディング段階との間、またはワイヤボンディング後に、リードの内側端部に沿って第２接着剤を塗布する段階をさらに有することができる。
【００３８】
また、本発明による半導体パッケージ製造方法において、リードフレームの配置段階は、リード固定治具がリードのボンディング領域を押し付けて固定する段階を有することができる。
【００３９】
本発明は次のような半導体パッケージの構成を有する製造方法も提供できる。
本発明による半導体パッケージ製造方法は、多数の入出力パッドが配列される上面とそれと反対の下面とを有する集積回路チップを提供する段階と、支持リードが集積回路チップの下面に直接接触可能に支持リードとそれに隣接して配列された多数のリードを備えるリードフレームを配置する段階と、支持リードの周縁とその外へ露出する集積回路チップの下面に同時に形成されるように液状の接着剤を塗布する段階と、接着剤を低温硬化して集積回路チップとリードフレームとを取り付ける段階とを有する。
【００４０】
本発明による半導体パッケージ製造方法において、接着剤は紫外線硬化用接着剤であることが望ましい。この場合、接着剤の低温硬化段階は、接着剤に紫外線を照射する紫外線硬化段階を有することができ、紫外線硬化段階後に接着剤を１００〜２００℃で熱硬化する段階をさらに有することができる。
【００４１】
本発明による半導体パッケージ製造方法において、集積回路チップの提供段階はチップ固定治具中に集積回路チップを搭載する段階を有することができ、このとき、リード固定治具中に搭載された集積回路チップの下面は、チップ固定治具の上面と同一平面上にあることが望ましい。
【００４２】
本発明による半導体パッケージ製造方法において、リードフレームの配置段階は、リード固定治具がリードを押し付けて固定する段階を有することができる。また、本発明による半導体パッケージ製造方法は、接着剤の低温硬化段階後に集積回路チップの入出力パッドとリードのボンディング領域とに金属ワイヤを接合するワイヤボンディング段階をさらに有することができる。
【００４３】
一方、本発明は次のような構成を有する半導体パッケージ製造装置を提供する。
本発明による半導体パッケージ製造装置は、チップ固定治具とリード固定治具とを備えて構成される。チップ固定治具は、集積回路チップを搭載してリードフレームを支持可能に上面に形成された少なくとも一つ以上のチップ収納部を備える。チップ収納部は、集積回路チップに対応する形態と深さを有する。リード固定治具は、チップ固定治具の上側に位置し、加圧部と貫通部とを含む。加圧部は、リードフレームを部分的に押し付けて固定し、貫通部は、加圧部間に形成されてリードフレームの一部を露出させる。
【００４４】
本発明による半導体パッケージ製造装置において、チップ固定治具は、上側に突出して形成される整列ピンをさらに備え、リード固定治具は、整列ピンと対応して形成されている整列穴をさらに備えることができる。
【００４５】
本発明による半導体パッケージ製造装置において、チップ収納部は、幾つかが隣接して配置され得る。また、加圧部は、リードフレームの外側部または内側部を押し付けて固定することができる。チップ固定治具及びリード固定治具は各々ステンレス鋼または強化プラスチックからなることが望ましく、加圧部の下面は、弾性のある素材で形成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明は、リードフレームが集積回路チップの表面に直接接触して取り付けられる半導体パッケージとその製造方法を提供する。これにより、リードフレームと集積回路チップとの間に隙間が生じないためモールド樹脂のフィラーによるチップ表面損傷を防ぐことができる。また、リードフレームとチップの直接付着構造は、リードの平坦性を確保できる長所がある。
【００４７】
なお、本発明による半導体パッケージとその製造方法は低温硬化が可能な接着剤を用いる。従って、接着剤を硬化する際熱ストレスにより集積回路チップの特性が低下することを防ぐことができる。例えば、紫外線硬化用接着剤を用いる場合、紫外線照射によって簡単に１次硬化することができる。
【００４８】
本発明の半導体パッケージとその製造方法は二列に形成される接着剤を用いることができる。集積回路チップの入出力パッドに隣接したリード内側端部に第２の接着剤を形成すると、チップとリードとの付着力を一層向上させることができるとともに、モールディング工程でのチップの傾きのような不良を防止することができる。また、第２接着剤は、リードの内側端部をさらに堅固にチップ表面に密着することによりワイヤボンディング工程の安全性と信頼性を高めることができる。
【００４９】
本発明の半導体パッケージとその製造方法は、金属ワイヤのリード接合部及びリードの内側端部に同時に形成される第２の接着剤が用いられる。この場合には第２接着剤によってワイヤ接合部が固定されるのでワイヤ接合性が向上するとともに、モールディング工程でのワイヤスイーピング（ｗｉｒｅ ｓｗｅｅｐｉｎｇ）現象を防ぐことができる。
【００５０】
その他、本発明の半導体パッケージとその製造方法は、リードフレームがチップ上面に配置される構造だけでなくチップ下面に配置される構造にも適用できる。
【００５１】
また、本発明は、リードフレームと集積回路チップの直接付着構造を製造できる装置を提供し、このような製造装置は、幾つかの集積回路チップに対して一括した製造工程を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
【００５３】
実施形態を説明するにあたって、本発明の属する技術分野において周知である事項、本発明と直接的に関係のない技術内容等についてはその説明を省略する。これは、不要な説明を省いて、本発明の要旨を明らかにするとともに明確に説明するためである。
【００５４】
同様に、添付図面において、一部の構成要素が誇張、省略または概略的に図示されており、各構成要素の大きさは、実際の大きさをそのまま反映しているものではない。なお、同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５５】
［第１実施形態］
図４は、本発明の第１実施形態における半導体パッケージ１００を示す平面図である。図５は、図４のＶ-Ｖ線に沿って切断した断面図であり、図６は図４のＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した断面図である。すなわち、図５は、リード１２１の長手方向に沿って切断した断面図で、図６は、リード１２１の幅方向に追って切断した断面図である。
【００５６】
図４乃至図６を参照すれば、本実施形態の半導体パッケージ１００は、集積回路チップ１１０の上面１１１にリード１２１が配置されたリードオンチップ構造を有する。特に、本実施形態の半導体パッケージ１００は、従来のパッケージ構造とは異なり、リード１２１が集積回路チップ１１０の上面１１１に直接接触していることが特徴である。さらに、もう一つの特徴は、リード１２１がチップ上面１１１に直接接触した状態でリード１２１上側と隣り合うリード１２１との間に接着剤１３０が塗布されチップ１１０とリード１２１との接着を具現するという点である。
【００５７】
集積回路チップ１１０は、上面１１１（活性面；ａｃｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）という）に形成されている多数の入出力パッド１１２を備える。入出力パッド１１２は、チップ１１０内部に形成されている集積回路(図示せず)の電気的端子であり、リード１２１と電気的に接続する部位である。入出力パッド１１２は、チップ上面１１１の中央に沿って一列または二列に配列される。そのため、本実施形態の集積回路チップ１１０は、センターパッド型(center pad type)チップとも呼ばれる。しかし、入出力パッド１１２は、多様な形態に配列することができ、本発明の例示された配列形態によって限定するものではない。また、本発明は、集積回路チップ１１０の種類、形態、大きさ等によっても限定されない。
【００５８】
集積回路チップ１１０の上面１１１は、入出力パッド１１２を除く保護層(図示せず)により覆われている。保護層は、電気的に絶縁性を有する層からなりチップ１１０内部の集積回路を保護する。保護層は、シリコン窒化物(Silicon nitride),シリコン酸化物(silicon  oxide)などから形成されており、その上にポリイミド(polyimide)層をさらに形成することができる。
【００５９】
リードフレーム１２０は、多数のリード１２１を備えて構成される。リードフレーム１２０は、集積回路チップ１１０を機械的に支持し、電気的経路と熱放出経路を提供する役割を果たす。パッケージ製造工程において、リードフレーム１２０は、ストリップ(strip)の形態で提供されることが一般的であるが、パッケージ１００の最終構造にはリード１２１だけ余るようになる。
【００６０】
リードフレーム１２０は、タイバー(tie bar; 図示せず)をさらに含む。チップ１１０の入出力パッド１１２と電気的に接続するリード１２１とは違ってタイバーは電気的接続機能を持たない。
【００６１】
リード１２１は、入出力パッド１１２等の両側に配列される。リード１２１は、所定の間隔を置いて平行に配置され、各々入出力パッド１１２に向かって延びている。リード１２１の下面は、集積回路チップ１１０の上面１１１に直接接触する。従って、従来技術とは異なり、チップ１１０とリード１２１との間に隙間が発生せずかつリード１２１の平坦性を確保することができる。リード１２１は、集積回路チップ１１０の種類、形態、大きさ及び入出力パッド１１２の配列形態などによって多様な形態で設計され得る。図４に示すリード１２１の形態は、説明のために簡略に例示したに過ぎず、本発明は、リード１２１の形態によって限定されない。
【００６２】
接着剤１３０は、塗布が容易で低温工程が可能な液状の接着剤を用いる。接着剤１３０は、リード１２１がチップ上面１１１に直接接触する状態でリード１２１の幅方向、すなわちリード１２１の幅方向に連続して形成される。つまり、接着剤１３０は、図６に示すように、リード１２１を完全に覆うとともに隣り合うリード１２１間の空間を介してチップ上面１１１にも形成される。従って、リード１２１は、接着剤１３０によって集積回路チップ１１０の上面１１１に固定される。
【００６３】
接着剤１３０は、隣り合うリード１２１間の空間に限り非連続的に形成され得る。図７は、上記場合の形態を示す。図７は、図６と同様に、リード１２１の幅方向に沿って切断した断面図である。
【００６４】
図４に示すように、リード１２１の内側間隔はその外部間隔と異なる。そのため、各々のリード１２１は、集積回路チップ１１０の両端部付近で折れ曲がっており、放射状の配置形態をなす。一方、接着剤１３０が形成される箇所のリード１２１の一部は互いに平行に延びる。接着剤１３０は、リード１２１を横切るように取り付けられているため、リード１２１が互いに平行にあることが望ましい。
【００６５】
本実施形態に用いられる接着剤１３０は、液状で塗布でき、２００℃以下の低温で硬化可能な接着剤が望ましい。接着剤１３０として、紫外線硬化用接着剤(ＵＶ ｃｕｒａｂｌｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ)が挙げられる。紫外線硬化用接着剤は、紫外線にあたるとゲル（ｇｅｌ）状態に変わって一次的に接着状態を維持できる特徴がある。従って、紫外線硬化用接着剤は、ワイヤボンディング工程を介して完全硬化する前まで別途の熱工程によって硬化させなくても良い長所がある。紫外線硬化用接着剤については、パッケージ製造方法に係る実施形態で詳細に説明する。
【００６６】
半導体パッケージ１００は、複数の金属ワイヤ１４０をさらに含む。各々の金属ワイヤ１４０は、ワイヤボンディング工程によって一方の端が集積回路チップ１１０の入出力パッド１１２に、他方の端がリード１２１のボンディング領域(bonding area)に各々接合され電気的接続経路を形成する。金属ワイヤ１４０は、例えば、金（Ａｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）ワイヤが用いられる。金属ワイヤ１４０が接合されるリード１２１のボンディング領域は、入出力パッド１１２に隣接したリード１２１の先端部である。接着剤１３０は、リード１２１のボンディング領域を侵害しない位置、すなわち、各々のリード１２１の中間部に形成される。
【００６７】
半導体パッケージ１００は、モールド樹脂１５０をさらに含む。モールド樹脂１５０は、モールディング工程によってパッケージ１００の外形を形成し、チップ１１０、リード１２１及びワイヤ１４０を保護して固定する。モールド樹脂１５は、例えば、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）系の化合物が用いられる。
【００６８】
リード１２１の外側の部分は、モールド樹脂１５０の外へ突出する。この部分を通常外部リードと呼ばれる。外部リードは、所定形状に曲げられパッケージ１００が外部基板に実装できるようにする。
【００６９】
以上、本発明の第１実施形態において、接着剤１３０は、隣り合うリード１２１の中間部に沿って一列に伸びているが、次の第２実施形態では、二列に形成されることを説明する。
【００７０】
［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態における半導体パッケージ２００を示す平面図であり、図９は、図８のＩＸ-ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【００７１】
図８及び図９を参照すると、本実施形態の半導体パッケージ２００は、接着剤１３０、２３０が二列に形成されることが特徴である。以下、前述した実施形態と同じ位置に形成される接着剤を第１接着剤１３０とし、他の接着剤を第２接着剤２３０という。
【００７２】
第２接着剤２３０は、リード１２１の内側端部に塗布される。このとき、金属ワイヤ１４０が接合されるリード１２１のボンディング領域は、接着剤１３０と接着剤２３０との間に位置する。第２接着剤２３０は、第１接着剤１３０と同様に、塗布が容易でかつ低温工程が可能な液状の接着剤、例えば、紫外線硬化用接着剤が用いられる。
【００７３】
第１接着剤１３０と第２接着剤２３０とを一緒に使用すればチップ１１０とリード１２１との付着力を一層強化することができる。従って、チップ１１０とリード１２１との付着力が弱いとった問題から、モールディング工程において液状樹脂の流れ圧力により発生するチップ傾斜（ｃｈｉｐ ｔｉｌｔ）現象を未然に防ぐことができるとともにモールド樹脂１５０の成形性を向上させることができる。特に、第２接着剤２３０は、リード１２１の内側端部をさらに強化してチップ上面１１１に密着させることによって、ワイヤボンディング工程の安全性と信頼性を一層向上させることができる。
【００７４】
第２接着剤２３０を除く他の構成は前述した第１実施形態と同様なのでこれ以上の説明を省略する。
【００７５】
一方、第２接着剤２３０は、金属ワイヤ１４０のリード接合部に形成されることができる。次の第３実施形態がその例である。
【００７６】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態による半導体パッケージ３００を示す断面図である。
【００７７】
図１０を参照すると、本実施形態の第２接着剤３３０は、前述の第２実施形態とは異なり、金属ワイヤ１４０のリード接合部を覆うように形成される。すなわち、本実施形態の第２接着剤３３０は、リード１２１の内側端部のみならずリード１２１ボンディング領域に接合された金属ワイヤ１４０の端部にもまた形成される。従って、第２実施形態の第２接着剤２３０がワイヤボンディング前に形成されるのに対し、本実施形態の第２接着剤３３０はワイヤボンディング後に形成される。
【００７８】
第２接着剤３３０は、チップ１１０とリード１２１との付着力を一層強化してモールド樹脂１５０の成形性を向上させるとともに、金属ワイヤ１４０のリード接合部位を保護・固定してワイヤ接合性を向上させることができる。また、第２接着剤３３０は、ワイヤ接合部を固定するためにモールディング工程において液状樹脂の流れ圧力によって発生し得るワイヤ押し現象を防ぐことができる。
【００７９】
第２接着剤３３０を除く他の構成は前述の実施形態と同様なのでこれ以上の説明を省略する。
【００８０】
一方、本発明は、リード１２１が集積回路チップ１１０の上面１１１に配置されずチップ下面に配置される場合においても適用可能である。それを、次の第４実施形態で説明する。
【００８１】
［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態による半導体パッケージ４００を示す断面図で、図１２は、図１１の半導体パッケージ４００に用いられるリードフレーム４２０を示す平面図である。
【００８２】
図１１及び図１２を参照すると、本実施形態の半導体パッケージ４００は、前述した実施形態とは異なり、リードフレーム４２０が集積回路チップ４１０の下面４１３に配置された構造を有する。リードフレーム４２０は、チップ４１０と電気的に接続する多数のリード４２１と、チップ下面４１３に直接接触して機械的に支持する支持リード４２２（ｓｕｐｐｏｒｔ ｌｅａｄ）を備える。従って、支持リード４２２は、リードフレーム４２０の中央に位置し、リード４２１は支持リード４２２の両側に隣接して配列される。
【００８３】
集積回路チップ４１０は、支持リード４２２上に取り付けられる。支持リード４２２には少なくとも一つ以上の開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）４２２ａが形成されており、開口部４２２ａを介して集積回路チップ４１０の下面４１３が露出する。 接着剤４３０は、支持リード４２２の内端周辺及び開口部４２２ａの境界に沿ってチップ４１０の下面４１３の隣接領域周辺に形成され、チップ４１０に支持リード４２２を保持するともに電気的に接続する。接着剤４３０は、前述の実施形態例等と同様に、塗布が容易でかつ低温工程が可能な液状の接着剤である紫外線硬化用接着剤が挙げられる。
【００８４】
以下では、パッケージ製造方法について説明するが、接着剤４３０を塗布する際、図１１の構造をひっくり返した状態で工程が行われる。
集積回路チップ４１０は、上面４１１の端部に沿って配列されている多数の入出力パッド４１２を有する。よって、本実施形態の集積回路チップ４１０は前述した実施形態等と異なり、エッジパッド型（ｅｄｇｅ Ｐａｄ ｔｙｐｅ）チップと呼ばれる。集積回路チップ４１０の入出力パッド４１２は、金属ワイヤ１４０を介してリード４２１に電気的に接続する。
【００８５】
本実施形態のパッケージ４００に用いられるリードフレーム４２０は多様な形態で変形できる。例えば、リード４２１を、支持リード４２２の４つの端部に隣接して配列でき、支持リード４２２を、開口部４２２ａを有しない代わりに集積回路チップ４１０より小さくできる。これを、図１３の断面図で示す。
【００８６】
図１３を参照すると、支持リード４２２は、チップ４１０と比較して小さいため、チップ４１０の下面４１３の周縁領域は支持リード４２２の外部に露出する。
【００８７】
接着剤４３０は、支持リード４２２の外縁とチップ下面４１３とに塗布されチップ４１０と支持リード４２２とを付着する。
以上、本発明の実施形態に係る半導体パッケージの構造を説明したが、以下では、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法及び製造装置について説明する。
【００８８】
［第５実施形態］
図１４ａ乃至図１４ｆは、本発明の実施形態５に係る半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。本実施形態の製造方法は、上記図４乃至図６に示すような、第１実施形態の半導体パッケージ１００に適用することができる。
【００８９】
まず、図１４ａに示すように、チップ固定治具５１０に集積回路チップ１１０を搭載する。チップ固定治具５１０にはチップ収納部５１２が設けられている。チップ収納部５１２は、集積回路チップ１１０の形状に対応し、チップ固定治具５１０の上面５１１から所定の深さに掘られている。チップ収納部５１２の深さは、集積回路チップ１１０の厚さと同一である。そのため、集積回路チップ１１０をチップ収納部５１２中に入れると、チップ固定治具５１０の上面５１１と集積回路チップ１１０の上面１１１とは同一平面上に位置する。
【００９０】
集積回路チップ１１０は、ウエハ切断（ｗａｆｅｒ ｓａｗｉｎｇ）工程によって各々個別チップに分離された後、チップ移送用具(図示せず)を用いてウエハからチップ収納部５１２に移送される。チップ移送用具は、通常、チップを移送している間に真空圧力を用いて、一時的にチップ１１０を支持するものである。ウエハ切断工程及びチップ移送機構は、本発明の属する技術分野において周知であるので、本発明と直接関係のないことについてはこれ以上の説明を省略する。
【００９１】
次いで、図１４ｂに示すように、集積回路チップ１１０の上面１１１にリードフレーム１２０を載置する。このとき、チップ固定治具５１０の上面５１１と集積回路チップ１１０の上面１１１は同一平面をなすことから、リードフレーム１２０を安定的に置くことができかつリードフレーム１２０のリード１２１はチップ上面１１１に直接接触可能になる。
【００９２】
引き続いて、図１４ｃに示すように、リード固定治具５２０を用いてリードフレーム１２０のリード１２１を押し付ける。その結果、リード１２１は、集積回路チップ１１０の上面１１１に堅固に固定される。
次いで、図１４ｄに示すように、リード１２１上側に接着剤１３０を塗布する。
【００９３】
本実施形態の接着剤１３０は、所定の粘度を有する液状の紫外線硬化用接着剤として、ポリサイエンス社（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．）のＥＷ７０７-００３モデルが用いられる。接着剤１３０は、リード１２１の幅方向に沿って連続的または非連続的に塗布される。そのため、接着剤１３０は、隣り合うリード１２１間の空間を介してチップ上面１１１にも塗布される。
【００９４】
引き続いて、図１４ｅに示すように、接着剤１３０に紫外線（ＵＶ）を照射する。
【００９５】
紫外線照射量は、例えば、約１．０Ｊ／ｃｍ２である。紫外線硬化用接着剤１３０は、紫外線にあたるとゲル状態に変わる。すなわち、紫外線硬化用接着剤１３０は、紫外線照射だけで一次的な硬化状態を維持することができる。従って、別途の熱硬化工程を行わずリード１２１は接着剤１３０により集積回路チップ１１０の上面１１１に固定される。
【００９６】
次いで、図１４ｆに示すように、集積回路チップ１１０とリード１２１とに金属ワイヤ１４０を連結するワイヤボンディング工程を行う。ワイヤボンディング工程は一般的に約１９０℃の温度で行われる。そのため、接着剤１３０は、ワイヤボンディング工程を行う過程において自然に硬化される。ワイヤボンディング工程は、既存のワイヤボンディング設備を用いるか、或いはチップ固定治具５１０を用いることができる。後者の場合、治具５１０は、ワイヤボンディング工程に適した熱を供給できる発熱手段を有しなければならない。
【００９７】
一方、図面には図示していないものの、紫外線照射後、ワイヤボンディング工程を行う前に接着剤１３０を熱硬化する工程が追加され得る。この硬化工程は、オーブンを用いて行われるが略１００〜２００℃の温度でなされる。より具体的には、約１５０℃の温度で３０分乃至１時間硬化した後、約１８０℃で１時間硬化しするか、約１３０℃の温度で1時間硬化した後、約１７５℃で３時間硬化することができる。このように、熱硬化工程を追加すると、ワイヤボンディング工程前に、チップ１１０とリード１２１との間の付着力をさらに強化することができ、かつ安定的なワイヤボンディング工程を行うことができる。
【００９８】
ワイヤボンディング工程を終了した後に、モールディング工程を始めとする通常の残り工程を行うことによりパッケージ製造工程を完了する。
【００９９】
以上で説明したパッケージ製造方法は、理解を助けるために一つの集積回路チップ１１０を対象にしたものであるが、好ましくは、多数個の集積回路チップに対しても一括的に製造工程を行う。そして、リードフレーム１２０もまた多数個のリードフレームが一つに連結されたストリップ形状を有する。このような製造工程に適合した製造装置の形態について次の実施形態で説明する。
【０１００】
［第６実施形態］
図１５は、本発明の第６実施形態における半導体パッケージ製造装置５００を示す斜視図で、図１６は、図１５のＸＶＩ-ＸＶＩ線に沿って切断した断面図である。
【０１０１】
図１５及び図１６を参照すると、本実施形態の製造装置５００は、チップ固定治具５１０とリード固定治具５２０とを含む。チップ固定治具５１０は、平坦な上面５１１と上面５１１から掘られた幾つかのチップ収納部５１２とを有する。チップ収納部５１２は、上面５１１全体にわたって互いに隣接するように設けられている。それぞれのチップ収納部５１２はチップ１１０の形状に対応する形態に設ける。また、チップ収納部５１２の深さはチップ１１０の厚さと同一である。そのため、チップ１１０がチップ収納部５１２に挿入されると、チップ固定治具５１０の上面５１１と同一平行上にある。
【０１０２】
また、チップ固定治具５１０は整列ピン５１３を含む。整列ピン５１３は、治具上面５１１の所定の位置、すなわち、端部に設けられ上側方向に突出する。整列ピン５１３は、集積回路チップ１１０上にリードフレーム１２０を載置するとき、リードフレーム１２０の位置を調節して動きを防止するためである。従って、ストリップ形態のリードフレーム１２０にはチップ固定治具５１０の整列ピン５１３が挿入される整列穴１２３が形成される。
【０１０３】
リード固定治具５２０は、チップ固定治具５１０の上側に位置し、加圧部５２１と貫通部５２２とを有する。加圧部５２１は、平坦な下面を有してリードフレーム１２０のリード１２１を押し付けて固定する。リード１２１と接触する加圧部５２１の下面は、リード１２１表面を損傷しないようにゴムのような弾性のある素材で形成されることが望ましい。
【０１０４】
貫通部５２２は、加圧部５２１間に垂直に貫通して形成される。貫通部５２２は、リード１２１を露出して、接着剤塗布と紫外線照射とを可能にするための空間である。リード固定治具５２０にもチップ固定治具５１０の整列ピン５１３が挿入される整列穴５２３が形成される。
【０１０５】
チップ固定治具５１０及びリード固定治具５２０は、ステンレス鋼または強化プラスチックのような機械的強度と耐熱性に優れた素材からなることが望ましい。
【０１０６】
本実施形態の製造装置５００は、説明のために例示したに過ぎず、さまざまな形態に変形することができる。
【０１０７】
例えば、一形態として、図１７ａの平面図は、チップ固定治具５１０のチップ収納部５１２を異なる形態に配置した変更例を示す。このように、チップ収納部５１２の配置形態、大きさ、個数などは必要に応じて変更可能である。
【０１０８】
他の一形態として、図１７ｂの断面図は、リード固定治具の変形形態を示す。図１７ｂに示すリード固定治具は、加圧部５２１がリード１２１の外側部を押し付けて固定するのではなく、リード１２１の内側部を押し付けて固定する。このように、加圧部５２１は、リードフレームを部分的に押さえて固定するので固定部位によってその形態が変更され得る。場合によっては、リード１２１外側部と内側部とを同時に加圧可能に二つの加圧部５２１を形成することもできる。
【０１０９】
以前に、説明した通り、リード１２１上に接着剤１３０を塗布する際は、接着剤１３０がリード１２１のボンディング領域を侵害しないことが望ましい。そのため、接着剤１３０を塗布する際に、リード１２１のボンディング領域を保護するためには保護テープを用いることができる。次の第７実施形態においては、製造工程中に保護テープを用いることについて説明する。
【０１１０】
［第７実施形態］
１８ａ乃至図１８ｄは、本発明の第７実施形態による半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。まず、図１８ａに示すように、チップ固定治具５１０のチップ収納部５１２に集積回路チップ１１０を搭載し、集積回路チップ１１０の上面１１１にリードフレーム１２０を載せる。そして、リード固定治具５２０は、リードフレーム１２０のリード１２１を押し付けて固定する。
【０１１１】
次いで、図１８ｂに示すように、リード１２１のボンディング領域を保護するために保護テープ６００を取り付ける。保護テープ６００は、接着が容易でかつ取り外し後残留物を残らない粘着テープが望ましい。
【０１１２】
図１９ａ及び図１９ｂは、本実施形態の製造方法に用いられる保護テープ６００の実施形態を示す平面図である。図示の通り、保護テープ６００は、一括的に付着と除去とを容易にするために連続した形態に製造される。さらに、保護テープ６００が適宜な道具によって自動に除去され得るため、リードフレーム１２０の外側に少なくとも一つの突出縁部６０１を有することが望ましい。保護テープ６００は、リードフレーム１２０のリード１２１の配列形態によってさまざまな形態を有することができる。
【０１１３】
保護テープ６００を取り付けた後、図１８ｃに示すように、リード１２１上に接着剤１３０を塗布して接着剤１３０に紫外線を照射する。接着剤１３０を塗布する際、塗布箇所に隣接したリード１２１のボンディング領域は、保護テープ６００によって覆われていることから接着剤１３０による汚染を避けることができる。
【０１１４】
接着剤１３０が形成されると保護テープ６００を取り外し、さらに、図１８ｄに示すように、集積回路チップ１１０とリード１２１とに金属ワイヤ１４０を連結するワイヤボンディング工程を行う。
【０１１５】
本実施形態において、保護テープ６００は、集積回路チップ１１０上にリードフレーム１２０を配置した後にリード１２１に取り付けるが、リードフレーム１２０を配置する前に予め取り付けることもできる。このような場合、保護テープ６００は、リードフレーム１２０を移送する過程でリード１２１の変形を防ぐことができる。
【０１１６】
［第８実施形態］
図２０ａ乃至図２０ｄは、本発明の第８実施形態による半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。本実施形態の製造方法は、接着剤１３０、２３０を二列に形成することが特徴で、上記図８及び図９を参照して説明した第２実施形態の半導体パッケージ２００に適用することができる。
【０１１７】
まず、図２０ａに示すように、チップ固定治具５１０のチップ収納部５１２に集積回路チップ１１０を搭載し、集積回路チップ１１０の上面１１１にリードフレーム１２０を載せる。リードフレーム１２０のリード１２１には保護テープ６００が取り付けられる。次いで、リード固定治具５２０を用いて保護テープ６００を押し付けてリード１２１を固定する。前述の実施形態において、リード固定治具５２０は、リード１２１の外側部を押さえて固定するが、本実施形態においてリード固定治具５２０は、保護テープ６００を押さえてリード１２１の内側部を固定する。
【０１１８】
次いで、図２０ｂに示すように、リード１２１の中間部に沿って第１接着１３０を塗布する。そして、接着剤１３０に紫外線を照射して一次硬化する。第１接着剤１３０を塗布する際、リード１２１のボンディング領域は保護テープ６００によって覆われているので第１接着剤１３０による汚染から守ることができる。
【０１１９】
次いで、図２０ｃに示すように、リード固定治具５２０と保護テープ６００とを取り外す。リード固定治具５２０がなくても紫外線照射によって一次硬化された第１接着剤１３０がチップ１１０とリード１２１とを結合しているため、その後の工程が容易である。
【０１２０】
そして、図２０ｄに示すように、リード１２１の内側端部に沿って第２接着剤２３０を塗布する。よって、リード１２１のボンディング領域は二つの接着剤１３０、２３０間に位置する。第２接着剤２３０を塗布する際、リード１２１のボンディング領域の汚染を防ぐために、第２接着剤２３０は、第１接着剤１３０より粘度が高いものが用いられる。次いで、第２接着剤２３０に対する紫外線照射工程とワイヤボンディング工程の順に後続工程を行う。
【０１２１】
本実施形態の製造方法のように、第２接着剤２３０の塗布段階を追加するとチップ１１０とリード１２１との付着力が一層強化される。従って、上記第５実施形態で説明した通り、ワイヤボンディング前にオーブンを用いて接着剤１３０を熱硬化する必要がない。
【０１２２】
本実施形態の製造方法は、次のようなさまざまな方式によって変形して適用することができる。
【０１２３】
例えば、リード固定治具５２０を二つ用いて保護テープ６００及びリード１２１の外側部を同時に固定することができる。この場合に用いられる二つのリード固定治具５２０は互いに独立的に動くものが望ましい。
【０１２４】
他の形態において、保護テープ６００を用いず、ボンディング領域を押し付けるリード固定治具５２０が保護テープ６００の役割を代行することもできる。この場合、リード固定治具５２０は、ボンディング領域を全て覆えるだけの大きさが必要である。
【０１２５】
さらに他の形態において、二つの接着剤１３０、２３０間に位置するボンディング領域だけに保護テープ６００を取り付けることができる。この場合、二つの接着剤１３０、２３０の塗布工程は、同時または連続に行うことができ、保護テープ６００は、接着剤形成が全て完了した後取り外される。
【０１２６】
［第９実施形態］
図２１ａ及び図２１ｂは、本発明の第９実施形態による半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。本実施形態の製造方法は、第２接着剤２３０をワイヤボンディング後に塗布することが特徴で、上記図１０を参照して説明した第３実施形態の半導体パッケージ３００に適用され得る。
図２１ａは、第１接着剤１３０が形成されワイヤボンディングまで完了した状態を示す。この状態で、図２１ｂに示すように、リード１２１の内側端部と金属ワイヤ１４０の端部とに第２接着剤３３０を塗布して紫外線を照射する。
【０１２７】
［第１０実施形態］
図２２ａ乃至図２２ｄは、本発明の第１０実施形態による半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。本実施形態の製造方法は、リードフレーム４２０をチップ下面４１３に取り付けることが特徴で、上記図１１及び図１２を参照して説明した第４実施形態の半導体パッケージ４００に適用され得る。
【０１２８】
まず、図２２ａに示すように、チップ固定治具５１０のチップ収納部５１２中に集積回路チップ４１０を搭載する。このとき、集積回路チップ４１０は下向きになる。集積回路チップ４１０の下面４１３とチップ固定治具５１０の上面５１１とは同一平面をなす。
【０１２９】
次いで、図２２ｂに示すように、集積回路チップ４１０の下面４１３にリードフレーム４２０を載せる。リードフレーム４２０の支持リード４２２は、チップ下面４１３に直接接触して、リード４２１はチップ固定治具５１０の上面５１１と接触する。次いで、リード固定治具５２０を用いてリードフレーム４２０のリード４２１と支持リード４２２とを押し付けて固定する。
【０１３０】
引き続いて、図２２ｃに示すように、支持リード４２２に形成された開口部４２２ａのまわりに沿って接着剤４３０を塗布する。従って、接着剤４３０は、支持リード４２２の内周縁とそれに隣接したチップ下面４１３に塗布される。次いで、接着剤４３０に紫外線を照射すると、チップ４１０と支持リード４２２とが互いに付着する。チップ４１０付着が完了すると、リードフレーム４２０と付着されている集積回路チップ４１０をチップ固定治具５１０から取り出して上面４１１を上向きになるようにひっくり返す。
【０１３１】
それから、図２２ｄに示すように、金属ワイヤ１４０によりチップ上面４１１の入出力パッド４１２とリード４２１とを連結するワイヤボンディング工程を行う。ワイヤボンディング工程は、既存のワイヤボンディング設備５３０で行う。そして、モルディング工程を始めとする通常の残り工程を行うことによりパッケージ製造工程を完了する。
【０１３２】
なお、本明細書と図面に開示された実施形態は、本発明の技術内容を明確に説明してより理解を助けるためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。ここに開示された実施形態の他にも、本発明の技術的思想に基づき他の変形例が実施可能であることは本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に自明である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】従来技術のリードオンチップ半導体パッケージの断面図である。
【図２】従来技術の他の実施形態のおけるリードオンチップ半導体パッケージの断面図である。
【図３】従来技術のさらに他の実施形態におけるリードオンチップ半導体パッケージの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における半導体パッケージを示す平面図である。
【図５】図４のＶ-Ｖ線に沿って切断した断面図である。
【図６】図４のＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した断面図である。
【図７】図６に示す半導体パッケージの変形例の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態における半導体パッケージを示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ-ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における半導体パッケージを示す断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における半導体パッケージを示す断面図である。
【図１２】図１１に示す半導体パッケージに用いられるリードフレームの平面図である。
【図１３】図１１に示す半導体パッケージの変形例の断面図である。
【図１４ａ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１４ｂ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１４ｃ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１４ｄ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１４ｅ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１４ｆ】本発明の第５実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態における半導体パッケージ製造装置を示す斜視図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ-ＸＶＩ線に沿って切断した断面図である。
【図１７ａ】図１５に示す製造装置の変形例の平面図である。
【図１７ｂ】図１５に示す製造装置の他の形態例の断面図である。
【図１８ａ】本発明の第７実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１８ｂ】本発明の第７実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１８ｃ】本発明の第７実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１８ｄ】本発明の第７実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図１９ａ】図１８に示す製造方法に用いられた保護テープの平面図である。
【図１９ｂ】図１８に示す製造方法に用いられた保護テープの平面図である。
【図２０ａ】本発明の第８実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２０ｂ】本発明の第８実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２０ｃ】本発明の第８実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２０ｄ】本発明の第８実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２１ａ】本発明の第９実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２１ｂ】本発明の第９実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２２ａ】本発明の第１０実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２２ｂ】本発明の第１０実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２２ｃ】本発明の第１０実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【図２２ｄ】本発明の第１０実施形態における半導体パッケージ製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１３  ポリイミド接着テープ
１６  隙間（gap）
２１  アンダーフィル樹脂（under fill resin）
３１  液状接着剤（liquid adhesive）
１００  半導体パッケージ
１１０  集積回路チップ
１１２  入出力パッド
１２０  リードフレーム
１２１  リード
１２３  整列穴
１３０  紫外線硬化用接着剤（UV curable adhesive）
１４０  金属ワイヤ
１５０  モールド樹脂
４２２  支持リード
５００  パッケージ製造装置
５１０  チップ固定治具（chip holding jig）
５１２  チップ収納部
５１３  整列ピン(aligning pin)
５２０  リード固定治具（lead locking jig）
５２１  加圧部
５２２  貫通部
６００  保護テープ
【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１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１５】
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【図１６】
2005277415.tif 000023
【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１８ｄ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２０ｄ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２２ｃ】
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【図２２ｄ】
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