(57)【要約】【課題】ワイヤを被覆していた樹脂に起因して半導体装置の不良が発生することを抑制する。【解決手段】半導体チップ１０を配線基板２０の上に配置する。次いで、半導体チップ１０と配線基板２０とをボンディングワイヤ３０で接続する。次いで、ボンディングワイヤ３０の少なくとも一部に絶縁膜３２をコーティングする。次いで、半導体チップ１０及び絶縁膜３２を封止用樹脂で封止する。このように、絶縁膜３２は、半導体チップ１０と配線基板２０とをボンディングワイヤ３０で接続した後に形成される。従って、絶縁膜３２が異物となってボンディング不良を生じさせることを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを配線基板上に配置する配置工程と、
前記半導体チップと前記配線基板とをボンディングワイヤで接続する接続工程と、
前記ボンディングワイヤの少なくとも一部に絶縁物をコーティングするコーティング工程と、
前記半導体チップ及び前記ボンディングワイヤを封止用樹脂で封止する封止工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁物はコーティング用樹脂であり、
前記コーティング工程において、前記コーティング用樹脂を前記ボンディングワイヤに塗布する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記コーティング用樹脂は熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂であり、
前記コーティング工程と、前記封止工程の間に、前記コーティング用樹脂を硬化させる工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
配線基板と、
前記配線基板上に配置された半導体チップと、
前記配線基板と前記半導体チップを接続するボンディングワイヤと、
前記ボンディングワイヤのうち両端を除いた領域の少なくとも一部をコーティングする絶縁膜と、
を備える半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記絶縁膜は、熱硬化性又は光硬化性の樹脂である半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングワイヤを用いて半導体チップと配線基板を接続する半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の一つの、インターポーザなどの配線基板上に半導体チップを配置し、半導体チップと配線基板をボンディングワイヤで接続するものがある。このような構造を有する半導体装置において、半導体チップ及びボンディングワイヤは、封止樹脂によって封止されている。この封止樹脂を形成する工程において、ボンディングワイヤが封止樹脂の流れによって変形し、隣り合うボンディングワイヤ同士が接触してしまう可能性がある。
【０００３】
これに対して特許文献１には、樹脂で予め被覆されたボンディングワイヤを用いて半導体チップと配線基板を接続することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３１６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者が検討した結果、樹脂で予め被覆されたボンディングワイヤを用いて半導体チップと配線基板を接続する場合、以下の問題が生じうることが判明した。ボンディングワイヤは、ワイヤの先端を加熱して溶融させることにより、電極とワイヤを接続している。この工程において、ワイヤを被覆していた樹脂が異物となってボンディング不良を生じさせる可能性、及び、この樹脂が炭化したものが配線間に挟まってショートを生じさせる可能性がある。すなわち、ワイヤを被覆していた樹脂に起因して半導体装置の不良が発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、半導体チップを配線基板上に配置する配置工程と、
前記半導体チップと前記配線基板とをボンディングワイヤで接続する接続工程と、
前記ボンディングワイヤの少なくとも一部に絶縁物をコーティングするコーティング工程と、
前記半導体チップ及び前記ボンディングワイヤを封止用樹脂で封止する封止工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明によれば、半導体チップと配線基板とをボンディングワイヤで接続した後、このボンディングワイヤを絶縁物でコーティングしている。従って、ワイヤを被覆する樹脂が異物となってボンディング不良を生じさせること、及び、この樹脂が炭化したものが配線間に挟まってショートを生じさせることのそれぞれを抑制できる。
【０００８】
本発明によれば、配線基板と、
前記配線基板上に配置された半導体チップと、
前記配線基板と前記半導体チップを接続するボンディングワイヤと、
前記ボンディングワイヤのうち両端を除いた領域の少なくとも一部をコーティングする絶縁膜と、
を備える半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワイヤを被覆していた樹脂に起因して半導体装置の不良が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるコーティング装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示したコーティング装置を用いてボンディングワイヤに絶縁膜をコーティングする方法を説明するための図である。
【図３】絶縁膜を塗布し終わった後の半導体装置の平面図である。
【図４】封止用樹脂を用いて半導体チップ及びボンディングワイヤを封止した構造を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るコーティング装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示したコーティング装置を用いてボンディングワイヤに絶縁膜を形成する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
【００１３】
まず、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の概略を説明する。この半導体装置の製造方法は、以下の工程を有している。まず、半導体チップ１０を配線基板２０の上に配置する。次いで、半導体チップ１０と配線基板２０とをボンディングワイヤ３０で接続する。次いで、ボンディングワイヤ３０の少なくとも一部に絶縁膜３２をコーティングする。次いで、半導体チップ１０及び絶縁膜３２を封止用樹脂で封止する。
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられるコーティング装置の構成を示す図である。このコーティング装置は、樹脂タンク１１０、空気圧制御装置１１５、塗布部１２０、移動機構１３０、及び制御部１４０を備えている。
【００１５】
樹脂タンク１１０には、絶縁膜３２を形成するための材料、例えばコーティング用の樹脂が保持されている。この樹脂は、例えば熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂である。ここで用いられる光硬化性樹脂は、例えば紫外線硬化型の樹脂である。
【００１６】
樹脂タンク１１０と塗布部１２０は、柔軟性を有する配管、例えば樹脂チューブを介して互いに接続している。そして空気圧制御装置１１５は、樹脂タンク１１０内の気圧を調節することにより、樹脂タンク１１０が保持している樹脂を塗布部１２０に向けて送り出す。
【００１７】
塗布部１２０は、樹脂タンク１１０から送られてきた樹脂を、ボンディングワイヤ３０に塗布する。詳細には、塗布部１２０は、ボンディングワイヤ３０と対向する面に凹部１２２を有している。凹部１２２は、塗布部１２０の第１の側面から、この第１の側面とは反対側の第２の側面まで貫通している。凹部１２２の内部には、塗布ブラシ１２４が設けられている。塗布ブラシ１２４は、凹部１２２の２つの内側面それぞれに埋め込まれている。樹脂タンク１１０から送られてきた樹脂は、凹部１２２の内側面に押し出される。そして塗布ブラシ１２４がボンディングワイヤ３０に接することにより、凹部１２２の内部に押し出された樹脂は、ボンディングワイヤ３０に塗布される。
【００１８】
塗布ブラシ１２４は、一つの内側面につき複数列埋め込まれている。また、塗布ブラシ１２４は、開放端が、凹部１２２の開口側から奥側に向けて延伸する方向に埋め込まれている。これにより、凹部１２２に供給された樹脂が凹部１２２から垂れることを抑制できる。また、ボンディングワイヤ３０のうち配線基板２０側の部分に樹脂塗布斑が形成されることを抑制できる。
【００１９】
なお、図１において、ボンディングワイヤ３０を凹部１２２の内部に入り込まない向きにしているが、塗布のときには、凹部１２２は、ボンディングワイヤ３０を受け入れる方向を向く。
【００２０】
移動機構１３０は、塗布部１２０の位置を、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向それぞれに移動させる。
【００２１】
制御部１４０は、空気圧制御装置１１５及び移動機構１３０を制御する。制御部１４０は、例えばコンピュータにソフトウェアをインストールすることにより、構築される。
【００２２】
なお、半導体チップ１０は、このコーティング装置が用いられる前に、配線基板２０上に搭載される。配線基板２０は、例えばインターポーザであるが、リードフレームであっても良い。そして半導体チップ１０の電極パッド１２は、ボンディングワイヤ３０を介して配線基板２０の電極２２に接続されている。
【００２３】
図２は、図１に示したコーティング装置を用いてボンディングワイヤ３０に絶縁膜３２をコーティングする方法を説明するための図である。絶縁膜３２をコーティングする前に、ボンディングワイヤ３０の一端は電極パッド１２に接続されており、かつボンディングワイヤ３０の他端は電極２２に固定されている。この状態で、ボンディングワイヤ３０には絶縁膜（樹脂膜）は形成されていない。
【００２４】
そしてコーティング装置の制御部１４０は、移動機構１３０を制御することにより、塗布部１２０の凹部１２２の向きを、ボンディングワイヤ３０が延伸する方向と一致させる。そして制御部１４０は、塗布部１２０を移動させ、凹部１２２の内部にボンディングワイヤ３０を位置させる。この状態で、凹部１２２の内側の塗布ブラシ１２４は、ボンディングワイヤ３０に接している。そして制御部１４０は、空気圧制御装置１１５を制御して塗布部１２０の凹部１２２内に樹脂を送りながら、塗布部１２０をボンディングワイヤ３０に沿って移動させる。これにより、ボンディングワイヤ３０のうち両端を除いた領域の少なくとも一部には、絶縁膜３２が形成される。なお、樹脂の塗布が終了した後、制御部１４０は、空気圧制御装置１１５を制御して、凹部１２２に樹脂を送ることを終了させる。なお、ボンディングワイヤ３０のうち絶縁膜３２が形成される範囲には、ボンディングワイヤ３０の長手方向の中央部が含まれている。
【００２５】
全てのボンディングワイヤ３０に対して絶縁膜３２を形成した後、絶縁膜３２を硬化させる。絶縁膜３２が熱硬化性の樹脂である場合、絶縁膜３２を熱処理することにより、絶縁膜３２は硬化する。また絶縁膜３２が光硬化性の樹脂である場合、絶縁膜３２に光を照射することにより、絶縁膜３２は硬化する。
【００２６】
図３は、絶縁膜３２を塗布し終わった後の半導体装置の平面図である。本図に示す例では、半導体チップ１０のうち対向する２辺それぞれに、複数のボンディングワイヤ３０が設けられている。そして、後述する封止用樹脂４０は、ボンディングワイヤ３０と交わる方向（例えば図中矢印で示す方向）に流れ込んでくる。このため、ボンディングワイヤ３０が封止用樹脂４０の流れに沿ってたわみ、その隣に位置するボンディングワイヤ３０と接触する可能性が出てくる。しかし本実施形態では、ボンディングワイヤ３０には絶縁膜３２が形成されている。このため、隣り合うボンディングワイヤ３０が互いに接しても、これら２つのボンディングワイヤ３０がショートすることはない。
【００２７】
なお、図３に示す例では、全てのボンディングワイヤ３０に絶縁膜３２を設けている。ただし、一つおきにボンディングワイヤ３０に対して絶縁膜３２を設けても良い。また、半導体チップ１０の４辺全てにボンディングワイヤ３０が設けられている場合にも、図３を用いて説明したことは適用される。
【００２８】
図４は、封止用樹脂４０を用いて半導体チップ１０及びボンディングワイヤ３０を封止した構造を示す断面図である。本図に示す例において、封止用樹脂４０は配線基板２０のうち半導体チップ１０が設けられている面の上に形成されている。封止用樹脂４０は、半導体チップ１０及びボンディングワイヤ３０を覆っている。本図に示す例において、封止用樹脂４０の端面は配線基板２０の端面と一致している。ただし封止用樹脂４０の端面は、配線基板２０の端面よりも内側、すなわち半導体チップ１０の近くに位置していても良い。
【００２９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、封止用樹脂４０を形成するとき、ボンディングワイヤ３０のうち両端を除いた部分の少なくとも一部は、絶縁膜３２によってコーティングされている。従って、ボンディングワイヤ３０が封止用樹脂４０の流れに沿ってたわみ、その隣に位置するボンディングワイヤ３０と接触しても、これらボンディングワイヤ３０が短絡することを抑制できる。
【００３０】
また、絶縁膜３２は、半導体チップ１０と配線基板２０とをボンディングワイヤ３０で接続した後に形成される。従って、絶縁膜３２が異物となってボンディング不良を生じさせることを抑制できる。また、絶縁膜３２がボンディング時の熱により炭化し、配線間をショートさせることも抑制できる。
【００３１】
また、絶縁膜３２を硬化させてから封止用樹脂４０を形成しているため、封止用樹脂４０内に気泡が発生することを抑制できる。なお、封止用樹脂４０内に気泡が形成された場合、この気泡を起点として封止用樹脂４０は割れやすくなる。
【００３２】
（第２の実施形態）
【００３３】
図５は、第２の実施形態に係るコーティング装置の構成を示す図である。このコーティング装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係るコーティング装置と同様の構成である。
【００３４】
まず、塗布部１２０がノズルタイプであり、樹脂は、塗布部１２０から吐出される。また塗布部１２０と樹脂タンク１１０を結ぶ配管（例えば樹脂チューブ）には、空気圧制御装置１１６が接続されている。そして空気圧制御装置１１６が配管に供給する空気圧を制御することにより、塗布部１２０から吐出される樹脂の量が制御される。なお、空気圧制御装置１１６は、制御部１４０によって制御されている。
【００３５】
図６は、図５に示したコーティング装置を用いてボンディングワイヤ３０に絶縁膜３２を形成する方法を説明するための図である。本図に示す例において、まず制御部１４０は、塗布部１２０を、ボンディングワイヤ３０の中央部の上方に位置させる。そして制御部１４０は、空気圧制御装置１１５，１１６を制御することにより、塗布部１２０のノズルから樹脂を吐出させる。これにより、ボンディングワイヤ３０には絶縁膜３２が形成される。この際、必要に応じて塗布部１２０をボンディングワイヤ３０に沿って動かしても良い。そして塗布部１２０を次のボンディングワイヤ３０の上方に移動させ、上記した動作を繰り返す。
【００３６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 半導体チップ
１２ 電極パッド
２０ 配線基板
２２ 電極
３０ ボンディングワイヤ
３２ 絶縁膜
４０ 封止用樹脂
１１０ 樹脂タンク
１１５ 空気圧制御装置
１１６ 空気圧制御装置
１２０ 塗布部
１２２ 凹部
１２４ 塗布ブラシ
１３０ 移動機構
１４０ 制御部
【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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