(57)【要約】【課題】隣り合うワイヤの接触を防止するために別部材を必要としない樹脂封止部品の製造方法及び樹脂封止部品を提供することを課題とする。【解決手段】複数の金属ワイヤ１３ａ，・・・を含む部品を樹脂封止する樹脂封止部品１の製造方法であって、複数の金属ワイヤ１３ａ，・・・を配線する配線工程後の樹脂封止工程において、複数の金属ワイヤ１３ａ，・・・を含む箇所に樹脂を注入している間、複数の金属ワイヤ１３ａ，・・・に隣り合う金属ワイヤ間で異なる方向となる電流をそれぞれ流すことを特徴とし、金属ワイヤ１３ａ，・・・に流す電流量によって隣り合うワイヤ間に発生する斥力の大きさを調整すると好適である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属ワイヤを含む部品を樹脂封止する樹脂封止部品の製造方法であって、
前記複数の金属ワイヤを配線する配線工程後の樹脂封止工程において、前記複数の金属ワイヤを含む箇所に樹脂を注入している間、前記複数の金属ワイヤに隣り合う金属ワイヤ間で異なる方向となる電流をそれぞれ流すことを特徴とする樹脂封止部品の製造方法。
【請求項２】
金属ワイヤに流す電流量によって隣り合うワイヤ間に発生する斥力の大きさを調整することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止部品の製造方法。
【請求項３】
複数の金属ワイヤを含む部品を樹脂封止した樹脂封止部品であって、
請求項１又は請求項２に記載の製造方法で製造された樹脂封止部品であることを特徴とする樹脂封止部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属ワイヤを含む部品を樹脂封止する樹脂封止部品の製造方法及び樹脂封止部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体チップ等を光、熱、湿度等の外部環境から保護するために、樹脂で封止されている。また、半導体装置は、ワイヤボンディングによって半導体チップの電極とリードフレーム間等がワイヤでそれぞれ接続されている。このワイヤは細く、隣り合うワイヤ間の間隔も狭いため、樹脂封止工程で樹脂が注入されるとその圧力でワイヤが流れ（変形）、隣り合うワイヤが接触する場合がある。そこで、特許文献１に記載の半導体装置では、ワイヤを絶縁のポリミドテープで挟んで固定した上で、樹脂注入が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３５５３９号公報
【特許文献２】特開２００９−１５２３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような半導体装置の構成で隣り合うワイヤの接触を防止する場合、別部材としてテープが必要となり、半導体装置個々がコストアップするとともに、半導体装置内にテープを設けるスペースも必要となり、半導体装置が大型化する。また、製造工程において半導体装置個々にテープを貼着する工程が必要となり、製造工程が複雑化する。さらに、テープを設ける場合、特に、パワー半導体のように高耐圧素子の場合、テープを設けることによって周辺耐圧構造への外部電界が局所的（あるいは、全体的に）変化することにより、素子の耐圧が低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、隣り合うワイヤの接触を防止するために別部材を必要としない樹脂封止部品の製造方法及び樹脂封止部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る樹脂封止部品の製造方法は、複数の金属ワイヤを含む部品を樹脂封止する樹脂封止部品の製造方法であって、複数の金属ワイヤを配線する配線工程後の樹脂封止工程において、複数の金属ワイヤを含む箇所に樹脂を注入している間、複数の金属ワイヤに隣り合う金属ワイヤ間で異なる方向となる電流をそれぞれ流すことを特徴とする。
【０００７】
この製造方法では、配線工程で複数の金属（例えば、銅、金）のワイヤを配線した後の樹脂封止工程において、隣り合うワイヤ間で異なる方向となるように各ワイヤに電流をそれぞれ流しつつ、樹脂を注入する。すると、各ワイヤでは、右ねじの法則によって電流の流れる向きに応じて磁場が発生し、フレミングの左手の法則に従って電流の流れる向きと磁場の磁界の方向に応じて力（ローレンツ力）が作用する。隣り合うワイヤ間では、隣のワイヤと互いに異なる方向に電流がそれぞれ流れているので、各ワイヤに異なる方向に力がそれぞれ作用し、斥力（互いに反発し合う力）が発生する。そのため、樹脂注入で各ワイヤに圧力がかかっても、隣り合うワイヤ間で斥力が発生しているので、隣り合うワイヤが接触（ショート）しない。また、各ワイヤの流れ（変形）も抑制できる。このように、この製造方法では、樹脂注入中に各ワイヤに隣り合う金属ワイヤ間で異なる方向となる電流をそれぞれ流すことにより、隣り合う金属ワイヤ間に斥力が発生するので、別部材を用いることなく隣り合う金属ワイヤの接触を防止できる。さらに、樹脂封止部品個々に別部材を必要としないので、部品個々がコストアップや大型化せず、製造工程も簡単化し、素子の耐圧性能等の特性も悪化しない。
【０００８】
本発明の上記樹脂封止部品の製造方法では、金属ワイヤに流す電流量によって隣り合うワイヤ間に発生する斥力の大きさを調整すると好適である。
【０００９】
ワイヤに流す電流量を変えることによって、ワイヤに発生する力の大きさも変わるので、隣り合うワイヤ間に発生する斥力の大きさを調整するができる。そこで、この製造方法では、金属ワイヤに流す電流量を調整することによって、斥力の大きさを樹脂注入によって発生する圧力と釣り合うように調整することにより、隣り合う金属ワイヤの接触を確実に防止できる。
【００１０】
本発明に係る樹脂封止部品は、複数の金属ワイヤを含む部品を樹脂封止した樹脂封止部品であって、上記の各製造方法で製造された樹脂封止部品である。この樹脂封止部品は、隣り合う金属ワイヤの接触を防止するために別部材を用いていないので、コストアップや大型化せず、素子の耐圧性能等の特性も悪化しない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、樹脂注入中に各ワイヤに隣り合う金属ワイヤ間で異なる方向となる電流をそれぞれ流すことにより、隣り合う金属ワイヤ間に斥力が発生するので、別部材を用いることなく隣り合う金属ワイヤの接触を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る半導体装置製造工程のワイヤボンディング工程を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る半導体装置製造工程の樹脂封止工程（樹脂注入前、ワイヤ電流印加開始）を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る半導体装置製造工程の樹脂封止工程（樹脂注入中、ワイヤ電流印加中）を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る半導体装置製造工程の樹脂封止工程（樹脂熱硬化前、ワイヤ電流印加終了）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る樹脂封止部品の製造方法及び樹脂封止部品の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
本実施の形態では、本発明を、半導体装置（樹脂封止部品に相当）の製造工程に適用する。特に、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程では、従来の製造工程に対して樹脂封止工程だけが異なるので、樹脂封止工程について詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程について説明する。図１は、ワイヤボンディング工程を示す斜視図である。図２は、樹脂封止工程（樹脂注入前、ワイヤ電流印加開始）を示す斜視図である。図３は、樹脂封止工程（樹脂注入中、ワイヤ電流印加中）を示す斜視図である。図４は、樹脂封止工程（樹脂熱硬化前、ワイヤ電流印加終了）を示す斜視図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置はワイヤボンディングによって多数のワイヤが配線されているが、図１〜図４には製造中（ワイヤボンディング工程〜樹脂封止工程）の半導体装置における一部のワイヤの周辺部分を示している。
【００１６】
本実施の形態に係る半導体製造工程の樹脂封止工程では、樹脂注入前にワイヤボンディング工程（配線工程）で配線された各ワイヤに隣り合うワイヤ間で異なる方向となる電流の印加を開始し、樹脂注入中に各ワイヤの電流の印加を続け、樹脂注入終了後（熱硬化前）に各ワイヤの電流の印加を終了する。
【００１７】
図１を参照して、ワイヤボンディング工程について説明する。半導体装置１の基板１０には、半導体チップ１１がハンダ付けされている。その半導体チップ１１の各電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・と各リードフレーム１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，・・・との間に、各ワイヤ１３ａ，・・・がワイヤボンディングによってそれぞれ配線される。ワイヤは、例えば、直径数１０μｍの銅ワイヤである。ワイヤボンディング工程は、従来と同様の工程である。半導体チップ１１等の１つの素子において配線されている多数のワイヤは、隣り合うワイヤが等間隔で平行に配列され、そのワイヤ間の間隔が狭い（あるワイヤが倒れると、隣のワイヤに十分に接触する間隔である）。なお、図１では３本のワイヤしか描かれていないが、上記したように、これは半導体装置の一部のワイヤである。また、半導体装置では、半導体チップの電極とリードフレーム間以外の箇所もワイヤボンディングによってワイヤが配線される。
【００１８】
図２を参照して、樹脂封止工程のワイヤ電流印加開始について説明する。半導体装置１の製造装置には、電流印加配線２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，・・・が設けられ、電流印加配線２０ａ，・・・全体が上下方向に可動できる。電流印加配線２０ａ，・・・は、半導体装置１のワイヤ１３ａ，・・・の本数分あり、各ワイヤ１３ａ，・・・の配線箇所に対応してそれぞれ配置される。各電流印加配線２０ａ，・・・は、ワイヤ１３ａ，・・・が電気的に接続されている電極１１ａ，・・・及びリードフレーム１２ａ，・・・にそれぞれ接触可能な位置に接触点（あるいは、接続端子）をそれぞれ有しており、その接続点間に所定量の電流を流す配線である。また、各電流印加配線２０ａ，・・・は、隣り合うワイヤ間で異なる方向に電流を流すために、隣り合う電流印加配線間で逆方向となる電流を流す配線である。図２に示す例の場合、電流印加配線２０ａは電極１１ａ側からリードフレーム１２ａ側に電流を流す配線であり、その隣の電流印加配線２０ｂはリードフレーム１２ｂ側から電極１１ｂ側に電流を流す配線であり、その隣の電流印加配線２０ｃは電極１１ｃ側からリードフレーム１２ｃ側に電流を流す配線である。
【００１９】
樹脂注入前に、製造装置において電流印加配線２０ａ，・・・を下方に動かし、電流印加配線２０ａ，・・・の各接触点が電極１１ａ，・・・とリードフレーム１２ａ，・・・にそれぞれ接触する位置まで移動させる。そして、各電流印加配線２０ａ，・・・では、隣り合うワイヤ間で異なる方向となるように、各ワイヤ１３ａ，・・・に所定量の電流を流す。図２に示す例の場合、ワイヤ１３ａには電極１１ａ側からリードフレーム１２ａ側に電流が流され、その隣のワイヤ１３ｂにはリードフレーム１２ｂ側から電極１１ｂ側に電流が流され、その隣のワイヤ１３ｃには電極１１ｃ側からリードフレーム１２ｃ側に電流が流される。
【００２０】
各ワイヤ１３ａ，・・・では、電流が流れると、右ねじの法則（電流を右ねじが進む方向に直進させると磁場が右ねじの回転方向に生じる）によって、電流の流れる向きに応じて磁場がそれぞれ発生する。さらに、各ワイヤ１３ａ，・・・では、その磁場内でおいて電流が流れるので、フレミングの左手の法則によって、電流の流れる向きと磁場の磁界の方向に応じて力（ローレンツ力）がそれぞれ作用する。図２に示す例の場合、ワイヤ１３ａにはワイヤ１３ｂとは反対側への力が作用し、その隣のワイヤ１３ｂにはワイヤ１３ｃ側への力が作用し、その隣のワイヤ１３ｃにはワイヤ１３ｂ側への力が作用する。
【００２１】
隣り合うワイヤは、上記したように平行に配列されているので、逆方向の電流が平行に流れることになる。したがって、隣り合う各ワイヤには逆方向の力がそれぞれ作用し、隣り合うワイヤ間には斥力が発生する。これによって、両隣にワイヤが存在するワイヤは、両側からの斥力が作用するので、直立する。ちなみに、片隣にだけワイヤが存在するワイヤは、片側からの斥力だけが作用する。
【００２２】
隣り合うワイヤの一方のワイヤに発生する斥力をＦ１とし、他方のワイヤに発生する斥力をＦ２とすると、斥力Ｆ１，Ｆ２は式（１）によって算出できる。式（１）におけるＢ２は磁場であり、μ０は真空の透磁率であり、Ｉ１は一方のワイヤに流す電流値であり、Ｉ２は他方のワイヤに流す電流値であり、ｌが斥力が発生するワイヤの長さであり、ｒがワイヤ間の間隔である。例えば、電流値Ｉ１，Ｉ２を１Ａ、ワイヤの長さｌを０．１ｍｍ、ワイヤ間隔ｒを０．１ｍｍとすると、斥力Ｆ１，Ｆ２＝２×１０−７Ｎとなる。
【数１】
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【００２３】
斥力は、上記の式（１）から分るように、ワイヤ１３ａ，・・・に流す電流値によって調整することができる。そこで、ワイヤ１３ａ，・・・に流す電流値を調整して、斥力を下記で説明する樹脂注入によって発生する力と釣り合うように調整する。なお、半導体装置１の全てのワイヤ１３ａ，・・・について同じ電流値としてもよいし、あるいは、各ワイヤ１３ａ，・・・の長さ、ワイヤ間の間隔、樹脂注入によって受ける力の大きさ等を考慮してワイヤ１３ａ，・・・毎又は素子毎に最適な電流値としてもよい。
【００２４】
図３を参照して、樹脂封止工程の樹脂注入について説明する。半導体装置１の製造装置は、半導体装置１の基板１０や半導体チップ１１等を樹脂で封止するための樹脂封止用の金型（図示せず）を有している。その金型には、樹脂を注入するための穴と余った樹脂を抜くための穴が設けられている。この各穴は、１箇所でもよいし、複数箇所でもよい。この穴の位置によって、樹脂注入中に樹脂が流れる方向（樹脂注入によってワイヤ１３ａ，・・・に作用する圧力の方向）が決まる。そこで、ワイヤ１３ａ，・・・が変形し難い方向（流れ難い）に方向（樹脂注入による圧力を受け難い方向）となるように、穴の位置が配置されることが望ましい。
【００２５】
各ワイヤ１３ａ，・・・への電流の印加を開始した後、基板１０や半導体チップ１１等を覆っている脂封止用金型の樹脂注入穴から樹脂の注入を開始する。そして、金型内が全て樹脂で満たされるまで、樹脂注入が続けられる。この際、余った樹脂は、金型の樹脂排出穴から抜かれる。図３では、金型内が樹脂１４で満たされた状態を示している。この樹脂注入中、樹脂注入によって力が発生し、その力がワイヤ１３ａ，・・・に作用する。また、樹脂注入中、各ワイヤ１３ａ，・・・には電流印加配線２０ａ，・・・によって電流が流し続けられ、隣り合うワイヤ間に斥力が発生し続けている。そのため、ワイヤ１３ａ，・・・には樹脂注入による力が作用するが、隣り合うワイヤ間で斥力も発生しているので、隣り合うワイヤが接触しない。
【００２６】
樹脂注入によって発生する力Ｐは、ストークスの法則により、式（２）によって球に対する力として概算できる。式（２）におけるηが粘性抵抗であり、ａが球の半径であり、ｖが樹脂の注入速度である。例えば、粘性抵抗ηが２×１０−３ｍｍ２／ｓの樹脂を速度ｖ＝１×１０−４ｍｍ／ｓで注入した場合、半径ａ＝０．０５ｍｍの球に発生する力Ｐは１．９×１０−７Ｎとなる。この例の場合、樹脂注入によって発生する力Ｐ＝１．９×１０−７Ｎと上記の斥力Ｆ１，Ｆ２＝２×１０−７Ｎとは、ほぼ釣り合う値となる。そのため、ワイヤ１３ａ，・・・の変形（流れ）を極力抑制でき、隣り合うワイヤの接触も防止できる。
【数２】
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【００２７】
なお、粘性抵抗（樹脂注入によってワイヤに作用する力）は対象の物体の形状に依存するので、樹脂注入によって発生する力を計算することは一般に困難である。しかし、対象の物体を球と仮定した場合、上記式（２）によって樹脂注入によって発生する力を容易に計算することができる。上記の例では、半径＝０．０５ｍｍの球が速度＝１×１０−４ｍｍ／ｓで粘性抵抗＝２×１０−３ｍｍ２／ｓの樹脂の中を運動するときに受ける力が１．９×１０−７Ｎとなる。そこで、樹脂注入によって発生する力については、球に対する力として概算している。なお、球の場合に発生する力を概算し、この概算値をベースにしてワイヤに作用する力を推測し、実験的に製造工程を作り上げていくことができる。
【００２８】
図４を参照して、樹脂封止工程のワイヤ電流印加終了について説明する。金型内が全て樹脂１４で満たされると、樹脂注入を終了し、電流印加配線２０ａ，・・・では、ワイヤ１３ａ，・・・に電流を流すのを停止する。そして、樹脂１４が硬化する前に（樹脂がゲル状態の時）、電流印加配線２０ａ，・・・を上方に動かし、電流印加配線２０ａ，・・・全体が樹脂１４から抜ける位置まで移動させる。この後、所定時間が経過すると、樹脂１４は硬化し、半導体装置１の基板１０や半導体チップ１１等が完全に樹脂１４で封止され、樹脂封止工程が終了する。
【００２９】
この半導体装置の製造工程によれば、樹脂注入中に各ワイヤ１３ａ，・・・に隣り合うワイヤ間で異なる方向となる電流を流すことにより、隣り合うワイヤ間に斥力を発生させることができ、樹脂注入による圧力を受けても隣り合うワイヤが接触（ショート）しない。さらに、各ワイヤの流れ（変形）も抑制できるので、各ワイヤが切断するようなこともない。この製造工程の場合、隣り合うワイヤの接触を防止するために別部材を必要としないので、この製造工程で製造された半導体装置は、コストアップや大型化せず、半導体チップの耐圧性能等の素子特性が悪化しない（別部材が素子に触れないので）。さらに、製造工程も、簡単化する（別部材の取り付け工程（複雑な工程）の代わり、電流印加配線の接続及び通電による電流印加工程（簡単な工程））。
【００３０】
また、この半導体装置の製造工程によれば、ワイヤ１３ａ，・・・に流す電流量によって隣り合うワイヤ間に発生する斥力の大きさを容易に変更することができる。そのため、ワイヤ１３ａ，・・・に流す電流量を調整することによって、斥力の大きさを樹脂注入によって発生する力と釣り合うように調整することにより、隣り合うワイヤの接触を確実に防止でき、ワイヤ流れも防止できる。
【００３１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００３２】
例えば、本実施の形態では半導体装置の製造工程に適用したが、半導体装置以外の樹脂封止部品（複数の金属ワイヤが配線された部品）の製造工程にも適用できる。
【００３３】
また、本実施の形態では製造装置に設けられる電流印加配線を上下方向に可動できる構成としたが、電流印加配線の可動方向は半導体装置の製造中の向きに応じて水平方向等の他の方向の場合もある。
【００３４】
また、本実施の形態では半導体装置の全てのワイヤに電流を印加する構成としたが、樹脂注入によってワイヤが流されたとしても隣のワイヤ（最も近いワイヤ）と接触する可能性のないワイヤについては電流を印加しない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…半導体装置、１０…基板、１１…半導体チップ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…電極、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…リードフレーム、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…ワイヤ、１４…樹脂、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…電流印加配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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