(57)【要約】【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。【解決手段】ダイパッド１ｃに塗布された半田材６が溶融された状態で半導体チップ２の主面２ａに矯正治具９ｇａを押し当て、その後、半田材６を硬化させる工程と、半導体チップ２から矯正治具９ｇａを離脱させて半導体チップ２をダイパッド１ｃ上に搭載する工程と、を有する半導体装置の製造方法である。矯正治具９ｇａは、ダイパッド１ｃを支持する支持部材９ｈの支持面９ｈａに沿った第１面９ｇｃを有する第１部分９ｇｂと、第１面９ｇｃと交差する第２面９ｇｆを有する第２部分９ｇｅとを備え、矯正時、矯正治具９ｇａの第１面９ｇｃを半導体チップ２の主面２ａに押し当て、かつ矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅをリードフレーム７に押し当てた状態で半田材６を硬化させる。【選択図】図１９
2016129205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）リードフレームのチップ搭載部に接合材を塗布する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記接合材上に半導体チップを配置する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記接合材が溶融された状態で前記半導体チップの上面に治具を押し当て、その後、前記接合材を硬化させる工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体チップから前記治具を離脱させて前記半導体チップを前記接合材を介して前記チップ搭載部上に搭載する工程、
を有し、
前記治具は、前記チップ搭載部を支持する支持部材の支持面に沿った面である第１面を有する第１部分と、前記第１面と交差する面である第２面を有する第２部分とを備え、
前記（ｃ）工程において、前記治具の前記第１部分の前記第１面を前記半導体チップの前記上面に押し当て、かつ前記治具の前記第２部分を前記リードフレームに押し当てた状態で前記接合材を硬化させる、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、
前記接合材は、半田材である、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、複数の前記半導体チップのそれぞれの前記上面に前記治具を一括して押し当てる、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームには、複数の半導体装置形成領域がマトリックス配列で形成されており、
前記（ｃ）工程で、前記リードフレームの搬送方向に対して交差する方向に配置された１列当たりの複数の前記半導体チップのそれぞれの前記上面に前記治具を一括して押し当てる、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記治具の前記第１面に凹部が形成され、
前記（ｃ）工程で、前記治具の前記第１面の前記凹部以外の部分を前記半導体チップの前記上面に押し当てる、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記治具の前記第２部分の前記第２面の押圧方向の高さは、前記半導体チップの厚さと前記半導体装置組み立て完成後の前記接合材の厚さとの合計と等しい、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、前記治具の前記第２部分を前記リードフレームにおける半導体装置形成領域の外側箇所に押し当てる、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、溶融状態の前記接合材に対し、前記接合材の固相温度より高い温度の時点で前記治具を前記半導体チップに押し当てる、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程では、前記接合材の温度が前記固相温度より低くなるまで前記治具を前記半導体チップに押し当て、その後、前記（ｄ）工程で前記治具を前記半導体チップから離脱させる、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記治具に、前記治具を冷却する冷却部が接続されている、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
（ａ）リードフレームのチップ搭載部に半田ペーストを介して半導体チップを配置した組み立て体を準備する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記半導体チップの上面に治具を押し当てた状態でリフロー炉に前記組み立て体を通して前記半田ペーストを溶融する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記組み立て体を前記リフロー炉から取り出して前記半田ペーストを硬化させる工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体チップから前記治具を離脱させて前記半導体チップを半田材を介して前記チップ搭載部上に搭載する工程、
を有し、
前記治具は、前記チップ搭載部を支持する支持部材の支持面に沿った面である第１面を有する第１部分と、前記第１面と交差する面である第２面を有する第２部分とを備え、
前記（ｂ）工程において、前記治具の前記第１部分の前記第１面を前記半導体チップの前記上面に押し当て、かつ前記治具の前記第２部分を前記リードフレームに押し当てた状態で前記半田ペーストを硬化させる、半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リードフレームには、複数の半導体装置形成領域がマトリックス配列で形成されており、
前記（ｂ）工程で、前記リードフレームの搬送方向に対して交差する方向に配置された１列当たり複数の前記半導体チップを、複数列に亘ってそれぞれの前記半導体チップの前記上面に前記治具を一括して押し当てる、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、例えば、半導体チップが半田材（接合材）を介してチップ搭載部に搭載される半導体装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを接合するダイボンド材として半田材を使用する半導体装置では、その組み立てのダイボンド工程において、半田材の融点以上となる高温のステージにリードフレームを投入・加熱し、さらに半田材をリードフレームのチップ搭載部に供給して溶融する。
【０００３】
そして、溶融状態の半田材上に半導体チップを配置し、所定のダイボンド荷重を半導体チップに対して付与する。さらに、半田材が溶融した状態で半田材を開放・冷却することで半田材を固化させて半導体チップを接合する。
【０００４】
なお、治具を用いて半導体チップや半導体素子をリードフレームまたは基板に搭載する技術が、例えば特公平６−８２６９７号公報（特許文献１）、特開２０００−３４９０９９号公報（特許文献２）および特開２０１３−１９７１４６号公報（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−８２６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９０９９号公報
【特許文献３】特開２０１３−１９７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記半導体装置の組み立てでは、半田材のリードフレームのチップ搭載部や半導体チップに対する濡れ性、あるいは半田材の供給位置のばらつき、もしくはチップ搭載位置のばらつき等により、チップ下における半田材の量が変動し、半導体チップがその厚さ方向に対して傾いた状態で搭載される。
【０００７】
半導体チップが傾いて搭載されると、半導体装置の電気特性・放熱特性・ワイヤボンディング性・耐衝撃量のばらつきが大きくなり、品質が安定せずに半導体装置の信頼性が低下することが課題である。
【０００８】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述およ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】
【０００９】
一実施の形態による半導体装置の製造方法は、（ａ）リードフレームのチップ搭載部に接合材を塗布する工程、（ｂ）上記接合材上に半導体チップを配置する工程、（ｃ）上記接合材が溶融された状態で上記半導体チップに治具を押し当て、その後、上記接合材を硬化させる工程、（ｄ）上記半導体チップから上記治具を離脱させて上記半導体チップを上記チップ搭載部上に搭載する工程、を有する。さらに、上記治具は、上記チップ搭載部を支持する支持部材の支持面に沿った面である第１面を有する第１部分と、上記第１面と交差する面である第２面を有する第２部分とを備え、上記（ｃ）工程において、上記治具の上記第１部分の上記第１面を上記半導体チップの上面に押し当て、かつ上記治具の上記第２部分を上記リードフレームに押し当てた状態で上記接合材を硬化させる。
【００１０】
また、一実施の形態による他の半導体装置の製造方法は、（ａ）リードフレームのチップ搭載部に半田ペーストを介して半導体チップを配置した組み立て体を準備する工程、（ｂ）上記半導体チップの上面に治具を押し当てた状態でリフロー炉に上記組み立て体を通して上記半田ペーストを溶融する工程、を有する。さらに、（ｃ）上記組み立て体を上記リフロー炉から取り出して上記半田ペーストを硬化させる工程、（ｄ）上記半導体チップから上記治具を離脱させて上記半導体チップを半田材を介して上記チップ搭載部上に搭載する工程、を有する。また、上記治具は、上記チップ搭載部を支持する支持部材の支持面に沿った面である第１面を有する第１部分と、上記第１面と交差する面である第２面を有する第２部分とを備え、上記（ｂ）工程において、上記治具の上記第１部分の上記第１面を上記半導体チップの上記上面に押し当て、かつ上記治具の上記第２部分を上記リードフレームに押し当てた状態で上記半田ペーストを硬化させる。
【発明の効果】
【００１１】
上記一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。
【図４】図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。
【図５】実施の形態１の半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す平面図である。
【図６】図５のＡ部の構造の一例を示す拡大部分平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図８】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図１０】実施の形態１の半導体装置の組み立てで用いられるダイボンダの構造の一例を示す構成ブロック図である。
【図１１】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図１３】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図１５】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図１７】比較例のダイボンディングによる半導体チップの傾斜配置構造を示す側面図である。
【図１８】実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て状態の一例を一部断面で示す側面図である。
【図１９】実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て状態の一例を一部断面で示す側面図である。
【図２０】実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当てのタイミングの一例を示すグラフ図である。
【図２１】実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て箇所の一例を示す部分平面図および斜視図である。
【図２２】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング工程の一例を示す部分平面図である。
【図２３】図２２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図２４】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるモールド封止工程の一例を示す部分平面図である。
【図２５】図２４のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図２６】実施の形態１の半導体装置の組み立てにおける個片化工程の一例を示す部分平面図である。
【図２７】図２６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【図２８】実施の形態１の変形例の矯正治具の構造を一部断面で示す側面図である。
【図２９】実施の形態２の矯正治具による押し当て箇所の一例を示す部分平面図および斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、特に明示した場合およ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。
【００１６】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１７】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａから成る」、「Ａより成る」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１８】
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。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示す半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。
【００２０】
＜半導体装置＞
図１〜図３に示す本実施の形態１の半導体装置は、半導体チップ（ペレットとも言う）２を封止し、かつ絶縁性の樹脂からなる封止体３を備え、さらに封止体３の内部と外部とに位置する複数のリード１を有する半導体パッケージ５である。なお、複数のリード１のそれぞれは、封止体３で覆われたインナーリード部１ａと、封止体３から外部に露出（突出）するアウターリード部１ｂとを有しており、複数のアウターリード部１ｂのそれぞれは、半導体装置の外部接続用端子（外部端子）である。
【００２１】
そして、本実施の形態１の半導体パッケージ５は、図１および図３に示すように、封止体３の複数の側面３ａのうちの対向する１組の側面３ａのそれぞれから複数のアウターリード部１ｂが突出している。
【００２２】
また、図３に示すように、半導体チップ２を上面（チップ搭載面）１ｃａで支持する板状のダイパッド（チップ搭載部、アイランド、ヘッダもしくはタブとも言う）１ｃの下面１ｃｂが、封止体３の下面３ｂから露出している。すなわち、本実施の形態１の半導体パッケージ５は、面実装型の半導体装置である。
【００２３】
なお、本実施の形態１では、上述の構造を備えた半導体パッケージ５の一例として、パワートランジスタ（パワーデバイス）を取り上げて説明する。そして、パワートランジスタであるため、ドレイン（Ｄ）電極、ソース（Ｓ）電極、およびゲート（Ｇ）電極を有する電界効果トランジスタが形成された半導体チップ２が組み込まれている。
【００２４】
したがって、半導体チップ２の裏面２ｂには、電極（ドレイン電極）が形成されており、半導体チップ２からの発熱量も多いため、ダイボンド材として半田材（接合材）６を用いて半導体チップ２の裏面２ｂ側が放熱経路となっている。すなわち、半導体チップ２は半田材６を介してダイパッド１ｃ上に搭載されており、さらに半田材６を介してダイパッド１ｃから放熱が行えるように、封止体３の下面３ｂにダイパッド１ｃの下面１ｃｂが露出した構造となっている。
【００２５】
半導体パッケージ５の詳細構造について説明すると、図３に示す上面１ｃａ、および上面１ｃａとは反対側の下面１ｃｂを有するダイパッド１ｃと、ダイボンド材である半田材６を介してダイパッド１ｃの上面１ｃａに搭載された半導体チップ２と、を有している。この半導体チップ２は、主面（上面）２ａ、主面２ａに形成された複数の電極パッド（ボンディング電極、ボンディングパット）２ｃ、および主面２ａとは反対側の裏面２ｂを有しており、裏面２ｂがダイパッド１ｃの上面１ｃａと対向するようにダイパッド１ｃ上に搭載されている。なお、半導体チップ２の裏面２ｂも、電極パッド（ボンディング電極、ボンディングパット）２ｄであり、ドレイン電極となっている。
【００２６】
また、図２および図３に示すように、半導体チップ２の主面２ａの複数の電極パッド２ｃと、複数のリード１のインナーリード部１ａとが複数のワイヤ（導電性部材）４を介してそれぞれ電気的に接続されている。
【００２７】
なお、半導体チップ２の主面２ａに形成された複数の電極パッド２ｃには、ソース電極と、ゲート電極とが含まれている。
【００２８】
また、封止体３は、ダイパッド１ｃの下面１ｃｂが封止体３の下面３ｂに露出するように形成されており、ダイパッド１ｃの一部（図３に示す上面１ｃａ側）、複数のインナーリード部１ａ、半導体チップ２および複数のワイヤ４を封止している。
【００２９】
また、複数のアウターリード部１ｂのそれぞれは、インナーリード部１ａと一体で形成されている。
【００３０】
なお、ダイパッド１ｃ、およびインナーリード部１ａとアウターリード部１ｂとを含む複数のリード１は、例えばＣｕ（銅）を主成分とするＣｕ合金から成る。また、ダイボンド材は、半田材６であるが、上記半田材６は、例えば錫（Ｓｎ）等を用いた鉛（Ｐｂ）フリー半田が好ましい。ただし、Ｓｎ−Ｐｂ系半田等を用いてもよい。
【００３１】
また、ワイヤ４は、例えばＡｌ（アルミニウム）もしくはＣｕ等からなる。さらに、封止体３は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂からなる。ただし、上記各部材の材料は、上述のものに限定されるものではない。
【００３２】
＜半導体装置の製造方法＞
図４は図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図、図５は実施の形態１の半導体装置の組み立てで用いられるリードフレームの構造の一例を示す平面図、図６は図５のＡ部の構造の一例を示す拡大部分平面図、図７は図６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。また、図８は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図、図９は図８のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【００３３】
図４に示すフローに沿って半導体パッケージ５の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、図４に示すウェハ裏面研削により、半導体ウェハの裏面を削って半導体ウェハを所定の厚さに形成する。
【００３５】
次に、ダイシングを行って半導体ウェハを切断し、半導体ウェハから複数の良品の半導体チップ２を取得する。
【００３６】
次に、ダイボンディングを行う。まず、図５に示すような、複数のデバイス領域（半導体装置形成領域）７ａを有するリードフレーム７を準備する。本実施の形態１では、複数のデバイス領域７ａがマトリックス配列で形成されたリードフレーム７の場合を取り上げて説明する。なお、リードフレーム７は、例えばＣｕ（銅）を主成分とする金属材（Ｃｕ合金）から成る板状のフレーム部材である。
【００３７】
また、本実施の形態１では、図６に示すように、便宜上、１２個のデバイス領域７ａ（図５参照）を代表して取り上げて、以降の半導体パッケージ５の組み立てを説明する。図６および図７に示すように、上述の各デバイス領域７ａには、ダイパッド１ｃと、その周囲にそれぞれ図２に示すインナーリード部１ａとアウターリード部１ｂとからなる複数のリード１と、が形成されている。
【００３８】
さらに、各デバイス領域７ａの周囲には、枠部７ｂが形成され、リードフレーム７の幅方向の両端部には、搬送等または位置決め等で用いられる複数の貫通孔７ｃが形成されている。
【００３９】
１．ダイボンディング
リードフレーム準備完了後、図４に示すダイボンディングを行う。
【００４０】
ダイボンディング工程では、図８および図９に示すように、まず、リードフレーム７のそれぞれのデバイス領域７ａのダイパッド１ｃに接合材（ダイボンド材）である半田材６を塗布（供給）する。
【００４１】
ここで、本実施の形態１で用いるダイボンダについて説明する。図１０は実施の形態１の半導体装置の組み立てのダイボンディング工程で用いられるダイボンダの構造の一例を示す構成ブロック図である。
【００４２】
図１０に示すダイボンダ９の構成について説明すると、ダイボンド処理が行われるリードフレーム７を供給するフレーム供給部９ａと、ダイシング済みの半導体ウェハを供給するウェハ供給部９ｂと、ダイボンド処理後のリードフレーム７を収納するフレーム収納部９ｃとを備えている。
【００４３】
さらに、ダイボンダ９には、リードフレーム７に半田材６を供給する半田供給部９ｄと、フレーム上の半田材６を拡げる半田拡張部９ｅと、フレームに塗布された半田材６の上に半導体チップ２を載置するダイボンド部９ｆと、半田材６上に載置された半導体チップ２の傾きを矯正する矯正部９ｇとが設けられている。
【００４４】
すなわち、ダイボンダ９は、処理部内に還元雰囲気が形成されており、この還元雰囲気内においてダイシング済みの半導体ウェハから半導体チップ２をピックアップし、そしてリードフレーム７のダイパッド１ｃ上に半導体チップ２をダイボンドするまでの処理を行う一貫処理装置である。
【００４５】
まず、フレーム供給部９ａから半田供給部９ｄに向けてリードフレーム７を搬出する。半田供給部９ｄでは、リードフレーム７を所望の温度（半田材６が溶融する温度）になるように加熱する。そして、図８および図９に示すように、リードフレーム７の複数の図５に示すデバイス領域７ａのそれぞれ（例えば、図５に示す搬送方向Ｂに対する１列ごと）のダイパッド１ｃの上面１ｃａに半田材６を塗布（供給）する。塗布された半田材６は、ダイパッド１ｃを介して加熱されて溶融する。
【００４６】
次に、図１１〜図１６を用いて各処理について説明する。図１１は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図、図１２は図１１のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図１３は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図である。また、図１４は図１３のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図１５は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるダイボンディング工程の一例を示す部分平面図、図１６は図１５のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【００４７】
まず、図１０〜図１２に示すように、溶融した半田材６を半田拡張部９ｅにおいて拡張する。すなわち、スパンカ９ｅａによって半田材６を押し広げる。この時、図３に示す半導体チップ２の裏面２ｂと同じような四角形になるように半田材６を押し広げる（図１１）。
【００４８】
次に、図１０に示すダイボンド部９ｆにおいて、図１３および図１４に示すように、それぞれの半田材６上に半導体チップ２を配置する。この時、図１０に示すウェハ供給部９ｂにおけるダイシング済みの半導体ウェハからダイボンドヘッド９ｆａにより、半導体チップ２を真空吸着等でピックアップし、この半導体チップ２を、ダイボンド部９ｆに配置されたリードフレーム７のダイパッド１ｃ上の半田材６の上に配置（載置）する。なお、半田材６は、この時、溶融状態である。
【００４９】
次に、図１０に示す矯正部９ｇにおいて、半田材６上に配置された半導体チップ２の傾きを矯正する。すなわち、半田材６が溶融された状態で、図１５および図１６に示すように、半導体チップ２の主面（上面）２ａに矯正治具９ｇａを押し当てて半導体チップ２の傾きを矯正する。
【００５０】
本実施の形態１のダイボンダ９では、ダイボンド部９ｆの後段に矯正部９ｇが設けられている。これにより、ダイボンドヘッド９ｆａの後段に矯正治具９ｇａが配置されるため、新しい工程の追加やスループット（インデックスともいう）の低下を招くことなく、矯正処理を行うことができる。
【００５１】
ここで、ダイボンディング工程において半導体チップ２が傾斜して搭載される課題についてそのメカニズムを詳細に説明する。図１７は比較例のダイボンディングによる半導体チップの傾斜配置構造を示す側面図である。
【００５２】
図１７に示すように、供給された半田材６は、加熱されたダイパッド１ｃを介して溶融し、この溶融状態の半田材６上に半導体チップ２が配置される。図１０に示すダイボンドヘッド９ｆａによって半導体チップ２が半田材６上に配置された直後は、ダイボンドヘッド９ｆａによって半導体チップ２に図１７に示すような所定の荷重Ｃが付与されている。その後、ダイボンドヘッド９ｆａは退避する。
【００５３】
そして、ダイパッド１ｃを介した加熱が冷却に切り替わる。この時、半田濡れのばらつきや半田量のばらつき等によって、半導体チップ２の傾きが発生する。この傾きは、半導体装置の電気特性のばらつき、放熱特性のばらつき、衝撃耐量のばらつき（半田の厚さのばらつき）あるいはワイヤボンディング性のばらつきを引き起し、半導体装置の信頼性を低下させる。
【００５４】
次に、ダイボンド材（接合材）として半田材６を用いた場合に、半導体チップ２が傾き易い理由について説明する。これは、半田材６は、チキソ性（チクソ性とも言う）が低いことに関係している。上記チキソ性は、物体（流動体）に力を加えている間だけ流動性が高く、開放すると流動性が低くなる性質であり、半田材６は、このチキソ性が低いため、溶融状態でダイボンドヘッド９ｆａが退避すると、開放されて動こうとするものである。これが、半導体チップ２の傾きを引き起こすものと思われる。
【００５５】
これに対して、例えば、銀ペースト等のダイボンド材は、上記チキソ性が高いため、ダイボンドヘッド９ｆａが退避して開放されても動こうとしない。すなわち、半導体チップ２が傾き難い。
【００５６】
以上のメカニズムにより、銀ペースト等と比較して半田材６を用いた場合には、半導体チップ２が傾き易い。
【００５７】
そこで、本実施の形態１では、半田材６が溶融している状態で、半導体チップ２の主面（上面）２ａに矯正治具９ｇａを押し当て、この矯正治具９ｇａを押し当てた状態で半田材６の温度を低下させて半田材６を硬化（固化）させる（固相温度より低い温度まで矯正治具９ｇａを押し当てる）ことで、半導体チップ２の傾きを矯正する。
【００５８】
ここで、本実施の形態１で用いる矯正治具９ｇａの形状について説明する。図１８は実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て状態の一例を一部断面で示す側面図、図１９は実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て状態の一例を一部断面で示す側面図である。さらに、図２０は実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当てのタイミングの一例を示すグラフ図、図２１は実施の形態１のダイボンディング工程における矯正治具による押し当て箇所の一例を示す部分平面図および斜視図である。
【００５９】
図１８および図１９に示すように、矯正治具９ｇａは、ダイパッド１ｃを支持可能な支持部材９ｈの支持面９ｈａに沿った面である第１面９ｇｃを有する第１部分９ｇｂと、第１面９ｇｃと交差する面である第２面９ｇｆを有する第２部分９ｇｅとを備えている。
【００６０】
なお、ダイパッド１ｃを支持する支持部材９ｈは、例えば、ステージであり、支持面９ｈａは、ステージの上面である。また、支持部材９ｈは、レール等であってもよい。
【００６１】
そして、矯正治具９ｇａの第１部分９ｇｂの第１面９ｇｃは、上記支持部材９ｈの支持面９ｈａに沿って略平行な面であり、半導体チップ２の主面（上面）２ａに接触する面である。言い換えると、第１面９ｇｃは、半導体チップ２の主面（上面）２ａに対して対向する面である。また、第１面９ｇｃと略直角に交差する第２面９ｇｆを有する第２部分９ｇｅは、ゲタ部分である。すなわち、本実施の形態１の矯正治具９ｇａは、図１８に示す押圧方向Ｄ（第１方向）に向かって開放が形成されたコの字状もしくはゲタ状のブロック部材である。
【００６２】
これにより、半導体チップ２の傾きを矯正する際には、図１９に示すように、溶融した半田材６上の半導体チップ２の主面２ａに矯正治具９ｇａの第１部分９ｇｂの第１面９ｇｃを押し当てて、半導体チップ２の傾きを矯正する。
【００６３】
なお、矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅの第２面９ｇｆの押圧方向Ｄの高さＨは、半導体チップ２の厚さと半導体パッケージ５の組み立て完成後の半田材６の厚さとの合計と等しくなるように形成しておく。
【００６４】
そして、矯正時に、半導体チップ２の主面２ａに矯正治具９ｇａの第１面９ｇｃを押し当てるとともに、矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅの下面９ｇｇをリードフレーム７に押し当て、この状態で半田材６を硬化させる。
【００６５】
これにより、矯正時の矯正治具９ｇａの下降位置の精度が高精度でない場合であっても、矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅ（ゲタ部分）がリードフレーム７に接触する（押し当てられる）ことで、半田材６を含めた半導体チップ２の高さを高い精度で決定することができ、その結果、半導体チップ２の主面２ａの高さを高精度に位置出しした上で半導体チップ２の傾きを矯正することができる。
【００６６】
また、矯正治具９ｇａは、その両側の第２部分９ｇｅ（ゲタ部分）がリードフレーム７に接触する構造であるため、リードフレーム７が熱で反っていても矯正力が損なわれることはない。
【００６７】
また、矯正時には、溶融状態の半田材６に対し、半田材６の固相温度より高い温度の時点で矯正治具９ｇａを半導体チップ２に押し当て、その際、半田材６の温度が前記固相温度より低くなるまで矯正治具９ｇａを半導体チップ２に押し当て、その後、矯正治具９ｇａを半導体チップ２から離脱させる。
【００６８】
具体的には、図２０に示すように、半田材６がその固相温度（Ｔ１：固相線）より高い温度の時点（Ｔ２：半田材６が溶融している状態）で冷却を開始し、冷却開始直後に半導体チップ２の主面２ａに矯正治具９ｇａを押し当て（矯正開始ポイントＰ１）、これにより、半導体チップ２の熱が矯正治具９ｇａに伝わって半導体チップ２の温度が下がる。さらに、半導体チップ２の温度が下がることで、半田材６の温度も下がる。
【００６９】
そして、半田材６の温度が、固相温度Ｔ１を下回るまで矯正治具９ｇａを押し当てておき、固相温度Ｔ１を確実に下回って半田材６が硬化した時点（矯正治具離脱ポイントＰ２）あるいは硬化した後に、矯正治具９ｇａを半導体チップ２から離脱させる。
【００７０】
つまり、本実施の形態１の矯正では、ダイパッド１ｃに塗布され、かつ溶融した半田材６上に半導体チップ２を載置した後、半田材６が溶融した状態で冷却を開始し、冷却開始直後、固相線（固相温度）より僅かに高い温度ポイント（Ｐ１）で、ステージ等の支持部材９ｈの支持面９ｈａと略平行に保たれた矯正治具９ｇａの第１部分９ｇｂの第１面９ｇｃを半導体チップ２の主面２ａに押し当てる。
【００７１】
これにより、半導体チップ２の傾きを矯正し、かつ半導体チップ２が矯正治具９ｇａに熱を奪われて温度が下がることで半田材６の温度も下がる。そして、半田材６の温度が固相温度（固相線）を下回ると、半田材６は硬化する。この時点まで、矯正治具９ｇａを半導体チップ２の主面２ａに押し当てているため、半導体チップ２の主面２ａに傾きがない状態で半田材６が硬化して半導体チップ２が搭載される。
【００７２】
硬化後、半導体チップ２の主面２ａから矯正治具９ｇａを離脱させる（Ｐ２）。
【００７３】
一例として、半田材６が、Ｓｎ−３７Ｐｂ半田の場合、固相温度Ｔ１は、１８３℃であり、したがって、固相温度Ｔ１＋５℃〜２０℃程度の時点（Ｔ２）で矯正を開始、つまり、半導体チップ２の主面２ａに矯正治具９ｇａを押し当てる。そして、半田材６の温度が固相温度Ｔ１を下回るまで大凡、時間Ｑの間、矯正治具９ｇａを押し当てる。Ｐ１からＰ２に到る時間Ｑは、数秒間程度である。
【００７４】
なお、本実施の形態１の矯正では、加熱された半田材６の熱を、半導体チップ２を介して矯正治具９ｇａが奪うため、矯正治具９ｇａは、冷却機構を備えている方が好ましい。すなわち、矯正治具９ｇａも矯正を行うごとに加熱されるため、矯正治具９ｇａが冷却機構を備えていることで、ダイボンダ９の連続運転にも耐えることができる。
【００７５】
本実施の形態１の矯正では、図１８に示すように、矯正治具９ｇａに、この矯正治具９ｇａを冷却する冷却部８が接続されており、例えば、冷却部８から空冷または水冷によって適宜、冷却媒体を矯正治具９ｇａに供給する。矯正治具９ｇａには、この冷却媒体を循環させる冷却機構が設けられている。
【００７６】
また、矯正の際には、図２１に示すように、矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅを、リードフレーム７における図５に示すデバイス領域（半導体装置形成領域）７ａの外側箇所に押し当てる。すなわち、矯正治具９ｇａの第２部分９ｇｅ（ゲタ部分）を、リードフレーム７における上記デバイス領域７ａの外側箇所（図２１のＥ部（ハッチング部））に押し当てる。
【００７７】
これにより、矯正治具９ｇａは、リードフレーム７の製品の領域には接触しないため、リードフレーム７の製品の領域が矯正治具９ｇａの接触によって損傷することを避けることができる。
【００７８】
また、矯正の際には、図２１に示すように、複数の半導体チップ２のそれぞれの主面２ａ（図３参照）に矯正治具９ｇａを一括して押し当てることが好ましい。つまり、纏まった数（例えば、４つ程度）の半導体チップ２に対して１つの矯正治具９ｇａを押し当てることにより、効率良く矯正処理を行うことができる。
【００７９】
なお、複数の半導体チップ２に対して矯正治具９ｇａを一括して押し当てる際に、リードフレーム７の搬送方向Ｂ（Ｘ方向）に対して交差する方向（Ｙ方向）に配置された１列当たりの複数の半導体チップ２のそれぞれの主面２ａに、矯正治具９ｇａを一括して押し当てることが好ましい。
【００８０】
これは、図１０に示すようなダイボンダ９では、図２１のリードフレーム７の搬送方向Ｂ（Ｘ方向）に対して１列ずつ所定の処理（半田供給、半田拡張、ダイボンドおよび矯正）を行っており、１つずつ（１つのデバイス領域７ａごと）矯正を行うと、同じＹ方向の１列内において、矯正済みのデバイス領域７ａの半田材６が次のデバイス領域７ａの矯正時に再溶融してしまうことになる。
【００８１】
したがって、Ｙ方向（搬送方向Ｂに交差する方向）に配置された１列当たりの複数の半導体チップ２のそれぞれの主面２ａに、一括して矯正治具９ｇａを押し当てることにより、効率良く、かつ前段の矯正が無駄とならないように矯正処理を行うことができる。
【００８２】
以上の方法により、マトリックス配列のリードフレーム７の各デバイス領域７ａのダイパッド１ｃの上面１ｃａ上に、半田材６を介して半導体チップ２をその傾きを矯正しつつ搭載することができる。
【００８３】
次に、図２２は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるワイヤボンディング工程の一例を示す部分平面図、図２３は図２２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図２４は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおけるモールド封止工程の一例を示す部分平面図である。また、図２５は図２４のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図２６は実施の形態１の半導体装置の組み立てにおける個片化工程の一例を示す部分平面図、図２７は図２６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。
【００８４】
２．ワイヤボンディング
ダイボンディング完了後、図４に示すワイヤボンディングを行う。
【００８５】
本ワイヤボンディング工程では、図２２および図２３に示すように、半導体チップ２の複数の電極パッド（図３参照）２ｃと、複数のインナーリード部１ａ（図３参照）とを、複数のワイヤ４を介してそれぞれ電気的に接続する。
【００８６】
３．組立後外観検査
ワイヤボンディング完了後、図４に示す組立後外観検査を行う。ここでは、ワイヤ４の剥離の有無等の外観検査を行う。
【００８７】
４．モールド封止
組立後外観検査の完了後、図４に示すモールド封止を行う。
【００８８】
モールド封止工程では、封止用樹脂を用いて、図２４および図２５に示すように、上記の各デバイス領域７ａの半導体チップ２と、複数のワイヤ４と、複数の上記インナーリード部１ａとを封止する封止体３を形成する。
【００８９】
本実施の形態１のモールド封止では、図３に示すように、ダイパッド１ｃの下面１ｃｂが封止体３の下面３ｂから露出するように封止体３を形成する。上記封止用樹脂は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂である。
【００９０】
５．めっき
モールド封止後、図４に示すめっきを行う。
【００９１】
めっき工程では、半田めっき等のめっき膜を図３に示す複数のアウターリード部１ｂ、およびダイパッド１ｃの下面１ｃｂに形成する。
【００９２】
６．マーク
めっき後、図４に示すマークを実施する。
【００９３】
マーク工程では、例えば封止体３の表面に所望のマーク（捺印）を形成する。上記マークは、例えば、製品の品種や型番等であり、レーザー照射等を行って上記マークを形成する。
【００９４】
７．リード加工（個片化）
マーク後、図４に示すリード加工を行う。
【００９５】
リード加工工程では、上記の各デバイス領域７ａごとにパンチングによって個片化を行う。すなわち、図２６および図２７に示すように、上記の各デバイス領域７ａのＦ領域において、図２に示す複数のアウターリード部１ｂのそれぞれと図５に示す枠部７ｂとをパンチングで切断分離するとともに、各アウターリード部１ｂを所定の形状（ここでは、ガルウィング状）に曲げ形成する。
【００９６】
以上により、半導体パッケージ５の組み立てが完了する。
【００９７】
次に、図４に示すように、バーンイン・テスティング、最終外観検査、梱包を行って出荷となる。
【００９８】
本実施の形態の半導体装置（半導体パッケージ５）の製造方法によれば、ダイボンディング工程における半導体チップ２の傾きを低減することができるため、チップ傾きによって発生する熱抵抗不良、オン抵抗不良の低減化を図ることができる。
【００９９】
すなわち、半導体チップ２が傾いて搭載されることによる、半導体パッケージ５の電気特性・放熱特性・ワイヤボンディング性・耐衝撃量のばらつきを小さくすることができ、半導体パッケージ５の品質の安定化を図ることができる。その結果、半導体パッケージ５の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
また、半導体チップ２の傾きによるワイヤボンディング時の認識エラーを低減化することができ、ボンダビリティ（ワイヤボンディング性）を向上させることができる。
【０１０１】
また、矯正治具９ｇａに、第２部分９ｇｅであるゲタ部を設けたことで、この第２部分９ｇｅの先端（下面９ｇｇ）が矯正時にリードフレーム７に接触する。これにより、ダイボンダ９内でリードフレーム７の高温加熱時にリードフレーム７の反りが生じても矯正を行うことができる。
【０１０２】
また、リードフレーム７がマトリックス配列の場合には、その搬送方向Ｂに交差する方向の１列分（１サイクル分）を一括で矯正することにより、再溶融させることなく、効率良く矯正処理を行うことができる。これにより、半導体パッケージ５の生産性の向上を図ることができる。
【０１０３】
また、ダイボンダ９において、ダイボンド部９ｆの後段に矯正部９ｇを設置することで、新規な装置への投資をすることなく、かつスループット（インデックス）を低下させることなく矯正処理およびダイボンディング処理を行うことができる。
【０１０４】
＜変形例＞
図２８は実施の形態１の変形例の矯正治具の構造を一部断面で示す側面図である。
【０１０５】
図２８に示す矯正治具９ｇａには、その第１部分９ｇｂの第１面９ｇｃに凹部９ｇｄが形成されている。凹部９ｇｄは、押圧方向Ｄと逆の方向（第２方向）に凹んだ部分であり、矯正時に、矯正治具９ｇａの第１面９ｇｃの凹部９ｇｄ以外の部分（例えば、凹部９ｇｄの周りの部分（第３部分））を半導体チップ２の主面２ａに押し当てる。
【０１０６】
このように矯正治具９ｇａの半導体チップ２に接触する第１面９ｇｃに凹部９ｇｄが形成されたことにより、矯正時の矯正治具９ｇａと半導体チップ２の主面２ａとの接触面積を減らすことができ、矯正時に、半導体チップ２が汚れることや半導体チップ２がダメージを受けることを低減できる。
【０１０７】
ただし、半導体チップ２を介した矯正治具９ｇａへの伝熱（矯正時の半田材６の硬化）が損なわれないように凹部９ｇｄの大きさや位置等を考慮する必要がある。
【０１０８】
また、図２８に示すように、矯正治具９ｇａを半導体チップ２に押し付けるように弾性部材であるバネ１０を設けてもよい。このバネ１０により、矯正時は、常に矯正治具９ｇａが半導体チップ２およびリードフレーム７に押し付けられた状態となり、矯正治具９ｇａがリードフレーム７から浮くことを防止できる。
【０１０９】
つまり、矯正治具９ｇａの下降位置精度を高くすることを必要とせず（例えば±１ｍｍの位置精度でも実現可能）、半導体チップ２の高さを高精度に位置出しすることができる。
【０１１０】
（実施の形態２）
図２９は実施の形態２の矯正治具による押し当て箇所の一例を示す部分平面図および斜視図である。
【０１１１】
図２９に示す矯正は、接合材（ダイボンド材）として、半田ペースト（ペースト状の半田材６）を塗布する場合を説明するものである。すなわち、半田ペーストを採用する場合には、図１０に示すようなダイボンダ９は使用せずにリフロー炉（リフロー装置）に組み立て体７ｄを通すことで半導体チップ２の半田接合を行う。
【０１１２】
まず、リードフレーム７のダイパッド１ｃ（図１９参照）に半田ペーストを介して半導体チップ２を配置した組み立て体７ｄを準備する。その後、実施の形態１の図１８および図１９と同様に、半導体チップ２の主面２ａに矯正治具１１を押し当てた状態でリフロー炉に組み立て体７ｄを通すことで上記半田ペーストを溶融する。そして、組み立て体７ｄを上記リフロー炉から取り出して上記半田ペーストを硬化させ、その後、半導体チップ２から矯正治具１１を離脱させて半導体チップ２を、硬化された半田材６を介してダイパッド１ｃ上に搭載する。
【０１１３】
矯正治具１１は、実施の形態１の矯正治具９ｇａと同様のものである。したがって、矯正時は、図１８および図１９と同様に、矯正治具１１の第１部分９ｇｂの第１面９ｇｃを半導体チップ２の主面２ａに押し当て、かつ矯正治具１１の第２部分９ｇｅをリードフレーム７に押し当てた状態で上記半田ペーストを硬化させる。
【０１１４】
なお、リフロー炉の場合、幅広の矯正治具１１を用いることが可能である。
【０１１５】
例えば、図５に示す複数のデバイス領域（半導体装置形成領域）７ａがマトリックス配列で形成されたリードフレーム７を用いる場合には、図２９に示すリードフレーム７の搬送方向Ｂに対して交差する方向（Ｙ方向）に配置された１列当たり複数の半導体チップ２を、複数列に亘ってそれぞれの半導体チップ２の主面２ａに矯正治具１１を一括して押し当てる。
【０１１６】
これにより、複数列の半導体チップ２の矯正処理を同時に行えるため、矯正のスピード（スループット）を大幅に向上できる。
【０１１７】
図２９に示すように、Ｘ方向に対して１列ずつ一括して矯正を行う矯正治具１１ａを３個同時に使用することも可能であり、これに対して、Ｘ方向に対して３列分を１つの矯正治具１１ｂで一括して矯正を行う幅広の矯正治具１１ｂを使用することも可能である。
【０１１８】
Ｘ方向の３列分を１つの矯正治具１１ｂで一括して矯正を行う幅広の矯正治具１１ｂを用いた場合には、矯正の処理スピードを大幅に高めることができる。
【０１１９】
一方、Ｘ方向に１列ずつ一括して矯正を行う矯正治具１１ａを用いた場合には、治具そのものの反りが小さいため、矯正の精度をより高めることができる。
【０１２０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した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いうまでもない。
【０１２１】
例えば、上記実施の形態１，２では半導体チップ２を固定する接合材（ダイボンド材）が、半田材６の場合を説明したが、上記接合材は、半田材６と同様の特性を有していれば半田材６以外の接合材であってもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１ｃ  ダイパッド（チップ搭載部）
１ｃａ  上面
２  半導体チップ（ペレット）
２ａ  主面（上面）
５  半導体パッケージ（半導体装置）
６  半田材（接合材、半田ペースト）
７  リードフレーム
７ａ  デバイス領域（半導体装置形成領域）
９ｇａ  矯正治具
９ｇｂ  第１部分
９ｇｃ  第１面
９ｇｅ  第２部分
９ｇｆ  第２面
９ｈ  支持部材
９ｈａ  支持面
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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