(57)【要約】【課題】複雑な形状のリードフレームを容易にワイヤボンド装置に吸着固定することができ、安定した接合が可能なパワーモジュールの製造方法を得る。【解決手段】パワーモジュールの製造方法は、ダイシングされた半導体チップをリードフレーム上にダイボンドする工程と、ダイボンドされた半導体チップとリードフレームの電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含み、ワイヤボンドを施す工程は、複数の第１の吸着孔が形成されたワイヤボンド治具のリードフレームの載置面上に、リードフレームのパターンが形成されていないパターン抜き領域に対応したワイヤボンド治具の第１の吸着孔を塞ぐためのシャッターシートを載置する工程と、シャッターシートを挟んでリードフレームをワイヤボンド治具の載置面上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程と、を有することを特徴とするものである。【選択図】図１
2017076732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイシングされた半導体チップをリードフレーム上にダイボンドする工程と、
ダイボンドされた前記半導体チップと前記リードフレームの電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含み、
前記ワイヤボンドを施す工程は、複数の第１の吸着孔が形成されたワイヤボンド治具の前記リードフレームの載置面上に、前記リードフレームのパターンが形成されていないパターン抜き領域に対応した前記ワイヤボンド治具の前記第１の吸着孔を塞ぐためのシャッターシートを載置する工程と、
前記シャッターシートを挟んで前記リードフレームを前記ワイヤボンド治具の前記載置面上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程と、を有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記リードフレームの前記電極部は、線幅が１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項３】
前記超音波接合は、前記ワイヤを前記ワイヤボンド治具の前記載置面に対して水平方向に超音波振動させて接合することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項４】
前記シャッターシートは、可撓性材料で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記シャッターシートは、ゴムまたは樹脂であることを特徴とする請求項４に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項６】
前記シャッターシートには開口部が形成されており、
前記開口部は、前記リードフレームのパターン領域と同じ形状あるいは、前記リードフレームと前記半導体チップにワイヤボンドが施されたボンド点直下に形成されると共に、前記リードフレームの前記パターン領域よりも小さい矩形形状を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項７】
前記ワイヤボンド治具は、前記第１の吸着孔よりも大きい径を有すると共に前記載置面と反対側に複数の前記第１の吸着孔と連通する第２の吸着孔を有しており、
前記第２の吸着孔と接続された真空ポンプを作動させることにより、前記リードフレームを吸着固定させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項８】
前記リードフレームは、クランパで押圧固定された後で前記ワイヤボンド治具に吸着されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項９】
ダイシングされた半導体チップをリードフレーム上にダイボンドする工程と、
ダイボンドされた前記半導体チップと前記リードフレームの電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含み、
前記ワイヤボンドを施す工程は、ワイヤボンド治具の前記リードフレームの載置面上に多孔物質を配置する工程と、
前記多孔物質の上方に、前記リードフレームのパターンが形成されていないパターン抜き領域に対応した前記多孔物質の表面領域を塞ぐためのシャッターシートを載置する工程と、
前記シャッターシートを挟んで前記リードフレームを前記ワイヤボンド治具の前記載置面上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程と、を有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワーモジュールの製造方法に関するものであり、特に、リードフレームをワイヤボンド装置に吸着固定させて安定した接合が可能なワイヤボンド工程を有するパワーモジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からリードフレームやその上に実装された半導体チップに金属ワイヤを張るワイヤボンド工程では、作業性と接合性を確保するためにリードフレームをワイヤボンド装置に固定する必要がある。
特許文献１においては、従来のリードフレーム固定方法として、複数の吸着孔を設けたステージにリードフレームを吸着固定し、リードフレームと接しない吸着孔はピンで塞ぐ方法が提案されている。
また、特許文献２においては、吸着孔を設けたステージの代わりに多孔物質を用いて、吸着力を分散させる方法が提案されている。
さらにまた、特許文献３のワイヤボンディング方法においては、その他のリードフレーム固定方法として、クランパを用いてリードフレームを押圧固定する方法が提案されている。
また、特許文献４の真空吸着の方法としては、サイズや枚数の変化にフレキシブルに対応するために、ステージに多数の吸着孔を設け、板状物のサイズや枚数に合わせた表層部材で未使用の吸着孔を塞ぐ方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−０６４９９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４２４８号公報
【特許文献３】特開昭６１−０６７２３６号公報
【特許文献４】特開２０１０−０１７７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂封止型パワーモジュールの製造方法は、まずリードフレームに半導体素子や電子部品を固着し、半導体素子や電子部品とリードフレームの電極の間をワイヤボンドにより配線する。ここで用いられるリードフレームは、プレス加工やエッチング加工によりパターン分割して作られている。
近年、パワーモジュールの小型化または多機能化を実現するため、リードフレームのパターンは細く、複雑に、長く引き回される傾向がある。ワイヤボンドは、金属ワイヤをツールで加圧しながら超音波で振動させ、電極に擦りつけて接合する手法である。しかし、電極が細長くなると、ツールによるワイヤへの超音波振動の付与によって、リードフレームの電極自体が振動の影響を受け、静止できない状態となる。電極自体が振動すると、ツールとワイヤの相対移動距離が減ってしまう。そのため、同じ設定で接合を行おうとしても、リードフレームが振動した差分しかワイヤとツール間で相対変位しないため、結果的にワイヤの変形量が安定しないという現象が発生し、接合の安定性に課題が生じることになる。
【０００５】
近年、リードフレームの形状が複雑となり、リードフレームの一点を吸着固定しても、各電極はステージから浮いてしまい、固定されない。ワイヤボンドの接合を安定させるためには、ボンド点をステージに固定する必要があるが、そのためには端子形状に合わせた吸着孔の配置や、複雑な形状のクランパが必要となる。
さらに、吸着孔をリードフレームの形状に合わせて配置したとしても、位置ずれによる吸着力低下という課題が発生する。例えば、吸着により固定する方法では、吸着孔がボンディング位置に近い場所を吸着する必要があるが、吸着孔の上に何も乗っていない部分があると、そこからエアーが入り込むためリードフレームを吸着できなくなる。
【０００６】
また、製造装置の位置決め精度は、精密な製造装置の場合、０．1ｍｍ程度となるが、０．1ｍｍの位置ずれを許容するためには、吸着孔は外周の０．1ｍｍにあってはならない事になる。また、パターンの抜き方向にもよるが、リードの角はエッジではなく、若干のダレがあるケースが多いことを考えると、０．２ｍｍの余裕は持たせる必要がある。それに加えて機械加工の公差の影響もあるＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ）装置を用いて加工した場合でも、部屋の温度の影響などで位置ずれ公差として０．1ｍｍ程度は必要である。すなわち両側から０．３ｍｍは吸着に用いる事ができないということになる。従って、吸着孔１点でリード幅の半分以上の領域を吸着するためには、リードの幅は１．２ｍｍ以上である必要がある。このように、細いリードフレームにおいて、吸着孔による吸着は制約が大きいという問題がある。
先述したとおり、特許文献１は複数の吸着孔を設け、基板と接しない孔についてはピンで塞ぐことでリードフレーム全面を均一に保持するというものであるが、リードフレームのパターンは細く複雑になってきており、吸着孔を小さく密に配置する必要が出ているため、リードフレームの形状に合わせてピンを抜き差しするのは煩雑で困難となっている。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複雑な形状のリードフレームを確実にワイヤボンド装置に吸着固定させて、安定した接合が可能なワイヤボンド工程を有するパワーモジュールの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わるパワーモジュールの製造方法は、ダイシングされた半導体チップをリードフレーム上にダイボンドする工程と、ダイボンドされた前記半導体チップと前記リードフレームの電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含み、前記ワイヤボンドを施す工程は、複数の第１の吸着孔が形成されたワイヤボンド治具の前記リードフレームの載置面上に、前記リードフレームのパターンが形成されていないパターン抜き領域に対応した前記ワイヤボンド治具の前記第１の吸着孔を塞ぐためのシャッターシートを載置する工程と、前記シャッターシートを挟んで前記リードフレームを前記ワイヤボンド治具の前記載置面上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明に係わるパワーモジュールの製造方法は、ダイシングされた半導体チップをリードフレーム上にダイボンドする工程と、ダイボンドされた前記半導体チップと前記リードフレームの電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含み、前記ワイヤボンドを施す工程は、ワイヤボンド治具の前記リードフレームの載置面上に多孔物質を配置する工程と、前記多孔物質の上方に、前記リードフレームのパターンが形成されていないパターン抜き領域に対応した前記多孔物質の表面領域を塞ぐためのシャッターシートを載置する工程と、前記シャッターシートを挟んで前記リードフレームを前記ワイヤボンド治具の前記載置面上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によるパワーモジュールの製造方法によれば、複雑な形状のリードフレームを容易にワイヤボンド装置に吸着固定することができ、安定した接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるパワーモジュールの製造方法を示すリードフレーム固定部の分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態２におけるパワーモジュールの製造方法を示すリードフレーム固定部の断面図である。
【図３】図２の比較例を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３におけるパワーモジュールの製造方法を示すリードフレーム固定部の分解斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態４におけるパワーモジュールの製造方法を示すリードフレーム固定部の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態５におけるパワーモジュールの製造方法を示すリードフレーム固定部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。
なお、各図面中において、同一符号は同一あるいは相当のものであることを示す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるパワーモジュールの製造方法を示すワイヤボンド装置のリードフレーム固定部の分解斜視図である。図１に示すように、リードフレーム固定部において、ワイヤボンド治具４は、リードフレーム３を載置する載置面１４を備えている。また、ワイヤボンド治具４の載置面１４には、複数の吸着孔７が設けられている。また、これらの複数の吸着孔７を真空ポンプ（図示なし）に繋ぐために、吸着孔７よりも大きい径を有すると共に載置面１４と反対側に複数の吸着孔７と連通する吸着孔５が設けられている。この吸着孔５に真空ポンプを接続し、真空ポンプを作動させることにより、ワイヤボンド治具４内部が真空引きされ、各々の吸着孔７から分散された吸引力がはたらく。
【００１３】
また、リードフレーム３は、リードフレーム３のパターンが形成されているパターン領域９とリードフレーム３のパターンが形成されていないパターン抜き領域１０を有している。リードフレーム３上には、例えば電力用半導体素子などの半導体チップ１が配置されている。
先述したとおり、リードフレーム３のパターンが形成されていないパターン抜き領域１０に吸着孔７があると、空気が大量に流入するため、圧力が下がり、吸着力が低下してしまう。そこで、パターン抜き領域１０に対応したワイヤボンド治具４の吸着孔７を塞ぐために、シャッターシート８を用いる。シャッターシート８には、開口部１５が形成されており、開口部１５は、リードフレーム３のパターン領域９と同じ形状を有している。
【００１４】
ワイヤボンド治具４の載置面１４表面にシャッターシート８を配置し、そのシャッターシート８上にリードフレーム３を配置する。これにより、シャッターシート８によって、リードフレーム３のパターンが形成されていない位置、つまりパターン抜き領域１０に対応した吸着孔７のみをシャッターシート８で選択的に塞ぐことが可能である。
よって、シャッターシート８とリードフレーム３をワイヤボンド治具４の上に配置すると、吸着孔７は全て塞がるので、吸着孔７から吸気が入り込み、リードフレーム３とワイヤボンド治具４の吸着力が無くなる問題が解消される。なお、実施の形態１において、シャッターシート８に開けている開口部１５は、リードフレーム３の裏面である半導体チップ１が配置された面と反対の面からはみ出すことのないよう、小さくしておく必要がある。例えば、ワイヤボンド装置の位置決め精度が０．１ｍｍ、リードフレーム３の打ち抜きのダレを考慮して０．２ｍｍ、シャッターシート８の開口部１５の形成精度０．１ｍｍとすると、０．４ｍｍずつ各辺を動かして開口部１５を小さくしておくとよい。シャッターシート８の開口部１５の面積を大きくすることで、リードフレーム３の端部であっても吸
着することが可能であり、この発明の実施の形態１を適用したことによって、電極部の線幅が１．２ｍｍ以下の電極であってもずれることなく超音波金属接合を行うことができる。
【００１５】
ワイヤボンド治具４の材質は、例えばステンレス鋼のような、ワイヤボンディング中に変形しにくいものを用いることが可能である。
ここで、実際にワイヤボンド工程で金属などのワイヤ２をリードフレーム３に接続する手順について説明する。まず、ワイヤボンド治具４の載置面１４上にシャッターシート８を載置する。そのシャッターシート８を挟んで、例えば半導体チップ１がダイボンドされたリードフレーム３をワイヤボンド治具４の載置面１４上に配置する。次に、吸着孔５に接続された真空ポンプを用いてワイヤボンド治具４内部を真空引きする。ワイヤボンド治具４内部が真空引きされると、吸着孔７が大気を吸い込むため、吸着孔７がリードフレーム３を吸着する。リードフレーム３の全面が複数の吸着孔７によって吸着固定されている状態で、ワイヤボンディングを行う。ワイヤボンディング後は、ワイヤボンド治具４内部の真空引きを止め、ワイヤボンド治具４内部の真空を解除し、リードフレーム３をワイヤボンド治具４から取り外す。
【００１６】
以下にワイヤボンド工程の手法について説明する。ワイヤボンドは、金属のワイヤ２をツールで加圧しながら超音波で振動させ、半導体チップ１やリードフレーム３の電極部に擦りつけて接合する手法である。加圧しワイヤ２を電極部上で摺動させながら塑性変形させ、ワイヤ２の表面およびリードフレーム３の表面の酸化膜を破壊して新生面を出し、金属同士の距離を金属結合する距離に縮めることで接合を達成する。このとき、ツールの振動は通常水平方向に加えるが、ここで問題となるのがワークの固定状態である。ワークを固着する治具とリードフレーム３間は接着されたり接合されたりするわけではなく、ワイヤボンド後にリードフレーム３を取り出す必要があるため、接触状態でワイヤボンドを行う必要がある。ここで接触面は水平方向であり、かつ超音波振動の加振方向も水平方向であるため、リードフレーム３の固定力、すなわち摩擦力が小さいと、リードフレーム３が水平方向に滑ってしまう事になる。こうなると、ツールとワイヤ２の相対変位が小さくなり、ワイヤ２の変形量が小さくなったり、酸化膜を破るだけの摺動が得られなくなったりしてしまう。さらに相対変位が端子ごとにまちまちとなってしまうため、同じ超音波振動を加振しても、接合結果はまちまちとなり、接合部の品質が不安定になってしまう。
【００１７】
パワーモジュールにおいては、接合強度は品質上重要である。パワーモジュールは、モータなどの負荷に対して、例えば直流を所定の交流に変換したり、系統から受けた交流を所定の周波数、電流の交流に変換したりする機能を有する。その役割上、大電力を扱うことが多いが、扱うエネルギの数％を自身が損失として発熱してしまうという特徴を持つ。このため負荷の変動によって自身の温度変化が顕著である。例えば、使用環境の気温から最高温度として１２５℃や５０℃、１７５℃までの変動を繰り返すことを想定して設計される。リードフレーム３の材料としては、通常Ｃｕを用いるのに対して、ワイヤボンドでは、通常Ａｌを用いる（場所によってはＡｕやＡｇも用いられる）。このような金属素材の違いによって、線膨張係数に差があることから、温度変化に伴う伸び縮みの差が生じ、接合部に温度変化に応じて熱応力が生じる。接合界面の状態によってはこの熱応力に対して接合界面近傍のワイヤ２の素材内に亀裂が進展し、最終的には断線してしまう。このようにパワーモジュールでは、使用に応じて生じる温度変化により各部が疲労していくため信頼性の確保には寿命設計が重要である。ワイヤボンド部の接合強度と接合部の寿命には一般的に相関関係があり、接合品質は寿命設計の観点で重要であると言える。
【００１８】
これらのことから、パワーモジュールにおける接合部の品質安定性はパワーモジュール全体の寿命設計に影響を及ぼす為注意深く品質を確保する必要があるという背景がある。
それに対して、リードフレーム３が細くかつ引き回しが長くなると、リードフレーム３の剛性が小さくなり同じ水平方向の力に対しても変形しやすくなる。特に、プレス加工時の端面のバリなどの形状因子によって接触状態が影響を受けると摩擦状態にもばらつきが生じ、接合安定性が損なわれるリスクが増大する。
リードフレーム３としては、パワーモジュールにおいては厚み０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度のものが用いられる。プレス加工の場合、加工上の制約としては、打ち抜きに用いるパンチの寸法制約として、厚みと同程度が最低必要ということが挙げられる。例えば、厚み０．７ｍｍの板厚のリードフレーム３であれば、細長い箇所として、最低幅０．７ｍｍの箇所が生じる。パワー半導体素子のサイズとしては、数ｍｍ×数ｍｍ程度であるが、ゲート配線や温度、過電流測定用の信号配線、シャント抵抗の電位差測定用の配線などの信号配線は１チップあたり、例えば２本から５本程度必要であり、通常のパワーモジュールはパワー半導体チップを６セット搭載することから数十本の信号配線を外部端子まで引き回す必要がある。
【００１９】
これを配置するためパワーモジュール用のリードフレーム３は外部電極端子の位置からパワー半導体チップや電子部品を配置した周辺への配線経路を構成する必要があり、数十ｍｍの引き回しが必要となる。これらのようにパワーモジュールのリードフレーム３は、板厚とパワー半導体チップの配置に応じて配線を引き回すため、細く長い電極形状を取らざるを得ないという背景があり、接合性の確保に注意が必要である。
これらの課題に対して、この発明の実施の形態１では、細くかつ長く引き回されたリードフレーム３の電極部に対する安定性を確保した。
以上のように、この発明の実施の形態１においては、リードフレーム３の形状が複雑になっても、吸気を漏らすことなく吸着固定することを可能とし、接合品質を安定させることができる。シャッターシート８を用いることにより、リードフレーム３に覆われていないパターン抜き領域１０に対応した吸着孔７を塞ぐことが可能となる。
【００２０】
よって、この発明の実施の形態１のパワーモジュールの製造方法は、ダイシングされた半導体チップ１をリードフレーム３上にダイボンドする工程と、ダイボンドされた半導体チップ１とリードフレーム３の電極部とに対して、超音波接合によりワイヤボンドを施す工程と、を含んでいる。そして、ワイヤボンドを施す工程は、複数の吸着孔７が形成されたワイヤボンド治具４のリードフレーム３の載置面１４上に、リードフレーム３のパターンが形成されていないパターン抜き領域１０に対応したワイヤボンド治具４の吸着孔７を塞ぐためのシャッターシート８を載置する工程と、シャッターシート８を挟んでリードフレーム３をワイヤボンド治具４の載置面１４上に吸着させ、超音波振動によりワイヤを接合する工程とを有している。
これにより、複雑な形状のリードフレームを容易にワイヤボンド装置に吸着固定することができ、安定した接合が可能となる。
【００２１】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２におけるリードフレーム固定部の断面図である。この発明の実施の形態２では、リードフレーム３にバリやダレ部分１２が発生した場合におけるリードフレーム３とワイヤボンド治具４との間の隙間を無くす手法を示す。
実施の形態２においては、リードフレーム３にバリやダレ部分１２があり、リードフレーム３とワイヤボンド治具４との間に隙間が発生してしまう。そうすると、その隙間からワイヤボンド治具４内部に吸気が流れ込んでしまうため、ワイヤボンド治具４とリードフレーム３の吸着力が激減する。その対策として、リードフレーム３とワイヤボンド治具４の間に挟むシャッターシート８の材質を柔らかいゴム材や樹脂材にする方法が挙げられる。リードフレーム３のエッジ部がシャッターシート８に押付けられた時、柔らかいゴム製や樹脂製のシャッターシート８がクッション材の役割を果たし、バリやダレ部分１２を十分に沈み込ませることができれば、吸着力の喪失を防ぐことができる。
【００２２】
シャッターシート８の材質は、金属製のメタルマスクを使用することもできるが、ゴムや樹脂のような、力を加えた時に変形しやすい可撓性材料が優れている。パワーモジュールの配線は、Ａｌ太線ワイヤを常温ウェッジボンディングで接続する方法が用いられるため、金属よりも耐熱性に劣るゴムや樹脂を用いることが可能である。Ａｌワイヤを常温のプレスで打ち抜いて製造された複雑な形状のリードフレーム３には、バリやダレ部分１２が発生しやすい。ゴムのように、リードフレーム３との密着性が良いものを使用すると、隙間が出来にくく、安定し易い。すなわち、少々の位置ずれで、リードフレーム３のエッジ部がシャッターシート８と干渉しても、シャッターシート８が可撓性の材料であれば、重なった部分が若干変形して吸収するため、リードフレーム３が乗り上げて空気が大量に流入して密着性が下がるなどの不具合を防止できる。
【００２３】
実験によれば、バリやダレ部分１２から吸着部までの距離０．２ｍｍ程度を確保すれば、ゴム状の材料で問題なく吸着でき空気漏れは発生しなかった。
実施の形態２においては、以上の構成により、リードフレーム３にバリやダレ部分１２があった場合に、シャッターシート８がそのエッジ部のバリやダレ部分１２に合わせた形状に変形することで、シャッターシート８とリードフレーム３の密着性が向上し、吸気が漏れず、吸着固定することが可能となる。
一方、図３は、図２の比較例を示すリードフレーム固定部の断面図である。図３に示すように、比較例では、リードフレーム３にバリやダレ部分１２が発生した場合に、可撓性材料からなるシャッターシート８を介在させていないためリードフレーム３とワイヤボンド治具４との間の隙間を無くすことができない。よって、吸気が漏れるため、安定したリードフレーム３の吸着固定ができない。
【００２４】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３におけるパワーモジュールの製造方法を示すワイヤボンド装置のリードフレーム固定部の分解斜視図である。図４に示すように、この発明の実施の形態３においては、シャッターシート８の開口部１５を、ボンド点直下に設けている。ボンド点とは、リードフレーム３と半導体チップ１にワイヤボンドが施された電極部である。実施の形態３では、開口部１５がボンド点直下に形成されると共に、リードフレーム３のパターン領域９よりも小さい形状を有している。つまり、実施の形態３では、実施の形態１より小さい開口部１５が設けられている。
【００２５】
つまり、実施の形態１では、リードフレーム３の裏面を均一に吸着するために、シャッターシート８の開口部１５の形状として、リードフレーム３のパターン領域９と同じ形状で一回り小さい開口部１５を使用している。一方、ワイヤボンドではボンディングしている位置でリードフレーム３が印加した超音波振動で動かないことが求められており、実施の形態３では、ボンド点直下を強い力で固定することが求められている。よって、図４のように、開口部１５の面積を減らし、ボンド点直下にのみ矩形の開口部１５を設けている。このように、シンプルな矩形形状の開口部１５をボンド点直下に配置した場合であっても、接合品質を確保することができる。
【００２６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４におけるリードフレーム固定部の断面図である。図５に示すように、この発明の実施の形態４では、リードフレーム３に反り部分１３が生じており、リードフレーム３とワイヤボンド治具４との間に隙間が出来てしまい吸着できない問題に対応するための吸着方法について説明する。
リードフレーム３は、その形状や製造方法、運搬方法などにより、反り部分１３が発生する。特に、プレス打ち抜きでリードフレーム３を作製した場合、フレーム端子の反り部分１３が大きく、自重が加わっても反り部分１３が残ってしまうことが発生する。リードフレーム３に反り部分１３が発生すると、リードフレーム３と吸着孔７との間に隙間が発生する。リードフレーム３と吸着孔７との間に隙間が発生すると、吸気がその隙間からワイヤボンド治具４内部に流れ込み、ワイヤボンド治具４内部の真空度が低下するため、リードフレーム３を固定する吸着力が減少する。
【００２７】
図５に示すように、リードフレーム３の反りが発生している反り部分１３を、クランパ６を用いてワイヤボンド治具４に押しつける。押さえつけると、リードフレーム３とワイヤボンド治具４の間の隙間が無くなり、リードフレーム３は吸着孔７に吸着される。一度吸着されるとクランパ６は不要となるため、押さえを解除することができる。すなわち、一度クランプして吸着固定した後、クランパ６をリードフレーム３上から逃がす機構をつけることで、ボンディング中はクランパ６がリードフレーム３上に存在しない状態とできるため、ワイヤボンド工程におけるキャピラリの動きがクランパ６によって制限されることを防ぐことが出来る。
また、リードフレーム３の反り部分１３を押さえてワイヤボンド治具４に接触させるのに必要なクランパ６からの荷重は、吸着を用いずボンディング中にクランパ６でリードフレーム３を固定する際に印加する荷重よりも一般に小さい値で良い。
【００２８】
よって、リードフレーム３の複数の箇所に対して一つずつ荷重を設定して押さえるような複雑な構造のクランパ６は不要で、リードフレーム３の反り部分１３を押さえてワイヤボンド治具４に接触させるのに十分な小さい荷重を、押さえると破損する可能性のある半導体チップ１から離れた位置から印加すればよい。すなわち、クランパ６を逃がす機構が無くとも、キャピラリの動きを妨げないように十分クリアランスを確保したクランパ６の設計を可能とする。
実施の形態４においては、この構成により、リードフレーム３などのワークに反りが発生していても、吸着孔７とリードフレーム３との間の隙間を無くして吸着固定を可能とする。
なお、図５においては、シャッターシート８を介在させていない図面となっているが、ワイヤボンド治具４とリードフレーム３との間に実施の形態１から実施の形態３と同様に、シャッターシート８を介在させてもよい。
【００２９】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５におけるリードフレーム固定部の断面図である。図６に示すように、実施の形態５においては、リードフレーム３をバキュームチャックにより固定する際に、ワイヤボンド治具４とリードフレーム３間に多孔物質１１を挟むことで吸着力が一点に集中しないように工夫している。この発明の実施の形態５では、多孔物質１１を使用する手法と、実施の形態１で説明したシャッターシート８を用いる手法を組み合わせて、リードフレーム３を吸着固定する方法を説明する。
図６に示すように、リードフレーム３とワイヤボンド治具４の吸着孔５との間に多孔物質１１を挟み、吸着孔５からの吸引力を多孔物質１１で分散させる。また、リードフレーム３と多孔物質１１との間に、リードフレーム３のパターン領域９の形状に対応した開口部１５を設けたシャッターシート８を挟み込む。そうすることで、多孔物質１１のリードフレーム３で覆われていない箇所から吸気が入り込むことを防ぎ、シャッターシート８の開口部１５の形状によって吸着固定したい部分を選択的に吸着することが可能となる。
【００３０】
また、多孔物質１１としては、例えば、多孔質金属や発泡金属、セラミック、多孔質ガラスを用いることが可能である。
以上のとおり、実施の形態５においては、多孔物質１１により吸着力を分散させつつ、シャッターシート８に覆われていない多孔物質１１の表面から吸気が入り込むのを防ぎ、任意の形状のリードフレーム３を均一に固定することができる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  半導体チップ、２  ワイヤ、３  リードフレーム、４  ワイヤボンド治具、５  吸着孔、６  クランパ、７  吸着孔、８  シャッターシート、９  パターン領域、１０  パターン抜き領域、１１  多孔物質、１２  バリやダレ部分、１３  反り部分、１４  載置面、１５  開口部
【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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