(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを両方向へ移送するインデックス・レールと、
前記インデックス・レールの一端部に連結され、前記インデックス・レールに前記幅広リードフレームを供給するローダ部と、
前記インデックス・レールの前記一端部の反対側端部に連結され、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるフレーム駆動部と、
前記インデックス・レールに供給された前記幅広リードフレームの幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結させるためのワイヤボンディング部と、
前記幅広リードフレームを外部に排出するために、前記フレーム駆動部と連結されるアンローディング部を備え、
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを回転させ、前記幅広リードフレームの状態によって選択的に、前記幅広リードフレームをアンローディング部に送るか前記インデックス・レールに再び供給することを特徴とする半導体パッケージ製造装置。
【請求項２】
前記ワイヤボンディング部は、
前記幅広リードフレームに付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとを導電性ワイヤで連結するボンディング・トランスデューサが装着されたボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レール上に移送する移送モジュールとを備え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製造装置。
【請求項３】
前記移送モジュールは、前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レールの幅方向に沿って、前記インデックス・レールの幅方向の一端上から少なくとも前記インデックス・レールの幅方向の中心部上まで移動させることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項４】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるために、
前記幅広リードフレームを支持するためのフレームローディング・レールと、
前記フレームローディング・レールを支持する回転テーブルと、
前記第１面に対する垂線の方向に前記回転テーブルと連結された回転軸と、
前記回転軸に回転駆動力を供給する回転駆動装置とを備え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製造装置。
【請求項５】
前記フレームローディング・レールは、前記フレーム駆動部によって１個の幅広リードフレームずつ回転するように、前記１個の幅広リードフレームを支持す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製造装置。
【請求項６】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームを１８０°回転させ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製造装置。
【請求項７】
前記ローダ部は、前記インデックス・レールから移送された前記幅広リードフレームを外部に排出するためのアンローディング機能を備え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製造装置。
【請求項８】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの前記第１面と第２面とのうち上方を向く面が下方を向くように、前記幅広リードフレームを反転させる反転装置をさらに具備す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製造装置。
【請求項９】
第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを両方向へ移送するインデックス・レールと、前記インデックス・レール上に位置する前記幅広リードフレームの幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームをワイヤボンドによって電気的に連結させるためのワイヤボンディング部とをそれぞれ含む第１ワイヤボンディング装置及び第２ワイヤボンディング装置と、
前記第１ワイヤボンディング装置の一端部に連結され、前記第１ワイヤボンディング装置に前記幅広リードフレームを供給するローダ部と、
前記第２ワイヤボンディング装置の一端部に連結され、前記第２ワイヤボンディング装置から前記幅広リードフレームが排出されるアンローダ部と、
前記第１ワイヤボンディング装置及び前記第２ワイヤボンディング装置のそれぞれ前記 一端部の反対側端部間に連結され、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるフレーム駆動部とを備え、
前記フレーム駆動部は、前記第１ワイヤボンディング装置によってワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記第２ワイヤボンディング装置に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを回転させることを特徴とする半導体パッケージ製造装置。
【請求項１０】
前記ワイヤボンディング部は、
前記幅広リードフレームに付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとを金ワイヤで連結するボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レール上に移送する移送モジュールとを備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項１１】
前記移送モジュールは、前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レールの幅方向に沿って、前記インデックス・レールの幅方向の一端上から少なくとも前記インデックス・レールの幅方向の中心部上まで移動させることを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項１２】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの状態によって選択的に、前記幅広リードフレームを前記第１ワイヤボンディング装置、または前記第２ワイヤボンディング装置に供給することを特徴とする請求項９に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項１３】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの上方を向く面が下方を向くように、前記幅広リードフレームを反転させる反転装置をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の半導体パッケージ製造装置。
【請求項１４】
複数のダイパッドを有する第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを前記第１面が上方を向くようにワイヤボンディング部に供給する段階と、
前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第１面上で幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第１ワイヤボンディング段階と、
前記第１ワイヤボンディング段階でワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させる段階と、
前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第１面上で前記幅方向の他側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第２ワイヤボンディング段階とを含むことを特徴とする半導体パッケージ製造方法。
【請求項１５】
前記幅広リードフレームの前記第２面が上方を向くように、前記幅広リードフレームを反転する段階と、
前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第２面上で幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第３ワイヤボンディング段階と、
前記第３ワイヤボンディング段階でワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを前記第２面に対する垂線を中心に回転させる段階と、
前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第２面上で前記幅方向の他側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第４ワイヤボンディング段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体パッケージ製造方法。
【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の製造装置及び方法に係り、特に半導体パッケージを製造するために幅広のリードフレームにワイヤボンディングを行うための半導体パッケージ製造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯電話、ノート型パソコンなどの普及が進むにつれて、電子機器は、小型化、軽量化及び高精密化される方向に発展しており、かような電子機器に使われる電子デバイスは、さらに小型化及び高密度化が要求されている。かような要求を満足させるために、半導体チップをさらに高集積化させて小型化する方法と共に、半導体チップをマルチチップパッケージング（multi chip packaging）技術によって実装する方法も適用されている。
【０００３】
図１は、典型的なＤＤＰ（Dual Die Package）の構造を示した断面図である。
【０００４】
図１を参照すれば、典型的なＤＤＰ １０は、第１半導体チップ１１及び第２半導体チップ１３から構成される２個の半導体チップがダイパッド２１とリードフィンガ２３とを備えるリードフレーム２０に実装された構造を有する。第１半導体チップ１１及び第２半導体チップ１３は、それぞれ第１接着層２５及び第２接着層２６を介してダイパッド２１の上面及び下面にそれぞれ付着される。第１半導体チップ１１及び第２半導体チップ１３は、それぞれワイヤボンド２７，２８を介してリードフィンガ２３に電気的に連結される。第１半導体チップ１１及び第２半導体チップ１３、ワイヤボンド２７，２８、並びにそれらの接合部分は、エポキシ成形樹脂（epoxy molding compound）のような成形樹脂１５によって封止されて外部環境から保護される。
【０００５】
図２は、典型的なＱＤＰ（Quad Die Package）の構造を示した断面図である。
【０００６】
図２を参照すれば、典型的なＱＤＰ ３０は、ダイパッド４１とリードフィンガ４３とを備えるリードフレーム４０に、４個の半導体チップが実装された構造を有する。すなわちＱＤＰ ３０では、第１半導体チップ３１及び第２半導体チップ３３がそれぞれ第１接着層４５及び第２接着層４７によってダイパッド４１の上面に順に積層されて付着され、第３半導体チップ３５及び第４半導体チップ３７がそれぞれ第３接着層４６及び第４接着層４８によって、ダイパッド４１の下面に順に積層されて付着される。第１ないし第４半導体チップ３１，３３，３５，３７は、それぞれワイヤボンド５１，５３，５５，５７を介してリードフィンガ４３に電気的に連結される。第１ないし第４半導体チップ３１，３３，３５，３７、ワイヤボンド５１，５３，５５，５７及びそれらの接合部分は、エポキシ成形樹脂のような成形樹脂６１によって封止される。
【０００７】
単一半導体チップパッケージ並びに図１及び図２に例示されている構造のＤＤＰ並びにＱＤＰのように、リードフレームを利用して半導体パッケージを製造する工程は、集積回路が形成されたウェーハから単位半導体チップを分離してリードフレームに付着するダイアタッチ（die attach）工程、半導体チップとリードフレームとを電気的に連結させるために、それらを導電性金属ワイヤで接合して連結させるワイヤボンディング（wire bonding）工程、電気的連結部分を外部環境から保護するために、成形樹脂でモールディングするモールディング工程、外側に突出したリードフィンガを切断し、かつ折り曲げるトリム／フォーム（trim／form）工程、そして完成された集積回路チップパッケージの信頼性を検査するテスト工程からなる。
【０００８】
このように、一般的な半導体パッケージ製造工程では、半導体チップが実装される場所と外部との電気的連結手段とを提供できるリードフレーム（lead frame）を使用する。半導体素子の技術開発と市場競争とは熾烈になり、生産性とコスト節減に対する重要性がだんだんと一層高まっている。一般的にリードフレームは、８個または１６個の半導体パッケージを同時に製造できるように、ストリップ（strip）状に製造される。しかし、１つのリードフレームで製造できる半導体パッケージの個数をさらに増やすために、リードフレームの長手方向だけではなく、幅方向にもいくつかの半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを使用しようとする試みがなされている。
【０００９】
しかし、幅広のリードフレームを使用するためには、半導体パッケージ製造設備の交換が必須であり、このため製造設備の開発及び製造コストも増えてしまう問題がある。また、マルチチップパッケージングのための半導体チップパッケージ製造工程には、手作業が必要になり、工程遅延による工程時間の延長と、それによる生産性の低下とが発生する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、前記の従来技術での問題点を解決しようとするものであり、幅広リードフレームを使用できる半導体チップパッケージ製造装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の課題はまた、幅広リードフレームを使用してコスト節減と生産性向上とが可能な半導体チップパッケージ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題を達成するために、本発明は、次のような半導体チップパッケージ製造装置を提供する。
【００１３】
本発明による半導体チップパッケージ製造装置は、第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを両方向へ移送するインデックス・レールと、前記インデックス・レールの一端部に連結され、前記インデックス・レールに前記幅広リードフレームを供給するローダ部と、前記インデックス・レールの前記一端部の反対側端部に連結され、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるフレーム駆動部と、前記インデックス・レールに供給された前記幅広リードフレームの幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結させるためのワイヤボンディング部と、前記幅広リードフレームを外部に排出するために、前記フレーム駆動部と連結されるアンローディング部を備え、前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを回転させ、前記幅広リードフレームの状態によって選択的に、前記幅広リードフレームをアンローディング部に送るか前記インデックス・レールに再び供給する。
【００１４】
前記ワイヤボンディング部は、前記幅広リードフレームに付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとを導電性ワイヤで連結するボンディング・トランスデューサが装着されたボンディングヘッド、及び前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レール上に移送する移送モジュールを備えることができる。
【００１５】
前記移送モジュールは、前記ボンディングヘッドを前記インデックス・レールの幅方向に沿って、前記インデックス・レールの幅方向の一端上から少なくとも前記インデックス・レールの幅方向の中心部上まで移動させることができる。
【００１７】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるために、前記幅広リードフレームを支持するためのフレームローディング・レール、前記フレームローディング・レールを支持する回転テーブル、前記第１面に対する垂線の方向に前記回転テーブルと連結された回転軸、及び前記回転軸に回転駆動力を供給する回転駆動装置を備えることができる。
【００１８】
前記フレームローディング・レールは、前記フレーム駆動部によって１個の幅広リードフレームずつ回転できるように、前記１個の幅広リードフレームを支持できる。
【００１９】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームを１８０°回転させることが望ましい。
【００２０】
前記ローダ部は、前記インデックス・レールから移送された前記幅広リードフレームを外部に排出するためのアンローディング機能を備えることができる。
【００２１】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの前記第１面と第２面とのうち上方を向く面が下方を向くように、前記幅広リードフレームを反転させる反転装置をさらに具備できる。
【００２２】
また前記技術的課題を達成するために、本発明は、次のような半導体チップパッケージ製造装置を提供する。本発明による半導体チップパッケージ製造装置は、第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを両方向へ移送するインデックス・レールと、前記インデックス・レール上に位置する前記幅広リードフレームの幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームをワイヤボンドによって電気的に連結させるためのワイヤボンディング部とをそれぞれ含む第１ワイヤボンディング装置及び第２ワイヤボンディング装置と、前記第１ワイヤボンディング装置の一端部に連結され、前記第１ワイヤボンディング装置に前記幅広リードフレームを供給するローダ部と、前記第２ワイヤボンディング装置の一端部に連結され、前記第２ワイヤボンディング装置から前記幅広リードフレームが排出されるアンローダ部と、前記第１ワイヤボンディング装置及び前記第２ワイヤボンディング装置のそれぞれ前記一端部の反対側端部間に連結され、前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させるフレーム駆動部とを備え、前記フレーム駆動部は、前記第１ワイヤボンディング装置によってワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記第２ワイヤボンディング装置に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを回転させる。
【００２３】
前記フレーム駆動部は、前記幅広リードフレームの状態によって選択的に、前記リードフレームを前記第１ワイヤボンディング装置または前記第２ワイヤボンディング装置に供給できる。
【００２４】
また前記技術的課題を達成するために、本発明は、次のような半導体チップパッケージ製造方法を提供する。本発明による半導体チップパッケージ製造方法は、複数のダイパッドを有する第１面とその反対側の第２面とを有し、長手方向及び幅方向に複数の半導体パッケージを製造できる幅広リードフレームを前記第１面が上方を向くようにワイヤボンディング部に供給する段階と、前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第１面上で幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第１ワイヤボンディング段階と、前記第１ワイヤボンディング段階でワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを前記第１面に対する垂線を中心に回転させる段階と、前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第１面上で前記幅方向の他側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第２ワイヤボンディング段階とを含む。
【００２５】
前記幅広リードフレームの前記第２面が上方を向くように、前記幅広リードフレームを反転する段階と、前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第２面上で幅方向の一側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第３ワイヤボンディング段階と、前記第３ワイヤボンディング段階でワイヤボンディングが行われない前記幅広リードフレームの幅方向の他側半分が前記ワイヤボンディング部に隣接して位置するように前記幅広リードフレームを前記第２面に対する垂線を中心に回転させる段階と、前記ワイヤボンディング部で、前記幅広リードフレームの第２面上で前記幅方向の他側半分に付着された半導体チップと前記幅広リードフレームとをワイヤボンドによって電気的に連結する第４ワイヤボンディング段階とをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による半導体パッケージ製造装置及び方法は、比較的少ない費用で幅広リードフレームに高い精度を維持しつつワイヤボンディングを行える。これによって、コスト節減及び生産性向上を共になすことができる。また、幅広リードフレームにワイヤボンディングを行うにあたり、操作者が手動で幅広リードフレームを回転させたり、裏返す必要がなく、作業時間が短縮され、不良率が低下するようになる。
【００２９】
ましてや、マルチチップパッケージングまたは両面パッケージングなど所望の半導体パッケージによって装置構成を自由に変更できるので、製品及びパッケージング技術変更による装備の効率的な活用が可能になり、市場変化による素早い対応が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】典型的なＤＤＰ（Dual Die Package）の構造を示した断面図である。
【図２】典型的なＱＤＰ（Quad Die Package）の構造を示した断面図である。
【図３】本発明の実施形態による半導体パッケージを製造するための幅広リードフレームを概略的に図示した平面図である。
【図４】本発明の実施形態による半導体パッケージ製造装置を概略的に示した平面図である。
【図５】本発明の実施形態による半導体パッケージ製造装置を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の実施形態による回転テーブルを概略的に示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態による回転テーブルを概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施形態によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施形態によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施形態の変形によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施形態の変形によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【図１４】本発明の他の実施形態による半導体パッケージ製造装置を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、望ましい実施形態を介して、当業者が本発明を容易に理解して再現できるように詳細に説明する。しかし、次に例示する本発明の実施形態は、同じ発明の範囲内でさまざまな他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述の実施形態及び添付図面に図示されたところに限定されるものではない。以下の説明で、ある構成要素が他の構成要素と連結されると記述されるとき、それは、他の構成要素と直接に連結されることもあり、その間に第三の構成要素が介在されることも可能である。また図面で、各構成要素の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張され、説明と関係ない部分は省略されている。図面上で同一符号は、同じ要素を指す。一方、使われる用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態による半導体パッケージを製造するための幅広リードフレームを概略的に図示した平面図である。
【００３３】
図３を参照すれば、上下面を有する幅広リードフレーム７０は、長さＬ方向と幅Ｗ方向とにそれぞれ複数個の単位リードフレーム８０が反復配置されている。ここで、幅広リードフレーム７０の長さＬ方向とは、ダイアタッチ工程で幅広リードフレーム７０が移動する方向を意味する。各単位リードフレーム８０上には、半導体チップ２１０が付着されている。このように、複数の半導体パッケージを製造するための幅広リードフレーム７０は、半導体チップ２１０との電気的連結後に、モールディング領域７２に同時に成形樹脂を形成した後、個別半導体パッケージに分離される。従って、１つの幅広リードフレーム７０にさらに多くの単位リードフレーム８０が含まれるほど、幅広リードフレーム７０で損失される枠部分が減ってコスト節減効果が高まる。また、これと共に生産性も向上することになる。
【００３４】
後述するが、幅広リードフレーム７０と半導体チップ２１０とを電気的に連結するために、導電性ワイヤは、ボンディングヘッドによって幅広リードフレーム７０上に移動する。一般的に、幅広リードフレーム７０は、長さＬ方向にインデックス・レールを介して移動し、前記ボンディングヘッドは、幅広リードフレーム７０の長さＬ方向にも移動を行うが、主に幅広リードフレーム７０の幅Ｗ方向に移動し、幅広リードフレーム７０と半導体チップ２１０とをワイヤボンディングする。ここで、幅広リードフレーム７０の幅中心線Ｃは、幅広リードフレーム７０の幅Ｗ方向の中心を連結する仮想線である。
【００３５】
かようなワイヤボンディング工程は精度を要求するので、前記ボンディングヘッドが移動する過程でも精度が維持されねばならない。前記ボンディングヘッドが要求される精度を維持しつつ、前記インデックス・レールに置かれた幅広リードフレーム７０上で移動してワイヤボンディングを行える距離を有効移動距離という。従って、幅広リードフレーム７０の幅Ｗが前記アタッチヘッドの幅Ｗ方向への有効移動距離ＷＢより広い場合には、幅広リードフレーム７０上のあらゆる半導体チップ２１０に、前記要求される精度でワイヤボンディングを行えない。ここで前記要求される精度は、幅広リードフレーム７０または付着された半導体チップの種類及び規格によって決定される。前記要求される精度を外れる場合、完成される半導体パッケージは、不良になる可能性が高くなる。
【００３６】
もし前記ボンディングヘッドの有効移動距離を増大させた半導体パッケージ製造装置を製造する場合には、コストがかかりすぎてしまう。これは、精密制御が可能な機械装置の場合、精度を高めたり精度を維持しつつ、その動作距離を延長させるためには、開発及び製造に幾何級数的に多くの費用が必要なためである。従って、コスト節減及び生産性向上の効果よりさらに多くの費用がかかってしまう。
【００３７】
図４は、本発明の実施形態による半導体パッケージ製造装置を概略的に示した平面図である。
【００３８】
図４を参照すれば、半導体パッケージ製造装置１００は、ローダ部１１０、インデックス・レール１２０、ワイヤボンディング部１３０及びフレーム駆動部１４０を備える。ローダ部１１０は、リードフレームを収めたマガジンから幅広リードフレーム７０を供給する。インデックス・レール１２０は、ローダ部１１０から供給された幅広リードフレーム７０をフレーム駆動部１４０まで移送する。すなわち、幅広フレーム７０は長さＬ方向に移動する。このとき、ワイヤボンディング部１３０は、インデックス・レール１２０に移送中である幅広リードフレーム７０に付着された半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを導電性ワイヤ、例えば、金ワイヤでワイヤボンディングして電気的に連結させる。
【００３９】
フレーム駆動部１４０は、インデックス・レール１２０から移送された幅広リードフレーム７０を上面または下面に対する垂線を中心に回転させることができる。または、幅広リードフレーム７０の上面が下方を向くように反転させることができる。フレーム駆動部１４０は、幅広リードフレーム７０を回転させる機能と反転させる機能とをいずれも有していることもあり、回転させる機能または反転させる機能のうち一つだけを有していることもある。フレーム駆動部１４０は、幅広リードフレーム７０の状態によって選択的に、幅広リードフレーム７０を回転または反転させたり、再びインデックス・レール１２０に供給することもできる。
【００４０】
ローダ部１１０は、ワイヤボンディングされた幅広リードフレーム７０をマガジンに充填させて離脱させることもできる。または、フレーム駆動部１４０に別途のアンローダ部１７０を連結し、ワイヤボンディングされた幅広リードフレーム７０をマガジンに充填させて離脱させることもできる。すなわち、ローダ部１１０はローディング機能とアンローディング機能とをいずれも有していることもあり、アンローディング機能を有している別途のアンローダ部１７０が別途に使われることも可能である。アンローダ部１７０が連結した場合に、フレーム駆動部１４０は、幅広リードフレーム７０の状態によって選択的に、幅広リードフレーム７０を回転または反転させたり、再びインデックス・レール１２０に供給したり、アンローダ部１７０に送ることができる。すなわち、アンローディング機能をローダ部１１０に含めるか、または別途のアンローダ部１７０を連結するかということは、作業動線、ワイヤボンディングされた幅広リードフレーム７０とワイヤボンディングされていない幅広リードフレーム７０との間の区分便利性のような作業効率性によって選択的に決定されうる。
【００４１】
図５は、本発明の実施形態による半導体パッケージ製造装置の断面図である。具体的に図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した様子である。
【００４２】
図５を参照すれば、ワイヤボンディング部１３０は、ボンディングヘッド１３２及び移送モジュール１３４を備える。ボンディングヘッド１３２は、ボンディング・トランスデューサ１３２ａ及びヘッドブロック１３２ｂを備えることができる。ボンディング・トランスデューサ１３２ａは、ヘッドブロック１３２ｂに連結されて上下動を行い、ワイヤボンディングに必要なエネルギー、例えば超音波を利用したエネルギーを伝達する。ボンディング・トランスデューサ１３２ａの終端部分には、ボンディングプローブ２２０が連結されうる。ボンディングプローブ２２０は、導電性ワイヤ２３０、例えば金ワイヤを使用し、半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２を形成できる。移送モジュール１３４は、移送軸１３４ａと移送駆動装置１３４ｂとを備え、ボンディングヘッド１３２を幅広リードフレーム７０上で移動させることができる。前述のボンディングヘッド１３２の有効移動距離は、ボンディングヘッド１３２が移動してワイヤボンド２３２を形成できる距離を意味する。インデックス・レール１２０の幅ＷＩはインデックス・レール１２０に置かれうる幅広リードフレーム７０の幅を意味する。
【００４３】
図３及び図５を共に参照すれば、インデックス・レール１２０が多様な幅を有する幅広リードフレーム７０を受容できる場合には、インデックス・レール１２０の幅ＷＩは、インデックス・レール１２０に置かれうる幅広リードフレーム７０のうち、最大幅を有する幅広リードフレーム７０を意味する。従って、インデックス・レール１２０の幅ＷＩは、幅広リードフレーム７０の幅Ｗと同じであるか、またはそれより大きくなる（ＷＩ≧Ｗ）。ただし以下では、説明の便宜性のために、特別の言及のない場合において、幅広リードフレーム７０というのは、インデックス・レール１２０に受容されうる最大幅を有する幅広リードフレーム７０を意味する。従って、特別の言及のない場合において、インデックス・レール１２０の幅ＷＩは、幅広リードフレーム７０の幅Ｗと同一である（ＷＩ＝Ｗ）。
【００４４】
ボンディングヘッド１３２の有効移動距離ＷＢは、インデックス・レール１２０の幅ＷＩ方向の一端上から、少なくとも幅中心線Ｃ上までである。幅広リードフレーム７０の幅Ｗを全部含むことはできない（ＷＩ／２≦ＷＢ＜ＷＩ）。すなわち、移送モジュール１３４は、インデックス・レール１２０の幅ＷＩのうち、一側半分上にボンディングヘッド１３２を、要求される精度を有するように移動させることができるが、インデックス・レール１２０のあらゆる幅ＷＩ上で、前記要求される精度を有するように移動させることはできない。従って、ワイヤボンディング部１３０は、幅広リードフレーム７０の幅方向に、少なくとも前記一側半分にはワイヤボンド２３２を形成できるが、前記一側半分と他の側半分とには、全部または一部分にワイヤボンド２３２を形成できない。
【００４５】
言い換えれば、ワイヤボンディング部１３０は、幅広リードフレーム７０の幅方向への一側から幅広リードフレーム７０の幅中間線Ｃまでにある、あらゆる半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２を形成できるが、幅広リードフレーム７０上のあらゆる半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２を形成できない。もちろん、ワイヤボンド２３２を形成できないということは、ワイヤボンド２３２を要求される精度、すなわち誤差範囲を満足させるように形成できないという意味である。
【００４６】
ワイヤボンディング部１３０によって、半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２が形成されるとき、吸着ブロック１２５は、幅広リードフレーム７０の下部で、圧力または熱などを加えることができる。
【００４７】
図６は、本発明の実施形態による回転テーブルを概略的に示す平面図である。
【００４８】
図４及び図６を参照すれば、フレーム駆動部１４０は、回転テーブル１４２を備える。回転テーブル１４２には、インデックス・レール１２０から移送された幅広リードフレーム７０を１個ずつ支持するフレームローディング・レール１４４が結合されている。また、フレームローディング・レール１４４上に、幅広リードフレーム７０を加圧して固定させることができるフレーム固定装置１４６がさらに結合されうる。幅広リードフレーム７０は、フレームローディング・レール１４４上に置かれた後、回転テーブル１４２と共に回転できる。
【００４９】
図７は、本発明の実施形態による回転テーブルの断面図である。具体的に図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩに沿って切断した様子である。
【００５０】
図７を参照すれば、回転テーブル１４２の下部には、回転軸１４８ａ及び回転駆動装置１４８ｂを備える回転装置１４８が連結されている。回転軸１４８ａは、回転テーブル１４２に結合されたフレームローディング・レール１４４の上面、すなわちフレームローディング・レール１４４上に置かれた幅広リードフレーム７０の上面に対する垂線の方向に連結される。従って、回転駆動装置１４８ｂが回転軸１４８ａを回転させれば、回転テーブル１４２と共にフレームローディング・レール１４４が回転し、幅広リードフレーム７０を上面に対する垂線を中心に回転させることができる。回転駆動装置１４８ｂは、エアシリンダ（図示せず）によって、回転軸１４８ａに回転駆動力を供給できる。従って、回転装置１４８は、幅広リードフレーム７０をソフトに１８０°回転させることができる。しかし、周辺装置との連結状態によって、９０°などの他の角度に回転させることもできる。このとき、回転軸１４８ａの回転方向は、必要によって選択され、回転軸１４８ａを中心に左右回りが可能である。
【００５１】
図８ないし図１１は、本発明の実施形態によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【００５２】
図８は、本発明の実施形態による幅広リードフレームの上面一部にワイヤボンドが形成された様子を示す概略図である。
【００５３】
図８を参照すれば、幅広リードフレーム７０の幅中心線Ｃを基準に、一側半分にある半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２が形成される。もちろん、前記一側半分と他の側半分とにある半導体チップ２１０のうち一部と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結するワイヤボンド２３２が形成されることはある。しかし、前記他の側半分にある半導体チップ２１０全部がワイヤボンド２３２によって幅広リードフレーム７０と電気的に連結することはない。幅広リードフレーム７０の前記一側半分にあるあらゆる半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とがワイヤボンド２３２によって電気的に連結された後、幅広リードフレーム７０は、フレーム駆動部１４０に移送される。
【００５４】
以下で、「幅広リードフレーム７０の一側半分にワイヤボンド２３２を形成する」ということは、少なくとも幅広リードフレーム７０の幅中心線Ｃを基準に一側半分にあるあらゆる半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とをワイヤボンド２３２によって電気的に連結するが、他の側半分にある半導体チップ２１０のうち一部は、ワイヤボンド２３２によって幅広リードフレーム７０と電気的に連結されうるが、あらゆる半導体チップ２１０がワイヤボンド２３２によって幅広リードフレーム７０と電気的に連結されたものではないことを意味する。
【００５５】
図９は、本発明の実施形態による幅広リードフレームを回転する様子を示す概略図である。
【００５６】
図９を参照すれば、幅広リードフレーム７０は、フレームローディング・レール１４４上に置かれ、フレーム固定装置１４６によって加圧されて固定されうる。その後、回転テーブル１４２が回転しつつ、幅広リードフレーム７０も共に回転する。
【００５７】
図１０は、本発明の実施形態による幅広リードフレームが回転した様子を示す概略図である。
【００５８】
図１０を参照すれば、幅広リードフレーム７０は、上面に対する垂線を中心に１８０°回転される。従って、幅広リードフレーム７０の幅中心線Ｃを基準に、ワイヤボンド２３２がいずれも形成された一側半分と、ワイヤボンド２３２が一部または全部が形成されていない他側半分の方向が反対に変わる。その後、幅広リードフレーム７０は、再びインデックス・レール１２０に供給される。
【００５９】
図１１は、本発明の実施形態による幅広リードフレームの上面全部にワイヤボンドが形成された様子を示す概略図である。
【００６０】
図１１を参照すれば、幅広リードフレーム７０は、インデックス・レール１２０を介して再びワイヤボンディング部１３０に移送される。幅広リードフレーム７０は、回転によって幅方向の両側部が変わったために、幅広リードフレーム７０と半導体チップ２１０とを電気的に連結させるワイヤボンド２３２が一部または全部形成されていない前記他側半分にもワイヤボンド２３２の形成が可能になる。従って、幅広リードフレーム７０の上面のあらゆる半導体チップ２１０が幅広リードフレーム７０と電気的に連結されるように、ワイヤボンド２３２を形成できる。
【００６１】
ワイヤボンド２３２によってあらゆる半導体チップ２１０と電気的に連結された幅広リードフレーム７０は、ローダ部１１０に移送されてアンローディングされるか、フレーム駆動部１４０を経てアンローダ部１７０に移送されてアンローディングされうる。
【００６２】
これによって、相対的に狭幅のリードフレームに合う相対的に低廉のワイヤボンディング部１３０をそのまま使用し、相対的に幅広のリードフレームにワイヤボンディング工程を遂行することができる。
【００６３】
図１２及び図１３は、本発明の実施形態の変形によるワイヤボンディング工程を示す概略図である。
【００６４】
図１２は、本発明の実施形態の変形による幅広リードフレームの上面に付着された半導体チップと幅広リードフレームとをワイヤボンドによっていずれも電気的に連結した様子を示す概略図である。
【００６５】
図１２を参照すれば、フレーム駆動部１４０内の回転テーブル１４２と結合されたフレームローディング・レール１４４は、反転装置１８０と連結される。このとき、図７で前述の回転装置１４８も、回転テーブル１４２と連結されていることが可能である。すなわち、フレーム駆動部１４０は、必要によって回転装置１４８だけを備えるもの、反転装置１８０だけを備えるもの、または回転装置１４８と反転装置１８０とをいずれも備えるものとすることができる。
【００６６】
反転装置１８０は、フレームローディング・レール１４４に置かれた幅広リードフレーム７０の長手方向に延長された反転回転軸１８２及び反転回転軸１８２と連結された反転駆動装置１８４を備える。反転駆動装置１８２によって反転回転軸１８２が回転すれば、フレームローディング・レール１４４に置かれた幅広リードフレーム７０の上面が下方を向くように反転される。従って、幅広リードフレーム７０がフレームローディング・レール１４４から分離されないように、フレーム固定装置１４６で加圧して固定させることが望ましい。
【００６７】
図１３は、本発明の実施形態の変形によるワイヤボンドによって幅広リードフレームと電気的に連結された半導体チップが、幅広リードフレームの下面に位置する様子を示す概略図である。
【００６８】
図１３を参照すれば、反転装置１８０によって、幅広リードフレーム７０の上面が下方を向くように反転される。従って、幅広リードフレーム７０と半導体チップ２１０とを電気的に連結するために形成したワイヤボンド２３２は、幅広リードフレーム７０の下面に位置することになる。その後、幅広リードフレーム７０は、インデックス・レール１２０にさらに供給され、ワイヤボンド２３２が形成されていない幅広リードフレーム７０の上面にもワイヤボンド２３２が形成され、半導体チップ２１０と幅広リードフレーム７０とを電気的に連結することになる。
【００６９】
図１４は、本発明の他の実施形態による半導体パッケージ製造装置を概略的に示す平面図である。
【００７０】
図１４を参照すれば、半導体パッケージ製造装置５００は、ローダ部１１０、第１ワイヤボンディング装置５１０、フレーム駆動部１４０及び第２ワイヤボンディング装置５２０を備え、さらにアンローダ部１７０を有することができる。第１ワイヤボンディング装置５１０及び第２ワイヤボンディング装置５２０は、それぞれインデックス・レール１２０及びワイヤボンディング部１３０を備える。ここで、ローダ部１１０、インデックス・レール１２０、ワイヤボンディング部１３０、フレーム駆動部１４０、アンローダ部１７０は、それぞれ図４ないし図１３で説明されたところと同一なので、ここでの詳細な説明は省略する。また、第１ワイヤボンディング装置５１０及び第２ワイヤボンディング装置５２０は、同じ構成を有する同じ装置でありうる。
【００７１】
半導体パッケージ製造装置５００は、ローダ部１１０を介して幅広リードフレーム７０を第１ワイヤボンディング装置５１０に供給する。第１ワイヤボンディング装置５１０は、幅広リードフレーム７０の上面の一側半分にワイヤボンドを形成する。その後、幅広リードフレーム７０は、フレーム駆動部１４０で上面に対する垂線を中心に回転され、第２ワイヤボンディング装置５２０に供給されうる。第２ワイヤボンディング装置５２０は、幅広リードフレーム７０の上面のうち、ワイヤボンドが形成されずに幅広リードフレーム７０と電気的に連結されていないあらゆる半導体チップと幅広リードフレーム７０との間にワイヤボンド２３２を形成して電気的に連結する。ワイヤボンドがいずれも形成された幅広リードフレーム７０は、アンローダ部１７０を介して排出される。
【００７２】
このように、インデックス・レール１２０及びワイヤボンディング部１３０を備える複数個のワイヤボンディング装置をインラインに連結した半導体パッケージ製造装置を構成してワイヤボンディング工程を進めることも可能である。
【００７３】
図示されてはいないが、インデックス・レール１２０及びワイヤボンディング部部１３０を備えるワイヤボンディング装置、ローダ部１１０、フレーム駆動部１４０及びアンローダ部１７０を必要によって組み合わせ、多様な形態の半導体パッケージ製造装置を構成することも可能であることはいうまでもない。例えば、アンローディング機能があるローダ部１１０、第１ワイヤボンディング装置５１０、回転機能があるフレーム駆動部１４０、第２ワイヤボンディング装置５２０及び反転機能があるフレーム駆動部１４０を順次に結合した半導体パッケージ製造装置を構成することも可能である。その場合、ローダ部１１０を介して供給された第１面及びその反対側の第２面を有する幅広リードフレーム７０は、第１ワイヤボンディング装置５１０で、前記第１面のうち一側半分にワイヤボンドが形成され、前記回転機能のあるフレーム駆動部１４０で回転され、第２ワイヤボンディング装置５２０で、前記第１面のうち残りの部分にワイヤボンドが形成される。その後、前記反転機能のあるフレーム駆動部１４０で、前記第１面が下部を向くように反転された後、さらに第２ワイヤボンディング装置５２０で、前記第２面のうち一側半分にワイヤボンドが形成され、さらに前記回転機能があるフレーム駆動部１４０で回転され、第１ワイヤボンディング装置５１０で、前記第２面のうち残りの部分にワイヤボンドが形成される。その後、ローダ部１１０を介してアンローディングし、幅広リードフレーム７０の両面にいずれもワイヤボンドを形成できる。
【００７４】
他の例を挙げれば、アンローディング機能のあるローダ部、第１ワイヤボンディング装置、回転機能のある第１フレーム駆動部、第２ワイヤボンディング装置、反転機能のある第２フレーム駆動部、第３ワイヤボンディング装置、回転機能のあるある第３フレーム駆動部、第４ワイヤボンディング装置及びアンローダ部が順次で連結され、幅広リードフレーム７０の両面にいずれもワイヤボンドを形成できる。
【００７５】
以上、幅広リードフレーム上に付着された１層の半導体チップをワイヤボンディングして幅広リードフレームと半導体チップとを電気的に連結することのみを説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、幅広リードフレーム上に複数の半導体チップが層をなして付着されるマルチチップパッケージング技術にも、本発明は適用が可能である。すなわち本発明は、１層をなす半導体チップと幅広リードフレームとをワイヤボンドを形成して電気的に連結した後、その上に半導体チップを付着し、さらに１層をなすようにした場合に、ワイドボンドを形成するにおいても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の幅広リードフレームのための半導体パッケージ製造装置及びこれを利用した半導体パッケージ製造方法は、例えば、半導体パッケージ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０   ＤＤＰ
１１，３１    第１半導体チップ
１３，３３    第２半導体チップ
１５，６１    成形樹脂
２０，４０    リードフレーム
２１，４１    ダイパッド
２３，４３    リードフィンガ
２５，４５    第１接着層
２６，４７    第２接着層
２７，２８，５１，５３，５５，５７    ワイヤボンド
３０    ＱＤＰ
３５    第３半導体チップ
３７    第４半導体チップ
４６    第３接着層
４８    第４接着層
７０    幅広リードフレーム
７２    モールディング領域
８０    単位リードフレーム
１００，５００    半導体パッケージ製造装置
１１０    ローダ部
１２０    インデックス・レール
１２５    吸着ブロック
１３０    ワイヤボンディング部
１３２    ボンディングヘッド
１３２ａ    ボンディング・トランスデューサ
１３２ｂ    ヘッドブロック
１３４    移送モジュール
１３４ａ    移送軸
１３４ｂ    駆動装置
１４０    フレーム駆動部
１４２    回転テーブル
１４４    フレームローディング・レール
１４６    固定装置
１４８    回転装置
１４８ａ    回転軸
１４８ｂ    回転駆動装置
１７０    アンローダ部
１８０    反転装置
１８２    回転軸
１８４    反転駆動装置
２１０    半導体チップ
２２０    ボンディングプローブ
２３０    導電性ワイヤ
２３２    ワイヤボンド
５１０    第１ワイヤボンディング装置
５２０    第２ワイヤボンディング装置
Ｃ    幅広リードフレームの幅中心線
Ｌ    幅広リードフレームの長さ
Ｗ    幅広リードフレームの幅
ＷＢ    アタッチヘッドの幅方向への有効移動距離
ＷＩ    インデックス・レールの幅
【図１】
0005060511.tif 000002
【図２】
0005060511.tif 000003
【図３】
0005060511.tif 000004
【図４】
0005060511.tif 000005
【図５】
0005060511.tif 000006
【図６】
0005060511.tif 000007
【図７】
0005060511.tif 000008
【図８】
0005060511.tif 000009
【図９】
0005060511.tif 000010
【図１０】
0005060511.tif 000011
【図１１】
0005060511.tif 000012
【図１２】
0005060511.tif 000013
【図１３】
0005060511.tif 000014
【図１４】
0005060511.tif 000015