(57)【要約】【課題】本発明は、電極端子に対するワイヤボンディングを行う半導体装置の製造方法に関し、特に電極端子を固定した状態で超音波振動を伴うワイヤボンディングを行う半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースと接するように、該電極端子を該ケースに装着する工程を備える。さらに該ワイヤボンディング面の一部に固定用冶具を押し当て、該電極端子を該ケースと該固定用冶具で挟んで固定した状態で該ワイヤボンディング面のうち該固定用冶具が押し当てられていない部分に対し、超音波印加を伴うワイヤボンディングを行う工程とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースと接するように、前記電極端子を前記ケースに装着する工程と、
前記ワイヤボンディング面の一部に固定用冶具を押し当て、前記電極端子を前記ケースと前記固定用冶具で挟んで固定した状態で前記ワイヤボンディング面のうち前記固定用冶具が押し当てられていない部分に対し、超音波印加を伴うワイヤボンディングを行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースの孔の上側を塞ぐように、前記電極端子を前記ケースに装着する工程と、
前記ケースの孔の下側から固定用冶具を前記孔に挿入して前記ワイヤボンディング面の裏面に押し当てた状態で、前記ワイヤボンディング面に対し、超音波印加を伴うワイヤボンディングを行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースの孔の上側を塞ぐように、前記電極端子を前記ケースに装着する工程と、
前記ケースの孔の下側から前記孔の中の真空引きを行って前記電極端子を前記ケースに固定した状態で、前記ワイヤボンディング面に対し超音波振動を伴うワイヤボンディングを行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースと接するように、前記電極端子を前記ケースに装着する工程と、
磁力発生冶具で発生させた磁力により前記電極端子を前記ケース方向に引き付けて前記電極端子を前記ケースに固定した状態で、前記ワイヤボンディング面に対し超音波振動を伴うワイヤボンディングを行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極端子に対し超音波振動の印加を伴うワイヤボンディングを行う半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極端子と半導体デバイスを電気的に接続する際には両者をワイヤで接続するワイヤボンディングが行われることがある。ワイヤボンディングでは電極端子が備えるワイヤボンディング面に対し、ワイヤボンダ先端のキャピラリと呼ばれる部分によってワイヤが供給されその一端が接合される。この接合は、キャピラリによって電極端子と接合されるべきワイヤに熱と荷重が印加されることにより行われる。近年、ワイヤボディングを低温で行うために、ワイヤに対し前述の熱と荷重の印加に加えて超音波を印加する方式が主流となっている。ワイヤボンディングとして用いられるワイヤに超音波を印加することにより低温で接合強度の強いワイヤボンディングを行うことができる。
【０００３】
ところで、超音波印加を伴うワイヤボンディングによる低温接合の利点を享受するためには、ワイヤボンディングの際に電極端子が半導体装置のケースに固定されるなどしてワイヤボンディング面が動かないことが要求される。すなわちワイヤボンディング面が前述のケースなどに十分に固定された状態で超音波印加を伴うワイヤボンディングを行うことで、ワイヤとワイヤボンディング面との関係において適正な超音波振動を与えることができる。そしてワイヤボンディング面（又は単に電極端子）を固定する方法としては、接着剤を用いたり、電極端子をケースなどに圧入したりすることがある（特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号：ＷＯ９９／２１２２８
【特許文献２】特開平０９−１３９３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤボンディングが行われる半導体装置の一例を図７に示す。図７はベース板１０６に搭載された絶縁基板１０１上に半導体デバイスが搭載される半導体装置１００に関する平面図と側面図である。この半導体装置１００の一部には絶縁基板１０１を覆うようにケース１０４が配置される。ケース１０４には電極端子１０２が複数設置される。電極端子１０２とは、半導体装置１００の外部と半導体デバイスとを電気的に接続するための端子である。
【０００６】
このような電極端子１０２はケース１０４が有する構造に挿入されることで一応の固定を得ている。すなわち、電極端子１０２はケース１０４に形成された突起部１０３によって挟まれることで固定されている。ここで、超音波信号をワイヤボンディングされるべきワイヤに印加して行うワイヤボンディングにおいては、電極端子のケースなどへの強固な固定が不可欠である。ところが、図７で説明した例にように単に電極端子がケースに挿入（圧入）されているだけでは、この固定が不十分である。そして超音波振動するキャピラリと共に電極端子が共振してしまうことを原因として所望の超音波印加を行うことができない問題があった。
【０００７】
そこで、電極端子をケースに対して接着剤などで固定することが考えられる。しかしながら接着剤で固定する方法では、接着剤のワイヤボンディング面への付着などによる信頼性の低下が起こる問題があった。さらに、接着剤を塗布する工程の増加が起こる問題もあった。また、接着剤による固定によっても依然として電極端子の固定が不十分であり、電極端子がキャピラリと共に共振してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電極端子を固定した状態で超音波振動を伴うワイヤボンディングを行うことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の発明にかかる半導体装置の製造方法は、電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースと接するように、該電極端子を該ケースに装着する工程を有する。さらに該ワイヤボンディング面の一部に固定用冶具を押し当て、該電極端子を該ケースと該固定用冶具で挟んで固定した状態で該ワイヤボンディング面のうち該固定用冶具が押し当てられていない部分に対し、超音波印加を伴うワイヤボンディングを行う工程を備える。
【００１０】
本願の発明にかかる半導体装置の製造方法は電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースの孔の上側を塞ぐように、該電極端子を該ケースに装着する工程を有する。さらに該ケースの孔の下側から固定用冶具を該孔に挿入して該ワイヤボンディング面の裏面に押し当てた状態で、該ワイヤボンディング面に対し、超音波印加を伴うワイヤボンディングを行う工程を備える。
【００１１】
本願の発明にかかる半導体装置の製造方法は電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースの孔の上側を塞ぐように、該電極端子を該ケースに装着する工程を有する。さらに該ケースの孔の下側から該孔の中の真空引きを行って該電極端子を該ケースに固定した状態で、該ワイヤボンディング面に対し超音波振動を伴うワイヤボンディングを行う工程を備える。
【００１２】
本願の発明にかかる半導体装置の製造方法は電極端子のワイヤボンディング面の裏面が半導体装置のケースと接するように、該電極端子を該ケースに装着する工程を有する。さらに磁力発生冶具で発生させた磁力により該電極端子を該ケース方向に引き付けて該電極端子を該ケースに固定した状態で、該ワイヤボンディング面に対し超音波振動を伴うワイヤボンディングを行う工程を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、超音波振動を伴うワイヤボンディングを弊害なく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１
本実施形態は電極端子を固定した状態で超音波振動を伴うワイヤボンディングを行うことができる半導体装置の製造方法に関する。図１−３は本実施形態を説明する図である。本実施形態によれば、まず電極端子１２が半導体装置のケース１０に装着される。この装着は電極端子１２が、ケース１０に備わる突起部１１に嵌合するように行われる。電極端子１２はこのようにケース１０に装着されると、ケース１０に対する一応の固定（以後、ケースの突起部などによる電極端子の固定を「仮固定」と称する）を得る。後述するように、仮固定だけでは超音波振動を伴うワイヤボンディング時の電極端子１２の固定が不十分である。なお、このような仮固定は典型的には電極端子１２の突起部１１への圧入により行われる。しかしながらここでいう仮固定は電極端子１２の圧入によるものに限定されず、広くケースによる電極端子の固定を意味するものとする。
【００１５】
本実施形態ではさらに、仮固定された電極端子１２のワイヤボンディング面の一部に固定用冶具１６を押し当てる。ワイヤボンディング面１４はワイヤボンディングが行われるべき部分であり電極端子１２の一部である。そして固定用冶具１６は前述のワイヤボンディング面１４を固定するために導入されるものであって、平板状の材料で開口部を備える。
【００１６】
固定用冶具１６の開口部は、ワイヤボンディング面１４のなかでも実際にワイヤボンディングが行われる場所に配置される。つまりワイヤボンディング面１４を固定用冶具１６ですべて覆ってしまってはワイヤボンディングができない。そのため、固定用冶具１６はワイヤボンディング面１４のなかでも実際にワイヤボンディングを行う場所を表面に露出させるべく開口部を備える。固定用冶具１６は図１に示されるようにワイヤボンディング面１４の一部を上から押さえつけることで電極端子１２をケース１０に対して固定する（以後このように半導体装置外部から導入される固定用冶具によるワイヤボンディング面の固定を「補足固定」と称する）。
【００１７】
上述のような固定を保った状態において、図１の一点鎖線における断面図である図２に示すようにワイヤボンダのキャピラリ１９がワイヤボンディング面１４の直上に導入される。ここで、キャピラリ１９は固定用冶具１６の開口部直上に配置される。キャピラリ１９先端からはワイヤが突出し、このワイヤをワイヤボンディング面１４に押し当て、熱、加圧、超音波の印加を行うことでワイヤボンディングが行われる。ワイヤボンディングが行われるとキャピラリ１９は退避され、ワイヤ１８がワイヤボンディング面１４に接合される（図３）。
【００１８】
このように固定用冶具１６によりワイヤボンディング面１４を固定した状態でワイヤボンディングを行うことが本実施形態の特徴である。すなわち仮固定に加えて前述の補足固定を行う。これによりワイヤボンディング面１４が、キャピラリ１９あるいはワイヤとともに共振したりする弊害を回避できる。よって、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば超音波振動を伴うワイヤボンディングによりワイヤを十分な強度でしかも正確にワイヤボンディング面に接合することができる。
【００１９】
実施の形態２
本実施形態は実施形態１と同様にワイヤボンディング面をケースに対して固定した状態でワイヤボンディングを行うことができる半導体装置の製造方法に関する。図４は本実施形態を説明する図である。図４は図２、３と同様に半導体装置の断面図である。本実施形態にかかる半導体装置の製造方法はワイヤボンディング面の固定方法が異なることを除き実施形態１と同様の工程で実施される。すなわち、補足固定の方法が実施形態１とは異なる。
【００２０】
本実施形態のケース１７およびベース板２１には孔１５が設けられている。孔１５は電極端子１２のワイヤボンディング面１４の裏面に通じるように形成される。すなわち、ワイヤボンディング面１４の裏面がケース１７の孔１５の上側を塞ぐ。この孔１５の下側、すなわちベース板２１側から固定用冶具２２が孔１５に挿入される。そして固定用冶具２２は所定の力でワイヤボンディング面１４の裏面に押し当てられる。このように固定用冶具２２がワイヤボンディング面１４の裏面に押し当てられた状態で、超音波振動を伴うワイヤボンディングが行われることが本実施形態の特徴である。
【００２１】
本実施形態では固定用冶具によりワイヤボンディング面の裏面に力を加え、さらにキャピラリ先端からはワイヤボンディング面に加圧が行われる。したがってワイヤボンディング面１４は上下両方向から力を受けて固定される。換言すれば、ワイヤボンディング面１４は固定用冶具２２によって下支えされていることになり、これによりワイヤボンディング面１４の固定が行われる。よって超音波振動を伴うワイヤボンディングにおいてもワイヤとワイヤボンディング面との間に十分な超音波を印加できるから十分な強度でしかも正確なワイヤボンディングを行うことができる。
【００２２】
実施の形態３
本実施形態は実施形態１と同様にワイヤボンディング面をケースに対して固定した状態でワイヤボンディングを行うことができる半導体装置の製造方法に関する。図５は本実施形態を説明する図である。図５は図２、３と同様に半導体装置の断面図である。本実施形態にかかる半導体装置の製造方法はワイヤボンディング面の固定方法が異なることを除き実施形態１と同様の工程で実施される。すなわち、補足固定の方法が実施形態１とは異なる。
【００２３】
本実施形態のケース１７およびベース板２１には実施形態２と同様に孔１５が設けられている。さらに本実施形態では孔１５の下側を覆うように吸着冶具２４が配置される。吸着冶具２４は半導体装置の外部から導入されるものでありワイヤボンディング面１４の補足固定を行うものである。吸着冶具２４は真空ポンプと接続されており、孔１５の真空引きを行う。本実施形態の真空ポンプは１×１０−３Ｔｏｒｒ程度の真空引きを行うが、特にこれに限定されることはなく所望の補足固定を行うことができる程度であれば良い。
【００２４】
孔１５内の真空引きにより電極端子１２がケース１７に対して引き付けられるため、電極端子１２はケース１７に対して固定される。よって超音波振動を伴うワイヤボンディングにおいてもワイヤとワイヤボンディング面との間に十分な超音波振動を印加できるから十分な強度でしかも正確なワイヤボンディングを行うことができる。
【００２５】
実施の形態４
本実施形態は実施形態１と同様にワイヤボンディング面をケースに対して固定した状態でワイヤボンディングを行うことができる半導体装置の製造方法に関する。図６は本実施形態を説明する図である。図６は図２、３と同様に半導体装置の断面図である。本実施形態にかかる半導体装置の製造方法はワイヤボンディング面の固定方法が異なることを除き実施形態１と同様の工程で実施される。すなわち、補足固定の方法が実施形態１とは異なる。
【００２６】
本実施形態では磁力発生冶具２６がベース板２０と接して配置される。磁力発生冶具２６は磁力を発生して電極端子１２をケース１７方向へ引き付ける。よって電極端子１２がケース１７に対して固定される。これにより超音波振動を伴うワイヤボンディングにおいてもワイヤとワイヤボンディング面との間に十分な超音波振動を印加できるから十分な強度でしかも正確なワイヤボンディングを行うことができる。
【００２７】
以上実施形態１から４を通してワイヤボンディング面の補足固定の方法を説明してきたが、本発明は上述したものに限定される訳ではなく、様々な変形が考えられる。すなわち、本発明の特徴は「半導体装置外部から補足固定のための手段を導入して、補足固定を行った状態で超音波振動を伴うワイヤボンディングを実施する」ことであるから、この範囲を逸脱しない限りにおいては様々な変形が適宜行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図２】図１の一点鎖線における断面図である。
【図３】実施の形態１によってワイヤボンディングが行われた半導体装置を説明する図である。
【図４】実施の形態２の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図５】実施の形態３の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図６】実施の形態４の半導体装置の製造方法を説明する平面図である。
【図７】本発明が適用される半導体装置の一例について説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ケース、  １２  電極端子、  １４  ワイヤボンディング面、  １６  固定用冶具、  １９  キャピラリ、  １５  孔、  ２２  固定用冶具、２４  吸着冶具、        
２６  磁力発生冶具
【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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