JPH02125631A - 半導体装置およびその製造方法並びにそれに使用されるワイヤボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製、造波術、特に、半導体ペレ
ントに作り込まれた電子回路を外部に取り出す電気配線
技術としてのワイヤボンディング技術に関し、例えば、
樹脂封止パッケージを備えているバイポーラ形半導体集
積回路装置の製造に利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

一般に、樹脂封止型パッケージを備えている半導体装置
は、半導体ペレットと、半導体ペレットの周囲に配設さ
れている複数本のリードと、半導体ベレン）・のボンデ
ィングパッドおよび各リードのインナ部に両端部をボン
ディングされて橋絡されているワイヤと、半導体ペレッ
ト、リードの一部、およびワイヤを樹脂封止するパッケ
ージとを備えており、リード群を形成する材料としては
鉄系材料、または、銅系材料が使用されており、ワイヤ
を形成する材料としては金（Ａｕ）線が使用されている
。

そして、このワイヤはボンディング工具としてキャピラ
リーが使用されることにより、半導体ペレットのボンデ
ィングパッドおよび各リードのインチ部にそれぞれボン
ディングされるのが、通例である。

一方、金銀の消費を節約しつつ、半導体ペレットと各リ
ートとの電気的接続を確保する半導体装置として、リー
ド群の素材になるリードフレームおよびワイヤを形成す
る材料に銅系材料をそれぞれ使用するものが提案されて
いる。

なお、リードフレームおよびワイヤを形成する（材料と
して銅系材料をそれぞれ使用する技術を述べである例と
しては、特開昭６２−１６５３３５号公報、がある。

また、銅ワイヤボンディング技術を述べである例として
は、特開昭５８−１６９９１８号公報、がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、銅系材料から形成されているリードに銅系材料
からなるワイヤ素材がボンディングされる技術において
は、銅系材料からなるワイヤ素材を銅系材キミ）からな
るリードの母材表面にボンディングする場合には、ボン
ダビリテイーの良好なワイヤボンディングを確保し得な
いという問題点があることが、本発明者によって明らか
にされた。

本発明の目的は、銅系材料からなるリードのインナ部に
銅系材料からなるワイヤ素材を良好なボンダビリティ−
をもってボンディングすることができる半導体装置の製
造技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、半・導体ペレットと、銅系材料を使用されて
形成されており、半導体ペレントの周囲に配設されてい
る複数本のリードと、銅系材料を使用されて形成されて
おり、半導体ペレットのボンディングパッドおよび各リ
ードのインナ部に両端部をボンディングされて橋絡され
ているワイヤと、半導体ペレット、リードの一部、およ
びワイヤを樹脂封止するパンケージとを備えている半導
体装置の製造方法に使用されるワイヤボンディング装置
において、先端面に平面部がワイヤ挿通孔と同心的に配
されて円形環状に形成されているとともに、この平面部
の内側部分に内側傾斜面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔
にかけて少なくとも二重に変化するように形成されてお
り、かつ、この平面部の外側部分に外側傾斜面部が緩や
かに傾斜するように形成されているキャピラリーを使用
し、銅系材料を使用されているワイヤ素材をその一端部
を前記半導体ペレットのボンディングパッドにボールボ
ンディングするとともに、その他端部を前記各リードの
インナ部における銅系材料からなる母材表面にボンディ
ングすることにより、ワイヤを半導体ペレットのボンデ
ィングパッドと各リードのインナ部との間に橋絡するよ
うにしたものである。

〔作用〕

銅系材料からなるワイヤ素材がペレットのボンディング
パッドにキャピラリ、−によりボールボンディングされ
る際、従来のキャピラリーが使用される場合においては
、ワイヤ素材の先端に溶融形成されたボールの外周部付
近がキャピラリー先端の平面部によりボンディングパッ
ドに垂直に押し付けられているため、局部的に強い力が
かかり、ボンディングパッドにダメージが作用すること
になる。

しかし、前記した手段によれば、キャピラリーの先端平
面部の内側に少なくとも二重に傾斜が変更された内側傾
斜面部が形成されていることにより、この内側傾斜面部
の空間部内に前記ボールが収容されて、ボールがこの内
側傾斜面部の内周傾斜面によりボンディングパッドに押
し付けられるため、ボンディングパッドに垂直方向の力
が斜め方向の力に分散されることによって、局部的に強
い力がかかることは避けられる。その結果、銅系材料か
らなるワイヤ素材がペレットのボンディングパッドにキ
ャピラリーによりボンディングされる際、ボンディング
パッドにダメージが作用するのは回避されることになる
。

また、銅系材料からなるワイヤ素材の中間部がリードの
インナ部にキャピラリーにより超音波熱圧着ボンディン
グされる際、キャピラリーはワイヤ素材を間に挟んでリ
ードのインチ部に垂直に押し付けられる。この際、キャ
ピラリーのワイヤ挿通孔の先端部に形成された内側傾斜
面部と、リードのインナ部の平面とがなす傾斜角度が大
きい場合には、ワイヤ素材は内側傾斜面部の先端平面部
との接点付近（人口付近）においては強い力によって押
し付けられるが、先端平面部（入口）から離れる程、押
し付は力は象、激に低下することになる。その結果、ワ
イヤとリードとの接合力は小さくなるため、ワイヤはリ
ードから剥離し易くなり、断線が発生し易くなる。

しかし、ｉ＋記した手段によれば、キャピラリーの平面
部内側にその傾斜が少なくとも二重に変化する傾斜面部
が形成されているため、ワイヤは先端平面部（内側傾斜
面部の入口）からある程度乱れている箇所においてもリ
ードの平面に適度な押し付は力をもって押し付けられる
ことになる。したがって、ワイヤとリードとの接合力は
大きくなるため、ワイヤはリードから！ＩＩ離し難くな
り、断線の発生が防止されることになる。

ここで、ワイヤ素材の中間部がリードのインナ部にキャ
ピラリーによって押し付けられる際、キャピラリー先端
面に平面部が広く形成されている従来例の場合、そのキ
ャピラリーによるワイヤ素材に対するリードへの押し付
は力が大きいと、ワイヤ素材の押し潰れによってワイヤ
の引張強度が小さくなるため、ワイヤの断線が発生し易
くなる。

これは、ワイヤ素材の中間部がリードにキャピラリーの
広い平面部により強く押し付けられることにより、ワイ
ヤが薄く伸ばされて、所定の強度を保つための厚さ′を
形成することができないためである。

逆に、その押し付は力が小さいと、ワイヤとリードとの
接合力が弱くなるため、ワイヤがリードから剥離し易く
なる。

そこで、キャピラリー先端面における平面部を狭く形成
した場合、ワイヤ素材の中間部がリードの平面に狭小の
押し付は面によって押し付けられることになるため、ワ
イヤが切断され易くなり、断線不良が発生し易くなる。

しかし、前記した手段によれば、キャピラリー先端部に
おける平面部の内外両脇に、内側傾斜面部および外側傾
斜面部が緩やかな傾斜角度をもってそれぞれ形成されで
いるため、ワイヤ素材の中間部はり一トの平面に適当な
面積で、かつ、程良い押し付は圧力をもって押し付けら
れることになる。その結果、ワイヤは強い押し付は力下
においても、所定の押し潰れ厚さを維持することができ
るとともに、リードに所定の引張強度をもって接合され
るため、ワイヤはリードに良好なボンダビリティ−をも
って接続されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置に使用されているキャピラリーを示す拡大部分縦断面
図、第２図は本発明の一実施４ｊａｔである樹脂封止型
パンケージをそなえている半導体装置を示す一部切断正
面図、・第３図〜第１１図は本発明の一実施例である半
導体装置の製造方法を示す各説明図である。

本実施例において、本発明に係る半導体装置は、高密度
実装を実現するだめの半導体集積回路装置（以下、ＩＣ
という、）である樹脂封止型ミニ・スクエア・パッケー
ジを備えているＩｃ（以下、ＭＳＰ・ＩＣ１または、単
に、ＩＣということがある。）として構成されている。

この樹脂封止型ＭＳＰ・ＩＣはシリコン半導体ペレット
（以下、ペレットという、）１２と、ペレットの周囲に
配設されている複数本のり一部９と、ペレットの各ボン
ディングパッドＬ２ａ、および各リード９のインナ部９
ａにその両端部をそれぞれボンディングされて橋絡され
ているワイヤ１３と、これらを樹脂封止するパッケージ
１４とを備えており、前記リード９群が銅系材料を使用
されて形成されているとともに、前記ワイヤ１３が銅系
材料を使用されて形成されている。そして、このワイヤ
は後記するキャピラリーを備えているワイヤボンディン
グ装置を使用されることにより、その一端部が前記ペレ
ットの電極にボールボンディングによりボンディングさ
れているとともに、他端部が前記各リードのインナ部に
おける前記銅系材料からなる母材表面に超音波熱圧着ボ
ンディングされている。

このＭＳＰ・ＩＣは次のような製造方法により製造され
ている。

以下、本発明の一実施例であるこの樹脂封止型ＭＳＰ−
ＩＣの製造方法を説明する。この説明により、前記ＭＳ
Ｐ・ＩＣについての構成の詳細が共に明らかにされる。

本実施例において、本発明に係る樹脂封止型ＭＳＰ−Ｉ
Ｃの製造方法には、第３図に示されている多連リードフ
レームｌが使用されている。この多連リードフレームｌ
は銅系（銅、またはその合金）材料からなる薄板を用い
て、打ち抜きプレス加工またはエツチング加工等のよう
な適当な手段により一体成形されている。この多連リー
ドフレームを形成する銅系材料としては、析出硬化型銅
系材料、例えば、０．０５〜．０．１５％のジルコニウ
ム（Ｚｒ）を含有する（残りは銅）析出硬化型銅系材料
や、０．５０〜０．６０％程度のジルコニウム、および
、０．２０〜０．３０％程度のクロム（Ｃｒ）を含有す
る析出硬化型銅系材料、が使用されている。析出硬化型
銅系材料は、導電率、および引張強度が高く、銅、アル
ミニウム、金等のような金属に対する機械的接続性が優
れており、その結果、これらの金属が使用されているワ
イヤがボンディングされる際におけるボンダビリティ−
がきわめて良好になる。

この多連リードフレーム１には複数の単位リードフレー
ム２が横方向に１列に並設されている。

単位リードフレーム２は位置決め孔３ａが開設されてい
る外枠″３を一対備えており、両外枠３は所定の間隔で
平行になるように配されて一連にそれぞれ延設されてい
る。隣り合う単位リードフレーム２．２間には一対のセ
クション枠４が両外枠３．３間に互いに平行に配されて
一体的に架設されており、これら外枠、セクション枠に
より形成される略正方形の枠体内に単位リードフレーム
２が構成されている。

各単位リードフレーム２において、外枠３およびセクシ
ョンパー４の接続部にはダム吊り部材５が略直角方向に
それぞれ配されて一体的に突設されており、ダム吊り部
材５には４本のダム部材６が略正方形の枠形状になるよ
うに配されて、一体的に吊持されている。セクション枠
４側の各ダム部材６にはタブ吊りリード７が両端に配さ
れて、略４５度方向に一体的に突設されており、各タブ
吊りリード７の先端には略正方形の平板形状に形成され
たタブ８が、ダム部材６群の枠形状と略同心的に配され
て一体的に吊持されている。ダム部材６には複数本のり
一部９が長手方向に等間隔に配されて、互いに平行で、
ダム部材６と直交するように一体的に突設されており、
各リード９の内側端部は先端がタブ８に近接されてこれ
を取り囲むように配されることにより、インナ部９ａを
それぞれ構成している。他方、各リード９の外側延長部
分は、その先端が外枠３およびセクション枠４から離間
して切り離され、アウタ部９ｂをそれぞれ構成している
。そして、ダム部材６における隣り合うリード９．９間
の部分は後述するパッケージ成形時にレジンの流れをせ
き止めるダム６ａを実質的に構成している。

ちなみに、本実施例において、リード９群のインナ部９
ａには、通常、ボンダビリティ−を向上させるために形
成されるｌｕ（Ａｇ）めっき被膜が形成されていない、
したがって、リード９群のインナ部９ａにおいては、多
連リードフレームの母材を形成している銅系材料の表面
が露出されていることになる。また、タブ８はリード９
群の面よりも半導体ペレットの厚み分程裏面方向に下げ
られている（所謂タブ下げ）、。

前記構成にかかる多連リードフレームには各単位リード
フレーム２毎にペレット・ボンディング作業、続いて、
ワイヤ・ボンディング作業が実施され、これら作業によ
り、第４図および第５図に示されているような組立体が
製造されることになる。これらのボンディング作業は多
連リードフレームが横方向にピンチ送りされることによ
り、各単位リードフレーム２毎に順次実施される。

まず、ペレットボンディング作業により、前工程におい
てバイポーラ形の集積回路素子（図示せず）を作り込ま
れた半導体集積回路構造体としてのペレットＩ２が、各
単位リードフレーム２におけるタブ８上の略中央部に配
されて、銀ペースト等のような適当な材料を用いられて
形成されるオンディング層１１を介して固着される。恨
ペーストは、エポキシ系樹脂接着剤、硬化促進剤、およ
び溶剤に銀粉が混入されて構成されているものであり、
リードフレーム上に塗布された銀ペーストにペレットが
押接された後、適当な温度により硬化（キュア）される
ことにより、ボンディング層１１を形成するようになっ
ている。

そして、タブ８に固定的にボンディングされたペレット
１２のポンディングパツド１２ａと、単位リードフレー
ム２における各リード９のインナ部９ａとの間に、後記
する銅系材料を使用されて形成されているワイヤ１３が
、第１図および第６回〜第８図に示されているよ、うな
ワイヤボンディング装置が使用されることにより、その
両端部をそれぞれボンディングされて橋絡される。これ
により、ペレット１２に作り込まれている集積回路は、
ボンディングパッド１２ａ２ワイヤ１３、リード９のイ
ンナ部９ａおよびアウタ部９ｂを介して電気的に外部に
引き出されることになる。

ここで、ワイヤボンディング作業について説明する。

第６図に示されているワイヤボンディング装置２０はペ
レット１２の１掻パッド１２ａと、各単位リードフレー
ム２の各リード９との間にワイヤ１３をそれぞれ橋絡さ
せることにより、ペレット１２と各リード９とを電気的
に接続するように構成されている。ごのワイヤボンディ
ング装置２０はフィーダ２１を備えており、フィーダ２
１は多連リードフレームｌを長手方向について摺動自在
に保持して、単位リードフレーム２のピッチをもうて歩
進送りし得るように構成されている。フィーダ２ｔには
ヒートブロック２２が単位リードフレーム２毎に加熱し
得るように設備されている。

フィーダ２１におけるボンディングア−ムの外部にはＸ
Ｙ子テーブル３がＸＹ力方向移動し得るように設０１Ｎ
されており、ＸＹ子テーブル３上にはボンディングへ・
ノド２４が搭載されている。このボンディングヘッド２
４にはボンディングアーム２５が基端を回転自在に軸支
されて支持されており、このアーム２５はその先端に固
設されたギヤピラリ−２６を上下動させるように、カム
機構（図示せず）により駆動されるように構成されてい
る。また、ボンディングヘッド２４にはボンディングア
ーム２５を遥してキャピラリー２６を超音波振動させる
超音波発振装置（図示せず）が設備されている。

ボンディングアーム２５の上側には一対のクランパアー
ム２７．２８が電磁プランジャ機構等のような適当へ手
段（図示せず）により作動されるように設備されており
、両アーム２７．２８の各先端はキャピラリー２６の真
上位置に配されてクランパ２９を構成している。クラン
パ２９にはす−ル（図示せず）から操り出、されるワイ
ヤ素材（後記する。〕がガイド３０を介して挿通されて
おり、ワイヤ素材はさらにキャピラリー２６に挿通され
ている。

キャピラリー２６の近傍には放電電極３１がキャピラリ
ー２６の移動から独立して設備されており、この放電電
極３１はその上端部が回転自在に軸支されることにより
、その先端部がキャピラリー２６の下方位置、すなわち
、ワイヤ素材の先端の真下位置と、キャピラリー２６の
側方位置（退避位置）との間を移動されるように構成さ
れている。また、この電極３１と前記クランパ２９との
間には電源回路３２が接続されており、放電電極３１と
ワイヤ素材の間で放電アークを生成させるようになって
いる。

このワイヤボンディング装置２０は第７図に示されてい
るように、ワイヤ素材の先端で生成されるポールの周囲
にガスを供給することにより、ガス雰囲気を形成するだ
めのチューブ３３を備えており、このガス供給手段とし
てのチューブ３３は放電電極３１にチューブの開口部を
キャピラリー２６の下方位置に向けて取り付けられてい
る。チューブ３３には還元作用のあるガス３５、例えば
、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガス等を供給するた
めのガス供給ｔＡ３４が接続されている。

一方、フィーダ２１の底部には、多連リードフレームの
酸化を防止するための還元性ガス（以下、リードフレー
ム酸化防止用ガスという、）４０を供給する手段として
の還元性ガス供給装置４１が設備されており、この供給
装置４１は吹出口４２を備えている。吹出口４２は多連
リードフレーム１の周囲にリードフレーム酸化防止用ガ
ス４０を緩やかに吹き出し得るように、フィーダ２１の
上面に複数個開設されており、この吹出口４２群にはガ
ス供給路４３が接続されている。ガス供給路４３はガス
供給ユニット４４に接続されており、ガス供給ユニット
４４は還元性ガス、例えば、窒素ガスおよび水素ガスか
ら成る混合ガスを、予め設定された流量をもって常時供
給し得るように構成されている。

そして、フィーダ２１上に・はカバー４５がフィーダ２
１を送られる多連リードフレームｌを略全体にわたって
被覆するように設備されており、このカバー４５は多連
リードフレーム１の周囲に供給された酸化防止用ガス４
０を多連リードフレーム１の周囲に可及的に停滞させる
ようになっている。カバー４５には窓孔４６がキャピラ
リー２６の真下におけるボンディングステージとなる位
置に配されて、ワイヤボンディングを実施し得る大きさ
の略正方形形状に開設されている。この窓孔４６には略
正方形枠形状に形成されたリードフレーム押さえ具４７
が昇降自在に嵌合されており、この押さえ具４７はカム
機構等のような適当な駆動装置（図示せず）によりフィ
ーダ２１の間欠送り作動に連携して上下動するように構
成されている。すなわち、この押さえ具４７はワイヤボ
ンディングが実施される時に単位リードフレーム２壱上
から押さえることにより、リードフレームの遊動を防止
するように構成されている。

本実施例において、ボンディング工具としてのキャピラ
リー２６の先端部は第１図に示されているように構成さ
れている。すなわち、キャピラリー２６はサファイアお
よびサイアロン（窒化珪素）等のような超硬質の材料を
使用されて細長い略丸棒形状に形成されており、その中
心線上にはワイヤ挿通孔２６ａが断面円形形状に開設さ
れている。ワイヤ挿通孔２６ａの内径りはワイヤ素材の
直径よりも若干大径になるように設定されている。キャ
ピラリー２６の先端面には平面部２６ｂがワイヤ挿通孔
２６ａと同心的に配されて、円形ｊング形状に形成され
ており、この平面部２６ｂの内外には内側傾斜面部２６
ｃ、および外側傾斜面部２６ｆがそれぞれ同心円になる
ように配されて形成されている。この平面部２６ｂの径
方向の幅ｗｂはワイヤ挿通孔２６ａの内径りのＬ／２倍
以上、すなわち、ｗｂ≧１／２ＸＤ、になるように設定
されている。この平面部２６ｂの幅ｗｂは、後述するよ
うにワイヤ線材をリードのインナ部に押し付けて第２ボ
ンディング部を形成する際に、第２ボンディング部にお
いて所要の接合強度を確保するのに必要である。

平面部２６ｂの内側に形成された内側傾斜面部２６ｃに
おける平面部２６ｂとの境界になる縁辺の外径Ｄｃは、
ワイヤ挿通孔２６ａにおける内径りの３倍以下、すなわ
ち、Ｄｃ≦３×Ｄ１になるように設定されている。これ
は、内側傾斜面部２６ｃの内径Ｄｃがワイヤ挿通孔内径
りの３倍よりも大きくなると、キャピラリー２６の全体
外径が大きくなるばかりでなく、後記するテール出し時
において、テール出し部が屈曲し易くなるため、これを
回避するのに必要となる。

この内側傾斜面部２６ｃには内側面取り傾斜面部２６ｄ
と外側面取り傾斜面部２６ｅとが、その傾斜角度を大小
に変化されてそれぞれ面取りされることにより、互いに
内外で隣接されて同心円に形成されている。ワイヤ挿通
孔２６ａ側である内側に配された内側面取り傾斜面部２
６ｄは、その平面部２６ｂとなす傾斜角度θｄが４０〜
５０度になるように形成されており、平面部２６ｂ側で
ある外側に配された外側面取り傾斜面部２６　ｅ　Ｌそ
の平面部２６ｂとなす傾斜角度θｅが５〜３０度になる
ように形成されている。また、内側面取り傾斜面部２６
ｄはその外径Ｄｄが、ワイヤ挿通孔内径りの１．２倍以
上、すなわち、Ｄｄ≧１゜２ｘＤになるように形成され
ている。

他方、平面部２６ｂの外側に形成された外側傾斜面部２
６［は、その平面部２６ｂとなす傾斜角度ｏｆが３〜１
５度になるように形成されている。

これは、後述するように第２ボンディング部を形成する
隙にワイヤを押し潰しし過ぎないようにするために必要
である。また、外側傾斜面部２６ｆの外側には弯曲部２
６ｇが隣接するように配されて、比較的大きな曲率をも
って形成されている。

この外側傾斜面部２６ｆはその幅Ｗｆ、すなわち、この
外側傾斜面部２６ｆと平面部２６ｂとの境界から、外側
傾斜面部２６ｆの弯曲部２６ｇとの境界までの間隔が、
ワイヤ挿通孔内径りの１／３倍以上、すなわち、Ｗｆ≧
１／３ＸＤ、になるように形成されている。

次に、前記構成にかかるワイヤボンディング装置による
ワイヤボンディング方法を説明する。

ここで、本実施例においては、ペレットのボンディング
パッドとリードとを電気的に接続するワイヤ１３を構成
するための素材として、銅系材料を用いて形成された線
材（以下、ワイヤ素材という、）３８が使用されており
、ワイヤ素材はペレット１２のボンディングパッド（電
極）１２ａおよびリード９のインナ部９ａにそれぞれボ
ンディングする際に、接合強度を充分大きくし、かつ、
ボンディングダメージを起こすことを防止するために、
最適な材１４Ｍ１成および金属組織を構成するように、
次のような諸元、およびプロセスをもって製造されてい
る。

すなわち、本実施例においてワイヤ素材として使用され
る銅線の諸元は、ワイヤ直径が３０μｍで、銅の純度が
９９．９９９％（所謂、ファイブナイン）であり、不純
物量はｐｐｍでいうと、Ｆｅが０．５以下、Ａｇが０．
３３、Ｐｂが０．５以下、Ｎｔが０．９、Ｓｎが１以下
、Ｓｉが１以下、０□が１．６に抑えられ、引張強度が
１７゜３ｇ、伸び率が１６．８％、残留抵抗比が４４２
２ＲＲＲ１になるように設定されている。また、ワイヤ
素材は、材料→電解工程→ゾーン精製工程→切削工程−
十線引き工程→焼き鈍し工程（線引き工程および焼き鈍
し工程が繰り返される。）→巻き１桑え工程、を経て製
造された後、リールの状態でワイヤボンディング装置に
供給される。

前工程においてＡｇペーストによりペレットボンディン
グされた単位リードフレーム２がフィーダ２１に供給さ
れ、ボンディングステージまでピッチ送りされた後、間
欠停止されると、窓孔４６内においてり−１フレーム押
さえ具４７が下降されることにより、単位リードフレー
ム２が押さえ具４７により押さえつけられる。その後、
ＸＹ子テーブル３が適宜移動される。

一方、キャピラリー２６においては、放電電極３１がワ
イヤ素材３６の下端に接近されるとともに、電源回路３
２が閉じられることにより、ワイヤ素材３６の先端にボ
ール３７が溶融形成される。

このとき、ワイヤ素材３６は前記したように所定の組成
を有する銅系材料が使Ｊされているため、ボール３７の
硬度は適正なものになる。

また、チューブ３３から還元性ガス３５が供給され、ワ
イヤ素材３６と電極３１との間が還元性ガス雰囲気に保
持される。この還元性ガス雰囲気により、ボール３７は
真球度が高く、ボール硬度も適正なものになる。

続いて、キャピラリー２６がボンディングアーム２５を
介してボンディングヘッド２４により下降され、ワイヤ
素材３６の先端部に形成されたボール３７が、ペレット
１２における複数個のボンディングパッド１２ａのうち
、最初にボンディングするボンディングパッド（以下、
特記しない限り、単に、パッドという、）に押着される
。このとき、キャピラリー２６に超音波振動が付勢され
るとともに、ペレット１２がヒートブロック２２によっ
て加熱されているため、ボール３７はペレット１２のパ
ッド１２ａ上に超音波熱圧着されて、ボンディングパッ
ド１２ａ上に第１ボンディング部１３ａが形成される。

そして、ボール３７は前記したような所定の銅系材料を
使用され、かつ、還元性ガス雰囲気でボール形成される
ことにより、硬くなることを抑制されているため、良好
なボンダビリティ−をもってボンディングされることに
なる。

ところで、ボンディングワイヤの構成材料として銅が使
用されている場合、銅は酸化され易く、かつ比較的硬い
ため、ボールボンディング時におけるボンダビリティ−
が低下する。すなわち、熔融中に銅ワイヤ素材の表面に
酸化膜が形成されると、溶融が不均一になり、ボールの
形状が不通正になる。また、ボールの表面に酸化膜が形
成されると、ボンディングパッドとの金属結合性が低下
する。

そこで、本実施例においては、ボール生成時に還元性ガ
スを供給することにより、ボールの酸化を防止すること
が行われる。そして、ボンディングワイヤの構成材料と
して銅が使用される場合であっても、良好なボンダビリ
ティ−が実現される。

すなわち、ワイヤ素材３６のボール３７は還元性ガス３
５の雰囲気中で生成さ、れるため、溶融中、その銅表面
に酸化膜が形成されることはない、その結果、銅ワイヤ
素材３６の先端は内部および表面全体が溶融されるため
、均一な表面張力が発生して真Ｌｙ度の高いボール３７
が形成されることになる。このようにして、ボール３７
は酸化膜を形成されずに真球度が高く、かつ、適度な硬
度を維持しているため、銅系材料からなるワイヤ素材３
６であっても良好なボンダビリティ−をもってペレット
１２のパッド上にボンディングされることになる。

ところで、銅系材料からなるワイヤ素材がペレットのボ
ンディングパッドにキャピラリーによりボールボンディ
ングされる際、第９図に示されているように、従来のキ
ャピラリー２６′が使用される場合においては、ワイヤ
素材３８の先端に溶融形成されたボール３９の外周部付
近がキャピラリー先端の平面部２６ｂ′によりボンディ
ングパノド１２ａに垂直に押し付けられるため、局部的
に強い力がかかり、ボンディングパッドにダメージが作
用し、第１ボンディング部が不適正になったり、ボンデ
ィングパッド１２ａが損傷されたりすることになる。

しかし、本実施例においては、キャピラ刃−には内側傾
斜面部２６ｃが先端平面部２６ｂの内側に配されて、少
なくとも二重に傾斜が変化するように形成されているた
め、銅系材料からなるワイヤ素材３９がペレット１２の
ボンディングパッド１２ａにキャピラリー２６によりボ
ールボンディングされる際、ボンディングパッドＬ２ａ
にダメージが作用するのは回避されることになる。

すなわち、内側面取り傾斜面部２６ｄおよび外側面取り
傾斜面部２６ｅを有する内側傾斜面部２６Ｃがキャピラ
リー２６の先端面に形成されていることにより、第１０
図に示されているように、この内側傾斜面部２６ｃの空
間部内にワイヤ素材３６先端のボール３７が収容されて
、ボール３７が内側傾斜面部２６ｃの内周傾斜面により
ボンディングパッド１２ａに押し付けられるため、キャ
ピラリー２６からの力がボール３７に作用する時に、垂
直方向の力が斜め方向の力に分散されることになり、こ
れによって、局部的に強い力がかかることは避けられる
ことになる。その結果、銅系材料からなるワイヤ素材３
６がペレット１２のボンディングパッド１２ａにキャピ
ラリー２６によりボールボンディングされる際、ボンデ
ィングパッド１２ａにダメージが作用するのは回避され
ることになる。

前述のようにして、ボール３７により第１ボンディング
部１３ａが形成された後、キャピラリー２６がＸＹ子テ
ーブル３およびボンディングヘッド２４により、適当な
軌道をもって３次元的に相対移動され、複数本のり一部
９のうち、最初に第２ボンデイングすべきリード（以下
、特記しない限り、単にリードとする。）のインナ部９
ａにワイヤ素材３６の中間部が埋着される。このとき、
キャピラリー２６に超音波振動が付勢されるとともに、
リード９がヒートブロック２２により加熱されているた
め、ワイヤ素材３６の埋着部はり一部９のインナ部９ａ
上に超音波熱圧着され、もって、第２ボンディング部１
３ｂが形成される。

そして、前記第１および第２ボンディング作業中、フィ
ーダ２１の上面に開設された吹出口４２からリードフレ
ーム酸化防止用還元性ガス４０が常時吹き出されている
ため、多連リードフレーム１は還元性ガス雰囲気内に浸
漬されでいる。このとき、還元性ガス雰囲気はフィーダ
２１上に敷設されたカバー４５によって被覆されている
ため、この還元性ガス４０は多連リードフレーム１およ
びペレット１２を効果的に包囲することになる。

したがって、リードフレーム等の酸化は確実に防止され
ている。

ここで、多連リードフレーム１として銅系のリードフレ
ーム、が使用されている場合、銅は酸化され易く、酸化
膜がボンディング面に厚く形成されるため、第２ボンデ
イングにおけるポンダビリティ−が低下する。すなわち
、酸化膜が形成されると、ｖＡ系材料からなるワイヤ素
材３６との金属結合性が低下するため、ポンダビリティ
−が低下する。

しかし、本実施例において、は、フィーダ２１上がカバ
ー４５により被覆されているとともに、そのカバー内に
供給された還元性ガス雰囲気により、多連リードフレー
ムｌが包囲されているため、酸化され易い銅系リードフ
レームが使用されていても、その表面に酸化膜が形成さ
れることはなく、その結果、銅系材料からなるワイヤ素
材３６は良好なポンダビリティ−をもってリード９のイ
ンナ部９ａ上にボンディングされることになる。

ところで、銅系材料からなるワイヤ素材３６の中間部が
リード９のインナ部９ａにキャピラリー２６によりボン
ディングされる際、キャピラリーはワイヤ素材を間に挾
んでリードのインナ部に垂直に押し付けられる。この際
、第１１図に示されているように、キャピラリー２６の
ワイヤ挿通孔２６ａの先端部に形成された内側傾斜面部
２６ｃと、リード９のインナ部９ａの平面とがなす傾斜
角度θＣ′が大きい場合には、ワイヤ素材３６は内ｇＡ
傾斜面部２６０′の先端平面部２６ｂとの接点付近（入
口付近）においては強い力によって押し付けられるが、
先端平面部２６ｂとの接点（入口）から離れる程、押し
付は力は急激に低下することになる。その結果、ワイヤ
素材３６とり一部９との接合力は小さくなるため、第２
ボンディング部Ｌ３ｂにおいてワイヤ１３はリード９の
インナ部９ａから！Ｉ　Ｍし易くなり、断線が発生し易
くなる。

しかし、本実施例においては、キャピラリーの平面部２
６ｂの内側に、その傾斜が少なくとも二重に変化された
内側面取り傾斜面部２６ｄおよび外側面取り傾斜面部２
６ｅを有する内側傾斜面部２６ｃが形成されているため
、第１２図に示されているように、ワイヤ素材３６の中
間部は先端平面部２６ｂ付近（内側傾斜面部２６ｃの入
口Ｊがらある程度なれている箇所においても、リード９
のインナ部９ａにおける平面に適度な押し付は力をもっ
て押し付けられることになる。したがって、ワイヤ素材
３６の中間部とり一部９との接合力は大きくなるため、
第２ボンディング部１３ｂにおいてワイヤ１３はリード
９から剥離し難くなり、断線の発生が防止されることに
なる。

ここで、ワイヤ素材３６の中間部がリード９のインナ部
９ａにキャピラリーによって押し付けられる際、第１３
図に示されているように、キャピラリー２６′の先端面
に平面部２６ｂ′が広く形成されている従来例の場合、
そのキャピラリー２６′によるワイヤ素材に対するリー
ドへの押し付は力が大きいと、ワイヤ素材の押し潰れに
よってワイヤの引張強度が小さくなるため、ワイヤの断
線が発生し易くなる。すなわち、ワイヤ素材３日の中間
部がリード９にキャピラリー２６′の広い平面部２６ｂ
′により強く押し付けられることにより、ワイヤ１３の
第２ボンデイングＬ３ｂが薄く伸ばされるため、所定の
強度を保つための厚さを形成することができなくなる。

逆に、その押し付は力が小さいと、ワイヤとリードとの
接合力が弱くなるため、ワイヤがリードから剥離し易く
なる。

そこで、第１４図に示されているように、キャピラリー
２６′の先端面における平面部２６ｂ＃を狭く形成した
場合、ワイヤ素材３８の中間部がリード９の平面に狭小
の押し付は面によって押し付けられることになるため、
ワイヤ１３の第２ポンデイング１３ｂの圧着化が小さく
なって切断され易くなり、断線不良が発生し易くなる。

しかし、本実施例においては、キャピラリー先端部にお
ける平面部２６ｂの内外両脇に、内側傾斜面部２６ｃお
よび外側傾斜面部２６ｆが緩やかな傾斜角度をもってそ
れぞれ形成されているため、第１５図に示されているよ
うに、ワイヤ素材３６の中間部はリード９におけるイン
ナ部９ａの平面に適当な面積で、かつ、程良い押し付は
圧力をもって押し付けられることになる。すなわち、ワ
イヤ素材３６の中間部は強い押し付は力下においても、
平面部２６ｂの内脇および外脇において所定の押し潰れ
厚さを維持することができるとともに、平面部２６ｂに
おいてリード９に所定の引張強度を持った状態で接合さ
れる。その結果、第２ボンディング部１３ｂにおいて、
ワイヤ１３はリード９に良好なボンダビリティ−をもっ
て接続され、ワイヤ１３のリード９からの・剥離は確実
に防止されることになる。

このようにして第２ボンディング部Ｌ３ｂが形成された
後、クランパ２９によりワイヤ素材３６の中間部が把持
され、クランパ２９がキャピラリー２６と共に第２ボン
ディング部１３ｂから相対的に離反移動される。この離
反移動により、ワイヤ素材３６は第２ボンディング部か
ら引き千切られる。これにより、ペレフト１２のボンデ
ィングパッドとリードとの間にはワイヤ１３が橋絡され
たことになる。

その後、第２ボンディング作業を終えたワイヤ素材３６
に対するクランパ２９の把持が解除されるとともに、キ
ャピラリー２６だけが若干上昇されることによ″す、第
１６図に示されているように、ワイヤ素材３６の先端部
がキャピラリー２６の先端からボール３７の成形に必要
な長さだけ相対的に突き出され（所謂、テール出し動作
である。）、テール出し部３８が形成される。

ところで、キャピラリー２６における平面部２６ｂの内
側に形成された内側傾斜面２６ｃにおＬノる平面部２６
ｂとの境界になる縁辺の外径Ｄｃが、ワイヤ挿通孔内径
りの３倍よりも大きくなると、テール出し時において、
第１７図に示されているように、テール出し部３８′が
大きく屈曲し易くなる。

しかし、本実施例においては、キャピラリー２６におけ
る平面部２６ｂの内側に形成された内側傾斜面部２６ｃ
の外径Ｄｃは、ワイヤ挿通孔内径りの３倍以下に設定さ
れているため、第１６図に示されているように、その屈
曲量が適正な範囲内に抑えられたテール出し部３Ｂが形
成される。その結果、前述したように第１ボンディング
時においてこのテール出し部３８によって適正なボール
３７が溶融形成されることになる。

以降、前記作動が繰り返し実施されることにより、残り
のボンディングパッドと各リードのインチ部との間にワ
イヤ１３が順次ｊａ絡されて行く。

その後、一つの単位リードフレーム２についてのワイヤ
ボンディング作業が終了すると、押さえ具４７が上昇さ
れ、次の単位リードフレーム２がボンディングア−ムの
所へ位置するように多連リードフレーム１が１ピツチ送
られる。以後、各単位リードフレーム２について前記ワ
イヤボンディング作業が順次実施されて行（。

ちなみに、本実施例においては、ボンディング工具とし
て、指向性のないキャピラリー２６が使用されているた
め、各ワイヤ１３の架橋方向が交差する場合であっても
、リードフレームとボンディングアームとを相対的に回
動させずに済む、したがって、ワイヤボンディング装置
の構造を簡単化させることができる。

このようにしてペレットおよびワイヤ・ボンディングさ
れた多連リードフレームには、各単位リードフレーム毎
に樹脂封止するパッケージ群が、第１８図に示されてい
るようなトランスファ成形装置を使用されて単位リード
フレーム群について同時成形される。

第１８図に示されているトランスファ成形装置５０はシ
リンダ装置等（図示せず）によって互いに型締めされる
一対の下型５１と下型５２とを備えており、上型５１と
下型５２との合わせ面には上型キャビティー凹部５３ａ
と下型キャビティー凹部５３ｂとが互いに協働してキャ
ビティー５３を形成するようにそれぞれ複数組没設され
ている。

上型５１の合わせ面にはボット５４が開設されており、
ボット５４にはシリンダ装置（図示せず）により進退さ
れるプランジ中５５が成形材料としての樹脂から成るタ
ブレットが投入され、このタブレットが溶融されて成る
樹脂（以下、レジンという、）を送給し得るようになっ
ている。下型５２の合わせ面にはカル５６がボット５４
との対向位置に配されて没設されているとともに、複数
条のランナ５７がボット５４にそれぞれ接続するように
放射状に配されて没設されている。各ランナ５７の他端
部は下側キャビティー凹部５３ｂにそれぞれ接続されて
おり、その接続部にはゲート５８がレジンをキャビティ
ー５３内に注入し得るように形成されている。また、下
型５２の合わせ面には逃げ凹所５９がリードフレームの
厚みを逃げ得るように、多連リードフレ、−ムｌの外形
よりも若干大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法
の一定深さに没設されている。

前記構成にかかる多連リードフレーム１を用いて＠Ａ１
！Ａ１型パッケージをトランスファ成形する場合、上型
５１および下型５２における各キャビティー５３は各単
位リードフレーム２における一対のダム６ａ、６３間の
空間にそれぞれ対応される。

トランスファ成形時において、前記構成にかかる多連リ
ードフレーム１は下型５２に没設されている逃げ凹所５
９内に、各単位リードフレーム２におけるペレット１２
が各キャビティー５３内にそれぞれ収容されるように配
されてセットされる。

続いて、上型５ｉと下型５２とが型締めされ、ボット５
４からプランジャ５５により成形材料としてのレジン６
０がランナ５７およびゲート５８を通じて各キャビティ
ー５３に送給されて圧入される。

注入後、レジンが熱硬化されて樹脂封止型パッケージ１
０が成形されると、上型５１および下型５２は型開きさ
れるとともに、エジェクタ・ピン（図示せず）によりパ
ッケージ１０群が離型される。このようにして、第１９
図に示されているように、パッケージ１４群を成形され
た多連り−Ｆフレーム１はトランスフ１成形装置５ｏが
ら脱装される。

そして、このように樹脂成形されたパッケージ１４の内
部には、ペレット１２、リード９のインナ部９ａおよび
ワイヤ１３が樹脂封止されることになる。この状態にお
いて、後述するように、めっきレスの銅系リードフレー
ムはパンケージのレジンに対してきわめて良好な接着性
を示すため、各リード９のインナ部９ａはパッケージ１
４ときわめて効果的に一体化される。

多連リードフレームｌは、リード切断成形工程において
各単位リードフレーム毎に順次、リード切断装置（図示
せず）により、外枠３およびダム６ａを切り落された後
、リード成形装置（図示せず）により、リード９のアウ
タ部９ｂを下向きに屈曲成形される。

また、多連リードフレーム１はリード切断成形以前また
は以後に、はんだめっき処理、または、はんだデイツプ
処理によるはんだｍｓ被着処理工程においてリードのア
ウタ部９ｂにはんだ被膜１０を被膜される。

以上のようにして製造された樹脂封止型ＭＳＰ・ＩＣ７
０は第２０図および第２１図に示されているようにプリ
ント配線基板に実装される。

第２０図および第２１図において、プリント配線基板７
１にはランド１２が複数個、実装対象物となる樹脂封止
型ＭＳＰ・ＩＣ７０における各リー１９に対応するよう
に配されて、はんだ材料を用いて略長方形の薄板形状に
形成されており、このランド７２にこのＩＣ７０のリー
ド９のアウタ部９ｂ群がそこに整合されて当接されてい
るとともに、各リード９のアウタ部９ｂとランド７２と
がリフローはんだ処理により形成されたはんだ盛りＮ７
３によって電気的かつ機械的に接続されている。このと
き、リードのアウタ部９ｂにははんだめっき被膜１０が
全体にわたって予め被着されているため、ランド７２の
はんだ材料が効果的に吸い上がり、はんだ盛り７１７３
はきわめて適正に形成されることになるゆ ところで、前記構成にがかるＭＳＰ・ＩＣは出荷前に環
境試験検査を実施される。環境試験検査としては、バー
ンイン試験、高温高温バイアス試験、プレッシャクツ力
試験、および温度サイクル熱衝撃試験等が実施される。

特に、高温高温バイアス試験、およびプレッシャクッ力
試験は耐湿性（銅配線の腐食）を検査するため、温度、
湿度、バイアスが加速されて実行される。また、前述し
７たように、ＭＳＰ−１ｃがプリント配線基板等に実装
される際、はんだデイツプやりフローはんだ処理によっ
ても、高温高温状況が現出されることがある。

このような環境試験または実装時に高温高温状況が樹脂
封止型パンケージを備えたＩＣに加えられた場合、水分
はパッケージとり一１群との境界から侵入し、この水分
によってワイヤが腐蝕されることもある。

ところで、リードフレームに銅系材料が使用される場合
、銅系リードフレームにおけるインナ部の表面に酸化防
止、並びにボンダビリティ−を高めるため銀めっき処理
が施されることがある。

ところが、インナ部に恨めつき被膜が被着された銅系リ
ードフレームが使用されているＩＣにおいては、前述し
たような熱ストレスが加えられた場合、パッケージとリ
ードフレームとの熱膨張係数差によりパンケージとリー
ドのインナ部との境界面にＡｌｌがれが発生し、耐湿性
が低下するという問題点があることが、本発明者によっ
て明らかにされた。これは次のような理由によると考え
られる。銀めっき被膜は微粒子の集合から形成されてい
るため、この微粒子とパンケージのレジンとの間で熱ス
トレスの作用により相対的な移動が発生し昂くなり、こ
の移動し易さにより、リードのインナ部とパッケージと
の境界面において剥がれが発生する。

しかし、本実施例においては、多連リードフレーム１と
して銅系リードフレームが使用されているが、そのイン
チ部９ａ表面にめっき処理が施されていないため、前述
したような熱ストレスが力１１ねった場合でも、各リー
ド９のインナ部９ａとパ、ノ１−ジ１４との境界面間に
剥がれが発生しないことが実験により確認された。

これは次のような理由によると考えられる。ずなわら５
インナ部がめつきレスのリードフレームにおいては、リ
ードフレームの材料表面自体とパッケージのレジン自体
とが直接的に結合するため、熱ストレスが作用した場合
でも、両者の境界面である結合箇所では相対的な移動が
発生しにくくなり、リードフレーム内部およびパッケー
ジ内部でそれぞれ発生する歪により熱ストレスが吸収さ
れてしまうためである。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　ワイヤボンディング装置におけるキャピラリ
ーとして、先端面に平面部がワイヤ挿通孔と同心的に配
されて円形環状に形成されているとともに、この平面部
の内側部分に内側傾斜面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔
にかけて少、なくとも二重に変化するように形成されて
おり、かつ、この平面部の外側部分に外側傾斜面部が緩
やかに傾斜するように形成されているキャピラリーを使
用し、銅系材ネ４からなるワイヤ素材の一端部を半導体
ペレットのボンディングパッドにボールボンディングに
よりボンディングするとともに、その他端部を各リー１
′のインナ部における銅系材料からなる母材表面にボン
ディングすることにより、ワイヤの接合強度を充分に確
保しながら、押し潰れ過ぎや、ボンティングパッドに対
するダメージを防止することができるため、ボンディン
グ状態、並びに半導体装置の品質および信頼性を高める
ことができる。

（２）　　キャピラリーに内側傾斜面部を先端平面部の
内側に配して、少なくとも二重に傾斜が変更するように
形成することにより、この内側傾斜面部の空間部内にワ
イヤ素材先端のボールが収容されて、ボールが内側傾斜
面部の内周傾斜面によりボンティングパッドに押し付け
られるため、キャピラリーからの力がボール３に作用す
る時に、垂直方向の力が斜め方向の力に分散されること
になり、これによって、局部的に強い力がががることは
避りられることになる。その結果、銅系材料からなるワ
イヤ素材がペレットのボンディングバントにキャピラリ
ーによりボンディングされる際、ボンティングパッドに
ダメージが作用するのを防止することができる。

（３）　　キャピラリーの平面部の内側にその傾斜が少
なくとも二重に変更された内側面取り傾斜面部および外
側面取り面部を有する内側傾斜面部を形成することによ
り、ワイヤ素材の中間部は先端平面部付近（内側傾斜面
部の入口）からある程度離れている箇所においてもリー
ドのインナ部における平面に適度な押し付は力をもって
押し付けられることになるため、ワイヤ素材の中間部と
リードとの接合力を大きくさせることができ、第２ボン
ディング部においてワイヤのリードからの２す離を防止
することができる。

（４）キャピラリー先端部における平面部の内外両脇に
、内側傾斜面部および外側傾斜面部を緩やかな傾斜角度
をもってそれぞれ・形成することにより、ワイヤ素材の
中間部はリードにおけるインナ部の平面に適当な面積で
、かつ、程良い押し付は圧力をもって押し付けられるこ
とになるため、ワイヤ素材の中間部を強い押し付はカニ
においても、所定の押し潰れ厚さを維持してボンディン
グすることができるとともに、リードに所定の引張強度
を持った状態で接合することができる。

（５）　　キャピラリーにおける平面部の内側に形成さ
れた内側傾斜面における平面部との境界になる縁辺の外
径を、ワイヤ挿通孔の内径りの３倍以下になるように設
定することにより、キャピラリーの全体外径が大きくな
るのを防止することができるばかりでなく、テール出し
時においてテール出し部が大きく屈曲されるのを防止す
ることができるため、適正なボールを溶融形成させるこ
とができる。

（６）　　リード群を銅系材料を使用して形成するとと
もに、ボンディングワイヤを銅系材料を使用して形成し
、このワイヤはその−・端部を半導体ペレットのボンテ
ィングパッドにボールボンディングによりボンディング
するとともに、他端部を各リードのインナ部における前
記銅系材料からなる母材表面にボンディングして、半導
体ペレットとリードとの間に橋絡することにより、銅系
材料からなるリードのインチ部にワイヤ素材を良好なボ
ンダビリティ−をもってボンディングすることができる
。

（７）ポンディングヮイＡ・とじて銅系材料を使用する
ことにより、金ワイヤに比べてコストを大巾に低減でき
る。

（８）銅系材ネ４からなるワイヤ素材を使用することに
より、ボンディングワイヤのボールボンディングを安定
して容易に行うことができるため、銅系ワイヤの利点の
１つである低コスト性を活かすことが可能となる。

（９）銅系リードフレームおよび銅系ボンディングワイ
ヤを使用することにより、ワイヤとリードとの接続部で
ある第２ボンディング部についての接合強度やボンダビ
リティ−を高めることができ、製品の品質および信ｇｌ
ｌ性を高・めることかできるとともに、コストを低減さ
せることができる。

００）　　リードフレームとしてめっきレスの銅系り−
ドフレームを使用することにより、各リードのインナ部
とパンケージとの境界面における剥がれの発生を防止す
ることができるため、その剥がれによる耐湿性の低下を
防止することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
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。

例えば、キャピラリーの内側傾斜面部における外側面取
り傾斜面部は、断面直線形状に形成するに限らず、第２
２図に示されているように、断面弯曲形状に形成しても
よい。第２２図において、キャピラリー２６の内側傾斜
面部２６ｃが内外二重に形成されているとともに、その
内側面取り傾斜面部２６ｄは先端平面部２６ｂに対する
傾斜角度が４０〜５０度になるように形成されている。

そして、外（ｌ１１面取り傾斜面部２６ｅ′は、その内
側面取り傾斜面部２６ｄと、先端平面部２６ｂとにそれ
ぞれ内接し、かつ、その内側面取り傾斜面部との接点と
、平面部の延長線との間隔Ｄｅが、ワイヤ挿通孔内径り
の０．０５倍以上、すなわち、Ｄｅ≧０．０５ＸＤ、に
なるように形成されている。このキャピラリーによって
も、前記実施例と同様の効果が得られる。

リード群の銅系材料およびワイヤの銅系材料の材料組成
は前記したものに限定されるのではなく、他の様々な、
組成のものを用いることができる。

また、ワイヤボンティング装置およびトランスファ成形
装置等の具体的構成は前記実施例の構成を使用するに限
られない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である樹ｊ指１、ｌ正型Ｍ
ＳＰ−ＩＣに適用した場合１こついて説明したが、それ
に限定されるものではなく、樹脂刺止型パンケージ内に
ボンディングワイヤ群を備えているＩＣ等のような半導
体装置全般に通用することができる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

ワイヤボンディング装置におけるキャピラリーとして、
先端面に平面部がワイヤ挿通孔と同心的に配されて円形
環状に形成されているとともに、この平面部の内側部分
に内側傾斜面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔にかけて少
な（とも二重に変化するように形成されており、かつ、
この平面部の外側部分に外側傾斜面部が緩やかに傾斜す
るように形成されているキャピラリーを使用し、銅系材
料からなるワイヤ素材の一端部を半導体ペレットのボン
ディングパッドにボールボンディングによりボンディン
グするとともに、その他端部を各リードのインナ部にお
ける銅系材料からなる母材表面にボンディングすること
により、ワイヤの接合強度を充分に確保しながら、押し
潰れ過ぎや、ボンディングパッドに対するダメージを防
止することができるため、ボンディング状態、並びに半
導体装置の品質および信頬性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンティング装
置に使用されているキャピラリーを示す拡大部分縦断面
図、 第２図は本発明の一実施例である樹脂１４【Ｆ型ＭＳＰ
−ＩＣを示す一部切断正面図、 第３図〜第１９図は本発明の一実施例であるＭＳＰ・Ｉ
Ｃの製造方法を示すものであり、第３図はそれに使用さ
れる多連リードフレームを示す部省略平面図、 第４図はペレットおよびワイヤボンディング後を示す一
部省略拡大部分平面図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う正面断面図、第６図は
ワイヤボンディング装置を示す一部切断正面図、 第７図はその放電電極付近を示す一部切断拡大部分正面
図、 第８図はそのフィーダ上部を示す拡大部分正面断面図、 第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第１３図、第
１４図、第１５図、第１６図および第１７図はその作用
を説明するだめの各拡大部分縦断面図、 第１８図は樹脂封止型パッケージの成形工程を示す縦断
面図、 第１９図は樹脂封止型パンケージ成形後の多連リードフ
レームを示す一部省略平面図、第２０図はこの樹脂封止
型ＭＳＰ−ＩＣの実装状態を示す一部省略一部切断斜視
図、 第２１図はその一部省略拡大縦断面図である。 第２２図はキャピラリーの他の実施例を示す拡大部分縦
断面図である。 ■・・・多連リードフレーム、２・・・単位リードフレ
ーム、３・・・外枠、４・・・セクション枠、５・・・
ダム吊り部材、６・・・ダム部材、６ａ・・・ダム、７
・・・タブ吊りリート、８・・・タブ、９・・・リード
、９ａ・・・インナ部、９ｂ・・・アウタ部、１０・・
・はんだめっき被膜、１［・・ボンディング層、１２・
・・ペレット、１３・・・ボンディングワイヤ、１３ａ
・・・第１（ボール）ボンディング、１３ｂ・・・第２
ボンディング部、１４・・・樹脂封止型パッケージ、２
０・・・ワイヤボンディング装置、２１・・・フィーダ
、２２・・・ヒートブロック、２３・・・ＸＹ子テーブ
ル２４・・・ボンディングヘッド、２５・・・ボンディ
ングアーム、２６・・・キャピラリー（ボンディングツ
ール）、２６ａ・・・ワイヤ挿通孔、２６ｂ・・・平面
部、２６ｃ・・・内側傾斜面部、２６ｄ・・・内側面取
り傾斜面部、２６ｅ、２６ｅ・・・外側面取り傾斜面部
、２６ｆ・・・外側傾斜面部、２６ｇ・・・弯曲部、２
７．２８・・・クランパアーム、２９・・・クランパ、
３０・・・ガイド、３１・・・放電電極、３２・・・電
源回路、３３・・・チューブ（ガス供給手段）、３４・
・・ガス供給源、３５・・・還元性ガス、３６・・・銅
系ワイＡ・素材、３７・・・ボール、４ｏ・・・リード
フレーム酸化防止用還元性ガス、４１・・・還元性ガス
供給装置、４２・・・吹出口、４３・・・供給路、４４
・・・ガス供給ユニット、４５・・・カバー　４６・・
・窓孔、４７・・・リードフレーム押さえ具、５ｏ・・
・トランスファ成形￥装置、５１・・・上型、５２・・
・下型、５３・・・キャビティー　５４・・・ポシント
、５５・・・プランジャ、５６・・・カル、５７・・・
ランナ、５８・・・ゲート、５９・・・リ−）゛フレー
ム逃げ凹所、６０・・・樹脂（レジン、成形材料）、７
０・・・樹脂封止型ＭＳＰ・ＩＣ（半導体装置）、７１
・・・プリント配線基板、７２・・・ランド、７３・・
・はんだ盛りＦ！。 代理人　弁理士　　梶　　原　　辰　　也第 図 江 第２２図 第３図 ａ 第７図 第９図 第１０１１１ 第１１図 第１２図 第１３図 第１５図 第］６Ｉ２１ １１７図 ３６″ 第１８図 ！１２１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットと、半導体ペレットの周囲に配設さ
   れている複数本のリードと、半導体ペレットのボンディ
   ングパッドおよび各リードのインナ部に両端部をボンデ
   ィングされて橋絡されているワイヤと、半導体ペレット
   、リードの一部、およびワイヤを樹脂封止するパッケー
   ジとを備えている半導体装置であって、前記リード群が
   銅系材料を使用されて形成されているとともに、前記ワ
   イヤが銅系材料を使用されて形成されており、このワイ
   ヤは、先端面に平面部がワイヤ挿通孔と同心的に配され
   て円形環状に形成されているとともに、この平面部の内
   側部分に内側傾斜面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔にか
   けて少なくとも二重に変化するように形成されており、
   かつ、この平面部の外側部分に外側傾斜面部が緩やかに
   傾斜するように形成されているキャピラリーを使用され
   て、その一端部が前記半導体ペレットのボンディングパ
   ッドにボールボンディングによりボンディングされてい
   るとともに、他端部が前記各リードのインナ部における
   前記銅系材料からなる母材表面にボンディングされてい
   ることを特徴とする半導体装置。 ２、半導体ペレットと、半導体ペレットの周囲に配設さ
   れている複数本のリードと、半導体ペレットのボンディ
   ングパッドおよび各リードのインナ部に両端部をボンデ
   ィングされて橋絡されているワイヤと、半導体ペレット
   、リードの一部、およびワイヤを樹脂封止するパッケー
   ジとを備えている半導体装置の製造方法であって、銅系
   材料を使用されて形成されているリードフレームを準備
   する工程と、このリードフレームにおけるタブに前記半
   導体ペレットがボンディングされる工程と、先端面に平
   面部がワイヤ挿通孔と同心的に配されて円形環状に形成
   されているとともに、この平面部の内側部分に内側傾斜
   面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔にかけて少なくとも二
   重に変化するように形成されており、かつ、この平面部
   の外側部分に外側傾斜面部が緩やかに傾斜するように形
   成されているキャピラリーを使用されて、銅系材料を使
   用されているワイヤ素材がその一端部を前記半導体ペレ
   ットのボンディングパッドにボールボンディングされる
   とともに、その他端部を前記各リードのインナ部におけ
   る前記銅系材料からなる母材表面にボンディングされる
   ことにより、ワイヤが半導体ペレットのボンディングパ
   ッドと各リードのインナ部との間に橋絡されるワイヤボ
   ンディング工程と、前記半導体ペレット、リードの一部
   、およびワイヤを樹脂封止するパッケージを成形する工
   程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
   法。 ３、前記銅系材料からなるリードフレームとしてめっき
   レスリードフレームが使用されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の半導体装置の製造方法。 ４、半導体ペレットと、銅系材料を使用されて形成され
   ており、半導体ペレットの周囲に配設されている複数本
   のリードと、銅系材料を使用されて形成されており、半
   導体ペレットのボンディングパッドおよび各リードのイ
   ンナ部に両端部をボンディングされて橋絡されているワ
   イヤと、半導体ペレット、リードの一部、およびワイヤ
   を樹脂封止するパッケージとを備えている半導体装置の
   製造方法に使用されるワイヤボンディング装置であって
   、先端面に平面部がワイヤ挿通孔と同心的に配されて円
   形環状に形成されているとともに、この平面部の内側部
   分に内側傾斜面部がその傾斜面がワイヤ挿通孔にかけて
   少なくとも二重に変化するように形成されており、かつ
   、この平面部の外側部分に外側傾斜面部が緩やかに傾斜
   するように形成されているキャピラリーが使用されて、
   銅系材料を使用されているワイヤ素材がその一端部を前
   記半導体ペレットのボンディングパッドにボールボンデ
   ィングされるとともに、その他端部を前記各リードのイ
   ンナ部における銅系材料からなる母材表面にボンディン
   グされることにより、前記ワイヤが半導体ペレットのボ
   ンディングパッドと各リードのインナ部との間に橋絡さ
   れるように構成されていることを特徴とするワイヤボン
   ディング装置。 ５、前記キャピラリーの先端平面部は、その内径がワイ
   ヤ挿通孔内径の３倍以下になるように、かつ、その径方
   向幅がワイヤ挿通孔内径の１／２倍以上になるように設
   定されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載のワイヤボンディング装置。 ６、前記キャピラリーの内側傾斜面部が内外二重に面取
   りされて形成されているとともに、その内側面取り傾斜
   面部は前記先端平面部に対する傾斜角度が４０度〜５０
   度になるように形成されており、かつ、その外側面取り
   傾斜面部は前記先端平面部に対する傾斜角度が５度〜３
   ５度になるように形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のワイヤボンディング装置。 ７、前記キャピラリーの内側傾斜面部が内外二重に面取
   りされて形成されているとともに、その内側面取り傾斜
   面部は前記先端平面部に対する傾斜角度が４０度〜５０
   度になるように形成されており、また、その外側面取り
   傾斜面部は、この内側面取り傾斜面部と前記先端平面部
   とにそれぞれ内接し、かつ、その内側面取り傾斜面部と
   の接点と、前記先端平面部の延長線との間隔がワイヤ挿
   通孔内径の０．０５倍以上になるように形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のワイヤボ
   ンディング装置。 ８、前記キャピラリーの外側傾斜面部が、前記先端平面
   部に対する傾斜角度が３度〜１５度になるように形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   ワイヤボンディング装置。