JPH07130798A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個の電気部品間の結線を容易かつ確実に
行い、電気部品間の組み換えを容易にする。 【構成】 二部品２１，２２間の結線手段として形状記
憶合金ばね３１またはバイメタル等を用い、特定の温度
域下でこれらを接続点２４に自動的にかつ着脱自在に弾
性圧着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のボンディ
ング方法に関し、特にワイヤボンドを用いたボンディン
グ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】＜一般的な背景＞一般に、計算機間ある
いはボード間等の装置間信号を高速に送受信可能な光イ
ンターコネクト技術は、将来の広帯域光通信システムに
おいて重要である。特に、例えば複数の発光部を１チッ
プに集積した送信用レーザダイオード（ＬＤ）アレイ
は、光送信部の小型化を実現しながら多チャンネル化を
可能とするため、光インターコネクトを実現するキーデ
バイスであり、盛んに研究開発が進められている。

【０００３】＜第１の従来例＞図１８は、第１の従来例
の半導体装置として、１．３μｍ帯複数ビームＬＤ（レ
ーザ）アレイの構造を示したものである。図１８の如
く、第１の従来例の半導体装置は、複数（図１８では１
０ビーム）の半導体素子（ＬＤ素子）を列状に集積化し
てなる例えば厚さ１００μｍの半導体アレイチップ（Ｌ
Ｄアレイチップ）１を、ＳｉＣからなる一次ヒートシン
ク２上にマウントし、金線等のボンディングワイヤ３
ａ，３ｂにより給電用のストリップライン４とＬＤアレ
イチップ１上の電極とを配線している。ＬＤアレイチッ
プ内の隣合うＬＤ素子間の間隔、すなわちビーム間隔は
例えば２５０μｍである。各ＬＤ素子の構造はｐ型Ｉｎ
Ｐ基板上に形成した埋込ヘテロ型（Buried-Hetero-stur
ucture）レーザで、埋め込み成長には液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）を用いている（信学技報OQE92-176(1993-02)第６
１頁乃至第６６頁参照）。

【０００４】図１９は、ＬＤ４ビームを集積化した４ビ
ームＬＤアレイを、２重のヒートシンクに搭載した状態
を示している。図１９において、１はＬＤアレイチッ
プ、２はＬＤアレイチップ１をダイボンドおよびワイヤ
ボンドする一次ヒートシンク、５は特性評価用試料台と
して前記一次ヒートシンク２をダイボンドおよびワイヤ
ボンドする二次ヒートシンクであり、外部からワイヤ３
ａ，３ｂを通してＬＤアレイチップ１に電流が供給され
るようになっている。図１９において、まず最初に一次
ヒートシンク２を二次ヒートシンク５の上に置き、さら
に一次ヒートシンク２の上にＬＤアレイチップ１を置
く。なお、このとき、ＬＤアレイチップ１と一次ヒート
シンク２の間、さらに一次ヒートシンク２と二次ヒート
シンク５の間には半田を介在させる。ここで、ＬＤアレ
イチップ１の上に荷重をかける。その後、半田の融点以
上の温度まで昇温し、一定時間保持する。半田が溶融し
た後、半田の凝固点以下まで降温する。なお、このとき
のダイボンド雰囲気は、半田およびＬＤアレイチップ１
等の酸化を防ぐため、還元雰囲気等にしておく。このダ
イボンド作業終了後、金線等を用いてＬＤアレイチップ
１と一次ヒートシンク２の間、さらに一次ヒートシンク
２と二次ヒートシンク５の間にワイヤボンディングを行
う。このようにして組み立てたＬＤアレイチップ１を特
性評価した後、他のパッケージへの組み換える作業を行
う。ここでは、一次ヒートシンク２と二次ヒートシンク
５の間のワイヤボンド、ダイボンドを外し、ＬＤアレイ
チップ１の固定された一次ヒートシンク２を二次ヒート
シンク５から取り外す作業となる。

【０００５】＜第２の従来例＞図２０に、大量の情報を
高速で通信する第２の従来例の半導体装置として、一本
の光ファイバで従来の百倍の情報量を伝達することも可
能な光周波数分割多重用アレイＬＤ（Frequency Divisi
on Multiplexing ：ＦＤＭ）方式のものを示す。ここで
は、２電極型方式の通信用単一波長ＬＤアレイ装置を例
にあげる。図２０の如く、ｐ型ＩｎＰ基板上にＭＯＣＶ
Ｄ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法に
より、活性層と、該活性層に電子およびホールを閉じ込
めるためのクラッド層を順に連続形成した後、ＬＰＥ法
を用いてｎ型ＩｎＰ下電流狭窄層およびｐ型ＩｎＰ上電
流狭窄層を順次成長したものである。このＬＤ素子の共
振器長は６００μｍであり、上面電極は第１電極１６と
第２電極１７の二つに分割されている。また、この二つ
の電極１６，１７間の電気的アイソレーションをとるた
めに分離溝１８を形成している（三菱電気技報Vol.66 N
o.9 1992第６０頁乃至第６２頁参照）。なお、図２０中
の１はＬＤアレイチップ、２はＬＤアレイチップ１をダ
イボンドおよびワイヤボンドする一次ヒートシンク、５
は前記一次ヒートシンク２をダイボンドおよびワイヤボ
ンドする二次ヒートシンク（特性評価用試料台）であ
り、外部からワイヤ３ａ，３ｂを通してＬＤアレイチッ
プ１に電流が供給されるようになっている。該第２の従
来例におけるＬＤアレイチップ１のヒートシンク２，５
への組み付けも、上述の第１の従来例と同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、第１および
第２の従来例のようにして半導体装置を組み立てる場
合、ＬＤアレイチップ１と一次ヒートシンク２の間、さ
らに一次ヒートシンク２と二次ヒートシンク５の間に数
多くのボンディングワイヤ３ａ，３ｂをワイヤボンドし
なければならないが、該ワイヤボンディング作業は、
熱、超音波振動、またはその両方を与えながら各ボンデ
ィングワイヤ３ａ，３ｂを各電極に圧着しなければなら
ないため多大な時間がかかり、ボンディング時間の短縮
化が望まれていた。また、通常のボンディング作業時に
は、Ｘ−Ｙテーブル等を用いて試料を移動しながらワイ
ヤボンディングを行うが、特に第２の従来例のようにボ
ンディングワイヤの形状が非画一的で多様に渡る場合、
Ｘ−Ｙテーブルの動作行程が複雑となり、ボンディング
作業にかかる所要時間がさらに増大する原因となってい
た。

【０００７】また、ボンディングワイヤは形成途中また
は形成後において容易に変形可能であり、特に空間的な
自由度があまりないような複雑な形状をした半導体装置
を組み立てる際には、互いに隣合うワイヤ３ａ，３ｂ同
士が接触し、ワイヤボンディング不良が起きる可能性が
ある。特に、一個の半導体装置を特性評価した後にこれ
を二次ヒートシンク５（試料台）から一次ヒートシンク
２ごと離脱し、次の半導体装置を二次ヒートシンク５に
組み換えようとする際等には、いずれかの半導体装置中
のＬＤアレイチップ１と一次ヒートシンク２の間のワイ
ヤ３ｂに周囲の装置類等が触れやすいため、ボンディン
グワイヤ３ｂの切断または短絡を起こす可能性がある。
この場合にボンディングワイヤ３ｂを修理するために
は、不良のボンディングワイヤ３ｂを除去した後、再び
にワイヤボンディング作業を行わなければならず、多大
な労力を要していた。

【０００８】また、上記の組み換えを繰り返し行うと、
先行程で特性評価を行った半導体装置の一次ヒートシン
ク２と試料台としての二次ヒートシンク５を結線してい
たワイヤ３ａの一部が残ってしまい、次行程の組み換え
が不可能になることがあるという問題点があった。

【０００９】本発明は、複数個の電気部品間の結線を容
易かつ確実に行うと同時に、電気部品間の組み換えを容
易に行い得る半導体装置およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半導体装置は、第１の接続点および第２の接続点を有
し、該両接続点が結線手段にて結線される半導体装置に
おいて、前記結線手段は、前記第１の接続点および前記
第２の接続点のいずれか一方の接続点に接続固定され、
かつ少なくとも特定の温度域下で他方の接続点に対して
圧着する方向に弾性を有せしめられたものである。

【００１１】本発明の請求項２に係る半導体装置は、ダ
イパッドおよび第１の接続点を有する第１の電気部品
と、上面に第２の接続点を有し前記第１の電気部品の前
記ダイパッド上にダイボンディングされる第２の電気部
品と、前記第１の接続点と前記第２の接続点とを結線す
る結線手段とを備える半導体装置において、前記結線手
段は、前記第１の電気部品の前記第１の接続点に接続固
定され、かつ少なくとも特定の温度域下で前記第２の電
気部品を前記第２の接続点から前記第１の電気部品の前
記ダイパッド側に押圧する方向に弾性を有せしめられた
ものである。

【００１２】本発明の請求項３に係る半導体装置は、前
記結線手段は、前記第２の接続点に対して着脱自在に離
脱可能とされる。

【００１３】望ましくは、前記結線手段は、昇温時に形
状回復して前記第２の接続点に圧着する形状記憶合金ば
ねを含む。

【００１４】あるいは、前記結線手段は、プリント配線
板と、該プリント配線板を前記第２の接続点側へ押圧す
る押圧部材とを備える。

【００１５】望ましくは、前記押圧部材は、昇温時に前
記プリント配線板を前記第２の接続点側へ押圧する形状
記憶合金ばねを含む。

【００１６】さらに望ましくは、前記プリント配線板
は、高温時に前記第２の接続点に溶融接続する接続バン
プを有する。

【００１７】あるいは、前記結線手段は、昇温時に前記
第２の接続点から離間する方向に変形しかつ常温時に前
記第２の接続点に圧着する感温変形ばねを含む。

【００１８】望ましくは、前記第１の電気部品は複数の
半導体素子が並置されてなる半導体アレイチップであ
り、前記第１の接続点は前記各半導体素子の各上面電極
であり、前記第２の接続点は、前記半導体素子の上面電
極と同数個設けられる。

【００１９】あるいは、前記第１の電気部品は半導体素
子を含み、前記第２の電気部品は前記半導体素子の特性
評価用試料台を含み、前記結線手段は、前記第２の接続
点に対して着脱自在に離脱可能とされる。

【００２０】本発明の請求項１１に係る製造方法は、第
１の電気部品の第１の接続点に導電特性を有する結線用
形状記憶合金ばねを接続固定するばね取付工程と、前記
第１の電気部品のダイパッド上に、第２の電気部品を半
田を介して載置する載置工程と、昇温により前記半田を
溶融して前記第２の電気部品を前記第１の電気部品の前
記ダイパッド上にダイボンディングするダイボンディン
グ工程とを備え、前記ダイボンディング工程の昇温時
に、前記形状記憶合金ばねを形状回復させて前記第２の
電気部品の上面の第２の接続点に圧接させ、同時に、前
記第２の電気部品を前記第１の電気部品の前記ダイパッ
ド側に押圧する。

【００２１】本発明の請求項１２に係る製造方法は、溶
融可能な接続バンプを有するプリント配線板を形状記憶
合金ばねを介して第１の電気部品に取り付けるばね取付
工程と、前記第１の電気部品のダイパッド上に、第２の
電気部品を半田を介して載置する載置工程と、昇温によ
り前記半田を溶融して前記第２の電気部品を前記第１の
電気部品の前記ダイパッド上にダイボンディングするダ
イボンディング工程とを備え、前記ダイボンディング工
程の昇温時に、前記形状記憶合金ばねを形状回復させて
前記プリント配線板の接続バンプを前記第１の電気部品
の第１の接続点および前記第２の電気部品の第２の接続
点に圧着させ、同時に、前記第２の電気部品を前記第１
の電気部品のダイパッド側に押圧する。

【００２２】本発明の請求項１３に係る製造方法は、導
電特性を有する感温変形ばねを第１の電気部品の個別電
極に接続固定するばね取付工程と、前記第１の電気部品
のダイパッド上に、第２の電気部品を半田を介して載置
する載置工程と、昇温により前記半田を溶融して前記第
２の電気部品を前記第１の電気部品のダイパッド上にダ
イボンディングするダイボンディング工程と、降温によ
り前記半田を凝固させる凝固工程とを備え、前記凝固工
程において、前記感温変形ばねを感温変形させ前記第２
の電気部品の上面の第２の接続点に圧着させる。

【００２３】本発明の請求項１４に係る製造方法は、結
線用形状記憶合金ばねが取り付けられた特性評価用試料
台のダイパッド上に、半導体試料を半田を介して載置す
る載置工程と、昇温により前記半田を溶融して前記半導
体試料を前記特性評価用試料台の前記ダイパッド上にダ
イボンディングするダイボンディング工程とを備え、前
記ダイボンディング工程の昇温時に、前記形状記憶合金
ばねを形状回復させ前記半導体試料の接続点に着脱自在
に圧接させ、同時に、前記半導体試料を前記特性評価用
試料台の前記ダイパッド側に押圧する。

【００２４】本発明の請求項１５に係る製造方法は、結
線用プリント配線板が形状記憶合金ばねを介して取り付
けられた特性評価用試料台のダイパッド上に、半導体素
子を含む半導体試料を半田を介して載置する載置工程
と、昇温により前記半田を溶融して前記半導体試料を前
記特性評価用試料台の前記ダイパッド上にダイボンディ
ングするダイボンディング工程とを備え、前記ダイボン
ディング工程の昇温時に、前記形状記憶合金ばねを形状
回復させて前記プリント配線板を前記半導体試料の接続
点に着脱自在に圧着させ、同時に、前記半導体試料を前
記特性評価用試料台の前記ダイパッド側に押圧する。

【００２５】本発明の請求項１６に係る製造方法は、導
電特性を有する感温変形ばねが取り付けられた特性評価
用試料台のダイパッド上に、半導体素子を含む半導体試
料を半田を介して載置する載置工程と、昇温により前記
半田を溶融して前記半導体試料を前記特性評価用試料台
のダイパッド上にダイボンディングするダイボンディン
グ工程と、降温により前記半田を凝固させる凝固工程と
を備え、前記凝固工程において、前記感温変形ばねを感
温変形させ前記半導体試料の接続点に着脱自在に圧接さ
せる。

【００２６】

【作用】本発明の請求項１または請求項２では、結線手
段が特定の温度域下で他方の接続点に弾性圧着すること
を利用して、例えば半田結線時や常温時において一対の
接続点間の結線を確実に行うことができる。特に、請求
項２では、第２の電気部品を第１の電気部品のダイパッ
ド上にダイボンディングする際に、結線手段が第２の電
気部品を第１の電気部品のダイパッド側に押圧するの
で、ダイボンディングを確実に行うことができる。ま
た、従来例のワイヤボンディングに比較すると、熱、超
音波振動等を与えながらのワイヤ圧着の必要もなく、さ
らに、Ｘ−Ｙテーブル等にて試料を移動しながら結線す
る必要もなくなるため、結線作業にかかる所要時間を大
幅に低減できる。

【００２７】本発明の請求項３では、第１の電気部品と
第２の電気部品を分離させたい場合に、結線手段を第２
の接続点から容易に離脱することができ、分離作業が容
易になる。

【００２８】本発明の請求項４では、予め常温下におい
て、結線手段としての形状記憶合金ばねを第１の接続点
に固定しておき、可塑変形させて第２の接続点から離脱
させておく。ダイボンディング時に昇温すると、形状記
憶合金ばねは形状回復し、第２の接続点に圧着する。そ
うすると、結線を確実に行うことができるとともに、第
２の電気部品をダイパッドの方向へ押圧することでダイ
ボンディングを確実に行うことができる。そして、形状
記憶合金ばねの圧着を昇温とともに自動的に行うことが
できるので、従来例のワイヤボンディングに比較して結
線作業にかかる所要時間を大幅に低減できる。また、そ
の後に周辺のものに当たり、断線したり隣合う形状記憶
合金ばねが誤接触したりしても、これを高温下に置くこ
とにより、いつでも形状記憶合金ばねを形状回復させて
第２の接続点に接続できる。

【００２９】本発明の請求項５では、第１の接続点と第
２の接続点とをプリント配線板で結線する際、押圧部材
にてプリント配線板を各接続点に圧着させ、結線を確実
に行うとともに、第２の電気部品を第１の電気部品のダ
イパッド側に押圧でき、ダイボンディングを確実に行う
ことができる。

【００３０】本発明の請求項６では、予め常温下におい
て、結線手段としてのプリント配線板を、形状記憶合金
ばねを介して第１の電気部品に固定しておく。この際、
形状記憶合金ばねを可塑変形させて第２の接続点から離
脱させておく。ダイボンディング時に昇温すると、形状
記憶合金ばねは形状回復し、プリント配線板を各接続点
に自動的に圧着させる。そうすると、その後に周辺のも
のに当たり、断線や隣合う形状記憶合金ばねが誤接触し
ても、これを高温下に置くことにより、いつでも形状記
憶合金ばねを形状回復させて結線することができる。

【００３１】本発明の請求項７では、昇温時に、プリン
ト配線板の接続バンプが溶融すると同時に、形状記憶合
金ばねが形状回復して接続バンプを各接続点に自動的に
圧着させるので、バンプ接続が強固になる。

【００３２】本発明の請求項８では、ダイボンディング
終了後に、半導体装置を常温下に置き、感温変形ばねを
第２の接続点に圧着することで、半導体装置の使用時に
おける接続点の接続を確実にする。

【００３３】本発明の請求項９では、半導体アレイチッ
プと第２の電気部品とを接続する際、結線手段を複数設
けてもこれらを弾性変形させるだけで同時に結線できる
ので、半導体アレイチップ内の複数の半導体素子と結線
手段とを同時に結線でき、結線処理時間を大幅に短縮で
きる。

【００３４】本発明の請求項１０では、単一の特性評価
用試料台の上に第２の電気部品を載せ換えながら、半導
体素子の特性評価を繰り返し行う場合、結線手段を第２
の接続点に対して着脱自在に離脱可能としているので、
第２の電気部品の載せ換えが容易になる。

【００３５】本発明の請求項１１では、形状記憶合金ば
ねの形状回復により、結線を確実に行い得るとともに、
第２の電気部品をダイパッドの方向へ押圧することでダ
イボンディングを確実に行うことができる。そして、形
状記憶合金ばねの圧着を昇温とともに自動的に行うこと
ができるので、従来例のワイヤボンディングに比較して
結線作業にかかる所要時間を大幅に低減できる。また、
その後に周辺のものに当たり、断線や隣合う形状記憶合
金ばねが誤接触しても、これを高温下に置くことによ
り、いつでも形状記憶合金ばねを形状回復させて第２の
接続点に接続できる。

【００３６】本発明の請求項１２では、複雑な配置の接
続点同士を接続する場合、プリント配線板の接続バンプ
を各接続点に接続することで、配線間の誤接触を防止で
きる。この場合、形状記憶合金ばねを形状回復させてプ
リント配線板の接続バンプを各接続点に圧着させること
で、結線を確実に行うとともに、第２の電気部品をダイ
パッド側に押圧してダイボンディングを確実に行うこと
ができる。

【００３７】本発明の請求項１３では、半導体装置を使
用する際等の常温時に、感温変形ばねを第２の接続点に
圧着することで、接続点の接続を確実にできる。

【００３８】本発明の請求項１４では、特性評価用試料
台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評価
を繰り返し行う場合に、形状記憶合金ばねを可塑変形さ
せて接続点から容易に離脱でき、半導体試料の載せ換え
が容易になる。

【００３９】本発明の請求項１５では、特性評価用試料
台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評価
を繰り返し行う場合に、形状記憶合金ばねを可塑変形さ
せてプリント配線板を半導体試料の接続点から容易に離
脱でき、半導体試料の載せ換えが容易になる。

【００４０】本発明の請求項１６では、特性評価用試料
台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評価
を繰り返し行う場合に、特性評価用試料台等を高温下に
置くだけで感温変形ばねが自動的に半導体試料の接続点
から離脱するので、半導体試料の載せ換えが容易にな
る。

【００４１】

【実施例】［第１の実施例］ ＜構成＞図１は本発明の第１の実施例の半導体装置（Ｌ
Ｄアレイ装置）を示す図である。図１において、２１は
半導体アレイチップ（ＬＤアレイチップ）、２２は前記
ＬＤアレイチップ２１を搭載する一次ヒートシンク、２
３は前記ＬＤアレイチップ２１の特性評価時に前記一次
ヒートシンク２２を搭載する試料台としての二次ヒート
シンクである。

【００４２】前記ＬＤアレイチップ２１は、４個の埋込
ヘテロ型半導体素子（ＬＤ素子）２４を一列に並置して
集積化した４ビームＬＤアレイである。前記一次ヒート
シンク２２は例えばＳｉＣが使用され、該一次ヒートシ
ンク２２の上面には、前記ＬＤアレイチップ２１をダイ
ボンディングする領域としての単一の一次ダイパッド２
５と、前記ＬＤアレイチップ２１の各ＬＤ素子２４の上
面電極に結線する電極としての４個の一次個別電極２６
が形成されている。該一次個別電極２６は、前記ＬＤア
レイチップ２１に平行な帯状領域に一列に並置される。
前記二次ヒートシンク２３は例えばアルミニウムや銅が
使用され、該二次ヒートシンク２３の上面には、前記一
次ヒートシンク２２をダイボンディングする領域として
の単一の二次ダイパッド２７と、前記一次ヒートシンク
２２の一次個別電極２６に結線する給電用電極としての
４個の二次個別電極２８（ストリップライン）が形成さ
れている。該二次個別電極２８は、前記一次個別電極２
６の形成される帯状領域に平行に一列に並置される。

【００４３】そして、前記一次ヒートシンク２２の前記
各一次個別電極２５と前記各ＬＤ素子２４とを結線する
一次結線手段としては、ニチノール（Ｔｉ−Ｎｉ）、Ｃ
ｕ−Ｚｎ−Ａｌ、またはＩｎ−Ｔｉ等からなる４個の形
状記憶合金ばね片に導電用の金メッキが施された形状記
憶合金ばね３１が使用される。該各形状記憶合金ばね３
１は、前記各ＬＤ素子２４の上面電極幅および前記一次
ヒートシンク２２の各一次個別電極２６の形成幅より小
幅とされ、かつ各ＬＤ素子２４とこれに対応する一次個
別電極２６の離間寸法より僅かに長い短冊状に形成され
る。そして、該形状記憶合金ばね３１は、高温相（母
相）での逆変態による形状回復により側面視略Ω形に一
定の曲率で湾曲する特性を有せしめられ、これにより半
田溶融時（昇温時）に前記各ＬＤ素子２４の上面電極に
圧着し該各ＬＤ素子２４を前記一次ヒートシンク２２の
ダイパッド２５側へ押圧する押圧部材として機能する。
該形状記憶合金ばね３１と前記一次ヒートシンク２２の
一次個別電極２６との接続は、ダイボンディング用の半
田より高融点の半田を用いて行われる。また、該形状記
憶合金ばね３１と前記ＬＤ素子２４の上面電極との接続
は、半田を用いて溶着してもよいし、着脱自在に圧接す
るだけでもよい。一方、前記一次ヒートシンク２２の一
次個別電極２６とこれに対応する二次ヒートシンク２３
の二次個別電極２８とを結線する二次結線手段として
は、従来例と同様の金線等のボンディングワイヤ３２が
使用される。

【００４４】＜製造方法＞まず、図２の如く、事前段階
として、常温、すなわち形状記憶合金ばね３１がマルテ
ンサイトとされた状態で、一次ヒートシンク２２の一次
個別電極２６に一次結線用形状記憶合金ばね３１を、高
融点の半田（図示せず）を用いて固着する（ばね取付工
程）。このときの形状記憶合金ばね３１の形状として
は、図２の如く、ＬＤ素子２４の上面電極から離間する
方向、すなわち上方向に反った状態に可塑変形させてお
く。次に、図３の如く、一次ヒートシンク２２を二次ヒ
ートシンク２３の二次ダイパッド２７の上に低融点の半
田３３を介在させて載置し（二次載置工程）、さらに一
次ヒートシンク２２の一次ダイパッド２５の上にＬＤア
レイチップ２１を低融点の半田３４を介在させて載置す
る（一次載置工程）。そして、ダイボンディン用半田３
３，３４の融点以上で、かつ形状記憶合金ばね３１を固
着する半田の融点未満の温度まで昇温し、一定時間保持
する。そうすると、ダイボンディング用の半田３３，３
４のみが溶融し、ＬＤアレイチップ２１の底面と一次ダ
イパッド２５の間、さらに一次ヒートシンク２２の底面
と二次ダイパッド２７の間が電気的に接続される（ダイ
ボンディング工程）。このとき、上方に反って変形して
いた各形状記憶合金ばね３１は、図４の如く、予め記憶
していた側面視略Ω形状に形状回復し、その結果、形状
記憶合金ばね３１の先端部が各ＬＤ素子２４の上面電極
に確実に接続する。また、形状記憶合金ばね３１の先端
部は各ＬＤ素子２４を一次ダイパッド２５側に押しつけ
るため、ＬＤアレイチップ２１の底面と一次ダイパッド
２５の一次ヒートシンク２２の間の電気的接触を確実に
行い得る。そうすると、前記一次結線手段としての形状
記憶合金ばね３１による結線と一次ダイパッド２５上で
のダイボンディングを同時に処理できる。特に、本実施
例のように複数のＬＤ素子２４を集積したＬＤアレイ装
置の場合、ＬＤ素子２４の集積個数を大幅に増やして
も、その個数に拘らず各ＬＤ素子２４と一次ヒートシン
ク２２の一次個別電極２６とのダイボンディングを瞬時
に行うことができ、製造時間を大幅に短縮できる。その
後、常温等の半田凝固点以下まで降温し、一次ヒートシ
ンク２２の各一次個別電極２６と二次ヒートシンク２３
の各二次個別電極２８との間を、二次結線手段としての
ボンディングワイヤ３２にて二次結線する。このとき、
形状記憶合金ばね３１はマルテンサイトの状態となり可
塑状態となるため、昇温時の結線状態を維持している。
しかる後、ＬＤアレイチップ２１の各ＬＤ素子２４をテ
スターで特性評価した後、ボンディングワイヤ３２を切
断し、ＬＤアレイチップ２１を一次ヒートシンク２２ご
と二次ヒートシンク２３から取り外して、他のパッケー
ジへ組み換える。

【００４５】このように、本実施例では、例えば第１の
従来例で用いていたワイヤに代えて形状記憶合金ばね３
１を用いているので、この部分のワイヤボンディング工
程を簡略化してダイボンドと同時に瞬時に行うことがで
きる。また、昇温時に形状回復して結線した形状記憶合
金ばね３１は降温時にもその形状を維持するため、隣合
う形状記憶合金ばね３１同士が接触しにくくなる。

【００４６】ところで、形状記憶合金ばね３１に周囲の
装置類等が触れてしまうと、形状記憶合金ばね３１がＬ
Ｄ素子２４の上面電極から離脱したり、互いに隣合う形
状記憶合金ばね３１同士が接触したりすることがある。
しかしながら、本実施例では、一次結線手段として形状
記憶合金ばね３１を用いているので、断線や誤接触があ
っても、半導体装置を再び高温下に置くだけで形状記憶
合金ばね３１をいつでも形状回復させることができ、ワ
イヤボンディング作業をやり直していた従来例に比べて
修正作業が容易となる。

【００４７】また、多数のＬＤ素子２４を含むＬＤアレ
イチップ２１について結線する場合でも、従来例のよう
に、Ｘ−Ｙテーブル等を用いて試料を移動しながらワイ
ヤボンディングを行う必要がなくなり、すべての形状記
憶合金ばね３１を昇温時に一度に結線できるので、結線
に要する処理時間が飛躍的に速まり、時間当たりの製造
個数を増大することで大量生産化をさらに促進できる。

【００４８】［第２の実施例］図５は本発明の第２の実
施例を示す図である。本実施例は、図５に示した第２の
従来例のような２電極型方式のＦＤＭ方式のＬＤアレイ
装置であって、ＬＤアレイチップ２１内の４個のＬＤ素
子２４が列状に並置集積化され、該各ＬＤ素子２４の上
面電極と一次ヒートシンク２２の一次個別電極２６とを
形状記憶合金ばね３１で結線している点は第１の実施例
と同様であるが、各ＬＤ素子２４が第１電極３５および
第２電極３６の夫々一対の上面電極を有する点で第１の
実施例と異なる。本実施例における一次ヒートシンク２
２の複数の一次個別電極２６は、前記複数のＬＤ素子２
４の並置方向（列方向）に対して直交する帯状領域に一
列に並置される。また、前記二次ヒートシンク２３の複
数の二次個別電極２８は、前記一次個別電極２６の形成
される帯状領域に平行に一列に並置される。また、前記
各ＬＤ素子２４の上面電極および各一次個別電極２６の
配置関係により、形状記憶合金ばね３１も、短寸タイプ
のばね３７、長寸ダイプのばね３８、Ｌ字形タイプのば
ね３９の３種類のものが適宜使用される。該各ばね３７
〜３９は第１の実施例と同様の材料を用いて打ち抜き形
成され、夫々対応する一次個別電極２６に高融点の半田
を用いて固着される。なお、図５中の４１はＬＤアレイ
チップ２１の互いに隣合うＬＤ素子２４や、各ＬＤ素子
２４内で第１電極３５と第２電極３６を分離する分離溝
である。

【００４９】上記構成のＬＤアレイ装置についても、例
えば第２の従来例で用いていたワイヤに代えて形状記憶
合金ばね３１を用いているので、この部分のワイヤボン
ディング工程を簡略化して結線作業をダイボンドと同時
に瞬時に行うことができる。特に、本実施例の如き個々
のＬＤ素子２４が複数の上面電極を有するような場合に
は、結線形状が非画一的で多様に渡ることになり、従来
例のようにＸ−Ｙテーブルを動作させながらワイヤボン
ディング作業を行うと、動作が極めて複雑となり、多大
な処理時間を要することになるが、本実施例では、従来
例のようにＸ−Ｙテーブルを複雑に動作させることも必
要でなくなり、結線作業に要する処理時間を大幅に低減
し得る。その他の作用・効果は第１の実施例と同様であ
る。

【００５０】［第３の実施例］ ＜構成＞図６は本発明の第３の実施例を示す図である。
本実施例の半導体装置も第２の実施例と同様の２電極型
方式のＦＤＭ方式のＬＤアレイ装置であって、図６中、
２１はＬＤアレイチップ、２２は前記ＬＤアレイチップ
２１を搭載する一次ヒートシンク、２３は前記ＬＤアレ
イチップ２１の特性評価時に前記一次ヒートシンク２２
を搭載する試料台としての二次ヒートシンク、３２は前
記一次ヒートシンク２２と前記二次ヒートシンク２３の
間の電気的接触をとる二次結線手段としてのボンディン
グワイヤである。

【００５１】そして、前記ＬＤアレイチップ２１と前記
一次ヒートシンク２２の間の上面同士の電気的接触をと
るための前記一次結線手段としては、プリント配線板４
４と、昇温時に該プリント配線板４４を前記ＬＤアレイ
チップ２１の上面電極側へ押圧する押圧部材としての形
状記憶合金ばね４５とから構成する。前記プリント配線
板４４は、透光性の絶縁樹脂板４６の表面（図６中の下
面）に金蒸着等によるプリント配線パターン４７が形成
されたもので、該プリント配線パターン４７は、前記Ｌ
Ｄアレイチップ２１の上面電極および前記一次ヒートシ
ンク２２の一次個別電極２６の位置に対応してパターニ
ングされる。そして、該プリント配線パターン４７の前
記ＬＤアレイチップ２１の上面電極および前記一次ヒー
トシンク２２の一次個別電極２６に対応する位置には、
高温時にＬＤアレイチップ２１の上面電極に溶融接続す
る接続バンプ４８が予め固着されている。前記形状記憶
合金ばね４５は特に導電特性が必要ないため、第１の実
施例および第２の実施例と異なりその表面に金メッキを
施す必要はない。該各形状記憶合金ばね４５は短冊状に
形成され、前記一次ヒートシンク２２の上面の所定の隅
部と前記プリント配線パターン４７の所定の端部との間
に架橋されるよう、高融点の半田を用いて固着される。
そして、該各形状記憶合金ばね４５は、半田融点等の高
温相（母相）での逆変態による形状回復により前記プリ
ント配線板４４を前記ＬＤアレイチップ２１および前記
一次ヒートシンク２２の上面に押圧する機能を有する。

【００５２】＜製造方法＞上記構成において、まず事前
段階として、接続バンプ４８を有するプリント配線板４
４の所定の端部に形状記憶合金ばね４５を高融点の半田
を用いて固着しておく。そして、図７の如く、プリント
配線板４４に固着された形状記憶合金ばね４５の一部
を、一次ヒートシンク２２の上面の所定の隅部に固着す
る（ばね取付工程）。この際のばね取り付けは、常温
下、すなわちがマルテンサイトの状態で行い、形状記憶
合金ばね４５を可塑変形させて、プリント配線板４４を
ＬＤアレイチップ２１の取り付け位置から僅かに離間さ
せるよう上方向に反った状態にしておく。そして、図８
の如く、一次ヒートシンク２２を二次ヒートシンク２３
の二次ダイパッド２７の上に低融点の半田３３を介在さ
せて載置し（二次載置工程）、さらに一次ヒートシンク
２２の一次ダイパッド２５の上にＬＤアレイチップ２１
を低融点の半田３４を介在させて載置する（一次載置工
程）。しかる後、昇温を行い、二次ヒートシンク２３の
二次ダイパッド２７上の半田３３を溶融するとともに、
一次ヒートシンク２２の一次ダイパッド２５上の半田３
４を溶融し、各部品２１，２２をその下層部品２２，２
３にダイボンディングする（ダイボンディング工程）。
かかる昇温時には、図９の如く、形状記憶合金ばね４５
が形状回復し、前記プリント配線板４４の接続バンプ４
８は前記一次ヒートシンク２２の一次個別電極２６およ
びＬＤアレイチップ２１の上面電極に圧着する。そうす
ると、溶融した接続バンプ４８を、一次個別電極２６お
よびＬＤアレイチップ２１の上面電極に自動的に圧着で
き、他の機構を用いてプリント配線板４４を圧着しなく
ても、部品間の結線を確実に行うことができる。特に、
本実施例のように個々のＬＤ素子ごとに複数の上面電極
を有するような、結線形状が非画一的で多様に渡る場合
に、プリント配線パターン４７で一度に結線できるた
め、結線作業に要する処理時間を大幅に低減し得る。そ
の他の作用・効果は第１または第２の実施例と同様であ
る。

【００５３】［第４の実施例］ ＜構成＞図１０は本発明の第４の実施例のＬＤアレイ装
置を示す図である。本実施例の半導体装置は、各ＬＤ素
子について単一の上面電極を有する４ビームＬＤアレイ
であり、ＬＤアレイチップ２１、一次ヒートシンク２
２、試料台としての二次ヒートシンク２３、および前記
ＬＤアレイチップ２１と前記一次ヒートシンク２２の間
の一次結線手段としての形状記憶合金ばね３１を有する
点は、第１の実施例と同様であるが、第１の実施例にお
いて一次ヒートシンク２２と二次ヒートシンク２３の間
の二次結線手段としてボンディングワイヤを用いていた
のに対し、本実施例では、前記二次結線手段を前記一次
結線手段と同様に構成している点が第１の実施例と異な
る。すなわち、前記二次結線手段は、ニチノール（Ｔｉ
−Ｎｉ）、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ、またはＩｎ−Ｔｉ等から
なる形状記憶合金ばね片に導電用の金メッキが施された
形状記憶合金ばね４９であって、該各形状記憶合金ばね
４９は、前記一次ヒートシンク２２の各一次個別電極２
６および前記二次ヒートシンク２３の各二次個別電極２
８の形成幅より小幅とされ、かつ各一次個別電極２６と
これに対応する二次個別電極２８の離間寸法より僅かに
長い短冊状に形成される。そして、該各形状記憶合金ば
ね４９は、半田融点等の高温相（母相）での逆変態によ
る形状回復により側面視略Ω形に一定の曲率で湾曲する
特性を有せしめられ、これにより半田溶融時（昇温時）
に前記一次ヒートシンク２２の各一次個別電極２６に着
脱自在に圧着しこれを前記二次ヒートシンク２３の二次
ダイパッド２７側へ押圧する押圧部材として機能する。

【００５４】＜製造方法＞まず、事前段階として、常
温、すなわち形状記憶合金ばね３１，４９がマルテンサ
イトの状態で、一次ヒートシンク２２の一次個別電極２
６に一次結線用形状記憶合金ばね３１を取り付けるとと
もに二次ヒートシンク２３の二次個別電極２８に二次結
線用形状記憶合金ばね４９を取り付ける（ばね取付工
程）。このときの形状記憶合金ばね３１，４９の形状と
しては、ＬＤ素子２４の上面電極または一次個別電極２
６から離間する方向、すなわち上方向に反った状態に変
形させておく。次に、一次ヒートシンク２２を二次ヒー
トシンク２３の二次ダイパッド２７の上に半田を介在さ
せて載置し（二次載置工程）、さらに一次ヒートシンク
２２の一次ダイパッド２５の上にＬＤアレイチップ２１
を半田を介在させて載置する（一次載置工程）。そし
て、半田の融点以上の温度まで昇温し一定時間保持す
る。そうすると、ダイボンディング用の半田は溶融し、
ＬＤアレイチップ２１の底面と一次ダイパッド２５の
間、さらに一次ヒートシンク２２の底面と二次ダイパッ
ド２７の間が電気的に接続される（ダイボンディング工
程）。このとき、上方に反って変形していた各形状記憶
合金ばね３１，４９は、予め記憶していた側面視略Ω形
状に形状回復し、その結果、形状記憶合金ばね３１の先
端部が各ＬＤ素子２４の上面電極に着脱自在に圧着し、
形状記憶合金ばね４９の先端部が一次ヒートシンク２２
の一次個別電極２６に着脱自在に圧着する。そして、形
状記憶合金ばね３１の圧着によりＬＤアレイチップ２１
が一次ヒートシンク２２の一次ダイパッド２５側に押し
つけられ、ＬＤアレイチップ２１のダイボンドを確実に
行い得るとともに、形状記憶合金ばね４９の圧着により
一次ヒートシンク２２が二次ヒートシンク２３の二次ダ
イパッド２７側に押しつけられ、一次ヒートシンク２２
のダイボンドを確実に行い得る。特に、本実施例のよう
に複数のＬＤ素子２４を集積したＬＤアレイ装置の場
合、ＬＤ素子２４の集積個数を大幅に増やしても、その
個数に拘らず各ＬＤ素子２４と一次ヒートシンク２２の
一次個別電極２６とのダイボンディングを瞬時に行うこ
とができ、製造時間を大幅に短縮できる。その後、常温
等の半田凝固点以下まで降温し、一次ヒートシンク２２
の各一次個別電極２６と二次ヒートシンク２３の各二次
個別電極２８との間を、二次結線手段としての形状記憶
合金ばね４９にて二次結線する。このとき、形状記憶合
金ばね３１，４９はマルテンサイトの状態となり可塑状
態となるため、昇温時の結線状態を維持している。しか
る後、ＬＤアレイチップ２１の各ＬＤ素子２４をテスタ
ーで特性評価する。特性評価後、ＬＤアレイチップ２１
を一次ヒートシンク２２ごと二次ヒートシンク２３から
取り外して、他のパッケージへ組み換える。このとき、
二次結線手段としての形状記憶合金ばね４９は可塑状態
であり、かつ一次ヒートシンク２２の一次個別電極２６
に対して着脱自在であるため、一次ヒートシンク２２と
二次ヒートシンク２３の間の電気的接続を容易に絶つこ
とができ、したがって、繰り返し特性評価を行う際の組
み換えが極めて容易になる。その他の効果は第１の実施
例と同様である。

【００５５】［第５の実施例］ ＜構成＞図１１は本発明の第５の実施例のＬＤアレイ装
置を示す図である。本実施例の半導体装置は、各ＬＤ素
子について単一の上面電極を有する４ビームＬＤアレイ
であり、ＬＤアレイチップ２１、一次ヒートシンク２
２、試料台としての二次ヒートシンク２３、および前記
一次ヒートシンク２２と前記二次ヒートシンク２３の間
の二次結線手段としてのボンディングワイヤ３２を有す
る点は、第１の実施例と同様であるが、第１の実施例に
おいて前記ＬＤアレイチップ２１と前記一次ヒートシン
ク２２の一次個別電極２６間の一次結線手段として形状
記憶合金ばね３１を用いていたのに対し、本実施例で
は、前記一次結線手段として導電特性を有する感温変形
ばね（バイメタル）５１を使用している点が第１の実施
例と異なる。該感温変形ばね５１は、例えばインバーと
青銅等の熱膨張率の異なる二種の金属の帯状の薄板を溶
接して一枚の板にしたもので、昇温時に前記ＬＤアレイ
チップ２１のＬＤ素子２４の上面電極から離間する方向
に湾曲しかつ常温時に前記ＬＤ素子２４の上面電極に圧
着する方向に湾曲する。該感温変形ばね５１と前記一次
ヒートシンク２２の一次個別電極２６との接続は、ダイ
ボンディング用の半田よりも高融点の半田が用いられ
る。また、該感温変形ばね５１と前記ＬＤ素子２４の上
面電極との接続は、半田を用いてもよいし、圧着のみに
よって行ってもよい。その他の構成は第１の実施例と同
様である。

【００５６】＜製造方法＞まず、図１２の如く、一次結
線手段としての感温変形ばね５１を一次ヒートシンク２
２の前記一次個別電極２６に高融点の半田を用いて接続
固定する。このときの感温変形ばね５１の先端部は、Ｌ
Ｄアレイチップ２１の取り付け位置と重なるため、この
ままでは一次ダイパッド２５上にＬＤアレイチップ２１
を載置することができない。そこで、次工程として、感
温変形ばね５１の変態点以上に温度を上げてやり、図１
３の如く、感温変形ばね５１を感温変形にて上方に反ら
せた状態で、一次ヒートシンク２２を二次ヒートシンク
２３の二次ダイパッド２７の上に半田を介在させて載置
し（二次載置工程）、さらに一次ヒートシンク２２の一
次ダイパッド２５の上にＬＤアレイチップ２１を半田を
介在させて載置する（一次載置工程）。そして、半田の
融点以上の温度まで昇温し一定時間保持する。そうする
と、ダイボンディング用の半田３３，３４は溶融し、Ｌ
Ｄアレイチップ２１の底面と一次ダイパッド２５の間、
さらに一次ヒートシンク２２の底面と二次ダイパッド２
７の間が電気的に接続される（ダイボンディング工
程）。このときの感温変形ばね５１の先端部は、ＬＤア
レイチップ２１のＬＤ素子２４の上面電極から僅かに離
間している。その後、常温等の半田凝固点以下まで降温
し、一次ヒートシンク２２の各一次個別電極２６と二次
ヒートシンク２３の各二次個別電極２８との間を、二次
結線手段としてのボンディングワイヤ３２にて二次結線
する。このとき、感温変形ばね５１は、図１４の如く、
その溶接された二種の金属薄板の熱膨張率の差によって
ＬＤ素子２４の上面電極側に湾曲変形しこれを圧着す
る。その結果、感温変形ばね５１の先端部が各ＬＤ素子
２４の上面電極に確実に接続するとともに、各ＬＤ素子
２４を一次ダイパッド２５側に押しつけるため、ＬＤア
レイチップ２１の底面と一次ダイパッド２５の一次ヒー
トシンク２２の間の電気的接触を確実に行い得る。そう
すると、前記一次結線手段による結線と一次ダイパッド
２５上でのダイボンディングを同時に処理できる。特
に、本実施例のように複数のＬＤ素子２４を集積したＬ
Ｄアレイ装置の場合、ＬＤ素子２４の集積個数を大幅に
増やしても、その個数に拘らず各ＬＤ素子２４と一次ヒ
ートシンク２２の一次個別電極２６とのダイボンディン
グを瞬時に行うことができ、製造時間を大幅に短縮でき
る。しかる後、ＬＤアレイチップ２１の各ＬＤ素子２４
をテスターで特性評価する。特性評価後、二次結線手段
としてのボンディングワイヤ３２を切断し、ＬＤアレイ
チップ２１を一次ヒートシンク２２ごと二次ヒートシン
ク２３から取り外して、他のパッケージへ組み換える。

【００５７】［第６の実施例］第１、第２または第４の
実施例のように、対応する接続点間を形状記憶合金ばね
３１，４９で結線する場合、先に接続固定しておく側の
接続点、すなわち、昇温時に変形回復する際の支点とな
る接続点への取り付け精度が良ければ、かなりの細かい
接続が可能となるが、各形状記憶合金ばね３１，４９を
片持ち支持しながら取り付けるため、その精度向上には
限界がある。しかしながら、多くのＬＤ素子２４を有す
るＬＤアレイチップ２１について各部品間を結線する場
合は、互いに隣合う形状記憶合金ばね３１，４９同士の
誤接を防止するため、これらの取り付け精度の向上は必
須条件となる。そこで、本発明の第６の実施例では、図
１５の如く、形状記憶合金ばね５４を予め耐熱樹脂製等
の絶縁フィルム５６に一定の厚さにスパッタ蒸着し、高
温下で形状を記憶させたものを用いている。かかる構成
では、複雑かつ細かい配線を誤接触することなく結線で
き、しかも、第１、第２または第４の実施例等のように
結線作業を容易に行い得る。

【００５８】［第７の実施例］ ＜構成＞本発明の第７の実施例の半導体装置は、図１６
の如く、ＬＤアレイチップ２１、一次ヒートシンク２
２、試料台としての二次ヒートシンク２３を有し、ま
た、前記ＬＤアレイチップ２１と前記一次ヒートシンク
２２の間の一次結線手段として、プリント配線板４４
と、昇温時に該プリント配線板４４を前記ＬＤアレイチ
ップ２１の各ＬＤ素子２４の上面電極側へ押圧する形状
記憶合金ばね４５とから構成する点で、第３の実施例と
同様であるが、第３の実施例において一次ヒートシンク
２２と二次ヒートシンク２３の間の二次結線手段として
ボンディングワイヤを用いていたのに対し、本実施例で
は、前記二次結線手段が一次結線手段と同様の構成を備
える点が第３の実施例と異なる。すなわち、前記二次結
線手段は、プリント配線板４４と、昇温時に該プリント
配線板４４を前記ＬＤアレイチップ２１の各ＬＤ素子２
４の上面電極側へ押圧する形状記憶合金ばね４５とから
構成される。前記プリント配線板４４は、透光性の絶縁
樹脂板４６の表面に金蒸着等によるプリント配線パター
ンが形成されたもので、該プリント配線パターンは、前
記一次ヒートシンク２２の一次個別電極および前記二次
ヒートシンク２３の二次個別電極２８の位置に対応して
パターニングされる。そして、該プリント配線パターン
の前記各個別電極，２８に対応する位置には接続バンプ
が予め固着されている。ただし、本実施例での接続バン
プは、試料の組み換えを容易にするよう、高温時に前記
一次ヒートシンク２２の一次個別電極に完全に溶着しな
いような融点の高いものを用い、圧接だけで電気的接触
をとるようにして、いつでも離脱可能にしておく。

【００５９】＜製造方法＞まず、特性評価用試料台とし
ての二次ヒートシンク２３の二次ダイパッド２７上に、
一次ヒートシンク２２を半田を介在させて載置し（二次
載置工程）、さらに一次ヒートシンク２２の一次ダイパ
ッド２５の上にＬＤアレイチップ２１を半田を介在させ
て載置する（一次載置工程）。次に、ＬＤアレイチップ
２１と一次ヒートシンク２２、および一次ヒートシンク
２２と二次ヒートシンク２３の間の電気的接触をとるた
めに、夫々プリント配線板４４を取り付ける。この際、
まず第１のプリント配線板４４に固着された形状記憶合
金ばね４５の端部を、一次ヒートシンク２２の上面の所
定の隅部に固着するとともに、第２のプリント配線板４
４に固着された形状記憶合金ばね４５の端部を、二次ヒ
ートシンク２３の上面の所定の隅部に固着する（ばね取
付工程）。この際のばね取り付けは、常温下、すなわち
がマルテンサイトの状態で行い、各形状記憶合金ばね４
５を可塑変形させて、各プリント配線板４４をＬＤアレ
イチップ２１および一次ヒートシンク２２から僅かに離
間させるよう上方向に反った状態にしておく。しかる
後、昇温を行い、二次ヒートシンク２３の二次ダイパッ
ド２７上の半田を溶融するとともに、一次ヒートシンク
２２の一次ダイパッド２５上の半田を溶融してかく部品
をその下層部品にダイボンディングする（ダイボンディ
ング工程）。かかるダイボンディング工程の昇温時に
は、形状記憶合金ばね４５が形状回復し、前記各プリン
ト配線板４４がＬＤアレイチップ２１および一次ヒート
シンク２２に押しつけられ、ＬＤアレイチップ２１と一
次ヒートシンク２２の上面同士の電気的接触、および一
次ヒートシンク２２と二次ヒートシンク２３の上面同士
の電気的接触が達成されると同時に、各プリント配線板
４４により、ＬＤアレイチップ２１が一次ヒートシンク
２２の一次ダイパッド２５側に、また一次ヒートシンク
２２が二次ヒートシンク２３の二次ダイパッド２７側に
夫々押しつけられ、各部品間のダイボンディングを確実
にする。ダイボンディング終了後は降温し、テスターに
て特性評価を行う。そして、特性評価後は、常温下にお
いて各形状記憶合金ばね４５を可塑変形させ、二次ヒー
トシンク２３に支持されたプリント配線板４４を一次ヒ
ートシンク２２の上方へ引き離し、ＬＤアレイチップ２
１を一次ヒートシンク２２ごと二次ヒートシンク２３か
ら取り去る。このように、本実施例では、一次ヒートシ
ンク２２と二次ヒートシンク２３の間の電気的接続を容
易に絶つことができ、繰り返し特性評価を行う際の組み
換えが極めて容易になる。その他の効果は第３の実施例
と同様である。

【００６０】［第８の実施例］ ＜構成＞本発明の第８の実施例は、図１７の如く、ＬＤ
アレイチップ２１と一次ヒートシンク２２を結線する一
次結線手段と、一次ヒートシンク２２と二次ヒートシン
ク２３を結線する二次結線手段の両方に、第５の実施例
と同様の感温変形ばね（バイメタル）５１，５７を使用
したものである。該感温変形ばね（バイメタル）５１，
５７は、昇温時にＬＤアレイチップ２１のＬＤ素子２４
の上面電極または一次ヒートシンク２２の一次個別電極
２６から離間する方向に湾曲しかつ常温時に前記ＬＤ素
子２４の上面電極または前記一次個別電極２６に圧着す
る方向に湾曲する。その他の構成は、第５の実施例と同
様である。

【００６１】＜製造方法＞まず、事前段階として、一次
結線手段としての感温変形ばね５１を一次ヒートシンク
２２の前記一次個別電極２６に接続固定するとともに、
二次結線手段としての感温変形ばね５７を二次ヒートシ
ンク２３の二次個別電極２８に接続固定する。かかる固
定は高融点の半田を用いて行う。このときの感温変形ば
ね５１，５７の先端部は、各ダイパッド２５，２７に比
較的近接しているため、このままでは一次ダイパッド２
５上にＬＤアレイチップ２１を、あるいは二次ダイパッ
ド２７上に一次ヒートシンク２２を夫々載置することが
できない。そこで、温度を感温変形ばね５１，５７の変
態点以上に上げてやり、感温変形ばね５１，５７を上方
に反らせた状態で、一次ヒートシンク２２を二次ヒート
シンク２３の二次ダイパッド２７の上に半田を介在させ
て載置し（二次載置工程）、さらに一次ヒートシンク２
２の一次ダイパッド２５の上にＬＤアレイチップ２１を
半田を介在させて載置する（一次載置工程）。そして、
半田の融点以上の温度まで昇温し一定時間保持する。そ
うすると、ダイボンディング用の半田は溶融し、ＬＤア
レイチップ２１の底面と一次ダイパッド２５の間、さら
に一次ヒートシンク２２の底面と二次ダイパッド２７の
間が電気的に接続される（ダイボンディング工程）。そ
の後、常温等の半田凝固点以下まで降温する。このと
き、感温変形ばね５１，５７は、その溶接された二種の
金属薄板の熱膨張率の差によって湾曲変形する。そし
て、感温変形ばね５１がＬＤ素子２４の上面電極に圧着
すると同時に、感温変形ばね５７が一次ヒートシンク２
２の一次個別電極２６に圧着し、夫々の電気的接触を達
成する。その後、テスターにて特性評価を行う。そし
て、特性評価後は、再び昇温し、感温変形ばね５７を一
次ヒートシンク２２の一次個別電極２６から離間するよ
う変形した状態で、ＬＤアレイチップ２１を一次ヒート
シンク２２ごと二次ヒートシンク２３から取り去る。こ
のように、本実施例では、一次ヒートシンク２２と二次
ヒートシンク２３の間の電気的接続を容易に絶つことが
でき、繰り返し特性評価を行う際の組み換えが極めて容
易になる。その他の効果は第５の実施例と同様である。

【００６２】［変形例］ （１）上記各実施例では、ある特定の温度領域におい
て、形状記憶合金ばねまたは感温変形ばね等を変形させ
ることで結線手段を各接続点に接続していたが、押圧手
段としては単なる金属製の板ばねを用いて押圧し、結線
手段を各接続点に接続しても差し支えない。この場合、
第１の電気部品上に第２の電気部品を載置する際に、押
圧手段としての複数の前記板ばねを、例えば押さえバー
にて同時に上方へ変形させながらその下方に第２の電気
部品を挿入すれば、手間のかかるボンディングワイヤを
用いずに組立工程を自動化できる。 （２）第４、第７および第８の実施例では、一次結線手
段と二次結線手段を同様の部材で構成していたが、一次
結線手段として形状記憶合金ばねを用いた場合に二次結
線手段として押圧部材付きプリント配線板または感温変
形ばねを用いてもよく、あるいは、一次結線手段として
押圧部材付きプリント配線板を用いた場合に二次結線手
段として形状記憶合金ばねのみまたは感温変形ばねを用
いてもよく、さらに、一次結線手段として感温変形ばね
を用いた場合に二次結線手段として押圧部材付きプリン
ト配線板または形状記憶合金ばねのみを用いてもよい。
あるいは、一次結線手段として、従来例と同様のボンデ
ィングワイヤを用い、二次結線手段のみに押圧部材付き
プリント配線板、形状記憶合金ばねのみ、または感温変
形ばねを用いてもよい。 （３）第３および第７の実施例では、プリント配線板の
押圧部材として形状記憶合金ばねを用いていたが、感温
変形ばねを用いてもよい。 （４）上記各実施例では、ＬＤアレイ装置を例に挙げて
説明したが、例えばＬＥＤやフォトダイオード等の他の
半導体アレイチップを有する半導体装置に適用してもよ
い。

【００６３】

【発明の効果】本発明請求項１によると、少なくとも特
定の温度域下で、いずれかの接続点に接続固定した結線
手段が他方の接続点を弾性圧着するよう構成しているの
で、結線時に結線手段を特別に加圧しなくても、少なく
とも特定の温度域下で結線手段の弾性力だけで結線を行
うことができる。したがって、従来例のワイヤボンディ
ングに比較すると、熱、超音波振動等を与えながらのワ
イヤ圧着の必要もなく、さらに、Ｘ−Ｙテーブル等にて
試料を移動しながら結線する必要もなくなるため、結線
作業にかかる所要時間を大幅に低減できるという効果が
ある。

【００６４】本発明請求項２によると、少なくとも特定
の温度域下で、第１の電気部品の第１の接続点に接続固
定された結線手段が第２の電気部品を第１の電気部品の
ダイパッド側に押圧するよう構成しているので、両電気
部品のダイボンディングにおける電気的接触を強固にで
きるという効果がある。

【００６５】本発明請求項３によると、結線手段を第２
の接続点に対して離脱可能としているので、部品の組み
換え等において第１の電気部品と第２の電気部品を分離
させたい場合に、結線手段を第２の接続点から容易に離
脱することができ、分離作業を容易にできるという効果
がある。

【００６６】本発明請求項４によると、昇温時に形状記
憶合金ばねを形状回復させて第２の接続点に圧着する構
成としているので、ダイボンディング時等に形状記憶合
金ばねを同時にかつ自動的に結線でき、従来例のワイヤ
ボンディングに比較して結線作業にかかる所要時間を大
幅に低減できる。また、その後に周辺のものに当たり、
断線や隣合う形状記憶合金ばねが誤接触しても、これを
高温下に置くことにより、いつでも形状記憶合金ばねを
形状回復させて第２の接続点に接続できる。さらに、形
状記憶合金ばねの弾性を利用して、第２の電気部品と第
１の電気部品とを強固にダイボンディングできるという
効果がある。

【００６７】本発明請求項５によると、結線手段をプリ
ント配線板および押圧部材で構成しているので、接続点
の配置構成が複雑な場合等にプリント配線板で結線する
際、押圧部材にてプリント配線板を各接続点に圧着さ
せ、複雑な配線を、誤接触なくかつ一度に行い得るとい
う効果がある。

【００６８】本発明請求項６によると、昇温時に形状記
憶合金ばねにてプリント配線板を第２の接続点側へ押圧
する構成としているので、ダイボンディング時等に第２
の電気部品を第１の電気部品のダイパッド側に押圧で
き、ダイボンディングを確実に行うことができるという
効果がある。

【００６９】本発明請求項７によると、プリント配線板
に溶融可能な接続バンプを有せしめているので、ダイボ
ンディング時に形状記憶合金ばねにてプリント配線板を
第２の接続点側へ押圧することで、溶融した接続バンプ
にてプリント配線板と第２の接続点との接続を強固にで
きるという効果がある。

【００７０】本発明請求項８によると、昇温時に第２の
接続点から離間していた感温変形ばねを、常温時に第２
の接続点に圧着させるので、ダイボンディング等の昇温
後において感温変形ばねの接続を確実にできる。また、
第２の電気部品を第１の電気部品から離脱するときに
は、昇温するだけで感温変形ばねと第２の接続点とを切
断することができるという効果がある。

【００７１】本発明請求項９によると、複数の半導体素
子が並置されてなる半導体アレイチップについて、複数
の結線手段を弾性変形させるだけで同時に結線を行うこ
とができ、結線処理効率を大幅に向上できるという効果
がある。

【００７２】本発明請求項１０によると、結線手段を第
２の接続点に対して着脱自在に離脱可能としているの
で、単一の特性評価用試料台の上に第２の電気部品を載
せ換えながら、半導体素子の特性評価を繰り返し行う場
合に、第２の電気部品の載せ換えが容易になるという効
果がある。

【００７３】本発明請求項１１によると、形状記憶合金
ばねの形状回復により、結線を確実に行い得るととも
に、第２の電気部品をダイパッドの方向へ押圧すること
でダイボンディングを確実に行うことができる。そし
て、形状記憶合金ばねの圧着を昇温とともに自動的に行
うことができるので、従来例のワイヤボンディングに比
較して結線作業にかかる所要時間を大幅に低減できる。
また、その後に周辺のものに当たり、断線や隣合う形状
記憶合金ばねが誤接触しても、これを高温下に置くこと
により、いつでも形状記憶合金ばねを形状回復させて第
２の接続点に接続できるという効果がある。

【００７４】本発明請求項１２によると、複雑な配置の
接続点同士を接続する場合、プリント配線板の接続バン
プを各接続点に接続することで、配線間の誤接触を防止
できる。この場合、形状記憶合金ばねを形状回復させて
プリント配線板の接続バンプを各接続点に圧着させるこ
とで、結線を確実に行い得るとともに、第２の電気部品
をダイパッド側に押圧してダイボンディングを確実に行
うことができるという効果がある。

【００７５】本発明請求項１３によると、半導体装置を
使用する際等の常温時に、感温変形ばねを第２の接続点
に圧着することで、接続点の接続を確実にできるという
効果がある。

【００７６】本発明請求項１４によると、特性評価用試
料台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評
価を繰り返し行う場合に、形状記憶合金ばねを可塑変形
させて接続点から容易に離脱でき、半導体試料の載せ換
えが容易になるという効果がある。

【００７７】本発明請求項１５によると、特性評価用試
料台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評
価を繰り返し行う場合に、形状記憶合金ばねを可塑変形
させてプリント配線板を半導体試料の接続点から容易に
離脱でき、半導体試料の載せ換えが容易になるという効
果がある。

【００７８】本発明請求項１６によると、特性評価用試
料台の上に半導体試料を載せ換えて半導体素子の特性評
価を繰り返し行う場合に、特性評価用試料台等を高温下
に置くだけで感温変形ばねが自動的に半導体試料の接続
点から離脱するので、半導体試料の載せ換えが容易にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の半導体装置を示す斜視
図である。

【図２】本発明の第１の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図３】本発明の第１の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図４】本発明の第１の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図５】本発明の第２の実施例の半導体装置を示す斜視
図である。

【図６】本発明の第３の実施例の半導体装置を示す斜視
図である。

【図７】本発明の第３の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図８】本発明の第３の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図９】本発明の第３の実施例の半導体装置の製造工程
を示す側面図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の半導体装置を示す斜
視図である。

【図１１】本発明の第５の実施例の半導体装置を示す斜
視図である。

【図１２】本発明の第５の実施例の半導体装置の製造工
程を示す側面図である。

【図１３】本発明の第５の実施例の半導体装置の製造工
程を示す側面図である。

【図１４】本発明の第５の実施例の半導体装置の製造工
程を示す側面図である。

【図１５】本発明の第６の実施例の半導体装置を示す斜
視図である。

【図１６】本発明の第７の実施例の半導体装置を示す斜
視図である。

【図１７】本発明の第８の実施例の半導体装置を示す斜
視図である。

【図１８】第１の従来例の半導体装置を示す斜視図であ
る。

【図１９】第１の従来例の半導体装置を簡略化した説明
図である。

【図２０】第２の従来例の半導体装置を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２１ ＬＤアレイチップ ２２ 一次ヒートシンク ２３ 二次ヒートシンク ２４ ＬＤ体素子 ２５ 一次ダイパッド ２６ 一次個別電極 ２７ 二次ダイパッド ２８ 二次個別電極 ３１ 形状記憶合金ばね ３２ ボンディングワイヤ ４４ プリント配線板 ４５ 形状記憶合金ばね ４８ 接続バンプ ５１ 感温変形ばね ５４ 形状記憶合金ばね ５６ 絶縁フィルム ５７ 感温変形ばね

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の接続点および第２の接続点を有
   し、該両接続点が結線手段にて結線される半導体装置に
   おいて、 前記結線手段は、前記第１の接続点および前記第２の接
   続点のいずれか一方の接続点に接続固定され、かつ少な
   くとも特定の温度域下で他方の接続点に対して圧着する
   方向に弾性を有せしめられたことを特徴とする半導体装
   置。
2. 【請求項２】 ダイパッドおよび第１の接続点を有する
   第１の電気部品と、 上面に第２の接続点を有し前記第１の電気部品の前記ダ
   イパッド上にダイボンディングされる第２の電気部品
   と、 前記第１の接続点と前記第２の接続点とを結線する結線
   手段とを備える半導体装置において、 前記結線手段は、前記第１の電気部品の前記第１の接続
   点に接続固定され、かつ少なくとも特定の温度域下で前
   記第２の電気部品を前記第２の接続点から前記第１の電
   気部品の前記ダイパッド側に押圧する方向に弾性を有せ
   しめられたことを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】 前記結線手段は、前記第２の接続点に対
   して着脱自在に離脱可能とされた、請求項１または請求
   項２記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 前記結線手段は、昇温時に形状回復して
   前記第２の接続点に圧着する形状記憶合金ばねを含む、
   請求項２記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 前記結線手段は、 プリント配線板と、 該プリント配線板を前記第２の接続点側へ押圧する押圧
   部材とを備える、請求項２記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 前記押圧部材は、昇温時に前記プリント
   配線板を前記第２の接続点側へ押圧する形状記憶合金ば
   ねを含む、請求項５記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 前記プリント配線板は、高温時に前記第
   ２の接続点に溶融接続する接続バンプを有する、請求項
   ６記載の半導体装置。
8. 【請求項８】 前記結線手段は、昇温時に前記第２の接
   続点から離間する方向に変形しかつ常温時に前記第２の
   接続点に圧着する感温変形ばねを含む、請求項２記載の
   半導体装置。
9. 【請求項９】 前記第１の電気部品は複数の半導体素子
   が並置されてなる半導体アレイチップであり、前記第１
   の接続点は前記各半導体素子の各上面電極であり、前記
   第２の接続点は、前記半導体素子の上面電極と同数個設
   けられた、請求項２記載の半導体装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の電気部品は半導体素子を含
    み、前記第２の電気部品は前記半導体素子の特性評価用
    試料台を含み、前記結線手段は、前記第２の接続点に対
    して着脱自在に離脱可能とされた、請求項３記載の半導
    体装置。
11. 【請求項１１】 第１の電気部品の第１の接続点に導電
    特性を有する結線用形状記憶合金ばねを接続固定するば
    ね取付工程と、 前記第１の電気部品のダイパッド上に、第２の電気部品
    を半田を介して載置する載置工程と、 昇温により前記半田を溶融して前記第２の電気部品を前
    記第１の電気部品の前記ダイパッド上にダイボンディン
    グするダイボンディング工程とを備え、 前記ダイボンディング工程の昇温時に、前記形状記憶合
    金ばねを形状回復させて前記第２の電気部品の上面の第
    ２の接続点に圧接させ、同時に、前記第２の電気部品を
    前記第１の電気部品の前記ダイパッド側に押圧する半導
    体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 溶融可能な接続バンプを有するプリン
    ト配線板を形状記憶合金ばねを介して第１の電気部品に
    取り付けるばね取付工程と、 前記第１の電気部品のダイパッド上に、第２の電気部品
    を半田を介して載置する載置工程と、 昇温により前記半田を溶融して前記第２の電気部品を前
    記第１の電気部品の前記ダイパッド上にダイボンディン
    グするダイボンディング工程とを備え、 前記ダイボンディング工程の昇温時に、前記形状記憶合
    金ばねを形状回復させて前記プリント配線板の接続バン
    プを前記第１の電気部品の第１の接続点および前記第２
    の電気部品の第２の接続点に圧着させ、同時に、前記第
    ２の電気部品を前記第１の電気部品のダイパッド側に押
    圧する半導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 導電特性を有する感温変形ばねを第１
    の電気部品の個別電極に接続固定するばね取付工程と、 前記第１の電気部品のダイパッド上に、第２の電気部品
    を半田を介して載置する載置工程と、 昇温により前記半田を溶融して前記第２の電気部品を前
    記第１の電気部品のダイパッド上にダイボンディングす
    るダイボンディング工程と、 降温により前記半田を凝固させる凝固工程とを備え、 前記凝固工程において、前記感温変形ばねを感温変形さ
    せ前記第２の電気部品の上面の第２の接続点に圧着させ
    る半導体装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 結線用形状記憶合金ばねが取り付けら
    れた特性評価用試料台のダイパッド上に、半導体試料を
    半田を介して載置する載置工程と、 昇温により前記半田を溶融して前記半導体試料を前記特
    性評価用試料台の前記ダイパッド上にダイボンディング
    するダイボンディング工程とを備え、 前記ダイボンディング工程の昇温時に、前記形状記憶合
    金ばねを形状回復させ前記半導体試料の接続点に着脱自
    在に圧接させ、同時に、前記半導体試料を前記特性評価
    用試料台の前記ダイパッド側に押圧する半導体装置の製
    造方法。
15. 【請求項１５】 結線用プリント配線板が形状記憶合金
    ばねを介して取り付けられた特性評価用試料台のダイパ
    ッド上に、半導体素子を含む半導体試料を半田を介して
    載置する載置工程と、 昇温により前記半田を溶融して前記半導体試料を前記特
    性評価用試料台の前記ダイパッド上にダイボンディング
    するダイボンディング工程とを備え、 前記ダイボンディング工程の昇温時に、前記形状記憶合
    金ばねを形状回復させて前記プリント配線板を前記半導
    体試料の接続点に着脱自在に圧着させ、同時に、前記半
    導体試料を前記特性評価用試料台の前記ダイパッド側に
    押圧する半導体装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 導電特性を有する感温変形ばねが取り
    付けられた特性評価用試料台のダイパッド上に、半導体
    素子を含む半導体試料を半田を介して載置する載置工程
    と、 昇温により前記半田を溶融して前記半導体試料を前記特
    性評価用試料台のダイパッド上にダイボンディングする
    ダイボンディング工程と、 降温により前記半田を凝固させる凝固工程とを備え、 前記凝固工程において、前記感温変形ばねを感温変形さ
    せ前記半導体試料の接続点に着脱自在に圧接させる半導
    体装置の製造方法。