JPH1074793A - 半導体装置と、半導体装置の製造方法と、半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置のサイズの半導体素子のサイ
ズに対する大きさを従来よりも小さくし、半導体装置を
用いた電子機器等の高密度実装化を可能にし、使用材料
価格の低減を図り、半導体素子の電極引き出し経路をよ
り短くして該経路に寄生する寄生抵抗、寄生インダクタ
ンス等の低減を図ることにより高周波特性の改善を図
り、更には、電極引き出し経路に接続劣化要因が生じな
いようにする。 【解決手段】 半導体素子１の各電極パッド２に外部端
子を成すリード６が接続されてなる。リードは半田
（５）付けで接続しても良いし、アルミニウムバンプ３
７付きリード３６を該バンプ３７を介して接続するよう
にしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置と、そ
の製造方法と、その製造方法の実施に用いる半導体製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、一般に、複数の半導体装
置分のリードを一体に形成したリードフレームを用い、
該リードフレームの各ダイパッドに半導体素子をダイボ
ンディングし、次いで、各半導体素子の各電極と、それ
に対応する各インナーリードとの間をコネクトワイヤで
接続するワイヤボンディングをし、その後、各半導体素
子を樹脂封止し、封止樹脂パッケージに必要なマークの
形成を行い、しかる後、リードフレームの不要部分をカ
ットすることにより個々の半導体装置に分離するという
ように製造される。その時、各アウターリードの成形も
行われる。

【０００３】その後、電気的特性の検査及び外観形状検
査が行われ、合格したものが製品として出荷される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の半導体装置製造技術によれば、半導体素子のチップ
サイズに比してそれを封止する封止樹脂パッケージのサ
イズが相当に大きく、サイズが数倍になり、そのため、
ユーザーの半導体装置を用いた電子製品の高密度実装化
を制約するという問題を有していた。

【０００５】また、上述した従来の半導体装置によれ
ば、半導体素子の電極が、コネクトワイヤ、リードフレ
ームのインナーリード及びアウターリードを介して樹脂
パッケージに電気的に導出され、電極からアウターリー
ドの先端に至る距離が長く、その間の寄生抵抗、寄生イ
ンダクタンスの存在により高周波特性が劣化するという
問題もあった。

【０００６】更に、上述した従来の半導体装置によれ
ば、リードフレームや金線（コネクトワイヤ）等高価な
材料を用い、また、パッケージを成す樹脂の使用量が多
いので、材料費が高く、そのことが半導体装置の低価格
化を制約する要因になっているという問題もあった。ま
た、金線が接続される電極パッドはアルミニウム蒸着層
で形成され、金とアルミニウムとは互いに接続されると
金属間化合物をつくり接続性劣化要因となり、信頼性の
低下要因となるという問題もあった。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、半導体装置のサイズの半導体素子の
サイズに対する大きさを従来よりも小さくし、半導体装
置を用いた電子機器等の高密度実装化を可能にし、使用
材料価格の低減を図り、半導体素子の電極引き出し経路
をより短くして該経路に寄生する寄生抵抗、寄生インダ
クタンス等の低減を図ることにより高周波特性の改善を
図り、更には、電極引き出し経路に接続劣化要因が生じ
ないようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の半導体装置
は、半導体素子の各電極パッドに外部端子を成すリード
が接続されてなることを特徴とする。

【０００９】従って、請求項１の半導体装置によれば、
半導体素子の各電極パッドに直接リードが外部端子とし
て接続されているので、半導体素子の電極と外部端子に
至る距離を短くすることができ、延いてはそこに寄生す
る寄生抵抗、寄生インダクタンス等を小さくして高周波
特性を改善することができる。

【００１０】そして、リードフレームやコネクトワイヤ
を使用しないので、材料費を低くすることができる。

【００１１】また、半導体素子を樹脂で封止する場合に
おいても、電極パッドに直接接続されたリードが露出す
るように封止すれば良いので、封止樹脂の厚さを従来よ
りも相当に薄くすることができる。また、チップ面積に
近い面積で樹脂封止ができる。従って、半導体装置のサ
イズの半導体素子のサイズに対する大きさを従来よりも
小さくし、半導体装置を用いた電子機器等の高密度実装
化を可能にする。また、封止樹脂の厚さを薄くすること
ができるので、樹脂の使用量も少なくすることができ、
そのことも使用材料価格の低減要因になる。

【００１２】請求項７の半導体装置の製造方法は、各リ
ードの一端側にバンプを形成し、各リードと各電極パッ
ドとの接続を上記バンプを介して為した半導体装置の製
造方法であって、各リードの半導体素子の各電極パッド
へのバンプを介しての接続を、超音波振動ボンディング
法により行うことを特徴とする。

【００１３】従って、請求項７の半導体装置の製造方法
によれば、単に、超音波ボンディングすることによりリ
ードを半導体素子の電極パッドにバンプを介して接続す
ることができ、リードフレームやコネクトワイヤを用い
ない半導体装置を簡単に製造することができる。

【００１４】請求項８の半導体製造装置は、請求項７記
載の半導体装置の製造に用いる半導体製造装置であっ
て、バンプ付きリードを多数本一体に形成したリードア
レイから個々のリードに分離するリード分離手段と、分
離されたリードを真空吸着してボンディングステージ上
に搬送し、リードのバンプを半導体素子の電極パッド上
に位置させて超音波振動によるリードボンディングに供
するリード保持手段と、リードをそのバンプを介して半
導体素子の電極パッド上に加圧し超音波振動を与えるキ
ャピラリとを有することを特徴とする。

【００１５】従って、請求項８記載の半導体製造装置に
よれば、リードアレイから個々のリードをリード分離手
段により分離し、そのリードアレイから分離されたリー
ドをリード保持手段により保持してリードボンディング
に供し、キャピラリにより超音波ボンディングでバンプ
を介して半導体素子の電極パッドに接続することがで
き、請求項７記載の半導体装置の製造が可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態に
従って詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明半
導体装置の第１の実施の形態を示すもので、（Ａ）は断
面図、（Ｂ）は斜視図である。

【００１７】図において、１は半導体素子（ＬＳＩチッ
プ）、２はアルミニウムからなる配線膜の電極パッド
で、その表面には例えばニッケルからなるバッファメタ
ル層が形成されている。４は半導体素子１の表面を覆う
オーバーコート膜、５は外部端子を成すリード６の一端
を電極パッド２に接続する半田である。該リード６は例
えば銅を母材としその表面に例えばニッケルをメッキし
てなり、その一端を半導体素子１の表面に平行に且つ外
側に伸びる向きで半田付けされており、該半田付けされ
た部分から稍外側に寄った位置にて垂直に上側に曲折さ
れている。７は半導体素子１を収納する例えばプラスチ
ックからなるケース、８は該ケース７内にて半導体素子
１をポッティングにより封止する樹脂である。該樹脂８
によりリード６の外端部が露出するように封止されてい
る。６ａはリード６の樹脂８から突出した部分である。

【００１８】半導体素子１の各電極パッド２に直接リー
ド６が外部端子として接続されているので、半導体素子
１の電極２と外部端子６に至る距離を短くすることがで
き、延いてはそこに寄生する寄生抵抗、寄生インダクタ
ンス等を小さくして高周波特性を改善することができ
る。

【００１９】そして、リードフレームやコネクトワイヤ
を使用しないで製造することができるので、材料費を低
くすることができる。

【００２０】また、半導体素子１の樹脂８による封止に
関して、電極パッド２に直接接続されたリード６の外端
部６ａが露出するように封止すれば良いので、封止樹脂
８の厚さを従来よりも相当に薄くすることができる。ま
た、チップ面積に近い面積で樹脂封止ができる。従っ
て、半導体装置のサイズの半導体素子１のサイズに対す
る大きさを従来よりも小さくし、半導体装置を用いた電
子機器等の高密度実装化を可能にする。また、封止樹脂
８の厚さを薄くすることができるので、樹脂の使用量も
少なくすることができ、そのことも使用材料価格の低減
要因になる。

【００２１】そして、フリップチップと同様にして配線
基板等に組み付けることができる。つまり、フリップチ
ップ構造の半導体装置の代替品にすることができる。そ
して、アルミニウムからなる電極パッド２に金線からな
るコネクトワイヤをワイヤボンディングするということ
がないので、金属間化合物をつくって接続劣化要因にな
るという問題がない。そして、フリップチップと同様に
して配線基板に取り付けることができる。

【００２２】

【実施例】図２は図１に示した実施の形態の一つのバリ
エーションである実施例を示す斜視図である。本実施例
は、各リード６の樹脂８から露出した部分６ａを隣接リ
ード毎に反対側に曲折することにより千鳥型にしたもの
であり、このようにするのは同じ端子数で外部端子間ピ
ッチを広くすることができるからである。

【００２３】図３（Ａ）乃至（Ｄ）、（ｄ）は図１又は
図２に示した半導体装置の製造方法の概略を工程順に示
すものである。先ず、図３（Ａ）に示すように、半導体
素子１の各電極パッド２にリード６の一端を半田付けす
る。次に、図３（Ｂ）に示すように、半田付けされた各
リード６の外端部６ａを曲折する。次に、図３（Ｃ）に
示すように、ケース７内に半導体素子１を収納した状態
で樹脂８をポッティングにより封止する。その後、図３
（Ｄ）に示すように、リード６の外端部６ａの先端をカ
ットするか、或いは図３（ｄ）に示すように、リード６
の外端部６ａを曲折して千鳥型配列にする。

【００２４】その後、電気的特性の検査及び外観形状検
査が行われ、合格したものが製品として出荷されること
は従来の場合と異なるところはない。

【００２５】尚、図３（Ｃ）に示すようにケース７内に
て半導体素子１を樹脂８によりポッティングにより封止
するのではなく、ケースを用いず、半導体素子１を樹脂
８中にディッピングすることにより樹脂８により封止す
るようにしても良い。ポッティング法によれば、ケース
７により外形をかなり高精度に規定することができる
が、ケース７が必要となる。それに対し、ディッピング
法によれば、ケース７が不要で、材料費が安くできると
いう利点がある。図４はディッピング法により樹脂封止
した半導体装置（本発明半導体装置の第２の実施の形
態）の断面図である。

【００２６】図５（Ａ）乃至（Ｇ）はリード６の半導体
素子１の電極パッド２への半田付けの方法を順に示す図
である。

【００２７】（Ａ）先ず、電極パッド２上に半田層５を
形成する。半田層５の形成方法としては３種あり、第１
の方法は、ウェハ工程で最上のメタル層に半田を蒸着す
ることにより形成する方法であり、第２の方法はディス
ペンサ１０により半田を供給することにより形成する方
法である。

【００２８】第３の方法は、半田引き延ばしステージ１
１上に半田ペーストを供給してそれを薄く引き延ばすこ
とにより半田ペースト膜１２を形成しておき、そこから
半田ペーストを半田転写治具１３に着け、それを電極パ
ッド２上に転写することにより形成する方法である。図
５（Ａ）はこれ等３種類の方法を示している。

【００２９】（Ｂ）次に、銅を母材としその表面をニッ
ケルでメッキした線状のリード６をリール等に巻き付け
たものを用意しておき、ホルダー１４によりその先端部
を引き出し、半導体素子１の電極パッド２上に位置決め
する。この位置決めはボンダーの位置検出機構により行
う。尚、１５は線状のリード６を所定の長さにカットす
るカッターである。図５（Ｂ）は位置決めした状態を示
す。

【００３０】（Ｃ）次に、その位置決めを終えたリード
５の先端が位置された電極パッド２上にレーザビームを
照射することにより半田層を加熱して半田付けを行う。
この半田付けは不活性ガス雰囲気中あるいは還元性ガス
雰囲気中において行われる。レーザビームの照射は１回
乃至複数回行われ、その照射を止めると半田が固まり、
半田付けが終了する。１６はレーザスポットであり、図
５（Ｃ）はレーザビーム照射による半田付け時の状態を
示す。

【００３１】（Ｄ）次に、線状のリード６を半田付けさ
れた先端から所定の長さのところでカッター１５により
カットする。これにより一つのリード６の半田付けを終
了する。

【００３２】（Ｅ）その後、図５（Ａ）乃至（Ｄ）に示
す動作を繰り返し一辺の全リード６の半田付けを終える
と、半導体素子１を９０度回転し、その隣の辺のリード
６の半田付けを行うというようにして各辺のリード６付
けが終わる毎に半導体素子１の９０度回転を行う。図５
（Ｅ）は一つの半導体素子１に対する全部のリード６の
半田付けを終了した状態を示す。

【００３３】（Ｆ）次に、図５（Ｆ）に示すように、一
つの辺の全リード６の先端部を押さえ型１７で押さえた
状態で曲げ型１８によりそのリード６の外端部側を上側
を向くように９０度曲げる。

【００３４】（Ｇ）一つの辺のリード曲げが終わると半
導体素子１を９０度回転し次の辺のリード曲げを行うと
いうようにして順次各辺のリード曲げを続け、４辺全部
について行うとリード曲げが終わる。図５（Ｆ）はリー
ド曲げ終了時の状態を示す。

【００３５】図６は上記カッターによるリード６切断動
作をより詳細に示す切断動作説明図である。半田付けが
終わると、カッター１５によりリード６を挟み込みによ
り切断する。すると、ホルダー１４はワイヤ状のリード
６をクランプした状態で後退する（リール側に移動す
る）ことによりリード先端をカッター１５から稍離す。
その後、カッター１５を開放状態にし、次いで、ワイヤ
状のリード６をホルダー１４により一定量送り出し、該
リード６を位置合わせする。その後、半田付けが行われ
ることになる。尚、実際のカット機構は、ボンディング
済リードと干渉しないように設置される。

【００３６】図７はレーザビームの照射によりカットす
る場合の動作を説明する切断動作説明図である。図６に
示すカットはメカニカルカット法であるが、レーザビー
ムを照射することによりカットするようにしても良いの
である。具体的には、半田付けの終了後レーザビームを
照射してリード６を所定の長さのところで切断してカッ
トし、カットした後ホルダー１４によりワイヤ状のリー
ド６を所定量送り出す。その後、位置合わせして半田付
けをすることはいうまでもない。

【００３７】図８（Ａ）乃至（Ｄ）はケース内にてポッ
ティングにより樹脂封止する場合を順に示す断面図であ
る。先ず、図８（Ａ）に示すように、真空吸着パッド２
０によりリード折り曲げ済みの半導体素子１を吸着し、
図８（Ｂ）に示すように、その半導体素子１をケース
（例えばプラスチックからなる。）７内に収納する。次
に、図８（Ｃ）に示すように、そのケース７に樹脂８を
ディスペンサ２１により供給する。その後、熱処理（キ
ュアリング）を経て樹脂が硬化する。図８（Ｄ）は硬化
して完成した状態を示す。

【００３８】図９（Ａ）乃至（Ｃ）はケースを用いない
でディッピングにより樹脂封止する場合を順に示す断面
図である。先ず、図９（Ａ）に示すように、メカニカル
ハンド２２によりリード折り曲げ済みの半導体素子１を
そのリード６の外端部にてつかみ、図９（Ｂ）に示すよ
うに、溶融状態にある樹脂８中にその半導体素子１を直
接浸漬し、図９（Ｃ）に示すように、半導体素子１を引
き上げると、半導体素子１は樹脂の被膜８で覆われた状
態になる。その後、加熱処理してその樹脂の被膜８を硬
化させ、しかる後、図９（Ｄ）に示すように、メカニカ
ルハンド２２から半導体素子１を開放する。

【００３９】尚、ディッピング法によれば、ケースを用
いないので、半導体装置の外形寸法の均一化が難しいと
いう面があるが、しかし、ケースを用いない分半導体装
置の外形寸法を小さくすることができるという利点があ
り、また、半導体装置のチップサイズ毎にそれと整合の
とれたサイズの異なるケースを用意するという面倒さが
なくなるという利点もある。製造設備においてチップサ
イズが変更される度にプラスチックケースのローディン
グ部を品種変更に伴う段取りをすることは面倒なことで
あるが、ディッピング法によれば、そのような面倒さか
ら開放される。勿論、ケースを用いてポッティングする
方法においても、チップサイズ毎に異なるサイズのケー
スを用意するのではなく、チップサイズをグループ化
し、同一グループ内のものにおいてはチップサイズが異
なっても共通のケースを用いるようにすると、段取り頻
度を少なくすることができる。しかし、その場合には、
ケースサイズ（半導体装置外形サイズ）が半導体素子の
サイズに対して必要以上に大きくなってしまうものも生
じてしまう。これではＣＳＰ（チップサイズパッケー
ジ）の理想から離れてしまうことになる。しかし、ディ
ッピング法によれば、そのようなおそれは全くない。即
ち、ディッピング法によれば、段取りの面倒くささが少
なく、半導体装置を半導体素子のサイズに対して最小限
のサイズにつくることができ、ＣＳＰの理想を実現する
ことができる。

【００４０】図１０は樹脂封止後のリード加工方法（ス
トレート切断配列加工方法）の説明図であり、リード６
の外端部６ａの先端部をカッター２３によりカットして
所定の長さにする。これにより、リード６ａがバンプの
如くになり、半導体装置はフリップチップタイプの代替
品となり得る。

【００４１】図１１は千鳥型配列にリード６ａの成形を
する加工方法の説明図であり、曲げ型２４を用いて、２
５に示す軌跡に沿って移動させることにより順次リード
外端部６ａを曲げる。

【００４２】図１２は上記半導体装置の製造設備をイン
ライン化したものを示すものであり、レーザビーム照射
ボンディング機構以外は極めて安価で小型な機構にでき
る。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１３（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明
半導体装置の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）は
断面図、（Ｂ）は半導体素子形成側の面を下向きにした
斜視図、（Ｂ）は半導体素子形成側の面を上向きにした
斜視図側のである。図面において、１は半導体素子、２
は配線膜、４はオーバーコート膜、３６はアルミニウム
バンプ３７付きリードで、半導体装置の外部端子を成
す。該リード３６は銅を素材とし、予めバンプ３７形成
部以外の部分にニッケルや半田やパラジウム等をメッキ
しておき、先端にアルミニウムバンプ３７を形成したも
のであり、該バンプ３７が配線膜２の電極パッドに超音
波ボンディングによりボンディングされている。尚、後
で詳述するが、リード３６は製造の便宜上バラバラに製
造しておくのではなく、複数のリードを多数一体化した
リードアレイを用意し、リードの超音波ボンディングを
するときに一つずつリードを分離してボンディングに供
するようにしている。

【００４４】３８は例えばプラスチックからなる補強
板、８ａは半導体素子１の表面側をリードのバンプと電
極部を保護するように補強板３８を含め封止する樹脂で
あり、８ｂは半導体素子１の側面及び底面をディッピン
グにより封止する樹脂である。３６ａはリード３６の封
止樹脂８から外部に露出した部分で、本例では千鳥型に
配置されている。

【００４５】

【実施例】図１４は図１３の半導体装置の一つのバリエ
ーションである実施例を示す断面図で、ケース７を用い
てのポッティングによる樹脂８ｃにより半導体素子１の
側面、底面を封止されている点でのみ図１３の半導体装
置と異なる。

【００４６】図１３、図１４に示した半導体装置は、半
導体素子１の各電極パッドにリード３６がそのバンプ３
７にてボンディングされ、該リード３６自身が外部端子
を成しているので、半導体素子１の電極と外部端子に至
る距離を短くすることができ、延いてはそこに寄生する
寄生抵抗、寄生インダクタンス等を小さくして高周波特
性を改善することができる。しかも、リード３６をバン
プ３７にて常温における超音波ボンディングにより半導
体素子１の電極パッドにボンディングするので、半導体
素子１に熱的に大きな負荷をかけることなくボンディン
グすることができる。従って、半導体素子１の劣化、信
頼性の低下を低減することができる。

【００４７】そして、リードフレームやコネクトワイヤ
を使用しないので、材料費を低くすることができる。

【００４８】また、半導体素子１樹脂８で封止するにあ
たっても、電極パッドに直接接続されたリード３６が露
出するように封止すれば良いので、封止樹脂８の厚さを
従来よりも相当に薄くすることができる。また、チップ
面積に近い面積で樹脂封止ができる。従って、半導体装
置のサイズの半導体素子のサイズに対する大きさを従来
よりも小さくし、半導体装置を用いた電子機器等の高密
度実装化を可能にする。また、封止樹脂の厚さを薄くす
ることができるので、樹脂の使用量も少なくすることが
でき、そのことも使用材料価格の低減要因になる。

【００４９】図１５（Ａ）乃至（Ｄ）は複数のリード３
６を一体化したリードアレイ３９を示すもので、（Ａ）
は概略平面図、（Ｂ）は拡大平面図、（Ｃ）は拡大側面
図、（Ｄ）は別の例の拡大平面図である。個々のリード
の平面形状には種々のものが考えられ、（Ｂ）、（Ｄ）
に示すものは飽くまで各別の例を示しているに過ぎな
い。４０はノッチで、リードアレイ３９から個々のリー
ド３６を分離し易くするためのものである。

【００５０】図１６（Ａ）乃至（Ｆ）はバンプ付きリー
ド３６のボンディング工程を工程順に示す平面図であ
る。先ず、図１６（Ａ）に示すように、リード分離ステ
ージ４１上のリードアレイ３９から分離された一つのリ
ード３６をリード吸着押さえ冶具４２にて真空吸着す
る。

【００５１】そして、そのリード３６をその先端（バン
プのある方）が略半導体素子１の電極パッド上に位置す
るところまで搬送する。

【００５２】次に、図１６（Ｂ）に示すように、ボンデ
ィングステージ４３上で電極パッドとリード３６のアル
ミニウムバンプ（３７）との位置合わせを行う。次に、
図１６（Ｃ）に示すように、キャピラリ４４（図１６で
は便宜上水平に向いているように描かれているが、実際
には垂直の向きである。）により超音波エネルギーをリ
ード３６先端部に加える。すると、アルミニウムバンプ
とアルミニウム電極パッドとが結合する。バンプ及び電
極パッドはきちんと一直線上に位置するようにしてボン
ディングしないと良好なボンディングができない。次
に、図１６（Ｄ）に示すように、半導体素子１が横送り
され、次のリード３６のボンディングが可能な位置まで
移動される。同時にリード分離ステージ４１も次のリー
ド３６をピックアップする位置まで移動する。そして、
図１６（Ａ）乃至（Ｄ）に示す動作を繰り返し、半導体
素子１の一辺分のリード３６の接続が終わるとその半導
体素子１が９０度回転され、図１６（Ｅ）に示すように
新しい一辺分のアルミニウム電極バンプのファーストボ
ンディング位置の位置出しが行われ、そして、その辺の
リード３６のボンディングが行われる。このようにし
て、図１６（Ｆ）に示すように全辺のリード３６のボン
ディングが終了するとリード付け完了状態になる。

【００５３】図１７及び図１８はバンプ付きボンディン
グ機構の概要を示すもので、図１７は平面図、図１８は
左側面図である。

【００５４】半導体素子１は真空吸着等によりピックア
ップされてチップ固定ステージ５２上に搬送され、そこ
に真空吸引により位置が固定される。破線引き出し線位
置Ａでチップをステージに載せ、実線引き出し線位置Ｂ
でリードボンディングを行う。

【００５５】そして、一辺のリードボンディングが全部
終わると、ステージ５２が横方向に移動してＣの位置に
て９０度回転し、Ｂの位置に戻り、その後、次の一辺の
リードボンディングが行われる。尚、ステージ５２を横
方向に移動するのではなく、下方に移動させ、そこで９
０度回転させた後、元の位置まで上昇させ、そこで、次
の辺のリードボンディングを行うようにするようにして
も良い。そして、四辺全部のリードボンディングを終え
た半導体素子１は収納トレー５３に収納される。

【００５６】一方、リードアレイ３９は多数個積層状態
でボンディング機構にセットされ、１個ずつリードアレ
イ吸着押さえ冶具５４によりリード分離ステージ４１上
に搬送される。

【００５７】リード分離ステージ４１上に搬送されたリ
ードアレイ３９はリードアレイ押さえ冶具５４により押
さえられた状態で折曲げ冶具５５によりノッチ４０（図
１５参照）にて折曲げられることにより切断され、個々
のリード３６に分離される。分離された各リード３６は
Ａの位置に臨むところで位置出しされ、リード吸着押さ
え冶具４２により真空吸着されてボンディングステージ
４３上に搬送される。ここで半導体素子１の電極パッド
とリード３６のアルミニウムバンプ３７との位置合わせ
が行われ、その位置合わせ終了後、キャピラリ４４によ
り超音波エネルギーが加えられ、半導体素子１のアルミ
ニウム配線とリード３６のアルミニウムバンプ３７とが
接続される。半導体素子１は次の電極がリード３６の接
続が為され得るように電極配置ピッチ分横送りされると
共に、リード３６が置かれたステージもリード１本分の
ピッチ送りが為される。そして、上述の動作の繰り返し
により半導体素子１の全電極とリード３６との接続が行
われるのである。図１８の右下部分にはボンド（ボンデ
ィング）済み素子１の拡大断面を示す。

【００５８】次に、バンプ３７を介して半導体素子１の
電極にボンディングされたリード３６の折曲げについて
図１９（Ａ）乃至（Ｄ）に従って説明する。先ず、図１
９（Ａ）に示すように、ディスペンサ５６によりリード
付け済み半導体素子１の表面に樹脂８ａを塗布し、次い
で、図１９（Ｂ）に示すように、例えばプラスチックか
らなる補強板３８を取り付け、そして樹脂８ａを硬化さ
せる。この図１９（Ａ）、（Ｂ）の工程はリード３６の
折曲げによりリード３６の電極との接続部に負荷がかか
って接続強度が劣化するのを防止するための補強を行う
ものである。

【００５９】次に、図１９（Ｃ）に示すように、半導体
素子１上の上記補強板３８の一辺を押さえ板５７により
押さえることによりリード３６の電極との接続部の浮き
上がりを防止した状態で曲げ冶具５８により一つの辺の
リード３６を一斉に折曲げる。一つの辺の折曲げが終わ
ると半導体素子１を９０度回転させ、同じ動作を繰り返
し、全部の辺について折曲げが終了すると図１９（Ｄ）
に示すようになる。

【００６０】尚、補強板３８の取付は、リード３６のア
ルミニウムバンプ３７の接続強度がリード３６の折曲げ
ストレスよりも充分に強い場合には必要ではない。この
場合には、リード３６の先端部上を直接押さえ冶具で押
さえて折曲げ冶具による折曲げをすれば良い。

【００６１】また、リード３６の折曲げは半導体素子一
辺分一括して行うようにしても良いが、リード一本毎に
行うようにしても良い。

【００６２】

【発明の効果】請求項１の半導体装置によれば、半導体
素子の各電極パッドに直接リードが外部端子として接続
されているので、半導体素子の電極と外部端子に至る距
離を短くすることができ、延いてはそこに寄生する寄生
抵抗、寄生インダクタンス等を小さくして高周波特性を
改善することができる。

【００６３】そして、リードフレームやコネクトワイヤ
を使用しないので、材料費を低くすることができる。

【００６４】また、半導体素子を樹脂で封止する場合に
おいても、電極パッドに直接接続されたリードが露出す
るように封止すれば良いので、封止樹脂の厚さを従来よ
りも相当に薄くすることができる。また、チップ面積に
近い面積で樹脂封止ができる。従って、半導体装置のサ
イズの半導体素子のサイズに対する大きさを従来よりも
小さくし、半導体装置を用いた電子機器等の高密度実装
化を可能にする。また、封止樹脂の厚さを薄くすること
ができるので、樹脂の使用量も少なくすることができ、
そのことも使用材料価格の低減要因になる。

【００６５】請求項７の半導体装置の製造方法によれ
ば、単に、超音波ボンディングすることによりリードを
半導体素子の電極パッドにバンプを介して接続すること
ができ、リードフレームやコネクトワイヤを用いない半
導体装置を簡単に製造することができる。

【００６６】請求項８記載の半導体製造装置によれば、
リードアレイから個々のリードをリード分離手段により
分離し、そのリードアレイから分離されたリードをリー
ド保持手段により保持してリードボンディングに供し、
キャピラリにより超音波ボンディングでバンプを介して
半導体素子の電極パッドに接続することができ、請求項
７記載の半導体装置の製造方法の実施が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明半導体装置の第１の実
施の形態を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視
図である。

【図２】図１に示した実施の形態の一つのバリエーショ
ンである実施例を示す斜視図である。

【図３】（Ａ）乃至（Ｄ）、（ｄ）は図１又は図２に示
した半導体装置の製造方法の概略を工程順に示す図であ
る。

【図４】ディッピング法により樹脂封止した半導体装置
（本発明半導体装置の第２の実施の形態）の断面図であ
る。

【図５】（Ａ）乃至（Ｇ）はリード６の半導体素子１の
電極パッド２への半田付けの方法を順に示す図である。

【図６】カッターによるリード切断動作をより詳細に示
す切断動作説明図である。

【図７】レーザビームの照射によりカットする場合の動
作を説明する切断動作説明図である。

【図８】（Ａ）乃至（Ｄ）はケース内にてポッティング
により樹脂封止する場合を順に示す断面図である。

【図９】（Ａ）乃至（Ｄ）はケースを用いないでディッ
ピングにより樹脂封止する場合を順に示す断面図であ
る。

【図１０】樹脂封止後のリード加工方法（ストレート切
断配列加工方法）の説明図である。

【図１１】千鳥型配列にリードの成形をする加工方法の
説明図である。

【図１２】半導体装置の製造設備をインライン化したも
のを示す図である。

【図１３】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明半導体装置の第３
の実施の形態を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
半導体素子形成側の面を下向きにした斜視図、（Ｂ）は
半導体素子形成側の面を上向きにした斜視図である。

【図１４】図１３の半導体装置の一つのバリエーション
である実施例を示す断面図である。

【図１５】複数のリード３６を一体化したリードアレイ
を示すもので、（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は拡大平面
図、（Ｃ）は拡大側面図、（Ｄ）は別の例の拡大平面図
である。

【図１６】（Ａ）乃至（Ｆ）はバンプ付きリードのボン
ディング工程を工程順に示す平面図である。

【図１７】バンプ付きボンディング機構の概要を示す平
面図である。

【図１８】バンプ付きボンディング機構の概要を示す左
側面図である。

【図１９】（Ａ）乃至（Ｄ）はバンプを介して半導体素
子の電極にボンディングされたリード３６の折曲げの説
明図である。

【符号の説明】

１・・・半導体素子、２・・・電極パッド、５・・・半
田、６・・・リード、６ａ・・・リードの外部に露出し
た部分、７・・・ケース、８・・・樹脂、８ａ、８ｂ・
・・樹脂、 ３６・・・バンプ付きリード、３７・・・
リード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６２１Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の各電極パッドに外部端子を
   成すリードが接続されてなることを特徴とする半導体装
   置。
2. 【請求項２】 各リードと各電極パッドとの接続が半田
   付けにより為されてなることを特徴とする請求項１記載
   の半導体装置。
3. 【請求項３】 各リードの一端側にバンプが形成され、 各リードと各電極パッドとの接続が上記バンプを介して
   為されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体装
   置。
4. 【請求項４】 半導体素子が樹脂により各リードの外端
   部が露出するように封止されてなることを特徴とする請
   求項１、２又は３記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 半導体素子を封止する樹脂がケース内に
   納められてなることを特徴とする請求項４記載の半導体
   装置。
6. 【請求項６】 各リードの外端部が千鳥型に配列されて
   なることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載
   の半導体装置。
7. 【請求項７】 一端側にバンプを形成された各リードの
   半導体素子の各電極パッドへのバンプを介しての接続
   を、超音波振動ボンディング法により行うことを特徴と
   する請求項３記載の半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 バンプ付きリードを多数本一体に形成し
   たリードアレイから個々のリードに分離する手段と、 分離されたリードを真空吸着してボンディングステージ
   上に搬送し、リードのバンプ側の端部をボンディング位
   置にて超音波振動によるボンディングに供するリード保
   持手段と、 リードをそのバンプを介して半導体素子の電極パッド上
   に加圧し超音波振動を与えるキャピラリと、 を有することを特徴とする請求項７記載の半導体装置の
   製造に用いる半導体製造装置。