JPH113905A - 半導体装置およびその製造方法ならびにその製造に用いるリードフレーム - Google Patents

半導体装置およびその製造方法ならびにその製造に用いるリードフレーム

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JPH113905A
JPH113905A JP9153241A JP15324197A JPH113905A JP H113905 A JPH113905 A JP H113905A JP 9153241 A JP9153241 A JP 9153241A JP 15324197 A JP15324197 A JP 15324197A JP H113905 A JPH113905 A JP H113905A
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wire
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大輔 西村
Kousei Yamazaki
甲生 山崎
Hideaki Kameyama
英明 亀山
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Hitachi Ltd
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第２ボンディング部でのワイヤ破断の防止。 【解決手段】 絶縁性樹脂からなる封止体と、前記封止
体内に位置する支持板と、前記支持板上に固定された半
導体チップと、前記封止体の内外に亘って延在するとと
もに前記支持板の周囲に先端を延在させるリードと、前
記半導体チップの電極部分を第１ボンディング部とし前
記リードの先端部分を第２ボンディング部とするネイル
ヘッドワイヤボンディングによる導電性のワイヤとを有
する半導体装置であって、前記封止体内のリードにおい
て前記ワイヤが接続されるリードのワイヤ接続面は前記
ワイヤ接続面を除くリード表面よりもワイヤ接続面側に
突出している。前記リードの先端部分はワイヤ接続面側
に階段状に屈曲した構造になり、屈曲による突出部分の
表面が前記ワイヤ接続面を構成する。前記支持板は前記
封止体内におけるワイヤ接続面部分を除くリード表面よ
りも低くなっている。

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およびそ
の製造方法ならびにその製造に用いるリードフレームに
関し、特にネイルヘッドワイヤボンディングにおける第
２ボンディング部の接合強度向上に適用して有効な技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂封止型の半導体装置（半導体集積回
路装置）の製造においては、薄い金属板をパターニング
したリードフレームが使用されている。
【０００３】半導体装置の製造においては、リードフレ
ームの支持板（タブ）上に半導体チップを固定した後、
半導体チップの電極とタブの周囲に臨むリード先端部分
を導電性のワイヤで接続し、その後前記半導体チップ，
ワイヤ，リード先端部分をトランスファモールドによっ
て形成した封止体（パッケージ）で封止し、ついで不要
なリードフレーム部分を切断除去するとともにパッケー
ジから突出するリードの成形を行うことによって半導体
装置を製造している。
【０００４】前記ワイヤの接続（ワイヤボンディング）
には各種の手法が知られているが、その一つとしてネイ
ルヘッドワイヤボンディングがある。
【０００５】前記ネイルヘッドワイヤボンディングで
は、キャピラリと呼称される筒状のボンディングツール
で金線等からなるワイヤを保持し、このキャピラリを移
動させて、ワイヤ先端に形成されたボール部分を一次側
ボンディング圧着部（第１ボンディング部）である半導
体チップの電極に熱圧着によって固定した後、前記キャ
ピラリを上昇，水平移動，降下させて二次側ボンディン
グ圧着部（第２ボンディング部）であるリード先端部分
にワイヤを熱圧着固定する。また、第２ボンディング部
への固定の後は、前記キャピラリの上方にあるクランパ
でワイヤを保持し、かつワイヤを上方に引っ張ることで
第２ボンディング部の近傍でワイヤを破断させ、これに
よって一張りのワイヤボンディングを終了する。
【０００６】なお、前記熱圧着固定の際、キャピラリを
振動させてワイヤボンディングを行う手法も多用されて
いる。
【０００７】ネイルヘッドワイヤボンディングについて
は、日経ＢＰ社発行「ＶＬＳＩパッケージング技術
（下）」1993年５月15日発行、Ｐ22〜Ｐ30に記載されて
いる。
【０００８】リードフレームについては、日経ＢＰ社発
行「ＶＬＳＩパッケージング技術（上）」1993年５月15
日発行、P157〜P163に記載されている。同文献には、ダ
イパッド（タブ）がリードフレーム先端よりも低くなる
構造が示されている。
【０００９】一方、特開平8-293512号公報には、第２ボ
ンディング部の接合強度を高くするために、第２ボンデ
ィング部に引き回すワイヤをリードの表面に沿うように
延在させた後熱圧着固定をする技術が記載されている。
【００１０】また、ＡＳＭＥ 1995 EEP-Vol.12,Struct
ural Analysis in Microelectronicand Fiber Optics S
ystems P175〜P181には、第２ボンディング部のワイヤ
端部材に重なるように再度ワイヤボンディングを行うと
ともに接続されたワイヤボールの付け根でワイヤを切断
させ、重なったワイヤボールの接合力によって第２ボン
ディング部の接合強度を高める技術が記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ネイルヘッドワイヤボ
ンディングの第１ボンディング部は、筒状のキャピラリ
の先端でワイヤ先端の球体（ボール）を熱圧着すること
から、ワイヤ自体の変形は少なくワイヤの破断は起き難
いが、第２ボンディング部は、筒状のキャピラリの先端
から延在するワイヤを押し潰して熱圧着固定することか
ら押し潰された部分に連なる部分の機械的強度は低くな
る傾向にある。
【００１２】また、第２ボンディング部では、第２ボン
ディング部に向かって延在するワイヤの傾斜角度（以
下、二次側ワイヤ角度とも呼称する）が大きいと、第２
ボンディング部でのワイヤの潰れが大きくなる。
【００１３】この結果、半導体装置を実装基板にはんだ
リフローによって実装する際、パッケージを構成する樹
脂の熱ストレスで第２ボンディング部側の潰れ部分でワ
イヤが破断することもある。
【００１４】一方、前記二次側ワイヤ角度を小さくして
第２ボンディング部でのワイヤ破断を防止するために、
半導体チップを支持するタブをリード先端部分よりも低
くする手法（タブ下げリードフレーム）が採用されてい
るが、この程度では充分ではない。
【００１５】すなわち、二次側ワイヤ角度は小さい程よ
いが、従来のタブ下げ構造のリードフレームでは未だ充
分とは言えない。特に、半導体装置のパッケージの厚さ
を薄くする薄型構造では、パッケージの厚さ寸法に規制
されてタブ下げ距離は大きくできない。
【００１６】また、前者の文献のように、樹脂封止型半
導体装置のリフロー時の樹脂剥離によるワイヤ破断を防
止するために、第２ボンディング部ではキャピラリを降
下させてワイヤをリードに接触させた後キャピラリを水
平移動させてワイヤをリード表面に沿って延在させ、そ
の後第２ボンディングを行う方法は、ワイヤボンディン
グ装置のキャピラリの操作制御が複雑にならざるを得な
い。
【００１７】他方、従来のこの種の樹脂封止型半導体装
置では、封止体内に延在するリードは平坦であり、リー
ドと樹脂との間での引っ掛かりが少ない構造になってい
る。このため、熱を受けた場合、樹脂からなる封止体と
金属で形成されたリードとの間の熱膨張係数の違いによ
って両者間には大きな熱ストレスが発生し、樹脂とリー
ドとの間に隙間が発生して耐湿性が低下したり、あるい
はリードが抜ける等の不良が発生することもある。
【００１８】本発明の目的は、第２ボンディング部での
ワイヤ破断が起き難い半導体装置およびその製造方法な
らびにその製造に用いるリードフレームを提供すること
にある。
【００１９】本発明の他の目的は、耐湿性が高くかつリ
ード抜け不良が起き難い半導体装置およびその製造方法
ならびにその製造に用いるリードフレームを提供するこ
とにある。
【００２０】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
【００２１】
【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簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００２２】（１）絶縁性樹脂からなる封止体と、前記
封止体内に位置する支持板と、前記支持板上に固定され
た半導体チップと、前記封止体の内外に亘って延在する
とともに前記支持板の周囲に先端を延在させるリード
と、前記半導体チップの電極部分を第１ボンディング部
とし前記リードの先端部分を第２ボンディング部とする
ネイルヘッドワイヤボンディングによる導電性のワイヤ
とを有する半導体装置であって、前記封止体内のリード
において前記ワイヤが接続されるリードのワイヤ接続面
は前記ワイヤ接続面に連なるリード表面部分よりもワイ
ヤ接続面側に突出している。前記リードの先端部分はワ
イヤ接続面側に屈曲突出した構造になり、屈曲による突
出部分の表面が前記ワイヤ接続面を構成する。前記支持
板は前記封止体内におけるワイヤ接続面部分を除くリー
ド表面よりも低くなっている。前記屈曲は階段状に屈曲
し、突出部の表面が前記半導体チップの電極面と平行に
なる平坦面になっている。
【００２３】前記半導体装置は以下の製造方法によって
製造される。
【００２４】半導体チップが上面に固定される支持板
と、前記支持板の周囲に先端を延在させる複数のリード
とを有し、前記リード先端の表面部分はワイヤが接続さ
れるワイヤ接続面になり、前記ワイヤ接続面は前記ワイ
ヤ接続面に連なるリード表面部分よりもワイヤ接続面側
に突出している半導体装置製造用のリードフレームを用
意する工程と、前記支持板上に半導体チップを固定する
工程と、ネイルヘッドワイヤボンディングによって前記
半導体チップの電極と前記リードのワイヤ接続面をワイ
ヤで接続する工程と、前記半導体チップ，ワイヤ、リー
ド先端部分をトランスファモールドによる絶縁性樹脂に
よる封止体で封止する工程と、不要なリードフレーム部
分を切断除去する工程と、前記封止体から突出するリー
ドを成形する工程とを有する。前記リードフレームにお
いて、前記支持板は前記封止体内におけるワイヤ接続面
部分を除くリード表面よりも低くなっている。
【００２５】具体的には、突出したワイヤ接続面を形成
するため、前記リードの先端部分をワイヤ接続面側に屈
曲突出させた構造にしておく。また、前記ネイルヘッド
ワイヤボンディングにおいてはステージに前記リードの
屈曲に対応した突出支持部を設けておいて前記リードの
ワイヤ接続部を前記突出支持部で支持してワイヤボンデ
ィングを行う。
【００２６】前記半導体装置の製造においては、以下に
記載のリードフレームが使用される。
【００２７】半導体チップが上面に固定される支持板
と、前記支持板の周囲に先端を延在させる複数のリード
とを有し、前記リード先端の表面部分はワイヤが接続さ
れるワイヤ接続面になる半導体装置製造用のリードフレ
ームであって、前記リードのワイヤ接続面は前記ワイヤ
接続面に連なるリード表面部分よりもワイヤ接続面側に
突出している。前記リードの先端部分はワイヤ接続面側
に屈曲突出した構造になり、屈曲による突出部分の表面
が前記ワイヤ接続面を構成する。前記支持板は前記封止
体内におけるワイヤ接続面部分を除くリード表面よりも
低くなっている。
【００２８】（２）前記手段（１）の構成において、前
記リードの先端部分はワイヤ接続面側に突出するように
徐々に厚くまたは階段状に厚くなり、厚くなった表面が
前記ワイヤ接続面を構成している。
【００２９】前記（１）の手段によれば、（ａ）封止体
内のリードの先端は屈曲突出する構造になっていること
から、ワイヤ接続面はワイヤ接続面に連なるリード表面
部分よりもワイヤ接続面側に突出するため、第２ボンデ
ィング部に向かうワイヤの傾斜角度（二次側ワイヤ角
度）は小さくなり、キャピラリによるワイヤの押し潰し
が少なくなる結果、第２ボンディング部のワイヤの強度
低下が低くなり、熱ストレスによってワイヤ破断が発生
し難くなる。この結果、第２ボンディング部でのワイヤ
の接続の信頼性が高くなる。特に、前記支持板がリード
よりも低くなっていることは、前記二次側ワイヤ角度を
小さくすることに貢献する。
【００３０】（ｂ）封止体内のリードの先端は階段状に
屈曲していることから、この段付き部分が引っ掛かりに
なるため、樹脂とリードとの間に熱膨張係数の違いによ
って応力が加わっても樹脂に対して相対的にリードが動
くことがなく、樹脂とリード間に隙間が発生しなくなり
耐湿性が向上する。
【００３１】（ｃ）前記（ｂ）により、樹脂に対してリ
ードの屈曲部分が引っ掛かるため、封止体からリードが
抜けるような不良が発生しなくなる。
【００３２】前記（２）の手段によれば、前記リードの
先端部分はワイヤ接続面側に突出するように徐々に厚く
または階段状に厚くなり、厚くなった表面が前記ワイヤ
接続面を構成していることから、二次側ワイヤ角度を小
さくでき、第２ボンディング部でのワイヤの破断を防止
できるとともに、前記突出部分が樹脂に対して引っ掛か
り部分になることから、リードと樹脂間に隙間が発生し
て耐湿性が低下したり、リードが封止体から抜けたりす
ることが抑止できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３４】（実施形態１）本実施形態１では、パッケ
ージの両側からそれぞれリードを突出させるＳＯＰ（Sm
all Outline Package)型の樹脂封止型半導体装置に本発
明を適用した例について説明する。
【００３５】図１乃至図５は本発明の実施形態１である
半導体装置の製造に係わる図であり、図１は半導体装置
を示す断面図、図２は一部を切り欠いた半導体装置の平
面図、図３は半導体装置の製造に用いるリードフレーム
の平面図、図４はリードフレームの一部の拡大断面図、
図５は半導体装置の製造におけるワイヤボンディング状
態を示す一部の断面図である。
【００３６】本実施形態１の半導体装置１は、図１およ
び図２に示すように、外観的には矩形偏平な樹脂（レジ
ン）からなる封止体（パッケージ）２と、このパッケー
ジ２の両側から突出する複数のリード３とからなってい
る。パッケージ２から突出するリード３の形状はガルウ
ィング型になり、表面実装型になっている。
【００３７】前記パッケージ２の内部には支持板（タ
ブ）４が位置しているとともに、このタブ４の周囲には
前記リード３の先端が臨んでいる。
【００３８】前記タブ４は、従来から採用されている構
造であるが、リード３よりも一段低くなっている。説明
の便宜上、図１および図４に示すように、パッケージ２
内のリード３の上面の高さａをリード基準高さａと呼称
する。タブ４の上面は前記リード基準高さａから距離を
ｄ程低くなっている（下げ幅ｄ）。
【００３９】また、これが本発明の特徴の一つである
が、パッケージ２内のリード３の先端部分は一段上方
（ワイヤ接続面側）に階段状に屈曲している。この屈曲
部分５の上面はワイヤ接続面６になっている。前記ワイ
ヤ接続面６はリード標準高さａから距離ｕ程高くなって
いる（上げ幅ｕ）。
【００４０】一方、前記タブ４の上面には図示しない接
合材を介して半導体チップ７が固定されている。
【００４１】また、前記半導体チップ７の図示しない電
極と、前記リード３の屈曲部分５のワイヤ接続面６は、
導電性のワイヤ１０で電気的に接続されている。前記ワ
イヤ１０は、前記半導体チップ７の電極部分を第１ボン
ディング部とし、前記リード３のワイヤ接続面６を第２
ボンディング部とするネイルヘッドワイヤボンディング
によって接続されていて、第２ボンディング部分のワイ
ヤの括れ部分の機械的強度は大きくなっている。
【００４２】すなわち、ネイルヘッドワイヤボンディン
グにおいては、キャピラリと呼称される筒状のボンディ
ングツールで金線からなるワイヤを保持し、このキャピ
ラリを移動させて、ワイヤ先端に形成されたボール部分
を一次側ボンディング圧着部（第１ボンディング部）で
ある半導体チップの電極に熱圧着によって固定した後、
前記キャピラリを上昇，水平移動，降下させて二次側ボ
ンディング圧着部（第２ボンディング部）であるリード
３の屈曲部分５の上面であるワイヤ接続面６にワイヤを
熱圧着固定する。
【００４３】したがって、前記リード３の先端が上方に
屈曲し、ワイヤ接続面６がリード基準高さａよりも高い
位置にあることから、第２ボンディング部に向かうワイ
ヤの傾斜角度βは、屈曲部分５が設けられない場合のワ
イヤの傾斜角度αに比較して小さくなる（図１・図５参
照）。
【００４４】この結果、キャピラリによるワイヤの押し
潰しが少なくなり、第２ボンディング部のワイヤの押し
潰しによる括れ部分の機械的強度低下を低く抑えること
ができる。換言するならば、斜めに延在するワイヤに対
して真上からキャピラリが降下するため、キャピラリが
ワイヤに食い込むようになり、ワイヤはその食い込みに
よって括れるが、ワイヤの斜めになる傾斜角度が小さく
なるに連れて食い込み深さが小さくなってワイヤの括れ
部分の太さが太くなり、機械的強度の低下が少なくな
る。
【００４５】特に、本実施形態１では、前記タブ４がリ
ード３よりも距離ｄと低くなっていることから、前記傾
斜角度をさらに小さくすることができる。
【００４６】パッケージ２の側面から突出するリード３
の高さを、自由に設定できる場合は、パッケージ２内の
リード３を平坦に延在させる状態としたタブ下げ構造だ
けで前記傾斜角度をある程度小さくすることができる。
しかし、リード３をパッケージ２の略中段高さから突出
させる場合には、前記タブ表面に対するリード表面の高
さを大きくすることには限度があるが、リードの先端を
上方に屈曲させる構造を採用することによって前記タブ
表面に対するリード表面の高さを前記限度よりも大きく
することができ、さらに傾斜角度を小さくできる。
【００４７】他方、前記支持板４は、一対の対向する２
辺の中央部分をそれぞれ支持リード（タブ吊りリード）
１１に支持されている。前記タブ吊りリード１１はパッ
ケージ２から突出する部分で切断されている。
【００４８】つぎに、本実施形態１の半導体装置１の製
造方法について説明する。
【００４９】半導体装置１の製造においては、図３に示
すようなリードフレーム１５が用意される。
【００５０】リードフレーム１５は、０．１５〜０．２
ｍｍ程度の厚さの鉄−ニッケル系合金板，銅合金板等を
エッチングまたは精密プレスによってパターニングする
ことによって形成される。リードフレーム１５は、平行
に延在する一対の外枠１６と、前記一対の外枠１６に直
交しかつ前記一対の外枠１６を一定間隔位置で連結する
内枠１７とからなっている。
【００５１】また、前記一対の外枠１６と隣接する２本
の内枠１７とによって形成される枠の中央には、矩形の
タブ４が位置している。この支持板４は、前記外枠１６
の略中間部分から延在するタブ吊りリード１１に支持さ
れている。
【００５２】また、一対の前記内枠１７の内側からは、
一定間隔で前記外枠１６に平行になる細いリード３が延
在している。半導体チップ７の両側の各リード列は、前
記内枠１７に平行に所定間隔ごとに配置される細いダム
１８によって支持されている。ダム１８列の両端は外枠
１６に連結された形状になっている。前記ダム１８より
も内側のリード部分は、リード列の中央のものは真っ直
ぐ延在しているが、両端側の複数本のリード３は途中で
屈曲している。いずれのリード３もその先端を前記タブ
４の周囲に近接配置させている。
【００５３】前記タブ吊りリード１１は途中でそれぞれ
階段状に一段低く屈曲している。これにより、図４に示
すようにタブ４の上面、すなわち半導体チップ７を固定
する面はリードフレーム１５（リード３）の上面（リー
ド基準高さａ）よりも距離ｄ程低くなっている。
【００５４】また、これが本発明の特徴の一つである
が、前記リード３のタブ４に臨む先端部分は、図４に示
すように上方（ワイヤ接続面側）に屈曲突出した構造に
なっている。前記屈曲部分５の表面が前記ワイヤ接続面
６を構成する。すなわち、本実施形態１のリードフレー
ム１５では、前記リード３のワイヤ接続面６は前記ワイ
ヤ接続面に連なるリード表面部分（リード基準高さａ）
よりもワイヤ接続面側に距離ｕだけ突出している構造に
なっている。前記距離ｕはリードフレームの厚さと同程
度であるのが望ましい。たとえば、距離ｕは１５０μｍ
である。
【００５５】リード３の先端を上方に屈曲させることに
よって、屈曲部分５のワイヤ接続面６に接続されるワイ
ヤの傾斜角度を小さくできる。前記傾斜角度は約１０°
が望ましいが、１０°〜３０°でも略同様の効果を得る
ことができる。
【００５６】他方、前記リードフレーム１５の外枠１６
には、図示しないが複数種類のガイド孔が設けられてい
る。これらのガイド孔は、リードフレーム１５の移送や
位置決め等のガイドとして利用される。なお、前記リー
ドフレーム１５は必要に応じて所望個所にメッキが施さ
れている。
【００５７】半導体装置の製造においては、図３に示す
ように、前記リードフレーム１５のタブ４上に所定の接
合材を介して半導体チップ７が固定される。
【００５８】つぎに、図３に一部を示すように、半導体
チップ７の図示しない電極とリード３の先端のワイヤ接
続面６を導電性のワイヤ１０で接続する。前記ワイヤ１
０は、前記半導体チップ７の電極部分を第１ボンディン
グ部とし、前記リード３のワイヤ接続面６を第２ボンデ
ィング部とするネイルヘッドワイヤボンディングによっ
て接続される。
【００５９】すなわち、ネイルヘッドワイヤボンディン
グにおいては、図５に示すように、キャピラリ２０と呼
称される筒状のボンディングツールで金線からなるワイ
ヤ１０を保持し、このキャピラリ２０を移動させて、ワ
イヤ先端に形成されたボール部分を一次側ボンディング
圧着部（第１ボンディング部）である半導体チップ７の
図示しない電極に熱圧着によって固定した後、前記キャ
ピラリ２０を上昇，水平移動，降下させて二次側ボンデ
ィング圧着部（第２ボンディング部）であるリード３の
屈曲部分５の上面であるワイヤ接続面６にワイヤを熱圧
着固定するものである。
【００６０】この場合、第２ボンディング部に向かうワ
イヤ１０の傾斜角度βは、前記タブ４が低くなって半導
体チップ７の第１ボンディング部の高さがリード３より
も低くなることと、リード３の先端が上方に屈曲して屈
曲部分５がリード基準高さａよりも高くなることから、
第２ボンディング部で押し潰されるワイヤ１０の押し潰
し量（食い込み量）はリード３が平坦な場合よりも、ま
たタブ４が押し下げられない状態の場合よりも少しにな
り、第２ボンディング部でのワイヤ１０の括れ部分２２
の括れ量は小さくなるため機械的強度の低下は低くな
る。
【００６１】これにより、樹脂で封止された半導体装置
の状態では、熱が加わって樹脂とリード間の熱膨張係数
の違いによる熱ストレスによってワイヤ１０が括れ部分
２２で破断するようなことがなくなる。
【００６２】なお、ワイヤボンディングにおいては、前
記屈曲部分５へのワイヤボンディングを確実にするため
に、ワイヤボンディング装置のステージ２３に前記リー
ド３の屈曲部分５に対応した突出支持部２４をあらかじ
め設けておいて、前記屈曲部分５を確実に支持する。
【００６３】つぎに、常用のトランスファモールドによ
って、前記タブ４，ワイヤ１０，リード３の先端部分等
を樹脂からなるパッケージ２で封止する。
【００６４】つぎに、不要リードフレーム部分を切断除
去した後、パッケージ２から突出するリード３を成形
し、図１および図２に示すような半導体装置１を製造す
る。
【００６５】本実施形態１によれば以下の効果を奏す
る。
【００６６】（１）パッケージ２内のリード３の先端は
ワイヤ接続面６側に屈曲突出する構造になっていること
から、ワイヤ接続面６はワイヤ接続面に連なるリード表
面部分（リード基準高さａ）よりもワイヤ接続面６側に
突出するため、第２ボンディング部に向かうワイヤ１０
の傾斜角度（二次側ワイヤ角度β）は小さくなり、キャ
ピラリ２０によるワイヤ１０の押し潰しが少なくなる結
果、第２ボンディング部のワイヤ１０の括れ部分２２の
強度低下が低くなり、熱ストレスによってワイヤ破断が
発生し難くなる。
【００６７】（２）前記（１）により、半導体装置１に
おける第２ボンディング部でのワイヤ１０の接続の信頼
性が高くなる。特に、前記タブ４がリード３よりも低く
なっていることは、前記二次側ワイヤ角度を小さくする
ことに貢献する。
【００６８】（３）パッケージ２内のリード３の先端は
階段状に屈曲していることから、この段付き部分がパッ
ケージ２を構成する樹脂への引っ掛かりになるため、樹
脂とリード３との間に熱膨張係数の違いによって応力が
加わっても樹脂に対して相対的にリード３が動くことが
なく、樹脂とリード３間に隙間が発生しなくなり耐湿性
が向上する。
【００６９】（４）前記（３）により、樹脂に対してリ
ード３の屈曲部分が引っ掛かるため、パッケージ２から
リード３が抜けるような不良が発生しなくなる。
【００７０】（５）ワイヤ接続面６の高さがリード基準
高さａよりも高い構造のリードフレーム１５を使用する
ことによって、第２ボンディング部分でのワイヤ１０の
機械的強度の低下を防止できるため、ワイヤボンディン
グの信頼性の高い半導体装置１を製造することができ
る。
【００７１】図６は本実施形態１の変形例による半導体
装置の製造におけるワイヤボンディング状態を示す一部
の断面図である。
【００７２】同図に示すように、この例では、前記リー
ド３の先端部分はワイヤ接続面６側にくの字状に屈曲し
た構造になり、屈曲による突出した傾斜面２５が前記ワ
イヤ接続面６を構成する。前記屈曲部分５はステージ２
３の突出支持部２４の傾斜面で支持され、ワイヤボンデ
ィングが確実に行えるようになっている。
【００７３】この例でも前記実施形態１と同様にワイヤ
の第２ボンディング部分の機械的強度を高くすることが
できる。
【００７４】（実施形態２）図７は本発明の実施形態２
である半導体装置の製造におけるワイヤボンディング状
態を示す一部の断面図である。
【００７５】本実施形態２は、前記実施形態１の構成に
おいて、前記リード３の先端部分をワイヤ接続面６側に
突出するように部分的に厚くしてリード基準高さａより
も上方に突出したワイヤ接続面６を形成したものであ
る。前記突出部分２６は、前記リード３の先端部分を階
段状に厚くすることによって形成されていることから、
リード３の下面は同一面になり、ステージ２３のリード
３を支持する面は同一の平坦面でよい実益がある。
【００７６】本実施形態２によれば、前記リード３の先
端部分はワイヤ接続面側に突出するように階段状に厚く
なり、厚くなった突出部分２６の表面が前記ワイヤ接続
面６を構成していることから、二次側ワイヤ角度を小さ
くでき、ワイヤ１０の第２ボンディング部分の押し潰し
を小さくでき、第２ボンディング部でのワイヤ１０の機
械的強度の低下を小さくすることができる。
【００７７】また、前記突出部分２６が樹脂に対して引
っ掛かる部分になることから、リード３と樹脂間に隙間
が発生して耐湿性が低下したり、リード３がパッケージ
２から抜けたりすることが抑止できる。
【００７８】したがって、本実施形態２によるリードフ
レーム１５の使用によってワイヤボンディングの信頼性
の高い半導体装置１を製造することができる。
【００７９】図８は本実施形態２の変形例による半導体
装置の製造におけるワイヤボンディング状態を示す一部
の断面図である。
【００８０】本実施形態では、突出部分２６によるワイ
ヤ接続面６を傾斜面２７で構成したものである。すなわ
ち、本実施形態では、本実施形態２の構成において、前
記リード３の先端部分をワイヤ接続面６側に突出するよ
うに徐々に厚く形成して傾斜面２７を構成している。
【００８１】本実施形態でも、リード３におけるワイヤ
１０の接続位置はリード基準高さａよりも高くなること
から第２ボンディング部に向かうワイヤの傾斜角度を小
さくでき、第２ボンディング部分でのワイヤ１０の機械
的強度の低下を小さくすることができる。
【００８２】（実施形態３）図９は本発明の実施形態３
である半導体装置の製造におけるワイヤボンディング状
態を示す一部の断面図である。
【００８３】本実施形態３では、前記実施形態１におい
て、ステージ２３に部分的に突出部分２６を形成しない
ようにするために、階段状に屈曲させた屈曲部分５の先
端に下方に向かって延在する脚部３０を設けたものであ
る。この脚部３０によって、屈曲部分５の上面のワイヤ
接続面６はワイヤボンディング時、大きく変形すること
もなく確実にワイヤ１０を接続するようになる。
【００８４】図１０は本実施形態３の変形例による半導
体装置の製造におけるワイヤボンディング状態を示す一
部の断面図である。
【００８５】本実施形態３の変形例では、前記実施形態
１の変形例において、ステージ２３に部分的に突出部分
２６を形成しないようにするために、くの字状に屈曲さ
せた屈曲部分５の先端に下方に向かって延在する脚部３
０を設けたものである。この脚部３０によって屈曲部分
５の上面の傾斜面２５はワイヤボンディング時、大きく
変形することもなく確実にワイヤ１０を接続することが
できる。
【００８６】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態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。
【００８７】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ＳＯＰ
型半導体装置の製造技術に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、たとえば、パッ
ケージの４辺からそれぞれリードを突出させるＱＦＰ
（Quad Flat Package)形の半導体装置の製造技術などに
適用できる。
【００８８】本発明は少なくともネイルヘッドワイヤボ
ンディング技術によってワイヤボンディングを行う半導
体装置の製造技術には適用できる。
【００８９】
【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、下
記のとおりである。
【００９０】（１）封止体内のリードの先端は屈曲突出
する構造になっていることから、ワイヤ接続面はワイヤ
接続面に連なるリード表面部分よりもワイヤ接続面側に
突出するため、第２ボンディング部に向かうワイヤの傾
斜角度（二次側ワイヤ角度）は小さくなり、キャピラリ
によるワイヤの押し潰しが少なくなる結果、第２ボンデ
ィング部のワイヤの強度低下が低くなり、熱ストレスに
よってワイヤ破断が発生し難くなる。
【００９１】（２）前記（１）により、第２ボンディン
グ部でのワイヤの接続の信頼性が高くなる。特に、前記
支持板がリードよりも低くなっていることは、前記二次
側ワイヤ角度を小さくすることに貢献する。
【００９２】（３）封止体内のリードの先端は階段状に
屈曲していることから、この段付き部分が引っ掛かりに
なるため、樹脂とリードとの間に熱膨張係数の違いによ
って応力が加わっても樹脂に対して相対的にリードが動
くことがなく、樹脂とリード間に隙間が発生しなくなり
耐湿性が向上する。
【００９３】（４）前記（３）により、樹脂に対してリ
ードの屈曲部分が引っ掛かるため、封止体からリードが
抜けるような不良が発生しなくなる。
【００９４】（５）第２ボンディング部分のワイヤボン
ディングの信頼性が高くかつ耐湿性の向上，リード抜け
の抑止により信頼性の高い半導体装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である半導体装置を示す断
面図である。
【図２】本実施形態１の半導体装置において一部を切り
欠いた状態を示す平面図である。
【図３】本実施形態１の半導体装置の製造に用いるリー
ドフレームの平面図である。
【図４】本実施形態１の半導体装置の製造に用いるリー
ドフレームの一部の拡大断面図である。
【図５】本実施形態１の半導体装置の製造におけるワイ
ヤボンディング状態を示す一部の断面図である。
【図６】本実施形態１の変形例による半導体装置の製造
におけるワイヤボンディング状態を示す一部の断面図で
ある。
【図７】本発明の実施形態２である半導体装置の製造に
おけるワイヤボンディング状態を示す一部の断面図であ
る。
【図８】本実施形態２の変形例による半導体装置の製造
におけるワイヤボンディング状態を示す一部の断面図で
ある。
【図９】本発明の実施形態３である半導体装置の製造に
おけるワイヤボンディング状態を示す一部の断面図であ
る。
【図１０】本実施形態３の変形例による半導体装置の製
造におけるワイヤボンディング状態を示す一部の断面図
である。
【符号の説明】
１…半導体装置、２…封止体（パッケージ）、３…リー
ド、４…支持板（タブ）、５…屈曲部分、６…ワイヤ接
続面、７…半導体チップ、１０…ワイヤ、１１…タブ吊
りリード、１５…リードフレーム、１６…外枠、１７…
内枠、１８…ダム、２０…キャピラリ、２２…括れ部
分、２３…ステージ、２４…突出支持部、２５…傾斜
面、２６…突出部分、２７…傾斜面、３０…脚部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 甲生 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 亀山 英明 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性樹脂からなる封止体と、前記封止
    体内に位置する支持板と、前記支持板上に固定された半
    導体チップと、前記封止体の内外に亘って延在するとと
    もに前記支持板の周囲に先端を延在させるリードと、前
    記半導体チップの電極部分を第１ボンディング部とし前
    記リードの先端部分を第２ボンディング部とするネイル
    ヘッドワイヤボンディングによる導電性のワイヤとを有
    する半導体装置であって、前記ワイヤが接続されるリー
    ドのワイヤ接続面はワイヤ接続面に連なるリード表面部
    分よりもワイヤ接続面側に突出していることを特徴とす
    る半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記リードの先端部分はワイヤ接続面側
    に屈曲突出した構造になり、屈曲による突出部分の表面
    が前記ワイヤ接続面を構成することを特徴とする請求項
    １に記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記リードの先端部分はワイヤ接続面側
    に突出するように徐々に厚くまたは階段状に厚くなり、
    厚くなった表面が前記ワイヤ接続面を構成することを特
    徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記支持板は前記封止体内におけるワイ
    ヤ接続面部分を除くリード表面よりも低くなっているこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
    記載の半導体装置。
  5. 【請求項５】 半導体チップが上面に固定される支持板
    と、前記支持板の周囲に先端を延在させる複数のリード
    とを有し、前記リード先端の表面部分はワイヤが接続さ
    れるワイヤ接続面になり、前記ワイヤ接続面は前記ワイ
    ヤ接続面に連なるリード表面部分よりもワイヤ接続面側
    に突出している半導体装置製造用のリードフレームを用
    意する工程と、前記支持板上に半導体チップを固定する
    工程と、ネイルヘッドワイヤボンディングによって前記
    半導体チップの電極と前記リードのワイヤ接続面をワイ
    ヤで接続する工程と、前記半導体チップ，ワイヤ、リー
    ド先端部分をトランスファモールドによる絶縁性樹脂に
    よる封止体で封止する工程と、不要なリードフレーム部
    分を切断除去する工程と、前記封止体から突出するリー
    ドを成形する工程とを有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記リードフレームにおいて、前記支持
    板は前記封止体内におけるワイヤ接続面部分を除くリー
    ド表面よりも低くなっていることを特徴とする請求項５
    に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記リードの先端部分をワイヤ接続面側
    に屈曲突出した構造にして前記ワイヤ接続面を構成させ
    るとともに、前記ネイルヘッドワイヤボンディングにお
    いてはステージに前記リードの屈曲に対応した突出支持
    部を設けておいて前記リードのワイヤ接続部を前記突出
    支持部で支持してワイヤボンディングを行うことを特徴
    とする請求項５または請求項６に記載の半導体装置の製
    造方法。
  8. 【請求項８】 半導体チップが上面に固定される支持板
    と、前記支持板の周囲に先端を延在させる複数のリード
    とを有し、前記リード先端の表面部分はワイヤが接続さ
    れるワイヤ接続面になる半導体装置製造用のリードフレ
    ームであって、前記リードのワイヤ接続面は前記ワイヤ
    接続面に連なるリード表面部分よりもワイヤ接続面側に
    突出していることを特徴とするリードフレーム。
  9. 【請求項９】 前記リードの先端部分はワイヤ接続面側
    に屈曲突出した構造になり、屈曲による突出部分の表面
    が前記ワイヤ接続面を構成することを特徴とする請求項
    ８に記載のリードフレーム。
  10. 【請求項１０】 前記リードの先端部分はワイヤ接続面
    側に突出するように徐々に厚くまたは階段状に厚くな
    り、厚くなった表面が前記ワイヤ接続面を構成すること
    を特徴とする請求項８に記載のリードフレーム。
  11. 【請求項１１】 前記支持板は前記封止体内におけるワ
    イヤ接続面部分を除くリード表面よりも低くなっている
    ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１
    項に記載のリードフレーム。
JP9153241A 1997-06-11 1997-06-11 半導体装置およびその製造方法ならびにその製造に用いるリードフレーム Withdrawn JPH113905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4787820A (en) * 1987-01-14 1988-11-29 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." Turbine plant compressor disc with centripetal accelerator for the induction of turbine cooling air

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4787820A (en) * 1987-01-14 1988-11-29 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." Turbine plant compressor disc with centripetal accelerator for the induction of turbine cooling air

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