JP2004282021A - BONDING WIRE REINFORCING DEVICE, BONDING WIRE REINFORCING METHOD, BONDING DEVICE, RESIN MOLD SEMICONDUCTOR DEVICE PRODUCING BONDED WIRE REINFORCED, AND RESIN MOLD SEMICONDUCTOR DEVICE WITH BONDED WIRE REINFORCED - Google Patents
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Abstract
【課題】 ワイヤボンディング後のワイヤの変形を抑制することである。
【解決手段】 ボンディングワイヤ補強装置10は、2種類の樹脂の微粉末62,64を噴霧する微粉末噴霧器40と、半導体装置80を保持し加熱するヒータ70とを備える。2種類の微粉末62,64は、所定温度の下の混合により溶融、固化するいわゆる2液性の熱硬化性樹脂を構成する2種類の微粉末である。ヒータ70は、2種類の樹脂の融点以上の温度に設定される。微粉末噴霧器40により半導体装置80に対して噴霧される微粉末62,64は、ワイヤ86の上面に付着し、混合溶融し、固化し、絶縁性の樹脂薄膜がワイヤ上面に形成され、ワイヤ86が補強される。微粉末を浮遊させた雰囲気の微粉末浮遊室に半導体装置を搬入してワイヤ全面に微粉末を付着させてもよい。また、ボンディングワイヤ補強装置をワイヤボンディング装置に組み込んでもよい。
【選択図】図2
PROBLEM TO BE SOLVED To suppress deformation of a wire after wire bonding.
A bonding wire reinforcing device 10 includes a fine powder sprayer 40 that sprays two kinds of resin fine powders 62 and 64, and a heater 70 that holds and heats a semiconductor device 80. The two types of fine powders 62 and 64 are two types of fine powder constituting a so-called two-component thermosetting resin that melts and solidifies by mixing at a predetermined temperature. The heater 70 is set to a temperature equal to or higher than the melting points of the two types of resins. The fine powders 62 and 64 sprayed onto the semiconductor device 80 by the fine powder sprayer 40 are attached to the upper surface of the wire 86, mixed and melted, and solidified, and an insulating resin thin film is formed on the upper surface of the wire 86. Is reinforced. The semiconductor device may be carried into a fine powder floating chamber in an atmosphere in which fine powder is suspended, and the fine powder may be attached to the entire surface of the wire. Moreover, you may incorporate a bonding wire reinforcement apparatus in a wire bonding apparatus.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、ボンディングワイヤの補強に係り、特に、ワイヤボンディングの後にワイヤの強度を増す処理を行うボンディングワイヤ補強装置、ボンディングワイヤ補強方法、ボンディング装置、樹脂モールド半導体装置の製造装置及びボンディングワイヤが補強された半導体装置に関する。 The present invention relates to bonding wire reinforcement, and in particular, a bonding wire reinforcement apparatus, a bonding wire reinforcement method, a bonding apparatus, a resin mold semiconductor device manufacturing apparatus, and a bonding wire that perform a process of increasing the strength of a wire after wire bonding. The present invention relates to a semiconductor device.
LSI等の半導体素子は、回路基板にダイボンディングされた後、LSIのボンディングパッドと回路基板のボンディングリードとがワイヤボンディングにより接続され、その後樹脂モールド技術等を用いてパッケージ化される。ここで、ワイヤボンディングのワイヤは、例えば直径50μmのごく細い金線等が用いられるので、樹脂モールド時における樹脂の流れにより変形することが起こる。LSIと回路基板を接続するワイヤが変形を受けると、隣接するワイヤ同士が接触し、短絡事故につながる。また、短絡まで行かなくても、信号を伝達するワイヤが変形を受けることで、隣接するワイヤ間の距離が変化し、信号線の間のインピーダンスに影響を与え、LSIの周波数特性等が変化する。 A semiconductor element such as an LSI is die-bonded to a circuit board, an LSI bonding pad and a bonding lead of the circuit board are connected by wire bonding, and then packaged using a resin molding technique or the like. Here, as the wire for wire bonding, for example, a very thin gold wire having a diameter of 50 μm is used, for example, deformation occurs due to the flow of resin during resin molding. When the wire connecting the LSI and the circuit board is deformed, adjacent wires come into contact with each other, resulting in a short circuit accident. Even if the short circuit is not performed, the wire that transmits the signal is deformed, so that the distance between adjacent wires changes, affecting the impedance between the signal lines, and changing the frequency characteristics of the LSI. .
このようなワイヤの接触あるいは変形を防止するために、特許文献1には、絶縁性樹脂に半導体チップ及びリードフレームを浸漬し、あるいはテフロン(登録商標)液を噴射ノズルによってリードフレームの上下方向から吹き付けることが提案されている。また、特許文献2には、ボンディングリード部分のワイヤ根元に補強用樹脂を塗布することが記載され、特許文献3には、ワイヤボンディングが行われた後、樹脂モールドが行われる前に、ワイヤを含めてペレット部分をシリコーンゲルによりアンダーコートすることが開示されている。 In order to prevent such contact or deformation of the wire, Patent Document 1 discloses that a semiconductor chip and a lead frame are immersed in an insulating resin, or Teflon (registered trademark) liquid is injected from the top and bottom of the lead frame by an injection nozzle. It has been proposed to spray. Patent Document 2 describes that a reinforcing resin is applied to the wire root of the bonding lead portion. Patent Document 3 describes that after wire bonding is performed, the wire is applied before resin molding is performed. Including the undercoat of the pellet portion with a silicone gel is disclosed.
近年、LSIの微細化、パッケージの超小型化に伴い、ワイヤボンディングにおいて、ワイヤ間のピッチをさらに狭くするいわゆるファインピッチ化の要求が強くなってきている。ファインピッチ化されたワイヤボンディングにおいては、ボンディングパッドからボンディングリードに至るワイヤループの形状についても管理が必要になることがある。このように、ファインピッチ化の要求の下では、隣接するワイヤの間における距離の変化をより少なくすることが望まれる。 In recent years, with the miniaturization of LSIs and the miniaturization of packages, there is an increasing demand for so-called fine pitches that further narrow the pitch between wires in wire bonding. In wire bonding with a fine pitch, it may be necessary to manage the shape of the wire loop from the bonding pad to the bonding lead. Thus, under the demand for fine pitch, it is desirable to reduce the change in distance between adjacent wires.
従来技術においては、さまざまなワイヤの接触または変形の防止法が提案されているが、これらの方法によっても、隣接するワイヤの間における距離の変化を十分に抑えることができない。例えば、特許文献1においては用いられる材料が液体であるため、浸漬や吹き付け自体により隣接するワイヤの間の距離が変化する恐れがある。特許文献3においてもシリコーンゲルをアンダーコート材として用いるので、ゲルのワイヤへの塗布自体により隣接するワイヤの距離が変化する恐れがある。特許文献2においては、補強がワイヤのループ部分に行われていないので、隣接するワイヤ間における距離の変化の防止についてはあまり期待できない。 In the prior art, various methods for preventing contact or deformation of wires have been proposed, but even these methods cannot sufficiently suppress a change in distance between adjacent wires. For example, since the material used in Patent Document 1 is a liquid, the distance between adjacent wires may change due to immersion or spraying itself. Also in patent document 3, since silicone gel is used as an undercoat material, there is a possibility that the distance between adjacent wires may change due to the application of the gel to the wire itself. In Patent Document 2, since reinforcement is not performed on the loop portion of the wire, it cannot be expected to prevent a change in distance between adjacent wires.
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、ワイヤの変形を抑制することができるボンディングワイヤ補強装置、ボンディングワイヤ補強方法、ボンディング装置、樹脂モールド半導体装置の製造装置、及び樹脂モールド半導体装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and suppress the deformation of the wire, a bonding wire reinforcing device, a bonding wire reinforcing method, a bonding device, a resin molded semiconductor device manufacturing apparatus, and a resin molded semiconductor device. Is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係るボンディングワイヤ補強装置は、半導体素子のボンディングパッドと基板のボンディングリードとの間をワイヤで接続した後、ワイヤの補強を行う装置であって、樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着手段と、微粉末を加熱する加熱手段と、を備え、樹脂の微粉末をワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a bonding wire reinforcing device according to the present invention is a device that reinforces a wire after connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire. An adhesion means for attaching the powder to the wire and a heating means for heating the fine powder are provided, and the fine powder of resin is melted on the wire and solidified to reinforce the wire.
また、樹脂の微粉末の粒径は、ワイヤ直径の1/100以上1/3以下であることが好ましい。 The particle diameter of the fine resin powder is preferably 1/100 or more and 1/3 or less of the wire diameter.
また、樹脂の微粉末は、熱硬化性樹脂の微粉末、または半導体素子をその後パッケージングする際の加熱温度よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂の微粉末であることが好ましい。 The fine resin powder is preferably a fine powder of a thermosetting resin or a fine powder of a thermoplastic resin having a melting point higher than the heating temperature when the semiconductor element is subsequently packaged.
また、熱硬化性樹脂の微粉末は、所定温度で相互に混合し溶融させることで架橋反応により固化する2種類の樹脂の微粉末を含むことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the fine powder of a thermosetting resin contains the fine powder of two types of resin solidified by a crosslinking reaction by mutually mixing and melting at a predetermined temperature.
また、付着手段は、樹脂の微粉末をワイヤに吹き付ける手段であることが好ましい。また、付着手段は、樹脂の微粉末を浮遊させた雰囲気の微粉末浮遊室内に半導体素子を搬入し保持する手段であることが好ましい。 The adhering means is preferably means for spraying fine powder of resin onto the wire. The adhering means is preferably means for carrying and holding the semiconductor element in a fine powder floating chamber in an atmosphere in which fine resin powder is floated.
また、加熱手段は、樹脂の微粉末の光吸収特性に合わせた波長の光をワイヤの任意の場所に放射して加熱する手段であることが好ましい。また、加熱手段は、ワイヤの光吸収特性に合わせた波長の光をワイヤの任意の場所に放射して加熱する手段であることが好ましい。 The heating means is preferably means for radiating and heating light having a wavelength matched to the light absorption characteristics of the fine resin powder to any place of the wire. Moreover, it is preferable that a heating means is a means to radiate | emit and heat the light of the wavelength match | combined with the light absorption characteristic of the wire to the arbitrary places of a wire.
また、本発明に係るボンディングワイヤ補強方法は、半導体素子のボンディングパッドと基板のボンディングリードとの間をワイヤで接続した後、ワイヤの補強を行う方法であって、樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着工程と、微粉末を加熱する加熱工程と、を備え、樹脂の微粉末をワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とする。 The bonding wire reinforcing method according to the present invention is a method of reinforcing a wire after connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire, and a resin fine powder is attached to the wire. And a heating step of heating the fine powder, wherein the fine powder of resin is melted on the wire and solidified to reinforce the wire.
また、本発明に係るボンディング装置は、半導体素子のボンディングパッドと基板のボンディングリードとの間をワイヤで接続するボンディング装置において、さらに、樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着手段と、微粉末を加熱する加熱手段と、を備え、樹脂の微粉末をボンディング後のワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とする。 Further, the bonding apparatus according to the present invention is a bonding apparatus for connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire, and further includes an attaching means for attaching a fine powder of resin to the wire, and a fine powder. Heating means for heating, and the resin fine powder is melted on the wire after bonding and solidified to reinforce the wire.
また、本発明に係る樹脂モールド半導体装置の製造装置は、基板と、基板上に配置された半導体素子と、基板と半導体素子との間を接続するボンディングワイヤとを含む半導体装置について樹脂モールドを行う樹脂モールド半導体装置の製造装置であって、樹脂モールド前の半導体装置を収納するキャビティと、モールド樹脂をキャビティ内に注入するためのモールド注入口と、ボンディングワイヤ補強用の樹脂微粉末をキャビティに注入するための微粉末導入口と、を有するモールド金型と、微粉末導入口に樹脂微粉末を供給し樹脂微粉末をボンディングワイヤに付着させる付着手段と、微粉末を加熱する加熱手段と、を備え、樹脂の微粉末をボンディングワイヤ上で溶融させ、固化させてボンディングワイヤを補強した後にモールド注入口からモールド樹脂を注入し樹脂モールドを行うことを特徴とする。 The resin mold semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention performs resin molding on a semiconductor device including a substrate, a semiconductor element disposed on the substrate, and a bonding wire connecting the substrate and the semiconductor element. A resin-molded semiconductor device manufacturing apparatus, in which a cavity for housing a semiconductor device before resin molding, a mold inlet for injecting mold resin into the cavity, and resin fine powder for reinforcing bonding wires are injected into the cavity A mold die having a fine powder inlet, an attaching means for supplying the resin fine powder to the fine powder inlet and attaching the resin fine powder to the bonding wire, and a heating means for heating the fine powder. Prepared, melt the resin fine powder on the bonding wire, solidify and reinforce the bonding wire, then mold injection Injecting a molding resin from and performing resin molding.
また、本発明に係る樹脂モールド半導体装置は、基板と、基板上に配置された半導体素子と、基板と半導体素子との間を接続するボンディングワイヤとを含み、全体が樹脂モールドされた樹脂モールド半導体装置であって、ボンディングワイヤは、ボンディングワイヤの径より十分小さい径を有する樹脂の微粉末をボンディングワイヤに付着させ、ボンディングワイヤ上で微粉末を溶融し固化させることで形成される樹脂薄膜を表面に有することを特徴とする。また、ボンディングワイヤは、基板に向かい合う側と反対側の表面に樹脂薄膜を有することが好ましい。 The resin molded semiconductor device according to the present invention includes a substrate, a semiconductor element disposed on the substrate, and a bonding wire for connecting the substrate and the semiconductor element, and the resin molded semiconductor is entirely resin molded. The bonding wire is a surface of a resin thin film formed by adhering a fine powder of resin having a diameter sufficiently smaller than the diameter of the bonding wire to the bonding wire and melting and solidifying the fine powder on the bonding wire. It is characterized by having. The bonding wire preferably has a resin thin film on the surface opposite to the side facing the substrate.
上記構成の少なくとも1つにより、ワイヤに付着させた樹脂の微粉末をワイヤ上溶融させ、固化させる。すなわち、ワイヤ上に固化した樹脂薄膜が形成される。したがって、ワイヤが固化した樹脂薄膜により補強され、隣接するワイヤ間の距離の変化を抑制できる。また、ワイヤに与える負荷としては、微粉末の付着時に与える力や、微粉末が溶融し固化する際に与える力が考えられるが、いずれもワイヤの変形に与える影響は少なく、従来技術における液体あるいはゲルの塗布、浸漬、吹き付け等に比べ大幅に軽減される。 By at least one of the above-described configurations, the fine resin powder adhered to the wire is melted on the wire and solidified. That is, a solidified resin thin film is formed on the wire. Therefore, the wire is reinforced by the solidified resin thin film, and a change in the distance between adjacent wires can be suppressed. In addition, the load applied to the wire may be a force applied when the fine powder adheres or a force applied when the fine powder is melted and solidified. Compared to gel application, immersion, spraying, etc., it is greatly reduced.
また、上記構成の少なくとも1つにより、微粉末は、自らの大きさに比べ十分大きいワイヤに効率よく捕らえられ、ワイヤ上に形成される樹脂薄膜の均一性を向上させることができる。 Further, with at least one of the above-described configurations, the fine powder can be efficiently captured by a sufficiently large wire as compared with its own size, and the uniformity of the resin thin film formed on the wire can be improved.
また、上記構成の少なくとも1つにより、ワイヤ上に形成された樹脂薄膜が、パッケージング工程において再び軟化することがなく、例えばモールド樹脂の流動に対しても隣接するワイヤ間の距離の変化を抑制できる。 In addition, the resin thin film formed on the wire is not softened again in the packaging process by at least one of the above-described structures, and for example, the change in the distance between adjacent wires is suppressed even when the mold resin flows. it can.
パッケージング工程に用いられる樹脂の多くは2種類の樹脂の混合による架橋反応を利用する熱硬化性樹脂であるので、上記構成の少なくとも1つにより、パッケージング工程に用いられる樹脂と同じものをワイヤの補強に用いることができ、パッケージング工程との整合性をよくすることができる。 Since most of the resins used in the packaging process are thermosetting resins that utilize a crosslinking reaction by mixing two types of resins, the same resin as that used in the packaging process can be used as a wire by at least one of the above-described configurations. It can be used to reinforce the packaging and can improve the consistency with the packaging process.
また、上記構成の少なくとも1つにより、微粉末浮遊雰囲気に半導体素子を搬入することで、ワイヤの全面に微粉末を付着させることができる。 Further, with at least one of the above-described structures, the fine powder can be attached to the entire surface of the wire by carrying the semiconductor element into the fine powder floating atmosphere.
また、上記構成の少なくとも1つにより、ワイヤの任意の場所を補強することができる。 Moreover, the arbitrary place of a wire can be reinforced with at least 1 of the said structure.
また、上記構成の少なくとも1つにより、樹脂モールド前の半導体装置を収納するキャビティと、モールド樹脂をキャビティ内に注入するためのモールド注入口と、ワイヤ補強用の樹脂微粉末をキャビティに注入するための微粉末導入口と、を有するモールド金型を備える。このモールド金型は、微粉末導入口から樹脂微粉末をキャビティ内に導入できるので、キャビティ内で半導体装置のボンディングワイヤに微粉末を付着させ、ボンディングワイヤ上で微粉末を溶融固化させてボンディングワイヤを補強することができる。さらに、このモールド金型は、モールド注入口よりモールド樹脂を注入できるので、ボンディングワイヤの補強を終えた半導体装置をキャビティ内に配置したまま引き続き樹脂モールドを行うことができる。したがって、ボンディングワイヤの補強と、樹脂モールドとを1つの製造装置で行うことができる。 Also, according to at least one of the above-described configurations, a cavity for housing the semiconductor device before resin molding, a mold injection port for injecting mold resin into the cavity, and a resin fine powder for wire reinforcement are injected into the cavity. And a fine mold inlet. In this mold, resin fine powder can be introduced into the cavity from the fine powder inlet, so that the fine powder adheres to the bonding wire of the semiconductor device in the cavity, and the fine powder is melted and solidified on the bonding wire. Can be reinforced. Furthermore, since this mold mold can inject mold resin from the mold injection port, it is possible to continue resin molding while the semiconductor device after the reinforcement of the bonding wire is placed in the cavity. Therefore, the bonding wire can be reinforced and the resin mold can be performed by one manufacturing apparatus.
また、上記構成の少なくとも1つにより、ボンディングワイヤは、ボンディングワイヤの径より十分小さい径を有する樹脂の微粉末をボンディングワイヤに付着させ、ボンディングワイヤ上で微粉末を溶融し固化させることで形成される樹脂薄膜を表面に有する。また、基板の上方から樹脂微粉末が供給されるときは、基板に向かい合う側と反対側の表面に樹脂薄膜を有する。すなわち、常温では固体である樹脂粉末をワイヤ上で溶融させ固化させた樹脂薄膜を表面に有することが本発明に係るワイヤの特徴事項である。これにより、隣接するワイヤ間の距離の変化を抑制できる。 According to at least one of the above-described configurations, the bonding wire is formed by attaching a fine resin powder having a diameter sufficiently smaller than the diameter of the bonding wire to the bonding wire and melting and solidifying the fine powder on the bonding wire. A resin thin film on the surface. Further, when the resin fine powder is supplied from above the substrate, the resin thin film is provided on the surface opposite to the side facing the substrate. That is, it is a feature of the wire according to the present invention that the surface has a resin thin film obtained by melting and solidifying resin powder that is solid at room temperature on the wire. Thereby, the change of the distance between adjacent wires can be suppressed.
上記のように、本発明に係るボンディングワイヤ補強装置、ボンディングワイヤ補強方法及びボンディング装置によれば、ワイヤボンディング後のワイヤの変形を抑制することができる。 As described above, according to the bonding wire reinforcing device, the bonding wire reinforcing method, and the bonding device according to the present invention, deformation of the wire after wire bonding can be suppressed.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1は、ボンディングワイヤ補強装置10の概念図である。ボンディングワイヤ補強装置10は、箱型のフード30と、フード30の天井側に設けられた微粉末噴霧器40と、微粉末噴霧器40に供給パイプ50を介して接続され微粉末を収納する供給槽60と、フード30内に設置されるヒータ70を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a bonding
箱型のフード30は、半導体装置80に微粉末噴霧器40から樹脂の微粉末を噴霧する際に、微粉末が周りに飛散しないようにする仕切り室である。箱型のフード30は、例えば作業テーブルの上に置くことができ、手前側の正面壁に開閉可能なワーク出し入れ口32が設けられ、側面壁に排気ダクト34が設けられる。
The box-shaped
微粉末噴霧器40は、微粉末を噴霧し、吹き付ける装置で、例えば送風機で構成できる。市販の粉体噴霧器を用いてもよい。微粉末噴霧器40に設けられる供給量調整部42は、送風機の送風量の調整及び微粉末供給路の途中に設けられる絞り52の開口を調整し、微粉末噴霧量を所定量に制御する機能を有するコントローラである。
The
供給槽60は、2種類の樹脂の微粉末62,64を所定の混合比で混合したものを収納する槽である。2種類の樹脂の微粉末62,64の材料は、第1の樹脂としてノボラック型エポキシ樹脂、第2の樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いることができる。この第1の樹脂と第2の樹脂とは、相互に混合し所定の温度で加熱することで架橋反応により固化がおこる、いわゆる2液性の熱硬化性樹脂である。具体的な樹脂の仕様等については、半導体装置のパッケージに用いられるものをそのまま用いることができる。
The
微粉末の粒径は、例えば、0.2−5μm程度のものを用いることができる。微粉末の粒径の選択は、ワイヤ直径にあわせて行うことが好ましい。すなわち、ワイヤ直径の1/100以上1/3以下とすることが好ましい。より好ましくは、ワイヤ直径のおよそ1/50から1/10の範囲がよい。例えば、ワイヤ直径が50μmのときは1−5μmが好ましく、ワイヤ直径が10μmのときは、0.2−1μmが好ましい。したがって、微粉末は、対象となるワイヤ直径に応じた範囲で粒径が揃えられたものを用いることが好ましい。所定の粒径の微粉末は、例えば半導体装置のパッケージに用いられる樹脂のペレットを粉砕機で粉砕し、粒径選別機で選別して得ることができる。 The particle size of the fine powder can be, for example, about 0.2-5 μm. The selection of the particle size of the fine powder is preferably performed according to the wire diameter. That is, it is preferably 1/100 or more and 1/3 or less of the wire diameter. More preferably, the range is approximately 1/50 to 1/10 of the wire diameter. For example, 1-5 μm is preferable when the wire diameter is 50 μm, and 0.2-1 μm is preferable when the wire diameter is 10 μm. Therefore, it is preferable to use a fine powder having a uniform particle size in a range corresponding to the target wire diameter. The fine powder having a predetermined particle diameter can be obtained, for example, by pulverizing a resin pellet used in a package of a semiconductor device with a pulverizer and selecting it with a particle size selector.
ヒータ70は、ボンディングワイヤの補強の対象となる半導体装置80を保持し、加熱する機能を有する加熱装置で、例えばホットプレートで構成することができる。また、加熱された気体を接触させることで半導体装置80を加熱するランプ加熱やファンヒータ等を用いることもできる。加熱温度は、図示されていない温度コントローラにより制御される。
The
次に上記構成の作用を説明する。半導体装置80のボンディングワイヤ補強を行うために、まず、フード30のワーク出し入れ口32を開けて半導体装置80をヒータ70の上に置いて保持し、図示されていない温度コントローラにより半導体装置80を所定の温度に加熱する。所定の温度は、2種類の樹脂の架橋反応温度以上に設定する。その後微粉末噴霧器40を起動し、供給量調整部42の設定を所定の供給量にする。このことで、2種類の樹脂の微粉末62,64が所定の混合比、所定の噴霧量で、フード30の天井側から、ヒータ70上の半導体装置80に吹き付けられる。
Next, the operation of the above configuration will be described. In order to reinforce the bonding wire of the
加熱には、あらかじめワイヤを加熱して温度を上げておき、高温のワイヤにより付着する微粉末を加熱してもよく、まだ温度の低いワイヤに微粉末を付着させ、その後ワイヤとともに微粉末を加熱してもよい。前者の場合には、ワイヤに微粉末が付着するとともに溶融が始まる。 For heating, the wire is heated in advance to raise the temperature, and the fine powder adhering to the high-temperature wire may be heated, or the fine powder is adhered to the low-temperature wire, and then the fine powder is heated together with the wire. May be. In the former case, fine powder adheres to the wire and melting starts.
図2は、ボンディングワイヤ補強装置10の部分拡大図である。ヒータ70の上に保持される半導体装置80は、基板82と、基板82の上にダイボンディングにより位置決め搭載された半導体素子84とを含み、基板82のボンディングリードと半導体素子84のボンディングパッドとの間がワイヤ86で接続されている。このワイヤ86が補強の対象である。半導体素子84は、一般的なLSIチップのほか、スタックド素子、すなわち半導体素子の上にさらに別の半導体素子を積み重ねた素子であってもよい。基板82は、ガラスエポキシ回路基板等の積層回路基板の他、ポリイミドフィルム基板、セラミック基板等であってもよい。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the bonding
上記のように、微粉末噴霧器40からは、2種類の樹脂の微粉末62,64が半導体装置80に対して噴霧されるので、基板82の上面、半導体素子84の上面、ワイヤ86の上面に微粉末62,64が付着する。
As described above, since the two kinds of resin
図3は、ワイヤ86の上面に付着した微粉末62,64が溶融固化する様子を示す図である。図3(a)は、付着直後を示す図である。ヒータ70によりこれらは融点以上に加熱されているので、図3(b)に示すように、付着した2種類の樹脂の微粉末62,64の中で相互に接触した部分で混合溶融がおこる。次にその溶融した液状部分に次々に他の微粉末が混合しつつ溶融し、混合溶融の範囲が広がる。図3(c)は、複数の混合溶融部分がつながり、ワイヤ86の上面全体が覆われた様子を示す図である。こうして、基板82の上面、半導体素子84の上面、ワイヤ86の上面が溶融樹脂で覆われる。そして架橋反応がすすみ、溶融樹脂部分が固化し、絶縁性の樹脂薄膜が形成されてワイヤが補強される。樹脂薄膜はワイヤの補強のためであるので、必ずしもワイヤの全面を覆う必要がない。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the
次に、基板82の上面、半導体素子84の上面、ワイヤ86の上面が樹脂薄膜で覆われた半導体装置をヒータ70から取り外し、フード30の外に搬出する。その後、所定の樹脂モールド装置を用いて、半導体装置がパッケージングされる。パッケージングには、ボンディングワイヤの補強に用いた樹脂と同じものを用いることで、基板82の上面、半導体素子84の上面、ワイヤ86の上面に形成された樹脂薄膜と整合が取れたパッケージとすることができる。すなわち、補強のために形成された樹脂薄膜と、パッケージの樹脂とは同一樹脂であるので、熱膨張係数、水分透過率等の特性が同じにできる。
Next, the semiconductor device in which the upper surface of the
図4は、樹脂モールド88によりパッケージングされた半導体装置90の模式図である。樹脂モールド88の内部には、基板82上に半導体素子84が搭載され、半導体素子84のボンディングパッドと基板82のボンディングリードとの間は、表面が固化した樹脂薄膜で補強されたワイヤ87によって接続されている。上記のように、ワイヤの表面の樹脂薄膜は、ワイヤの径より十分小さい径、例えばワイヤ直径の1/100以上1/3以下の粒径を有する樹脂の微粉末をワイヤに付着させ、ワイヤ上で微粉末を溶融し固化させることで形成される樹脂薄膜で、樹脂モールド88と同じ材質である。
FIG. 4 is a schematic diagram of the
図5は、別の微粉末付着方式のボンディングワイヤ補強装置100を示す図である。このボンディングワイヤ補強装置100では、フード102の中に微粉末62,64を十分満たし、微粉末を浮遊された雰囲気とし、その雰囲気の中に半導体装置80を搬入するものである。フード102の天井側には微粉末噴霧器104が設けられ、フード102内にはヒータ106が設置される。微粉末噴霧器104には、図示されていない供給槽から2種類の微粉末62,64が供給パイプ110により供給され、供給パイプ110の途中には絞り112が設けられる。フード102、微粉末噴霧器104、ヒータ106、供給パイプ110、絞り112は、図1に説明したものと同様のものを用いることができる。
FIG. 5 is a view showing another bonding
上記構成において、フード102内に半導体装置80が搬入されない状態でフード102は密閉され、微粉末噴霧器104より微粉末62,64がフード102内に噴霧される。噴霧速度と噴霧時間は、フード102内に任意の微粉末濃度になるように設定される。例えば、図1のものに比して緩やかな噴霧速度とし、時間をかけて微粉末62,64を任意の濃度にすることもでき、かなり速い噴霧速度として短時間に任意の濃度にしてもよい。フード102内が任意の微粉末濃度に到達したことを確認して絞り112を閉じ、微粉末噴霧器104の運転も止める。適当な攪拌流を起こすため、微風をフード102内に送り込んでもよい。このとき、フード102内は、いわば微粉末浮遊室となっている。
In the above configuration, the
次に、ヒータを所定温度に設定して温度を上げる。そして、ワーク取り入れ口108aから、ワイヤを補強する対象の半導体装置80を、任意の微粉末濃度のフード102内に搬入する。微粉末は、フード102内に浮遊している状態なので、半導体装置80のワイヤの周囲、すなわち、ワイヤの下側も含めて全面に微粉末62,64を付着させることができる。したがって、ワイヤ全面にわたって混合溶融、固化を進ませ樹脂薄膜を形成することができる。樹脂薄膜の膜厚等は、半導体装置80をヒータ106の上に置く時間により制御することができる。
Next, the heater is set to a predetermined temperature to raise the temperature. Then, the
フード102からワイヤが補強された後の半導体装置を取り出すには、図1の説明と同様に、ワーク取り入れ口108aから行ってもよい。また、図5に示すように、フード102の両側面の壁にそれぞれ対応するようにワーク取り入れ口108aとワーク取り出し口108bを設けて、搬送ベルトを用い、半導体装置の搬入・搬出を自動的に行ってもよい。例えば、フード102内の搬送ベルトの搬送速度を管理することで形成される樹脂薄膜の膜厚等を制御し、その搬送速度に同期してワーク取り入れ口108a、ワーク取り出し口108bを開閉することで、半導体装置80の搬入、樹脂薄膜形成、搬出を自動的に行うことができる。搬送ベルトの他に、搬送ロボットを用いてもよい。図1においても同様の自動搬入・搬出の構成を適用することができる。
In order to take out the semiconductor device after the wire is reinforced from the
図6は、ボンディングワイヤ補強機能を備えたワイヤボンディング装置120の構成を示す図である。ワイヤボンディング装置120は、(a)ワイヤボンディング予熱ステーション、(b)ワイヤボンディングステーション、(c)ボンディングワイヤ補強ステーションを備える。これらのステーションの間は、ワーク搬送機構130により接続され、半導体装置が順次各ステーションで所定の処理をうけつつ搬送される。ワーク搬送機構130には、ベルト搬送やロボット搬送等を用いることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a
(a)ワイヤボンディング予熱ステーションは、ワイヤボンディング用のプレヒータ132を備え、ダイボンディング後の半導体装置79を予熱する機能を有する。(b)ワイヤボンディングステーションは、ワイヤボンディング用のメインヒータ134と、ワイヤボンディングのための機構136を備え、ダイボンディング後の半導体装置79にワイヤボンディングを行う機能を有する。ワイヤボンディングを行うための機構136としては、一般的なワイヤボンディング機構、例えば超音波ワイヤボンディング機構を用いることができる。メインヒータ134の設定温度は、例えば200℃程度にすることができる。
(A) The wire bonding preheating station includes a
(c)のボンディングワイヤ補強ステーションは、図1あるいは図5で説明したボンディングワイヤ補強装置と共通の要素を用いて構成することができる。図6の例では、フード122をワーク搬送機構130の上に設け、フード122の天井側に微粉末噴霧器124、ワーク搬送機構130の下部にワイヤ補強用ヒータ126が設けられる。微粉末噴霧器124は、図示されていない供給槽から供給パイプを介して2種類の微粉末62,64が供給される。フード122の両側面の壁に、ワーク取り入れ口128a、ワーク取り出し口128bが設けられる。また、フード122には、図示されていない排気ダクトが接続される。
The bonding wire reinforcing station in (c) can be configured using the same elements as those of the bonding wire reinforcing device described in FIG. 1 or FIG. In the example of FIG. 6, the
図6に示すワイヤボンディング装置120においては、ワーク搬送機構130により、半導体装置79が予熱処理、ワイヤボンディング処理され、ワイヤボンディング後の半導体装置80が、ワイヤボンディング時の温度、例えば200℃の状態で、フード122内に搬入される。ワイヤ補強用ヒータ126は、この上を半導体装置が通過する際に、ワイヤの温度が2種類の樹脂の融点以上になるように設定される。ワーク搬送機構により半導体装置がフード122内を通過する搬送速度にあわせ、微粉末噴霧器124から微粉末62,64が吹き付けられ、ワイヤ上に微粉末62,64が付着し、混合、溶融、固化が進行し、樹脂薄膜が形成される。樹脂薄膜形成されてワイヤが補強された半導体装置は、ワーク搬送機構130により自動的にフード122の外部に搬出される。
In the
このように、ワイヤボンディング装置にボンディングワイヤ補強ステーションを備えることで、変形を受けやすいごく細いワイヤをワイヤボンディング後速やかに補強処理を行うことができる。したがって、以後の取り扱いにおいて、隣接するワイヤ間の距離の変化を抑制できる。 As described above, by providing the wire bonding apparatus with the bonding wire reinforcing station, it is possible to quickly reinforce a very thin wire that is easily deformed after wire bonding. Therefore, a change in the distance between adjacent wires can be suppressed in subsequent handling.
上記において、加熱装置は、半導体装置80自体を保持し加熱するヒータを用いて、ワイヤが2種類の樹脂の融点以上に加熱されているものとして説明した。これらの場合は、微粉末がワイヤに付着するとほぼ同時に混合溶融が始まる。これ以外に、2種類の樹脂の融点以下の温度のワイヤ、例えば常温のワイヤ上に微粉末を付着させ、その後、ヒータによってワイヤとともに微粉末を加熱し、2種類の樹脂の融点以上にしてもよい。この場合、ワイヤ上に微粉末が十分な量付着することを確認した後、微粉末の供給を止めて2種類の樹脂の融点以上に加熱をすることができるので、樹脂薄膜の形成の制御がより容易になる。
In the above description, the heating device has been described as the wire being heated to the melting point of two types of resins or higher using a heater that holds and heats the
図7は、加熱装置として、光照射器140を用いる例を示す図である。光照射器140は、集光素子を用いてビーム状の光をワイヤ86の任意の位置を照射できる機能を有する光学装置である。したがって、ワイヤ86の上に付着した微粉末62,64に対し、任意の範囲を溶融固化させることができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the
照射される光の波長は、微粉末62,64の光吸収特性に合わせた波長を用いることが好ましい。微粉末62,64に適当な着色材を含ませ、光エネルギの吸収をよくすることもできる。
The wavelength of the irradiated light is preferably a wavelength that matches the light absorption characteristics of the
また、照射される光の波長を、ワイヤの光吸収特性に合わせた波長を用いることもできる。例えば、金ワイヤの場合、およそ400nm以下の波長を用いて照射することで、ワイヤの任意の場所を加熱できる。 Moreover, the wavelength according to the light absorption characteristic of a wire can also be used for the wavelength of the irradiated light. For example, in the case of a gold wire, an arbitrary place of the wire can be heated by irradiation using a wavelength of about 400 nm or less.
ワイヤボンディングが行われた半導体装置に対し、ワイヤの補強に引き続き樹脂モールドを1つの装置で連続的に行うことができると便利である。図8は、そのような樹脂モールド半導体装置の製造装置200を示す図である。この製造装置200は、上金型230と、上金型230の上側に設けられた樹脂微粉末導入口232を覆うように配置される微粉末噴霧器240と、微粉末噴霧器240と図示されていない微粉末供給槽を接続する供給パイプ250と、上金型230と組み合わされる下金型270を含む。
Conveniently, resin molding can be continuously performed on a semiconductor device subjected to wire bonding by a single device following the reinforcement of the wire. FIG. 8 shows a
ワイヤボンディングが行われた半導体装置80を構成する基板82、半導体素子84、ワイヤ86の内容、及び微粉末噴霧器240、図示されていない微粉末供給槽、供給パイプ250の内容は、図1で説明した同じ名称の要素と同様であるので説明を省略する。下金型270は、上金型230とともに組み金型を構成するものとしてもよく、図8に示すように半導体装置80を位置決め配置できるジグであってもよい。このジグは、図1で説明したようなヒータであってもよい。
The contents of the
上金型230は、樹脂微粉末導入口232とともにモールド樹脂を注入するためのモールド注入口234を有し、また、これらが通じているくぼみであるキャビティ236を備える。ここで下金型270の上にモールド前の半導体装置80を位置決めして配置し、その上から上金型230を位置決めして組み合わせて結合することで、半導体装置80は基板82の端末部分を除いてキャビティ236の内部に収納される。このキャビティ236と下金型270の上面とで規定される空間部分に後述するようにモールド樹脂が充填される。すなわち、この空間部分の大きさが、半導体装置80の樹脂モールドされる大きさとなる。
The
かかる構成の製造装置200を用いて樹脂モールド半導体を製造する手順を図9から図12を用いて説明する。最初に、金型に半導体装置をセットする工程を行う。具体的には、図8で説明したように、モールド前の半導体装置80のモールドすべき部分がキャビティ236内に収納されるように、下金型270、半導体装置80、上金型230を位置決めして固定する。そして上金型230の樹脂微粉末導入口232を覆うように微粉末噴霧器240をかぶせる。微粉末噴霧器240が移動可能なように、供給パイプ250は柔軟性を有することが好ましい。
A procedure for manufacturing a resin molded semiconductor using the
次に、樹脂微粉末をワイヤに付着させる工程を行う。具体的には図9に示すように、上金型230のから2種類の樹脂の微粉末62,64をキャビティ236内に導入し、半導体装置80のワイヤ86に付着させる。2種類の樹脂の微粉末62,64の大きさ、材質等の内容は、図2において説明したものと同様であるので詳細な説明を省略する。図8のように、基板の上方から樹脂の微粉末62,64が供給される場合には、ワイヤ86の上側の表面に樹脂の微粉末62,64が付着する。
Next, a step of attaching the resin fine powder to the wire is performed. Specifically, as shown in FIG. 9, two types of resin
また、微粉末を加熱する工程を行う。具体的には、下金型270がヒータであるときはヒータを稼動させ、樹脂微粉末が付着したワイヤ86ごと半導体装置80全体を加熱する。あるいは樹脂微粉末の付着の前にワイヤ86の温度が上がるように半導体装置80全体を予め加熱しておいてもよい。ヒータを用いずに、樹脂微粉末導入口232から熱風を供給して予めワイヤ86の温度を上げておいてもよい。この加熱により、図3で説明したと同様の過程により、樹脂微粉末62,64がワイヤ86上で溶融し、固化して、ワイヤ86の表面に樹脂薄膜66が形成される。図10はその様子を示す図である。こうして、表面の樹脂薄膜により補強されたワイヤ87が得られる。
Moreover, the process of heating fine powder is performed. Specifically, when the
次にモールド樹脂を充填する工程を行う。具体的には、図11に示すように、上金型230のモールド注入口234からモールド樹脂287をキャビティ236の中に注入し充填する。これに先立ち樹脂微粉末導入口232を封止しておくことが好ましい。この工程については、例えば所定の加圧条件、加熱条件のもとで射出成形を行う一般的な射出成形技術を用いることができ、その点からこの工程を射出成形工程と呼ぶことができる。
Next, a step of filling the mold resin is performed. Specifically, as shown in FIG. 11, a
モールド樹脂は、ワイヤの補強に用いた樹脂と同じものを用いることができる。射出成形工程のタイミングは、樹脂微粉末が完全に固化する前であっても樹脂モールドの負荷に耐えられる程度の強度になれば、モールド樹脂の充填等を開始することができる。特に、モールド樹脂とワイヤの補強に用いた樹脂とが同じものの場合には、樹脂微粉末が完全に固化する前に射出成形を行うことで樹脂薄膜とモールド樹脂との間で樹脂特性の整合性の向上を図り、両樹脂間の結合強度を増すことができる。 As the mold resin, the same resin as that used for reinforcing the wire can be used. If the injection molding process has a strength that can withstand the load of the resin mold even before the resin fine powder is completely solidified, filling of the mold resin or the like can be started. In particular, if the resin used for the reinforcement of the mold resin and the wire is the same, the consistency of the resin properties between the resin thin film and the mold resin can be achieved by performing injection molding before the resin fine powder is completely solidified. And the bond strength between the two resins can be increased.
射出成形工程が終わると、上金型230と下金型270とを分離し、成形され固化したモールド樹脂288によりパッケージングされた半導体装置290を取り出す。こうして、製造装置200を用いて、ワイヤの補強に引き続き樹脂モールドを行い、樹脂薄膜により補強されたワイヤ87を内部に有する樹脂モールド半導体装置290を得ることができる。
When the injection molding process is completed, the
図13は、樹脂モールド半導体装置290のワイヤ86の周囲の断面図である。このように、ワイヤ86の表面の一部、図8の場合では、基板82に向かい合う側と反対側の表面に、樹脂薄膜66が形成され、これらの周囲を成形されたモールド樹脂188が包んでいる。上記のようにモールド樹脂の材料を、ワイヤの補強に用いた樹脂と同じにすることで、樹脂薄膜66と成形されたモールド樹脂288の熱膨張係数、水分透過率等の特性を整合させることができる。その場合でも、ワイヤ上で微粉末が溶融し固化しつつある樹脂薄膜と液状のモールド樹脂とが接する境界部分は、モールド樹脂のみの部分、あるいはワイヤ86とモールド樹脂との境界部分と物性的に異なるものがあると考えられる。例えば、一般的に異なる材料との境界では重合反応の程度が低いので、樹脂薄膜66と成形されたモールド樹脂288との境界部分の物性が他の部分と異なることが予想される。したがって、樹脂薄膜66の形成状況の確認手段には、ワイヤ86の周囲の物性等の観察を用いることが好ましい。
FIG. 13 is a cross-sectional view around the
上記においては、ワイヤに微粉末を直接付着させるものとして説明したが、ワイヤに微粉末を付着させる前に、付着促進の手段を設けることができる。付着促進の手段としては、静電的な付着促進手段を用いることができる。例えば、ワイヤにプラスあるいはマイナスの電荷を与え、微粉末にワイヤに与えた電荷と逆の極性の電荷を与える荷電手段を設ける。ワイヤに与える電荷量としては、半導体素子の特性を劣化させない程度十分低い量とする。このように、ワイヤと微粉末との間に、互いに極性の逆の電荷を与えることで、ワイヤと微粉末との間に静電的吸引力を生じさせることができ、ワイヤ上における微粉末の付着を促進できる。 In the above description, the fine powder is directly attached to the wire. However, before the fine powder is attached to the wire, means for promoting adhesion can be provided. As the means for promoting adhesion, electrostatic adhesion promoting means can be used. For example, a charging means is provided for applying a positive or negative charge to the wire, and applying a charge of the opposite polarity to the charge applied to the wire to the fine powder. The amount of charge applied to the wire is sufficiently low so as not to deteriorate the characteristics of the semiconductor element. In this way, by applying charges of opposite polarity to each other between the wire and the fine powder, an electrostatic attractive force can be generated between the wire and the fine powder. Adhesion can be promoted.
また、表面張力的な付着促進手段を用いることもできる。例えば、ワイヤに粘性の低い液体を吹き付ける。吹き付ける液体の粘性及び吹き付け力は、ワイヤに変形の影響を及ぼさない程度に低い粘性、弱い吹き付け力とする。ワイヤ上に液体があることで、その表面張力により微粉末がワイヤ上に捕らえられやすくなり、付着を促進できる。 Further, surface tension adhesion promoting means can also be used. For example, a low viscosity liquid is sprayed on the wire. The viscosity and spraying force of the liquid to be sprayed are set so as to have a low viscosity and a weak spraying force so as not to affect the deformation of the wire. By having the liquid on the wire, the fine powder can be easily captured on the wire by the surface tension, and adhesion can be promoted.
以上の説明においては、ボンディングワイヤを補強するのに熱硬化性樹脂を用いた。この他に、熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合は、半導体装置をその後パッケージングする際の処理温度より高い融点を有する材料の熱可塑性樹脂を用いる。 In the above description, a thermosetting resin is used to reinforce the bonding wire. In addition, a thermoplastic resin may be used. In this case, a thermoplastic resin having a melting point higher than the processing temperature when the semiconductor device is subsequently packaged is used.
このようにして、樹脂の微粉末をワイヤに付着させ、ワイヤ上で溶融、固化させてワイヤを補強することができる。かかる方法によるワイヤの補強には、次のような利点もある。 In this manner, the fine powder of the resin can be adhered to the wire and melted and solidified on the wire to reinforce the wire. The reinforcement of the wire by such a method also has the following advantages.
すなわち、ワイヤの補強のためには、ワイヤの全周を必ずしも覆う必要がないので、装置を簡略にすることができる。例えば、隣接するワイヤの接触による短絡を防止するためにワイヤに絶縁皮膜を設ける従来の方法の場合には、ワイヤの全周を覆う必要があり、周囲のワイヤ等によって隠されるワイヤがあるときは、被覆剤に浸漬させる等の方法をとらざるを得ず、作業が煩雑になることがあるからである。 That is, for reinforcing the wire, it is not always necessary to cover the entire circumference of the wire, so that the apparatus can be simplified. For example, in the case of a conventional method in which an insulating film is provided on a wire in order to prevent a short circuit due to contact between adjacent wires, it is necessary to cover the entire circumference of the wire, and when there is a wire hidden by surrounding wires, etc. This is because a method such as immersing in a coating agent must be taken and the operation may become complicated.
つまり、ワイヤに液状の樹脂等の被覆剤を塗布又は浸漬したものの場合は、それを乾燥あるいは加熱硬化させても、ワイヤに十分な補強強度を与えられないことがある。したがって、ワイヤがその後の樹脂封止等により変形することがあり、これによる短絡を防止するにはワイヤの全周を覆う必要があるためである。これに対し、本発明に係る実施の形態では、常温において固体である樹脂の微粉末をワイヤに付着させ、これをワイヤ上で溶融させ固化させるので、十分な補強強度を得ることができる。 That is, in the case where a coating agent such as a liquid resin is applied or immersed in the wire, sufficient reinforcing strength may not be given to the wire even if it is dried or heat-cured. Therefore, the wire may be deformed by subsequent resin sealing or the like, and in order to prevent a short circuit due to this, it is necessary to cover the entire circumference of the wire. On the other hand, in the embodiment according to the present invention, resin fine powder that is solid at normal temperature is attached to the wire and melted and solidified on the wire, so that sufficient reinforcing strength can be obtained.
また、ワイヤの変形自体を防ぐことができ、従来の方法では困難であったインピーダンスの変化の防止を行うことができる。図14は、ワイヤの変形とインピーダンス特性の変化の関係を説明する図である。ここでは、ワイヤの強度が十分でワイヤの変形が起こっていない1組のワイヤ86a,86bと、ワイヤの強度が十分でないためにワイヤの変形が起こっている他の1組のワイヤ86c,86dとを同じ図で示してある。隣接するワイヤは、容量結合(キャパシタンス結合:C)と、誘導結合(インダクタンス結合:L)をしている。これらの結合の大きさは、隣接するワイヤの間の間隔やワイヤの形状に依存している。図14では、変形のない1組のワイヤ86a,86bに比べ、変形のある他の1組のワイヤ86c,86dの方が、隣接するワイヤの間の間隔がかなり狭くなり、その間の容量が増大している。
Further, the deformation of the wire itself can be prevented, and the change in impedance, which is difficult with the conventional method, can be prevented. FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between wire deformation and impedance characteristic change. Here, a pair of
このように、ワイヤの強度が十分でなくモールド工程等でワイヤの変形が生ずると、ワイヤ間の容量が変化し、それに伴いワイヤ間、すなわち半導体素子84の信号端子間のインピーダンスが変化する。誘導結合についても同様に変化し、これらは、半導体素子84の信号端子間におけるインピーダンス特性の変化を招く。本発明の実施の形態によれば、ワイヤの表面に樹脂薄膜が形成されワイヤの強度が補強され、ワイヤの変形自体を防ぐことができ、インピーダンスの変化の防止を行うことができる。
Thus, when the strength of the wire is not sufficient and the wire is deformed in the molding process or the like, the capacitance between the wires changes, and the impedance between the wires, that is, between the signal terminals of the
10,100 ボンディングワイヤ補強装置、30,102,122 フード、32 ワーク出し入れ口、34 排気ダクト、40,104,124,240 微粉末噴霧器、42 供給量調整部、50,110,250 供給パイプ、60 供給槽、62,64 微粉末、66 樹脂薄膜、70,106 ヒータ、79 ダイボンディング後ワイヤボンディング前の半導体装置、80 ワイヤボンディング後の半導体装置、82 基板、84 半導体素子、86,86a,86b,86c,86d ワイヤ、87 補強されたワイヤ、88 樹脂モールド、90 パッケージングされた半導体装置、108a,128a ワーク取り入れ口、108b,128b ワーク取り出し口、120 ワイヤボンディング装置、126 ワイヤ補強用ヒータ、130 ワーク搬送機構、132 プレヒータ、134 メインヒータ、136 ワイヤボンディングのための機構、140 光照射器、230 上金型、232 微粉末導入口、234 モールド注入口、236 キャビティ、270 下金型、287 モールド樹脂、288 成形されたモールド樹脂、290 樹脂モールド半導体。 10,100 Bonding wire reinforcement device, 30,102,122 Hood, 32 Workpiece inlet / outlet, 34 Exhaust duct, 40,104,124,240 Fine powder sprayer, 42 Supply amount adjusting unit, 50,110,250 Supply pipe, 60 Supply tank, 62, 64 fine powder, 66 resin thin film, 70, 106 heater, 79 semiconductor device after die bonding before wire bonding, 80 semiconductor device after wire bonding, 82 substrate, 84 semiconductor elements, 86, 86a, 86b, 86c, 86d Wire, 87 Reinforced wire, 88 Resin mold, 90 Packaged semiconductor device, 108a, 128a Work inlet, 108b, 128b Work outlet, 120 Wire bonding device, 126 Wire reinforcement heater, 130 Work transport mechanism, 132 Preheater, 134 Main heater, 136 Wire bonding mechanism, 140 Light irradiator, 230 Upper mold, 232 Fine powder inlet, 234 Mold injection port, 236 Cavity, 270 Lower mold, 287 Mold Resin, 288 Mold resin molded, 290 Resin mold semiconductor.
Claims (13)
樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着手段と、
微粉末を加熱する加熱手段と、
を備え、樹脂の微粉末をワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 A device for reinforcing a wire after connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire,
Means for attaching resin fine powder to the wire;
Heating means for heating the fine powder;
A bonding wire reinforcing device comprising: a resin fine powder melted on a wire and solidified to reinforce the wire.
樹脂の微粉末の粒径は、ワイヤ直径の1/100以上1/3以下であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
The bonding wire reinforcing device, wherein the particle diameter of the resin fine powder is 1/100 or more and 1/3 or less of the wire diameter.
樹脂の微粉末は、熱硬化性樹脂の微粉末、または半導体素子をその後パッケージングする際の加熱温度よりも高い融点を有する熱可塑性樹脂の微粉末であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
The bonding wire reinforcing device, wherein the fine resin powder is a fine powder of a thermosetting resin or a fine powder of a thermoplastic resin having a melting point higher than a heating temperature when a semiconductor element is subsequently packaged.
熱硬化性樹脂の微粉末は、所定温度で相互に混合し溶融させることで架橋反応により固化する2種類の樹脂の微粉末を含むことを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 3,
The bonding wire reinforcing device, wherein the fine powder of the thermosetting resin includes two kinds of fine powders of the resin that are solidified by a crosslinking reaction by mixing and melting each other at a predetermined temperature.
付着手段は、樹脂の微粉末をワイヤに吹き付ける手段であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
The bonding wire reinforcing device, wherein the adhering means is means for spraying fine powder of resin onto the wire.
付着手段は、樹脂の微粉末を浮遊させた雰囲気の微粉末浮遊室内に半導体素子を搬入し保持する手段であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
A bonding wire reinforcing device, wherein the adhering means is means for carrying and holding a semiconductor element in a fine powder floating chamber in an atmosphere in which a fine powder of resin is floated.
加熱手段は、樹脂の微粉末の光吸収特性に合わせた波長の光をワイヤの任意の場所に放射して加熱する手段であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
The bonding wire reinforcing device, wherein the heating means is means for radiating and heating light having a wavelength matching the light absorption characteristics of the fine resin powder to an arbitrary place on the wire.
加熱手段は、ワイヤの光吸収特性に合わせた波長の光をワイヤの任意の場所に放射して加熱する手段であることを特徴とするボンディングワイヤ補強装置。 The bonding wire reinforcing device according to claim 1,
The bonding wire reinforcing apparatus, wherein the heating means is means for radiating and heating light having a wavelength matching the light absorption characteristics of the wire to an arbitrary place on the wire.
樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着工程と、
微粉末を加熱する加熱工程と、
を備え、樹脂の微粉末をワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とするボンディングワイヤ補強方法。 A method of reinforcing a wire after connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire,
An attaching step for attaching a fine powder of resin to the wire;
A heating step of heating the fine powder;
A bonding wire reinforcing method comprising: reinforcing a wire by melting and solidifying resin fine powder on the wire.
樹脂の微粉末をワイヤに付着させる付着手段と、
微粉末を加熱する加熱手段と、
を備え、樹脂の微粉末をボンディング後のワイヤ上で溶融させ、固化させてワイヤを補強することを特徴とするボンディング装置。 In a bonding apparatus for connecting a bonding pad of a semiconductor element and a bonding lead of a substrate with a wire,
Means for attaching resin fine powder to the wire;
Heating means for heating the fine powder;
A bonding apparatus, wherein a fine powder of resin is melted on a wire after bonding and solidified to reinforce the wire.
樹脂モールド前の半導体装置を収納するキャビティと、
モールド樹脂をキャビティ内に注入するためのモールド注入口と、
ボンディングワイヤ補強用の樹脂微粉末をキャビティに注入するための微粉末導入口と、
を有するモールド金型と、
微粉末導入口に樹脂微粉末を供給し樹脂微粉末をボンディングワイヤに付着させる付着手段と、
微粉末を加熱する加熱手段と、
を備え、樹脂の微粉末をボンディングワイヤ上で溶融させ、固化させてボンディングワイヤを補強した後にモールド注入口からモールド樹脂を注入し樹脂モールドを行うことを特徴とするボンディングワイヤが補強された樹脂モールド半導体装置の製造装置。 A resin molded semiconductor device manufacturing apparatus for performing resin molding on a semiconductor device including a substrate, a semiconductor element disposed on the substrate, and a bonding wire connecting the substrate and the semiconductor element,
A cavity for storing a semiconductor device before resin molding;
A mold injection port for injecting mold resin into the cavity;
Fine powder inlet for injecting resin fine powder for bonding wire reinforcement into the cavity,
A mold having
An attachment means for supplying resin fine powder to the fine powder inlet and attaching the resin fine powder to the bonding wire;
Heating means for heating the fine powder;
A resin mold reinforced with a bonding wire, wherein the resin fine powder is melted on a bonding wire, solidified to reinforce the bonding wire, and then a mold resin is injected from a mold inlet to perform resin molding Semiconductor device manufacturing equipment.
ボンディングワイヤは、ボンディングワイヤの径より十分小さい径を有する樹脂の微粉末をボンディングワイヤに付着させ、ボンディングワイヤ上で微粉末を溶融し固化させることで形成される樹脂薄膜を表面に有することを特徴とするボンディングワイヤが補強された樹脂モールド半導体装置。 A resin mold semiconductor device including a substrate, a semiconductor element disposed on the substrate, and a bonding wire connecting between the substrate and the semiconductor element, the whole being resin molded,
The bonding wire has a resin thin film formed on the surface by bonding a fine powder of resin having a diameter sufficiently smaller than the diameter of the bonding wire to the bonding wire and melting and solidifying the fine powder on the bonding wire. A resin mold semiconductor device in which the bonding wire is reinforced.
ボンディングワイヤは、基板に向かい合う側と反対側の表面に樹脂薄膜を有することを特徴とする樹脂モールド半導体装置。
In the resin mold semiconductor device according to claim 12,
The bonding wire has a resin thin film on the surface opposite to the side facing the substrate.
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2003
- 2003-12-05 JP JP2003406995A patent/JP2004282021A/en not_active Withdrawn
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