半導体装置の製造方法、および半導体装置
【課題】半導体チップ上の同一の電極に複数本のワイヤを接続する構造において、電極面積を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】まず、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、半導体チップ１上の電極３にボールボンディングを行って接続部７ａを形成した後、図３（ｅ）〜図３（ｇ）に示すように、インナーリード４ａにウェッジボンディングを行う。続いて、図３（ｈ）、図３（ｉ）に示すように、ボール１１ｂを接続部７ａに直上から圧着するボールボンディングを行って接続部７ｂを形成した後、図３（ｊ）〜図３（ｌ）に示すように、インナーリード４ａにウェッジボンディングを行う。
【解決手段】まず、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、半導体チップ１上の電極３にボールボンディングを行って接続部７ａを形成した後、図３（ｅ）〜図３（ｇ）に示すように、インナーリード４ａにウェッジボンディングを行う。続いて、図３（ｈ）、図３（ｉ）に示すように、ボール１１ｂを接続部７ａに直上から圧着するボールボンディングを行って接続部７ｂを形成した後、図３（ｊ）〜図３（ｌ）に示すように、インナーリード４ａにウェッジボンディングを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関し、特にリードフレーム／配線基板を用いた半導体チップのパッケージ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の形態として、リードフレームを用いたＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）などが広く用いられてきている。以下、図面を用いて、従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置について説明する。
【０００３】
図１７は従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の断面図、図１８は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造図である。このＱＦＰ型半導体装置は、図１７、図１８に示すように、集積回路が形成された半導体チップ１がリードフレームのダイパッド部２に搭載されている。また、ダイパッド部２の周辺には放射状にリードフレームのリード４が配置されており、インナーリード４ａの先端がダイパッド部２に対して対向している。また、半導体チップ１の表面に形成された電極３とインナーリード４ａとがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ワイヤ５、インナーリード４ａが一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード４ａに連続したリードフレームのアウターリード４ｂが樹脂封止体６の外部でガルウィング型に曲げ成形されている。また、図１８に示すダイパッドサポート２４は、ダイパッド部２をリードフレームに保持する部材である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
続いて、従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の製造方法について説明する。
まず、金属板で形成されたリードフレームのダイパッド部２に半導体チップ１を搭載する（ダイボンド工程）。なお、リードフレームは、複数個の半導体装置を同時に、あるいは順次形成するために、各半導体装置に対応する矩形のパターンをフレーム枠で連結して複数個、同一平面上の左右方向ないし上下方向に配列したものである。各パターンは、ダイパッド部２を中央に配置し、複数本のリード４の外端部をフレーム枠に接続し、ダイパッド部２をダイパッドサポート２４によりフレーム枠に保持する構造である。
【０００５】
次に、半導体チップ１の表面に形成された電極３と、ダイパッド部２の周囲に配置されたインナーリード４ａとをワイヤ５で接続する（ワイヤボンディング工程）。次に、半導体チップ１、ダイパッド部２、ワイヤ５、インナーリード４ａを一括して封止樹脂で樹脂封止して、樹脂封止体６を形成する（樹脂封止工程）。
【０００６】
最後に、アウターリード４ｂを所定の長さに合わせてフレーム枠から切断して個片に分離するとともに、アウターリード４ｂを所定の形状に加工して、半導体装置の完成品を得る。
【０００７】
また、ワイヤボンディング方法としては、（１）キャピラリの先端から突出したワイヤの先端に放電によりボールを形成し、（２）熱と超音波を与えながら、そのボールをキャピラリで一方の接続点に押し付けて接続し（ボールボンディング）、（３）キャピラリからワイヤを引き出しながら他方の接続点に移動し、（４）熱と超音波を与えながらキャピラリの先端部でワイヤを他方の接続点にこすり付けて接続する（ウェッジボンディング）、超音波併用熱圧着ボンディング方式が現在の主流であり、一般的には半導体チップの電極側においてボールボンディングを行う。
【０００８】
以上のように構成されたＱＦＰ型半導体装置において、近年、集積回路の高集積化、高密度化に伴い、多ピン化およびリードの狭ピッチ化が進んできた。しかしながら、多ピン化およびリードの狭ピッチ化が進んできたといってもＱＦＰ型半導体装置の外形やピン数は業界で標準化されている。そこで、ＱＦＰ型半導体装置では、限られたピン数の中で高集積化された半導体チップを保持すべく、電源電極や接地電極などの共通化できる電極をまとめて同一のリードに接続している。図１９は同一のインナーリード４ａに複数の電極３からのワイヤ５を接続した状態を示す模式図である。図１９（ａ）では同一のインナーリード４ａに２本のワイヤ５を接続し、図１９（ｂ）では同一のインナーリード４ａに３本のワイヤ５を接続している。
【非特許文献１】香山 晋、成瀬 邦彦 監修、「実践講座 ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」、株式会社日経ＢＰ、１９９３年５月３１日発行、Ｐ１６５〜Ｐ１７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来から、ＱＦＰ型半導体装置においては、電源電極や接地電極などの共通化できる電極をまとめて同一のリードに接続していた。一方、半導体チップ１個当たりの回路規模が飛躍的に大きくなったため、電源電極および接地電極への安定した電流供給を確保するための配線が必要となってきた。反面、半導体組立技術の進歩と低コスト化の要求から、半導体装置の配線材料であるＡｕワイヤに代表される金属ワイヤは細線化が図られてきた。これらの相反する２つの課題に対し、1個の電極と１本のインナーリードとの接続に複数本のワイヤを使用することが行われている。
【００１０】
しかしながら、通常、ワイヤの十分な接合を行うには一定以上の面積が必要になるため、複数本のワイヤを同一の電極に接続する場合、従来は、電極の面積を、複数本のワイヤをボールボンディングできる大きさにする必要があった。このことがチップ面積の縮小化を阻害していた。
【００１１】
また、リードフレームのリードや、ＢＧＡ(ボール・グリッド・アレイ)型半導体装置の配線基板の表層配線に、複数本のワイヤをボールボンディングにより接続する場合もあるが、この場合も同様に、リードまたは表層配線の面積を、複数本のワイヤをボールボンディングできる大きさにする必要があった。このことがパッケージ面積の縮小化を阻害していた。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、半導体チップ上の同一の電極又はリードフレームの同一のリードあるいは配線基板上の同一の表層配線に、複数本のワイヤを接続する構造において、電極面積またはパッケージ面積を抑制することができる半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップ上の電極に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記電極に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置の製造方法は、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップの周囲に配置されたリードあるいは配線部材に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記リードあるいは前記配線部材に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１０記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１１記載の半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１２記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、同一の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１３記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１４記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が、前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１５記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１６記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１７記載の半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、前記リード又は配線部材のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１８記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が他方の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の、厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が前記半導体チップが有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の、先端が厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項１９記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が互いに異なる前記半導体チップの各々が有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の請求項２０記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の請求項２１記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の好ましい形態によれば、半導体チップ上の同一の電極に対して、電極の面積を拡大することなく２本以上のワイヤを接続することができる。よって、半導体チップ上の同一の電極に複数本のワイヤを接続する構造において、接続するワイヤ数にかかわらず常に電極の面積を最小にすることができ、チップ全体に占める電極の個数および面積を最小にすることが可能となる。通常、半導体チップにおいては、その外周部に電極が一列ないし複数列に配置されており、電極の個数および面積を最小にすることでチップサイズを小さくすることができる。また、複数本のワイヤを同一の電極に接続できるので、より細線化されたワイヤを用いながら、電源電極や接地電極への安定した電流容量を確保すると同時に、半導体チップの小型化を実現できるので、小型、高品質の半導体装置を安価に提供できるようになる。
【００３５】
また、近年、機器の小型化の要求から１個の半導体装置（パッケージ）の中に複数個の半導体チップを内蔵することが行われてきており、ＱＦＰ型の半導体装置では、各半導体チップ上の電極とリード（インナーリード）とをワイヤで接続すると共に、互いに異なる半導体チップ上の電極同士をワイヤで接続することが行われるようになってきた。同様に、配線基板を用いたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）型の半導体装置においても、１個のパッケージの中に複数個の半導体チップを内蔵して、各半導体チップ上の電極と配線基板上の表層配線（配線部材）とをワイヤで接続すると共に、互いに異なる半導体チップ上の電極同士をワイヤで接続することが行われるようになってきた。
【００３６】
本発明の好ましい形態によれば、同一の電極からの複数本のワイヤをそれぞれ異なるリード（インナーリード）又は配線部材（配線基板の表層配線）に接続することや、同一の電極からの複数本のワイヤを互いに異なる半導体チップ上の電極同士の接続に用いることも可能となるため、チップサイズを大きくすることなく、複数本のワイヤが接続された電極を、例えば他方の半導体チップ上の電極とリードとの中継電極として使用することができるようになる。また、同一のリード（インナーリード）又は配線部材（配線基板の表層配線）からの複数本のワイヤをそれぞれ異なるリード又は配線部材に接続することや、同一のリード又は配線部材からの複数本のワイヤをそれぞれ異なる半導体チップ上の電極に接続することや、同一のリード又は配線部材からの複数本のワイヤをそれぞれ半導体チップ上の異なる電極に接続することが可能となるため、リードを大きくすることなく、すなわちパッケージを大きくすることなく、複数本のワイヤが接続されたリード又は配線部材を、例えば各半導体チップ上の複数の電極の電源として用いたり、互いに異なる半導体チップ上の電極同士の中継リード又は中継配線として使用することができるようになる。したがって、装置内の配線を簡略化することが可能となり、高集積、高密度、高品質な半導体装置をコンパクトかつ安価に提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図、図２（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための斜視図、図２（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図２（ｃ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。なお、以下の説明において同一の部材には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００３８】
この半導体装置はＱＦＰ型の半導体装置であり、図１に示すように、集積回路が形成された半導体チップ１がリードフレームのダイパッド部（チップ搭載部）２に搭載されている。また、ダイパッド部２の周辺には放射状にリードフレームのリード４が配置されており、インナーリード４ａの先端がダイパッド部２に対して対向している。また、半導体チップ１の表面に形成されている電極３とインナーリード４ａとがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ダイパッド部２、ワイヤ５、インナーリード４ａ（リード４のワイヤ接続部分）が一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード４ａに連続したリードフレームのアウターリード４ｂが樹脂封止体６の外部でガルウィング型に曲げ成形されている。
【００３９】
この半導体装置が従来のものと異なるのは、図２に示すように、半導体チップ１上の少なくとも１個の電極３に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている点と、それらの２本のワイヤ５ａ、５ｂの他端が、同一のインナーリード４ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている点である。
【００４０】
続いて、同一の電極に２本のワイヤを接続する方法について、図３に示す工程断面図に沿って説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ワイヤ供給装置であるキャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ａの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ａを形成する。
【００４１】
次に図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、半導体チップ１上の電極にボール１１ａを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ａを形成する。その後、図３（ｅ）〜図３（ｇ）に示すように、ワイヤ５ａを水平方向に折り曲げて引き出し、ワイヤ５ａが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材であるインナーリード４ａにワイヤ５ａをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ａを形成する。
【００４２】
以上の第１ボンディング工程を行った後、第２ボンディング工程を行う。すなわち、まず、図３（ｈ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。
【００４３】
次に図３（ｉ）に示すように、接続部７ａ（第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分）に直上からボール１１ｂを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。その後、図３（ｊ）〜図３（ｌ）に示すように、ワイヤ５ｂを垂直方向に引き出して折り曲げ、ワイヤ５ｂが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材であるインナーリード４ａにワイヤ５ｂをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成する。なお、ここでは、第１ボンディング工程と第２ボンディング工程における接続対象部材は同一のインナーリード４ａである。
【００４４】
以上のように第１および第２ボンディング工程を行うことで、同一の電極に２本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる。ワイヤボンディング工程で使用するワイヤには、一般的に、金や銅等の金属を原料とする直径φ１５〜４０μｍのものが使われる。ボールボンディング法においてワイヤの一端に形成されるボールの直径はワイヤの直径の１．５倍〜４倍程度であり、接続点に接合されるときキャピラリの先端部で厚さが５〜６０μｍ程度になるまで押しつぶされるので、ボールボンディング側の接続部は、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状になる。一方、ワイヤの他端は、キャピラリの先端周辺部で接続点にこすり付けるように潰すので、ウェッジボンディング側の接続部は、厚みの無い三日月状または楕円状の形状になる。
【００４５】
また、例えば図３（ｇ）に示すように、ボールボンディング側の接続部７ａの上部にはワイヤ５ａの一部が存在しているため、その上から圧着するボール１１ｂとの接続ズレを防止するために、キャピラリ９によってボール１１ｂを確実に保持しておく必要がある。これに対して、以下で説明する方法を実施すれば、容易に接続ズレを防止することができる。図４は、同一の電極に複数本のワイヤを重ねて接続するに際して接続ズレを防止する方法を説明するための工程断面図である。
【００４６】
まず、第１ボンディング工程後、図４（ａ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。次に図４（ｂ）に示すように、平坦部１２上にボール１１ｂを押し付けて、ボール１１ｂの下面に平坦面を形成する。次に図４（ｃ）〜図４（ｄ）に示すように、接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。
【００４７】
このように、第２ボンディング工程に際し、キャピラリ９から突出したワイヤ５ｂの先端にボール１１ｂを形成した後、平坦部１２にボール１１ｂを押し付け、ボール１１ｂの下面に平坦面を形成してボールボンディングを行う。
【００４８】
この方法によれば、ボール１１ｂの下面を平坦面としたので、接続部７ａの上部に存在するワイヤ５ａと接触しても接触ズレを防止することができ、確実な接合を実現できる。なお、平坦部１２としては、例えばリードフレームの一部やワイヤボンド設備の一部の平坦面を用いることができる。また、後述するように本発明をＢＧＡ型の半導体装置に適用する場合には、配線基板の一部の平坦面を用いることができる。
【００４９】
また、以下で説明する方法により接続ズレを防止してもよい。すなわち、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、第１ボンディング工程後、まず、接続部７ａに直上から、先端が円錐型の突起形状をしている加圧ツール１３を押し当てて接続部７ａを押し潰す。次に、図５（ｄ）、図５（ｅ）に示すように、押し潰した接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。加圧ツール１３の先端部が押し当てられた接続部７ａの上部には円錐型の窪みができるため、ボール１１ｂは確実にその窪みの中央に位置合わせされる。これにより更に確実な接合を実現できる。なお、加圧ツール１３の先端部の円錐の開き角度は１２０〜１７０°の鈍角に設定するのが望ましい。
【００５０】
このように、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分（接続部７ａ）に直上から加圧ツールを押し当てて該部分（接続部７ａ）を押し潰す工程をさらに含み、第２ボンディング工程に際し、その押し潰した部分にボールボンディングを行う。
【００５１】
また、以下で説明する方法により接続ズレを防止してもよい。この方法は、加圧ツールの先端が球面型の突起形状をしている点のみが、上記した方法と異なる。すなわち、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、第１ボンディング工程後、まず、接続部７ａに直上から、先端が球面型の突起形状をしている加圧ツール１４を押し当てて接続部７ａを押し潰す。次に、図６（ｄ）、図６（ｅ）に示すように、押し潰した接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。加圧ツール１３の先端部が押し当てられた接続部７ａの上部には球面型の窪みができ、接続部７ａにボール１１ｂを圧着する際に、まず、その窪みの中心部とボール１１ｂが点接触するので、確実に位置合わせすることができる。また、窪みを球面型にすることで、空隙のない確実な接合を実現できる。なお、加圧ツール１４の先端部の球面の半径はボール１１ｂの半径の１．５〜５倍の範囲で設定することが望ましい。
【００５２】
以上説明した方法によれば、ボールボンディング法によって形成した接続部上に、さらに他のワイヤの一端をボールボンディング法によって接続するに際し、接触ズレを防止することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、同一の電極からの複数本のワイヤを同一のインナーリードに接続する場合について説明したが、それらのワイヤをそれぞれ異なるインナーリードに接続してもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５５】
この半導体装置は、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に３本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その３本のワイヤ５の他端が同一のインナーリード上の異なる位置にウェッジボンディング法により接続されている点が、前述した実施の形態１と異なる。すなわち、図７に示すように、半導体チップ１上の同一の電極には、ワイヤ５ａ〜５ｃのボールボンディング側の接続部７ａ〜７ｃが重ねて形成されている。また、同一のインナーリード４ａ上の異なる位置に、ワイヤ５ａ〜５ｃのウェッジボンディング側の接続部８ａ〜８ｃが形成されている。この接続は、実施の形態１で説明した第２ボンディング工程を２回繰り返すことで実現できる。この構成により、必要に応じて電流容量を調整することが可能となり、更に小型・高品質で低コストな半導体装置を提供することが可能となる。
【００５６】
なお、本実施の形態２では、同一の電極に３本のワイヤを接続する場合について説明したが、第２ボンディング工程を２回以上繰り返すことで、同一の電極に３本以上のワイヤを接続することが出来る。
【００５７】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１、２にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
この半導体装置は、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に２本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その２本のワイヤの他端が、同一のインナーリード上の同一の接続点に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続されている点が、前述した実施の形態１と異なる。
【００５９】
すなわち、図８に示すように、ワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部上にバンプ１５を形成し、そのバンプ１５上に、ワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部を形成した構成となっている。このバンプ１５は、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着することで形成することができる。よって、このバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、第２ボンディング工程に際し、そのバンプ１５上にウェッジボンディングを行うことで、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部を形成することができる。
【００６０】
本実施の形態３によれば、ボールボンディング側とウェッジボンディング側の両方において、従来、１本のワイヤしか接続することができなかった面積に複数本のワイヤを接続することが可能となり、半導体チップの縮小化と共にリードフレームの縮小化が可能となる。よって、配線の自由度が向上し、半導体装置の小型化に大きく寄与する。また、ウェッジボンディング法によって形成された接続部は前述したように厚みの無い三日月状または楕円状の形状であるので、これをそのまま垂直に重ねてボンディングする場合は各々のワイヤの接続状態を安定化することが重要である。これに対し、本実施の形態３のように、バンプを形成し、そのバンプ上にウェッジボンディングを行えば、ウェッジボンディングにより積み重ねられた各ワイヤの接続部はバンプを介し強固に接合されることになるので、接合信頼性の向上を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態３では、ウェッジボンディング側の接続部を２つ重ねて接続する場合について説明したが、上記したバンプ形成工程を繰り返して、先に形成した接続部上にバンプを形成することで、ウェッジボンディング側の接続部を３つ以上重ねて接続することもできる。
【００６２】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。図９（ａ）は本発明の実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図９（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜３にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００６３】
この半導体装置は、垂直方向に積層された２個の半導体チップがダイパッド部に搭載されており、同一の電極からの複数本のワイヤがそれぞれ異なる接続対象部材に接続されている点が、前述した実施の形態１〜３と異なる。
【００６４】
すなわち、図９に示すように、上方の半導体チップ１ａ上の同一の電極３ａに２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、ワイヤ５ａの他端は、下方の半導体チップ１ｂ上の電極３ｂにウェッジボンディング法により接続され、ワイヤ５ｂの他端は、インナーリード４ａにウェッジボンディング法により接続されている。
【００６５】
また、ここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第１ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ｂ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ａのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部８ａを形成している。
【００６６】
また、図１０に示すように、下方の半導体チップ上の同一の電極に２本のワイヤを接続してもよい。すなわち、図１０に示す半導体装置では、下方の半導体チップ１ｂ上の同一の電極３ｂに２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、ワイヤ５ａの他端は、インナーリード４ａにウェッジボンディング法により接続され、ワイヤ５ｂの他端は、上方の半導体チップ１ａ上の電極３ａにウェッジボンディング法により接続されている。
【００６７】
また、ここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ａ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成している。
【００６８】
なお、半導体チップ上の同一の電極に２本のワイヤを重ねて接続する場合について説明したが、無論、同一の電極に３本以上のワイヤを重ねて接続することもできる。また、同一の電極からの２本のワイヤのうちの一方を他の半導体チップ上の電極に接続し、他方をインナーリードに接続したが、この接続形態に限定されるものではなく、同一の電極からの複数本のワイヤ各々のウェッジボンディング側の接続対象部材は、他の半導体チップ上の同一の電極であってもよいし、他の半導体チップ上の異なる電極であってもよいし、同一のインナーリードであってもよいし、異なるインナーリードであってもよい。また、ウェッジボンディング側の接続対象部材が同一の場合、実施の形態３において説明したようにランドを形成することで、ウェッジボンディング側の接続部を同一の接続点に重ねて接続してもよい。
【００６９】
また、ここでは、２個の半導体チップが垂直方向に配置されている場合について説明したが、２個の半導体チップが同一面上に並列に配置された構成においても同様に実施できる。また、３個以上の半導体チップが垂直方向に配置された構成や同一面上に並列に配置された構成においても同様に実施できる。また、並列配置と垂直方向の配置を組み合わせた構成においても同様に実施できる。
【００７０】
本実施の形態４によれば、電源電極や接地電極への安定した電流容量の確保を図りながらワイヤの細線化を図ることができ、電極の数や面積、リードの本数やワイヤ接続部の面積、並びにチップ間接続のための中継リードなどを削減することができる。よって、半導体チップのサイズ縮小化・高集積化や、半導体装置の小型化・高集積化を行うことができ、低コストで高集積・高品質な半導体装置を提供することができる。
【００７１】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について、図面を参照しながら説明する。図１１は本発明の実施の形態５に係る半導体装置の断面図である。但し、前述した実施の形態１〜４にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００７２】
この半導体装置はＢＧＡ型の半導体装置であり、図１１に示すように、樹脂基材からなり、少なくとも主面および主面とは反対側の底面に金属配線１８を有する配線基板１６のダイパッド部（チップ搭載部）１７に、集積回路が形成された半導体チップ１が搭載されている。このダイパッド部１７は、表層配線である主面側の金属配線１８からなる。また、ダイパッド部１７の周辺には放射状に接続パッド１９が配置されており、接続パッド１９の先端がダイパッド部１７に対して対向している。この接続パッド１９は、表層配線である主面側の金属配線（配線部材）１８からなる。また、半導体チップ１の表面に形成されている電極３と接続パッド１９とがワイヤ５で接続されている。また、主面側の金属配線１８は、貫通ビア２０を介して、底面側の金属配線１８に電気的に接続している。また、樹脂封止体２１が、少なくとも半導体チップ１、ダイパッド部１７、ワイヤ５および表層配線（配線部材）のワイヤ５との接続部分（接続パッド１９）を樹脂封止している。また、底面には半田ボール２２が形成されており、この半田ボール２２は、底面側の金属配線１８に電気的に接続している。また、底面上の金属配線１８が形成されていない領域には、レジスト２３が形成されている。
【００７３】
この半導体装置は、前述した実施の形態１と同様に、半導体チップ１上の少なくとも１個の電極３に２本のワイヤ５の一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その２本のワイヤ５の他端が同一の接続パッド１９（配線部材）にウェッジボンディング法により接続されている点で、従来のものと異なる。
【００７４】
また、この半導体装置は、半導体装置の構成材料の一つである配線材料がリードフレームではなく配線基板であるという点のみで、前述した実施の形態１〜４と異なる。よって、前述した実施の形態１〜４におけるインナーリードを接続ランド（配線部材）に置き換えることで、前述した実施の形態１〜４における半導体装置と同様の構造を有する半導体装置を実施することができる。
【００７５】
すなわち、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態１と同様に、同一の電極に２本のワイヤを重ねて接続することができる（図３を参照）。また、その際、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００７６】
また、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態２と同様に、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。
【００７７】
また、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態３と同様に、半導体チップ上の少なくとも１個の電極からの複数本のワイヤの他端を、同一の接続パッド（配線部材）上の同一の接続点に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００７８】
また、パッケージ内に複数の半導体チップが内蔵されたＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態４と同様に、同一の電極からの複数本のワイヤをそれぞれ異なる接続対象部材に接続することができる（図９、１０を参照）。
【００７９】
したがって、ＢＧＡに代表される配線基板を配線材料に使用した半導体装置においても、低コストで高集積・高品質な半導体装置を提供することができる。
【００８０】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６について、図面を参照しながら説明する。図１２は本発明の実施の形態６に係る半導体装置の断面図、図１３（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図１３（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜５にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００８１】
この半導体装置は、配線基板の同一の接続パッド（配線部材）に、２本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、それらのワイヤがそれぞれ異なる半導体チップ上の電極に接続されている点で、前述した実施の形態５と異なる。
【００８２】
すなわち本実施の形態６では、図１２および図１３に示すように、同一の接続パッド１９に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている。また、ダイパッド部（チップ搭載部）１７には、垂直方向に積層された２個の半導体チップ１ａ、１ｂが搭載されている。そして、ワイヤ５ａの他端が、下方の半導体チップ１ｂの電極３ｂに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されており、ワイヤ５ｂの他端が、上方の半導体チップ１ａの電極３ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている。
【００８３】
またここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第１ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ｂ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ａのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部８ａを形成している。さらに、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ａ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成している。
【００８４】
続いて、同一の接続パッドに２本のワイヤを接続する方法について、図１４に示す工程断面図に沿って説明する。なお、ここでは、各ボンディング工程における接続対象部材である半導体チップ１ａ、１ｂの電極３ａ、３ｂの各々に予めランド１５が形成されている場合について説明するが、ランド１５を形成するタイミングは、各ボンディング工程におけるウェッジボンディングの実行前であればよい。
【００８５】
まず、図１４（ａ）に示すように、ワイヤ供給装置であるキャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ａの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ａを形成する。
【００８６】
次に図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、配線基板１６の接続パッド１９にボール１１ａを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ａを形成する。その後、図１４（ｅ）〜図１４（ｇ）に示すように、ワイヤ５ａを水平方向に折り曲げて引き出し、ワイヤ５ａが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材である半導体チップ１ｂの電極３ｂ上に形成したランド１５にワイヤ５ａをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ａを形成する。
【００８７】
以上の第１ボンディング工程を行った後、第２ボンディング工程を行う。すなわち、まず、図１４（ｈ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。
【００８８】
次に図１４（ｉ）に示すように、接続部７ａ（第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分）に直上からボール１１ｂを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。その後、図１４（ｊ）〜図１４（ｌ）に示すように、ワイヤ５ｂを垂直方向に引き出して折り曲げ、ワイヤ５ｂが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材である半導体チップ１ａの電極３ａ上に形成したランド１５にワイヤ５ｂをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成する。
【００８９】
このように第１および第２ボンディング工程を行うことで、同一の接続パッド（配線部材）に２本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる。なお、複数本のワイヤの一端を重ねて接続する際に、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００９０】
以上のように、この半導体装置は、配線基板の同一の接続パッド（配線部材）に複数本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、その同一の接続パッドからのワイヤがそれぞれ異なる接続対象部材に接続されている点で、従来のものと異なる。
【００９１】
なお、実施の形態２と同様に、同一の接続パッドに複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。また、実施の形態３と同様に、同一の接続パッドからの複数本のワイヤの他端を、同一の半導体チップ上の同一の電極、または配線基板上の他の接続パッドに、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００９２】
本実施の形態６によれば、ＢＧＡに代表される配線基板を配線材料に使用した半導体装置において配線基板上のワイヤ接続部の面積を容易に縮小することができ、低コストで高高品質な半導体装置を提供することができる。
【００９３】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の実施の形態７に係る半導体装置の断面図、図１６（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図１６（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜６にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００９４】
この半導体装置は、ＱＦＮ（クワッド・フラット・ノンリード・パッケージ）型またはＳＯＮ（スモール・アウトライン・ノンリード・パッケージ）型の半導体装置であり、図１５および図１６に示すように、垂直方向に積層された半導体チップ１ａ、１ｂがリードフレームのダイパッド部（チップ搭載部）２５に搭載されている。また、ダイパッド部２５の周辺には放射状にリードフレームのインナーリード（リード）２６が配置されており、それらのインナーリード２６の先端がダイパッド部２５に対して対向している。また、半導体チップ１ａ、１ｂの表面に形成されている電極３ａ、３ｂとインナーリード（リード）２６とがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ダイパッド部２５、ワイヤ５、インナーリード２６が一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード２６の下面は樹脂封止体６の下面から露出している。
【００９５】
この半導体装置は、配線材料が配線基板ではなくリードフレームであるという点のみで、前述した実施の形態６と異なる。すなわち本実施の形態７では、図１５および図１６に示すように、同一のインナーリード（リード）２６に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている。そして、ワイヤ５ａの他端が、下方の半導体チップ１ｂの電極３ｂに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されており、ワイヤ５ｂの他端が、上方の半導体チップ１ａの電極３ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている。
【００９６】
なお、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、同一のインナーリード（リード）に複数本のワイヤを重ねて接続する際に、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００９７】
また、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、実施の形態２と同様に、同一のインナーリード（リード）に複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。
【００９８】
また、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、実施の形態３と同様に、同一のインナーリード（リード）からの複数本のワイヤの他端を、同一の半導体チップ上の同一の電極、または他方のインナーリード（リード）に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００９９】
またここでは、ＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置について説明したが、ＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置と同様の内部構造を有するＱＦＰ型半導体装置などのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置においても同様に、同一のリードに複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続して、その同一のリードからのワイヤをそれぞれ異なる接続対象部材または同一の接続対象部材に接続することができる。
【０１００】
本実施の形態７によれば、ＱＦＮ、ＳＯＮ、ＱＦＰに代表されるリードフレームを配線材料に使用した半導体装置においてリード上のワイヤ接続部の面積を容易に縮小することができ、低コストで高品質な半導体装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明にかかる半導体装置の製造方法、および半導体装置によれば、半導体チップ上の同一の電極又はリードフレームの同一のリードあるいは配線基板上の同一の表層配線に複数本のワイヤを接続する構造において、電極面積又はパッケージ面積を抑制することができ、高集積、高密度な半導体チップを用いた半導体パッケージを高品質かつコンパクトに構成でき、ＱＦＰやＢＧＡなどの半導体パッケージに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図
【図２】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図３】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程を説明するための工程断面図
【図４】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図５】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図６】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図
【図８】本発明の実施の形態３に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図
【図９】本発明の実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図（その１）
【図１０】同実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図（その２）
【図１１】本発明の実施の形態５に係る半導体装置の断面図
【図１２】本発明の実施の形態６に係る半導体装置の断面図
【図１３】同実施の形態６に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図１４】同実施の形態６に係る半導体装置のワイヤボンディング工程を説明するための工程断面図
【図１５】本発明の実施の形態７に係る半導体装置の断面図
【図１６】同実施の形態７に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図１７】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の断面図
【図１８】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造図
【図１９】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置において同一のインナーリードに複数の電極からのワイヤを接続した状態を示す模式図
【符号の説明】
【０１０３】
１、１ａ、１ｂ 半導体チップ
２、２５ リードフレームのダイパッド部
３、３ａ、３ｂ 電極
４ リードフレームのリード
４ａ、２６ リードフレームのインナーリード
４ｂ リードフレームのアウターリード
５、５ａ、５ｂ、５ｃ ワイヤ
６、２１ 樹脂封止体
７ａ、７ｂ、７ｃ ボールボンディング側の接続部
８ａ、８ｂ、８ｃ ウェッジボンディング側の接続部
９ キャピラリ
１０ トーチ
１１ａ、１１ｂ ボール
１２ 平坦部
１３ 加圧ツール（円錐型）
１４ 加圧ツール（球面型）
１５ バンプ
１６ 配線基板
１７ 配線基板のダイパッド部
１８ 配線基板の金属配線
１９ 接続パッド
２０ 貫通ビア
２２ 半田ボール
２３ レジスト
２４ ダイパッドサポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関し、特にリードフレーム／配線基板を用いた半導体チップのパッケージ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の形態として、リードフレームを用いたＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）などが広く用いられてきている。以下、図面を用いて、従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置について説明する。
【０００３】
図１７は従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の断面図、図１８は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造図である。このＱＦＰ型半導体装置は、図１７、図１８に示すように、集積回路が形成された半導体チップ１がリードフレームのダイパッド部２に搭載されている。また、ダイパッド部２の周辺には放射状にリードフレームのリード４が配置されており、インナーリード４ａの先端がダイパッド部２に対して対向している。また、半導体チップ１の表面に形成された電極３とインナーリード４ａとがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ワイヤ５、インナーリード４ａが一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード４ａに連続したリードフレームのアウターリード４ｂが樹脂封止体６の外部でガルウィング型に曲げ成形されている。また、図１８に示すダイパッドサポート２４は、ダイパッド部２をリードフレームに保持する部材である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
続いて、従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の製造方法について説明する。
まず、金属板で形成されたリードフレームのダイパッド部２に半導体チップ１を搭載する（ダイボンド工程）。なお、リードフレームは、複数個の半導体装置を同時に、あるいは順次形成するために、各半導体装置に対応する矩形のパターンをフレーム枠で連結して複数個、同一平面上の左右方向ないし上下方向に配列したものである。各パターンは、ダイパッド部２を中央に配置し、複数本のリード４の外端部をフレーム枠に接続し、ダイパッド部２をダイパッドサポート２４によりフレーム枠に保持する構造である。
【０００５】
次に、半導体チップ１の表面に形成された電極３と、ダイパッド部２の周囲に配置されたインナーリード４ａとをワイヤ５で接続する（ワイヤボンディング工程）。次に、半導体チップ１、ダイパッド部２、ワイヤ５、インナーリード４ａを一括して封止樹脂で樹脂封止して、樹脂封止体６を形成する（樹脂封止工程）。
【０００６】
最後に、アウターリード４ｂを所定の長さに合わせてフレーム枠から切断して個片に分離するとともに、アウターリード４ｂを所定の形状に加工して、半導体装置の完成品を得る。
【０００７】
また、ワイヤボンディング方法としては、（１）キャピラリの先端から突出したワイヤの先端に放電によりボールを形成し、（２）熱と超音波を与えながら、そのボールをキャピラリで一方の接続点に押し付けて接続し（ボールボンディング）、（３）キャピラリからワイヤを引き出しながら他方の接続点に移動し、（４）熱と超音波を与えながらキャピラリの先端部でワイヤを他方の接続点にこすり付けて接続する（ウェッジボンディング）、超音波併用熱圧着ボンディング方式が現在の主流であり、一般的には半導体チップの電極側においてボールボンディングを行う。
【０００８】
以上のように構成されたＱＦＰ型半導体装置において、近年、集積回路の高集積化、高密度化に伴い、多ピン化およびリードの狭ピッチ化が進んできた。しかしながら、多ピン化およびリードの狭ピッチ化が進んできたといってもＱＦＰ型半導体装置の外形やピン数は業界で標準化されている。そこで、ＱＦＰ型半導体装置では、限られたピン数の中で高集積化された半導体チップを保持すべく、電源電極や接地電極などの共通化できる電極をまとめて同一のリードに接続している。図１９は同一のインナーリード４ａに複数の電極３からのワイヤ５を接続した状態を示す模式図である。図１９（ａ）では同一のインナーリード４ａに２本のワイヤ５を接続し、図１９（ｂ）では同一のインナーリード４ａに３本のワイヤ５を接続している。
【非特許文献１】香山 晋、成瀬 邦彦 監修、「実践講座 ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」、株式会社日経ＢＰ、１９９３年５月３１日発行、Ｐ１６５〜Ｐ１７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来から、ＱＦＰ型半導体装置においては、電源電極や接地電極などの共通化できる電極をまとめて同一のリードに接続していた。一方、半導体チップ１個当たりの回路規模が飛躍的に大きくなったため、電源電極および接地電極への安定した電流供給を確保するための配線が必要となってきた。反面、半導体組立技術の進歩と低コスト化の要求から、半導体装置の配線材料であるＡｕワイヤに代表される金属ワイヤは細線化が図られてきた。これらの相反する２つの課題に対し、1個の電極と１本のインナーリードとの接続に複数本のワイヤを使用することが行われている。
【００１０】
しかしながら、通常、ワイヤの十分な接合を行うには一定以上の面積が必要になるため、複数本のワイヤを同一の電極に接続する場合、従来は、電極の面積を、複数本のワイヤをボールボンディングできる大きさにする必要があった。このことがチップ面積の縮小化を阻害していた。
【００１１】
また、リードフレームのリードや、ＢＧＡ(ボール・グリッド・アレイ)型半導体装置の配線基板の表層配線に、複数本のワイヤをボールボンディングにより接続する場合もあるが、この場合も同様に、リードまたは表層配線の面積を、複数本のワイヤをボールボンディングできる大きさにする必要があった。このことがパッケージ面積の縮小化を阻害していた。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、半導体チップ上の同一の電極又はリードフレームの同一のリードあるいは配線基板上の同一の表層配線に、複数本のワイヤを接続する構造において、電極面積またはパッケージ面積を抑制することができる半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップ上の電極に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記電極に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置の製造方法は、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップの周囲に配置されたリードあるいは配線部材に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記リードあるいは前記配線部材に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１０記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１１記載の半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１２記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、同一の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１３記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１４記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が、前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１５記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１６記載の半導体装置は、請求項１１記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１７記載の半導体装置は、電極を有する半導体チップと、前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、前記リード又は配線部材のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１８記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が他方の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の、厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が前記半導体チップが有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の、先端が厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の請求項１９記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が互いに異なる前記半導体チップの各々が有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の請求項２０記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の請求項２１記載の半導体装置は、請求項１７記載の半導体装置であって、前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の好ましい形態によれば、半導体チップ上の同一の電極に対して、電極の面積を拡大することなく２本以上のワイヤを接続することができる。よって、半導体チップ上の同一の電極に複数本のワイヤを接続する構造において、接続するワイヤ数にかかわらず常に電極の面積を最小にすることができ、チップ全体に占める電極の個数および面積を最小にすることが可能となる。通常、半導体チップにおいては、その外周部に電極が一列ないし複数列に配置されており、電極の個数および面積を最小にすることでチップサイズを小さくすることができる。また、複数本のワイヤを同一の電極に接続できるので、より細線化されたワイヤを用いながら、電源電極や接地電極への安定した電流容量を確保すると同時に、半導体チップの小型化を実現できるので、小型、高品質の半導体装置を安価に提供できるようになる。
【００３５】
また、近年、機器の小型化の要求から１個の半導体装置（パッケージ）の中に複数個の半導体チップを内蔵することが行われてきており、ＱＦＰ型の半導体装置では、各半導体チップ上の電極とリード（インナーリード）とをワイヤで接続すると共に、互いに異なる半導体チップ上の電極同士をワイヤで接続することが行われるようになってきた。同様に、配線基板を用いたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）型の半導体装置においても、１個のパッケージの中に複数個の半導体チップを内蔵して、各半導体チップ上の電極と配線基板上の表層配線（配線部材）とをワイヤで接続すると共に、互いに異なる半導体チップ上の電極同士をワイヤで接続することが行われるようになってきた。
【００３６】
本発明の好ましい形態によれば、同一の電極からの複数本のワイヤをそれぞれ異なるリード（インナーリード）又は配線部材（配線基板の表層配線）に接続することや、同一の電極からの複数本のワイヤを互いに異なる半導体チップ上の電極同士の接続に用いることも可能となるため、チップサイズを大きくすることなく、複数本のワイヤが接続された電極を、例えば他方の半導体チップ上の電極とリードとの中継電極として使用することができるようになる。また、同一のリード（インナーリード）又は配線部材（配線基板の表層配線）からの複数本のワイヤをそれぞれ異なるリード又は配線部材に接続することや、同一のリード又は配線部材からの複数本のワイヤをそれぞれ異なる半導体チップ上の電極に接続することや、同一のリード又は配線部材からの複数本のワイヤをそれぞれ半導体チップ上の異なる電極に接続することが可能となるため、リードを大きくすることなく、すなわちパッケージを大きくすることなく、複数本のワイヤが接続されたリード又は配線部材を、例えば各半導体チップ上の複数の電極の電源として用いたり、互いに異なる半導体チップ上の電極同士の中継リード又は中継配線として使用することができるようになる。したがって、装置内の配線を簡略化することが可能となり、高集積、高密度、高品質な半導体装置をコンパクトかつ安価に提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図、図２（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための斜視図、図２（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図２（ｃ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。なお、以下の説明において同一の部材には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００３８】
この半導体装置はＱＦＰ型の半導体装置であり、図１に示すように、集積回路が形成された半導体チップ１がリードフレームのダイパッド部（チップ搭載部）２に搭載されている。また、ダイパッド部２の周辺には放射状にリードフレームのリード４が配置されており、インナーリード４ａの先端がダイパッド部２に対して対向している。また、半導体チップ１の表面に形成されている電極３とインナーリード４ａとがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ダイパッド部２、ワイヤ５、インナーリード４ａ（リード４のワイヤ接続部分）が一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード４ａに連続したリードフレームのアウターリード４ｂが樹脂封止体６の外部でガルウィング型に曲げ成形されている。
【００３９】
この半導体装置が従来のものと異なるのは、図２に示すように、半導体チップ１上の少なくとも１個の電極３に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている点と、それらの２本のワイヤ５ａ、５ｂの他端が、同一のインナーリード４ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている点である。
【００４０】
続いて、同一の電極に２本のワイヤを接続する方法について、図３に示す工程断面図に沿って説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ワイヤ供給装置であるキャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ａの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ａを形成する。
【００４１】
次に図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、半導体チップ１上の電極にボール１１ａを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ａを形成する。その後、図３（ｅ）〜図３（ｇ）に示すように、ワイヤ５ａを水平方向に折り曲げて引き出し、ワイヤ５ａが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材であるインナーリード４ａにワイヤ５ａをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ａを形成する。
【００４２】
以上の第１ボンディング工程を行った後、第２ボンディング工程を行う。すなわち、まず、図３（ｈ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。
【００４３】
次に図３（ｉ）に示すように、接続部７ａ（第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分）に直上からボール１１ｂを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。その後、図３（ｊ）〜図３（ｌ）に示すように、ワイヤ５ｂを垂直方向に引き出して折り曲げ、ワイヤ５ｂが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材であるインナーリード４ａにワイヤ５ｂをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成する。なお、ここでは、第１ボンディング工程と第２ボンディング工程における接続対象部材は同一のインナーリード４ａである。
【００４４】
以上のように第１および第２ボンディング工程を行うことで、同一の電極に２本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる。ワイヤボンディング工程で使用するワイヤには、一般的に、金や銅等の金属を原料とする直径φ１５〜４０μｍのものが使われる。ボールボンディング法においてワイヤの一端に形成されるボールの直径はワイヤの直径の１．５倍〜４倍程度であり、接続点に接合されるときキャピラリの先端部で厚さが５〜６０μｍ程度になるまで押しつぶされるので、ボールボンディング側の接続部は、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状になる。一方、ワイヤの他端は、キャピラリの先端周辺部で接続点にこすり付けるように潰すので、ウェッジボンディング側の接続部は、厚みの無い三日月状または楕円状の形状になる。
【００４５】
また、例えば図３（ｇ）に示すように、ボールボンディング側の接続部７ａの上部にはワイヤ５ａの一部が存在しているため、その上から圧着するボール１１ｂとの接続ズレを防止するために、キャピラリ９によってボール１１ｂを確実に保持しておく必要がある。これに対して、以下で説明する方法を実施すれば、容易に接続ズレを防止することができる。図４は、同一の電極に複数本のワイヤを重ねて接続するに際して接続ズレを防止する方法を説明するための工程断面図である。
【００４６】
まず、第１ボンディング工程後、図４（ａ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。次に図４（ｂ）に示すように、平坦部１２上にボール１１ｂを押し付けて、ボール１１ｂの下面に平坦面を形成する。次に図４（ｃ）〜図４（ｄ）に示すように、接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。
【００４７】
このように、第２ボンディング工程に際し、キャピラリ９から突出したワイヤ５ｂの先端にボール１１ｂを形成した後、平坦部１２にボール１１ｂを押し付け、ボール１１ｂの下面に平坦面を形成してボールボンディングを行う。
【００４８】
この方法によれば、ボール１１ｂの下面を平坦面としたので、接続部７ａの上部に存在するワイヤ５ａと接触しても接触ズレを防止することができ、確実な接合を実現できる。なお、平坦部１２としては、例えばリードフレームの一部やワイヤボンド設備の一部の平坦面を用いることができる。また、後述するように本発明をＢＧＡ型の半導体装置に適用する場合には、配線基板の一部の平坦面を用いることができる。
【００４９】
また、以下で説明する方法により接続ズレを防止してもよい。すなわち、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、第１ボンディング工程後、まず、接続部７ａに直上から、先端が円錐型の突起形状をしている加圧ツール１３を押し当てて接続部７ａを押し潰す。次に、図５（ｄ）、図５（ｅ）に示すように、押し潰した接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。加圧ツール１３の先端部が押し当てられた接続部７ａの上部には円錐型の窪みができるため、ボール１１ｂは確実にその窪みの中央に位置合わせされる。これにより更に確実な接合を実現できる。なお、加圧ツール１３の先端部の円錐の開き角度は１２０〜１７０°の鈍角に設定するのが望ましい。
【００５０】
このように、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分（接続部７ａ）に直上から加圧ツールを押し当てて該部分（接続部７ａ）を押し潰す工程をさらに含み、第２ボンディング工程に際し、その押し潰した部分にボールボンディングを行う。
【００５１】
また、以下で説明する方法により接続ズレを防止してもよい。この方法は、加圧ツールの先端が球面型の突起形状をしている点のみが、上記した方法と異なる。すなわち、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、第１ボンディング工程後、まず、接続部７ａに直上から、先端が球面型の突起形状をしている加圧ツール１４を押し当てて接続部７ａを押し潰す。次に、図６（ｄ）、図６（ｅ）に示すように、押し潰した接続部７ａに直上からボール１１ｂを圧着してボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。加圧ツール１３の先端部が押し当てられた接続部７ａの上部には球面型の窪みができ、接続部７ａにボール１１ｂを圧着する際に、まず、その窪みの中心部とボール１１ｂが点接触するので、確実に位置合わせすることができる。また、窪みを球面型にすることで、空隙のない確実な接合を実現できる。なお、加圧ツール１４の先端部の球面の半径はボール１１ｂの半径の１．５〜５倍の範囲で設定することが望ましい。
【００５２】
以上説明した方法によれば、ボールボンディング法によって形成した接続部上に、さらに他のワイヤの一端をボールボンディング法によって接続するに際し、接触ズレを防止することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、同一の電極からの複数本のワイヤを同一のインナーリードに接続する場合について説明したが、それらのワイヤをそれぞれ異なるインナーリードに接続してもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５５】
この半導体装置は、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に３本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その３本のワイヤ５の他端が同一のインナーリード上の異なる位置にウェッジボンディング法により接続されている点が、前述した実施の形態１と異なる。すなわち、図７に示すように、半導体チップ１上の同一の電極には、ワイヤ５ａ〜５ｃのボールボンディング側の接続部７ａ〜７ｃが重ねて形成されている。また、同一のインナーリード４ａ上の異なる位置に、ワイヤ５ａ〜５ｃのウェッジボンディング側の接続部８ａ〜８ｃが形成されている。この接続は、実施の形態１で説明した第２ボンディング工程を２回繰り返すことで実現できる。この構成により、必要に応じて電流容量を調整することが可能となり、更に小型・高品質で低コストな半導体装置を提供することが可能となる。
【００５６】
なお、本実施の形態２では、同一の電極に３本のワイヤを接続する場合について説明したが、第２ボンディング工程を２回以上繰り返すことで、同一の電極に３本以上のワイヤを接続することが出来る。
【００５７】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１、２にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
この半導体装置は、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に２本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その２本のワイヤの他端が、同一のインナーリード上の同一の接続点に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続されている点が、前述した実施の形態１と異なる。
【００５９】
すなわち、図８に示すように、ワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部上にバンプ１５を形成し、そのバンプ１５上に、ワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部を形成した構成となっている。このバンプ１５は、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着することで形成することができる。よって、このバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、第２ボンディング工程に際し、そのバンプ１５上にウェッジボンディングを行うことで、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部を形成することができる。
【００６０】
本実施の形態３によれば、ボールボンディング側とウェッジボンディング側の両方において、従来、１本のワイヤしか接続することができなかった面積に複数本のワイヤを接続することが可能となり、半導体チップの縮小化と共にリードフレームの縮小化が可能となる。よって、配線の自由度が向上し、半導体装置の小型化に大きく寄与する。また、ウェッジボンディング法によって形成された接続部は前述したように厚みの無い三日月状または楕円状の形状であるので、これをそのまま垂直に重ねてボンディングする場合は各々のワイヤの接続状態を安定化することが重要である。これに対し、本実施の形態３のように、バンプを形成し、そのバンプ上にウェッジボンディングを行えば、ウェッジボンディングにより積み重ねられた各ワイヤの接続部はバンプを介し強固に接合されることになるので、接合信頼性の向上を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態３では、ウェッジボンディング側の接続部を２つ重ねて接続する場合について説明したが、上記したバンプ形成工程を繰り返して、先に形成した接続部上にバンプを形成することで、ウェッジボンディング側の接続部を３つ以上重ねて接続することもできる。
【００６２】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。図９（ａ）は本発明の実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図９（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜３にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００６３】
この半導体装置は、垂直方向に積層された２個の半導体チップがダイパッド部に搭載されており、同一の電極からの複数本のワイヤがそれぞれ異なる接続対象部材に接続されている点が、前述した実施の形態１〜３と異なる。
【００６４】
すなわち、図９に示すように、上方の半導体チップ１ａ上の同一の電極３ａに２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、ワイヤ５ａの他端は、下方の半導体チップ１ｂ上の電極３ｂにウェッジボンディング法により接続され、ワイヤ５ｂの他端は、インナーリード４ａにウェッジボンディング法により接続されている。
【００６５】
また、ここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第１ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ｂ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ａのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部８ａを形成している。
【００６６】
また、図１０に示すように、下方の半導体チップ上の同一の電極に２本のワイヤを接続してもよい。すなわち、図１０に示す半導体装置では、下方の半導体チップ１ｂ上の同一の電極３ｂに２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、ワイヤ５ａの他端は、インナーリード４ａにウェッジボンディング法により接続され、ワイヤ５ｂの他端は、上方の半導体チップ１ａ上の電極３ａにウェッジボンディング法により接続されている。
【００６７】
また、ここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ａ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成している。
【００６８】
なお、半導体チップ上の同一の電極に２本のワイヤを重ねて接続する場合について説明したが、無論、同一の電極に３本以上のワイヤを重ねて接続することもできる。また、同一の電極からの２本のワイヤのうちの一方を他の半導体チップ上の電極に接続し、他方をインナーリードに接続したが、この接続形態に限定されるものではなく、同一の電極からの複数本のワイヤ各々のウェッジボンディング側の接続対象部材は、他の半導体チップ上の同一の電極であってもよいし、他の半導体チップ上の異なる電極であってもよいし、同一のインナーリードであってもよいし、異なるインナーリードであってもよい。また、ウェッジボンディング側の接続対象部材が同一の場合、実施の形態３において説明したようにランドを形成することで、ウェッジボンディング側の接続部を同一の接続点に重ねて接続してもよい。
【００６９】
また、ここでは、２個の半導体チップが垂直方向に配置されている場合について説明したが、２個の半導体チップが同一面上に並列に配置された構成においても同様に実施できる。また、３個以上の半導体チップが垂直方向に配置された構成や同一面上に並列に配置された構成においても同様に実施できる。また、並列配置と垂直方向の配置を組み合わせた構成においても同様に実施できる。
【００７０】
本実施の形態４によれば、電源電極や接地電極への安定した電流容量の確保を図りながらワイヤの細線化を図ることができ、電極の数や面積、リードの本数やワイヤ接続部の面積、並びにチップ間接続のための中継リードなどを削減することができる。よって、半導体チップのサイズ縮小化・高集積化や、半導体装置の小型化・高集積化を行うことができ、低コストで高集積・高品質な半導体装置を提供することができる。
【００７１】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について、図面を参照しながら説明する。図１１は本発明の実施の形態５に係る半導体装置の断面図である。但し、前述した実施の形態１〜４にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００７２】
この半導体装置はＢＧＡ型の半導体装置であり、図１１に示すように、樹脂基材からなり、少なくとも主面および主面とは反対側の底面に金属配線１８を有する配線基板１６のダイパッド部（チップ搭載部）１７に、集積回路が形成された半導体チップ１が搭載されている。このダイパッド部１７は、表層配線である主面側の金属配線１８からなる。また、ダイパッド部１７の周辺には放射状に接続パッド１９が配置されており、接続パッド１９の先端がダイパッド部１７に対して対向している。この接続パッド１９は、表層配線である主面側の金属配線（配線部材）１８からなる。また、半導体チップ１の表面に形成されている電極３と接続パッド１９とがワイヤ５で接続されている。また、主面側の金属配線１８は、貫通ビア２０を介して、底面側の金属配線１８に電気的に接続している。また、樹脂封止体２１が、少なくとも半導体チップ１、ダイパッド部１７、ワイヤ５および表層配線（配線部材）のワイヤ５との接続部分（接続パッド１９）を樹脂封止している。また、底面には半田ボール２２が形成されており、この半田ボール２２は、底面側の金属配線１８に電気的に接続している。また、底面上の金属配線１８が形成されていない領域には、レジスト２３が形成されている。
【００７３】
この半導体装置は、前述した実施の形態１と同様に、半導体チップ１上の少なくとも１個の電極３に２本のワイヤ５の一端がボールボンディング法により重ねて接続され、その２本のワイヤ５の他端が同一の接続パッド１９（配線部材）にウェッジボンディング法により接続されている点で、従来のものと異なる。
【００７４】
また、この半導体装置は、半導体装置の構成材料の一つである配線材料がリードフレームではなく配線基板であるという点のみで、前述した実施の形態１〜４と異なる。よって、前述した実施の形態１〜４におけるインナーリードを接続ランド（配線部材）に置き換えることで、前述した実施の形態１〜４における半導体装置と同様の構造を有する半導体装置を実施することができる。
【００７５】
すなわち、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態１と同様に、同一の電極に２本のワイヤを重ねて接続することができる（図３を参照）。また、その際、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００７６】
また、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態２と同様に、半導体チップ上の少なくとも１個の電極に複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。
【００７７】
また、ＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態３と同様に、半導体チップ上の少なくとも１個の電極からの複数本のワイヤの他端を、同一の接続パッド（配線部材）上の同一の接続点に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００７８】
また、パッケージ内に複数の半導体チップが内蔵されたＢＧＡ型の半導体装置において、実施の形態４と同様に、同一の電極からの複数本のワイヤをそれぞれ異なる接続対象部材に接続することができる（図９、１０を参照）。
【００７９】
したがって、ＢＧＡに代表される配線基板を配線材料に使用した半導体装置においても、低コストで高集積・高品質な半導体装置を提供することができる。
【００８０】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６について、図面を参照しながら説明する。図１２は本発明の実施の形態６に係る半導体装置の断面図、図１３（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図１３（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜５にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００８１】
この半導体装置は、配線基板の同一の接続パッド（配線部材）に、２本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、それらのワイヤがそれぞれ異なる半導体チップ上の電極に接続されている点で、前述した実施の形態５と異なる。
【００８２】
すなわち本実施の形態６では、図１２および図１３に示すように、同一の接続パッド１９に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている。また、ダイパッド部（チップ搭載部）１７には、垂直方向に積層された２個の半導体チップ１ａ、１ｂが搭載されている。そして、ワイヤ５ａの他端が、下方の半導体チップ１ｂの電極３ｂに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されており、ワイヤ５ｂの他端が、上方の半導体チップ１ａの電極３ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている。
【００８３】
またここでは、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第１ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ｂ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ａのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ａのウェッジボンディング側の接続部８ａを形成している。さらに、キャピラリから突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分（電極３ａ）に圧着してバンプ１５を形成するバンプ形成工程を、ワイヤ５ｂのウェッジボンディングを行う前に実行しておき、バンプ１５上にワイヤ５ｂのウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成している。
【００８４】
続いて、同一の接続パッドに２本のワイヤを接続する方法について、図１４に示す工程断面図に沿って説明する。なお、ここでは、各ボンディング工程における接続対象部材である半導体チップ１ａ、１ｂの電極３ａ、３ｂの各々に予めランド１５が形成されている場合について説明するが、ランド１５を形成するタイミングは、各ボンディング工程におけるウェッジボンディングの実行前であればよい。
【００８５】
まず、図１４（ａ）に示すように、ワイヤ供給装置であるキャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ａの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ａを形成する。
【００８６】
次に図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、配線基板１６の接続パッド１９にボール１１ａを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ａを形成する。その後、図１４（ｅ）〜図１４（ｇ）に示すように、ワイヤ５ａを水平方向に折り曲げて引き出し、ワイヤ５ａが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材である半導体チップ１ｂの電極３ｂ上に形成したランド１５にワイヤ５ａをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ａを形成する。
【００８７】
以上の第１ボンディング工程を行った後、第２ボンディング工程を行う。すなわち、まず、図１４（ｈ）に示すように、キャピラリ９の先端から突出したワイヤ５ｂの先端とトーチ１０との間で放電を行い、スパークによりボール１１ｂを形成する。
【００８８】
次に図１４（ｉ）に示すように、接続部７ａ（第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分）に直上からボール１１ｂを圧着して（ボールボンディング）、ボールボンディング側の接続部７ｂを形成する。その後、図１４（ｊ）〜図１４（ｌ）に示すように、ワイヤ５ｂを垂直方向に引き出して折り曲げ、ワイヤ５ｂが所定の軌跡に沿って配線されるようにキャピラリ９を移動させ、接続対象部材である半導体チップ１ａの電極３ａ上に形成したランド１５にワイヤ５ｂをこすり付けて（ウェッジボンディング）、ウェッジボンディング側の接続部８ｂを形成する。
【００８９】
このように第１および第２ボンディング工程を行うことで、同一の接続パッド（配線部材）に２本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる。なお、複数本のワイヤの一端を重ねて接続する際に、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００９０】
以上のように、この半導体装置は、配線基板の同一の接続パッド（配線部材）に複数本のワイヤの一端がボールボンディング法により重ねて接続されており、その同一の接続パッドからのワイヤがそれぞれ異なる接続対象部材に接続されている点で、従来のものと異なる。
【００９１】
なお、実施の形態２と同様に、同一の接続パッドに複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。また、実施の形態３と同様に、同一の接続パッドからの複数本のワイヤの他端を、同一の半導体チップ上の同一の電極、または配線基板上の他の接続パッドに、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００９２】
本実施の形態６によれば、ＢＧＡに代表される配線基板を配線材料に使用した半導体装置において配線基板上のワイヤ接続部の面積を容易に縮小することができ、低コストで高高品質な半導体装置を提供することができる。
【００９３】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の実施の形態７に係る半導体装置の断面図、図１６（ａ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための上面図、図１６（ｂ）は同半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図である。但し、前述した実施の形態１〜６にて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００９４】
この半導体装置は、ＱＦＮ（クワッド・フラット・ノンリード・パッケージ）型またはＳＯＮ（スモール・アウトライン・ノンリード・パッケージ）型の半導体装置であり、図１５および図１６に示すように、垂直方向に積層された半導体チップ１ａ、１ｂがリードフレームのダイパッド部（チップ搭載部）２５に搭載されている。また、ダイパッド部２５の周辺には放射状にリードフレームのインナーリード（リード）２６が配置されており、それらのインナーリード２６の先端がダイパッド部２５に対して対向している。また、半導体チップ１ａ、１ｂの表面に形成されている電極３ａ、３ｂとインナーリード（リード）２６とがワイヤ５で接続されている。また、半導体チップ１、ダイパッド部２５、ワイヤ５、インナーリード２６が一括して樹脂封止体６により樹脂封止され、インナーリード２６の下面は樹脂封止体６の下面から露出している。
【００９５】
この半導体装置は、配線材料が配線基板ではなくリードフレームであるという点のみで、前述した実施の形態６と異なる。すなわち本実施の形態７では、図１５および図１６に示すように、同一のインナーリード（リード）２６に２本のワイヤ５ａ、５ｂの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部が、ボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されている。そして、ワイヤ５ａの他端が、下方の半導体チップ１ｂの電極３ｂに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されており、ワイヤ５ｂの他端が、上方の半導体チップ１ａの電極３ａに、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されている。
【００９６】
なお、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、同一のインナーリード（リード）に複数本のワイヤを重ねて接続する際に、実施の形態１と同様に、ボールの下面に平坦面を形成してもよいし（図４を参照）、第２ボンディング工程においてボールボンディングを行う部分に直上から加圧ツールを押し当てて該部分を押し潰してもよい（図５、６を参照）。
【００９７】
また、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、実施の形態２と同様に、同一のインナーリード（リード）に複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続することができる（図７を参照）。
【００９８】
また、このＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置において、実施の形態３と同様に、同一のインナーリード（リード）からの複数本のワイヤの他端を、同一の半導体チップ上の同一の電極、または他方のインナーリード（リード）に、バンプを介して、ウェッジボンディング法により重ねて接続することができる（図８を参照）。
【００９９】
またここでは、ＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置について説明したが、ＱＦＮ型またはＳＯＮ型の半導体装置と同様の内部構造を有するＱＦＰ型半導体装置などのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置においても同様に、同一のリードに複数本のワイヤの一端をボールボンディング法により重ねて接続して、その同一のリードからのワイヤをそれぞれ異なる接続対象部材または同一の接続対象部材に接続することができる。
【０１００】
本実施の形態７によれば、ＱＦＮ、ＳＯＮ、ＱＦＰに代表されるリードフレームを配線材料に使用した半導体装置においてリード上のワイヤ接続部の面積を容易に縮小することができ、低コストで高品質な半導体装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明にかかる半導体装置の製造方法、および半導体装置によれば、半導体チップ上の同一の電極又はリードフレームの同一のリードあるいは配線基板上の同一の表層配線に複数本のワイヤを接続する構造において、電極面積又はパッケージ面積を抑制することができ、高集積、高密度な半導体チップを用いた半導体パッケージを高品質かつコンパクトに構成でき、ＱＦＰやＢＧＡなどの半導体パッケージに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図
【図２】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図３】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程を説明するための工程断面図
【図４】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図５】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図６】同実施の形態１に係る半導体装置のワイヤボンディング工程の他の例を説明するための工程断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図
【図８】本発明の実施の形態３に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための断面図
【図９】本発明の実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図（その１）
【図１０】同実施の形態４に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図（その２）
【図１１】本発明の実施の形態５に係る半導体装置の断面図
【図１２】本発明の実施の形態６に係る半導体装置の断面図
【図１３】同実施の形態６に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図１４】同実施の形態６に係る半導体装置のワイヤボンディング工程を説明するための工程断面図
【図１５】本発明の実施の形態７に係る半導体装置の断面図
【図１６】同実施の形態７に係る半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造を説明するための図
【図１７】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置の断面図
【図１８】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置のワイヤボンディング部分の内部構造図
【図１９】従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置において同一のインナーリードに複数の電極からのワイヤを接続した状態を示す模式図
【符号の説明】
【０１０３】
１、１ａ、１ｂ 半導体チップ
２、２５ リードフレームのダイパッド部
３、３ａ、３ｂ 電極
４ リードフレームのリード
４ａ、２６ リードフレームのインナーリード
４ｂ リードフレームのアウターリード
５、５ａ、５ｂ、５ｃ ワイヤ
６、２１ 樹脂封止体
７ａ、７ｂ、７ｃ ボールボンディング側の接続部
８ａ、８ｂ、８ｃ ウェッジボンディング側の接続部
９ キャピラリ
１０ トーチ
１１ａ、１１ｂ ボール
１２ 平坦部
１３ 加圧ツール（円錐型）
１４ 加圧ツール（球面型）
１５ バンプ
１６ 配線基板
１７ 配線基板のダイパッド部
１８ 配線基板の金属配線
１９ 接続パッド
２０ 貫通ビア
２２ 半田ボール
２３ レジスト
２４ ダイパッドサポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップ上の電極に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記電極に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップの周囲に配置されたリードあるいは配線部材に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記リードあるいは前記配線部材に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、
前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、
前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、
を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、
前記半導体チップが有する前記電極のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、同一の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が、前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
【請求項１７】
電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、
前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、
前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、
を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、
前記リード又は配線部材のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置であって、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が他方の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の、厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が前記半導体チップが有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の、先端が厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が互いに異なる前記半導体チップの各々が有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする請求項１７記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする請求項１７記載の半導体装置。
【請求項１】
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップ上の電極に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記電極に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを半導体チップの周囲に配置されたリードあるいは配線部材に圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、接続対象部材にウェッジボンディングを行う第１ボンディング工程と、
ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成して、そのボールを、前記第１ボンディング工程においてボールボンディングを行った部分に直上から圧着するボールボンディングを行い、その後ワイヤ供給装置を移動させ、前記第１ボンディング工程における接続対象部材又はその接続対象部材とは異なる接続対象部材にウェッジボンディングを行う第２ボンディング工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、前記第２ボンディング工程を２回以上繰り返し行い、前記リードあるいは前記配線部材に複数本のワイヤを接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材に少なくとも１本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、繰り返し行う前記第２ボンディング工程に際し、前記第１ボンディング工程における接続対象部材とは異なる同一の接続対象部材に少なくとも２本のワイヤをウェッジボンディングにより接続させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、ワイヤ供給装置から突出したワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程においてウェッジボンディングを行う部分に圧着してバンプを形成するバンプ形成工程を具備し、前記第１ボンディング工程ないし前記第２ボンディング工程に際し、前記バンプにウェッジボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、
前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、
前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、
を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、
前記半導体チップが有する前記電極のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップが有する前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、同一の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、少なくとも１箇の前記半導体チップが有する少なくとも１箇の前記電極に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が、他方の前記半導体チップが有する電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が、前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
【請求項１７】
電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部と、
前記チップ搭載部の周囲に配置されるリード又は配線部材と、
前記半導体チップが有する前記電極と前記リード又は配線部材とを接続するワイヤと、
を備え、少なくとも前記半導体チップ、前記チップ搭載部、前記ワイヤおよび前記リード又は配線部材の前記ワイヤとの接続部分が樹脂封止された半導体装置であって、
前記リード又は配線部材のうちの少なくとも１個に、複数本の前記ワイヤの一端の接続部が重ねて接続されており、それらの接続部はボールボンディング法特有の、厚みのあるコイン状に押しつぶされた突起部のほぼ中央からワイヤが導出される形状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置であって、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤの一部は、その他端が他方の前記リード又は配線部材に、ウェッジボンディング法特有の、厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続され、他の一部は、その他端が前記半導体チップが有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の、先端が厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の半導体装置であって、前記半導体チップを複数個備え、前記リード又は配線部材に一端が重ねて接続された複数本の前記ワイヤのうちの少なくとも一部は、その他端が互いに異なる前記半導体チップの各々が有する前記電極に、ウェッジボンディング法特有の厚みの無い三日月状または楕円状の形状をなして接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
前記チップ搭載部および前記リードは、金属板を加工して製作されるリードフレームの構成部材であることを特徴とする請求項１７記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記チップ搭載部および前記配線部材は、配線基板の構成部材であることを特徴とする請求項１７記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−２７７７５１（Ｐ２００８−２７７７５１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８５８（Ｐ２００８−２９８５８）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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