JP2001015670A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001015670A JP11182835A JP18283599A JP2001015670A JP 2001015670 A JP2001015670 A JP 2001015670A JP 11182835 A JP11182835 A JP 11182835A JP 18283599 A JP18283599 A JP 18283599A JP 2001015670 A JP2001015670 A JP 2001015670A
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Ryuichi Fujii
隆一 藤居
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Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ペレットとリードとの間に段差がある
と、半導体ペレット上の電極とリードとを電気的に接続
するワイヤが細い場合、振動や衝撃によりワイヤのルー
プ形状が変形して半導体ペレットの角部やアイランドな
どの不所望部分に近接あるいは接触して耐電圧低下、短
絡等の事故を生じることがあった。 【解決手段】 リードフレーム２のアイランド４に半導
体ペレット１をマウントし、半導体ペレット１上の電極
と、一端をアイランド４近傍に配置したリード６とをワ
イヤ８にて電気的に接続した半導体装置において、上記
リード６の一端部に半導体ペレット１に向かって近接し
上昇する傾斜面６ａを形成するとともに、ワイヤ８のリ
ード６側接続部近傍を前記傾斜面６ａに接触させたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多数個の電極を有す
る半導体ペレットを、細いリードを多数本一体化したリ
ードフレームにマウントし、半導体ペレット上の電極と
リードとを細いワイヤで電気的に接続した半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラやノート型パーソナルコン
ピュータなどの可搬型電子回路装置では、一層の小型、
軽量化が望まれており、これらに用いられる電子部品
も、それ自体を小型化したり、外形寸法は同じでも内蔵
する電子部品本体の集積度を高めて実質的に小型化、軽
量化に貢献している。図５及び図６に電子部品の中間構
体の一例を示す。図において、１は電子部品本体である
半導体ペレットで、図示省略するが多数の電子回路素子
を組み合わせて構成した電子回路ユニットを同一パター
ンで多数個一括形成した半導体ウエハを、前記電子回路
ユニットの隣接部分から切断して形成されたものであ
る。この半導体ペレット１には一主面周縁部に微細な電
極（図示せず）が多数形成されている。２は金属薄板に
エッチング処理あるいはプレス加工して形成されたリー
ドフレームで、矩形状のフレーム３内に半導体ペレット
１をマウントするアイランド４を吊りピン５を介して配
置し、フレーム３の内壁よりアイランド４に向かって多
数本のリード６を延在させ、各リード６の中間部をタイ
バ７で連結一体化し、このフレーム３を複数連接一体化
したものである。このリードフレーム２を、アイランド
４に半導体ペレット１をマウントするマウント工程、半
導体ペレット１上の電極とリード６の一端部を金属ワイ
ヤ８で電気的に接続するワイヤボンディング工程、半導
体ペレットを含むタイバ７で囲まれた領域を樹脂９で被
覆する樹脂モールド工程を経て中間構体１０が得られ
る。この半導体装置の中間構体１０はさらに外装樹脂９
から露呈したリードフレーム２の不要部分、即ち、フレ
ーム３、吊りピン５、タイバ７を切断除去する切断工程
に送られ、図７に示す個々の半導体装置が得られる。こ
の半導体装置はさらに外装樹脂９から露呈したリード６
を所定の形状に折り曲げ成形するリード成形工程、電気
的特性や外観を検査する検査工程に順次送られる。とこ
ろで、図７に示す半導体装置は、一層の小型化に対応す
るため、半導体ペレット１上の電極やリードは微細化し
ており、これらを電気的に接続する金属ワイヤ８も処理
が容易な金を用いて細径化している。一方、細径化によ
り強度が低下した金属ワイヤは自重により変形して垂れ
下がり半導体ペレット１の角部やアイランドに近接ある
いは接触して耐電圧の低下や短絡事故を生じることがあ
る。そのため一般的に、吊りピン５を屈曲させて、アイ
ランド４上にマウントした半導体ペレット１の上面とリ
ード６の上面がほぼ面一となるようにし、アイランド４
とリード６の間に段差を形成し、半導体ペレット１とリ
ード６を接続したワイヤ８のループ形状を対称にして形
状保持力を高め、自重による変形を防止している。とこ
ろで、半導体ペレット１の単価は半導体ウエハ一枚当た
りのペレット数によって決定されるため、半導体ウエハ
を大径化してウエハ一枚当たりのペレット数を増大させ
ることによりコストダウンを図ることが出来る。一方、
電子回路ユニットを作り込むために半導体ウエハには物
理化学的な処理がなされるが、ウエハを大径化すると熱
歪や機械的な衝撃による影響も増大し破損し易くなるた
め歩留が低下して却ってコストが上昇する。そのためウ
エハを大径化すると同時に厚くしてウエハの強度を高め
ることにより歩留の低下を避けることができるが、半導
体ペレット１が厚くなると、半導体ペレット１の上面と
リード６の間に段差を生じ、ワイヤのループ形状が非対
称となって形状保持力が低下しワイヤが自重により変形
し易くなり、垂れ下がって不所望部分に近接あるいは接
触すると耐電圧の低下や短絡事故を引き起こすという問
題があった。そのため半導体ペレット１とリード６との
間の段差をなくすように、吊りピン５を伸長させその屈
曲角度を大きくしてアイランド４とリード６の間の段差
を大きくすればよいが、リード６を細くするために薄い
金属平板を用いたリードフレーム２ではリード６と同様
に吊りピン５も薄く幅狭であるため、これを引き伸ばし
屈曲させると切れ易くなるため、十分伸長させることが
できず、前記段差を解消できず、ワイヤのループ形状の
変形を防止することができなかった。このような問題を
解決するものとして、特開平５−１０２２２４号公報
（先行技術１）には、ペレットを囲む絶縁ブロックをア
イランド上に配置し、半導体ペレットとリードとを電気
的に接続するワイヤの中間部が垂れ下がってもこれを絶
縁ブロックで支持することにより、リードが半導体ペレ
ットやアイランドの不所望部分に接触しないようにした
半導体装置が開示されている。また特開平１０−１５０
０６６号公報（先行技術２）にはリードの先端部をアイ
ランドに向かって下方に傾斜させ、一端が半導体ペレッ
トに接続された金属ワイヤの他端をこの傾斜面に接続す
ることにより、ワイヤを直線状に張設した半導体装置が
開示されている。さらには特開平５−２１１１９３号公
報（先行技術３）や特開平１１−１４５１７９号公報
（先行技術４）には、金属ワイヤを引き回すボンディン
グツールの移動軌跡を制御することにより、ワイヤのル
ープ形状を制御して、ワイヤ結線後のワイヤの変形を防
止するようにしたワイヤボンデイング方法や半導体装置
が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１では絶縁ブロックが必要でその設置スペース分だけ
アイランドを大きくし、リードの一端をアイランドから
離す必要があり、リード上のワイヤ接続部から外装樹脂
外面までの長さを確保するには外装樹脂の外形寸法も大
きくしなければならないため大型化するという問題があ
った。また先行技術２ではワイヤの両端の電気的接続部
の接続角度が異なるためワイヤボンディングが煩雑であ
るという問題があった。さらには先行技術３、４では半
導体ペレット上で上昇するボンディングツールから繰出
したワイヤを、リード側に向かって水平方向に所定長さ
繰出し、さらにボンディングツールをリードに向かって
斜め下方に移動させつつワイヤを繰出してリード上に接
続するため、半導体ペレット上の電極とリード上のワイ
ヤ接続部との間隔が５ｍｍ程度と比較的長い場合には、
ボンデイングツールが斜め下方に移動する際の傾斜角が
小さくてすむためボンディングツールとワイヤの摩擦が
小さく、ワイヤの張力が半導体ペレット上のワイヤ屈曲
部へ及ぼす影響を小さくできるが、半導体ペレット上の
電極とリード上のワイヤ接続部が近接すると、ボンディ
ングツールの降下角度が大きくなり、ボンディングツー
ルのワイヤ繰出し口とワイヤとの接触長さが長くなって
摩擦が大きくなるため、半導体ペレット上でワイヤを垂
直方向から水平方向に屈曲させても、この屈曲部が水平
方向に引っ張られて湾曲し、湾曲した部分がさらに下方
向に引っ張られて半導体ペレットの角部に近接すること
を防止できなかった。またワイヤの接続長さが長い場合
には、半導体ペレットとリードの段差はさほど問題とな
らないが、ワイヤの接続長さが短くなると前記段差の影
響が顕著となり、上記先行技術３、４によっても課題を
解決することができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、アイランドにマウント
された半導体ペレット上の電極と、一端がアイランド近
傍に配置されこの一端部に半導体ペレットに向かって近
接し上昇する傾斜面を形成したリードとをワイヤにて電
気的に接続し、ワイヤのリード側接続部近傍を前記傾斜
面に接触させたことを特徴とする半導体装置を提供す
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による半導体装置はリード
の一端部に半導体ペレットに向かって近接し上昇する傾
斜面を形成し、この傾斜面にワイヤの中間部を接触させ
ることにより、半導体ペレット上面とリードのワイヤが
接続される面との間に段差があっても、ワイヤ接続後に
ワイヤのループ形状を保持できるようにしたもので、リ
ードのワイヤ接続面が半導体ペレット上面より低位置に
あっても、リード一端部に形成した傾斜面先端の高さ位
置を半導体ペレットの上面高さ位置に近接させることに
より、ワイヤのループ形状を保持できる。またリードの
ワイヤ接続面をプレスして平坦かつ肉薄に成形する場
合、この肉薄部を含むリードの一端部を傾斜させること
ができる。さらにはリードの一端部に形成した傾斜面
に、ワイヤの位置ずれを抑制する位置ずれ抑制処理を施
すことにより、ワイヤのループ形状を保つことができ
る。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、図５乃至図７と同一物には同一符号を付し
て重複する説明を省略する。図中本発明による半導体装
置と図７半導体装置が大きく相異するのは、アイランド
４に近接配置されたリード６の一端部を半導体ペレット
１に向かって近接し上昇するように傾斜させたこと、リ
ード一端部の傾斜面６ａに、ワイヤ８のリード側接続部
近傍を接触させたことのみである。即ち、リードフレー
ム２のアイランド４に半導体ペレット１をマウントし、
この半導体ペレット１上の電極と、図１実施例ではこの
電極形成面より低い位置にあるリード６のワイヤ接続面
とをワイヤ８で電気的に接続している。このとき図示省
略するがボンデイングツールの移動軌跡とワイヤ８の繰
出し量を調整して、ワイヤのリード側接続部近傍をリー
ド６の一端部に形成した傾斜面６ａに接触させている。
このワイヤボンデイング作業が完了すると、半導体ペレ
ット１を含む主要部分が樹脂９により被覆外装される。
この半導体装置では、樹脂外装前に、ワイヤ８のリード
側接続部近傍はリードの傾斜面６ａに接触して一体化し
この部分のワイヤ８の自重が傾斜面６ａに支持されてい
るため、変形可能なワイヤ中間部の重量が減少するだけ
でなく、変形可能なワイヤ長さも短縮するため、半導体
ペレット１上面とリード６上面との間に大きな段差があ
ってもワイヤ８のループ形状を保持することができ、リ
ードフレームの移動時に振動や衝撃を受けてもワイヤ中
間部が変形して半導体ペレット１の角部やアイランド４
などの不所望部分に近接又は接触することが防止でき、
耐電圧低下や短絡などの電気的不良を防止できる。例え
ばリードフレーム２の厚さ即ち、アイランド４、リード
６のそれぞれの厚さが１５０μｍ、ワイヤ８として直径
１０〜２５μｍの金ワイヤを用い、半導体ペレット１の
厚みが３００〜５００μｍ、半導体ペレット１とリード
６の段差が１５０〜３５０μｍ、半導体ペレット１上の
電極とリード６上のワイヤ接続部との間の水平長さが２
ｍｍの場合、ワイヤボンデイング済みのリードフレーム
を高さ５０ｃｍ位置から水平状態で鋼鈑上に落下させて
もワイヤ８が半導体ペレット１やアイランド４に接触す
る不良は皆無であった。上記実施例では、リード６のワ
イヤ８が接続される面は半導体ペレット１の上面より低
位置にあるが、リード６一端部に形成した傾斜面６ａの
先端の高さ位置を図２に示すように半導体ペレット１の
上面高さ位置に近接させることにより、半導体ペレット
１上の電極と、傾斜面６ａ先端との間にある変形可能な
ワイヤのループ形状を対称にでき、ワイヤ自体の強度を
高めることが出来、リードフレーム１に振動や衝撃が加
えられても、ワイヤのループ形状の変形を防止できる。
またワイヤボンディング性を良好にするために図３に示
すようにリード６のワイヤ接続面を深さ１０μｍ程度プ
レスして平坦面６ｂを形成する場合、この平坦面６ａ部
分の肉薄部分を含む位置からリード６の一端部を傾斜さ
せることができる。これにより、傾斜面６ａの一部がプ
レスされ塑性変形して弾性力が除かれるため、傾斜面６
ａを形成した後の傾斜角度の変動がなく、傾斜面６ａを
安定して形成することが出来、ワイヤのループ形状のば
らつきを防止できる。さらには、図４に示すようにリー
ド６の一端部に形成した傾斜面６ａに、ワイヤ８の位置
ずれを抑制する位置ずれ抑制層１１を形成することが出
来る。この位置ずれ抑制層１１は傾斜面６ａからワイヤ
が接続される部分まで例えばワイヤ８のボンディング性
を良好にする銀をめっきして形成することが出来る。こ
の位置ずれ抑制層１１を形成することにより傾斜面６ａ
の長さを例えば長さ０．５ｍｍ程度に短縮してもリード
６に接続されたワイヤ８の位置ずれを防止できるため、
リード６の一端を半導体ペレット１に近接させることが
でき、ワイヤのループ長さを短縮してループ形状の変形
を防止できる。上記位置ずれ抑制層１１は金属めっきに
より形成するだけでなく、硬質の微粒子を分散させた樹
脂を被覆してもよいし、リード６の表面を粗面加工して
も形成することができる。尚、リード６に形成する傾斜
面６ａは予め、プレス加工により平坦面６ｂを形成する
と同時に形成することができ、あるいはワイヤボンデイ
ングの際に、リード支持面に突起を形成しボンディング
ツールでリード６を加圧した時に前記突起によりリード
６の一端部を傾斜させて傾斜面６ａを形成するようにし
てもよい。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、リードの
一端部に傾斜面を形成することにより、樹脂外装前にリ
ードフレームに振動や衝撃が加えられても、ワイヤのル
ープ形状を保つことが出来、耐電圧低下や短絡を防止す
ることができめる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す半導体装置の側断面図
【図２】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図３】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図４】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図５】 リードフレームを用いた半導体装置の中間構
体の一例を示す側断面図
【図６】 図５中間構体の一部透視平面図
【図７】 図５中間構体から分離された半導体装置の側
断面図
【符号の説明】
４ アイランド １ 半導体ペレット ６ リード ８ ワイヤ ６ａ 傾斜面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アイランドにマウントされた半導体ペレッ
    ト上の電極と、一端をアイランド近傍に配置したリード
    とをワイヤにて電気的に接続した半導体装置において、 上記リードの一端部に半導体ペレットに向かって近接し
    上昇する傾斜面を形成するとともに、ワイヤのリード側
    接続部近傍を前記傾斜面に接触させたことを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項２】リードのワイヤ接続面が半導体ペレット上
    面より低位置にあり、リード一端部に形成した傾斜面先
    端の高さ位置を半導体ペレットの上面高さ位置に近接さ
    せたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】リードのワイヤ接続面がプレスされて平坦
    かつ肉薄に成形され、この肉薄部を含むリードの一端部
    を傾斜させたことを特長とする請求項１に記載の半導体
    装置。
  4. 【請求項４】リードの一端部に形成した傾斜面に、ワイ
    ヤの位置ずれを抑制する位置ずれ抑制処理したことを特
    長とする請求項１に記載の半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030075788A (ko) * 2002-03-20 2003-09-26 세미웰반도체 주식회사 반도체 패키지 구조

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KR20030075788A (ko) * 2002-03-20 2003-09-26 세미웰반도체 주식회사 반도체 패키지 구조

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