JP2006216725A - 半導体装置用配線基板および半導体装置用配線基板を用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボンディングワイヤで結線する際の誤配線の発生を減らし、誤配線が発生した場合でも、誤配線を確実に認識することが可能な半導体装置用配線基板および半導体装置を提供する。
【解決手段】 半導体装置用配線基板２に、半導体素子４の外周を囲むように環状に形成されたグランド配線５と、グランド配線５の外周を囲むように環状に形成された電源配線６とが設けられ、グランド配線５の内周側と電源配線６の内周側とにはそれぞれ、半導体素子４に向かって突出し且つワイヤボンディングの位置に対応した凸部５ａ，６ａが形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワイヤボンド技術を用いて半導体素子と半導体装置用配線基板とを接続する半導体装置に関するものであり、特にワイヤボンド座標入力およびワイヤボンド配線の確認に有効な半導体装置用配線基板および半導体装置用配線基板を用いた半導体装置に関するものである。

近年、半導体装置の高速化、高機能化及び多機能化への要求がますます強まっている。これに対応するため半導体装置用配線基板を用いたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等の形態の半導体装置が用いられている。

従来の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置においては、図１１に示すように 半導体装置用配線基板３１の中央部には半導体素子３２が搭載され、 半導体装置用配線基板３１上には、半導体素子３２を包囲するようにリング状に形成されたグランド配線３３と、グランド配線３３の周りに所定の距離をおいてリング状に形成された電源配線３４と、電源配線３４の外側に形成された複数の基板側ボンディングパッド３５とが設けられている。

上記半導体素子３２の上面に設けられた電極３６とグランド配線３３、および、上記電極３６と電源配線３４、および、上記電極３６と基板側ボンディングパッド３５は、それぞれ、ボンディングワイヤ３７により接続されている。

尚、下記特許文献１には、上記のような構成を有するＢＧＡ型半導体装置が開示されている。
特開平１１−３１７５６

しかしながら、上記従来の形式では下記のような課題がある。
図１１に示すように、グランド配線３３と電源配線３４とをリング状に形成しており、グランド配線３３上或いは電源配線３４上のボンディング位置が明確でないため、入出力ピン数が増加するに従って、ボンディングワイヤ３７で、半導体素子３２の上面の電極３６とグランド配線３３或いは上記電極３６と電源配線３４を結線する際の座標入力時に誤配線を起こす危険性があるといった問題があり、また、ワイヤボンディング後の配線に問題がないかを確認する際、誤配線が起こっていても見逃す危険性があるといった問題がある。

本発明は、ボンディングワイヤで結線する際の誤配線の発生を減らすことができ、誤配線が発生した場合でも、誤配線を確実に認識することが可能な半導体装置用配線基板および半導体装置用配線基板を用いた半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
上記グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、半導体素子に向かって突出し且つワイヤボンディング位置に対応した凸部が形成されているものである。

これによると、半導体素子の電極とグランド配線との間および半導体素子の電極と電源配線との間をそれぞれボンディングワイヤにより接続する際、グランド配線に形成された凸部は、ボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、電源配線に形成された凸部は、ボンディングワイヤと電源配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。これにより、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤを結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

本第２発明は、グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、凸部の反対側に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した反対側凸部が形成されているものである。
これによると、半導体素子の電極とグランド配線との間および半導体素子の電極と電源配線との間をそれぞれボンディングワイヤにより接続する際、グランド配線に形成された凸部と反対側凸部とは、ボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、電源配線に形成された凸部と反対側凸部とは、ボンディングワイヤと電源配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。これにより、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤを結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

本第３発明は、グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、凸部の反対側に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した凹部が形成されているものである。
これによると、半導体素子の電極とグランド配線との間および半導体素子の電極と電源配線との間をそれぞれボンディングワイヤにより接続する際、グランド配線に形成された凸部と凹部とは、ボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、電源配線に形成された凸部と凹部とは、ボンディングワイヤと電源配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。

本第４発明は、上記第１発明から第３発明のいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
上記ボンディングワイヤは、凸部上を通過して上記電極とグランド配線および上記電極と電源配線に結線され、樹脂封止されているものである。

本第５発明は、半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
上記半導体素子とグランド配線との間に、グランド配線のワイヤボンディング位置に対応した第１のパターンが形成されているものである。

これによると、半導体素子の電極とグランド配線との間をボンディングワイヤにより接続する際、第１のパターンがボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。これにより、半導体素子とグランド配線とをワイヤボンディングする際、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤを結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

本第６発明は、グランド配線を挟んで第１のパターンの反対側に対向して配置され且つグランド配線のワイヤボンディング位置に対応した反対側第１のパターンが形成されているものである。

これによると、半導体素子の電極とグランド配線との間をボンディングワイヤにより接続する際、第１のパターンと反対側第１のパターンとがボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。

本第７発明は、半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
上記半導体素子と電源配線との間に、電源配線のワイヤボンディング位置に対応した第２のパターンが形成されているものである。

これによると、半導体素子の電極と電源配線との間をボンディングワイヤにより接続する際、第２のパターンがボンディングワイヤと電源配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。これにより、半導体素子と電源配線とをワイヤボンディングする際、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤを結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

本第８発明は、電源配線を挟んで第２のパターンの反対側に対向して配置され且つ電源配線のワイヤボンディング位置に対応した反対側第２のパターンが形成されているものである。

これによると、半導体素子の電極と電源配線との間をボンディングワイヤにより接続する際、第２のパターンと反対側第２のパターンとがボンディングワイヤとグランド配線とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。

本第９発明は、各パターンは、円形状と三角形状と四角形状とのいずれかの形状を有しているものである。
本第１０発明は、上記第５発明と第６発明と第９発明とのいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
上記ボンディングワイヤは、第１のパターン上を通過して上記電極とグランド配線とに結線され、樹脂封止されているものである。

本第１１発明は、上記第７発明から第９発明のいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
上記ボンディングワイヤは、第２のパターン上を通過して上記電極と電源配線とに結線され、樹脂封止されているものである。

本発明によれば、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤを結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

以下、本発明における第１の実施の形態を図１，図２に基づいて説明する。
ＢＧＡ等の形態の半導体装置１の半導体装置用配線基板２上には、複数の電極３を有する半導体素子４と、グランドにつながるグランド配線５と、電源につながる電源配線６と、複数の基板側ボンディングパッド７とが設けられている。

上記グランド配線５は半導体素子４の周囲を外側より連続して囲むように四角環状に形成され、電源配線６はグランド配線５の周囲を外側より連続して囲むように四角環状に形成されている。また、各基板側ボンディングパッド７は電源配線６の外側の周囲に配置されている。これにより、グランド配線５と電源配線６とは半導体素子４と各基板側ボンディングパッド７との間に配置されている。

上記半導体素子４の複数の電極３のうち、一部の電極３はボンディングワイヤ８によりグランド配線５と接続されて接地され、また、別の電極３はボンディングワイヤ８により電源配線６と接続されて電源が供給され、さらに、残りの電極３はボンディングワイヤ８により各基板側ボンディングパッド７と接続されている。

上記グランド配線５の内周側には、半導体素子４に向かって突出し且つワイヤボンディング位置に対応した凸部５ａが複数形成されている。同様に、電源配線６の内周側には、半導体素子４に向かって突出し且つワイヤボンディング位置に対応した凸部６ａが複数形成されている。尚、図２（ａ）においてＡ−Ａ矢視で示したグランド配線５と凸部５ａとの断面は図２（ｂ）のような形状になり、さらに、電源配線６と凸部６ａとの断面形状も同様である。

上記電極３とグランド配線５との間に配設されたボンディングワイヤ８は凸部５ａ上を通過して結線され、上記電極３と電源配線６との間に配設されたボンディングワイヤ８は凸部６ａ上を通過して結線されている。上記半導体素子４とグランド配線５と電源配線６と基板側ボンディングパッド７とボンディングワイヤ８とは樹脂（図示せず）で封止されている。

以下、上記構成における作用を説明する。
上記各凸部５ａは、ボンディングワイヤ８とグランド配線５とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、上記各凸部６ａは、ボンディングワイヤ８と電源配線６とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となるため、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤ８を結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

次に、本発明における第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。
上記グランド配線５の外周側には反対側凸部５ｂが複数形成され、各反対側凸部５ｂは、各凸部５ａの反対側に対向するとともに、ワイヤボンディング位置に対応している。また、電源配線６の外周側には反対側凸部６ｂが複数形成され、各反対側凸部６ｂは、各凸部６ａの反対側に対向するとともに、ワイヤボンディング位置に対応している。

これによると、上記各凸部５ａと反対側凸部５ｂとは、ボンディングワイヤ８とグランド配線５とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、上記各凸部６ａと反対側凸部６ｂとは、ボンディングワイヤ８と電源配線６とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。このため、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤ８を結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

次に、本発明における第３の実施の形態を図４に基づいて説明する。
上記グランド配線５の外周側には凹部５ｃが複数形成されており、各凹部５ｃは、各凸部５ａの反対側に対向するとともに、半導体素子４に向かって退入し且つワイヤボンディング位置に対応している。また、電源配線６の外周側には凹部６ｃが複数形成されており、各凹部６ｃは、各凸部６ａの反対側に対向するとともに、半導体素子４に向かって退入し且つワイヤボンディング位置に対応している。

これによると、上記各凸部５ａと凹部５ｃとは、ボンディングワイヤ８とグランド配線５とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、上記各凸部６ａと凹部６ｃとは、ボンディングワイヤ８と電源配線６とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。

次に、本発明における第４の実施の形態を図５に基づいて説明する。
半導体素子４とグランド配線５との間のグランド配線５寄りの箇所には、ワイヤボンディング位置に対応した第１のパターン２１ａが複数形成されている。また、グランド配線５と電源配線６との間の電源配線６寄りの箇所には、ワイヤボンディング位置に対応した第２のパターン２２ａが複数形成されている。上記第１および第２のパターン２１ａ，２２ａはそれぞれ平面視において円形状に形成されている。尚、図５（ａ）においてＡ−Ａ矢視で示したグランド配線５と第１のパターン２１ａとの断面は図５（ｂ）のような形状になり、さらに、電源配線６と第２のパターン２２ａとの断面形状も同様である。

半導体素子４の電極３とグランド配線５との間に配設されたボンディングワイヤ８は第１のパターン２１ａ上を通過して結線され、上記電極３と電源配線６との間に配設されたボンディングワイヤ８は第２のパターン２２ａ上を通過して結線されている。

これによると、上記各第１のパターン２１ａは、ボンディングワイヤ８とグランド配線５とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、上記各第２のパターン２２ａは、ボンディングワイヤ８と電源配線６とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となるため、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤ８を結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

次に、本発明における第５の実施の形態を図６に基づいて説明する。
半導体装置用配線基板２には、グランド配線５を挟んで各第１のパターン２１ａの反対側（すなわち外周側）に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した反対側第１のパターン２１ｂが複数形成され、また、電源配線６を挟んで各第２のパターン２２ａの反対側（すなわち外周側）に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した反対側第２のパターン２２ｂが複数形成されている。

これによると、上記各第１のパターン２１ａと反対側第１のパターン２１ｂとは、ボンディングワイヤ８とグランド配線５とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となり、さらに、上記各第２のパターン２２ａと反対側第２のパターン２２ｂとは、ボンディングワイヤ８と電源配線６とを結ぶボンディング位置の目安（目印）となる。このため、ボンディング座標入力作業を間違いなく容易に実施することができ、ボンディングワイヤ８を結線する際の誤配線の発生を減らすことができる。また、誤配線が発生した場合でも、ワイヤボンディング後の配線確認作業において、ボンディングされるべき位置が目視で明確に判断できるため、誤配線を確実に認識することが可能である。

先述した第４の実施の形態では、図５に示すように、第１および第２のパターン２１ａ，２２ａをそれぞれ平面視において円形状に形成しているが、第６の実施の形態として、図７に示すように、第１および第２のパターン２１ａ，２２ａをそれぞれ四角形状に形成してもよい。

先述した第５の実施の形態では、図６に示すように、第１のパターン２１ａと反対側第１のパターン２１ｂと第２のパターン２２ａと反対側第２のパターン２２ｂとをそれぞれ平面視において円形状に形成しているが、第７の実施の形態として、図８に示すように、上記各々のパターン２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂをそれぞれ四角形状に形成してもよい。

同様に、第８の実施の形態として、図９に示すように、第１および第２のパターン２１ａ，２２ａをそれぞれ三角形状に形成してもよく、或いは、第９の実施の形態として、図１０に示すように、第１のパターン２１ａと反対側第１のパターン２１ｂと第２のパターン２２ａと反対側第２のパターン２２ｂとをそれぞれ平面視において三角形状に形成してもよい。

上記各実施の形態では、半導体素子４の外側周囲にグランド配線５を形成し、このグランド配線５の外側周囲に電源配線６を形成しているが、半導体素子４の外側周囲に電源配線６を形成し、この電源配線６の外側周囲にグランド配線５を形成してもよい。

本発明の半導体装置用配線基板および半導体装置用配線基板を用いた半導体装置は、特に入出力ピンの多いパッケージにおけるワイヤボンディング座標入力及び誤配線の防止に有効であることから、高機能化及び多機能化の進むデジタルテレビやＤＶＤレコーダ等に搭載する半導体装置用配線基板および半導体装置として有用である。

本発明の第１の実施形態における半導体装置の平面図である。 同、半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第２の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第３の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第４の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第５の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第６の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第７の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第８の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 本発明の第９の実施形態における半導体装置の配線基板に設けられた半導体素子とグランド配線と電源配線とのワイヤボンディングを示す平面図である。 従来の半導体装置の平面図である。

符号の説明

１ 半導体装置
２ 半導体装置用配線基板
３ 電極
４ 半導体素子
５ グランド配線
５ａ 凸部
５ｂ 反対側凸部
５ｃ 凹部
６ 電源配線
６ａ 凸部
６ｂ 反対側凸部
６ｃ 凹部
７ 基板側ボンディングパッド
８ ボンディングワイヤ
２１ａ 第１のパターン
２１ｂ 反対側第１のパターン
２２ａ 第２のパターン
２２ｂ 反対側第２のパターン

Claims (11)

1. 半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
   半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
   上記グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、半導体素子に向かって突出し且つワイヤボンディング位置に対応した凸部が形成されていることを特徴とする半導体装置用配線基板。
2. グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、凸部の反対側に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した反対側凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用配線基板。
3. グランド配線と電源配線とにはそれぞれ、凸部の反対側に対向して配置され且つワイヤボンディング位置に対応した凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用配線基板。
4. 上記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
   半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
   上記ボンディングワイヤは、凸部上を通過して上記電極とグランド配線および上記電極と電源配線に結線され、樹脂封止されていることを特徴とする半導体装置。
5. 半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
   半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
   上記半導体素子とグランド配線との間に、グランド配線のワイヤボンディング位置に対応した第１のパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置用配線基板。
6. グランド配線を挟んで第１のパターンの反対側に対向して配置され且つグランド配線のワイヤボンディング位置に対応した反対側第１のパターンが形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置用配線基板。
7. 半導体素子の周囲に基板側ボンディングパッドが配置され、
   半導体素子と基板側ボンディングパッドとの間に、半導体素子の周囲を連続して囲むように環状に形成されたグランド配線と電源配線とが配置された半導体装置用配線基板であって、
   上記半導体素子と電源配線との間に、電源配線のワイヤボンディング位置に対応した第２のパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置用配線基板。
8. 電源配線を挟んで第２のパターンの反対側に対向して配置され且つ電源配線のワイヤボンディング位置に対応した反対側第２のパターンが形成されていることを特徴とする請求項７記載の半導体装置用配線基板。
9. 各パターンは、円形状と三角形状と四角形状とのいずれかの形状を有していることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板。
10. 上記請求項５と請求項６と請求項９とのいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
    半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
    上記ボンディングワイヤは、第１のパターン上を通過して上記電極とグランド配線とに結線され、樹脂封止されていることを特徴とする半導体装置。
11. 上記請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置用配線基板を用いた半導体装置であって、
    半導体素子に設けられた電極とグランド配線および上記電極と電源配線がそれぞれボンディングワイヤにより接続され、
    上記ボンディングワイヤは、第２のパターン上を通過して上記電極と電源配線とに結線され、樹脂封止されていることを特徴とする半導体装置。

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