JP2015162617A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディングワイヤのアングルステッチ部の曲げ角度を緩くすることなく、接続境界面の剥がれやワイヤの破損を防止することができる半導体装置を提供する。

【解決手段】本発明の半導体装置は、ボンディングワイヤと、ボンディングワイヤのアングルステッチ部と、アングルステッチ部のつぶれ部と、ボンディングワイヤを曲げてワイヤリングして生じる偏向部と、を具備する半導体装置であって、アングルステッチ部では、偏向部付近の片側のみに、つぶれ部があることを特徴とする。つぶれ部は、相対的に短い側をＲ、長い側をＬとした時、Ｒ寸法はＬ寸法に対し、Ｒ≦（２／３）Ｌの関係であることを特徴とする。

【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に半導体素子の電気的接続をワイヤボンディングによって行う半導体装置に関する。

近年、省エネルギー化の観点から、モータ駆動を制御する電力用半導体装置の小型化、高効率化が強く求められている。

電力用半導体装置は、モータ駆動制御に必要な複数の半導体素子を有しており、それら半導体素子と、内部リードあるいは実装基板とを、金属製のワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディングは種々提案されている。従来のワイヤボンディングは、例えば特開平７−２２４５５の図６に記載されている。

特開平７−２２４５５号公報

ワイヤボンディングのひとつであるウェッジボンディング法では、ウェッジツールを用いて、ワイヤに熱、超音波振動、圧力などをかけて、半導体素子などの電極へ直接接続する。半導体装置の小型化のために、内部レイアウトによってはワイヤリング方向が直線的ではなく、平面的に横方向に、ある角度で曲げたアングルステッチが行われる。ウェッジボンディング法では、一方向へのワイヤリングは容易だが、大きな曲げ角度をもつ場合、アングルステッチ部に強い応力が生じ、接続境界面の剥がれやワイヤの破損が発生する恐れがあり、大きな曲げ角度をもつアングルステッチができないという課題がある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、アングルステッチ部の曲げ角度を緩くすることなく、接続境界面の剥がれやワイヤの破損を防止することができる半導体装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、ボンディングワイヤと、前記ボンディングワイヤのアングルステッチ部と、前記アングルステッチ部のつぶれ部と、前記ボンディングワイヤを曲げてワイヤリングして生じる偏向部と、を具備する半導体装置であって、前記アングルステッチ部では、前記偏向部付近の片側のみに、前記つぶれ部があることを特徴とする。

本半導体装置は、前記つぶれ部が相対的に短い側をＲ、長い側をＬとした時、Ｒ寸法はＬ寸法に対し、Ｒ≦（２／３）Ｌの関係であることを特徴とする。

本発明は、以上のように構成されているので、アングルステッチ部の応力を緩和することにより、大きな角度をもつアングルステッチが可能な電力用半導体装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係るアングルステッチ部を拡大した上面模式図（ａ）と、本発明の実施例１に係るウェッジツールの押し付け面を拡大した模式図（ｂ）である。 従来技術のアングルステッチ部を拡大した上面模式図（ａ）と、従来技術のウェッジツールの押し付け面を拡大した模式図（ｂ）である。

以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例１に係るウェッジボンディング状況を説明する。図１は、本発明の実施例１に係るアングルステッチ部を拡大した上面模式図（ａ）と、本発明の実施例１に係るウェッジツールの押し付け面を拡大した模式図（ｂ）である。

図１（ａ）に示すアングルステッチ部２は、図１（ｂ）に示すウェッジツール（図示せず）の押し付け面３を、ボンディングワイヤ１に押圧することにより、つぶれ部２１が形成される。さらにボンディングワイヤ１はその後、内部レイアウトに伴い、平面的に横方向に曲げてワイヤリングされる。その際の曲げ角度は例えば４５度である。

ボンディングワイヤ１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の細線であり、半導体素子の電極（図示せず）と内部リードのボンディング面（図示せず）に接続される。例えば細線の直径は３００μｍ以上である。

次に、上述の実施例１に係る半導体装置の効果を説明する。

図２（ａ）に示すように、従来技術によれば、つぶれ部２１はワイヤ曲げによるワイヤリング方向の偏向部２２付近にある。つぶれ部２１は電極等のボンディング部と強い接続がなされるため、つぶれ部２１に大きな曲げの力を与えると、ボンディングワイヤの偏向部２２には強い応力が生じ、接続境界面の剥がれやワイヤの破損を起こす可能性がある。

本発明の実施例１に係る半導体装置は、請求項１によれば、アングルステッチ部の偏向部付近では、片側のみにつぶれ部がある。これによって、偏向部の応力を緩和することができ、ボンディングワイヤのアングルステッチ部の曲げ角度を緩くすることなく、接続境界面の剥がれやワイヤの破損を防止することができる。

請求項２によれば、つぶれ部が相対的に短い側をＲ、長い側をＬとした時、Ｒ寸法はＬ寸法に対し、Ｒ≦（２／３）Ｌの関係であるとすることによって、適当なボンディング面積を保持することができ、ボンディング強度の低下を防止することができる。

上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることは明らかである。

１、ボンディングワイヤ
２、アングルステッチ部
２１、つぶれ部
２２、偏向部
３、押し付け面

Claims (2)

1. ボンディングワイヤと、前記ボンディングワイヤのアングルステッチ部と、前記アングルステッチ部のつぶれ部と、前記ボンディングワイヤを曲げてワイヤリングして生じる偏向部と、を具備する半導体装置であって、前記アングルステッチ部では、前記偏向部付近の片側のみに、前記つぶれ部があることを特徴とする半導体装置。
2. 前記つぶれ部が相対的に短い側をＲ、長い側をＬとした時、Ｒ寸法はＬ寸法に対し、Ｒ≦（２／３）Ｌの関係であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

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