JP2016192513A - 半導体装置、半導体素子アレイ装置、及び画像形成装置 - Google Patents

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semiconductor
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大志 兼藤
Hiroshi Kaneto
大志 兼藤
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Abstract

【課題】隣り合うワイヤ間のショート及び半導体チップとワイヤとの間のショートが発生し難い半導体装置、半導体素子アレイ装置、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第１の上面と前記第１の上面に備えられた第１の電極パッド（１０４）とを有する第１の半導体チップ（１０２）と、前記第１の上面よりも低い位置に配置された第２の上面と前記第２の上面に備えられた第２の電極パッド（１０５，１０９）とを有し、前記第１の半導体チップ（１０２）に並べて配置された回路部品（１０３、１０１ａ）と、前記第１の上面上であって、前記第１の電極パッド（１０４）よりも前記第２の電極パッド側（１０５，１０９）に備えられた絶縁部材（１０８、１０８ａ、１０８ｂ）と、前記第１の電極パッド（１０４）から前記絶縁部材の上を経由して前記第２の電極パッド（１０５，１０９）に達するワイヤ（１０７）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置、発光素子アレイ等の半導体素子アレイ装置、及び画像形成装置に関するものである。
従来、半導体装置の製造に際しては、実装基板上に配置された第１の半導体チップの第１の電極パッドと第２の半導体チップの第２の電極パッドとの間をワイヤで結線し、ワイヤで結線された第１及び第２の半導体チップをパッケージ内に収容し、パッケージ内に樹脂を充填して封止するプロセスが行われている。しかし、樹脂の充填によって、ワイヤが変形し（すなわち、ワイヤ流れが発生し）、変形したワイヤが第１又は第２の半導体チップの角部（エッジ）等に接触して、短絡（ショート）を発生させる場合がある。
図１３（ａ）及び（ｂ）は、従来の半導体装置を示す概略断面図である。ワイヤ７と第１の半導体チップ２とのショートを発生し難くするために、図１３（ａ）に示されるように、第１の半導体チップ２の上面からのワイヤ７の頂部までの高さＨ１を大きくする対策が考えられる。しかし、ワイヤ７の高さＨ１を大きくすると、隣り合うワイヤ間のショートが発生し易くなる。また、隣り合うワイヤ間のショートを生じ難くするために、図１３（ｂ）に示されるように、ワイヤ７の頂部の高さＨ２を小さくすると、ワイヤ７と第２の半導体チップ３の上面の角部（エッジ）との間の距離Ｈ３が小さくなり、ワイヤ７と第２の半導体チップ３の角部（エッジ）との間のショートが発生し易くなる。
ワイヤと第２の半導体チップの角部との間のショートを生じ難くするために、ワイヤがステッチボンド接合される第２の電極パッドを備えた第２の半導体チップを、ワイヤがボールボンド接合される第１の電極パッドを備えた第１の半導体チップよりも薄くする提案がある（例えば、特許文献１参照）。図１４（ａ）及び（ｂ）は、従来の他の半導体装置を示す概略断面図である。しかし、半導体装置の小型化のために、図１４（ａ）に示される第１及び第２の半導体チップの間隔Ｓ１を、図１４（ｂ）に示される間隔Ｓ２に短縮した場合には、第１の半導体チップ２ａの角部とワイヤ７ａとの間の距離が、図１４（ａ）の距離Ｄ１から図１４（ｂ）の距離Ｄ２のように、小さくなるので、ワイヤ７ａと第１の半導体チップ２ａの角部との間のショートが発生しやすくなるという問題がある。
特開２００４−３５６３８２号公報
以上に説明したように、上記従来の半導体装置においては、第１の半導体チップと第２の半導体チップとを接続するワイヤの高さを増加させると、隣り合うワイヤ間のショートが発生し易くなり、ワイヤの高さを減少させると、ワイヤと第１又は第２の半導体チップの角部との間のショートが発生し易くなるという問題がある。
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、隣り合うワイヤ間のショート及び半導体チップとワイヤとの間のショートが発生し難い半導体装置、半導体素子アレイ装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体装置は、第１の上面と前記第１の上面に備えられた第１の電極パッドとを有する第１の半導体チップと、前記第１の上面よりも低い位置に配置された第２の上面と前記第２の上面に備えられた第２の電極パッドとを有し、前記第１の半導体チップに並べて配置された回路部品と、前記第１の上面上であって、前記第１の電極パッドよりも前記第２の電極パッド側に備えられた絶縁部材と、前記第１の電極パッドから前記絶縁部材の上を経由して前記第２の電極パッドに達するワイヤと、を備えることを特徴とする。
本発明に係る半導体素子アレイ装置は、複数の半導体素子を含む半導体チップを備える半導体素子アレイ装置であって、前記半導体チップは、上記半導体装置の前記第１の半導体チップであることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、上記半導体素子アレイ装置を光プリントヘッドとして備え、上記複数の半導体素子が複数の発光素子であることを特徴とする。
本発明によれば、第１の半導体チップの上面の第１の電極パッドよりも端部側に備えた絶縁部材によって、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さが低い場合であっても、第１の半導体チップの角部とワイヤとの間でショートが発生することを防止することができる。
また、本発明によれば、第２の半導体チップの上面が第１の半導体チップの上面より低いので、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さが低い場合であっても、第２の半導体チップとワイヤとの間のショートを発生し難くすることができる。
さらに、本発明によれば、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さを低くすることができるので、隣り合うワイヤ間のショートを発生し難くすることができる。
（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係る半導体装置の第１の半導体チップの製造工程を示す断面図である。 （ａ）は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 （ａ）は、実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 （ａ）から（ｆ）は、実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の第１の半導体チップの製造工程を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 （ａ）は、実施の形態２の変形例１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 （ａ）は、実施の形態２の変形例２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大断面図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態３に係る光プリントヘッドの構成を概略的に示す斜視図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の要部を示す拡大斜視図である。 図１０（ｂ）のの要部を示す拡大斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の構成を概略的に示す縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の半導体装置の構成を示す概略断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の他の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
《１》実施の形態１
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態１に係る半導体装置１００は、第１の半導体チップ１０２と、回路部品としての第２の半導体チップ１０３と、絶縁部材１０８と、ワイヤ１０７とを備える。第１の半導体チップ１０２と第２の半導体チップ１０３とは、実装基板１０１上に固定されている。
第１の半導体チップ１０２は、例えば、発光素子又は受光素子を含むことができる。第１の半導体チップ１０２は、第１の上面１０２ｕと、第１の上面１０２ｕに備えられた第１の電極パッド１０４とを有する。
第２の半導体チップ１０３は、例えば、集積回路を内蔵、又は、集積回路チップを搭載することができる。第２の半導体チップ１０３は、実装基板１０１の上面１０２ｕを基準として、第１の半導体チップ１０２の第１の上面１０２ｕよりも低い位置に配置された第２の上面１０３ｕと第２の上面１０３ｕに備えられた第２の電極パッド１０５とを有する。すなわち、第２の半導体チップ１０３の実装基板１０１から第２の電極パッド１０５までの高さＨｓは、第１の半導体チップ１０２の実装基板１０１から第１の電極パッド１０４までの高さＨｂよりも低い。第２の半導体チップ１０３は、第１の半導体チップ１０２に間隔Ｓを開けて、実装基板１０１上に並べて配置されている。
第１の半導体チップ１０２及び第２の半導体チップ１０３は、例えば、単結晶Ｓｉ及びＧａＡｓのような化合物半導体からなる半導体基板上に複数の半導体チップのパターンを形成し、半導体構造が形成された半導体基板を分割して形成される。ただし、第１の半導体チップ１０２及び第２の半導体チップ１０３の製造方法は、これらに限定されない。また、第１の半導体チップ１０２及び第２の半導体チップ１０３の側面（すなわち、実装基板側の面である裏面とこの逆側の面である上面とを繋ぐ面）は、電気伝導性を持つ半導体基板が露出している場合が多い。ただし、第１の半導体チップ１０２及び第２の半導体チップ１０３の側面の一部又は全部が絶縁性物質で覆われていてもよい。
実施の形態１においては、第１の半導体チップ１０２と第２の半導体チップとの間隔Ｓは、例えば、１０μｍ程度である。第１の半導体チップ１０２の高さＨｂ及び第２の半導体チップ１０３の高さＨｓは、それぞれ数百μｍ程度である。高さＨｂと高さＨｓとの差は、例えば、数十μｍ〜数百μｍである。第１の電極パッド１０４の中心と第２の電極パッド１０５の中心との間の距離は、例えば、数百μｍ〜数ｍｍである。
絶縁部材１０８は、第１の半導体チップ１０２の第１の上面１０２ｕ上であって、第１の電極パッド１０４より第２の電極パッド１０５側に備えられている。絶縁部材１０８は、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕ上において、第１の電極パッド１０４と第２の半導体チップ１０３側の角部１０２ｃとの間で、縁性部材からなる凸構造を形成する。実施の形態１においては、絶縁部材１０８の第２の半導体チップ側の端部１０８ｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の端部としての角部１０２ｃに重なるように配置されている。ここで、図１（ｂ）において、ｘ軸方向は、第１の半導体チップ１０２の第１の上面１０２ｕの方向に並行な方向を示し、ｙ軸方向は、ｘ軸方向に垂直な方向であり、且つ第１の半導体チップ１０２の側面１０２ｓの方向に並行な方向を示す。実施の形態１においては、絶縁部材１０８と第１の半導体チップ１０２は、ｘ軸方向において、第２の半導体チップ１０３側の各々の端部が揃うように配置される。言い換えると、絶縁部材１０８の第２の半導体チップ側の端部１０８ｅと第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の端部としての角部１０２ｃは、ｘ軸方向における同じ位置に整列するように配置される。
絶縁部材１０８の材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド、アクリル樹脂、及びフェノール樹脂等があるが、本発明はこれらに限定されない。なお、図１（ｂ）に示されるように、絶縁部材１０８の高さＶｉは、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度であり、幅Ｈｉは、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度である。
ワイヤ１０７は、第１の半導体チップ１０２の第１の電極パッド１０４から絶縁部材１０８の上を経由して第２の半導体チップ１０３の第２の電極パッド１０５にループ状に設置されたボンディングワイヤである。ワイヤ７は、第１の電極パッド１０４にボールボンド接合（固定）され、第２の電極パッド１０５にステッチボンド接合（固定）されることが望ましい。このようにして、第１の半導体チップ１０２と第２の半導体チップ１０３は、電気的に接続される。ワイヤ１０７の材料は、Ａｕ、Ａｌ及びＣｕ又はこれらの合金等である。
ボールボンド１０６の高さ及び幅は、数十μｍである。また、第１の電極パッド１０４上のボールボンド１０６と第１の半導体チップ１０２の側面１０２ｓとの間の距離は、数十μｍより大きい。第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕからワイヤ１０７のループの頂点までの高さは、例えば、１００μｍ程度である。
実装基板１０１としては、例えば、ガラスエポキシ基板及びセラミックス基板のようなリジッド基板が用いられる。ただし、実装基板１０１は、これらの基板に限定されない。また、実装基板１０１は、ポリイミドフィルム及びポリエステルフィルムなどを材料として用いたフレキシブル基板でもよい。実装基板１０１は、配線層を基板の片面に持つ片面基板、配線層を基板の両面に持つ両面基板、並びに、配線層を基板の表裏面とこれ以外の面に持つ多層基板の内の、いずれの種類のプリント配線基板であってもよい。
図２は、実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を概略的に示す断面図である。図２は、実施の形態１に係る半導体装置１００が実装されたパッケージが樹脂１１６により封止された場合の、半導体装置１００の状態を示す。
図３（ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係る半導体装置の第１の半導体チップ１０２の製造工程を示す断面図である。図３（ａ）に示されるように、最初に、ウエハ１１０に絶縁部材１０８のパターンを形成する。この工程を、絶縁部材パターン形成工程とも言う。図３（ａ）は、ウエハ１１０上に絶縁部材１０８のパターンが形成された状態を示す。半導体チップの製造方法には、一般的に、ウエハ１１０の状態で、複数の回路パターンを形成する工程である回路パターン形成工程が含まれる。絶縁部材パターン形成工程は、回路パターン形成工程の間に実行されることが可能であり、実行タイミングは特定のタイミングに限定されない。また、絶縁部材パターン形成工程を実現する方法は、ウエハ１１０上に絶縁性物質を塗布し、塗布した絶縁性部材をエッチングしてパターンを形成する方法、絶縁性物質に、例えば、ジアゾナフトキノンのような感光性材料を混合したものをウエハ１１０上に塗布し、絶縁部材のパターンを半導体フォトリソグラフィーによって形成する方法、スクリーン印刷による方法、モールドによって形成する方法等にある。絶縁部材パターン形成工程は、上記方法に限定されない。また、一般的に、半導体チップを実装基板に実装する工程及び実装基板をパッケージ内で樹脂封止する工程には、加熱処理が含まれる。加熱処理は、一般的に、数十℃〜２００℃程度の雰囲気で行われる。このため、絶縁部材１０８は、加熱処理中に、軟化、ガラス転移又はこれらに起因する形状変化を生じないものであることが望ましい。
次に、ウエハ１１０を、半導体チップの大きさに切断する。図３（ｂ）は、ウエハ１１０が半導体チップの大きさに切断された状態を示す。この工程では、ウエハ１１０は、テープ等のシート１１１に貼り付けられて、その状態でウエハ１１０の厚さ方向に切断される。シート１１１上の半導体チップ１０２は、それぞれ絶縁部材１０８を有する。また、切断されたウエハ１１０の外周部分は、一般的に、半導体チップとしての回路パターンを持たない不完全な部分１１２となる。ウエハ１１０を切断する方法は、通常、ブレードと呼ばれる固形回転刃によりウエハ１１０の表面から磨耗させて削る方法、液体、気体、又はプラズマ状雰囲気でエッチングを行う方法、レーザをウエハの表面から照射し、レーザを照射したウエハ１１０の箇所を蒸発又は昇華等させる方法、ウエハ内部の特定層にのみレーザを照射して改質させた後で物理的衝撃により分割する方法等があるが、本発明はこれらに限定されない。
最後に、シート１１１から半導体チップを分離する。図３（ｃ）は、シート１１１から半導体チップ１０２が分離された状態を示す。図３（ｃ）に示されるように、シート１１１が除去されて、複数の半導体チップ１０２が生成される。
図２においては、ワイヤ１０７が樹脂１１６により変形したため、ワイヤ１０７と第１の半導体チップ１０２の角部１０２ｃとの間の距離が小さくなる。しかしながら、第１の半導体チップ１０２の角部１０２ｃが絶縁部材１０８によって覆われている。このため、ワイヤ１０７が第１の半導体チップ１０２に接触することが回避される。
以上に説明したように、実施の形態１においては、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕ上であって、第１の電極パッド１０４よりも第２の電極パッド１０５側に絶縁部材１０８が備えられている。これにより、第１の半導体チップ１０２の角部１０２ｃが絶縁部材１０８によって覆われて、第１の半導体チップ１０２の角部１０２ｃの露出が抑えられる。このため、パッケージに樹脂を充填する際にワイヤ流れが発生する場合、ワイヤ１０７と第１の半導体チップ１０２とが接触する可能性を低減することができ、ワイヤ１０７と第１の半導体チップ１０２との間でショートが発生することを防止することができる。
また、ワイヤの半導体チップ表面からの高さを高くする必要がないため、ワイヤ流れによって、隣り合うワイヤ同士が接触することも回避できる。
また、パッド上にバンプを形成する等の追加の工程を必要としないため、半導体装置の製造コストも抑えることが可能になる。
図４（ａ）は、実施の形態１の変形例１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）と同一又は対応する構成要素には、図１（ａ）及び（ｂ）における符号と同じ符号を付す。図１（ａ）及び（ｂ）では、絶縁部材１０８の第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ｅは、第１の半導体チップ１０２の上面の第２の半導体チップ１０３側の端部としての角部１０２ｃと重なるように配置される。これに対し、図４（ａ）及び（ｂ）に示される変形例１においては、図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、絶縁部材１０８ａの第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の第２の半導体チップ１０３側の端部としての角部１０２ｃと第１の電極パッド１０４との間にあるように配置される。図４（ｂ）に示されるように、絶縁部材１０８ａの第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の角部１０２ｃよりも内側にあるように配置される。言い換えると、ｘ軸方向において、絶縁部材１０８ａの第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の角部１０２ｃよりも、第１の電極パッド１０４に近い位置にあるように配置される。変形例１において、ワイヤ１０７が第１の半導体チップ１０２に接触しないようにするためには、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕから絶縁部材１０８ａの高さが十分に高く形成される必要がある。この場合、図４（ｂ）に示される長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に関して、（Ｌ４／Ｌ３）＞（Ｌ２／Ｌ１）の関係が成り立つことが望ましい。なお、長さＣは、数μｍ〜数十μｍである。なお、変形例１における第１の電極チップの製造方法は、図４に示される実施の形態１の場合と同様である。
図５（ａ）は、実施の形態１の変形例２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図５（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）と同一又は対応する構成要素には、図１（ａ）及び（ｂ）における符号と同じ符号を付す。変形例２においては、絶縁部材１０８ｂの第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ｂｅが、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の端部としての角部１０２ｃよりも外側に突き出ているように配置される。言い換えると、ｘ軸方向において、絶縁部材１０８ｂの第２の半導体チップ１０３側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕの第２の半導体チップ１０３側の角部１０２ｃよりも、第２の半導体チップ１０３に近い位置にあるように配置される。
図６（ａ）から（ｆ）は、実施の形態１の変形例２の第１の半導体チップの製造工程を示す図である。図６は、ウエハ１１０ａの概略断面図を示す。以下の説明は、図５に示される実施の形態１の変形例２の場合を説明するが、図４に示される実施の形態１及び図１に示される実施の形態１の場合及び図４に示される実施の形態１の変形例１の場合にも適用可能である。なお、以下の説明においては、第１の製造方法と異なる点について説明し、第１の製造方法と同じ点については説明を省略する。
まず、ウエハ１１０ａの表面に溝１１３を形成する。図６（ａ）は、ウエハ１１０ａに溝１１３が形成された状態を示す。この溝を形成する工程は、回路パターン形成工程の後に行われ、通常、テープ等のシート１１１にウエハ１１０ａを貼り付けた状態で行われる。溝１１３を形成する方法としては、ブレードと呼ばれる固形回転刃によりウエハ１１０ａの表面から磨耗させて削る方法、液体、気体、またはプラズマ状雰囲気でエッチングを行う方法、レーザをウエハ１１０ａの表面から照射しウエハ１１０ａの一部を蒸発及び昇華等させる方法等があるが、本発明はこれらに限定されない。
次に、ウエハ１１０ａの表面に、絶縁部材１０８の材料となる絶縁性部材からなるフィルム１１４を貼り付ける。図６（ｂ）は、ウエハ１１０ａの表面にフィルム１１４が張り付けられた状態を示す。ここで、溝１１３の幅Ｗ１は、貼り付けたフィルム１１４が落ち込まない程度の広さであることが望ましい。フィルム１１４の厚さが数１０ｕｍ以上である場合、溝１１３の幅Ｗ１は１００ｕｍ程度以下であれば、フィルム１１４が落ち込むことなく貼り付けることができる。フィルム１１４の厚さ及び溝１１３の幅Ｗ１の関係は、この場合に限定されない。
次に、フィルム１１４に対して加工を施し、絶縁部材１０８のパターンを形成する。図６（ｃ）は、ウエハ１１０ａ上に絶縁部材１０８のパターンが形成された状態を示す。この絶縁部材パターン形成工程を実現する方法は、第１の製造方法における絶縁部材パターン形成方法と同じであるため、説明は省略する。なお、図６（ｃ）に示されるように、絶縁部材の端部１０８ａｅを溝１１３の位置（すなわち、半導体チップ１０２ａの上面１０２ｕよりも外側に突出する位置）に形成する場合、絶縁部材パターン形成工程を実現する方法として、フィルム１１４をエッチングしてパターンを形成する方法、及びフィルム１１４として、例えば、ジアゾナフトキノンのような感光性材料を混合して半導体フォトリソグラフィーによって形成する方法を採用することが望ましい。また、絶縁部材１０８ａの材料としては、特に、絶縁部材１０８ａの形成過程における薬液処理及び加熱処理により硬化する性質を持つ材料であることが望ましい。
次に、図６（ｄ）に示されるように、テープ等のシート１１５をウエハ１１０ａ表面に貼り付ける。そして、ウエハ１１０ａの裏面から、ウエハ１１０ａの厚さを減少させる。図６（ｅ）は、この工程により、ウエハ１１０ａが、半導体チップ１０２に分割された状態を示す。ウエハ１１０ａの厚さを減少させる方法としては、研磨による方法、液体、気体又はプラズマ状雰囲気でエッチングを行う方法等があるが、本発明はこれらに限定されない。最後に、図６（ｆ）に示されるように、シート１１５を除去して、半導体チップ１０２を分離する。
以上に説明したように、実施の形態１に係る半導体装置によれば、第１の半導体チップの上面上であって、第１の電極パッドよりも第２の電極パッド側に備えられた絶縁部材によって、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さが低い場合であっても、第１の半導体チップの角部とワイヤとの間でショートが発生することを防止することができる。
また、実施の形態１に係る半導体装置によれば、第２の半導体チップの上面が第１の半導体チップの上面より低いので、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さが低い場合であっても、第２の半導体チップとワイヤとの間のショートを発生し難くすることができる。
さらに、実施の形態１に係る半導体装置によれば、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さを低くすることができるので、隣り合うワイヤ間のショートを発生し難くすることができる。
《２》実施の形態２
図７（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）と同一又は対応する構成要素には、図１（ａ）及び（ｂ）における符号と同じ符号を付す。実施の形態２は、実施の形態１における回路部品が、第２の半導体チップではなく、実装基板である点が、実施の形態１と異なる。なお、以下の説明においては、実施の形態１における説明と同じ説明は省略する。
図７（ａ）において、実装基板１０１ａ上には、第１の半導体チップ１０２が配置(平面配置）される。第１の半導体チップ１０２は、上面１０２ｕに第１の電極パッド１０４及び絶縁部材１０８を有する。また、実装基板１０１ａは、電極パッドとしてのパッド１０９を有する。第１の電極パッド１０４とパッド１０９がワイヤ１０７によって結線される場合、第１の電極パッド１０４上にボールボンド１０６が形成され、パッド１０９上にステッチボンドが形成される。すなわち、ワイヤ１０７は、第１の電極パッド１０４上においてボールボンド１０６によって固定され、パッド１０９上においてステッチボンドによって固定される。このようにして、第１の半導体チップ１０２と実装基板１０１ａとが電気的に接続される。図７に示されるように、絶縁部材１０８のパッド１０９側の端部１０８ｅは、第１の半導体チップ１０２のパッド１０９側の端部としての角部１０２ｃに重なるように配置される。図７（ｂ）に示されるように、絶縁部材１０８と第１の半導体チップ１０２は、ｘ軸方向において、パッド１０９側の各々の端部が揃うように配置される。言い換えると、絶縁部材１０８のパッド１０９側の端部１０８ｅと第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕのパッド１０９側の端部としての角部１０２ｃは、ｘ軸方向における同じ位置に整列するように配置される。
図８（ａ）は、実施の形態２の変形例１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図８（ａ）及び（ｂ）において、図７（ａ）及び（ｂ）と同一又は対応する構成要素には、図７（ａ）及び（ｂ）における符号と同じ符号を付す。図８に示されるように、絶縁部材１０８ａのパッド１０９側の端部１０８ａｅが、第１の半導体チップ１０２のパッド１０９側の端部としての角部１０２ｃと第１の電極パッド１０４との間にあるように配置される。図８（ｂ）に示されるように、絶縁部材１０８ａのパッド１０９側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕのパッド１０９側の角部１０２ｃよりも内側にあるように配置される。言い換えると、ｘ軸方向において、絶縁部材１０８ａのパッド１０９側の端部１０８ａｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕのパッド１０９側の角部１０２ｃよりも、第１の電極パッド１０４に近い位置にあるように配置される。変形例１において、第１の半導体チップ１０２とワイヤ１０７とが接触しないようにするためには、絶縁部材１０８ａの半導体チップ１０２の上面１０２ｕからの高さが十分に高く形成される必要がある。この場合、図８（ｂ）に示される長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に関して、（Ｌ４／Ｌ３）＞（Ｌ２／Ｌ１）が成り立てばよい。
図９（ａ）は、実施の形態２の変形例２に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の要部を示す拡大断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）において、図７（ａ）及び（ｂ）と同一又は対応する構成要素には、図７（ａ）及び（ｂ）における符号と同じ符号を付す。変形例２においては、絶縁部材１０８ｂのパッド１０９側の端部１０８ｂｅが、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕのパッド１０９側の端部としての角部１０２ｃよりも外側に突き出ているように配置される。言い換えると、ｘ軸方向において、絶縁部材１０８ｂのパッド１０９側の端部１０８ｂｅは、第１の半導体チップ１０２の上面１０２ｕのパッド１０９側の角部１０２ｃよりも、パッド１０９に近い位置にあるように配置される。
なお、絶縁部材１０８の製造方法は、実施の形態１における製造方法と同じである。
以上に説明したように、実施の形態２に係る半導体装置によれば、第１の半導体チップの上面上であって、第１の電極パッドよりもパッド側に備えられた絶縁部材によって、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さが低い場合であっても、第１の半導体チップの角部とワイヤとの間でショートが発生することを防止することができる。
また、実施の形態２に係る半導体装置によれば、ワイヤの第１の半導体チップの上面からの高さを低くすることができるので、隣り合うワイヤ間のショートを発生し難くすることができる。
《３》実施の形態３
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る半導体素子アレイ装置としての光プリントヘッドの構成を概略的に示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）のＳ１０−Ｓ１０線断面を含む拡大斜視図である。光プリントヘッド２０１は、ロッドレンズアレイ２０２、チップ２０３とプリント配線基板２０４とを含む実装基板、フレーム２０５を備える。ロッドレンズアレイ２０２は、複数の円柱状のレンズを並べて一体化したものである。チップ２０３は、半導体素子アレイとそれを駆動する機能を持つ集積回路を含んでおり、プリント配線基板２０４上にダイボンディングされる。フレーム２０５は、ロッドレンズアレイ２０２及びチップ２０３を固定する。これにより、光プリントヘッド２０１は、例えば、感光ドラム等に、半導体素子アレイから放射された光の焦点を合わせることができる。なお、フレーム２０５の材質には、例えばアルミ、構造用鋼、又は樹脂を採用することが可能である。また、ロッドレンズアレイ２０２に含まれるレンズの列数は、図１０（ｂ）に示される２列に限定されない。
図１１は、図１０（ｂ）の要部を示す拡大斜視図である。図１１には、チップ２０３と、実装基板としてのプリント配線基板２０４が示されている。本実施の形態において、チップ２０３とプリント配線基板２０４とが、ワイヤ１０７で接続される。図１１に示された場合は、実施の形態２の変形例１の場合に該当する。ここでは、絶縁部材１０８ａは、チップ２０３の側面２０３ｓとボンディングパッド（ボールボンド１０６が形成された箇所）との間に形成される。これにより、チップ２０３上のボンディングパッドとプリント配線基板２０４上のボンディングパッド同士が近接して、チップ２０３のボンディングパッドとプリント配線基板２０４上のボンディングパッドとの間の間隔Ｓ３が小さくなる場合でも、ワイヤ１０７とチップ２０３とが接触する可能性を低減することができ、ワイヤ１０７とチップ２０３と間でショートが発生することを防止することができる。
なお、図１１に示される半導体素子アレイ装置は、発光素子の代わりに受光素子を備えることによって、画像読取装置の光学的な読取手段（画像読取ヘッド）である受光素子アレイ装置であってもよい。
《４》実施の形態４
図１２は、本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の構成を概略的に示す縦断面図である。図１２は、実施の形態３に係る光プリントヘッドが適用される画像形成装置としてのＬＥＤプリンタ３０１を示す。ＬＥＤプリンタ３０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色の画像を、電子写真方式を用いて形成する４つのプロセスユニット３０２〜３０５を有している。実施の形態３の光プリントヘッドは、プロセスユニット３０２〜３０５における露光装置に適用される。
まず、プロセスユニットについて説明する。プロセスユニット３０２は、像担持体としての感光体ドラム３０８と、感光体ドラム３０８の周囲に配置され、感光体ドラム３０８の表面を帯電させる帯電装置３０９と、帯電された感光体ドラム３０８の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置３１０と、を有している。また、プロセスユニット３０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム３０８の表面にトナーを搬送する現像装置３１１と、感光体ドラム３０８に対向配置された転写ローラ３１２を有している。なお、感光体ドラム３０８は、駆動源及びギヤ等からなる駆動機構によって矢印方向に回転する。また、転写ローラ３１２は、半導電性のゴム等から構成される。感光体ドラム３０８上のドナー像を記録媒体３０６上に転写させるように、感光体ドラム３０８の電位と転写ローラ３１２の電位が設定されている。また、プロセスユニット３０２は、感光体ドラム３０８の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置３１３を有している。プロセスユニット３０３〜３０５も、プロセスユニット３０２と同様の構成を有している。ＬＥＤプリンタ３０１において、プロセスユニット３０２〜３０５は、記録媒体３０６の搬送経路３０７に沿ってタンデムに（縦に並んで）配置される。
次に、ＬＥＤプリンタ３０１の構成について説明する。ＬＥＤプリンタ３０１は、紙等の記録媒体３０６を収納する用紙カセット３１４と、記録媒体３０６を１枚ずつ分離させ搬送するためのホッピングローラ３１５とを有している。ホッピングローラ３１５の記録媒体３０６搬送方向下流には、ピンチローラ３１６，３１７と、記録媒体３０６を挟み付け、ピンチローラ３１６，３１７とともに記録媒体３０６の斜行を修正してプロセスユニット３０２〜３０５に搬送するレジストローラ３１８，３１９が備えられている。ホッピングローラ３１５及びレジストローラ３１８，３１９は、駆動源によって回転される。また、画像形成装置は、記録媒体３０６を排出するための排出ローラ３２０，３２１及び３２２，３２３を有している。
ＬＥＤプリンタ３０１の動作について説明する。まず、用紙カセット３１４に積載された複数の記録媒体３０６は、ホッピングローラ３１５により１枚ずつ分離されて搬送される。記録媒体３０６は、ピンチローラ３１６，３１７及びレジストローラ３１８，３１９によって搬送され、プロセスユニット３０２〜３０５を順に通過する。各プロセスユニット３０２〜３０５において、記録媒体３０６は、感光体ドラムと転写ローラとの間を通過して、各色のトナー像が順に転写される。トナー像は、定着装置３２４によって加熱及び加圧されて、記録媒体３０６に定着する。その後、記録媒体３０６は、排出ローラ３２０，３２１及び３２２，３２３によって、スタッカ３２５に排出される。
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、趣旨を逸脱しない範囲で変更されることが可能である。また、上記実施の形態は本発明が適用される一例を示したに過ぎず、本発明は、半導体素子アレイ装置及び画像形成装置以外にも適用され得る。
１０１，１０１ａ 実装基板、 １０２，１０２ａ 第１の半導体チップ、 １０３ ステッチボンド側半導体、 １０４，１０５，１０９ パッド、 １０６ ボールボンド、 １０８，１０８ａ，１０８ｂ 絶縁部材、 １１０，１１０ａ ウエハ、 １１１，１１５ シート、 １１３ 溝、 １１４ フィルム、 １１６ 樹脂、 ２０１ 光プリントヘッド、 ２０２ ロッドレンズアレイ、 ２０３ チップ、 ２０４ プリント配線基板、 ２０５ フレーム、 ３０１ ＬＥＤプリンタ、 ３０２〜３０５ プロセスユニット、 ３０６ 記録媒体、 ３０７ 搬送経路、 ３０８ 感光体ドラム、 ３０９ 帯電装置、 ３１０ 露光装置、 ３１１ 現像装置、 ３１２ 転写ローラ、 ３１３ クリーニング装置、 ３１４ 用紙カセット、 ３１５ ホッピングローラ、 ３１６，３１７ ピンチローラ、 ３１８，３１９ レジストローラ、 ３２０，３２１ 排出ローラ、 ３２４ 定着装置、 ３２５ スタッカ。

Claims (16)

  1. 第１の上面と前記第１の上面に備えられた第１の電極パッドとを有する第１の半導体チップと、
    前記第１の上面よりも低い位置に配置された第２の上面と前記第２の上面に備えられた第２の電極パッドとを有し、前記第１の半導体チップに並べて配置された回路部品と、
    前記第１の上面上であって、前記第１の電極パッドよりも前記第２の電極パッド側に備えられた絶縁部材と、
    前記第１の電極パッドから前記絶縁部材の上を経由して前記第２の電極パッドに達するワイヤと、
    を備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記絶縁部材の前記回路部品側の端部は、前記第１の上面の前記回路部品側の端部に重なることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記絶縁部材の前記回路部品側の端部は、前記第１の上面の前記回路部品側の端部と前記第１の電極パッドとの間にあることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  4. 前記絶縁部材の前記回路部品側の端部は、前記第１の上面の前記回路部品側の端部よりも外側に突き出ていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  5. 前記ワイヤは、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとを電気的に接続するボンディングワイヤであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
  6. 前記ワイヤは、
    前記第１の電極パッド上にボールボンドによって固定され、
    前記第２の電極パッド上にステッチボンドによって固定される、
    ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
  7. 前記回路部品は、第２の半導体チップであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
  8. 実装基板をさらに有し、
    前記実装基板上に前記第１の半導体チップ及び前記回路部品が配置された
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体装置。
  9. 前記回路部品は、実装基板であり、
    前記実装基板の前記第２の上面上に前記第１の半導体チップが配置された
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
  10. 前記絶縁部材は、エポキシ樹脂、ポリイミド、アクリル樹脂、及びフェノール樹脂の内の少なくとも１つの材料から形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置。
  11. 前記実装基板は、ガラスエポキシ基板及びセラミックス基板の内のいずれか一方であることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置。
  12. 前記実装基板は、ポリイミド基板及びポリエステル基板の内のいずれか一方であることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置。
  13. 複数の半導体素子を含む半導体チップを備える半導体素子アレイ装置であって、
    前記半導体チップは、請求項１から１２のいずれか１項に記載の半導体装置の前記第１の半導体チップである
    ことを特徴とする半導体素子アレイ装置。
  14. 前記複数の半導体素子は、複数の発光素子であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子アレイ装置。
  15. 前記複数の半導体素子は、複数の受光素子であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子アレイ装置。
  16. 請求項１４に記載の半導体素子アレイ装置を光プリントヘッドとして備えることを特徴とする画像形成装置。
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