JP2017157604A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、半導体装置中の1つの半導体チップが、半導体装置の1つの接続部に複数のワイヤーによって接続されているものに関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which one semiconductor chip is connected to one connection portion of the semiconductor device by a plurality of wires.
従来、1つの半導体チップと1つの接続部とを複数のワイヤーで接続したものとしては、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。特許文献1の技術では、基板の上面に帯状のコレクタ導体パターンが形成され、このコレクタ導体パターン上に1つの半導体チップのコレクタがはんだ付けされている。コレクタ導体パターンの両側の基板上にコレクタ導体パターンの長さ方向に沿ってエミッタ導体パターンが形成され、半導体チップのエミッタ電極のボンディングパッドとエミッタ導体パターンとが複数のボンディングワイヤーによって接続されている。これらボンディングワイヤーの長さは、同一かつ最短の長さとされている。即ち、各ボンディングワイヤーは、互いに平行にかつ同一間隔に配置されている。なお、特許文献1には具体的には記載されていないが、ボンディングワイヤーの性質上、同じ縦断面積のものが使用され、各ボンディングワイヤーには同じ大きさの電流が流れる。 Conventionally, as one in which one semiconductor chip and one connection portion are connected by a plurality of wires, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. In the technique of Patent Document 1, a strip-shaped collector conductor pattern is formed on the upper surface of a substrate, and a collector of one semiconductor chip is soldered on the collector conductor pattern. An emitter conductor pattern is formed on the substrate on both sides of the collector conductor pattern along the length direction of the collector conductor pattern, and a bonding pad of the emitter electrode of the semiconductor chip and the emitter conductor pattern are connected by a plurality of bonding wires. These bonding wires have the same and shortest length. That is, the bonding wires are arranged in parallel with each other at the same interval. Although not specifically described in Patent Document 1, due to the nature of the bonding wires, those having the same vertical cross-sectional area are used, and the same current flows through each bonding wire.
特許文献1の技術によれば、各ボンディングワイヤーのうち外側にあるものは、外側にあるボンディングワイヤーを流れる電流と、他のボンディングワイヤーを流れる電流によって発生した磁界とによって、内側に引き寄せられる。図6によって、これを説明する。但し、説明を簡略化するために、3本の同一縦断面積のボンディングワイヤー2a、2b、2cが同図(a)に示すように同一間隔で互いに平行に配置され、同一方向に電流が間欠的に流れているとする。このとき、外側にあるボンディングワイヤー2aには、もう1つの外側のボンディングワイヤー2cを流れる電流や中央にあるボンディングワイヤー2bを流れる電流によって同図(b)にボンディングワイヤー2aの回りに破線で示すように発生した大きな磁界が印加され、この磁界とボンディングワイヤー2aを流れる電流とによって、ボンディングワイヤー2b側(内側)を向く電磁力Fが発生し、ボンディングワイヤー2aは、この電磁力Fによって内側に引き寄せられる。ボンディングワイヤー2cも、同様に電磁力Fによって内側に引き寄せられる。なお、中央のボンディングワイヤー2bにも、ボンディングワイヤー2a、2cによる磁界が印加されるが、それらの方向が反対となり、互いに打ち消し合うので、同図(b)に示すように大きな磁界は発生せず、電磁力Fは小さく、ボンディングワイヤー2bには大きな力が加わらない。なお、各ボンディングワイヤー2a乃至2cが平行に配置されている場合に、各ボンディングワイヤー2a乃至2cに印加される磁界が最も大きくなる。
According to the technique of Patent Document 1, the outer one of the bonding wires is attracted to the inner side by a current flowing through the outer bonding wire and a magnetic field generated by a current flowing through another bonding wire. This will be described with reference to FIG. However, in order to simplify the explanation, three
このように外側にあるボンディングワイヤーには内向きの力が加わるので、これらボンディングワイヤー2a、2cの半導体チップやエミッタ導体パターンへの接続箇所近くに形成されているワイヤーのネック部分が疲労して破断する可能性がある。特に、ボンディングワイヤーに間欠的に電流が流れる場合、ボンディングワイヤーにも間欠的に力が加わり、より一層破断しやすくなる。この点を改善しようとすると、各ボンディングワイヤー間の間隔を広くして、ボンディングワイヤーに印加される磁界を弱くすることも考えられるが、そのためには半導体チップのボンディングパッドとエミッタ導体パターンとを大きくする必要があり、半導体装置全体が大型となる。
Since an inward force is applied to the bonding wires on the outside in this way, the neck portions of the wires formed near the connection points of the
本発明は、半導体装置の大きさを大きくすることなく、ワイヤーが破断しにくい半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a wire is not easily broken without increasing the size of the semiconductor device.
本発明の一態様の半導体装置は、1つの半導体チップと、前記1つの半導体チップと離れて配置された1つの接続部とを有している。半導体チップとしては、例えばダイオード、バイポーラトランジスタ、MOSFET、IGBT、サイリスタ等のチップを使用することができる。接続部としては、例えば半導体チップを収容する筐体に設けられる端子を使用することもできるし、半導体チップが取り付けられる基板上に形成されたパターンを使用することもできる。前記1つの半導体チップと前記1つの接続部との間に複数のワイヤーが、一列に配置され、それぞれの一端が前記1つの半導体チップに接続され、それぞれの他端が前記1つの接続部に接続されている。複数のワイヤーは、同じ縦断面積を持つことが望ましく、ワイヤーボンディングによって半導体チップと接続部とに接続されるように、ボンディングワイヤーを用いることが望ましい。また、複数のワイヤーは、半導体チップの所定の電極エリアに接続される。前記複数のワイヤーは、それぞれを流れる電流によって磁界を発生する。電流の方向は、半導体チップから流れ出るものでも、半導体チップに流れ込むものでもよい。前記複数のワイヤーのうち少なくとも外側に位置するワイヤーの周りの磁界が弱くなるように、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーが、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーと非平行に配置されている。 The semiconductor device of one embodiment of the present invention includes one semiconductor chip and one connection portion that is disposed apart from the one semiconductor chip. As the semiconductor chip, for example, a chip such as a diode, a bipolar transistor, a MOSFET, an IGBT, or a thyristor can be used. As the connection portion, for example, a terminal provided in a housing for housing the semiconductor chip can be used, or a pattern formed on a substrate to which the semiconductor chip is attached can be used. A plurality of wires are arranged in a line between the one semiconductor chip and the one connection portion, one end of each wire is connected to the one semiconductor chip, and the other end is connected to the one connection portion. Has been. The plurality of wires desirably have the same longitudinal cross-sectional area, and it is desirable to use bonding wires so as to be connected to the semiconductor chip and the connection portion by wire bonding. The plurality of wires are connected to a predetermined electrode area of the semiconductor chip. The plurality of wires generate a magnetic field by a current flowing through each of the wires. The direction of the current may flow out of the semiconductor chip or flow into the semiconductor chip. The at least one wire located outside is arranged non-parallel to any other wire among the plurality of wires so that the magnetic field around the wire located at least outside of the plurality of wires is weakened. ing.
このように構成された半導体装置では、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーが、他のいずれかのワイヤーと非平行に配置されているので、いずれかのワイヤーを流れる電流によって発生して外側に位置する1つのワイヤーに印加された磁界は、平行に配置されていた場合よりも弱くなる。その結果、少なくとも1つの外側のワイヤーを中央側に引き寄せる力が小さくなり、ワイヤーの接続部や半導体チップとの接続箇所近くに形成されているワイヤーのネック部が破断しにくくなる。 In the semiconductor device configured in this way, at least one wire located outside is arranged non-parallel to any other wire, so that it is generated by the current flowing through any wire and located outside. The magnetic field applied to one wire is weaker than when arranged in parallel. As a result, the force that pulls at least one outer wire toward the center is reduced, and the wire neck formed near the connection portion of the wire or the connection portion with the semiconductor chip is less likely to break.
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーと、それに隣接するワイヤーとを、非平行に配置することもできる。このように構成すると、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーを中央側に引き寄せる力をより小さくでき、ワイヤーの接続部や半導体チップとの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくなる。 The one wire positioned at least on the outside and the wire adjacent thereto may be arranged non-parallel. If comprised in this way, the force which draws at least one wire located in the outer side to the center side can be made smaller, and the neck part formed near the connection part of a wire or the connection part with a semiconductor chip becomes difficult to break.
1列に配置された複数のワイヤーの両外側に位置するそれぞれのワイヤーと、これらとそれぞれに隣接するワイヤーとを、非平行に配置することもできる。このように構成すると、両外側に位置するワイヤーにそれぞれ発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、両外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部を破断しにくくすることができる。 The wires positioned on both outer sides of the plurality of wires arranged in one row and the wires adjacent to the wires can be arranged non-parallel. If comprised in this way, the force attracted | pulled to the center side which each generate | occur | produces in the wire located in both outer sides can be made small, and the neck part formed near the connection location of the both outer wires can be made hard to fracture | rupture. .
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーと、これに隣接するワイヤーとを交差して配置することもできる。このように構成すると、外側に位置する1つのワイヤーにそれぞれ発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部を破断しにくくすることができる。 The one wire located at least on the outside and the wire adjacent to the wire may be arranged to cross each other. If comprised in this way, the force attracted | pulled to the center side which each generate | occur | produces in one wire located outside can be made small, and the neck part formed near the connection location of an outside wire can be made hard to fracture | rupture. .
1列に配置された複数のワイヤーの両外側に位置するそれぞれのワイヤーと、これらとそれぞれ隣接するワイヤーとを交差して配置することもできる。このように構成すると、両外側に位置するワイヤーにそれぞれ発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、両外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 Each wire located on both outer sides of the plurality of wires arranged in one row and these adjacent wires can be arranged so as to cross each other. If comprised in this way, the force attracted | pulled to the center side which each generate | occur | produces in the wire located in both outer sides can be made small, and the neck part formed near the connection location of the both outer wires can be made hard to fracture | rupture. .
前記少なくとも外側に位置するワイヤーと、複数のワイヤーのうち他の何れのワイヤーとを交差して配置することもできる。このように構成すると、少なくとも1つの外側のワイヤーを中央側に引き寄せる力をより弱くでき、ワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくなる。 The wire positioned at least on the outer side and any other wire among the plurality of wires may be arranged to cross each other. If comprised in this way, the force which draws at least 1 outer wire to the center side can be made weaker, and the neck part formed near the connection location of a wire will become difficult to fracture | rupture.
1列に配置された複数のワイヤーの両外側に位置するそれぞれのワイヤーと、複数のワイヤーのうち他の何れのワイヤーとを交差するように配置することができる。このように構成すると、両外側に位置するワイヤーにそれぞれ発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、両外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 It can arrange | position so that each wire located in the both outer sides of the some wire arrange | positioned at 1 row and any other wire among several wires may cross | intersect. If comprised in this way, the force attracted | pulled to the center side which each generate | occur | produces in the wire located in both outer sides can be made small, and the neck part formed near the connection location of the both outer wires can be made hard to fracture | rupture. .
本発明の他の態様の半導体装置は、上述した態様の半導体装置と同様に、1つの半導体チップと、1つの接続部と、複数のワイヤーとを、有している。前記複数のワイヤーは、それぞれを流れる電流によって磁界を発生する。前記複数のワイヤーのうち少なくとも外側に位置するワイヤーに影響する磁界が弱くなるように、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせてある。 The semiconductor device according to another aspect of the present invention includes one semiconductor chip, one connection portion, and a plurality of wires, similarly to the semiconductor device according to the aspect described above. The plurality of wires generate a magnetic field by a current flowing through each of the wires. The highest height position of at least one of the wires positioned outside is set to any one of the plurality of wires so that a magnetic field affecting at least the wire positioned outside of the plurality of wires is weakened. It is different from the highest height position.
このように構成すると、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーと、他の何れかのワイヤーとの距離が、同一高さの各ワイヤーを配置している場合よりも長くなり、他の何れかのワイヤーが発生して少なくとも外側に位置する1つのワイヤーに影響する磁界が弱くなり、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーを中央側に引き寄せる力が小さくなり、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくなる。 If comprised in this way, the distance of at least one wire located outside and any other wire will be longer than the case where each wire of the same height is arranged, and any other wire Is generated, the magnetic field affecting at least one outer wire is weakened, and at least one outer wire is attracted to the center side, and at least near the connection point of one outer wire The neck part formed in this becomes difficult to break.
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせることを、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの最高高さ位置を隣接するワイヤーの最高高さ位置よりも低くすることで、行うことができる。このような構成にすると、少なくとも外側に位置する1つのワイヤーに隣接するワイヤーに発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、ワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくなる。 The highest height position of the at least one outer wire is different from the highest height position of any one of the plurality of wires. This can be done by making the height position lower than the maximum height position of the adjacent wires. With such a configuration, it is possible to reduce the force attracted to the center side generated in the wire adjacent to at least one wire located outside, and the neck portion formed near the connection point of the wire is difficult to break. .
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせることを、前記少なくとも外側に位置する2つのワイヤーそれぞれの最高高さ位置をこれらにそれぞれ隣接するワイヤーの最高高さ位置よりも低くすることで、行うことができる。このように構成すると、両外側に位置するワイヤーにそれぞれ発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ両外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 Differentiating the highest height position of the at least one outer wire from the highest height position of any other wire of the plurality of wires, each of the at least two outer wires This can be done by making the maximum height position lower than the maximum height position of the wires adjacent to each other. If comprised in this way, the force attracted | pulled to the center side which each generate | occur | produces in the wire located in both outer sides can be made small, and the neck part formed near the connection location of the wire of both outer sides can be made hard to fracture | rupture.
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせることを、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの最高高さ位置を前記1つの接続部及び前記1つの半導体チップのうち一方側に偏らせ、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーに隣接するワイヤーの最高高さ位置を前記1つの接続部及び前記1つの半導体チップのうち他方側に偏らせることによって、行うことができる。このように構成すると、1つの接続部および1つの半導体チップそれぞれにおいて、少なくとも1つの外側に位置するワイヤーに発生する中央側に引き寄せる力を小さくすることができ、少なくとも1つの外側のワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 The highest height position of the at least one outer wire is different from the highest height position of any one of the plurality of wires. The height position is biased to one side of the one connection part and the one semiconductor chip, and the highest height position of the wire adjacent to the one wire located at least outside is set to the one connection part and the one semiconductor chip. This can be done by biasing the other semiconductor chip to the other side. If comprised in this way, in each one connection part and one semiconductor chip, the force attracted | pulled to the center side which generate | occur | produces in the wire located in at least one outer side can be made small, and the connection location of at least one outer wire The neck part formed in the vicinity can be made difficult to break.
前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせることを、前記少なくとも外側に位置する2つのワイヤーそれぞれの最高高さ位置を前記1つの接続部及び前記1つの半導体チップのうち一方側に偏らせ、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーにそれぞれ隣接する2つのワイヤーの最高高さ位置を前記1つの接続部及び前記1つの半導体チップのうち他方側に偏らせることによって、行うことができる。このように構成すると、両外側に位置するそれぞれのワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 Differentiating the highest height position of the at least one outer wire from the highest height position of any other wire of the plurality of wires, each of the at least two outer wires The highest height position is biased to one side of the one connection portion and the one semiconductor chip, and the highest height positions of two wires respectively adjacent to the at least one outer wire are connected to the one connection. This can be done by biasing to the other side of the part and the one semiconductor chip. If comprised in this way, the neck part formed near the connection location of each wire located in both outer sides can be made hard to fracture | rupture.
上記2つの態様において、前記1つの半導体チップは、前記複数のワイヤーに、間欠的にピーク電流を流すものとすることができる。間欠的に電流が流れるワイヤーでは、そのピーク電流が流れるごとに、ワイヤーに中央側に引き寄せる大きな力が繰り返し加わり、ワイヤーが破断しやすくなるが、その引き寄せる力が小さくされているので、ワイヤーの接続箇所近くに形成されたネック部が破断しにくくすることができる。 In the above two aspects, the one semiconductor chip may flow a peak current intermittently through the plurality of wires. With a wire in which current flows intermittently, each time the peak current flows, a large force that pulls toward the center side is repeatedly applied to the wire, making the wire easy to break, but the pulling force is reduced, so the wire connection The neck part formed near the location can be made difficult to break.
以上のように、本発明によれば、半導体チップと接続部とを接続しているワイヤーを、ワイヤーの間隔を大きくすることなく、ワイヤーを破断することができる。 As described above, according to the present invention, the wire connecting the semiconductor chip and the connection portion can be broken without increasing the wire interval.
本発明の第1の実施形態の半導体装置は、図1(a)、(b)に示すように、1つの半導体チップ、例えばダイオードチップ4を有している。ダイオードチップ4は、例えば扁平な矩形に形成され、一方の面、例えば下面側に電極エリア、例えばカソードエリア4aを有し、他方の面、例えば上面側に電極エリア、例えばアノードエリア4bを有している。このダイオードチップ4から予め定めた距離だけ離れた側方の位置に、1つの接続部、例えばアノード端子6が配置されている。アノード端子6は、図1(a)に示すように、板状に形成され、その長手縁がダイオードチップ4の一方の側縁と平行に位置している。これらダイオードチップ4とアノード端子6とは、図示していないケース内に収容されている。ダイオードチップ4のカソードエリア4aは、ケースの下面に配置した図示していないカソード端子に接続されている。このダイオード4は、例えば間欠的にオン、オフが繰り返され、オンのときに大きな電流が流れるものである。
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention has one semiconductor chip, for example, a
これらダイオードチップ4のアノードエリア4bとアノード端子6の上面とは、複数のワイヤー、例えば6本のボンディングワイヤー8a乃至8fによって接続されている。即ち、ボンディングワイヤー8a乃至8fの一端がダイオードチップ4のアノードエリア4bの接続箇所にボンディングされ、ボンディングワイヤー8a乃至8fの他端が、カソード端子6の上面の接続箇所にボンディングされ、これらのボンディングワイヤーは、例えばAlワイヤーを用い、ボンディングは、例えば、超音波と荷重によるウェッジボンディングを用いる。これらボンディングワイヤー8a乃至8fは、ダイオードチップ4とアノード端子6との間に、アノード端子6の長さ方向に沿って一列に配置されている。同図(b)に示すように、これらボンディングワイヤー8a乃至8fの中央部が最も高くなるように湾曲した状態で、ボンディングワイヤー8a乃至8fがダイオードチップ4のアノードエリア4bとアノード端子6の上面との接続箇所にボンディングで取り付けられている。ボンディングワイヤー8a乃至8fの両端の接続箇所の近くにネック部8a´乃至8f´が形成されている。また、同図(c)に示すように、各ボンディングワイヤー8a乃至8fの最も高い中央部は、同じ高さである。これらボンディングワイヤー8a乃至8fは、同じ長さで、同じ縦断面積を持つ。
The
これらボンディングワイヤー8a乃至8fは、同図(a)に示すように、ダイオードチップ4のアノードエリア4b側では、それぞれ同じ間隔rに配置されている。一方、中央にあるボンディングワイヤー8c、8dの間隔は、アノード端子6側では上記の間隔rと同じであり、ボンディングワイヤー8c、8dは、互いに平行に配置されている。これに対し、ボンディングワイヤー8bは、ボンディングワイヤー8cに対しアノード端子6側では間隔rよりも大きい間隔r1とされている。同様に、ボンディングワイヤー8eもボンディングワイヤー8dに対しアノード端子6側では間隔rよりも大きい間隔r1とされている。さらに、最も外側にあるボンディングワイヤー8aは、ボンディングワイヤー8bに対しアノード端子6側で間隔r1よりも大きい間隔r2とされている。ボンディングワイヤー8fも、ボンディングワイヤー8eに対しアノード端子6側で間隔r1よりも大きい間隔r2とされている。即ち、中央にあるボンディングワイヤー8c、8d以外のボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fは、互いに非平行であり、かつボンディングワイヤー8c、8dに対しても非平行である。また、ボンディングワイヤー8a、8bがなす角度及びボンディングワイヤー8e、8fがなす角度は、ボンディングワイヤー8b、8cがなす角度及びボンディングワイヤー8d、8eがなす角度よりも大きい。
These
今、ダイオードチップ4のアノードエリア4bから各ボンディングワイヤー8a乃至8fを介して電流が流れているとする。各ボンディングワイヤー8a乃至8fは、同じ縦断面積を持つものであるので、各ボンディングワイヤー8a乃至8fには同じ大きさの電流が流れている。これら各ボンディングワイヤー8a乃至8fに電流が流れることによって磁界が発生する。例えば外側に位置するボンディングワイヤー8aには、ボンディングワイヤー8b乃至8fを間欠的に流れる電流によって発生した同一方向の磁界が印加され、この磁界とボンディングワイヤー8aを流れる電流とによって、ボンディングワイヤー8b側(中央側)にボンディングワイヤー8aを引き寄せる力が繰り返し発生する。このとき、ボンディングワイヤー8aのアノード端子6やダイオードチップ4の接続箇所近くに形成されたネック部8a´に力が集中して繰り返しかかるために、ボンディングワイヤー8aのネック部8a´が破断しやすい。
Assume that current flows from the
しかし、図1(a)から明らかなように、ボンディングワイヤー8aと隣接するボンディングワイヤー8bとは平行ではなく、ダイオードチップ4側からアノード端子6側に向かうに従って間隔が広くなっている。ボンディングワイヤー8aに印加される磁界は、磁界を発生している例えばボンディングワイヤー8bとボンディングワイヤー8aとが平行であるとき最も強く、ボンディングワイヤー8aと8bとが平行ではなく、傾斜している場合、ボンディングワイヤー8bが発生した磁界の一部だけがボンディングワイヤー8aに印加される。従って、ボンディングワイヤー8b側(中央側)にボンディングワイヤー8aを引き寄せる力は、ボンディングワイヤー8a、8bが平行な場合よりも小さくなる。同様にして、ボンディングワイヤー8c、8d、8e、8fを流れる電流によって発生して、ボンディングワイヤー8aに印加される磁界は、ボンディングワイヤー8aに対して、ボンディングワイヤー8c、8d、8e、8fが平行な場合よりも弱くなる。従って、ボンディングワイヤー8b側(中央側)にボンディングワイヤー8aを引き寄せる力は、全てのボンディングワイヤー8a乃至8fが互いに平行に配置されている場合よりも小さくなり、ボンディングワイヤー8aは、アノード端子6やダイオードチップ4の接続箇所近くに形成されたネック部8a´が破断しにくくなる。特に、ボンディングワイヤー8aに隣接しているボンディングワイヤー8bが発生している磁界が他のボンディングワイヤーが発生している磁界よりも強いが、ボンディングワイヤー8a、8bがなす角度が大きいので、この強い磁界のごく一部のみがボンディングワイヤー8aに印加されるようにしているので、ボンディングワイヤー8b側(中央側)にボンディングワイヤー8aを引き寄せる力を小さくするのに貢献している。同様にして、もう1つの外側にあるボンディングワイヤー8fを内側に引き寄せる力も小さくなる。
However, as is apparent from FIG. 1A, the
ボンディングワイヤー8bには、ボンディングワイヤー8a、8c、8d、8e、8fによって発生した磁界が印加されるが、ボンディングワイヤー8aによって発生する磁界の方向が、ボンディングワイヤー8c、8d、8e、8fによって発生した磁界の方向と反対であり、その合成磁界は弱く、しかも、ボンディングワイヤー8bとボンディングワイヤー8a、8c、8d、8e、8fとは、徐々に広がるように構成されて、非平行であるので、その合成磁界は益々弱くなる。従って、ボンディングワイヤー8bが内側に引き寄せられる力は小さく、ボンディングワイヤー8bは、アノード端子6やダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されたネック部8b´が破断しにくくなる。同様に、ボンディングワイヤー8eを内側に引き寄せる力も小さくなる。
The magnetic field generated by the
中央にあるボンディングワイヤー8cに印加される磁界は、ボンディングワイヤー8a、8b、8d、8e、8fを流れる電流によって発生するものであるが、ボンディングワイヤー8bを流れる電流による磁界の方向とボンディングワイヤー8eを流れる電流による磁界の方向とが反対であり、互いに打ち消しあっている。また、ボンディングワイヤー8aを流れる電流による磁界の方向とボンディングワイヤー8fを流れる電流による磁界の方向も反対であり、互いに打ち消しあっている。従って、ボンディングワイヤー8cに印加される合成磁界は、ボンディングワイヤー8cに平行なボンディングワイヤー8dを流れる電流による磁界をわずかに超えた磁界のみであり、その合成磁界は弱く、合成磁界とボンディングワイヤー8cを流れる電流とによる内側に引き寄せる力は小さい。従って、ボンディングワイヤー8cは、端子6やダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されているネック部8c´が破断しにくくなる。同様に、ボンディングワイヤー8dを内側に引き寄せる力も小さくなる。
The magnetic field applied to the
このように構成されているので、各ボンディングワイヤー8a乃至8fは、アノード端子6及びダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されているネック部が破断しにくい。特に、ダイオード4は、間欠的にオン、オフが繰り返されて、オンのときに大きな電流が流れ、間欠的に内側に引き寄せる力がボンディングワイヤー8a、8fに繰り返し印加される。従って、全てのボンディングワイヤー8a乃至8fを平行に配置した場合、内側に引き寄せる大きな力がボンディングワイヤー8a、8fに繰り返し印加され、アノード端子6及び半導体チップ4との接続箇所近くに形成されているネック部8a´が破断しやすい。しかし、この実施形態の半導体装置では、上述したようにボンディングワイヤー8a及8fが内側に引き寄せられる力が小さいので、この小さい力が繰り返しボンディングワイヤー8a、8fに印加されても、アノード端子6及び半導体チップ4の接続箇所近くに形成されているネック部8a’、8f’は破断しにくくなる。
Since it is configured in this manner, the
第2の実施形態を図2(a)、(b)に示す。この実施形態の半導体装置では、隣接しているボンディングワイヤー8a、8bと、隣接しているボンディングワイヤー8c、8dと、隣接しているボンディングワイヤー8e、8fをそれぞれ交差させた以外、第1の実施形態の半導体装置と同様に構成されている。同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
A second embodiment is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). In the semiconductor device of this embodiment, the first embodiment is performed except that the
上述したように電流が流れているボンディングワイヤーに隣接するボンディングワイヤーが発生した磁界が、他のボンディングワイヤーが発生した磁界よりも強い。この半導体装置では、隣接するボンディングワイヤーを交差させているので、例えばボンディングワイヤー8aに対して、隣接しているボンディングワイヤー8bからの最も大きな磁界の一部のみを、印加させることができる。なお、ボンディングワイヤー8aには、ボンディングワイヤー8c、8d、8e、8fからの磁界も印加されるが、これらのうちボンディングワイヤー8d、8fがボンディングワイヤー8aに対して非平行であるので、これらが発生する磁界の一部のみがボンディングワイヤー8aに印加されるので、ボンディングワイヤー8aに印加される合成磁界は、各ボンディングワイヤー8a乃至8fが全て平行な場合の合成磁界よりも弱く、ボンディングワイヤー8aを内側に引き寄せる力は小さくなる。同様にして、ボンディングワイヤー8fを内側に引き寄せる力も小さくなる。
As described above, the magnetic field generated by the bonding wire adjacent to the bonding wire through which current flows is stronger than the magnetic field generated by the other bonding wires. In this semiconductor device, since adjacent bonding wires intersect, only a part of the largest magnetic field from the
なお、外側に位置するボンディングワイヤー8aは、図2(b)に示すように、ボンディングワイヤー8bの下側に位置するようにして、ボンディングワイヤー8bと交差させている。このように構成すると、ボンディングワイヤー8aの最も高い位置が、ボンディングワイヤー8bの最も高い位置よりも低い位置に位置するので、ボンディングワイヤー8aと8bとの距離が長くなり、ボンディングワイヤー8aは、アノード端子6やダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されているネック部8a´が破断しにくくなる。
As shown in FIG. 2B, the
上記の実施形態の半導体装置では、ボンディングワイヤー8a乃至8fは、隣接するボンディングワイヤーとのみ交差するように配置したが、図3(a)に示すように、外側に位置するボンディングワイヤー8aが他のボンディングワイヤー8b乃至8fに交差するように配置することもできるし、同図(b)に示すように、両外側に位置するボンディングワイヤー8a、8fが他のボンディングワイヤー8b乃至8eに交差するように配置することもできる。
In the semiconductor device of the above embodiment, the
図4(a)、(b)に第3の実施形態の半導体装置を示す。この半導体装置は、第1の実施形態の半導体装置と同様にボンディングワイヤー8a乃至8fを配置した上に、各ボンディングワイヤー8a乃至8fの最も高い高さ位置を、ボンディングワイヤー8a、8fを最も低く、ボンディングワイヤー8c、8dをその次に低く、ボンディングワイヤー8c、8dを最も高くしたものである。ボンディングワイヤー8a乃至8cとボンディングワイヤー8d乃至8fは、同図(b)に示すように線対称に配置されている。
4A and 4B show a semiconductor device according to the third embodiment. In this semiconductor device, the
この半導体装置では、第1の実施形態の半導体装置と同様にボンディングワイヤー8d、8cが互いに平行である以外、他のボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fは互いに非平行に配置されているので、ボンディングワイヤー8a、8fを内側に引き寄せる力は小さい。さらに、ボンディングワイヤ8a、8b、8cは高さが異なっており、ボンディングワイヤ8d、8e、8fは高さが異なっているので、図1(c)と図4(b)との比較から明らかなように、各ボンディングワイヤー8a乃至8f間の距離は長くなっており、距離が長くなっている分だけ、各ボンディングワイヤー8a乃至8fに印加される磁界が弱くなっている。従って、ボンディングワイヤー8a、8fを内側に引き寄せる力はさらに小さくなり、ボンディングワイヤー8a、8fがアノード端子6及びダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されているネック部8a´が破断しにくくなる。
In this semiconductor device, since the
図5に本発明の第4の実施形態の半導体装置を示す。この半導体装置は、この半導体装置では、第1の実施形態の半導体装置と同様にボンディングワイヤー8d、8cが互いに平行であるが他のボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fは互いに非平行に配置されている上に、同図(a)に示すようにボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fの高さのピーク位置は同じであるが、それらの位置が半導体チップ4側またはダイオード端子6側に偏ったものである。即ち、ボンディングワイヤー8aの最も高い位置は、半導体チップ4側に偏らせ、ボンディングワイヤー8bの最も高い位置は、アノード端子6側に偏らせ、ボンディングワイヤー6c、6dは、その最も高い位置が、半導体チップ4とアノード端子6との中央位置にあり、ボンディングワイヤー8eの最も高い位置は、アノード端子6側に偏らせ、ボンディングワイヤー8fの最も高い位置は、ダイオードチップ4側に偏らせてある。
FIG. 5 shows a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. In this semiconductor device, as in the semiconductor device of the first embodiment, the
例えば、ダイオードチップ4側では、ボンディングワイヤー8aの高さが高く、ボンディングワイヤー8bの高さが低く、両者の距離は、両者が同じ高さの場合よりも長い。従って、ボンディングワイヤー8aに印加される磁界の大きさが弱くなる。同様に、アノード端子6側では、ボンディングワイヤー8bの高さが高く、ボンディングワイヤー8aの高さが低く、両者の距離は、両者が同じ高さの場合よりも長い。従って、アノード端子6側でもボンディングワイヤー8aに印加される磁界の大きさが弱くなる。このようにボンディングワイヤー8aに印加される磁界が弱くなるので、ボンディングワイヤー8aが内側に引き寄せられる力が小さくなる。同様に、ボンディングワイヤー8fが内側に引き寄せられる力が小さくなる。なお、各ボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fは、第1の実施形態の半導体装置と同様に非平行に配置されているので、この点からもボンディングワイヤー8a、8fが内側に引き寄せられる力は小さくなっている。従って、ボンディングワイヤー8a、8fがアノード端子6及びダイオードチップ4との接続箇所近くに形成されているネック部8a´、8f´が破断しにくくなる。
For example, on the
上記の各実施形態では、半導体チップとしてダイオードチップ4を使用したが、これに限ったものではなく、例えばバイポーラトランジスタ、FET、IGBT、サイリスタ等の他の半導体チップを使用することもできる。また、上記の各実施形態では、ダイオードチップ4とアノード端子6とはケース内に収容したが、これに限ったものではなく、例えば適切な基板上にダイオードチップとアノード端子6とを設けることもできる。また、上記の各実施形態では、アノード端子6を使用したが、これに限ったものではなく、例えば上述したような基板上に設けた接続用のパッドなどを使用することもできる。
In each of the above embodiments, the
上記の各実施形態では、ボンディングワイヤー8a乃至8fの6本のボンディングワイヤーを使用したが、これに限ったものではなく、最低限度2本のボンディングワイヤーを使用することもできる。各実施形態では、ボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fを非平行に配置したが、例えば外側のボンディングワイヤー8a、8fの双方またはいずれかのみを他のボンディングワイヤーに対して非平行に配置することもできる。
In each of the above embodiments, the six
第2の実施形態以降の実施形態の半導体装置においても、ボンディングワイヤー8a、8b、8e、8fを非平行に配置したが、全てのボンディングワイヤー8a乃至8fを互いに平行に配置することもできる。
Also in the semiconductor devices of the second and subsequent embodiments, the
また、第3の実施形態の半導体装置では、ボンディングワイヤー8a、8fの高さ位置を最も低くし、ボンディングワイヤー8b、8e、ボンディングワイヤー8c、8dに向かうほど、高さ位置を徐々に高くしたが、ボンディングワイヤー8a、8fの双方またはいずれかのみを他のボンディングワイヤーよりも低くし、他のボンディングワイヤーの高さを同じ高さとすることもできる。
In the semiconductor device of the third embodiment, the height position of the
第4の実施形態の半導体装置では、ボンディングワイヤー8cと8dとはその最高高さ位置がダイオードチップ4とアノード端子6との中央に位置するように配置したが、これらの最高高さ位置を一方をダイオードチップ4側に、他方をカソード端子6側に偏らせることもできる。
In the semiconductor device of the fourth embodiment, the
4 ダイオードチップ(半導体チップ)
6 アノード端子(接続部)
8a乃至8f ボンディングワイヤー(ワイヤー)
4 Diode chip (semiconductor chip)
6 Anode terminal (connection part)
8a to 8f Bonding wire (wire)
以上のように、本発明によれば、半導体チップと接続部とを接続しているワイヤーを、ワイヤーの間隔を大きくすることなく、ワイヤーを破断しにくくすることができる。 As described above, according to the present invention, the wire connecting the semiconductor chip and the connection portion can be made difficult to break without increasing the wire interval.
Claims (13)
前記1つの半導体チップと離れて配置された1つの接続部と、
前記1つの半導体チップと前記1つの接続部との間に一列に配置され、それぞれの一端が前記1つの半導体チップに接続され、それぞれの他端が前記1つの接続部に接続された複数のワイヤーとを、
有し、前記複数のワイヤーは、それぞれを流れる電流によって磁界を発生する半導体装置において、
前記複数のワイヤーのうち少なくとも外側に位置するワイヤーの周りの磁界が弱くなるように、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーが、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーと非平行に配置されている半導体装置。 One semiconductor chip,
One connection portion arranged apart from the one semiconductor chip;
A plurality of wires arranged in a row between the one semiconductor chip and the one connection portion, each one end connected to the one semiconductor chip and each other end connected to the one connection portion And
The plurality of wires in a semiconductor device that generates a magnetic field by a current flowing therethrough,
The at least one wire located outside is arranged non-parallel to any other wire among the plurality of wires so that the magnetic field around the wire located at least outside of the plurality of wires is weakened. Semiconductor device.
前記1つの半導体チップと離れてほぼ同一水平面上に配置された1つの接続部と、
前記1つの半導体チップと前記1つの接続部との間に一列に配置され、それぞれの一端が前記1つの半導体チップに接続され、それぞれの他端が前記1つの接続部に接続され、前記1つの半導体チップと前記1つの接続部との間に最高高さ位置がある複数のワイヤーとを、
有し、前記複数のワイヤーは、それぞれを流れる電流によって磁界を発生する半導体装置において、
前記複数のワイヤーのうち少なくとも外側に位置するワイヤーの周りの磁界が弱くなるように、前記少なくとも外側に位置する1つのワイヤーの前記最高高さ位置を、複数のワイヤーのうち他の何れかのワイヤーの最高高さ位置と異ならせた半導体装置。 One semiconductor chip,
One connecting portion disposed on substantially the same horizontal plane apart from the one semiconductor chip;
The one semiconductor chip and the one connection portion are arranged in a line, each one end is connected to the one semiconductor chip, each other end is connected to the one connection portion, and the one semiconductor chip is connected to the one connection portion. A plurality of wires having a maximum height position between the semiconductor chip and the one connection portion;
The plurality of wires in a semiconductor device that generates a magnetic field by a current flowing therethrough,
The highest height position of at least one of the wires positioned outside is set to any one of the plurality of wires so that a magnetic field around the wire positioned at least outside of the plurality of wires is weakened. Semiconductor device that is different from the highest height position.
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