JP2023118502A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/1304—Transistor
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- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Abstract
【課題】半導体素子の破損を抑制しつつ、当該半導体素子と配線との絶縁距離を確保することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第1半導体素子1と、第2半導体素子と、第1配線11と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11は、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、上面11aaと異なる方向に位置する。第2配線7の径D2は、第1配線の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。
【選択図】図2
【解決手段】半導体装置は、第1半導体素子1と、第2半導体素子と、第1配線11と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11は、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、上面11aaと異なる方向に位置する。第2配線7の径D2は、第1配線の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。
【選択図】図2
Description
本開示は、半導体装置およびその製造方法に関する。
従来、半導体素子と当該半導体素子の電極にボンディングされる配線との絶縁距離を確保する等の目的で、半導体素子の電極上に土台(バンプ)を形成し、当該土台上に配線を接合した半導体装置が知られている(例えば、特開2004-247672号公報参照)。特開2004-247672号公報では、半導体素子の電極上に金属配線を複数回ボンディングすることで土台としての多段バンプを形成し、当該多段バンプ上に配線を接続した半導体装置が開示されている。
上述した半導体装置では、電極上に配線を接続する土台を形成するため、半導体素子の電極に対して複数回のボンディング動作を行う。この場合、半導体素子に対して当該ボンディング動作による衝撃が複数回加えられるため、半導体素子が破損する可能性がある。
そこで、本開示は、半導体素子の破損を抑制しつつ、当該半導体素子と配線との絶縁距離を確保することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
本開示に従った半導体装置は、第1半導体素子と、第2半導体素子と、第1配線と、第2配線とを備える。第1半導体素子は、第1主面と、第2主面とを有する。第2主面は、第1主面と反対側に位置する。第1主面には電極が形成される。第2半導体素子は、第1主面から第2主面に向かう厚さ方向において、第1半導体素子と異なる位置に配置される。第1配線は電極に接続される。第1配線は、電極に接続された端部を含む。端部は、上面と、カット面とを含む。カット面は、上面と異なる方向に位置する。第2配線は、第1半導体素子と第2半導体素子とを電気的に接続する。第2配線の径は、第1配線の径より小さい。第2配線は、第1端と、第2端とを含む。第2端は、第1端と反対側に位置する。第1端は第1配線の端部における上面に直接接続される。第2端は第2半導体素子に接続されている。
本開示に従った半導体装置は、第1半導体素子と、第2半導体素子と、第1配線と、第2配線とを備える。第1半導体素子は、第1主面と、第2主面とを有する。第2主面は第1主面と反対側に位置する。第1主面には電極が形成される。第2半導体素子は、第1主面から第2主面に向かう厚さ方向において、第1半導体素子と異なる位置に配置される。第1配線は電極に接続される。第1配線は、リボン状の形状を有するとともに、電極に接続された端部を含む。端部は上面を含む。第2配線は、第1半導体素子と第2半導体素子とを電気的に接続する。第2配線の径は、第1配線の延在方向に交差する方向における幅より小さい。第2配線は、第1端と、第2端とを含む。第2端は、第1端と反対側に位置する。第1端は第1配線の端部における上面に直接接続される。第2端は第2半導体素子に接続されている。
本開示に従った半導体装置の製造方法は、第1半導体素子および第2半導体素子を準備する工程を備える。第1半導体素子は、第1主面と、第2主面とを有する。第2主面は第1主面と反対側に位置する。第1主面には電極が形成されている。第2半導体素子は、第1主面から第2主面に向かう厚さ方向において、第1半導体素子と異なる位置に配置される。さらに、半導体装置の製造方法は、電極に第1配線の端部を接続する工程と、第1半導体素子と第2半導体素子とを第2配線により電気的に接続する工程とを備える。端部は、上面と、カット面とを含む。カット面は、上面と異なる方向に位置する。第2配線の径は、第1配線の径より小さい。第2配線は、第1端と、第2端とを含む。第2端は、第1端と反対側に位置する。第2配線により電気的に接続する工程では、第1端は第1配線の端部における上面に直接接続される。第2端は第2半導体素子に接続される。
本開示に従った半導体装置の製造方法は、第1半導体素子および第2半導体素子を準備する工程を備える。第1半導体素子は、第1主面と、第2主面とを有する。第2主面は、第1主面と反対側に位置する。第1主面には電極が形成されている。第2半導体素子は、第1主面から第2主面に向かう厚さ方向において、第1半導体素子と異なる位置に配置される。さらに、半導体装置の製造方法は、電極に第1配線の端部を接続する工程と、第1半導体素子と第2半導体素子とを第2配線により電気的に接続する工程とを備える。第1配線は、リボン状の形状を有する。端部は上面を含む。第2配線の径は、第1配線の延在方向に交差する方向における幅より小さい。第2配線は、第1端と、第2端とを含む。第2端は、第1端と反対側に位置する。第2配線により電気的に接続する工程では、第1端は第1配線の端部における上面に直接接続される。第2端は第2半導体素子に接続される。
上記によれば、半導体素子の破損を抑制しつつ、当該半導体素子と配線との絶縁距離を確保することが可能な半導体装置が得られる。
以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
実施の形態1.
<半導体装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る半導体装置の断面模式図である。図2は、図1に示された半導体装置の部分断面模式図である。図3は、図1に示された半導体装置の部分平面模式図である。図2は図3に示す部分の第2配線7および第1配線11を通る断面に沿った断面図である。
<半導体装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る半導体装置の断面模式図である。図2は、図1に示された半導体装置の部分断面模式図である。図3は、図1に示された半導体装置の部分平面模式図である。図2は図3に示す部分の第2配線7および第1配線11を通る断面に沿った断面図である。
本開示に従った半導体装置は、リードフレーム2a、2bと、第1半導体素子1と、第2半導体素子8と、第3半導体素子3と、第1配線11と、第2配線7と、モールド樹脂4とを主に備える。
リードフレーム2aは、リードフレーム2bの上面と間隔を隔てて配置されている。リードフレーム2aの端部にはIC端子6が形成されている。リードフレーム2bの端部にはパワー端子5が形成されている。IC端子6およびパワー端子5は、半導体装置を外部と電気的に接続するための端子である。リードフレーム2a、2bはたとえば銅または銅合金により構成されている。リードフレーム2a、2bは曲げ加工によって段差が形成されている。リードフレーム2aはフレーム枠(図示せず)の高さの位置に配置されている。リードフレーム2a、2bの厚さは、リードフレーム2a、2bを安定してプレス加工により製造するため、半導体装置の実使用時に、IC端子6およびパワー端子5に流れる電流値に合わせて設定される。リードフレーム2a、2bの厚さは、たとえば0.1mm以上1mm以下である。
リードフレーム2aの上面上には第2半導体素子8が接合層10を介して接続されている。接合層10は、たとえば銀(Ag)ペーストを硬化させた導電性の接合層である。リードフレーム2bの上面には、第1半導体素子1と第3半導体素子3とが間隔を隔てて配置されている。第1半導体素子1と第3半導体素子3とは、それぞれはんだ9を介してリードフレーム2bの上面に接続されている。
第1半導体素子1と第2半導体素子8との間、および第2半導体素子8とリードフレーム2aとの間を接続するように第2配線7が配置されている。第1半導体素子1と第3半導体素子3との間、および第3半導体素子3とリードフレーム2bとの間を接続するように、第1配線11が配置されている。
第1配線11は、IGBTなどのパワー半導体素子である第1半導体素子1に接続されており、大電流が流れる配線である。このため、第1配線11の材質としては、銀(Ag)ほど電気伝導度が高くはないものの、安価なアルミニウム(Al)を用いることが一般的である。アルミニウム配線16である第1配線11の径D1は、たとえば0.1mm以上0.5mm以下である。
第2配線7の材質は、たとえば金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)など、相対的に電気伝導度の高い金属が選択される。第2配線7の径D2は、たとえば0.05mm以下である。
モールド樹脂4は、リードフレーム2a、2bの一部、第1半導体素子1、第2半導体素子8、第3半導体素子3、第1配線11および第2配線7を内部に保持するように形成されている。モールド樹脂4は、たとえば熱硬化性エポキシ樹脂により構成される。モールド樹脂4は、フィラーを含有していてもよい。フィラーとしては、たとえば二酸化珪素からなるフィラーを用いてもよい。このようなモールド樹脂4とすれば、リードフレーム2a、2bを構成する銅の熱膨張係数に近い熱膨張係数とすることができる。
リードフレーム2aの端部に形成されたIC端子6は,モールド樹脂4の外側に突出している。リードフレーム2bの端部に形成されたパワー端子5はモールド樹脂4の外側に突出している。パワー端子5は、モールド樹脂4の第1側面から突出している。IC端子6は、モールド樹脂4において第1側面と反対側に位置する第2側面から突出している。パワー端子5はリードフレーム2bにおいて第1半導体素子1が接続された上面と交差する方向(上方)に向けて延びるように形成されている。IC端子6は、リードフレーム2aにおいて第2半導体素子8が接続された上面と交差する方向(上方)に向けて延びるように形成されている。図1に示されるように、第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向、すなわち図1の矢印30に示す方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。
第1半導体素子1はたとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。第1半導体素子1はたとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)であってもよい。第2半導体素子8はたとえばIC(Integated Circuit)素子である。第3半導体素子3はダイオード素子であって、はたとえばSBD(Schottky Barrier Diode)であってもよい。第1半導体素子1および第3半導体素子3を構成する材料は、例えば珪素でもよいが、炭化珪素など他の材料であってもよい。
図2に示されるように、第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは、第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2主面1bは、リードフレーム2bに面する。第1配線11は電極1cに接続される。第1配線11は、電極1cに接続された端部11aを含む。第1配線11は、電極1cに対してウエッジボンディングにより接続されている。このため、端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、第1配線11の剪断面であって、上面11aaと異なる方向に位置する。カット面11abは第1配線11の端部11aにおける側端面である。
第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを電気的に接続する。図2に示されるように、第2配線7の径D2は、第1配線の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。図1に示されるように、第2端7bは第2半導体素子8に接続されている。
第1半導体素子1の電極1cには、図3に示されるように2本の第1配線11が接続されている。電極1cに接続される第1配線11の数は3以上であってもよい。電極1cに接続された複数の第1配線11のそれぞれに対して、第2配線7が接続されている。
第2配線7はボールボンディングにより第1半導体素子1と第2半導体素子8とに接続される。第2配線7の第1端7aおよび第2端7bのいずれか一方では、第1配線11の端部11aにおける上面11aaまたは第2半導体素子8の電極(図示せず)に接続された部分の平面形状がたとえば円形状または半円状である。当該部分の平面形状は、少なくとも一部が曲面状となっている。つまり、第2配線7の第1端7aおよび第2端7bのいずれか一方は第1配線11の端部11aと異なりカット面を有さない。
なお、上述した半導体装置では、モールド樹脂4から突出したパワー端子5およびIC端子6と、第1半導体素子1、第2半導体素子8および第3半導体素子3が接続された領域(ダイボンド領域)とが同じリードフレーム2a、2bにより構成されているが、ダイボンド領域が絶縁基板により構成されていてもよい。絶縁基板としては、たとえば絶縁層の上面に第1金属層が、下面に第2金属層がそれぞれ形成された積層構造の絶縁基板を用いてもよい。第1金属層と第2金属層とは、当該絶縁層によって電気的に絶縁されている。この場合、第1金属層に第1半導体素子1、第2半導体素子8または第3半導体素子3が搭載される。パワー端子5およびIC端子6は、第1金属層とはんだなどの接合材により接続されていてもよいし、第1金属層に対して超音波接合などにより直接接続されていてもよい。あるいは、接続配線を介してパワー端子5およびIC端子6と第1金属層とが接続されていてもよい。
<半導体装置の製造方法>
図4は、図1に示された半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。図5は、図1に示された半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
図4は、図1に示された半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。図5は、図1に示された半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
図4に示されるように、半導体装置の製造方法では、まず準備工程(S10)が実施される。この工程(S10)では、リードフレーム2a、2b、第1半導体素子1、第2半導体素子8、および第3半導体素子3を準備する。さらに、リードフレーム2a、2bに第1半導体素子1、第2半導体素子8、第3半導体素子3を接合する。第1半導体素子1は、図2に示されるように第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成されている。第2半導体素子8は、第1半導体素子1が接合されたリードフレーム2bの上方に位置するリードフレーム2aに接合される。具体的には、リードフレーム2aの上面に銀ペーストが配置され、当該銀ペースト上に第2半導体素子8が搭載される。オーブンでの加熱により銀ペーストを硬化させて接合層10(図1参照)とする。当該接合層10により第2半導体素子8がリードフレーム2aに接合される。第1半導体素子1および第3半導体素子3は、それぞれはんだ9(図1参照)によりリードフレーム2bに接合される。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置である第1半導体素子1の上方に配置される。
次に、第1配線工程(S20)を実施する。この工程では、電極1cに第1配線11の端部11aを接続する。具体的には、第1半導体素子1の電極1c(図2参照)と第3半導体素子3の電極とを第1配線11により接続する。また、第3半導体素子3の電極とリードフレーム2bに形成されたパッド(図示せず)とを第1配線11により接続する。第1配線11は超音波接合装置を用いたウエッジボンディングにより接続される。ウエッジボンディングでは、例えば電極1cに接合される端部11aにおいて、ツールにより押圧された圧痕が上面11aaに残る。また、端部11aの側端には、ウエッジボンディングの際に第1配線11を切断したカット面11abが形成されている。
次に、第2配線工程(S30)を実施する。この工程(S30)では、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを第2配線7により電気的に接続する。また、第2半導体素子8とリードフレーム2aのパッドとを第2配線7により電気的に接続する。第1半導体素子1の電極1c上において、第2配線7の第1端7aは、第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続される。また、第2半導体素子8とリードフレーム2aに形成されたパッド(図示せず)とを第2配線7により接続する。第2配線7はボールボンディングにより接続されている。
ここで、ボールボンディングについて簡単に説明する。第2配線7のボールボンディングでは、図5に示されるように、超音波接合装置におけるホーン12の先端部に取り付けられたキャピラリ13の先端から、第2配線7の端部が突出した状態で、第2配線7が保持される。キャピラリ13は筒状のボンディングツールである。第2配線7はキャピラリ13の内部に挿入され、上記のようにキャピラリ13の先端から部分的に突出している。キャピラリ13の先端から突出した第2配線7に面するように、スパークロッド15が配置される。スパークロッド15に電圧を印加することで、スパークロッド15と第2配線7の先端との間で放電を発生させる。当該放電によって、第2配線7の先端部が溶融しFAB(Free Air Ball)14が形成される。FAB14が形成された後、ホーン12およびキャピラリ13を移動させて、第2配線7のFAB14を、接合対象部である第2半導体素子8の上面に形成されている電極(図示せず)に押し付ける。この状態で超音波を第2配線7に印加して、第2配線7のFAB14を第2半導体素子8の電極に接合する。
その後、第2配線7がループを形成するように、キャピラリ13の先端から第2配線7を繰り出しながらホーン12およびキャピラリ13を移動させる。キャピラリ13が第1配線11の端部11aの上面11aa(図2参照)上に移動した後、キャピラリ13の先端部に位置する第2配線7の一部が第1配線11の端部11aの上面11aa(図2参照)に押し付けられる。この状態で超音波を第2配線7に印加することで、第2配線7を第1配線11の端部11aに接合する。その後、キャピラリ13は第2配線7の一部を保持したまま第1配線11の端部11aから離れるように上昇する。この結果、第1配線11の端部11aと接合された第2配線7の部分(固定部)とキャピラリ13との間に位置する第2配線7の一部に引張応力が加えられて破断する。このようにして、第1半導体素子1と第2半導体素子8とが第2配線7により電気的に接続される。なお、第1半導体素子1に接続される第2配線7は、ソース側の配線である。
このように、径D1が第2配線7の径D2より大きく、電極1cとの接続部である端部11aにカット面11abを有する第1配線11(いわゆるウエッジボンディングされた配線)に、相対的に小さい径D2を有する第2配線7がボールボンディングにより接続されている。このように、第2配線7が第1配線11の端部11a上に接続されるので、図2に示されるように、第1半導体素子1の電極1c表面と第2配線7との間の距離L1を十分に大きくすることができる。また、第1半導体素子1の電極1c表面に直接第2配線7をボールボンディングしないので、当該ボンディング動作による衝撃によって第1半導体素子1が損傷する可能性を低減できる。
第2半導体素子8とリードフレーム2aのパッドとを接続する第2配線7のボンディング方法も、基本的に上述した方法と同様である。具体的には、第2配線7の先端にFABが形成された後、ホーン12およびキャピラリ13を移動させて、第2配線7のFAB14を、第2半導体素子8の上面に形成されている電極(図示せず)に押し付ける。この状態で超音波を第2配線7に印加して、第2配線7のFAB14を第2半導体素子8の電極に接合する。次に、第2配線7がループを形成するように、キャピラリ13の先端から第2配線7を繰り出しながらホーン12およびキャピラリ13を移動させる。キャピラリ13がリードフレーム2aのパッド上に移動した後、キャピラリ13の先端部に位置する第2配線7の一部が当該パッドに押し付けられる。この状態で超音波を第2配線7に印加することで、第2配線7をリードフレーム2aのパッドに接合する。その後、キャピラリ13は第2配線7の一部を保持したままリードフレーム2aから離れるように上昇する。この結果、リードフレーム2aのパッドと接合された第2配線7の部分(固定部)とキャピラリ13との間に位置する第2配線7の一部に引張応力が加えられて破断する。このようにして、第2半導体素子8とリードフレーム2aのパッドとが第2配線7により電気的に接続される。
次に、後処理工程(S40)を実施する。この工程(S40)では、リードフレーム2a、2bの一部、第1半導体素子1、第2半導体素子8、第3半導体素子3,第1配線11および第2配線7をモールド樹脂4により封止する。モールド樹脂4は、たとえばトランスファモールド装置を用いて成形される。このようにして、図1から図3に示された半導体装置が製造される。
<作用>
本開示に従った半導体装置は、第1半導体素子1と、第2半導体素子8と、第1配線11と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは、第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11は電極1cに接続される。第1配線11は、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、上面11aaと異なる方向に位置する。第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを電気的に接続する。第2配線7の径D2は、第1配線の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続されている。
本開示に従った半導体装置は、第1半導体素子1と、第2半導体素子8と、第1配線11と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは、第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11は電極1cに接続される。第1配線11は、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、上面11aaと異なる方向に位置する。第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを電気的に接続する。第2配線7の径D2は、第1配線の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続されている。
この場合、第1配線11の端部11aにおける上面11aaに第2配線7を接続するので、第2配線7と第1半導体素子1との間の距離L1を第1配線11によって十分に確保することができる。また、第2配線7の土台としての端部11aを電極1c上に接続するので、従来のように土台として多段バンプを形成する場合のように、第1半導体素子1に対して土台を形成するため複数回のボンディングによる衝撃が加えられることがない。このため、当該衝撃に起因して第1半導体素子1が破損する可能性を低減できる。
たとえば、第1半導体素子1の厚さ方向において互いに異なる位置に配置された第1半導体素子1と第2半導体素子8とを、ボールボンディングされる第2配線7によって接続する場合、ボールボンディングに用いる超音波接合装置のキャピラリ13(図5参照)などのヘッド部分が第1半導体素子1上と第2半導体素子8上とで異なった角度に傾くことになる。このようにヘッド部分の傾きが異なると、ボンディング時において第2配線7に加えられる応力が通常時(ヘッド部分が第1半導体素子1などに対してほぼ垂直な姿勢である場合)と比べて変化する。そのため、当該ボンディング時に第1半導体素子1に対して通常と異なる応力が加えられて第1半導体素子1が破損する可能性が考えられる。しかし、上述した半導体装置では、第2配線7は第1配線11の端部11aに接続され、第1半導体素子1に直接接触しない。そのため、上記のような問題の発生を抑制できる。
本開示に従った半導体装置の製造方法は、第1半導体素子1および第2半導体素子8を準備する工程(S10)を備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成されている。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。さらに、半導体装置の製造方法は、電極1cに第1配線11の端部11aを接続する工程(S20)と、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを第2配線7により電気的に接続する工程(S30)とを備える。端部11aは、上面11aaと、カット面11abとを含む。カット面11abは、上面11aaと異なる方向に位置する。第2配線7の径D2は、第1配線11の径D1より小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続される。
このようにすれば、図1から図3に示された半導体装置を得ることができる。
上記半導体装置の製造方法では、第1配線11の端部11aを接続する工程(S20)において、端部11aは電極1cに対してウエッジボンディングにより接続されてもよい。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、第2配線7がボールボンディングにより第1半導体素子1と第2半導体素子8とに接続されてもよい。
この場合、第1配線の端部11aの上面11aaは、ウエッジボンディング時に加工ツールによって押圧されるため、第2配線7の第1端7aを接合するのに適した比較的平坦な面となる。このため、第1配線11の端部11aに対して第2配線7の第1端7aを容易に接合できる。
実施の形態2.
<半導体装置の構成>
図6は、実施の形態2に係る半導体装置の部分平面模式図である。図6に示された半導体装置は、基本的には図1から図3に示された半導体装置と同様の構成を備え同様の効果を得ることができるが、第1配線11がリボン状の形状を有するリボンワイヤ19である点が、図1から図3に示された半導体装置と異なっている。
<半導体装置の構成>
図6は、実施の形態2に係る半導体装置の部分平面模式図である。図6に示された半導体装置は、基本的には図1から図3に示された半導体装置と同様の構成を備え同様の効果を得ることができるが、第1配線11がリボン状の形状を有するリボンワイヤ19である点が、図1から図3に示された半導体装置と異なっている。
リボンワイヤ19は、電極1cに接続された端部11aを含む。リボンワイヤ19は、延在方向に交差する幅方向での断面形状が長方形状である。端部11aは上面11aaを含む。第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8(図1参照)とを電気的に接続する。第2配線7の径D2は、第1配線11としてのリボンワイヤ19の延在方向に交差する方向における幅Wより小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7b(図1参照)とを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第2端7bは、図1に示されるように第2半導体素子8に接続される。第1端7aは第1配線11の端部11aにおける上面11aaに直接接続されている。
リボンワイヤ19の材料としてはたとえばアルミニウムを用いることができる。この場合、リボンワイヤ19に第2配線7をボンディングする際、当該ボンディング時に発生する衝撃(たとえば超音波接合を行う場合の衝撃)をリボンワイヤ19によりある程度吸収できる。このため、当該衝撃によって第1半導体素子1が損傷する可能性を低減できる。
<半導体装置の製造方法>
図6に示された半導体装置の製造方法は、図4に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、電極1cに第1配線11としてのリボンワイヤ19の端部11aを接続する。具体的には、第1半導体素子1の電極1c(図2参照)と第3半導体素子3の電極とをリボンワイヤ19により接続する。また、第3半導体素子3の電極とリードフレーム2bに形成されたパッド(図示せず)とをリボンワイヤ19または通常の導電線により接続する。リボンワイヤ19は超音波接合装置を用いたウエッジボンディングにより接続される。ウエッジボンディングでは、例えば電極1cに接合される端部11aにおいて、ツールにより押圧された圧痕が上面11aaに残る。
図6に示された半導体装置の製造方法は、図4に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、電極1cに第1配線11としてのリボンワイヤ19の端部11aを接続する。具体的には、第1半導体素子1の電極1c(図2参照)と第3半導体素子3の電極とをリボンワイヤ19により接続する。また、第3半導体素子3の電極とリードフレーム2bに形成されたパッド(図示せず)とをリボンワイヤ19または通常の導電線により接続する。リボンワイヤ19は超音波接合装置を用いたウエッジボンディングにより接続される。ウエッジボンディングでは、例えば電極1cに接合される端部11aにおいて、ツールにより押圧された圧痕が上面11aaに残る。
上記工程(S20)以外の工程(S10)、工程(S30)、工程(S40)は、図4に示された半導体装置の製造方法と同様である。
<変形例>
図7は、図6に示された半導体装置の変形例を示す部分断面模式図である。図7に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。図7に示された半導体装置では、リボンワイヤ19がはんだ31を介して電極1cに接合されている。はんだ31の厚さは第1配線11としてのリボンワイヤ19の厚さTより小さい。
図7は、図6に示された半導体装置の変形例を示す部分断面模式図である。図7に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。図7に示された半導体装置では、リボンワイヤ19がはんだ31を介して電極1cに接合されている。はんだ31の厚さは第1配線11としてのリボンワイヤ19の厚さTより小さい。
<作用>
本開示に従った半導体装置は、図1、図6および図7に示されるように、第1半導体素子1と、第2半導体素子8と、第1配線11としてのリボンワイヤ19と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11としてのリボンワイヤ19は電極1cに接続される。第1配線11としてのリボンワイヤ19は、リボン状の形状を有するとともに、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは上面11aaを含む。第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを電気的に接続する。第2配線7の径D2は、第1配線11の延在方向に交差する方向における幅Wより小さい。第2配線7の径D2は、第1配線11としてのリボンワイヤ19の厚さTより小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第1端7aは第1配線11としてのリボンワイヤ19の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続されている。
本開示に従った半導体装置は、図1、図6および図7に示されるように、第1半導体素子1と、第2半導体素子8と、第1配線11としてのリボンワイヤ19と、第2配線7とを備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成される。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。第1配線11としてのリボンワイヤ19は電極1cに接続される。第1配線11としてのリボンワイヤ19は、リボン状の形状を有するとともに、電極1cに接続された端部11aを含む。端部11aは上面11aaを含む。第2配線7は、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを電気的に接続する。第2配線7の径D2は、第1配線11の延在方向に交差する方向における幅Wより小さい。第2配線7の径D2は、第1配線11としてのリボンワイヤ19の厚さTより小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第1端7aは第1配線11としてのリボンワイヤ19の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続されている。
この場合、リボン状の第1配線11であるリボンワイヤ19の端部11aにおける上面11aaに第2配線7を接続するので、第2配線7と第1半導体素子1との間の距離L1をリボンワイヤ19によって十分に確保することができる。また、第2配線7の土台としての端部11aを電極1c上に接続するので、従来のように土台として多段バンプを形成する場合のように、第1半導体素子1に対して土台を形成するため複数回のボンディングによる衝撃が加えられることがない。このため、当該衝撃に起因して第1半導体素子1が破損する可能性を低減できる。
また、第1配線11としてリボンワイヤ19を用いるので、第1配線11が線状の配線である場合よりも端部11aの上面11aaの面積を大きくできる。このため、当該上面11aaに対する第2配線7の接続位置を選択する場合の自由度を大きくできる。また、端部11aに対して複数の第2配線7を容易に接続できる。
本開示に従った半導体装置の製造方法は、第1半導体素子1および第2半導体素子8を準備する工程(S10)を備える。第1半導体素子1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する。第2主面1bは、第1主面1aと反対側に位置する。第1主面1aには電極1cが形成されている。第2半導体素子8は、第1主面1aから第2主面1bに向かう厚さ方向において、第1半導体素子1と異なる位置に配置される。さらに、半導体装置の製造方法は、電極1cに第1配線11としてリボンワイヤ19の端部11aを接続する工程(S20)と、第1半導体素子1と第2半導体素子8とを第2配線7により電気的に接続する工程(S30)とを備える。第1配線11は、リボン状の形状を有するリボンワイヤ19である。端部11aは上面11aaを含む。第2配線7の径D2は、第1配線11としてのリボンワイヤ19の延在方向に交差する方向における幅Wより小さい。第2配線7は、第1端7aと、第2端7bとを含む。第2端7bは、第1端7aと反対側に位置する。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、第1端7aは第1配線11としてのリボンワイヤ19の端部11aにおける上面11aaに直接接続される。第2端7bは第2半導体素子8に接続される。
このようにすれば、図6に示された半導体装置を得ることができる。
実施の形態3.
<半導体装置の構成>
図8は、実施の形態3に係る半導体装置の部分断面模式図である。図8に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図8に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、第1配線11が折り曲げられて積層されている。図8では、端部11aにおいてリボンワイヤ19が2回折り曲げられることにより、積層数が3の積層構造20になっている。端部11aにおいて、上面11aaは積層されたリボンワイヤ19の頂面である。積層されたリボンワイヤ19の頂面に第2配線7の第1端7aが接続されている。端部11aからリボンワイヤ19が延びる方向と、第2配線7が端部11aの上面11aaから離れるように延びる方向とは、水平方向において逆になっている。
<半導体装置の構成>
図8は、実施の形態3に係る半導体装置の部分断面模式図である。図8に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図8に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、第1配線11が折り曲げられて積層されている。図8では、端部11aにおいてリボンワイヤ19が2回折り曲げられることにより、積層数が3の積層構造20になっている。端部11aにおいて、上面11aaは積層されたリボンワイヤ19の頂面である。積層されたリボンワイヤ19の頂面に第2配線7の第1端7aが接続されている。端部11aからリボンワイヤ19が延びる方向と、第2配線7が端部11aの上面11aaから離れるように延びる方向とは、水平方向において逆になっている。
<半導体装置の製造方法>
図8に示された半導体装置の製造方法は、図6に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1配線11としてのリボンワイヤ19が折り曲げられて電極1c上に積層される。具体的には、電極1cに第1配線11としてのリボンワイヤ19の先端部を接続するとともに、リボンワイヤ19の先端部を折り曲げて積層構造20を形成する。工程(S20)では、第1半導体素子1の電極1c(図2参照)と第3半導体素子3の電極とをリボンワイヤ19により接続する。また、第3半導体素子3の電極とリードフレーム2bに形成されたパッド(図示せず)とをリボンワイヤ19または通常の導電線により接続する。リボンワイヤ19は超音波接合装置を用いたウエッジボンディングにより接続される。第1半導体素子1の電極1cにリボンワイヤ19を接続する際、図8に示されるように、まず電極1cにリボンワイヤ19の先端部をウエッジボンディングにより接合する。その後、ボンディングツールを操作することにより当該先端部上でリボンワイヤ19を複数回折り曲げた状態で押圧する。この結果、図8に示されるように、リボンワイヤ19が複数回折り曲げられて積層された積層構造20である端部11aが得られる。
図8に示された半導体装置の製造方法は、図6に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1配線11としてのリボンワイヤ19が折り曲げられて電極1c上に積層される。具体的には、電極1cに第1配線11としてのリボンワイヤ19の先端部を接続するとともに、リボンワイヤ19の先端部を折り曲げて積層構造20を形成する。工程(S20)では、第1半導体素子1の電極1c(図2参照)と第3半導体素子3の電極とをリボンワイヤ19により接続する。また、第3半導体素子3の電極とリードフレーム2bに形成されたパッド(図示せず)とをリボンワイヤ19または通常の導電線により接続する。リボンワイヤ19は超音波接合装置を用いたウエッジボンディングにより接続される。第1半導体素子1の電極1cにリボンワイヤ19を接続する際、図8に示されるように、まず電極1cにリボンワイヤ19の先端部をウエッジボンディングにより接合する。その後、ボンディングツールを操作することにより当該先端部上でリボンワイヤ19を複数回折り曲げた状態で押圧する。この結果、図8に示されるように、リボンワイヤ19が複数回折り曲げられて積層された積層構造20である端部11aが得られる。
上記工程(S20)以外の工程(S10)、工程(S30)、工程(S40)は、図4に示された半導体装置の製造方法と同様である。
<作用>
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、第1配線11としてのリボンワイヤ19が折り曲げられて積層されてもよい。端部11aにおいて、上面11aaは積層された第1配線11としてのリボンワイヤ19の頂面であってもよい。
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、第1配線11としてのリボンワイヤ19が折り曲げられて積層されてもよい。端部11aにおいて、上面11aaは積層された第1配線11としてのリボンワイヤ19の頂面であってもよい。
この場合、第1配線の厚さTが十分に厚く無い場合であっても、端部11aにおいてリボンワイヤ19を折り曲げて積層することで、電極1cから端部11aの上面11aaまでの高さ(端部11aの高さ)を十分に高くすることができる。このため、図1から図3に示された半導体装置と同様に、第2配線7と第1半導体素子1との間の距離L1を十分に大きくできる。また、リボンワイヤ19の積層数を変更することで、端部11aの高さを制御できるので、第1配線11として、厚さTを厚くした特殊なリボンワイヤ19を用いる必要がなく、一般的なリボンワイヤ19を用いることができる。このため、半導体装置の製造コストの増大を抑制できる。
上記半導体装置の製造方法では、第1配線11の端部11aを接続する工程(S20)において、第1配線11における端部11aでは、第1配線11が折り曲げられて電極1c上に積層されてもよい。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、端部11aにおいて、上面11aaは積層された第1配線11の頂面であってもよい。
この場合、図8に示された半導体装置を得ることができる。
実施の形態4.
<半導体装置の構成>
図9は、実施の形態4に係る半導体装置の部分断面模式図である。図9に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図9に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aが、固定部11acと、ループ部11adとを含む。固定部11acは電極1cに直接接続されている。ループ部11adは、固定部11acに連なり、電極1cから固定部11acの厚さ方向において電極1cから離れる方向(第2半導体素子8に向かう方向あるいは上方向)側に凸となっている。ループ部11adにおいて固定部11acと連なる側と反対側の端部は、リボンワイヤ19において第3半導体素子3(図1参照)上にまで延びている。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面である。第2配線7はループ部11adの上面11aaに接続されている。
<半導体装置の構成>
図9は、実施の形態4に係る半導体装置の部分断面模式図である。図9に示された半導体装置は、基本的には図6に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図6に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図9に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aが、固定部11acと、ループ部11adとを含む。固定部11acは電極1cに直接接続されている。ループ部11adは、固定部11acに連なり、電極1cから固定部11acの厚さ方向において電極1cから離れる方向(第2半導体素子8に向かう方向あるいは上方向)側に凸となっている。ループ部11adにおいて固定部11acと連なる側と反対側の端部は、リボンワイヤ19において第3半導体素子3(図1参照)上にまで延びている。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面である。第2配線7はループ部11adの上面11aaに接続されている。
ループ部11adの一部は固定部11ac上に位置する。電極1cの表面に対して垂直な方向から見た平面視において、ループ部11adの一部は固定部11acと重なっている。第2配線7の第1端7aは、平面視において固定部11acと重なる位置でループ部11adに接続されていてもよい。あるいは、第2配線7の第1端7aは、平面視において固定部11acと重ならない位置でループ部11adに接続されていてもよい。端部11aからリボンワイヤ19が延びる方向と、第2配線7が端部11aの上面11aaから離れるように延びる方向とは、水平方向において逆になっている。
<半導体装置の製造方法>
図9に示された半導体装置の製造方法は、図6に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1半導体素子1の電極1cにリボンワイヤ19を接続する際、第1配線11としてのリボンワイヤ19により、固定部11acとループ部11adとからなる端部11aが形成される。具体的には、図9に示されるように、リボンワイヤ19の先端部がウエッジボンディングにより電極1cに接合されて固定部11acが形成される。その後、ボンディングツールを操作することにより当該固定部11ac上でリボンワイヤ19がループ部11adを形成するように、リボンワイヤ19を折り曲げる。この結果、図9に示されるように、リボンワイヤ19における端部11aでは、電極1cに直接接続された固定部11acと、固定部11acに連なり、電極1cからリボンワイヤ19の厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となるループ部11adとが形成される。
図9に示された半導体装置の製造方法は、図6に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1半導体素子1の電極1cにリボンワイヤ19を接続する際、第1配線11としてのリボンワイヤ19により、固定部11acとループ部11adとからなる端部11aが形成される。具体的には、図9に示されるように、リボンワイヤ19の先端部がウエッジボンディングにより電極1cに接合されて固定部11acが形成される。その後、ボンディングツールを操作することにより当該固定部11ac上でリボンワイヤ19がループ部11adを形成するように、リボンワイヤ19を折り曲げる。この結果、図9に示されるように、リボンワイヤ19における端部11aでは、電極1cに直接接続された固定部11acと、固定部11acに連なり、電極1cからリボンワイヤ19の厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となるループ部11adとが形成される。
上記工程(S20)以外の工程(S10)、工程(S30)、工程(S40)は、図4に示された半導体装置の製造方法と同様である。なお、工程(S30)では、端部11aにおいて、上面11aaとしてのループ部11adの上面に第2配線7が接続される。
<作用>
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aは、固定部11acと、ループ部11adとを含む。固定部11acは電極1cに直接接続されている。ループ部11adは、固定部11acに連なり、電極1cから厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となっている。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aは、固定部11acと、ループ部11adとを含む。固定部11acは電極1cに直接接続されている。ループ部11adは、固定部11acに連なり、電極1cから厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となっている。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
この場合、第2配線7の第1端7aが接続されるループ部11adでは、当該第1端7aが接続される領域下に空間が形成されている。そのため、第2配線7の第1端7aをリボンワイヤ19に接続するときに、リボンワイヤ19の端部11aに第2配線7を接続するための工具(キャピラリなど)が接触しても、ループ部11adが容易に変位できるので、無理な力が当該工具に加えられることを抑制できる。このため、当該工具が破損する、あるいは第2配線7の端部11aに対する接続工程において不良が発生する可能性を低減できる。
上記半導体装置の製造方法では、第1配線11の端部11aを接続する工程(S20)において、第1配線11における端部11aでは、電極1cに直接接続された固定部11acと、固定部11acに連なり、電極1cから厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となるループ部11adとが形成されてもよい。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
この場合、図9に示された半導体装置を得ることができる。
実施の形態5.
<半導体装置の構成>
図10は、実施の形態5に係る半導体装置の部分断面模式図である。図10に示された半導体装置は、基本的には図8に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図8に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図10に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aが、閉ループ状のループ部11adと、積層固定部11aeとを含む。積層固定部11aeは電極1cに直接接続されている最下層と、当該最下層上に積層された上層とを含む積層構造部である。ループ部11adは、積層固定部11aeに連なり、電極1cから積層固定部11aeの厚さ方向において電極1cから離れる方向(第2半導体素子8に向かう方向あるいは上方向)側に凸となっている。ループ部11adの両端は積層固定部11aeに積層された上層に連なっている。このため、ループ部11adは閉ループとなっている。ループ部11adの一部は、平面視において積層固定部11aeの外側に位置する。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面である。第2配線7はループ部11adの上面11aaに接続されている。
<半導体装置の構成>
図10は、実施の形態5に係る半導体装置の部分断面模式図である。図10に示された半導体装置は、基本的には図8に示された半導体装置と同様の構成を備え、同様の効果得ることができるが、第1配線11としてのリボンワイヤ19と電極1cとの接合部の構成が図8に示された半導体装置と異なっている。具体的には、図10に示された半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aが、閉ループ状のループ部11adと、積層固定部11aeとを含む。積層固定部11aeは電極1cに直接接続されている最下層と、当該最下層上に積層された上層とを含む積層構造部である。ループ部11adは、積層固定部11aeに連なり、電極1cから積層固定部11aeの厚さ方向において電極1cから離れる方向(第2半導体素子8に向かう方向あるいは上方向)側に凸となっている。ループ部11adの両端は積層固定部11aeに積層された上層に連なっている。このため、ループ部11adは閉ループとなっている。ループ部11adの一部は、平面視において積層固定部11aeの外側に位置する。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面である。第2配線7はループ部11adの上面11aaに接続されている。
ループ部11adの一部は積層構造の最下層上に位置する。電極1cの表面に対して垂直な方向から見た平面視において、ループ部11adの一部は最下層と重なっている。第2配線7の第1端7aは、平面視において最下層と重なる位置でループ部11adに接続されていてもよい。あるいは、第2配線7の第1端7aは、平面視において最下層と重ならない位置でループ部11adに接続されていてもよい。端部11aからリボンワイヤ19が延びる方向と、第2配線7が端部11aの上面11aaから離れるように延びる方向とは、水平方向において逆になっている。
<半導体装置の製造方法>
図10に示された半導体装置の製造方法は、図8に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、リボンワイヤ19が折り曲げられて積層されるとともに、リボンワイヤ19によって閉ループ状のループ部11adが形成される。具体的には、図10に示されるように、リボンワイヤ19の先端部がウエッジボンディングにより電極1cに接合されて積層固定部11aeの最下層が形成される。その後、ボンディングツールを操作することにより当該最下層上でリボンワイヤ19がループ部11adを形成するように、リボンワイヤ19を折り曲げる。その後、積層固定部11aeを形成するように、積層されたリボンワイヤ19を押圧する。この結果、図10に示されるように、リボンワイヤ19における端部11aでは、電極1cに直接接続された最下層を含む積層固定部11aeと、積層固定部11aeに連なり、電極1cからリボンワイヤ19の厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となる閉ループ状のループ部11adとが形成される。
図10に示された半導体装置の製造方法は、図8に示された半導体装置の製造方法と基本的に同様の構成を備えるが、図4に示された第1配線工程(S20)の内容が一部異なっている。当該工程(S20)では、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、リボンワイヤ19が折り曲げられて積層されるとともに、リボンワイヤ19によって閉ループ状のループ部11adが形成される。具体的には、図10に示されるように、リボンワイヤ19の先端部がウエッジボンディングにより電極1cに接合されて積層固定部11aeの最下層が形成される。その後、ボンディングツールを操作することにより当該最下層上でリボンワイヤ19がループ部11adを形成するように、リボンワイヤ19を折り曲げる。その後、積層固定部11aeを形成するように、積層されたリボンワイヤ19を押圧する。この結果、図10に示されるように、リボンワイヤ19における端部11aでは、電極1cに直接接続された最下層を含む積層固定部11aeと、積層固定部11aeに連なり、電極1cからリボンワイヤ19の厚さ方向において第2半導体素子8側に凸となる閉ループ状のループ部11adとが形成される。
上記工程(S20)以外の工程(S10)、工程(S30)、工程(S40)は、図4に示された半導体装置の製造方法と同様である。なお、工程(S30)では、端部11aにおいて、上面11aaとしてのループ部11adの上面に第2配線7が接続される。
<作用>
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、リボンワイヤ19が折り曲げられて積層されるとともに、リボンワイヤ19によって閉ループ状のループ部11adが形成されてもよい。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
上記半導体装置において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、リボンワイヤ19が折り曲げられて積層されるとともに、リボンワイヤ19によって閉ループ状のループ部11adが形成されてもよい。端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
上記半導体装置の製造方法では、第1配線11の端部11aを接続する工程(S20)において、第1配線11としてのリボンワイヤ19における端部11aでは、第1配線11としてのリボンワイヤ19が折り曲げられて積層されるとともに、リボンワイヤ19によって閉ループ状のループ部11adが形成されてもよい。第2配線7により電気的に接続する工程(S30)では、端部11aにおいて、上面11aaはループ部11adの上面であってもよい。
この場合、第2配線7の第1端7aが接続されるループ部11adでは、当該第1端7aが接続される領域下に空間が形成されている。そのため、第2配線7の第1端7aを第1配線11としてのリボンワイヤ19に接続するときに、リボンワイヤ19の端部11aに第2配線7を接続するための工具(キャピラリなど)が接触しても、ループ部11adが容易に変位できるので、無理な力が当該工具に加えられることを抑制できる。このため、当該工具が破損する、あるいは第2配線7の端部11aに対する接続工程において不良が発生する可能性を低減できる。
また、ループ部11adが閉ループ状となっているので、ループ部11adの形状維持性能を高めることができる。そのため、ループ部11adがある程度変位しても元の形状に復帰することできる。このため、第1半導体素子1と第2配線7との間の距離を十分に保つことができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも2つを組み合わせてもよい。本開示の基本的な範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
1 第1半導体素子、1a 第1主面、1b 第2主面、1c 電極、2a,2b リードフレーム、3 第3半導体素子、4 モールド樹脂、5 パワー端子、6 IC端子、7 第2配線、7a 第1端、7b 第2端、8 第2半導体素子、9,31 はんだ、10 接合層、11 第1配線、11a 端部、11aa 上面、11ab カット面、11ad ループ部、11ae 積層固定部、12 ホーン、13 キャピラリ、15 スパークロッド、16 アルミニウム配線、19 リボンワイヤ、20 積層構造、30 矢印、D1,D2 径、L1 距離、T 厚さ、W 幅。
Claims (11)
- 第1主面と、前記第1主面と反対側に位置する第2主面とを有する第1半導体素子を備え、前記第1主面には電極が形成され、さらに、
前記第1主面から前記第2主面に向かう厚さ方向において、前記第1半導体素子と異なる位置に配置される第2半導体素子と、
前記電極に接続される第1配線と、を備え、
前記第1配線は、前記電極に接続された端部を含み、
前記端部は、上面と、前記上面と異なる方向に位置するカット面とを含み、さらに、
前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とを電気的に接続する第2配線を備え、
前記第2配線の径は、前記第1配線の径より小さく、
前記第2配線は、第1端と、前記第1端と反対側に位置する第2端とを含み、
前記第1端は前記第1配線の前記端部における前記上面に直接接続され、
前記第2端は前記第2半導体素子に接続されている、半導体装置。 - 第1主面と、前記第1主面と反対側に位置する第2主面とを有する第1半導体素子を備え、前記第1主面には電極が形成され、さらに、
前記第1主面から前記第2主面に向かう厚さ方向において、前記第1半導体素子と異なる位置に配置される第2半導体素子と、
前記電極に接続される第1配線と、を備え、
前記第1配線は、リボン状の形状を有するとともに、前記電極に接続された端部を含み、
前記端部は上面を含み、さらに、
前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とを電気的に接続する第2配線を備え、
前記第2配線の径は、前記第1配線の延在方向に交差する方向における幅より小さく、
前記第2配線は、第1端と、前記第1端と反対側に位置する第2端とを含み、
前記第1端は前記第1配線の前記端部における前記上面に直接接続され、
前記第2端は前記第2半導体素子に接続されている、半導体装置。 - 前記第1配線における前記端部では、前記第1配線が折り曲げられて積層され、
上記端部において、前記上面は前記積層された前記第1配線の頂面である、請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1配線における前記端部は、前記電極に直接接続された固定部と、前記固定部に連なり、前記電極から前記厚さ方向において前記第2半導体素子側に凸となるループ部とを含み、
前記端部において、前記上面は前記ループ部の上面である、請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1配線における前記端部では、前記第1配線が折り曲げられて積層されるとともに、前記第1配線によって閉ループ状のループ部が形成され、
上記端部において、前記上面は前記ループ部の上面である、請求項2に記載の半導体装置。 - 第1半導体素子および第2半導体素子を準備する工程を備え、
前記第1半導体素子は、第1主面と、前記第1主面と反対側に位置する第2主面とを有し、
前記第1主面には電極が形成され、
前記第2半導体素子は、前記第1主面から前記第2主面に向かう厚さ方向において、前記第1半導体素子と異なる位置に配置され、さらに、
前記電極に第1配線の端部を接続する工程と、
前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とを第2配線により電気的に接続する工程とを備え、
前記端部は、上面と、前記上面と異なる方向に位置するカット面とを含み、
前記第2配線の径は、前記第1配線の径より小さく、
前記第2配線は、第1端と、前記第1端と反対側に位置する第2端とを含み、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、
前記第1端は前記第1配線の前記端部における前記上面に直接接続され、
前記第2端は前記第2半導体素子に接続される、半導体装置の製造方法。 - 第1半導体素子および第2半導体素子を準備する工程を備え、
前記第1半導体素子は、第1主面と、前記第1主面と反対側に位置する第2主面とを有し、
前記第1主面には電極が形成され、
前記第2半導体素子は、前記第1主面から前記第2主面に向かう厚さ方向において、前記第1半導体素子と異なる位置に配置され、さらに、
前記電極に第1配線の端部を接続する工程と、
前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とを第2配線により電気的に接続する工程とを備え、
前記第1配線は、リボン状の形状を有し、
前記端部は上面を含み、
前記第2配線の径は、前記第1配線の延在方向に交差する方向における幅より小さく、
前記第2配線は、第1端と、前記第1端と反対側に位置する第2端とを含み、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、
前記第1端は前記第1配線の前記端部における前記上面に直接接続され、
前記第2端は前記第2半導体素子に接続される、半導体装置の製造方法。 - 前記第1配線の端部を接続する工程において、前記第1配線における前記端部では、前記第1配線が折り曲げられて前記電極上に積層され、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、前記端部において、前記上面は前記積層された前記第1配線の頂面である、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1配線の端部を接続する工程において、前記第1配線における前記端部では、前記電極に直接接続された固定部と、前記固定部に連なり、前記電極から前記厚さ方向において前記第2半導体素子側に凸となるループ部とが形成され、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、前記端部において、前記上面は前記ループ部の上面である、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1配線の端部を接続する工程において、前記第1配線における前記端部では、前記第1配線が折り曲げられて積層されるとともに、前記第1配線によって閉ループ状のループ部が形成され、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、前記端部において、前記上面は前記ループ部の上面である、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1配線の端部を接続する工程において、前記端部は前記電極に対してウエッジボンディングにより接続され、
前記第2配線により電気的に接続する工程では、前記第2配線がボールボンディングにより前記第1半導体素子と前記第2半導体素子とに接続される、請求項6から10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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