JP2024011020A - パッケージ、半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤボンディングの領域を確保しながら小型化を図ることができるパッケージで半導体チップを包装した半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１は、上面にパッド電極７を有する半導体チップＤ１が、内部と外部とを接続するリード部４０を有するパッケージ１００に包装され、パッケージ１００は、半導体チップＤ１が上面に載置される台座部１５を有する基板１０と、基板１０の周縁に沿って設けられる環状の側壁部２０と、台座部１５の上方に離隔して架け渡され、リード部４０の内部側の端子である内部端子４５が設けられる架橋部３０と、を備え、パッド電極７は、内部端子４５とボンディングワイヤ８０によって接続されている。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、半導体チップの包装用のパッケージ、半導体チップがパッケージで包装された半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体チップ（以下、チップともいう）を包装するパッケージの小型化では、チップの種類に応じた事情を考慮する必要がある。例えばチップが撮像素子（イメージセンサ）の場合、撮像素子の受光面への光の入射を妨げないように、以下に示すような条件が必要である。すなわち、受光面側はガラス等の透光性を有する材料で封止すること、受光面と同じ面に設けられるチップのパッド電極に配線できるようにすること、受光面が形成されているためチップサイズが大きいこと等である。また、撮像素子は外部の光学系と組み合わせて使用されることから、外部の光学系の設計に起因して、特定方向についてパッケージサイズが制限される場合がある。
例えば、特許文献１には、受光面の位置に開口部が設けられている基板に撮像素子をフリップチップ実装することでパッケージの小型化を図る技術が記載されている。特許文献２は、リードの端部よりも外周側にシールパネルとの接合面を設ける代わりに、リードの端部の上面に接着剤を介してシールパネルを固定することで小型化を図っている。なお、シールパネルとは、特許文献２においてパッケージの上面を構成する透明な蓋材である。

特開２０１３－０３０５２６号公報 特開２００６－３１３８６８号公報

特許文献１のフリップチップ実装は、チップとパッケージとの間で熱膨張係数の差による応力が生じて剥離が発生する恐れがあり、撮像素子のような寸法の大きなチップに適用することは難しい場合がある。また、特許文献２の場合は、接続端子とするリードの端部及びボンディングワイヤを配置する領域は減らすことができないため、パッケージの小型化には限界があった。
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ワイヤボンディングの領域を確保しながら小型化を図ることができるパッケージ、半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するために、本発明に係る半導体装置は、上面にパッド電極を有する半導体チップが、内部と外部とを接続するリード部を有するパッケージに包装されている半導体装置であって、前記パッケージは、前記半導体チップが上面に載置される台座部を有する基板と、前記基板の周縁に沿って設けられる環状の側壁部と、前記台座部の上方に離隔して架け渡される架橋部と、を備え、前記架橋部は、前記リード部の内部側の端子である内部端子が配置され、前記パッド電極は、前記内部端子とボンディングワイヤによって接続されている。

また、本発明に係るパッケージは、本発明に係る半導体装置に用いられるパッケージであって、前記基板と、前記側壁部と、前記リード部と、前記架橋部と、を備え、前記基板の台座部は、前記基板の開口部に配置されるように別体に形成されている。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係るパッケージ及び前記半導体チップを準備する準備工程と、前記台座部に前記半導体チップを載置する載置工程と、前記台座部を前記基板の開口部に接合する接合工程と、前記パッド電極を前記内部端子にボンディングワイヤで接続するワイヤボンディング工程と、を含む。

本発明によれば、ワイヤボンディングの領域を確保しながら小型化を図ることができるパッケージ、半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

本発明に係る半導体装置を概略的に示す平面図である。 図１Ａにおいて蓋部を取り外して概略的に示す平面図である。 図１ＡのＩＣ－ＩＣ線における概略断面図である。 本発明に係るパッケージを概略的に示す平面図である。 図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ線における概略断面図である。 図２ＡのＩＩＣ－ＩＩＣ線における概略断面図である。 載置面と外部との間の配線の例を概略的に示す断面図である。 載置面と外部との間の配線の例を概略的に示す断面図である。 載置面と外部との間の配線の例を概略的に示す断面図である。 フランジ形状の延伸部を概略的に示す断面図である。 フランジ形状の延伸部及び台座延伸部を概略的に示す断面図である。 基板の厚さの変形例を概略的に示す断面図である。 架橋部の変形例を概略的に示す断面図である。 架橋部の変形例を概略的に示す断面図である。 架橋部及びワイヤボンディングの変形例を概略的に示す平面図である。 架橋部及びワイヤボンディングの変形例を概略的に示す平面図である。 架橋部及びワイヤボンディングの変形例を概略的に示す平面図である。 架橋部及びワイヤボンディングの変形例を概略的に示す平面図である。 蓋部の変形例を概略的に示す平面図である。 蓋部の変形例を概略的に示す断面図である。 蓋部及び側壁部の変形例を概略的に示す断面図である。 モールド材を設ける変形例を概略的に示す平面図である。 モールド材を設ける変形例を概略的に示す断面図である。 モールド材を設ける変形例を概略的に示す断面図である。 側壁部の変形例を概略的に示す平面図である。 側壁部の変形例を概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャートである。 本発明に係る半導体装置の製造方法における準備されたパッケージを概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法における半導体チップが台座部に載置された状態を概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法における台座部が接合された状態を概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法におけるワイヤボンディングを設けた状態を概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法における蓋部で封止された状態を概略的に示す断面図である。 半導体装置の従来例を概略的に示す平面図である。

［半導体装置］
実施形態に係る半導体装置１について、図面を参照しながら説明する。なお、半導体チップは、ウエハから切り出された四角い薄片であり、ダイとも呼ばれる。半導体装置は、半導体チップをパッケージング（包装）したものをいう。
図１Ａから図２Ｃに例示するように、半導体装置１は、半導体チップＤ１と、ボンディングワイヤ８０と、パッケージ１００と、蓋部５０と、を備え、上面にパッド電極７を有する半導体チップＤ１が、内部と外部とを接続するリード部４０を有するパッケージ１００に包装されている。また、パッケージ１００は、半導体チップＤ１が上面に載置される台座部１５を有する基板１０と、基板１０の周縁に沿って設けられる環状の側壁部２０と、台座部１５の上方に離隔して架け渡され、リード部４０の内部側の端子である内部端子４５が設けられる架橋部３０と、を備えている。パッド電極７は、内部端子４５とボンディングワイヤ８０によって接続されている。なお、図１Ｂは、蓋部５０を取り外して示している。

（半導体チップ）
半導体チップＤ１は、ここでは、一例として、カメラ等に使用される撮像素子であり、受光面６及びパッド電極７を上面に有している。受光面６は、受光した光を電気信号に変換する光電変換素子が形成されている領域であり、必要な光電変換素子の個数や並べ方に応じて設けられている。受光面６は半導体チップＤ１の中央付近に設けることができる。パッド電極７は、半導体チップＤ１内部の配線を外部の配線と接続するための端子であり、必要な電源端子や信号線に応じて設けられている。パッド電極７は、例えば半導体チップＤ１の外周に沿って並べることができる。

（ボンディングワイヤ）
ボンディングワイヤ８０は、金やアルミニウム、銅等の細線の配線部材である。ボンディングワイヤ８０は、パッド電極７をリード部４０の内部端子４５に接続している。なお、ボンディングワイヤによる接続をワイヤボンディングとして説明している。
［パッケージ］
パッケージ１００は、半導体チップＤ１の包装に用いられる部材である。パッケージ１００は、基板１０と、側壁部２０と、架橋部３０と、リード部４０と、を備えている。パッケージ１００は、例えばセラミックパッケージである。

（基板）
基板１０は、パッケージ１００の底部を形成する部位である。基板１０は、半導体チップＤ１が載置される台座部１５を有している。台座部１５は、基板１０における中央側に位置している。基板１０は、台座部１５の周囲で台座部１５よりも厚く形成されている。基板１０の上面には、リード部４０の内部端子４５が設けられている。
台座部１５は、上面に導体で形成されている載置面１６を有し、半導体チップＤ１は、載置面１６上に載置されている。載置面１６の材料は、例えば銅や銅合金、鉄合金等とすることができ、半導体チップＤ１をはんだや導電性の接着剤等で固定することができる。なお、半導体チップＤ１は、導体の載置面１６を設けずに台座部１５の上面に載置するようにしてもよい。また、台座部１５は、基板１０に対して着脱できるように構成されている。台座部１５は、その周縁の基板１０の面よりも一段低くなるように形成されている。

（側壁部）
側壁部２０は、パッケージ１００の側壁を形成する部位である。側壁部２０は、基板１０の周縁に沿って矩形の環状に設けられている。側壁部２０は、ここでは、基板１０の平坦状の周縁から垂直方向に連続して、基板１０と一体に形成されている。側壁部２０の上面は、同一高さの平面になるように平らに形成されている。

（架橋部）
架橋部３０は、半導体チップＤ１の上方でパッド電極７のワイヤボンディングが可能となるように、台座部１５の上方に架け渡される部材である。架橋部３０は、ここでは、側壁部２０の対向する内側面の間に架け渡され、台座部１５及び基板１０の上面とは離隔している。架橋部３０の上面には、リード部４０の内部端子４５が設けられている。
架橋部３０は、平面視において、パッド電極７のグループ７Ａ、７Ｃが半導体チップＤ１の外縁８と架橋部３０との間に位置するように設けられている。すなわち、架橋部３０の内部端子４５は、半導体チップＤ１においてパッド電極７のグループ７Ａ、７Ｃよりも内側に位置している。パッド電極７のグループ７Ａ、７Ｃは、架橋部３０の内部端子４５にワイヤボンディングされている。残りのパッド電極７のグループ７Ｂ、７Ｄは、基板１０の上面に設けられている内部端子４５にワイヤボンディングされている。

図１Ｂに示すように、パッド電極７は、半導体チップＤ１の外縁８に沿って配置されている。架橋部３０が架け渡される方向に並んでいるパッド電極７のグループ７Ａ、７Ｃは、平面視において架橋部３０の両側に配置され、架橋部３０の内部端子４５にワイヤボンディングされている。また、ここでは、架橋部３０は、互いに平行な第１架橋部３１と第２架橋部３２とを備えている。第１架橋部３１と第２架橋部３２とは、半導体チップＤ１の受光面６の上方を空けて離れた位置に配置されている。そして、パッド電極７のグループ７Ａ、７Ｃは、第１架橋部３１及び第２架橋部３２の何れか近い方の内部端子４５にワイヤボンディングされている。半導体装置１は、半導体チップＤ１の外縁８の対向する２辺８Ａ、８Ｃから内側に向かう方向にワイヤボンディングされている。

架橋部３０は、受光面６の上方を空けて配置されている。第１架橋部３１及び第２架橋部３２は、平面視において受光面６とパッド電極７との間を通るように配置されている。すなわち、架橋部３０は、受光面６に入射する光線を遮ることがなく、パッド電極７からワイヤボンディングが可能な位置に設けられている。パッド電極７は、架橋部３０の下方に位置しているとワイヤボンディングが難しい場合がある。このため、架橋部３０は、半導体チップＤ１と重なる面積が小さくなるような形状及び大きさとすることが好ましい。例えば、架橋部３０は、平面視における幅を狭く形成されていることが好ましい。

（リード部）
リード部４０は、パッケージ１００の内部側と外部側とを接続する複数本の配線であり、複数本の配線のそれぞれに内部側の端子である内部端子４５及び外部側の端子である外部端子４６が設けられている。リード部４０は、基板１０、側壁部２０及び架橋部３０に埋設され、又は表面を経由して、内部側と外部側とを接続している。内部端子４５は半導体チップＤ１と接続され、外部端子４６は半導体装置１が実装される外部の回路と接続することができる。
内部端子４５は、基板１０及び架橋部３０の上面に設けられている。外部端子４６は、ここでは、一例として、パッケージ１００の下面にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の形態で設けられている。外部端子４６の形態には特に制限はなく、例えばＱＦＰのようにパッケージ１００の側面に設けてもよい。リード部４０の材料は、例えば銅や銅合金、鉄合金等とすることができる。

（蓋部）
蓋部５０は、パッケージ１００の上方側で側壁部２０の内部を封止する部材である。蓋部５０は板状の部材であり、側壁部２０の上面に設置され、側壁部２０の上面に環状に接して内部を封止している。
半導体チップＤ１が撮像素子の場合、蓋部５０は、例えば透明なガラス等の透光性を有する材料で形成される。蓋部５０は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上であり、９０％以上が好ましく、９５％がより好ましく、９８％以上がさらに好ましい。蓋部５０の表面には、反射を防止し、又は周波数を選択するといった機能を有する被膜を設けることができる。

図１１に示す従来例２００では、半導体チップＤ２００の外縁に沿って基板２１０の上面に内部電極２４５を設け、パッド電極２０７から外側に向けてワイヤボンディングを行っていた。これに対し、図１Ｂに例示するように、パッケージ１００で包装された半導体装置１によれば、架橋部３０を設けることにより、パッド電極７から内側に向けてワイヤボンディングを行う事が可能となる。このため、半導体チップＤ１の外縁８の辺８Ａ、８Ｃの外側に内部端子４５やボンディングワイヤ用のスペースを確保する必要がなくなり、半導体装置の外形寸法をＷ２００からＷ１に小型化することが可能となる。なお、図１Ｂ、図１１は、蓋部を取り外して示している。
半導体装置１は、内部端子４５やボンディングワイヤ用のスペースを削減することで、光学的な配置の制約などに起因する、撮像素子のパッケージの特定の方向の寸法を小さくする要求に対して、有効に応えることが出来る。
また、半導体装置１は、ワイヤボンディング法を用いているために、フリップチップ等で問題となる熱膨張の影響等によるパッド電極７の接続部分の破壊が起きにくく、大型の半導体チップへの対応が容易である。

ここで、容器としてのパッケージ１００における台座部１５について説明する。台座部１５は、基板１０において別体とすることができる。すなわち、容器としてのパッケージ１００は、基板１０と、側壁部２０と、リード部４０と、架橋部３０と、を備え、基板１０の台座部１５は、基板１０の開口部１４に配置されるように別体に形成されている。なお、半導体装置１においては、台座部１５は基板１０の開口部１４に接合されている。

台座部１５が別体に形成されている場合、載置面１６を外部と接続する配線及び端子を設けておくことが好ましい。これにより、半導体チップＤ１の下面の電位を外部から固定することができる。図３Ａに例示するように、台座部１５は、載置面１６と接続される引き出し電極１８を下面に有している。ここでは、引き出し電極１８は、外部端子４６が並ぶボールグリッドアレイの一部となっている。引き出し電極１８は複数設けてもよい。
図３Ｂに例示するように、載置面１６は、内部端子４５とワイヤボンディングで接続することができる。この場合、外部側の端子である外部端子４６が載置面１６と接続されることになる。載置面１６のワイヤボンディングは、複数設けてもよく、引き出し電極１８と併用してもよい。
また、図３Ｃに例示する台座部１５Ｂのように、台座部の全体を導体で形成し、下面を電極として使用することができる。

台座部１５の断面形状について、図４Ａに例示するように、基板１０は、開口部１４に、上面を延伸し下面に段差を設けるようにフランジ形状に形成される延伸部１２を有し、台座部１５の上面が延伸部１２の下面と接合されるようにすることができる。また、図４Ｂに例示するように、下面を延伸し上面に段差を設けるようにフランジ形状に形成される台座延伸部１７を有し、台座延伸部１７の上面が延伸部１２の下面と接合されるようにすることができる。
フランジ形状の延伸部１２や台座延伸部１７が設けられていることで、台座部１５のアライメントを正確にとり、接合を頑健なものとすることができる。

［変形例］
次に、パッケージ１００及びワイヤボンディングの変形例について説明する。
図５Ａに例示するように、基板１０Ａは厚さを変えたものとすることができる。例えばパッケージ１１１は、台座部１５とその周囲とで基板１０Ａの厚さが同じであり、その他の点についてはパッケージ１００と同様である。これにより、半導体装置１の低背化を図ることができる。なお、台座部１５の周囲を台座部１５よりも薄く形成してもよい。
また、図５Ｂに例示するように、架橋部３０Ａは基板１０の上面に接するようにすることができる。例えばパッケージ１１２は、架橋部３０Ａが基板１０の上面に接し、側壁部２０の間に架け渡されている。図５Ｃに例示するパッケージ１１３は、架橋部３０Ｂが基板１０の上面に接し、側壁部２０とは離隔している。パッケージ１１２、１１３は、その他の点についてパッケージ１００と同様である。架橋部３０Ａ、３０Ｂが基板１０の上面に接して設けられていることで、内部端子４５と外部端子４６との間を接続するリード部４０の配置の自由度を高めることができる。

架橋部３０は、一つにすることができる。図６Ａに例示するように、半導体装置２Ａの架橋部３０は、半導体装置１の第１架橋部３１及び第２架橋部３２を有していない。パッド電極７のグループ７Ａ、７Ｅは、平面視において架橋部３０の両側に配置され、架橋部３０の内部端子４５にワイヤボンディングされている。残りのパッド電極７は、基板１０の内部端子４５にワイヤボンディングされている。受光面６Ａは、半導体チップＤ２Ａの中央側ではなく、周縁側に設けることができる。その他の点は、半導体装置１と同様である。なお、図６Ａから図６Ｄでは、蓋部５０を取り外して示している。

また、架橋部３０は連結することができる。図６Ｂに例示するように、半導体装置２Ｂの架橋部３０は、第１架橋部３１及び第２架橋部３２を連結し、内部端子４５が設けられる連結部３３を有している。パッド電極７のグループ７Ｄは、平面視において半導体チップＤ２Ｂの外縁８と連結部３３との間に配置され、半導体チップＤ２Ｂにおいてパッド電極７のグループ７Ｄよりも内側に位置する連結部３３の内部端子４５にワイヤボンディングされている。受光面６Ｂは、半導体チップＤ２Ｂの周縁側に設けることができる。その他の点については半導体装置１と同様である。半導体装置２Ｂは、半導体チップＤ２Ｂの外縁８の３辺８Ａ、８Ｃ、８Ｄから内側に向かう方向にワイヤボンディングされている。

図６Ｃに例示するように、半導体装置２Ｃの架橋部３０は、第１架橋部３１及び第２架橋部３２を連結し、内部端子４５が設けられる連結部３３、３４を有している。パッド電極７のグループ７Ｂ、７Ｄは、平面視において連結部３３、３４の両側に配置され、半導体チップＤ２Ｃにおいてパッド電極７のグループ７Ｂ、７Ｄよりも内側に位置する連結部３３、３４の内部端子４５にワイヤボンディングされている。受光面６Ｃは、半導体チップＤ２Ｃの中央側で、連結部３３、３４の間に位置している。その他の点については、半導体装置１と同様である。半導体装置２Ｃは、半導体チップＤ２Ｃの外縁８の４辺８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄから内側に向かう方向にワイヤボンディングされている。
このように、内側に向けてワイヤボンディングできる辺を増やすことで、ワイヤボンディングに必要なスペースを削減し、半導体装置のさらなる小型化を図っている。

図６Ｄに例示するように、半導体装置２Ｄは、架橋部３０が、第１架橋部３１及び第２架橋部３２に相当する主架橋部３５の他に第３架橋部３６を有している。パッド電極７のグループ７Ａ、７Ｅは、平面視において主架橋部３５の両側に配置され、主架橋部３５の内部端子４５にワイヤボンディングされている。パッド電極７のグループ７Ｆは、グループ７Ｅと第３架橋部３６との間に配置され、第３架橋部３６の内部端子４５にワイヤボンディングされている。この半導体装置２Ｄにおいて、半導体チップＤ３は受光面を有していない。また、基板１０の上面には内部端子４５が設けられていない。その他の点については半導体装置１と同様である。
なお、半導体装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃのパッケージで、受光面を有しない半導体チップを用いることもできる。受光面がない場合、例えば半導体装置２Ｃにおいて、連結部３３、３４は一体に形成することができる。

蓋部５０は、側壁部２０に対する大きさを変えることができる。図７Ａ、７Ｂに例示するように、蓋部５０Ａは側壁部２０の上面の内周よりも大きく、外周よりも小さい。図７Ｃに例示するように、側壁部２０Ａの上面に内周側で低くなる段差部２１を設け、段差部２１に蓋部５０Ａを設置してもよい。また、段差部２１の深さを調整することで、半導体装置の上面を平らに形成することができる。
蓋部５０、５０Ａは、例えば周縁部に遮光性の領域を有していてもよい。また、受光面を有しない半導体チップを包装する場合は、全体を遮光性とすることができる。

図８Ａ、８Ｂに例示する半導体装置１Ａは、蓋部５０、５０Ａに代えて、側壁部２０で囲まれる内側に充填され、半導体チップＤ１、基板１０の上面、側壁部２０の内側面、架橋部３０及びボンディングワイヤ８０を覆うモールド材６０で封止されている。モールド材６０の材料は、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂に硬化剤等を含有させたものとすることができる。モールド材６０は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上であり、９０％以上が好ましく、９５％がより好ましく、９８％以上がさらに好ましい。なお、受光面を有しない半導体チップを包装する場合は、遮光性のモールド材を使用することができる。
図８Ｃに例示するように、側壁部２０Ｂの上面は、架橋部３０の上面と同じ高さにすることができる。半導体装置１Ｂは、図８Ｄ、８Ｅに例示するパッケージ１２１を用いており、モールド材６０で封止されている。半導体装置１Ｂは、側壁部２０Ｂの上面を架橋部３０の上面と同じ高さにすることで、低背化を図ることができる。

［半導体装置の製造方法］
次に、半導体装置の製造方法について、半導体装置１を例にして説明する。図９に示すように、半導体装置の製造方法は、基板１０と、側壁部２０と、リード部４０と、架橋部３０と、を備え、基板１０の台座部１５が基板１０の開口部１４に配置されるように別体に形成されているパッケージ１００及び半導体チップＤ１を準備する準備工程Ｓ１と、台座部１５に半導体チップＤ１を載置する載置工程Ｓ２と、台座部１５を基板１０の開口部１４に接合する接合工程Ｓ３と、パッド電極７を内部端子４５にボンディングワイヤ８０で接続するワイヤボンディング工程Ｓ４と、を含む。半導体チップＤ１は、上面に受光面６を有する撮像素子であり、架橋部３０は、受光面６の上方を空けて配置されている。そして、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上である板状の蓋部５０を側壁部２０の上面に設置して、側壁部２０の内部を封止する封止工程Ｓ５を含む。

（準備工程）
準備工程Ｓ１は、パッケージ１００及び半導体チップＤ１を準備する工程である。パッケージ１００は、例えば、構造体となるセラミックと、リード部４０を形成する配線用の金属等とを積層させて形成していくセラミックパッケージ技術によって製造することができる。なお、セラミックパッケージに限られるものでは無く、同様の形状が形成可能であればどのような素材、製造技術を適用してもよい。
台座部１５は別体に形成する。台座部１５は、容易に取り外せるように仮固定されていてもよい。
半導体チップＤ１は撮像素子であり、上面にパッド電極７及び受光面６を有する。半導体チップＤ１の準備において、パッド電極７及び受光面６は、パッケージ１００の架橋部３０の形状、大きさ及び位置を想定して配置することができる。一方、パッケージ１００の準備において、架橋部３０を半導体チップＤ１に合わせて調整することもできる。半導体チップＤ１及びパッケージ１００は購入して準備してもよい。

（載置工程）
載置工程Ｓ２は、半導体チップＤ１を載置する工程である。半導体チップＤ１は、取り外した状態の台座部１５の上面に接着材を介して固定する。ここでは、図１０Ｂに例示するように、導体の載置面１６上に導電性接着材９１を介して固定している。なお、他の図では導電性接着材９１の図示を省略している。

（接合工程）
接合工程Ｓ３は、半導体チップＤ１が載置された台座部１５を基板１０の開口部１４に接合する工程である。台座部１５は下方側から取り付け、接着材を介して固定する。台座部１５の周囲の隙間は、シール材で封止することが好ましい。ここでは、図１０Ｃに示すように、接着シール材９２で接着及び封止している。なお、図１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅの他では接着シール材９２の図示を省略している。

（ワイヤボンディング工程）
ワイヤボンディング工程Ｓ４は、パッド電極７と内部端子４５とをボンディングワイヤ８０で接続する工程である。ワイヤボンディングは、半導体チップＤ１上面のパッド電極７と、基板１０及び架橋部３０の上面の内部端子４５との間で、パッケージ１００の上面側から行っている。載置面１６と内部端子４５との間のワイヤボンディングは、この工程Ｓ４で行うことができる。

（封止工程）
封止工程Ｓ５は、パッケージ１００を封止する工程である。図１０Ｅに示すように、ここでは、側壁部２０の上面に気密シール材９３を介して板状の蓋部５０を設置して、パッケージの上方側を封止している。窒素封止や真空封止とすることもできる。なお、他の図では気密シール材９３の図示を省略している。
ここでは、蓋部５０は、パッケージ１００に合う大きさとする。また、蓋部５０は、半導体装置１の用途に合わせて、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上であるものとする。蓋部５０は、準備工程Ｓ１においてパッケージ１００と一緒に準備してもよい。
なお、蓋部５０に代えて、透光性を有するモールド材６０で封止することもできる。モールド材６０は、側壁部２０で囲まれる内側に充填し、少なくとも半導体チップＤ１、基板１０の上面、側壁部２０の内側面、架橋部３０及びボンディングワイヤ８０を覆うように配置する。

半導体装置の製造方法は、別体に形成された台座部１５に半導体チップを載置して、台座部１５を下方側から取り付けることで、半導体チップの上方に架橋部３０を設けて半導体装置を製造することができる。そして、半導体チップ上面のパッド電極７と基板１０及び架橋部３０の上面の内部端子４５との間で、上方側からのワイヤボンディングによって電気的接続を確保し、さらに蓋部で封止して気密性の保持を図ることができる。
また、受光面６に入射する光を遮らないように架橋部３０を配置し、透光性を有する蓋部５０で封止することで、撮像素子である半導体チップＤ１を包装した半導体装置１を製造することができる。

なお、架橋部３０は、直線状とする例で説明したが、半導体チップＤ１のパッド電極７の配置に合わせて屈曲する形状としてもよい。また、架橋部３０は、均一の幅となるように説明したが、一端から他端において異なる幅で形成され湾曲する形状や直線状の形状であっても構わない。また、架橋部３０の厚みも、内部端子４５が形成される上面は同一平面で、下面側の厚みが異なるように形成してもよく、架橋部３０の数や形状は、そのパッケージの形状や半導体チップにより適宜変更することとしても構わない。

１ 半導体装置
６ 受光面
７ パッド電極
８ 外縁（半導体チップ）
１０ 基板
１２ 延伸部
１４ 開口部
１５ 台座部
１６ 載置面
１７ 台座延伸部
１８ 引き出し電極
２０ 側壁部
３０ 架橋部
３１ 第１架橋部
３２ 第２架橋部
３３ 連結部
４０ リード部
４５ 内部端子
４６ 外部端子
５０ 蓋部
６０ モールド材
８０ ボンディングワイヤ
１００ パッケージ
２００ 従来例（半導体装置）
Ｄ１ 半導体チップ（撮像素子）
Ｄ３ 半導体チップ（受光面なし）

Claims (20)

1. 上面にパッド電極を有する半導体チップが、内部と外部とを接続するリード部を有するパッケージに包装されている半導体装置であって、
   前記パッケージは、
   前記半導体チップが上面に載置される台座部を有する基板と、
   前記基板の周縁に沿って設けられる環状の側壁部と、
   前記台座部の上方に離隔して架け渡される架橋部と、を備え、
   前記架橋部は、前記リード部の内部側の端子である内部端子が配置され、
   前記パッド電極は、前記内部端子とボンディングワイヤによって接続されている半導体装置。
2. 少なくとも一部の前記パッド電極は、平面視において前記半導体チップの外縁と前記架橋部との間に配置され、前記半導体チップにおいて前記パッド電極よりも内側に位置する前記架橋部の内部端子にワイヤボンディングされている請求項１に記載の半導体装置。
3. 少なくとも一部の前記パッド電極は、平面視において前記架橋部の両側に配置され、前記架橋部の内部端子にワイヤボンディングされている請求項１に記載の半導体装置。
4. 前記架橋部は、第１架橋部及び第２架橋部を備え、
   平面視において前記架橋部の両側に配置されている前記パッド電極は、前記第１架橋部及び第２架橋部の何れか近い方の内部端子にワイヤボンディングされている請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記架橋部は、前記第１架橋部及び第２架橋部を連結し、前記内部端子が設けられる連結部を有し、
   少なくとも一部の前記パッド電極は、平面視において前記半導体チップの外縁と前記連結部との間に配置され、前記半導体チップにおいて前記パッド電極よりも内側に位置する前記連結部の内部端子にワイヤボンディングされている請求項４に記載の半導体装置。
6. 少なくとも一部の前記パッド電極は、平面視において前記連結部の両側に配置され、前記連結部の内部端子にワイヤボンディングされている請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記台座部は、上面に導体で形成されている載置面を有し、
   前記半導体チップは、前記載置面に載置されている請求項１に記載の半導体装置。
8. 前記台座部は、前記載置面と接続されている引き出し電極を下面に有する請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記載置面は、前記内部端子にワイヤボンディングされている請求項７に記載の半導体装置。
10. 前記側壁部の上面に設置される板状の蓋部で前記側壁部の内部を封止されている請求項１に記載の半導体装置。
11. 前記蓋部は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上である請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記側壁部で囲まれる内側に充填され、前記半導体チップ、前記基板の上面、前記側壁部の内側面、前記架橋部及び前記ボンディングワイヤを覆うモールド材で封止されている請求項１に記載の半導体装置。
13. 前記モールド材は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上である請求項１２に記載の半導体装置。
14. 前記半導体チップは、上面に受光面を有する撮像素子であり、
    前記架橋部は、前記受光面の上方を空けて配置されている請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の半導体装置。
15. 請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の半導体装置に用いられるパッケージであって、
    前記基板と、
    前記側壁部と、
    前記リード部と、
    前記架橋部と、を備え、
    前記基板の台座部は、前記基板の開口部に配置されるように別体に形成されているパッケージ。
16. 前記基板は、前記開口部に、上面を延伸し下面に段差を設けるようにフランジ形状に形成される延伸部を有し、
    前記台座部の上面が前記延伸部の下面と接合されている請求項１５に記載のパッケージ。
17. 前記台座部は、下面を延伸し上面に段差を設けるようにフランジ形状に形成される台座延伸部を有し、
    前記台座延伸部の上面が前記延伸部の下面と接合されている請求項１６に記載のパッケージ。
18. 前記台座部は、導体で形成されている請求項１５に記載のパッケージ。
19. 請求項１５に記載のパッケージ及び前記半導体チップを準備する準備工程と、
    前記台座部に前記半導体チップを載置する載置工程と、
    前記台座部を前記基板の開口部に接合する接合工程と、
    前記パッド電極を前記内部端子にボンディングワイヤで接続するワイヤボンディング工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
20. 前記半導体チップは、上面に受光面を有する撮像素子であり、
    前記架橋部は、前記受光面の上方を空けて配置され、
    赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかの波長の透過率が８０％以上である板状の蓋部を前記側壁部の上面に設置して、前記側壁部の内部を封止する封止工程を含む請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。

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