JP3218816B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップとリード
フレームとをボンディングワイヤで接続した半導体装置
に関し、更に詳細にはかかる種類の半導体装置であって
ボンディングワイヤが接触して短絡していないように工
夫されたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の樹脂封止型半導体装置Ａ
は、図６に示すように、樹脂封止された半導体チップ１
０とリードフレーム１２とから構成されている。更に詳
しく説明すると、リードフレーム１２は、半導体チップ
１０がダイボンディングされるダイパッド部１４と、リ
ード部１６とからなり、リード部１６の先端は図示しな
い基板の配線パターンに接続されるアウタリード１８、
基端はインナリード２０となっている。このようなリー
ドフレーム１２は、一般にフィルム状の金属板からエッ
チング加工によって形成される。半導体チップ１０は、
リードフレーム１２のダイパッド部１４にダイボンディ
ングされ、半導体チップ１０のパッド２２とインナリー
ド２０とが金線等のボンディングワイヤ２４によって接
続されている。上述のように相互に電気的に接続された
半導体チップ１０とリードフレーム１２とは、リードフ
レーム１２のアウタリード１８を露出させるようにし
て、一体的に封止用樹脂２６により封止され、半導体装
置Ａが形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の樹脂封止型半導体装置には以下のような問題点
があった。すなわち、リード部１６の数が多いいわゆる
多ピン構造の半導体装置では、エッチング加工技術の限
界に起因して、リードフレーム１２のインナリード２０
とダイパッド部１４との間の距離を短くすることが困難
であるため、ボンディングワイヤ２４の長さは、必然的
にその太さに比べて長くなる。例えば、１００ピン以上
の半導体装置では、パッド２２とインナリード２０との
距離が３．５mm以上になるので、ボンディングワイヤ２
４はリード部１６の数が少ない半導体装置より長いもの
を使用しなければならない。
【０００４】このようにパッド２２とインナリード２０
との距離が長くなると、封止用樹脂２６の注入時に、ボ
ンディングワイヤ２４が、樹脂の注入圧力のためにワイ
ヤ流れを起こし易い。尚、本明細書で、ワイヤ流れと
は、封止用樹脂２６の注入時の圧力によりボンディング
ワイヤ２４の形状が元の形状から変形して樹脂によって
流れたように見えることを言う。ワイヤ流れが発生する
と、例えば半導体チップ１０とボンディングワイヤ２４
とが図７のＡ部に示すように、ボンディングワイヤ２４
同士が同図のＢ部に示すように、インナリード２０とボ
ンディングワイヤ２４とが同のＣ部に示すように接触し
て、短絡し、半導体装置Ａの製品不良の発生原因とな
る。
【０００５】かかるワイヤ流れの問題を解決するため
に、種々の提案がなされているが、実用的に満足すべき
ものは未だないのが実情である。例えば特開平３−７１
６６０号公報には、図８に示すように、電極パッド１４
とボンディングワイヤ２４を別の補強用樹脂２８で覆っ
た半導体装置Ｂが開示されている。しかし、補強用樹脂
２８で半導体チップ１０を全体的に覆うことが実際には
どうしても困難で、部分的に半導体チップ１０が露出
し、吸湿する可能性が多い。そのため、半田リフロー時
この補強用樹脂２８と半導体チップ１８との間に剥離が
生じ信頼性を低下させる結果となる。また、補強用樹脂
２８と封止用樹脂２６とをまったく同じ特性にすること
は現実には難しく、そのため半田リフロー時や長期使用
中にこの界面で剥離が生じボンディングワイヤ切れ、ク
ラック、或いはＡｌ腐食が発生する可能性がある。
【０００６】以上の問題に鑑みて、本発明の目的は、多
ピン構造の樹脂封止型半導体装置であっても、ボンディ
ングワイヤのワイヤ流れが発生しないように改良された
半導体装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置は、リードフレームの吊り
部により支持されたダイパッド部にダイボンディングし
た半導体チップのパッドと、リードフレームのリード部
のインナーリードとをボンディングワイヤによって接続
し、かつ前記リード部のアウターリードが露出するよう
に封止用樹脂で封止してなる半導体装置において、電気
絶縁性補強材にてボンディングワイヤ同士を横断方向に
連結するとともに、電気絶縁性補強材を吊り部方向に延
在させて、電気絶縁性補強材の末端と吊り部とを連結し
て補強したことを特徴としている。
【０００８】本発明の望ましい実施態様では、補強材が
接着剤層を備えた樹脂フィルムからなる補強テープ、又
は液状樹脂を硬化してなる樹脂帯状体であることを特徴
とする。補強テープの接着剤層は、それによってボンデ
ィングワイヤの上側又は下側に貼着するために設けてあ
る。電気絶縁性の樹脂フィルムの例としては、ポリイミ
ド樹脂がある。
【０００９】本発明の望ましい実施態様では、ボンディ
ングワイヤ同士の連結に加えて、更にリードフレームの
吊り部とも連結して補強したことを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明では、ボンディングワイヤが電気絶縁性
補強材により相互に連結されて一体的な構造に補強さ
れ、また１本のボンディングワイヤを支持する支持間隔
が補強材によって短くなっているので、封止用樹脂の注
入圧力によるワイヤ流れが抑制される。
【００１１】
【実施例】以下に、添付図面を参照して実施例に基づき
本発明をより詳細に説明する。実施例１ 図１（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例１の要部
の平面図（半導体装置の上半分のみを示すが、下半分も
これと同じものである）、図１（ｂ）は図１（ａ）の半
導体装置をその側面から見た構成図、図１（ｃ）は補強
テープの断面を示す拡大図である。実施例１の半導体装
置３０では、図１に示すように、補強テープ３２が半導
体チップ１０に近い位置でほぼ全部のボンディングワイ
ヤ２４にわたりボンディングワイヤ２４を横断する方向
に延在して、その上面に接着されている。補強テープ３
２は、図１（ｃ）に示すように、２０μｍ〜５０μｍの
厚さのポリイミドフィルム３３と、その表面に形成され
た厚さ３０μｍ〜１００μｍの接着剤層３４とから構成
されている。接着剤は、ポリイミド系の熱可塑性樹脂、
エポキシ系、フェノール系等の熱硬化性樹脂から選んだ
ものでよい。補強テープの幅は、半導体装置３０の半導
体チップ１０とインナリード２０との距離に応じて定め
られる。
【００１２】補強テープ３２は、半導体チップ１０とリ
ードフレーム１２とのワイヤボンディング工程の後にボ
ンディングワイヤ２４上に貼着される。即ち、半導体チ
ップ１０をダイパット部１４にダイボンディングし、半
導体チップ１０のパッド２２とリード部１６のインナリ
ード２０との間を金線等のボンディングワイヤ２４で接
続する。ワイヤボンディング工程の終了後、ボンディン
グワイヤ２４の温度がまだ高い間に接着剤層３４を下に
して補強テープ３２をボンディングワイヤ２４上に載せ
る。ボンディングワイヤ２４の温度が高い間に載せるの
は、接着剤層３４の接着剤がよく馴染むからである。ま
た、接着剤が熱硬化性樹脂の場合には、この後オーブン
に入れて硬化させる必要がある。
【００１３】補強テープ３２を貼着した後、アウターリ
ード１８が露出するようにして、ボンディングワイヤ２
４で接続した半導体チップ１０とリードフレーム１２と
を一体的に封止用樹脂２６で封止する。封止用樹脂２６
は、例えばエポキシ系樹脂であって、封止された半導体
装置３０を外部雰囲気から保護する役割を果たす。
【００１４】上述の構成により、ボンディングワイヤ２
４が補強テープ３２により相互に連結されて一体的な構
造に補強され、また１本のボンディングワイヤ２４を支
持する支持間隔が補強テープ３２によって短くなってい
るので、封止用樹脂２６の注入圧力によるワイヤ流れが
抑制される。
【００１５】実施例２ 図２（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例２の要部
の平面図（下半分は、図示の上半分と同じものであ
る）、図２（ｂ）は図２（ａ）の半導体装置をその側面
から見た構成図である。実施例２の半導体装置４０は、
図２（ａ）に示すように補強テープ３２の枝部３６がリ
ードフレーム１２の吊り部４６方向に延在し、末端で吊
り部４６に貼着されている。以上の構成により、ボンデ
ィングワイヤ２４の群は、吊り部４６にも連結されてい
るので、実施例１の効果に加えて吊り部４６との連結に
よる補強効果がボンディングワイヤ２４に与えられる。
【００１６】実施例３ 図３（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例３をその
側面から見た構成図、図３（ｂ）は図３（ａ）の半導体
装置を樹脂封止するためにヒートアダプタに配置された
半導体チップの要部をその側面から見た構成図、図３
（ｃ）はヒートアダプタ部を示す拡大図である。実施例
３の半導体装置５０では、図３（ａ）に示すように、補
強テープ３２がボンディングワイヤ２４の下面に貼着さ
れている。本実施例で補強テープ３２を貼着するには、
図３（ｃ）及び（ｂ）に示すように、ワイヤボンディン
グ時にヒートアダプタ５２上に接着剤層３４を上にして
補強テープ３２を載せ、ボンディングワイヤ２４が補強
テープ３２の接着剤層３４に入り込むようにしてワイヤ
ボンディングを行う。
【００１７】実施例４ 図４（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例４の要部
の平面図（下半分は、図示の上半分と同じものであ
る）、図４（ｂ）は図４（ａ）の半導体装置をその側面
から見た構成図、図４（ｃ）は樹脂中のガラス繊維の存
在を示す説明図である。実施例４の半導体装置６０で使
用された補強材は、実施例１から実施例３の補強テープ
３２に代えて、液状の熱硬化性又は熱可塑性樹脂をイン
ジェクタから吐出、硬化させて形成した樹脂帯状体６２
である。ボンディングワイヤ２４の下側に樹脂６２が垂
れ下がるのを抑制するために図４（ｃ）に図解している
ように、樹脂６２中に０．１mm〜１mm程度のガラス繊維
等を混入しておくとよい。
【００１８】実施例５ 図５は本発明に係る半導体装置の実施例５の要部の平面
図（下半分は、図示の上半分と同じものである）であ
る。実施例５の半導体装置７０では、２本の補強テープ
３２又は２本の樹脂帯状体６２が同じ横断方向に延在し
てボンディングワイヤ２４群を連結している。
【００１９】
【発明の効果】ワイヤ流れはワイヤパスが長くなるほど
ワイヤの流れ量（変形の大きさ）が大きくなり、ワイヤ
間が接触しやすくなるが、本発明によれば、ボンディン
グワイヤ同士を電気絶縁性補強材によって連結すること
によって、ボンディングワイヤの支持間隔が短くなって
ボンディングワイヤが短くなったのと同じ効果を奏し、
ワイヤ流れが減少する。しかもボンディングワイヤ群が
一体的な構造となり、仮に、ワイヤ流れが起きても全体
的に動くため、ボンディングワイヤ間の接触は起き難く
なる。さらに、電気絶縁性補強材とリードフレームの吊
り部とを連結することにより、ボンディングワイヤの補
強強度が増大し、ワイヤ流れを防ぐだけでなく、リード
フレームの吊り部と隣接するボンディングワイヤとの接
触を防ぐことが可能である。また、ワイヤボンディング
後、すぐに補強材によって補強されるため、モールド工
程前に振動等で発生するワイヤ垂れや、ワイヤ切れが発
生しにくくなる。よって、本発明に係る半導体装置の製
造では、短絡による製品不良の発生が大幅に抑制され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例
１の要部の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の半導体装
置をその側面から見た構成図、図１（ｃ）は補強テープ
の断面を示す拡大図である。
【図２】図２（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例
２の要部の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の半導体装
置をその側面から見た構成図である。
【図３】図３（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例
３をその側面から見た構成図、図３（ｂ）は図３（ａ）
の半導体装置を樹脂封止するためにヒートアダプタに配
置された半導体チップの要部をその側面から見た構成
図、図３（ｃ）はヒートアダプター上に配置された補強
テープを示す拡大図である。
【図４】図４（ａ）は本発明に係る半導体装置の実施例
４の要部の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の半導体装
置をその側面から見た構成図、図４（ｃ）は樹脂中のガ
ラス繊維の存在を示す説明図である。
【図５】図５は本発明に係る半導体装置の実施例５の要
部の平面図である。
【図６】従来の半導体装置を側面断面図である。
【図７】ワイヤ流れを示す説明図である。
【図８】ワイヤ流れを抑制する従来の手段を説明するた
めの断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体チップ １２ リードフレーム １４ ダイパッド部 １６ リード部 １８ アウタリード ２０ インナリード ２２ 半導体チップのパッド ２４ ボンディングワイヤ ２６ 封止用樹脂 ３０ 本発明に係る半導体装置の実施例１ ３２ 補強テープ ３３ ポリイミドフィルム ３４ 接着剤層 ３６ 補強テープの枝部 ４０ 本発明に係る半導体装置の実施例２ ４６ 吊り部 ５０ 本発明に係る半導体装置の実施例３ ５２ ヒートアダプタ ６０ 本発明に係る半導体装置の実施例４ ６２ 樹脂帯状体 ７０ 本発明に係る半導体装置の実施例５
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−198339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−112358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−210845（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146740（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−278550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リードフレームの吊り部により支持された
    ダイパッド部にダイボンディングした半導体チップのパ
    ッドと、リードフレームのリード部のインナーリードと
    をボンディングワイヤによって接続し、かつ前記リード
    部のアウターリードが露出するように封止用樹脂で封止
    してなる半導体装置において、電気絶縁性補強材にてボ
    ンディングワイヤ同士を横断方向に連結するとともに、
    前記電気絶縁性補強材を前記吊り部方向に延在させて、
    該電気絶縁性補強材の末端と前記吊り部とを連結して補
    強したことを特徴とする半導体装置。
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