JP3722086B2 - 半導体チップ収納ケースおよび半導体装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップと樹脂ケースのリード端子とがワイヤボンディングにより電気的に接続された構成の半導体装置に用いられる半導体チップ収納ケースおよびそのケースを用いた半導体装置に関し、特に圧力センサ等の半導体物理量センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワイヤボンディングをおこなう際には、リード端子の基端部およびその周辺に光を照射し、リード端子の金属面での反射光と樹脂ケースの樹脂面での反射光とのコントラストに基づいて、リード端子の形状を認識し、その認識した形状に基づいて、ワイヤボンディング位置の補正をおこなっている。
【０００３】
しかし、樹脂面の反射率は、樹脂ケースの成型条件、樹脂成型に用いられる金型の摩耗の程度、樹脂の材質、金型の温度などによって微妙に変化する。そのため、反射光のコントラストが明確でなくなり、認識エラーを起こすことがある。また、所望の認識領域以外の領域を対象としてリード端子の形状認識をおこなってしまい、誤認識となってしまうことがある。また、リード端子の本来露出すべき部分に樹脂がバリとなって被さり、それによって形状認識がおこなえず、ワイヤボンディング装置の稼働が停止してしまうことがある。
【０００４】
これらの問題点を解決するため、樹脂ケースの凹部の内壁面を傾斜状とした集光部を設け、さらにこの集光部と半導体チップ（圧力センサチップ）近傍の電極端子との接合部の一部を切り欠き形成した画像処理認識部を設けた構成の圧力検出器が公知である（登録実用新案第３００３２１２号）。これによれば、良好な認識領域を確保でき、また画像認識のために必要な光を良好に入射させることができるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、登録実用新案第３００３２１２号でも、電極端子の金属面での反射光と樹脂ケースの樹脂面での反射光とのコントラストに基づいて、電極端子の形状認識をおこなう。そのため、樹脂面の反射率の変化により樹脂面と金属面とのコントラストが不明確になったり、樹脂のバリによる影響などが完全に排除されたわけではない。つまり、登録実用新案第３００３２１２号によっても、従前の問題点が完全に解決されたわけではない。
【０００６】
また、登録実用新案第３００３２１２号では電極端子数が４個と少ないため、画像処理認識部を電極端子位置に形成し、金属面と樹脂面との反射のコントラストを利用する構成とすることができる。しかし、近時、たとえば圧力センサ装置等の半導体物理量センサ装置において、センサの感度やオフセット量や温度特性などを補正する機能を具えたものがある。このような機能を具えた装置では、補正するためのトリミングデータを入力するための端子や、最適なトリミングデータをセンサ装置に内蔵されたメモリに書き込む際に高電圧を印加するための端子などがさらに必要となり、端子の総数が６個以上、たとえば８個となる。したがって、個々の端子が非常に小さくなってしまい、登録実用新案第３００３２１２号のように端子位置に画像処理認識部を形成することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、樹脂面の反射率の変化や樹脂のバリの影響などを受けることなく、確実にワイヤボンディング位置の補正をおこなうことを可能とする認識マークを備えた半導体チップ収納ケースおよびそのケースを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体チップ収納ケースの、リード端子の基端が並ぶ箇所から離れた箇所に、半導体チップのボンディングパッド面に平行でおおよそ同じ高さとなる認識マークを鏡面またはほぼ鏡面の樹脂面で構成し、その認識マークの周囲を、認識マークの樹脂面に対して傾斜した傾斜面とするか、または無光沢面とすることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、認識マークの周囲が傾斜面である場合には、認識マークおよびその周辺に照射した光は、認識マークの樹脂面で所望の向きに反射し、かつ傾斜面では所望の向きには反射しないので、その所望の向きから見ると、認識マークは白く見え、その周囲は黒く見える。また、認識マークの周囲が無光沢面である場合には、認識マークおよびその周辺に照射した光は、認識マークの樹脂面で所望の向きに反射し、かつ無光沢面では乱反射するので、その所望の向きから見ると、認識マークは白く見え、その周囲は黒く見える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースに半導体チップが取り付けられた状態の全体を示す斜視図であり、図３は、図２の要部を示す斜視図である。図２および図３において、符号１は、半導体物理量センサチップ等の半導体チップである。符号２は、半導体チップ１を収納する樹脂製の収納ケースである。符号３は、収納ケース２を貫通するリード端子であり、符号４は、各リード端子３の基端３１と半導体チップ１の各ボンディングパッド１１とを電気的に接続する導電体であるボンディングワイヤである。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースの要部を拡大して示す断面斜視図である。図１は、図３の切断線Ａ−Ａで切断した断面である。図１に示すように、収納ケース２には、略すり鉢状の凹部２１が形成されている。凹部２１のケース上端における開口形状はたとえば円形であるが、凹部２１の底面から半導体チップ１の略厚さ分だけ上の位置から底面までの間では、凹部２１の開口形状は矩形となっている。半導体チップ１は、この矩形の開口部分に接着される。
【００１２】
収納ケース２の、凹部２１の底面から半導体チップ１の略厚さ分だけ上の位置には、たとえばリード端子３の基端３１が４個ずつ、たとえば凹部２１の矩形の開口形状の対向する二辺に沿って並べられている。凹部２１の矩形の開口形状の残りの二辺の部分には、ワイヤボンディング時の位置補正用の認識マーク２２が１個ずつ設けられている。
【００１３】
認識マーク２２は、半導体チップ１のボンディングパッド１１の表面に平行な樹脂面で構成されている。認識マーク２２の樹脂面は、光を反射しやすいように鏡面状態であるのが望ましい。また、認識マーク２２の樹脂面は、凹部２１に取り付けられた半導体チップ１のボンディングパッド１１の表面と同じ高さ位置に設けられている。これによって、ボンディングパッド１１と認識マーク２２とを、生産ラインの認識装置の焦点を動かすことなく、認識することができる。
【００１４】
認識マーク２２の樹脂面の形状は、収納ケース２に上から光を照射し、その反射光を観察したときに、容易に他から区別することができるような特殊な形状であるのが望ましい。つまり、反射光を観察したときに、認識マーク２２の樹脂面で反射した光によってできる形状に類似の形状が認められないのが望ましい。類似の形状が認められる場合には、生産ラインの認識装置が、誤ってその類似の形状に対応するものを認識マークとして認識してしまうからである。特に限定しないが、本実施の形態では、たとえば認識マーク２２の樹脂面は円形状である。
【００１５】
認識マーク２２の周囲は、認識マーク２２の樹脂面に対して傾斜した傾斜面２３となっている。これは、収納ケース２に上から光を照射したときに、認識マーク２２の周囲で反射した光の向きが、認識マーク２２の樹脂面で反射した光の向きと異なるようにするためである。ここで、本実施の形態では、上述したように凹部２１が略すり鉢状であるため、凹部２１の内壁面はケース上端から凹部２１の矩形の開口部に向かって傾斜している。そこで、本実施の形態では、凹部２１の内壁面が、認識マーク２２の周囲の傾斜面２３となっている。
【００１６】
図４は、上述した認識マーク２２およびその周囲からの反射光による映像を示す図である。図４において、中央の白丸部分５が認識マーク２２の樹脂面からの反射光により光って見える部分であり、その周囲の黒い部分６は認識マーク２２の周囲に対応している。このように、光を照射したときのコントラストがはっきりするため、認識マーク２２の認識が容易である。ここで、収納ケース２の凹部２１と半導体チップ１との隙間に入射した光は、凹部２１の底面に広がる接着剤によって乱反射し、また生産ラインの認識装置の焦点が合わないため、収納ケース２の凹部２１と半導体チップ１との隙間に対応する部分も黒く見える。
【００１７】
半導体チップ１には、たとえば８個のボンディングパッド１１が設けられている。したがって、収納ケース２には、８本のリード端子３が設けられている。８個のボンディングパッド１１のうち、第１のパッドには接地電位が印加される。第２のパッドには電源電位が印加される。第３のパッドにはクロック信号が供給される。第４のパッドは外部への出力のためのパッドである。
【００１８】
そして、半導体チップ１には、たとえば半導体チップ１が圧力センサ等の物理量センサチップである場合に、センサの感度やオフセット量や温度特性などを補正するためのトリミングデータを記憶するたとえばＥＰＲＯＭ等の記憶手段が内蔵されている。前記８個のボンディングパッド１１のうち、第５のパッドはトリミングデータ入力用のパッドである。また、第６および第７のパッドには、ＥＰＲＯＭ等にトリミングデータを書き込むための高電圧が印加される。第８のパッドには、センサ装置の動作状態を制御するための信号が供給される。
【００１９】
上述した実施の形態によれば、認識マーク２２とその周囲に光を照射したときに、認識マーク２２が白く見え、認識マーク２２の周囲は黒く見えるので、確実に認識マーク２２を認識することができる。したがって、樹脂面の反射率が多少変化しても、またリード端子３の基端３１の一部が樹脂のバリによって被われていても、確実にワイヤボンディング位置の補正をおこなうことができ、ワイヤボンディングをおこなうことができる。
【００２０】
なお、認識マーク２２の周囲の傾斜面２３の表面を粗くして、乱反射が起こるような無光沢面とすればなおよい。また、認識マーク２２の周囲を、傾斜していない無光沢面で構成してもよく、その場合にも図４に示すようなコントラストが得られる。また、認識マーク２２の樹脂面は円形状に限らない。
【００２１】
以上において本発明は、半導体チップ１は物理量センサチップに限らない。また、ボンディングパッドやリード端子の数は、９以上でもよいし、いくつかのボンディングパッドやリード端子を兼用することによって７以下でもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、認識マークとその周囲に光を照射したときの反射光により、認識マークとその周囲とのコントラストが明確となるので、樹脂面の反射率の変化や樹脂のバリの影響などを受けることなく、確実に認識マークを認識することができ、その認識マークに基づいて確実にワイヤボンディング位置の補正をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースの要部を拡大して示す断面斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースに半導体チップが取り付けられた状態の全体を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースに半導体チップが取り付けられた状態の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる半導体チップ収納ケースの認識マークおよびその周囲からの反射光による映像を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ
２ 収納ケース
３ リード端子
４ 導電体（ボンディングワイヤ）
１１ ボンディングパッド
２１ 凹部
２２ 認識マーク
２３ 傾斜面
３１ リード端子の基端

Claims (13)

1. 半導体チップを収納する凹部を備え、かつ前記凹部の周辺に６本以上のリード端子の基端が露出してなる樹脂製の収納ケースであって、
   前記凹部に対して入射した光を所望の向きに反射させる樹脂面でできた認識マークと、
   前記認識マークの周囲に形成された、前記認識マークの樹脂面に対して傾斜した傾斜面と、
   を具備することを特徴とする半導体チップ収納ケース。
2. 前記傾斜面は、前記凹部の傾斜した内壁面の一部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ収納ケース。
3. 半導体チップを収納する凹部を備え、かつ前記凹部の周辺にリード端子の基端が露出してなる樹脂製の収納ケースであって、
   前記凹部に対して入射した光を所望の向きに反射させる樹脂面でできた認識マークと、
   前記認識マークの周囲に形成された、前記認識マークの樹脂面に対して傾斜した傾斜面、または前記認識マークの周囲に形成された無光沢面と、
   を具備することを特徴とする半導体チップ収納ケース。
4. 前記認識マークの樹脂面は、前記凹部に半導体チップが収納された状態での該半導体チップのワイヤボンディング面に平行でおおよそ同じ高さとなる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体チップ収納ケース。
5. 前記認識マークの樹脂面は、鏡面またはほぼ鏡面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体チップ収納ケース。
6. 前記認識マークはいずれのリード端子からも離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体チップ収納ケース。
7. 凹部を備えた樹脂製の収納ケースと、
   前記凹部の周辺に基端が露出した６本以上のリード端子と、
   前記凹部に対して入射した光を所望の向きに反射させる樹脂面でできた認識マークと、
   前記認識マークの周囲に形成された、前記認識マークの樹脂面に対して傾斜した傾斜面と、
   電気的特性を補正するためのトリミングデータを記憶する記憶手段を備え、かつ電源電位が印加されるパッド、接地電位が印加されるパッド、トリミングデータが供給されるパッド、前記記憶手段にトリミングデータを書き込むための第１の書き込み電圧および第２の書き込み電圧がそれぞれ供給される２個のパッド、並びに出力用のパッドの少なくとも６個のボンディングパッドを備え、前記凹部に取り付けられた半導体チップと、
   前記各リード端子の基端と前記各ボンディングパッドとを電気的に接続する導電体と、
   を具備することを特徴とする半導体装置。
8. 前記傾斜面は、前記凹部の傾斜した内壁面の一部であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 凹部を備えた樹脂製の収納ケースと、
   前記凹部の周辺に基端が露出した６本以上のリード端子と、
   前記凹部に対して入射した光を所望の向きに反射させる樹脂面でできた認識マークと、
   前記認識マークの周囲に設けられた無光沢面と、
   電気的特性を補正するためのトリミングデータを記憶する記憶手段を備え、かつ電源電位が印加されるパッド、接地電位が印加されるパッド、トリミングデータが供給されるパッド、前記記憶手段にトリミングデータを書き込むための第１の書き込み電圧および第２の書き込み電圧がそれぞれ供給される２個のパッド、並びに出力用のパッドの少なくとも６個のボンディングパッドを備え、前記凹部に取り付けられた半導体チップと、
   前記各リード端子の基端と前記各ボンディングパッドとを電気的に接続する導電体と、
   を具備することを特徴とする半導体装置。
10. 凹部を備えた樹脂製の収納ケースと、
    前記凹部の周辺に基端が露出したリード端子と、
    前記凹部に対して入射した光を所望の向きに反射させる樹脂面でできた認識マークと、
    前記認識マークの周囲に形成された、前記認識マークの樹脂面に対して傾斜した傾斜面、または前記認識マークの周囲に形成された無光沢面と、
    前期凹部に取り付けられた半導体チップと、
    前記各リード端子の基端と前記各ボンディングパッドとを電気的に接続する導電体と、
    を具備することを特徴とする半導体装置。
11. 前記認識マークの樹脂面は、半導体チップの前記ボンディングパッド面に平行でおおよそ同じ高さとなる位置に設けられていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の半導体装置。
12. 前記認識マークの樹脂面は、鏡面またはほぼ鏡面であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の半導体装置。
13. 前記認識マークはいずれのリード端子からも離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一つに記載の半導体装置。

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