JP3907743B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、アイランド部上に半導体素子を搭載した半導体装置に関し、特にアイランド部の形状に特徴を有する半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置は、例えばフォトダイオード素子を含む半導体素子を有する受光装置を例にとると次のような構造を有する。
すなわち、この受光装置は、図４に示すように、先端が略矩形状のアイランド部３１ａを有する共通リード３１と、この共通リード３１の左右両側に略平行に形成された個別リード３２、３３と、アイランド部３１ａ上にダイボンディングされた半導体素子３４と、この半導体素子３４とアイランド部３１ａ上面および個別リード３２、３３とをワイヤボンディングにより電気的に接続させる金等からなる複数のワイヤ３５と、半導体素子３４およびワイヤ３５を封止する略矩形状のエポキシ樹脂等からなる樹脂封止部３６（図４においては樹脂封止部３６を透明状に示すが実際には不透明である）と、からなるものである。上記半導体素子３４の上面には、アルミニウム等からなる突起状の複数の電極パッド（図示せず）が形成されている。これら電極パッド上にボンディングされたワイヤ３５のうち４本は、それぞれの一端がアイランド部３１ａ上面にボンディングされ、２本は、それぞれの一端が個別リード３２、３３にボンディングされている。上記４本のワイヤは、アースされるべくアイランド部３１ａと電気的に接続されており、半導体素子３４を介して個別リード３２、３３間に流れる電流に対する抵抗値の調整を行うためのものである。
【０００３】
そして、図示しない樹脂成形金型を用いて、半導体素子３４およびワイヤ３５を封止するように、図５に示すような樹脂封止部３６を得ている。尚、樹脂封止部３６は、その半導体素子３４の略直上部に略半球形状の外部からの光を半導体素子３４へと導く集光レンズ部を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この受光装置には、次のような問題があった。
上記樹脂封止部３６は、加熱された状態で半導体素子３４およびワイヤ３５を封止した後に降温するので、この時にその内部へ収縮する力が作用する。このとき、ワイヤ３５は、樹脂封止部３６となる樹脂とともにその内部収縮方向に引っ張られる。一方、ワイヤ３５の一端がステッチボンディングされているアイランド部３１ａは、樹脂との熱膨張係数の違いとにより、樹脂封止部３６に比して極めて収縮率が小さい。
【０００５】
従って、ワイヤ３５は、その一端がアイランド部３１ａから引き剥されるように、樹脂とともに収縮する方向へ力を負荷され、ついには図６に示すようなワイヤ切れを起こしてしまうのである。また、このようなことは、外気の温度変化によっても起きる。
本発明は、以上のような状況下で考え出されたもので、ワイヤ切れの生じにくい信頼性の高い半導体装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、先端に矩形状のアイランド部を有するただ１つのリード端子と、下面が前記アイランド部に接続された半導体素子と、この半導体素子の上面とアイランド部とを接続する少なくとも１本以上のワイヤと、半導体素子およびワイヤを封止する樹脂封止部と、を有する半導体装置において、前記矩形状のアイランド部は、その半導体素子との接続部分と、そのワイヤとの接続部分との間に、切り欠き部が形成されていて、前記切り欠き部は、すべての前記ワイヤの下方を通過して延設されていることを特徴とする半導体装置を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、さらに上記半導体装置において、切り欠き部は、すべてのワイヤの下方を通過して延設されている半導体装置をも提供し得る。
【０００８】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施例を、半導体装置としてフォトダイオード素子を含む半導体素子（以下フォトダイオード素子と称する）を有する受光装置を例にとり、図１及び図２を参照しつつ説明するが、本発明がこれに限定されることはない。
図１は、先端が略矩形状のアイランド部１ａを有する共通リード１（リード端子）と、この共通リード１の左右両側に略平行に形成された個別リード２ａ、２ｂと、アイランド部１ａ上にダイボンディングされたフォトダイオード素子３と、このフォトダイオード素子３とアイランド部１ａ上面および個別リード２ａ、２ｂとをワイヤボンディングにより電気的に接続させる金等からなる複数のワイヤ４と、フォトダイオード素子３およびワイヤ４を封止する略矩形状のエポキシ樹脂からなる樹脂封止部５（図１においてはこれを透明状に示しているが実際には不透明状である）と、からなるものである。
【０００９】
上記アイランド部１ａは、そのフォトダイオード素子３との接続部分と、そのワイヤ４との接続部分との間に、切り欠き部１ｂが形成されている。この切り欠き部１ｂは、フォトダイオード素子３の一辺（図中におけるワイヤ４のステッチボンディング側の辺）に沿って形成されている。この切り欠き部１ｂの長さ寸法Ａは、１．９ｍｍ程度であり、これに対してアイランド部の幅寸法Ｂは、２．３ｍｍ程度である。また、切り欠き部１ｂの幅寸法Ｃは、０．４ｍｍ程度である。また、上記フォトダイオード素子３の上面には、アルミニウムからなる６つの電極パッド（図示せず）が形成されており、これら電極パッド上にはワイヤ４がそれぞれボールボンディングされている。ワイヤ４のうち４本は、それぞれの一端が切り欠き部１ｂを跨ぐように、アイランド部１ａ上面にステッチボンディングされており、残りの２本は、それぞれの一端が個別リード２ａ、２ｂにステッチボンディングされている。
【００１０】
このような構造を有する受光装置において、樹脂封止部５は、従来からの樹脂成形金型により、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いて、先述したような図４に示すような形状に成形される。
上記樹脂封止部５は、例えば熱溶融されたエポキシ樹脂をフォトダイオード素子３とワイヤ４とを覆うように封止した後に、これを常温へと降温することにより得られる。
【００１１】
しかし、エポキシ樹脂は、その熱硬化の後に降温するにつれて内部へ収縮する方向に力を負荷される。このとき、ワイヤ４は、上記エポキシ樹脂とともに内部へ収縮する方向へ力を負荷される。一方、アイランド部１ａは、上述したようにそのフォトダイオード素子３との接続部分と、そのワイヤ４との接続部分との間に、切り欠き部１ｂが形成されているので、この切り欠き部１ｂを挟んで互いに接近および離反する方向（図１中の矢印方向）に変形しやすい形状となっている。このため、アイランド部１ａは、その切り欠き部１ｂの周辺部分において、エポキシ樹脂の内部方向への収縮動とともに変形しやすい状態となっている。
【００１２】
従って、ワイヤ４は、そのアイランド部１ａとの接続部分において、上記エポキシ樹脂の収縮方向へと引っ張られると同時に、アイランド部１ａも同じように上記収縮方向へと引っ張られるので、アイランド部１ａとの接続部分におけるワイヤ切れの発生を著しく低減し得ることになる。
本実施例における切り欠き部１ｂは、すべてのワイヤ４の下方を通過するように延設しているので、上述した切り欠き部１ｂを挟んで互いに接近および離反する方向により変形しやすい形状となるため、切り欠き部１ｂの周辺（ワイヤ４との接続部分を含む）におけるアイランド部１ａでは、上記エポキシ樹脂の収縮にともなってその収縮方向へ変形しやすく、ワイヤ切れが発生しにくくなる。
【００１３】
また、本実施例において、切り欠き部１ｂは、図１に示すように、フォトダイオード素子３の一辺に沿って形成したが、これに限定するものでなく、図２（ａ）に示すように、切り欠き部１ｂは、すべてのワイヤの下方を通過して延設されているような形状にしてもよく、また、図２（ｂ）乃至図２（ｅ）等に示すような形状においても本発明の効果を奏し得、ワイヤ４が切り欠き部１ｂを跨ぐような位置に形成していれば、その形状を限定するものでない。また、この切り欠き部１ｂを跨ぐワイヤ４は、上記実施例において４本としているが、これに限定するものでなく、少なくとも１本以上あればよい。
【００１４】
さらに、本実施例における切り欠き部１ｂの寸法は、これを限定するものでなく、また、切り欠き部１ｂは、複数個あってもよい。
また、本実施例の半導体装置では切り欠き部という片持ち状態の形状であったが、本発明の半導体装置では、図３に示すような貫通穴６を形成した、いわゆる両持ち状態の形状の場合でも、上記のようなエポキシ樹脂の収縮にともなってアイランド部が追従する程度に変形するような大きな貫通穴（貫通穴の径（長穴の場合は長径）がアイランド部の幅寸法に近い）６であれば、本発明の効果を奏し得る。もちろん、上記貫通穴６は、複数個設けても良い。
【００１５】
加えて、本実施例においては、半導体装置として受光装置を例にとって説明しているが、これに限定するものでない。
【００１６】
【発明の作用及び効果】
本発明の半導体装置によれば、アイランド部は、その半導体素子との接続部分と、そのワイヤとの接続部分との間に、切り欠き部が形成されているので、次のような作用効果を奏する。
すなわち、この半導体装置は、例えば、樹脂封止部となる熱硬化性の樹脂を、加熱した状態で半導体素子およびワイヤを封止することにより得られるが、上記樹脂は、これが降温するにつれて内部へ収縮する方向に力を負荷される。このとき、ワイヤは、上記樹脂とともに内部へ収縮する方向へ力を負荷される。一方、アイランド部は、上述したようにその半導体素子との接続部分と、そのワイヤとの接続部分との間に、切り欠き部が形成されているので、この切り欠き部を挟んで互いに接近または離反する方向に変形しやすい形状となっている。このため、アイランド部は、その切り欠き部の周辺部分において、樹脂の内部方向への収縮動とともに変形しやすい状態となっている。
【００１７】
従って、ワイヤは、そのアイランド部との接続部分において、上記樹脂の収縮方向へと引っ張られると同時に、アイランド部も同じように上記収縮方向へと引っ張られるので、アイランド部との接続部分におけるワイヤ切れの発生を著しく低減し得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置としての受光装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図２】本発明の半導体装置の変形例を示す一部切り欠き平面図である。
【図３】本発明の半導体装置の変形例を示す一部切り欠き平面図である。
【図４】従来の半導体装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図５】従来の半導体装置を示す要部斜視図である。
【図６】従来の半導体装置においてワイヤ切れをおこした状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 共通リード
２ 個別リード
３ フォトダイオード素子
４ ワイヤ
５ 樹脂封止部
６ 貫通穴
７ 折り曲げ部

Claims (3)

  1. 先端に矩形状のアイランド部を有するただ１つのリード端子と、下面が前記アイランド部に接続された半導体素子と、この半導体素子の上面とアイランド部とを接続する少なくとも１本以上のワイヤと、半導体素子およびワイヤを封止する樹脂封止部と、を有する半導体装置において、
    前記矩形状のアイランド部は、その半導体素子との接続部分と、そのワイヤとの接続部分との間に、切り欠き部が形成されていて、前記切り欠き部は、すべての前記ワイヤの下方を通過して延設されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 先端にアイランド部を有するリード端子と、下面が前記アイランド部に接続された半導体素子と、この半導体素子の上面と前記半導体素子が搭載されたアイランド部とを接続する少なくとも１本以上のワイヤと、半導体素子およびワイヤを封止する樹脂封止部と、を有する半導体装置において、
    前記アイランド部は、その半導体素子との接続部分と、そのワイヤとの接続部分との間に、貫通穴が形成されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 前記樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
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