JP4620915B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

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    • H01L2924/3862—Sweep

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣチップを回路基板上にワイヤーボンディングし、トランスファーモールドによって樹脂封止した樹脂封止型半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤーボンディングし、トランスファーモールドによってＩＣチップと金属細線を樹脂封止した樹脂封止型半導体装置は、従来から様々提案されている。その基本的な構造を図に基づいて説明する。図５はＩＣチップ５０を回路基板５１上に搭載し、ＩＣチップ５０のパッド電極５２と回路基板の接続電極５３とを金属細線５４でワイヤーボンディングした状態を示す平面図、図６はトランスファーモールドによってＩＣチップと金属細線を樹脂封止する状態を示す断面図、図７は樹脂封止した金属細線の状態を示す平面図である。
【０００３】
図５において、ＩＣチップ５０はその平面形状が四角形をしており、四辺それぞれの辺に沿ってパッド電極５２（一部分だけ記載して残りは省略）が形成されている。通常このパッド電極５２はＩＣチップ５０の各辺に沿って、所定の間隔を保って形成されている。またこれら複数のパッド電極５０に対応する接続電極５３は、ＩＣチップ５０の各辺に沿って設けられている。
そしてＩＣチップ５０の各パッド電極５２と回路基板５１の接続電極５３は金属細線５４（通常はＡｕ線）によってワイヤーボンディングされ、それぞれ電気的に導通する。
さらに図６に示すごとく金型５５のキャビティー５６によって回路基板５１上のＩＣチップ５０が覆われ、ＩＣチップ５０と金属細線５４はトランスファーモールドによる熱硬化性樹脂５７によって封止される。一般にトランスファーモールドにはエポキシ系の熱硬化性樹脂５７を使用する。回路基板５１が樹脂製の基板だった場合、一般には熱硬化性樹脂５７の線膨張係数の方が回路基板５１のそれよりも大きいので、熱硬化性樹脂５７が硬化すると収縮して回路基板５１が封止樹脂である熱硬化性樹脂５７側に大きく反ってしまう。そのため熱硬化性樹脂５７の線膨張係数を回路基板５１のそれに近くするためにエポキシ系の樹脂に粉末シリコンなどのフィラーを混入した熱硬化性樹脂５７を使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＩＣチップはその集積度が上がるとともに、パッド電極のピッチも小さくなってきている。一方回路基板の接続電極のピッチは、ＩＣチップほどの狭いピッチにはできないので、ＩＣチップの１辺に配置されるパッド電極が増えると、接続電極はその位置をＩＣチップから離すことにより、各辺に対応する接続電極の数を増やすようにしていた。これに伴なってパッド電極と接続電極をつなぐ金属細線も長くなっていた。
このように金属細線が長くなった場合、前述のようなワイヤーボンディングを行なってトランスファーモールドすると次のような問題が発生していた。
【０００５】
図７において、矢印Ａ方向から熱硬化性樹脂５７が注入されると、熱硬化性樹脂５７はＩＣチップ５０の側面に衝突して左右及び上に分流し、特に隙間が大きい左右に多くが流れ込んでいく。左右に流れ込んでいく樹脂は次にＩＣチップ５０のコーナー部分で方向を変えて奥の方へ流れていく。この時、すべての金属細線は樹脂の流れ方向に湾曲変形するが、特に集中してＩＣチップのコーナー部Ｃ１、Ｃ２に一番近い金属細線Ｌ１、Ｌ２は流れてきた熱硬化性樹脂５７によって大きく湾曲し、隣の金属細線と接触するという問題があった。また同様に奥に流れって行った熱硬化性樹脂５７によってＩＣチップ５０のコーナー部Ｃ３、Ｃ４に一番近い金属細線Ｌ３、Ｌ４が湾曲し、隣の金属細線と接触するという問題があった。
【０００６】
前述のごとく、熱硬化性樹脂５７にはフィラーが混入しているので、土石流のように金属細線Ｌ１〜Ｌ４に衝突して特に金属細線Ｌ１〜Ｌ４を大きく湾曲させ、隣接する金属細線と接触して短絡させていたと考えられる。土石流作用を抑えるためにフィラーの混入料を減らすと、熱硬化性樹脂５７の線膨張係数と回路基板５１のそれとが大きく違ってしまい、熱硬化性樹脂５７が硬化すると収縮して回路基板５１が大きく反ってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、金属細線が長くなっても、トランスファーモールドによる封止樹脂によって金属細線が湾曲して隣の金属細線と接触しない樹脂封止型半導体装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。回路基板に四角形のＩＣチップを搭載し、該ＩＣチップのパッド電極と前記回路基板の接続電極とを金属細線で接続し、トランスファーモールドによって前記ＩＣチップと前記金属細線を樹脂封止した半導体装置において、前記ＩＣチップのコーナー部にも前記パッド電極を設けることで、前記金属細線は前記ＩＣチップの全周にほぼ均等な間隔を保って配置されると共に、前記ＩＣチップのコーナー部に設けた前記パッド電極は電気的には接続されていないダミー電極で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ＩＣチップのコーナー部付近に設けた前記回路基板の接続電極は、その軌跡がほぼ円弧状に形成すると共に、前記ＩＣチップの一辺から隣接する他辺に至る部分では、前記金属細線がほぼ均等な間隔を保って扇状に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記金属細線を樹脂封止した樹脂封止部は前記金属細線を固定するために塗布した第一の樹脂と、該第一の樹脂で固定した前記金属細線と前記ＩＣチップとをトランスファーモールドによって封止した第二樹脂とからなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第一の実施形態を示し、ＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤーボンディングした状態を示す平面図、図２は図１の要部拡大平面図である。図において、１は四角形のＩＣチップ、１ａはパッド電極、２は回路基板、２ａは接続電極、３は金属細線である。なお図１では図面を簡単にするため、パッド電極１ａと接続電極２ａを省略している。
【００１６】
図１、図２に示す如く、本実施形態では金属細線３がＩＣチップ１の全周にほぼ均等な間隔を保って設けられている。言換えると、本実施形態ではＩＣチップ１の各辺に沿って金属細線３が設けられるとともに、ＩＣチップ１の一辺から隣接する他辺に至る部分では、金属細線３がほぼ均等な間隔を保って扇状に設けられている。
特に本実施形態では、図２に示すごとくコーナー部を含むＩＣチップ１のほぼ全周にパッド電極１ａを設け、接続電極２ａはＩＣチップ１の周囲に設けられている。そして、ＩＣチップ１のほぼ全周に金属細線３を接続した構成となっている。この場合、ＩＣチップ１のコーナー部に設けたパッド電極１ａはダミー電極であり、電気的にはなんら接続されていない電極である。またそれに対応する接続電極２ａも電気的にはなんら機能しない電極である。従ってそこに設けられる金属細線３も電気的にはなんら機能しないダミー配線となる。

【００１７】
また図１の破線Ｂ及び図２に示すごとく、ＩＣチップ１のコーナー部付近に設けた回路基板２の接続電極２ａは、その配置軌跡がほぼ円弧状になっている。言換えると、ＩＣチップ１のコーナー部付近に設けた金属細線３と回路基板２の接続電極２ａとの接続点は、その軌跡がほぼ円弧状になっている。従ってコーナー部に設けた金属細線３はその長さが他の配線長さとほぼ同じにできるので、流れ込む樹脂によって極端に湾曲変形することはない。
【００１８】
上記の構成でＩＣチップ１と金属細線３を従来と同じトランスファーモールドにより樹脂封止すると、ＩＣチップ１のコーナー部には金属細線を設けない空間がなくなるので、流入する樹脂は安定して流れ込み、樹脂によって金属細線３に大きな湾曲変形を発生させることがなくなり、金属細線３同士を接触させないで樹脂封止することが可能となった。
【００１９】
次に本発明の他の実施形態を説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本発明の第二の実施形態を示し、回路基板上にＩＣチップを実装し、樹脂封止部を形成した状態を示す断面図である。なお前述の第一実施形態と同一構成には同一番号を付し、その説明を省略する。以下の実施形態も同様とする。本実施形態の特徴は、ＩＣチップ１のパッド電極１ａと回路基板２の接続電極２ａを金属細線３で接続した後、金属細線３の部分に第一樹脂４を塗布して先に金属細線３の横方向の動きを固定している点にある。第一樹脂４は例えばポッティング樹脂などを塗布して形成される。次にトランスファーモールドにより第二樹脂５が形成される。
【００２０】
この実施形態によれば、第一樹脂４によって金属細線３の横方向の動きを固定してからトランスファーモールドしているので、さらに確実にトランスファーモールドによる金属細線３の湾曲変形を防止できる。なおこの場合、金属細線３の接続構造は、前述の図１のようにしてもよいが、図５に示した構成であっても金属細線３の湾曲変形を防止できる。
【００２１】
次に本発明の他の実施形態を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は本発明の第三の実施形態を示し、（ａ）は隣接する金属細線との間隙を維持するために金属細線同士を橋渡しする絶縁性の固定部材を示す平面図、（ｂ）は固定部材を金属細線に取り付けた状態を示す断面図である。本実施形態の特徴は、ＩＣチップ１のパッド電極１ａと回路基板２の接続電極２ａを金属細線３で接続した後、金属細線３のほぼ中央部分に、金属細線３同士の間隙を維持するために金属細線３同士を橋渡しする絶縁性の固定部材６を取付けたことにある。この固定部材６を取付けることにより、金属細線３の横方向の動きを抑制し、お互いに接触しないようにしている。この固定部材６は、例えば繊維質のリング部材に熱可塑性樹脂を含浸させたもので、金属細線３に載せた後、加熱することによって熱可塑性樹脂が軟化し、金属細線３に接着するものである。この状態でトランスファーモールドすれば、金属細線３に熱硬化性樹脂が衝突しても金属細線３の大きな湾曲変形は抑制されるので、隣合う金属細線３同士が接触することはなくなる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のごとく本発明によれば、トランスファーモールド時の熱硬化性樹脂の流れによって発生していた金属細線の湾曲変形を抑制できるので、隣合う金属細線同士の接触を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態を示し、ＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤーボンディングした状態を示す平面図である。
【図２】図２は図１の要部拡大平面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は本発明の第二の実施形態を示し、回路基板上にＩＣチップを実装し、樹脂封止部を形成した状態を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は本発明の第三の実施形態を示し、（ａ）は隣接する金属細線との間隙を維持するために金属細線同士を橋渡しする絶縁性の固定部材を示す平面図、（ｂ）は固定部材を金属細線に取り付けた状態を示す断面図である。
【図５】図５はＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤーボンディングした状態を示す平面図である。
【図６】図６はトランスファーモールドによってＩＣチップと金属細線を樹脂封止する状態を示す断面図である。
【図７】図７は樹脂封止した金属細線の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ＩＣチップ
１ａ パッド電極
２ 回路基板
２ａ 接続電極
３ 金属細線
４ 第一樹脂
５ 第二樹脂
６ 固定部材

Claims (3)

  1. 回路基板に四角形のＩＣチップを搭載し、該ＩＣチップのパッド電極と前記回路基板の接続電極とを金属細線で接続し、トランスファーモールドによって前記ＩＣチップと前記金属細線を樹脂封止した半導体装置において、
    前記ＩＣチップのコーナー部にも前記パッド電極を設けることで、前記金属細線は前記ＩＣチップの全周にほぼ均等な間隔を保って配置されると共に、前記ＩＣチップのコーナー部に設けた前記パッド電極は電気的には接続されていないダミー電極で形成されていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 前記ＩＣチップのコーナー部付近に設けた前記回路基板の接続電極は、その軌跡がほぼ円弧状に形成すると共に、前記ＩＣチップの一辺から隣接する他辺に至る部分では、前記金属細線がほぼ均等な間隔を保って扇状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
  3. 前記金属細線を樹脂封止した樹脂封止部は前記金属細線を固定するために塗布した第一の樹脂と、該第一の樹脂で固定した前記金属細線と前記ＩＣチップとをトランスファーモールドによって封止した第二樹脂とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂封止型半導体装置。
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