JPH0574832A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0574832A
JPH0574832A JP3234433A JP23443391A JPH0574832A JP H0574832 A JPH0574832 A JP H0574832A JP 3234433 A JP3234433 A JP 3234433A JP 23443391 A JP23443391 A JP 23443391A JP H0574832 A JPH0574832 A JP H0574832A
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JP
Japan
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bonding wire
external terminal
semiconductor device
resin
bonding
Prior art date
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Pending
Application number
JP3234433A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Ono
樹生 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Priority to JP3234433A priority Critical patent/JPH0574832A/ja
Publication of JPH0574832A publication Critical patent/JPH0574832A/ja
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体ペレット２の外部端子２Ｃ、インナー
リード３Ａ(リード配線)の夫々をボンディングワイヤ４
で電気的に接続する樹脂封止型半導体装置（半導体装
置）の樹脂パッケージ１の厚さを低減し、樹脂封止型半
導体装置の縦方向の実装密度を高める。 【構成】 前記樹脂封止型半導体装置において、ボンデ
ィングワイヤ４の中心軸の周囲に相当する外周囲(側面)
の少なくとも半導体ペレット２の外部端子２Ｃに接続さ
れる部分からインナーリード３Ａに接続される部分に渡
って平面若しくは楕円の一部の曲面を構成すると共に、
このボンディングワイヤ４の外周囲を絶縁体５で被覆
し、前記ボンディングワイヤ４の中心軸を外部端子２Ｃ
の表面に対してほぼ平行に配置した状態で、このボンデ
ィングワイヤ４の一端側の外周囲の平面若しくは楕円の
一部の曲面と外部端子２Ｃとの間を前記絶縁体５を除去
して接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、半導体ペレットの外部端子、リード配線の夫々をボ
ンディングワイヤで電気的に接続する半導体装置に適用
して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ペレットを保護するために、この
半導体ペレットを例えばＴＳＯＰ（Ｔhin Ｓmall Ｏut-
line Ｐackage)型の樹脂パッケージで気密封止した樹脂
封止型半導体装置がある。この樹脂封止型半導体装置
は、１つのメモリシステムとして例えばメモリボード、
ＣＰＵボード等の実装基板の実装面上に複数個規則的に
実装される。
【０００３】前記樹脂封止型半導体装置は、タブ吊りリ
ードで支持されたタブのペレット塔載面上に接着層を介
在して半導体ペレットを塔載している。半導体ペレット
は例えば平面が長方形状の単結晶珪素基板で構成されて
いる。この半導体ペレットの主面上には長方形状の対向
する２辺(短辺)に沿って複数個の外部端子（ボンディン
グパッド）が配列されている。半導体ペレットの外部端
子は、ボンディングワイヤを介して、この半導体ペレッ
トの外周囲の外側に配列されたインナーリード(リード
配線)に電気的に接続されている。インナーリードは、
例えばガルウィング形状に成形されたアウターリードに
一体に形成されている。これらの半導体ペレット、イン
ナーリード、タブ及びボンディングワイヤ等は、例えば
絶縁性のエポキシ系樹脂で形成された樹脂パッケージ
(ＴＳＯＰ型)で封止されている。
【０００４】前記ボンディングワイヤは、断面形状が真
円形状で構成された例えばアルミニウム(Ａｌ)ワイヤを
使用している。このボンディングワイヤは例えば超音波
ウエッジボンディング法でボンディングされる。
【０００５】前記ボンディングワイヤの中心軸の周囲に
相当する外周囲(側面)の一端側の接合部は、半導体ペレ
ットの外部端子の表面に超音波振動で圧着接合されてい
る。また、ボンディングワイヤの他端側の接合部はイン
ナーリードの表面の接合部に超音波振動で圧着接合され
ている。このボンディングワイヤは、半導体ペレットの
外部端子の表面からその表面に対して垂直方向(上方)に
一旦引き上げられ、この引き上げられた位置からインナ
ーリードに向って引き回されている。つまり、ボンディ
ングワイヤはループ形状で構成される。このように構成
される樹脂封止型半導体装置は、半導体ペレットの外部
端子の表面から一旦上方にボンディングワイヤを引き上
げ、この引き上げた高さに相当する分、半導体ペレット
の外周囲の端部とボンディングワイヤとの隙間を広げ
て、ボンディングワイヤが半導体ペットの端部に短絡す
るのを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述の樹
脂封止型半導体装置について検討した結果、以下の問題
点を見出した。
【０００７】前記樹脂封止型半導体装置は、半導体ペレ
ットの外部端子の表面からボンディングワイヤを一旦上
方に引き上げている。このため、ボンディングワイヤの
ループの高さに相当する分、樹脂封止型半導体装置のパ
ッケージ厚が厚くなり、樹脂封止型半導体装置の縦方向
(実装基板の実装面に対して垂直方向)の実装密度が低下
する。そこで、樹脂封止型半導体装置のパッケージ厚を
低減するには、半導体ペレットの外部端子の表面からそ
の表面に対してボンディングワイヤを平行に引き回し
(平行に配置し）、ボンディングワイヤのループの高さ
を縮小する手段が考えられる。
【０００８】しかし、ボンディングワイヤを半導体ペレ
ットの外部端子の表面に対して平行に引き回すと、この
引き回し時の引っ張り応力が外部端子の表面とボンディ
ングワイヤの一端側の接合部との界面部に集中し、半導
体ペレットの外部端子からボンディングワイヤが剥がれ
る問題を生じる。
【０００９】また、半導体ペレットの外部端子の表面に
接合するボンディングワイヤの一端側の接合部がボンデ
ィング時の圧着で変形した形状変形部とワイヤ部との界
面部に応力集中が発生し、この界面部からボンディング
ワイヤが断線する問題を生じる。
【００１０】また、半導体ペレットの端部とボンディン
グワイヤとの隙間が狭くなり、ボンディングワイヤが半
導体ペレットの端部に短絡する問題を生じる。つまり、
前記樹脂封止型半導体装置は、半導体ペレットの外部端
子の表面に対してボンディングワイヤを平行に引き回せ
ないので、パッケージ厚を低減することができない。
【００１１】本発明の目的は、半導体ペレットの外部端
子、リード配線の夫々をボンディングワイヤで電気的に
接続する半導体装置のパッケージ厚を低減し、半導体装
置の縦方向(実装基板の実装面に対して垂直方向)の実装
密度を高めることが可能な技術を提供することにある。
【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１４】半導体ペレットの外部端子、リード配線の
夫々をボンディングワイヤで電気的に接続する半導体装
置において、前記ボンディングワイヤの中心軸の周囲に
相当する外周囲の少なくとも前記半導体ペレットの外部
端子に接続される部分から前記リード配線に接続される
部分に渡って平面若しくは楕円の一部の曲面を構成する
と共に、このボンディングワイヤの外周囲を絶縁体で被
覆し、前記ボンディングワイヤの中心軸を外部端子の表
面に対してほぼ平行に配置した状態で、このボンディン
グワイヤの一端側の外周囲の平面若しくは楕円の一部の
曲面と前記半導体ペレットの外部端子との間を前記絶縁
体を除去して接続する。
【００１５】
【作用】上述した手段によれば、断面形状が真円形状で
構成されたボンディングワイヤに比べて、半導体ペレッ
トの外部端子の表面に接合(接続)するボンディングワイ
ヤの接合面積を増加でき、この接合面積の増加に相当す
る分、外部端子とボンディングワイヤとの接合強度が向
上するので、外部端子からボンディングワイヤが剥がれ
るのを防止できる。
【００１６】また、半導体ペレットの外部端子の表面に
接合するボンディングワイヤの接合部がボンディング時
の圧着で変形する形状変形の割合を真円形状に比べて低
減でき、このボンディングワイヤの形状変形部(接合部)
とワイヤ部との界面部に発生する応力集中を低減できる
ので、ボンディングワイヤの界面部からの断線を防止で
きる。
【００１７】また、ボンディングワイヤを絶縁体で被覆
したので、半導体ペレットの外周囲の端部にボンディン
グワイヤが短絡するのを防止できる。
【００１８】よって、半導体ペレットの外部端子の表面
からその表面に対してボンディングワイヤをほぼ平行に
引き回すことができ(ほぼ平行に配置でき)、ボンディン
グワイヤのループの高さを縮小できるので、このループ
の高さの縮小に相当する分、半導体装置のパッケージ厚
を低減できる。この結果、半導体装置の縦方向の実装密
度を向上できる。
【００１９】以下、本発明の構成について、樹脂封止型
半導体装置に本発明を適用した一実施例とともに説明す
る。
【００２０】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００２１】
【実施例】本発明の一実施例である樹脂封止型半導体装
置の概略構成を図２(断面図)及び図１(図２の要部拡大
断面図)に示す。
【００２２】図２及び図１に示すように、樹脂封止型半
導体装置は例えばＴＳＯＰ型の樹脂パッケージ１で構成
されている。この樹脂封止型半導体装置は、１つのメモ
リシステムとして例えばメモリボード、ＣＰＵボード等
の実装基板の実装面上に複数個規則的に実装される。
【００２３】前記樹脂封止型半導体装置は、タブ吊りリ
ード(図示せず)で支持されたタブ３Ｃのペレット塔載面
上に接着層(図示せず)を介在して半導体ペレット２を塔
載している。半導体ペレット２は、例えば平面が長方形
状(図示せず)で構成された単結晶珪素基板２Ａの主面
(素子形成面)上に、複数層からなる絶縁膜２Ｂを介在し
て、この長方形状の対向する２辺(図２中、右側の辺、
左側の辺)の夫々に沿って複数個の外部端子(ボンディン
グパッド)２Ｃを配列している。この外部端子２Ｃは、
半導体ペレット２に塔載された回路システムを構成する
内部素子と電気的に接続されている。
【００２４】前記外部端子２Ｃの表面には、絶縁膜２Ｂ
の最上層(最終保護膜)に形成されたボンディング開口２
Ｂ1 を通してボンディングワイヤ４の一端側が電気的に
接続されいる。このボンディングワイヤ４の他端側は、
アウターリード３Ｂと一体に形成されたインナーリード
３Ａに電気的に接続されている。つまり、ボンディング
ワイヤ４は、半導体ペレット２の外部端子２Ｃとインナ
ーリード(リード配線)３Ａとを電気的に接続している。
ボンディングワイヤ４は例えばアルミニウム(Ａｌ）ワ
イヤで構成されている。ボンディングワイヤ４は例えば
超音波ウエッジボンディング法でボンディングされる。
【００２５】前記半導体ペレット２は、接着層を介在し
てタブ３Ｃのペレット塔載面上に接着固定されている。
この接着層としては、例えばＡｇペースト、Ａｕ−Ｓｉ
共晶合金等が使用される。
【００２６】前記半導体ペレット２、インナーリード３
Ａ、タブ３Ｃ及びボンディングワイヤ４等は樹脂１Ａで
気密封止されている。樹脂１Ａは、低応力化を図るため
に、フェノール系硬化剤、シリコーンゴム及びフィラー
が添加されたエポキシ系樹脂を使用している。
【００２７】前記樹脂パッケージ１は、例えば平面が長
方形状(図示せず)で形成され、この対向する２辺(図
中、右側の辺、左側の辺)の夫々に沿って複数本の前記
アウターリード３Ｂを配列している。アウターリード３
Ｂは、前述のように、半導体ペレット２、インナーリー
ド３Ａ、タブ３Ｃ及びボンディングワイヤ４等をトラン
スファーモールド法に基づいて樹脂１Ａで気密封止した
後、リードフレーム（図示せず）から切断され、ガルウ
ィング形状に成形される。前記リードフレームは例えば
Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ合金等で形成される。
【００２８】前記ボンディングワイヤ４は、半導体ペレ
ット２の外部端子２Ｃの表面に接合する一端側の接合部
からこの外部端子２Ｃの表面に対してほぼ平行に引き回
されている。ボンディングワイヤ４は、図１及び図３Ａ
（図１に示すＡ−Ａ切断線で切った断面図）に示すよう
に、断面形状が長方形状で構成されている。このボンデ
ィングワイヤ４は、外部端子２Ｃの表面に接合する一端
側の接合部からインナーリード３Ａの表面に接合する他
端側の接合部に渡って長方形状で構成されている。つま
り、ボンディングワイヤ４は、その中心軸の周囲に相当
する外周囲（側面）の少なくとも外部端子２Ｃに接合さ
れる部分からインナーリード３Ａに接合される部分に渡
って平面を構成している。このボンディングワイヤ４
は、外部端子２Ｃの表面に接合するボンディングワイヤ
４の接合部が予め平面で構成されているので、ボンディ
ング時、断面形状が真円形状のボンディングワイヤに比
べて、外部端子２Ｃとの接合面積を増加でき、この接合
面積の増加に相当する分、外部端子２Ｃとの接合強度を
高めている。また、ボンディングワイヤ４は、外部端子
２Ｃの表面に接合するボンディングワイヤ４の接合部が
ボンディング時の圧着で変形する形状変形の割合を真円
形状のボンディングワイヤに比べて低減でき、ボンディ
ングワイヤ４の形状変形部(接合部)とワイヤ部との界面
部に発生する応力集中を低減している。尚、前記ボンデ
ィングワイヤ４は、図３Ｂ(断面図)に示すように、断面
形状が楕円形状で構成してもよい。
【００２９】前記ボンディングワイヤ４は、例えば絶縁
性のポリイミド系樹脂で形成された絶縁体５で被覆され
ている。この絶縁体５はボンディングワイヤ４の夫々の
接合部において超音波振動で除去される。絶縁体５は、
半導体ペレット２の外周囲の端部にボンディングワイヤ
４が短絡するのを防止している。
【００３０】このように構成される樹脂封止型半導体装
置は、半導体ペレット２の外部端子２Ｃの表面からこの
表面に対してボンディングワイヤ４をほぼ平行に引き回
すことができ、ボンディングワイヤ４のループの高さを
縮小できるので、このループの高さの縮小に相当する
分、樹脂パッケージ１の厚さを低減できる。
【００３１】このように、半導体ペレット２の外部端子
２Ｃ、インナーリード３Ａ（リード配線）の夫々をボン
ディングワイヤ４で電気的に接続する樹脂封止型半導体
装置(半導体装置)において、前記ボンディングワイヤ４
の中心軸の周囲に相当する外周囲(側面)の少なくとも前
記半導体ペレット２の外部端子２Ｃに接合(接続)される
部分から前記インナーリード３Ａに接合される部分に渡
って平面若しくは楕円の一部の曲面を構成すると共に、
このボンディングワイヤ４の外周囲を絶縁体５で被覆
し、前記ボンディングワイヤ４の中心軸を外部端子２Ｃ
の表面に対してほぼ平行に引き回した状態(ほぼ平行に
配置した状態)で、このボンディングワイヤ４の一端側
の外周囲の平面若しくは楕円の一部の曲面と前記半導体
ペレット２の外部端子２Ｃとの間を前記絶縁体５を除去
して接合する。この構成により、断面形状が真円形状で
構成されたボンディングワイヤに比べて、半導体ペレッ
ト２の外部端子２Ｃの表面に接合するボンディングワイ
ヤ４の接合面積を増加でき、この接合面積の増加に相当
する分、外部端子２Ｃとボンディングワイヤ４との接合
強度を高めることができるので、外部端子２Ｃからボン
ディングワイヤ４が剥がれるのを防止できる。
【００３２】また、半導体ペレット２の外部端子２Ｃの
表面に接合するボンディングワイヤ４の接合部がボンデ
ィング時の圧着で変形する形状変形の割合を真円形状に
比べて低減でき、このボンディングワイヤ４の形状変形
部(接合部)とワイヤ部との界面部に発生する応力集中を
低減できるので、ボンディングワイヤ４の界面部からの
断線を防止できる。
【００３３】また、ボンディングワイヤ４を絶縁体５で
被覆したので、半導体ペレット２の外周囲の端部にボン
ディングワイヤ４が短絡するのを防止できる。
【００３４】よって、半導体ペレット２の外部端子２Ｃ
の表面からその外部端子２Ｃの表面に対してボンディン
グワイヤ４をほぼ平行に引き回すことができ（ほぼ平行
に配置でき）、ボンディングワイヤ４のループの高さを
縮小できるので、このループの高さの縮小に相当する
分、樹脂封止型半導体装置の樹脂パッケージ１の厚さを
低減できる。この結果、樹脂封止型半導体装置の縦方向
（実装基板の実装面に対して垂直方向）の実装密度を向
上できる。
【００３５】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【００３６】例えば、本発明は、半導体ペレットを樹脂
パッケージで気密封止するＤＩＰ(Ｄual Ｉn-line Ｐac
kage)型、ＳＯＪ(Ｓmall Ｏut-line Ｊ-bend)型等のい
ずれの樹脂封止型半導体装置にも適用することができ
る。
【００３７】また、本発明は、半導体ペレットをセラミ
ックパッケージで気密封止するセラミック封止型半導体
装置に適用することができる。
【００３８】また、本発明は、アウターリードと電気的
に接続されたリード配線（メタライズ配線）と半導体ペ
レットの外部端子とをボンディングワイヤで電気的に接
続するセラミック封止型半導体装置に適用することがで
きる。
【００３９】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００４０】半導体ペレットの外部端子、リード配線の
夫々をボンディングワイヤで電気的に接続する半導体装
置のパッケージ厚を低減でき、半導体装置の縦方向（実
装基板に対して垂直方向）の実装密度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である樹脂封止型半導体装置
の要部拡大断面図。
【図２】図１に示す樹脂封止型半導体装置の全体の断面
図。
【図３Ａ】図１に示すＡ−Ａ切断線で切ったボンディン
グワイヤの断面図。
【図３Ｂ】ボンディングワイヤの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１…樹脂パッケージ、１Ａ…樹脂、２…半導体ペレッ
ト、２Ｂ…絶縁膜、２Ｃ…外部端子、３Ａ…インナーリ
ード、３Ｂ…アウターリード、４…ボンディングワイ
ヤ、５…絶縁体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ペレットの外部端子、リード配線
    の夫々をボンディングワイヤで電気的に接続する半導体
    装置において、前記ボンディングワイヤの中心軸の周囲
    に相当する外周囲の少なくとも前記半導体ペレットの外
    部端子に接続される部分から前記リード配線に接続され
    る部分に渡って平面若しくは楕円の一部の曲面を構成す
    ると共に、このボンディングワイヤの外周囲を絶縁体で
    被覆し、前記ボンディングワイヤの中心軸を外部端子の
    表面に対してほぼ平行に配置した状態で、このボンディ
    ングワイヤの一端側の外周囲の平面若しくは楕円の一部
    の曲面と前記半導体ペレットの外部端子との間を前記絶
    縁体を除去して接続されることを特徴とする半導体装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005067040A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-21 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Electrical component with bond wire
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