JPH07249648A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07249648A
JPH07249648A JP6040058A JP4005894A JPH07249648A JP H07249648 A JPH07249648 A JP H07249648A JP 6040058 A JP6040058 A JP 6040058A JP 4005894 A JP4005894 A JP 4005894A JP H07249648 A JPH07249648 A JP H07249648A
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bonding
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Kohei Tatsumi
宏平 巽
Norio Nitta
法生 新田
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はボンディングワイヤのループ高さを
できるだけ低くして、例えバスバーリードやボンディン
グワイヤ同志に接触があったとしてもショートすること
のない薄型のＬＯＣタイプの半導体集積回路装置を提供
する。 【構成】 半導体チップの回路形成面上のＸ方向または
Ｙ方向の中心線の近傍に共用インナーリード（バスバー
リード）を配置固定すると共に、該回路形成面上に複数
の信号用インナーリードが配置固定され、共用インナー
リード及び信号用インナーリードと半導体チップとがそ
れぞれボンディングワイヤで電気的に接続されたリード
オンチップ構造の樹脂封止された半導体集積回路装置で
あって、接続に用いるボンディングワイヤが樹脂被覆さ
れていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止される半導体装
置に関するものであり、特に、半導体チップの回路形成
面上にバスバーリードを有するリード・オン・チップ
（ＬＯＣ）構造の半導体装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップ上の電極パッドと外部端子
であるリードとは、ボンディングワイヤで連結されてい
るが、集積回路の大型化に基づく半導体チップの大型化
や、多ピン化によるボンディングワイヤの長尺化等に伴
って、インナーリードの封止樹脂埋設部分の長さが短く
なり、封止樹脂との接着強度が不足して、パッケージか
ら離脱しやすくなる。そのため、すなわち封止樹脂との
接着強度を増大するために、インナーリードの上に半導
体チップを接合し封止樹脂との接触面積を大きくするチ
ップ・オン・リード（ＣＯＬ）構造や、半導体チップの
上にインナーリードを接合するリード・オン・チップ
（ＬＯＣ）構造の半導体集積回路装置が開発されてい
る。
【０００３】ＬＯＣ構造の半導体集積回路装置は半導体
チップの回路形成面の中央部に複数の電極パッドを設
け、また電源用および接地用バスバーリードと複数の信
号用インナーリードを配置し、前記電極パッドと各リー
ドとをボンディングワイヤで電気的に接続したものであ
る（図１，２参照）。
【０００４】この様な構造のＬＯＣ型半導体集積回路装
置は回路形成面上で比較的短い距離での結線が行われる
ため薄型に成形でき、例えばメモリー用として有用であ
るが、実装上次のような問題点がある。すなわち、Ａ
ｕ，Ｃｕ或いはＡｌなどの金属からなるボンディングワ
イヤは、通常バスバーを跨いで電極パッドとインナーリ
ードを接続し、また電極パッドの位置によってはボンデ
ィングワイヤが交叉して接続されることがあり、さら
に、多ピン化構造になるとボンディングワイヤループの
隣接間隔が狭くなるなどから、メモリー用などの用途で
は出来るだけ薄型にすることが望まれ、この要望を充た
すためにボンディングワイヤのループ高さ低くすること
が好ましく、従ってボンディングワイヤ同志、或いはボ
ンディングワイヤとバスバーリードとの接触による短絡
（ショート）が起こりやすい状態にある。
【０００５】この様なショートによる不良を起こさない
ために、特開平５−２９５２８号公報には信号用インナ
ーリードのボンディングワイヤを接続するボンディング
エリヤに溝を設け、或いはリード先端を折り曲げて、該
リード先端部をボンディングエリヤより高くすることに
より、リード近傍のボンディングワイヤが先端部により
高く持ち上げられる様になり、ワイヤループ全体を高く
しなくてもバスバーリードとその上を跨ぐボンディング
ワイヤとの間隙を広くできることが開示されている。し
かし、特に接続作業時何等かの理由でボンディングワイ
ヤにたるみが生じるような場合や、封モールド樹脂の流
れによっては前記接触を防ぐことは難しい。またインナ
ーリードに溝付け等の加工は複雑でありかなりの手数を
要する。一方、バスバーリードに絶縁被覆をすることも
考えられるが、コストがかかり高価なものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来の問題点を解消しようとするものであって、ボン
ディングワイヤのループ高さをできるだけ低くして、例
えばバスバーリードやボンディングワイヤ同志に接触が
あったとしてもショートすることのない薄型のＬＯＣタ
イプの半導体集積回路装置を提供することを目的とす
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
に本発明は、半導体チップの回路形成面上の中心線の近
傍に共用インナーリード（バスバーリード）を配置固定
すると共に、該回路形成面上に複数の信号用インナーリ
ードが配置固定され、共用インナーリード及び信号用イ
ンナーリードと半導体チップとがそれぞれボンディング
ワイヤで電気的に接続されたリードオンチップ構造の樹
脂封止された半導体集積回路装置であって、接続に用い
るボンディングワイヤが樹脂被覆されていることを特徴
とする。
【０００８】上記本発明において、ボンディングワイヤ
に被覆している樹脂が６kgf/mm2 以上の引張り強度を有
し、かつ１７０℃以上のガラス転移点を有すること、具
体的には、芳香族ポリサルフォン樹脂、芳香族ポリエス
テル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリパラバン酸樹脂の一種
または二種以上からなることを特徴とする。この様な樹
脂は、線径が１５〜５０μｍであるボンディングワイヤ
の表面に厚さ０．１〜２．５μｍの範囲で被覆してい
る。また、本発明の半導体装置は半導体チップの回路形
成面上に配置された信号用インナーリードは電気絶縁テ
ープを介して接着され、該テープが１０〜１００μｍの
厚みを持ち、テープ材質としての熱変形温度点が１８０
℃以上である絶縁性樹脂よりなることも特徴の一つとす
る。
【０００９】
【作用】回路形成面に配置したバスバーリードや、イン
ナーリードと半導体チップ面の電極バッドとに接続に絶
縁性樹脂で被覆したボンディングワイヤを用いることに
より、このボンディングワイヤの接続ループを特に高く
設計する必要なく、バスバーリードやボンディングワイ
ヤ同志との接触があってもショートを起さないのでルー
プ高さを低くすることが可能となり、従って、樹脂モー
ルドした半導体装置を薄形にすることができる。また、
被覆する樹脂を選択するこにより、優れた樹脂強度や接
合性を得ることができる。
【００１０】以下本発明を詳細に説明する。図１は一部
を断面にした本発明の対象とするＬＯＣタイプの半導体
装置の概要、図２は図１のＡ−Ａ′断面の一部を示す。
図において１は半導体チップ、２は信号用リード、２ａ
はそのインナーリード、２ｂはそのアウターリードであ
って、半導体チップの回路形成面上に、該チップのＸ方
向に複数本のインナーリード２ａが絶縁テープ３を介し
てが配置固定されている。４は半導体チップの回路形成
面上の中央部分に絶縁テープ３を介して配置固定した共
用インナーリード（バスバーリード）であって、４ａは
電源用バスバーリード、４ｂは接地用バスバーリードで
ある。５は電極パッド、６はボンディングワイヤであ
り、電極パッド５とインナーリード２ａはバスバーリー
ド４を跨いで接続され、電極パッド５とバスバーリード
４と接続している。
【００１１】バスバーリードや信号用インナーリードは
半導体チップの回路形成面上へ電気絶縁テープ３を用い
て接合されるが、各ボンディングワイヤをキャピラリー
により超音波振動を適用して接合する場合に、ゆるまな
いように絶縁テープが接合面を強固に固定している。そ
のために絶縁テープは余り厚くなく１００μｍ以下にす
ること、しかし余り薄くすると接合強度が不足するので
１０μｍ以上にすることがよく、また、ボンディング温
度である１８０℃近傍で軟化するのは、接合時使用する
超音波の吸収が大きく接合力が劣化するので適当でな
い。この様な特性を満たす樹脂としてポリイミド、ポリ
アミド・イミド、ポリエーテルアミド・イミド等があ
る。
【００１２】ボンディングワイヤ６はＡｕ，Ｃｕ、或い
はＡｌ等の金属からなり、図３の断面に示すように直径
１５〜５０μｍの線径ｄを有し、その表面に厚さｔが
０．１〜２．５μｍの樹脂７を被覆する。被覆する樹脂
は絶縁性を有すると共に接触したときに剥離或いは破断
等の損傷が起きないような強度が必要である。すなわ
ち、６kgf/mm2 以上の引張り強さがあり、ガラス転移点
が１７０℃以上であればよく、これによってボンディン
グ時或いはモールド時に起きる皮膜の損傷を防ぐことが
できる。樹脂がガラス転移点以上になるとその機械的性
質を著しくに劣化させる。従って、被覆樹脂が加熱され
る温度以上にガラス転移点を有する必要があり、そのた
めにモールド実装時に１７０℃近傍の温度になることか
ら、この温度を基準にした。かかる特性を有する樹脂と
しては芳香族ポリサルフォン樹脂、芳香族ポリエステル
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリパラバン酸樹脂などがあ
り、これらから選ばれた一種または二種以上を用いる。
【００１３】
【実施例】
［実施例１］Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金よりなる０．１５mm
厚さのＬＯＣ構造型の信号用リードを、バスバーを中心
部に接着したＳｉチップ上に、２５mm厚みのポリエーテ
ルアミドイミド樹脂で熱圧着して固定した。リードおよ
びバスバーには銀メッキが施されており、このリードと
チップ電極（パッド）とをバスバーを跨いでボンディン
グワイヤで接続し、１個のチップに１０本ボンディング
し、図２に示すような構成の装置とした。ボンディング
後、エポキシ樹脂によりモールディングを行い、バスバ
ーとボンディングワイヤの絶縁性を測定した。この際導
通があったものを絶縁不良とした。使用したワイヤはい
ずれも直径３０μｍの９９．９９％Ａｕであり、これに
種々の樹脂を被覆した。表１に使用した樹脂特性と絶縁
性測定結果を示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】〜は本発明の試料であり強度、ガラス
転移点（Ｔｇ）共に高く、絶縁不良もなかった。これに
対してはＴｇが低く、比較例は強度、Ｔｇ共に本発
明範囲外であり、絶縁不良率が高い。
【００１６】［実施例２］Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金よりな
る０．１５mm厚さのＬＯＣ構造型の信号用リードを、バ
スバーを中心部に接着したＳｉチップ上に、ポリイミド
テープ、ポリエステルテープ、フェノール系接着剤を用
いて接着し固定した。リードおよびバスバーには銀メッ
キが施されており、このリードとチップパッドとを、ポ
リアリレート樹脂を０．５μｍ厚みに被覆した３０mmφ
のＡｕ線を用いてワイヤボンディングした。ボンディン
グ部の接合強度はレスカ製プルテスターでワイヤ中央部
を引張り破断強度を測定して評価した。１００本の試験
の内最小強度が３ｇ以下のものは不良とした。結果を表
２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】〜は本発明の試料であり、テープの厚
さが５０μｍ以下であれば接合強度は極めて良好であっ
た。これに対して比較例，は熱変形温度が低く、比
較例は被覆厚みが大きいため、接合強度は低く不良と
なった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明はボンディン
グワイヤのループ高さをできるだけ低くして、ボンディ
ング時或いはモールド時、バスバーリードやボンディン
グワイヤ同志に接触があったとしてもショートすること
のない薄型のＬＯＣタイプの半導体集積回路装置を安定
して、かつ安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部を断面にしたＬＯＣタイプ半導体集積回路
装置の説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ′に沿った断面の一部の説明図。
【図３】ボンディングワイヤの断面説明図。
【符号の説明】 １ ：半導体チップ ２ ：信号用リード ２ａ：インナーリード ２ｂ：アウターリード ３ ：絶縁テープ ４ ：バスバーリード ４ａ：電源用バスバーリード ４ｂ：設地用バスバーリード ５ ：電源パット ６ ：ボンディングワイヤ ７ ：樹脂 ８ ：モールド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップの回路形成面上の中心線の
    近傍に共用インナーリード（バスバーリード）を配置固
    定すると共に、該回路形成面上に複数の信号用インナー
    リードが配置固定され、共用インナーリード及び信号用
    インナーリードと半導体チップとがそれぞれボンディン
    グワイヤで電気的に接続されたリードオンチップ構造の
    樹脂封止された半導体集積回路装置であって、接続に用
    いるボンディングワイヤが樹脂被覆されていることを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 ボンディングワイヤに被覆している樹脂
    が６kgf/mm2 以上の引張り強度を有し、かつ１７０℃以
    上のガラス転移点を有する樹脂の一種または二種以上か
    らなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 ボンディングワイヤに被覆している樹脂
    が芳香族ポリサルフォン樹脂、芳香族ポリエステル樹
    脂、ポリイミド樹脂、ポリパラバン酸樹脂の一種または
    二種以上からなることを特徴とする請求項２記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項４】 ボンディングワイヤの線径が１５〜５０
    μｍであり、表面に厚さ０．１〜２．５μｍの範囲で樹
    脂を被覆していることを特徴とする請求項１記載の半導
    体装置。
  5. 【請求項５】 半導体チップの回路形成面上に配置され
    た信号用インナーリードが電気絶縁テープを介して接着
    され、該テープが１０〜１００μｍの厚みを持ち、テー
    プ材質としての熱変形温度点が１８０℃以上である絶縁
    性樹脂よりなることを特徴とする請求項１記載の半導体
    装置。
JP6040058A 1994-03-10 1994-03-10 半導体装置 Pending JPH07249648A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6040058A JPH07249648A (ja) 1994-03-10 1994-03-10 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6040058A JPH07249648A (ja) 1994-03-10 1994-03-10 半導体装置

Publications (1)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338950B1 (ko) * 1999-12-15 2002-05-31 박종섭 칩 사이즈 패키지
JP2007524987A (ja) * 2003-02-20 2007-08-30 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 絶縁されたワイヤのワイヤボンディング

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