JPH08186200A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フェイスダウンでボールバンプ接続をする半導
体チップの放熱効果増大、バンプへの応力歪みの低減を
図る。 【構成】半導体チップ１の裏面にメタル層２、表面に放
熱用パッド１５を形成する。その上に、金属細線を用い
てネイルヘッド方式のワイヤボンディングを行なう。テ
ール部４ａおよび４ｂを任意の長さに残し、ボンディン
グワイヤヒートシンク６ａとする。これにより表面積が
６０〜８０倍に増加させることができる。半導体チップ
１の放熱経路を、ボンディングワイヤヒートシンク６ａ
および６ｂ、放熱フィン１３ａおよび１３ｂとすること
により、応力歪みがボンディングワイヤヒートシンク６
ａおよび６ｂで吸収されるため、ボールバンプ８の接続
信頼性が向上する。そのため、放熱特性が良好で、接続
信頼性の高い，低コストの半導体装置が短ＴＡＴで製造
できる。
体チップの放熱効果増大、バンプへの応力歪みの低減を
図る。 【構成】半導体チップ１の裏面にメタル層２、表面に放
熱用パッド１５を形成する。その上に、金属細線を用い
てネイルヘッド方式のワイヤボンディングを行なう。テ
ール部４ａおよび４ｂを任意の長さに残し、ボンディン
グワイヤヒートシンク６ａとする。これにより表面積が
６０〜８０倍に増加させることができる。半導体チップ
１の放熱経路を、ボンディングワイヤヒートシンク６ａ
および６ｂ、放熱フィン１３ａおよび１３ｂとすること
により、応力歪みがボンディングワイヤヒートシンク６
ａおよび６ｂで吸収されるため、ボールバンプ８の接続
信頼性が向上する。そのため、放熱特性が良好で、接続
信頼性の高い，低コストの半導体装置が短ＴＡＴで製造
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係わり、特
にバンプ付半導体チップの放熱構造を改善した半導体装
置に関する。
にバンプ付半導体チップの放熱構造を改善した半導体装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体素子の微細加工技術の進展
に伴ない、これらの素子が集積された半導体装置も高集
積化、大規模化の方向に進んでいる。そのためこの半導
体装置の消費電力も大きくなり、その対策としては低電
圧化とともにパッケージの放熱対策も種々の形態の技術
が実用化されている。そのうちの１つにバンプ付半導体
装置がある。
に伴ない、これらの素子が集積された半導体装置も高集
積化、大規模化の方向に進んでいる。そのためこの半導
体装置の消費電力も大きくなり、その対策としては低電
圧化とともにパッケージの放熱対策も種々の形態の技術
が実用化されている。そのうちの１つにバンプ付半導体
装置がある。
【０００３】このバンプ付半導体装置は、ワイヤボンデ
ィングツールを用いて、半導体チップ上に形成されたパ
ッドにハンダボールを熱圧着することによって、金属配
線を引き出すことなく、ボールの直上部の金属配線の根
元で切断してボールバンプを形成している。
ィングツールを用いて、半導体チップ上に形成されたパ
ッドにハンダボールを熱圧着することによって、金属配
線を引き出すことなく、ボールの直上部の金属配線の根
元で切断してボールバンプを形成している。
【０００４】ボールバンプが形成された半導体チップの
活性面（素子製造面）を下にして、実装基板の部品面に
対向させ、実装基板の所定のパターンとボールバンプと
を熱圧着してフェースダウン構造のパッケージとするも
のである。この構造は、半導体チップの裏面が上側とな
り、その裏面上に放熱構造を配設できることから高電
力、高集積、高速が要求されるＬＳＩのパッケージ構造
として一般的に用いられている。
活性面（素子製造面）を下にして、実装基板の部品面に
対向させ、実装基板の所定のパターンとボールバンプと
を熱圧着してフェースダウン構造のパッケージとするも
のである。この構造は、半導体チップの裏面が上側とな
り、その裏面上に放熱構造を配設できることから高電
力、高集積、高速が要求されるＬＳＩのパッケージ構造
として一般的に用いられている。
【０００５】上述した従来のフェイスダウン接続をする
バンプ付半導体チップの一例が特開平４−２３７１５３
号公報に記載されている。同公報記載の放熱構造の断面
図を示した図９を参照すると、半導体チップ２１の素子
製造面に配設されたボールバンプ２２ａおよび２２ｂを
介してインナリード２３ａおよび２３ｂが接続され、こ
れらリードはテープキャリアフィルム２４に接続され
る。半導体チップ２１の裏面にＡｕメッキ膜２５を形成
し、金属細線によるネイルヘッド方式のワイヤボンディ
ングでボールボンディングを行ない、金属製ボール２６
ａ〜２６ｄを付着させている。この金属製ボール２６ａ
〜２６ｄにより半導体チップ２１の裏面表面積を増加さ
せ、放熱効果の増大を図っている。
バンプ付半導体チップの一例が特開平４−２３７１５３
号公報に記載されている。同公報記載の放熱構造の断面
図を示した図９を参照すると、半導体チップ２１の素子
製造面に配設されたボールバンプ２２ａおよび２２ｂを
介してインナリード２３ａおよび２３ｂが接続され、こ
れらリードはテープキャリアフィルム２４に接続され
る。半導体チップ２１の裏面にＡｕメッキ膜２５を形成
し、金属細線によるネイルヘッド方式のワイヤボンディ
ングでボールボンディングを行ない、金属製ボール２６
ａ〜２６ｄを付着させている。この金属製ボール２６ａ
〜２６ｄにより半導体チップ２１の裏面表面積を増加さ
せ、放熱効果の増大を図っている。
【０００６】また、フェースダウン接続ではないが半導
体チップ裏面に放熱ヒートシンクを配設する放熱構造の
一例が特開平４−５９９４９号公報に記載されている。
同公報記載の放熱構造の断面図を示した図１０を参照す
ると、半導体チップ３１は接着剤３２によりリードフレ
ームのダイパッド部３３に接着され、半導体チップ３１
の素子製造面の電極パッド３４は金属配線３５を介して
リード３６に接続される。素子製造面には放熱用パッド
３７も設けられ、この放熱パッドにヒートシンク３８と
放熱フィン３９を重ねて接着し、放熱効果の増大を図っ
ている。
体チップ裏面に放熱ヒートシンクを配設する放熱構造の
一例が特開平４−５９９４９号公報に記載されている。
同公報記載の放熱構造の断面図を示した図１０を参照す
ると、半導体チップ３１は接着剤３２によりリードフレ
ームのダイパッド部３３に接着され、半導体チップ３１
の素子製造面の電極パッド３４は金属配線３５を介して
リード３６に接続される。素子製造面には放熱用パッド
３７も設けられ、この放熱パッドにヒートシンク３８と
放熱フィン３９を重ねて接着し、放熱効果の増大を図っ
ている。
【０００７】更に、半導体チップ表面側に放熱構造を配
設する一例が特開平４−２９３２５９号公報に記載され
ている。同公報記載の放熱構造の断面図を示した図１１
を参照すると、半導体チップ４１の素子製造面に電極パ
ッド４２に配設された電気接続用の第１ボールバンプ４
３にはリード４４のインナ部４５が接続され、素子製造
面にはさらに半導体チップ４１に機械的に接続された放
熱用の第２ボールバンプ４６および機械的かつ電気的に
接続された第３ボールバンプ４７を設け、特別に設けた
放熱用タブ（放熱用部材）４８に接続し、放熱効果の増
大を図っている。
設する一例が特開平４−２９３２５９号公報に記載され
ている。同公報記載の放熱構造の断面図を示した図１１
を参照すると、半導体チップ４１の素子製造面に電極パ
ッド４２に配設された電気接続用の第１ボールバンプ４
３にはリード４４のインナ部４５が接続され、素子製造
面にはさらに半導体チップ４１に機械的に接続された放
熱用の第２ボールバンプ４６および機械的かつ電気的に
接続された第３ボールバンプ４７を設け、特別に設けた
放熱用タブ（放熱用部材）４８に接続し、放熱効果の増
大を図っている。
【０００８】上述したように、従来の半導体装置では、
半導体チップからの放熱効果を増大させるための手段と
して裏面へ金属製ボールの付着による放熱面積の増加、
表面からの放熱パッドによる放熱および表面からの放熱
ボールバンプによる放熱と放熱用タブへの接着による放
熱等が用いられていた。
半導体チップからの放熱効果を増大させるための手段と
して裏面へ金属製ボールの付着による放熱面積の増加、
表面からの放熱パッドによる放熱および表面からの放熱
ボールバンプによる放熱と放熱用タブへの接着による放
熱等が用いられていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフェイ
スダウン接続するバンプ付半導体素子の放熱構造では、
半導体素子の裏面にボールバンプを付着させたものとな
っているため、放熱を目的とする表面積は、ボールバン
プの側表面積の増加のみである。例えば２５μｍφの金
属細線を用いた場合、約１１，３００μｍ2 （径：８０
μｍ，高さ＝４５μｍ）／バンプであり、放熱面積の増
大による放熱効果は充分とはいえない。
スダウン接続するバンプ付半導体素子の放熱構造では、
半導体素子の裏面にボールバンプを付着させたものとな
っているため、放熱を目的とする表面積は、ボールバン
プの側表面積の増加のみである。例えば２５μｍφの金
属細線を用いた場合、約１１，３００μｍ2 （径：８０
μｍ，高さ＝４５μｍ）／バンプであり、放熱面積の増
大による放熱効果は充分とはいえない。
【００１０】また、表面からの放熱パッドによる放熱の
例では、放熱用パッドとヒートシンクと放熱フィンとが
一体構造となっているため、各材料間の熱膨張係数差、
応力差等により歪みが発生し、一番構造的に弱い放熱用
パッドと究起物が破壊され、放熱効果が減少する。
例では、放熱用パッドとヒートシンクと放熱フィンとが
一体構造となっているため、各材料間の熱膨張係数差、
応力差等により歪みが発生し、一番構造的に弱い放熱用
パッドと究起物が破壊され、放熱効果が減少する。
【００１１】同様に表面からの放熱バンプによる放熱と
放熱用タブへの接着による放熱の例では、第２ボールバ
ンプ（放熱用バンプ）と放熱用タブ（放熱用部材）も一
体構造となっているため、各材料間の熱膨張係数差、応
力差等により歪みが発生し、第２バンプ（放熱用バン
プ）が破壊され、放熱効果が減少する、という欠点をそ
れぞれ有している。
放熱用タブへの接着による放熱の例では、第２ボールバ
ンプ（放熱用バンプ）と放熱用タブ（放熱用部材）も一
体構造となっているため、各材料間の熱膨張係数差、応
力差等により歪みが発生し、第２バンプ（放熱用バン
プ）が破壊され、放熱効果が減少する、という欠点をそ
れぞれ有している。
【００１２】本発明の目的は、上述した欠点に鑑みなさ
れたものであり、フェイスダウンでバンプ接続する半導
体チップの放熱効果を増大させ、ボールバンプの応力歪
みを低減させた半導体装置を提供することにある。
れたものであり、フェイスダウンでバンプ接続する半導
体チップの放熱効果を増大させ、ボールバンプの応力歪
みを低減させた半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の特
徴は、半導体チップの一方面上に形成されたパッドにボ
ールバンプが配設され、他方面上にメタライズ層が形成
され、このメタライズ層上に金属細線を用いたネイルヘ
ッド方式で形成される第１のネイルヘッドと、このネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向に残したテール部と、このテール部の終端
に形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数個有
し、これら第１および第２のネイルヘッドと前記テール
部とがそれぞれ一体となってボンディングワイヤヒート
シンクを構成することにある。
徴は、半導体チップの一方面上に形成されたパッドにボ
ールバンプが配設され、他方面上にメタライズ層が形成
され、このメタライズ層上に金属細線を用いたネイルヘ
ッド方式で形成される第１のネイルヘッドと、このネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向に残したテール部と、このテール部の終端
に形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数個有
し、これら第１および第２のネイルヘッドと前記テール
部とがそれぞれ一体となってボンディングワイヤヒート
シンクを構成することにある。
【００１４】また、前記ボンディングワイヤヒートシン
クをあらかじめ定める所定の長さに揃えて形成すること
ができる。
クをあらかじめ定める所定の長さに揃えて形成すること
ができる。
【００１５】さらに、前記ボンディングワイヤヒートシ
ンクが前記メタライズ層上にアレイ状に配置することも
できる。
ンクが前記メタライズ層上にアレイ状に配置することも
できる。
【００１６】さらにまた、前記ボンディングワイヤヒー
トシンクに放熱フィンの底面を接着した構造を有する。
トシンクに放熱フィンの底面を接着した構造を有する。
【００１７】本発明の半導体装置の他の特徴は、半導体
チップの一方面上の第１の領域に形成された電極群にボ
ールバンプがそれぞれ配設され、第２の領域全面に形成
されかつ前記電極群と電気的に絶縁された放熱パッドが
配設され、この放熱パッドに金属細線を用いたネイルヘ
ッド方式で形成される第１のネイルヘッドと、このネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向にあらかじめ定める所定の長さで残したテ
ール部と、このテール部の終端に形成する第２のネイル
ヘッドとをそれぞれ複数個有し、前記第１および前記第
２のネイルヘッドと前記テール部との組み合せがそれぞ
れ１つのボンディングワイヤヒートシンクを構成するこ
とにある。
チップの一方面上の第１の領域に形成された電極群にボ
ールバンプがそれぞれ配設され、第２の領域全面に形成
されかつ前記電極群と電気的に絶縁された放熱パッドが
配設され、この放熱パッドに金属細線を用いたネイルヘ
ッド方式で形成される第１のネイルヘッドと、このネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向にあらかじめ定める所定の長さで残したテ
ール部と、このテール部の終端に形成する第２のネイル
ヘッドとをそれぞれ複数個有し、前記第１および前記第
２のネイルヘッドと前記テール部との組み合せがそれぞ
れ１つのボンディングワイヤヒートシンクを構成するこ
とにある。
【００１８】また、前記ボンディングワイヤヒートシン
クに放熱フィンの底面を接着した構造を有する。
クに放熱フィンの底面を接着した構造を有する。
【００１９】本発明の半導体装置のさらに他の特徴は、
半導体チップの一方面上の第１の領域に形成された電極
群にボールバンプがそれぞれ配設され、第２の領域全面
に前記電極群と電気的に絶縁された放熱パッドが形成さ
れ、他方面上にはメタライズ層が設けられ、このメタラ
イズ層上および前記一方面上の前記放熱パッド上に金属
細線を用いたネイルヘッド方式でそれぞれ形成される第
１のネイルヘッドと、これらネイルヘッド形成後の前記
金属配線を前記ネイルヘッド形成面の垂直方向にあらか
じめ定める所定の長さで残したそれぞれのテール部と、
これらテール部の終端にそれぞれ形成する第２のネイル
ヘッドとをそれぞれ複数個有し、前記第１および前記第
２のネイルヘッドと前記テール部との組み合せがそれぞ
れ１つのボンディングワイヤヒートシンクを構成するこ
とにある。
半導体チップの一方面上の第１の領域に形成された電極
群にボールバンプがそれぞれ配設され、第２の領域全面
に前記電極群と電気的に絶縁された放熱パッドが形成さ
れ、他方面上にはメタライズ層が設けられ、このメタラ
イズ層上および前記一方面上の前記放熱パッド上に金属
細線を用いたネイルヘッド方式でそれぞれ形成される第
１のネイルヘッドと、これらネイルヘッド形成後の前記
金属配線を前記ネイルヘッド形成面の垂直方向にあらか
じめ定める所定の長さで残したそれぞれのテール部と、
これらテール部の終端にそれぞれ形成する第２のネイル
ヘッドとをそれぞれ複数個有し、前記第１および前記第
２のネイルヘッドと前記テール部との組み合せがそれぞ
れ１つのボンディングワイヤヒートシンクを構成するこ
とにある。
【００２０】また、前記半導体チップの前記一方面上お
よび前記他方面上にそれぞれ配設された前記ボンディン
グワイヤヒートシンクに放熱フィンの底面がそれぞれ接
着された構造を有する。
よび前記他方面上にそれぞれ配設された前記ボンディン
グワイヤヒートシンクに放熱フィンの底面がそれぞれ接
着された構造を有する。
【００２１】さらに、前記半導体素子の一方面およびこ
の一方面上の前記ボンディングワイヤヒートシンクに接
着される前記放熱フィン底面間の距離と、前記半導体素
子の他方面およびこの他方面上の前記ボンディングワイ
ヤヒートシンクに接着される前記放熱フィン底面間の距
離とがそれぞれ前記ボンディングワイヤヒートシンクの
長さよりも短かくなるように前記ボンディングワイヤヒ
ートシンクを湾曲させ、かつ前記放熱フィンが前記半導
体チップの隣接する２辺に挟まれた範囲のうちの任意の
方向に沿ってあらかじめ定める所定の距離だけずらした
位置で前記ボンディングワイヤヒートシンクにそれぞれ
接着することができる。
の一方面上の前記ボンディングワイヤヒートシンクに接
着される前記放熱フィン底面間の距離と、前記半導体素
子の他方面およびこの他方面上の前記ボンディングワイ
ヤヒートシンクに接着される前記放熱フィン底面間の距
離とがそれぞれ前記ボンディングワイヤヒートシンクの
長さよりも短かくなるように前記ボンディングワイヤヒ
ートシンクを湾曲させ、かつ前記放熱フィンが前記半導
体チップの隣接する２辺に挟まれた範囲のうちの任意の
方向に沿ってあらかじめ定める所定の距離だけずらした
位置で前記ボンディングワイヤヒートシンクにそれぞれ
接着することができる。
【００２２】本発明の半導体装置のさらにまた他の特徴
は、半導体チップの一方面上に形成されたパッドにボー
ルバンプが配設され、他方面上にメタライズ層が設けら
れ、このメタライズ層上に金属細線を用いたネイルヘッ
ド方式で形成される第１のネイルヘッドと、これらネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向にあらかじめ定める所定の長さで残した第
１のテール部およびこの第１のテール部より短い第２の
テール部と、これら第１および第２のテール部の終端に
それぞれ形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数
個有し、前記第１および前記第２のネイルヘッドと前記
テール部との組み合せがそれぞれ１つのボンディングワ
イヤヒートシンクを構成することにある。
は、半導体チップの一方面上に形成されたパッドにボー
ルバンプが配設され、他方面上にメタライズ層が設けら
れ、このメタライズ層上に金属細線を用いたネイルヘッ
ド方式で形成される第１のネイルヘッドと、これらネイ
ルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成
面の垂直方向にあらかじめ定める所定の長さで残した第
１のテール部およびこの第１のテール部より短い第２の
テール部と、これら第１および第２のテール部の終端に
それぞれ形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数
個有し、前記第１および前記第２のネイルヘッドと前記
テール部との組み合せがそれぞれ１つのボンディングワ
イヤヒートシンクを構成することにある。
【００２３】また、前記第１のテール部を有する前記ボ
ンディングワイヤヒートシンクが回路基板上に配設され
た任意の放熱パターンに接着され、前記第２のテール部
を有する前記ボンディングワイヤヒートシンクが前記基
板に開口された貫通口を通して放熱フィンの底面に接着
することができる。
ンディングワイヤヒートシンクが回路基板上に配設され
た任意の放熱パターンに接着され、前記第２のテール部
を有する前記ボンディングワイヤヒートシンクが前記基
板に開口された貫通口を通して放熱フィンの底面に接着
することができる。
【００２４】
【作用】本発明の半導体装置は、フェイスダウン接続す
るバンプ付半導体チップの放熱構造において、チップの
裏面にメタライズ層を設けこのメタライズ層に金属細線
によるネイルヘッド方式のワイヤボンディングを行ない
ボールバンプを付着させると同時に任意の長さのテール
部を残すようになっている。またチップのバンプ領域を
除く面に放熱パッドを設け、同様な方式でボールバンプ
を付着させると同時に任意の長さのテール部を残すよう
になっている。更にチップの裏面とバンプ面の両面に同
様な方式でボールバンプを付着させると同時に任意の長
さのテール部を残すようにもなっている。任意の長さの
テール部を必要に応じ、任意の放熱パターンに接続する
構造となっている。
るバンプ付半導体チップの放熱構造において、チップの
裏面にメタライズ層を設けこのメタライズ層に金属細線
によるネイルヘッド方式のワイヤボンディングを行ない
ボールバンプを付着させると同時に任意の長さのテール
部を残すようになっている。またチップのバンプ領域を
除く面に放熱パッドを設け、同様な方式でボールバンプ
を付着させると同時に任意の長さのテール部を残すよう
になっている。更にチップの裏面とバンプ面の両面に同
様な方式でボールバンプを付着させると同時に任意の長
さのテール部を残すようにもなっている。任意の長さの
テール部を必要に応じ、任意の放熱パターンに接続する
構造となっている。
【００２５】
【実施例】次に本発明について図面を参照しながら説明
する。
する。
【００２６】図１は本発明の第１の実施例を示す半導体
装置の平面図であり、図２はその断面図である。図１お
よび図２を併せて参照すると、半導体チップ１の裏面に
はメタル層２が形成され、その上面に公知のネイルヘッ
ド方式で形成されるネイルヘッド３ａと、このネイルヘ
ッド３ａを形成した後の金属配線を引きちぎることなく
垂直方向に延長したテール部４ａと、このテール部４ａ
の終端に形成されるネイルヘッド５ａとを形成し、ネイ
ルヘッド３ａの底面からネイルヘッド５ａの上面までの
長さをＬ１とする。すなわち、半導体チップ１の裏面に
はネイルヘッド３ａおよび５ａとテール部４ａが一体と
なったヒートシンク支持用の構成要素がアレイ状に配設
されていることになる。
装置の平面図であり、図２はその断面図である。図１お
よび図２を併せて参照すると、半導体チップ１の裏面に
はメタル層２が形成され、その上面に公知のネイルヘッ
ド方式で形成されるネイルヘッド３ａと、このネイルヘ
ッド３ａを形成した後の金属配線を引きちぎることなく
垂直方向に延長したテール部４ａと、このテール部４ａ
の終端に形成されるネイルヘッド５ａとを形成し、ネイ
ルヘッド３ａの底面からネイルヘッド５ａの上面までの
長さをＬ１とする。すなわち、半導体チップ１の裏面に
はネイルヘッド３ａおよび５ａとテール部４ａが一体と
なったヒートシンク支持用の構成要素がアレイ状に配設
されていることになる。
【００２７】半導体チップ１の素子製造面には電極７を
形成し、この電極７上には接続用ボールバンプ８を形成
する。
形成し、この電極７上には接続用ボールバンプ８を形成
する。
【００２８】上述した半導体装置における素子製造面お
よび裏面上の構成要素の形成は以下のように行われる。
すなわち、半導体チップ１の裏面のメタル層２は、蒸
着、スパッターおよびメッキ法等によりＴｉ−Ａｕ、Ｔ
ｉ−Ｎｉ−Ａｕ（厚さは例えば０．１ｎｍ〜１μｍ等）
等により形成される。
よび裏面上の構成要素の形成は以下のように行われる。
すなわち、半導体チップ１の裏面のメタル層２は、蒸
着、スパッターおよびメッキ法等によりＴｉ−Ａｕ、Ｔ
ｉ−Ｎｉ−Ａｕ（厚さは例えば０．１ｎｍ〜１μｍ等）
等により形成される。
【００２９】次に半導体チップ１の裏面に形成されたメ
タル層２の上に、金属細線（例えばＣｕ，Ａｕ，線径：
１８μｍφ〜７０μｍφｅｔｃ）を用いたネイルヘッド
方式によるワイヤボンディングをアレイ状配置で実施す
る。この時、ボールバンプ形成方法の一部を変更し、テ
ールの長さを長くするように行なう。すなわち、メタル
層２上にワイヤボンディングでネイルヘッド３ａが形成
された後、金属配線をネイルヘッド３ａから切り離すこ
となく残し、半導体チップ１の裏面に垂直方向に引き出
して終端にネイルヘッド５ａを形成して金属配線を切断
し、ボンディングワイヤヒートシンク６ａを形成する。
タル層２の上に、金属細線（例えばＣｕ，Ａｕ，線径：
１８μｍφ〜７０μｍφｅｔｃ）を用いたネイルヘッド
方式によるワイヤボンディングをアレイ状配置で実施す
る。この時、ボールバンプ形成方法の一部を変更し、テ
ールの長さを長くするように行なう。すなわち、メタル
層２上にワイヤボンディングでネイルヘッド３ａが形成
された後、金属配線をネイルヘッド３ａから切り離すこ
となく残し、半導体チップ１の裏面に垂直方向に引き出
して終端にネイルヘッド５ａを形成して金属配線を切断
し、ボンディングワイヤヒートシンク６ａを形成する。
【００３０】この長く引き延したテール部４ａの形成は
通常のワイヤボンダーの第１回目のボンディング後に実
行されるクランプ動作のタイミング調整で容易に実施で
きる。このテール部４ａの長さを長く、例えば２０ｍｍ
程度以内にするためにキャピラリー長の長いものを使用
して実施する。その後、所要のピッチおよびアレイ状に
配置される所定数のボンディングワイヤヒートシンク６
ａを得るために、ワイヤボンディングを繰り返し実行
し、、ボンディングワイヤヒートシンク６ａを順次形成
する。
通常のワイヤボンダーの第１回目のボンディング後に実
行されるクランプ動作のタイミング調整で容易に実施で
きる。このテール部４ａの長さを長く、例えば２０ｍｍ
程度以内にするためにキャピラリー長の長いものを使用
して実施する。その後、所要のピッチおよびアレイ状に
配置される所定数のボンディングワイヤヒートシンク６
ａを得るために、ワイヤボンディングを繰り返し実行
し、、ボンディングワイヤヒートシンク６ａを順次形成
する。
【００３１】このワイヤボンディング時のテール部４に
形成されるネイルヘッド３ａおよび５ａはそのまま残
し、ボンディングワイヤヒートシンク６ａをその状態の
ままで放熱フィンとして使用することができる。
形成されるネイルヘッド３ａおよび５ａはそのまま残
し、ボンディングワイヤヒートシンク６ａをその状態の
ままで放熱フィンとして使用することができる。
【００３２】本実施例では従来例のボールバンプによる
半導体チップ裏面の表面積増加のみではなくテール部を
残しボンディングワイヤヒートシンク６ａとすることに
より、表面積が大きくなる。例えば２５μｍφ金属細線
を使用し、ボンディングワイヤヒートシンク７長が１０
ｍｍとなった場合には、１１３００μｍ2 ／個となる。
従って、６０〜８０倍の表面積が確保できるので、放熱
効果も大きくなる。
半導体チップ裏面の表面積増加のみではなくテール部を
残しボンディングワイヤヒートシンク６ａとすることに
より、表面積が大きくなる。例えば２５μｍφ金属細線
を使用し、ボンディングワイヤヒートシンク７長が１０
ｍｍとなった場合には、１１３００μｍ2 ／個となる。
従って、６０〜８０倍の表面積が確保できるので、放熱
効果も大きくなる。
【００３３】またワイヤボンダーで形成できるため、特
別な設備も不要であり、ワイヤボンダーのソフト変更の
みでピッチ、個数、場所、テール長、金属細線径および
材質等が容易に変更できるので、製造工程の工期が短か
くコストも安価である。
別な設備も不要であり、ワイヤボンダーのソフト変更の
みでピッチ、個数、場所、テール長、金属細線径および
材質等が容易に変更できるので、製造工程の工期が短か
くコストも安価である。
【００３４】次に、本発明の第２の実施例の主要部を断
面図で示した図３を参照すると、第１の実施例との相違
点は、図１および図２によって説明したボンディングワ
イヤヒートシンク６ａを搭載した半導体チップ１の素子
製造面が、ボールバンプ８およびパッドメタル９を介し
て回路基板１０に接続され、接着剤１１を用いてパッケ
ージ１２に接着され、一方、半導体チップ１の裏面は、
ボンディングワイヤヒートシンク６ａに接着剤１４を用
いて放熱フィン１３ａが接着された構造を有することで
ある。その他の構成要素は第１の実施例と同様であり、
同一構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
面図で示した図３を参照すると、第１の実施例との相違
点は、図１および図２によって説明したボンディングワ
イヤヒートシンク６ａを搭載した半導体チップ１の素子
製造面が、ボールバンプ８およびパッドメタル９を介し
て回路基板１０に接続され、接着剤１１を用いてパッケ
ージ１２に接着され、一方、半導体チップ１の裏面は、
ボンディングワイヤヒートシンク６ａに接着剤１４を用
いて放熱フィン１３ａが接着された構造を有することで
ある。その他の構成要素は第１の実施例と同様であり、
同一構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３５】本実施例の場合は、半導体チップ１の発熱
がボンディングワイヤヒートシンク６ａを介して放熱フ
ィン１３ａより放熱されるので、第１の実施例のボンデ
ィングワイヤヒートシンンク７だけの場合の放熱効果よ
りもさらに放熱フィン１３ａによる放熱分の効果を発揮
する。
がボンディングワイヤヒートシンク６ａを介して放熱フ
ィン１３ａより放熱されるので、第１の実施例のボンデ
ィングワイヤヒートシンンク７だけの場合の放熱効果よ
りもさらに放熱フィン１３ａによる放熱分の効果を発揮
する。
【００３６】さらに、本実施例では、パッケージ１２に
実装した状態の主要部を示してあり、筐型（図３ではそ
の一部のみ図示）のパッケージ１２の開口部周縁に放熱
フィン１３ａを被せて接着し、かつこの放熱フィン１３
ａの底面にボンディングワイヤヒートシンク６ａが接着
されている。
実装した状態の主要部を示してあり、筐型（図３ではそ
の一部のみ図示）のパッケージ１２の開口部周縁に放熱
フィン１３ａを被せて接着し、かつこの放熱フィン１３
ａの底面にボンディングワイヤヒートシンク６ａが接着
されている。
【００３７】半導体チップ１の放熱経路は、上述したよ
うにボンディングワイヤヒートシンク６ａと放熱フィン
１３ａとを合せた放熱構造となっているために、放熱フ
ィン１３ａがパッケージ１２の開口部とボンディングワ
イヤヒートシンク６ａとに直接接続される構造である
が、ボンディングワイヤヒートシンク６ａが応力歪みの
吸収材となっている。従ってボールバンプ８に応力歪み
が加わらず安定した信頼性の高い接続の確保ができる。
うにボンディングワイヤヒートシンク６ａと放熱フィン
１３ａとを合せた放熱構造となっているために、放熱フ
ィン１３ａがパッケージ１２の開口部とボンディングワ
イヤヒートシンク６ａとに直接接続される構造である
が、ボンディングワイヤヒートシンク６ａが応力歪みの
吸収材となっている。従ってボールバンプ８に応力歪み
が加わらず安定した信頼性の高い接続の確保ができる。
【００３８】次に、本発明の第３の実施例の主要部を断
面図で示した図４を参照すると、第１の実施例との相違
点は、半導体チップ１の裏面には何も搭載されず、半導
体チップ１の素子製造面の一部領域、例えば周縁部の電
極７だけにボールバンプ８が形成され、残りの領域の全
面は素子部表面とは絶縁層を介して１つの放熱用パッド
１５が形成されるとともに、その放熱用パッド１５上に
ボンディングワイヤヒートシンク６ｂがアレイ状に配置
形成されることと、この半導体チップ１は電極７上に形
成されるボールバンプ８により回路基板１０のパッドメ
タル９に接続されて搭載されることと、この回路基板１
０の裏面には接着剤１１により放熱フィン１３ｂが接着
されることと、この基板上のメタルパッド９の内側領域
には開口部１８が貫通して設けられ、この開口部１８を
通って放熱フィン１３ｂの底面にボンディングワイヤヒ
ートシンク４ｂのネイルヘッド５ｂが接着剤１４ｂによ
り接続されていることである。なお、第１および第２の
実施例と共通する構成要素には同一の符号を付してあ
る。
面図で示した図４を参照すると、第１の実施例との相違
点は、半導体チップ１の裏面には何も搭載されず、半導
体チップ１の素子製造面の一部領域、例えば周縁部の電
極７だけにボールバンプ８が形成され、残りの領域の全
面は素子部表面とは絶縁層を介して１つの放熱用パッド
１５が形成されるとともに、その放熱用パッド１５上に
ボンディングワイヤヒートシンク６ｂがアレイ状に配置
形成されることと、この半導体チップ１は電極７上に形
成されるボールバンプ８により回路基板１０のパッドメ
タル９に接続されて搭載されることと、この回路基板１
０の裏面には接着剤１１により放熱フィン１３ｂが接着
されることと、この基板上のメタルパッド９の内側領域
には開口部１８が貫通して設けられ、この開口部１８を
通って放熱フィン１３ｂの底面にボンディングワイヤヒ
ートシンク４ｂのネイルヘッド５ｂが接着剤１４ｂによ
り接続されていることである。なお、第１および第２の
実施例と共通する構成要素には同一の符号を付してあ
る。
【００３９】これらの構成要素の形成は、まず半導体チ
ップ１の素子製造面に電極７と素子部面上の絶縁層（不
図示）の上に放熱用パッド１５とを蒸着、スパッタ、メ
ッキ法等を用いて、例えば厚さは０．１ｎｍ〜１μｍの
Ｔｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ等で形成される。
ップ１の素子製造面に電極７と素子部面上の絶縁層（不
図示）の上に放熱用パッド１５とを蒸着、スパッタ、メ
ッキ法等を用いて、例えば厚さは０．１ｎｍ〜１μｍの
Ｔｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ等で形成される。
【００４０】次に、第１の実施例と同様の処理、すなわ
ち、半導体チップ１の素子製造面に形成された放熱用パ
ッド１５の上に、例えば線径１８μｍφ〜７０μｍφの
ＣｕおよびＡｕ等の金属配線を用いたネイルヘッド方式
によるワイヤボンディングをアレイ状に実施する。この
時、ボールバンプ形成方法の一部を変更してボンディン
グワイヤヒートシンクのテールの長さを長くするように
調整する。このテール部４ｂの長さを長く、例えば２０
ｍｍ程度以内にするためにキャピラリー長の長いものを
使用して繰り返し実行し、ボンディングワイヤヒートシ
ンク６ｂ（ネイルヘッド３ｂとテール部４ｂとネイルヘ
ッド５ｂとからなる。この図では符号省略）を順次形成
する。
ち、半導体チップ１の素子製造面に形成された放熱用パ
ッド１５の上に、例えば線径１８μｍφ〜７０μｍφの
ＣｕおよびＡｕ等の金属配線を用いたネイルヘッド方式
によるワイヤボンディングをアレイ状に実施する。この
時、ボールバンプ形成方法の一部を変更してボンディン
グワイヤヒートシンクのテールの長さを長くするように
調整する。このテール部４ｂの長さを長く、例えば２０
ｍｍ程度以内にするためにキャピラリー長の長いものを
使用して繰り返し実行し、ボンディングワイヤヒートシ
ンク６ｂ（ネイルヘッド３ｂとテール部４ｂとネイルヘ
ッド５ｂとからなる。この図では符号省略）を順次形成
する。
【００４１】このボンディングワイヤヒートシンク６ｂ
が形成された半導体チップ１をボールバンプ８を介して
開口部１８が貫通された回路基板１０を接着剤１１によ
り放熱フィン１３ｂに接着する。この時、同時に接着剤
１４ｂを用いてボンディングワイヤヒートシンク６ｂと
放熱フィン１３ｂとを接着する。
が形成された半導体チップ１をボールバンプ８を介して
開口部１８が貫通された回路基板１０を接着剤１１によ
り放熱フィン１３ｂに接着する。この時、同時に接着剤
１４ｂを用いてボンディングワイヤヒートシンク６ｂと
放熱フィン１３ｂとを接着する。
【００４２】本実施例は、上述したように半導体チップ
１の表面（素子製造面）にボンディングワイヤヒートシ
ンク６ｂが形成されたものを実装した例であり、効果は
図３に示した第２の実施例と同様である。
１の表面（素子製造面）にボンディングワイヤヒートシ
ンク６ｂが形成されたものを実装した例であり、効果は
図３に示した第２の実施例と同様である。
【００４３】本発明の第４の実施例の主要部を断面図で
示した図５を参照すると、前述した第２および第３の実
施例を組み合せた例である。すなわち、半導体１の裏面
には第２の実施例と同様にボンディングワイヤヒートシ
ンク６ａに接着剤１４ａを用いて放熱フィン１３ａが接
着されている。一方、半導体チップ１の素子製造面には
第３の実施例と同様に、例えば周縁部の電極７だけにボ
ールバンプ８が形成され、残りの領域の全面は素子部表
面とは絶縁層を介して１つの放熱用パッド１５が形成さ
れるとともに、その放熱用パッド１５上にボンディング
ワイヤヒートシンク６ｂ（ネイルヘッド３ｂとテール部
４ｂとネイルヘッド５ｂとからなる。この図では符号省
略）がアレイ状に形成される。この素子製造面にボンデ
ィングワイヤヒートシンク６ｂが形成された半導体チッ
プ１がボールバンプ８を介して回路基板１０に接続さ
れ、この回路基板１０に放熱フィン１３ｂが接着剤１１
で接着される。この接着時に回路基板１０に開口された
開口部１８を通してボンディングワイヤヒートシンク６
ｂも接着剤１４ｂによって放熱フィン１３ｂの底面に接
着されている。
示した図５を参照すると、前述した第２および第３の実
施例を組み合せた例である。すなわち、半導体１の裏面
には第２の実施例と同様にボンディングワイヤヒートシ
ンク６ａに接着剤１４ａを用いて放熱フィン１３ａが接
着されている。一方、半導体チップ１の素子製造面には
第３の実施例と同様に、例えば周縁部の電極７だけにボ
ールバンプ８が形成され、残りの領域の全面は素子部表
面とは絶縁層を介して１つの放熱用パッド１５が形成さ
れるとともに、その放熱用パッド１５上にボンディング
ワイヤヒートシンク６ｂ（ネイルヘッド３ｂとテール部
４ｂとネイルヘッド５ｂとからなる。この図では符号省
略）がアレイ状に形成される。この素子製造面にボンデ
ィングワイヤヒートシンク６ｂが形成された半導体チッ
プ１がボールバンプ８を介して回路基板１０に接続さ
れ、この回路基板１０に放熱フィン１３ｂが接着剤１１
で接着される。この接着時に回路基板１０に開口された
開口部１８を通してボンディングワイヤヒートシンク６
ｂも接着剤１４ｂによって放熱フィン１３ｂの底面に接
着されている。
【００４４】本実施例は上述したように図３および図４
に示した第２および第３の実施例の組み合せであり、半
導体チップ１の両面にボンディングワイヤヒートシンク
６ａおよび６ｂと放熱フィン１３ａおよび１３ｂをそれ
ぞれ有する構造としたので、第３の実施例よりもさらに
大きな放熱効果と応力歪みの吸収効果を得ることができ
る。
に示した第２および第３の実施例の組み合せであり、半
導体チップ１の両面にボンディングワイヤヒートシンク
６ａおよび６ｂと放熱フィン１３ａおよび１３ｂをそれ
ぞれ有する構造としたので、第３の実施例よりもさらに
大きな放熱効果と応力歪みの吸収効果を得ることができ
る。
【００４５】本発明の第５の実施例の主要部を平面図と
断面図で示すした図６を参照すると、本実施例は第２の
実施例の変形であり、相違点は、半導体チップ１の裏面
に設けたワイヤボンディングヒートシンク６ａを湾曲さ
せ、かつ放熱フィン１３ａを任意の方向に所定の距離ず
らして接着したことである。
断面図で示すした図６を参照すると、本実施例は第２の
実施例の変形であり、相違点は、半導体チップ１の裏面
に設けたワイヤボンディングヒートシンク６ａを湾曲さ
せ、かつ放熱フィン１３ａを任意の方向に所定の距離ず
らして接着したことである。
【００４６】すなわち、半導体チップ１に形成されたボ
ンディングワイヤヒートシンク６ａのテール部４ａの長
さＬ１又はＬ２（後述の図７に示す）の寸法よりも、半
導体チップ１の裏面のメタル層２の表面と放熱フィン１
３ａの底面との距離ｈが小さくなるように実装する。更
に半導体チップ１のボンディングワイヤヒートシンク６
ａのネイルヘッド３ａの位置の垂直線上の位置にネイル
ヘッド５ａを固定せず、Ｘ、Ｙおよび角度θ（ＸＹの角
度が９０°以内の任意の角度）方向に例えば０．１〜
２．０ｍｍずらしてから固定し、放熱フィン１３ａを接
着する。
ンディングワイヤヒートシンク６ａのテール部４ａの長
さＬ１又はＬ２（後述の図７に示す）の寸法よりも、半
導体チップ１の裏面のメタル層２の表面と放熱フィン１
３ａの底面との距離ｈが小さくなるように実装する。更
に半導体チップ１のボンディングワイヤヒートシンク６
ａのネイルヘッド３ａの位置の垂直線上の位置にネイル
ヘッド５ａを固定せず、Ｘ、Ｙおよび角度θ（ＸＹの角
度が９０°以内の任意の角度）方向に例えば０．１〜
２．０ｍｍずらしてから固定し、放熱フィン１３ａを接
着する。
【００４７】従ってボンディングワイヤヒートシンク６
ａは図６に示した断面図のように多少湾曲する構造とな
る。これらの湾曲部の形成は、テール部４ａを電気トー
チで加熱しながらキャピラリの位置をずらすことによっ
てテール部を湾曲させた後にネイルヘッド５ａを形成す
る。湾曲したボンディングヒートシンク６ａの高さｈは
ワイヤボンディング装置のソフトウェアにより精密に制
御することが可能である。
ａは図６に示した断面図のように多少湾曲する構造とな
る。これらの湾曲部の形成は、テール部４ａを電気トー
チで加熱しながらキャピラリの位置をずらすことによっ
てテール部を湾曲させた後にネイルヘッド５ａを形成す
る。湾曲したボンディングヒートシンク６ａの高さｈは
ワイヤボンディング装置のソフトウェアにより精密に制
御することが可能である。
【００４８】本実施例は上述したように、半導体チップ
１と放熱フィン１３ａを少しずらして実装することによ
ってボンディングワイヤヒートシンク６ａのテール部４
ａに湾曲部を持たせ、より大きな応力歪みを吸収する効
果を得ることができる。
１と放熱フィン１３ａを少しずらして実装することによ
ってボンディングワイヤヒートシンク６ａのテール部４
ａに湾曲部を持たせ、より大きな応力歪みを吸収する効
果を得ることができる。
【００４９】本発明の第６の実施例の主要部を断面図で
示した図７を参照すると、第１の実施例の変形例であ
り、相違点は、半導体チップ１の裏面周縁部のボンディ
ングワイヤヒートシンク６ａを他のボンディングワイヤ
ヒートシンク６ａよりも長く形成したことである。すな
わち、周縁部のボンディングワイヤヒートシンク６ａの
テール長をＬ１、他のボンディングワイヤヒートシンク
６ａのテール長をＬ２とすると、Ｌ１がＬ２より長い関
係を満足する所定の長さ、例えばＬ１を５〜１０ｍｍ、
Ｌ２を３〜５ｍｍ程度にそれぞれ形成する。
示した図７を参照すると、第１の実施例の変形例であ
り、相違点は、半導体チップ１の裏面周縁部のボンディ
ングワイヤヒートシンク６ａを他のボンディングワイヤ
ヒートシンク６ａよりも長く形成したことである。すな
わち、周縁部のボンディングワイヤヒートシンク６ａの
テール長をＬ１、他のボンディングワイヤヒートシンク
６ａのテール長をＬ２とすると、Ｌ１がＬ２より長い関
係を満足する所定の長さ、例えばＬ１を５〜１０ｍｍ、
Ｌ２を３〜５ｍｍ程度にそれぞれ形成する。
【００５０】これらのＬ１およびＬ２の長さは上述した
値に限定されるものではないが、テール部の強度を確保
すること、および放熱効果の点からこれらの長さが望ま
しい値である。
値に限定されるものではないが、テール部の強度を確保
すること、および放熱効果の点からこれらの長さが望ま
しい値である。
【００５１】上述した構成要素の形成も第１の実施例と
同様であるからここでの説明は省略する。
同様であるからここでの説明は省略する。
【００５２】本実施例においても第１の実施例と同様に
上述したワイヤボンディングによってテール部４ａに形
成されるネイルヘッド３ａおよび５ａはそのまま残し、
長さＬ１およびＬ２のボンディングワイヤヒートシンク
６ａをその状態のままで放熱フィンとして使用すること
ができる。
上述したワイヤボンディングによってテール部４ａに形
成されるネイルヘッド３ａおよび５ａはそのまま残し、
長さＬ１およびＬ２のボンディングワイヤヒートシンク
６ａをその状態のままで放熱フィンとして使用すること
ができる。
【００５３】本発明の第７の実施例の主要部を断面図で
示した図８および図７を併せて参照すると、第２の実施
例と第６の実施例とを組み合せた一例である。すなわ
ち、半導体チップ１の素子製造面に第１の実施例と同様
にボールバンプ８を形成し、このボールバンプ８を回路
基板１０表面に形成されたパッドメタル９に接着する。
示した図８および図７を併せて参照すると、第２の実施
例と第６の実施例とを組み合せた一例である。すなわ
ち、半導体チップ１の素子製造面に第１の実施例と同様
にボールバンプ８を形成し、このボールバンプ８を回路
基板１０表面に形成されたパッドメタル９に接着する。
【００５４】この回路基板１０のパッドメタル９の周辺
部には放熱パターン１６があらかじめ形成されている。
部には放熱パターン１６があらかじめ形成されている。
【００５５】一方、半導体チップ１の裏面には第６の実
施例で説明した構造と同様にテール長の短かいボンディ
ングワイヤヒートシンク６ａの長さＬ１と長さＬ２（短
かい方）の二種類が形成されている。この長さＬ１の方
のボンディングワイヤヒートシンク６ａを回路基板１０
の放熱パターン１６に接着剤１７で接着する。
施例で説明した構造と同様にテール長の短かいボンディ
ングワイヤヒートシンク６ａの長さＬ１と長さＬ２（短
かい方）の二種類が形成されている。この長さＬ１の方
のボンディングワイヤヒートシンク６ａを回路基板１０
の放熱パターン１６に接着剤１７で接着する。
【００５６】次にテール長の短かい（Ｌ２）ボンディン
グワイヤヒートシンク６ａを接着剤１４ａを用いて放熱
シンク１３ａに接着する。
グワイヤヒートシンク６ａを接着剤１４ａを用いて放熱
シンク１３ａに接着する。
【００５７】本実施例は上述したように、ボンディング
ワイヤヒートシンク６ａの長さＬ１およびＬ２を任意の
長さに形成したことにより、図８に示した例のように放
熱フィン１３ａへの放熱経路の他に任意の場所にある放
熱パターン１６にも放熱経路を形成することができるよ
うにしたので、より放熱効果を増大させることができ
る。
ワイヤヒートシンク６ａの長さＬ１およびＬ２を任意の
長さに形成したことにより、図８に示した例のように放
熱フィン１３ａへの放熱経路の他に任意の場所にある放
熱パターン１６にも放熱経路を形成することができるよ
うにしたので、より放熱効果を増大させることができ
る。
【００５８】以上７つの実施例で説明した本発明は、放
熱表面積の増大、実装時の応力吸収および放熱経路の多
様化等により信頼性が高いという効果がある。また、製
造面では短い工期、製造工程のフレキシブル性があり、
特殊な設備が不要で製造コスト低減の効果がある。
熱表面積の増大、実装時の応力吸収および放熱経路の多
様化等により信頼性が高いという効果がある。また、製
造面では短い工期、製造工程のフレキシブル性があり、
特殊な設備が不要で製造コスト低減の効果がある。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、バンプ付
半導体チップの表面あるいは裏面あるいは両面に金属細
線を用いたネイルヘッド方式のワイヤボンディングによ
って、テール部を残したボンディングワイヤヒートシン
クを形成したので、放熱表面積の増大、実装時の応力吸
収および放熱経路の多様化等が可能である。さらに製造
面では短い製造工期、製造工程のフレキシブル性があ
り、特殊な設備が不要である。したがって、放熱特性が
良好である接続信頼性の高い、低コストの半導体装置が
短い工期で製造できるという効果を有する。
半導体チップの表面あるいは裏面あるいは両面に金属細
線を用いたネイルヘッド方式のワイヤボンディングによ
って、テール部を残したボンディングワイヤヒートシン
クを形成したので、放熱表面積の増大、実装時の応力吸
収および放熱経路の多様化等が可能である。さらに製造
面では短い製造工期、製造工程のフレキシブル性があ
り、特殊な設備が不要である。したがって、放熱特性が
良好である接続信頼性の高い、低コストの半導体装置が
短い工期で製造できるという効果を有する。
【００６０】放熱表面積の増大効果の具体例を示すと、
例えばチップサイズ１０ｍｍにワイヤ径２５μｍφ、ボ
ンディングワイヤヒートシンク長２０ｍｍのものをピッ
チ１．０ｍｍとピッチ８０μｍでアレイ状に形成したす
ると、ピッチ１．０ｍｍでは半導体チップの表面積の約
２．５７倍となり、８０μｍピッチでは約２４６倍とな
る。その結果、非常に大きな放熱効果を得ることができ
る。
例えばチップサイズ１０ｍｍにワイヤ径２５μｍφ、ボ
ンディングワイヤヒートシンク長２０ｍｍのものをピッ
チ１．０ｍｍとピッチ８０μｍでアレイ状に形成したす
ると、ピッチ１．０ｍｍでは半導体チップの表面積の約
２．５７倍となり、８０μｍピッチでは約２４６倍とな
る。その結果、非常に大きな放熱効果を得ることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示した半導体装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第３の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第４の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の第５の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図７】本発明の第６の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第７の実施例の主要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】従来のフェイスダウン接続をするバンプ付半導
体チップの一例を示した放熱構造の断面図である。
体チップの一例を示した放熱構造の断面図である。
【図１０】従来の半導体チップ裏面にヒートシンクを配
設する放熱構造の一例を示した断面図である。
設する放熱構造の一例を示した断面図である。
【図１１】従来の半導体チップ表面側に放熱フィンリー
ドを配設する放熱構造の一例を示した断面図である。
ドを配設する放熱構造の一例を示した断面図である。
１ 半導体チップ ２ メタル層 ３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ ネイルヘッド ４ テール部 ６ａ，６ｂ ボンディングワイヤヒートシンク ７ 電極 ８ ボールバンプ ９ パッドメタル １０ 回路基板 １１，１４，１７ 接着剤 １２ パッケージ １３ａ，１３ｂ 放熱フィン １５ 放熱用パッド １６ 放熱パターン １８ 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 輝雄 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体チップの一方面上に形成されたパ
ッドにボールバンプが配設され、他方面上にメタライズ
層が形成され、このメタライズ層上に金属細線を用いた
ネイルヘッド方式で形成される第１のネイルヘッドと、
このネイルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘ
ッド形成面の垂直方向に残したテール部と、このテール
部の終端に形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複
数個有し、これら第１および第２のネイルヘッドと前記
テール部とがそれぞれ一体となってボンディングワイヤ
ヒートシンクを構成することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記ボンディングワイヤヒートシンクを
あらかじめ定める所定の長さに揃えて形成する請求項１
記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記ボンディングワイヤヒートシンクが
前記メタライズ層上にアレイ状に配置されている請求項
１記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記ボンディングワイヤヒートシンクに
放熱フィンの底面を接着した構造を有する請求項１記載
の半導体装置。 - 【請求項５】 半導体チップの一方面上の第１の領域に
形成された電極群にボールバンプがそれぞれ配設され、
第２の領域全面に形成されかつ前記電極群と電気的に絶
縁された放熱パッドが配設され、この放熱パッドに金属
細線を用いたネイルヘッド方式で形成される第１のネイ
ルヘッドと、このネイルヘッド形成後の前記金属配線を
前記ネイルヘッド形成面の垂直方向にあらかじめ定める
所定の長さで残したテール部と、このテール部の終端に
形成する第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数個有し、
前記第１および前記第２のネイルヘッドと前記テール部
との組み合せがそれぞれ１つのボンディングワイヤヒー
トシンクを構成することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 前記ボンディングワイヤヒートシンクに
放熱フィンの底面を接着した構造を有する前記請求項５
記載の半導体装置。 - 【請求項７】 半導体チップの一方面上の第１の領域に
形成された電極群にボールバンプがそれぞれ配設され、
第２の領域全面に前記電極群と電気的に絶縁された放熱
パッドが形成され、他方面上にはメタライズ層が設けら
れ、このメタライズ層上および前記一方面上の前記放熱
パッド上に金属細線を用いたネイルヘッド方式でそれぞ
れ形成される第１のネイルヘッドと、これらネイルヘッ
ド形成後の前記金属配線を前記ネイルヘッド形成面の垂
直方向にあらかじめ定める所定の長さで残したそれぞれ
のテール部と、これらテール部の終端にそれぞれ形成す
る第２のネイルヘッドとをそれぞれ複数個有し、前記第
１および前記第２のネイルヘッドと前記テール部との組
み合せがそれぞれ１つのボンディングワイヤヒートシン
クを構成することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項８】 前記半導体チップの前記一方面上および
前記他方面上にそれぞれ配設された前記ボンディングワ
イヤヒートシンクに放熱フィンの底面がそれぞれ接着さ
れた構造を有する請求項７記載の半導体装置。 - 【請求項９】 前記半導体素子の一方面およびこの一方
面上の前記ボンディングワイヤヒートシンクに接着され
る前記放熱フィン底面間の距離と、前記半導体素子の他
方面およびこの他方面上の前記ボンディングワイヤヒー
トシンクに接着される前記放熱フィン底面間の距離とが
それぞれ前記ボンディングワイヤヒートシンクの長さよ
りも短かくなるように前記ボンディングワイヤヒートシ
ンクを湾曲させ、かつ前記放熱フィンが前記半導体チッ
プの隣接する２辺に挟まれた範囲のうちの任意の方向に
沿ってあらかじめ定める所定の距離だけずらした位置で
前記ボンディングワイヤヒートシンクにそれぞれ接着さ
れる請求項８記載の半導体装置。 - 【請求項１０】 半導体チップの一方面上に形成された
パッドにボールバンプが配設され、他方面上にメタライ
ズ層が設けられ、このメタライズ層上に金属細線を用い
たネイルヘッド方式で形成される第１のネイルヘッド
と、これらネイルヘッド形成後の前記金属配線を前記ネ
イルヘッド形成面の垂直方向にあらかじめ定める所定の
長さで残した第１のテール部およびこの第１のテール部
より短い第２のテール部と、これら第１および第２のテ
ール部の終端にそれぞれ形成する第２のネイルヘッドと
をそれぞれ複数個有し、前記第１および前記第２のネイ
ルヘッドと前記テール部との組み合せがそれぞれ１つの
ボンディングワイヤヒートシンクを構成することを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項１１】 前記第１のテール部を有する前記ボン
ディングワイヤヒートシンクが回路基板上に配設された
任意の放熱パターンに接着され、前記第２のテール部を
有する前記ボンディングワイヤヒートシンクが前記基板
に開口された貫通口を通して放熱フィンの底面に接着さ
れる請求項１０記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6327217A JP2570645B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6327217A JP2570645B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186200A true JPH08186200A (ja) | 1996-07-16 |
| JP2570645B2 JP2570645B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=18196627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6327217A Expired - Lifetime JP2570645B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570645B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980035920A (ko) * | 1996-11-15 | 1998-08-05 | 구자홍 | 에스오피타입 반도체 패키지 |
| WO2012019173A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Conexant Systems, Inc. | Systems and methods for heat dissipation using thermal conduits |
| JP2014086660A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2016524336A (ja) * | 2013-07-03 | 2016-08-12 | ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニーク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | 全体的または部分的に溶着された誘電体リード線を有するダイパッケージング |
| JP2016207785A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JP2017143227A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社村田製作所 | 半導体集積回路素子の放熱構造、ならびに、半導体集積回路素子及びその製造方法 |
| WO2018135555A1 (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社村田製作所 | モジュール |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11837521B2 (en) | 2021-04-19 | 2023-12-05 | Raytheon Company | Wire bonded air heat sink |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6327217A patent/JP2570645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980035920A (ko) * | 1996-11-15 | 1998-08-05 | 구자홍 | 에스오피타입 반도체 패키지 |
| WO2012019173A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Conexant Systems, Inc. | Systems and methods for heat dissipation using thermal conduits |
| JP2014086660A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2016524336A (ja) * | 2013-07-03 | 2016-08-12 | ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニーク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | 全体的または部分的に溶着された誘電体リード線を有するダイパッケージング |
| JP2016207785A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JP2017143227A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社村田製作所 | 半導体集積回路素子の放熱構造、ならびに、半導体集積回路素子及びその製造方法 |
| WO2018135555A1 (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社村田製作所 | モジュール |
| CN110178214A (zh) * | 2017-01-18 | 2019-08-27 | 株式会社村田制作所 | 模块 |
| US11121054B2 (en) | 2017-01-18 | 2021-09-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2570645B2 (ja) | 1997-01-08 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960827 |