JPH09270535A - 半導体素子及びそれを用いる線状光源 - Google Patents

半導体素子及びそれを用いる線状光源

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JPH09270535A
JPH09270535A JP7682296A JP7682296A JPH09270535A JP H09270535 A JPH09270535 A JP H09270535A JP 7682296 A JP7682296 A JP 7682296A JP 7682296 A JP7682296 A JP 7682296A JP H09270535 A JPH09270535 A JP H09270535A
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、素子の高密度化に対応して高密度
ワイヤーボンドを行うことができる構造を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 発光ダイオードアレイ３と、発光ダイオ
ードアレイの駆動回路４と、第１ボンディングが駆動回
路のパッド部４３に行われ、第２ボンディングがアレイ
３のパッド部３６に行われるボンディングワイヤー５を
備え、アレイ３側のパッド部３６を、リード電極３４の
延長部によって構成した第１の層３６ａと、この第１の
層の厚みよりも１．５〜５倍の厚みを有する第２の層３
６ｂを備えて構成した。第１の層３６ａと第２の層３６
ｂの合計厚みは２．５μｍ以上に設定し、第１の層３６
ａの下に第２の層３６ｂを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度に配置した
素子に対して高密度にワイヤーボンドを行う技術分野に
係わり、特に発光ダイオードアレイとその駆動用ＩＣを
ワイヤーボンドする線状光源に係わる。
【０００２】
【従来の技術】表示装置や光プリンタ等の線状光源とし
て、発光ダイオードアレイを用いたものが知られ、その
発光部は４００〜６００ｄｐｉ（ドット／インチ）程度
のものが実用に供されている。発光ダイオードアレイに
はその駆動用ＩＣがワイヤーボンドによって接続される
ので、発光ダイオードアレイの上面には発光部と接続し
たリード電極とワイヤーボンド用パッド部とが形成され
る。発光部の密度が高まるにしたがってこのワイヤーボ
ンド用パッド部を１列に配置することが困難になり、発
光ダイオードアレイの両側に配置したり、片側に多段に
配置する工夫が行われている。しかしながら、発光部の
密度を高めたり、小型化のためにリード電極を片側から
引き出す構造としようとすると、必然的にリード電極の
幅を更に狭くする必要がある。
【０００３】ところが、発光ダイオードアレイのリード
電極の先端に設けたワイヤーボンド用パッド部の厚み
は、ワイヤーボンド時の衝撃を吸収するために薄くする
ことができず、例えば特開平２−２７７２７４号公報に
示されているように、３μｍ以上にすることが要求され
ているので、このような厚みでは微細加工することが困
難で、上述のようなリード電極の幅を狭くする要求に対
応できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、素子の高密
度化に対応して高密度ワイヤーボンドを行うことができ
る構造を提供することを課題とする。また、本発明は、
素子とその駆動用ＩＣの高密度ワイヤーボンドを行う構
造を提供することを課題とする。そして、本発明は高分
解能化に適した線状光源を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子は、
ワイヤーボンド用パッド部を、リード電極の延長部によ
って構成した第１の層と、この第１の層の厚みよりも
１．５〜５倍の厚みを有する第２の層を備える構成とし
たことを特徴とする。
【０００６】また、ワイヤーボンド用パッド部を、リー
ド電極の延長部によって構成した第１の層と、この第１
の層よりも十分に厚くしかもこの第１の層の下に配置し
た第２の層を備える構成としたことを特徴とする。
【０００７】前記第１の層と前記第２の層の合計厚み
は、２．５μｍ以上に設定することが好ましい。
【０００８】また、本発明の線状光源は、発光ダイオー
ドアレイと、その駆動回路と、第１ボンディングが前記
駆動回路のワイヤーボンド用パッド部に行われ、第２ボ
ンディングが前記アレイのワイヤーボンド用パッド部に
行われるボンディングワイヤーを備える線状光源におい
て、アレイ側のワイヤーボンド用パッド部を、リード電
極の延長部によって構成した第１の層と、この第１の層
よりも厚くこの第１の層の下に配置した第２の層を備え
る構成としたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の線状光源は、発光ダイオー
ドアレイと、その駆動用ＩＣと、第１ボンディングが駆
動用ＩＣのワイヤーボンド用パッド部に行われ、第２ボ
ンディングがアレイのワイヤーボンド用パッド部に行わ
れるボンディングワイヤーを備える線状光源において、
アレイ側とＩＣ側のワイヤーボンド用パッド部をそれぞ
れ多段構成とし、アレイ側の段数をＩＣ側の段数よりも
多くしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について光プ
リンタ用の線状光源を例にとって図面を参照して説明す
る。
【００１１】図１は光プリンタ用の線状光源として用い
る記録ヘッドユニット１を示し、このユニット１は、基
板２の上面に半導体素子としての発光ダイオードアレイ
３とその駆動回路を構成する駆動用ＩＣ４を複数個備え
ている。発光ダイオードアレイ３は、基板２の一側に沿
って直線的に配置固定しているとともに、駆動用ＩＣ４
は、発光ダイオードアレイ３の片側に沿って直線的に複
数個配置固定し、それらをボンディングワイヤー線５を
介して図２，３に示すように接続している。
【００１２】ボンディングワイヤー線５は、直径２３μ
ｍ，純度９９．９９％以上の金線を用いてボ−ルボンデ
ィング装置によって図３に示すように、立ち上がり角度
が急な側を駆動用ＩＣ４側に位置させ、立ち上がり角度
が緩やかな側を発光ダイオードアレイ３側に位置させて
ボンディングしている。これは、発光ダイオードアレイ
３から出力される光が傾斜の急な側の線によって反射さ
れるのを防止するためで、これを達成するために、ボー
ルの付いた第１ボンディングを駆動用ＩＣ４側に行い、
ボールのない第２ボンディングを発光ダイオードアレイ
３側に行っている。また、ワイヤー線５の折曲がりなど
に起因する短絡事故を防ぐために、各ワイヤー線５は、
ワイヤーボンド間隔が短くなるにしたがって、その高さ
が順次低くなるようにボンディングされる。
【００１３】発光ダイオードアレイ３は、図４に断面図
を示すように、ＧａＡｓＰ／ＧａＡｓ等の化合物半導体
基板３１の表面に選択的拡散法により発光部３２を複数
形成し、発光部３２を除いて絶縁層３３を設け、絶縁層
３３の上に基端を発光部３２に接続した金属製のリード
電極３４を設けている。前記複数個の発光部３２は、図
２に示すように、直線的に等間隔で配置して発光領域３
５を形成している。この例では６００ｄｐｉを実現する
ために４２．３μｍピッチで配置している。
【００１４】リード電極３４は、厚みが０．５〜１．５
μｍのアルミニウム（Ａｌ）によって構成するのが好ま
しくこの例では１μｍの厚みに設定している。そして、
この例ではリード電極３４の幅は１２μｍ、隣接するリ
ード電極３４との最小間隔（スペース）は１４μｍに設
定している。
【００１５】リード電極３４の各先端には、ワイヤーボ
ンド用パッド部３６が設けられ、これを多段に配置して
ボンディング領域３７を形成している。
【００１６】ワイヤーボンド用パッド部３６は、図４に
示すように前記リード電極３４を用いて構成した第１の
層３６ａと、この第１の層３６ａの厚みよりも十分に厚
く設定した第２の層３６ｂを備えている。第２の層３６
ｂは、リード電極３４と同じ材質（アルミニウム製）
で、第１の層３６ａとこの第２の層３６ｂの合計厚みが
２．５μｍ以上、好ましくは３μｍ以上になるように厚
肉（第１の層の厚さの１．５〜５倍の厚み）に設定する
のが好ましく、この例では第１の層３６ａの厚みの２倍
の２μｍに設定し、第１の層３６ａの下側に配置してい
る。
【００１７】リード電極３４とワイヤーボンド用パッド
部３６は、先に第２の層３６ｂを構成する厚肉のＡｌ層
を成膜し、これをワイヤーボンド用パッド部３６の形状
を残すようにエッチング処理し、次にワイヤーボンド用
パッド部３６上を含む領域に第１の層３６ａを構成する
薄肉のＡｌ層を成膜し、これをリード電極３４並びにパ
ッド部３６の形状を残すようにエッチング処理すること
によって形成される。ここで、ワイヤーボンド用パッド
部３６として、第１層３６ａすなわちリード電極３４の
上に第２層３６ｂを形成することもできるが、第２層用
のＡｌ層を成膜するためには、リード電極３４の上にワ
イヤーボンド用パッド部３６に対応する領域を残して絶
縁膜を設ける必要があり、製造工程が複雑になるので、
上記のように第１層３６ａの下に第２層３６ｂを設ける
のが製造工程を簡素化できる点で好ましい。
【００１８】ワイヤーボンド用パッド領域３７は、図
２，図５（ａ）に示すように、そのワイヤーボンド用パ
ッド部３６を発光領域３５からもっとも遠い側に第１段
３７ａ、発光領域３５に近づくにしたがって第２段３７
ｂ，第３段３７ｃ，第４段３７ｄと配列した千鳥状の多
段（４段）構成とし、ワイヤーボンド用パッド部３６の
幅はワイヤーボンド（直径２３μｍの金線をワイヤー線
として用いる場合）に必要な７０〜８０μｍに設定して
いる。各ワイヤーボンド用パッド部３６の千鳥を無視し
た基礎ピッチは４０μｍに設定している。そして、第１
段３７ａならびに第２段３７ｂに位置するワイヤーボン
ド用パッド部３６は、その初期位置を基礎ピッチ分ずら
して千鳥状に配置し、その各々のピッチを１２０μｍに
設定している。第３段３７ｃならびに第４段３７ｄに位
置するワイヤーボンド用パッド部３６は、その初期位置
を基礎ピッチの３倍ずらして千鳥状に配置し、その各々
のピッチを第１段並びに第２段におけるピッチの２倍の
２４０μｍに設定している。このように配置することに
よって、ワイヤーボンド用パッド部３６の間を通過する
リード電極３４の本数の多い第３段３７ｃ，第４段３７
ｄにおいて、ワイヤーボンド用パッド部３６の間隔を広
く設定でき、そこを通過するリード電極３４の幅を広く
設定することができる。
【００１９】例えば、ワイヤーボンド用パッド部３６間
を通過するリード電極数が最も多い第４段３７ｄについ
て述べると、ワイヤーボンド用パッド部３６の間隔が１
６０μｍとすると、そこを通過するリード電極数は５本
であるから、各リード電極とその両側の各スペースの幅
を同じ値に設定するとして１６０μｍを１１で割ってラ
インアンドスペース（Ｌ／Ｓ）値を求めれば、その値は
１４．５μｍになり、後述する駆動ＩＣにおける１０μ
ｍという値に比べて大きな値に設定することができる。
尚、この例では、リード電極３４の幅（ライン）は１２
μｍ，最小スペースは１４μｍに設定している。
【００２０】駆動用ＩＣ４は、図２，図５（ｂ）に示す
ように、その表面の片側に前記発光ダイオードアレイ３
との接続用のワイヤーボンド用領域４１を設けている。
このワイヤーボンド領域４１は、基端を駆動用素子に接
続した複数のリード電極４２と、このリード電極４２の
先端に設けた複数のワイヤーボンド用パッド部４３を備
える。リード電極４２とワイヤーボンド用パッド部４３
は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属層をエッチングして
形成し、その厚さを０．８μｍ前後に設定している。
【００２１】ワイヤーボンド用パッド領域４１は、その
ワイヤーボンド用パッド部４３を多段に配列し、発光ダ
イオードアレイ３に近い側を第１段４１ａ，発光ダイオ
ードアレイ３から遠ざかるにしたがって第２段４１ｂ，
第３段４１ｃと設定し、発光ダイオードアレイ３よりも
段数が少ない３段に設定している。そして、各ワイヤー
ボンド用パッド４３を、第１段４１ａ，第２段４１ｂ，
第３段４１ｃ，第１段４１ａの順に繰り返して千鳥状に
配列している。各ワイヤーボンド用パッドの千鳥を無視
した基礎ピッチは、前記発光ダイオードアレイ３の基礎
ピッチと同じ４０μｍに設定している。各ワイヤーボン
ド用パッド部４３の幅は、発光ダイオードアレイ３のワ
イヤーボンド用パッド部３６と同じ７０〜８０μｍに設
定している。そして、各段に位置するワイヤーボンド用
パッド４３は、その初期位置を基礎ピッチ分ずらして千
鳥状に配置し、その各段におけるピッチを１２０μｍに
設定している。
【００２２】このような配置において、ワイヤーボンド
用パッド部４３の間を通過するリード電極数の多い第３
段４１ｃに注目すると、ワイヤーボンド用パッド部４３
の間が５０μｍに設定されているとすると、そこを通過
するリード電極数は２本であるから、各リード電極４２
とその両側の各スペースの幅を同じ値に設定するとして
５０μｍを５で割ってＬ／Ｓ値を求めれば、その値は１
０μｍになる。尚、この例では、リード電極４２の幅
（ライン）は１０μｍ，最小スペースは１０μｍに設定
している。
【００２３】駆動用ＩＣ４側は、図３に示すようにボー
ルボンディングの第１ボンディングが行われ、ワイヤー
ボンド用パッド部４３に加わる衝撃がボール部によって
吸収されるので、リード電極４２やワイヤーボンド用パ
ッド部４３を構成するＡｌ層の厚みを薄くできる。よっ
て、微細加工が容易になり、リード電極４２部分のＬ／
Ｓ値を小さくしても対応することができるので、上記の
ようにワイヤーボンド用パッド部４３の３段配置を行う
ことができる。
【００２４】これに対して、発光ダイオードアレイ３側
は、ボールボンディングの第２ボンディング（ボール部
がない状態）が行われ、ワイヤーボンド用パッド部３４
に加わる衝撃が大きいので、ワイヤーボンド用パッド部
３４を構成するＡｌ層の厚みを厚くする必要がある。そ
こで、上述のように衝撃吸収用の第２層３６ｂを設けた
が、この第２層３６ｂは厚みを厚くする必要があるの
で、エッチングなどによる微細加工が困難になり、それ
に伴って各段のワイヤーボンド用パッド部３６の間の間
隔も比較的広く確保して置く必要があるので、駆動用Ｉ
Ｃ４側のワイヤーボンド領域４１と同じようにワイヤー
ボンド用パッド部３６を３段に配置することが困難にな
る。また、第２層３６ｂを別途設けたとしても、第１ボ
ンディング側よりも第２ボンディング側の方が、ワイヤ
ー線５の立ち上がり角度が小さい関係上、ワイヤー線５
の短絡事故が発生しやすいので、これを防ぐためにワイ
ヤーボンド領域３７の段数を多くした方がよい。よっ
て、ワイヤーボンド領域３７の段数は、駆動用ＩＣ４の
ワイヤーボンド領域４１の段数よりも増加させて４段配
置もしくはそれ以上の段数にするのが望ましい。
【００２５】以上のように、発光ダイオードアレイ３の
ワイヤーボンド用パッド３６は、リード電極３４の延長
部によって構成した第１の層３６ａと、この第１の層３
６ａの厚みよりも１．５〜５倍の厚みを有する第２の層
３６ｂを備えて構成したので、ボールボンディングの第
２ボンディングのようなボンディング時に加わる衝撃が
大きな場合であっても、その衝撃を第２の層３６ｂによ
って効果的に吸収でき、その下に位置する絶縁層３３や
半導体層３１に与えるダメージを抑制することができる
とともに、絶縁層３３の破損に伴う短絡事故の発生を防
止して素子の品質を良好に維持することができる。
【００２６】また、ワイヤーボンド用パッド部３６をリ
ード電極３４の延長部によって構成した第１の層３６ｓ
と、この第１の層３６ａよりも厚くこの第１の層の下に
配置した第２の層３６ｂを備えて構成したことによっ
て、肉厚の第２の層３６ｂの加工を容易に行うことがで
きる。
【００２７】また、リード電極３４の延長部である第１
の層３６ａの厚みを０．５〜１．５μｍにすることによ
って、その加工性を良好にでき、リード電極３４の微細
加工性を高めて素子の高密度化に対応した高密度ボンデ
ィングを容易に行うことができる。
【００２８】また、発光ダイオードアレイ３と、その駆
動用ＩＣ（駆動回路）４を備える記録ヘッドユニット１
（線状光源）においては、発光ダイオードアレイ３の発
光部３１の高密度化（高分解能化）に対応して高密度の
ワイヤーボンディングを行うことができる。特に、６０
０ｄｐｉ前後ないしそれ以上の発光ダイオードアレイ３
に対してその片側のみに駆動用ＩＣを配置することがで
き、両側に駆動用ＩＣを配置する場合に比べて、駆動用
ＩＣの使用個数の低減によるコストダウンと基板幅の細
幅化による小型化を達成することができる。
【００２９】尚、上記実施例は、駆動回路のワイヤーボ
ンド用パッド部４３を駆動用ＩＣ４の上面に設け、発光
ダイオードアレイ３と駆動用ＩＣ４のワイヤーボンディ
ングを直接行う場合を例示したが、本発明はこれに限ら
ず、例えば駆動回路と発光ダイオードアレイ３を接続す
るための配線を基板２の上面に設け、この配線ないしそ
れに設けたワイヤーボンド用パッド部と発光ダイオード
アレイ３のワイヤーボンド用パッド部３６とをワイヤー
ボンディングする場合にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ワイヤー
ボンディングされる半導体素子を有効に保護し、半導体
素子の品質を良好に維持することができる。
【００３１】また、衝撃に強いワイヤーボンド用パッド
部を容易に得ることができ、高密度ボンディングに対応
した線状光源を提供することができる。
【００３２】また、駆動用ＩＣの使用個数の低減による
コストダウンと基板幅の細幅化による小型化を達成する
ことができる線状光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる線状光源の平面図で
ある。
【図２】図１の要部を拡大した平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】本発明の一実施例に係わる半導体素子（発光ダ
イオードアレイ）の拡大断面図である。
【図５】ワイヤーボンド用パッド部の拡大平面図を示
し、（ａ）は発光ダイオードアレイ３側、（ｂ）は駆動
用ＩＣ４側における拡大平面図である。
【符号の説明】
１ 記録ヘッドユニット ３ 発光ダイオードアレイ ３２ 発光部 ３４ リード電極 ３６ ワイヤーボンド用パッド部 ３６ａ 第１層 ３６ｂ 第２層 ３７ ワイヤーボンド領域 ４ 駆動用ＩＣ ４１ ワイヤーボンド領域 ４２ リード電極 ４３ ワイヤーボンド用パッド部 ５ ボンディングワイヤー線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/60 ３０１ 23/29 23/31 (72)発明者 米澤 誠 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端にワイヤーボンド用パッド部を設け
    た複数本のリード電極を上面に設けた半導体素子におい
    て、前記ワイヤーボンド用パッド部を、前記リード電極
    の延長部によって構成した第１の層と、この第１の層の
    厚みよりも１．５〜５倍の厚みを有する第２の層を備え
    て構成したことを特徴とする半導体素子。
  2. 【請求項２】 先端にワイヤーボンド用パッド部を設け
    た複数本のリード電極を上面に設けた半導体素子におい
    て、前記ワイヤーボンド用パッド部を、前記リード電極
    の延長部によって構成した第１の層と、この第１の層よ
    りも十分に厚くしかもこの第１の層の下に配置した第２
    の層を備えて構成したことを特徴とする半導体素子。
  3. 【請求項３】 前記第１の層と前記第２の層の合計厚み
    を２．５μｍ以上に設定したことを特徴とする請求項１
    〜２記載の半導体素子。
  4. 【請求項４】 複数の発光部とこれら発光部とリード電
    極を介して接続したワイヤーボンド用パッド部を有する
    発光ダイオードアレイと、前記ワイヤーボンド用パッド
    部と対応したワイヤーボンド用パッド部を有する発光ダ
    イオードアレイの駆動回路と、第１ボンディングが前記
    駆動回路のワイヤーボンド用パッド部に行われ、第２ボ
    ンディングが前記アレイのワイヤーボンド用パッド部に
    行われるボンディングワイヤーを備える線状光源におい
    て、前記アレイ側のワイヤーボンド用パッド部を前記リ
    ード電極の延長部によって構成した第１の層と、この第
    １の層よりも厚くこの第１の層の下に配置した第２の層
    を備えて構成したことを特徴とする線状光源。
  5. 【請求項５】 前記駆動回路のワイヤーボンド用パッド
    部は、駆動用ＩＣの上面に形成したことを特徴とする請
    求項４記載の線状光源。
  6. 【請求項６】 複数の発光部とこれら発光部とリード電
    極を介して接続したワイヤーボンド用パッドを有する発
    光ダイオードアレイと、前記ワイヤーボンド用パッドと
    対応したワイヤーボンド用パッドを有する発光ダイオー
    ドアレイの駆動用ＩＣと、第１ボンディングが前記駆動
    用ＩＣのワイヤーボンド用パッドに行われ、第２ボンデ
    ィングが前記アレイのワイヤーボンド用パッドに行われ
    るボンディングワイヤーを備える線状光源において、前
    記アレイ側と前記ＩＣ側のワイヤーボンド用パッド部を
    それぞれ多段構成とし、前記アレイ側の段数を前記ＩＣ
    側の段数よりも多くしたことを特徴とする線状光源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007299955A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Kyocera Corp 電子装置、発光装置および画像形成装置
JP2011155292A (ja) * 2011-04-01 2011-08-11 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法

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