JPH0945723A - 半導体チップおよびこの半導体チップを組み込んだ半導体装置ならびにその製造方法 - Google Patents

半導体チップおよびこの半導体チップを組み込んだ半導体装置ならびにその製造方法

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JPH0945723A
JPH0945723A JP7194660A JP19466095A JPH0945723A JP H0945723 A JPH0945723 A JP H0945723A JP 7194660 A JP7194660 A JP 7194660A JP 19466095 A JP19466095 A JP 19466095A JP H0945723 A JPH0945723 A JP H0945723A
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semiconductor chip
wire bonding
row
pads
bonding pads
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Kazutaka Shibata
和孝 柴田
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一のワイヤボンディング用パッドを有する
従来の半導体チップに比較し、さらに小型化を促進す
る。 【解決手段】 ４辺を有する矩形の平面形状を有し、そ
の少なくとも１辺に沿う上面に複数のワイヤボンディン
グ用パッド６…が配列された半導体チップＣであって、
上記１辺に沿って配列された複数のワイヤボンディング
用パッドの配列ピッチを、その配列方向端部における配
置ピッチＰ2 よりも、配列方向中央部における配置ピッ
チＰ1 のほうが密となるように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本願発明は、半導体チップおよびこの半導
体チップを組み込んだ半導体装置ならびにその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来技術】とくにＬＳＩやゲートアレイなど、外部リ
ード端子数が多くかつチップの集積化が進められた樹脂
パッケージ型半導体装置は、平面視矩形状をした樹脂パ
ッケージ部の４辺から多数本の外部リード端子が延出す
る、いわゆるクワッド型に構成されるものが多い。
【０００３】図４および図５に、このようなクワッド型
の半導体装置を製造するためのリードフレーム１および
このリードフレーム１上にボンディングされた半導体チ
ップＣの従来一般の構成例を示す。リードフレーム１上
に形成された矩形領域Ａの中央部には、やはり矩形状を
したアイランド部２が配置され、このアイランド部２
は、その４隅部から放射状に延出する４本の吊りリード
３によって、上記矩形領域Ａの４隅部においてリードフ
レーム１に連結支持されている。そして、上記矩形領域
Ａの４辺部において、それぞれタイバー４によってつな
がれた複数本のリード５は、上記アイランド部２に向け
て延出させられ、内部リード５１を形成している。各内
部リード５１の内端とアイランド部２の辺との間は、所
定間隔あけられている。各内部リード５１は、アイラン
ド部２に向かうにつれ、隣合う内部リード間の間隔がせ
ばめられ、また内部リー５１それ自体の幅もせばめられ
ており、全体として、各内部リード５１は、アイランド
部２の中心から放射状に延びるような形態となってい
る。
【０００４】一方、上記アイランド部２にボンディング
される半導体チップＣは、やはり平面視矩形状をしてお
り、その上面４辺部には、それぞれ複数のワイヤボンデ
ィング用パッド６，６…が形成されている。各パッド
６，６…は、対応する内部リード５１に対し、ワイヤボ
ンディングによって結線される。このボンディングワイ
ヤ７もまた、各内部リード５１の延びる方向に沿って、
すなわち、半導体チップＣの中心から放射状に延びる方
向に行われる。その理由は、図６に詳示する形態で金線
ワイヤ７をリード５１に熱圧着するセカンドボンディン
グを行うには、ワイヤの延びる方向に一定長さの熱圧着
距離Ｌが必要であり、極限まで細幅化された内部リード
５１の先端部に対し、内部リード５１の延びる方向と大
きく交差させてセカンドボンディングをすることができ
ないからである。
【０００５】こうしてチップボンディングおよびワイヤ
ボンディングが行われたリードフレーム１に対して、図
４に仮想線Ｂで示す領域を樹脂封止する樹脂モールドパ
ッケージが形成される。その後、タイバーの不要部分を
除去するタイバーカット工程、外部リードをフレームか
ら切り離すリードカット工程等を経て、クワッド型の半
導体装置が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なクワッド型半導体装置を製造するための半導体チップ
Ｃの４辺部に形成されるワイヤボンディング用パッド６
…は、図５に詳示するように、単に所定ピッチＰで等間
隔に形成されているにすぎず、しかもこのパッド６の形
成ピッチＰは、次のような観点から決定されていた。
【０００７】すなわち、半導体チップＣの１辺に注目す
ると、その１辺に配置される複数のパッド６…のうち、
その１辺の中央部付近に配置されるパッド６１に接続さ
れるボンディングワイヤ７１はチップＣの辺Ｃ1 に対し
て約９０度で交差するが、その１辺の両端部近くに配置
されるパッド６２に接続されるボンディングワイヤ７２
のチップＣの辺Ｃ1 に対する傾斜角θは、４５度近くに
なる。そして、こうしてチップＣの辺に対して４５度近
く傾斜してボンディングされもなお、隣合うワイヤ７，
７どうしが互いに干渉する危険なく充分な間隔ｄ0 をも
って配設されるように、上記パッド６の形成ピッチＰが
決定され、しかも、この形成ピッチＰは、チップの１辺
に配置されるすべてのパッド６について一定とされてい
たのである。
【０００８】したがって、従来においては、チップの１
辺の長さは、上記のようにして決定されるワイヤボンデ
ィング用パッド６の形成ピッチＰと、チップの１辺に形
成するべきパッドの数とによって大略決定されることに
なる。
【０００９】一方、半導体チップの歩留りを上げ、かつ
その製造効率を上げるためには、チップをできる限り小
型化する必要があるが、従来、このようなチップの小型
化は、上記のようにして決定されるワイヤボンディング
用パッド６の形成ピッチＰによって制限されていた。す
なわち、回路素子の集積化が著しく進展したことによっ
て、回路形成領域を縮小することができても、ワイヤボ
ンディングに必要な大きさのパッドを一定数上記のよう
にして決定される形成ピッチＰでチップの周囲に配設す
る必要があることから、全体として、チップＣの大きさ
を所定以下とすることができなかったのである。なお、
ワイヤボンディング用パッド６の配置密度を上げる手法
として、図７に示すように、２列千鳥状のパッド配置が
採用されることがある。この場合、第１列のパッドにボ
ンディングされるワイヤ７と第２列のパッドにボンディ
ングされるワイヤ７との干渉は、図８に示すように、ワ
イヤの配索経路を上下に分けることによって避けること
ができる。しかしながら、第１列および第２列の各ワイ
ヤボンディング用パッドの形成ピッチＰは、やはり、前
述したのと同様に決定されていたのであり、チップの小
型化が制限されていたのである。
【００１０】本願発明は、上記したような事情のもとで
考え出されたものであって、半導体チップのワイヤボン
ディング用パッドの配置に工夫をすることにより、同一
のパッド数を有する従来の半導体チップに比較して、さ
らに小型化を促進することをその課題とする。
【００１１】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を採用した。
【００１２】すなわち、本願発明の第１の側面によれ
ば、樹脂パッケージ型半導体装置の製造に用いられる半
導体チップが提供され、この半導体チップは４辺を有す
る矩形の平面形状を有し、その少なくとも１辺に沿う上
面に複数のワイヤボンディング用パッドが配列された半
導体チップであって、上記１辺に沿って配列された複数
のワイヤボンディング用パッドの配列ピッチを、その配
列方向端部におけるよりも、配列方向中央部におけるほ
うが密となるように設定したことに特徴づけられる。
【００１３】前述したように、上面の周辺に複数のワイ
ヤボンディング用パッドが形成された半導体チップが搭
載される製造用フレームにおける各内部リードは、半導
体チップの中心から放射状に延びるように形成され、ま
た、各内部リードと対応する各ワイヤボンディング用パ
ッド間をつなぐボンディングワイヤの方向もまた、半導
体チップの中心から放射状に延びるように設定される。
従来は、上記ワイヤボンディング用パッドの配列ピッチ
を、その配列方向両端部におけるパッドについてこれと
対応する内部リードとの間を接続するボンディングワイ
ヤどうしが互いに干渉する危険なく充分な間隔（ｄ0 ）
をもって配設されるように決定され、すべてのパッドの
配列ピッチを上記のようにして決定されるピッチに一定
化していたが、本願発明においては、パッドの配列ピッ
チを、配列方向端部におけるよりも配列方向中央部にお
けるほうが蜜となるようにしている。すなわち、配列方
向端部におけるワイヤボンディング用パッドのピッチ
は、従来と同様にして決定されるが、配列方向中央部に
おけるワイヤボンディング用パッドのピッチは、配列方
向端部におけるピッチよりも小さくするのである。配列
方向端部のパッドに結線されるボンディングワイヤの方
向は、チップの辺に対して約４５度傾斜する場合がある
のに対し、配列方向中央部のパッドに結線されるボンデ
ィングワイヤの方向は、チップの辺に対して直角に延び
るので、仮に、すべてのボンディングワイヤの隣接距離
を干渉を回避しうる必要充分な一定距離としたとして
も、配列方向中央部のパッドのピッチを配列方向端部の
パッドのピッチよりも小さくすることができるのであ
る。本願発明は、このような知見から発案されたもので
ある。
【００１４】そうすると、半導体チップの１辺に同一数
のワイヤボンディング用パッドを形成する場合、従来の
チップの１辺の長さよりも、本願発明の半導体チップの
１辺の長さを短縮することができる。その結果、本願発
明によれば、半導体チップの機能およびワイヤボンディ
ングにおける不都合を回避しながら、半導体チップの小
型化をさらに促進することができる。このことは、半導
体チップの歩留りの向上および製造効率の向上に大きく
寄与し、ひいては、この半導体チップを用いた樹脂パッ
ケージ型半導体装置そのものの小型化をも促進すること
ができる。
【００１５】本願発明はまた、上記のように１辺に沿っ
て配列される複数のワイヤボンディング用パッドの配列
ピッチを、その配列方向端部におけるよりも、配列方向
中央部におけるほうが密となるように設定するための種
々の手段を提供する。
【００１６】その手段の１つは、上記１辺に沿って配列
された複数のワイヤボンディング用パッドを、半導体チ
ップのコーナ部からコーナ部までの範囲に配列された第
１の列と、第１の列よりも内側においてこの第１の列よ
りも短い中間範囲に配列された第２の列とによって形成
し、かつ、この第２の列を構成する各パッドを、第１の
列を構成する各パッドに対して千鳥状にずらさせるとい
う手段である。
【００１７】また、その他の手段は、上記１辺に沿って
配列された複数のワイヤボンディング用パッドを、上記
１辺の両端部における１列配置部と、上記１辺の中間部
における２列配置部とで形成し、上記２列配置部を、千
鳥状配置とするというものである。
【００１８】ワイヤボンディング用パッドは、ワイヤの
ファーストボンディングを適正に行うために一定の大き
さが必要である。このワイヤボンディング用パッドを１
列に配置するのでは、隣接するパッド間のピッチを一定
以上に縮小することは困難であるが、配列方向の中間部
一定領域のパッドを２列配置とすることにより、都合よ
く、配列方向中間部におけるワイヤボンディング用パッ
ドのピッチを、配列方向端部におけるワイヤボンディン
グ用パッドのピッチよりも小さくするという、本願発明
の基本思想を実現することができるのである。
【００１９】本願発明の第２の側面によれば、上記のよ
うに形成した半導体チップを用いて樹脂パッケージ型半
導体装置を製造する方法が提供される。この方法は、ア
イランド部と、このアイランド部から放射状に延びる複
数本の内部リードとを備える製造用フレームを用いた半
導体装置の製造方法であって、上記アイランド部に上記
のようなワイヤボンディング用パッドの配列構造を有す
る半導体チップをボンディングする工程、上記半導体チ
ップ上の各ワイヤボンディング用パッドとこれに対応す
る内部リードとの間をワイヤボンディングする工程、お
よび、上記半導体チップないし内部リードを樹脂モール
ドして樹脂パッケージ部を形成する工程、を含むことに
特徴づけられる。
【００２０】本願発明の半導体チップは、同一機能を備
える従来の半導体チップに比較して小型化が促進される
ことから、このような半導体チップを用いて製造される
樹脂パッケージ型半導体装置もまた、従前に比較して小
型化が促進される。
【００２１】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。
【００２２】
【発明の好ましい実施の形態】以下、本願発明を実施す
るための好ましい実施の形態を、図１ないし図３を参照
して説明する。なお、これらの図において、図４および
図５に示した従来例と同一または同等の部分には同一の
符号を付してある。
【００２３】図１は、本願発明の好ましい実施の形態に
係る半導体チップＣの一例を示している。この半導体チ
ップは、平面視矩形状をしており、ウエハプロセスを経
て所望の回路または素子の作り込みが行われ、ダイシン
グによって単位チップに分割されたものである。
【００２４】図１に表れているように、図に示す半導体
チップＣは、ＬＳＩまたはゲートアレイなどの、クワッ
ド型樹脂パッケージ型装置を製造するための半導体チッ
プであり、４辺Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 のすべてに沿う
ようにして、複数のワイヤボンディング用パッド６…が
形成されている。
【００２５】本願発明においては、チップＣの１辺に沿
って配列される複数のワイヤボンディング用パッドの配
列ピッチを、その配列方向端部に配置されるパッド６２
における配列ピッチＰ2 よりも、配列方向中央部に配置
されるパッド６１における配列ピッチＰ1 のほうが蜜と
なるように設定される。
【００２６】図１に示す例においては、ほぼ１辺の長さ
方向全長にわたって配列された第１列のワイヤボンディ
ング用パッド群６ａと、この第１列のワイヤボンディン
グ用パッド群６ａよりも内側においてこの第１列のワイ
ヤボンディング群よりも短い中間範囲に配列された第２
列のワイヤボンディング用パッド群６ｂとを形成し、か
つこの第２列のワイヤボンディング用パッド群６ｂを第
１列のワイヤボンディング用パッド群６ａに対して千鳥
状にずらせることにより、全体として、配列方向中央部
におけるパッド６１の配列ピッチＰ1 を配列方向端部に
おけるパッド６２の配列ピッチＰ2 よりも蜜としてい
る。
【００２７】一方、上記構成の半導体チップＣがボンデ
ィングされるリードフレーム１は、図４に示したものと
基本的に同様の構成をもつものが用いられる。すなわ
ち、矩形の領域Ａの中央部に配置されたアイランド部２
と、このアイランド部２の中心から放射状に延びるよう
に形成された内部リード５とを有する。アイランド部２
は、その４隅部から放射状に延出する４本の吊りリード
３によって、上記矩形領域Ａの４隅部に連結されてい
る。
【００２８】上記半導体チップＣにおけるワイヤボンデ
ィング用パッド６…の配列ピッチは、たとえば、次のよ
うにして決定される。まず、図２において、配列方向端
部のパッド６２に注目する。この配列方向端部のパッド
６２と対応する内部リード５間を結線するボンディング
ワイヤ７１のチップＣの辺Ｃ1 に対する角度をθ、隣接
するボンディングワイヤ７１，７１が干渉しないように
するために必要なボンディングワイヤどうしの最小間隔
をｄ0 とすると、配列方向端部において隣接するワイヤ
ボンディング用パッド６…の最小間隔ピッチＰは、ｄ0
／sin θとして表される。上記角度θは、配列方向端部
付近のパッド６２に関しては、約４５度に達し、配列方
向中央部付近のパッド６１に関しては、約９０度であ
る。したがって、配列方向中央部付近のパッド間ピッチ
Ｐ1 は、上記ｄ0 と同等まで縮めることができる一方、
配列方向端部付近のパッド間ピッチＰ2 は、その約２
1/2 倍となる。
【００２９】このように、本願発明によれば、チップの
１辺に配列される複数のワイヤボンディング用パッドの
配列ピッチを、その中央部付近のパッド間のピッチＰ1
を端部付近のパッド間のピッチＰ2 よりも小とすること
ができるが、図１および図２に示す例では、配列方向中
央部付近のパッド６１を、２列千鳥状配置とすることに
より達成している。これにより、各パッドの大きさを、
ボンディングワイヤのファーストボンディングを適正に
行うに必要な大きさとしつつ、全体として、前述した本
願発明のワイヤボンディング用パッドの配置構成を達成
することができる。
【００３０】上記のように形成される本願発明の半導体
チップは、１辺に同じ数のワイヤボンディング用パッド
を配置する従来の半導体チップに比較し、その１辺長さ
が著しく短縮され、半導体チップの小型化を達成するこ
とができる。
【００３１】上記のようにしてリードフレーム１のアイ
ランド部２にボンディングされる半導体チップＣの各ワ
イヤボンディング用パッド６は、それぞれ、対応する内
部リード５に対してワイヤボンディングによって結線さ
れる。
【００３２】そうして、図４に仮想線Ｂで示す領域が樹
脂封止されて樹脂パッケージが形成され、その後、タイ
バー４の不要部分を除去するタイバーカット工程、外部
リードをフレームから切り離すリードカット工程等を経
て、クワッド型の半導体装置が得られる。本願発明にお
いては、半導体チップを、同等の機能をもつ従来のもの
に比較して小型化することができることから、上記のよ
うにして得られる樹脂パッケージ型半導体装置もまた、
小型化することができる。
【００３３】なお、図１および図２に示した例では、チ
ップの１辺に沿って配置されるワイヤボンディング用パ
ッドを、各直線にそって配列される第１例のワイヤボン
ディング用パッド群６ａと、第２列のワイヤボンディン
グ用パッド群６ｂとによって形成したが、図３に示すよ
うに、配列方向端部を１列状に配置し、配列方向中間部
所定長さ領域を２列千鳥状配置とするという考え方を採
用することもできる。
【００３４】もちろん、この発明の範囲は図に示した例
に限定されるものではない。図に示した例では、半導体
チップの１辺に沿って配置される複数のワイヤボンディ
ング用パッドのうち、配列方向中央部付近を２列千鳥配
置とすることによっているが、１列状に配置する場合に
おいて、隣接するパッド間のピッチを、配列方向端部の
ピッチに対して配列方向中央部のピッチを短縮する場合
も、もちろん本願発明発明概念中に包摂される。
【００３５】さらに、図に示した例は、矩形の樹脂パッ
ケージの４辺から端子リードが延出するクワッド型の半
導体装置を製造するための半導体チップに本願発明を適
用したものであるが、樹脂パッケージの対向２辺からそ
れぞれ複数本の端子リードが延出するタイプ、あるいは
樹脂パッケージの１辺から複数本の端子リードが延出す
るタイプの樹脂パッケージ型半導体装置を製造するため
の半導体チップについても、半導体チップの１辺にそっ
て複数のワイヤボンディング用パッドが配列されるかぎ
りにおいて、同様に本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る半導体チップの拡
大平面図である。
【図２】図１に示す半導体チップをリードフレームにボ
ンディングし、かつワイヤボンディングを施した状態を
示す部分拡大平面図である。
【図３】本願発明の他の実施形態に係る半導体チップの
拡大平面図である。
【図４】クワッド型半導体装置を製造するためのリード
フレームの一例の部分平面図である。
【図５】図４に示されるリードフレームの所定部位に従
来例の半導体チップをボンディングし、かつワイヤボン
ディングした状態を示す部分拡大平面図である。
【図６】半導体チップと内部リード間との間のワイヤボ
ンディング部の側面図である。
【図７】他の従来例の部分拡大平面図である。
【図８】図７に示す従来例の側面図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ アイランド部 ３ 吊りリード ５ リード ６ ワイヤボンディング用パッド ６１ 配列方向中央部のワイヤボンディング用パッド ６２ 配列方向端部のワイヤボンディング用パッド ７ ボンディングワイヤ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４辺を有する矩形の平面形状を有し、そ
    の少なくとも１辺に沿う上面に複数のワイヤボンディン
    グ用パッドが配列された半導体チップであって、 上記１辺に沿って配列された複数のワイヤボンディング
    用パッドの配列ピッチを、その配列方向端部におけるよ
    りも、配列方向中央部におけるほうが密となるように設
    定したことを特徴とする、半導体チップ。
  2. 【請求項２】 ４辺を有する矩形の平面形状を有し、そ
    の少なくとも１辺に沿う上面に複数のワイヤボンディン
    グ用パッドが配列された半導体チップであって、 上記１辺に沿って配列された複数のワイヤボンディング
    用パッドを、半導体チップのコーナ部からコーナ部まで
    の範囲に配列された第１の列と、第１の列よりも内側に
    おいてこの第１の列よりも短い中間範囲に配列された第
    ２の列によって形成し、かつ、この第２の列を構成する
    各パッドは、第１の列を構成する各パッドに対して千鳥
    状にずらされていることを特徴とする、半導体チップ。
  3. 【請求項３】 ４辺を有する矩形の平面形状を有し、そ
    の少なくとも１辺に沿う上面に複数のワイヤボンディン
    グ用パッドが配列された半導体チップであって、 上記１辺に沿って配列された複数のワイヤボンディング
    用パッドを、上記１辺の両端部における１列配置部と、
    上記１辺の中間部における２列配置部とで形成し、上記
    ２列配置部は、千鳥状配置とされていることを特徴とす
    る、半導体チップ。
  4. 【請求項４】 ４辺を有する矩形の平面形状を有し、各
    辺に沿う上面に複数のワイヤボンディング用パッドが配
    列された半導体チップであって、 各辺に沿って配列された複数のワイヤボンディング用パ
    ッドを、請求項１ないし３のいずれかに記載したように
    配置したことを特徴とする、半導体チップ。
  5. 【請求項５】 アイランド部と、このアイランド部から
    放射状に延びる複数本の内部リードとを備える製造用フ
    レームを用いた半導体装置の製造方法であって、 上記アイランド部に請求項１ないし４のいずれかに記載
    した半導体チップをボンディングする工程、 上記半導体チップ上の各ワイヤボンディング用パッドと
    これに対応する内部リードとの間をワイヤボンディング
    する工程、 上記半導体チップないし内部リードを樹脂モールドして
    樹脂パッケージ部を形成する工程、を含むことを特徴と
    する、樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載した方法によって製造さ
    れた樹脂パッケージ型半導体装置。
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