JPH10340919A - 樹脂パッケージ型半導体装置 - Google Patents

樹脂パッケージ型半導体装置

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JPH10340919A
JPH10340919A JP14910497A JP14910497A JPH10340919A JP H10340919 A JPH10340919 A JP H10340919A JP 14910497 A JP14910497 A JP 14910497A JP 14910497 A JP14910497 A JP 14910497A JP H10340919 A JPH10340919 A JP H10340919A
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置をプリント基板に実装する時の熱
によって半導体チップと内部リードとを電気的に導通し
ているワイヤが切断されてしまうことを回避すること。 【解決手段】 半導体チップ１０と、この半導体チップ
１０に一端部が圧着されたワイヤ１２と、このワイヤ１
２の他端部が圧着されて上記半導体チップ１０と電気的
に導通させられている複数本の内部リード１３と、上記
半導体チップ１０ないし上記各内部リード１３を包み込
む樹脂パッケージ１４と、を備えた樹脂パッケージ型半
導体装置１において、上記ワイヤ１２が上記内部リード
１３との圧着部１２ｂの基端から延出する角度βを上記
圧着部１２ｂの基端から少なくとも上記ワイヤ１２の直
径の２倍に相当する長さまでは上記内部リード１３に対
して１５度以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体チップお
よびワイヤなどが樹脂パッケージによって包み込まれた
樹脂パッケージ型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に、従来のこの種の樹脂パッケージ
型半導体装置１の構造例を示す。この樹脂パッケージ型
半導体装置１は、半導体チップ１０と、この半導体チッ
プ１０が搭載されるダイパッド１１と、金線などのワイ
ヤ１２を介して上記半導体チップ１０と電気的に導通さ
せられている複数本の内部リード１３と、を備えて構成
されている。
【０００３】上記ワイヤ１２の一端部は上記半導体チッ
プ１０と、他端部は内部リード１３と、それぞれ熱圧着
などの手段によって接続されている。すなわち、上記半
導体チップ１０と上記内部リード１３とがワイヤ１２に
よって連結されて電気的な導通が図られている。また、
上記半導体チップ１０、ダイパッド１１、ワイヤ１２、
および各内部リード１３は、エポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂によりパッケージングされているとともに、この
樹脂パッケージ１４からは上記各内部リード１３と連続
して外部リード１５が形成されている。この外部リード
１５は、先端部が屈曲させられて水平部１６が形成され
ており、プリント基板上に面実装可能とされている。
【０００４】上記のように構成された樹脂パッケージ型
半導体装置１は、所定の配線パターンが形成されたプリ
ント基板上に、たとえばハンダリフローの手法などによ
って実装される。具体的には、プリント基板上に予めハ
ンダペーストを印刷しておき、このハンダペースト部に
対応するように上記樹脂パッケージ型半導体装置の水平
部１６を載置し、リフロー炉内に移送して加熱した後に
上記ハンダを冷却固化させることにより上記樹脂パッケ
ージ型半導体装置１が上記プリント基板上に実装され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したハンダリフロ
ーの手法により上記樹脂パッケージ型半導体装置１をプ
リント基板上に実装すべく、上記樹脂パッケージ型半導
体装置１をリフロー炉内に移送して加熱した場合には、
上記樹脂パッケージ１４は熱膨張し、上記ワイヤ１２も
また熱膨張する。ところが、エポキシ樹脂などにより形
成された上記樹脂パッケージ１４は、上記ワイヤ１２よ
りも熱膨張係数が大きいために、上記樹脂パッケージ１
４の方が上記ワイヤ１２よりも伸びようとするので、上
記ワイヤ１２に応力がかかってしまう。
【０００６】また、上記ワイヤ１２の内部リード１３と
の圧着部１２ｂは、加圧によって圧し潰されてその厚み
が上記ワイヤ１２の直径よりもさらに小さくなってお
り、この圧着部１２ｂの基端からは、上記内部リード１
３に対して比較的大きな角度、具体的には図７にαで示
した角度が３０度程度、あるいはそれ以上の角度でワイ
ヤ１２が延出している。
【０００７】したがって、上記圧着部１２ｂの基端、言
い換えれば上記ワイヤ１２が屈曲している部分１２ｄに
上述した上記樹脂パッケージ１４と上記ワイヤ１２の熱
膨張係数の差に起因した応力が変形応力として集中して
しまう。上述したように、上記屈曲部１２ｄの厚みが小
さいため、屈曲部１２ｄにおける変形応力の集中によっ
てワイヤのこの部分１２ｄが切断されてしまう場合があ
る。このため、上記ワイヤ１２の断線により上記半導体
チップ１０に電力が十分に供給されないといった事態が
生じ、上記樹脂パッケージ型半導体装置１が本来有する
機能を発揮することができなくなってしまう。
【０００８】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、半導体装置をプリント基板に実装
する時の熱によって半導体チップと内部リードとを電気
的に導通しているワイヤが切断されてしまうことを回避
することをその課題とする。
【０００９】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
【００１０】すなわち、本願発明の第１の側面によれ
ば、半導体チップと、この半導体チップに一端部が圧着
されたワイヤと、このワイヤの他端部が圧着されて上記
半導体チップと電気的に導通させられている複数本の内
部リードと、上記半導体チップないし上記各内部リード
を包み込む樹脂パッケージと、を備えた樹脂パッケージ
型半導体装置であって、上記ワイヤが上記内部リードと
の圧着部の基端から延出する角度は、上記圧着部の基端
から少なくとも上記ワイヤの直径の２倍に相当する長さ
までは上記内部リードに対して１５度以下であることを
特徴とする、樹脂パッケージ型半導体装置が提供され
る。
【００１１】好ましくは、上記ワイヤが上記圧着部の基
端から延出する角度が１０度以下であり、より好ましく
は、上記ワイヤが上記圧着部の基端から延出する角度が
５度以下である。
【００１２】上記内部リードとの圧着部の基端から延出
するワイヤの角度が大きい場合には、半導体装置のプリ
ント基板に対する実装時における上記樹脂パッケージと
上記ワイヤの熱膨張係数の差に起因して、上記ワイヤの
屈曲している部分が切断されてしまう場合があるのは上
述の通りである。
【００１３】本願発明は、上記内部リードとの圧着部か
ら延出する上記ワイヤの角度を小さく、具体的には圧着
部の基端から延出する上記ワイヤの角度を上記内部リー
ドに対して１５度以下とすることにより、ワイヤが切断
されてしまうことを回避するものである。
【００１４】上記ワイヤの角度を１５度以下と限定した
のは、この角度以下であれば上記ワイヤと上記内部リー
ドとの圧着部の基端部が切断された不良品が製造される
可能性が低いことが本願発明者の実験によって確認され
たからである。本願発明者は、従来より採用されている
ワイヤの延出角度、すなわち約３０度を含む様々な角度
でワイヤを内部リードに圧着した樹脂パッケージ型半導
体装置を製造し、各角度における不良品が製造される割
合を調べた。その結果を図１に示すが、この図から明ら
かなように、１５度以下の場合に角度低減による効果が
顕著に表れ、不良品が製造される割合が格段に低くなっ
ている。
【００１５】上述したように、半導体装置のプリント基
板に対する実装時に上記ワイヤと上記内部リードとの圧
着部が切断される原因は、圧着部の厚みが小さく、この
圧着部の基端からワイヤが比較的大きな角度で延出して
いることにあると考えられる。したがって、上記圧着部
からのワイヤの延出角度を小さくすることにより、上記
ワイヤの屈曲している部分に集中する変形応力を低減
し、引張り応力としてワイヤ全体にある程度分散できる
と考えられる。また、引張り応力に対しては、上記ワイ
ヤが展性に優れる金線などであるために、上記樹脂パッ
ケージの伸びに追従して良好に伸びることができると考
えられる。このような理由から、上記内部リードに対す
るワイヤの延出角度が１５度以下の場合には、不良品が
製造される割合が格段に低くなると考えられる。
【００１６】本願発明の第２の側面によれば、半導体チ
ップと、この半導体チップに一端部が圧着されたワイヤ
と、このワイヤの他端部が圧着されて上記半導体チップ
と電気的に導通させられている複数本の内部リードと、
上記半導体チップないし上記各内部リードを包み込む樹
脂パッケージと、を備えた樹脂パッケージ型半導体装置
であって、上記ワイヤは、上記内部リードとの圧着部の
基端から少なくとも上記ワイヤの直径の２倍に相当する
長さ分は上記内部リードの表面に添わせられていること
を特徴とする、樹脂パッケージ型半導体装置が提供され
る。
【００１７】本側面においては、上記ワイヤを上記内部
リードとの圧着部の基端から少なくとも上記ワイヤの直
径の２倍に相当する長さ分は上記内部リードの表面に添
わせることにより、ワイヤの屈曲部分が厚みの小さい圧
着部を避けてこの圧着部から一定距離だけ離れた部位に
位置することとなる。すなわち、ワイヤの屈曲している
部分の厚みがワイヤの厚みと略同一、言い換えればワイ
ヤの屈曲している部分の厚みが従来の樹脂パッケージ型
半導体装置と比べると大きくなっている。したがって、
本側面に係る樹脂パッケージ型半導体装置は、従来の樹
脂パッケージ型半導体装置と比べて、ワイヤの屈曲部分
の変形応力に対する耐性が向上していることは明らかで
ある。
【００１８】また、上記構成は、見方を変えれば上記し
た第１の側面における上記ワイヤの圧着部の基端からの
延出角度が略０度である場合に相当するとも考えられ
る。すなわち、厚みの小さい圧着部に変形応力が集中す
ることが回避されており、厚みの小さい圧着部が上記ワ
イヤが半導体装置の実装時の熱によって切断される可能
性が低減されるのはいうまでもない。
【００１９】上記構成の樹脂パッケージ型半導体装置に
おいても、不良品が製造される割合が格段に低くなるこ
とは、本願発明者の実験によって確認されている。
【００２０】好ましくは、上記ワイヤにおける上記内部
リードに添わせられている部分から延出する角度は、上
記内部リードに対して１５度以下である。
【００２１】上記構成によれば、上記ワイヤを上記内部
リードとの圧着部から一定長さ上記内部リードの表面に
添わせることにより上記屈曲部分の変形応力に対する耐
性が向上されていることに加えて、上述した第１の側面
と同様の理由により上記屈曲部分に集中する変形応力が
緩和されている。すなわち、上記屈曲部が実装時の熱に
よって切断される可能性が格段に低減されている。
【００２２】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。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】図２は、本願発明に係る樹脂パッケージ型
半導体装置１の断面図および一部拡大図であり、図３、
図４および図５は、上記樹脂パッケージ型半導体装置１
の製造工程の１つであるワイヤボンディング工程を説明
するための図である。なお、図２ないし図５において、
図７を参照して説明した従来例に係る樹脂パッケージ型
半導体装置と同一の部材および要素については、同一の
符号を付してある。
【００２５】図２に示すように、上記樹脂パッケージ型
半導体装置１は、半導体チップ１０と、この半導体チッ
プ１０が搭載されるダイパッド１１と、金線などのワイ
ヤ１２を介して上記半導体チップ１０と電気的に導通さ
せられている複数本の内部リード１３と、を備えて構成
されている。
【００２６】上記半導体チップ１０、ダイパッド１１、
ワイヤ１２、および各内部リード１３は、エポキシ樹脂
などの熱硬化性樹脂を用いた金型成形などによって樹脂
パッケージ１４に包み込まれているとともに、この樹脂
パッケージ１４からは上記各内部リード１３と連続して
外部リード１５が形成されている。この外部リード１５
は、先端部が屈曲させられて水平部１６が形成されてお
り、プリント基板上に面実装可能とされている。
【００２７】上記ワイヤ１２の一端部は上記半導体チッ
プ１０と、他端部は内部リード１３と、それぞれ熱圧着
などの手段によって接続されている。すなわち、上記半
導体チップ１０と上記内部リード１３とがワイヤ１２に
よって連結されて電気的な導通が図られている。
【００２８】上記ワイヤ１２が上記内部リード１３との
圧着部１２ｂの基端から延出する角度、すなわち図２に
βで示す角度は、上記内部リード１３に対して１５度以
下に設定されている。より具体的には、上記角度βは、
上記圧着部１２ｂの基端と、この圧着部１２ｂの基端か
ら、たとえば上記ワイヤの直径の２倍に相当する距離を
隔てたワイヤ１２上の地点とを結ぶ直線が上記内部リー
ド１３と交差する角度として表される。
【００２９】次に、図３、図４および図５を参照して上
記樹脂パッケージ型半導体装置１の製造方法を簡単に説
明する。
【００３０】まず、上記ダイパッド１１や内部リード１
３などが形成されたリードフレームのダイパッド１１の
上面に半導体チップ１０を実装する。なお、上記リード
フレームは、金属薄板に打ち抜きプレス加工を施すこと
により作成されている。
【００３１】次に、上記半導体チップ１３の上面に形成
されたボンディングパッド（図示略）と上記各内部リー
ド１６の先端部の上面とをワイヤ１９を用いて連結して
電気的に導通するようにする。具体的には、以下に示す
ような行程を経て上記半導体チップ１０と上記内部リー
ド１３とがワイヤ１２によって連結される。
【００３２】先ず、図３に示すように、上記リードフレ
ームをヒートブロック２５上に載置して上記リードフレ
ーム２２全体を４００℃程度に加熱しておく。次に、ボ
ンディング装置が備えるキャピラリ２０と呼ばれる治具
に金線２１を通し、上記キャピラリ２０の先端部から金
線２１の先端部を突出させておく。そして、金線２１の
先端部を水素炎などによって加熱して溶融させる。図３
に示すように、キャピラリ２０を下動させて金線２１の
溶融部２２を上記半導体チップ１０に形成されたボンデ
ィングパッドに圧し付けることにより、上記半導体チッ
プ１０上に金線２１の先端部を熱圧着する。
【００３３】続いて、金線２１を引き出しつつ上記内部
リード１３の所定位置、すなわち図５に示す状態となる
ようにキャピラリ２０を移動させ、上記内部リード１３
の先端部の上面に圧し付ける。すなわち、ヒートブロッ
ク２５によって供給される熱と、上記キャピラリ２０に
よる押圧力とによって金線２１を上記内部リード１３の
上面に熱圧着する。さらに、上記キャピラリ２０を上記
内部リード１３に圧し付けながらスライドさせるように
して移動させて金線２１を圧し切り、ワイヤボンディン
グ行程を終了する。
【００３４】なお、上記半導体チップ１０と上記内部リ
ード１３とがワイヤ１２によって連結された状態におい
て、上記内部リード１３との圧着部１２ｂの基端から上
記ワイヤ１２が延出する角度βが１５度以下となるよう
に上記キャピラリ２０を上記半導体チップ１０の圧着部
１２ａから上記内部リード１３の所定位置まで移動させ
る経路を適宜選択しなければならない。
【００３５】ワイヤボンディング行程が終了した場合に
は、上記半導体チップ１０、ワイヤ１２、各内部リード
１３などを所定の金型を用いてエポキシ樹脂などの熱硬
化性樹脂によりパッケージングを行う。
【００３６】最後に、リードフレームに対するハンダメ
ッキ、樹脂パッケージ１４に対する標印、上記リードフ
レームの所定部位のカット、およびリードフォーミング
などの行程を経て、図２に示したような単位半導体装置
１が得られる。
【００３７】このようにして製造された半導体装置１
は、所定の配線パターンが形成されたプリント基板上
に、たとえばハンダリフローの手法などにより実装され
る。具体的には、プリント基板上に予めハンダペースト
を印刷しておき、このハンダペースト部に対応するよう
に上記樹脂パッケージ型半導体装置の水平部１６を載置
し、リフロー炉内に移送して加熱した後に上記ハンダを
冷却固化させることにより上記樹脂パッケージ型半導体
装置１が上記プリント基板上に実装される。
【００３８】上記ようにして製造された樹脂パッケージ
型半導体装置１においては、上記圧着部１２ｂからのワ
イヤ１２の延出角度βが従来の樹脂パッケージ型半導体
装置１におけるワイヤ１２の延出角度αに比べて小さく
設定されているので、半導体装置１のプリント基板に対
する実装時に上記ワイヤ１２の屈曲している部分１２ｄ
に集中する変形応力を引張り応力としてワイヤ１２全体
にある程度分散できると考えられる。また、引張り応力
に対しては、上記ワイヤ１２が展性に優れる金線などで
あるために、上記樹脂パッケージ１４の伸びに追従して
良好に伸びることができると考えられる。
【００３９】これらのことから、上記構成の樹脂パッケ
ージ型半導体装置１においては、プリント基板への実装
時の熱によって上記ワイヤ１２の屈曲部１２ｄが切断さ
れてしまうことを良好に回避することができると考えら
れる。このことは、上述した本願発明者の実験から明か
である。
【００４０】図６は、本願発明の第２の実施形態に係る
樹脂パッケージ型半導体装置１の要部拡大断面図であ
る。
【００４１】本実施形態に係る樹脂パッケージ型半導体
装置１の基本的な構成は、上述した第１の実施形態に係
る樹脂パッケージ型半導体装置１と略同様である。本実
施形態が第１の実施形態を異なる点は、上記ワイヤを上
記内部リードとの圧着部の基端から少なくとも上記ワイ
ヤの直径の２倍に相当する長さ分だけ上記内部リードの
表面に添わせた点である。
【００４２】すなわち、ワイヤ１２の屈曲部分１２ｄが
厚みの小さい圧着部１２ｂを避けてこの圧着部１２ｂか
ら一定距離だけ離れた厚みの大きい部位に位置すること
となる。このため、ワイヤ１２の屈曲している部分の厚
みがワイヤ１２の厚みと略同一、言い換えればワイヤ１
２の屈曲している部分の厚みが従来の樹脂パッケージ型
半導体装置１と比べると大きくなっている。したがっ
て、本実施形態に係る樹脂パッケージ型半導体装置１
は、従来の樹脂パッケージ型半導体装置１と比べて、ワ
イヤの屈曲部分１２ｄの変形応力に対する耐性が向上し
ていることは明らかである。
【００４３】また、上記構成は、見方を変えれば上記し
た第１の実施形態における上記ワイヤ１２の圧着部１２
ｂの基端からの延出角度βが略０度である場合に相当す
るとも考えられる。すなわち、厚みの小さい圧着部１２
ｂの近傍に変形応力がかかることが回避されており、上
記圧着部１２ｂあるいはその近傍において上記ワイヤ１
２が半導体装置１のプリント基板に対する実装時の熱に
よって切断される可能性が低減されるのはいうまでもな
い。
【００４４】なお、上記屈曲部分１２ｄから延出するワ
イヤ１２の角度γは、上記した第１の実施形態と同様に
１５度以下に設定することが好ましい。この場合には、
上記第１の実施形態と同様の理由によって上記屈曲部１
２ｄに集中する変形応力を緩和することができる。すな
わち、半導体装置１のプリント基板に対する実装時の熱
によって、上記屈曲部１２ｄが切断される可能性がさら
に低減されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部リードとの圧着部からのワイヤの延出角度
と、不良品が製造される割合との関係を表すグラフであ
る。
【図２】本願発明の第１の実施形態に係る樹脂パッケー
ジ型半導体装置の断面図およびその要部拡大図である。
【図３】ワイヤボンディング工程を説明するための図で
ある。
【図４】ワイヤボンディング工程を説明するための図で
ある。
【図５】ワイヤボンディング工程を説明するための図で
ある。
【図６】本願発明の第２の実施形態に係る樹脂パッケー
ジ型半導体装置の要部拡大断面図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１ 樹脂パッケージ型半導体装置 １０ 半導体チップ １１ ダイパッド １２ ワイヤ １２ａ 圧着部（半導体チップとワイヤとの） １２ｂ 圧着部（内部リードとワイヤとの） １２ｄ 屈曲部（ワイヤの） １３ 内部リード １４ 樹脂パッケージ １５ 外部リード

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップと、この半導体チップに一
    端部が圧着されたワイヤと、このワイヤの他端部が圧着
    されて上記半導体チップと電気的に導通させられている
    複数本の内部リードと、上記半導体チップないし上記各
    内部リードを包み込む樹脂パッケージと、を備えた樹脂
    パッケージ型半導体装置であって、 上記ワイヤが上記内部リードとの圧着部の基端から延出
    する角度は、上記圧着部の基端から少なくとも上記ワイ
    ヤの直径の２倍に相当する長さまでは上記内部リードに
    対して１５度以下であることを特徴とする、樹脂パッケ
    ージ型半導体装置。
  2. 【請求項２】 上記ワイヤが上記圧着部の基端から延出
    する角度が１０度以下である、請求項１に記載の樹脂パ
    ッケージ型半導体装置。
  3. 【請求項３】 上記ワイヤが上記圧着部の基端から延出
    する角度が５度以下である、請求項１または２に記載の
    樹脂パッケージ型半導体装置。
  4. 【請求項４】 半導体チップと、この半導体チップに一
    端部が圧着されたワイヤと、このワイヤの他端部が圧着
    されて上記半導体チップと電気的に導通させられている
    複数本の内部リードと、上記半導体チップないし上記各
    内部リードを包み込む樹脂パッケージと、を備えた樹脂
    パッケージ型半導体装置であって、 上記ワイヤは、上記内部リードとの圧着部の基端から少
    なくとも上記ワイヤの直径の２倍に相当する長さ分は上
    記内部リードの表面に添わせられていることを特徴とす
    る、樹脂パッケージ型半導体装置。
  5. 【請求項５】 上記ワイヤにおける上記内部リードに添
    わされている部分から延出する角度は、上記内部リード
    に対して１５度以下である、請求項４に記載の樹脂パッ
    ケージ型半導体装置。
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