JPH11195669A - 半導体素子の接続構造 - Google Patents

半導体素子の接続構造

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JPH11195669A
JPH11195669A JP10011901A JP1190198A JPH11195669A JP H11195669 A JPH11195669 A JP H11195669A JP 10011901 A JP10011901 A JP 10011901A JP 1190198 A JP1190198 A JP 1190198A JP H11195669 A JPH11195669 A JP H11195669A
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JP
Japan
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gold wire
semiconductor device
wire
electrode group
connection structure
Prior art date
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Pending
Application number
JP10011901A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuuko Kitayama
憂子 北山
Susumu Ozawa
進 小澤
Hiroshi Toyama
広 遠山
Wataru Takahashi
渉 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接する電極間のワイヤショートを防ぎ，狭
ピッチのワイヤボンディングが可能な半導体素子の接続
構造を提供する。 【解決手段】 電極群１１１，１１２，１２１，１２２
は，狭い空間に多数の電極の配置を可能にするように，
千鳥状に配されている。第１半導体素子１１０の外側電
極群群１１１と第２半導体素子１２０の外側電極群群１
２１同士が外側金ワイヤ１３１により相互に接続される
とともに，第１半導体素子１１０の内側電極群群１１２
と第２半導体素子１２０の内側電極群群１２２同士が内
側金ワイヤ１３２により相互に接続されている。内側金
ワイヤの再結晶部１３２ａの長さは，外側金ワイヤの再
結晶部１３１ａの長さに比較して長く，内側金ワイヤの
ループの高さは，外側金ワイヤのループの高さに比較し
て高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，半導体素子の接続
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年，電子機器の小型，薄型，軽量，高
性能化は目覚ましい勢いで進行している。そして，かか
る技術的要求に対しては，使用される半導体集積回路装
置の搭載点数を少なくすることが有力な解決手段とな
る。そのため，電子集積セットメーカは，常に，集積回
路を含めた大きなシステムを１つの半導体集積回路装置
で実現することを技術的要求として掲げている。
【０００３】これに対して，半導体集積回路装置製造メ
ーカは，その半導体集積回路装置に搭載する半導体素子
の配線パターンの微細化・多層化を進めることにより，
上記技術的要求に応えている。そして，かかる対応によ
り，トランジスタなどから構成される回路部分を大幅に
小型化することが可能になった。しかし，機能を拡大し
たことに伴って，チップ内の信号入出力のやりとりを行
うために，外部との接続に使用する電極の数は増加し，
結果として，チップサイズは大型化しているのが現状で
ある。
【０００４】そこで，かかるチップサイズの大型化に対
する一つの解決策として，千鳥格子状に電極を配する方
法が用いられており，かかる半導体装置は，例えば実用
昭６１−１８８４８号公報に開示されている。以下，上
記公報に開示されているような従来技術にかかる半導体
装置２００について説明する。
【０００５】図５には，従来技術にかかる半導体素子の
接続構造が示されており，図５（Ａ）にはその断面図
が，図５（Ｂ）にはその平面図がそれぞれ示されてい
る。図示のように，半導体装置２００には，相隣接して
第１及び第２の半導体素子２１０，２２０が形成されて
いる。各半導体素子上には，内側に形成されたトランジ
スタなどの内部素子と外部との接続を行うための電極群
２１１，２１２，２２１，２２２が形成されている。
【０００６】これらの電極群２１１，２１２，２２１，
２２２の配置構造について，図５（Ｂ）を参照しながら
説明する。これらの電極群２１１，２１２，２２１，２
２２は，狭い空間に多数の電極の配置を可能にするよう
に，複数列の電極が段違いに配列されており，いわゆる
千鳥状に配されている。そして，第１半導体素子２１０
の外側電極群２１１と第２半導体素子２２０の外側電極
群２２１同士が外側金ワイヤ２３１により相互に接続さ
れるとともに，第１半導体素子２１０の内側電極群２１
２と第２半導体素子２２０の内側電極群２２２同士が内
側金ワイヤ２３２により相互に接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
接続方法では，外側金ワイヤ２３１及び内側金ワイヤ２
３２に，同一の金ワイヤを使用してワイヤボンディング
を行うため，隣接する電極間においてループの高さが等
しくなり，隣接する外側金ワイヤ２３１及び内側金ワイ
ヤ２３２がショートし，接続不良を起こす原因になると
いう問題があった。
【０００８】本発明は，従来の半導体素子及びその製造
方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，
本発明の目的は，隣接する電極間のワイヤショートを防
ぎ，狭ピッチのワイヤボンディングが可能な，新規かつ
改良された半導体素子の接続構造を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の記載によれば，素子上面の外縁部に素複
数の列状に配された電極群と，素子に隣接する被接続体
上面の外縁部に複数の列状に配された被接続部群とを金
属ワイヤにより相互に接続する半導体素子の接続構造で
あって，電極群上に形成される金属ワイヤのループの高
さは各列ごとに異なるとともに前記素子の内側の向かう
ほど高く形成されることを特徴とする半導体素子の接続
構造が提供される。なお，金属ワイヤとして，請求項４
に記載のように，金ワイヤを使用する場合に効果的であ
る。
【００１０】かかる構成によれば，素子の内側に向かう
にしたがい，電極間を接続する金属ワイヤの高さを高く
してワイヤボンディングを行うことにより，隣接する金
属ワイヤのショートを防ぎ，狭いピッチのワイヤボンデ
ィングが必要な場合であっても，歩留まりの低下を防ぐ
ことが可能である。
【００１１】また，請求項２に記載のように，金属ワイ
ヤの再結晶部の長さは各列ごとに異なるとともに，素子
の内側に向かうほど高く形成してもよい。かかる構成に
よれば，容易に，素子の内側に向かうにしたがい，電極
間を接続する金属ワイヤの高さを高くしてワイヤボンデ
ィングを行うことが可能である。
【００１２】さらに好ましくは，電極群は，請求項３に
記載のように，相互に千鳥状に配される。かかる構成に
よれば，素子面積に比較して，ワイヤボンド領域を広く
とれるので，作業効率を上げることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる半導体素子の接続構造の好適な実施の形
態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面に
おいて，実質的に同一の機能構成を有する構成要素につ
いては，同一の符号を付することにより重複説明を省略
する。
【００１４】まず，図１〜図３を参照しながら，本実施
の形態にかかる半導体装置１００における半導体素子の
接続構造を説明する。
【００１５】図１及び図２には，本実施の形態にかかる
半導体素子の接続構造を有する半導体装置１００が示さ
れており，図１には半導体装置１００の断面図が，図２
には半導体装置１００の平面図がそれぞれ示されてい
る。図示のように，半導体装置１００には，相隣接して
第１及び第２の半導体素子１１０，１２０が形成されて
いる。各半導体素子上には，内部素子と外部との接続を
行うための第１外側電極群１１１，第１内側電極群１１
２，第２外側電極群１２１，第２内側電極群１２２が形
成されている。
【００１６】これらの電極群１１１，１１２，１２１，
１２２の配置構造について，図２を参照しながら説明す
る。これらの電極群１１１，１１２，１２１，１２２
は，従来の半導体素子２００と同様に，いわゆる千鳥状
に配されている。そして，第１半導体素子１１０の外側
電極群１１１と第２半導体素子１２０の外側電極群１２
１同士が外側金ワイヤ１３１により相互に接続されると
ともに，第１半導体素子１１０の内側電極群１１２と第
２半導体素子１２０の内側電極群１２２同士が内側金ワ
イヤ１３２により相互に接続されている。なお，本実施
の形態は，半導体素子上に２列，かつ千鳥状に電極群が
配置されている一例であるが，本発明はかかる場合に限
定されない。
【００１７】本実施の形態において特徴的なのは以下の
点である。すなわち，図３に示したように，内側金ワイ
ヤ１３２の再結晶部の長さ１３２ａは，外側金ワイヤ１
３１の再結晶部１３１ａの長さに比較して長いという点
である。なお，再結晶部とは，ボールボンディングにお
いて，ワイヤ先端にボールを溶接したときにボール直上
に形成される部分のことをいい，再結晶部の長さが短
く，結晶粒が細かいほどワイヤボンディングしたときの
ループの高さは低くなる。
【００１８】また，再結晶部の長さは，金ワイヤ中の添
加元素によって変化する。例えば，再結晶部の短くなる
超低ループワイヤとしては，三菱マテリアル株式会社製
のＭＧＨＬタイプがあり，再結晶部の長くなる高ループ
用ワイヤとしては，三菱マテリアル株式会社製のＭＧＳ
タイプがある。例えば，外側金ワイヤ１３１として，上
記ＭＧＨＬタイプのワイヤを用い，内側金ワイヤ１３２
として，上記ＭＧＳタイプのワイヤを用いると，外側金
ワイヤ１３１の再結晶部１３１ａの長さｍよりも，内側
金ワイヤ１３２の再結晶部１３２ａの長さＭを長くする
ことができる（ｍ＜Ｍ）。
【００１９】本実施の形態は，上述のように，外側金ワ
イヤ１３１と内側金ワイヤ１３２に異なる種類の金ワイ
ヤを用いることにより，再結晶部の長さを変え，ループ
の高さを変える場合の一例であるが，本発明はかかる場
合に限定されない。例えば，略同一の金ワイヤを用い，
ワイヤボンディング工程の設定を変化させることにより
ループの高さを変えた場合であっても，本発明は適用可
能である。
【００２０】上述のように，再結晶部が長いほど，ワイ
ヤボンディングした後，金ワイヤが高くなる。したがっ
て，内側金ワイヤ１３２の再結晶部１３２ａが外側金ワ
イヤ１３１の再結晶部１３１ａより長いということは，
内側金ワイヤ１３２の方が，外側金ワイヤ１３１よりも
高くなるということである。
【００２１】半導体装置１００には，以上のような半導
体素子の接続構造が形成される。以下では，図４を参照
しながら，半導体素子の接続方法を説明する。
【００２２】予め，第１半導体素子１１０上には，外側
列に第１外側電極群１１１が形成され，第１外側電極群
１１１の内側列に第１内側電極群１１２が形成され，互
いに千鳥状に配列されている。また同様に，第２半導体
素子１２０上には，外側列に第２外側電極群１２１が形
成され，第２外側電極群１２１の内側列に第２内側電極
群１２２が形成され，互いに千鳥状に配列されている。
【００２３】まず，図４（Ａ）に示したように，キャピ
ラリ１６０により，再結晶部の短くなる外側金ワイヤ１
３１を用いて，第１外側電極群１１１から第２外側電極
群１２１へ，低ループのワイヤボンディングを行う。こ
れを外側電極群のすべての電極について行う。
【００２４】次に，図４（Ｂ）に示したように，キャピ
ラリ１６０により，再結晶部の長くなる内側金ワイヤ１
３２を用いて，第１内側電極群１１２から第２内側電極
群２２１へ，高ループのワイヤボンディングを行う。こ
れを内側電極群のすべての電極について行う。
【００２５】以上のような接続工程により製造された半
導体装置１００は，以下のような優れた効果を奏するこ
とが可能である。すなわち，図４（Ｃ）に示したよう
に，隣接電極間において，再結晶部の長さが異なる金ワ
イヤを使用し，ループの高さが隣接する金ワイヤ間で異
なるワイヤボンディングを容易に行うことができ，隣接
するワイヤ間のショートを防ぎ，挟ピッチのワイヤボン
ディングが可能となる。
【００２６】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる半導体素子及びその製造方法の好適な実施形態につ
いて説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当
業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想
の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得
ることは明らかであり，それらについても当然に本発明
の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２７】例えば，本実施の形態においては，外側金
ワイヤ１３１と内側金ワイヤ１３２に異なる種類の金ワ
イヤを用いることにより，再結晶部の高さを変え，ルー
プの高さを変えた場合に一例について説明したが，本発
明はかかる場合に限定されない。例えば，略同一の金ワ
イヤを用い，ワイヤボンディング工程の設定を変化させ
ることによりループの高さを変えた場合であっても，本
発明は適用可能である。
【００２８】さらに，本実施の形態においては，半導体
素子同士の接続についての一例を説明したが，本発明は
かかる例に限定されない。例えば，半導体素子と基板リ
ード間の接続についても本発明は適用可能である。
【００２９】さらに，本実施の形態においては，半導体
素子上に２列，かつ千鳥状に電極群が配置されている場
合の一例について説明したが，本発明はかかる例に限定
されない。電極が半導体素子上に３列以上形成されてい
る場合には，内側列ほどループの高さが高い金ワイヤを
用いることにより，同様に本発明が適用可能である。
【００３０】さらに，本実施の形態においては，金属ワ
イヤとして金ワイヤを用いた場合の一例について説明し
たが，本発明はかかる場合に限定されない。ワイヤ材と
しては，アルミニウムワイヤ，銅ワイヤなどがあり，こ
れらを用いても同様に本発明は適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
素子の内側に向かうにしたがい，電極間を接続する金属
ワイヤの高さを高くしてワイヤボンディングを行うこと
により，隣接する金属ワイヤのショートを防ぎ，狭いピ
ッチのワイヤボンディングが必要な場合であっても，歩
留まりの低下を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体素子の接続構造の概略を
表す側面図である。
【図２】本発明にかかる半導体素子の接続構造の概略を
表す平面図である。
【図３】金ワイヤの再結晶部を表す説明図である。
【図４】半導体素子の接続工程を表す工程図である。
【図５】従来技術にかかる半導体装置の概略を表す説明
図であり，図５Ａは側面図であり，図５Ｂは平面図であ
る。
【符号の説明】
１００ 半導体装置 １１０ 第１半導体素子 １１１ 第１外側電極群 １１２ 第１内側電極群 １２０ 第２半導体素子 １２１ 第２外側電極群 １２２ 第２内側電極群 １３１ 外側金ワイヤ １３１ａ 再結晶部 １３２ 内側金ワイヤ １３２ａ 再結晶部 １６０ キャピラリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 渉 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 素子上面の外縁部に複数の列状に配され
    た電極群と，前記素子に隣接する被接続体上面の外縁部
    に複数の列状に配された被接続部群とを金属ワイヤによ
    り相互に接続する半導体素子の接続構造であって，前記
    電極群上に形成される前記金属ワイヤのループの高さは
    各列ごとに異なるとともに前記素子の内側の向かうほど
    高く形成されることを特徴とする，半導体素子の接続構
    造。
  2. 【請求項２】 前記金属ワイヤの再結晶部の長さは各列
    ごとに異なるとともに前記素子の内側に向かうほど高く
    形成されることを特徴とする，請求項１に記載の半導体
    素子の接続構造。
  3. 【請求項３】 前記複数列の電極群は相互に千鳥状に配
    されていることを特徴とする，請求項１または２に記載
    の半導体素子の接続構造。
  4. 【請求項４】 前記金属ワイヤは，金ワイヤであること
    を特徴とする，請求項１，２または３のいずれかに記載
    の半導体素子の接続構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3091569A1 (en) * 2015-04-16 2016-11-09 MediaTek, Inc Bonding pad arrangement design for semiconductor package
EP4131245A4 (en) * 2020-03-27 2023-05-24 BOE Technology Group Co., Ltd. DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE
US11674974B2 (en) 2019-02-21 2023-06-13 Seiko Epson Corporation Inertial sensor, electronic device, and vehicle

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