JPS6131975A - 耐湿性評価用半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、樹脂封止半導体素子の耐湿性を高感度で評価
できるようにした耐湿性評価用半導体素子に関する。

〔発明の背景〕

樹脂封止半導体素子（以下モールド素子という）は、セ
ラミック封止素子に比べて安価であるので需要が大であ
る。

然しなから、このモールド素子は、外部からの水の侵入
があシ、モールド素子内部の金属配線やボンディング用
金属電極が腐食し、信頼性が低いという難点がある。

最近において、金属配線上におけるパシベーション膜の
信頼性が同上するにつれて金属配線の腐食は少なくなっ
た。

然しなからモールド素子にあっては、外部のリードピン
と電気的に接続されるワイヤボンディング用金属電極は
、上記パシベーション膜を施すことができないので、腐
食の問題は解消されず、依然として腐食の問題が残存す
る。

従って、七−ルド素子にあっては、この腐食（水の侵入
）が問題であるので、腐食に対する検査（評価）が必要
である。

この評価手段で、一般によく行なわれている′のは、モ
ールド素子の外部１ノ一ドビン間の１３　−ク電流を知
ることにより、腐食の程度を推定するとと゛返却られて
いる。

その原理は、半導体素子上に水分カニ付着すると、素子
上の電気抵抗が低下する。この性質を利用して、ワイヤ
ボンディング用金属電極や金属配線が腐食によって断線
する前Ｋ（正常な状態において）、電流の増加を検出し
、この電流の変化によりて、水分侵入の程度な推演１３
するものである。

ｌｔ［リードピン間のリーク電流は、次式で表わされる
ことが一般に知られている。

この式において、ｈはリーク電流、Ｅは印加電圧、ρは
モールド素子表面汚染物質の抵抗車。

Ａは表面汚染柳質の表面積、ｔは、御１定リードピン間
の距離である。この式がらも解る通ム半導体素子上に水
分が付着することによシρの値が低下し、リーク電流Ｉ
Ｉが増加することが判る。

従来の耐湿性評価用モールド素子は、第２図に示すよう
に構成されていた。図において、４は、半導体チップ６
に複数個配設され九ワイヤボンディング用金属電極であ
る。このワイヤボンディング用金属電極４は、金属配線
５によって１図のように電気的に接続されている。

即ち、相隣ｐのワイヤボンディング用金属電極４におい
て、金属配線５の一端は、ワイヤボンディング用金属電
極４に電気的に接続され、他端は、電気的に接続されな
い状態で、隣シのワイヤボンディング用金属電極４のま
わりに一定の隙間をもって近接した状態で対抗している
。

３は、樹脂封止外形２にそって等間隔に並設されたリー
ドビンである。このリードピン３と上記ワイヤボンディ
ング用金属電極４とは、それぞれ、金属ワイヤ１によっ
て、電気的に接続されている。

このように構成した従来の耐湿性評価用半導体素子にお
いて１例えば、ワイヤボンディング用金属電極４　ａ及
び４ｂ間のリーク電流１ｓｔ測定する場合は、それぞれ
金属ワイヤ１ａ、１ｂで接続されて隣接して並設された
り−ドピン３α、Ｂｂ間のリーク電流Ｉ、を測定するこ
とによシ行なわれる。

例えば、樹脂封止外形２ｔ−通して、水分が内部まで浸
透した場合は、ワイヤボンディング用金属電極４ａと金
属配線５ｂとの間の電気抵抗ρが低下して電流がリーク
し、このリーク電流Ｉ、は、リードビン３！、３ｂ間で
測定され、水分が内部まで浸透していることが判断され
る。

然しなから、前記（１）式で解る通ｐ、リードビン５ａ
、３ｂ間の距離ｔが小さいために、ワイヤボンディング
用金属電極４ａの表面汚染や、測定雰囲気中の湿気等に
よシ、リーク電流１．が多くなる。このリーク電流Ｉ、
が、リードピン５α、５Ａ間で測定されたリーク電流に
含まれることになり、真に半導体チップ６に到達した水
分によるリーク電流Ｉ＃のみｔ−感度よく検出するのけ
、極めて困難でちゃ、耐湿性評価用半導体素子として信
頼性が低いという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたも
のであシ、半導体チップに到達した水分によるリーク電
流のみを高感度に検出できるようにした、耐湿性評価用
半導体素子を提供せんとするものである。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は、測定疋寄与するリードビン相互間の距
離？できる限り大きくすることによυ感度を同上したも
のであって、金属配線と電気的に直接接続されないワイ
ヤボンディング用金属電極と、金属配線と電気的に直接
接続されたワイヤボンディング用金属電極とをできる限
シ離れた位置に配設し、これらワイヤボンディング用金
属電極の配置に対応して、外部のＩＪ　−ドビンを配設
し、この双方上金属ワイヤにて電気的に接続したこと１
ｔＩ！＃徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について詳細に説明する。第１図
におりて、　　４　、　”４’は半導体チップ６の上に
形成されたワイヤボンディング用金属電極である。本実
施例では、５個のワイヤボンディング用金属電極４．４
′が、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの４つのグループに分けて配設さ
れている。５及び５′は、金属配線であシ、このうち５
′は、ワイヤボンディング用金属電極４の囲シに一定の
隙間をもたせ近接して設けられている。この金属配線５
′ヲ介してブロックＡとＢのワイヤボンディング用金属
電極４が金属配線５によりワイヤボンディング用金属電
極４′に電気的に接続され。

一方ブロックＣとＤは、金属配線５′を介して、金属配
線５によシ、もう一つのワイヤボンディング用金属電極
４′に電気的に接続されている。

３は、外部リードビンであシ、上記ワイヤボンディング
用金属電極４及び４′に対応した位置に設けられ、金属
ワイヤ１によってそれぞれワイヤボンディング用金属電
極４及びａｌ　ｖｃ電気的に接続されている。なお２は
樹脂封止外形、７はタブ、８はリードフレームである。

又腐食を防止するために、半導体チップ６上には、最初
金属が全面に蒸着された後、フォトリソグラフによシ所
望のパターンを形成し、その後パシベーシ璽ン膜を全面
に被徨させ、ワイヤボンディング用金属電極４及び４′
と金属配線ダのパシペーシ冒ン膜を除去している。

以上のように構成した本実施例の作用について次に説明
する。

図において、仮シにワイヤボンディング４ａについてリ
ーク電流？、を測定するものとする。

この場合は、金属ワイヤ１ａにて接続され次外部リード
ピン３ａと、ワイヤボンディング用金属電極４ｂ　Ｋ金
属ワイヤ１ｂによって接続された外部リードビン３ｈ間
の電流を検出することによシ行なわれる。

この場合、外部リードビン３αと３ｂとの間の距離は光
分離れているので、前記した＋１１式のｔの値を大きく
とることになる。このことは、水分以外の要素例えばワ
イヤボンディング用金属電極４の表面汚れや測定雰囲気
中の湿度によって起るリーク電流ｌｌＰｔ−少なくする
ことになる。

例えば（１）式において、検出に寄与する外部リードピ
ン間の距離を従来の２０倍にすれば、水分以外の原因に
ょシリークする電流Ｉｒ５２０分の１になる。この場合
、端的にいって、検出感度が２０倍になったということ
に々る。　　　゛ここで、ワイヤボンディング用金属電
極４αに水分が付着した場合は、金属配線ダとの間の抵
抗高ρが低下し、リーク電流Ｉ、の増加として検出され
る。

以上の説明は、ワイヤボンディング用金属電極４αを例
にして説明したが、ワイヤボンディング用金属電極４ｈ
　に対しては、ブロックＣ９Ｄ、又他のワイヤポンディ
ング用金属電−極ｚに対しては、ブロックＡ、Ｈのそれ
ぞれワイヤボンディング用金属電極４についても同様に
評価する。

又ワイヤボンディング用金属電極４と半導体チップ６の
下部に設けたタブ７との間に、公知の半導体製造技術に
よってｐｓ接合を設ければ、リードフレーム８によって
金属配線１の断線チェックも行なえるので、腐食の確認
も行なうことが可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した通シ本発明による耐湿性評価用半導体素子
によれば、金属配線と直接電気的に接続されたワイヤボ
ンディング用金属電極と。

電気的に直接接続されないワイヤボンディング用金属電
極とをできる限シ離して配設し、との配設に対応して外
部リードビンを設け、それぞれ金属ワイヤで電気的に接
続したので、リーク電流の検出に寄与する外部リードピ
ン間の距離音長くすることかで゛き、その結果、水分以
外の原因によるリーク電流量を少なくして、水分のみＫ
よりリークする電流の検出全可能にして、耐湿性評価用
半導体素子の感度全大巾に向上することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例であシ、耐湿性評価用半導
体素子の平面図である。第、２図は従来の耐湿性評価用
半導体の平面図である。 １・・・金属ワイヤ　　　　２・・・樹脂封止外形３・
・・外部リードピン ４．４′・・・ワイヤボンディング用金属電極５．５′
・・・金属配線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１個又は複数個のワイヤボンディング用金属電極と、
   このワイヤボンディング用金属電極に対応して設けた１
   本又は複数本の金属配線から成る半導体素子において、
   金属配線と電気的に直接接続されないワイヤボンディン
   グ用金属電極と、金属配線と電気的に直接接続したワイ
   ヤボンディング用金属電極とを離れた位置に配列し、こ
   れらワイヤボンディング用電極に対応した位置に外部リ
   ードピンを設け、該外部リードピンと上記ワイヤボンデ
   ィング用金属電極とをそれぞれ金属ワイヤで電気的に接
   続したことを特徴とする耐湿性評価用半導体素子。