JP3019821B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関する
ものであり、特に、半導体装置用リードフレームに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】まず、封入時の金属ワイヤー流れ量を管
理しなければならない理由について図９，図１０，図１
１，図１２，図１３，及び図１４を参照して説明する。
【０００３】従来、半導体装置の製造過程には樹脂封入
時の金属ワイヤー流れという問題がある。樹脂封入時に
金属ワイヤー流れが起こると、隣接する金属ワイヤー２
ｇ間のショート、金属ワイヤー２ｇとインナーリード３
ｇ間にショートが発生する虞がある。
【０００４】樹脂封入前（設計上）の金属ワイヤー２ｇ
と金属ワイヤー２ｇ間の間隔、金属ワイヤー２ｇとイン
ナーリード３ｇ間の間隔が広く設計されていれば、樹脂
封止時に金属ワイヤー流れが発生しても、金属ワイヤー
２ｇ間のショート及び、金属ワイヤー２ｇとインナーリ
ード３ｇ間のショートは発生しない。
【０００５】しかし、金属ワイヤー２ｇが流れることに
より、金属ワイヤー２ｇと半導体素子７ｇ上に形成され
た電極１ｇとの接合部及び、金属ワイヤー２ｇとインナ
ーリード３ｇとの接合部にストレスが加わり、この箇所
の接合強度が低下する。このため、温度サイクル等によ
る外部ストレスによりワイヤー切れが発生しやすくな
る。この対策として、金属ワイヤーの流れ量ａに関して
も管理を行う必要がある。
【０００６】また、バスバー４ｇを設置し、金属ワイヤ
ー２ｇがバスバー４ｇ上を通過する、オーバーリードボ
ンディングを使用している半導体装置の場合、Ｘ線のよ
うな２次元的な非破壊の検査方法では、金属ワイヤー２
ｇとバスバー４ｇの間隔を３次元的に観察することが出
来ない。このため、金属ワイヤー流れ量（図９中ａ）と
金属ワイヤー倒れ量（図９中ｂ）との相関関係（図１０
参照）に基づき管理を行なっているので、金属ワイヤー
流れ量の管理が特に重要である。
【０００７】尚、上述した相関関係に基づく管理を実施
しない場合は、図１３に示すようにバスバー４ｇにハー
フエッチ加工を施し、金属ワイヤー２ｇとバスバー４ｇ
との間隔を広く確保する手法や、図１４に示すようにバ
スバー４ｇ上に絶縁コーティング加工を施し、金属ワイ
ヤー２ｇとバスバー４ｇとのショートを防止する手法が
用いられていた。
【０００８】次に、従来技術の構成について図１１及び
図１２に加えて図１５をも参照して説明を行う。
【０００９】図１１はオーバーリードボンディングを使
用している半導体装置の平面透視図であり、図１２は図
１１のＡ−Ａ′断面図である。図１５はバスバーを使用
しない通常構造の半導体装置の平面透視図である。
【００１０】まず、オーバーリードボンディングを使用
している半導体装置の構成について、図１１及び図１２
を参照して説明する。
【００１１】図１１において、半導体素子７ｇ上に配置
されている電極１ｇは、半導体素子７ｇのセンターに一
列に配置されている。また、インナーリード３ｇの先端
部は接着テープ５ｇにより半導体素子７ｇ上に固定さ
れ、電極１ｇとインナーリード３ｇは金属ワイヤー２ｇ
にて接続される。バスバー４ｇは、電極１ｇとインナー
リード３ｇの先端部の間に設置されている。電極１ｇと
インナーリード３ｇの先端部とは金属ワイヤー２ｇにて
接続されるが、図１２に示すように、金属ワイヤー２ｇ
はバスバー４ｇ上を通過する。
【００１２】このような構成の半導体装置において、封
入時に金属ワイヤー流れ量が最も大きくなる金属ワイヤ
ーは、樹脂流入方向に対して垂直に張られ、樹脂流入口
（図中省略）に近い金属ワイヤーであることが知られて
いる。つまり、このような構成の半導体装置では、図１
１中に点線にて示した封入時に流れた金属ワイヤー１３
ｇの金属ワイヤー流れ量ａが最大となり、この金属ワイ
ヤーの流れ量を管理する必要がある。
【００１３】次に通常構造の半導体装置の構成について
図１５を参照して説明する。
【００１４】図１５において、半導体素子７ｈ上に配置
されている電極１ｈは、半導体素子７ｈの周辺に配置さ
れ、半導体素子７ｈは、吊りピン１０ｈによりリードフ
レーム外枠（図中省略）に接続された半導体素子搭載部
１１ｈ上に銀ペースト等のマウント材（図中省略）によ
り固定され、半導体素子７ｈ上に設けられた電極１ｈ
は、金属ワイヤー２ｈにより、インナーリード３ｈと接
続されている。
【００１５】このような構成の半導体装置において、封
入時に金属ワイヤー流れ量が最も大きくなる金属ワイヤ
ーは、樹脂流入方向に対して垂直に張られ、樹脂流入口
（図中省略）に近い金属ワイヤーであるとが知られてい
る。つまり、このような構成の半導体装置では、図１５
中に点線にて示した封入時に流れた金属ワイヤー１３ｈ
の金属ワイヤー流れ量ａが最大となり、この金属ワイヤ
ーの流れ量を管理する必要がある。
【００１６】次に、従来の金属ワイヤー流れ量の測定方
法について説明する。
【００１７】まず、画像処理装置が接続されたＸ線検査
装置のモニター上に映し出された画像の、金属ワイヤー
２ｇと半導体素子７ｇ上に形成された電極１ｇとの接合
部と、金属ワイヤー２ｇとインナーリード３ｇとの接合
部とを線分で結んだ基準線を作成する。次に、金属ワイ
ヤーの金属ワイヤー流れの最大点を通過するように、前
記基準線と平行な線分を作成し、この線分と前記基準線
の間隔を、モニター上に映し出されている基準物との比
較により、相対的に金属ワイヤー流れ量ａを求めてい
た。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、ワイ
ヤー流れ量の測定に時間がかかることである。その理由
は、ワイヤー流れ量の測定方法が、画像処理装置の接続
されたＸ線検査装置のモニター上に映し出された画像
の、金属ワイヤーと半導体素子上に形成された電極との
接合部と、金属ワイヤーとインナーリードとの接合部と
を線分で結んだ基準線を作成し、金属ワイヤーの金属ワ
イヤー流れの最大点を通過するように、前記基準線と平
行な線分を作成し、この線分と前記基準線の間隔を、モ
ニター上に映し出されている基準物との比較により、相
対的に金属ワイヤー流れ量を求めていたために、複雑な
作業となっていたためである。
【００１９】第２の問題点は、金属ワイヤー流れの管理
を自動化出来ないことである。その理由は、上述したよ
うに、金属ワイヤー流れ量の測定方法が複雑であること
と、自動認識装置で金属ワイヤーと半導体素子上に形成
された電極との接合部や、金属ワイヤーとインナーリー
ドとの接合部、金属ワイヤーの金属ワイヤー流れの最大
点などの測定に必要なポイントを自動認識（自動判別）
することが出来ないためである。
【００２０】それ故に本発明の課題は、金属ワイヤー流
れ量の管理の自動化を可能にした半導体装置を提供する
ことにある。
【００２１】本発明の他の課題は、金属ワイヤーの流れ
量を測定しなくても流れ量が規格内であるか、規格外で
あるかの判定を可能にする半導体装置を提供することに
ある。
【００２２】
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、リード
フレームに搭載された半導体素子を樹脂封止した半導体
装置において、前記リードフレームのインナーリード部
と前記半導体素子のボンディングパッドとを接続するボ
ンディングワイヤーのうち、樹脂流入口に最も近くかつ
樹脂の流入方向に対し垂直に近いボンディングワイヤー
からみて、前記樹脂流入口とは反対側に、ワイヤー流れ
を管理するための突起を１箇所のみ前記リードフレーム
に設けたことを特徴とする半導体装置が得られる。
【００２４】本発明によれば、リードフレームに搭載さ
れた半導体素子を樹脂封止した半導体装置において、前
記リードフレームのインナーリード部と前記半導体素子
のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤ
ーのうち、樹脂流入口に最も近くかつ樹脂の流入方向に
対し垂直に近いボンディングワイヤーからみて、前記樹
脂流入口とは反対側に、ワイヤー流れを管理するための
切り欠きを１箇所のみ前記リードフレームに設けたこと
を特徴とする半導体装置が得られる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
〜図８を参照して説明を行う。
【００３５】図１は、バスバー４ａを設置し、金属ワイ
ヤー２ａがバスバー４ａ上を通過する、オーバーリード
ボンディングを使用している半導体装置の一例の平面透
視図である。電極１ａは、半導体素子７ａ上のセンター
に一列に配置されている。インナーリード３ａの先端部
は厚さ０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程のポリイミド等から
なる接着テープ５ａにより半導体素子７ａ上に固定され
ている。電極１ａとインナーリード３ａの先端部は、金
または金の合金からなる直径２０〜３０μｍ程度の金属
ワイヤー２ａにて互いに接続されている。バスバー４ａ
は、電極１ａとインナーリード３ａの先端部の間に設置
されている。金属ワイヤー２ａはバスバー４ａ上を通過
している。バスバー４ａにはワイヤー流れ量管理用の突
起９ａが設けられている。突起９ａの位置は後述する管
理方法にしたがい定められる。
【００３６】このような構成の半導体装置において、樹
脂封入時に金属ワイヤー２ａに金属ワイヤー流れが起こ
る。その金属ワイヤー流れの量、即ち、金属ワイヤー流
れ量が最も大きくなる金属ワイヤーは、樹脂流入方向に
対して垂直に張られかつ樹脂流入口（図中省略）に近い
金属ワイヤーである。つまり、図中に点線にて示した金
属ワイヤー１３ａの金属ワイヤー流れ量が最大となる。
この金属ワイヤー流れ量を金属ワイヤーの長さの５％程
度以下に管理することが望ましい。例えば、金属ワイヤ
ーの長さが２ｍｍの場合は、金属ワイヤー流れ量は０．
１ｍｍ以下に管理する。
【００３７】図２（ａ），（ｂ）は突起９ａを利用した
金属ワイヤー流れ量の管理方法の例を示す。図２（ａ）
は封入時に流れた金属ワイヤー１３ａが突起９ａに到達
したものを不良品とする管理方法を示す。この管理方法
を採る場合は、突起９ａを金属ワイヤー１３ａから０．
１ｍｍ離れた位置に形成しておけばよい。
【００３８】図２（ｂ）は封入時に流れた金属ワイヤー
１３ａが突起１３ａを越えたものを不良品とする管理方
法を示す。この管理方法を採る場合は、突起９ａを金属
ワイヤー１３ａから０．１ｍｍ離れた位置まで設けてお
けばよい。
【００３９】図３は、バスバーを使用しない通常構造の
半導体装置の一例の平面透視図である。電極１ｂは半導
体素子７ｂ上の周辺に配置されている。半導体素子７ｂ
は、幅０．２〜０．５ｍｍ程の吊りピン１０ｂによりリ
ードフレーム外枠（図中省略）に接続された半導体素子
搭載部１１ｂ上に銀ペースト等のマウント材（図中省
略）により固定されている。電極１ｂは、金または金の
合金からなる直径２０〜３０μｍの金属ワイヤー２ｂに
より、インナーリード３ｂと接続されている。吊りピン
１０ｂにはワイヤー流れ量管理用の突起９ｂが設けられ
ている。吊りピン１０ｂの突起９ｂは金属ワイヤー流れ
量を所望の範囲に管理可能な位置にある。
【００４０】図２（ａ），（ｂ）を用いて説明した管理
方法は、吊りピン１０ｂの突起９ｂを利用しても同様に
実施できる。
【００４１】図４は、バスバーを使用しないＬＯＣ構造
ＰＫＧの一例の平面透視図である。電極１ｃは半導体素
子７ｃ上のセンターに一列に配置されている。インナー
リード３ｃの先端部は厚さ０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程
のポリイミド等からなる接着テープ５ｃにより半導体素
子７ｃ上に固定されている。電極１ｃとインナーリード
３ｃの先端部は、金または金の合金からなる直径２０〜
３０μｍ程度の金属ワイヤー２ｃにて互いに接続されて
いる。インナーリード３ｃの先端部には、ワイヤー流れ
量管理用の突起９ｃが設けられている。インナーリード
３ｃの突起９ｃは金属ワイヤー流れ量を所望の範囲に管
理可能な位置にある。
【００４２】図２（ａ），（ｂ）を用いて説明した管理
方法は、インナーリード３ｃの突起９ｂを利用しても同
様に実施できる。
【００４３】図５は、オーバーリードボンディングを使
用している半導体装置の他例の平面透視図である。電極
１ｄは、半導体素子７ｄ上のセンターに一列に配置され
ている。インナーリード３ｄの先端部は厚さ０．０５ｍ
ｍ〜０．１ｍｍ程のポリイミド等からなる接着テープ５
ｄにより半導体素子７ｄ上に固定されている。電極１ｄ
とインナーリード３ｄの先端部は、金または金の合金か
らなる直径２０〜３０μｍ程度の金属ワイヤー２ｄにて
互いに接続されている。バスバー４ｄは、電極１ｄとイ
ンナーリード３ｄの先端部の間に設置されている。金属
ワイヤー２ｄはバスバー４ｄ上を通過している。バスバ
ー４ｄにはワイヤー流れ量管理用の切り欠き１２ｄが設
けられている。切り欠き１２ｄの位置は後述する管理方
法にしたがい定められる。
【００４４】図６（ａ），（ｂ）は切り欠き１２ｄを利
用した金属ワイヤー流れ量の管理方法の例を示す。図２
（ａ）は封入時に流れた金属ワイヤー１３ｄが切り欠き
１２ｄを越えたものを不良品とする管理方法を示す。こ
の管理方法を採る場合は、切り欠き１２ｄを金属ワイヤ
ー１３ａから０．１ｍｍ離れた位置まで形成しておけば
よい。
【００４５】図６（ｂ）は封入時に流れた金属ワイヤー
１３ｄが切り欠き１２ｄに到達したものを不良品とする
管理方法を示す。この管理方法を採る場合は、切り欠き
１２ｄを金属ワイヤー１３ａから０．１ｍｍ離れた位置
に設けておけばよい。
【００４６】図７は、バスバーを使用しない通常構造の
半導体装置の他例の平面透視図である。電極１ｅは半導
体素子７ｅ上の周辺に配置されている。半導体素子７ｅ
は、幅０．２〜０．５ｍｍ程の吊りピン１０ｅによりリ
ードフレーム外枠（図中省略）に接続された半導体素子
搭載部１１ｅ上に銀ペースト等のマウント材（図中省
略）により固定されている。電極１ｅは、金または金の
合金からなる直径２０〜３０μｍの金属ワイヤー２ｅに
より、インナーリード３ｅと接続されている。吊りピン
１０ｅには、ワイヤー流れ量管理用の切り欠き１２ｅが
設けられている。吊りピン１０ｅの切り欠き１２ｅは、
金属ワイヤー流れ量を所望の範囲に管理可能な位置にあ
る。
【００４７】図６（ａ），（ｂ）を用いて説明した管理
方法は、吊りピン１０ｂの切り欠き１２ｅを利用しても
同様に実施できる。
【００４８】図８は、バスバーを使用しないＬＯＣ構造
ＰＫＧの他例の平面透視図である。電極１ｆは半導体素
子７ｆ上のセンターに一列に配置されている。インナー
リード３ｆの先端部は厚さ０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程
のポリイミド等からなる接着テープ５ｆにより半導体素
子７ｆ上に固定されている。電極１ｆとインナーリード
３ｆの先端部は、金または金の合金からなる直径２０〜
３０μｍ程度の金属ワイヤー２ｆにて互いに接続されて
いる。インナーリード３ｆの先端部には、ワイヤー流れ
量管理用の切り欠き１２ｆが設けられている。インナー
リード３ｆの切り欠き１２ｆは、金属ワイヤー流れ量を
所望の範囲に管理可能な位置にある。
【００４９】図６（ａ），（ｂ）を用いて説明した管理
方法は、インナーリード３ｆの切り欠き１２ｆを利用し
ても同様に実施できる。
【００５０】上述したように、突起や切り欠きに金属ワ
イヤーが到達するか、越えるかで良品、不良品の判定を
行うため、良品、不良品の判定が極めて単純な作業とな
り、自動認識装置等による自動管理を行うことも可能と
なる。
【００５１】一例として、図６（ｂ）に示す管理方法を
用いた自動管理について説明する。
【００５２】通常、Ｘ線装置による画像においては、金
属ワイヤーやインナーリードの様に金属で出来ている箇
所はＸ線を透過しないため黒く映り、モールド樹脂や半
導体素子（シリコン）や接着テープ等の箇所はＸ線を透
過するため白く映る。つまり、金属ワイヤー流れ管理用
の切り欠き部分は白く映り、金属ワイヤーは黒く写る。
【００５３】従って、金属ワイヤー流れにより金属ワイ
ヤー２ｄが切り欠き１２ｄに到達している（不良品）か
否かを自動管理するためには切り欠き１２ｄの位置（識
別エリア）を自動認識後、切り欠き１２ｄ内（識別エリ
ア内）を白黒で２値化し、切り欠き１２ｄ内（認識エリ
ア内）に黒（金属ワイヤー）が検出されれば不良品、黒
（金属ワイヤー）が検出されなければ良品と自動判別す
る。
【００５４】
【発明の効果】本発明の効果は、リードフレーム上に金
属ワイヤー流れ管理用の突起や切り欠きを設けることに
より、金属ワイヤー流れ量を測定しなくても、金属ワイ
ヤー流れ量が規格内であるか、規格外であるか容易に判
定できることである。これにより、チェック時間の短縮
および、自動認識装置等による自動管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための半
導体装置の平面透視図。
【図２】図１の半導体装置における金属ワイヤー流れ量
の管理方法の例を示す説明図。
【図３】（ａ）は本発明の第２の実施の形態を説明する
ための半導体装置の平面透視図、（ｂ）は（ａ）の要部
拡大図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を説明するための半
導体装置の平面透視図。
【図５】本発明の第４の実施の形態を説明するための半
導体装置の平面透視図。
【図６】図１の半導体装置における金属ワイヤー流れ量
の管理方法の例を示す説明図。
【図７】（ａ）は本発明の第５の実施の形態を説明する
ための半導体装置の平面透視図、（ｂ）は（ａ）の要部
拡大図。
【図８】本発明の第３の実施の形態を説明するための半
導体装置の平面透視図。
【図９】図１１中のＢ−Ｂ′断面図。
【図１０】図９中のａとｂの相関関係図。
【図１１】従来の半導体装置の一例の平面透視図。
【図１２】図１１中のＡ−Ａ′断面図。
【図１３】バスバーにハーフエッチ加工を施したときの
図１１中のＡ−Ａ′断面図。
【図１４】バスバーに絶縁コーティング加工を施したと
きの図１１中のＡ−Ａ′断面図。
【図１５】（ａ）は従来の半導体装置の他例の平面透視
図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ
電極 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ
金属ワイヤー ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ
インナーリード ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ
バスバー ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ
接着テープ ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ
アウターリード ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ
半導体素子 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ
パッケージ ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ
突起 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１
０ｇ，１０ｈ 吊りピン １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１
１ｇ，１１ｈ 半導体素子搭載部 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１
２ｇ，１２ｈ 切り欠き １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１
３ｇ，１３ｈ 封入時に流れた金属ワイヤー

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームに搭載された半導体素子
    を樹脂封止した半導体装置において、前記リードフレー
    ムのインナーリード部と前記半導体素子のボンディング
    パッドとを接続するボンディングワイヤーのうち、樹脂
    流入口に最も近くかつ樹脂の流入方向に対し垂直に近い
    ボンディングワイヤーからみて、前記樹脂流入口とは反
    対側に、ワイヤー流れを管理するための突起を１箇所の
    み前記リードフレームに設けたことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項２】 前記リードフレームはバスバーを備え、
    前記突起は前記バスバーに設けられている請求項１記載
    の半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記リードフレームは吊りピンを備え、
    前記切り欠きは前記吊りピンに設けられている請求項１
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 リードフレームに搭載された半導体素子
    を樹脂封止した半導体装置において、前記リードフレー
    ムのインナーリード部と前記半導体素子のボンディング
    パッドとを接続するボンディングワイヤーのうち、樹脂
    流入口に最も近くかつ樹脂の流入方向に対し垂直に近い
    ボンディングワイヤーからみて、前記樹脂流入口とは反
    対側に、ワイヤー流れを管理するための切り欠きを１箇
    所のみ前記リードフレームに設けたことを特徴とする半
    導体装置。
  5. 【請求項５】 前記リードフレームはバスバーを備え、
    前記切り欠きは前記バスバーに設けられている請求項４
    記載の半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記リードフレームは吊りピンを備え、
    前記切り欠きは前記吊りピンに設けられている請求項４
    記載の半導体装置。
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