JPH02303037A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02303037A
JPH02303037A JP1122783A JP12278389A JPH02303037A JP H02303037 A JPH02303037 A JP H02303037A JP 1122783 A JP1122783 A JP 1122783A JP 12278389 A JP12278389 A JP 12278389A JP H02303037 A JPH02303037 A JP H02303037A
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JP
Japan
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electrodes
semiconductor chip
support
package body
internal electrode
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Masanobu Obara
小原　雅信
Takashi Kondo
隆 近藤
Miyuki Yamase
山世　見之
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置に係り、特に電極数の多い半導
体チップを搭載した半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
半導体装置の高密度化に伴い、を極数の多い半導体チッ
プを搭載した半導体装置として、第９図及び第１０図に
示すようなものが用いられている。
半導体チップ（１）がパッケージ本体（３）の中央部に
形成された矩形状の凹部（３４）内に固定されている。
パッケージ本体（３）には、四部（３４）の外周部にこ
の凹部（３４）を囲むように第１の段部（３１）が形成
され、さらに第１の段部（３１）の外周部にこの第１の
段部（３１）を囲むように第２の段部（３２）が形成さ
れている。これら第１及び第２の段部（３１）及び（３
２）上にはそれぞれ複数の内部電極（５１）及び（５２
）が形成されており、半導体チップ（１）の上面に形成
されている複数の電極（２）とこれに対応する内部電極
（５１）あるいは（５２）とが金属ワイヤ（４１）ある
いは（４２）により接続されている。また、パッケージ
本体（３）の下面には複数の外部電極（６）が設けられ
、それぞれ対応する内部電極（５１）あるいは（５２）
に電気的に接続されている。
この半導体装置では、内部電極（５１）及び（５２）が
互いに階段状に配置されているので、電極数の多い半導
体チップ（１）を搭載しても隣接する内部電極（５１）
あるいは（５２）間の配設ピッチを大きくとることがで
きる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第１０図に示すように、半導体チップ（
１）に近接した第１の段部（３１）上の内部電極（５１
）と半導体チップ（１）の電極（２）との距離！１は短
くて済むが、半導体チップ（１）から離れた第２の段部
（３２）上の内部電極（５２）と半導体チップ（１）の
電極（２）との距離１２は長くなる。さらに、半導体チ
ップ（１）のｔｆｌ数が増えて内部電極が三段以上の多
段に配置された場合には、最外部の内部電極と半導体チ
ップ（１）の電極（２）との間の距離は益々長くなる６
例えば、第１１図に示すように、パッケージ本体（３）
の第１、第２及び第３の段部（３１）、（３２）及び〈
３３）にわたって三段に内部電極（５１）、（５２）及
び（５３）が配′１１されると、半導体チップ（１）の
電極（２）から第３の段部（３３）上の内部電極（５３
）までの距離はさらに長＜１３となる。
このようにパッケージ本体（３）に設けられた内部電極
（５３）と半導体チップ（１）の電１１１（２）との距
離が長くなると、これら両者を接続する金属ワイヤ（４
３）も必然的に長くなる。このため、長い金属ワイヤ（
４３）が、自身の巻きぐせ又はこの半導体装置に加わる
振動等により、例えば第１１図に示すように垂れ下がっ
て下側の第２の段部（３２）上の内部電極（５２）ある
いは第１の段部（３１）上の内部を極（５！）に接触し
たり、第１２図に示すように隣接する金属ワイヤ（４２
）が互いに接触する恐れがあった。
すなわち、電気的短絡事故が起こり易く、半導体装置と
しての信頼性の低下を招くという問題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、電極数の多い半導体チップを搭載しながらも金
属ワイヤの短絡事故を防止することができ、信頼性の高
い半導体装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の請求項１に記載された半導体装置は、複数の
電極が形成された半導体チップと、この半導体チップを
収容するパッケージ本体と、パッケージ本体に設けられ
ると共に半導体チップの周辺部に多重に配列された複数
の内部電極列と、パッケージ本体に設けられると共にそ
れぞれ対応する内部電極に電気的に接続された複数の外
部電極と、それぞれ互いに対応する半導体チップの電極
と内部電極とを接続する複数の金属ワイヤと、パッケー
ジ本体上で且つ内側の内？！６電極列と外側の内部電極
列との間に設けられると共に外側の内部電極列の各内部
電極と半導体チップの電極とを接続する各金属ワイヤを
支持するための突起状の支持体とを備えたものである。
なお、支持体により支持される各金属ワイヤを固定する
ために、請求項２に記載するように、支持体に接着手段
を設けることができる。
さらに、支持体により支持される各金属ワイヤ間の浮遊
電気容量を小さくするために、請求項３に記載するよう
に、支持体に導電層を形成するとよい。
また、請求項４に記載された半導体装置は、複数の電極
が形成された半導体チップと、この半導体チップを搭載
するグイパッドと、半導体チップの周辺部に配置された
複数のリードと、それぞれ互いに対応する半導体チップ
の電極とリードの一端部とを接続する複数の金属ワイヤ
と、これら金属ワイヤの中間部を支持すると共に各金属
ワイヤ間の浮遊電気容量を小さくするための導電層を有
する支持体と、リードの他端部が露出するように半導体
チップ、グイパッド、リードの一端部、金属ワイヤ及び
支持体を封止するパッケージ本体とを備えたものである
。
〔ｆヤ用　〕
請求項１記載の半導体装置においては、支持体が、外側
の内部電極列の各内部電極と半導体チップの電極とを接
続する各金属ワイヤを特徴する請求項２に記載するよう
に支持体に接着手段を設ければ、支持体により支持され
る各金属ワイヤが接着手段によって固定される。
また、請求項３に記載するように支持体に導電層を形成
した場合、この導電層が支持体により支持される各金属
ワイヤ間の浮遊電気容量を低減させる。
さらに、請求項４記載の半導体装置においては、支持体
が、金属ワイヤの中間部を支持すると共にこれら金属ワ
イヤ間の浮遊電気容量を低減させる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
第１図は本発明の第１実施例に係る半導体装置の断面図
である。この半導体装置は、セラミックから形成された
パッケージ本体（７）を有しており、このパッケージ本
体（７）の中央部に形成された矩形状の凹部（７４）内
に半導体チップ（１）が固定されている。パッケージ本
体（７）には、凹部（７４）の外周部にこの凹部（７４
）を囲むように第１の段部（７１）が、この第１の段部
（）１）の外周部にこの第１の段部（７１）を囲むよう
に第２の段部（）２）が０、さらに第２の段部（７２）
を囲むように第３の段部（７３）がそれぞれ階段状に形
成されている。第１、第２及び第３の段部（７１）、（
）２）及び（）３）上にはそれぞれ複数の第１、第２及
び第３の内部ＴＬ極（５１）、（５２）及び（５３）が
配列形成されており、これらにより半導体チ・ツブ（１
）の外周部に三重に内部電極列が形成されている。半導
体チップ（１）の上面に形成されている複数の電ｆ！（
２）とこれに対応する内部電極（５１）、（５２）ある
いは（５３）とはそれぞれ金属ワイヤ（４１）、（４２
）あるいは（４３）により接続されている。
パッケージ本体（７）の下面には複数の外部電極（６）
が設けられ、それぞれ対応する内部電極（５１）、（５
２）あるいは（５３）に電気的に接続されている。
また、パッケージ本体（７）には、第２の段部（７２）
の外周部に沿って第２の段部（７２）と第３の段部（）
３）との間を区画するように突起状の支持体部（８）が
形成されている。この支持体部（８）は第３の段部（７
３）より高く且つパッケージ本体（７）の周縁部（７５
）より低く形成されている。第３の段部（）３）上に形
成されている各内部電極（５３）と半導体チップ（１）
の電［ｉ　（２）とを接続する各金属ワイヤ（４３）は
それぞれ支持体部（８）の上を通ることとなり、この支
持体部（８）により金属ワイヤ（４３）の中間部が支持
されている。
尚、図示していないが、パッケージ本体（７）の周縁部
（７５）上には、パッケージ本体（７）内部を閏じるよ
うに平板状の蓋体が設けられている。
このように、第１実施例に係る半導体装置では、複数の
内部電極列の内、最も外側の内部電極列を形成する第３
の内部電極（５３）と半導体チップ（１）の電極（２）
とを接続する長い金属ワイヤ（４３）が支持体部（８）
によって支持されるので、この金属ワイヤ（４３）が、
自身の巻きぐせ又はこの半導体装置に加わる振動等によ
り垂れ下がって下側の第２の段部（７２）上の内部電極
（５２）あるいは第１の段部（７１）上の内部電極（５
１）に接触したり、隣接する金属ワイヤ（４３）に接触
する事故が防止される。このため、隣接する内部！極間
の配設ピッチを小さくとることができ、半導体装置の多
ビン化が可能となる。また、半導体装置に振動が加えら
れても、金属ワイヤ（４３）に過度の振動が生じないの
で、金属ワイヤ（４３）の疲労破壊、金属ワイヤ（４３
）のボンディング部の破壊等の故障も防止される。
尚、第１実施例では、三重に配列された内部電極（５１
）、（５２）及び（５３）の内、第２の内部電極（５２
）と第３の内部Ｔ；、極（５３）との間のみに支持体部
（８）を形成したが、第１の内部電極（５１）と第２の
内部電極（５２）との間にも同様の支持体部を形成する
ことができる。また、内部電極列は三重に限るものでは
なく、二重あるいは四重以上であってもよい。
ここで、第２図を参照して支持体部（８）の高さについ
て考察する。この第２図では、説明を簡単にするために
、パッケージ本体（１７）が第１及び第２の段部（１７
１）及び（１７２）を有し、これらの間に支持体部（１
８）が形成された場合を示している０通常、金属ワイヤ
のボンディング時には金属ワイヤに多少の弛みＤを持た
せるが、第２図に二点鎖線で示すように、余尺ワイヤ（
４２）がこの弛みＤだけ下方に垂れ下がったときに金属
ワイヤ（４２）が第１の段部（１７１）上の内部型１’
１（５１）に接触しないように、支持体部（１８）の高
さを設定する必要がある。例えば、第２図において、半
導木チップ（１）の厚さＴを０．５ｍｍ、半導体チップ
（１）の側面から第１の段部（１７１）及び第２の段部
（１７２）までの水平距離り、及びＬ２をそれぞれ０５
１１及び１，５Ｉ、第１の段部（１７１＞及び第２の段
部（１７２）の段高Ｈ２及びＨ２をそれぞれ０．６１１
１１１．金属ワイヤ（４２）の弛みＤを０．２ｍｍとし
た場合、支持体部（１８）の第２の段部（１７２）から
の高さ■（は０．３＋ＩＩ＋ｎ程度以上となる。
このような支持体部（８）及び（１８）は、パッケージ
本体（））及び（１７）と一体にセラミックから形成し
、パッケージ本体（７）及び（１７）の焼成時に同時に
焼成することにより作成される。また、支持体部を有し
ないパッケージ本体を焼成する一方、パッケージ本体と
は別に電気的絶縁材料から環状の支持体部を作成し、こ
の支持体部をパッケージ本体に接合してもよい。
この発明の第２実施例を第３図及び第４図に示す、この
実施例では、パッケージ本体（ｚ７）の第１の段部（２
７１）と第２の段部（２７２）とが同一高さに形成され
、これら段部（２７１）及び（２）２）の間に突起状の
支持体部（２８）が形成されている。そして、第１及び
第２の段部（２７１）及び（２７２）上にそれぞれ第１
及シ第２の内部型ｆＭ　（５１）及び（５２）が形成さ
れており、第２の内部型ｆｆｉ　（５２）と半導体チッ
プ（１）の電極（２）とを接続する金属ワイヤ（４２）
が支持体部（２８）に支持されている。この第２実施例
のように、各内部電極（５１）及び（５２）を同一平面
上に配置すれば。
これら内部型ｆｆ１（５１）及び（５２）を一工程で作
成することができるので、半導体装置の製造が容易とな
る。
尚、半導体チップ（１）の電極数が多い場合には、第３
図に示すように、第１の内部電極（５１）と第２の内部
電極（５２）とを互いに千鳥状に配置することが好まし
い、これにより、第１の内部電極（５１）に接続される
金属ワイヤ（４１）と第２の内部電極（５２）に接続さ
れる金属ワイヤ（４２）との接触がより確実に防止され
る。また、同一平面上に三重以上に内部電極を配列する
こともできる。ただし、この場合には各内部電極列の間
にそれぞれ支持体部を形成することが望ましい。
この発明の第３実施例を第５図に示す。パッケージ本体
（３７）の第１の段部（３７１）と第２の段部（３７２
）との間に支持体部（３８）が形成され、第２の段部（
３７２Ｌｈに形成された第２の内部型ＩＩｉ！（５２）
と半導体チップ（１）の電極（２）とを接続する金属ワ
イヤ（４２）が支持体部（３８）に支持されると共にこ
の金属ワイヤ（４２）が支持体部（３８）上に設けられ
た接着剤（９）により固着されている。このように、支
持体部（３８）で支持される金属ワイヤ（４２）を接着
剤（９）で固定することにより、振動等による金属ワイ
ヤ（４２）の移動が阻止されるので、金属ワイヤ（４２
）の電気的短絡事故等を防止しつつ、さらに半導体装置
の多ビン化を実現することができる。
尚、金属ワイヤ（４２）の接着手段となる接着剤（９）
としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、その他無機
材料、有機材料を問わず各種のものを用いることができ
る。ただし、電気的絶縁性を有する必要がある。また、
接着剤（９）は金属ワイヤ（４２）を固定することがで
きれば、硬化状態で用いても、未硬化状態で用いてもよ
い。
この発明の第４実施例を第６図に示す。この実施例では
、パッケージ本体（４７）の第１の段部（４７１）と第
２の段部（４）２）との間に形成された支持体部（４８
）内に導電層（１０）が形成されている。そして、第１
及び第２の段部（４７１）及び（４７２）上にそれぞれ
第１及び第２の内部電極（５１）及び（５２）が形成さ
れており、第２の内部電極（５２）と半導体チップ（１
）の電極（２）とを接続する金属ワイヤ（４２）が支持
体部（４８）に支持されている。金属ワイヤ（４２）は
長くなる程、隣接する金属ワイヤ（４２）との間の浮遊
電気容量が増加するが、この実施例においては支持体部
〈４８）内に導電Ｍ　（１０）が形成されているので、
支持体部（４８）に支持される各金属ワイヤ（４２）間
の浮遊電気容量が小さくなり、その結果金属ワイヤ（４
２）に電気的雑音が発生することが防止される。
従って、高速ＩＣを用いた半導体装置に特に効果的であ
る。
導電層（１０）はモリブデンとマンガンとの合金、タン
グステン等各種導体から形成することができる。また、
導電層（１０）の製造法としては、予め表面を絶縁被覆
した導電層（１０）を作成してこれを支持体部（４８）
の基体となるセラミック製の突起の上に張り付ける方法
、あるいはパッケージ本体〈４７）に一体に形成された
セラミック製の突起の上に蒸着法により導電層〈１０）
を形成した後、導電層（１０〉の上に絶縁層を被覆形成
する方法等がある。
尚、導電層（１０）をパッケージ本体（４））内を介し
てグラウンド接続用外部電１　（６）あるいは電源接続
用外部電極（６）に電気的に接続すれば、より効果的に
各金属ワイヤ（４２）間の浮遊電気容量を低減すること
が可能となる。
この発明の第５実施例を第７図に示す―この実施例は樹
脂モールドされた半導体装置に導電層を有する支持体部
を形成した例である。半導体チップ（１）がダイパッド
（１１）上に搭載されており、ダイパッド（１１）の周
辺部に複数のリード（１２）が配列されている。各リー
ド（１２）はダイパッド（１１）に近接した一端部がイ
ンナーリード（１２ａ）を形成し。
ダイパッド（１１）から離れた他端部がアウターリード
（ｔ２ｂ）を形成している。各リード（１２）のインナ
ーリード（１２ａ）先端部には支持体部（５８）が形成
され、この支持体部（５８）内に導電ＪＩＷ　（２０）
が形成されている。半導体チップ（１）の電極（２）と
これに対応するリード（１２）のインナーリード（１２
ｍ）とがそれぞれ金属ワイヤ（４４）により接続され、
この金属ワイヤ（４４）の中間部が支持体部（５８）に
支持されている。そして、半導体チップ（１）、ダイパ
ッド（１１）、リード（１２）のインナーリード（１２
ａ）、支持体部（５８）及び金属ワイヤ（４４）が樹脂
からなるパッケージ本体（５７）により封止されている
。
この半導体装置においては、金属ワイヤ（４４）が支持
体部（５８）により支持されているので、例えば金型内
に樹脂を注入してモールドする際に樹脂の注入圧により
金属ワイヤ（４４）が隣接する金属ワイヤ（４４）やリ
ード（１２）に接触することが防止される。
このなめ、隣接するり−ド（１２）間を狭めることがで
き、多ビンで且つ信頼性の寓い半導体装置を得ることが
可能となる。また、支持体部（５８）には導電層（２０
）が形成されているので、各金属ワイヤ（４４）間の浮
遊電気容量が低減され、電気的雑音の発生が防止される
。
尚、支持体部（５８）をリード（１２）上に設ける代わ
りに１、第８図に示すように、ダイパッド（１１）上で
且つ半導体チップ（１）の周辺部に沿って、導電層（３
０）を有する支持体部（６８）を形成しても同様の効果
が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、請求項１に記載された半導体装置
は、複数の電極が形成された半導体チップと、この半導
体チップを収容するパッケージ本体と、パッケージ本体
に設けられると共に半導体チップの周辺部に多重に配列
された複数の内部電極列と、パッケージ本体に設けられ
ると共にそれぞれ対応する内部電極に電気的に接続され
た複数の外＃電極と、それぞれ互いに対応する半導体チ
ツブの電極と内部電極とを接続する複数の金属ワイヤと
、パッケージ本体上で且つ内側の内部電極列と外側の内
部電極列との間に設けられると共に外側の内部電極列の
各内部電極と半導体チップの電極とを接続する各金属ワ
イヤを支持するための突起状の支持体とを備えているの
で、電極数の多い半導体チップを搭載しながらも金属ワ
イヤの短絡事故や故障が防止され、信頼性の向上を図る
ことができる。
請求項２に記載された半導体装置では、支持体で支持さ
れる各金属ワイヤが接着手段により固定されるため、振
動等による金属ワイヤの移動が防止される。従って、さ
らに半導体装置の信頼性の向上がなされると共に多ピン
化が可能となる。
また、請求項３に記載された半導体装置では、支持体に
導電層が形成されているので、支持体により支持される
各金属ワイヤ間の浮遊電気容量が低減され、このため電
気的雑音の発生を防止することができる。
さらに、請求項４に記載された半導体装置は、複数の電
極が形成された半導体チップと、この半導体チップを搭
載するダイパッドと、半導体チップの周辺部に配置され
た複数のリードと、それぞれ互いに対応する半導体チッ
プの電極とリードの一端部とを接続する複数の金属ワイ
ヤと、これら金属ワイヤの中間部を支持すると共に各金
属ワイヤ間の浮遊電気容量を小さくするための導電層を
有する支持体と、リードの他端部が露出するように半導
体チップ、ダイパッド、リードの一端部、金属ワイヤ及
び支持体を封止するパッケージ本体とを備えているので
、電極数の多い半導体チップを搭載しても、金属ワイヤ
の短絡事故や故障が防止されると共に各金属ワイヤ間の
浮遊電気容量が低減され電気的雑音の発生が防止される
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例に係る半導体装置を示す断
面図、第２図は支持体部の高さと金属ワイヤの弛みとの
関係を示す断面図、第３図は第２実施例を示す斜視図、
第４図は第３図の■−■線断面図、第５図は第３実施例
を示す断面図、第６図は第４実施例を示す断面図、第７
図は第５実施例を示す断面図、第８図は第５実施例の変
形例を示す断面図、第９図は従来の半導体装置を示す斜
視図、第１０図は第９図の１−１線断面図、第１１図及
び第１２図はそれぞれ従来技術の問題点を示す断面図及
び平面図である。 図において、（１）は半導体チップ、（２）は電極、（
６）は外部電極、＜７Ｌ（１７）、（２７）、（３７）
、（４７）及び（５７）はパッケージ本体、（８）　、
（１ｇ）　、（２Ｂ＞　、（３Ｂ）、（４８）　、（５
８）及び（６８）は支持体部、（９）は接着剤、（１０
）、（２０）及び（３０）は導電層、（４１）、（４２
）、（４３）及び（４４）は金属ワイヤ、（５１）は第
１の内部＠、８１！、（５２）は第２の内部電極、（５
３）は第３の内部電極である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 昂１図 昂４記 昂６図 昂７図 肩８図 昂９図 市１０図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、複数の電極が形成された半導体チップと、前記半導
    体チップを収容するパッケージ本体と、前記パッケージ
    本体に設けられると共に前記半導体チップの周辺部に多
    重に配列された複数の内部電極列と、 前記パッケージ本体に設けられると共にそれぞれ対応す
    る前記内部電極に電気的に接続された複数の外部電極と
    、 それぞれ互いに対応する前記半導体チップの電極と前記
    内部電極とを接続する複数の金属ワイヤと、 前記パッケージ本体上で且つ内側の内部電極列と外側の
    内部電極列との間に設けられると共に外側の内部電極列
    の各内部電極と前記半導体チップの電極とを接続する各
    金属ワイヤを支持するための突起状の支持体と を備えた半導体装置。 ２、前記支持体は、この支持体により支持される各金属
    ワイヤを固定するための接着手段を有する請求項１記載
    の半導体装置。 ３、前記支持体は、この支持体により支持される各金属
    ワイヤ間の浮遊電気容量を小さくするための導電層を有
    する請求項１記載の半導体装置。 ４、複数の電極が形成された半導体チップと、前記半導
    体チップを搭載するダイパッドと、前記半導体チップの
    周辺部に配置された複数のリードと、 それぞれ互いに対応する前記半導体チップの電極と前記
    リードの一端部とを接続する複数の金属ワイヤと、 前記金属ワイヤの中間部を支持すると共に各金属ワイヤ
    間の浮遊電気容量を小さくするための導電層を有する支
    持体と、 前記リードの他端部が露出するように前記半導体チップ
    、前記ダイパッド、前記リードの一端部、前記金属ワイ
    ヤ及び前記支持体を封止するパッケージ本体と を備えた半導体装置。
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