JP2003100954A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランスファーモールドによる熱硬化性樹脂
の流れによって金属細線が湾曲して隣の金属細線と接触
してしまう。 【解決手段】 金属細線３がＩＣチップ１の全周にほぼ
均等な間隔を保って設けられている。言換えると、本実
施形態ではＩＣチップ１の各辺に沿って金属細線３が設
けられるとともに、ＩＣチップ１の一辺から隣接する他
辺に至る部分では、金属細線３がほぼ均等な間隔を保っ
て扇状に設けられている。ＩＣチップ１のコーナー部に
は金属細線を設けない空間がなくなるので、流入する樹
脂は安定して流れ込み、樹脂によって金属細線３に大き
な湾曲変形を発生させることがなくなり、金属細線３同
士を接触させないで樹脂封止することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＩＣチップを回路基
板上にワイヤーボンディングし、トランスファーモール
ドによって樹脂封止した樹脂封止型半導体装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣ
チップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線
でワイヤーボンディングし、トランスファーモールドに
よってＩＣチップと金属細線を樹脂封止した樹脂封止型
半導体装置は、従来から様々提案されている。その基本
的な構造を図に基づいて説明する。図５はＩＣチップ５
０を回路基板５１上に搭載し、ＩＣチップ５０のパッド
電極５２と回路基板の接続電極５３とを金属細線５４で
ワイヤーボンディングした状態を示す平面図、図６はト
ランスファーモールドによってＩＣチップと金属細線を
樹脂封止する状態を示す断面図、図７は樹脂封止した金
属細線の状態を示す平面図である。
【０００３】図５において、ＩＣチップ５０はその平面
形状が四角形をしており、四辺それぞれの辺に沿ってパ
ッド電極５２（一部分だけ記載して残りは省略）が形成
されている。通常このパッド電極５２はＩＣチップ５０
の各辺に沿って、所定の間隔を保って形成されている。
またこれら複数のパッド電極５０に対応する接続電極５
３は、ＩＣチップ５０の各辺に沿って設けられている。
そしてＩＣチップ５０の各パッド電極５２と回路基板５
１の接続電極５３は金属細線５４（通常はＡｕ線）によ
ってワイヤーボンディングされ、それぞれ電気的に導通
する。さらに図６に示すごとく金型５５のキャビティー
５６によって回路基板５１上のＩＣチップ５０が覆わ
れ、ＩＣチップ５０と金属細線５４はトランスファーモ
ールドによる熱硬化性樹脂５７によって封止される。一
般にトランスファーモールドにはエポキシ系の熱硬化性
樹脂５７を使用する。回路基板５１が樹脂製の基板だっ
た場合、一般には熱硬化性樹脂５７の線膨張係数の方が
回路基板５１のそれよりも大きいので、熱硬化性樹脂５
７が硬化すると収縮して回路基板５１が封止樹脂である
熱硬化性樹脂５７側に大きく反ってしまう。そのため熱
硬化性樹脂５７の線膨張係数を回路基板５１のそれに近
くするためにエポキシ系の樹脂に粉末シリコンなどのフ
ィラーを混入した熱硬化性樹脂５７を使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＩＣチップはそ
の集積度が上がるとともに、パッド電極のピッチも小さ
くなってきている。一方回路基板の接続電極のピッチ
は、ＩＣチップほどの狭いピッチにはできないので、Ｉ
Ｃチップの１辺に配置されるパッド電極が増えると、接
続電極はその位置をＩＣチップから離すことにより、各
辺に対応する接続電極の数を増やすようにしていた。こ
れに伴なってパッド電極と接続電極をつなぐ金属細線も
長くなっていた。このように金属細線が長くなった場
合、前述のようなワイヤーボンディングを行なってトラ
ンスファーモールドすると次のような問題が発生してい
た。
【０００５】図７において、矢印Ａ方向から熱硬化性樹
脂５７が注入されると、熱硬化性樹脂５７はＩＣチップ
５０の側面に衝突して左右及び上に分流し、特に隙間が
大きい左右に多くが流れ込んでいく。左右に流れ込んで
いく樹脂は次にＩＣチップ５０のコーナー部分で方向を
変えて奥の方へ流れていく。この時、すべての金属細線
は樹脂の流れ方向に湾曲変形するが、特に集中してＩＣ
チップのコーナー部Ｃ１、Ｃ２に一番近い金属細線Ｌ
１、Ｌ２は流れてきた熱硬化性樹脂５７によって大きく
湾曲し、隣の金属細線と接触するという問題があった。
また同様に奥に流れって行った熱硬化性樹脂５７によっ
てＩＣチップ５０のコーナー部Ｃ３、Ｃ４に一番近い金
属細線Ｌ３、Ｌ４が湾曲し、隣の金属細線と接触すると
いう問題があった。
【０００６】前述のごとく、熱硬化性樹脂５７にはフィ
ラーが混入しているので、土石流のように金属細線Ｌ１
〜Ｌ４に衝突して特に金属細線Ｌ１〜Ｌ４を大きく湾曲
させ、隣接する金属細線と接触して短絡させていたと考
えられる。土石流作用を抑えるためにフィラーの混入料
を減らすと、熱硬化性樹脂５７の線膨張係数と回路基板
５１のそれとが大きく違ってしまい、熱硬化性樹脂５７
が硬化すると収縮して回路基板５１が大きく反ってしま
うという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
金属細線が長くなっても、トランスファーモールドによ
る封止樹脂によって金属細線が湾曲して隣の金属細線と
接触しない樹脂封止型半導体装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成は次の通りである。回路基板に四角形
のＩＣチップを搭載し、該ＩＣチップのパッド電極と前
記回路基板の接続電極とを金属細線で接続し、トランス
ファーモールドによって前記ＩＣチップと前記金属細線
を樹脂封止した半導体装置において、前記金属細線は前
記ＩＣチップの全周にほぼ均等な間隔を保って設けたこ
とを特徴とする。
【０００９】また、回路基板に四角形のＩＣチップを搭
載し、該ＩＣチップのパッド電極と前記回路基板の接続
電極とを金属細線で接続し、トランスファーモールドに
よって前記ＩＣチップと前記金属細線を樹脂封止した半
導体装置において、前記ＩＣチップの一辺から隣接する
他辺に至る部分では、前記金属細線がほぼ均等な間隔を
保って扇状に設けられていることを特徴とする。
【００１０】また、前記ＩＣチップのコーナー部付近に
設けた前記回路基板の前記接続電極は、その軌跡がほぼ
円弧状になっていることを特徴とする。
【００１１】また、前記ＩＣチップのコーナー部にも前
記パッド電極を設けたことを特徴とする。
【００１２】また、前記ＩＣチップの前記コーナー部の
前記パッド電極はダミー電極であることを特徴とする。
【００１３】また、回路基板にＩＣチップを搭載し、該
ＩＣチップと前記回路基板とを金属細線で接続し、前記
ＩＣチップと前記金属細線を保護するための樹脂封止部
を形成した半導体装置において、前記樹脂封止部は前記
金属細線を固定するために塗布した第一樹脂と、該第一
樹脂で固定した金属細線と前記ＩＣチップとをトランス
ファーモールドによって封止した第二樹脂とからなるこ
とを特徴とする。
【００１４】また、回路基板にＩＣチップを搭載し、該
ＩＣチップと前記回路基板とを金属細線で接続し、トラ
ンスファーモールドによって前記ＩＣチップと前記金属
線を保護するための樹脂封止部を形成した半導体装置に
おいて、前記金属細線には隣接する該金属細線との間隙
を維持するために前記金属細線同士を橋渡しする絶縁性
の固定部材を取り付け、該固定部材を取り付けた状態で
前記トランスファーモールドにより前記樹脂封止部を形
成したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１は本発明の第一の実施形態を示
し、ＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパ
ッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤー
ボンディングした状態を示す平面図、図２は図１の要部
拡大平面図である。図において、１は四角形のＩＣチッ
プ、１ａはパッド電極、２は回路基板、２ａは接続電
極、３は金属細線である。なお図１では図面を簡単にす
るため、パッド電極１ａと接続電極２ａを省略してい
る。
【００１６】図１、図２に示すごとく、本実施形態では
金属細線３がＩＣチップ１の全周にほぼ均等な間隔を保
って設けられている。言換えると、本実施形態ではＩＣ
チップ１の各辺に沿って金属細線３が設けられるととも
に、ＩＣチップ１の一辺から隣接する他辺に至る部分で
は、金属細線３がほぼ均等な間隔を保って扇状に設けら
れている。特に本実施形態では、図２に示すごとくコー
ナー部を含むＩＣチップのほぼ全周にパッド電極１ａを
設け、接続電極２ａはＩＣチップ１の周囲に設けられて
いる。そしてＩＣチップ１のほぼ全周に金属細線３を接
続した構成となっている。この場合、ＩＣチップ１のコ
ーナー部に設けたパッド電極１ａはダミー電極であり、
電気的にはなんら接続されていない電極である。またそ
れに対応する接続電極２ａも電気的にはなんら機能しな
い電極である。従ってそこに設けられる金属細線３も電
気的にはなんら機能しないダミー配線となる。但しパッ
ド電極１ａと接続電極２ａの電気的な安定性を保つため
に、それぞれをを電源電極又は接地電極にして金属細線
３を設けても良い。
【００１７】また図１の破線Ｂ及び図２に示すごとく、
ＩＣチップ１のコーナー部付近に設けた回路基板２の接
続電極２ａは、その配置軌跡がほぼ円弧状になってい
る。言換えると、ＩＣチップ１のコーナー部付近に設け
た金属細線３と回路基板２の接続電極２ａとの接続点
は、その軌跡がほぼ円弧状になっている。従ってコーナ
ー部に設けた金属細線３はその長さが他の配線長さとほ
ぼ同じにできるので、流れ込む樹脂によって極端に湾曲
変形することはない。
【００１８】上記の構成でＩＣチップ１と金属細線３を
従来と同じトランスファーモールドにより樹脂封止する
と、ＩＣチップ１のコーナー部には金属細線を設けない
空間がなくなるので、流入する樹脂は安定して流れ込
み、樹脂によって金属細線３に大きな湾曲変形を発生さ
せることがなくなり、金属細線３同士を接触させないで
樹脂封止することが可能となった。
【００１９】次に本発明の他の実施形態を説明する。図
３（ａ）、（ｂ）は本発明の第二の実施形態を示し、回
路基板上にＩＣチップを実装し、樹脂封止部を形成した
状態を示す断面図である。なお前述の第一実施形態と同
一構成には同一番号を付し、その説明を省略する。以下
の実施形態も同様とする。本実施形態の特徴は、ＩＣチ
ップ１のパッド電極１ａと回路基板２の接続電極２ａを
金属細線３で接続した後、金属細線３の部分に第一樹脂
４を塗布して先に金属細線３の横方向の動きを固定して
いる点にある。第一樹脂４は例えばポッティング樹脂な
どを塗布して形成される。次にトランスファーモールド
により第二樹脂５が形成される。
【００２０】この実施形態によれば、第一樹脂４によっ
て金属細線３の横方向の動きを固定してからトランスフ
ァーモールドしているので、さらに確実にトランスファ
ーモールドによる金属細線３の湾曲変形を防止できる。
なおこの場合、金属細線３の接続構造は、前述の図１の
ようにしてもよいが、図５に示した構成であっても金属
細線３の湾曲変形を防止できる。
【００２１】次に本発明の他の実施形態を説明する。図
４（ａ）、（ｂ）は本発明の第三の実施形態を示し、
（ａ）は隣接する金属細線との間隙を維持するために金
属細線同士を橋渡しする絶縁性の固定部材を示す平面
図、（ｂ）は固定部材を金属細線に取り付けた状態を示
す断面図である。本実施形態の特徴は、ＩＣチップ１の
パッド電極１ａと回路基板２の接続電極２ａを金属細線
３で接続した後、金属細線３のほぼ中央部分に、金属細
線３同士の間隙を維持するために金属細線３同士を橋渡
しする絶縁性の固定部材６を取付けたことにある。この
固定部材６を取付けることにより、金属細線３の横方向
の動きを抑制し、お互いに接触しないようにしている。
この固定部材６は、例えば繊維質のリング部材に熱可塑
性樹脂を含浸させたもので、金属細線３に載せた後、加
熱することによって熱可塑性樹脂が軟化し、金属細線３
に接着するものである。この状態でトランスファーモー
ルドすれば、金属細線３に熱硬化性樹脂が衝突しても金
属細線３の大きな湾曲変形は抑制されるので、隣合う金
属細線３同士が接触することはなくなる。
【００２２】
【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、トランス
ファーモールド時の熱硬化性樹脂の流れによって発生し
ていた金属細線の湾曲変形を抑制できるので、隣合う金
属細線同士の接触を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態を示し、ＩＣチ
ップを回路基板上に搭載し、ＩＣチップのパッド電極と
回路基板の接続電極とを金属細線でワイヤーボンディン
グした状態を示す平面図である。
【図２】図２は図１の要部拡大平面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は本発明の第二の実施形態
を示し、回路基板上にＩＣチップを実装し、樹脂封止部
を形成した状態を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は本発明の第三の実施形態
を示し、（ａ）は隣接する金属細線との間隙を維持する
ために金属細線同士を橋渡しする絶縁性の固定部材を示
す平面図、（ｂ）は固定部材を金属細線に取り付けた状
態を示す断面図である。
【図５】図５はＩＣチップを回路基板上に搭載し、ＩＣ
チップのパッド電極と回路基板の接続電極とを金属細線
でワイヤーボンディングした状態を示す平面図である。
【図６】図６はトランスファーモールドによってＩＣチ
ップと金属細線を樹脂封止する状態を示す断面図であ
る。
【図７】図７は樹脂封止した金属細線の状態を示す平面
図である。
【符号の説明】
１ ＩＣチップ １ａ パッド電極 ２ 回路基板 ２ａ 接続電極 ３ 金属細線 ４ 第一樹脂 ５ 第二樹脂 ６ 固定部材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路基板に四角形のＩＣチップを搭載
    し、該ＩＣチップのパッド電極と前記回路基板の接続電
    極とを金属細線で接続し、トランスファーモールドによ
    って前記ＩＣチップと前記金属細線を樹脂封止した半導
    体装置において、前記金属細線は前記ＩＣチップの全周
    にほぼ均等な間隔を保って設けたことを特徴とする樹脂
    封止型半導体装置。
  2. 【請求項２】 回路基板に四角形のＩＣチップを搭載
    し、該ＩＣチップのパッド電極と前記回路基板の接続電
    極とを金属細線で接続し、トランスファーモールドによ
    って前記ＩＣチップと前記金属細線を樹脂封止した半導
    体装置において、前記ＩＣチップの一辺から隣接する他
    辺に至る部分では、前記金属細線がほぼ均等な間隔を保
    って扇状に設けられていることを特徴とする樹脂封止型
    半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記ＩＣチップのコーナー部付近に設け
    た前記回路基板の前記接続電極は、その軌跡がほぼ円弧
    状になっていることを特徴とする請求項１又は２のいず
    れか一つに記載の樹脂封止型半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記ＩＣチップのコーナー部にも前記パ
    ッド電極を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいず
    れか一つに記載の樹脂封止型半導体装置。
  5. 【請求項５】 前記ＩＣチップの前記コーナー部の前記
    パッド電極はダミー電極であることを特徴とする請求項
    ４記載の樹脂封止型半導体装置。
  6. 【請求項６】 回路基板にＩＣチップを搭載し、該ＩＣ
    チップと前記回路基板とを金属細線で接続し、前記ＩＣ
    チップと前記金属細線を保護するための樹脂封止部を形
    成した半導体装置において、前記樹脂封止部は前記金属
    細線を固定するために塗布した第一樹脂と、該第一樹脂
    で固定した金属細線と前記ＩＣチップとをトランスファ
    ーモールドによって封止した第二樹脂とからなることを
    特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  7. 【請求項７】 回路基板にＩＣチップを搭載し、該ＩＣ
    チップと前記回路基板とを金属細線で接続し、トランス
    ファーモールドによって前記ＩＣチップと前記金属線を
    保護するための樹脂封止部を形成した半導体装置におい
    て、前記金属細線には隣接する該金属細線との間隙を維
    持するために前記金属細線同士を橋渡しする絶縁性の固
    定部材を取り付け、該固定部材を取り付けた状態で前記
    トランスファーモールドにより前記樹脂封止部を形成し
    たことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
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