JPH0645337U - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンディングにより結線されるアルミ線の長
さの相違により通電電流が制限されることなく、流せる
電流容量を大きくすること。 【構成】 半導体チップ５上のエミッタ電極のボンディ
ングパッド６ａ，６ｂと、絶縁基板１上のエミッタ導体
パターン３０とをボンディングにより結線するアルミ線
１７の長さを同一かつ最短の長さとすることにより、発
熱量が均一かつ最小となるため、結果的に流せる電流容
量を大きくすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体チップ上面の電極からアルミ線により所定の導体パターンに ボンディングして結線した構造の半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の半導体装置の従来例を図２に示す。 図２は半導体装置の一部を示す平面図である。 図において、１は絶縁基板であり、この絶縁基板１上にコレクタ導体パターン ２、エミッタ導体パターン３及びゲート導体パターン４がそれぞれ配置されてい る。また、コレクタ導体パターン２上には、半導体チップ５が半田固着されてい る。 この半導体チップ５の上面に設けられたエミッタ電極のボンディングパッ ド６ａ，６ｂと、エミッタ導体パターン３との間を複数のアルミ線７ａ，７ｂに よりボンディングして結線される。同様に、半導体チップ５の上面のゲート電極 （図示省略）と、絶縁基板１の上面のゲート導電パターン４とがアルミ線７ｃに よりボンディングして結線されている。

【０００３】 これらのアルミ線７ａ，７ｂ，７ｃは、直径１ｍｍφ以下の細線が一般に使用 され、電力用の半導体チップでは複数本のアルミ線により結線されている。半導 体チップ５の表面のエミッタ電極のボンディングバッド６ａ，６ｂは、複数箇所 に設けられているので、そのアルミ線７ａ，７ｂは、例えば、短い方のアルミ線 ７ｂが約５ｍｍ、長い方のアルミ線７ａが約１５ｍｍとなっている。 ところで、アルミ線の直径が小さい場合、その線の結線長と通電される電流値 によって、アルミ線自体の発熱が大きく変化する。この現象を図３のグラフを参 照して説明する。

【０００４】 図３のグラフにおいて、横軸には電流値Ｉ（Ａ）、縦軸には温度上昇値ΔＴ（ ℃）を採ってある。また、アルミ線の直径を０．４ｍｍφ、導体パターン間を結 線する長さ（結線長）を５ｍｍから３０ｍｍまで変化させてボンディングして結 線したものを対象としている。 そこで、各アルミ線に直流電流を変化して流したところ、それぞれ各曲線のよ うに温度が上昇した。この結果からアルミ線の結線長は、できるだけ短くした方 が導体パターンを介して放熱される量が大きいことが判った。例えば、アルミ線 の長さ５ｍｍのものと１５ｍｍのものを比べると、これらのアルミ線に電流Ｉ＝ ２０Ａを流した時、５ｍｍの長さのものは、ｂ点において温度上昇約５℃であり 、一方、１５ｍｍのものはａ点において約７０℃に上昇していた。

【０００５】 これらの実測結果を考慮して図２に示した従来の半導体装置の構造を見ると、 半導体チップ５の上面のエミッタ電極とエミッタ導体パターン３とを結線するア ルミ線７ａ，７ｂの長さ、即ち、結線長が異なるために、流せる電流は長い方の アルミ線７ａの温度上昇に制限されてしまうことが判った。 即ち、従来のアルミ線の直径を０．４ｍｍφとすれば、前記図３のような温度 差があり、逆に温度上昇ΔＴを、例えば約７０℃として同一とした場合、１５ｍ ｍのものはａ点において約２０Ａを示し、５ｍｍのものはｃ点において約４８Ａ を示し、その電流容量は２倍以上相違することになる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の半導体装置では、上記のように半導体チップ５の表面のエミッタ電極か ら絶縁基板上のエミッタ導体パターン３に結線するアルミ線７ａ，７ｂの結線長 が異なるため、長い方のアルミ線７ａの通電に伴う温度上昇により電流容量が制 限されてしまい相対的に大きな電流を流すことができないという解決すべき課題 があった。

【０００７】

【考案の目的】

本考案は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ボンディング により結線されるアルミ線の長さの相違により通電電流が制限されることなく、 流せる電流容量を大きくし得る半導体装置を提供することを目的とするものであ る。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】

本考案の半導体装置は、絶縁基板上の導体パターンに搭載・固着された半導体 チップを有し、該半導体チップの上面のエミッタ電極と、前記絶縁基板上のエミ ッタ導体パターンとの間を複数のアルミ線によりボンディングして結線した半導 体装置において、前記半導体チップの両側に左右対称にエミッタ導体パターンを 配置し、前記半導体チップの上面のエミッタ電極と該エミッタ導体パターンとの 間を同一長さでかつ最短距離となる複数のアルミ線によりボンディングして結線 したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

本考案の半導体装置は、半導体チップ上のエミッタ電極と絶縁基板上のエミッ タ導体パターンをボンディングにより結線するアルミ線の長さを同一かつ最短の 長さとすることにより、発熱量が均一かつ最小となるため、結果的に流せる電流 容量を大きくすることができる。

【００１０】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を図１を参照して詳細に説明する。 図１において、絶縁基板１上に従来と同様にコレクタ導体パターン２が形成さ れる。中央のコレクタ導体パターン２を挟んで左右対称にエミッタ導体パターン ３０が形成されている。また、コレクタ導体パターン２の上方に従来と同様にゲ ート導体パターン４が形成されている。 上記のコレクタ導体パターン２上には、半導体チップ５が搭載・固着され、こ の半導体チップ５上には、エミッタ電極のボンディングパッド６ａ，６ｂと、ゲ ート電極のボンディングパッド（図示省略）とが形成されている。 上記半導体チップ５上のエミッタ電極のボンディングパッド６ａ，６ｂと、絶 縁基板１上のエミッタ導体パターン３０とは、アルミ線１７によりボンディング して結線される。

【００１１】 ここで、重要なことは、アルミ線１７の長さがすべて同一長さであり、その結 線長が最短距離になるように配慮してあることである。 なお、この考案の実施例ではアルミ線の直径を０．４ｍｍφ、すべての結線長 を約５ｍｍとした。ゲート導体パターン４へのボンディングによる結線は従来と 同様である。 上記の実施例における温度上昇を従来構造のものと比較すると、以下のように なる。 即ち、従来構造では、長い方のアルミ線７ａの結線長が１５ｍｍであるから温 度上昇値ΔＴ＝７０℃とすると、Ｉ＝２０Ａの直流を流せる。これに対して本考 案の構造のものでは、アルミ線１７の結線長が５ｍｍであるから温度上昇値ΔＴ を従来と同一とすれば、Ｉ＝４８Ａの直流まで流せることになる。

【００１２】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、エミッタ導体パターンを左右対称に設け、半 導体チップ表面からのアルミ線による結線を同一長さでかつその長さが最短距離 になるようにしたので、発熱量が均一かつ最小となり、結果的に流せる電流容量 を大きくすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す半導体装置の一部を示
す平面図である。

【図２】従来の半導体装置の一部を示す平面図である。

【図３】アルミ線の結線長さによる温度上昇と電流との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ コレクタ導体パターン ４ ゲート導体パターン ５ 半導体チップ ６ａ，６ｂ ボンディングパッド １７ アルミ線 ３０ エミッタ導体パターン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上の導体パターンに搭載・固着
   された半導体チップを有し、該半導体チップの上面のエ
   ミッタ電極と、前記絶縁基板上のエミッタ導体パターン
   との間を複数のアルミ線によりボンディングして結線し
   た半導体装置において、前記半導体チップの両側に左右
   対称にエミッタ導体パターンを配置し、前記半導体チッ
   プの上面のエミッタ電極と該エミッタ導体パターンとの
   間を同一長さでかつ最短距離となる複数のアルミ線によ
   りボンディングして結線したことを特徴とする半導体装
   置。