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JPS63215058A - 絶縁物封止型半導体装置 - Google Patents

絶縁物封止型半導体装置

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Publication number
JPS63215058A
JPS63215058A JP62047676A JP4767687A JPS63215058A JP S63215058 A JPS63215058 A JP S63215058A JP 62047676 A JP62047676 A JP 62047676A JP 4767687 A JP4767687 A JP 4767687A JP S63215058 A JPS63215058 A JP S63215058A
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JP
Japan
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thin
wire
electrode body
lead
electrode
Prior art date
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Application number
JP62047676A
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English (en)
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Masayuki Kosaka
高坂　雅之
Kazuji Iwaki
量次 岩城
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 童１ユｍ刊一 本発明は、２つの電極体を接続するリード細線の霜下を
防止した構造の絶縁物封止型半導体装置に関連する。
災米立五盈 第３１Ｊ！ｌは、従来の４＃脂封止形ハイブリッドＩＣ
の平面図を示す。このハイブリッドＩＣは、１５本の外
部電極体１８〜１５ａと、外部電極体１８〜１５ａの延
長部として設けられた配線電極体１ｂ〜１５ｂと、配線
電極体２ｂ、４ｂ、９ｂ、１３ｂ及び１５ｂに続く大面
積部として設けられた支持電極体２ｃ、４ｃ、９ｃ、１
３ｃ及び１５ｃとがら成る電極体１〜１５を有する。配
線電極体１ｂ〜１５ｂ及び支持電極体２ｃ、　４ｃ、９
ｃ、１３ｃ及び１５ｃは、点線で示す樹脂封止体１６で
封止され、外部電極体１ａ〜Ｌ５Ｑは、樹脂封止体１Ｂ
から外側に導出される。外部電極体１８〜１．５ａは、
インチピッチ（２，５４ｍｍ＋）で並列するように設け
られ、導出側で幅広、先端で幅狭の形状を有する。支持
電極体９ｃには、モノリシックＩＣチップ１７がｐｂ−
８ｎ系半田（図示せず）により固着される。支持電極体
２ｃ、４ｃ、１３ｃ及び１５ｃには、パワートランジス
タチップ１８〜２１が同じ＜Ｐｂ−８ｎ系半田（図示せ
ず）により固着される。図示しないが、モノリシックＩ
Ｃチップ１７の上面には、アルミニウムから成る多数の
電極（ポンディングパッド）が形成されている。また、
モノリシックＩＣチップ１７は、シリコンラバーより成
る保護樹脂によって被覆されるが、図示を省略する。パ
ワートランジスタチップ１８〜２１の上面には図示しな
いがアルミニウムから成るエミッタ電極及びベース電極
が形成され、下面には全面にニッケルがら成るコレクタ
電極が形成されている。パワートランジスタチップ１８
〜２１も１図示しないがシリコンラバーより成る保護樹
脂によっ゛Ｃ被覆される。
パワートランジスタチップ１８〜２１の各々のエミッタ
電極は、ｖＩｉ流容社を十分に確保するため、それぞれ
２本のリード細［２２〜２５により配線電極体１ｂに接
続される。また、パワートランジスタチップ１８〜２１
の各々のベース電極は、それぞれ１本のリード細線２６
〜２９により配線電極体３ｂ、５ｂ、１２ｂ及び１４ｂ
に接続される。
モノリシックＩＣチップ１７上の１０個の′ＩｆＬ極は
、それぞれ１本のリード１１１６３０〜３９により配線
電極体３ｂ、５ｂ　〜８ｂ、１０ｂ　〜１２ｂ、１４ｂ
及び支持電極体９ｃに接続される。リード細線２２〜３
９は、約３０μｍの直径を有する金（Ａｕ）又は金合金
から成る細線である。リードフレームを構成しているｖ
ｌＬ４４！体１〜１５は、ニッケル被覆の鋼材からプレ
ス成形される。ただし、パワートランジスタチップ１８
〜２１が固着される部分。
及びリード細線２２〜３９が接続される部分には、部分
的に銀メッキが施されて、銅−ニッケルー銀の三層構造
となっている。
次に、リード細線の接続方法を第５図について説明する
。
まず、第５図（Ａ）に示すように、ワイヤボンダのバイ
ブ状のキャピラリ５０の中心孔５１から細線５２を送り
出し、電気スパーク又は水素炎等で細線５２の先端部に
ボール５３を形成する。ボール５３の直径は、細線５２
の直径の２〜３倍程度である。
次に、第５図ＣＢ）に示すように、第一の電極体５４に
ボール５３をキャピラリ５０の先端で押し付ける。この
際、第一の電極体５４は２００〜２５０℃に多め加熱さ
れている。また、キャピラリ５０には、細線５２の接続
方向と直角な矢印５５で示す方向への超音波振動が加え
られている。これにより、第一の電極体５４と細線５２
とが接続され、ネイルヘッドボンディング法によりファ
ーストボンディング部５２ａが形成される。
続いて、第５゛図（Ｃ）に示すように、キャピラリ５０
を上昇して大きく引き回すようにして、細線５２を繰り
出しながら第二の電極体５６に向がってキャピラリ５０
を移動する。
その後、第５図（Ｄ）に示すように、第二の電極体５６
にステインチボンディングする。即ち、第二の電極体５
６は前述と同様に２００〜２５０℃に予め加熱され、キ
ャピラリ５ｏには前述と同様の超音波振動が加えられて
いる。この状態で、第二の電極体５６に対し径方向に細
線５２を抑圧することにより、細線５２と第二の電極体
５６とが接続され、セカンドボンディング部５２ｂが形
成される。なお、第５図（Ｂ）（Ｄ）の工程を電極体の
加熱のみによる熱圧着法又は超音波振動による加熱のみ
の超音波法等で行ってもよい。
最終的には、第５図（Ｅ）のように、キャピラリ５０を
第二の電極体５６に対し押圧したまま、細線５２を上方
に引いて細線５２を切断する。狭義には、第一の電極体
への接続（ファーストボンディング）をネイルヘッドボ
ンディング、第二の電極体への接続（セカンドボンディ
ング）をスティッチホンディングと呼称するが、ここで
はそれら２つを総称してネイルヘッドボンディング法と
する。
第４図及び第５図（Ｄ）に示すように、ファーストボン
デインク側では、第一の電極体に対する細線５２の角度
αはほぼ直角となり、上を跨る細線５２と第一の電極体
との距離は長くなる。一方、セカンドボンディング側で
は、細線５２の第二の電極体に対する角度θは鋭角とな
り、上を跨る細線５２と第二の電極体との距離は短くな
る。
発■が解決しようζ工Ａ且皿盗 従来ではリード細線の飛下により配線電極体及び支持電
極体にリード細線が接触し、短絡不良の原因となってい
た。即ち、第４図に例示するように、配線電極体３ｂを
跨いでリード細ｌ１Ａ２３が接続されている。半導体装
置の高集積化の要求により配線が一層複雑化する傾向に
ある。このため配線電極体を跨ぐ接続を行わなけオレは
ならないことが多い。
ところで、第一の電極体である支持電極体４ｃと第二の
電極体である配線電極体１ｂとの間に形成された配線電
極体３ｂは、リード細線２３に対しては非接続配線体と
なっている。このため、リード細線２３はワイヤボンデ
ィングの際に大きく孤を描くように接続して、リード細
線２３と配線１１１ｃ４４体３ｂとの間の距離をできる
だけ取るようにしている。リード細線２３はｓ−＋Ｗ述
のネイルヘッドボンディング法により、ファーストボン
ディング部ではパワートランジスタチップ１９に接続さ
れ、セカンドボンディング部では配線電極体１ｂに接続
されている。又、ファーストボンディング部はセカンド
ボンディング部よりおよそパワートランジスタ１９の厚
さ分だけ高い位置となっている。このため、配線電極体
３ｂは、支持電極体４ｃ側ではリード細線２３との距離
が長くなるが、配線電極体ｌｂ側ではリード細線２３と
の距離が短くなる。
通常使用される直経約；３０μｍの金製のリード細線は
細くかつ柔らかいため、十分な強度を期待できないのが
実情である０例えば、第一の電極体と第二の電極体とを
接続する金製のリード細線は。
トランスファーモールド時の樹脂注入圧力や自重等によ
り懸垂状に垂下するループタレを発生することがあった
。通常、直径が２５〜３０μｍの金製のリード細線では
、接続距離りは３１が限界とされる。接続距離りが３＋
ｍｍを越えると、自重によりループタレが発生する。実
際には、トランスファーモールド時の樹脂注入圧力を考
慮しなければならないから、実用的な接続距離りの長さ
は更に短くなる。接続距１１１Ｌを短くするには非接続
配線体の幅を細くすることが考えられる。しかし、リー
ドフレームの機械的強度が弱まる等の制約により、あま
り細くすることはできない、よって、第４図の例では接
続距１１Ｌ＝３．３ｍｍである。
従って、配、ｍ＊極棒体３ｂ配線電極体１ｂ側でリード
細線２３が接触する事故が発生し、製造歩留を低下させ
る一因となっていた。
ループタレによる短絡不良を防止する策としては、例え
ば非接続配線体を絶縁材料で被覆する方法が考えられる
。しかし、絶縁材料で被覆するという新しい製造工程が
追加になる電点が生ずる。
また、リード細線の直径を大きくして強度を増加するこ
とによりループタレを防止する方法も考えられるが、金
が高価であること等から、実用に適さない、更に、第一
の電極体又は第二の電極体のうち少なくとも一方を一定
の高さだけ高くする段差加工を行う方法も考えられる。
しかしこの方法も、段差加工の工程が追加になるととも
に、段差のあるリードフレームであるがためにリードフ
レーｉｓの取扱が煩雑になりかつボンディング時のリー
ドフレームの支持構造が［雑化する欠点がある。
本発明は、上記欠点を解消し、リード細線の飛下を防止
した絶縁物封止型半導体装置を提供することを目的とす
る。
同１Ａｉ０Ｉ友ＩＡ遣Ｊ慕υＥ反 本発明の絶縁物封止型半導体装置は、第一の電極体と第
二の電極体とをリード細線により接続し、該リード細線
より短くかつ該リード細線の飛下を防止する支持細線を
前記リード細線の下方に設けた構造を有する。
止■ リード細線の下方に設けた支持細線は、リード細線の垂
下を防止することができる。
失嵐亘 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図について説明
する。これらの図面では、支持細線を設けた点を除き、
第３図及び第４１）！ｌに示す従来例と全て同じである
。
第２図は、支持細線を形成した本発明の絶縁物封止型半
導体装置の１実施例を示すハイブリッドＩＣの平面図で
ある。支持胴ｌ１ｊＩ４０は、配線電極体１ｂとパワー
トランジスタチップ１８〜２１のエミッタ電極とを接続
するリード細線２２〜２５の各々の下方において配線ｗ
ｉ楡体１ｂに接続される。第１図は、第２図のリード細
線２３の近傍を拡大して示す斜視図である。リード細線
が接続されていない配線′Ｉ４１極体３ｂの上方を跨い
で、パワートランジスタチップ１９のエミッタ電極と配
線電極体１ｂとの間に２本のリード＠＠２３が接続され
、リード細線２３の下方において支持細線４００両端が
配線電極体１ｂに接続される。この場合、パワー１〜ラ
ンジスタチツプ１９のエミッタ電極は、第一の電極体と
なり、配線電極体１ｂは。
第二の電極体となり、配ＩｉＡ電、極体３ｂが第三の電
極体となる。リード細線２３と支持細線４０は。
上から見たとき直角に近い角度で交叉している。
リード細Ｍ２３は前述のネイルヘッドボンディング法に
より接続され、パワートランジスタチップ１９のエミッ
タ電極に接続されたファーストボンディング部２３ａと
配Ｉｍ電極体１ｂに接続されたセカンドボンディング部
２３ｂとを有する。支持細線４０は、リード細線２３の
セカンドボンディング部２３ｂに隣接１て配線電極体１
ｂに接続される。
支持細線４０は、金又は金合金からなるリード細線２３
と同一の細線と同一のワイヤボンダを使用して、熱圧着
法と超音波法を併用する同一のネイルヘッドボンディン
グ法によりファーストボンデインク部４０ａとセカンド
ボンディング部４０ｂが形成される。即ち、支持細線４
０は、リード細線２２〜３９を形成するためのワイヤボ
ンディング工程の中で、リード細線２２〜２５の形成に
先立って形成される。リード細線２３の延在方向に見た
とき、２本の支持細線４０のセカンドボンディング部４
０ｂはそれぞれ反対方向に引き回されて接続されている
。これによって支持細線４０の占有横幅が小さくなる。
リード細線２３は、支持細線４０の上を通るように、パ
ワートランジスタチップ１９のエミッタ電極と配線電極
体１ｂに熱圧着法と超音波法とを併用するネイルヘッド
ボンディング法により接続される。この際、パワートラ
ンジスタチップ１９のエミッタ電極にファーストボンデ
インクを行い、配線電極体１ｂにセカンドボンディング
を行う。
リード細＠２３は、支持細線４０のほぼ頂点又は頂点の
ややセカンドボンディング側を通る。り一ド細＠２３は
、１ツイヤボンディング時には支持細線４０に接触する
が、樹脂封止後では支持細線４０から微かに浮くことも
あり得る。支持細線４０はリード細ＩＩ＆２３に比べて
短いから、垂下に対してリード細線２３より大きい強度
を得ることができる。リード細線２３が樹脂注入圧力や
自重によって垂下する場合、支持細線４０によって支持
されるため、リード細線２３は大きく垂下することはな
い、従って、リード細線２３が配ｌｌ！電極体３ｂ又は
支持電極体４Ｃに接触することを防出することができる
。リード細線２４についても同じである。また、第一の
電極体と第二の電極体との間に配線電極体等の第三の電
極体が無いリード細ｌ１Ａ２２．２５部分では、支持細
線４０は支持電極体２ｃ、１５ｃにリード細線２２．２
５が接触することを防止する。また１本実施例では、リ
ード細線２３．２４のセカンドボンディング側に支持細
線４０を形成したので、特に発生し易いセカンドボンデ
ィング側での第三の電極体とリード細線の接触防止に有
効である。また、リード細線２３と支持細線４０の接続
を一連のワイヤボンディング工程として行うので、支持
細線４０を形成するために新たな工程を増加することは
ないし、生産効率を低下することもほとんどない。
本発明の上記実施例は種々の変更が可能である。
例えば、パワートランジスタチップ等の半導体チップと
配線電極体との接続でなくてもよい、第一の電極体と第
二の電極体が共に配線電極体（リードフレームの表面）
であり、これらの間に第三の電極体が設けられている場
合等に適用しても本発明は有効である。
更に、上記実施例では、第二の電極体に支持細線を接続
する例を示したが、第一の電極体と第二の電極体のいず
れか一方の側又は両方の側あるいは中央部に支持細線を
設ける場合もある。ただし。
ネイルヘッドボンディング法の特徴から、セカンドボン
ディング部側に支持細線を設けるのが、合理的かつ効果
が大きい。
リード細線が金又は全合金から成る細線である場合にリ
ード細線の垂下が問題になり易いが、リード細線が銅線
等であっても本発明は有効である。
第一の電極体と第二の電極体は、リードフレームの表面
、リードフレームに固着された回路基板上に形成された
電極、リードフレームやプリント基板上に固着された半
導体チップ等の電子素子の電極等、種々の電極が対象と
なる。
ムｌ立羞米 本発明では、リード細線の下方に支持細線が形成されて
いるので、非接続状−態にあるべき電極体とリード細線
との接触を阻止し、短絡事故を防止することができる。
また１本発明では、リード細線と支持細線とを同一の細
線と同一のワイヤボンダを用いて一連のワイヤボンディ
ング工程の中で形成することができる。この場合、支持
細線を形成するための特別な装置は必要としないし、リ
ードフレームに特別の加工を施すような異種の工程が増
加することもない、また、ワイヤボンディング箇所が増
加するが、ウイヤボンディングは自動ワイヤボンダにて
高速でかつ容易に行うことができるので、その影響は小
さい、従って、生産効率を実質的に低下させることなく
、かつ極めて経済的に目的（短絡防止）を達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１１１！Ｉ及び第２図は本発明の実施例であるハイブ
リッドＩＣを示すもので、第１図は第２図の一部を拡大
して示す斜視図、第２図は平面図、第３図は従来のハイ
ブリッドＩＣの平面図、第４図は第３図の一部を拡大し
て示す斜視図、第５図はネイルヘッドボンディング法に
よるリード細線の接続方法を示す工程図であり、第５図
（Ａ）はキャピラリから送り出される細線の先端部にボ
ールを形成する状態、第５図ＣＢ）はキャピラリの先端
で第一の電極体にボールを押し付はファーストボンディ
ング部を形成する状態、第５図（Ｃ）はキャピラリを移
動する状態、第５図（Ｄ）は第二の電極体にセカンドボ
ンディング部を形成する状態、第５図（Ｅ）はキャピラ
リを第二の電極体に対し抑圧したまま細線を切断する状
態を示す。 １ｂ０．配線電極体（第二の電極体）、　３ｂ、。 配線電極体（第三の電極体）　４ｃ、　、支持電極体。 １９０．パワートランジスタチップ（エミッタ電極は第
一の電極体である）、　２３０．リード細線、４００．
支持細線、 特許出願人　サンケン電気株式会社 第１図 第４図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第一の電極体と第二の電極体とをリード細線によ
    り接続し、該リード細線より短くかつ該リード細線の垂
    下を防止する支持細線を前記リード細線の下方に設けた
    ことを特徴とする絶縁物封止型半導体装置。
  2. （２）前記支持細線は前記リード細線と同一の細線と同
    一のワイヤボンダを使用してネイルヘッドボンディング
    法により形成された特許請求の範囲第（１）項記載の絶
    縁物封止型半導体装置。
  3. （３）前記リード細線は前記第一の電極体に接続された
    ネイルヘッドボンディング法のファーストボンディング
    部と前記第二の電極体に接続されたネイルヘッドボンデ
    ィング法のセカンドボンディング部とを有し、前記支持
    細線は前記リード細線のファーストボンディング部より
    セカンドボンディング部に近接して設けられた特許請求
    の範囲第（２）項記載の絶縁物封止型半導体装置。
  4. （４）前記支持細線は第二の電極体に接続された特許請
    求の範囲第（３）項記載の絶縁物封止半導体装置。
  5. （５）前記第一の電極体と第二の電極体との間に第三の
    電極体が配置された特許請求の範囲第（１）項記載の絶
    縁物封止型半導体装置。
  6. （６）前記第一の電極体と第二の電極体は、リードフレ
    ームの表面、該リードフレームに固着された回路基板上
    に形成された電極、又は前記リードフレームあるいは前
    記回路基板上に固着された半導体チップ等の電子素子の
    電極である特許請求の範囲第（１）項記載の絶縁物封止
    型半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07335680A (ja) * 1994-06-14 1995-12-22 Fujitsu Ltd 回路基板及びその製造方法、並びに半導体装置のワイヤボンディング方法及び半導体装置の封止方法
JP2012015203A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 On Semiconductor Trading Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2012015202A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 On Semiconductor Trading Ltd 半導体装置およびその製造方法

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