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公開番号2024180673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024185320,2020080358
出願日2024-10-21,2020-04-30
発明の名称半導体素子及び半導体素子製造方法
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20241219BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性の低下を抑制可能な半導体素子及び半導体素子製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子1は、搭載基板10と半導体チップ20とワイヤ30とを備える。ワイヤ30は、第1部分31、第1屈曲部41、第2部分32、第2屈曲部42、及び、第3部分33を含む。第1屈曲部41は、半導体チップ20の表面20sよりも搭載基板10の表面10s側に位置し、第2部分32を表面20s側に導くように屈曲している。第2部分32は、表面10sと反対側に表面20sを越えて延在している。第2屈曲部42は、第3部分33を表面20s側に導くように屈曲している。第3部分33は、表面10sと反対側に表面20sを越えた位置から表面20sに向けて延在している。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１面を有する搭載基板と、
前記第１面に搭載され、前記第１面と反対側に臨む第２面を有する半導体チップと、
前記第１面上の第１接合点から前記第２面上の第２接合点に向けて延在し、前記第１接合点と前記第２接合点とをつなぐことによって、前記搭載基板と前記半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤと、
を備え、
前記ワイヤは、前記第１接合点から前記第２接合点に向けて順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含み、
前記第１部分は、前記第１面及び前記第２面に沿った第１方向からみて、前記第２面よりも前記第１面側に位置しており、
前記第１屈曲部は、前記第１方向からみて前記第２面よりも前記第１面側に位置し、前記第２部分を前記第２面側に導くように屈曲しており、
前記第２部分は、前記第１方向からみて、前記第１面と反対側に前記第２面を越えて延在しており、
前記第２屈曲部は、前記第３部分を前記第２面側に導くように屈曲しており、
前記第３部分は、前記第１方向からみて、前記第１面と反対側に前記第２面を越えた位置から前記第２面に向けて延在し、前記第２接合点に接合されており、
前記第１接合点と前記半導体チップとの間において、前記第１面上に絶縁部材が形成されている、
半導体素子。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１屈曲部は、前記ワイヤの延在方向の中心よりも前記第１接合点側に位置している、
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記第１屈曲部は、前記ワイヤの延在方向の中心よりも前記第２接合点側に位置している、
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記ワイヤは、前記第１部分と前記第１屈曲部とをつなぐように延びる第４部分を含む、
請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記ワイヤは、前記第２面に交差する第２方向からみて、前記半導体チップの外縁に対して斜めに延在している、
請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記第１面及び前記第２面に沿うと共に前記半導体チップと前記第１接合点とが並ぶ方向に交差する方向について、前記第２接合点は前記第１接合点よりも前記半導体チップの中心から遠い位置に設けられている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項７】
複数の前記第１接合点、複数の前記第２接合点、及び、複数の前記ワイヤを備え、
複数の前記ワイヤのそれぞれは、複数の前記第１接合点のそれぞれと複数の前記第２接合点のそれぞれとをつないでいる、
請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項８】
複数の前記第１接合点は、前記第２面に交差する第２方向からみて、前記半導体チップの一方側に位置している、
請求項７に記載の半導体素子。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか一項に記載の半導体素子を製造するための半導体素子製造方法であって、
前記搭載基板、前記搭載基板の前記第１面に搭載された前記半導体チップ、及び、少なくとも前記ワイヤのための母材を用意する第１工程と、
前記第１工程の後に、
前記母材を保持したキャピラリを前記第１接合点に移動させ、前記キャピラリから突出された前記母材の先端を前記第１接合点に接合する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記キャピラリから前記母材を導出させながら前記キャピラリを移動させ、少なくとも、順に配列された前記第１部分、前記第１屈曲部、前記第２部分、前記第２屈曲部、及び、前記第３部分を形成する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記キャピラリを前記第２接合点に移動させ、前記母材を前記第２接合点に接合することにより、前記第１接合点から前記第２接合点にわたって延在する前記ワイヤを構成する第４工程と、
を備える、
半導体素子製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程の後であって前記第２工程の前に、前記キャピラリを前記第２接合点に移動させ、前記キャピラリから突出された前記母材の先端を前記第２接合点に接合した後に当該先端を切断することにより、前記第２接合点にボンド部を形成する第５工程を備え、
前記第４工程では、前記ボンド部を介して前記母材を前記第２接合点に接合する、
請求項９に記載の半導体素子製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子及び半導体素子製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体装置が記載されている。この半導体装置では、リードフレームにマウントされた半導体チップのパッド（第１ボンディング点）と、リードフレームのリード（第２ボンディング点）とをワイヤにより接続している。第１ボンディング点と第２ボンディング点とに接続したワイヤループ形状は、第１ボンディング点側のネック高さ部、第２ボンディング点側の傾斜部、及び、ネック高さ部と傾斜部との間の台形部長さ部分（ループ頂上部分）とによって、側面視で台形状とされている。台形部長さ部分は、癖が付けられて下方に窪んだ形状に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３１８９１１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の半導体装置では、ワイヤのループ頂上部分に対して、癖付けによって窪んだ形状を形成することにより、外部からの加圧に対して形状保持力が高いループを形成することを図っている。
【０００５】
一方、上記のような半導体装置については、樹脂により封止する要求がある。この場合には、ワイヤとリードフレームとの間にも封止樹脂が配置される（ワイヤが封止樹脂を抱え込む）。したがって、熱サイクルによる封止樹脂の膨張及び収縮に起因した応力がワイヤに付加される。ワイヤとリードフレームとの間の樹脂量が多くなるほど、熱サイクルに応じてワイヤに付加される応力が大きくなるため、ワイヤが損傷して信頼性が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、信頼性の低下を抑制可能な半導体素子及び半導体素子製造方法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】
【０００７】
本発明に係る半導体素子は、第１面を有する搭載基板と、第１面に搭載され、第１面と反対側に臨む第２面を有する半導体チップと、第１面上の第１接合点から第２面上の第２接合点に向けて延在し、第１接合点と第２接合点とをつなぐことによって、搭載基板と半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤと、を備え、ワイヤは、第１接合点から第２接合点に向けて順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含み、第１部分は、第１面及び第２面に沿った第１方向からみて、第２面よりも第１面側に位置しており、第１屈曲部は、第１方向からみて第２面よりも第１面側に位置し、第２部分を第２面側に導くように屈曲しており、第２部分は、第１方向からみて、第１面と反対側に第２面を越えて延在しており、第２屈曲部は、第３部分を第２面側に導くように屈曲しており、第３部分は、第１方向からみて、第１面と反対側に第２面を越えた位置から第２面に向けて延在し、第２接合点に接合されている。
【０００８】
この半導体素子では、搭載基板と搭載基板に搭載された半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤが設けられている。ワイヤは、搭載基板の半導体チップが搭載される第１面上の第１接合点と、半導体チップの第２面上の第２接合点とをつないでいる。ワイヤは、第１接合点から第２接合点に向けて（搭載基板から半導体チップに向けて）順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含む。第１部分は、ワイヤにおける第１接合点から延びる部分であって、第２面よりも第１面側（例えば第２面よりも下方）に位置する。また、第３部分は、ワイヤにおける第２接合点に接合される部分であって、第１面と反対側に第２面を越えた位置（例えば第２面よりも上方）に位置する。第２部分は第１部分と第３部分との間の部分であって、第１面側の位置から第２面を越えて延在している。
【０００９】
このような構造によれば、当該半導体素子が樹脂封止された場合には、ワイヤと搭載基板との間に封止樹脂が配置されることとなる。これに対して、このワイヤにあっては、第１部分と第２部分との間の第１屈曲部が、第２面よりも第１面側に位置し、且つ、第２部分を第２面側に導くように屈曲している。つまり、ワイヤは、第１屈曲部が無い場合と比較して、第１屈曲部に至るまでの間に（すなわち第１部分を）第１面側に延在させつつ、第１屈曲部に至った後に（すなわち第２部分が）第２面を越えるように延在させられる。つまり、ワイヤが、第１屈曲部が無い場合と比較して、搭載基板と半導体チップとによって形成される角部に倣うように延在させられる。この結果、当該半導体素子を樹脂封止したときにワイヤが抱え込む樹脂量が低減される。よって、この半導体素子によれば、熱サイクルに応じてワイヤに付加される応力を低減させ、信頼性の低下を抑制可能である。
【００１０】
なお、この半導体素子では、ワイヤが、第２部分と第３部分との間の第２屈曲部において第２面を越えた位置で屈曲させられ、第３部分が第２面側に導かれる。そして、第３部分が、第２面を越えた位置から第２面に向けて延在させられ、第２接合点に接合される。このため、第２屈曲部及び第３部分がなく、第２部分が第１面側から延びて直接的に第２接合点に接合される場合と比較して、ワイヤが半導体チップの角部に接触することが避けられる。よって、信頼性の低下をより抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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