(57)【要約】【課題】３００度以上の使用環境でも耐えることができ、高温環境下での熱ストレスによる半導体素子への影響を抑制する。【解決手段】中空パッケージ内で、半導体素子３を樹脂１２でパッケージ基材１上に取り付け、かつこの半導体素子３の電極をパッケージ基材１上の電極にワイヤ４により接続し、その後、昇温と降温の処理を施すことにより樹脂１２の硬化部に隙間Ｓを形成し、半導体素子３をワイヤ４のみで保持する。これにより、パッケージ基材１の応力は半導体素子３に付加されず、熱ストレスによる半導体素子３への影響が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空パッケージ内で、半導体素子の電極がパッケージ基材上の電極にワイヤにより接続された半導体装置であって、
上記半導体素子は、上記パッケージ基材から分離され、上記ワイヤのみで保持されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記半導体素子と上記パッケージ基材との間に、破断した樹脂部を配置し、上記半導体素子は上記パッケージ基材から分離され、上記ワイヤのみで保持されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
中空パッケージ内で、半導体素子を樹脂でパッケージ基材上に取り付け、この半導体素子の電極を上記パッケージ基材上の電極にワイヤにより接続し、
次いで、昇温と降温の処理を施すことにより上記樹脂を破断させ、上記半導体素子を上記パッケージ基材から分離して上記半導体素子を上記ワイヤのみで保持するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置及びその製造方法、特に中空パッケージ内で半導体素子をワイヤにより接続する半導体装置の構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は、回路実装技術の向上により高密度実装品が増えると共に、小型化の要求が強くなっている。また、ＩｏＴ向けの技術開発が進む中で、電子部品においては、小型化の要求だけに留まらず、多様なパッケージ形状、過酷な使用環境など、多種多様な対応を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１２１０号公報、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体装置の使用環境温度としては、従来の１５０度程度から３００度以上の高温でも耐え得るものが求められている。
しかし、高温の環境下において、半導体装置に熱ストレスがかかると、例えばセラミック等からなる基板の応力が半導体素子に付加され、半導体装置の特性が変動するという問題がある。
【０００５】
なお、上記特許文献１では、振動外乱の影響を抑制することを目的とした技術が開示されている。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、３００度以上の使用環境でも耐えることができ、高温環境下での熱ストレスによる半導体素子への影響を抑制することができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、中空パッケージ内で、半導体素子の電極がパッケージ基材上の電極にワイヤにより接続された半導体装置であって、上記半導体素子は、上記パッケージ基材から分離され、上記ワイヤのみで保持されたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記半導体素子と上記パッケージ基材との間に、破断した樹脂部を配置し、上記半導体素子は上記パッケージ基材から分離され、上記ワイヤのみで保持されていることを特徴とする。
請求項３の発明に係る半導体装置の製造方法は、中空パッケージ内で、半導体素子を樹脂でパッケージ基材上に取り付け、この半導体素子の電極を上記パッケージ基材上の電極にワイヤにより接続し、次いで、昇温と降温の処理を施すことにより上記樹脂を破断させ、上記半導体素子を上記パッケージ基材から分離して上記半導体素子を上記ワイヤのみで保持するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体素子がパッケージ基材から分離し、ワイヤのみで保持されている状態となるため、３００度以上の使用環境でもパッケージ基材の応力は半導体素子に付加されず、熱ストレスによる半導体素子への影響が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例の半導体装置の構成を示し、図（ａ）は断面図、図（ｂ）は上面図である。
【図２】実施例の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に、実施例の半導体装置の構成が示されており、図１（ａ），（ｂ）において、符号の１は中空構造のセラミック等からなるパッケージ基材、３は半導体素子、４はアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等からなるワイヤ、５はリッドであり、半導体素子３の上面の電極がワイヤ４によってパッケージ基材１の電極に接続される。
また、上記リッド５は金属ペースト６によってパッケージ基材１の上部に取り付けられる。
【００１１】
符号の８は、銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ）等からなるねじ止め用端子、９はねじであり、上記半導体装置のパッケージ基材１は、ねじ止め用端子８に焼結系の金属ペースト１０により接続される。
【００１２】
上記半導体装置では、半導体素子３の底面とパッケージ基材１の上面との間に隙間Ｓが形成されており、この半導体素子３はパッケージ基材１から分離し、ワイヤ４のみでパッケージ基材１に取り付け・保持される。
【００１３】
このような構造の半導体装置は、ねじ止め用端子８を利用してねじ９により別の装置等に取り付けられ、ねじ止め用端子８を介してパッケージ基材１が高温になったとしても、熱膨張等の熱ストレスが半導体素子３に加わることを防止できる。なお、ワイヤ４のみで保持された半導体素子３に振動が加わると、リッド５に接触する可能性があるので、リッド５は絶縁物で構成するのが好ましい。
【００１４】
図２には、半導体装置の製造工程が示されており、まず図２（ａ）に示されるように、半導体素子３がペースト状の樹脂１２によりセラミック等からなるパッケージ基材１へ搭載され、樹脂１２を硬化させる。その後、アルミニウムや銅のワイヤ４によって、半導体素子３の上面の電極とパッケージ基材１の電極が接続される。
次の工程では、３５０℃、１００時間程度の熱処理を施し、室温に降温させることにより、図２（ｂ）に示されるように、硬化した樹脂１２が分解し、半導体素子３の底面と基板１の上面との間が破断して隙間Ｓができ、パッケージ基材１に対し半導体素子３が解放状態となる。
最後に、リッド５が接着材６によってパッケージ基材１の上部に取り付けられる。
【００１５】
上記の樹脂１２としては、エポキシ系樹脂或いはアクリル系樹脂を用いることができる。このような樹脂を用いると、高温処理により、再現性よく、隙間Ｓを形成することができる。
【００１６】
以上のように、実施例によれば、半導体素子３はパッケージ基材１にワイヤ４のみで支持される状態となるため、パッケージ基材１からの応力が半導体素子３に付加されなくなり、この結果、応力による半導体素子３の特性変動を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００１７】
１…パッケージ基材、    ３…半導体素子、
４…ワイヤ、            ５…リッド、
６…接着材、            １２…樹脂、
Ｓ…隙間。
【図１】
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【図２】
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