(57)【要約】【課題】安価な平板状の基板を用いた場合でも、ボンディングワイヤの結線不良を起こしにくい電子部品を提供する。【解決手段】基板５２（プリント基板）の上面には、導体パターンによってダイボンド部５５とワイヤボンディング用端子５６が形成されている。ダイボンド部５５の上面にはダイボンド樹脂６８を用いて半導体素子５３を接着固定してある。半導体素子５３の端子とワイヤボンディング用端子５６との間は、ボンディングワイヤ６９によって結線されている。さらに、ワイヤボンディング用端子５６の周囲にはワイヤボンディング用端子５６を囲むようにして、ダイボンド樹脂６８を捕捉してワイヤボンディング用端子５６側へ流れるのを防止するための溝部６４を形成している。【選択図】図３
2010016096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板のダイボンド部にダイボンド樹脂を用いて半導体素子を接着固定し、プリント基板の導体パターンにより形成されたワイヤボンディング用端子と前記半導体素子とをボンディングワイヤによって結線した電子部品であって、
前記ワイヤボンディング用端子を囲む領域のうち少なくとも前記ダイボンド部側に位置する領域に、前記プリント基板の導体パターンよりも低い溝部を形成したことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記溝部は、前記ワイヤボンディング用端子を囲む領域の全周に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記溝部は、前記プリント基板の導体パターンを除去して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
【請求項４】
前記溝部は、さらに前記プリント基板の基板コア材を除去して形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子部品。
【請求項５】
前記ワイヤボンディング用端子の表面にＡｕメッキを施したことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品に関する。具体的には、センサチップや電子回路等の半導体素子を基板上に実装した電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子をパッケージに実装してキャップで覆った電子部品としては、例えば特許文献１に開示されたもの（３軸加速度センサ）がある。特許文献１に開示された電子部品１１では、図１に示すように、パッケージ１２は上面中央部に凹み１３を形成されたキャビティー基板で構成されており、凹み１３内の底面に半導体素子１４をダイボンド樹脂で固定している。パッケージ１２においては、半導体素子１４を接着する面よりも高い位置、すなわち凹み１３の周囲にワイヤボンティング用の端子パターン１５を設けている。半導体素子１４の端子は、パッケージ１２の端子パターン１５とボンディングワイヤ１６で結線される。そして、半導体素子１４をパッケージ１２内に実装した後、パッケージ１２にキャップ１７を重ねて接着し、半導体素子１４をパッケージ１２とキャップ１７の内部に閉じ込める。
【０００３】
このような構造の電子部品１１によれば、半導体素子１４をダイボンドする際に、半導体素子１４を凹み１３の底面に接着しているダイボンド樹脂が端子パターン１５の上に流れることがない。そのため、流れ出たダイボンド樹脂により端子パターン１５に被膜が形成されるのを防止することができ、ボンディングワイヤ１６を端子パターン１５にボンディングする際にダイボンド樹脂の被膜に妨げられてワイヤボンディング不良を発生するのを抑制することができる。
【０００４】
しかしながら、内部に凹み１３を形成されたキャビティー基板は高価であるため、このような電子部品１１ではコストが高くつく不都合がある。
【０００５】
また、コストを下げるためにキャビティー基板でなく、平面状のプリント基板を使用すると、ダイボンド樹脂を塗布する面とワイヤボンディング用の端子面が同一面となるため、ダイボンド樹脂がワイヤボンディング用の端子面に流れて当該端子面を汚し、ワイヤボンディング不良の原因となる恐れがある。すなわち、ダイボンド樹脂の塗布量を正確に管理したり、半導体素子１４の押圧力が一定となるように管理したとしても、塗布されたダイボンド樹脂を硬化させるまでの時間や外部環境の温度などによって半導体素子１４の下面から流れ出るダイボンド樹脂の量が変動する。しかも、ダイボンド樹脂としては、半導体素子の外部からの振動等による特性変動要因を緩和させるためにシリコーン等の柔軟な樹脂を用いることが多く、このような樹脂を用いた場合にはより一層流動しやすくなる。その結果、流れ出したダイボンド樹脂がワイヤボンディング用の端子面に付着して当該端子面に被膜が形成され、被膜に妨げられてボンディングワイヤを端子面に接合できなくなることがある。
【０００６】
安価なプリント基板を用いてこのような問題を解決しようとすれば、半導体素子をダイボンドする領域とワイヤーボンディング用の端子面との距離を十分に大きくしなければならない。しかし、この距離を大きくすると、電子部品１１のサイズが大きくなって小型化が妨げられ、またボンディングワイヤ（Ａｕ線）が長くなってコスト高を招く。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、安価なプリント基板を用いた場合でも、ボンディングワイヤの結線不良を起こしにくい電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電子部品は、プリント基板のダイボンド部にダイボンド樹脂を用いて半導体素子を接着固定し、プリント基板の導体パターンにより形成されたワイヤボンディング用端子と前記半導体素子とをボンディングワイヤによって結線した電子部品であって、前記ワイヤボンディング用端子を囲む領域のうち少なくとも前記ダイボンド部側に位置する領域に、前記プリント基板の導体パターンよりも低い溝部を形成したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の電子部品にあっては、ワイヤボンディング用端子を囲む領域のうち少なくともダイボンド部側に位置する領域に、プリント基板の導体パターンよりも低い溝部を形成しているので、ダイボンド部に半導体素子を実装する際にダイボンド樹脂がダイボンド部から流れ出したとしても、ワイヤボンディング用端子側へ流れたダイボンド樹脂を溝部で捕捉することができ、ワイヤボンディング用端子の表面にダイボンド樹脂が付着することを防止できる。そのため、ダイボンド樹脂によってワイヤボンディング用端子の表面に被膜ができる恐れが無く、ワイヤボンディング用端子へのワイヤボンディングを確実に行わせることができ、ワイヤボンディング不良を低減させることができる。
【００１１】
本発明にかかる電子部品のある実施態様における前記溝部は、前記ワイヤボンディング用端子を囲む領域の全周に形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、ワイヤボンディング用端子を囲むようにして溝部が形成されているので、ダイボンド部から回り込むようにしてワイヤボンディング用端子に達したダイボンド樹脂も溝部で捕捉することができる。
【００１２】
本発明にかかる電子部品の別な実施態様における前記溝部は、前記プリント基板の導体パターンを除去して形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、導体パターンを除去した部分によって溝部を形成することができるので、簡単かつ安価に溝部を形成することができる。
【００１３】
本発明にかかる電子部品のさらに別な実施態様における前記溝部は、さらに前記プリント基板の基板コア材を除去して形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、導体パターンと基板コア材を除去して溝部を形成しているので、溝部を深くでき、ダイボンド部から流れ出したダイボンド樹脂の量が多い場合でも、ワイヤボンディング用端子の上にダイボンド樹脂が付着するのを防ぐことができる。
【００１４】
本発明にかかる電子部品のさらに別な実施態様は、前記ワイヤボンディング用端子の表面にＡｕメッキを施したものである。ダイボンド樹脂はＡｕメッキに対しては濡れ性が悪いので、溝部に流れ込んだダイボンド樹脂をＡｕメッキで弾くことによってワイヤボンディング用端子の上にダイボンド樹脂がより一層付着しにくくなる。
【００１５】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図２は本発明の実施形態１による電子部品の構造を示す断面図、図３（ａ）は図２のＸ部の平面図、図３（ｂ）は図２のＸ部の拡大断面図である。また、図４は電子部品の導電性キャップを除いた状態の平面図である。ここに示す電子部品５１は、基板５２の上面に半導体素子５３を実装し、基板５２と導電性キャップ５４からなるパッケージ（ファラデーケージ）内に半導体素子５３を納めたものである。
【００１８】
基板５２はプリント基板によって構成されており、絶縁性の基板コア材５２ａの上面及び下面にＣｕ等の金属薄膜をパターニングした導体パターンが設けられている。図４に示すように、基板５２の上面には、導体パターンによってダイボンド部５５、ワイヤボンディング用端子５６、接地電極５７、表面側接地パターン５８が形成されている。
【００１９】
ワイヤボンディング用端子５６は、ボンディングワイヤ６９を通じて半導体素子５３に給電したり、信号入出力させたりするための端子であって、この実施形態では複数個のワイヤボンディング用端子５６が設けられている。ワイヤボンディング用端子５６の周囲は溝部６０（空隙）によって表面側接地パターン５８から分離されている。上面側の溝部６０とは、導体パターンの少なくとも一部が除去されていて導体パターンの上面よりも低くなった領域をいう。特に、実施形態１では、上面側の溝部６０は、導体パターンどうしが分離していて底面に基板コア材５２ａが露出した領域である。溝部６０は金属薄膜をエッチングすることによって形成されており、その幅は０.１０ｍｍ程度となっており、溝深さは０.０２〜０.０３ｍｍとなっている。また、ワイヤボンディング用端子５６はダイボンド部５５の近傍に配置されており、その表面はＡｕメッキ６１によって覆われている。
【００２０】
ダイボンド部５５、接地電極５７および表面側接地パターン５８は連続していて互いにつながっている。接地電極５７は、導電性キャップ５４を接合させるための領域である。接地電極５７は基板５２の外周部に形成されており、ダイボンド部５５、ワイヤボンディング用端子５６及び表面側接地パターン５８を囲んでいる。また、接地電極５７の表面はＡｕメッキ６１によって覆われている。
【００２１】
ダイボンド部５５は、半導体素子５３を実装するための領域である。表面側接地パターン５８は、上面の導体パターンのうちダイボンド部５５、接地電極５７およびワイヤボンディング用端子５６以外の領域である。ダイボンド部５５は表面側接地パターン５８に囲まれた領域に定められており、ダイボンド部５５及び表面側接地パターン５８の表面はソルダーレジスト６７によって覆われている。ソルダーレジスト６７は、溶融状態のソルダーレジストをスクリーン印刷することによって基板５２の表面に均一な厚みに塗布した後、加熱することによって硬化させてある。なお、ソルダーレジスト６７に代えてシルクスクリーンを用いることもできる。
【００２２】
基板５２の下面には、導体パターンによって複数の引き出し電極６２と裏面側接地パターン６３とが設けられている。裏面側接地パターン６３は引き出し電極６２の無い領域のほぼ全体を覆っており、引き出し電極６２と裏面側接地パターン６３は溝部６４によって互いに分離されている。引き出し電極６２や裏面側接地パターン６３は、電子部品５１を実装するための基板（例えば携帯電話用のマザーボード）にハンダ実装するためのパターンであり、表面にはＡｕメッキを施してある。
【００２３】
基板コア材５２ａには表裏に貫通するようにスルーホール６５、６６が設けられており、各ワイヤボンディング用端子５６はスルーホール６５によって各引き出し電極６２に電気的に接続されている。一体に連続しているダイボンド部５５、表面側接地パターン５８、接地電極５７は、スルーホール６６によって裏面側接地パターン６３に接続されている。
【００２４】
半導体素子５３は、各種センシング用のセンサチップ（例えば、音響センサ、加速度センサ、圧力センサなど）、ＬＳＩ、ＡＳＩＣなどの素子である。半導体素子５３の下面はダイボンド樹脂６８によってダイボンド部５５の上に接着固定されている。ダイボンド樹脂６８としては柔軟性を有するシリコーン等の接着樹脂が用いられており、転写ピン（スタンパ）に塗布されたダイボンド樹脂６８をダイボンド部５５の上に転写させた後、その上に半導体素子５３を載せて均等な力で押圧し、ダイボンド樹脂６８を加熱硬化させて半導体素子５３を固定する。ダイボンド樹脂６８は、半導体素子５３を固定するほか、その柔軟性によって外部環境からの余分な力を遮断する働きもしている。
【００２５】
半導体素子５３の端子とワイヤボンディング用端子５６には、それぞれＡｕ線からなるボンディングワイヤ６９の端が超音波溶着されており、半導体素子５３とワイヤボンディング用端子５６はボンディングワイヤ６９によって結線されている。よって、半導体素子５３の各端子は下面の各引き出し電極６２に導通している。
【００２６】
なお、基板５２の上面には、複数個の半導体素子が実装されていてもよく、また他の電気電子部品も実装されていてもよい。よって、導体パターンは、実装される半導体素子や電気電子部品などの形態に応じて適宜自由に設計しうる。
【００２７】
導電性キャップ５４は、比抵抗の小さな金属材料によってキャップ状に形成されており、下面には半導体素子５３等を収容するための空間が形成されている。導電性キャップ５４の下端部全周には略水平に延びたフランジ７０が形成されている。
【００２８】
導電性キャップ５４は半導体素子５３等を覆うようにして基板５２の上に載置され、フランジ７０下面が導電性接合部材７１によって接地電極５７に接合固定されると共に、導電性接合部材７１の導電性によって接地電極５７に電気的に接続されている。よって、導電性キャップ５４は、下面の裏面側接地パターン６３と同電位（グランド電位）となる。導電性接合部材７１としては、導電性エポキシ樹脂（例えば、銀フィラーを含有したエポキシ樹脂）やはんだ等の材料を用いる。
【００２９】
なお、実装される半導体素子５３が音響センサなどである場合には、導電性キャップ５４に音響振動を通過させるための孔（図示せず）があいていてもよい。また、導電性キャップ５４と基板５２からなるパッケージは、収容する半導体素子５３の種類に応じて密閉構造となっていてもよい。例えば、外部からのゴミ、光などを遮断すればよい場合には、パッケージで半導体素子５３等を覆ってあればよく、必ずしも気密性まで要求されないが、耐湿性、耐薬品性を必要とする場合には、パッケージは気密性を持たせることが望ましい。
【００３０】
しかして、この電子部品５１によれば、グランドに接続される導電性キャップ５４とグランドに接続される裏面側接地パターン６３や表面側接地パターン５８を有する基板５２とによってファラデーケージが構成されるので、半導体素子５３を外部の高周波ノイズから遮断することができ、半導体素子５３の外部ノイズによる影響を低減することができる。
【００３１】
また、基板５２は、上面と下面のいずれもほぼ全面を導体パターンにより覆われているので、温度変化等による基板５２の反りを防ぐことができる。
【００３２】
また、基板５２上面の導体パターンにおいて、Ａｕメッキ６１の施されていない領域にソルダーレジスト６７を塗布してあるのは、導体パターンの電気的な接合の必要のない領域を安価な材料によって保護するためである。さらに、シリコーン等のダイボンド樹脂６８は、Ａｕメッキに対するよりも、ソルダーレジストに対する接着強度の方が高いので、ダイボンド部５５をソルダーレジスト６７で覆うことにより、ダイボンド樹脂６８による半導体素子５３の接着強度を高くすることができる。
【００３３】
また、この電子部品５１によれば、ワイヤボンディング用端子５６におけるワイヤボンディングの不良を低減させることができる。背景技術においては、ダイボンド部５５から流れ出たダイボンド樹脂６８がワイヤボンディング用端子５６に被膜を形成することでワイヤボンディング不良を発生することを説明したが、当該実施形態においてこのようなワイヤボンディング不良を低減させることのできる理由を以下において説明する。
【００３４】
当該実施形態では、前記のようにワイヤボンディング用端子５６を囲むように幅の小さな溝部６０を設けている。そのため、ダイボンド時にダイボンド部５５からワイヤボンディング用端子５６に向けてダイボンド樹脂６８が流れ出してきたとしても、そのダイボンド樹脂６８が溝部６０に達すると、毛細管現象によって溝部６０内に吸引される。そして、溝部６０に吸引されたダイボンド樹脂６８は溝部６０に沿って広がるので、溝部６０を超えてワイヤボンディング用端子５６に被膜を形成することを防止できる。この実施形態では溝幅は０.１ｍｍ程度としているが、溝幅が狭い方が毛細管現象によってダイボンド樹脂６８を吸引しやすくなるので、溝部６０の溝幅は絶縁性などを考慮したうえで、より狭くしてもよい。
【００３５】
こうしてワイヤボンディング用端子５６がダイボンド樹脂６８で汚れて被膜を形成するのを防ぐことができるので、ワイヤボンディング用端子５６にボンディングワイヤ６９をボンディングする際に被膜によって妨げられず、ワイヤボンディング不良を低減させることができる。また、ダイボンド部５５とワイヤボンディング用端子５６の距離を大きくする必要がなくなるので、ボンディングワイヤ６９の線長を短くでき、コストの上昇を抑えることができる。
【００３６】
なお、ワイヤボンディング用端子５６と引き出し電極６２をつなぐためのスルーホール６５は、ボンディングワイヤ６９を接合する部位から離れた位置に設けている。これはワイヤボンディング時の超音波振動によってスルーホール６５が破損するのを防ぐためである。
【００３７】
（第２の実施形態）
図５（ａ）は本発明の実施形態２による電子部品の一部を示す平面図、図５（ｂ）はその拡大断面図である。この実施形態においては、ワイヤボンディング用端子５６を囲むように全周にわたって溝部６０を形成した後、ダイボンド部５５から遠い側において溝部６０の一部をソルダーレジスト６７で埋めるとともにワイヤボンディング用端子５６の一部をソルダーレジスト６７で覆っている。そして、ワイヤボンディング用端子５６のうちソルダーレジスト６７から露出している領域、すなわちダイボンド部５５に近い側の領域をＡｕメッキ６１で覆い、Ａｕメッキ６１で覆われた領域をボンディングワイヤ６９の接合部位としている。
【００３８】
かかる実施形態によれば、ワイヤボンディング用端子５６のうちワイヤボンディングに使用しない領域をソルダーレジスト６７で覆っているので、ワイヤボンディング用端子５６のＡｕメッキ領域の面積を小さくでき、基板５２のコストを下げることができる。一方、ダイボンド樹脂６８の流れてくる方向では、溝部６０がソルダーレジスト６７で覆われていないので、ダイボンド樹脂６８を吸引することができ、ダイボンド樹脂６８でワイヤボンディング用端子５６に被膜が形成されるのを防ぐことができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図６（ａ）は本発明の実施形態３による電子部品の一部を示す平面図、図６（ｂ）はその拡大断面図である。この実施形態は、グランド用のワイヤボンディング用端子７６の場合である。グランド用のワイヤボンディング用端子７６はスルーホール６６によって下面の裏面側接地パターン６３につながっている。また、ワイヤボンディング用端子７６の周囲においては、ダイボンド部５５に近い辺（ダイボンド樹脂６８が流れてくる方向）と両側辺に沿って溝部６０が形成されており、ワイヤボンディング用端子７６のダイボンド部５５から遠い側の辺は表面側接地パターン５８又は接地電極５７につながっている。
【００４０】
ワイヤボンディング用端子７６の表面（ソルダーレジスト６７から露出した領域）にはＡｕメッキ６１が施されている。そして、半導体素子５３のグランド端子とワイヤボンディング用端子７６とがボンディングワイヤ６９によって結線されている。
【００４１】
このような実施形態では、溝部６０は環状に閉じていないが、流れてきたダイボンド部５５はダイボンド部５５に近い側の溝部６０で吸引され、また溝部６０のない部分はダイボンド部５５から遠い箇所であり、ダイボンド樹脂６８が回り込んで到達しにくい部分であるので、ダイボンド樹脂６８でワイヤボンディング用端子７６に被膜が形成されるのを防ぐ効果に対する影響は小さい。
【００４２】
（第４の実施形態）
図７（ａ）は本発明の実施形態４による電子部品の一部を示す平面図、図７（ｂ）はその拡大断面図である。この実施形態では、導体パターンを除去して溝部６０を形成するとともに、その下の基板コア材５２ａを除去して溝部６０を深くしている。このような構造によれば、溝部６０の深さを大きくすることによって溝部６０内に溜められる樹脂量を増加させることができる。また、溝部６０の深さを大きくして溜められる樹脂量を増加させているので、溝部６０の溝幅を広げて溜められる樹脂量を増加させる場合のように毛細管現象でダイボンド樹脂６８を吸引する力が低下する恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、特許文献１に開示された電子部品の一形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による電子部品の構造を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のＸ部の平面図、図３（ｂ）は図２のＸ部の拡大断面図である。
【図４】図４は、電子部品の導電性キャップを除いた状態の平面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施形態２による電子部品の一部を示す平面図、図５（ｂ）はその拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の実施形態３による電子部品の一部を示す平面図、図６（ｂ）はその拡大断面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の実施形態４による電子部品の一部を示す平面図、図７（ｂ）はその拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
５１      電子部品
５２      基板
５２ａ      基板コア材
５３      半導体素子
５５      ダイボンド部
５６      ワイヤボンディング用端子
５８      表面側接地パターン
６０      溝部
６１      Ａｕメッキ
６２      引き出し電極
６３      裏面側接地パターン
６４      溝部
６５、６６      スルーホール
６７      ソルダーレジスト
６８      ダイボンド樹脂
６９      ボンディングワイヤ
７０      フランジ
７１      導電性接合部材
７６      ワイヤボンディング用端子
【図１】
2010016096.tif 000003
【図２】
2010016096.tif 000004
【図３】
2010016096.tif 000005
【図４】
2010016096.tif 000006
【図５】
2010016096.tif 000007
【図６】
2010016096.tif 000008
【図７】
2010016096.tif 000009