(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数列の電極部を配列した半導体素子を有し、前記電極部とリードフレームの電極部とを複数のボンディングワイヤを介して接続する半導体装置において、
前記半導体素子の内側に設けられた前記電極部に接続する内側ボンディングワイヤと、前記半導体素子の外側に設けられた前記電極部に接続する外側ボンディングワイヤとの間に位置し、前記内側ボンディングワイヤと前記外側ボンディングワイヤとの接触を防止すると共に、１本当りの前記ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングである接触防止リングを、
前記外側ボンディングワイヤ上に載置したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
複数列の電極部を配列した半導体素子と、
前記電極部とリードフレームの電極部とを接続するボンディングワイヤと、
前記リードフレーム上に載置されるリング状の土台部と、前記半導体素子の内側に設けられた前記電極部に接続する内側ボンディングワイヤと前記半導体素子の外側に設けられた前記電極部に接続する外側ボンディングワイヤとの間に位置し、前記内側ボンディングワイヤを下方から支持して前記半導体素子を吊るすとともに前記内側ボンディングワイヤと前記外側ボンディングワイヤとの接触を防止するリング状の支持部と、からなる接触防止リングと、
を含んで構成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記接触防止リングの支持部は、１本当りの前記ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触するように多重に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接触防止リングの支持部の表面には、隣接する前記ボンディングワイヤ同士の接触を防止する凸凹部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
ボンディングステージに前記半導体素子と前記リードフレームを直接載置する第１の載置工程と、
前記半導体素子上の外側に位置する電極部と前記リードフレームの電極部とを前記外側ボンディングワイヤで結線する第１の結線工程と、
前記リードフレーム及び前記外側ボンディングワイヤ上に前記接触防止リングを載置する第２の載置工程と、
前記半導体素子上の内側に位置する電極部と前記リードフレームの電極部とを前記内側ボンディングワイヤで結線する第２の結線工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ダイパッド上に搭載され、その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、前記第１電極部のそれぞれと第１リードフレームのそれぞれとを接続する複数の第１ボンディングワイヤと、前記第２電極部と第２リードフレームの電極部とを接続する第２ボンディングワイヤと、を有する半導体装置において、
前記複数の第１ボンディングワイヤ上で、かつ、前記第２ボンディングワイヤ下には、絶縁性であると共に、１本あたりの前記第１又は第２ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングが搭置されており、前記リングは前記複数の第１ボンディングワイヤにより支持されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、前記第１電極部のそれぞれと第１リードフレームのそれぞれとを接続する複数の第１ボンディングワイヤと、前記第２電極部と第２リードフレームの電極部とを接続する第２ボンディングワイヤと、を有する半導体装置において、
前記半導体装置は、さらに、前記第１および前記第２リードフレーム上に搭置されるリング状の土台部と、前記土台部に連結されるとともに前記第１ボンディングワイヤ上で、かつ前記第２ボンディングワイヤ下に搭置されるリング状の支持部とから構成される固定部材を有し、
前記半導体素子は、前記固定部材と前記第１および第２リードフレームにより支持されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記固定部材は、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの接触を防止することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記固定部材は、１本あたりの前記第１又は第２ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングであることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記固定部材の表面には、複数の凹部が形成されており、前記凹部内には前記第１又は第２ボンディングワイヤが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記凹部は、隣接する前記第１または第２ボンディングワイヤ同士の接触を防止するものであることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、第１ボンディングワイヤを介して前記第１電極部のそれぞれと電気的に接続される複数の第１リードフレームと、第２ボンディングワイヤを介して前記第２電極部と電気的に接続される第２リードフレームとを有する半導体装置の製造方法において、
ボンディングステージ上面に前記半導体素子と前記第１および第２リードフレームとを搭置する第１の搭置工程と、
前記第１電極部のそれぞれと前記第１リードフレームのそれぞれとを前記第１ボンディングワイヤで結線する第１の結線工程と、
外周が前記第１および第２リードフレーム上に至るリング状の土台部と、前記土台部と連結されており、該土台部の外周よりも短くかつ前記半導体素子の外周よりも長い外周を有するリング状の支持部とから構成される固定部材の前記土台部を前記第１リードフレーム上に、前記支持部を前記第１ボンディングワイヤ上にそれぞれ搭置し、前記第１リードフレームおよび前記第１ボンディングワイヤにより前記固定部材を支持する第２の搭置工程と、
前記固定部材上方を通過する前記第２ボンディングワイヤで前記第２電極部と前記第２リードフレームとを結線する第２の結線工程と、
を有する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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１及び図１２は、典型的なＩＣ−ＰＫＧであるＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置を示した図である。
【０００３】
この半導体装置１００は、ダイパット１０２上に半導体素子１０４を接着剤１０６で接着し、半導体素子１０４上の電極部１０８とリードフレーム１１０上のＡｇメッキ電極１１２とをワイヤー１１４で接続して構成されている。
【０００４】
このワイヤー１１４は、半導体素子１０４上の電極部１０８をボールボンド（１ｓｔボンド）で接続し、リードフレーム１１０上のＡｇメッキ電極１１２にウェッジボンド（２ｎｄボンド）で接続する。
【０００５】
上記半導体素子１０４及びワイヤー１１４は、外部ストレス・環境から保護するために封止樹脂１１６で覆われている。
【０００６】
ところで、この半導体素子１０４には、電極部１０８が２列設けられており、内側の電極部１０８ＢとＡｇメッキ電極１１２とを結線する内側ワイヤー１１４Ｂと、外側の電極部１０８ＡとＡｇメッキ電極１１２とを結線する外側ワイヤー１１４Ａとの上下方向の高さがそれぞれ異なっている。
【０００７】
このために、内側ワイヤー１１４Ｂと外側ワイヤー１１４Ａとが、接触するおそれがあり、ワイヤー１１４Ｂ、１１４Ａ同士が接触すれば、それぞれの電極部１０８では信号が異なるため、半導体装置１００が機能しなくなる問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記事実を考慮し、ボンディングワイヤーとボンディングワイヤーとの間に接触防止リングを配置させ、ボンディングワイヤー同士の接触を防止する半導体装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体装置では、複数列の電極部を配列した半導体素子を有し、前記電極部とリードフレームの電極部とを複数のボンディングワイヤを介して接続する半導体装置において、前記半導体素子の内側に設けられた前記電極部に接続する内側ボンディングワイヤと、前記半導体素子の外側に設けられた前記電極部に接続する外側ボンディングワイヤとの間に位置し、前記内側ボンディングワイヤと前記外側ボンディングワイヤとの接触を防止すると共に、１本当りの前記ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングである接触防止リングを、リングを、前記外側ボンディングワイヤ上に載置したことを特徴とする
次に、請求項１に記載の半導体装置の作用効果について説明する。
【００１０】
半導体装置は、半導体素子の内側に設けられた電極部に接続する内側ボンディングワイヤと、半導体素子の外側に設けられた電極部に接続する外側ボンディングワイヤとを備えている。このため、上記内側ボンディングワイヤと上記外側ボンディングワイヤとが接触し、半導体装置が機能しなくなる問題がある。
【００１１】
本発明では、外側ボンディングワイヤ上に、内側ボンディングワイヤと外側ボンディングワイヤとの間に位置する接触防止リングを載置したため、上記内側ボンディングワイヤと上記外側ボンディングワイヤとの接触を防止することができる。
【００１２】
ここで、内側ボンディングワイヤと外側ボンディングワイヤとの接触を防止するために、内側ボンディングワイヤと外側ボンディングワイヤとの間に支持棒を設けることも考えられる。しかし、支持棒を設ける場合には、支持棒を固定するための固定構造が必要となるため、半導体装置の製造工程が増加するとともに、製造コストも増加する別の問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明の半導体装置のように、上記した支持棒ではなくて、リング状の接触防止リングを外側ボンディングワイヤ上に載置するだけで安定するため、接触防止リングを固定する固定構造が不要となる。このため、製造工程の増加を防止することができ、かつ製造コストの増加も防止することができる点において優れたものとなる。
【００１４】
さらに、接触防止部材を外側ボンディングワイヤ上に載置すると、外側ボンディングワイヤが接触防止リングを支持する状態となるため、外側ボンディングワイヤの強度面において問題が生ずる。
【００１５】
しかし、接触防止部材をリング形状とすることにより、例えば半導体素子の各辺に外側ボンディングワイヤを接続した場合に、全ての外側ボンディングワイヤで接触防止リングを支持することができるため、１本当りの外側ボンディングワイヤの負担を軽減することができる。これにより、外側ボンディングワイヤの強度面における問題も解消できる。
さらに、接触防止リングは、１本当りのボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングで構成されているため、各ボンディングワイヤの長さが長い場合でも、ボンディングワイヤ同士の接触を効果的に防止することができる。
【００２３】
請求項２に記載の半導体装置では、複数列の電極部を配列した半導体素子と、前記電極部とリードフレームの電極部とを接続するボンディングワイヤと、前記リードフレーム上に載置されるリング状の土台部と、前記半導体素子の内側に設けられた前記電極部に接続する内側ボンディングワイヤと前記半導体素子の外側に設けられた前記電極部に接続する外側ボンディングワイヤとの間に位置し、前記内側ボンディングワイヤを下方から支持して前記半導体素子を吊るすとともに前記内側ボンディングワイヤと前記外側ボンディングワイヤとの接触を防止するリング状の支持部と、からなる接触防止リングと、を含んで構成されたことを特徴とする。
【００２４】
次に、請求項２に記載の半導体装置の作用効果について説明する。
【００２５】
本発明では、請求項１に記載の発明と同様にして、リードフレーム及び外側ボンディングワイヤ上に、内側ボンディングワイヤと外側ボンディングワイヤとの間に位置する接触防止リングを載置したため、上記内側ボンディングワイヤと上記外側ボンディングワイヤとの接触を防止することができる。
【００２６】
ところで、通常の半導体装置では、強度的な観点から半導体素子をダイパット上に載せているが、かかるダイパットを設けると半導体装置の厚みが増加し、半導体装置が大型化する問題がある。
【００２７】
また、半導体装置が大型化すると、半導体装置を組み込む収納装置自体の大きさも必然的に大きくなり、ひいては半導体装置及び収納装置の製造コストが増加する不具合がある。
【００２８】
そこで、本発明では、接触防止リングをリードフレーム上に載置されるリング状の土台部と、内側ボンディングワイヤを下方から支持するリング状の支持部とで構成したことにより、半導体素子を吊るすことができる。
【００２９】
このため、支持部で半導体素子の重量を支持でき補強することができるため、上記ダイパットが不要となる（ダイパットレス構造）。この結果、半導体装置の厚みを薄くでき、その分だけ半導体装置を小型化できるため、その製造コストも低減させることができる。
【００３０】
さらに、半導体装置を収納する収納装置も小型化でき、ひいてはその収納装置の製造コストも低減することができる。
【００３１】
請求項３に記載の半導体装置では、前記接触防止リングの支持部は、１本当りの前記ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触するように多重に設けられたことを特徴とする。
【００３２】
次に、請求項３に記載の半導体装置の作用効果について説明する。
【００３３】
請求項１に記載した発明と同様に、ボンディングワイヤの長さが長い場合でも、ボンディングワイヤ同士の接触を効果的に防止することができる。
【００３４】
請求項４に記載の半導体装置では、前記接触防止リングの支持部の表面には、隣接する前記ボンディングワイヤ同士の接触を防止する凸凹部が形成されていることを特徴とする。
【００３５】
次に、請求項４に記載の半導体装置の作用効果について説明する。
【００３６】
接触防止リングの支持部の表面には凸凹部が形成されているため、凸凹部がワイヤーガイドとして機能し、ボンディングワイヤの移動を阻止することができる。このため、隣接するボンディングワイヤ同士の接触を防止することができる。
【００４１】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法では、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、ボンディングステージに前記半導体素子と前記リードフレームを直接載置する第１の載置工程と、前記半導体素子上の外側に位置する電極部と前記リードフレームの電極部とを前記外側ボンディングワイヤで結線する第１の結線工程と、前記リードフレーム及び前記外側ボンディングワイヤ上に前記接触防止リングを載置する第２の載置工程と、前記半導体素子上の内側に位置する電極部と前記リードフレームの電極部とを前記内側ボンディングワイヤで結線する第２の結線工程と、を有することを特徴とする。
【００４２】
次に、請求項５に記載の半導体装置の製造方法の作用効果について説明する。
【００４３】
上記半導体装置の製造方法によれば、接触防止リングをリードフレーム及び外側ボンディングワイヤ上に載置することにより、内側ボンディングワイヤと外側ボンディングワイヤとの接触を防止することができる。
【００４４】
特に、第１の載置工程において、ボンディングステージに半導体素子とリードフレームを直接載置し、ダイパットを不要とすることにより、ダイパットをボンディングステージ上に載置する工程を省略することができる。このため、製造工程を簡略化することができる。
【００４５】
また、本発明の製造方法により製造された半導体装置は、ダイパットの厚み分だけ薄くできるため、半導体装置を小型化でき、その製造コストを低減させることができる。
【００４６】
請求項６に記載の半導体装置のように、ダイパッド上に搭載され、その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、前記第１電極部のそれぞれと第１リードフレームのそれぞれとを接続する複数の第１ボンディングワイヤと、前記第２電極部と第２リードフレームの電極部とを接続する第２ボンディングワイヤと、を有する半導体装置において、前記複数の第１ボンディングワイヤ上で、かつ、前記第２ボンディングワイヤ下には、絶縁性であると共に、１本あたりの前記第１又は第２ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングが搭置されており、前記リングは前記複数の第１ボンディングワイヤにより支持されていてもよい。
【００５１】
請求項７に記載の半導体装置のように、その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、前記第１電極部のそれぞれと第１リードフレームのそれぞれとを接続する複数の第１ボンディングワイヤと、前記第２電極部と第２リードフレームの電極部とを接続する第２ボンディングワイヤと、を有する半導体装置において、前記半導体装置は、さらに、前記第１および前記第２リードフレーム上に搭置されるリング状の土台部と、前記土台部に連結されるとともに前記第１ボンディングワイヤ上で、かつ前記第２ボンディングワイヤ下に搭置されるリング状の支持部とから構成される固定部材を有し、前記半導体素子は、前記固定部材と前記第１および第２リードフレームにより支持されていることが好ましい。
【００５２】
請求項８に記載の半導体装置のように、前記固定部材は、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの接触を防止することが好ましい。
【００５３】
請求項９に記載の半導体装置のように、前記固定部材は、１本あたりの前記第１又は第２ボンディングワイヤにおいて複数の箇所で接触する多重リングであることが好ましい。
【００５４】
請求項１０に記載の半導体装置のように、前記固定部材の表面には、複数の凹部が形成されており、前記凹部内には前記第１又は第２ボンディングワイヤが配置されていることが好ましい。
【００５５】
請求項１１に記載の半導体装置のように、前記凹部は、隣接する前記第１または第２ボンディングワイヤ同士の接触を防止するものであることが好ましい。
【００５７】
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法のように、その表面上に中央部と前記中央部を取り囲む周辺部とを有する半導体素子と、前記周辺部に配置される複数の第１電極部と、前記中央部に配置される第２電極部と、第１ボンディングワイヤを介して前記第１電極部のそれぞれと電気的に接続される複数の第１リードフレームと、第２ボンディングワイヤを介して前記第２電極部と電気的に接続される第２リードフレームとを有する半導体装置の製造方法において、ボンディングステージ上面に前記半導体素子と前記第１および第２リードフレームとを搭置する第１の搭置工程と、前記第１電極部のそれぞれと前記第１リードフレームのそれぞれとを前記第１ボンディングワイヤで結線する第１の結線工程と、外周が前記第１および第２リードフレーム上に至るリング状の土台部と、前記土台部と連結されており、該土台部の外周よりも短くかつ前記半導体素子の外周よりも長い外周を有するリング状の支持部とから構成される固定部材の前記土台部を前記第１リードフレーム上に、前記支持部を前記第１ボンディングワイヤ上にそれぞれ搭置し、前記第１リードフレームおよび前記第１ボンディングワイヤにより前記固定部材を支持する第２の搭置工程と、前記固定部材上方を通過する前記第２ボンディングワイヤで前記第２電極部と前記第２リードフレームとを結線する第２の結線工程と、を有することが好ましい。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る半導体装置について説明する。
【００５９】
図１及び図２に示すように、半導体装置１０は、正方形状の半導体素子１２を備えている。この半導体素子１２は、ダイパット１４に接着剤１６により固定されている。
【００６０】
半導体素子１２の上面１２Ａには、半導体素子１２の各辺に沿って複数の電極１８が形成されている。この電極１８は、外側と内側の２列に形成されている。
【００６１】
すなわち、コストあるいは実装面積の点でチップが小型化されているが、信号を取り出す半導体素子１２上の電極は、結線する技術の限界から小型化することはできない。そこで、従来直列に配置されていた電極を多列（２列または２列以上）に分散することで電極サイズを変更することなく、半導体素子１２の小型化を図ることができる。
【００６２】
以下、説明の便宜上、この２列に設けられた電極１８の内、外側に位置する電極１８を半導体外側電極１８Ａと定義し、内側に位置する電極１８を半導体内側電極１８Ｂと定義する。
【００６３】
なお、本実施形態では、上記電極１８が２列設けられた形態を示したが、これに限られることはなく、３列、４列以上、複数列設けられていてもよい。
【００６４】
一方、半導体装置１０は、リードフレーム２０を備えている。
【００６５】
各半導体外側電極１８Ａ（第１電極部）と各リードフレーム２０（第１リードフレーム）のリード電極２２とは、外側ワイヤー２４（第１ボンディングワイヤ）で結線されている。このため、半導体素子１２の各辺には、複数の外側ワイヤー２４が隣接して配置されることになる。
【００６６】
外側ワイヤー２４上には、接触防止リング２６が載置される。この接触防止リング２６は、外側ワイヤー２４の略中央部と接触するように配置されている。
【００６７】
また、この接触防止リング２６は、平面視で略正方形状、かつ薄肉に形成されている。
【００６８】
なお、この形状に限られず、接触防止リング２６は、円環状に形成されていてもよい。
【００６９】
本実施形態において、形成される接触防止リング２６は外側ワイヤー２４上に搭載されるため軽量である必要がある。具体的には、ワイヤー１本あたりの耐荷重が約４ｇ程度となることが望ましい。つまり、外側ワイヤー２４上に搭載されるリングの重量は、４ｇ×ワイヤー本数程度の重量以内となるように形成されることが望ましく、例えば、ワイヤー本数が２００本の場合、外側ワイヤー２４の耐荷重は８００ｇ程度であり、接触リング２６の総重量は８００ｇ以内となるように形成されることが望ましい。このことから、本発明の接触防止リング２６を形成する材料としては、エポキシ材あるいはポリイミド材のような絶縁材料が用いられることが好ましい。このような材料により接触防止リング２６を形成すれば、型成形手法で簡易に形成することが可能となり、また、製造コストも低く抑えることが可能となる。
【００７０】
また、各半導体内側電極１８Ｂ（第２電極部）と各リードフレーム２０（第２リードフレーム）のリード電極２２とは、接触防止リング２６上を通過する内側ワイヤー２８（第２ボンディングワイヤ）で結線されている。このため、半導体素子１２の各辺には、複数の内側ワイヤー２８が隣接して配置されることになる。
【００７１】
なお、内側ワイヤー２８は、外側ワイヤー２４よりも高い位置になる。
【００７２】
ここで、図３に示すように、接触防止リング２６の表面には、凸凹部３０が形成されている。
【００７３】
なお、接触防止リング２６の凸凹部３０は、エポキシ材あるいはポリイミド材を用いた成形型で形成する。
【００７４】
接触防止リング２６の下側（外側ワイヤー２４側）に位置する凹部３２には外側ワイヤー２４が収容され、上側（内側ワイヤー２８側）に位置する凹部３４には内側ワイヤー２８が収容される。
【００７５】
このように、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との間には、上記した接触防止リング２６が介在しており、この接触防止リング２６により外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触が阻止されている。
【００７６】
さらに、上記半導体素子１２、外側ワイヤー２４、内側ワイヤー２８、ダイパット１４、リードフレーム２０の一部は、封止樹脂３６で覆われている。このため、内部の半導体素子１２等を外部ストレス等から保護することができる。
【００７７】
次に、半導体装置１０の製造方法について説明する。
【００７８】
先ず、図４（Ａ）に示すように、半導体素子１２が接着剤１６によりダイパット１８に取り付けられる。
【００７９】
次に、各半導体外側電極１８Ａと各リードフレーム２０のリード電極２２とが外側ワイヤー２４で結線される。
【００８０】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結線した外側ワイヤー２４上に接触防止リング２６が載置される。このとき、接触防止リング２６は、外側ワイヤー２４の略中間部に位置するように載置される。
【００８１】
ここで、接触防止リング２６は、外側ワイヤー２４がモールド封止の際に封止樹脂の流入方向に最も流れるワイヤー長さの中間部に位置するように搭載されることが好ましい。また、搭載方法は搭載ユニットをワイヤーボンダーに取り付け、ボンダーからのトリガー信号を受け、シーケンサーにより自動で搭載する仕組みを用いれば、生産性を損なうことなくワイヤーを設けることが可能となる。
【００８２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、各半導体内側電極１８Ｂと各リードフレーム２０のリード電極２２とが接触防止リング２６の上部を通る内側ワイヤー２８で結線される。
【００８３】
次に、封止樹脂３６により全体を覆って、半導体装置１０が製造される。
【００８４】
その後、各リードフレーム２０がプレス加工機（図示省略）により曲げ加工されて、半導体装置１０が完成される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の半導体装置１０によれば、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との間に、接触防止リング２６を設けたことにより、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触を防止することができる。このため、接触による半導体装置１０の機能低下を防止することができる。
【００８６】
また、接触防止リング２６の表面には凸凹部３０が形成されており、１つの凹部３２、３４に、１つの外側ワイヤー２４又は内側ワイヤー２８が入り込むため、外側ワイヤー２４又は内側ワイヤー２８が接触防止リング２６上を移動することを阻止できる。
【００８７】
このため、隣接する外側ワイヤー２４同士又は隣接する内側ワイヤー２８同士の接触を防止することができ、接触による半導体装置１０の機能低下を防止できる。
【００８８】
特に、封止樹脂３６でパッケージ封止するときに、封止樹脂３６の圧力により、外側ワイヤー２４及び内側ワイヤー２８が押されることがあるが、この場合においても、外側ワイヤー２４及び内側ワイヤー２８の移動を阻止することができ、同様に、隣接する外側ワイヤー２４同士又は隣接する内側ワイヤー２８同士の接触を防止することができる。
【００８９】
ところで、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触を防止するためには、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との間に棒状の接触防止部材を通せば達成することができるが、棒状の接触防止部材では、その固定方法が困難となる。
【００９０】
すなわち、棒状の接触防止部材を設けた場合には、外側ワイヤーと内側ワイヤーとの間に接触防止部材を位置決めするために、特別の位置決め機構（図示省略）が必要となり、製造工程が増加すると共に、半導体装置自体が大型化し、製造コストが増大する別の問題が生じる。
【００９１】
そこで、本発明の半導体装置１０では、リング状の接触防止リング２６を用い、かつ外側ワイヤー２４上にその接触防止リング２６を載置することにより安定するため、特別の位置決め機構が不要となる。
【００９２】
このため、製造工程の増加も防止でき、かつ、半導体装置１０の大型化を防止でき、製造コストの増大を防止することができる特有の効果がある。
【００９３】
なお、接触防止リング２６は外側ワイヤー２４上に載置するため、外側ワイヤー２４が接触防止リング２６の重量を支持するかたちになり強度面において問題が生ずるとも考えられるが、本実施形態の半導体装置１０のように、半導体素子１２の各辺に複数の外側ワイヤー２４が接続されており、これらの複数の外側ワイヤー２４の全体で接触防止リング２６を支持するため、１本当りの外側ワイヤー２４の支持負担が軽減されるので、強度面における問題は生じない。
【００９４】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体装置について説明する。
【００９５】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の半導体装置１０と比較して、接触防止リングの形状のみが異なっている。このため、第１実施形態の半導体装置１０と重複する構成には、同符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９６】
図５及び図６に示すように、本実施形態の半導体装置４０を構成する接触防止リング４２は、外側に位置する外側リング４４を備えている。
【００９７】
この外側リング４４は、平面視で略正方形状、かつ薄肉に形成されている。この外側リング４４は、外側ワイヤー２４上のリードフレーム２０寄りに載置される。
【００９８】
一方、外側リング４４の内側（半導体素子１２側）には、内側リング４６が４つの支持部材４８で接続されている。
【００９９】
この内側リング４６は、平面視で略正方形状、かつ薄肉に形成されている。この内側リング４６は、外側ワイヤー２４上の半導体素子１２寄りに載置される。
【０１００】
本実施形態において、外側リング４４はリードフレーム２０の端部から約３００μｍ程度半導体素子１２寄りの位置に設けられており、内側リング４６は、ワイヤーがモールド封止の際に封止樹脂の流入方向に最も流れる恐れがあるワイヤー長さの中間部に位置するように配置されている。第２の実施形態では、このような位置にリングを配置した二重の接触防止リング４２を用いることで、特に、モールド樹脂注入時におけるリードフレーム２０側の接合部で隣接するワイヤー間の接触を防止している。
【０１０１】
このように、本実施形態の半導体装置４０に用いられる接触防止リング４２は、２重構造となっている。
【０１０２】
上記接触防止リング４２は、内側リング４６が外側リング４４よりも高い位置にくるように形成されている。
【０１０３】
なお、本実施形態の半導体装置４０では、２重構造の接触防止リング４２を示したが、これに限られず、外側ワイヤー２４の長さに対応させて、３重構造、４重構造等、適宜、多重構造とすることが好ましい。
【０１０４】
本実施形態の半導体装置４０によれば、接触防止リング４２が１つの外側ワイヤー２４上の２箇所で接触するため、特に外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８の長さが長い場合に、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触を効果的に防止することができる。
【０１０５】
ところで、第１実施形態の半導体装置１０及び第２実施形態の半導体装置４０では、接触防止リング２６、４２を用いたが、これに限られるものではない。
【０１０６】
例えば、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との間に、布状の絶縁（保護）シート（図示省略）を配置させてもよい。
【０１０７】
保護シートの材質は絶縁性を有し、厚みが２０〜５０μｍ程度であることが望ましい。例えば、ポリイミド材のようなものが適している。また、搭載方法については、搭載ユニットをワイヤーボンダーに取り付け、ボンダーからのトリガー信号を受けてシーケンサーにより自動で搭載する仕組みを用いれば生産性を損なうことなく所望の半導体装置４０を得ることができる。
【０１０８】
接触防止リング２６、４２を用いた場合には、接触防止リング２６、４２と外側ワイヤー２４とは点接触であったが、布状の絶縁シートを用いた場合には、絶縁シートの面積を可能な限り大きくすることにより、絶縁シートと外側ワイヤー２４との接触面積を大きくすることができるため、その分だけ効果的に外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触を防止することができる。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、絶縁シートの下面と外側ワイヤー２４とが接触し、絶縁シートの上面と内側ワイヤー２８とが接触するように、絶縁シートを外側ワイヤー２４上に敷く。
【０１１０】
ここで、特に、外側ワイヤー２４を絶縁シートの下面に食い込ませることにより、隣接する外側ワイヤー２４同士の接触を防止でき、また、内側ワイヤー２８を絶縁シートの上面に食い込ませることにより隣接する内側ワイヤー２８同士の接触を防止することができる。
【０１１１】
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体装置について説明する。
【０１１２】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の半導体装置１０と比較して、接触防止リングの構造が異なっており、かかる構造の相違により、ダイパットが不要となるダイパットレス構造となっている。
【０１１３】
なお、第１実施形態の半導体装置１０と重複する構成には、同符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１４】
図７及び図８に示すように、本実施形態の半導体装置５０に用いられる接触防止リング５２は、最も外側に位置するリング状の土台部５４を備えている。この土台部５４は、リードフレーム２０上に載置されている。
【０１１５】
また、土台部５４の内側には、リング状の中間支持部５６が４つの接続部材５８により接続されている。この中間支持部５６は、外側ワイヤー２４上のリードフレーム２０側に載置される。
【０１１６】
さらに、中間支持部５６の内側には、リング状の内側支持部６０が４つの接続部材５８により接続されている。この内側支持部６０は、外側ワイヤー２４上の半導体素子１２側に載置される。
【０１１７】
以上のように、本実施形態の半導体装置５０に用いられる接触防止リング５２は、土台部５４、中間支持部５６及び内側支持部６０からなる３重構造となっている。
【０１１８】
上記接触防止リング５２は、中間支持部５６が土台部５４よりも高い位置にくるように、また、内側支持部６０が中間支持部５６よりも高い位置にくるように、形成されている。
【０１１９】
なお、接触防止リング５２は、３重構造に限られず、外側ワイヤー２４の長さに応じて、適宜、多重構造としてもよい。
【０１２０】
本実施形態の半導体装置５０では、土台部５４がリードフレーム２０上に載置されるとともに、外側ワイヤー２４上に載置された中間支持部５６及び内側支持部６０により内側ワイヤー２８が下方から支持された状態となる。すなわち、半導体素子１２は、接触防止リング５２により吊るされた状態となる。このため、第１実施形態の半導体装置１０で用いられていたダイパット１４が不要となる。
【０１２１】
また、第１実施形態の半導体装置１０の接触防止リング２６と同様に、中間支持部５６及び内側支持部６０の表面には、凸凹部３０が形成されており、各凹部３２、３４には１つの外側ワイヤー２４又は内側ワイヤー２８が入り込んでいる。このため、隣接する外側ワイヤー２４同士、又は隣接する内側ワイヤー２８同士が接触することを防止できる。
【０１２２】
次に、本実施形態の半導体装置５０の製造方法について説明する。
【０１２３】
先ず、図９（Ａ）に示すように、ワイヤーを結線する装置（図示省略）内のボンディングステージ６２にリードフレーム２０が供給される。このリードフレーム２０は、クランパー６６によりボンディングステージ６２上に固定される。
【０１２４】
次に、図９（Ｂ）に示すように、ボンディングステージ６２上に半導体素子１２が供給される。
【０１２５】
ここで、従来の半導体装置ではダイパッドが供給されるはずであるが、本実施形態の半導体装置５０ではダイパットが不要となるため、ボンディングステージ６２上にダイパットは供給されない。
【０１２６】
次に、図９（Ｃ）に示すように、各半導体外側電極１８Ａ（図９及び図１０では図示省略）と各リードフレーム２０のリード電極（図９及び図１０では図示省略）とが外側ワイヤー２４で結線される。この結線は、キャピラリ６４を用いて行われる。
【０１２７】
次に、図１０（Ａ）に示すように、外側ワイヤー２４上に接触防止リング５２が載置される。
【０１２８】
このとき、接触防止リング５２を構成する土台部５４がリードフレーム２０上に載置されるとともに、中間支持部５６が外側ワイヤー２４上のリードフレーム２０側に載置され、さらに、内側支持部６０が外側ワイヤー２４上の半導体素子１２側に載置される。
【０１２９】
また、中間支持部５６及び内側支持部６０の表面に形成された凸凹部３０の１つの凹部３２には、１本の外側ワイヤー２４のみが入り込むように載置される。
【０１３０】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、各半導体内側電極と各リードフレーム２０のリード電極とが内側ワイヤー２８で結線される。この結線は、キャピラリ６４を用いて行われる。
【０１３１】
このとき、中間支持部５６及び内側支持部６０の表面に形成された凸凹部３０の１つの凹部３４には、１本の内側ワイヤー２８のみが入り込むように結線される。
【０１３２】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、外側ワイヤー２４及び内側ワイヤー２８が結線された半導体素子１２が搬出される。このとき、半導体素子１２は、接触防止リング５２により吊るされた状態となっている。
【０１３３】
通常、半導体素子だけではモールド成形時の樹脂注入の際に樹脂に押されて搭載位置が定まらず、ワイヤーと半導体素子の端部とのショート等の問題が生じる恐れがあるが、本実施形態では、接触防止リング５２を外側ワイヤー２４及び内側ワイヤー２８で挟み込んでいることからアライメント効果（位置決め効果）を得ることができる。また、本実施形態では、土台部５４を設け、その土台部５４をリードフレーム２０上に搭載するようにしたため、半導体素子１２の搭載位置のアライメント性をより向上させることが可能となる。つまり、この構成では、半導体素子１２上方からの樹脂圧に対して土台部５４下のリードフレーム２０が接触防止リング５２を受け止めるため半導体素子１２は下降することなく固定される。
【０１３４】
その後、封止樹脂３６（図７参照）により全体を覆って、半導体装置５０が製造される。
【０１３５】
最後に、各リードフレーム２０がプレス加工機（図示省略）により曲げ加工されて、半導体装置５０が完成される。
【０１３６】
以上に説明したように、本実施形態の半導体装置５０によれば、第１実施形態の半導体装置１０と同様に、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８の間に、接触防止リング５２が介在しているため、外側ワイヤー２４と内側ワイヤー２８との接触を防止できる。
【０１３７】
また同時に、半導体素子１２はリードフレーム２０上に載置される土台部５４を含む接触防止リング５２により吊し上げられているため、ダイパットを不要とすることができる。このため、第１実施形態のようなダイパット１４を設けた半導体装置１０と比較して、半導体装置５０の厚みを薄くでき、半導体装置５０を小型化することができる。この結果、半導体装置５０の製造コストを低減することができる。
【０１３８】
さらに、半導体装置５０の小型化に伴ない、半導体装置５０を組み込む収納装置（図示省略）も小型化することができ、ひいてはその製造コストも低減することができる。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明の半導体装置及びその製造方法によれば、ボンディングワイヤー同士の接触を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を構成する接触防止リングの部分側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図（前半）である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図（後半）である。
【図１１】従来の半導体装置の構成図である。
【図１２】従来の半導体装置の平面図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０    半導体装置
１２                半導体素子
１８                電極（電極部）
１８Ａ              半導体外側電極（第１電極部）
１８Ｂ              半導体内側電極（第２電極部）
２０                リードフレーム（第１リードフレーム、第２リードフレーム）
２４                外側ワイヤー（外側ボンディングワイヤ、第１ボンディングワイヤ）
２８                内側ワイヤー（内側ボンディングワイヤ、第２ボンディングワイヤ）
２６、４２、５２    接触防止リング（リング、固定部材）
３０                凸凹部
３２                凹部
３４                凹部
５４                土台部
５６                中間支持部（支持部）
６０                内側支持部（支持部）
【図１】
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【図２】
0003715229.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003715229.tif 000008
【図８】
0003715229.tif 000009
【図９】
0003715229.tif 000010
【図１０】
0003715229.tif 000011
【図１１】
0003715229.tif 000012
【図１２】
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