(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のインナリードを有するパッケージ部材と、
外側と内側の２列に配置された多数の入出力パッドを周辺部に有する半導体集積回路チップと、
前記インナリードと前記入出力パッドとを電気的に接続するリードワイヤと
を有し、前記リードワイヤと前記半導体集積回路チップの交差する辺とのなす角度が６０度以下である部分を含み、前記リードワイヤ間の間隔がほぼ均等となるように前記入出力パッドの間隔が前記半導体集積回路チップのコーナ部で拡げられ、かつ外側入出力パッドと内側入出力パッドとの相対的関係がコーナ部で等間隔から離れる方向に変更された部分を有し、コーナに最も近い入出力パッドが第１の外側入出力パッドであり、隣接する内側入出力パッドは前記第１の外側入出力パッドより、前記辺の中央側に隣接する第２の外側入出力パッドに近づいて配置される半導体集積回路装置。
【請求項２】
前記入出力パッドは半導体集積回路チップの辺に沿って外側、内側の直線状に配置され、前記リードワイヤ間の間隔の最大値と最小値の比が約１．４以下であり、各リードワイヤは約３ｍｍ以上の長さを有する請求項１記載の半導体集積回路装置。
【請求項３】
前記パッケージ部材はリードフレームであり、さらに前記パッケージ部材と半導体集積回路チップとをモールドするプラスチック部材を有する請求項１または２記載の半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特にリードワイヤ間の短絡防止手段を採用した半導体集積回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路（以下ＩＣと略す）を構成する半導体チップは、通常周辺部にボンディングパッドを有する。これらのボンディングパッドはパッケージ部材のインナリードにボンディングワイヤ（リードワイヤ）によって電気的に接続される。
【０００３】
ボンディングパッドは、通常一定の間隔で配置される。特に、多数のボンディングパッドを有する場合、ワイヤボンダの作業性等から狭く一定のパッドピッチでボンディングパッドを配置することが多い。また、一列のボンディングパッドではボンディングパッドの数が不足するような場合、二列以上のボンディングパッドを千鳥状に配置することも多い。回路上の制約でボンディングパッドの配置を決定する場合もある。
【０００４】
図３（Ａ）は、ボンディングパッドをチップ周辺部に一列に配置した構成例を示す。Ｓｉチップ５１の周辺部には、ボンディングパッド５２が一列に配置されている。これらのボンディングパッド５２の間隔ｄは一定値である。
【０００５】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すようなＳｉチップをリードフレームのステージ上にダイボンディング１、ボンディングパッドとリードフレームのインナリードとをワイヤボンディングした状態を示す。リードフレーム５６は、半導体チップを搭載するためのステージ５７と、ステージを支持するためのサポートバー５８と、ボンディングパッドとワイヤボンディングするために多数のインナリード５９を有する。なお、インナリードの外側には、モールド樹脂をせき止めるためのダムとアウタリードが存在する。
【０００６】
Ｓｉチップ５１は、４辺を有する矩形であり、リードフレームのステージ５７中央部に、その辺をステージ５７の辺とほぼ平行になるように配置してステージボンディングされる。リードフレームのインナリード５９は、ステージ５７を取り囲むように必要な本数配置されている。Ｓｉチップ５１上のボンディングパッド５２と、インナリード５９との間をボンディングワイヤ５３で電気的に接続する。ボンディングパッド５２はＳｉチップ５１の４辺に沿って等間隔で直線上に配置され、インナリード５９は、リードフレーム５６のステージコーナ部分に近づくとややその間隔を拡げるように配置されている。
【０００７】
ボンディングパッド５２自身は等間隔に配置されている。インナリード５９は、Ｓｉチップ５１よりも広い範囲に配置される。このため、Ｓｉチップ５１各辺の中央部分のボンディングパッド５２に接続されるボンディングワイヤ５３は、ほぼＳｉチップ５１の辺と直交するように配置されるが、Ｓｉチップ５１のコーナ部分に配置されたボンディングパッド５２に接続されるボンディングワイヤ５３は、図に示すようにＳｉチップの辺に対して斜めに配置されることになる。コーナ部分のボンディングワイヤ間の間隔ｄ１は、中央部分のボンディングワイヤ間の間隔ｄ２よりも狭くなってしまう。
【０００８】
このように、ボンディングワイヤの間隔が狭くなると、ワイヤボンディング後に図３（Ｂ）に示すような構造体をエポキシ樹脂等の封止樹脂中にモールドする際、ボンディングワイヤ５３が樹脂によって流され、短絡する危険性がある。
【０００９】
図３（Ｃ）は、千鳥配置のボンディングパッドを示す。ボンディングパッド５４は、Ｓｉチップ５１の周辺に沿って交互に２つの直線上に配置され、千鳥状模様を構成している。この千鳥配置は、多数のボンディングパッドを配置するのに好適である。隣接するボンディングパッド間の間隔ｄは一定値に設定されている。
【００１０】
図３（Ｄ）は、千鳥配置のボンディングパッドを有するＳｉチップをリードフレーム上にワイヤボンディングした状態を示す。Ｓｉチップ５１の周辺に沿うストライプ状領域には、千鳥配置のボンディングパッド５４が配置されている。リードフレーム５６は、図３（Ｂ）と同様のものである。ただし、リードフレームのステージ５７は、サポートバー５８近傍に切欠部を有する。
【００１１】
Ｓｉチップ５１のコーナ近くのボンディングパッド５４に接続されるボンディングワイヤ５３は、図３（Ｂ）の場合と同様その方向が傾斜する。この場合、千鳥配置では内側のボンディングパッドと外側のボンディングパッドに対する接続条件が大きく異なり、ボンディングパッド５４近傍におけるボンディングワイヤ５４間の間隔が不均一となり、間隔が極めて狭いものが生じてしまう。図示の状態において、Ｓｉチップ５１のコーナ部分においては、内側のボンディングパッドから延びるボンディングワイヤとそれよりコーナ側の外側のボンディングパッドから延びるボンディングワイヤとがほとんど接する状態となっている。このような状態でプラスチックモールドを行なうと、樹脂によって流されたボンディングワイヤが容易に短絡する危険性がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、多数のボンディングパッドを有する半導体チップをワイヤボンディングする際、半導体チップのコーナ近傍においてボンディングワイヤ間の短絡が生じる危険性がある。特に、プラスチックモールドを行なう場合、樹脂流れによるボンディングワイヤの短絡が生じやすい。
【００１３】
本発明の目的は、ボンディングワイヤ間の短絡が生じにくい半導体集積回路装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ボンディングワイヤ間にほぼ一定の間隔を保証することのできる半導体集積回路装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体集積回路装置は、多数のインナリードを有するパッケージ部材と、外側と内側の２列に配置された多数の入出力パッドを周辺部に有する半導体集積回路チップと、前記インナリードと前記入出力パッドとを電気的に接続するリードワイヤとを有し、前記リードワイヤと前記半導体集積回路チップの交差する辺とのなす角度が６０度以下である部分を含み、前記リードワイヤ間の間隔がほぼ均等となるように前記入出力パッドの間隔が前記半導体集積回路チップのコーナ部で拡げられ、かつ外側入出力パッドと内側入出力パッドとの相対的関係がコーナ部で等間隔から離れる方向に変更された部分を有し、コーナに最も近い入出力パッドが第１の外側入出力パッドであり、隣接する内側入出力パッドは前記第１の外側入出力パッドより、前記辺の中央側に隣接する第２の外側入出力パッドに近づいて配置される。
【００１５】
【作用】
等間隔のボンディングパッドの場合、リードワイヤと半導体集積回路チップの辺とが６０°以下の角度で交わるようになると、リードワイヤ間の間隔が大きく減少する。このような状態でもリードワイヤ間の間隔がほぼ均等となるようにチップ上の入出力パッドの間隔をコーナ部分で拡げれば、リードワイヤ間の短絡が生じる危険性が減少する。
【００１６】
【実施例】
図１（Ａ）は、本発明の実施例による半導体集積回路装置の一部拡大図である。Ｓｉチップ１は、半導体集積回路装置を形成したものであり、その周辺部には一列に多数のボンディングパッド２ａ、２ｂ、…が配置されている。これらのボンディングパッド２には、それぞれボンディングワイヤ３が接続されている。
【００１７】
ボンディングパッド間の間隔は、Ｓｉチップ１のコーナ部に近づくほど拡げられている。図において、ボンディングパッド２ａと２ｂの間の間隔は、ボンディングパッド２ｅと２ｆの間の間隔よりも大きい。中間領域でも間隔が次第に変化している。
【００１８】
このように、ボンディングパッド２の間隔がコーナ部に近づくにつれて広がるように配置されているため、斜めに接続されるボンディングワイヤ３間の間隔がほぼ均一となる。パッケージのインナリードの間隔も同様に次第に変化させてもよい。
【００１９】
ただし、インナリード側では、ボンディングワイヤの間隔は一般に広くなるので、間隔を均等にしなくても短絡の危険性は少ない。Ｓｉチップ近傍でボンディングワイヤの間隔を均等化することが必要である。
【００２０】
このように、Ｓｉチップ１周辺部のボンディングパッドの配置を変更することにより、ボンディングワイヤの間隔を少なくともＳｉチップ近傍でほぼ一定にすることが可能となる。
【００２１】
図１（Ｂ）は、Ｓｉチップ１の表面上、ボンディングパッドを配置する領域を概略的に示す。Ｓｉチップ１はほぼ正方形の平面形状を有する。このＳｉチップ１の周辺部に、ループ状にストライプ領域５が設けられている。ストライプ領域５の幅ｗはほぼ一定値であり、たとえば５００μｍである。本明細書においては、このような領域にボンディングパッドが配置される時、ボンディングパッドはほぼ直線状に配置されると表現する。
【００２２】
図１（Ｃ）は、Ｓｉチップ、リードフレームおよびボンディングワイヤの関係を示す。Ｓｉチップ１の周辺部には、ボンディングパッド２が配置されている。このようなＳｉチップ１がリードフレーム６のステージ７上にダイボンディングされている。ステージ７のコーナ部分からは、サポートバー８がほぼ対角線方向に延在する。リードフレームのインナリード９は、隣接するサポートバー８の間の各空間に多数配置される。このようなインナリード９とボンディングパッド２をボンディングワイヤ３で接続した時、チップのコーナに近づくにつれボンディングワイヤの方向は傾く。チップ１の辺とボンディングワイヤ３のなす角θが６０度以下になると、ボンディングパッド間の間隔と較べ、ボンディングワイヤ間の間隔の減少が顕著になる。たとえば、角度θが６０度の時、ボンディングパッドの間隔に対し、ボンディングワイヤ３の間隔は約８７％となる。角度θが４５度になると、ボンディングワイヤ間の間隔は約７１％に減少してしまう。チップの形状、配置やボンディングパッドの配置によっては角度θがさらに小さくなることもある。そこで、特に角度θが６０度以下になる場合にボンディングパッドもしくはボンディングパッドとインナリードの配置を変更し、ボンディングワイヤ間の間隔がほぼ一定となるようにすることが効果的である。この場合、各辺の外側約４割が対象となる。外側約２割では、特に傾きによるワイヤ間隔の減少が著しいので、この領域のみを対象としてもよい。
【００２３】
図１（Ｄ）は、千鳥配置のボンディングパッドの場合の実施例を示す。Ｓｉチップ１周辺のパッド領域には、二列のボンディングパッド４がほぼ直線状に配置されている。ボンディングパッド間の間隔は、Ｓｉチップ１のコーナ部分に近づくにつれて広くされているが、内側のボンディングパッド４ｂ、４ｄ、…の配置と、外側のボンディングパッド４ａ、４ｃ、…の配置とが相対的にずらされていることに注意されたい。すなわち、内側のボンディングパッド４ｂは、隣接する外側のボンディングパッド４ａ、４ｃから等間隔にはなく、よりコーナ部分に近い外側ボンディングパッド４ａからは大きく離れ、ボンディングパッド４ｃに近づいて配置されている。このような配置とした場合、もしボンディングワイヤをチップ１の辺に対して直角に配置すれば、ボンディングワイヤ間の間隔は極めて不均一となってしまう。しかし、ボンディングワイヤが傾くので、たとえば外側ボンディングパッドを結ぶ線上でワイヤ間隔均等となる。
【００２４】
Ｓｉチップ１は、リードフレーム６のステージ７上にステージボンディングされている。ステージ７のコーナからは、ほぼ対角線方向にサポートバー８が延在している。サポートバー８に近接するインナリード９ａは、Ｓｉチップ１上のボンディングパッド４ａとボンディングワイヤ３ａによってワイヤボンディングされる。同様、その隣のインナリード９ｂは、Ｓｉチップ１上の内側のボンディングパッド４ｂにワイヤボンディングされる。
【００２５】
サポートバー８を延長すると、Ｓｉチップ１の辺に対し、ほぼ４５度の角度をなすこととなる。このサポートバー８に近接するインナリード９ａとＳｉチップ１のコーナに最も近いボンディングパッド４ａを接続するボンディングワイヤ３ａは、４５度よりわずかに大きい角度でＳｉチップ１の辺と交わることになる。
【００２６】
すなわち、Ｓｉチップ１のコーナ近傍のボンディングパッドに接続されるボンディングワイヤは、４５度よりも大きいが、６０度よりかなり小さな角度でＳｉチップ１の辺と交差することになる。
【００２７】
このような状態において、Ｓｉチップ１上の内側のボンディングパッドと外側のボンディングパッドとを、それぞれ図１（Ａ）に示すように外側ほど離して、かつ図に示すように、内外で位相をずらせて配置すると、ボンディングワイヤ間の間隔を一定に保つのに効果的となる。
【００２８】
ボンディングワイヤ間の間隔を一定に保つためには、ボンディングパッド間の間隔をチップの辺中央部からコーナ部に向かって次第に拡げることが望まれる。しかしながら、ボンディングパッド間の間隔を連続的に変化させることは、マスクパターンの設計やワイヤボンダを用いたボンディング工程を複雑化させる可能性も高い。
【００２９】
チップの辺中央部においては、ボンディングワイヤはほぼ辺に対して垂直に交差する。このような場合には、ボンディングパッドを等間隔に配置してもボンディングワイヤ間の間隔の変化は少ない。したがって、総てのボンディングパッドの位置を変更する必要は必ずしもなく、チップコーナ近傍におけるボンディングパッドの位置を調整すればその効果は大きい。
【００３０】
たとえば、一辺上にｎ個のボンディングパッドが配置される場合、ｎ個のうちコーナ近傍の１５％のボンディングパッドの位置を調整すればボンディングワイヤ間の間隔を一定に保つのに有効である。ボンディングパッドの総数ｎのうち、２０％のコーナ近傍のボンディングパッド間隔を調整すれば、さらに好ましい。
【００３１】
別の観点からはボンディングワイヤ間の間隔の最大値と最小値の比が１．４以下、さらに好ましくは１．３５以下となるように、ボンディングパッド、インナリードの配置を調整する。なお、この間隔はボンディングパッドを結ぶ線上で定義されればよい。
【００３２】
図２は、千鳥状配置のボンディングパッドを有する半導体ＩＣ装置のより具体的な構成例を示す。半導体チップ１は、その周辺部の幅約５００μｍ以下の領域に二列にボンディングパッドを配置している。これらのボンディングパッド４は、内側と外側が交互に配置されており、いわゆる千鳥状配置をとる。
【００３３】
半導体チップ１は、リードフレームのステージ７の中央部にステージボンディングされている。リドフレームのステージの外側には、多数のインナリード９が配置されている。インナリード９とボンディングパッド４の配置は、それらの間を接続するボンディングワイヤ３がほぼ等間隔に配置されるように選択されている。
【００３４】
なお、ボンディングパッドとインナリードとを接続するボンディングワイヤは、最短４．１ｍｍ、最長４．７ｍｍであり、その平均値は４．４ｍｍである。また、図示の構成において、左側半分は右側半分と対称的な構造であり、リードフレームは１４４ピンを有する。
【００３５】
なお、インナリードの内側端部がステージ７の一辺当たり３つの直線を構成するように配置されている場合を示したが、インナリード９の配置はこれ以外であってもよい。たとえば、ステージ７の一辺当たり２つの直線上に終端するようにインナリードを配置してもよい。
【００３６】
ワイヤボンディング後、半導体チップおよびリードフレームのアウタリードより内側の部分を覆ってエポキシ樹脂等の封止樹脂をモールドする。
以上、半導体ＩＣ装置がプラスチックモードされる場合を説明したが、セラミックパッケージ等の他のパッケージに適用することもできる。ただし、セラミックパッケージ等では樹脂流れは生じない。プラスチックパッケージの場合には、リードワイヤに樹脂流れが生じる分、ボンディングワイヤの間隔を一定に保つことが有効である。特に、ボンディングワイヤ長が３ｍｍ以上の場合に上述の方法が有効である。
【００３７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボンディングワイヤの間隔がほぼ均等に保たれるため、ボンディングワイヤ間の短絡事故が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体装置の構成を説明するための概略平面図である。
【図２】本発明のより具体的実施例によるボンディングパッドとリードフレームのインナリードとの配置を示す部分拡大平面図である。
【図３】従来の技術によるボンディングパッドおよびボンディングパッドとインナリードとの配置を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  半導体チップ、    ２  ボンディングパッド、    ３  ボンディングワイヤ、    ４  ボンディングパッド、    ５  パッド配置領域、    ６  リードフレーム、    ７  ステージ、    ８  サポートバー、    ９  インナリード
【図１】
0003557708.tif 000002
【図２】
0003557708.tif 000003
【図３】
0003557708.tif 000004