(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極及び複数の第２の電極が設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板と、
前記基板の前記一面上に搭載され、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッド及び複数の第２の接続パッドが設けられ、前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが交互に配列された半導体チップと、
前記複数の第１の電極と前記複数の第１の接続パッドとを各々接続する複数の第１のボンディングワイヤーと、
前記複数の第２の電極と前記複数の第２の接続パッドとを各々接続する複数の第２のボンディングワイヤーと、
前記半導体チップ、前記複数の第１のボンディングワイヤー及び前記複数の第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に設けられた封止層と、
を有し、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置にあり、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置にあり、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点と、前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点と、は前記基板の前記一面からの高さが略同一であり、
前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離は、前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドと前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離よりも長いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も短い距離より短く、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドから前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離及び前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの離間距離が、８０μｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記接続パッドから前記第１のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に設定され、
前記第２のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記電極から前記第２のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
一面側に互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極と複数の第２の電極とが設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板と、前記基板の前記一面上に搭載され、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッドと複数の第２の接続パッドとが設けられ、前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが交互に配列された半導体チップと、を備えた半導体装置において、
前記複数の第１の接続パッドの各々から前記複数の第１の電極の各々に向けて、前記第１の接続パッドと、前記第１の電極とが接続するように、且つ、前記基板の前記一面からの高さが最高となる第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置になるように複数の第１のボンディングワイヤーを形成し、
前記複数の第１のボンディングワイヤーの形成後、前記複数の第２の電極の各々から前記複数の第２の接続パッドの各々に向けて、前記第２の電極と、前記第２の接続パッドとが接続するように、且つ、前記第１のボンディングワイヤーの最高点と前記基板の前記一面からの高さが略同一であり前記基板の前記一面からの高さが最高となる第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置になるように複数の第２のボンディングワイヤーを形成し、
前記半導体チップ、前記第１のボンディングワイヤー及び前記第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に封止層を形成し、
前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離が、前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドと前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離よりも長くなるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も短い距離より短く、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドから前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離及び前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの離間距離を、８０μｍ以上に形成することを特徴とする請求項５または６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記接続パッドから前記第１のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に形成し、
前記第２のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記電極から前記第２のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の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に関し、特に、基板上に搭載された半導体チップを封止した構造を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の基板実装方法として、回路基板（絶縁基板）上に半導体チップを搭載し、当該半導体チップと回路基板とをボンディングワイヤーにより接続するワイヤーボンディングが知られている。例えば特許文献1には、絶縁基板の上面に半導体チップがフェースアップ状態で搭載され、当該半導体チップの上面周辺部に設けられた複数の接続パッドと、絶縁基板の上面周辺部に設けられた複数のボンディングパッドとを複数のボンディングワイヤーを介して接続した構成が記載されている。そして、このボンディングワイヤー及び半導体チップを被覆するように、絶縁基板上に封止樹脂からなる封止膜が形成されている。なお、半導体チップに設けられた接続パッドは、当該半導体チップ内の集積回路に接続され、一方、絶縁基板に設けられたボンディングパッドは、所定の配線パターンを有する配線層を介して、絶縁基板の下面側に設けられた半田ボール等の外部端子に接続されている。
【０００３】
ところで、上述したような構成を有する半導体装置において、絶縁基板上への封止膜の形成方法としては、従来、スクリーン印刷法が知られている。具体的には、ボンディングワイヤー及び半導体チップを含む絶縁基板の上面に、スクリーン印刷法により液状の樹脂材料を塗布し、この塗布膜を加熱して硬化させることにより封止膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような半導体装置において、絶縁基板上に封止膜を形成する際のスクリーン印刷を大気中で行なうと、液状の樹脂材料をスキージでスクリーンに押し付けることになるため、塗布膜中に空気が巻き込まれて、気泡として残留する場合があった。この気泡が残った状態で塗布膜を加熱して硬化させると、気泡が膨張して、ボンディングワイヤーに応力が加わって、ボンディングワイヤーの断線や接続パッドにおける剥がれを生じることがあり、製造歩留まりの低下を招くという問題を有していた。
【０００６】
従来、このような問題を解決する手法としては、例えば、塗布膜形成後に一定時間放置して、塗布膜中の気泡を抜く自然脱泡による方法が知られている。しかしながら、近年においては、半導体装置の小型化に加え、高機能化に伴う半導体チップの接続パッド数の増加により、接続パッド間の狭ピッチ化がさらに進行している。そのため、半導体チップの接続パッドと絶縁基板のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤー間の間隔も狭くなる傾向にあり、このようにボンディングワイヤー間の間隔が狭くなると、上述した封止膜形成時に塗布膜中に残留する気泡の動きが、隣り合うボンディングワイヤーにより阻止されて、上述したような自然脱泡による方法では気泡が十分に外部に抜けきらないという問題を有している。
【０００７】
なお、塗布膜中に残留する気泡の脱泡方法として、真空脱泡装置を使用して強制的に脱泡する方法も知られているが、真空脱泡装置は高価なうえ、作業工数も増加するため、製造コストが上昇するという問題を有していた。そのため、効率的かつ十分に塗布膜中の気泡を抜くことができる半導体装置の構造や製造方法が求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、ボンディングワイヤー間の間隔が狭くなっても、封止膜を形成するための樹脂材料からなる塗布膜中の気泡を効率的かつ十分に抜いて、ボンディングワイヤーの断線や剥がれを抑制することができ、製造歩留まりを向上させ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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置は、
一面側に互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極及び複数の第２の電極が設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板と、
前記基板の前記一面上に搭載され、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッド及び複数の第２の接続パッドが設けられ、前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが交互に配列された半導体チップと、
前記複数の第１の電極と前記複数の第１の接続パッドとを各々接続する複数の第１のボンディングワイヤーと、
前記複数の第２の電極と前記複数の第２の接続パッドとを各々接続する複数の第２のボンディングワイヤーと、
前記半導体チップ、前記複数の第１のボンディングワイヤー及び前記複数の第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に設けられた封止層と、
を有し、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置にあり、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置にあり、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点と、前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点と、は前記基板の前記一面からの高さが略同一であり、
前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離は、前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドと前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離よりも長いことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、
一面側に互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極と複数の第２の電極とが設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板と、前記基板の前記一面上に搭載され、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッドと複数の第２の接続パッドとが設けられ、前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが交互に配列された半導体チップと、を備えた半導体装置において、
前記複数の第１の接続パッドの各々から前記複数の第１の電極の各々に向けて、前記第１の接続パッドと、前記第１の電極とが接続するように、且つ、前記基板の前記一面からの高さが最高となる第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置になるように複数の第１のボンディングワイヤーを形成し、
前記複数の第１のボンディングワイヤーの形成後、前記複数の第２の電極の各々から前記複数の第２の接続パッドの各々に向けて、前記第２の電極と、前記第２の接続パッドとが接続するように、且つ、前記第１のボンディングワイヤーの最高点と前記基板の前記一面からの高さが略同一であり前記基板の前記一面からの高さが最高となる第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置になるように複数の第２のボンディングワイヤーを形成し、
前記半導体チップ、前記第１のボンディングワイヤー及び前記第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に封止層を形成し、
前記複数の第１のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第１のボンディングワイヤーから前記第１のボンディングワイヤーと隣り合う前記複数の第２のボンディングワイヤーのうちのいずれか１つの第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離が、前記複数の第１の接続パッドのうちのいずれか１つの第１の接続パッドと前記第１の接続パッドと隣り合う前記複数の第２の接続パッドのうちのいずれか１つの第２の接続パッドとの間の距離よりも長くなるように形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る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間の間隔が狭くなっても、封止膜を形成するための樹脂材料からなる塗布膜中の気泡を効率的かつ十分に抜いて、ボンディングワイヤーの断線や剥がれを抑制することができ、製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】一実施形態に係る半導体装置を示す概略構成図である。
【図３】一実施形態に係る半導体装置に適用されるボンディングワイヤーの形状を示す要部断面図である。
【図４】一実施形態に係る半導体装置の製造方法の第１のワイヤーボンディング工程を示す概念図である。
【図５】一実施形態に係る第１のワイヤーボンディング工程終了時のボンディングワイヤーの接続状態を示す図である。
【図６】一実施形態に係る半導体装置の製造方法の第２のワイヤーボンディング工程を示す概念図である。
【図７】一実施形態に係る第２のワイヤーボンディング工程終了時のボンディングワイヤーの接続状態を示す図である。
【図８】比較例に係る半導体装置を示す概略斜視図である。
【図９】比較例に係る半導体装置を示す概略構成図である。
【図１０】比較例に係る半導体装置に適用されるボンディングワイヤーの形状を示す要部断面図である。
【図１１】比較例に係る半導体装置における問題点を説明するための図である。
【図１２】一実施形態に係る半導体装置における作用効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る半導体装置及びその製造方法について、実施形態を示して詳しく説明する。
（半導体装置）
まず、本発明に係る半導体装置について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す概略斜視図である。なお、図１においては、説明の都合上、便宜的に封止層を二点鎖線で示した。図２は、本実施形態に係る半導体装置を示す概略構成図である。ここで、図２（ａ）は半導体装置の上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示したIIＢ−IIＢ線（本願明細書においては図２中に示したローマ数字の「２」に対応する記号として便宜的に「II」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。図３は、本実施形態に係る半導体装置に適用されるボンディングワイヤーの形状を示す要部断面図である。ここで、図３（ａ）は半導体装置の要部断面（ＸＺ断面図）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したIIIＢ−IIIＢ線（本願明細書においては図３中に示したローマ数字の「３」に対応する記号として便宜的に「III」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図（ＹＺ断面図）であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示したIIIＣ−IIIＣ線に沿った半導体装置の断面を示す図（ＹＺ断面図）である。なお、図１、図２（ａ）においては、図示の都合上、便宜的に接続パッド及びボンディングワイヤーの一部のみを示した。また、図２（ｂ）、図３（ａ）においては、説明の都合上、便宜的に形状の異なるボンディングワイヤーを点線又は破線で示した。
【００１５】
図１、図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置１は、概略、図２（ａ）に示す半導体装置１の上面側から平面視したときの形状（平面形状）が、矩形状を有する回路基板１０と、回路基板１０の上面の略中央部に搭載された半導体チップ２０と、半導体チップ２０を被覆するように回路基板１０の上面に設けられた封止層３０と、を有している。
【００１６】
回路基板１０は、矩形状の絶縁性基板１１と、その上面側である一方の面側の周辺部には、絶縁性基板１１の外周の四辺の各辺に沿って規則的に配列された複数の電極１２と、例えば絶縁性基板１１の上面である一方の面や内部に設けられた配線層（図示を省略）を介して、上記複数の電極１２に接続された複数の外部接続端子（図示を省略）と、を有している。複数の電極１２は、第１の電極１２ａと第２の電極１２ｂとから構成されており、絶縁性基板１１の外周の四辺の各辺に沿って交互に配列されている。なお、外部接続端子としては、例えば半田ボール等が適用される。
【００１７】
半導体チップ２０は、矩形状のシリコン基板２１と、その上面側である一方の面側に設けられ、所望の機能を有する集積回路（図示を省略）と、該シリコン基板２１の上面側である一方の面側の周辺部には、半導体チップ２０の外周の四辺の各辺に沿って規則的に配列され、上記集積回路に接続された複数の接続パッド２２と、該複数の接続パッド２２の例えば中央部の上面が露出する開口部が設けられた絶縁膜２３と、を有している。複数の接続パッド２２は、第１の接続パッド２２ａと第２の接続パッド２２ｂとから構成されており、半導体チップ２０の外周の四辺の各辺に沿って交互に配列されている。
【００１８】
そして、半導体チップ２０は、その下面側である他方の面側が接着層２４を介して、回路基板１０の上面の略中央部に接着されて搭載されている。すなわち、半導体チップ２０は、シリコン基板２１上に設けられた集積回路や接続パッド２２が、回路基板１０への搭載面を向いたフェースダウン状態ではなく、反対側の上面側を向いたフェースアップ状態で、回路基板１０に搭載されている。
【００１９】
回路基板１０の第１の電極１２ａと半導体チップ２０の第１の接続パッド２２ａとは、例えば図１、図２、図３（ａ）に示すように、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等の金属ワイヤーからなるからなる第１のボンディングワイヤー１３ａを介して、それぞれ１対１の関係で電気的に接続されている。また、回路基板１０の第２の電極１２ｂと半導体チップ２０の第２の接続パッド２２ｂとは、例えば図１、図２、図３（ａ）に示すように、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等の金属ワイヤーからなるからなる第２のボンディングワイヤー１３ｂを介して、それぞれ１対１の関係で電気的に接続されている。
【００２０】
特に、本実施形態においては、図１〜図３に示すように、それぞれ複数配列された電極１２（第１の電極１２ａと第２の電極１２ｂ）と接続パッド２２（第１の接続パッド２２ａと第２の接続パッド２２ｂ）とを接続する第１のボンディングワイヤー１３ａと第２のボンディングワイヤー１３ｂとが、１本おきに交互に配置されるように構成されている。すなわち、特定のボンディングワイヤーに着目したとき、当該ボンディングワイヤーが第１のボンディングワイヤー１３ａである場合には、その両隣のボンディングワイヤーが第２のボンディングワイヤー１３ｂになるように配置され、特定のボンディングワイヤーが第２のボンディングワイヤー１３ｂである場合には、その両隣のボンディングワイヤーが第１のボンディングワイヤー１３ａになるように配置されている。
【００２１】
また、本実施形態においては、図１〜図３に示すように、第１のボンディングワイヤー１３ａ及び第２のボンディングワイヤー１３ｂの形状は、第１のボンディングワイヤー１３ａの回路基板１０の上面からの高さが最高点１３ａｈとなる水平位置（第１の水平位置）、すなわち、図３（ａ）に示した回路基板１０の上面に沿った、図面左右方向の位置が、少なくとも第２のボンディングワイヤー１３ｂの最高点１３ｂｈの水平位置（第２の水平位置）とは異なる位置に設定されている。また、第１のボンディングワイヤー１３ａの最高点１３ａｈと第２のボンディングワイヤー１３ｂの最高点１３ｂｈは、図３（ａ）に示すように、回路基板１０の上面からの高さが略同一になるように設定されている。また、第１のボンディングワイヤー１３ａと第２のボンディングワイヤー１３ｂは、その全長が略同一になるように設定されている。
【００２２】
より具体的には、第１のボンディングワイヤー１３ａの形状において、その最高点１３ａｈの水平位置は、少なくとも第２のボンディングワイヤー１３ｂの最高点１３ｂｈの水平位置に対して、半導体チップ２０の接続パッド２２寄りの位置にあればよい。図２、図３及び図７に示すように、複数の第１の接続パッド２２ａと各々接続された複数の第１のボンディングワイヤー１３ａの、ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点１３ａｈと、Ｙ方向に配列された複数の第１の接続パッド２２ａの各々の中心及びＹ方向に配列された複数の第２の接続パッド２２ｂの各々の中心を結ぶ直線（一点鎖線で示す仮想線）と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分のＸ方向の各距離ｌａのうち、最も長い距離ｌａが、複数の第２の接続パッド２２ｂと各々接続された複数の第２のボンディングワイヤー１３ｂの、ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点１３ｂｈと、Ｙ方向に配列された複数の第１の接続パッド２２ａの各々の中心及びＹ方向に配列された複数の第２の接続パッド２２ｂの各々の中心を結ぶ直線（一点鎖線で示す仮想線）と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分のＸ方向の各距離ｌｂのうち、最も短い距離ｌｂより短い。この場合、Ｙ方向に配列された複数の第１の接続パッド２２ａの各々の中心及びＹ方向に配列された複数の第２の接続パッド２２ｂの各々の中心を結ぶ直線とは、図７に一点鎖線で示すように、仮想の直線である。
【００２３】
例えば、第１の電極１２ａと第１の接続パッド２２ａとを結ぶ第１のボンディングワイヤー１３ａを平面視した場合、上記第１のボンディングワイヤー１３ａの中間点よりも、第１の接続パッド２２ａ寄りの位置にあればよい。より好ましくは平面視して接続パッド２２から上記第１のボンディングワイヤー１３ａの全長の１／３の距離の範囲内に設定されている。
【００２４】
また、第２のボンディングワイヤー１３ｂの形状において、その最高点１３ｂｈの水平位置は、少なくとも第１のボンディングワイヤー１３ａの最高点１３ａｈの水平位置に対して、回路基板１０の第２の電極１２ａ寄りの位置にあればよい。例えば、第２の電極１２ｂと第２の接続パッド２２ｂとを結ぶ第２のボンディングワイヤー１３ｂを平面視した場合、上記第２のボンディングワイヤー１３ｂの中間点よりも、第２の電極１２ｂ寄りの位置にあればよい。より好ましくは平面視して電極１２から上記第２のボンディングワイヤー１３ｂの全長の１／３の距離の範囲内に設定されている。
【００２５】
さらに、本実施形態においては、このようなボンディングワイヤーの形状により、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、特定のボンディングワイヤーに着目したとき、その最高点と両隣のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離ＰＬ１、ＰＬ２が、少なくとも８０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上離間するように構成されている。なお、近年の半導体装置においては、図２（ａ）に示すように、半導体装置１の小型化や高機能化に伴って、回路基板１０側の電極１２間のピッチ（例えば２００μｍ程度）に対して、半導体チップ２０側の接続パッド２２間のピッチの方が非常に狭く（例えば８０μｍ以下）に設定されている。電極１２（第１の電極１２ａと第２の電極１２ｂ）間のピッチとは、平面視して、回路基板１０の外周の四辺のうちの一辺に沿って配列された複数の電極１２のうち、隣接する電極１２の中心間の距離をいう。同様に、接続パッド２２間のピッチとは、平面視して、半導体チップ２０の外周の四辺のうちの一辺に沿って配列された複数の接続パッド２２（第１の接続パッド２２ａと第２の接続パッド２２ｂ）のうち、隣接する接続パッド２２の中心間の距離をいう。
【００２６】
そして、上述したような半導体チップ２０や、第１のボンディングワイヤー１３ａ及び第２のボンディングワイヤー１３ｂが設けられた回路基板１０の上面には、これらを被覆して外部環境から保護するために、エポキシ系樹脂等からなる封止層３０が設けられている。
【００２７】
（半導体装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、本発明の特徴であるワイヤーボンディング工程について詳しく説明する。
【００２８】
図４は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の第１のワイヤーボンディング工程を示す概念図であり、図５は、本実施形態に係る第１のワイヤーボンディング工程終了時のボンディングワイヤーの接続状態を示す図である。ここで、図５（ａ）は半導体装置の上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示したＶＢ−ＶＢ線（本願明細書においては図５中に示したローマ数字の「５」に対応する記号として便宜的に「Ｖ」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の第２のワイヤーボンディング工程を示す概念図であり、図７は、本実施形態に係る第２のワイヤーボンディング工程終了時のボンディングワイヤーの接続状態を示す図である。ここで、図７（ａ）は半導体装置の上面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示したVIIＢ−VIIＢ線（本願明細書においては図７中に示したローマ数字の「７」に対応する記号として便宜的に「VII」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。
【００２９】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、概略、半導体チップ搭載工程と、第１のワイヤーボンディング工程と、第２のワイヤーボンディング工程と、封止工程と、有している。
【００３０】
半導体チップ搭載工程は、回路基板１０の上面である一方の面の例えば中央部に、絶縁性の接着剤を介して半導体チップ２０をフェースアップ状態で載置する。そして、当該接着剤を硬化させることにより、半導体チップ２０が下面側の接着層２４を介して回路基板１０上に接着される。
【００３１】
第１のワイヤーボンディング工程は、ボンディング装置（ボンダー）のステージ上に、半導体チップ２０が上面である一方の面に接着された回路基板１０を固定し、この回路基板１０に対して、半導体チップ２０の接続パッド２２側から回路基板１０の電極１２方向へのワイヤーボンディングを１箇所おきに施す。
【００３２】
具体的には、第１のワイヤーボンディング工程においては、まず、図４（ａ）に示すように、ボンダーヘッド（キャピラリー）４０のワイヤー送出口に、ボンディングワイヤー１３ｙの先端がボール状に形成された状態で、当該ボンダーヘッド４０を降下させて、半導体チップ２０の接続パッド２２にボンディングワイヤー１３ｙの先端を接触させる。この状態で、ボンディングワイヤー１３ｙの先端を加熱加圧するとともに超音波振動させることにより、ボンディングワイヤー１３ｙの先端を接続パッド２２の上面に接合させる。これにより、接続パッド２２に接合されたボンディングワイヤー１３ｙの先端に始点部となる１ｓｔボンド１３ｘが形成される。
【００３３】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ボンダーヘッド４０をステージ（又は、回路基板１０の上面）から所定の高さまで上昇させた後、ボンダーヘッド４０に対してステージを相対的に移動させて、図４（ｃ）に示すように、ボンダーヘッド４０を回路基板１０の電極１２の上方の位置まで移動させる。なお、ワイヤーボンディングを確実に行うことができれば、ステージを移動させても、ボンダーヘッド４０を移動させても、いずれでも構わない。
【００３４】
次いで、図４（ｄ）に示すように、再度ボンダーヘッド４０を降下させて、回路基板１０の電極１２にボンディングワイヤー１３ｙを接触させる。この状態で、電極１２に接触した部分のボンディングワイヤー１３ｙを加熱加圧するとともに超音波振動させることにより、ボンディングワイヤー１３ｙを電極１２の上面に接合させる。これにより、電極１２に接合された部分のボンディングワイヤー１３ｙに終点部となる２ｎｄボンド１３ｚが形成される。その後、ボンダーヘッド４０を再度上昇させるとともに、２ｎｄボンド１３ｚの近傍でボンディングワイヤー１３ｙを切断することにより、図３（ａ）に示したような形状を有する第１のボンディングワイヤー１３ａが形成される。
【００３５】
そして、半導体チップ２０の外周の四辺の各辺に沿って規則的に配列された複数の接続パッド２２、及び、回路基板１０の外周の四辺の各辺に沿って規則的に配列された複数の電極１２に対して、１箇所おきに上述したようなワイヤーボンディングを順次繰り返して、第１のボンディングワイヤー１３ａにより相互の電極１２と接続パッド２２とを接続する。これにより、図５に示すように、回路基板１０及び半導体チップ２０の外周の四辺の全辺にわたり、１箇所おきに電極１２と接続パッド２２が第１のボンディングワイヤー１３ａにより接続された構成が得られる。
【００３６】
ここで、第１のワイヤーボンディング工程においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、半導体チップ２０の接続パッド２２の上面に１ｓｔボンド１３ｘを形成した後、ボンダーヘッド４０を上昇させ、さらに、回路基板１０の電極１２の上方の位置まで移動させた後、下降させて、回路基板１０の電極１２の上面に２ｎｄボンド１３ｚを形成するように動作させる。これにより、第１のボンディングワイヤー１３ａの形状は、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ｄ）に示したように、ボンディングワイヤー１３ｙが半導体チップ２０の接続パッド２２上で立ち上がり、その後最高点１３ａｈを経由した後、回路基板１０の電極１２に向かって徐々に下降する湾曲形状（又はループ形状）を有することになる。ここで、この第１のボンディングワイヤー１３ａの形状において、少なくとも、その最高点１３ａｈの水平位置は、電極１２と２２とを結ぶ水平線の中間点よりも、接続パッド２２寄りの位置、より好ましくは接続パッド２２から上記水平線の全長の１／３の距離の範囲内に含まれるように形成される。
【００３７】
なお、このような湾曲形状を有する第１のボンディングワイヤー１３ａを確実に形成するためには、例えば、１ｓｔボンド１３ｘの形成後、ボンダーヘッド４０を上昇させた際に、ボンダーヘッド４０を回路基板１０の電極１２側とは反対方向（すなわち、回路基板１０の中央部方向；図４（ｂ）の左方向）に一旦移動させた後、回路基板１０の電極１２の上方の位置まで移動させる等の任意の軌跡で動作させるものであってもよい。
【００３８】
第２のワイヤーボンディング工程は、上述した第１のワイヤーボンディング工程において、１箇所おきに電極１２と接続パッド２２が第１のボンディングワイヤー１３ａにより接続された回路基板１０に対して、回路基板１０の電極１２側から半導体チップ２０の接続パッド２２方向へのワイヤーボンディングを１箇所おきに施す。
【００３９】
具体的には、第２のワイヤーボンディング工程においては、まず、図６（ａ）に示すように、ボンダーヘッド４０のワイヤー送出口に、ボンディングワイヤー１３ｙの先端がボール状に形成された状態で、当該ボンダーヘッド４０を降下させて、回路基板１０の電極１２にボンディングワイヤー１３ｙの先端を接触させる。この状態で、ボンディングワイヤー１３ｙの先端を加熱加圧するとともに超音波振動させることにより、ボンディングワイヤー１３ｙの先端を電極１２の上面に接合させる。これにより、電極１２に接合されたボンディングワイヤー１３ｙの先端に始点部となる１ｓｔボンド１３ｘが形成される。
【００４０】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ボンダーヘッド４０をステージ（又は、回路基板１０の上面）から所定の高さまで上昇させた後、ボンダーヘッド４０に対してステージを相対的に移動させて、図６（ｃ）に示すように、ボンダーヘッド４０を半導体チップ２０の接続パッド２２の上方の位置まで移動させる。なお、ワイヤーボンディングを確実に行うことができれば、ステージを移動させても、ボンダーヘッド４０を移動させても、いずれでも構わない。
【００４１】
次いで、図６（ｄ）に示すように、再度ボンダーヘッド４０を降下させて、半導体チップ２０の接続パッド２２にボンディングワイヤー１３ｙを接触させる。この状態で、接続パッド２２に接触した部分のボンディングワイヤー１３ｙを加熱加圧するとともに超音波振動させることにより、ボンディングワイヤー１３ｙを接続パッド２２の上面に接合させる。これにより、接続パッド２２に接合された部分のボンディングワイヤー１３ｙに終点部となる２ｎｄボンド１３ｚが形成される。その後、ボンダーヘッド４０を再度上昇させるとともに、２ｎｄボンド１３ｚの近傍でボンディングワイヤー１３ｙを切断することにより、図３（ａ）に示したような形状を有する第２のボンディングワイヤー１３ｂが形成される。
【００４２】
そして、上述した第１のワイヤーボンディング工程において、第１のボンディングワイヤー１３ａにより接続されていない、半導体チップ２０の接続パッド２２、及び、回路基板１０の電極１２に対して、回路基板１０の外周の四辺の全辺にわたり、上述したようなワイヤーボンディングを順次繰り返して、第２のボンディングワイヤー１３ｂにより相互の電極１２と接続パッド２２とを接続する。これにより、図７に示すように、回路基板１０及び半導体チップ２０の外周の四辺の全辺にわたり、１箇所おきに電極１２と接続パッド２２が第２のボンディングワイヤー１３ｂにより接続された構成が得られる。
【００４３】
ここで、第２のワイヤーボンディング工程においては、図６（ａ）〜（ｄ）に示したように、回路基板１０の電極１２の上面である一方の面に１ｓｔボンド１３ｘを形成した後、ボンダーヘッド４０を上昇させ、さらに、半導体チップ２０の接続パッド２２の上方の位置まで移動させた後、下降させて、半導体チップ２０の接続パッド２２の上面に２ｎｄボンド１３ｚを形成するように動作させる。これにより、第２のボンディングワイヤー１３ｂの形状は、図３（ａ）〜（ｃ）及び図６（ｄ）に示したように、ボンディングワイヤー１３ｙが回路基板１０の電極１２上で立ち上がり、その後最高点１３ｂｈを経由した後、半導体チップ２０の接続パッド２２に向かって徐々に下降する湾曲形状（又はループ形状）を有することになる。ここで、この第２のボンディングワイヤー１３ｂの形状において、少なくとも、その最高点１３ｂｈの水平位置は、平面視して電極１２と接続パッド２２とを結ぶ第２のボンディングワイヤー１３ｂの中間点よりも、電極１２寄りの位置にあればよい。より好ましくは第２のボンディングワイヤー１３ｂにおける最高点１３ｂｈの水平位置は、平面視して電極１２から上記第２のボンディングワイヤー１３ｂの全長の１／３の距離の範囲内に含まれるように形成される。
【００４４】
従って、ＸＹ平面において、複数の第１の接続パッドと各々接続された複数の第１のボンディングワイヤーの最高点と、Ｙ方向に配列された複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ前記Ｙ方向の列と、を結ぶ最短距離が最も長いものは、複数の第２の接続パッドと各々接続された複数の第２のボンディングワイヤーの最高点と、Ｙ方向に配列された複数の第１の接続パッドの各々の中心及びＹ方向に配列された複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶＹ方向の列と、を結ぶ最短距離が最も短いものよりも、距離が短い。また、複数の第１の接続パッドと各々接続された複数の第１のボンディングワイヤーの、ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、Ｘ方向に配列された複数の第１の接続パッドの各々の中心及びＸ方向に配列された複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分のＹ方向の各距離のうち、最も長い距離が、複数の第２の接続パッドと各々接続された複数の第２のボンディングワイヤーの、ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、Ｘ方向に配列された複数の第１の接続パッドの各々の中心及びＸ方向に配列された複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分のＹ方向の各距離のうち、最も短い距離より短い。
【００４５】
なお、このような湾曲形状を有する第２のボンディングワイヤー１３ｂを確実に形成するためには、例えば、１ｓｔボンド１３ｘの形成後、ボンダーヘッド４０を上昇させた際に、ボンダーヘッド４０を半導体チップ２０の接続パッド２２側とは反対方向（すなわち、回路基板１０の外縁部方向；図６（ｂ）の右方向）に一旦移動させた後、半導体チップ２０の接続パッド２２の上方の位置まで移動させる等の任意の軌跡で動作させるものであってもよい。
【００４６】
なお、上述した第１のワイヤーボンディング工程と第２のワイヤーボンディング工程は、その実行順序が逆であってもよい。また、第１のワイヤーボンディング工程と第２のワイヤーボンディング工程は、いずれも既存のワイヤーボンディング工程における設定を切り替えることにより実現可能である。そして、このようなワイヤーボンディング工程により、図１、図２に示したように、それぞれ規則的に配列された複数の電極１２と複数の接続パッド２２とが、第１のボンディングワイヤー１３ａと第２のボンディングワイヤー１３ｂにより、１本おきに交互に接続された構成が得られる。
【００４７】
封止工程は、上述した各工程により、半導体チップ２０及び第１のボンディングワイヤー１３ａ、第２のボンディングワイヤー１３ｂが設けられた回路基板１０上に封止層３０を形成する。具体的には、封止工程は、第１のボンディングワイヤー１３ａ及び第２のボンディングワイヤー１３ｂにより半導体チップ２０に電気的に接続された回路基板１０の上面に、例えばスクリーン印刷法に用いるスクリーンを密着させた状態で、エポキシ系樹脂等の液状の樹脂材料を滴下し、この樹脂材料をスキージでスクリーンに均一に塗り込むことにより、当該スクリーンのパターンに応じて、回路基板１０上に所定の厚みの塗布膜が形成される。ここで、塗布膜は、少なくとも回路基板１０上の半導体チップ２０や第１のボンディングワイヤー１３ａ、第２のボンディングワイヤー１３ｂ等が被覆して露出しない程度の適切な厚みに設定される。また、樹脂材料の塗布処理（スクリーン印刷）は、一般に大気中で行なわれる。
【００４８】
スクリーン印刷は大気中で行なうため、塗布膜中に空気が気泡として巻き込まれやすい。そこで、通常は、真空脱泡により、塗布膜中に巻き込まれた気泡を除去するが、上記のようなワイヤーボンディングを行うことにより、気泡が抜けやすい距離が確保されるため、真空脱泡工程を省略することができる。次いで、この塗布膜を加熱処理して硬化させることにより、半導体チップ２０や第１のボンディングワイヤー１３ａ、第２のボンディングワイヤー１３ｂ等を外部環境（水分や外部応力等）から保護するための封止層３０が形成される。
【００４９】
（作用効果の検証）
次に、上述した実施形態に示した半導体装置の作用効果について、比較例を示して詳しく説明する。ここでは、比較例として、回路基板の複数の接続パッドと半導体チップの複数の接続パッドとを、それぞれ同一の形状を有するボンディングワイヤーにより接続した構成を示す。
【００５０】
図８は、比較例に係る半導体装置を示す概略斜視図である。図９は、比較例に係る半導体装置を示す概略構成図である。ここで、図９（ａ）は比較例の半導体装置の上面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示したIXＢ−IXＢ線（本願明細書においては図９中に示したローマ数字の「９」に対応する記号として便宜的に「IX」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。図１０は、比較例に係る半導体装置に適用されるボンディングワイヤーの形状を示す要部断面図である。ここで、図１０（ａ）は比較例に係る半導体装置の要部断面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示したＸＢ−ＸＢ線（本願明細書においては図１０中に示したローマ数字の「１０」に対応する記号として便宜的に「Ｘ」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。図１１は、比較例に係る半導体装置における問題点を説明するための図である。ここで、図１１（ａ）は比較例に係る半導体装置における問題点を示す要部断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示したXIＢ−XIＢ線（本願明細書においては図１１中に示したローマ数字の「１１」に対応する記号として便宜的に「XI」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図である。図１２は、本実施形態に係る半導体装置における作用効果を説明するための図である。ここで、図１２（ａ）は本実施形態に係る半導体装置における作用効果を示す要部断面図（ＸＺ断面図）であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示したXIIＢ−XIIＢ線（本願明細書においては図１２中に示したローマ数字の「１２」に対応する記号として便宜的に「XII」を用いる。）に沿った半導体装置の断面を示す図（ＹＺ断面図）であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）に示したXIIＣ−XIIＣ線に沿った半導体装置の断面を示す図（ＹＺ断面図）である。なお、図８〜図１１においては、上述した本実施形態と同等の構成については、同等の表記方法及び符号を用いて示す。
【００５１】
比較例に係る半導体装置１ｐは、図８〜図１０に示すように、上述した実施形態と同等の構成において、回路基板１０に配列された複数の電極１２と半導体チップ２０に配列された複数の接続パッド２２とを接続する各ボンディングワイヤー１３ｐが、いずれも同様の形状（湾曲形状）を有している。しかし、各電極１２と接続パッド２２とを接続するボンディングワイヤー１３ｐのワイヤーの長さは、半導体チップ２０の各辺に沿って設けられた各辺の中央付近の接続パッド２２と接続されたボンディングワイヤー１３ｐの方が、半導体チップ２０の四隅に近い位置に設けられた接続パッド２２と接続されたボンディングワイヤー１３ｐより短くなっている。また、各電極１２と接続パッド２２とを接続するボンディングワイヤー１３ｐのボンディング方向においても、半導体チップ２０の各辺に沿って設けられた各辺の中央付近の接続パッド２２と接続されたボンディングワイヤー１３ｐのボンディング方向と、半導体チップ２０の四隅に近い位置に設けられた接続パッド２２と接続されたボンディングワイヤー１３ｐのボンディング方向とでは異なっている。
【００５２】
なお、図８〜図１０においては、ボンディングワイヤー１３ｐの形状が、半導体チップ２０の接続パッド２２上で立ち上がり、その後最高点１３ｐｈを経由した後、回路基板１０の電極１２に向かって徐々に下降する湾曲形状（又はループ形状）を有する場合について示した。
【００５３】
このような比較例に係る半導体装置１ｐにおいて、半導体チップ２０及びボンディングワイヤー１３ｐが設けられた回路基板１０上に封止層３０を形成する封止工程について検証する。
【００５４】
封止工程において、上述した本実施形態と同様に、大気中でスクリーン印刷法を用いて回路基板１０上に樹脂材料からなる塗布膜を形成すると、液状の樹脂材料をスキージでスクリーンに押し付けることになるため、塗布膜中に空気が巻き込まれて、気泡として残留する場合があった。
【００５５】
さらに、近年の半導体装置の小型化や、高機能化に伴う接続パッド数の増加により、ボンディングワイヤー間の間隔が狭くなる傾向にある。例えば、半導体チップ２０側の接続パッド２２間のピッチは、概ね１００μｍ以下に微細化され、８０μｍ以下のピッチを有する半導体チップ２０も知られている。一方、回路基板１０側の電極１２間のピッチも、概ね２００μｍ以下に微細化されている。
【００５６】
ここで、上述したように、比較例においては隣り合うボンディングワイヤー１３ｐが略同様の形状を有しているため、半導体チップ２０の接続パッド２２間のピッチが狭くなると、図１１（ｂ）に示すように、ボンディングワイヤー１３ｐ間の間隔ＰＬ３も狭くなることになる。そのため、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、自然脱泡による方法では、塗布膜３１中に残留する気泡５０が隣り合うボンディングワイヤー１３ｐにより阻止されて十分に外部に抜けきらず、塗布膜３１を硬化させる際の加熱処理により、気泡が膨張して、ボンディングワイヤー１３ｐに応力が加わって、ボンディングワイヤー１３ｐの断線や接続パッド２２における剥がれを生じる場合があるという問題を有していた。なお、このような問題を解決するために、塗布膜３１中に残留する気泡５０を、真空脱泡装置を使用して強制的に脱泡する方法を使用することも考えられるが、作業工数の増加や製造コストの上昇を招くという問題を有している。
【００５７】
本願発明者は、このような問題に鑑み、ボンディングワイヤー１３ｐ間の間隔ＰＬ３、すなわち、半導体チップ２０の接続パッド２２間のピッチと、塗布膜３１中の気泡５０の残留との関係について、詳細に検証したところ、次のような検証結果を見出した。なお、ここでは、ボンディングワイヤーとして線径が概ね２５μｍのものを使用し、回路基板１０の電極１２と半導体チップ２０の接続パッド２２間の水平距離が５ｍｍに設定されている場合について検証を行った。
【００５８】
すなわち、接続パッド２２間のピッチが概ね１００μｍよりも広く設定された半導体チップ２０を回路基板１０に搭載した半導体装置においては、塗布膜３１を硬化させる際の加熱処理を行った場合であっても、ボンディングワイヤー１３ｐの断線や接続パッド２２における剥がれはほとんど確認されなかった。
【００５９】
一方、接続パッド２２間のピッチが概ね１００μｍ以下（例えば、８０μｍ、７５μｍ）に設定された半導体チップ２０を回路基板１０に搭載した半導体装置においては、塗布膜３１を硬化させる際の加熱処理により、ボンディングワイヤー１３ｐの断線や接続パッド２２における剥がれが顕著に発生することが確認された。
【００６０】
このことから、隣り合うボンディングワイヤー１３ｐの間隔が回路基板１０の電極１２方向に拡がっていることを考慮すると、ボンディングワイヤー１３ｐの断線や接続パッド２２における剥がれの原因となる、膨張した気泡５０の直径は、概ね８０〜１００μｍ程度までであると推定することができる。すなわち、この気泡５０の直径がボンディングワイヤー１３ｐ間の間隔ＰＬ３よりも大きいために、自然脱泡による方法では、気泡５０が隣り合うボンディングワイヤー１３ｐにより阻止されて外部に抜けきらないことが推測される。
【００６１】
そこで、本発明に係る半導体装置は、上述した本実施形態に示したように、回路基板１０に規則的に配列された複数の電極１２と、回路基板１０上に搭載された半導体チップ２０に規則的に配列された複数の接続パッド２２とを接続するボンディングワイヤーが、最高点１３ａｈの水平位置が半導体チップ２０の接続パッド２２寄りの位置に設定された第１のボンディングワイヤー１３ａと、最高点１３ｂｈの水平位置が回路基板１０の電極１２寄りの位置に設定された第２のボンディングワイヤー１３ｂとを１本おきに交互に配置した構成を有している。ここで、第１のボンディングワイヤー１３ａの最高点１３ａｈと第２のボンディングワイヤー１３ｂの最高点１３ｂｈは、回路基板１０の上面からの高さが略同一になるように設定されている。また、第１のボンディングワイヤー１３ａと第２のボンディングワイヤー１３ｂは、その全長が略同一になるように設定されている。
【００６２】
より具体的には、本発明に係る半導体装置は、第１のボンディングワイヤー１３ａの最高点１３ａｈの水平位置が、電極１２と接続パッド２２とを結ぶ水平線の中間点よりも、接続パッド２２寄りの位置に設定され、接続パッド２２から上記水平線の全長の１／３の距離の範囲内に設定されていることがより好ましい。また、第２のボンディングワイヤー１３ｂの最高点１３ｂｈの水平位置は、電極１２と接続パッド２２とを結ぶ水平線の中間点よりも、電極１２寄りの位置に設定され、電極１２から上記水平線の全長の１／３の距離の範囲内に設定されていることがより好ましい。
【００６３】
さらに、本実施形態においては、上記の形状を有する第１のボンディングワイヤー１３ａ及び第２のボンディングワイヤー１３ｂにおいて、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、特定のボンディングワイヤーに着目したとき、その最高点と両隣のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離ＰＬ１、ＰＬ２が、上述した膨張した気泡５０の直径に対応する概ね８０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上離間するように設定されている。
【００６４】
このような構成により、本実施形態においては、接続パッド２２間のピッチが概ね１００μｍ以下（例えば、８０μｍ、７５μｍ）に設定された半導体チップ２０を回路基板１０に搭載した半導体装置１であっても、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、塗布膜３１中に残留する気泡５０を自然脱泡により、第１のボンディングワイヤー１３ａと第２のボンディングワイヤー１３ｂとの間（最短の離間距離ＰＬ１、ＰＬ２＞１００μｍ）を通過させて、効率的かつ十分に抜くことができる。したがって、塗布膜３１を硬化させる際の加熱処理を行っても、ボンディングワイヤーの断線や接続パッドにおける剥がれを抑制することができ、製造歩留まりを向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態においては、上記の構成を実現するために、ボンディングワイヤーのボンディング方向を変えて、各ボンディング方向毎に回路基板１０の全周にわたり、ワイヤーボンディングを施しているため、全体として全周のボンディングを２回繰り返すことになる。一般に、ワイヤーボンディング工程においては、接続パッド間をボンディングワイヤーで接続するボンディングの所要時間が長く、隣り合う接続パッドの上方の位置にボンダーヘッドを移動させる所要時間は比較的短い。したがって、本実施形態のように、１本おきに全周にわたりボンディングを施す動作を２回（２周分）繰り返した場合であっても、ボンディングワイヤーの本数は比較例の場合と同じであるので、ボンディングの所要時間に変化はなく、ワイヤーボンディング工程全体の所要時間もほとんど増加しないので、作業工数の増加や製造コストの上昇を抑制することができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態においては、第１のボンディングワイヤー１３ａ及び第２のボンディングワイヤー１３ｂの形成方法として、ボンディングワイヤー１３ｙの両端部にボール状の１ｓｔボンド１３ｘと２ｎｄボンド１３ｚを形成するボールボンディング技術を適用した場合について説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、両端部にボール状部分を形成しない、例えばウェッジボンディング技術を適用するものであってもよい。
【００６７】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００６８】
（付記）
請求項１に記載の発明は、
互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極及び複数の第２の電極が設けられ、前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板と、
前記基板の前記ＸＹ平面上に搭載され、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッド及び複数の第２の接続パッドが設けられ、前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが交互に配列された半導体チップと、
前記複数の第１の電極と前記複数の第１の接続パッドとを各々接続する複数の第１のボンディングワイヤーと、
前記複数の第２の電極と前記複数の第２の接続パッドとを各々接続する複数の第２のボンディングワイヤーと、
を有し、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする半導体装置である。
【００６９】
請求項２に記載の発明は、
前記半導体チップ、前記第１のボンディングワイヤー及び前記第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に封止層が設けられ、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置にあり、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置にあり、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置である。
【００７０】
請求項３に記載の発明は、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点と隣り合う前記第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離、及び、前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点と隣り合う前記第１のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離が、８０μｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置である。
【００７１】
請求項４に記載の発明は、
前記第１のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記接続パッドから前記第１のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に設定され、
前記第２のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記電極から前記第２のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置である。
【００７２】
請求項５に記載の発明は、
前記接続パッド間のピッチは、１００μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置である。
【００７３】
請求項６に記載の発明は、
互いに直交するＸ方向およびＹ方向を含むＸＹ平面を有し、前記ＸＹ平面の前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の接続パッドと複数の第２の接続パッドとが設けられ前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された半導体チップが、前記ＸＹ平面を有し、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の外周の辺に沿った列に複数の第１の電極と複数の第２の電極とが設けられ前記第１の電極と前記第２の電極とが交互に配列された基板の前記一面側に搭載されたものを用意し、
前記第１の接続パッドから前記第１の電極に向かう第１のボンディングワイヤーと、前記第２の電極から前記第２の接続パッドに向かう第２のボンディングワイヤーと、により１本おきに交互に接続し、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｙ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｙ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｘ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００７４】
請求項７に記載の発明は、
前記半導体チップ、前記第１のボンディングワイヤー及び前記第２のボンディングワイヤーを被覆するように、前記基板の前記一面側に封止層を形成し、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第１の電極と前記第１の接続パッドとの中間点よりも前記第１の接続パッドに近い位置になるように形成し、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点は、平面視して前記第２の電極と前記第２の接続パッドとの中間点よりも前記第２の電極に近い位置になるように形成され、
前記複数の第１の接続パッドと各々接続された前記複数の第１のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も長い距離が、前記複数の第２の接続パッドと各々接続された前記複数の第２のボンディングワイヤーの、前記ＸＹ平面と直交するＺ方向における各々の高さが最高となる各最高点と、前記Ｘ方向に配列された前記複数の第１の接続パッドの各々の中心及び前記Ｘ方向に配列された前記複数の第２の接続パッドの各々の中心を結ぶ直線と、をそれぞれ最短距離で結ぶ各線分の前記Ｙ方向の各距離のうち、最も短い距離より短いことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法である。
【００７５】
請求項８に記載の発明は、
前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第１のボンディングワイヤーの最高点と隣り合う前記第２のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離、及び、前記基板の前記一面からの高さが最高となる前記第２のボンディングワイヤーの最高点と隣り合う前記第１のボンディングワイヤーまでの最短の離間距離を、８０μｍ以上に形成することを特徴とする請求項６または７記載の半導体装置の製造方法である。
【００７６】
請求項９に記載の発明は、
前記第１のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記接続パッドから前記第１のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に形成し、
前記第２のボンディングワイヤーの前記最高点は、平面視して前記電極から前記第２のボンディングワイヤーの全長の１／３の距離の範囲内に形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。
【００７７】
請求項１０に記載の発明は、
前記接続パッド間のピッチは、１００μｍ以下に形成することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ｐ    半導体装置
１０    回路基板
１１    絶縁性基板
１２    電極
１２ａ  第１の電極
１２ｂ  第２の電極
１３ａ  第１のボンディングワイヤー
１３ｂ  第２のボンディングワイヤー
１３ｐ  ボンディングワイヤー
１３ａｈ、１３ｂｈ、１３ｐｈ    最高点
１３ｘ  １ｓｔボンド
１３ｙ  ボンディングワイヤー
１３ｚ  ２ｎｄボンド
２０    半導体チップ
２１    シリコン基板
２２    接続パッド
２２ａ  第１の接続パッド
２２ｂ  第２の接続パッド
２３    絶縁膜
２４    接着層
３０    封止層
４０    ボンダーヘッド
５０    気泡
【図１】
0006025016.tif 000002
【図２】
0006025016.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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