(57)【要約】【課題】ワイヤの断線及び短絡を防止することができる半導体装置を提供することを課題とする。【解決手段】基板１上に放熱板２を介して半導体チップ３が搭載されると共に基板１上に外部電極４が配設され、半導体チップ３の表面に形成された電極パッドと外部電極４とがワイヤ５により接続される。半導体チップ３の電極パッドと外部電極４のワイヤボンディング部との間の領域において、ワイヤ５の下方に位置する放熱板２の角部６上にゴム状の絶縁部材７が突出形成されている。外部からの振動等によりワイヤ５が移動しても、ワイヤ５は絶縁部材７に接触することによりワイヤ５と放熱板２の角部６との直接の接触が防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの電極パッドと半導体チップの近傍に配置された外部電極とが互いに高低差を有すると共にこれら両者間がワイヤにより接続される半導体装置において、
半導体チップの電極パッドと外部電極のワイヤボンディング部との間の領域で且つワイヤの下方に位置する中間部材の表面上にゴム状の絶縁部材が突出形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板とこの基板上に配置される放熱板をさらに備え、半導体チップは前記放熱板上に配置されると共に外部電極は前記基板上に配置され、前記中間部材は前記放熱板の角部からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁部材は、前記放熱板の面取りされた角部に配置される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】
放熱基板とこの放熱基板上に配置されるケースをさらに備え、半導体チップは前記ケース内の前記放熱基板上に配置されると共に外部電極は前記ケースに一体に形成されたインサート電極からなり、前記中間部材は前記インサート電極の縁部からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁部材は、熱硬化型、常温硬化型または紫外線硬化型の樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置に係り、半導体モジュールとして用いられる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パワーモジュールにおいては、例えば、基板上に放熱板を介して半導体チップが搭載され、この半導体チップの表面に形成されている電極パッドと基板上に配設された外部電極とがワイヤボンディングにより接続される。あるいは、放熱基板上にケースが形成されると共にケース内の放熱基板上に半導体チップが搭載され、半導体チップの電極パッドとケースに一体に形成されたインサート電極とがワイヤボンディングにより接続される。
【０００３】
このような構造を有する半導体パワーモジュールでは、半導体チップの電極パッドと外部電極あるいはインサート電極との間に高低差が生じ、外部から振動等を受けたり、ワイヤボンディング設備の異常でワイヤのループ高さが低くなったりして、ワイヤの中間部が放熱板の角部あるいはインサート電極の縁部に接触し、短絡したり、ワイヤが摩擦により断線するおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、半導体チップの周辺部に絶縁物を形成して半導体チップの電極パッドからリードへ引き出すワイヤが半導体チップの縁部に接触して短絡したり、隣接するワイヤが互いに短絡することを防止する半導体装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１９６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の半導体装置は、ワイヤと半導体チップの縁部や隣接するワイヤとの接触を防止する目的で半導体チップの周辺部に絶縁物を形成するものであり、これでは上述したような半導体パワーモジュールにおけるワイヤと放熱板の角部あるいはインサート電極の縁部との接触を防止することは困難である。また、特許文献１の半導体装置は、半導体チップやリードを保持するために、半導体チップ、リードの基端部及びワイヤが樹脂パッケージ等で封止された状態で使用され、上述した半導体パワーモジュールのようにワイヤが振動等によって移動するものではない。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、ワイヤの断線及び短絡を防止することができる半導体装置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】
【０００７】
この発明に係る半導体装置は、半導体チップの電極パッドと半導体チップの近傍に配置された外部電極とが互いに高低差を有すると共にこれら両者間がワイヤにより接続される半導体装置において、半導体チップの電極パッドと外部電極のワイヤボンディング部との間の領域で且つワイヤの下方に位置する中間部材の表面上にゴム状の絶縁部材が突出形成されたものである。
半導体チップの電極パッドと外部電極のワイヤボンディング部との間の領域で且つワイヤの下方に位置する中間部材の表面上にゴム状の絶縁部材が形成されているため、外部からの振動等によりワイヤが移動しても、ワイヤは絶縁部材に接触することによりワイヤと中間部材との直接の接触が防止され、これによりワイヤの断線及び短絡が防止される。
【０００８】
基板とこの基板上に配置される放熱板をさらに備え、半導体チップは放熱板上に配置されると共に外部電極は基板上に配置され、中間部材は放熱板の角部から形成することができる。またこの場合、絶縁部材は、放熱板の面取りされた角部に配置されることが好ましい。
また、放熱基板とこの放熱基板上に配置されるケースをさらに備え、半導体チップはケース内の放熱基板上に配置されると共に外部電極はケースに一体に形成されたインサート電極からなり、中間部材はインサート電極の縁部から形成することができる。
さらに、絶縁部材は、熱硬化型、常温硬化型または紫外線硬化型の樹脂から形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、半導体チップの電極パッドと外部電極のワイヤボンディング部との間の領域で且つワイヤの下方に位置する中間部材の表面上にゴム状の絶縁部材が突出形成されているため、ワイヤは絶縁部材に接触することによりこのワイヤと中間部材との直接の接触が防止され、これによりワイヤの断線及び短絡が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る半導体装置の全体構成を示す。この半導体装置は、半導体パワーモジュールとして用いられるものである。基板１上に銅板等からなる放熱板２を介して半導体チップ３が搭載されている。また、基板１上には外部電極４が配設されており、半導体チップ３の表面に形成された電極パッド（図示せず）と外部電極４とがワイヤ５により接続されている。また、半導体チップ３の電極パッドと外部電極４のワイヤボンディング部との間の領域において、ワイヤ５の下方に位置する放熱板２の角部６上には、この角部６に沿って延出するゴム状の絶縁部材７が形成されている。
図２に示されるように、絶縁部材７は放熱板２の角部６表面から上方に向けて凸状に突出するように形成されており、この絶縁部材７は弾性及び絶縁性を有している。
【００１１】
次に、この実施の形態１の半導体装置の作用を説明する。この半導体装置では、半導体チップ３の電極パッドが外部電極４よりも高い位置にあり、外部からの振動等によりワイヤ５が移動しても、ワイヤ５の下方に位置する放熱板２の角部６上にゴム状の絶縁部材７が突出形成されているため、ワイヤ５は絶縁部材７に接触することにより、このワイヤ５の放熱板２の角部６との直接の接触が防止される。ここで、絶縁部材７は弾性を有しているため、ワイヤ５が絶縁部材７と摩擦して擦り切れることもなく、これによりワイヤ５の断線を防止することができる。
【００１２】
また、このようにワイヤ５が絶縁部材７に接触してワイヤ５の放熱板２の角部６との接触が防止されるため、ワイヤ５と放熱板２との短絡を防止することができる。
また、ワイヤ５の放熱板２の角部６との接触を防止するために、ワイヤ５のループ高さを大きくとる必要がなく、これにより小型の半導体装置を実現することができる。
【００１３】
なお、上述の実施の形態１において、図２に示されるように、絶縁部材７を放熱板２の角部６の表面上に配置する代わりに、図３に示されるように、放熱板２の角部６の先端を絶縁部材７により覆うように配置することもでき、このようにしてもワイヤ５が絶縁部材７に接触してワイヤ５の短絡及び断線を防止することができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、図４に示されるように、放熱板４の角部６を面取りし、この面取りされた角部８上に絶縁部材７を配置することができ、このようにしても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、このようにすれば、ワイヤ５が放熱板２の角部８に対してさらに接触しにくくなり、ワイヤ５の短絡及び断線をより確実に防止することができる。
【００１４】
実施の形態２．
次に図５を参照して、この発明の実施の形態２に係る半導体装置を説明する。この実施の形態２の半導体装置は、図１に示した実施の形態１の半導体装置において、半導体チップ３を放熱板２を介して基板１上に搭載する代わりに、優れた放熱性を有する放熱基板１１の上に半導体チップ３を搭載したものである。すなわち、放熱基板１１上の周縁部にケース１２が配設されると共に、ケース１２内の放熱基板１１上に半導体チップ３が配置されている。また、この半導体装置は、外部電極としてケース１２に一体に形成されたインサート電極１３を有しており、半導体チップ３表面の電極パッドとこのインサート電極１３とがワイヤ１４により互いに接続されている。
【００１５】
また、インサート電極１３のワイヤボンディング部と半導体チップ３の電極パッドとの間の領域において、ワイヤ１４の下方に位置するインサート電極１３の縁部１５上には、図６に示されるように、この縁部１５に沿って延出すると共にインサート電極１３の縁部１５表面から凸状に突出するようにゴム状の絶縁部材１６が配置されている。
【００１６】
このように、インサート電極１３が半導体チップ３の電極パッドより高い位置にあっても、ワイヤ１４が絶縁部材１６に接触することにより、このワイヤ１４とインサート電極１３の縁部１５との直接の接触が防止されるため、実施の形態１と同様に、ワイヤ１４の短絡及び断線を防止することができる。
【００１７】
なお、上述の実施の形態１及び２における絶縁部材７及び１６は、熱硬化型の樹脂、常温硬化型の樹脂、或いは紫外線硬化型の樹脂から形成することができ、特に、放熱板２及びインサート電極１３に塗布して高く盛ることができるように、硬化前には所定の粘性を有するものが好ましい。例えば、シリコーン樹脂からなる接着剤やポッティング材を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態１における放熱板の角部近傍の構造を示す拡大断面図である。
【図３】実施の形態１の変形例における放熱板の角部近傍の構造を示す拡大断面図である。
【図４】実施の形態１の別の変形例における放熱板の角部近傍に構造を示す拡大断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す断面図である。
【図６】実施の形態２におけるインサート電極の縁部近傍の構造を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  基板、２  放熱板、３  半導体チップ、４  外部電極、５、１４  ワイヤ、６  放熱板の角部、７，１６  絶縁部材、８  放熱板の面取りされた角部、１１  放熱基板、１２  ケース、１３  インサート電極、１５  インサート電極の縁部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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