(57)【要約】【課題】従来技術では、電流制限を行う為に半導体装置内にヒューズまたは、ヒューズの代替を組み込んだ際、樹脂にてコーティングを行うと過大電流が流入した際の熱により樹脂が炭化してしまい、樹脂の炭化部が回路的に接続状態となってしまう。また、ヒューズの代替としてボンディングワイヤを使用した場合、過大電流が流入した際の溶断時、樹脂内のボンディングワイヤ体積と樹脂内のボンディングワイヤ経路体積に変化が無い為溶断しない。【解決手段】上記ヒューズまたは、ヒューズ代替部を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料にて覆うことにより過大電流が流入した際の熱による炭化防止及びヒューズ代替としてボンディングワイヤを使用した際の未溶断を熱硬化後のポーラス状態を利用して防止する。【選択図】 図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンが形成されている絶縁基板上の導体パターンにワイヤボンディング用のワイヤを張り、ワイヤ上及び１ｓｔボンディング側、２ｎｄボンディング側を消弧用として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料で覆うことを特徴とする絶縁基板上の電流制限用ヒューズを有する半導体装置。
【請求項２】
導体パターンが形成されている絶縁基板上の導体パターンにチップ型ヒューズが表面実装されそのチップ型ヒューズの接続部を含め全体を消弧用として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料で覆うことを特徴とする絶縁基板上の電流制限用ヒューズを有する半導体装置。
【請求項３】
導体パターンが形成されている絶縁基板上の導体パターンにチップ型抵抗が表面実装されそのチップ型抵抗の接続部を含め全体を消弧用として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料で覆うことを特徴とする絶縁基板上の電流制限用ヒューズを有する半導体装置。
【請求項４】
絶縁基板上に形成されたパターンヒューズ上面を消弧用として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料で覆うことを特徴とする絶縁基板上の電流制限用ヒューズを有する半導体装置。
【請求項５】
請求項１のボンディングワイヤの材質はアルミより構成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１のボンディングワイヤの材質は金より構成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１のボンディングワイヤは請求項５、６の材質別にボンディングワイヤ径を変えることにより制限される電流値を変えることが可能な半導体装置。
【請求項８】
請求項１のボンディングワイヤは請求項５、６の材質別に並列に複数本のボンディングワイヤを接続することにより制限される電流値を変えることが可能な半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、電流制限用ヒューズを有する従来の半導体装置を示す。導体パターン１が形成されている絶縁基板２上の導体パターン１へ半導体チップ３、チップ型抵抗あるいはチップ型コンデンサ４等の回路部品が搭載されることにより回路が構成され、この回路の電流制限用部品として表面実装型あるいは挿入実装型ヒューズが組み込まれた半導体装置である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、電流制限を行う為に回路形成が行われている同半導体装置内に市販のヒューズを組み込みことにより、半導体装置の発火を防いでいる。しかし、市販のヒューズを用いた場合材料コストの上昇及び製品の大型化に繋がる。
【０００４】
市販のヒューズの代替としてボンディングワイヤを使用した場合、ボンディングワイヤを外力より保護する為に樹脂にてコーティングを行う必要性があるが、この場合ボンディングワイヤに過大電流が流入した際の溶断時の熱により樹脂が炭化してしまい、樹脂の炭化部が回路的に接続状態となってしまいヒューズの機能を果たさない。
【０００５】
市販のヒューズの代替としてボンディングワイヤを使用した場合、ボンディングワイヤを外力より保護する為に樹脂にてコーティングを行う必要性があるが、この場合ボンディングワイヤに過大電流が流入した際の溶断時、樹脂内のボンディングワイヤ体積と樹脂内のボンディングワイヤ経路体積に変化が無い為溶断せずヒューズの機能を果たさない。
【０００６】
市販のヒューズの代替としてチップ抵抗を使用した場合、樹脂にてコーティングを行う場合があるが、この場合チップ抵抗へ過大電流が流入した際の熱により樹脂が炭化してしまい、樹脂の炭化部が回路的に接続状態となってしまいヒューズの機能を果たさない。
【０００７】
チップ型ヒューズ、パターンヒューズを使用した場合、樹脂にてコーティングを行う場合があるが、この場合ヒューズへ過大電流が流入した際の熱により樹脂が炭化してしまい、樹脂の炭化部が回路的に接続状態となってしまいヒューズの機能を果たさない。
【０００８】
上記問題の解決として一般的にヒューズにて使用される消弧材を保護材として使用したいが消弧材を保護材としてアセンブリすることが困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術が有していた問題を解決しようとするものであり、過大電流流入時の熱による樹脂の炭化防止、ボンディングワイヤ使用時の過大電流による確実な溶断を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためにヒューズの代替部を一般的にヒューズにて使用される消弧材の代わりに炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料を使用することにより保護材としてアセンブリが可能となるものである。
【００１１】
上記課題解決手段による作用の１つ目としては次の通りである。炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料は炭素が非常に少ない為、ヒューズ代替部を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料にて保護することにより過大電流が流入した際の熱により炭化することなく延焼がない。
【００１２】
また、作用の２つ目として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料については、熱乾燥後内部がポーラス状態となっている為、ヒューズの代替としてボンディングワイヤを使用した場合の未溶断についてもボンディングワイヤ部を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料にてコーティングを行うことにより外力保護及び確実な溶断が得られる。  
【００１３】
炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料については、消弧材のような粉体ではなく樹脂と同等な取り扱いが可能となり、アセンブリが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料を使用することにより、絶縁基板上へ消弧材を有するヒューズと同等の機能を有することが可能となり、半導体装置の材料コストを下げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１６】
図においては、２は絶縁基板でその上に１の導体パターンが形成されている。その導体パターン上には、半導体チップ３、半導体チップ３と絶縁基板２上の導体パターン１を接続するボンディングワイヤ８、またこれを保護するコーティング樹脂７、表面実装部品・挿入実装部品４などが実装されている。以下同一の構成については、同一の符号で示し説明を省略する。
【００１７】
図１は、上記半導体装置内にボンディングワイヤにて電流制限機能を追加したものである。絶縁基板２上に形成されたワイヤボンディング可能な導体パターン１上へ回路を閉路するべく導体パターン間へワイヤボンディングにてボンディングワイヤ５ａが接続される。ボンディングワイヤをボンディング部も含め全体またはボンディング接続部を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６にてコーティングし、熱処理にて硬化を行い、ボンディングワイヤの保護を行う。
【００１８】
図１に使用されるボンディングワイヤ材質については、アルミにて構成されるもの、金にて構成されるものなどがある。
【００１９】
図１に使用されるボンディングワイヤ本数については、電流制限のレベルに合わせて本数を変えることが可能である。
【００２０】
図１に使用されるボンディングワイヤ径については、電流制限のレベルに合わせて径サイズを変えることが可能である。
【００２１】
図２は、上記半導体装置内にチップ型ヒューズにて電流制限機能を追加したものである。絶縁基板２上に形成された導体パターン１上へ回路を閉路するべく導体パターン間へチップ型ヒューズ５ｂが実装され接続される。チップ型ヒューズ５ｂを接続部も含め全体を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６にてコーティングし、熱処理にて硬化を行い保護を行う。
【００２２】
図３は、上記半導体装置内にチップ型抵抗にて電流制限機能を追加したものである。絶縁基板２上に形成された導体パターン１上へ回路を閉路するべく導体パターン間へチップ型抵抗５ｃが実装され接続される。チップ型抵抗５ｃを接続部も含め全体を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６にてコーティングし、熱処理にて硬化を行い保護を行う。
【００２３】
図４は、上記半導体装置内にパターンヒューズにて電流制限機能を追加したものである。絶縁基板２上に形成された導体パターン１上へ回路を閉路するべく導体パターン間へパターンヒューズｄが形成される。パターンヒューズ５ｄ全体を炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６にてコーティングし、熱処理にて硬化を行い保護を行う。
【００２４】
図１〜４の半導体装置については、最終形態として樹脂などにより外装をコーティングしてもよい。
【００２５】
図１〜４の半導体装置については、最終形態として炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６全体を樹脂などによりコーティングしてもよい。
【００２６】
炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料６の代表的な材料としては厚膜基板形成用ペースト状保護ガラス材料や厚膜基板作製時焼成前のアルミナぺーストなどである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のワイヤボンディングの実施例を示す図。
【図２】本発明のチップ型ヒューズの実施例を示す図。
【図３】本発明のチップ型抵抗の実施例を示す図。
【図４】本発明のパターンヒューズの実施例を示す図。
【図５】従来の代表的な半導体装置。
【符号の説明】
【００２８】
１．絶縁基板上の導体パターン、
２．絶縁基板、
３．半導体チップ、
４．表面実装部品、挿入実装部品
５．a.ボンディングワイヤ、
b.チップ型ヒューズ、
c.チップ型抵抗、
d.パターンヒューズ、
６．炭素成分の含有量が少なく乾燥後ポーラス状態となるペースト材料、
７．半導体チップコーティング樹脂
８．半導体チップ−絶縁基板上導体パターン接続ボンディングワイヤ
【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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