(57)【要約】【課題】信号伝送速度を高速化しても信頼性が高く、かつ、汎用的なリードフレームを利用可能な半導体装置を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体装置１は、内側ワイヤボンディング２０、内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０、外側ワイヤボンディング３０を具備し、この順に、ボンディングパッド９０からインナーリード６０までを電気的に接続する信号伝送手段を有する。内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０は、絶縁性部材４０上に形成されている。信号伝送手段は、ボンディングパッド９０から前記アウターリード７０の先端までの信号伝送路の距離が実質的に等しくなるように、配線１１０の配線長によって調整されている。【選択図】図３
2013033800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップの表側主面に形成された複数のボンディングパッドと、
前記半導体チップをパッケージングするモールド材と、
前記モールド材から突出する複数のアウターリードと、
前記複数のアウターリードと一体的に形成されてリードとして機能する、前記モールド材内に形成された複数のインナーリードと、
内側ワイヤボンディング、内側ボンディング用端子、配線、外側ボンディング用端子、外側ワイヤボンディングを具備し、この順に、前記ボンディングパッドから前記インナーリードまでを電気的に接続する信号伝送手段と、を備え、
前記内側ボンディング用端子、前記配線、前記外側ボンディング用端子は、絶縁性部材上に形成されており、
前記信号伝送手段は、前記ボンディングパッドから前記アウターリードの先端までの信号伝送路の距離が実質的に等しくなるように、前記配線の配線長によって調整されている半導体装置。
【請求項２】
前記配線の長さは、最短の配線を前記内側ボンディング用端子から前記外側ボンディング用端子までの直線形状とし、それ以外の配線を非直線形状を有する引き回し配線としてい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】
前記絶縁性部材は、アイランド上に形成されている中継基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線は、前記ボンディングパッドから前記アウターリードまでの間に要求される合成インピーダンスに基づいてその幅が決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記配線よりも中心側に、ＧＮＤ電位を供給して、ＧＮＤ配線を短絡させるためのＧＮＤプレーンが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【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。より詳細には、半導体チップに設けられたボンディングパッドとリードが電気的に接続された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置が扱う信号量の大幅な増大により、信号の伝送速度の高速化が進んでいる。これに付随して半導体装置における信号遅延差の許容範囲が狭くなってきている。このため、信号の遅延時間を解決する技術が求められている。
【０００３】
図７に、特許文献１に開示された半導体装置用のリードフレーム２０２の模式的平面図を示す。同図には、リードフレーム２０２に配置する半導体チップ及びボンディングパッドの位置を示すために、これらの位置も合わせて図示する。また、図８に、同文献に記載された半導体装置用のリードフレーム２０２を用いて製造した半導体装置２０１の模式的断面図を示す。半導体チップ２１０は、図８に示すようにリードフレーム２０２のインナーリード２６０の下層側に絶縁層（不図示）を介して固設されている。
【０００４】
半導体チップ２１０の表側主面の中央部分には、一列にボンディングパッド２９０が配置されている。ボンディングパッド２９０とインナーリード２６０の先端部は、ボンディングワイヤ２２０で接続されている。そして、これらはモールド材２８０で封止されパッケージングされている。リードフレーム２０２のダムバー２０８は、封止後に切断され、アウターリード２７０は外部接続端子として機能する。
【０００５】
インナーリードの形状は、従来、直線的な形状により形成されていたが、特許文献１においては、インナーリード間の信号の遅延時間を少なくするために、信号用のインナーリード２６０の長さを調整して、信号の伝送距離が実質的に同じとなるようにしている。具体的には、インナーリード２６０を非直線形状として、インナーリード２６０の距離を調整している。
【０００６】
一方、特許文献２には、半導体チップの表側主面のチップ辺の中央に近づくにつれて、半導体チップの表側主面に形成されたボンディングパッドを半導体チップの中心側にずらす構成が開示されている。図９に、特許文献２に開示された半導体装置３０１の模式的平面図を示す。半導体装置３０１は、半導体チップ３１０、ボンディングワイヤ３２０、インナーリード３６０、アウターリード３７０、モールド材３８０、ボンディングパッド３９０等を有する。信号用の伝送路が各伝送路で実質的に等しくなるように、ボンディングワイヤ３２０の長さによって調整している。すなわち、半導体チップ３１０の表側主面のチップ辺の中央部側に配置されるボンディングパッド３９０は、同チップ辺の端部側に配置されるボンディングパッド３９０に比して、半導体チップ３１０の中心側に配置している。そして、ボンディングワイヤ３２０の長さを調整し、信号用の伝送路の各伝送路長が等しくなるようにしている。
【０００７】
また、半導体装置３０１の信号遅延を揃えるための別の方法として、特許文献２においては、ボンディングワイヤを波型や螺旋状のような形状にして長さを調整する方法も開示されている（特許文献２の図４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１５０７６７号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の方法によれば、特殊で複雑な形状のリードフレームを精密に製造しなければならないという問題があった。また、ボンディングパッド２９０の位置が、半導体チップ２１０の表側主面の中央ライン近辺に配置するために半導体チップ２１０の設計自由度が制約されるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２の図９の構成においても、ボンディングワイヤの長さを所望の値に調整するためにボンディングパッド３９０の位置が制約されていた。ボンディングパッド３９０の位置を調整するために、半導体チップの面積を増大させなければならなくなる場合もあった。また、半導体チップ３１０のチップ辺の中央近辺のボンディングワイヤ３２０は、ワイヤ長が長くなるためにモールド材３８０によって封止する際にボンディングワイヤ３２０が流れやすくなり、隣接するボンディングワイヤ３２０同士で短絡しやすいという問題もあった。
【００１１】
ボンディングワイヤを波型や螺旋状のような形状にする方法においても、モールド材によって封止する際にボンディングワイヤが流れやすくなるという問題があった。例えば、波型のボンディングワイヤであれば、同一配線内の波の山と山の部分が短絡して電気的な長さが短くなり、半導体装置の信号遅延がずれる危険性があった。また、隣接するボンディングワイヤ同士が短絡しやすくなるという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップの表側主面に形成された複数のボンディングパッドと、前記半導体チップをパッケージングするモールド材と、前記モールド材から突出する複数のアウターリードと、前記複数のアウターリードと一体的に形成されてリードとして機能する、前記モールド材内に形成された複数のインナーリードと、内側ワイヤボンディング、内側ボンディング用端子、配線、外側ボンディング用端子、外側ワイヤボンディングを具備し、この順に、前記ボンディングパッドから前記インナーリードまでを電気的に接続する信号伝送手段とを備える。前記内側ボンディング用端子、前記配線、前記外側ボンディング用端子は、絶縁性部材上に形成されており、前記信号伝送手段は、前記ボンディングパッドから前記アウターリードの先端までの信号伝送路の距離が実質的に等しくなるように、前記配線の配線長によって調整されているものである。
【００１３】
本発明に係る半導体装置によれば、信号伝送手段は、伝送手段に設けられた配線の配線長によってボンディングパッドからアウターリードの先端までの距離が実質的に等しくなるようにしているので、各信号伝送路において信号の遅延時間が生じるのを防止できるという優れた効果を有する。また、本発明においては、伝送手段に設けられた配線の長さによってボンディングパッドからアウターリード先端までの距離を実質的に等しくなるように調整しているので、汎用的なリードフレームを用いることが可能となる。また、ワイヤボンディングを、伝送路の長さを調整のために長くする必要がない。このため、品質の高い半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号伝送速度を高速化しても信頼性が高く、かつ、汎用的なリードフレームを利用可能な半導体装置を提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の模式的平面図。
【図２Ａ】第１実施形態に係る半導体装置の模式的側面図。
【図２Ｂ】第１変形例に係る半導体装置の模式的側面図。
【図２Ｃ】第２変形例に係る半導体装置の模式的側面図。
【図３】第１実施形態に係る半導体装置の模式的な部分拡大平面図。
【図４】第２実施形態に係る半導体装置の模式的な部分拡大平面図。
【図５】第３実施形態に係る半導体装置の模式的平面図。
【図６】第４実施形態に係る半導体装置の模式的平面図。
【図７】特許文献１に記載の半導体装置の模式的平面図。
【図８】特許文献１に記載の半導体装置の模式的断面図。
【図９】特許文献２に記載の半導体装置の模式的平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。また、以降の図において、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００１７】
図１に、第１実施形態に係る半導体装置において、モールド材を透視した状態の模式的上面図を示す。また、図２に、第１実施形態に係る半導体装置のモールド材を透視した状態の模式的側面図を示す。半導体装置１は、半導体チップ１０、内側ボンディングワイヤ２０、外側ボンディングワイヤ３０、中継基板４０、アイランド５０、インナーリード６０、アウターリード７０、リード用接続端子７６、モールド材８０、ボンディングパッド９０、内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０等を有する。インナーリード６０、アウターリード７０は、リードとして機能する。
【００１８】
ボンディングパッド９０からインナーリード６０までの信号を電気的に接続する信号伝送手段として、内側ワイヤボンディング２０、内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０、外側ワイヤボンディング３０が設けられている。内側ワイヤボンディング２０、内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０及び外側ボンディングワイヤ３０が、ボンディングパッド９０からインナーリード６０までこの順に接続されている。
【００１９】
内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０は、絶縁性部材である中継基板４０に形成されている。これらは、中継基板４０の直上に形成してもよいし、下地層などを介して積層されていてもよい。中継基板４０は、アイランド５０上に固設されている。但し、絶縁性部材の例は一例であって、種々の部材を適用することができる。例えば、絶縁性部材は、金属基板や半導体基板上に被覆した絶縁膜であってもよい。
【００２０】
アイランド５０は、通常、リード７５と同一のリードフレームから構成されたものが用いられる。無論、リードフレーム以外の基板を用いてもよい。用途に応じて、アイランド５０は、絶縁性材料等を用いてもよい。アイランド５０は、図１に示すように、主面中央部に中継基板４０が載置されている。換言すると、アイランド５０上に、これより一回り小さい中継基板４０が載置されており、中継基板４０上にこれより一回り小さい半導体チップ１０が載置されている。
【００２１】
半導体チップ１０は、図１中の紙面側である表側主面に素子形成面が形成されている。半導体チップ１０の素子形成面の反対側の裏面側は、接着材を介して中継基板４０に固設されている。半導体チップ１０の表側主面には、複数のボンディングパッド９０が形成されている。複数のボンディングパッド９０は、図１に示すように、半導体チップ１０の表側主面上において、外周部を取り囲むように枠体状に配列されている。ボンディングパッド９０を外周部に設けることによって、ボンディングパッド９０から内側ボンディング用端子１２０までのワイヤボンディング２０の長さを短くすることができる。
【００２２】
中継基板４０上には、半導体チップ１０の表側主面に形成されたボンディングパッド９０に対応して、内側ボンディング用端子１００、配線１１０及び外側ボンディング用端子１２０が複数形成されている。第１実施形態においては、複数の内側ボンディング用端子１００が、中継基板４０上で半導体チップ１０を取り囲むように配置されている。また、外側ボンディング用端子１２０は、中継基板４０の表側主面の外周部を取り囲むように配置されている。配線１１０は、対応する内側ボンディング用端子１００及び外側ボンディング用端子１２０と接続するように形成されている。
【００２３】
内側ワイヤボンディング２０は、半導体チップ１０の表側主面に設けられたボンディングパッド９０と、中継基板４０上に形成された内側ボンディング用端子１００を接続するように配設されている。外側ワイヤボンディング３０は、中継基板４０上に形成された外側ボンディング用端子１２０とインナーリード６０のリード用接続端子７６を接続するようにこれらの間に配設されている。
【００２４】
内側ワイヤボンディング２０、及び外側ワイヤボンディング３０の材料は、特に限定されないが、Ａｕ線、Ａｌ線、Ｃｕ線、低融点半田ワイヤなどの金属細線が好適な例として挙げられる。第１実施形態によれば、内側ワイヤボンディング２０、及び外側ワイヤボンディング３０の長さを全て同一としている。これによって、製造工程の複雑化を避けることができる。
【００２５】
上記特許文献２のようにワイヤボンディングの長さによって、信号伝送手段の長さを同一にする場合、長いワイヤボンディングは、モールド材による封止の際にワイヤボンディングが流れやすく、短絡や断線が生じやすいという問題があった。一方、第１実施形態によれば、ボンディングパッド９０を半導体チップ１０の表側主面の外周部近傍に配置しているので、内側ワイヤボンディング２０の長さを短くすることができる。また、外側ボンディング用端子１２０を中継基板４０の表側主面の外周部近傍に配置しているので、外側ボンディングワイヤ３０の長さを短くすることができる。このため、モールド材による封止の際にワイヤボンディングが短絡したり断線したりする問題を解決することができる。無論、ボンディングパッド９０の位置を半導体チップ１０の表側主面の外周部近傍よりも内側に配設してもよい。すなわち、半導体チップ１０に応じてボンディングパッド９０の位置を適宜調整することが可能である。
【００２６】
インナーリード６０は、前述したようにモールド材８０内に収容された部分であり、アウターリード７０は、モールド材８０から突出した部分である。第１実施形態に係る複数のアウターリード７０は、同一の長さ及び同一の形状となっている。一方、第１実施形態に係るインナーリード６０は、半導体装置１のコーナー部に近づくにつれて長さが長くなる。換言すると、半導体装置１の辺の中央部に近づくほどインナーリード６０の長さが短い。
【００２７】
モールド材８０は、例えば封止樹脂であり、パッケージ構造となるようにモールド成形されている。半導体チップ１０、内側ボンディングワイヤ２０及び外側ボンディングワイヤ３０、中継基板４０、アイランド５０及びインナーリード６０がモールド材８０によって封止される。リード６０のうち突出した部分がアウターリード７０となる。
【００２８】
半導体チップ１０は、ボンディングパッド９０を介して、アウターリード７０まで電気的に接続されている。具体的には、半導体チップ１０上のボンディングパッド９０から、内側ボンディングワイヤ２０に接続され、次いで、中継基板４０上の第１のボンディング端子１００、配線１１０、第２のボンディング端子１２０に接続される。そして、第２のボンディング端子１２０から外側ボンディングワイヤ３０を介して、インナーリード６０に接続され、これと一体的に形成されたアウターリード７０まで接続される。すなわち、ボンディングパッド９０からアウターリード７０までが電気的に接続されている。
【００２９】
第１実施形態においては、ボンディングパッド９０からモールド材８０が形成されているインナーリード６０のアウターリード７０までの境目までが、実質的に共通の接続長となっている。このように構成するための手段として、中継基板４０上に形成された配線１１０の配線長を調整している。以下、配線基板４０上の配線１１０の形状について詳細に説明する。
【００３０】
図３に、図１の拡大図を示す。ここで、半導体チップ１０に形成されたボンディングパッド９０のうち、コーナー部近傍にあるものを第１ボンディングパッド９１とし、第１ボンディングパッド９１の隣に配設されたものを第２ボンディングパッド９２、その隣接に配設されたものを第３ボンディングパッド９３とする。また、内側ボンディングワイヤ２０のうち、第１ボンディングパッド９１と接続されるものを第１内側ボンディングワイヤ２１、第２ボンディングパッド９２と接続されるものを第２内側ボンディングワイヤ２２、第３ボンディングパッド９３と接続されるものを第３内側ボンディングワイヤ２３とする。
【００３１】
また、内側ボンディング用端子１００のうち、第１内側ボンディングワイヤ２１と接続されるものを第１内側ボンディング用端子１０１、第２内側ボンディングワイヤ２２と接続されるものを第２内側ボンディング用端子１０２、第３内側ボンディングワイヤ２３と接続されるものを第３内側ボンディング用端子１０３とする。さらに、配線１１０のうち、第１内側ボンディング用端子１０１と接続される配線を第１配線１１１、第２内側ボンディング用端子１０２と接続される配線を第２配線１１２、第３内側ボンディング用端子１０３と接続される配線を第３配線１１３とする。また、外側ボンディングワイヤ３０のうち、第１配線１１１と接続されるものを第１外側ボンディングワイヤ３１、第２配線１１２と接続されるものを第２外側ボンディングワイヤ３２、第３配線１１３と接続されるものを第３外側ボンディングワイヤ３３とする。さらに、第１外側ボンディングワイヤ３１と接続されるインナーリード６０を第１インナーリード６１、第２外側ボンディングワイヤ３２と接続されるインナーリード６０を第２インナーリード６２、第３外側ボンディングワイヤ３３と接続されるインナーリード６０を第３インナーリード６３とする。
【００３２】
信号の伝播速度は式（１）で表すことができる。周囲絶縁体がモールド材８０であるボンディングパッド９０からインナーリード６０のアウターリード７０との境目までの信号伝送路の長さを等しくし、周囲絶縁体が大気であるアウターリード７０の長さを等しくすることで、半導体装置１の信号遅延を揃えることができる。
［式１］      Ｖ＝１／√(ε×μ)      式（１）
但し、Ｖは、信号の伝播速度であり、εは、周囲絶縁体の誘電率であり、μは、周囲絶縁体の透磁率である。
半導体装置１の信号遅延を揃えるために、第１実施形態においては、以下のような構成を採用している。
【００３３】
半導体チップ１０のコーナー部近傍にあたる第１ボンディングパッド９１は、第１内側ボンディングワイヤ２１を介して第１内側ボンディング用端子１０１、第１配線１１１、第１外側ボンディング用端子１２１に接続される。第１配線１１１は、第１内側ボンディング用端子１０１と第１外側ボンディング用端子１２１間を最短で接続するように直線状に形成されている。
【００３４】
一方、半導体チップのコーナー部近傍にあたる第１ボンディングパッド９１に隣接する第２ボンディングパッド９２は、第２内側ボンディングワイヤ２２を介して第２内側ボンディング用端子１０２、第２配線１１２、第２外側ボンディング用端子１２２に接続される。第２配線１１２は、第２ボンディングパッド９２からインナーリード６０のアウターリードとの境目（以下、「インナーリード６０の先端部」とも云う）までの長さが他の信号伝送路と等しくなるように長さが調整されている。具体的には、内側ボンディング用端子１０２から半導体チップ１０側に向かって第２配線１１２を延在させ、折り返して第２外側ボンディング用端子１２２まで延在させている。
【００３５】
また、第２ボンディングパッド９２に隣接する第３ボンディングパッド９３は、第３内側ボンディングワイヤ２３を介して第３内側ボンディング用端子１０３、第３配線１１３、第３外側ボンディング用端子１２３に接続される。第３配線１１３は、第３ボンディングパッド９３からインナーリード６０の先端部までの長さが他の信号伝送路と等しくなるように長さが調節されている。具体的には、第３内側ボンディング用端子１０３から半導体チップ１０側に向かって第３配線１１３を延在させ、折り返して第３外側ボンディング用端子１２３まで延在させている。この際、第３インナーリード６３が第２インナーリード６２よりも短くなっている分だけ、第３配線１１３は、第２配線１１２より長くなるようにする。
【００３６】
半導体チップ１０のチップ辺の中央に配置されるボンディングパッド９０と接続される配線１１０は、内側ボンディング用端子１００から半導体チップ１０側となる内側に延在する距離を延ばす。半導体チップ１０のチップ辺の中央に行くに従って配線１１０の長さを徐々に延ばして距離を調整することによって、ボンディングパッド９０から、インナーリード６０のアウターリード７０の境目までの信号伝送路の距離を実質的に等しくすることができる。
【００３７】
さらに、モールド材８０から突出する信号伝送用のアウターリード７０の長さを等しくすることによって、ボンディングパッド９０からアウターリード７０先端までの信号伝送路の距離を実質的に等しくすることができる。その結果、各信号伝送路において信号の遅延時間が生じるのを防止できる。また、ボンディングパッド９０からアウターリード７０先端までの長さを配線１１０により調整しているので、汎用的なリードフレームを利用することも可能となる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。但し、本発明は、以下の製造方法に限定されるものではなく、種々の製造方法を適用できる。
【００３９】
まず、アイランド５０、インナーリード６０、アウターリード７０を含むリードフレームを用意する。また、内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０を形成した中継基板４０、及び半導体チップ１０を用意する。そして、アイランド５０上に接着材を塗布して中継基板４０をダイボンディングする。次いで、接着材を介して中継基板４０上に半導体チップ１０をダイボンディングする。次いで、半導体チップ１０の表面に形成されたボンディングパッド９０と、内側ボンディング用端子１００が電気的に接続するように内側ワイヤボンディング２０を配設する。また、外側ボンディング用端子１２０とリード用接続端子７６が電気的に接続するように外側ワイヤボンディング３０を配設する。
【００４０】
続いて、モールド材８０を用いてモールド成形を行う。その後、アウターリード７０に外装メッキを施すためにリードフレームにメッキ電流を流す。次いで、切断金型を用いて、アウターリード７０の長さが同一となるようにカットして半導体装置１を個別分離する。これにより、図２のような構成となる。得られた半導体装置１は、電子機器に搭載される。具体的には、半導体装置１において、モールド材８０から突出するアウターリード７０と、実装基板（不図示）等の電子部品に形成された電極が半田フィレット等の導電性部材を介して接続される。
【００４１】
第１実施形態に係る半導体装置１によれば、信号伝送手段として設けられた配線１１０の配線長によって、ボンディングパッド９０からアウターリード７０の先端までの距離が実質的に等しくなるようにしているので、各信号伝送路間の信号の遅延時間の差が生じるのを防止できるという優れた効果を有する。
【００４２】
特許文献１においては、インナーリードの長さを調整することによって、ボンディングパッドからアウターリード先端までの距離を実質的に等しくなるようにしていた。この方法によれば、リードフレームの製造が複雑になるという問題があった。また、特許文献２においては、ワイヤボンディングの長さや形状を調整することによって、ボンディングパッド９０からアウターリード７０先端までの距離を実質的に等しくなるようにしていた。しかしながら、この方法によれば、モールド材８０による封止の際にワイヤボンディングが流れやすく断線しやすいという問題があった。また、特許文献１、２においては、半導体チップの表側主面上に形成されるボンディングパッドの位置が制約されるという問題もあった。
【００４３】
第１実施形態によれば、半導体チップ１０のチップ辺のコーナー部にあたるリードと接続する中継基板４０の配線１１０を最短にして、半導体チップ１０のチップ辺の中央に行くに従って中継基板４０に形成された配線１１０を長くしている。これによって、ボンディングパッド９０からアウターリード７０の先端までの信号伝送路の実質的な長さが等しくなり、半導体装置１の信号遅延を揃えることができる。
【００４４】
また、ワイヤボンディングやインナーリードの長さではなく、信号伝送手段に設けられた配線１１０の長さによって調整しているので、品質の高い半導体装置を提供することができる。また、汎用的なリードフレームやニーズに応じたリードフレームを用いることができる。また、ボンディングパッドを半導体チップの表側主面の外周部近傍に配置することによって、ボンディングワイヤのワイヤ長を信号の遅延時間を調整するために長くする必要がない。これによって、ワイヤによる製造不良を抑制することができる。さらに、第１実施形態によれば、ボンディングパッドの位置は特に限定されないので、半導体チップの設計自由度が高いという優れた効果もある。
【００４５】
なお、第１実施形態においては、アイランド５０上に中継基板４０を搭載し、その上層に半導体チップを搭載する例を挙げたが、一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、図２Ｂに示すように、中継基板４０を枠体状に形成し、半導体チップを中継基板４０の枠体の開口部内に収容する半導体装置１Ｂとしてもよい。すなわち、半導体チップ１０をアイランド５０の上に直接積層した半導体装置１Ｂであってもよい。このような構成によって、半導体チップ１０の放熱をより効率的に実施することができる。また、半導体チップ１０の裏面側で電気的接続が必要な場合に特に有用である。半導体チップ１０とアイランド５０の接続は、導電性接着材を介して接合してもよいし、アンダーフィル樹脂と半田ボール等を用いて接合してもよい。
【００４６】
また、第１実施形態においては、アイランド５０がリードと同一材料であるリードフレームによって構成される例を挙げたが、図２Ｃに示すように、アイランドとして絶縁性基板１５０を用いた半導体装置１Ｃとしてもよい。モールド材や絶縁性基板１５０によって放熱性を確保できる場合には特に有用である。かかる構成によって、中継基板４０を設けずに、直接、絶縁性基板１５０上に配線１１０、内側ボンディング用端子１００、外側ボンディング用端子１２０等を設けることができる。また、アイランド５０上に絶縁性部材として機能する絶縁層を設け、その上層に内側ボンディング用端子１００、配線１１０、外側ボンディング用端子１２０等を配置してもよい。
【００４７】
第１実施形態においては、半導体チップ１０の表側主面のコーナー部近傍のボンディングパッドに接続される配線を最短とし、それ以外の中継基板４０上の配線１１０は、内側ボンディング用端子１００から半導体チップ１０側となる内側に延在させ、その後に外側ボンディング用端子１２０に配線１１０を延在させる構成としている例を挙げたが、この例に限定されない。例えば、配線１１０は、外側ボンディング用端子１２０からアウターリード７０側となる外側に延在させ、その後に内側ボンディング用端子１００の方向に配線１１０を延在させる構成としてもよい。また、前者と後者の構成を交互に配置したり、任意に混在して配置したりしてもよい。
【００４８】
また、第１実施形態においては、中継基板４０上に内側ボンディング用端子１００、配線１１０、第２ボンディング用端子１２０を配設する例を述べたが、他の部材が配設されていてもよい。また、第１実施形態においては、信号伝送用のアウターリード７０の長さが全て同一である例を述べたが、用途やニーズに応じて、アウターリード７０の長さが異なるものが含まれていてもよい。信号伝送用のアウターリード７０の長さが異なる場合においても、配線１１０によって配線長を調整し、ボンディングパッド９０からアウターリード７０先端までの長さが実質的に同一となるようにすればよい。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、上記第１実施形態とは異なる半導体装置の例について説明する。第２実施形態に係る半導体装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記実施形態と同一である。すなわち、第１実施形態の信号用の配線１１０は、配線幅が同一であったのに対し、第２実施形態の対応する配線１１０は、配線幅が異なるものを有する点において相違する。
【００５０】
図４は、第２実施形態に係る半導体装置２の模式的平面図である。第２実施形態に係る半導体装置２の中継基板４０上には、ボンディングパッド９０に対応する複数の配線１１０が形成されている。第１実施形態と同様に、ボンディングパッド９０からインナーリード６０までの信号伝送路の距離が実質的に等しくなるように、配線１１０の長さによって調整されている。一方、配線１１０は、標準配線１１４、幅細配線１１５、幅太配線１１６の異なる配線幅を有する。配線１１０の幅は、ボンディングパッド９０からアウターリード７０までの間に要求される合成インピーダンスに基づいて決定されている。配線幅を調整することによって、中継基板４０の配線１１０のインピーダンスを調整することができる。すなわち、ボンディングパッド９０からアウターリード７０までの合成インピーダンスを所望の値に調整することが可能となる。なお、図４の配線幅の例は、一例であって、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５１】
第２実施形態に係る半導体装置２によれば、ボンディングパッド９０からインナーリード６０までの距離が実質的に等しくなるように、配線１１０の長さによって調整されているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、ボンディングパッド９０からアウターリード７０までの合成インピーダンスを所望の値に調整することが可能となる。
【００５２】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る半導体装置は、以下の点を除く基本的な構成は、上記第１実施形態と同一である。すなわち、第３実施形態に係る半導体装置においては、ＧＮＤのインダクタンス及び抵抗を低減するために、ＧＮＤプレーンを設けている点において相違する。
【００５３】
図５に、第３実施形態に係る半導体装置３の模式的平面図を示す。第３実施形態に係る半導体チップ１０の裏側主面には、半導体チップ１０より一回りサイズが大きく、外周領域が半導体チップ１０よりも平面視上において突出するＧＮＤプレーン１３０が中継基板４０上に設けられている。ＧＮＤプレーン１３０は、中継基板４０に設けられたＧＮＤ配線１４１、１４２、１４３、１４４と接続されている。このような構成によって、ＧＮＤ配線１４１、１４２、１４３、１４４を全て短絡することができる。
【００５４】
中継基板４０上に設けられた内側ボンディング用端子１０４、１０５、１０６は、ＧＮＤプレーン１３０と電気的に接続されている。これによって、ＧＮＤのアウターリードがなくとも、ボンディングパッド９４、９５、９６にＧＮＤ電位を供給することができる。
【００５５】
第３実施形態に係る半導体装置によれば、信号伝送用のボンディングパッド９０からアウターリード７０の先端までの信号用伝送路の距離が実質的に等しくなるように、配線１１０の長さによって調整されているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、ＧＮＤのインダクタンス及び抵抗を低減することが可能となるという優れた効果を有する。また、ＧＮＤ用のインナーリードやアウターリードが不要なので、半導体装置の小型化を実現できるというメリットもある。
【００５６】
［第４実施形態］
図６に、第４実施形態に係る半導体装置４の模式的平面図を示す。第４実施形態に係る半導体チップ１０の裏側主面には、半導体チップ１０より一回りサイズが大きく、外周領域が半導体チップ１０よりも平面視上において突出しているＧＮＤプレーン１３０が中継基板４０上に設けられている。
【００５７】
中継基板４０上には、ＧＮＤプレーン１３０と短絡しているＧＮＤ用内側ボンディング端子１０８、１０９が配設されている。そして、これらのＧＮＤ用内側ボンディング端子１０８、１０９の間に内側ボンディング用端子１０７が配設されている。内側ボンディング用端子１０７と対応するボンディングパッド９０は、内側ボンディングワイヤ２７によって接続されている。また、ＧＮＤ用内側ボンディング端子１０８と対応するボンディングパッド９０はＧＮＤ用ボンディングワイヤ１５１により、ＧＮＤ用内側ボンディング端子１０９と対応するボンディングパッド９０はＧＮＤ用ボンディングワイヤ１５２によって接続されている。
【００５８】
また、内側ボンディング用端子１０７に接続する配線１１７の両脇に、ＧＮＤ用内側ボンディング端子１０８、１０９と接続するＧＮＤ配線１４５を延在させ、ＧＮＤ配線１４５を外側ボンディング用端子１２５に電気的に接続する。上記以外の構成は、第３実施形態と同様とした。
【００５９】
第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。それに加えて、配線１１７に対応するアウターリード７１に対して、隣接するＧＮＤのアウターリードを設けなくても、ボンディングワイヤ２７、配線１１７に対してＧＮＤのシールドを行い、ノイズ対策を行うことができるという優れた効果がある。
【００６０】
なお、上記実施形態においては、半導体装置に半導体チップが１つ搭載された例を説明したが、複数の半導体チップを１つのパッケージに混載した半導体装置においても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１        半導体装置
１０      半導体チップ
２０      内側ボンディングワイヤ
３０      外側ボンディングワイヤ
４０      中継基板
５０      アイランド
６０      インナーリード
７０      アウターリード
７５      リード
７６      リード用接続端子
８０      モールド材
９０      ボンディングパッド
１００    内側ボンディング用端子
１０８、１０９    ＧＮＤ用内側ボンディング端子
１１０    配線
１２０    外側ボンディング用端子
１３０    ＧＮＤプレーン
１４１〜１４５    ＧＮＤ配線
１５１、１５２    ＧＮＤ用ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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