(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ペレット上に形成された少なくとも一つの電極パッドに複数本のワイヤを電気的に接続した半導体装置において、
上記半導体ペレット上に、電極パッド上での各ワイヤの接続位置を示す目合わせマークを形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
一つの導電パッドに接続された複数本のワイヤの他端が共通接続され、目合わせマークが、ワイヤの他端からみた半導体ペレットのオン抵抗が最小となる接続位置を示すように形成された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】
半導体ペレット本体の表面に形成した導電ランドをその主要部が露呈するように絶縁被膜にて被覆して導電ランドの露呈部で導電パッドを形成した半導体ペレットの絶縁被膜の要部を開口させて目合わせマークを形成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
ワイヤとワイヤの間でワイヤの引き出し方向と平行に第１の目合わせマークを形成した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】
ワイヤ接続部の配列方向端部に第２の目合わせマークを形成したことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオン抵抗を可及的に低減した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速動作が要求される電子回路装置、例えば自動車の衝突安全装置として用いられるエアバッグの制御装置は衝突した時の衝撃を衝撃センサで検出しこの出力によりガス発生装置を作動させてエアバッグを膨らませ衝突の反動で前方に飛び出そうとする乗員を支えて安全を図っている。
この衝撃センサからの信号は一旦マイクロコンピュータを用いた制御回路に入力されて誤動作を防止しているが信号処理時間を可及的に短縮するためパルス応答速度が高速の半導体スイッチング素子が用いられる。
またコントローラ上のジョイステイックなどのマニピュレータや操作ボタンを操作して被制御部を遠隔操作するとき操作に対して被制御部を敏感に応答させることができるとコントローラの操作と被制御部の動作とを一体化させることができるためこのような部分にも高速の半導体スイッチング素子が一般的に用いられている。
このような高速半導体スイッチング素子は素子本体のパルス応答速度が高速であることが必要であるが素子本体を外装した状態での動作も重要である。
半導体スイッチング素子としてトランジスタの一例を図４及び図５から説明する。
図において１は半導体ペレットで、内部にトランジスタ素子が形成された半導体ペレット本体２の一方の面にコレクタ領域と接続されたコレクタ電極３を形成し他の面にベース領域とエミッタ領域にそれぞれ接続された導電ランド２ａ、２ｂを形成し、さらにこの導電ランド２ａ、２ｂ部分を窓明けして絶縁被膜５で被覆して窓明け部分に露呈した導電ランド２ａ、２ｂ部分でベース電極６、エミッタ電極７を形成している。
８は半導体ペレット１を接着剤（図示せず）を介してマウントしたアイランド、９は３本一組のリードで、図示例では一本のリード９ａはアイランド８に電気的に接続され他のリード９ｂ、９ｃは一端がアイランド８の近傍に配置されている。
１０、１１はそれぞれ半導体ペレット１上のベース電極６とリード９ｂ間エミッタ電極７とリード９ｃ間を接続するワイヤ、１２は半導体ペレット１を含む主要部分を外装した樹脂を示す。
この半導体装置に用いられる半導体ペレット１はパルス応答特性が高速のものが用いられる。
また主電流が流れるワイヤ１１は動作電流に対して十分大きな径のワイヤが用いられる。
例えばセンサやマニュピレータの出力を伝達する場合、動作電流値が０．３ｍＡのものでは金線の場合直径２５μｍで十分でアルミニウム線でも直径５０μｍで十分である。
ところで半導体装置のスイッチング動作は完全に導通、遮断するものと導通領域で電流変化させるものとがあり、前者は消費電力が小さくて済むが動作速度がやや劣るという欠点があり、後者は常に電流が流れるため消費電力が大きいが高速動作できるという特徴がある。
一方自動車のように外部ノイズが大きい環境では最大振幅で信号をスイッチングさせ外部ノイズに対する信頼性を高めている。
そのため小電流動作の半導体装置でもオンオフ動作させているが半導体ペレット１として十分高速動作可能なものを用いても樹脂外装されたものではリード９ａ、９ｃ間のオン抵抗が大きく回路時定数が高くなって高速動作できないことがあった。
この原因を調べたところリード９ａとリード９ｃの間で直列接続されたアイランド８、コレクタ電極３、半導体ペレット１、エミッタ電極７、ワイヤ１１のそれぞれの間の接続部のうち、エミッタ電極７とワイヤ１１の間の抵抗値が大きく、しかもばらつきも大きいことが分かった。
ワイヤ１１自体のの抵抗値が１ｍΩ未満であるのに対して接続部の抵抗値は５０〜１００ｍΩと大きな値を示していた。
そのため図６に示すようにエミッタ電極７の平面形状を大きくし多数本（図示例では３本）のワイヤ１１ａ、１１ｂ、１１ｃをエミッタ電極７とリード９ｃの間で並列接続してエミッタ電極７での接触抵抗を小さくしている。
これにより半導体装置全体のオン抵抗を下げることが出来、高速動作が可能となった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのようにエミッタ電極７を大きくしてワイヤ１１を多数本並列接続することによりオン抵抗の低減はできたがそのばらつきが大きくスイッチング動作させた場合、規格を外れるものがあって更なる改善が望まれていた。
この問題を改善するには並列接続されるワイヤ１１の本数を増加すればよいがワイヤの使用量が増大しコストが上昇するという問題もあった。
また高価な金線に代えて安価なアルミニウム線を用いることもできるがアルミニウムは金に比して電気抵抗が大きいため線径を太くせざるを得ず、エミッタ電極７を更に広くしなければならないという問題もあり直ちにワイヤの本数を増加させることはできなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、半導体ペレット上に形成された少なくとも一つの電極パッドに複数本のワイヤを電気的に接続した半導体装置において、上記半導体ペレット上に、電極パッド上での各ワイヤの接続位置を示す目合わせマークを形成したことを特徴とする半導体装置を提供する。
これにより、複数本のワイヤのそれぞれの接続位置の精度を高めることができ、半導体ペレット本体からエミッタ電極に集電された電流を各ワイヤに均等に配分することが出来、そのばらつきを抑えることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体装置は半導体ペレット上に形成された少なくとも一つの電極パッドに複数本のワイヤのそれぞれの接続位置を示す目合わせマークを形成したことを特徴とするが、この目合わせマークは、導電パッド上のワイヤの接続位置が、ワイヤの他端からみた半導体ペレットのオン抵抗が最小となる位置を示すように設定される。
また、半導体ペレット本体の表面を被覆する絶縁被膜の要部を開口させて目合わせマークを形成することができる。
さらにはワイヤとワイヤの間でワイヤの引き出し方向と平行に第１の目合わせマークを形成し、ワイヤ接続部の配列方向端部に第２の目合わせマークを形成することができる。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１から説明する。図において、図４乃至図６と同一物には同一符号を付し重複する説明を省略する。
図中、本発明による装置は主電流が流れるエミッタ電極７の周縁にこの電極７に接続される３本のワイヤ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれの一端の接続位置を示す目合わせマーク１３ａ、１３ｂ、１３ｃを形成した点で図６装置と明らかに相異する。
この目合わせマーク１３ａ、１３ｂ、１３ｃは絶縁被膜５を窓明けして絶縁被膜５と下地の色のコントラストで表示することができ、アルミニウムの蒸着膜で形成されたエミッタ電極７をこの窓明け部分に露呈させればコントラストを高めることができる。
またこの目合わせマーク１３ａ、１３ｂ、１３ｃの内、２つの目合わせマーク１３ａ、１３ｂは矩形状エミッタ電極７の長辺に配置されて、各ワイヤ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに電極７上の電流密度がほぼ均等に分散するように各ワイヤ１１の間隔を指定し、残りの目合わせマーク１３ｃは短辺の中間に形成される。
半導体ペレット本体２内でエミッタ領域を突き抜けてエミッタ電極７に供給される電流はワイヤ１１に集中するため、ワイヤ１１接続部直下に電流が集中し、この接続部から離れた部分では電流はエミッタ電極７を面方向に移動してワイヤ１１に到る。
そのため、エミッタ領域内を通過する電流の密度が不均一となり、エミッタ電極７内の電流の移動経路によっても抵抗値が異なる。
そのため目合わせマーク１３ａ、１３ｂは絶縁被膜５に隠れた部分を含むエミッタ電極の形状や半導体ペレット本体の内部構造などを考慮して配列位置が設定される。  仮に図２点線で示すように均等に分割された３つの領域に、ワイヤ１１が位置ずれして接続された場合、各ワイヤ１１の接続状態が同じであっても、間隔が隔たっているワイヤ１１ａ、１１ｂ間の図示斜線部分はそれぞれのワイヤ１１ａ、１１ｂまでの距離が長くなり電気抵抗が上昇する。
このようにワイヤ１１の接続位置がずれることによって電気抵抗が変化する。
本発明では図３に示すように、目合わせマーク１３ａ、１３ｂによって分割された３つの領域内の目合わせマーク１３ｃで指定された位置にワイヤ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを接続することによってエミッタ領域内の電流密度が均一になり、エミッタ電極７から各ワイヤ１１に流入する電流も一様にできるため、エミッタ電極７と各ワイヤ１１の接続抵抗を可及的に減少させそのばらつきを小さくできる。
このようにエミッタ電極７上での各ワイヤ１１の接続位置が正確に設定されるため、ワイヤボンディング位置を画像認識により自動設定する場合だけでなく、予めボンデイング位置を指定してこの指定データにより自動ボンデイングする場合でも、ワイヤの接続位置が正確に設定できそのばらつきがなく、エミッタ電極７から３本のワイヤ１１にほぼ均等に配分でき、接続抵抗のばらつきを抑えることが出来る。
具体的には外径寸法が５×６ｍｍ、エミッタ電極７の寸法が２．０×１．５ｍｍ、耐電圧４０Ｖの半導体ペレットのエミッタ電極７に直径３００μｍのアルミニウム線を３本接続して電流１ｍＡで動作させたとき、目合わせマークがない状態ではオン抵抗が５０〜１００ｍΩと、抵抗値が高い上、ばらつきが大きかったものが、目合わせマーク１３を形成し、この目合わせマーク１３で指定された位置にワイヤ１１を接続することにより、オン抵抗を６〜１１ｍΩに低減でき、しかもそのばらつきを抑えることができ、安定した高速スイッチング動作が可能な半導体装置を実現できた。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えばトランジスタだけでなくサイリスタなどスイッチング素子一般に適用できる。
また、目合わせマーク１３を絶縁被膜５の窓明けあるいは切り欠きなどにより形成するだけでなく、絶縁被膜５とは別に印刷やレーザ光による穿孔などによっても形成することが出来る。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、オン抵抗の低減を目的として半導体ペレットと外部リードとを複数本のワイヤで接続した半導体装置のオン抵抗を低減しさらにそのばらつきを抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す半導体装置の一部断面平面図
【図２】  従来のワイヤの接続状態を示す要部平面図
【図３】  本発明のワイヤの接続状態を示す要部平面図
【図４】  半導体装置の一例を示す側断面図
【図５】  半導体装置の一例を示す側断面図
【図６】  図４半導体装置のオン抵抗を低減する手段を説明する要部平面図
【符号の説明】
１  半導体ペレット
７  電極パッド
１１ａ  ワイヤ
１１ｂ  ワイヤ
１１ｃ  ワイヤ
１３ａ  目合わせマーク
１３ｂ  目合わせマーク
１３ｃ  目合わせマーク
【図１】
0003902342.tif 000002
【図２】
0003902342.tif 000003
【図３】
0003902342.tif 000004
【図４】
0003902342.tif 000005
【図５】
0003902342.tif 000006
【図６】
0003902342.tif 000007