(57)【要約】【課題】内部抵抗の一層の低抵抗化を図りつつ生産性及び生産効率の向上をも可能とするストラップ部材を使用した半導体装置及びこの半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子２と、半導体素子２に設けられた電極と接続される電極を有するリード３と、半導体素子２の電極とリード３の電極とを電気的に接続する金属ワイヤＷと、を具備し、金属ワイヤＷのうち、半導体素子２と接合されている領域及びリード３と接合されている領域を除く領域が、半導体素子２と接合されている領域及びリード３と接合されている領域よりも薄く成形されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子に設けられた電極と接続される電極を有するリードと、
前記半導体素子の電極と前記リードの電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、を具備し、
前記金属ワイヤのうち、前記半導体素子と接合されている領域及び前記リードと接合されている領域を除く領域が、前記半導体素子と接合されている領域及び前記リードと接合されている領域よりも薄く成形されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記金属ワイヤは、前記金属ワイヤの端部領域を円柱形状とし前記端部領域に挟まれた領域を湾曲した板状に成形され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】
半導体素子に設けられた第１の電極と第１のリードに設けられた電極とを接続する工程と、
前記半導体素子に設けられた第２の電極と第２のリードに設けられた電極とを接続するストラップ部材を成形する工程と、
前記ストラップ部材を用いて前記半導体素子の第２の電極と前記第２のリードに設けられた電極との間を電気的に接続する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ストラップ部材を成形する工程は、金属ワイヤの端部領域の形状はそのままに前記端部領域に挟まれた領域を板状に成形するとともに、前記挟まれた領域を湾曲させる工程であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ストラップ部材を接続する工程は、前記ストラップ部材の端部領域を加圧して変形させつつ前記前記半導体素子の第２の電極と前記第２のリードに設けられた電極とに接続することを特徴とする請求項３または請求項４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、半導体素子の電極と接続されることにより内部抵抗を低減するストラップ部材が設けられた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一例として、電流のスイッチングや増幅に使用されるＦＥＴを含むトランジスタパッケージを挙げることができる。このトランジスタパッケージにおいて、半導体素子上の電極とリードの電極とは、金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の導電性を有する金属から形成された複数本のワイヤによって電気的に接続されている。
【０００３】
近年の半導体市場では、高速に動作し高い処理能力を有しつつ、動作中の消費電力は低い半導体装置が求められている。例えば携帯電話やノートパソコン等に使用される場合等はバッテリー駆動されることが多いが、その内部に使用される電子部品の抵抗値が高いと消費電力が多くなりバッテリーの駆動時間が短くなる。このような相反する２つの課題を克服するために、半導体装置の回路の微細化が進められるとともに、供給された電力を半導体装置全体で効率よく利用するために、内部抵抗（ＯＮ抵抗）の低抵抗化が進められている。
【０００４】
この内部抵抗の例としては、電流経路部材として用いられる金属ワイヤを挙げることができるが、この金属ワイヤの抵抗が半導体装置全体の内部抵抗値に対して無視できない程に大きくなることもある。
【０００５】
このような問題を解決するための１つの方法として、以下の特許文献１には、半導体装置全体の低抵抗化を図るため、導電性を有する平板状の金属材料を用いて半導体素子の電極とリードの電極とを電気的に接続する半導体装置が提示されている。すなわち、この方法により半導体素子の電極とリードの電極との間の電流の流路断面積が拡大されるので、電極とリードとの間における抵抗を下げることができるとされる。
【特許文献１】特許第３２４０２９２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、上述した特許文献１に記載されている平板状の金属材料（以下、このような半導体素子の電極とリードの電極との間の電流の流路断面積を拡大する導体を「ストラップ部材」と呼ぶ）は、例えば、縦５００μｍ、横１．２ｍｍ、厚さ１００μｍといった大きさであり、非常に微細である。このストラップ部材は通常打ち抜いて形成するが、微細であるが故に打ち抜く際に歪みが発生してしまう可能性があった。
【０００７】
また、打ち抜く対象となる金属、例えばアルミは巻き取られてリボン状になっており、打ち抜く際にはこのリボンからアルミを引き出しながら打ち抜く。リボンを引き出す際に例えば振動が発生すると、リボン上においてストラップ部材を打ち抜く位置にズレが生じ誤差が発生する。この誤差はストラップ部材の大きさからすれば非常に大きなものとなってしまうため、高い生産性を維持するためには精度良く打ち抜くことが求められる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、内部抵抗の一層の低抵抗化を図りつつ生産性及び生産効率の向上をも可能とするストラップ部材を使用した半導体装置及びこの半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、半導体装置において、半導体素子と、半導体素子に設けられた電極と接続される電極を有するリードと、半導体素子の電極とリードの電極とを電気的に接続する金属ワイヤと、を具備し、金属ワイヤのうち、半導体素子と接合されている領域及びリードと接合されている領域を除く領域が、半導体素子と接合されている領域及びリードと接合されている領域よりも薄く成形されている。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、半導体装置の製造方法において、半導体素子に設けられた第１の電極と第１のリードに設けられた電極とを接続する工程と、半導体素子に設けられた第２の電極と第２のリードに設けられた電極とを接続するストラップ部材を成形する工程と、ストラップ部材を用いて半導体素子の第２の電極と第２のリードに設けられた電極との間を電気的に接続する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内部抵抗の一層の低抵抗化を図りつつ生産性及び生産効率の向上をも可能とするストラップ部材を使用した半導体装置及びこの半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態における半導体装置の平面を簡易に表わした平面図である。半導体装置Ａは、第１のリード１と、半導体素子２と、第２のリード３と、第３のリード４と、半導体素子２と第２のリード３とを電気的に接続するストラップ部材５と、半導体素子２と第３のリード４とを電気的に接続する金属ワイヤ６とから構成される。また、第１のリード１と、半導体素子２と、第２のリード３と、第３のリード４と、ストラップ部材５と、金属ワイヤ６とは、基板７上に載置されている。なお、後述するようにストラップ部材５は金属ワイヤＷを加工することによって製造されるため、加工前の金属ワイヤＷと加工後のストラップ部材５は同一物である。従って、以下、説明によって適宜、「金属ワイヤＷ」と表わしたり「ストラップ部材５」と表わしたりする。
【００１４】
図１に示される半導体素子２には、図示しないドレイン電極Ｄ、ソース電極Ｓ及びゲート電極Ｇの各電極が設けられている。第１のリード１は、図示しない第１のリード電極を備え、半導体素子２のドレイン電極Ｄとダイボンド材を介して電気的に接続される。第２のリード３は、図示しない第２のリード電極を備え、半導体素子２のソース電極Ｓとストラップ部材５を介して電気的に接続される。さらに、第３のリード４は、図示しない第３のリード電極を備え、半導体素子２のゲート電極Ｇと金属ワイヤ６を介して電気的に接続される。この第３のリード４、金属ワイヤ６を介してゲート電極Ｇに電圧が印加されると、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間で電流が流れる。
【００１５】
図２は、図１におけるＸ−Ｘ線で切断した様子を示す断面図である。ストラップ部材５は、その端部領域Ｍ１，Ｍ２において半導体素子２のソース電極Ｓ及び第２のリード３に設けられている第２のリード電極に対して例えば、超音波振動を印加しつつ圧着される。すなわち、ストラップ部材５のうち半導体素子２と接合されている領域を示すのがＭ１の領域であり、リード３と接合されている領域を示すのがＭ２の領域である。
【００１６】
また、図１に示す平面図では平面に見えるが、その断面を見ると、段差のある半導体素子２のソース電極Ｓ及び第２のリード３に設けられている第２のリード電極とを接触することなく接続させるために、ストラップ部材５の端部領域Ｍ１，Ｍ２に挟まれる領域（以下、「領域Ｎ」という。）は薄く湾曲するように形成されている。
【００１７】
図３ないし図７は、ストラップ部材５の製造工程を示す図面である。本発明の実施の形態におけるストラップ部材５は、金属ワイヤを利用して製造される。すなわち、長い金属ワイヤを所定の長さに切り出して加工して所望のストラップ部材５を製造する。
【００１８】
図３は切り出された金属ワイヤＷを正面から見た図である。円柱形状の金属ワイヤを切り出しているので、正面から見ると長方形に見える。なお、金属ワイヤＷは、ゲート電極Ｇと第３のリード４とをつなぐ金属ワイヤ６よりも太い金属ワイヤである。
【００１９】
図４及び図５は、図３に示す切り出した金属ワイヤＷを加工した状態を示す正面図（図４）と平面図（図５）である。切り出された金属ワイヤＷは図４において図示しない治具を用いてその領域Ｎを押しつぶすとともに湾曲させる。領域Ｎを押しつぶして図５の平面図に示すように薄い平板状に加工するのは、電流の流路断面積を拡大してその抵抗を低くするためである。
【００２０】
端部領域Ｍ１，Ｍ２はそれぞれ半導体素子２のソース電極Ｓの領域と第２のリード電極の領域に、例えば超音波振動を印加しつつ圧着することになるため、接続が終了したときに端部領域Ｍ１，Ｍ２の断面は概ね平板状になる。一方、この領域Ｎの部分は半導体素子２と第２のリードとを跨ぐ部分であるため、図４に示す矢印方向からの圧力を掛けることができない。そのため、端部領域Ｍ１，Ｍ２のように圧力を掛けて押しつぶすことで概ね平板状に加工することができないため、金属ワイヤＷの端部領域Ｍ１，Ｍ２よりも先に領域Ｎを平板状に加工するものである。
【００２１】
このように加工されると、図５の平面図にも表わされるように、治具によって押しつぶされた金属ワイヤＷの該当領域（領域Ｎ）は押しつぶされていない端部領域Ｍ１，Ｍ２よりも薄く幅が広くなる。
【００２２】
さらに、ストラップ部材５の領域Ｎについては湾曲するように加工がなされる。図４に示すように、領域Ｎはアーチ状に湾曲している。これは、端部領域Ｍ１が接続される半導体素子２と端部領域Ｍ２が接続される第２のリード３の基板７からの高さが相違するため、領域Ｎを直線上に成形すると半導体素子２にストラップ部材５が接触することになる。この状態を避けるために、領域Ｎは端部領域Ｍ１側で一旦上方に上がり湾曲して端部領域Ｍ２に向けてなだらかにつながる。
【００２３】
なお、金属ワイヤＷのどの領域を端部領域Ｍ１，Ｍ２とし、領域Ｎとするかは半導体装置Ａ内の半導体素子２と第２のリード３との位置関係によって自由に設定することが可能である。
【００２４】
図６は、これまで説明してきたストラップ部材５を表わす斜視図である。この斜視図において明らかなように、手前側の端部領域Ｍ１は半導体素子２と接続される領域であり、領域Ｎを挟んで奥側の端部領域Ｍ２は第２のリード３と接続される領域である。領域Ｎはそれぞれ接続される半導体素子２と第２のリード３との高さの違いに合わせて、一旦盛り上がってから手前側の端部領域Ｍ１から奥側の端部領域Ｍ２へ向けて低くなるように湾曲する。
【００２５】
なお、領域Ｎについては治具を用いて上下から金属ワイヤＷを挟み込み押しつぶすことで平板状へと加工される。本発明の実施の形態においては、金属ワイヤＷを挟み込む下側の治具を固定し上側の治具のみを動かして加圧している。そのため、図４や図６に示されるように、領域Ｎは端部領域Ｍ１の下端部と端部領域Ｍ２の下端部とをつなぐように形成される。
【００２６】
一方で、上下の治具を用いて金属ワイヤＷに上下から同じ圧力を掛けて加圧し押しつぶすと領域Ｎは端部領域Ｍ１の中央部と端部領域Ｍ２の中央部とをつなぐように形成され、上側の治具を固定し下側の治具のみを動かして金属ワイヤＷに加圧すると領域Ｎは端部領域Ｍ１の上端部と端部領域Ｍ２の上端部とをつなぐように平板状に形成される。いずれの加工方法を採用して金属ワイヤＷの断面のどの位置に領域Ｎを形成するかは任意である。
【００２７】
このようにして成形されたストラップ部材５は、接続される半導体素子２と第２のリード３の該当領域上に載置され、図７に示すような治具８を用いて圧着させる。治具８を用いての圧着に際しては、例えば超音波振動を印加しても良い。
【００２８】
治具８がストラップ部材５の端部領域Ｍ１，Ｍ２の領域に対して加圧することによって金属ワイヤＷが次第に押しつぶされて、最終的に図２に示すような厚さになる。すなわち、切り出された金属ワイヤＷに領域Ｎが加工されたときから半導体素子２及びリード３への接合終了後に至るまで、領域Ｎの方が端部領域Ｍ１，Ｍ２よりも薄く成形されていることになる。なお、治具８には、加圧する際に湾曲して成形されている領域Ｎをつぶすことのないようにくぼみ８ａが設けられている。
【００２９】
このように、ストラップ部材をアルミのリボンから打ち抜くのではなく金属ワイヤＷを加工して製造することによって、微細なストラップ部材を精度良く加工することできるとともに、内部抵抗の一層の低抵抗化を図りつつ生産性及び生産効率の向上をも可能とするストラップ部材を使用した半導体装置及びこの半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００３０】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の平面を簡易に表わした平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線で切断した様子を示す断面図である。
【図３】ストラップ部材の製造工程を示す図面である。
【図４】ストラップ部材の製造工程を示す図面であり、ストラップ部材の正面図である。
【図５】ストラップ部材の製造工程を示す図面であり、ストラップ部材の平面図である。
【図６】ストラップ部材の製造工程を示す図面であり、ストラップ部材の斜視図である。
【図７】ストラップ部材の製造工程を示す図面である。
【符号の説明】
【００３２】
１…第１のリード、２…半導体素子、３…第２のリード、４…第３のリード、５…ストラップ部材、６…金属ワイヤ、７…基板、８…治具、Ａ…半導体装置、Ｍ…端部領域、Ｎ…領域。
【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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【図７】
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