半导体装置

文档序号:618294 发布日期:2021-05-07 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 半导体装置 (Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips ) 是由 高桥正树 于 2020-09-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供半导体装置,其抑制半导体芯片的接合导线的表面电极的温度上升。半导体装置(10)包括在正面具备电极区(32a、32b)的半导体芯片(30)、和分别接合于电极区(32a、32b)的多根导线(50)。此时,电极区(32a、32b)的分别与多根导线(50)接合的多个被接合区域(36)配置为俯视时在与半导体芯片(30)的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。由此,导线(50)分散地接合于半导体芯片(30)的电极区(32a、32b),从而在电极区(32a、32b)中温度几乎均匀地分布于整体,温度高的区域的不均分布受到抑制。(The invention provides a semiconductor device, which can restrain the temperature rise of the surface electrode of the bonding wire of the semiconductor chip. A semiconductor device (10) includes a semiconductor chip (30) having electrode regions (32a, 32b) on the front surface thereof, and a plurality of wires (50) bonded to the electrode regions (32a, 32b), respectively. In this case, a plurality of bonded regions (36) of the electrode regions (32a, 32b) to which the plurality of wires (50) are bonded are arranged so as not to overlap each other in an X direction parallel to one side of the semiconductor chip (30) and in a Y direction orthogonal to the X direction when viewed from above. Thus, the wires (50) are dispersedly bonded to the electrode regions (32a, 32b) of the semiconductor chip (30), so that the temperature is almost uniformly distributed in the entire electrode regions (32a, 32b), and uneven distribution in a region with high temperature is suppressed.)

半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

半导体装置具备半导体芯片,该半导体芯片包括IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)、FWD(Free Wheeling Diode,续流二极管)等半导体元件,该半导体装置通过铝、铜等金属制的导线将半导体芯片的表面电极之间进行电接合而被用作电力转换装置。此时,针对表面电极的导线尽可能地接合到表面电极的周边部、特别是角部。这是为了避开表面电极在半导体芯片通电时温度变得最高的中央部,此外避免导线彼此的接触。进而,通过使导线与表面电极的接合面积增加,能够降低每一根导线的发热,并且能够抑制因导线与表面电极之间的热应力之差而引起的破坏的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-066704号公报

发明内容

技术问题

近年来,半导体芯片的尺寸的缩小化一直在发展。因此,导线与半导体芯片的表面电极的接合面积受到限制而无法使接合面积增加。与之相伴,导线与半导体芯片的接合位置处的导电时的发热量也会增加。此外,若半导体芯片的尺寸缩小化,则即使将导线接合到表面电极的角部,导线彼此的间隔也缩短且导线的接合位置处彼此会产生热干扰,会发生导线及半导体芯片的表面电极的温度上升。由于因导线与表面电极之间的热应力之差而引起的破坏的发生,会导致包含半导体芯片的半导体装置的可靠性降低。

本发明是鉴于这样的情况而作出的,其目的在于提供一种能够抑制半导体芯片的接合导线的表面电极的温度上升的半导体装置。

技术方案

根据本发明的一个方面,提供一种半导体装置,其具备:半导体芯片,其在正面具备第一主电极;以及多根导线,其分别与所述第一主电极接合,分别与所述多根导线接合的所述第一主电极的多个被接合区域配置为俯视时在与所述半导体芯片的一边平行的第一方向上和在与所述第一方向正交的第二方向上各不重复。

技术效果

根据公开的技术,能够抑制半导体芯片的接合导线的表面电极的温度上升而抑制半导体装置的可靠性的降低。

附图说明

图1是半导体装置的侧截面图。

图2是半导体装置的俯视图。

图3是半导体芯片的俯视图。

图4是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图(其一)。

图5是用于说明实施方式的半导体芯片的表面温度的图。

图6是用于说明参考例的导线与半导体芯片的接合位置的图(其一)。

图7是用于说明参考例的半导体芯片的表面温度的图。

图8是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图(其二)。

图9是用于说明参考例的导线与半导体芯片的接合位置的图(其二)。

图10是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图(其三)。

图11是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图(其四)。

图12是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图(其五)。

符号说明

10半导体装置,20a、20b陶瓷电路基板,21a、21b绝缘板,22a1~22a3、22b1~22b3导电图案,23a、23b金属板,30、30a、30b、40a、40b半导体芯片,31栅极,32有源区,32a、32b电极区,33栅极流道,35接合区域,36被接合区域,37禁止接合区域,50、55a、55b导线,60散热板,70壳体部,71、72、73布线部件,71a、72a、73a端子,74盖部,75封装部件,80、80a温度分布图像

具体实施方式

以下,参照附图对实施方式进行说明。应予说明,在以下的说明中,“正面”和“上表面”在图1的半导体装置10中表示朝向上侧的面。同样地,“上”在图1的半导体装置10中表示上侧的方向。“背面”和“下表面”在图1的半导体装置10中表示朝向下侧的面。同样地,“下”在图1的半导体装置10中表示下侧的方向。根据需要,在其他的图中也表示相同的方向性。“正面”、“上表面”、“上”、“背面”、“下表面”、“下”、“侧面”只是便于确定相对的位置关系的表述,并不限定本发明的技术思想。例如,“上”和“下”不一定表示相对于地面的铅锤方向。也就是说,“上”和“下”的方向不限于重力方向。

首先,使用图1和图2说明半导体装置。图1是半导体装置的侧截面图,图2是半导体装置的俯视图。应予说明,图1是与图2的单点划线α-α对应的部位的截面图。此外,在图2中,仅记载有半导体装置10的陶瓷电路基板20a、20b。

如图1所示,半导体装置10具有陶瓷电路基板20a、20b和散热板60,该散热板60介由焊料(省略图示)设置有陶瓷电路基板20a、20b。如图2所示,在陶瓷电路基板20a、20b,配置有半导体芯片30a、30b、40a、40b。此外,半导体装置10具有壳体部70和盖部74,该壳体部70介由粘接剂(省略图示)设置于散热板60的周边部而包围陶瓷电路基板20a、20b,该盖部74设置于壳体部70的开口上部。此外,在壳体部70和盖部74,安装有布线部件71、72、73。布线部件71的一端电接合于陶瓷电路基板20a,另一端作为端子71a而露出于壳体部70。布线部件72的一端电接合于陶瓷电路基板20b,另一端作为端子72a而露出于壳体部70。布线部件73的一端电接合于陶瓷电路基板20a,另一端作为端子73a而露出于壳体部70。并且,壳体部70内的陶瓷电路基板20a、20b被硅凝胶、封装树脂等封装部件75封装。

如图1及图2所示,陶瓷电路基板20a、20b具有绝缘板21a、21b、形成于绝缘板21a、21b的正面的导电图案22a1~22a3、22b1~22b3、和形成于绝缘板21a、21b的背面的金属板23a、23b。应予说明,导电图案22a1~22a3、22b1~22b3的形状、数量和配置是一例。绝缘板21a、21b由导热性优异的氧化铝、氮化铝、氮化硅等高导热性的陶瓷构成。导电图案22a1~22a3、22b1~22b3由导电性优异的铜或铜合金等金属构成。金属板23a、23b由导热性优异的铝、铁、银、铜或至少含有这些金属中的一种的合金等金属构成。作为具有这样的构成的陶瓷电路基板20a、20b,例如能够使用DCB(Direct Copper Bonding,直接铜键合)基板、AMB(Active Metal Brazed,活性金属钎焊)基板。陶瓷电路基板20a、20b能够介由导电图案22a2、22b2、绝缘板21a、21b和金属板23a、23b使由半导体芯片30a、30b、40a、40b产生的热传导到图1中的下侧而散热。应予说明,导电图案22a1~22a3、22b1~22b3的厚度优选为0.10mm以上且1.00mm以下,更优选为0.20mm以上且0.50mm以下。此外,在这样的陶瓷电路基板20a的导电图案22a2,经由焊料(省略图示)接合有布线部件71。在导电图案22b2,经由焊料(省略图示)接合有布线部件72。在导电图案22a3,经由焊料(省略图示)接合有布线部件73。应予说明,在导电图案22a2、22b2、22a3中示出的方形表示布线部件71、72、73的接合区域。

半导体芯片30a、30b由硅或碳化硅构成,并包括例如IGBT、功率MOSFET(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件。这样的半导体芯片30a、30b例如在背面具备作为主电极的输入电极(漏电极或集电极),在正面具备控制电极(栅电极)和作为主电极的输出电极(源电极或发射极)。上述的半导体芯片30a、30b的背面侧通过焊料(省略图示)连接到导电图案22a2、22b2上。半导体芯片40a、40b由硅或碳化硅构成,并包括例如SBD(Schottky Barrier Diode,肖特基势垒二极管)、PiN(P-intrinsic-N,P-本征-N)二极管等FWD元件。这样的半导体芯片40a、40b在背面具备作为主电极的输出电极(阴极电极),在正面具备作为主电极的输入电极(阳极电极)。上述的半导体芯片40a、40b的背面侧通过焊料(省略图示)连接到导电图案22a2、22b2上。

对于这样的陶瓷电路基板20a、20b和半导体芯片30a、30b、40a、40b,布设有以下的导线50。应予说明,在图1和图2中,将控制用布线以外的连接各部件之间的导线总称为导线50。作为控制用布线的导线55a、55b分别电接合于导电图案22a1、22b1和半导体芯片30a、30b的栅极。其他的导线50适当地电接合于半导体芯片30a、30b、半导体芯片40a、40b、导电图案22a3、22b3之间。应予说明,这些导线50由导电性优异的铝、铜等金属或至少含有这些金属中的一种的合金等构成。此外,这些导线的直径为100μm以上且1.00mm以下。优选地,这些导线的直径为250μm以上且500μm以下。如果这些导线的直径小于250μm,则每1根导线的容许电流小,需要大量导线,所以半导体芯片30a、30b、40a、40b的接合位置增多,接合位置处的导电时的发热量会增加。此外,如果这些导线的直径大于500μm,则在与半导体芯片30a、30b、40a、40b接合时需要过大的力,半导体芯片30a、30b、40a、40b有可能会破损。

布线部件71、72、73由导电性优异的铝、铁、银、铜或至少含有这些金属中的一种的合金构成。此外,为了使耐腐蚀性提高,例如可以通过镀覆处理等在布线部件71、72、73的表面形成镍、金等金属。具体地,除了镍、金之外,还有镍-磷合金、镍-硼合金等。进而,可以在镍-磷合金上层叠金。

散热板60由例如导热性优异的铝、铁、银、铜或至少含有这些金属中的一种的合金构成。此外,为了使耐腐蚀性提高,例如可以通过镀覆处理等在散热板60的表面形成镍等材料。具体地,除了镍之外,还有镍-磷合金、镍-硼合金等。应予说明,还能够经由焊锡或银焊料等在该散热板60的背面侧安装冷却器(省略图示)来使散热性提高。该情况下的冷却器由例如导热性优异的铝、铁、银、铜、或者至少含有这些金属中的一种的合金等构成。此外,作为冷却器,能够应用散热片或者由多个散热片构成的散热器、以及利用水冷的冷却装置等。此外,散热板60可以与这样的冷却器一体地构成。在该情况下,散热板60由导热性优异的铝、铁、银、铜、或者至少含有这些金属中的一种的合金构成。并且,为了使耐腐蚀性提高,例如可以通过镀覆处理等在与冷却器一体化了的散热板60的表面形成镍等材料。具体地,除了镍以外,还有镍-磷合金、镍-硼合金等。壳体部70和盖部74分别呈例如箱状和平板状,并且由热塑性树脂构成。作为这样的树脂,有PPS树脂、PBT树脂、PBS树脂、PA树脂或ABS树脂等。此外,壳体部70和盖部74形成有供布线部件71、72、73的端子71a、72a、73a插入的开口孔(省略图示)。

接下来,使用图3说明半导体芯片30a、30b的详情。应予说明,以下将半导体芯片30a、30b总称为半导体芯片30。图3是半导体芯片的俯视图。半导体芯片30在俯视时呈矩形状,并且在其正面的端部中央部具备栅极31(控制电极部)、有源区32(输出电极部)和从栅极31起延伸于有源区32的栅极流道33。应予说明,半导体芯片30的尺寸例如纵、横分别为7mm以下。

栅极31接收控制电压。有源区32是在接合导线50且半导体芯片30处于导通状态时输出输出电流的区域。如图3所示,这样的有源区32由夹着栅极流道33而分别配置的电极区32a、32b构成。此外,电极区32a、32b分别是设置有多个IGBT的晶体管区。电极区32a、32b之间彼此绝缘,并且电极区32a、32b分别输出独立的输出电流。栅极流道33沿着作为晶体管区的电极区32a、32b的边界部而设置。应予说明,电极区32a、32b的详情将在后面描述。栅极流道33电连接于电极区32a、32b的各IGBT(或功率MOSFET)的栅极。

此外,在半导体芯片30的电极区32a、32b的正面分别沿着X方向和Y方向以格子状设定有多个接合区域35。接合区域35是能够接合导线50的区域。在各接合区域35,各能够接合1根导线50。在图3的情况下,设定有纵向6个接合区域35、横向6个接合区域35,合计36个接合区域35。应予说明,在图3中,为了方便,沿着X(横)方向上标注[1]~[6],在Y(纵)方向上标注[a]~[f]。此外,根据需要,接合区域35有时表示为A。因此,例如,在36个接合区域35之中,与X方向上为[3]且Y方向上为[c]的位置相对应的接合区域35表示为A3c。

接着,使用图4说明导线与这样的半导体芯片30的接合位置。图4是用于说明实施方式中的导线与半导体芯片的接合位置的图。应予说明,在图4中,以将5根导线50与半导体芯片30的电极区32a、32b接合的情况为例进行说明。此外,以下,不限于半导体芯片30,在半导体芯片40a、40b的情况下也能够同样地应用。

在图4中,在接合5根导线50的情况下,在半导体芯片30的电极区32a、32b沿着X方向和Y方向分别设定有6个格子状的接合区域35。接合区域35可以沿着X方向和Y方向设定为按等于或多于导线50的根数的数量进行划分而成的格子状。在图4所示的半导体芯片30的电极区32a、32b的多个接合区域35之中,在5处的被接合区域36(图4中的斜线区域)各接合1根导线50,合计接合5根导线50。此外,此时,电极区32a、32b的各接合多根导线50中的1根的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。应予说明,根据需要,被接合区域36有时表示为B。例如,在5处的被接合区域36之中,与X方向上为[5]且Y方向上为[b]的位置相对应的被接合区域36有时表示为B5b。

例如,说明5处被接合区域36中的被接合区域36(B1f)以外的被接合区域(B2a、B4e、B5b、B6d)。被接合区域(B2a、B4e、B5b、B6d)被设定为与全部接合区域35中在包含被接合区域36(B1f)的X方向和Y方向上分别排列的接合区域35(A1f~A6f、A1a~A1f)不重复。即,被接合区域36(B1f)以外的被接合区域(B2a、B4e、B5b、B6d)设置在包含被接合区域36(B1f)的接合区域35(A1f~A6f、A1a~A1f)以外的接合区域。此外,被接合区域36(B2a)以外的被接合区域(B1f、B4e、B5b、B6d)、被接合区域36(B4e)以外的被接合区域(B1f、B2a、B5b、B6d)、被接合区域36(B5b)以外的被接合区域(B1f、B2a、B4e、B6d)、被接合区域36(B6d)以外的被接合区域(B1f、B2a、B4e、B5b)也依与上述同样的关系而设置。通过这样设定供导线50接合的被接合区域36,能够将导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b。此外,此时,在半导体芯片30的电极区32a、32b的中央部的接合区域35(A3c、A3d、A4c、A4d)的禁止接合区域37不接合导线50。应予说明,电极区32a、32b的作为禁止接合区域37的中央部例如是从电极区32a、32b的中点起到距离L1的范围,该距离L1是从电极区32a、32b的中点起到半导体芯片30的边的距离的例如25%。该距离L1能够适当地设定。

接下来,使用图5说明接合有导线50的在半导体芯片30通电时的电极区32a、32b的表面温度。图5是用于说明实施方式的半导体芯片的表面温度的图。图5所示的温度分布图像80表示分别与图4的被接合区域36对应的斜线区域和由相同温度范围的集合形成的线(虚线T1~T5)以预定的间隔连接而成的线组。由虚线T1包围的区域表示119℃~130℃的温度分布。由虚线T2包围的区域表示116℃~119℃的温度分布。由虚线T3包围的区域表示112℃~116℃的温度分布。由虚线T4包围的区域表示109℃~116℃的温度分布。由虚线T5包围的区域表示105℃~109℃的温度分布。根据该温度分布图像80可知,在电极区32a、32b中,温度几乎均匀地分布于整体,虽然温度高的区域(T1)位于中央,但该区域(T1)较小,整体上没有温度高的区域不均分布的情形。此外,此时的半导体芯片30的发热温度为124℃左右。

这里,使用图6说明相对于图4的情况的参考例的半导体芯片。图6是用于说明参考例的导线与半导体芯片的接合位置的图。应予说明,在图6中,也与图4同样地,以将5根导线50与半导体芯片30的电极区32a、32b接合的情况为例进行说明。此外,在图6中,也是将5根导线50分别接合在半导体芯片30的电极区32a、32b的多个接合区域35(A)中的5处被接合区域36(图6中的斜线区域:B)。

图6的半导体芯片30在多个接合区域35中的接合区域35(A1a、A2a、A4f、A5f、A6f)分别接合导线50来设定被接合区域36(B1a、B2a、B4f、B5f、B6f)。通过这样将导线50接合于电极区32a、32b的对角线上的角部,从而避开在半导体芯片30通电时温度最高的中央部而期望抑制温度的上升。

接下来,使用图7说明图6的接合有导线50的在半导体芯片30通电时的电极区32a、32b的表面温度。图7是用于说明参考例的半导体芯片的表面温度的图。图7所示的温度分布图像80a与图5同样地,表示分别与图6的被接合区域36对应的斜线区域和由相同温度范围的集合形成的线(虚线T1~T5)以预定的间隔连接而成的线组。根据该温度分布图像80a可知,温度以跨越位于电极区32a、32b的对角线上的角部的被接合区域36的方式上升。特别地,可以看出电极区32a、32b的中央部是温度高的虚线T1、T2的温度分布。这可认为在对角线上的被接合区域36之间产生了热干扰,发生了半导体芯片30的电极区32a、32b的中央部的温度上升。这样,图6和图7的虚线T1、T2的温度分布的范围大于图4和图5的虚线T1、T2的温度分布的范围。并且,此时的半导体芯片30的发热温度为127℃左右,相对于图5的半导体芯片30的发热温度上升2.5%左右。

上述的半导体装置10包括在正面具备电极区32a、32b的半导体芯片30、和分别接合于电极区32a、32b的多根导线50。此时,电极区32a、32b的分别与多根导线50接合的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。由此,导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b,从而在电极区32a、32b中温度几乎均匀地分布于整体,温度高的区域的不均分布受到抑制。其结果,能够抑制半导体芯片30的发热温度的上升,能够抑制半导体装置10的可靠性的降低。

进而,在图4的情况下,使导线50接合于电极区32a、32b的外边部。因为在半导体芯片30中电极区32a、32b的中央部的温度上升特别高,所以这是为了抑制进一步的温度上升。应予说明,电极区32a、32b的外边部是从电极区32a、32b的各边起到距离L2的范围,该距离L2是从电极区32a、32b的中点起到半导体芯片30的边的距离的例如50%。该距离L2能够适当地设定。

此外,在例如半导体芯片30包含作为由碳化硅构成的开关元件的SiC-MOSFET、SiC-SBD的情况下,可以流通大电流。另一方面,在这些半导体芯片30中,接合有导线50的被接合区域36容易温度上升。因此,若这样将导线50接合于被接合区域36,则能够抑制半导体装置10的温度上升而切实地应对大电流。应予说明,在本实施方式中,对于图4以外的情况,电极区32a、32b的中央部及外边部也与图4的范围相同。

接下来,使用图8说明将4根导线50与半导体芯片30的电极区32a、32b接合的情况。图8是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图。与图4同样地,图8所示的半导体芯片30也具备电极区32a、32b,并且设定有多个接合区域35。此外,在图8中,为了接合4根导线50,在半导体芯片30的电极区32a、32b沿着X方向和Y方向分别设定有6个格子状的接合区域35。接合区域35可以沿着X方向和Y方向设定为按等于或如图那样多于导线50的根数的数量进行划分而成的格子状。更优选地,接合区域35沿着X方向和Y方向设定为按与导线50的根数相同的数量进行划分而成的格子状。在多个接合区域35之中,在4处的被接合区域36(图8中的斜线区域)各接合1根导线50,合计接合4根导线50。此时,电极区32a、32b的分别与多根导线50接合的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。

说明4处被接合区域36中的例如被接合区域36(B1f)以外的被接合区域(B2a、B5b、B6e)。被接合区域(B2a、B5b、B6e)是从全部接合区域35除去在包含被接合区域36(B1f)的X方向和Y方向上分别排列的接合区域35(A1f~A6f、A1a~A1f)以外的接合区域中的某一个。即,被接合区域36(B1f)以外的被接合区域(B2a、B5b、B6e)设置在包含被接合区域36(B1f)的接合区域35(A1f~A6f、A1a~A1f)以外的接合区域。此外,被接合区域36(B2a)以外的被接合区域(B1f、B5b、B6e)、被接合区域36(B5b)以外的被接合区域(B1f、B2a、B6e)、被接合区域36(B6e)以外的被接合区域(B1f、B2a、B5b)也依与上述同样的关系而设置。

作为针对这样的图8的情况的参考例,使用图9说明简单地在半导体芯片30的电极区32a、32b的四角分别接合导线50的情况。图9是用于说明参考例的导线与半导体芯片的接合位置的图。如图9所示,在半导体芯片30的电极区32a、32b的各角部的接合区域35(A1a、A1f、A6a、A6f)分别设定有被接合区域36(B1a、B1f、B6a、B6f)。但是,若在半导体芯片30的电极区32a、32b的四角处设定被接合区域36(B1a、B1f、B6a、B6f),则在被接合区域36(B1a、B1f、B6a、B6f)之间产生热干扰。其结果,半导体芯片30的电极区32a、32b的中央部的温度上升高,从而图9的半导体芯片30的发热温度会高于图8的情况。

因此,通过如图8所示设定供4根导线50接合的被接合区域36,能够将导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b。此外,此时,使得在半导体芯片30的电极区32a、32b的中央部的接合区域35(A3c、A3d、A4c、A4d)的禁止接合区域37不接合导线50。由此,导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b,从而在电极区32a、32b中温度几乎均匀地分布于整体,温度高的区域的不均分布受到抑制。其结果,能够抑制半导体芯片30的发热温度的上升,能够抑制半导体装置10的可靠性的降低。

接着,使用图10说明将6根导线50与半导体芯片30的电极区32a、32b接合的情况。图10是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图。与图4和图8同样地,图10所示的半导体芯片30也具备电极区32a、32b,并且设定有多个接合区域35。此外,在图10中,为了接合6根导线50,在半导体芯片30的电极区32a、32b沿着X方向和Y方向分别设定有6个格子状的接合区域35。接合区域35可以沿着X方向和Y方向设定为按等于或多于导线50的根数的数量进行划分而成的格子状。更优选地,如图10所示,接合区域35沿着X方向和Y方向设定为按与导线50的根数相同的数量进行划分而成的格子状。在多个接合区域35之中,在6处的被接合区域36(图10中的斜线区域)各接合1根导线50,合计接合6根导线50。此时,电极区32a、32b的分别与多根导线50接合的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。

图10的情况下的被接合区域36分别设置于中央部的禁止接合区域37以外的电极区32a、32b。此外,此时,从6个被接合区域36中选择的以2个为一组的被接合区域36的全部组设置为相对于中心点呈点对称。例如,一组被接合区域36(B1c、B6d)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B2e、B5b)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B3a、B4f)设置为相对于中心点呈点对称。进而,被接合区域36配置为相对于电极区32a、32b的对角线D呈线对称。例如,一组被接合区域36(B1c、B3a)设置为相对于对角线D呈线对称。此外,一组被接合区域36(B2e、B5b)设置为相对于对角线D呈线对称。此外,一组被接合区域36(B4f、B6d)设置为相对于对角线D呈线对称。

在偶数根导线50的情况下,能够这样对半导体芯片30的电极区32a、32b配置偶数个被接合区域36。在此情况下,被接合区域36能够配置为相对于中心点呈点对称。进而,被接合区域36能够配置为相对于电极区32a、32b的对角线D呈线对称。通过这样配置被接合区域36,并且在各个被接合区域36各接合1根导线50,从而使导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b。由此,在电极区32a、32b中,温度几乎均匀地分布于整体,温度高的区域的不均分布受到抑制。其结果,能够抑制半导体芯片30的发热温度的上升,能够抑制半导体装置10的可靠性的降低。

在以上的描述中,半导体芯片30的电极区32a、32b的接合区域35的划分数是一个例子。不限于在X方向上划分为6个且在Y方向上划分为6个的情况,而能够根据电极区32a、32b的面积、导线50的根数和直径来适当地设定。对于偶数根的导线50,只要对半导体芯片30的电极区32a、32b配置偶数个被接合区域36即可。因此,作为另外的例子,使用图11说明将半导体芯片30的电极区32a、32b在X方向上划分为4个且在Y方向上划分为4个的情况。图11是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图。应予说明,这里,对半导体芯片30的电极区32a、32b接合4根导线50。如图11所示,为了接合4根导线50,在半导体芯片30的电极区32a、32b沿着X方向和Y方向分别设定有4个格子状的接合区域35。接合区域35可以沿着X方向和Y方向设定为按等于或大于导线50的根数的数量进行划分而成的格子状。更优选地,如图11所示,接合区域35沿着X方向和Y方向设定为按与导线50的根数相同的数量进行划分而成的格子状。在多个接合区域35之中,在4处的被接合区域36(图11中的斜线区域)各接合1根导线50,合计接合4根导线50。此时,电极区32a、32b的分别与多根导线50接合的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和在与X方向正交的Y方向上各不重复。此外,此时,从4个被接合区域36中选择的以2个为一组的被接合区域36的全部组设置为相对于中心点呈点对称。例如,一组被接合区域36(B1c、B4b)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B2a、B3d)设置为相对于中心点呈点对称。进而,这样的被接合区域36设置为,使连结被接合区域36(B1c、B4b)的直线与连结被接合区域36(B2a、B3d)的直线大致正交。

作为另外的例子,使用图12说明将半导体芯片30的电极区32a、32b在X方向上划分为8个且在Y方向上划分为8个的情况。图12是用于说明实施方式的导线与半导体芯片的接合位置的图。应予说明,这里,对半导体芯片30的电极区32a、32b接合8根导线50。如图12所示,为了接合8根导线50,在半导体芯片30的电极区32a、32b沿着X方向和Y方向分别设定有8个格子状的接合区域35。接合区域35可以沿着X方向和Y方向设定为按等于或大于导线50的根数的数量进行划分而成的格子状。更优选地,如图12所示,接合区域35沿着X方向和Y方向设定为按与导线50的根数相同的数量进行划分而成的格子状。在多个接合区域35之中,在8处的被接合区域36(图12中的斜线区域)各接合1根导线50,合计接合8根导线50。此时,电极区32a、32b的分别与多根导线50接合的多个被接合区域36配置为俯视时在与半导体芯片30的一边平行的X方向上和与X方向正交的Y方向上上各不重复。此外,此时,从8个被接合区域36中选择的以2个为一组的被接合区域36的全部组设置为相对于中心点呈点对称。例如,一组被接合区域36(B1d、B8e)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B2f、B7c)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B3b、B6g)设置为相对于中心点呈点对称。此外,一组被接合区域36(B4h、B5a)设置为相对于中心点呈点对称。

对于半导体芯片30的电极区32a、32b,也能够如图11和图12那样,在偶数根导线50的情况下配置偶数个被接合区域36。被接合区域36能够配置为相对于中心点呈点对称。通过这样配置被接合区域36,并且在各个被接合区域36各接合1根导线50,从而使导线50分散地接合于半导体芯片30的电极区32a、32b。由此,在电极区32a、32b中温度几乎均匀地分布于整体,温度高的区域的不均分布受到抑制。其结果,能够抑制半导体芯片30的发热温度的上升,能够抑制半导体装置10的可靠性的降低。

应予说明,在导线50的根数为3根以下的情况下,即使如图4、图8及图10~图12那样分散地设定被接合区域36,与仅将被接合区域36设定于半导体芯片30的电极区32a、32b的外周部的情况相比,半导体芯片30的发热温度的上升的抑制也基本没有变化。因此,特别地,导线50优选为4根以上。此外,在半导体芯片30的尺寸大且导线根数少的情况下,即使如图4、图8及图10~图12那样分散地设定被接合区域36,与仅将被接合区域36设定于半导体芯片30的电极区32a、32b的外周部的情况相比,半导体芯片30的发热温度的上升的抑制也基本没有变化。因此,特别地,半导体芯片30优选尺寸为纵向、横向分别为7mm以下,且导线50为4根以上。此外,在本实施方式中,仅示出了半导体芯片30的电极区32a、32b的X方向上和Y方向上各自的划分数为4个、6个、8个这样相同的情况,但X方向上和Y方向上各自的划分数也可以不同。例如,可以在X方向上有4个,在Y方向上有6个等。

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