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発明の名称 半導体装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12893(P2007−12893A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192237(P2005−192237)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100076174
【弁理士】
【氏名又は名称】宮井 暎夫
発明者 家合 政敏 / 吉田 隆幸 / 大谷 克実 / 鈴木 宏明
要約 課題
搭載チップのコーナ部におけるワイヤリングによる不良を防止し信頼性の向上を図る。

解決手段
四辺の外周部に複数の電極102が並んで配置された半導体チップ101と、一方の面に半導体チップ101を搭載し半導体チップ101の電極102に対応する複数の電極104が並んで配置された配線基板105と、半導体チップ101の電極102と配線基板105の電極104とを電気的に接続するワイヤ103とを備えた半導体装置であって、半導体チップ101の各辺のコーナ部の電極配列をコーナ部以外の電極配列に対して半導体チップ中心側に折曲した角度に配列した。これにより、半導体チップのコーナ部における隣接ワイヤリング間のクリアランスを確保することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
四辺の外周部に複数の電極が並んで配置された半導体チップと、一方の面に前記半導体チップを搭載し前記半導体チップの電極に対応する複数の電極が並んで配置された配線基板と、前記半導体チップの電極と前記配線基板の電極とを電気的に接続するワイヤとを備えた半導体装置であって、前記半導体チップの各辺のコーナ部の電極配列を前記コーナ部以外の電極配列に対して半導体チップ中心側に折曲した角度に配列したことを特徴とする半導体装置。
【請求項2】
前記半導体チップの各辺のコーナ部以外の電極配列を各辺と平行に配置した請求項1記載の半導体装置。
【請求項3】
前記半導体チップの全電極を、前記半導体チップの各辺中央からコーナに向かって半導体チップ中心側に所定角度ずつ角度を持たせて配置した請求項1記載の半導体装置。
【請求項4】
前記半導体チップの全電極を、前記半導体チップの中心から各辺外周に向けて異心円上に配置した請求項1記載の半導体装置。
【請求項5】
前記半導体チップのコーナ部に対応する前記配線基板の電極を、前記半導体チップのコーナ部の電極の並びに合わせて配置した請求項1,2,3または4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、ボールグリッドアレイ構造を有する半導体装置において、半導体チップの一次実装の接続性についての半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のボールグリッドアレイタイプの半導体装置はワイヤボンドで半導体チップを一次実装する上でワイヤリング工程に対する工夫が盛込まれたものがあった。例えば特許文献1には半導体チップの電極のサイズ自体を長くし、配線基板とのワイヤリング工程時にチップコーナ部において長い電極上でワイヤボンド点を故意にずらして隣接するワイヤ間のクリアランスマージンを確保しワイヤリング工程の組立工程の信頼性を向上させるものである。
【0003】
また、ワイヤリングの3次元空間におけるクリアランスマージンを確保する構造が盛り込まれたものもあった。例えば特許文献2には異なる電源のワイヤリングに対し配線基板側で電極の配置を工夫し、半導体チップ側電極上の同じ高さに引き出したワイヤに対しても配線基板側に3次元クリアランスを保ってワイヤリング工程の信頼性向上させるものである。
【0004】
図9は従来のボールグリッドアレイタイプの半導体装置の断面図を示したもので、本半導体装置は半導体チップをフェースアップ実装した半導体装置の例である。半導体チップ101は四辺を持った角形状でチップ周辺には信号を半導体チップ外に引き出す電極が角辺と平行に並べられている。本半導体装置100は、半導体チップ101と、半導体チップ101の電極102と、配線層を備えた配線基板105と、配線基板105の第一面の配線パターンと接続する電極104と、半導体チップ101の電極102と配線基板105の電極104とを接続して半導体チップ101の信号を引き出すワイヤ103と、配線基板105の第二面に形成され配線基板105の配線パターンと2次実装基板とを接続するボール106とを備えている。107は封止樹脂である。
【特許文献1】特開2001−210668号公報
【特許文献2】特開2001−176911号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の半導体装置では、図10の半導体チップ搭載面の平面図に示すように、狭ピッチで且つ多数の電極を配置した半導体チップ101を配線基板105にワイヤリング実装した環境では、配線基板上の電極配列ピッチが小さく、ワイヤ長も長くなり、半導体チップ101のコーナ部20では引き出したワイヤ自体が隣接するワイヤとのクリアランス許容が十分取れないため、組立後工程でワイヤリングによる不良を生じるなど信頼性に悪影響を及ぼしていた。
【0006】
図11(a)は従来の半導体装置の部分平面図、(b)はA部拡大図、(c)はB部拡大図である。Aはチップ辺中央部、Bはチップコーナ部、Cは隣接ワイヤクリアランスである。図11に示すように、チップ辺中央部Aに比較してチップコーナ部Bの隣接ワイヤクリーニングCが狭くなる。
【0007】
本発明の目的は、搭載チップのコーナ部における隣接ワイヤ間クリアランスを確保し、ワイヤリング工程におけるワイヤリング不良を抑制した、信頼性の高い半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために本発明の請求項1記載の半導体装置は、四辺の外周部に複数の電極が並んで配置された半導体チップと、一方の面に前記半導体チップを搭載し前記半導体チップの電極に対応する複数の電極が並んで配置された配線基板と、前記半導体チップの電極と前記配線基板の電極とを電気的に接続するワイヤとを備えた半導体装置であって、前記半導体チップの各辺のコーナ部の電極配列を前記コーナ部以外の電極配列に対して半導体チップ中心側に折曲した角度に配列した。
【0009】
請求項2記載の半導体装置は、請求項1記載の半導体装置において、前記半導体チップの各辺のコーナ部以外の電極配列を各辺と平行に配置した。
【0010】
請求項3記載の半導体装置は、請求項1記載の半導体装置において、前記半導体チップの全電極を、前記半導体チップの各辺中央からコーナに向かって半導体チップ中心側に所定角度ずつ角度を持たせて配置した。
【0011】
請求項4記載の半導体装置は、請求項1記載の半導体装置において、前記半導体チップの全電極を、前記半導体チップの中心から各辺外周に向けて異心円上に配置した。
【0012】
請求項5記載の半導体装置は、請求項1,2,3または4記載の半導体装置において、前記半導体チップのコーナ部に対応する前記配線基板の電極を、前記半導体チップのコーナ部の電極の並びに合わせて配置した。
【発明の効果】
【0013】
本発明の請求項1記載の半導体装置によれば、半導体チップの各辺のコーナ部の電極配列をコーナ部以外の電極配列に対して半導体チップ中心側に折曲した角度に配列したので、半導体チップのコーナ部における隣接ワイヤリング間のクリアランスを確保することができる。このため、半導体装置自体の製造の信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0014】
請求項2では、半導体チップの各辺のコーナ部以外の電極配列を各辺と平行に配置したので、半導体チップのコーナ部以外の電極配列において従来例と同様の隣接ワイヤリング間のクリアランスを確保することができる。
【0015】
請求項3では、半導体チップの全電極を、半導体チップの各辺中央からコーナに向かって半導体チップ中心側に所定角度ずつ角度を持たせて配置したので、半導体チップの全電極において隣接ワイヤリング間のクリアランスを確保することができる。
【0016】
請求項4では、半導体チップの全電極を、半導体チップの中心から各辺外周に向けて異心円上に配置したので、半導体チップの全電極において隣接ワイヤリング間のクリアランスを確保することができる。
【0017】
請求項5では、半導体チップのコーナ部に対応する配線基板の電極を、半導体チップのコーナ部の電極の並びに合わせて配置したので、半導体チップのコーナ部において配線基板の電極間隔を確保することができる。これにより、両電極間を結ぶワイヤクリアランスも確保できる配置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明に実施形態に係わる半導体装置を、図面を参照しながら説明する。
【0019】
本発明の第1の実施形態を図1に基づいて説明する。
【0020】
図1(a)は本発明の第1の実施形態の半導体装置の部分平面図、(b)はA部拡大図、(c)はB部拡大図である。なお、半導体装置の断面図は図9と同様であり、同様の部分には同一符号を付している。
【0021】
図1に示すように、半導体装置は、四辺の外周部に複数の電極が並んで配置された半導体チップ101と、一方の面に半導体チップ101を搭載し半導体チップ101の電極102に対応する複数の電極104が並んで配置された配線基板105と、半導体チップ101の電極102と配線基板105の電極104とを電気的に接続するワイヤ103とを備えている。半導体チップ101の各辺のコーナ部の電極配列は、コーナ部以外の電極配列に対して半導体チップ中心側に折曲した角度に配列している。また、半導体チップ101の各辺のコーナ部以外の電極配列は、各辺と平行に配置している。
【0022】
この場合、半導体チップ101のコーナ部に電極102を45度に配置してある。配線基板105上の一方の面に配置している半導体チップ101とワイヤ103で接続する電極104は従来例(図11)の配置のままとしている。
【0023】
図1(b)は半導体チップの周辺中央部Aに配置された電極102からワイヤ103が引き出されている状態を拡大しており、図1(c)は半導体チップのコーナ部Bに配置された電極部102であり電極配列を45度にしてワイヤ103で引き出す状態を拡大して示している。図中Cが隣接ワイヤ間クリアランスとなる。
【0024】
本実施形態では、半導体チップコーナ部Bで見てもわかるように電極102からのワイヤ103の引き出し部においても隣接ワイヤ間クリアランスCが、半導体チップ周辺中央部Aの隣接ワイヤ間クリアランスCと同様になる。
【0025】
本発明の第2の実施形態を図2〜図4に基づいて説明する。
【0026】
図2は本発明の第2の実施形態の半導体装置の部分平面図、図3は本発明の第2の実施形態を配線基板全体レベルで見た半導体チップ搭載面の平面図、図4は本発明の第2の実施形態の要部拡大図である。第1の実施形態と同様の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0027】
図2および図3に示すように、第1の実施形態において、配線基板105側に配置した電極104も半導体チップの電極配列に平行に配置している。すなわち、図4に示すように、半導体チップ101のコーナ部Bに対応する配線基板105の電極104を、半導体チップ101のコーナ部Bの電極102の並びに合わせて配置している。
【0028】
本実施形態では、配線基板105の電極配列をチップ101の電極配列に平行に並べることによってより隣接ワイヤ間クリアランスは拡大し、かつコーナ部におけるワイヤ配線長も短くすることができる。すなわち配線基板105上の配線引き回し自由度が増すことになる。
【0029】
本発明の第3の実施形態を図5に基づいて説明する。
【0030】
図5は本発明の第3の実施形態の半導体装置を示す平面図である。第1の実施形態と同様の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0031】
図5に示すように、第1の実施形態において、半導体チップ101の周辺に設けた電極102の配列を八角形状に変えて、配線基板105側の電極104を半導体チップ101を囲むようにサークル状に配置してワイヤリングしたものである。
【0032】
本実施形態では、半導体チップ101の電極102を八角形状に配列し、配線基板105側の電極104も半導体チップ101の電極102とを結ぶ放射状に配置しているので両電極102,104間を結ぶワイヤクリアランスも確保できる配置となっている。
【0033】
本発明の第4の実施形態を図6〜8に基づいて説明する。
【0034】
図6は本発明の第4の実施形態の半導体装置を示す平面図である。第1の実施形態と同様の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0035】
図6に示すように、第3の実施形態において、半導体チップ101自体を電極102の配置角度に合わせて形状を八角形にしたものである。
【0036】
本実施形態では、ワイヤ103と半導体チップ101の周辺エッジとの関係を一律に保てる効果が得られる。
【0037】
なお、図7に示すように半導体チップ101の全電極102を、半導体チップ101の各辺中央からコーナに向かって半導体チップ中心側に所定角度Dずつ角度を持たせて配置してもよい。また、図8に示すように半導体チップ101の全電極102を、半導体チップ101の中心から各辺外周に向けて異心円(半径E)上に配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明にかかる半導体装置は、半導体チップの一次実装の接続性に関し信頼性向上を図ることができ、ボールグリッドアレイ構造を有する半導体装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】(a)は本発明の第1の実施形態の半導体装置の部分平面図、(b)はA部拡大図、(c)はB部拡大図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の半導体装置の部分平面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を配線基板全体レベルで見た半導体チップ搭載面の平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の要部拡大図である。
【図5】本発明の第3の実施形態の半導体装置を示す平面図である。
【図6】本発明の第4の実施形態の半導体装置を示す平面図である。
【図7】本発明の第4の実施形態の半導体チップの他の電極配置例1図である。
【図8】本発明の第4の実施形態の半導体チップの他の電極配置例2図である。
【図9】従来の半導体装置を示す断面図である。
【図10】従来の半導体装置を示す配線基板全体のワイヤリング状態の平面図である。
【図11】(a)は従来の半導体装置の部分平面図、(b)はA部拡大図、(c)はB部拡大図である。
【符号の説明】
【0040】
100 半導体装置
101 半導体チップ
102 半導体チップ電極
103 ワイヤ
104 配線基板電極
105 配線基板
106 半田ボール
A チップ辺中央部
B チップコーナ部
C 隣接ワイヤクリアランス
D チップ電極配置角度
E チップの中心から電極までの異心円半径




 

 


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