半導体装置
【課題】樹脂による封止によって生じる問題を解消できるとともに小型化が可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明の半導体装置１０は、複数の第１の電極パッド１３が形成された基板１１と、基板１１上に配置され複数の第２の電極パッド１４が形成された半導体チップ１２と、半導体チップ１２を封止する封止樹脂１６とを含む。半導体装置１０は、さらに、複数の第１の電極パッド１３と複数の第２の電極パッド１４とを接続する複数の第１のワイヤ１５と、電気的にオープンである複数の第２のワイヤ２５とを含む。１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤ１５の両隣のそれぞれに、少なくとも１つの第２のワイヤ２５が配置されている。
【解決手段】本発明の半導体装置１０は、複数の第１の電極パッド１３が形成された基板１１と、基板１１上に配置され複数の第２の電極パッド１４が形成された半導体チップ１２と、半導体チップ１２を封止する封止樹脂１６とを含む。半導体装置１０は、さらに、複数の第１の電極パッド１３と複数の第２の電極パッド１４とを接続する複数の第１のワイヤ１５と、電気的にオープンである複数の第２のワイヤ２５とを含む。１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤ１５の両隣のそれぞれに、少なくとも１つの第２のワイヤ２５が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂で封止された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップは、複数のボールグリッドを備える基板上に固定され、その基板上の電極とワイヤによって接続されている。そして、半導体チップは、ワイヤとともに樹脂で封止される。そのような従来の半導体装置について、図８（ａ）に上面図を示し、図８（ｂ）に断面図を示す。なお、図８（ａ）では、封止樹脂の図示を省略する。
【０００３】
図８の半導体装置は、基板１と、基板１上に配置された半導体チップ２と、基板１上に形成された電極パッド３と、半導体チップ２上に形成された電極パッド４と、電極パッド３と電極パッド４とを接続するワイヤ５と、封止樹脂６とを備える。図８に示す半導体装置の封止方法を図９（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０００４】
まず、図９（ａ）に示すように、樹脂で封止する前の半導体装置を、金型７内に配置する。次に、図９（ｂ）および（ｃ）に示すように、金型７のゲート７ａから封止樹脂６を流し込む。封止樹脂６による封止が完了したのち、金型７をはずす。このようにして、図９（ｄ）に示すよう半導体装置が得られる。
【０００５】
しかし、半導体装置の周囲に樹脂を流しこんで半導体装置を封止する際に、封止樹脂６の移動によってワイヤ５が移動し、隣接するワイヤ５同士が短絡する場合がある。そのような問題を解決するために、ワイヤ列の端に、電気的な動作に関与しないダミーワイヤを配置した半導体装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
一方、樹脂による封止の際の問題として、封止樹脂６に含まれるカーボン粒子によって発生する問題もある。封止樹脂６の成分にはカーボンが含まれることが多いが、このカーボンが封止樹脂６の品質のばらつきや保存状態などによって大きなカーボン粒子になることがある。このカーボン粒子が隣接する２つのワイヤ５を接続すると、それらのワイヤ５間でリークが生じ、半導体装置が正常に動作しなくなるという問題がある。カーボン粒子によるリークの状態を、図１０（ａ）の上面図および図１０（ｂ）の断面図に模式的に示す。図１０（ａ）では、封止樹脂６の図示を省略する。
【０００７】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、隣接する２つのワイヤ５は、カーボン粒子９によって接続されている。カーボン粒子９は導電性を有するため、カーボン粒子９によって接続された２つのワイヤ５が異なる電気的動作に関与する場合、誤動作を生じる場合がある。このような問題は、上記特許文献１の方法では解決できない。カーボン粒子による問題に対して、正規のワイヤを覆うようにダミーワイヤを配置した半導体装置が提案されている（たとえば特許文献２）。そのような半導体装置の上面図を図１１（ａ）に示し、断面図を図１１（ｂ）に示す。図１１（ａ）では、封止樹脂６の図示を省略する。
【０００８】
図１１に示す半導体装置では、図８に示した半導体装置に加え、ワイヤ５を覆うように配置されたダミーワイヤ５ｄを備える。ダミーワイヤ５ｄの両端は、基板１上に形成されたダミーの電極パッド３ｄと、半導体チップ２上に形成されたダミーの電極パッド４ｄとに固定されている。そして、隣接する２つのダミーワイヤ５ｄの間隔は、隣接する２つのワイヤ５の間隔よりも狭い。
【０００９】
図９に示す半導体装置の封止において、封止樹脂６中にカーボン粒子９が存在しても、カーボン粒子９の粒径がダミーワイヤ５ｄの間隔よりも大きい場合には、図１２（ａ）に示すように、カーボン粒子９はダミーワイヤ５ｄの内側に進入することはない。そのため、カーボン粒子９によるワイヤ５間のリークは生じない。また、カーボン粒子９の粒径がダミーワイヤ５ｄの間隔よりも小さい場合は、カーボン粒子９の粒径はワイヤ５の間隔よりも小さいため、図１２（ｂ）に示すように、カーボン粒子９によるワイヤ５間のリークは生じない。
【特許文献１】特開平１１−３３０１２８
【特許文献２】特開２００５−１２３３７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１１に示した従来技術は、カーボン粒子９によるリークの防止に有効である。しかし、上記従来技術では、ダミーワイヤ５ｄ同士がカーボン粒子９によって接続される可能性がある。そのため、すべてのダミーワイヤ５ｄが同じ電位に接続されるか、または全てのダミーワイヤ５ｄが電気的な動作に関与しないオープンな状態であるかのいずれかとされる必要がある。したがって、ダミーワイヤ５ｄは、形成に多くの面積を必要とするにも関わらず、電気的には非常に限定された形でしか利用できなかった。ダミーワイヤ５ｄを有効に活用できれば、半導体装置のさらなる小型化が可能である。
【００１１】
このような状況において、本発明は、樹脂による封止によって生じる問題を解消できるとともに小型化が可能な半導体装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、複数の第１の電極パッドが形成された基板と、前記基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップを封止する樹脂とを含む半導体装置であって、前記複数の第１の電極パッドと前記複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとをさらに含み、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、少なくとも１つの前記第２のワイヤが配置されている半導体装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置では、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれには、少なくとも１つの第２のワイヤが配置されている。この構成では、２つ以上の導電性粒子（たとえばカーボン粒子）が特定のワイヤ間に連続して挟まらない限り、上記接続先の信号に誤動作を生じることがない。したがって、本発明によれば、封止樹脂に含まれる導電性粒子による誤動作の可能性を大きく低減できる。また、本発明の半導体装置では、従来の半導体装置とは異なり、外側のワイヤ列をすべて同じ電位に接続するか、または全てが電気的な動作に関与しないオープンな状態であるとする必要がない。そのため、本発明によれば、装置の更なる小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。以下の説明では、特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい。
【００１５】
［半導体装置］
本発明の半導体装置は、複数の第１の電極パッドが形成された基板と、基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、半導体チップを封止する樹脂とを含む。基板の材料に限定はなく、たとえばシリコンインターポーザや樹脂基板を用いることができる。
【００１６】
第１の電極パッドは、通常、ＡｌやＣｕなどの金属で形成される。また第２の電極パッドは、通常、Ｃｕなどの金属で形成される。これらの電極パッドは、めっきなどで被覆されることがある。
【００１７】
本発明の効果が得られる限り半導体チップに限定はない。半導体チップを封止する樹脂に限定はなく、たとえば、金型を用いた封止に用いられる公知の樹脂を用いることができる。そのような樹脂の例としては、例えば熱硬化性樹脂が挙げられ、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、イミド系樹脂、アミド系樹脂などが挙げられる。
【００１８】
本発明の半導体装置は、さらに、複数の第１の電極パッドと複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとを含む。第１および第２のワイヤは、通常、金などの金属で形成される。第１のワイヤの材料と第２のワイヤの材料とは、製造を容易にするために通常同じであるが、異なってもよい。
【００１９】
１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれには、少なくとも１つの第２のワイヤが配置されている。このため、並べて配置され且つ短絡すると誤動作を生じる恐れがある２つの第１のワイヤの間には、１つ以上の第２のワイヤが配置されることになる。すなわち、短絡すると誤動作を生じる恐れがある第１のワイヤは直接隣接することがなく、その間に１つ以上の第２のワイヤが配置されている。一例では、並べて配置され且つ電気的に異なる動作に関与する２つの第１のワイヤの間には、１つ以上の第２のワイヤが配置される。ここで、電気的に異なる動作に関与するとは、異なる電位にされたり、異なる電気信号が入力または出力されたりすることを意味する。なお、電気的に同じ動作に関与する第１のワイヤ同士は、第２のワイヤを挟まずに隣接していてもよい。それらが短絡したとしても、誤動作を生じないためである。
【００２０】
第１の電極パッド、第２の電極パッドおよび第１のワイヤは、電位の設定、あるいは電気的な信号の入力または出力に関与する。
【００２１】
第２のワイヤは、電気的な動作に関与しないワイヤである。通常、第１および第２のワイヤのそれぞれは、他の第１および第２のワイヤと交差しない。典型的な一例では、第１および第２のワイヤは、放射状に配置される。ただし、本発明の効果が得られる限り、それらは交差していてもよい。たとえば、電気的に異なる動作に関与するのではないワイヤ同士は、交差してもよい。
【００２２】
本発明の半導体装置では、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、複数の第２のワイヤが配置されていてもよい。この構成によれば、封止樹脂中に含まれる導電性粒子による誤動作を、特に抑制できる。
【００２３】
本発明の半導体装置は、基板上に形成された複数の第３の電極パッドと、半導体チップ上に形成された複数の第４の電極パッドと、複数の第３の電極パッドと複数の第４の電極パッドとを接続する複数の第３のワイヤとをさらに備えてもよい。そして、複数の第１のワイヤと複数の第２のワイヤとがワイヤ列を構成しており、そのワイヤ列が、複数の第３のワイヤを覆うように配置されていてもよい。そして、ワイヤ列におけるワイヤ間の間隔が、複数の第３のワイヤの間隔よりも狭くてもよい。この構成では、第３のワイヤは、第１および第２のワイヤによって構成される外側ワイヤ列に覆われている。そのため、封止樹脂中の導電性粒子によって隣接する第３のワイヤ同士が接続されたりすることを防止できる。なお、複数の第３のワイヤによって構成される内側ワイヤ列の内側にさらに別のワイヤ列が配置されてもよい。また、外側ワイヤ列の外側にさらに別の外側ワイヤ列が配置されてもよい。
【００２４】
本発明の半導体装置は、公知の方法で製造できる。本発明の半導体装置の製造方法の一例では、まず、基板上に半導体チップを配置する。次に、第１および第２のワイヤを配置する。第１のワイヤの両端は、第１の電極および第２の電極パッドに接続される。次に、樹脂を用いて封止を行う。封止は、たとえば金型を用いて行われる。このようにして、本発明の半導体装置を製造できる。
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図においては、理解を容易にするため、各部材の数や縮尺は実際のものとは異なる。また、同様の部材については同じ符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００２６】
［実施形態１］
実施形態１の半導体装置について、封止樹脂で封止する前の上面図を図１（ａ）に示し、断面図を図１（ｂ）に示す。なお、図１（ａ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。
【００２７】
図１に示す半導体装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置された半導体チップ１２と、基板１１上に形成された電極パッド１３および電極パッド２３と、半導体チップ１２上に形成された電極パッド１４および電極パッド２４と、ワイヤ１５とワイヤ２５と、封止樹脂１６とを含む。半導体チップ１２、電極パッド１３、電極パッド１４、電極パッド２３、電極パッド２４、ワイヤ１５およびワイヤ２５は、封止樹脂１６で封止されている。なお、基板１１がボールグリッドアレイ用の基板である場合には、基板１１の裏面に、電極パッド１３と接続された球状の電極端子が配置される。ただし、本発明は、ボールグリッドアレイ方式で接続される半導体装置に限定されない。
【００２８】
ワイヤ１５およびワイヤ２５は、交差することなく放射状に並べて配置されている。ワイヤ１５の両端は、電極パッド１３および電極パッド１４に接続されている。ワイヤ２５の両端は、電極パッド２３および電極パッド２４に接続されている。ワイヤ１５およびワイヤ２５は、金線である。電極パッド１３、１４、２３および２４は、銅などの金属からなる。
【００２９】
半導体チップ１２は、電極パッド１４、ワイヤ１５および電極パッド１３（さらに、基板１１内の配線（図示せず）および基板１１の底面に配置される電極パッド（図示せず））を介して外部の回路に接続される。半導体チップ１２は、それらの配線を介して電気的に異なる２種以上の接続先に接続されている。図１（ｃ）では、電気的に異なる動作に関与するワイヤ１５について、別の符号を付けて説明する。
【００３０】
図１（ｃ）に、半導体装置１０の配線の一部を示す。なお、図１（ｃ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとは、電気的に異なる動作に関与する。ワイヤ１５ａは、電極パッド１３を介して定電位に接続されている。ワイヤ１５ａを挟むように２つのワイヤ２５が配置されており、さらにそれらを挟むように２つのワイヤ１５ｂが配置されている。ワイヤ２５は、電源や信号線に接続されておらず、電気的にオープンである。ワイヤ１５ｂは、ワイヤ１５ａと異なる電位とされているか、あるいはワイヤ１５ａとは異なる信号線に接続されている。図１に示す一例では、ワイヤ１５ａ以外のワイヤ１５は、すべて同じ接続先（同じ電位または同じ信号線）に接続されている。また、他の一例では、接続先が異なるワイヤ１５がワイヤ２５を挟んで交互に配置されてもよい。
【００３１】
半導体装置１０の封止を行う際にワイヤにカーボン粒子が挟まった状態について、図２（ａ）〜（ｅ）に示す。図２（ａ）および（ｂ）は、１つのカーボン粒子がワイヤ間に挟まった状態を示す。また、図２（ｃ）〜２（ｅ）は、２つのカーボン粒子がワイヤ間に挟まった状態を示す。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、定電位のワイヤ１５ａと、それに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっても、ワイヤ２５が電気的にオープンであるため、ワイヤ１５ａの電位には影響がない。同様に、図２（ｂ）に示すように、ワイヤ１５ｂと、それに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっても、ワイヤ２５が電気的にオープンであるため、ワイヤ１５ｂには影響がない。
【００３３】
一方、図２（ｃ）に示すように、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとが２つのカーボン粒子２９で接続される場合がある。図２（ｃ）の例では、ワイヤ１５ａとそれに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まり、ワイヤ１５ｂとそれに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっている。この場合には、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとの間でリークが発生し、誤動作が生じうる。
【００３４】
また、ワイヤ間に２個のカーボン粒子２９が挟まっている場合であっても、図２（ｄ）および（ｅ）に示すように、２つのワイヤ１５がカーボン粒子２９によって接続されない限り、リークは生じない。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｅ）の例からわかるように、１つのワイヤ２５の両側に２つのカーボン粒子２９が連続して挟まらない限り、リークは生じない。このような状況が生じる確率は非常に小さい。隣接する２つのワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率を仮に１％であるとすると、さらにその隣のワイヤとの間にもカーボン粒子２９が挟まる確率は０．０１％となる。
【００３６】
このように、ワイヤ１５間にワイヤ２５を挟むことによって、誤動作の原因となるリークが生じる確率は、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗となる。そのため、実施形態１の半導体装置によれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を大きく低減できる。また、実施形態１の半導体装置では、樹脂による封止の際にワイヤ１５が樹脂によって流されて隣接するワイヤ２５と接触しても誤動作を生じない。そのため、実施形態１の半導体装置によれば、樹脂による封止の際にワイヤが変形することによって発生するリークを抑制できる。
【００３７】
なお、ワイヤ１５ａは、定電位に接続される場合に限らず、信号線に接続されてもよい（以下の実施形態においても同様である）。ワイヤ１５のそれぞれは、任意の電位や信号線に接続できる（以下の実施形態においても同様である）。
【００３８】
［実施形態１の他の一例］
なお、２つのワイヤ２５の間に、１種類の接続先を持つ複数のワイヤ１５が配置されてもよい。そのような半導体装置について、以下に説明する。この半導体装置は、２つのワイヤ２５の間に、１種類の接続先を持つ複数のワイヤ１５が配置されている点で、実施形態１の半導体装置と異なる。その他の点は実施形態１の半導体装置１０と同様であるため、重複する説明を省略する。この半導体装置の配線の一部を図３に示す。なお、図３では、封止樹脂の図示を省略している。
【００３９】
図３の半導体装置１０ａでは、２つのワイヤ１５ａが隣接して配置されている。これら２つのワイヤ１５ａは、定電位に接続されている。ワイヤ１５ａと、それとは電気的に異なる動作に関与するワイヤ１５ｂとの間には、ワイヤ２５が配置されている。
【００４０】
半導体装置１０ａのワイヤ間に１つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ａ）〜４（ｃ）に示し、２つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ｄ）および４（ｅ）に示し、３つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ｆ）に示す。
【００４１】
図４（ａ）〜４（ｆ）において、ワイヤ１５ａが、電気的に他の動作に関与するワイヤ１５ｂとカーボン粒子２９を介して接続されるのは、図４（ｄ）の場合だけである。図４（ｄ）のような状況が生じるのは、実施形態１で説明したように、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗となる。そのため、半導体装置１０ａによれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を大きく低減できる。また、半導体装置１０ａによれば、樹脂による封止の際に発生するリークを抑制できる。
【００４２】
半導体装置１０ａは、半導体装置１０と比べて、電気的な動作に関与しないオープンな状態のワイヤを含むすべてのワイヤの総数に占める電気的な動作に関与しないオープンな状態のワイヤの数の割合が小さい。そのため、半導体装置１０ａでは、リークを抑制するとともにワイヤの総数を減らすことが可能である。
【００４３】
なお、本発明の効果が得られる限り、１つの半導体装置において、一部のワイヤ２５間に挟まれるワイヤ１５の数が１つであり、他の一部のワイヤ２５間に挟まれるワイヤ１５の数が複数であってもよい。
【００４４】
［実施形態２］
実施形態２では、実施形態１の半導体装置１０と比べて、ワイヤ２５の配置のみが異なる半導体装置について説明する。実施形態２の半導体装置は、第１のワイヤの両隣のそれぞれに、電気的な動作に関与しないオープンな状態の第２のワイヤが複数配置されている点で、実施形態１の半導体装置１０と異なる。その他の点は実施形態１の半導体装置１０と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００４５】
実施形態２の半導体装置の配線の一部を図５に示す。なお、図５では、封止樹脂の図示を省略する。図５の半導体装置１０ｂは、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとの間に、２つのワイヤ２５が配置されている。
【００４６】
半導体装置１０ｂのワイヤ間に２つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ａ）〜６（ｃ）に示し、３つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ｄ）および６（ｅ）に示し、４つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ｆ）に示す。
【００４７】
図６（ａ）〜６（ｆ）において、ワイヤ１５ａが、電気的に他の動作に関与するワイヤ１５ｂとカーボン粒子２９を介して接続されるのは、図６（ｄ）の場合だけである。図６（ｄ）のような状況が生じるのは、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の３乗となる。たとえば、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率を１％と仮定すると、リークが生じる確率は１ｐｐｍとなる。そのため、実施形態２の半導体装置１０ｂによれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を特に大きく低減できる。また、実施形態２の半導体装置１０ｂによれば、樹脂による封止の際に発生するリークを抑制できる。
【００４８】
［実施形態３］
実施形態３では、実施形態１の半導体装置１０と比べて、第３のワイヤを有する点が異なる半導体装置について説明する。実施形態３の半導体装置について、樹脂で封止する前の上面図を図７（ａ）に示し、断面図を図７（ｂ）に示す。また、図７（ａ）の一部拡大図を図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）では、接続先が異なるワイヤ１５に異なる符号を付している。なお、図７（ａ）および（ｃ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。
【００４９】
図７に示す半導体装置１０ｃは、半導体装置１０の構成に加えて、基板１１上に形成された複数の電極パッド７３と、半導体チップ１２上に形成された複数の電極パッド７４と、それらをつなぐ複数のワイヤ７５とを備える。
【００５０】
基板１１上の電極パッド１３および電極パッド２３は、半導体チップ１２の外縁に平行に並べられており、矩形状の第１の電極パッド列を構成している。半導体チップ１２上の電極パッド１４および電極パッド２４は、半導体チップ１２の外縁に平行に並べられており、矩形状の第２の電極パッド列を構成している。別の観点では、電極パッド１３および電極パッド２３からなるパッド列と、電極パッド１４および電極パッド２４からなるパッド列とは、半導体チップ１２の外縁を挟むように並べられている。電極パッド７３は、電極パッド１３および電極パッド２３からなるパッド列と、半導体チップ１２との間に配置されている。電極パッド７４は、半導体チップ１２上に配置されており、且つ、電極パッド１４および電極パッド２４からなるパッド列の外側に配置されている。ワイヤ１５および電極ワイヤ２５で構成される外側ワイヤ列７６は、ワイヤ７５の列を覆うように形成されている。そして、外側ワイヤ列を構成するワイヤの間隔は、ワイヤ７５の間隔よりも狭い。これらの点を除いて、半導体装置１０ｃは、半導体装置１０と同様の構成を有する。
【００５１】
外側ワイヤ列７６の構成は、実施形態１の半導体装置１０のワイヤ列の構成と同じであり、半導体装置１０のワイヤ列と同様の効果を有する。すなわち、図２（ａ）〜（ｅ）で説明したように、外側ワイヤ列７６において、誤動作の原因となるリークが生じる確率は、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗である。また、樹脂による封止の際にワイヤ１５が変形しても、ワイヤ１５同士が接触することを抑制できる。
【００５２】
また、半導体装置１０ｃでは、外側ワイヤ列７６を構成するワイヤの間隔が、ワイヤ７５の間隔よりも狭い。したがって、外側ワイヤ列７６を通過可能なカーボン粒子２９の粒径は、ワイヤ７５の間隔よりも小さい。そのため、カーボン粒子２９が外側ワイヤ列７６を通過してワイヤ７５に到達したとしても、ワイヤ７５同士の間では問題となるようなリークは生じない。
【００５３】
さらに、半導体装置１０ｃでは、ワイヤ７５を任意の接続先に接続できる。そのため、半導体装置１０ｃでは、ワイヤ１５とワイヤ７５とによって、半導体チップ１２を多数の接続先に接続できる。
【００５４】
なお、半導体装置１０ａ〜１０ｃで説明した特徴は、任意に組み合わせることができる。たとえば、半導体装置１０ａまたは１０ｂの特徴を、半導体装置１０ｃに加えてもよい。具体的には、外側ワイヤ列７６において、半導体装置１０ａのように、電気的に同じ動作に関与する複数のワイヤ１５を連続して配置してもよい。また、外側ワイヤ列７６において、半導体装置１０ｂのように、複数のワイヤ２５を連続して配置してもよい。また、半導体装置１０ａの特徴を半導体装置１０ｂに加えてもよく、半導体装置１０ａの特徴と半導体装置１０ｂの特徴とを半導体装置１０ｃに加えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ワイヤボンディングで接続される半導体チップを含み、樹脂で封止される半導体装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の半導体装置の一例について、（ａ）樹脂で封止される前の上面図、（ｂ）断面図、および（ｃ）一部を示す上面図である。
【図２】図１に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図３】図１に示した半導体装置の変形例について、一部を示す上面図である。
【図４】図３に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図５】本発明の半導体装置の他の一例について、一部を示す上面図である。
【図６】図５に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図７】本発明の半導体装置のその他の一例について、（ａ）樹脂で封止される前の上面図、（ｂ）断面図、および（ｃ）一部を示す上面図である。
【図８】従来の半導体装置の一例を示す、（ａ）樹脂封止前の上面図、および（ｂ）断面図である。
【図９】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１０】従来の半導体装置の課題を示す図である。
【図１１】従来の半導体装置の他の一例を示す、（ａ）樹脂封止前の上面図、および（ｂ）断面図である。
【図１２】図１１に示した半導体装置について、（ａ）効果の一例、および（ｂ）効果の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 半導体装置
１１ 基板
１２ 半導体チップ
１３ 電極パッド（第１の電極パッド）
１４ 電極パッド（第２の電極パッド）
１５、１５ａ、１５ｂ ワイヤ（第１のワイヤ）
１６ 封止樹脂
２３、２４ 電極パッド
２５ ワイヤ（第２のワイヤ）
２９ カーボン粒子
７３ 電極パッド（第３の電極パッド）
７４ 電極パッド（第４の電極パッド）
７５ ワイヤ（第３のワイヤ）
７６ 外側ワイヤ列
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂で封止された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップは、複数のボールグリッドを備える基板上に固定され、その基板上の電極とワイヤによって接続されている。そして、半導体チップは、ワイヤとともに樹脂で封止される。そのような従来の半導体装置について、図８（ａ）に上面図を示し、図８（ｂ）に断面図を示す。なお、図８（ａ）では、封止樹脂の図示を省略する。
【０００３】
図８の半導体装置は、基板１と、基板１上に配置された半導体チップ２と、基板１上に形成された電極パッド３と、半導体チップ２上に形成された電極パッド４と、電極パッド３と電極パッド４とを接続するワイヤ５と、封止樹脂６とを備える。図８に示す半導体装置の封止方法を図９（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０００４】
まず、図９（ａ）に示すように、樹脂で封止する前の半導体装置を、金型７内に配置する。次に、図９（ｂ）および（ｃ）に示すように、金型７のゲート７ａから封止樹脂６を流し込む。封止樹脂６による封止が完了したのち、金型７をはずす。このようにして、図９（ｄ）に示すよう半導体装置が得られる。
【０００５】
しかし、半導体装置の周囲に樹脂を流しこんで半導体装置を封止する際に、封止樹脂６の移動によってワイヤ５が移動し、隣接するワイヤ５同士が短絡する場合がある。そのような問題を解決するために、ワイヤ列の端に、電気的な動作に関与しないダミーワイヤを配置した半導体装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
一方、樹脂による封止の際の問題として、封止樹脂６に含まれるカーボン粒子によって発生する問題もある。封止樹脂６の成分にはカーボンが含まれることが多いが、このカーボンが封止樹脂６の品質のばらつきや保存状態などによって大きなカーボン粒子になることがある。このカーボン粒子が隣接する２つのワイヤ５を接続すると、それらのワイヤ５間でリークが生じ、半導体装置が正常に動作しなくなるという問題がある。カーボン粒子によるリークの状態を、図１０（ａ）の上面図および図１０（ｂ）の断面図に模式的に示す。図１０（ａ）では、封止樹脂６の図示を省略する。
【０００７】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、隣接する２つのワイヤ５は、カーボン粒子９によって接続されている。カーボン粒子９は導電性を有するため、カーボン粒子９によって接続された２つのワイヤ５が異なる電気的動作に関与する場合、誤動作を生じる場合がある。このような問題は、上記特許文献１の方法では解決できない。カーボン粒子による問題に対して、正規のワイヤを覆うようにダミーワイヤを配置した半導体装置が提案されている（たとえば特許文献２）。そのような半導体装置の上面図を図１１（ａ）に示し、断面図を図１１（ｂ）に示す。図１１（ａ）では、封止樹脂６の図示を省略する。
【０００８】
図１１に示す半導体装置では、図８に示した半導体装置に加え、ワイヤ５を覆うように配置されたダミーワイヤ５ｄを備える。ダミーワイヤ５ｄの両端は、基板１上に形成されたダミーの電極パッド３ｄと、半導体チップ２上に形成されたダミーの電極パッド４ｄとに固定されている。そして、隣接する２つのダミーワイヤ５ｄの間隔は、隣接する２つのワイヤ５の間隔よりも狭い。
【０００９】
図９に示す半導体装置の封止において、封止樹脂６中にカーボン粒子９が存在しても、カーボン粒子９の粒径がダミーワイヤ５ｄの間隔よりも大きい場合には、図１２（ａ）に示すように、カーボン粒子９はダミーワイヤ５ｄの内側に進入することはない。そのため、カーボン粒子９によるワイヤ５間のリークは生じない。また、カーボン粒子９の粒径がダミーワイヤ５ｄの間隔よりも小さい場合は、カーボン粒子９の粒径はワイヤ５の間隔よりも小さいため、図１２（ｂ）に示すように、カーボン粒子９によるワイヤ５間のリークは生じない。
【特許文献１】特開平１１−３３０１２８
【特許文献２】特開２００５−１２３３７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１１に示した従来技術は、カーボン粒子９によるリークの防止に有効である。しかし、上記従来技術では、ダミーワイヤ５ｄ同士がカーボン粒子９によって接続される可能性がある。そのため、すべてのダミーワイヤ５ｄが同じ電位に接続されるか、または全てのダミーワイヤ５ｄが電気的な動作に関与しないオープンな状態であるかのいずれかとされる必要がある。したがって、ダミーワイヤ５ｄは、形成に多くの面積を必要とするにも関わらず、電気的には非常に限定された形でしか利用できなかった。ダミーワイヤ５ｄを有効に活用できれば、半導体装置のさらなる小型化が可能である。
【００１１】
このような状況において、本発明は、樹脂による封止によって生じる問題を解消できるとともに小型化が可能な半導体装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、複数の第１の電極パッドが形成された基板と、前記基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップを封止する樹脂とを含む半導体装置であって、前記複数の第１の電極パッドと前記複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとをさらに含み、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、少なくとも１つの前記第２のワイヤが配置されている半導体装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置では、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれには、少なくとも１つの第２のワイヤが配置されている。この構成では、２つ以上の導電性粒子（たとえばカーボン粒子）が特定のワイヤ間に連続して挟まらない限り、上記接続先の信号に誤動作を生じることがない。したがって、本発明によれば、封止樹脂に含まれる導電性粒子による誤動作の可能性を大きく低減できる。また、本発明の半導体装置では、従来の半導体装置とは異なり、外側のワイヤ列をすべて同じ電位に接続するか、または全てが電気的な動作に関与しないオープンな状態であるとする必要がない。そのため、本発明によれば、装置の更なる小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。以下の説明では、特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい。
【００１５】
［半導体装置］
本発明の半導体装置は、複数の第１の電極パッドが形成された基板と、基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、半導体チップを封止する樹脂とを含む。基板の材料に限定はなく、たとえばシリコンインターポーザや樹脂基板を用いることができる。
【００１６】
第１の電極パッドは、通常、ＡｌやＣｕなどの金属で形成される。また第２の電極パッドは、通常、Ｃｕなどの金属で形成される。これらの電極パッドは、めっきなどで被覆されることがある。
【００１７】
本発明の効果が得られる限り半導体チップに限定はない。半導体チップを封止する樹脂に限定はなく、たとえば、金型を用いた封止に用いられる公知の樹脂を用いることができる。そのような樹脂の例としては、例えば熱硬化性樹脂が挙げられ、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、イミド系樹脂、アミド系樹脂などが挙げられる。
【００１８】
本発明の半導体装置は、さらに、複数の第１の電極パッドと複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとを含む。第１および第２のワイヤは、通常、金などの金属で形成される。第１のワイヤの材料と第２のワイヤの材料とは、製造を容易にするために通常同じであるが、異なってもよい。
【００１９】
１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれには、少なくとも１つの第２のワイヤが配置されている。このため、並べて配置され且つ短絡すると誤動作を生じる恐れがある２つの第１のワイヤの間には、１つ以上の第２のワイヤが配置されることになる。すなわち、短絡すると誤動作を生じる恐れがある第１のワイヤは直接隣接することがなく、その間に１つ以上の第２のワイヤが配置されている。一例では、並べて配置され且つ電気的に異なる動作に関与する２つの第１のワイヤの間には、１つ以上の第２のワイヤが配置される。ここで、電気的に異なる動作に関与するとは、異なる電位にされたり、異なる電気信号が入力または出力されたりすることを意味する。なお、電気的に同じ動作に関与する第１のワイヤ同士は、第２のワイヤを挟まずに隣接していてもよい。それらが短絡したとしても、誤動作を生じないためである。
【００２０】
第１の電極パッド、第２の電極パッドおよび第１のワイヤは、電位の設定、あるいは電気的な信号の入力または出力に関与する。
【００２１】
第２のワイヤは、電気的な動作に関与しないワイヤである。通常、第１および第２のワイヤのそれぞれは、他の第１および第２のワイヤと交差しない。典型的な一例では、第１および第２のワイヤは、放射状に配置される。ただし、本発明の効果が得られる限り、それらは交差していてもよい。たとえば、電気的に異なる動作に関与するのではないワイヤ同士は、交差してもよい。
【００２２】
本発明の半導体装置では、１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、複数の第２のワイヤが配置されていてもよい。この構成によれば、封止樹脂中に含まれる導電性粒子による誤動作を、特に抑制できる。
【００２３】
本発明の半導体装置は、基板上に形成された複数の第３の電極パッドと、半導体チップ上に形成された複数の第４の電極パッドと、複数の第３の電極パッドと複数の第４の電極パッドとを接続する複数の第３のワイヤとをさらに備えてもよい。そして、複数の第１のワイヤと複数の第２のワイヤとがワイヤ列を構成しており、そのワイヤ列が、複数の第３のワイヤを覆うように配置されていてもよい。そして、ワイヤ列におけるワイヤ間の間隔が、複数の第３のワイヤの間隔よりも狭くてもよい。この構成では、第３のワイヤは、第１および第２のワイヤによって構成される外側ワイヤ列に覆われている。そのため、封止樹脂中の導電性粒子によって隣接する第３のワイヤ同士が接続されたりすることを防止できる。なお、複数の第３のワイヤによって構成される内側ワイヤ列の内側にさらに別のワイヤ列が配置されてもよい。また、外側ワイヤ列の外側にさらに別の外側ワイヤ列が配置されてもよい。
【００２４】
本発明の半導体装置は、公知の方法で製造できる。本発明の半導体装置の製造方法の一例では、まず、基板上に半導体チップを配置する。次に、第１および第２のワイヤを配置する。第１のワイヤの両端は、第１の電極および第２の電極パッドに接続される。次に、樹脂を用いて封止を行う。封止は、たとえば金型を用いて行われる。このようにして、本発明の半導体装置を製造できる。
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図においては、理解を容易にするため、各部材の数や縮尺は実際のものとは異なる。また、同様の部材については同じ符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００２６】
［実施形態１］
実施形態１の半導体装置について、封止樹脂で封止する前の上面図を図１（ａ）に示し、断面図を図１（ｂ）に示す。なお、図１（ａ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。
【００２７】
図１に示す半導体装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置された半導体チップ１２と、基板１１上に形成された電極パッド１３および電極パッド２３と、半導体チップ１２上に形成された電極パッド１４および電極パッド２４と、ワイヤ１５とワイヤ２５と、封止樹脂１６とを含む。半導体チップ１２、電極パッド１３、電極パッド１４、電極パッド２３、電極パッド２４、ワイヤ１５およびワイヤ２５は、封止樹脂１６で封止されている。なお、基板１１がボールグリッドアレイ用の基板である場合には、基板１１の裏面に、電極パッド１３と接続された球状の電極端子が配置される。ただし、本発明は、ボールグリッドアレイ方式で接続される半導体装置に限定されない。
【００２８】
ワイヤ１５およびワイヤ２５は、交差することなく放射状に並べて配置されている。ワイヤ１５の両端は、電極パッド１３および電極パッド１４に接続されている。ワイヤ２５の両端は、電極パッド２３および電極パッド２４に接続されている。ワイヤ１５およびワイヤ２５は、金線である。電極パッド１３、１４、２３および２４は、銅などの金属からなる。
【００２９】
半導体チップ１２は、電極パッド１４、ワイヤ１５および電極パッド１３（さらに、基板１１内の配線（図示せず）および基板１１の底面に配置される電極パッド（図示せず））を介して外部の回路に接続される。半導体チップ１２は、それらの配線を介して電気的に異なる２種以上の接続先に接続されている。図１（ｃ）では、電気的に異なる動作に関与するワイヤ１５について、別の符号を付けて説明する。
【００３０】
図１（ｃ）に、半導体装置１０の配線の一部を示す。なお、図１（ｃ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとは、電気的に異なる動作に関与する。ワイヤ１５ａは、電極パッド１３を介して定電位に接続されている。ワイヤ１５ａを挟むように２つのワイヤ２５が配置されており、さらにそれらを挟むように２つのワイヤ１５ｂが配置されている。ワイヤ２５は、電源や信号線に接続されておらず、電気的にオープンである。ワイヤ１５ｂは、ワイヤ１５ａと異なる電位とされているか、あるいはワイヤ１５ａとは異なる信号線に接続されている。図１に示す一例では、ワイヤ１５ａ以外のワイヤ１５は、すべて同じ接続先（同じ電位または同じ信号線）に接続されている。また、他の一例では、接続先が異なるワイヤ１５がワイヤ２５を挟んで交互に配置されてもよい。
【００３１】
半導体装置１０の封止を行う際にワイヤにカーボン粒子が挟まった状態について、図２（ａ）〜（ｅ）に示す。図２（ａ）および（ｂ）は、１つのカーボン粒子がワイヤ間に挟まった状態を示す。また、図２（ｃ）〜２（ｅ）は、２つのカーボン粒子がワイヤ間に挟まった状態を示す。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、定電位のワイヤ１５ａと、それに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっても、ワイヤ２５が電気的にオープンであるため、ワイヤ１５ａの電位には影響がない。同様に、図２（ｂ）に示すように、ワイヤ１５ｂと、それに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっても、ワイヤ２５が電気的にオープンであるため、ワイヤ１５ｂには影響がない。
【００３３】
一方、図２（ｃ）に示すように、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとが２つのカーボン粒子２９で接続される場合がある。図２（ｃ）の例では、ワイヤ１５ａとそれに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まり、ワイヤ１５ｂとそれに隣接するワイヤ２５との間にカーボン粒子２９が挟まっている。この場合には、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとの間でリークが発生し、誤動作が生じうる。
【００３４】
また、ワイヤ間に２個のカーボン粒子２９が挟まっている場合であっても、図２（ｄ）および（ｅ）に示すように、２つのワイヤ１５がカーボン粒子２９によって接続されない限り、リークは生じない。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｅ）の例からわかるように、１つのワイヤ２５の両側に２つのカーボン粒子２９が連続して挟まらない限り、リークは生じない。このような状況が生じる確率は非常に小さい。隣接する２つのワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率を仮に１％であるとすると、さらにその隣のワイヤとの間にもカーボン粒子２９が挟まる確率は０．０１％となる。
【００３６】
このように、ワイヤ１５間にワイヤ２５を挟むことによって、誤動作の原因となるリークが生じる確率は、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗となる。そのため、実施形態１の半導体装置によれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を大きく低減できる。また、実施形態１の半導体装置では、樹脂による封止の際にワイヤ１５が樹脂によって流されて隣接するワイヤ２５と接触しても誤動作を生じない。そのため、実施形態１の半導体装置によれば、樹脂による封止の際にワイヤが変形することによって発生するリークを抑制できる。
【００３７】
なお、ワイヤ１５ａは、定電位に接続される場合に限らず、信号線に接続されてもよい（以下の実施形態においても同様である）。ワイヤ１５のそれぞれは、任意の電位や信号線に接続できる（以下の実施形態においても同様である）。
【００３８】
［実施形態１の他の一例］
なお、２つのワイヤ２５の間に、１種類の接続先を持つ複数のワイヤ１５が配置されてもよい。そのような半導体装置について、以下に説明する。この半導体装置は、２つのワイヤ２５の間に、１種類の接続先を持つ複数のワイヤ１５が配置されている点で、実施形態１の半導体装置と異なる。その他の点は実施形態１の半導体装置１０と同様であるため、重複する説明を省略する。この半導体装置の配線の一部を図３に示す。なお、図３では、封止樹脂の図示を省略している。
【００３９】
図３の半導体装置１０ａでは、２つのワイヤ１５ａが隣接して配置されている。これら２つのワイヤ１５ａは、定電位に接続されている。ワイヤ１５ａと、それとは電気的に異なる動作に関与するワイヤ１５ｂとの間には、ワイヤ２５が配置されている。
【００４０】
半導体装置１０ａのワイヤ間に１つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ａ）〜４（ｃ）に示し、２つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ｄ）および４（ｅ）に示し、３つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図４（ｆ）に示す。
【００４１】
図４（ａ）〜４（ｆ）において、ワイヤ１５ａが、電気的に他の動作に関与するワイヤ１５ｂとカーボン粒子２９を介して接続されるのは、図４（ｄ）の場合だけである。図４（ｄ）のような状況が生じるのは、実施形態１で説明したように、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗となる。そのため、半導体装置１０ａによれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を大きく低減できる。また、半導体装置１０ａによれば、樹脂による封止の際に発生するリークを抑制できる。
【００４２】
半導体装置１０ａは、半導体装置１０と比べて、電気的な動作に関与しないオープンな状態のワイヤを含むすべてのワイヤの総数に占める電気的な動作に関与しないオープンな状態のワイヤの数の割合が小さい。そのため、半導体装置１０ａでは、リークを抑制するとともにワイヤの総数を減らすことが可能である。
【００４３】
なお、本発明の効果が得られる限り、１つの半導体装置において、一部のワイヤ２５間に挟まれるワイヤ１５の数が１つであり、他の一部のワイヤ２５間に挟まれるワイヤ１５の数が複数であってもよい。
【００４４】
［実施形態２］
実施形態２では、実施形態１の半導体装置１０と比べて、ワイヤ２５の配置のみが異なる半導体装置について説明する。実施形態２の半導体装置は、第１のワイヤの両隣のそれぞれに、電気的な動作に関与しないオープンな状態の第２のワイヤが複数配置されている点で、実施形態１の半導体装置１０と異なる。その他の点は実施形態１の半導体装置１０と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００４５】
実施形態２の半導体装置の配線の一部を図５に示す。なお、図５では、封止樹脂の図示を省略する。図５の半導体装置１０ｂは、ワイヤ１５ａとワイヤ１５ｂとの間に、２つのワイヤ２５が配置されている。
【００４６】
半導体装置１０ｂのワイヤ間に２つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ａ）〜６（ｃ）に示し、３つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ｄ）および６（ｅ）に示し、４つのカーボン粒子２９が挟まった場合を図６（ｆ）に示す。
【００４７】
図６（ａ）〜６（ｆ）において、ワイヤ１５ａが、電気的に他の動作に関与するワイヤ１５ｂとカーボン粒子２９を介して接続されるのは、図６（ｄ）の場合だけである。図６（ｄ）のような状況が生じるのは、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の３乗となる。たとえば、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率を１％と仮定すると、リークが生じる確率は１ｐｐｍとなる。そのため、実施形態２の半導体装置１０ｂによれば、誤動作の原因となるリークが生じる確率を特に大きく低減できる。また、実施形態２の半導体装置１０ｂによれば、樹脂による封止の際に発生するリークを抑制できる。
【００４８】
［実施形態３］
実施形態３では、実施形態１の半導体装置１０と比べて、第３のワイヤを有する点が異なる半導体装置について説明する。実施形態３の半導体装置について、樹脂で封止する前の上面図を図７（ａ）に示し、断面図を図７（ｂ）に示す。また、図７（ａ）の一部拡大図を図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）では、接続先が異なるワイヤ１５に異なる符号を付している。なお、図７（ａ）および（ｃ）では、接続先が異なる電極パッド１３に異なるハッチングを付し、また、それらとは異なるハッチングを電極パッド２３に付している。
【００４９】
図７に示す半導体装置１０ｃは、半導体装置１０の構成に加えて、基板１１上に形成された複数の電極パッド７３と、半導体チップ１２上に形成された複数の電極パッド７４と、それらをつなぐ複数のワイヤ７５とを備える。
【００５０】
基板１１上の電極パッド１３および電極パッド２３は、半導体チップ１２の外縁に平行に並べられており、矩形状の第１の電極パッド列を構成している。半導体チップ１２上の電極パッド１４および電極パッド２４は、半導体チップ１２の外縁に平行に並べられており、矩形状の第２の電極パッド列を構成している。別の観点では、電極パッド１３および電極パッド２３からなるパッド列と、電極パッド１４および電極パッド２４からなるパッド列とは、半導体チップ１２の外縁を挟むように並べられている。電極パッド７３は、電極パッド１３および電極パッド２３からなるパッド列と、半導体チップ１２との間に配置されている。電極パッド７４は、半導体チップ１２上に配置されており、且つ、電極パッド１４および電極パッド２４からなるパッド列の外側に配置されている。ワイヤ１５および電極ワイヤ２５で構成される外側ワイヤ列７６は、ワイヤ７５の列を覆うように形成されている。そして、外側ワイヤ列を構成するワイヤの間隔は、ワイヤ７５の間隔よりも狭い。これらの点を除いて、半導体装置１０ｃは、半導体装置１０と同様の構成を有する。
【００５１】
外側ワイヤ列７６の構成は、実施形態１の半導体装置１０のワイヤ列の構成と同じであり、半導体装置１０のワイヤ列と同様の効果を有する。すなわち、図２（ａ）〜（ｅ）で説明したように、外側ワイヤ列７６において、誤動作の原因となるリークが生じる確率は、所定のワイヤ間にカーボン粒子２９が挟まる確率の２乗である。また、樹脂による封止の際にワイヤ１５が変形しても、ワイヤ１５同士が接触することを抑制できる。
【００５２】
また、半導体装置１０ｃでは、外側ワイヤ列７６を構成するワイヤの間隔が、ワイヤ７５の間隔よりも狭い。したがって、外側ワイヤ列７６を通過可能なカーボン粒子２９の粒径は、ワイヤ７５の間隔よりも小さい。そのため、カーボン粒子２９が外側ワイヤ列７６を通過してワイヤ７５に到達したとしても、ワイヤ７５同士の間では問題となるようなリークは生じない。
【００５３】
さらに、半導体装置１０ｃでは、ワイヤ７５を任意の接続先に接続できる。そのため、半導体装置１０ｃでは、ワイヤ１５とワイヤ７５とによって、半導体チップ１２を多数の接続先に接続できる。
【００５４】
なお、半導体装置１０ａ〜１０ｃで説明した特徴は、任意に組み合わせることができる。たとえば、半導体装置１０ａまたは１０ｂの特徴を、半導体装置１０ｃに加えてもよい。具体的には、外側ワイヤ列７６において、半導体装置１０ａのように、電気的に同じ動作に関与する複数のワイヤ１５を連続して配置してもよい。また、外側ワイヤ列７６において、半導体装置１０ｂのように、複数のワイヤ２５を連続して配置してもよい。また、半導体装置１０ａの特徴を半導体装置１０ｂに加えてもよく、半導体装置１０ａの特徴と半導体装置１０ｂの特徴とを半導体装置１０ｃに加えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ワイヤボンディングで接続される半導体チップを含み、樹脂で封止される半導体装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の半導体装置の一例について、（ａ）樹脂で封止される前の上面図、（ｂ）断面図、および（ｃ）一部を示す上面図である。
【図２】図１に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図３】図１に示した半導体装置の変形例について、一部を示す上面図である。
【図４】図３に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図５】本発明の半導体装置の他の一例について、一部を示す上面図である。
【図６】図５に示した半導体装置の機能を示す図である。
【図７】本発明の半導体装置のその他の一例について、（ａ）樹脂で封止される前の上面図、（ｂ）断面図、および（ｃ）一部を示す上面図である。
【図８】従来の半導体装置の一例を示す、（ａ）樹脂封止前の上面図、および（ｂ）断面図である。
【図９】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１０】従来の半導体装置の課題を示す図である。
【図１１】従来の半導体装置の他の一例を示す、（ａ）樹脂封止前の上面図、および（ｂ）断面図である。
【図１２】図１１に示した半導体装置について、（ａ）効果の一例、および（ｂ）効果の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 半導体装置
１１ 基板
１２ 半導体チップ
１３ 電極パッド（第１の電極パッド）
１４ 電極パッド（第２の電極パッド）
１５、１５ａ、１５ｂ ワイヤ（第１のワイヤ）
１６ 封止樹脂
２３、２４ 電極パッド
２５ ワイヤ（第２のワイヤ）
２９ カーボン粒子
７３ 電極パッド（第３の電極パッド）
７４ 電極パッド（第４の電極パッド）
７５ ワイヤ（第３のワイヤ）
７６ 外側ワイヤ列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の電極パッドが形成された基板と、前記基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップを封止する樹脂とを含む半導体装置であって、
前記複数の第１の電極パッドと前記複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとをさらに含み、
１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、少なくとも１つの前記第２のワイヤが配置されている半導体装置。
【請求項２】
前記１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、複数の前記第２のワイヤが配置されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板上に形成された複数の第３の電極パッドと、前記半導体チップ上に形成された複数の第４の電極パッドと、前記複数の第３の電極パッドと前記複数の第４の電極パッドとを接続する複数の第３のワイヤとをさらに備え、
前記複数の第１のワイヤと前記複数の第２のワイヤとがワイヤ列を構成しており、
前記ワイヤ列は前記複数の第３のワイヤを覆うように配置されており、
前記ワイヤ列におけるワイヤ間の間隔が、前記複数の第３のワイヤの間隔よりも狭い請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項１】
複数の第１の電極パッドが形成された基板と、前記基板上に配置され複数の第２の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップを封止する樹脂とを含む半導体装置であって、
前記複数の第１の電極パッドと前記複数の第２の電極パッドとを接続する複数の第１のワイヤと、電気的にオープンである複数の第２のワイヤとをさらに含み、
１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、少なくとも１つの前記第２のワイヤが配置されている半導体装置。
【請求項２】
前記１種類の接続先を持つ１本または連続した複数の第１のワイヤの両隣のそれぞれに、複数の前記第２のワイヤが配置されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板上に形成された複数の第３の電極パッドと、前記半導体チップ上に形成された複数の第４の電極パッドと、前記複数の第３の電極パッドと前記複数の第４の電極パッドとを接続する複数の第３のワイヤとをさらに備え、
前記複数の第１のワイヤと前記複数の第２のワイヤとがワイヤ列を構成しており、
前記ワイヤ列は前記複数の第３のワイヤを覆うように配置されており、
前記ワイヤ列におけるワイヤ間の間隔が、前記複数の第３のワイヤの間隔よりも狭い請求項１または２に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１８８１６６（Ｐ２００９−１８８１６６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６２９２（Ｐ２００８−２６２９２）
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]