特開 2024-180673 半導体素子及び半導体素子製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024180673

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】半導体素子及び半導体素子製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 301A

H01L21/60 301D

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024185320

(22)【出願日】2024-10-21

(62)【分割の表示】P 2020080358の分割

【原出願日】2020-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】幸田 了祐

(72)【発明者】

【氏名】平田 公祐

(57)【要約】

【課題】信頼性の低下を抑制可能な半導体素子及び半導体素子製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子１は、搭載基板１０と半導体チップ２０とワイヤ３０とを備える。ワイヤ３０は、第１部分３１、第１屈曲部４１、第２部分３２、第２屈曲部４２、及び、第３部分３３を含む。第１屈曲部４１は、半導体チップ２０の表面２０ｓよりも搭載基板１０の表面１０ｓ側に位置し、第２部分３２を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。第２部分３２は、表面１０ｓと反対側に表面２０ｓを越えて延在している。第２屈曲部４２は、第３部分３３を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。第３部分３３は、表面１０ｓと反対側に表面２０ｓを越えた位置から表面２０ｓに向けて延在している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面を有する搭載基板と、
前記第１面に搭載され、前記第１面と反対側に臨む第２面を有する半導体チップと、
前記第１面上の第１接合点から前記第２面上の第２接合点に向けて延在し、前記第１接合点と前記第２接合点とをつなぐことによって、前記搭載基板と前記半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤと、
を備え、
前記ワイヤは、前記第１接合点から前記第２接合点に向けて順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含み、
前記第１部分は、前記第１面及び前記第２面に沿った第１方向からみて、前記第２面よりも前記第１面側に位置しており、
前記第１屈曲部は、前記第１方向からみて前記第２面よりも前記第１面側に位置し、前記第２部分を前記第２面側に導くように屈曲しており、
前記第２部分は、前記第１方向からみて、前記第１面と反対側に前記第２面を越えて延在しており、
前記第２屈曲部は、前記第３部分を前記第２面側に導くように屈曲しており、
前記第３部分は、前記第１方向からみて、前記第１面と反対側に前記第２面を越えた位置から前記第２面に向けて延在し、前記第２接合点に接合されており、
前記第１接合点と前記半導体チップとの間において、前記第１面上に絶縁部材が形成されている、
半導体素子。

【請求項2】

前記第１屈曲部は、前記ワイヤの延在方向の中心よりも前記第１接合点側に位置している、
請求項１に記載の半導体素子。

【請求項3】

前記第１屈曲部は、前記ワイヤの延在方向の中心よりも前記第２接合点側に位置している、
請求項１に記載の半導体素子。

【請求項4】

前記ワイヤは、前記第１部分と前記第１屈曲部とをつなぐように延びる第４部分を含む、
請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体素子。

【請求項5】

前記ワイヤは、前記第２面に交差する第２方向からみて、前記半導体チップの外縁に対して斜めに延在している、
請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体素子。

【請求項6】

前記第１面及び前記第２面に沿うと共に前記半導体チップと前記第１接合点とが並ぶ方向に交差する方向について、前記第２接合点は前記第１接合点よりも前記半導体チップの中心から遠い位置に設けられている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体素子。

【請求項7】

複数の前記第１接合点、複数の前記第２接合点、及び、複数の前記ワイヤを備え、
複数の前記ワイヤのそれぞれは、複数の前記第１接合点のそれぞれと複数の前記第２接合点のそれぞれとをつないでいる、
請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体素子。

【請求項8】

複数の前記第１接合点は、前記第２面に交差する第２方向からみて、前記半導体チップの一方側に位置している、
請求項７に記載の半導体素子。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の半導体素子を製造するための半導体素子製造方法であって、
前記搭載基板、前記搭載基板の前記第１面に搭載された前記半導体チップ、及び、少なくとも前記ワイヤのための母材を用意する第１工程と、
前記第１工程の後に、
前記母材を保持したキャピラリを前記第１接合点に移動させ、前記キャピラリから突出された前記母材の先端を前記第１接合点に接合する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記キャピラリから前記母材を導出させながら前記キャピラリを移動させ、少なくとも、順に配列された前記第１部分、前記第１屈曲部、前記第２部分、前記第２屈曲部、及び、前記第３部分を形成する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記キャピラリを前記第２接合点に移動させ、前記母材を前記第２接合点に接合することにより、前記第１接合点から前記第２接合点にわたって延在する前記ワイヤを構成する第４工程と、
を備える、
半導体素子製造方法。

【請求項10】

前記第１工程の後であって前記第２工程の前に、前記キャピラリを前記第２接合点に移動させ、前記キャピラリから突出された前記母材の先端を前記第２接合点に接合した後に当該先端を切断することにより、前記第２接合点にボンド部を形成する第５工程を備え、
前記第４工程では、前記ボンド部を介して前記母材を前記第２接合点に接合する、
請求項９に記載の半導体素子製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体素子及び半導体素子製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、半導体装置が記載されている。この半導体装置では、リードフレームにマウントされた半導体チップのパッド（第１ボンディング点）と、リードフレームのリード（第２ボンディング点）とをワイヤにより接続している。第１ボンディング点と第２ボンディング点とに接続したワイヤループ形状は、第１ボンディング点側のネック高さ部、第２ボンディング点側の傾斜部、及び、ネック高さ部と傾斜部との間の台形部長さ部分（ループ頂上部分）とによって、側面視で台形状とされている。台形部長さ部分は、癖が付けられて下方に窪んだ形状に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３１８９１１５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の半導体装置では、ワイヤのループ頂上部分に対して、癖付けによって窪んだ形状を形成することにより、外部からの加圧に対して形状保持力が高いループを形成することを図っている。

【0005】

一方、上記のような半導体装置については、樹脂により封止する要求がある。この場合には、ワイヤとリードフレームとの間にも封止樹脂が配置される（ワイヤが封止樹脂を抱え込む）。したがって、熱サイクルによる封止樹脂の膨張及び収縮に起因した応力がワイヤに付加される。ワイヤとリードフレームとの間の樹脂量が多くなるほど、熱サイクルに応じてワイヤに付加される応力が大きくなるため、ワイヤが損傷して信頼性が低下するおそれがある。

【0006】

本発明は、信頼性の低下を抑制可能な半導体素子及び半導体素子製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る半導体素子は、第１面を有する搭載基板と、第１面に搭載され、第１面と反対側に臨む第２面を有する半導体チップと、第１面上の第１接合点から第２面上の第２接合点に向けて延在し、第１接合点と第２接合点とをつなぐことによって、搭載基板と半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤと、を備え、ワイヤは、第１接合点から第２接合点に向けて順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含み、第１部分は、第１面及び第２面に沿った第１方向からみて、第２面よりも第１面側に位置しており、第１屈曲部は、第１方向からみて第２面よりも第１面側に位置し、第２部分を第２面側に導くように屈曲しており、第２部分は、第１方向からみて、第１面と反対側に第２面を越えて延在しており、第２屈曲部は、第３部分を第２面側に導くように屈曲しており、第３部分は、第１方向からみて、第１面と反対側に第２面を越えた位置から第２面に向けて延在し、第２接合点に接合されている。

【0008】

この半導体素子では、搭載基板と搭載基板に搭載された半導体チップとを電気的に接続するためのワイヤが設けられている。ワイヤは、搭載基板の半導体チップが搭載される第１面上の第１接合点と、半導体チップの第２面上の第２接合点とをつないでいる。ワイヤは、第１接合点から第２接合点に向けて（搭載基板から半導体チップに向けて）順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を含む。第１部分は、ワイヤにおける第１接合点から延びる部分であって、第２面よりも第１面側（例えば第２面よりも下方）に位置する。また、第３部分は、ワイヤにおける第２接合点に接合される部分であって、第１面と反対側に第２面を越えた位置（例えば第２面よりも上方）に位置する。第２部分は第１部分と第３部分との間の部分であって、第１面側の位置から第２面を越えて延在している。

【0009】

このような構造によれば、当該半導体素子が樹脂封止された場合には、ワイヤと搭載基板との間に封止樹脂が配置されることとなる。これに対して、このワイヤにあっては、第１部分と第２部分との間の第１屈曲部が、第２面よりも第１面側に位置し、且つ、第２部分を第２面側に導くように屈曲している。つまり、ワイヤは、第１屈曲部が無い場合と比較して、第１屈曲部に至るまでの間に（すなわち第１部分を）第１面側に延在させつつ、第１屈曲部に至った後に（すなわち第２部分が）第２面を越えるように延在させられる。つまり、ワイヤが、第１屈曲部が無い場合と比較して、搭載基板と半導体チップとによって形成される角部に倣うように延在させられる。この結果、当該半導体素子を樹脂封止したときにワイヤが抱え込む樹脂量が低減される。よって、この半導体素子によれば、熱サイクルに応じてワイヤに付加される応力を低減させ、信頼性の低下を抑制可能である。

【0010】

なお、この半導体素子では、ワイヤが、第２部分と第３部分との間の第２屈曲部において第２面を越えた位置で屈曲させられ、第３部分が第２面側に導かれる。そして、第３部分が、第２面を越えた位置から第２面に向けて延在させられ、第２接合点に接合される。このため、第２屈曲部及び第３部分がなく、第２部分が第１面側から延びて直接的に第２接合点に接合される場合と比較して、ワイヤが半導体チップの角部に接触することが避けられる。よって、信頼性の低下をより抑制できる。

【0011】

本発明に係る半導体素子では、第１屈曲部は、ワイヤの延在方向の中心よりも第１接合点側に位置していてもよい。この場合、第１屈曲部が半導体チップから比較的離れた位置に形成されることとなる。この結果、第１屈曲部を形成する際に、ワイヤを保持する保持具（キャピラリ）が半導体チップに接触することが抑制される。

【0012】

本発明に係る半導体素子では、第１屈曲部は、ワイヤの延在方向の中心よりも第２接合点側に位置していてもよい。この場合、第１屈曲部が半導体チップに比較的近い位置に形成されることとなる。この結果、ワイヤの第１面側に延在する部分（第１部分）が相対的に長く確保されることとなり、ワイヤが抱え込む樹脂量がより低減される。すなわち、ワイヤに付加される応力を確実に低減し、信頼性の低下を確実に抑制可能となる。

【0013】

本発明に係る半導体素子では、ワイヤは、第１屈曲部と第２部分とをつなぐように延びる第４部分を含んでもよい。この場合、第１面からの半導体チップの高さ分を、少なくとも第２部分と第４部分との２つの部分によって確保することができるため、応力の集中が生じやすい急激な屈曲が不要となる。よって、信頼性の低下をより確実に抑制可能である。

【0014】

本発明に係る半導体素子では、ワイヤは、第２面に交差する第２方向からみて、半導体チップの外縁に対して斜めに延在していてもよい。この場合、ワイヤが半導体チップの外縁に垂直な場合と比較して、ワイヤの長さ（第１接合点と第２接合点との距離）を長く確保しやすい。この結果、複数の部分及び複数の屈曲部を含むワイヤの上記構造を実現しやすい。

【0015】

本発明に係る半導体素子製造方法は、上記の半導体素子を製造するための半導体素子製造方法であって、搭載基板、搭載基板の第１面に搭載された半導体チップ、及び、少なくともワイヤのための母材を用意する第１工程と、第１工程の後に、母材を保持したキャピラリを第１接合点に移動させ、キャピラリから突出された母材の先端を第１接合点に接合する第２工程と、第２工程の後に、キャピラリから母材を導出させながらキャピラリを移動させ、少なくとも、順に配列された第１部分、第１屈曲部、第２部分、第２屈曲部、及び、第３部分を形成する第３工程と、第３工程の後に、キャピラリを第２接合点に移動させ、母材を第２接合点に接合することにより、第１接合点から第２接合点にわたって延在するワイヤを構成する第４工程と、を備える。

【0016】

この製造方法によれば、上述した半導体素子が製造される。すなわち、信頼性の低下を抑制可能な半導体素子が得られる。

【0017】

本発明に係る半導体素子製造方法は、第１工程の後であって第２工程の前に、キャピラリを第２接合点に移動させ、キャピラリから突出された母材の先端を第２接合点に接合した後に当該先端を切断することにより、第２接合点にボンド部を形成する第５工程を備え、第４工程では、ボンド部を介して母材を第２接合点に接合してもよい。この場合、ワイヤの各部を形成した後にキャピラリから突出した母材の先端を第２接合点に接合するに際に、第２接合点に既に形成されたボンド部が介在されることとなるため、半導体チップ側への衝撃が低減される。特に、ここでは、ワイヤの各部を形成するためのキャピラリ及び母材を用いて、当該ボンド部を形成するので、工程の簡略化が図られる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、信頼性の低下を抑制可能な半導体素子及び半導体素子製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態に係る半導体素子を示す図である。

【図2】図２は、図１に示された半導体素子の一例を示す写真である。

【図3】図３は、図１に示された半導体素子を製造するための半導体素子製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。

【図4】図４は、図１に示された半導体素子を製造するための半導体素子製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。

【図5】図５は、図１に示された半導体素子を製造するための半導体素子製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。

【図6】図６は、第１変形例に係る半導体素子を示す図である。

【図7】図７は、第２変形例に係る半導体素子を示す図である。

【図8】図８は、第３変形例に係る半導体素子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、互に同一または相当する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

【0021】

図１は、実施形態に係る半導体素子を示す図である。図１の（ａ）は模式的な平面図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のIb－Ib線に沿っての模式的な断面図である。図２は、図１に示された半導体素子の一例を示す写真である。図１，２に示されるように、半導体素子１は、搭載基板１０と、半導体チップ２０と、ワイヤ３０と、樹脂部Ｍと、を備えている。なお、図１の（ａ）では、樹脂部Ｍの図示が省略されている。

【0022】

搭載基板１０は、表面（第１面）１０ｓと、表面１０ｓの反対側の裏面１０ｒと、を含む。表面１０ｓには、平板状の複数の電極１３が形成されている。複数の電極１３のそれぞれは、一例として、後述する半導体チップ２０の外縁２０ｅに沿う方向に長尺状である。複数の電極１３は、外縁２０ｅに沿って配列されている。

【0023】

半導体チップ２０は、表面１０ｓに搭載されている。半導体チップ２０は、表面１０ｓに直接配置されてもよいし、別の部材を介して表面１０ｓ上に配置されてもよい。半導体チップ２０は、表面（第２面）２０ｓと、表面２０ｓの反対側の裏面２０ｒと、を含む。表面２０ｓ及び裏面２０ｒは、それらの間の距離として、表面１０ｓからの半導体チップ２０の高さＴを規定する。裏面２０ｒは、搭載基板１０の表面１０ｓ側に臨む面であり、表面２０ｓは搭載基板１０の表面１０ｓと反対側に臨む面である。ここでは、少なくとも表面１０ｓと表面２０ｓとは、互に平行である。

【0024】

半導体チップ２０は、一例として直方体状を呈しており、直線状に延びる外縁２０ｅを有している。外縁２０ｅは、半導体チップ２０の外縁のうちの電極１３側（後述するボンド部５１側）に臨む外縁である。半導体チップ２０は、例えば半導体受光素子（一例としてＳｉフォトダイオード）である。

【0025】

搭載基板１０の表面１０ｓ上には、ボンド部５１が形成されており、半導体チップ２０の表面２０ｓ上には、ボンド部５２が形成されている。ボンド部５１は、電極１３上に形成されている。ボンド部５２は、半導体チップ２０の表面２０ｓ側に露出する電極２１上に形成され、半導体チップ２０に電気的に接続されている。後述するように、ここでは、ボンド部５１，５２は、ワイヤ３０と同一の材料によりワイヤ３０と一体的に形成されている。したがって、ワイヤ３０は、搭載基板１０側においてボンド部５１を介して電極１３に接合されると共に、半導体チップ２０側においてボンド部５２を介して電極２１に接合されることとなる。つまり、電極１３はワイヤ３０の第１接合点であり、電極２１はワイヤ３０の第２接合点である。半導体チップ２０の外縁２０ｅと電極１３の外縁２０ｅ側の縁部とは、半導体チップ２０と電極１３との間の距離Ｄを規定する。

【0026】

なお、以下では、電極１３から電極２１に向かう方向（ワイヤ３０の延在方向）に交差（直交）する方向であって、表面１０ｓ，２０ｓに沿った方向を第１方向と称し、表面１０ｓ，２０ｓに交差（直交）する方向を第２方向と称する場合がある。第１方向は、一例として水平方向であり、第２方向は一例として鉛直方向である。

【0027】

また、搭載基板１０の表面１０ｓにおける電極１３が設けられる領域と、表面１０ｓにおける半導体チップ２０が設けられる領域との間に、凹部や孔部等の搭載基板１０の厚さ（表面１０ｓと裏面１０ｒとの間の距離）が減ぜられるような構成が設けられていない。このため、搭載基板１０の厚さは、表面１０ｓにおける電極１３が設けられる領域と、表面１０ｓにおける半導体チップ２０が設けられる領域と、それらの間の領域と、で一定である。ただし、搭載基板１０の厚さは、表面１０ｓにおける電極１３が設けられる領域と、表面１０ｓにおける半導体チップ２０が設けられる領域と、の間の領域において、他の領域よりも厚くされていてもよい。

【0028】

なお、ここでは、表面１０ｓにおける電極１３が設けられる領域と、表面１０ｓにおける半導体チップ２０が設けられる領域と、の間において、表面１０ｓ上に例えばレジストといった絶縁部材６０が形成されている。絶縁部材６０は、第１方向からみて表面１０ｓとワイヤ３０との間に介在すると共に、第２方向からみて半導体チップ２０と電極１３との間に介在している。

【0029】

ワイヤ３０は、電極１３から電極２１に向けて延在し、電極１３と電極２１とをつなぐことによって、搭載基板１０と半導体チップ２０とを電気的に接続するためのものである。ワイヤ３０は、上述したように、電極１３上のボンド部５１及び電極２１上のボンド部５２のそれぞれに接合されて一体化されている。ワイヤ３０は、例えば金といった金属からなる。ワイヤ３０は、電極１３から電極２１に向けて順に配列された第１部分３１、第１屈曲部４１、第２部分３２、第２屈曲部４２、及び、第３部分３３を含む。

【0030】

ここでは、第１部分３１と第２部分３２とが、第１屈曲部４１を介して互に接続されており、第２部分３２と第３部分３３とが第２屈曲部４２を介して互に接続されている。つまり、ここでは、ワイヤ３０は、第１部分３１、第１屈曲部４１、第２部分３２、第２屈曲部４２、及び、第３部分３３からなる。ワイヤ３０は、第１部分３１においてボンド部５１に接合されており（ボンド部５１を介して電極１３に接合されており）、且つ、第３部分３３においてボンド部５２に接合されている（ボンド部５２を介して電極２１に接合されている）。

【0031】

第１部分３１は、ボンド部５１を介して電極１３に接合された基端部３１ａと、第２部分３２に接続された先端部３１ｃと、基端部３１ａと先端部３１ｃとを接続する屈曲部３１ｂと、からなる。ここでは、基端部３１ａは、電極１３から表面１０ｓと反対側（ここでは上側）に向けて延在して屈曲部３１ｂに至っている。屈曲部３１ｂは、表面１０ｓと反対側に凸となるように屈曲している。先端部３１ｃは、屈曲部３１ｂから離れるにつれて表面１０ｓに近づくように傾斜して延在し、第２部分３２に至っている。以上の第１部分３１は、全体として、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側（ここでは表面２０ｓよりも下側）に位置している。すなわち、第１部分３１は、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に収められている。

【0032】

第１屈曲部４１は、第１方向からみて表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に位置すると共に、第１部分３１と第２部分３２との間に介在されており、第１部分３１と第２部分３２とに接続されている。第１屈曲部４１は、表面１０ｓ側に凸となるように屈曲している。これにより、第１屈曲部４１は、第１方向からみたときのワイヤ３０の傾斜を、第１部分３１の先端部３１ｃでの電極２１に向かうにつれて表面１０ｓに近づく傾斜から、後述する第２部分３２での電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れる傾斜に変換する。換言すれば、第１屈曲部４１は、第２部分３２を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。第１屈曲部４１は、ワイヤ３０の延在方向におけるワイヤ３０の中心よりも電極１３側に位置している。

【0033】

第２部分３２は、第１方向からみて、第１屈曲部４１側の一部が表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に位置する（ここでは表面２０ｓよりも下方に位置する）と共に、電極２１側の残部が表面１０ｓと反対側に表面２０ｓから突出する（ここでは、表面２０ｓよりも上方に位置する）。すなわち、第２部分３２は、第１屈曲部４１から表面１０ｓと反対側に表面２０ｓを越えて延在している。上述したように、ワイヤ３０は、第２部分３２が第１屈曲部４１に導かれることによって、電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れるように傾斜することとなる。

【0034】

第２屈曲部４２は、第１方向からみて表面１０ｓと反対側に表面２０ｓから突出した位置に位置する（ここでは、表面２０ｓよりも上方に位置する）と共に、第２部分３２と第３部分３３との間に介在されており、第２部分３２と第３部分３３とに接続されている。第２屈曲部４２は、表面１０ｓ，２０ｓと反対側に凸となるように屈曲している。これにより、第２屈曲部４２は、第１方向からみたときのワイヤ３０の傾斜を、第２部分での電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れる傾斜から、後述する第３部分３３での電極２１に向かうにつれて表面２０ｓに近づく傾斜に変換する。換言すれば、第２屈曲部４２は、第３部分３３を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。第２屈曲部４２は、ワイヤ３０の延在方向におけるワイヤ３０の中心よりも電極２１側に位置している。

【0035】

第３部分３３は、第１方向からみて、表面２０ｓから表面１０ｓと反対側に突出している（ここでは、表面２０ｓよりも上方に位置する）。すなわち、第３部分３３は、第１方向からみて、表面１０ｓと反対側に表面２０ｓを越えた位置から表面２０ｓに向けて延在し、ボンド部５２（電極２１）に接合されている。上述したように、ワイヤ３０は、第３部分３３が第２屈曲部４２に導かれることによって、電極２１に向かうにつれて表面２０ｓに近づくように傾斜することとなる。

【0036】

以上により、ワイヤ３０は、全体として、第１屈曲部４１において表面１０ｓ側に凸となるように屈曲しており、且つ、第２屈曲部４２において表面１０ｓ，２０ｓと反対側に凸となるように屈曲することにより、電極１３から電極２１にわたってＭ字状に延在することとなる。

【0037】

なお、ワイヤ３０は、表面１０ｓ，２０ｓに交差する第２方向からみて（図１の（ａ）において）、半導体チップ２０の外縁２０ｅに対して斜めに延在している（外縁２０ｅに直交する線に対して傾斜している）。ただし、ワイヤ３０は、第２方向からみて、半導体チップ２０の外縁２０ｅに直交する線に対して平行に延在していてもよい。

【0038】

樹脂部Ｍは、半導体チップ２０の頂面（表面２０ｓ）を越えて、表面１０ｓ上に設けられている。これにより、半導体チップ２０及びワイヤ３０の全体が、樹脂部Ｍによって封止されることとなる。樹脂部Ｍの材料は、例えば、シリコーンやエポキシ等である。

【0039】

引き続いて、以上の半導体素子１の製造方法について説明する。図３～５は、図１に示された半導体素子を製造するための半導体素子製造方法の一工程を示す模式的な断面図である。この製造方法では、図３の（ａ）に示されるように、まず、搭載基板１０、搭載基板１０の表面１０ｓに搭載された半導体チップ２０、及び、少なくともワイヤ３０のための母材３０Ａを用意する（工程Ｓ１０１、第１工程）。母材３０Ａは、例えば金といった金属によりワイヤ状に形成されている。母材３０Ａは、ワイヤボンディングのための装置が備えるキャピラリＣに保持（挿通）されている。

【0040】

続いて、図３の（ａ）～（ｃ）に示されるように、キャピラリＣを第２接合点としての電極２１に移動させ、キャピラリＣから突出された母材３０Ａの先端３０Ａａを電極２１に接合した後に当該先端３０Ａａを切断することにより、電極２１にボンド部５２を形成する（工程Ｓ１０２、第５工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０２では、まず、キャピラリＣから突出された母材３０Ａの先端３０Ａａを溶融させてワイヤボール形成する。続いて、熱や超音波を与えながらワイヤボールを電極２１に押圧する。これにより、ワイヤボールからボンド部５２が形成される。その後、ボンド部５２を母材３０Ａから切り離す。

【0041】

続く工程では、図４の（ａ），（ｂ）に示されるように、母材３０Ａを保持したキャピラリＣを電極１３上の位置に移動させ、キャピラリＣから突出された母材３０Ａの新たな先端３０Ａａを第１接合点としての電極１３に接合する（工程Ｓ１０３、第２工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０３では、まず、キャピラリＣから突出された母材３０Ａの先端３０Ａａを溶融させてワイヤボール形成する。その後、熱や超音波を与えながらワイヤボールを電極１３に押圧する。これにより、図４の（ｃ）に示されるように、ボンド部５１が形成され、ボールボンディングがなされる。

【0042】

続いて、図４の（ｃ）及び図５の（ａ）～（ｃ）に示されるように、キャピラリＣから母材３０Ａを導出させながら、また、母材３０Ａに癖付けを行いながらキャピラリＣを移動させ、順に配列された第１部分３１、第１屈曲部４１、第２部分３２、第２屈曲部４２、及び、第３部分３３を形成する（工程Ｓ１０４、第３工程）。

【0043】

そして、図５の（ｃ）に示されるように、キャピラリＣを電極２１上の位置に移動させ、母材３０Ａを電極２１に接合することにより、電極１３から電極２１にわたって延在するワイヤ３０を構成する（工程Ｓ１０５、第４工程）。より具体的には、ここでは、母材３０ＡをキャピラリＣの先端部のエッジ部分でボンド部５２に押圧し、熱又は超音波を与えることにより母材３０Ａをボンド部５２に接合させた後、母材３０Ａを切断（ステッチ）させる。これにより、ステッチボンディングがなされる。その後、樹脂部Ｍを設けることにより、半導体素子１が得られる。

【0044】

以上説明したように、半導体素子では、搭載基板１０と搭載基板１０に搭載された半導体チップ２０とを電気的に接続するためのワイヤ３０が設けられている。ワイヤ３０は、搭載基板１０の半導体チップ２０が搭載される表面１０ｓ上の電極１３と、半導体チップ２０の表面２０ｓ上の電極２１とをつないでいる。ワイヤ３０は、電極１３から電極２１に向けて（搭載基板１０から半導体チップ２０に向けて）順に配列された第１部分３１、第１屈曲部４１、第２部分３２、第２屈曲部４２、及び、第３部分３３を含む。

【0045】

第１部分３１は、ワイヤ３０における電極１３（ボンド部５１）から延びる部分であって、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側（例えば表面２０ｓよりも下方）に位置する。また、第３部分３３は、ワイヤ３０における電極２１（ボンド部５２）に接合される部分であって、表面１０ｓと反対側に表面２０ｓを越えた位置（例えば表面２０ｓよりも上方）に位置する。第２部分３２は第１部分３１と第３部分３３との間の部分であって、表面１０ｓ側の位置から表面２０ｓを越えて延在している。

【0046】

このような構造によれば、ワイヤ３０と搭載基板１０との間に樹脂部Ｍの樹脂が配置されることとなる。これに対して、このワイヤ３０にあっては、第１部分３１と第２部分３２との間の第１屈曲部４１が、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に位置し、且つ、第２部分３２を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。つまり、ワイヤ３０は、第１屈曲部４１が無い場合と比較して、第１屈曲部４１に至るまでの間に（すなわち第１部分３１を）表面１０ｓ側に延在させつつ、第１屈曲部４１に至った後に（すなわち第２部分３２が）表面２０ｓを越えるように延在させられる。つまり、ワイヤ３０が、第１屈曲部４１が無い場合と比較して、搭載基板１０と半導体チップ２０とによって形成される角部に倣うように延在させられる。この結果、ワイヤ３０が抱え込む樹脂量が低減される。よって、この半導体素子１によれば、熱サイクルに応じてワイヤ３０に付加される応力を低減させ、信頼性の低下を抑制可能である。

【0047】

なお、半導体素子１では、ワイヤ３０が、第２部分３２と第３部分３３との間の第２屈曲部４２において表面２０ｓを越えた位置で屈曲させられ、第３部分３３が表面２０ｓ側に導かれる。そして、第３部分３３が、表面２０ｓを越えた位置から表面２０ｓに向けて延在させられ、電極２１（ボンド部５２）に接合される。このため、第２屈曲部４２及び第３部分３３がなく、第２部分３２が表面１０ｓ側から延びて直接的に電極２１（ボンド部５２）に接合される場合と比較して、ワイヤ３０が半導体チップ２０の角部に接触することが避けられる。よって、信頼性の低下をより抑制できる。

【0048】

また、半導体素子１では、第１屈曲部４１は、ワイヤ３０の延在方向の中心よりも電極１３側に位置している。このため、第１屈曲部４１が半導体チップ２０から比較的離れた位置に形成されることとなる。この結果、例えば図５の（ａ）に示されるように第１屈曲部４１を形成する際に、ワイヤ３０を保持する保持具（例えば上記のキャピラリＣ）が半導体チップ２０に接触することが抑制される。

【0049】

さらに、半導体素子１では、ワイヤ３０は、表面１０ｓ，２０ｓに交差する第２方向からみて、半導体チップ２０の外縁２０ｅに対して斜めに延在している。このため、ワイヤ３０が半導体チップ２０の外縁２０ｅに垂直な場合と比較して、ワイヤ３０の長さを長く確保しやすい。この結果、複数の部分及び複数の屈曲部を含むワイヤ３０の上記構造を実現しやすい。

【0050】

なお、半導体素子１では、表面１０ｓにおける電極１３が設けられる領域と、表面１０ｓにおける半導体チップ２０が設けられる領域と、の間において、表面１０ｓ上にレジストといった絶縁部材６０が形成されている。絶縁部材６０は、例えば、搭載基板１０のパターン形成や、表面１０ｓ上における配線間の絶縁といったような用途で用いられ得るが、表面１０ｓとワイヤ３０との間に介在することによってワイヤ３０が抱え込む樹脂量の低減にも寄与する。よって、半導体素子１では、より確実に信頼性の低下が抑制される。

【0051】

また、本実施形態に係る半導体素子製造方法によれば、上述した半導体素子１が製造される。すなわち、信頼性の低下を抑制可能な半導体素子が得られる。特に、本実施形態に係る半導体素子製造方法は、工程Ｓ１０１の後であって工程Ｓ１０３の前に、キャピラリＣを電極２１に移動させ、キャピラリＣから突出された母材３０Ａの先端３０Ａａを電極２１に接合した後に当該先端３０Ａａを切断することにより、電極２１にボンド部５２を形成する工程Ｓ１０２を備えている。このとき、工程Ｓ１０５では、ボンド部５２を介して母材３０Ａを電極２１に接合する。この結果、ワイヤ３０の各部を形成した後にキャピラリＣから突出した母材３０Ａの先端を電極２１に接合するに際に、電極２１に既に形成されたボンド部５２が介在されることとなるため、半導体チップ２０側への衝撃が低減される。特に、ここでは、ワイヤ３０の各部を形成するためのキャピラリＣ及び母材３０Ａを用いて、当該ボンド部５２を形成するので、工程の簡略化が図られる。

【0052】

以上の実施形態は、本発明の一形態を説明したものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、任意に変形したものとされ得る。一例として、上記実施形態に係る半導体素子１は、半導体チップ２０と電極１３との間の距離Ｄや、半導体チップ２０の高さＴに応じて変形され得る。引き続いて、上記実施形態に係る半導体素子１の変形例について説明する。
［第１変形例］

【0053】

図６は、第１変形例に係る半導体素子を示す図である。図６の（ａ）は模式的な断面図であり、図６の（ｂ）は拡大写真である。図６に示される例では、図１と比較して、電極１３と半導体チップ２０との距離Ｄが大きくされている。このような場合には、第１屈曲部４１を半導体チップ２０側に位置させることにより、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に延在する第１部分３１の長さを相対的に長くすることができる。これにより、第１屈曲部４１は、ワイヤ３０の延在方向における中心よりも電極２１側に位置することとなる。なお、ここでは、第１部分３１のうち、屈曲部３１ｂよりも第２部分３２側の先端部３１ｃが延長されることにより、第１屈曲部４１が電極２１側に位置される。

【0054】

以上の第１変形例によれば、第１屈曲部４１が半導体チップ２０に比較的近い位置に形成されることとなる。この結果、ワイヤ３０の表面１０ｓ側に延在する部分（第１部分３１）が相対的に長く確保されることとなり、ワイヤ３０が抱え込む樹脂量がより低減される。すなわち、ワイヤ３０に付加される応力を確実に低減し、信頼性の低下を確実に抑制可能となる。
［第２変形例］

【0055】

図７は、第２変形例に係る半導体素子を示す図である。図７の（ａ）は模式的な断面図であり、図７の（ｂ）は拡大写真である。図７の例では、図１と比較して、半導体チップ２０の高さＴが大きくされている。ここでは、第１部分３１と第１屈曲部４１との間に、第３屈曲部４３及び第４部分３４が介在されている。第３屈曲部４３及び第４部分３４は、電極１３から電極２１に向かう方向にこの順で配列されている。

【0056】

第３屈曲部４３及び第４部分３４は、表面２０ｓよりも表面１０ｓ側に位置している。第３屈曲部４３は、第１部分３１と第４部分３４とに接続されている。第３屈曲部４３は、表面１０ｓ側に凸となるように屈曲している。すなわち、第３屈曲部４３は、第１屈曲部４１と同一の方向に凸となるように屈曲している。これにより、第３屈曲部４３は、第１方向からみたときのワイヤ３０の傾斜を、第１部分３１の先端部３１ｃでの電極２１に向かうにつれて表面１０ｓに近づく傾斜から、後述する第４部分３４での電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れる傾斜に変換する。換言すれば、第３屈曲部４３は、第４部分３４を表面２０ｓ側に導くように屈曲している。

【0057】

第４部分３４は、第１部分３１と第１屈曲部４１とをつなぐように、電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れるように傾斜して延在している。ここでは、第４部分３４の長さの分だけ第１屈曲部４１が電極２１側に位置されることにより、第１屈曲部４１がワイヤ３０の延在方向における中心よりも電極２１側に位置している。ただし、第１屈曲部４１は、第４部分３４の長さに応じて、ワイヤ３０の延在方向における中心や、当該中心よりも電極１３側に位置されてもよい。

【0058】

この例では、第１屈曲部４１の前後（すなわち、第４部分３４及び第２部分３２）で、ワイヤ３０の傾斜方向が変更されない。すなわち、ここでは、第１屈曲部４１は、第４部分３４での電極２１に向かうにつれて表面１０ｓから離れる傾斜を第２部分３２でも維持するように、表面１０ｓ側に凸となるように屈曲することとなる。

【0059】

以上の第２変形例によれば、表面１０ｓからの半導体チップ２０の高さＴを、少なくとも第２部分３２と第４部分３４との２つの部分によって確保することができるため、応力の集中が生じやすい急激な屈曲が不要となる。よって、信頼性の低下をより確実に抑制可能である。
［第３変形例］

【0060】

図８は、第３変形例に係る半導体素子を示す図である。図８の（ａ）は模式的な断面図であり、図８の（ｂ）は拡大写真である。図８に示される例では、第１部分３１の屈曲部３１ｂの屈曲の角度が図１の例と比較して大きくされている。より具体的には、屈曲部３１ｂが、表面１０ｓに垂直に延びる基端部３１ａと、表面１０ｓに平行に延びる先端部３１ｃとをつなぐように、直角に屈曲している。

【0061】

このような第３変形例によれば、第１部分３１が電極１３から表面１０ｓに沿って延びることとなり、ワイヤ３０が抱え込む樹脂量をさらに低減できる。すなわち、ワイヤ３０に付加される応力を確実に低減し、信頼性の低下を確実に抑制可能となる。

【0062】

なお、以上の半導体素子１では、半導体チップ２０の表面２０ｓにボンド部５２が設けられ、ワイヤ３０がこのボンド部５２に接合される例について説明した。このようなボンド部５２は、例えば、上述したようにワイヤ３０の配設に先立ってワイヤ３０と同一の材料により設置することができる。しかし、半導体素子１では、ボンド部５２は必須でなく、ワイヤ３０が半導体チップ２０に直接的に接合されていてもよい。また、ボンド部５２を設ける場合であっても、ワイヤ３０のためのワイヤボンディング装置と異なる装置によって、別途、ボンド部５２が設けられてもよい。

【0063】

さらに、半導体素子１では、ボンド部５１，５２の位置は任意に設定され得る。したがって、第２方向からみたとき、ボンド部５１，５２（電極１３，２１）の位置関係に応じて、半導体チップ２０の外縁２０ｅに対するワイヤ３０の傾斜も任意に設定され得る。

【符号の説明】

【0064】

１…半導体素子、１０…搭載基板、１０ｓ…表面（第１面）、１３…電極（第１接合点）、２０…半導体チップ、２０ｓ…表面（第２面）、２１…電極（第２接合点）、３０…ワイヤ、３１…第１部分、３２…第２部分、３３…第３部分、３４…第４部分、４１…第１屈曲部、４２…第２屈曲部、５１…ボンド部、５２…ボンド部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】