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The wire (W) is provided with one end (Wa) which is joined to the surface of the electrode section of the semiconductor element (S), the other end (Wa') which is joined to the surface of the circuit component (C), said surface having a difference (ΔL) in height relative to the surface of the electrode section, and a loop section (Wm) which integrally connects said end (Wa) and the other end (Wa') and has at least an intermediate section thereof protruding upward in a curved manner. The height difference (ΔL) is set within the range of 1 - 5 mm. The loop height (h) of the loop section (Wm) is set within the range of 2 - 7 mm.","lang":"en","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"}],"fr":[{"text":"L'invention concerne un dispositif à semi-conducteurs qui comprend un corps de base (B), un élément semi-conducteur (S) qui est fixé sur le corps de base (B), un composant de circuit (C) qui est fixé sur le corps de base (B) avec un espacement à partir de l'élément semi-conducteur (S) et qui est électriquement connecté à l'élément semi-conducteur (S), et un fil métallique électroconducteur (W) qui s'étend entre l'élément semi-conducteur (S) et le composant de circuit (C) et qui connecte la section électrode de l'élément semi-conducteur (S) et le composant de circuit (C). Le fil (W) est pourvu d'une extrémité (Wa) qui est raccordée à la surface de la section d'électrode de l'élément semi-conducteur (S), l'autre extrémité (Wa') étant raccordée à la surface du composant de circuit (C), ladite surface présentant une différence (ΔL) de hauteur par rapport à la surface de la section d'électrode, et une section boucle (Wm) qui est raccordée solidaire à ladite extrémité (Wa) et à l'autre extrémité (Wa') et qui comprend au moins une section intermédiaire faisant saillie vers le haut de manière incurvée. La différence de hauteur (ΔL) est définie dans la plage 1-5 mm. La hauteur de la boucle (h) de la section boucle (Wm) est définie dans la plage 2-7 mm.","lang":"fr","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"}],"ja":[{"text":"半導体装置は、ベース体(B)と、前記ベース体(B)上に固定された半導体素子(S)と、前記半導体素子(S)と間隔をおいて前記ベース体(B)に固定され、前記半導体素子(S)に電気的に接続された、回路部品(C)と、前記半導体素子(S)と前記回路部品(C)との間に渡って延び、前記半導体素子(S)の電極部と前記回路部品(C)とを結線する、導電性の金属ワイヤ(W)と、を備える。前記ワイヤ(W)は、前記半導体素子(S)の電極部表面に接合される一端部(Wa)と、前記回路部品(C)の、前記電極部表面と高低差(ΔL)のある表面に接合される他端部(Wa')と、その一端部(Wa)及び他端部(Wa')との間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部(Wm)と、を備える。前記高低差(ΔL)が、1~5mmの範囲内に設定される。前記ループ部(Wm)のループ高さ(h)が、2~7mmの範囲内に設定される。","lang":"ja","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"}]},"abstract_lang":["en","fr","ja"],"has_abstract":true,"claim":{"ja":[{"text":"ベース体(B)と、 前記ベース体(B)上に固定された半導体素子(S)と、 前記半導体素子(S)と間隔をおいて前記ベース体(B)に固定され、前記半導体素子(S)に電気的に接続された、回路部品(C)と、 前記半導体素子(S)と前記回路部品(C)との間に渡って延び、前記半導体素子(S)の電極部と前記回路部品(C)とを結線する、導電性の金属ワイヤ(W)と、 を具備し、 前記ワイヤ(W)は、前記半導体素子(S)の電極部表面に接合される一端部(Wa)と、前記回路部品(C)の、前記電極部表面と高低差(ΔL)のある表面に接合される他端部(Wa′)と、その一端部(Wa)及び他端部(Wa′)との間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部(Wm)と、を備え、 前記高低差(ΔL)が、1~5mmの範囲内であり、 前記ループ部(Wm)のループ高さ(h)が、2~7mmの範囲内である、 半導体装置。","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"},{"text":"前記ワイヤ(W)は、アルミニウムからなる、請求項1に記載の半導体装置。","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"},{"text":"半導体装置におけるワイヤボンディング構造の設計方法であって、 半導体装置は、ベース体(B)と、前記ベース体(B)上に固定された半導体素子(S)と、前記半導体素子(S)と間隔をおいて前記ベース体(B)に固定され、前記半導体素子(S)に電気的に接続された、回路部品(C)と、前記半導体素子(S)と前記回路部品(C)との間に渡って延び、前記半導体素子(S)の電極部と前記回路部品(C)とを結線する、導電性の金属ワイヤ(W)と、を具備し、前記ワイヤ(W)は、前記半導体素子(S)の電極部表面に接合される一端部(Wa)と、前記回路部品(C)の、前記電極部表面と高低差(ΔL)のある表面に接合される他端部(Wa′)と、その一端部(Wa)及び他端部(Wa′)間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部(Wm)と、を備え、 前記ワイヤ(W)の一端部(Wa)と前記半導体素子(S)の電極部表面との間の接合部(b)と、前記ワイヤ(W)の他端部(Wa′)と前記回路部品(C)との接合部(b′)と、に発生する歪をそれぞれ推定し、 その歪と信頼性の相関値に基づいて、前記高低差(ΔL)を1~5mmの範囲内で設定し、前記ループ部(Wm)のループ高さ(h)を2~7mmの範囲内で設定する、 半導体装置におけるワイヤボンディング構造の設計方法。","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"}]},"claim_lang":["ja"],"has_claim":true,"description":{"ja":{"text":"本発明は、パワーモジュール等の半導体装置において、半導体素子とこれに電気的に接続すべき回路部品との間を、その間に渡って延びる金属ワイヤで結線したワイヤボンディング構造に関する。 上記半導体装置におけるワイヤボンディング構造に用いられる金属ワイヤは、例えばAl、Cu等の導電性金属よりなり、半導体素子の電極部表面に接合される一端部と、回路部品の表面に接合される他端部と、その一端部及び他端部間を一体に接続し中間部が上方に凸に彎曲したループ部とを備える。 半導体装置の上記のようなワイヤボンディング部の寿命は、素子の発熱に因る温度上昇に支配されると考えられている。従来から、その素子発熱の起因となる通電電流値や通電時間とその条件下で得られる素子温度に着目して、温度加速による加速試験を行い、その加速試験結果から得られる耐久線図から寿命を予測している。しかしながらこのような寿命予測手法によれば、半導体装置の一部、例えばモジュール構成要素の一部やワイヤボンディングの配線位置、本数等の何れか1つが変更されただけの場合でも、その都度、加速試験を行い、耐久寿命を求めなければならない。このため、寿命線図を得るまでに非常に長時間を要するといった問題があった。 また、ボンディングワイヤのパワーサイクルに対する高い寿命耐量を確保して信頼性の向上を図るための手法として、ワイヤ接合部の形状に着目し、その接合部形状を規定した技術も既に提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 半導体装置のワイヤボンディング部、特にパワーモジュールのワイヤボンディング部を設計する際に、実使用環境における通電電流値によって素子が許容できる上昇温度とOFF時に下降する温度との間で温度変化が繰り返されても動作が保証できることを実験で求めて、ワイヤの耐久性が設定されている。特許文献1の従来技術では、上記温度変化に起因してワイヤ接合部に生じる応力を勘案して、ワイヤ接合部の形状を規定する。 ところがワイヤの耐久性は、ワイヤ接合部の形状のみならず、ワイヤの特にループ高さや、ワイヤ両端部が接合される半導体素子・回路部品の被接合面の高低差(所謂、打点高低差)に大きく依存することが本発明者の研究により突き止められた。 本発明は、小型軽量且つ安価で信頼性が十分確保可能な半導体装置におけるワイヤボンディング構造及びその設計方法を提供する。 本発明の一以上の実施例によれば、半導体装置は、ベース体と、前記ベース体上に固定された半導体素子と、前記半導体素子と間隔をおいて前記ベース体に固定され前記半導体素子に電気的に接続された回路部品と、前記半導体素子と前記回路部品との間に渡って延び前記半導体素子の電極部と前記回路部品とを結線する導電性の金属ワイヤと、を備える。前記ワイヤは、前記半導体素子の電極部表面に接合される一端部と、前記回路部品の前記電極部表面と高低差のある表面に接合される他端部と、その一端部及び他端部との間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部と、を備える。前記高低差は、1~5mmの範囲内に設定される。前記ループ部のループ高さは、2~7mmの範囲内に設定される。 なお、「ループ高さ」とは、ワイヤの一端部及び他端部のうちの高い方の端部が接合される半導体素子又は回路部品の被接合面から、ループ部の最高部までの高さをいう。 上記の構造によれば、半導体装置におけるボンディング用ワイヤの構造形態、特にループ部のループ高さや、ワイヤ両端部が接合される半導体素子・回路部品の被接合面の高低差(打点高低差)を所定範囲内に規定することにより、ワイヤボンディング部の耐久性・信頼性を、ワイヤを特別に太くしたり或いは使用本数を特別に増やしたりすることなく効果的に高めることが可能となり、従って、半導体装置を大容量化しても、小型軽量且つ安価で耐久性・信頼性が十分確保可能なワイヤボンディング構造を得ることができ、半導体装置の小型軽量化やコストダウンに寄与することができる。 上記の構造において、前記ワイヤはアルミニウムからなってもよい。 この構造によれば、ワイヤの材料としてアルミニウムを用いたことで、半導体装置の更なる軽量化とコスト節減に寄与することができる。 また、本発明の一以上の実施例によれば、上記構造の半導体装置のワイヤボンディング構造は、前記ワイヤの一端部と前記半導体素子の電極部表面との間の接合部と前記ワイヤの他端部と前記回路部品との接合部とに発生する歪をそれぞれ推定する工程と、その歪と信頼性の相関値に基づいて、前記高低差を1~5mmの範囲内で設定し、前記ループ部のループ高さを2~7mmの範囲内で設定する工程と、によって設計される。 上記の方法によれば、ワイヤ接合部に発生する歪を推定して、その歪と信頼性の相関値に基づいて最適なボンディング用ワイヤの構造形態(特にループ高さやワイヤ両端部の前記打点高低差)を設定するようにしたので、標準サンプルのみの試験結果で、熱応力緩和のための製品仕様の寿命を容易に推定可能であり、また実際の製品構造のワイヤ接合部及びワイヤのループ形状から、ワイヤ接合部に発生する熱応力を容易に推定可能である。またワイヤを特別に太くしたり或いは使用本数を特別に増やしたりしなくてもワイヤボンディング部の耐久性・信頼性を十分高めることができるワイヤボンディングワイヤ形状を容易に設定可能である。 その他の特徴および効果は、実施例の記載および添付のクレームより明白である。 本発明の一実施例に係るパワーモジュールの要部断面図 ワイヤ接合部の歪と信頼性相関値(耐久サイクル数)の関係を示すグラフ ワイヤ接合部及びワイヤの簡略化したモデルを、ループ高さを変化させて示す模式図 ワイヤのループ高さとワイヤ接合部の発生応力との関係を示すグラフ ワイヤ接合部及びワイヤの簡略化したモデルを、ループトップ位置を変化させて示す模式図 ワイヤのループトップ位置とワイヤ接合部の発生応力との関係を示すグラフ ボンディングワイヤの熱変形に伴う変位、力の作用態様を簡略的に示す説明図 ワイヤ加熱時のワイヤ接合部の高低差(打点高低差)と発生歪の関係を示すグラフ ワイヤ接合部の高低差(打点高低差)と耐久性増加率・歪減少率との関係を示すグラフ 以下、本発明の典型的実施例について、添付の図面を参照しながら説明する。 先ず、図1において、半導体装置としてのパワーモジュールPMは、ベース体としての放熱用金属製ベース板Bと、そのベース板B上に設置固定される絶縁回路基板Pと、その絶縁回路基板P上にハンダHを介して接合される複数(図面上は2個だけを図示)の半導体素子S,S′と、同じくベース板B上に設置固定されて半導体素子Sに電気的に接続される回路部品Cと、を少なくとも備える。 半導体素子Sと前記回路部品Cとの間には所定の間隔があけられ、その間は、少なくとも1本のボンディングワイヤと呼ばれる導電性金属よりなる細いワイヤWで結線される。このワイヤWは、図示例ではアルミニウムで構成される。尚、上記ワイヤWの構成材料として、アルミニウムに代えて、銅や金等の導電性に優れた他の金属を用いてもよい。 また半導体素子S,S′としては、従来公知のパワー半導体素子、例えば、IGBT、MOS-FET、或いはFWDといった各種素子が用いられる。また前記絶縁回路基板Pとしては、例えば従来公知のDCB基板が用いられる。 前記ワイヤWは、半導体素子Sの平坦な電極部表面に接合される一端部Waと、その一端部Waに連なり且つ前記回路部品Cに向かって上側に斜めに立ち上がる一端側立ち上がり部Wbと、前記回路部品Cの平坦な表面に接合される他端部Wa′と、その他端部Wa′に連なり且つ半導体素子Sに向かって上側に斜めに立ち上がる他端側立ち上がり部Wb′と、その両立ち上がり部Wb,Wb′の上端間を滑らかに接続すべく上方に凸に彎曲したループ部Wmと、により構成される。 ワイヤWの両端部Wa,Wa′が接合される半導体素子Sの被接合面(前記電極部表面)と、回路部品C上面の被接合面と、の間には高低差ΔLが有る。この高低差ΔLは、後述する理由により1~5mmの設定範囲内に設定される。また、その半導体素子Sと回路部品Cとの間には他の半導体素子S′が介在しているが、ワイヤWのループ部Wmは、該他の半導体素子S′を無理なく跨ぎ得るように、ループトップ部(ループ部の最高部)を半導体素子S側にオフセットさせた形状に形成されている。 また、前記ワイヤWの一端部Waと半導体素子Sの電極部表面との間の接合、および、同ワイヤWの他端部Wa′と回路部品Cとの間の接合は、この種のワイヤを半導体素子の電極部等にボンディング結合する従来公知の手法、例えば超音波ボンディングにより行われる。 そして、前記ワイヤWは、その外径が従来普通のボンディングワイヤと同様のサイズ、例えば400μmに設定されている。しかもこのワイヤWは、後述する理由により、前記ループ部Wmのループ高さhが2mm以上、7mm以下の範囲内で設定される。なお、「ループ高さ」とは、ワイヤの一端部及び他端部のうちの高い方の端部が接合される半導体素子又は回路部品の被接合面から、ループ部の最高部までの高さをいう。 尚、ボンディングワイヤWの両端部Wa,Wa′間の水平距離は、標準サイズのパワーモジュールPMにおける半導体素子S,S′や回路部品Cのレイアウト上の制約、ワイヤW自体の剛性強度の確保等の観点から、所定値以下(望ましくは30mm以下)に設定されている。 一般に、パワーモジュールPMのワイヤボンディング部、即ちワイヤ接合部b,b′は、実使用環境における通電電流値によって半導体素子S,S′が許容できる上昇温度とOFF時に下降する温度との間で温度変化が繰り返されると、その際にワイヤ接合部に発生する熱応力により亀裂が発生し、この亀裂が徐々に進展して遂には接合部の破断、剥離が生じて断線故障の原因となることが知られている。そして、本発明者は、そのワイヤ接合部の耐久性がワイヤ接合部b,b′の形状のみならず、ワイヤのループ形状、特にループ高さhや、ワイヤ接合部b,b′の高低差(即ちワイヤ両端部Wa,Wa′が接合される半導体素子S・回路部品Cの被接合面の高低差ΔL(打点高低差))に大きく依存するのを、ワイヤ接合部の熱解析及び断面構造解析を順次行うことにより究明した。その解析の手法を以下に具体的に説明する。 解析に際しては、半導体素子S、絶縁回路基板P、ワイヤW等の解析モデルを作成し、次いで、パワーモジュールPMの各スイッチング動作試験に対応した温度条件を設定し、それから熱応力解析を実施する事で、ワイヤ接合部に発生する応力の分布データを得るようにする。 このような解析手法によれば、ワイヤWの一端部Waと半導体素子Sの電極部表面との間の接合部b、並びにワイヤWの他端部Wa′と回路部品Cとの接合部b′の各断面形状やワイヤWの形状から、それらのワイヤ接合部b,b′に発生する歪を推定可能となる。そして、その歪と信頼性の相関値に基づいて最適なボンディング用ワイヤの構造形態(即ちループ形状、特に前記ループ高さhや、両ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔL)を後述するように設定可能となる。従って、ワイヤを特別に太くしたり或いは使用本数を特別に増やしたりしなくてもワイヤボンディング部の耐久性・信頼性を十分高めることができるワイヤボンディングワイヤ形状を設定可能となる。 ところで本発明者が、半導体素子の電極部とワイヤとの接合部の歪と、信頼性との相関関係をIGBT素子、FWD素子についてそれぞれ調べたところ、図2の実験結果を得た。このグラフにおいて、横軸はワイヤ接合部の発生歪ε(%)であり、また縦軸は、ワイヤ接合部が破断に至るまでの温度サイクル試験のサイクル数L C (耐久サイクル数)であって、実験近似式としてL C =C・ε -n が得られた。尚、この式でCは定数である。 このグラフ(近似式)によれば、サイクル数L C が大きいほど耐久性(信頼性)が高いと判断できるので、このサイクル数を耐久性・信頼性の相関値とすることができる。 この図2からも、ワイヤ接合部b,b′の歪εが大きくなればなるほど、前記サイクル数L C 、即ちワイヤ接合部の耐久性・信頼性が下がることが明らかである。 以上のような解析手法に基づいて、ワイヤのループ形状を種々変更してワイヤ接合部b,b′の歪(従って耐久性・信頼性)を調べた結果、パワーモジュールPMにおけるワイヤ接合部b,b′の耐久性・信頼性が、ワイヤ接合部自体の形状のみならず、ワイヤWのループ形状、特にループ部Wmの高さhや、ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔL(打点高低差)に大きく依存することが判明した。 即ち、ワイヤWは、その一端部Waが半導体素子Sの電極部に、またその他端部Wa′が回路部品Cにそれぞれ接合されて固定端となり、そのループ部Wmのループトップ部が自由端となることから、発熱に伴いワイヤ接合部b,b′には、ワイヤ接合部b,b′を挟む上下の材料の熱膨張差に因る応力と、ループ部Wmの熱変形(伸縮)が両端部Wa,Wa′に及ぼす変形荷重により生じる応力とが複合的に作用すると考えられる。本発明者は、そのうち特に後者の応力を軽減する手法を、次に具体的に説明するようにして究明した。 先ず、本発明者は、図3に示すようなワイヤ接合部及びワイヤの簡略化したモデルを想定し、両端を壁で固定されたワイヤWが、温度上昇に伴うループ部の熱変形により壁を垂直に押す力Fを評価した。尚、この横向きの力Fは、ワイヤ接合部b,b′を引き剥がす方向のモーメントを生じさせるので、この力F(従ってモーメント)が大きくなればなるほどワイヤ接合部b,b′に大きな応力が発生して、該接合部b,b′の耐久性・信頼性が低下する。 図4には、ワイヤ径が300,400,500μm、ワイヤ接合部b,b′間の間隔(支持スパン)が8mm、上昇変化温度ΔTが100°Cである場合に得られたループ高さh(横軸)と力F(縦軸)の関係が示される。これによれば、ワイヤ径に関係なく、ループ高さhが高ければ高いほど力Fは小さくなっており、特にh=2mm以上で力Fが急激に減少している。そこで、本実施例では、ループ高さhの下限は2mmと定め、一方、その上限は、ワイヤWの剛性確保や半導体装置の小型軽量化の観点から7mmと定めた。尚、ループ高さhが高ければ高いほど力Fが小さくなる理由は、ループ高さhが高ければ高いほどループ中間部の剛性が弱まり、両壁間でワイヤを突っ張らせる力が低下するためであると考えられる。 また図6には、図4と同じ条件で、図5に示す如くワイヤWのループトップの位置tを変えた場合の、ループトップ位置t(一方のループ立ち上がり部からの距離)と力Fの関係が示されている。そして、この図6によれば、ループトップ位置tを変えても、力Fに殆ど影響がないことが明らかであり、従って、本実施例においても、ループトップ位置の如何は特に限定されない。 次に本発明者は、ワイヤWのワイヤ接合部b,b′の高低差(即ちワイヤ両端部Wa,Wa′が接合される半導体素子S・回路部品Cの被接合面の高低差ΔL(打点高低差))がワイヤ接合部b,b′の耐久性に及ぼす影響について検討した。 即ち、パワーモジュールPMの作動に伴いワイヤWが発熱すると、図7に簡略的に示すように、ループ部Wmが熱膨張により上方へ変位しようとし、それと同時にワイヤWの両端部Wa,Wa′が、固定端であるワイヤ接合部b,b′に対し突っ張るように作用して、ワイヤ立ち上がり部Wb,Wb′に対し曲げ応力を生じさせると共に、ワイヤ接合部b,b′に対し剪断応力(即ちワイヤ接合部b,b′を引き剥がそうとする力)を生じさせる。この場合、前記高低差ΔLが大きくなるほどワイヤWの前記突っ張り作用が低減され、これに伴い前記剪断応力も低減されるため、ワイヤ接合部b,b′に発生する歪も小さくなって、ワイヤ接合部b,b′の耐久信頼性が増えるものと考えられる。 そこでワイヤWを所定温度に加熱した場合の、ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔLと発生歪との関係を調べると、図8に示すように前記高低差ΔLが大きくなるほどワイヤ接合部b,b′の発生歪が小さくなることが裏付けられた。 そこで更にワイヤ接合部b,b′の高低差ΔLと、歪減少率η・耐久性増加率αとの各関係を調べると、図9の結果となった。ここで歪減少率ηとは、打点高低差ΔLが0の場合の歪ε 0 に対する、ΔLがaの場合の歪ε a の比率(即ちη=ε a /ε 0 )を意味しており、一方、耐久性増加率αとは、図2に示すグラフ(実験近似式L C =C・ε -n )を用いて表される温度サイクル試験の耐久サイクル数L C について、打点高低差ΔLが0の場合とaの場合の比率(α=L C a/L C o=C・ε a -n /C・ε 0 -n =(η) -n )を意味している。この場合、耐久性増加率αについては、20%増(即ちα=1.2)以上のサイクル増効果があれば、それは、製造公差、材料強度等によるばらつき要因ではない明確且つ客観的な効果と判断可能である。 そこで図9の実験結果について検討するに、ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔLの増加につれて、歪減少率η・耐久性増加率αともに増加傾向が見られるが、その増加傾向は、ΔL=5mmを超えるとほぼ頭打ちとなることから、そのΔLの上限は、ワイヤWの剛性確保や半導体装置の小型軽量化の観点から5mmと定められる。 また特に耐久性増加率αについては、前述のように20%増(即ち1.2)以上で明確且つ客観的なサイクル増(耐久性向上)効果があると判断できることから、ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔLの下限については、耐久性増加率αが20%増となる1.0mmと定められる。 以上のようにワイヤ接合部b,b′に発生する歪を、前記した解析手法で求め、その求めた歪と信頼性の相関値に基づいて最適なボンディング用ワイヤの構造形態(特にループ高さh、ワイヤ接合部b,b′の高低差ΔL)を設定する。その設定の際には、パワーモジュールPMに要求される種々の設計条件・要求を満たし且つ現実に製作可能な範囲において、ループ高さhを2~7mmの設定範囲内で、またワイヤ接合部b,b′の高低差ΔLを1~5mmの設定範囲内でそれぞれ適宜設定すれば、ワイヤボンディング部の耐久性・信頼性を、ワイヤWを特別に太くしたり或いは使用本数を特別に増やしたりすることなく十分に確保可能となるものである。 その結果、パワーモジュールPMを大容量化しても、小型軽量且つ安価で耐久性・信頼性が十分確保可能なワイヤボンディング構造が容易に得られ、延いてはパワーモジュールPMの小型軽量化やコストダウンが達成可能となる。その上、標準サンプルのみの試験結果で、熱応力緩和のための製品仕様の寿命を容易に推定することができ、また実際の製品構造のワイヤ接合部及びワイヤのループ形状から、ワイヤ接合部に発生する熱応力は歪を容易に推定可能となる。 以上、本発明の典型的実施例について説明したが、本発明は上記典型的実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 例えば、前記実施例では、半導体素子SにワイヤWを介して電気的に接続すべき回路部品として、半導体素子Sやこれを接合した絶縁回路基板Pから離間配置された別の回路部品Cを示したが、本発明の回路部品の概念には、少なくとも半導体素子の電極部にワイヤを介して電気的に接続すべき回路部であれば、形態や機能を問わず種々のものが含まれ、例えば回路基板の表面に露出する金属回路層やリードフレーム等も含まれる。 本発明は、半導体素子とこれに電気的に接続すべき回路部品とを金属ワイヤで結線するワイヤボンディング構造を備える半導体装置に、利用可能である。 B・・・・ベース体としての放熱用ベース板 C・・・・回路部品 PM・・・半導体装置としてのパワーモジュール S・・・・半導体素子 W・・・・ワイヤ Wa・・・一端部 Wa′・・他端部 Wm・・・ループ部 b,b′・・接合部 h・・・・ループ高さ ΔL・・・高低差","source":"WIPO_FULLTEXT","data_format":"ORIGINAL"}},"description_lang":["ja"],"has_description":true,"has_docdb":true,"has_inpadoc":true,"has_full_text":true,"biblio_lang":"ja"},"jurisdiction":"WO","collections":[],"usersTags":[],"lensId":"142-966-041-288-579","publicationKey":"WO_2011_024819_A1","displayKey":"WO 2011/024819 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Semiconductor Device And Method For Designing Wire Bonding Structure For Semiconductor Device","documentTitle":"Semiconductor Device And Method For Designing Wire Bonding Structure For Semiconductor Device"},"claims":{"source":"xml_claims","claims":[{"lines":[" ベース体(B)と、
\n 前記ベース体(B)上に固定された半導体素子(S)と、
\n 前記半導体素子(S)と間隔をおいて前記ベース体(B)に固定され、前記半導体素子(S)に電気的に接続された、回路部品(C)と、
\n 前記半導体素子(S)と前記回路部品(C)との間に渡って延び、前記半導体素子(S)の電極部と前記回路部品(C)とを結線する、導電性の金属ワイヤ(W)と、
\n を具備し、
\n 前記ワイヤ(W)は、前記半導体素子(S)の電極部表面に接合される一端部(Wa)と、前記回路部品(C)の、前記電極部表面と高低差(ΔL)のある表面に接合される他端部(Wa′)と、その一端部(Wa)及び他端部(Wa′)との間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部(Wm)と、を備え、
\n 前記高低差(ΔL)が、1~5mmの範囲内であり、
\n 前記ループ部(Wm)のループ高さ(h)が、2~7mmの範囲内である、
\n 半導体装置。"],"number":1,"annotation":false,"title":false,"claim":true},{"lines":[" 前記ワイヤ(W)は、アルミニウムからなる、請求項1に記載の半導体装置。"],"number":2,"annotation":false,"title":false,"claim":true},{"lines":[" 半導体装置におけるワイヤボンディング構造の設計方法であって、
\n 半導体装置は、ベース体(B)と、前記ベース体(B)上に固定された半導体素子(S)と、前記半導体素子(S)と間隔をおいて前記ベース体(B)に固定され、前記半導体素子(S)に電気的に接続された、回路部品(C)と、前記半導体素子(S)と前記回路部品(C)との間に渡って延び、前記半導体素子(S)の電極部と前記回路部品(C)とを結線する、導電性の金属ワイヤ(W)と、を具備し、前記ワイヤ(W)は、前記半導体素子(S)の電極部表面に接合される一端部(Wa)と、前記回路部品(C)の、前記電極部表面と高低差(ΔL)のある表面に接合される他端部(Wa′)と、その一端部(Wa)及び他端部(Wa′)間を一体に接続し少なくとも中間部が上方に凸に彎曲したループ部(Wm)と、を備え、
\n 前記ワイヤ(W)の一端部(Wa)と前記半導体素子(S)の電極部表面との間の接合部(b)と、前記ワイヤ(W)の他端部(Wa′)と前記回路部品(C)との接合部(b′)と、に発生する歪をそれぞれ推定し、
\n その歪と信頼性の相関値に基づいて、前記高低差(ΔL)を1~5mmの範囲内で設定し、前記ループ部(Wm)のループ高さ(h)を2~7mmの範囲内で設定する、
\n 半導体装置におけるワイヤボンディング構造の設計方法。 "],"number":3,"annotation":false,"title":false,"claim":true}]}},"filters":{"npl":[],"notNpl":[],"applicant":[],"notApplicant":[],"inventor":[],"notInventor":[],"owner":[],"notOwner":[],"tags":[],"dates":[],"types":[],"notTypes":[],"j":[],"notJ":[],"fj":[],"notFj":[],"classIpcr":[],"notClassIpcr":[],"classNat":[],"notClassNat":[],"classCpc":[],"notClassCpc":[],"so":[],"notSo":[],"sat":[]},"sequenceFilters":{"s":"SEQIDNO","d":"ASCENDING","p":0,"n":10,"sp":[],"si":[],"len":[],"t":[],"loc":[]}}