JP2009064835A - ベアチップの実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造を提供する。
【解決手段】半導体からなるベアチップ１４，１５が、シリコーン系接着剤５０を介して、樹脂ケース２３上に搭載され、ベアチップ１４，１５の表面に露出するパッドＰに、ワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造Ｊ１であって、樹脂ケース２３上に、ワイヤボンディングにおいてベアチップ１４，１５の揺れを抑制する、揺れ制限機構Ｌが設けられてなるベアチップの実装構造Ｊ１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体からなるベアチップがシリコーン系接着剤を介して樹脂ケース上に搭載され、前記ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造に関する。

半導体チップは、これまで、一般的にリードフレームに搭載され、エポキシ樹脂等でモールドされて用いられてきた。しかしながら、近年、半導体装置の一部では小型化や部品点数の削減のため、接着剤を介して半導体からなるベアチップを樹脂ケース上に直接搭載し、該ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングを施して電気接続をとる実装構造が用いられるようになってきた。

上記半導体からなるベアチップを樹脂ケース上に直接搭載する実装構造が、例えば、特開２００７−１０１２３０号公報（特許文献１）に開示されている回転検出装置において用いられている。

図９は、特許文献１に開示された車載エンジンのクランク角センサ等の回転検出に用いられる回転検出装置で、図９（ａ）は、回転検出装置９０の断面構造を模式的に示した図であり、図９（ｂ）は、回転検出装置９０の構成部品を模式的に分解して示した斜視図である。

回転検出装置９０においては、図９（ａ）に示すように、シリコン半導体からなるベアチップ１１，１２および磁石（バイアス磁石）３０が、ケース本体２０およびキャップ部材４０により構成されるハウジング内に密閉されて外部雰囲気から保護される構造となっている。ベアチップ１１は、磁気抵抗素子対を有するセンシングチップであり、ベアチップ１２は、集積回路化されて前記磁気抵抗素子対により検出される信号の各種処理を行う処理回路チップである。また、ケース本体２０は、例えば樹脂等の非磁性体材料からなり、キャップ部材４０の内方に突出する態様で延設される板状の舌状保持部（舌部）２１を備えている。この舌部２１には、リードフレーム１３をはじめ、センシングチップ１１や処理回路チップ１２の実装面が一体に鋳込まれている。そしてこの舌部２１に、センシングチップ１１および処理回路チップ１２が、接着剤を介して搭載され、リードフレーム１３と電気的に接続されるかたちでそれぞれ実装（搭載）されている。具体的には、センシングチップ１１と処理回路チップ１２とはボンディングワイヤＷ１によって、また処理回路チップ１２とリードフレーム１３の一端とはボンディングワイヤＷ２によって、それぞれ電気的に接続されている。

一方、上記磁石３０は、例えば円柱の長手方向内部に四角形状の中空部３１を有する筒状に形成されており、上記ベアチップ１１，１２共々、ケース本体２０の舌部２１を覆う態様で挿入されている。この磁石３０は、センシングチップ１１に組み込まれている上記磁気抵抗素子対に対してバイアス磁界を付与するものである。当該回転検出装置９０においては、先端部（図９（ａ）の右端）に対向して配置されるロータの回転時に、上記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化が、上記磁気抵抗素子対の抵抗値変化として感知される。
特開２００７−１０１２３０号公報

図１０は、上記半導体からなるベアチップを樹脂ケース上に直接搭載する従来の実装構造について模式的に示した図である。図１０（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２２を示した上面図であり、図１０（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ９０を示した上面図である。また、図１０（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。

図１０（ａ）に示す樹脂ケース２２には、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が用いられる。

図１０（ｂ）に示すように、ベアチップ１４，１５は、接着剤５０を介して、樹脂ケース２２上に直接搭載されている。シリコン半導体からなるベアチップ１４，１５と樹脂ケース２２とでは、一般的に、熱膨張係数が大きく異なる。このため、ベアチップ１４，１５と樹脂ケース２２を接着する接着剤５０には、硬化後の弾性率が他の接着剤に比べて低い、シリコーン系接着剤がよく用いられている。これによって、ベアチップ１４，１５および樹脂ケース２２は、互いに独立して熱膨張および熱収縮することができ、ベアチップ１４，１５の表面に露出するパッドＰとボンディングワイヤＷの接合部にかかる引っ張りやせん断の熱応力を抑制することができる。従って、設計的には、長期間に亘って冷熱温度サイクルが繰り返された場合であっても、必要とする耐久寿命を確保することができる。

一方、接着剤５０として硬化後の弾性率が低いシリコーン系接着剤を用いる場合には、他の接着剤を用いる場合に較べて、図１０（ｃ）に示すワイヤボンディング時において、ボンディングツールＢの超音波振動と共にベアチップ１５が揺れ易くなる。このため、ボンディングツールＢの超音波振動エネルギが接合部に十分に伝わらず、製造段階で、初期接合強度不足が発生し易い状態にある。上記初期接合強度不足は、図１０（ｂ）に示す実装構造Ｊ９０において、特に、小さなベアチップ１４に較べて、大きなベアチップ１５で発生し易い。また、中央部のパッドＰｃに較べて、端部のパッドＰｅで発生し易い。

そこで本発明は、半導体からなるベアチップがシリコーン系接着剤を介して樹脂ケース上に搭載され、ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、半導体からなるベアチップが、シリコーン系接着剤を介して、樹脂ケース上に搭載され、前記ベアチップの表面に露出するパッドに、ワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、前記樹脂ケース上に、前記ワイヤボンディングにおいて前記ベアチップの揺れを抑制する、揺れ制限機構が設けられてなることを特徴としている。

上記ベアチップの実装構造では、ベアチップが、シリコーン系接着剤を介して、樹脂ケース上に搭載されている。シリコーン系接着剤は、硬化後の弾性率が他の接着剤に比べて低いため、ベアチップと樹脂ケースの熱膨張係数が大きく異なる場合であっても、ベアチップと樹脂ケースは、互いに独立して熱膨張および熱収縮することができ、ベアチップの表面に露出するパッドとボンディングワイヤの接合部にかかる引っ張りやせん断の熱応力を抑制することができる。従って、長期間に亘って冷熱温度サイクルが繰り返された場合であっても、必要とする耐久寿命を確保することができる。

さらに、上記ベアチップの実装構造においては、ワイヤボンディングにおいてベアチップの揺れを抑制する揺れ制限機構が、樹脂ケース上に設けられている。このため、ベアチップと樹脂ケースを硬化後の弾性率が低いシリコーン系接着剤で接着しているにも係わらず、ワイヤボンディング時において、ボンディングツールの超音波振動に伴うベアチップの揺れを抑制することができる。従ってこれにより、ボンディングツールの超音波振動エネルギが接合部に十分に伝達され、製造段階における初期接合強度不足の発生を抑制することができる。

以上のようにして、上記ベアチップの実装構造は、半導体からなるベアチップがシリコーン系接着剤を介して樹脂ケース上に搭載され、ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造とすることができる。

上記実装構造における前記揺れ制限機構は、例えば請求項２に記載のように、前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、前記パッドの直下に掛かるようにして、平面から突き出て形成されたリブからなるように構成することができる。

当該実装構造においては、前記パッドの直下にあるシリコーン系接着剤が、平面から突き出て形成されたリブの上面で、周りより薄い厚さで介在することとなる。このため、ワイヤボンディング時には、ボンディングツールによってボンディングワイヤおよびパッド（ベアチップ）をリブの上面により強く押し付けることができると共に、リブの上面に介在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を周りより高めることができる。以上のようにして、上記リブは、ワイヤボンディングにおいてベアチップの揺れを抑制する、揺れ制限機構として機能させることができる。

請求項３に記載のように、前記リブの上面と前記ベアチップの下面の間に存在する前記シリコーン系接着剤の厚さは、０．０２ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、上記したリブの上面に介在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

また、請求項４に記載のように、前記リブは、一つの前記パッドの直下に、複数本掛かるように配置されてなる構成とすることが好ましい。これによれば、複数本のリブの上面だけでなく、それら複数本のリブの間に介在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する移動を制限し、摩擦抵抗力を高めることができる。

請求項５に記載のように、前記リブは、前記平面の溝加工によるカエリからなる構成とすることも可能である。このように簡単な加工で前記リブを形成できるため、この場合には、リブ形成に伴う製造コストの増大を抑制することができる。

また、請求項６に記載のように、前記パッドが、前記ベアチップに複数個配置されてなる場合には、前記リブが、前記複数個のパッドうち、少なくとも前記ベアチップの中心に対する前記ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドの直下に掛かるように配置されてなることが好ましい。

上記ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドにおいては、ワイヤボンディングの超音波振動によってベアチップにかかる回転モーメントも、他のパッドに較べて大きくなる。このため、上記したリブによるベアチップの揺れの抑制機能についても、上記加振力のモーメントが最大となるパッドの直下で、最大の効果を得ることができる。

上記実装構造における揺れ制限機構は、請求項７に記載のように、前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、前記パッドの直下を除いて、平面から窪んで形成された前記シリコーン系接着剤の溜め込み溝が配置されてなる構成とし、前記揺れ制限機構が、前記パッドの直下における前記平面からなる構成としてもよい。

当該実装構造においては、前記溜め込み溝の深さでベアチップと樹脂ケースの熱膨張係数の差による熱応力を吸収するために必要なシリコーン系接着剤の厚さを確保し、前記パッドの直下の平面では、シリコーン系接着剤の厚さを溜め込み溝に較べて薄く介在させることができる。このため、ワイヤボンディング時には、ボンディングツールによってボンディングワイヤおよびパッド（ベアチップ）を直下の平面に強く押し付けることができると共に、該平面に介在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を高めることができる。以上のようにして、パッドの直下を除いて溜め込み溝を配置し、パッドの直下の平面を揺れ制限機構として機能させることができる。

この場合においても、請求項８に記載のように、前記パッドの直下における前記平面と前記ベアチップの下面の間に存在する前記シリコーン系接着剤の厚さは、０．０２ｍｍ以下であるこが好ましい。これによって、上記したパッドの直下の平面に介在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

また、請求項９に記載のように、前記パッドが、前記ベアチップに複数個配置されてなる場合には、前記溜め込み溝が、前記複数個のパッドうち、少なくとも前記ベアチップの中心に対する前記ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドの直下を除いて配置されてなることが好ましい。

前述したように、ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドにおいては、ワイヤボンディングの超音波振動によってベアチップにかかる回転モーメントも、他のパッドに較べて大きくなる。このため、上記したパッドの直下の平面によるベアチップの揺れの抑制機能についても、上記加振力のモーメントが最大となるパッドの直下で、最大の効果を得ることができる。

上記実装構造における揺れ制限機構は、請求項１０に記載のように、前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、所定のクリアランスを介して該ベアチップが収容されるように、平面から窪んで形成された該ベアチップの収容溝が配置されてなるように構成し、前記揺れ制限機構が、前記収容溝の側壁と前記クリアランス中に存在する前記シリコーン系接着剤からなる構成とすることも可能である。

前述した実装構造では、いずれも、ワイヤボンディングされるパッド直下において超音波振動に対する摩擦抵抗力を高め、ベアチップの揺れを抑制する機能を発揮させていた。これに対して、当該実装構造は、前記クリアランスが適宜設定された収容溝内にシリコーン系接着剤を入れた後にベアチップを収容し、収容溝の側壁と前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤で、ワイヤボンディング時のベアチップの全体揺れを抑制するものである。以上のようにして、上記収容溝の側壁と前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤についても、ワイヤボンディング時の揺れ制限機構として機能させることができる。

請求項１１に記載のように、前記クリアランスは、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

請求項１２に記載のように、前記収容溝の深さは、前記ベアチップの厚さの１／３以下であることが好ましい。これによれば、ベアチップを収容溝内に収容した後においいても、ベアチップの上面は、周りの樹脂ケースの面より十分に高い位置にあることとなる。このため、ワイヤボンディング時においてもボンディングツールの動作が収容溝によって妨げられることがなく、ワイヤボンディング作業に不具合が生じない。

また、上記実装構造における揺れ制限機構は、請求項１３に記載のように、前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、所定のクリアランスを介して該ベアチップが収容されるように、平面から突き出て形成された該ベアチップの収容壁が配置されてなり、前記揺れ制限機構が、前記収容壁の壁面と前記クリアランス中に存在する前記シリコーン系接着剤からなる構成としてもよい。

当該実装構造も、前記クリアランスが適宜設定された収容壁内にシリコーン系接着剤を入れた後にベアチップを収容し、該収容壁の壁面と前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤で、ワイヤボンディング時のベアチップの全体揺れを抑制することができる。従って、上記収容壁の壁面と前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤についても、ワイヤボンディング時の揺れ制限機構として機能させることができる。

当該実装構造についても、請求項１３に記載のように、前記クリアランスが、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、前記クリアランス中に存在するシリコーン系接着剤の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

また、請求項１４に記載のように、前記収容壁の高さが、前記ベアチップの厚さの１／３以下であることが好ましい。これによって、ベアチップを収容壁内に収容した後においいても、ベアチップの上面は、収容壁の上面より十分に高い位置にあることとなる。このため、ワイヤボンディング時においてもボンディングツールの動作が収容壁によって妨げられることがなく、ワイヤボンディング作業に不具合が生じない。

以上のように、上記したベアチップの実装構造は、半導体からなるベアチップがシリコーン系接着剤を介して樹脂ケース上に搭載され、ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造となっている。

従って、上記したベアチップの実装構造は、例えば請求項１６に記載のように、前記ベアチップが、磁気検出素子が形成されてなるベアチップであり、前記樹脂ケースが、ケース本体における舌状保持部であり、前記ベアチップの実装構造が、回転体の回転に伴うバイアス磁界の変化を、前記ベアチップにより測定し、前記回転体の回転状態を検出する回転検出装置において、前記ベアチップの前記舌状保持部への搭載に用いられて好適である。

これによって、上記舌状保持部にベアチップが搭載されてなる回転検出装置は、小型化および高感度化することができると共に、製造歩留りが高く、使用時の冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することができる。

従って、上記ベアチップの実装構造を持つ回転検出装置は、請求項１７に記載のように、厳しい環境下で使用される車載用の回転検出装置として好適である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るベアチップの実装構造の一例を模式的に示した図で、図１（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２３を示した上面図であり、図１（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１を示した上面図である。また、図１（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）の左側面図である。尚、図１に示すベアチップの実装構造Ｊ１において、図１０に示したベアチップの実装構造Ｊ９０と同様の部分については、同じ符号を付した。

図１（ｂ）に示すベアチップの実装構造Ｊ１も、図１０（ｂ）に示したベアチップの実装構造Ｊ９０と同様で、例えば、図９に示すような車載エンジンのクランク角センサ等の回転検出に用いられる回転検出装置において、ベアチップの舌状保持部への搭載に用いられる。

図１（ａ）に示す樹脂ケース２３には、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が用いられる。

図１（ｂ）に示すベアチップの実装構造Ｊ１は、図１０（ｂ）に示したベアチップの実装構造Ｊ９０と同様で、シリコン半導体からなるベアチップ１４，１５が、シリコーン系接着剤５０を介して、樹脂ケース２３上に直接搭載されている。また、ベアチップ１４，１５の表面に露出するパッドＰには、ボンディングワイヤＷによってワイヤボンディングが施されている。

ベアチップ１４，１５は、硬化後の弾性率が他の接着剤に比べて低いシリコーン系接着剤５０を介して、樹脂ケース２３に接着されている。このため、前述したように、ベアチップ１４，１５の熱膨張係数と樹脂ケース２３の熱膨張係数が大きく異なる場合であっても、ベアチップ１４，１５および樹脂ケース２２は、互いに独立して熱膨張および熱収縮することができる。従って、ベアチップ１４，１５の表面に露出するパッドＰとボンディングワイヤＷの接合部にかかる引っ張りやせん断の熱応力を抑制することができ、長期間に亘って冷熱温度サイクルが繰り返された場合であっても、必要とする耐久寿命を確保することができる。

一方、図１（ｂ）に示すベアチップの実装構造Ｊ１においては、図１０（ｂ）に示したベアチップの実装構造Ｊ９０と異なり、樹脂ケース２３上に、ワイヤボンディングにおいてベアチップ１４，１５の揺れを抑制する、揺れ制限機構が設けられている。より具体的に説明すると、図１（ｂ）の実装構造Ｊ１における前記揺れ制限機構は、樹脂ケース２３上におけるベアチップ１４，１５の搭載位置において、パッドＰの直下に掛かるようにして、平面から突き出て形成されたリブＬからなっている。

図１（ｂ）の実装構造Ｊ１においては、図１（ｄ）中の右上に拡大して示したように、パッドＰの直下にあるシリコーン系接着剤５０は、平面から突き出て形成されたリブＬの上面で、周りの厚さｔ１より薄い厚さｔ２で介在することとなる。このため、ワイヤボンディング時には、図１（ｃ）に示すように、ボンディングツールＢによってボンディングワイヤＷおよびパッドＰ（ベアチップ１５）をリブＬの上面により強く押し付けることができる。また、リブＬの上面に介在するシリコーン系接着剤５０は、周りの厚さｔ１より薄い厚さｔ２となっているため、超音波振動に対する摩擦抵抗力も周りに介在するシリコーン系接着剤５０に較べてより高めることができる。

上記リブＬの寸法は、例えば、幅を０．３ｍｍとし、高さを０．０３ｍｍとして、リブＬの間に存在するシリコーン系接着剤５０の厚さｔ１が０．０４〜０．０５ｍｍとなるようして、上記シリコーン系接着剤５０によるパッドＰとボンディングワイヤＷの接合部にかかる熱応力の抑制効果を発揮させ、冷熱温度サイクルに対する耐久寿命を確保する。一方、リブＬの上面とベアチップ１５の下面の間に存在するシリコーン系接着剤５０の厚さｔ２は、特に、０．０２ｍｍ以下とすることが好ましい。これによって、リブＬの上面に介在するシリコーン系接着剤５０の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

以上のようにして、樹脂ケース２３上におけるベアチップ１４，１５の搭載位置においてパッドＰの直下に掛かるようにして平面から突き出て形成されたリブＬは、ワイヤボンディングにおいてベアチップ１４，１５の揺れを抑制する、揺れ制限機構として機能させることができる。

以上のリブＬからなる揺れ制限機構が設けられた図１（ｂ）の実装構造Ｊ１では、ベアチップ１４，１５と樹脂ケース２３を硬化後の弾性率が低いシリコーン系接着剤５０で接着しているにも係わらず、ワイヤボンディング時において、ボンディングツールＢの超音波振動に伴うベアチップ１４，１５の揺れを抑制することが可能である。従ってこれにより、図１（ｂ）の実装構造Ｊ１では、図１０（ｂ）に示したベアチップの実装構造Ｊ９０と異なり、ボンディングツールＢの超音波振動エネルギがボンディングワイヤＷとパッドＰの接合部に十分に伝達され、製造段階における初期接合強度不足の発生を抑制することができる。

以上のようにして、図１（ｂ）に示すベアチップの実装構造Ｊ１は、半導体からなるベアチップ１４，１５がシリコーン系接着剤５０を介して樹脂ケース２３上に搭載され、ベアチップ１４，１５の表面に露出するパッドＰにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造となっている。

図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１の実装構造Ｊ１の変形例である実装構造Ｊ２，Ｊ３を示した図で、図１（ｄ）に対応するように実装構造Ｊ２，Ｊ３の要部を拡大して示した側面図である。尚、以下に示すベアチップの実装構造の各例において、図１に示したベアチップの実装構造Ｊ１と同様の部分については、同じ符号を付している。

図２（ａ），（ｂ）に示す実装構造Ｊ２，Ｊ３では、どちらも、２本のリブＬａ，ＬｂおよびリブＬｃ，Ｌｄが、一つのパッドＰの直下に掛かるように配置されている。このように、一つのパッドＰの直下に、複数本のリブが掛かるように配置することで、リブＬａ，ＬｂおよびリブＬｃ，Ｌｄの上面だけでなく、それらリブＬａ，ＬｂおよびリブＬｃ，Ｌｄの間に介在するシリコーン系接着剤５０ｓの超音波振動に対する移動を制限し、摩擦抵抗力を高めることができる。

また、図２（ｂ）の実装構造Ｊ３におけるリブＬｃ，Ｌｄは、樹脂ケース２３のベアチップ１５の搭載位置における平面に溝ＭＫの加工を施した時のカエリからなっている。このように簡単な加工でリブＬｃ，Ｌｄを形成できるため、図２（ｂ）の実装構造Ｊ３では、リブ形成に伴う製造コストの増大を抑制することができる。

図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に示す実装構造Ｊ１の別の変形例である実装構造Ｊ４，Ｊ５を示した図で、図１（ｂ）に対応するように実装構造Ｊ４，Ｊ５を示した上面図である。

四角形状のベアチップ１４，１５には、対向する辺に沿ってそれぞれ５個のパッドＰが並んで配置されており、それらが順にボンディングワイヤＷで接続されている。図１の実装構造Ｊ１における樹脂ケース２３では、ベアチップ１４，１５の全てのパッドＰについて、パッドＰの直下に掛かるようにリブＬが配置されていた。これに対して、図３（ａ）の実装構造Ｊ４における樹脂ケース２３ａでは、ベアチップ１４，１５の対向する各辺に沿って並んで配置された５個のパッドＰのうち、端部に配置されたパッドについのみ、パッドの直下に掛かるようにリブＬが配置されている。さらに、図３（ｂ）の実装構造Ｊ５における樹脂ケース２３ｂでは、小さなベアチップ１４に対してはリブＬが配置されておらず、大きなベアチップ１５の端部に配置されたパッドＰｅについてのみ、パッドＰｅの直下に掛かるようにリブＬが配置されている。

図３（ａ），（ｂ）の実装構造Ｊ４，Ｊ５は、リブＬを、１０個のパッドＰうち、少なくともベアチップ１４，１５の中心Ｃ１，Ｃ２に対するワイヤボンディング時の図中に破線矢印で模式的に示した加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅの直下に掛かるように配置したものである。

ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅにおいては、ワイヤボンディングの超音波振動によってベアチップ１５にかかる回転モーメントも、ベアチップ１４，１５の他のパッドＰに較べて大きくなる。このため、上記したリブＬによるベアチップの揺れの抑制機能についても、上記加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅの直下で、最大の効果を得ることができる。このように特定のパッドＰｅの直下にリブＬを配置するだけで、例えば、図１０の実装構造Ｊ９０において起きていた、小さなベアチップ１４に較べて大きなベアチップ１５で発生し易く、また中央部のパッドＰｃに較べて端部のパッドＰｅで発生し易い、ワイヤボンディングの初期接合強度不足を解消することができる。

図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図３（ｂ）に示す実装構造Ｊ５の変形例である実装構造Ｊ６，Ｊ７の上面図である。

図４（ａ）に示す実装構造Ｊ６では、リブＬの配置に加えて、シリコーン系接着剤５０を介して樹脂ケース２３ｂ上に搭載されているベアチップ１５を、硬化後の弾性率がシリコーン系接着剤５０に比べてより高い接着剤５１でさらに部分的に固定している。これによって、ワイヤボンディングの超音波振動によってベアチップ１５にかかる回転モーメントに対する耐性がより高められ、製造段階における初期接合強度不足の発生を抑制することができる。また、ベアチップ１５と樹脂ケース２３ｂの熱膨張係数の差によって接着剤５１に亀裂等が発生した場合であっても、冷熱温度サイクルの繰り返しに対する必要な耐久寿命は、シリコーン系接着剤５０で確保することが可能である。

図４（ｂ）に示す実装構造Ｊ７では、リブＬの配置に加えて、ベアチップ１５におけるパッドＰの配置間隔をベアチップ１４におけるそれと同じにして、ワイヤボンディング時の加振力の方向がすべて同じ方向（すべてのボンディングワイヤＷが平行）となるようにベアチップ１４，１５を配置している。これによって、ワイヤボンディングの超音波振動によってベアチップ１５にかかる回転モーメントが図３（ｂ）の実装構造Ｊ５に較べて小さくなり、製造段階における初期接合強度不足の発生をより抑制することができる。

図５は、本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、図５（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２４を示した上面図であり、図５（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ８を示した上面図である。また、図５（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。

図５（ａ）に示す樹脂ケース２４は、平面から窪んで形成されたシリコーン系接着剤５０の溜め込み溝ＭＴ１，ＭＴ２が、図５（ｂ）に示すようにベアチップ１４，１５の搭載位置においてパッドＰの直下を除いて配置された構造となっている。

図５（ｂ）に示すベアチップの実装構造Ｊ８においては、樹脂ケース２４のベアチップ１４，１５の搭載位置におけるパッドＰの直下の平面ＨＰ１，ＨＰ２が、上記した実装構造Ｊ１〜Ｊ７のリブＬに相当する、ワイヤボンディング時のベアチップ１４，１５の揺れ制限機構となっている。すなわち、図５（ｂ）の実装構造Ｊ８においては、図５（ｃ）に示すように、溜め込み溝（ＭＴ１，）ＭＴ２の深さで、ベアチップ（１４，）１５と樹脂ケース２４の熱膨張係数の差による熱応力を吸収するために必要なシリコーン系接着剤５０の厚さｔ３を確保する。一方、パッドＰの直下の平面（ＨＰ１，）ＨＰ２では、シリコーン系接着剤５０の厚さｔ４を溜め込み溝（ＭＴ１，）ＭＴ２に較べて薄く介在させることができる。このため、ワイヤボンディング時には、ボンディングツールＢによってパッドＰを直下の平面（ＨＰ１，）ＨＰ２に強く押し付けることができると共に、該平面（ＨＰ１，）ＨＰ２に介在するシリコーン系接着剤５０の超音波振動に対する摩擦抵抗力を高めることができる。以上のようにして、図５（ｂ）の実装構造Ｊ８においては、ベアチップ１４，１５のパッドＰの直下を除いて溜め込み溝ＭＴ１，ＭＴ２を樹脂ケース２４に配置し、パッドＰの直下の平面ＨＰ１，ＨＰ２を、ワイヤボンディング時におけるベアチップの揺れ制限機構として機能させることができる。

図５に示すベアチップの実装構造Ｊ８においても、図１（ｄ）で説明した実装構造Ｊ１のリブＬの場合と同様で、図５（ｃ）に示すパッドＰの直下における平面（ＨＰ１，）ＨＰ２とベアチップ（１４，）１５の下面の間に存在するシリコーン系接着剤５０の厚さｔ４は、０．０２ｍｍ以下であるこが好ましい。これによって、上記したパッドＰの直下の平面ＨＰ１，ＨＰ２に介在するシリコーン系接着剤５０の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

図６は、図５の実装構造Ｊ８の変形例を模式的に示した図で、図６（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２４ａを示した上面図であり、図６（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ９を示した上面図である。

図６（ａ）に示す樹脂ケース２４ａは、平面から窪んで形成されたシリコーン系接着剤５０の溜め込み溝ＭＴ３，ＭＴ４が、ベアチップ１４，１５の搭載位置において、端部のパッドＰの直下を除いて配置されている。これは、図６の実装構造Ｊ９において、溜め込み溝ＭＴ３，ＭＴ４が、全てのパッドＰではなく、少なくとも大きなベアチップ１５の中心に対するワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅの直下を除いて配置するように構成したものである。

図３の実装構造Ｊ４，Ｊ５において詳しく説明したように、ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅにおいては、ワイヤボンディングの超音波振動によって大きなベアチップ１５にかかる回転モーメントが、他のパッドＰに較べて大きくなる。このため、図６の実装構造Ｊ９においても、図３の実装構造Ｊ４，Ｊ５と同様の効果が得られ、上記したパッドＰの直下の平面ＨＰ１，ＨＰ２によるベアチップ１４，１５の揺れの抑制機能について、上記加振力のモーメントが最大となるパッドＰｅの直下で、最大の効果を得ることができる。

図７は、本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、図７（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２５を示した上面図であり、図７（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１０を示した上面図である。また、図７（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。

図７（ａ）に示す樹脂ケース２５は、ベアチップ１４，１５の搭載位置において、図７（ｂ）に示すように所定のクリアランスＣｘ，Ｃｙを介してベアチップ１４，１５が収容されるように、平面から窪んで形成されたベアチップ１４，１５の収容溝ＭＳ１，ＭＳ２が配置されている。図７の実装構造Ｊ１０においては、前述したワイヤボンディング時においてベアチップ１４，１５の揺れを抑制する揺れ制限機構を、上記収容溝ＭＳ１，ＭＳ２の側壁とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０からなるように構成している。

前述した実装構造Ｊ１〜Ｊ９では、いずれも、ワイヤボンディングされるパッドＰ直下において超音波振動に対する摩擦抵抗力を高め、ベアチップ１４，１５の揺れを抑制する機能を発揮させていた。これに対して、図７の実装構造Ｊ１０は、クリアランスＣｘ，Ｃｙが適宜設定された収容溝ＭＳ１，ＭＳ２内にシリコーン系接着剤５０を入れた後にベアチップ１４，１５を収容し、収容溝ＭＳ１，ＭＳ２の側壁とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０で、ワイヤボンディング時のベアチップ１４，１５の全体揺れを抑制するものである。以上のようにして、上記実装構造Ｊ１１における収容溝ＭＳ１，ＭＳ２の側壁とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０についても、ワイヤボンディング時の揺れ制限機構として機能させることができる。

図７（ｂ）に示すクリアランスＣｘ，Ｃｙは、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、クリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

また、図７（ｃ）に示す収容溝（ＭＳ１，）ＭＳ２の深さｄｍは、ベアチップ（１４，）１５の厚さｔｓの１／３以下であることが好ましい。これによれば、ベアチップ１４，１５を収容溝ＭＳ１，ＭＳ２内に収容した後においいても、ベアチップ１４，１５の上面は、周りの樹脂ケース２５の面より十分に高い位置にあることとなる。このため、ワイヤボンディング時においてもボンディングツールの動作が収容溝によって妨げられることがなく、ワイヤボンディング作業に不具合が生じない。

図８も、本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、図８（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２６を示した上面図であり、図８（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１１を示した上面図である。また、図８（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。

図８（ａ）に示す樹脂ケース２６は、ベアチップ１４，１５の搭載位置において、図８（ｂ）に示すように所定のクリアランスＣｘ，Ｃｙを介してベアチップ１４，１５が収容されるように、平面から突き出て形成されたベアチップ１４，１５の収容壁ＫＳ１，ＫＳ２が配置されている。図８の実装構造Ｊ１１においては、前述したワイヤボンディング時においてベアチップ１４，１５の揺れを抑制する揺れ制限機構を、上記収容壁ＫＳ１，ＫＳ２の壁面とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０からなるように構成している。

図８の実装構造Ｊ１１は、クリアランスＣｘ，Ｃｙが適宜設定された収容壁ＫＳ１，ＫＳ２内にシリコーン系接着剤５０を入れた後にベアチップ１４，１５を収容し、収容壁ＫＳ１，ＫＳ２の壁面とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０で、ワイヤボンディング時のベアチップ１４，１５の全体揺れを抑制するものである。以上のようにして、上記実装構造Ｊ１１における収容壁ＫＳ１，ＫＳ２の壁面とクリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０についても、ワイヤボンディング時の揺れ制限機構として機能させることができる。

図８（ｂ）に示すクリアランスＣｘ，Ｃｙについても、図７の実装構造Ｊ１０と同様で、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、クリアランスＣｘ，Ｃｙ中に存在するシリコーン系接着剤５０の超音波振動に対する摩擦抵抗力を、十分に高めることができる。

また、図８（ｃ）に示す収容壁（ＫＳ１，）ＫＳ２の高さｈｋは、ベアチップ（１４，）１５の厚さｔｓの１／３以下であることが好ましい。これによって、ベアチップ１４，１５を収容壁ＫＳ１，ＫＳ２内に収容した後においいても、ベアチップ１４，１５の上面は、周りの樹脂ケース２６の面より十分に高い位置にあることとなる。このため、ワイヤボンディング時においてもボンディングツールの動作が収容溝によって妨げられることがなく、ワイヤボンディング作業に不具合が生じない。

以上のように、上記したベアチップの実装構造Ｊ１〜Ｊ１１は、いずれも、半導体からなるベアチップがシリコーン系接着剤を介して樹脂ケース上に搭載され、ベアチップの表面に露出するパッドにワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、ワイヤボンディングの初期接合強度不足が発生し難く、冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することのできるベアチップの実装構造となっている。

従って、上記したベアチップの実装構造Ｊ１〜Ｊ１１は、例えば、前記ベアチップが、磁気検出素子が形成されてなるベアチップであり、前記樹脂ケースが、ケース本体における舌状保持部であり、前記ベアチップの実装構造が、回転体の回転に伴うバイアス磁界の変化を、前記ベアチップにより測定し、前記回転体の回転状態を検出する回転検出装置において、前記ベアチップの前記舌状保持部への搭載に用いられて好適である。

これによって、上記舌状保持部にベアチップが搭載されてなる回転検出装置は、小型化および高感度化することができると共に、製造歩留りが高く、使用時の冷熱温度サイクルの繰り返しに対しても十分な耐久寿命を確保することができる。

従って、上記ベアチップの実装構造を持つ回転検出装置は、厳しい環境下で使用される車載用の回転検出装置として好適である。

尚、上記した各ベアチップの実装構造Ｊ１〜Ｊ１１については、それらの特徴を組み合わせて用いることも可能である。

本発明に係るベアチップの実装構造の一例を模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２３を示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１を示した上面図である。また、（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図であり、（ｄ）は、（ｃ）の左側面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１の実装構造Ｊ１の変形例である実装構造Ｊ２，Ｊ３を示した図で、図１（ｄ）に対応するように実装構造Ｊ２，Ｊ３の要部を拡大して示した側面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に示す実装構造Ｊ１の別の変形例である実装構造Ｊ４，Ｊ５を示した図で、図１（ｂ）に対応するように実装構造Ｊ４，Ｊ５を示した上面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ、図３（ｂ）に示す実装構造Ｊ５の変形例である実装構造Ｊ６，Ｊ７の上面図である。 本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２４を示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ８を示した上面図である。また、（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。 図５の実装構造Ｊ８の変形例を模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２４ａを示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ９を示した上面図である。 本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２５を示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１０を示した上面図である。また、（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。 本発明に係る別の実装構造の例を模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２６を示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ１１を示した上面図である。また、（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。 特許文献１に開示された回転検出装置で、（ａ）は、回転検出装置９０の断面構造を模式的に示した図であり、（ｂ）は、回転検出装置９０の構成部品を模式的に分解して示した斜視図である。 半導体からなるベアチップを樹脂ケース上に直接搭載する従来の実装構造について模式的に示した図で、（ａ）は、ベアチップ搭載前の樹脂ケース２２を示した上面図であり、（ｂ）は、ベアチップ１４，１５を搭載後、ワイヤボンディングを施した後の実装構造Ｊ９０を示した上面図である。また、（ｃ）は、ワイヤボンディング時の様子を模式的に示した拡大断面図である。

符号の説明

Ｊ１〜Ｊ１１，Ｊ９０ ベアチップの実装構造
１４，１５ ベアチップ
Ｐ，Ｐｃ，Ｐｅ パッド
２３〜２６，２３ａ，２３ｂ，２４ａ 樹脂ケース
Ｌ，Ｌａ〜Ｌｄ リブ
ＭＴ１〜ＭＴ４ シリコーン系接着剤の溜め込み溝
ＨＰ１，ＨＰ２ パッドの直下の平面
ＭＳ１，ＭＳ２ ベアチップの収容溝
ＫＳ１，ＫＳ２ ベアチップの収容壁
５０，５０ｓ シリコーン系接着剤
５１ 接着剤
Ｗ ボンディングワイヤ

Claims (17)

1. 半導体からなるベアチップが、シリコーン系接着剤を介して、樹脂ケース上に搭載され、
   前記ベアチップの表面に露出するパッドに、ワイヤボンディングが施されてなるベアチップの実装構造であって、
   前記樹脂ケース上に、前記ワイヤボンディングにおいて前記ベアチップの揺れを抑制する、揺れ制限機構が設けられてなることを特徴とするベアチップの実装構造。
2. 前記揺れ制限機構が、
   前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、前記パッドの直下に掛かるようにして、平面から突き出て形成されたリブからなることを特徴とする請求項１に記載のベアチップの実装構造。
3. 前記リブの上面と前記ベアチップの下面の間に存在する前記シリコーン系接着剤の厚さが、０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のベアチップの実装構造。
4. 前記リブが、
   一つの前記パッドの直下に、複数本掛かるように配置されてなることを特徴とする請求項２または３に記載のベアチップの実装構造。
5. 前記リブが、
   前記平面の溝加工によるカエリからなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のベアチップの実装構造。
6. 前記パッドが、前記ベアチップに複数個配置されてなり、
   前記リブが、前記複数個のパッドうち、少なくとも前記ベアチップの中心に対する前記ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドの直下に掛かるように配置されてなることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載のベアチップの実装構造。
7. 前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、前記パッドの直下を除いて、平面から窪んで形成された前記シリコーン系接着剤の溜め込み溝が配置されてなり、
   前記揺れ制限機構が、前記パッドの直下における前記平面からなることを特徴とする請求項１に記載のベアチップの実装構造。
8. 前記パッドの直下における前記平面と前記ベアチップの下面の間に存在する前記シリコーン系接着剤の厚さが、０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のベアチップの実装構造。
9. 前記パッドが、前記ベアチップに複数個配置されてなり、
   前記溜め込み溝が、前記複数個のパッドうち、少なくとも前記ベアチップの中心に対する前記ワイヤボンディング時の加振力のモーメントが最大となるパッドの直下を除いて配置されてなることを特徴とする請求項７または８に記載のベアチップの実装構造。
10. 前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、所定のクリアランスを介して該ベアチップが収容されるように、平面から窪んで形成された該ベアチップの収容溝が配置されてなり、
    前記揺れ制限機構が、前記収容溝の側壁と前記クリアランス中に存在する前記シリコーン系接着剤からなることを特徴とする請求項１に記載のベアチップの実装構造。
11. 前記クリアランスが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のベアチップの実装構造。
12. 前記収容溝の深さが、前記ベアチップの厚さの１／３以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載のベアチップの実装構造。
13. 前記樹脂ケース上における前記ベアチップの搭載位置において、所定のクリアランスを介して該ベアチップが収容されるように、平面から突き出て形成された該ベアチップの収容壁が配置されてなり、
    前記揺れ制限機構が、前記収容壁の壁面と前記クリアランス中に存在する前記シリコーン系接着剤からなることを特徴とする請求項１に記載のベアチップの実装構造。
14. 前記クリアランスが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載のベアチップの実装構造。
15. 前記収容壁の高さが、前記ベアチップの厚さの１／３以下であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のベアチップの実装構造。
16. 前記ベアチップが、磁気検出素子が形成されてなるベアチップであり、
    前記樹脂ケースが、ケース本体における舌状保持部であり、
    前記ベアチップの実装構造が、
    回転体の回転に伴うバイアス磁界の変化を、前記ベアチップにより測定し、前記回転体の回転状態を検出する回転検出装置において、
    前記ベアチップの前記舌状保持部への搭載に用いられることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のベアチップの実装構造。
17. 前記回転検出装置が、車載用であることを特徴とする請求項１６に記載のベアチップの実装構造。

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