JP2015164170A - チップ部品およびその製造方法、ならびに当該チップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器 - Google Patents

チップ部品およびその製造方法、ならびに当該チップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器 Download PDF

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    • H01L2224/056Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/32237Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the layer connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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Abstract

【課題】生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品およびその製造方法を提供すること、および、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器を提供すること。【解決手段】貫通孔6が形成された基板2と、基板2の素子形成面2Aに沿って互いに対向する第1接続電極3と、平面視において貫通孔6と重なる位置に形成された第2接続電極4とを含む一対の電極と、基板2の素子形成面2A側に形成され、第1および第2接続電極3,4と電気的に接続された素子とを含む、チップ部品1を形成する。【選択図】図1

Description

本発明は、チップ部品およびその製造方法、ならびに当該チップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器に関する。
特許文献1は、絶縁基板上に形成された一対の電極と、一対の電極の間に形成された素子と、素子を覆う感光性材料からなるオーバーコート層と、オーバーコート層に紫外線を照射することによって形成された標印とを含む、チップ型電子部品を開示している。チップ型電子部品は、たとえば、はんだ付け等によってプリント基板(実装基板)に実装される。
特開平8−316001号公報
通常、チップ部品が実装された実装基板は、基板外観検査工程を経て「良品」と判定されたものだけが出荷される。基板外観検査工程では、自動光学検査装置(AOI:Automatic Optical Inspection Machine)によって、判定項目として、実装基板のはんだ付けの状態検査、チップ部品の電極に極性がある場合には極性検査等が実施される。
これらの判定項目のうち、極性検査は、たとえば、チップ部品に形成された標印が、検査装置の所定位置にある極性検査ウィンドウに予め設定された値以上の色(たとえば、白色や水色等)で検出されるか否かによって行われ、検出された場合に「良品」と判定される。
しかしながら、チップ部品は、必ずしも水平な姿勢で実装基板に実装されるわけではなく、時には傾いた姿勢で実装基板に実装される場合がある。この場合、その傾斜角度によっては、検査装置からチップ部品に照射された光の一部が極性ウィンドウ外に反射したり、入射光に対する反射光の波長が変化し、検出される色が設定値以下の色として認識(誤認識)されたりすることがある。その結果、電極の極性方向が誤っていないにも関わらず、「不良品」と判定されるという不具合がある。
このような誤認識を防止するためには、自動光学検査装置の検出系統(部品認識カメラ等)や照明系統(光源等)を検査対象毎に最適化して検査精度を上げなければならず、外観検査のために余計な労力が必要になって生産性が低下する。しかも、今後益々小型のチップ部品が要望されるようになると、その労力が過大になってしまう。
そこで、本発明は、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品およびその製造方法を提供することを主たる目的とする。
さらに、本発明は、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器を提供することを他の目的とする。
本発明の一局面に係るチップ部品は、貫通孔が形成された基板と、前記基板の表面上に形成され、平面視において前記貫通孔と重なる位置に形成された一方の電極と、前記一方の電極と前記基板の表面に沿って対向する他方の電極とを含む一対の電極と、前記基板の表面側に形成され、前記一対の電極と電気的に接続された素子とを含む。
この構成によれば、チップ部品が実装基板に実装された際に、貫通孔の位置に基づいて一方の電極および他方の電極のそれぞれの位置を確認することができる。これにより、一対の電極に極性がある場合に、その極性方向を簡単に判定することができる。しかも、その極性判定は、検査装置で検出される明るさや色合いに基づいて行われるものではなく、実装基板に対するチップ部品の傾きが変わっても不変な貫通孔(貫通孔の外観形状)に基づいて行われる。したがって、外観検査工程において、たとえチップ部品が傾いた姿勢で実装された実装基板や、水平な姿勢で実装された実装基板が混在する場合であっても、当該貫通孔に基づくことによって、実装基板毎に検査装置の検出系統等を最適化することなしに、安定した品質で極性方向を判定することができる。
前記チップ部品において、前記一方の電極は、前記貫通孔を露出させる開口部を含むことが好ましい。この構成によれば、貫通孔および開口部によって、一方の電極が形成された極性方向を確実に示すことができる。
前記チップ部品において、前記一方の電極は、当該一方の電極の中央部を避けた位置で前記貫通孔と重なっていることが好ましい。この構成によれば、プローブによる電気テストを行う際に、プローブと一方の電極との接触位置を一方の電極の中央部に設定することにより、プローブの先端が貫通孔に入り込むことを効果的に抑制することができる。その結果、電気テストを良好に行うことができる。
前記チップ部品において、前記一方の電極および前記他方の電極は、前記基板の周縁部を覆うように、前記基板の表面および側面に一体的に形成されていてもよい。
この構成によれば、基板の表面に加えて側面にも電極が形成されているので、チップ部品を実装基板にはんだ付けする際の接着面積を拡大することができる。その結果、電極に対するはんだの吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。また、はんだが基板の表面から側面に回り込むように吸着するので、実装状態において、基板の表面および側面の二方向からチップ部品を保持できる。そのため、チップ部品の実装形状を安定化させることができる。
前記チップ部品において、前記貫通孔は、複数形成されていてもよい。この構成によれば、複数の貫通孔によって、一方の電極の位置を示すことができる。これにより、チップ部品が実装基板に実装された際に、複数の貫通孔の位置に基づいて一方の電極および他方の電極のそれぞれの位置をより一層容易に確認することができる。
前記チップ部品において、前記素子は、前記一対の電極の間に形成されていることが好ましい。
前記チップ部品において、前記素子は、互いに間隔を空けて前記基板に配置された互いに異なる機能を有する複数の素子を含み、前記一対の電極は、各前記複数の素子のそれぞれに電気的に接続されるように、前記基板上に形成されていてもよい。
この構成によれば、チップ部品は、複数の回路素子が共通の基板上に配置された複合チップ部品を構成している。複合チップ部品によれば、実装基板に対する接合面積(実装面積)を縮小できる。また、複合チップ部品をN連チップ(Nは、正の整数)としたことによって、素子を一つだけ搭載したチップ部品をN回実装する場合に比べて、同じ機能を有するチップ部品を1回の工程で実装できる。さらに、単品のチップ部品に比べて、チップ部品一つ当たりの面積を大きくできるので、自動実装機の吸着ノズルによる吸着動作を安定させることができる。
前記チップ部品において、前記素子は、ダイオードを含み、前記一対の電極は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されたカソード電極およびアノード電極を含んでいてもよい。
この構成によれば、基板に形成された貫通孔は、カソード電極を示すカソードマーク、またはアノード電極を示すアノードマークとして機能する。したがって、チップ部品が実装基板に実装された際に、カソード電極とアノード電極が逆向きに実装されている場合であっても、貫通孔の位置に基づいてチップ部品の極性方向を判定できる。そのため、ダイオードを含むチップ部品を実装基板に実装する際の信頼性をより一層高めることができる。
前記チップ部品において、前記基板は、前記表面の反対側の裏面が鏡面化されている。
この構成によれば、チップ部品の裏面が鏡面化されているので、検査装置から当該裏面に入射した光を効率よく反射させることができる。そのため、実装基板に対するチップ部品の傾き具合が異なる様々な実装基板を検査する場合に、ある傾きを他の傾きと区別するための情報(反射光の明るさや色合い)を、検査装置に良好に反映させることができる。その結果、チップ部品の傾きを良好に検出することができる。とくに、本発明では、極性方向の判定の指標としてチップ部品からの反射光の情報を省略できるので、このような裏面の鏡面化によってチップ部品の極性方向の判定精度が低下することを防止することができる。
前記チップ部品において、前記一対の電極は、Ni層と、Au層と、前記Ni層と前記Au層との間に介在するPd層とを含んでいてもよい。
この構成によれば、チップ部品の外部接続電極として機能する電極の最表面には、Au層が形成されている。そのため、チップ部品を実装基板に実装する際に、優れたはんだ濡れ性と、高い信頼性とを達成できる。また、この構成の電極では、Au層を薄くすることによってAu層に貫通孔(ピンホール)ができてしまっても、Ni層とAu層との間に介装されたPd層が当該貫通孔を塞いでいるので、当該貫通孔からNi層が外部に露出されて酸化することを防止できる。
前記チップ部品は、たとえば実装基板を含む回路アセンブリ等に適用されてもよい。この場合、回路アセンブリは、前記チップ部品と、前記基板の前記一対の電極に対向する実装面に、前記一対の電極にはんだ接合されたランドを有する実装基板とを含んでいてもよい。
この構成によれば、本発明のチップ部品を備えているので、チップ部品の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する回路アセンブリを提供できる。
前記回路アセンブリは、たとえば電子機器等に適用されてもよい。この場合、電子機器は、前記回路アセンブリと、前記回路アセンブリを収容した筐体とを含んでいてもよい。
この構成によれば、本発明のチップ部品を備えているので、チップ部品の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する電子機器を提供できる。
本発明の一局面に係るチップ部品の製造方法は、基板上に複数の素子を互いに間隔を空けて形成する工程と、少なくとも一つの前記素子を含むチップ領域を区画する溝と、当該チップ領域内に貫通孔を形成するための貫通孔用の溝とを、前記基板を選択的に除去することによって形成する溝形成工程と、前記素子に電気的に接続されるように、前記チップ領域において前記貫通孔と重なる位置に一方の電極と、前記一方の電極と前記基板の表面に沿って対向する他方の電極とを含む一対の電極を形成する電極形成工程と、前記基板を前記表面の反対側の裏面から前記溝および前記貫通孔用の溝に到達するまで研削することにより、前記複数のチップ領域を前記溝に沿って分割し、それぞれに前記貫通孔が形成された複数のチップ部品に個片化する工程とを含む。
この方法によれば、前述の一局面に係るチップ部品と同様の効果を奏するチップ部品を製造できる。また、この方法によれば、チップ領域を区画する溝と、貫通孔を形成するための貫通孔用の溝とを同時に形成できるので、貫通孔を形成するための装置を別途用意する必要がない。そのため、チップ部品の製造工程を簡略化できるとともに、設備投資を削減できる。これにより、チップ部品の生産性の向上を図ることもできる。
前記チップ部品の製造方法において、前記電極形成工程は、前記貫通孔用の溝を露出させる開口部を前記一方の電極に形成する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、貫通孔および開口部によって、一方の電極が形成された極性方向を確実に示すことができるチップ部品を製造できる。
前記チップ部品の製造方法において、前記電極形成工程において、前記一方の電極を、当該一方の電極の中央部を避けた位置で前記貫通孔と重なるように形成する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、プローブによる電気テストを行う際に、プローブと一方の電極との接触位置を一方の電極の中央部に設定することにより、プローブの先端が貫通孔に入り込むことを効果的に抑制でき、良好な電気テストを実行できるチップ部品を製造できる。
前記チップ部品の製造方法において、前記電極形成工程に先立って、前記溝の側面に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、前記電極形成工程は、無電解めっきによって、前記チップ領域の表面および前記溝の側面を一体的に覆うように前記一方の電極および前記他方の電極を形成する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、基板の表面に加えて側面にも電極が形成されるので、実装基板にはんだ付けする際の接着面積が拡大されたチップ部品を製造できる。その結果、チップ部品では、電極に対するはんだの吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。また、はんだが基板の表面から側面に回り込むように吸着するので、実装状態において、基板の表面および側面の二方向からチップ部品を保持できる。そのため、チップ部品の実装形状を安定化させることができる。
前記チップ部品の製造方法において、前記溝形成工程は、前記貫通孔用の溝を複数形成する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、複数の貫通孔によって、一方の電極の位置を示すことができるチップ部品を製造できる。これにより、チップ部品が実装基板に実装された際に、複数の貫通孔の位置に基づいて一方の電極および他方の電極のそれぞれの位置をより一層容易に確認することができる。
前記チップ部品の製造方法において、前記溝形成工程は、エッチングによって前記溝および前記貫通孔用の溝を形成する工程を含んでもよい。
前記チップ部品の製造方法において、前記素子を形成する工程は、前記基板にダイオードを形成する工程を含み、前記一対の電極を形成する工程は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されるカソード電極およびアノード電極を形成する工程を含んでいてもよい。
この方法によれば、基板に形成された貫通孔が、カソード電極を示すカソードマーク、またはアノード電極を示すアノードマークとして機能するチップ部品を製造できる。したがって、チップ部品が実装基板に実装された際に、カソード電極とアノード電極が逆向きに実装されている場合であっても、貫通孔の位置に基づいてチップ部品の極性方向を判定できる。そのため、ダイオードを含むチップ部品を実装基板に実装する際の信頼性をより一層高めることができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図2は、図1に示すチップ部品の平面図である。 図3は、図2に示す切断面線III−IIIから見た断面図である。 図4は、図2に示す切断面線IV−IVから見た断面図である。 図5は、図1に示すチップ部品において、カソード電極およびアノード電極ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板の表面の構造を示す平面図である。 図6は、図1に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。 図7は、同面積の基板上に形成するダイオードセルの大きさおよび/またはダイオードセルの個数を様々に設定して、pn接合領域の周囲長の合計(総延長)を異ならせた複数のサンプルについてESD耐量を測定した実験結果を示す。 図8Aは、図1に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図8Bは、図8Aの次の工程を示す断面図である。 図8Cは、図8Bの次の工程を示す断面図である。 図8Dは、図8Cの次の工程を示す断面図である。 図8Eは、図8Dの次の工程を示す断面図である。 図8Fは、図8Eの次の工程を示す断面図である。 図8Gは、図8Fの次の工程を示す断面図である。 図8Hは、図8Gの次の工程を示す断面図である。 図9は、図8Dの工程において溝を形成するために用いられるレジストパターンの一部の模式的な平面図である。 図10は、接続電極の製造工程を説明するためのフローチャートである。 図11Aは、図8Hの工程後におけるチップ部品の回収工程を示す図解的な断面図である。 図11Bは、図11Aの次の工程を示す断面図である。 図11Cは、図11Bの次の工程を示す断面図である。 図11Dは、図11Cの次の工程を示す断面図である。 図12Aは、図8Hの工程後におけるチップ部品の回収工程(変形例)を示す図解的な断面図である。 図12Bは、図12Aの次の工程を示す断面図である。 図12Cは、図12Bの次の工程を示す断面図である。 図13は、図1に示すチップ部品が実装基板に実装された状態の回路アセンブリの模式的な断面図である。 図14は、図13に示す回路アセンブリをチップ部品の素子形成面側から見た模式的な平面図である。 図15は、図1に示すチップ部品の極性検査工程を説明するための図である。 図16は、実装基板に実装された状態の参考例に係るチップ部品を裏面側から見た模式的な平面図である。 図17は、本発明の第2実施形態に係るチップ部品の構成を説明するための平面図である。 図18は、図17に示す切断面線XVIII−XVIIIから見た断面図である。 図19は、本発明の第3実施形態に係るチップ部品の平面図である。 図20は、図19に示す切断面線XX−XXから見た断面図である。 図21は、図19に示す切断面線XXI−XXIから見た断面図である。 図22は、図19に示すチップ部品において、接続電極ならびにその上に形成された構成を取り除いて、半導体基板の表面の構造を示す平面図である。 図23は、図19に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。 図24Aは、図19に示すチップ部品について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図24Bは、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図25は、同面積の半導体基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、ESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。 図26は、同面積の半導体基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、端子間容量を測定した実験結果を示すグラフである。 図27は、図19に示すチップ部品の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。 図28Aは、図19に示すチップ部品の第1変形例を示す平面図である。 図28Bは、図19に示すチップ部品の第2変形例を示す平面図である。 図28Cは、図19に示すチップ部品の第3変形例を示す平面図である。 図28Dは、図19に示すチップ部品の第4変形例を示す平面図である。 図28Eは、図19に示すチップ部品の第5変形例を示す平面図である。 図28Fは、図19に示すチップ部品の第6変形例を示す平面図である。 図29Aは、本発明の第4実施形態に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図29Bは、図29Aに示すチップ部品が実装基板に実装された状態の回路アセンブリの模式的な断面図である。 図29Cは、図29Bの回路アセンブリをチップ部品の裏面側から見た模式的な平面図である。 図29Dは、図29Bの回路アセンブリをチップ部品の素子形成面側から見た模式的な平面図である。 図29Eは、二つのチップ部品が実装基板に実装された状態を示す図である。 図30は、本発明の第5実施形態に係るチップ部品の構成を説明するための平面図である。 図31は、図30に示すチップ部品の一製造方法を示す断面図である。 図32は、図30に示すチップ部品の一製造方法を示す断面図である。 図33は、本発明のチップ部品が用いられる電子機器の一例であるスマートフォンの外観を示す斜視図である。 図34は、スマートフォンの筐体の内部に収容された回路アセンブリの構成を示す図解的な平面図である。 図35は、図1に示すチップ部品の第1変形例を示す模式的な斜視図である。 図36は、図1に示すチップ部品の第2変形例を示す模式的な斜視図である。 図37は、図1に示すチップ部品の第3変形例を示す模式的な斜視図である。 図38は、図29Aに示すチップ部品の一変形例を示す模式的な斜視図である。 図39は、図1に示すチップ部品の他の変形例を示す模式的な斜視図である。 図40は、図39に示すチップ部品の断面図である。 図41Aは、図39に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図41Bは、図41Aの次の工程を示す断面図である。 図41Cは、図41Bの次の工程を示す断面図である。 図41Dは、図41Cの次の工程を示す断面図である。 図42は、第1参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図43は、図42に示すチップ部品の平面図である。 図44は、図43に示す切断面線XLIV−XLIVから見た断面図である。 図45は、図43に示す切断面線XLV−XLVから見た断面図である。 図46は、図42に示すチップ部品において、カソード電極およびアノード電極ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板の表面の構造を示す平面図である。 図47は、図42に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。 図48は、同面積の基板上に形成するダイオードセルの大きさおよび/またはダイオードセルの個数を様々に設定して、pn接合領域の周囲長の合計(総延長)を異ならせた複数のサンプルについてESD耐量を測定した実験結果を示す。 図49Aは、図42に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図49Bは、図49Aの次の工程を示す断面図である。 図49Cは、図49Bの次の工程を示す断面図である。 図49Dは、図49Cの次の工程を示す断面図である。 図49Eは、図49Dの次の工程を示す断面図である。 図49Fは、図49Eの次の工程を示す断面図である。 図49Gは、図49Fの次の工程を示す断面図である。 図49Hは、図49Gの次の工程を示す断面図である。 図50は、図49Dの工程において溝を形成するために用いられるレジストパターンの一部の模式的な平面図である。 図51は、接続電極の製造工程を説明するためのフローチャートである。 図52Aは、図49Hの工程後におけるチップ部品の回収工程を示す図解的な断面図である。 図52Bは、図52Aの次の工程を示す断面図である。 図52Cは、図52Bの次の工程を示す断面図である。 図52Dは、図52Cの次の工程を示す断面図である。 図53Aは、図49Hの工程後におけるチップ部品の回収工程(変形例)を示す図解的な断面図である。 図53Bは、図53Aの次の工程を示す断面図である。 図53Cは、図53Bの次の工程を示す断面図である。 図54は、図42に示すチップ部品が実装基板に実装された状態の回路アセンブリの模式的な断面図である。 図55は、図54に示す回路アセンブリをチップ部品の素子形成面側から見た模式的な平面図である。 図56は、図42に示すチップ部品の極性検査工程を説明するための図である。 図57は、実装基板に実装された状態の参考例に係るチップ部品を裏面側から見た模式的な平面図である。 図58は、第2参考例に係るチップ部品の構成を説明するための平面図である。 図59は、図58に示す切断面線LIX−LIXから見た断面図である。 図60は、第3参考例に係るチップ部品の平面図である。 図61は、図60に示す切断面線LXI−LXIから見た断面図である。 図62は、図60に示す切断面線LXII−LXIIから見た断面図である。 図63は、図60に示すチップ部品において、接続電極ならびにその上に形成された構成を取り除いて、半導体基板の表面の構造を示す平面図である。 図64は、図60に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。 図65Aは、図60に示すチップ部品について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図65Bは、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図66は、同面積の半導体基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、ESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。 図67は、同面積の半導体基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、端子間容量を測定した実験結果を示すグラフである。 図68は、図60に示すチップ部品の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。 図69Aは、図60に示すチップ部品の第1変形例を示す平面図である。 図69Bは、図60に示すチップ部品の第2変形例を示す平面図である。 図69Cは、図60に示すチップ部品の第3変形例を示す平面図である。 図69Dは、図60に示すチップ部品の第4変形例を示す平面図である。 図69Eは、図60に示すチップ部品の第5変形例を示す平面図である。 図69Fは、図60に示すチップ部品の第6変形例を示す平面図である。 図70Aは、第4参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図70Bは、図70Aに示すチップ部品が実装基板に実装された状態の回路アセンブリの模式的な断面図である。 図70Cは、図70Bに示す回路アセンブリをチップ部品の裏面側から見た模式的な平面図である。 図70Dは、図70Bに示す回路アセンブリをチップ部品の素子形成面側から見た模式的な平面図である。 図70Eは、二つのチップ部品が実装基板に実装された状態を示す図である。 図71は、第5参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図72は、第1〜第5参考例に係るチップ部品が用いられる電子機器の一例であるスマートフォンの外観を示す斜視図である。 図73は、スマートフォンの筐体の内部に収容された回路アセンブリの構成を示す図解的な平面図である。 図74は、図42に示すチップ部品の一変形例を示す模式的な斜視図である。 図75は、図74に示すチップ部品の断面図である。 図76Aは、図74に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図76Bは、図76Aの次の工程を示す断面図である。 図76Cは、図76Bの次の工程を示す断面図である。 図76Dは、図76Cの次の工程を示す断面図である。 図77は、第6参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図78は、図77に示すチップ部品の模式的な平面図である。 図79は、図78において、接続電極ならびにその上に形成された構成を取り除いて、半導体基板の表面の構造を示す平面図である。 図80は、図78に示す切断面線LXXX−LXXXから見た断面図である。 図81(a)は、図78に示す切断面線LXXXIa−LXXXIaから見た断面図であり、図81(b)は、図81(a)に示す第1ツェナーダイオードおよび第2ツェナーダイオードを拡大して描いた断面図である。 図82(a)は、図78に示す接続電極の一部分を拡大して描いた平面図であり、図82(b)は、図82(a)に示す切断面線LXXXIIa−LXXXIIaから見た断面図である。 図83(a)は、図78に示す接続電極の一部分を拡大して描いた平面図であり、図83(b)は、図83(a)に示す切断面線LXXXIIIb−LXXXIIIbから見た断面図である。 図84は、図83に示す接続電極の変形例の一部を拡大して描いた平面図である。 図85は、図77に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。 図86Aは、図77に示すチップ部品について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図86Bは、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。 図87は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第1評価用素子を示す平面図である。 図88は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第2評価用素子を示す平面図である。 図89は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第3評価用素子を示す平面図である。 図90は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第4評価用素子を示す平面図である。 図91は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第5評価用素子を示す平面図である。 図92は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第6評価用素子を示す平面図である。 図93は、ESD耐量および端子間容量を調べるための第7評価用素子を示す平面図である。 図94は、各評価用素子における拡散領域の周囲長および面積を示す表である。 図95は、各評価用素子の内部の電気的構造を説明するための電気回路図である。 図96は、図77に示すチップ部品、および各評価用素子のESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。 図97は、図77に示すチップ部品、および各評価用素子の端子間容量を測定した実験結果を示すグラフである。 図98は、図77に示すチップ部品、および各評価用素子の端子間容量対ESD耐量を示すグラフである。 図99(a)は、チップ部品のダイオード形成領域を拡大して描いた平面図であり、図99(b)は、図99(a)に示す第1ツェナーダイオードおよび第2ツェナーダイオードを拡大して描いた断面図である。 図100は、図99に示すチップ部品の各構成の値、ならびに端子間容量およびESD耐量を示す表である。 図101は、図98のグラフに図100の端子間容量およびESD耐量を反映させたグラフである。 図102は、図77に示すチップ部品の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。 図103Aは、図77に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図103Bは、図103Aの次の工程を示す断面図である。 図103Cは、図103Bの次の工程を示す断面図である。 図103Dは、図103Cの次の工程を示す断面図である。 図103Eは、図103Dの次の工程を示す断面図である。 図103Fは、図103Eの次の工程を示す断面図である。 図103Gは、図103Fの次の工程を示す断面図である。 図103Hは、図103Gの次の工程を示す断面図である。 図104は、図103Fの工程において溝を形成するために用いられるレジストパターンの一部の模式的な平面図である。 図105は、接続電極の製造工程を説明するためのフローチャートである。 図106Aは、図103Hの工程後におけるチップ部品の回収工程を示す模式的な断面図である。 図106Bは、図106Aの次の工程を示す断面図である。 図106Cは、図106Bの次の工程を示す断面図である。 図106Dは、図106Cの次の工程を示す断面図である。 図107Aは、図103Hの工程後におけるチップ部品の回収工程(変形例)を示す模式的な断面図である。 図107Bは、図107Aの次の工程を示す断面図である。 図107Cは、図107Bの次の工程を示す断面図である。 図108は、図77に示すチップ部品の表裏判定工程を説明するための図である。 図109は、参考例に係るチップ部品の表裏判定工程を説明するための図である。 図110は、図77に示すチップ部品が実装基板に実装された状態の回路アセンブリをチップ部品の長手方向に沿って切断したときの模式的な断面図である。 図111は、実装基板に実装された状態のチップ部品を素子形成面側から見た模式的な平面図である。 図112は、第7参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図113は、図112に示すチップ部品を裏面側から見た平面図であり、凹マークの構成を説明するための図である。 図114は、図112に示すチップ部品を裏面側から見た平面図であり、凹マークの変形例を示す図である。 図115は、凹マークの種類と位置を変化させて、凹マークにより表示できる情報の種類を豊富にする例を示す図である。 図116は、図112に示すチップ部品に係る凹マーク用の溝を形成するために用いられるレジストパターンの一部の模式的な平面図である。 図117は、第8参考例に係るチップ部品の模式的な斜視図である。 図118は、図117に示すチップ部品を裏面側から見た平面図であり、凸マークの構成を説明するための図である。 図119は、図117に示すチップ部品を裏面側から見た平面図であり、凸マークの変形例を示す図である。 図120は、凸マークの種類と位置を変化させて、凸マークにより表示できる情報の種類を豊富にする例を示す図である。 図121は、図117に示すチップ部品に係る凸マーク用の溝を形成するために用いられるレジストパターンの一部の模式的な平面図である。 図122は、第6〜第8参考例に係るチップ部品が用いられる電子機器の一例であるスマートフォンの外観を示す斜視図である。 図123は、スマートフォン内に収容された電子回路アセンブリの構成例を示す図解的な平面図である。 図124は、図77に示すチップ部品の第1変形例を示す模式的な平面図である。 図125は、図77に示すチップ部品の第2変形例を示す模式的な平面図である。 図126は、図77に示すチップ部品の第3変形例を示す模模式的な斜視図である。 図127は、図126に示すチップ部品の断面図である。 図128Aは、図126に示すチップ部品の製造方法を示す断面図である。 図128Bは、図127Aの次の工程を示す断面図である。 図128Cは、図127Bの次の工程を示す断面図である。 図128Dは、図127Cの次の工程を示す断面図である。
以下では、本発明の実施形態および参考例(第1〜第8参考例)に係る形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るチップ部品1の模式的な斜視図である。なお、図1では、説明の便宜上、後述する第1および第2接続電極3,4をクロスハッチングで示している。
チップ部品1は、微小なチップ部品であり、図1に示すように、略直方体形状をなしている。チップ部品1の平面形状は、たとえば長辺81に沿う長さL1が0.6mm以下、短辺82に沿う長さW1が0.3mm以下の矩形(0603チップ)であってもよいし、長辺81に沿う長さL1が0.4mm以下、短辺82に沿う長さW1が0.2mm以下の矩形(0402チップ)であってもよい。より好ましくは、チップ部品1の寸法に関し、長辺81に沿う長さL1が0.3mm、短辺82に沿う長さW1が0.15mmの矩形(03015チップ)である。チップ部品1の厚さT1は、たとえば0.1mmである。
チップ部品1は、チップ部品1の本体を構成する基板2と、第1および第2接続電極3,4と、第1および第2接続電極3,4によって外部接続される回路素子が選択的に形成される素子領域5とを主に備えている。
基板2は、略直方体のチップ形状である。基板2において図1における上面をなす一つの表面は、素子形成面2Aである。素子形成面2Aは、基板2において回路素子が形成される表面であり、略長方形状である。基板2の厚さ方向において素子形成面2Aとは反対側の面は、裏面2Bである。素子形成面2Aと裏面2Bとは、略同寸法かつ同形状であり、互いに平行である。素子形成面2Aにおける一対の長辺81および短辺82によって区画された矩形状の縁を、周縁部85ということにし、裏面2Bにおける一対の長辺81および短辺82によって区画された矩形状の縁を、周縁部90ということにする。素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見ると、周縁部85と周縁部90とは、重なっている。
基板2は、素子形成面2Aおよび裏面2B以外の表面として、複数の側面(側面2C、側面2D、側面2Eおよび側面2F)を有している。当該複数の側面2C〜2Fは、素子形成面2Aおよび裏面2Bのそれぞれに交差(詳しくは、直交)して延びて、素子形成面2Aおよび裏面2Bの間を繋いでいる。
側面2Cは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向一方側(図1における左手前側)の短辺82間に架設されていて、側面2Dは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向他方側(図1における右奥側)の短辺82間に架設されている。側面2Cおよび側面2Dは、当該長手方向における基板2の両端面である。側面2Eは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向一方側(図1における左奥側)の長辺81間に架設されていて、側面2Fは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向他方側(図1における右手前側)の長辺81間に架設されている。側面2Eおよび側面2Fは、当該短手方向における基板2の両端面である。側面2Cおよび側面2Dのそれぞれは、側面2Eおよび側面2Fのそれぞれと交差(詳しくは、直交)している。そのため、素子形成面2A〜側面2Fにおいて隣り合うもの同士が直角をなしている。
素子形成面2Aは、その長手方向において、第1接続電極3が形成される一端部と、第2接続電極4が形成される他端部とを含む。素子形成面2Aの一端部は、基板2の側面2D側の端部であり、素子形成面2Aの他端部は、基板2の側面2C側の端部である。素子形成面2Aの他端部には、貫通孔6が形成されている。貫通孔6は、素子形成面2Aから厚さ方向に向かって裏面2Bを貫通している。
貫通孔6は、平面視略矩形状に形成されており、隣接する面同士が互いに直角に交わる4つの壁面66を有している。4つの壁面66は、素子形成面2Aと裏面2Bとの間に架設されており、基板2の素子形成面2Aおよび裏面2Bと直角をなすように形成されている。貫通孔6の基板2の長辺81に沿う方向の長さは、0.025μm〜0.05mmであり、貫通孔6の短辺82に沿う方向の長さは、0.5μm〜0.1mmであることが好ましい。
なお、本実施形態では、平面視略矩形状の貫通孔6が形成されている例について説明するが、貫通孔6は、平面視円形状、平面視多角形状等の任意の形状であってもよい。
基板2では、素子形成面2A、側面2C〜2F、および貫通孔6の壁面66のそれぞれの全域がパッシベーション膜23で覆われている。そのため、厳密には、図1では、素子形成面2A、側面2C〜2F、および貫通孔6の壁面66のそれぞれの全域は、パッシベーション膜23の内側(裏側)に位置していて、外部に露出されていない。さらに、チップ部品1は、樹脂膜24を有している。樹脂膜24は、素子形成面2A上のパッシベーション膜23の全域(周縁部85およびその内側領域)を覆っている。パッシベーション膜23および樹脂膜24については、以降で詳説する。
第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2Aの一端部と、他端部とに配置されており、互いに間隔を開けて形成されている。
第1接続電極3は、平面視における4辺をなす一対の長辺3Aおよび一対の短辺3B、ならびに周縁部86を有している。第1接続電極3の長辺3Aと短辺3Bとは平面視において直交している。第1接続電極3の周縁部86は、基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2C,2E,2Fに跨るように一体的に形成されている。本実施形態では、周縁部86は、基板2の側面2C,2E,2F同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。
一方、第2接続電極4は、平面視における4辺をなす一対の長辺4Aおよび一対の短辺4Bと、周縁部87と、開口部63とを含む。第2接続電極4の長辺4Aと短辺4Bとは平面視において直交している。第2接続電極4の周縁部87は、基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2D,2E,2Fに跨るように一体的に形成されている。本実施形態では、周縁部87は、基板2の側面2D,2E,2F同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。
本実施形態では、第2接続電極4の中央部に開口部63が形成されている。すなわち、前述の貫通孔6は、第2接続電極4の中央部に開口部63が形成される部分に形成されている。第2接続電極4の開口部63は、基板2に形成された貫通孔6の壁面66を覆うように、素子形成面2Aおよび当該壁面66に跨るように一体的に形成されている。これにより、第2接続電極4における貫通孔6が形成された領域は、貫通孔6と同程度の大きさの開口部63によって開放されており、貫通孔6(貫通孔6の壁面66)が当該開口部63から外部に露出している。このように、第2接続電極4は、平面視において第1接続電極3よりも小さい面積で相異なる形状に形成されている。
なお、基板2は、各コーナー部11が平面視で面取りされたラウンド形状となっていてもよい。この場合、チップ部品1の製造工程や実装時におけるチッピングを抑制できる構造となる。
素子領域5には、回路素子が形成されている。回路素子は、基板2の素子形成面2Aにおける第1接続電極3と第2接続電極4との間の領域に形成されていて、パッシベーション膜23および樹脂膜24によって上から被覆されている。
図2は、図1に示すチップ部品1の平面図である。図3は、図2に示す切断面線III−IIIから見た断面図である。図4は、図2に示す切断面線IV−IVから見た断面図である。
チップ部品1は、基板2と、基板2に形成された複数のダイオードセルD101〜D104と、これらの複数のダイオードセルD101〜D104を並列に接続するカソード電極膜103およびアノード電極膜104とを含む。カソード電極膜103には、第1接続電極3が接続され、アノード電極膜104には、第2接続電極4が接続されている。つまり、本実施形態では、第1接続電極3はカソード電極であり、第2接続電極4はアノード電極である。したがって、図1において説明した貫通孔6(開口部63)は、本実施形態では、第2接続電極4の極性方向を示すアノードマークAM1として機能する。
基板2は、本実施形態では、p型の半導体基板(たとえばシリコン基板)である。基板2の両端部に、第1接続電極3との接続のためのカソードパッド105と、第2接続電極4との接続のためのアノードパッド106とが配置されている。これらのパッド105,106の間(すなわち、素子領域5)に、ダイオードセル領域107が設けられている。
ダイオードセル領域107は、本実施形態では、矩形に形成されている。ダイオードセル領域107内に、複数のダイオードセルD101〜D104が配置されている。複数のダイオードセルD101〜D104は、本実施形態では4個設けられており、基板2の長手方向および短手方向に沿って、マトリックス状に等間隔で二次元配列されている。
図5は、図1に示すチップ部品において、カソード電極膜103およびアノード電極膜104ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板2の表面の構造を示す平面図である。ダイオードセルD101〜D104の各領域内には、それぞれ、p型の基板2の表層領域にn型領域110が形成されている。n型領域110は、個々のダイオードセル毎に分離されている。これにより、ダイオードセルD101〜D104は、ダイオードセル毎に分離されたpn接合領域111をそれぞれ有している。
複数のダイオードセルD101〜D104は、本実施形態では等しい大きさおよび等しい形状、具体的には矩形形状に形成されており、各ダイオードセルの矩形領域内に、多角形形状のn型領域110が形成されている。本実施形態では、n型領域110は、正八角形に形成されており、ダイオードセルD101〜D104の矩形領域を形成する4辺にそれぞれ沿う4つの辺と、ダイオードセルD101〜D104の矩形領域の4つの角部にそれぞれ対向する別の4つの辺とを有している。基板2の表層領域には、さらに、n型領域110から所定の間隔を空けて分離された状態でp型領域112が形成されている。p型領域112は、ダイオードセル領域107内において、カソード電極膜103が配置される領域を回避したパターンに形成されている。
図3および図4に示されているように、基板2の表面には、酸化膜等からなる絶縁膜115(図1および図2では図示省略)が形成されている。絶縁膜115には、ダイオードセルD101〜D104のそれぞれのn型領域110の表面を露出させるコンタクト孔116と、p型領域112を露出させるコンタクト孔117とが形成されている。絶縁膜115の表面には、カソード電極膜103およびアノード電極膜104が形成されている。
カソード電極膜103は、絶縁膜115の表面からコンタクト孔116内に入り込み、このコンタクト孔116内でダイオードセルD101〜D104の各n型領域110との間でオーミック接触を形成している。アノード電極膜104は、絶縁膜115の表面からコンタクト孔117の内方へと延びており、コンタクト孔117内でp型領域112との間でオーミック接触を形成している。カソード電極膜103およびアノード電極膜104は、本実施形態では、同じ材料からなる電極膜からなっている。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104としては、Ti膜を下層としAl膜を上層としたTi/Al積層膜や、AlCu膜を適用できる。その他、AlSi膜を電極膜として用いることもできる。AlSi膜を用いると、基板2の表面にp型領域112を設けることなく、アノード電極膜104と基板2との間でオーミック接触を形成することができる。したがって、p型領域112を形成するための工程を省くことができる。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104の間は、スリット118によって分離されている。本実施形態では、スリット118は、ダイオードセルD101〜D104のn型領域110を縁取るように、n型領域110の平面形状と整合する枠形状(すなわち正八角形枠状)に形成されている。それに応じて、カソード電極膜103は、n型領域110の形状に整合する平面形状(すなわち正八角形形状)のセル接合部103aを各ダイオードセルD101〜D104の領域に有し、当該セル接合部103aの間が直線状の架橋部103bによって連絡されており、さらに、直線状の別の架橋部103cによってカソードパッド105の直下に形成された大きな矩形形状の外部接続部103dへと接続されている。一方、アノード電極膜104は、略一定の幅のスリット118に対応した間隔を開けて、カソード電極膜103を取り囲むように、絶縁膜115の表面に形成されていて、アノードパッド106の直下の矩形領域へ延びて一体的に形成されている。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104は、たとえば窒化膜(SiN膜)からなるパッシベーション膜23(図1および図2では図示省略)によって覆われており、さらにパッシベーション膜23の上にはポリイミド等の樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、カソードパッド105を選択的に露出させる切欠部122と、アノードパッド106を露出させる切欠部123とが形成されている。そして、前述の第1および第2接続電極3,4が対応するパッド105,106に接続されている。
第1接続電極3は、Ni層33、Pd層34およびAu層35を素子形成面2A側および側面2C,2E,2F側からこの順で有している。すなわち、第1接続電極3は、素子形成面2A上の領域だけでなく、側面2C,2E,2F上の領域においても、Ni層33、Pd層34およびAu層35からなる積層構造を有している。そのため、第1接続電極3において、Ni層33とAu層35との間にPd層34が介装されている。第1接続電極3において、Ni層33は各接続電極の大部分を占めており、Pd層34およびAu層35は、Ni層33に比べて格段に薄く形成されている。Ni層33は、チップ部品1が実装基板に実装された際に、各パッド105,106におけるカソード電極膜103およびアノード電極膜104(たとえば、各電極膜103,104のAl)と、はんだとを中継する役割を有している。
一方、第2接続電極4にも同様の構成で、Ni層33、Pd層34およびAu層35が形成されている。第2接続電極4では、Ni層33、Pd層34およびAu層35を素子形成面2A側、側面2D,2E,2F側、および貫通孔6の壁面66側からこの順で有している。すなわち、第2接続電極4は、素子形成面2A上の領域および側面2D,2E,2F上の領域に加えて、貫通孔の壁面66上の領域からNi層33、Pd層34およびAu層35からなる積層構造を有している。
このように、第1および第2接続電極3,4では、Ni層33の表面がAu層35によって覆われているので、Ni層33が酸化することを防止できる。また、第1および第2接続電極3,4では、Au層35を薄くすることによってAu層35に貫通孔(ピンホール)ができてしまっても、Ni層33とAu層35との間に介装されたPd層34が当該貫通孔を塞いでいるので、当該貫通孔からNi層33が外部に露出されて酸化することを防止できる。
そして、第1および第2接続電極3,4のそれぞれでは、Au層35が、最表面に露出している。第1接続電極3は、一方の切欠部122を介して、この切欠部122におけるカソードパッド105においてカソード電極膜103に対して電気的に接続されている。第2接続電極4は、他方の切欠部123を介して、この切欠部123におけるアノードパッド106においてアノード電極膜104に対して電気的に接続されている。第1および第2接続電極3,4のそれぞれでは、Ni層33が各パッド105,106に対して接続されている。これにより、第1および第2接続電極3,4のそれぞれは、各ダイオードセルD101〜D104に対して電気的に接続されている。
このように、切欠部122,123が形成された樹脂膜24およびパッシベーション膜23は、切欠部122,123から第1および第2接続電極3,4を露出させた状態で素子形成面2Aを覆っている。そのため、樹脂膜24の表面において切欠部122,123からはみ出した(突出した)第1および第2接続電極3,4を介して、チップ部品1と実装基板との間における電気的接続を達成できる。
各ダイオードセルD101〜D104では、p型の基板2とn型領域110との間にpn接合領域111が形成されており、したがって、それぞれpn接合ダイオードが形成されている。そして、複数のダイオードセルD101〜D104のn型領域110がカソード電極膜103に共通に接続され、ダイオードセルD101〜D104の共通のp型領域であるp型の基板2がp型領域112を介してアノード電極膜104に共通に接続されている。これによって、基板2上に形成された複数のダイオードセルD101〜D104は、全て並列に接続されている。
図6は、図1に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。ダイオードセルD101〜D104によってそれぞれ構成されるpn接合ダイオードは、カソード側が第1接続電極3(カソード電極膜103)によって共通接続され、アノード側が第2接続電極4(アノード電極膜104)によって共通接続されることによって、全て並列に接続されており、これによって、全体として1つのダイオードとして機能する。
本実施形態の構成によれば、チップ部品1は複数のダイオードセルD101〜D104を有しており、各ダイオードセルD101〜D104がpn接合領域111を有している。pn接合領域111は、ダイオードセルD101〜D104毎に分離されている。そのため、チップ部品1は、pn接合領域111の周囲長、すなわち、基板2におけるn型領域110の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域111の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、ESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品1を小型に形成する場合であっても、pn接合領域111の総周囲長を大きくすることができるから、チップ部品1の小型化とESD耐量の確保とを両立することができる。
図7は、同面積の基板上に形成するダイオードセルの大きさおよび/またはダイオードセルの個数を様々に設定して、pn接合領域の周囲長の合計(総延長)を異ならせた複数のサンプルについてESD耐量を測定した実験結果を示す。この実験結果から、pn接合領域の周囲長が長くなるほど、ESD耐量が大きくなることが分かる。4個以上のダイオードセルを基板上に形成した場合に、8キロボルトを超えるESD耐量を実現することができた。
次に、図8A〜図8Hを参照して、チップ部品1の製造方法について詳説する。
まず、図8Aに示すように、基板2の元となるp型の基板30を用意する。この場合、基板30の表面30Aは、基板2の素子形成面2Aであり、基板30の裏面30Bは、基板2の裏面2Bである。この基板30の表面30A側に、ダイオードセルD101〜D104が単位素子として、互いに間隔を空けて複数形成される。
基板30を用意した後、基板30の表面に熱酸化膜等の絶縁膜115が形成され、その上にレジストマスクを形成する。このレジストマスクを介するn型不純物(たとえば燐)のイオン注入または拡散によって、n型領域110が形成される。さらに、p型領域112に整合する開口を有する別のレジストマスクが形成され、このレジストマスクを介するp型不純物(たとえば砒素)のイオン注入または拡散によって、p型領域112が形成される。これにより、ダイオードセルD101〜D104が形成される。
レジストマスクを剥離し、必要に応じて絶縁膜115を厚膜化(たとえばCVDにより厚膜化)した後、コンタクト孔116,117に整合する開口を有するさらに別のレジストマスクが絶縁膜115の上に形成される。このレジストマスクを介するエッチングによって、絶縁膜115にコンタクト孔116,117が形成される。
次に、図8Bに示すように、たとえばスパッタリングによって、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を構成する電極膜が絶縁膜115上に形成される。そして、この電極膜上に、スリット118に対応する開口パターンを有するレジスト膜が形成され、このレジスト膜を介するエッチングによって、電極膜にスリット118が形成される。これにより、前記電極膜がカソード電極膜103およびアノード電極膜104に分離される。
次に、図8Cに示すように、レジスト膜を剥離した後、たとえばCVD法によって窒化膜(SiN膜)等のパッシベーション膜23が形成され、さらにポリイミド等を塗布することにより樹脂膜24が形成される。そして、これらのパッシベーション膜23および樹脂膜24に対して、フォトリソグラフィを利用したエッチングを施すことにより、切欠部122,123が形成される。
次に、図8Dに示すように、基板30の表面30Aの全域に亘ってレジストパターン41を形成する。レジストパターン41には、後述する溝45および貫通孔用の溝46を形成すべき領域に、開口42と、開口43とが選択的に形成されている。
図9は、図8Dの工程において溝45および貫通孔用の溝46を形成するために用いられるレジストパターン41の一部の模式的な平面図である。なお、図9では、説明の便宜上、レジストパターン41が形成された領域をクロスハッチングで示している。
図9を参照して、レジストパターン41の開口42は、直線部分42A,42Bを含む。直線部分42A,42Bは、平面視で互いに隣り合うダイオードセルD101〜D104を含む領域が平面視格子状に配列されるように、互いに直交した状態を保ちながらつながっている。つまり、直線部分42A,42Bは、ダイオードセルD101〜D104を含む領域を、チップ部品1となるチップ領域48として平面視格子状に区画している。
一方、開口43は、チップ領域48において、貫通孔用の溝46(貫通孔6)を形成すべき領域を選択的に露出させるように形成されている。
次に、図8Eに示すように、レジストパターン41をマスクとするプラズマエッチングにより、基板30を選択的に除去する。これにより、平面視においてレジストパターン41の開口42および開口43と一致する位置には、基板30の表面30Aから基板30の厚さ途中まで到達する所定深さの溝45および貫通孔用の溝46が形成される。溝45は、互いに対向する一対の側壁と、当該一対の側壁の下端(基板30の裏面30B側の端)の間を結ぶ底壁とによって区画されている。一方、貫通孔用の溝46は、4つの壁面と当該4つの壁面の下端(基板30の裏面30B側の端)の間を結ぶ底壁とによって区画されている。
基板30における溝45および貫通孔用の溝46の全体形状は、平面視でレジストパターン41の開口42(直線部分42A,42B)および開口43と一致する形状になっている。基板30においてダイオードセルD101〜D104が形成された部分は、チップ部品1の半製品50である。基板30の表面30Aでは、溝45に区画された各チップ領域48に半製品50が1つずつ位置していて、これらの半製品50は、行列状に整列配置されている。溝45および貫通孔用の溝46が形成された後、レジストパターン41を除去する。レジストパターン41を除去した後、ダイオードセルD101〜D104のプロービング(電気テスト)を実施してもよい。
次に、図8Fに示すように、CVD法によって、SiNからなる絶縁膜47を、基板30の表面30Aの全域に亘って形成する。このとき、溝45および貫通孔用の溝46の内周面(前述した側壁や底壁)の全域にも絶縁膜47が形成される。次に、溝45および貫通孔用の溝46の内周面以外の領域に形成された絶縁膜47を選択的にエッチングする。
次に、図8Gに示すように、図10に示す工程によって、各切欠部122,123から露出したカソードパッド105およびアノードパッド106(カソード電極膜103およびアノード電極膜104)からNi、PdおよびAuを順にめっき成長させる。めっきは、各めっき膜が表面30Aに沿う横方向に成長し、溝45および貫通孔用の溝46の側壁上の絶縁膜47を覆うまで続けられる。これにより、Ni/Pd/Au積層膜からなる第1および第2接続電極3,4を形成する。
図10は、第1および第2接続電極3,4の製造工程を説明するための図である。
まず、カソードパッド105およびアノードパッド106の表面が浄化されることで、当該表面の有機物(炭素のしみ等のスマットや油脂性の汚れも含む)が除去(脱脂)される(ステップS1)。次に、当該表面の酸化膜が除去される(ステップS2)。次に、当該表面においてジンケート処理が実施されて、当該表面における(電極膜の)AlがZnに置換される(ステップS3)。次に、当該表面上のZnが硝酸等で剥離されて、各パッド105,106では、新しいAlが露出される(ステップS4)。
次に、各パッド105,106をめっき液に浸けることによって、各パッド105,106における新しいAlの表面にNiめっきが施される。これにより、めっき液中のNiが化学的に還元析出されて、当該表面にNi層33が形成される(ステップS5)。
次に、Ni層33を別のめっき液に浸けることによって、当該Ni層33の表面にPdめっきが施される。これにより、めっき液中のPdが化学的に還元析出されて、当該Ni層33の表面にPd層34が形成される(ステップS6)。
次に、Pd層34をさらに別のめっき液に浸けることによって、当該Pd層34の表面にAuめっきが施される。これにより、めっき液中のAuが化学的に還元析出されて、当該Pd層34の表面にAu層35が形成される(ステップS7)。これによって、第1および第2接続電極3,4が形成され、形成後の第1および第2接続電極3,4を乾燥させると(ステップS8)、第1および第2接続電極3,4の製造工程が完了する。なお、前後するステップの間には、半製品50を水で洗浄する工程が適宜実施される。また、ジンケート処理は複数回実施されてもよい。
以上のように、第1および第2接続電極3,4を無電解めっきによって形成するので、電極材料であるNi,PdおよびAlを絶縁膜47上にも良好にめっき成長させることができる。また、第1および第2接続電極3,4を電解めっきによって形成する場合に比べて、第1および第2接続電極3,4についての形成工程の工程数(たとえば、電解めっきで必要となるリソグラフィ工程やレジストマスクの剥離工程等)を削減してチップ部品1の生産性を向上できる。さらに、無電解めっきの場合には、電解めっきで必要とされるレジストマスクが不要であることから、レジストマスクの位置ずれによる第1および第2接続電極3,4についての形成位置にずれが生じないので、第1および第2接続電極3,4の形成位置精度を向上して歩留まりを向上できる。
また、この方法では、カソードパッド105およびアノードパッド106(カソード電極膜103およびアノード電極膜104)が切欠部122,123から露出していて、各パッド105,106から溝45および貫通孔用の溝46までめっき成長の妨げになるものがない。そのため、各パッド105,106から溝45および貫通孔用の溝46まで直線的にめっき成長させることができる。その結果、電極の形成にかかる時間の短縮を図ることができる。
このように第1および第2接続電極3,4が形成された後に、基板30が裏面30Bから研削される。
具体的には、図8Hに示すように、溝45および貫通孔用の溝46を形成した後に、PET(ポリエチレンテレフタレート)からなる薄板状であって粘着面72を有する支持テープ71が、粘着面72において、各半製品50における第1および第2接続電極3,4側(つまり、表面30A)に貼着される。これにより、各半製品50が支持テープ71に支持される。ここで、支持テープ71として、たとえば、ラミネートテープを用いることができる。
各半製品50が支持テープ71に支持された状態で、基板30を裏面30B側から研削する。研削によって、溝45および貫通孔用の溝46の底壁の上面に達するまで基板30が薄型化されると、隣り合う半製品50を連結するものがなくなるので、溝45を境界として基板30が分割され、貫通孔用の溝46が基板2の貫通孔6として形成される。これにより、半製品50が個別に分離してチップ部品1の完成品となる。つまり、溝45および貫通孔用の溝46において基板30が切断(分断)され、これによって、貫通孔6を有する個々のチップ部品1が切り出される。なお、基板30を裏面30B側から溝45および貫通孔用の溝46の底壁までエッチングすることによってチップ部品1を切り出しても構わない。
完成した各チップ部品1では、溝45の側壁をなしていた部分が、基板2の側面2C〜2Fのいずれかとなり、また、貫通孔用の溝46の側壁をなしていた部分が、貫通孔6の壁面66となり、また、基板30の裏面30Bが裏面2Bとなる。つまり、エッチングによって溝45および貫通孔用の溝46を形成する工程(図8E参照)は、側面2C〜2F、および貫通孔6を形成する工程に含まれる。なお、溝45および貫通孔用の溝46に絶縁膜47の一部は、前述したパッシベーション膜23の一部となる。
以上のように、溝45および貫通孔用の溝46を形成してから基板30を裏面30B側から研削すれば、基板30に形成された複数のチップ部品1を一斉に個々に分割できる(複数のチップ部品1の個片を一度に得ることができる)とともに、貫通孔6を同時に形成できる。よって、複数のチップ部品1の製造時間の短縮によってチップ部品1の生産性の向上を図ることができる。
なお、完成したチップ部品1における基板2の裏面2Bを研磨やエッチングすることによって鏡面化して裏面2Bを綺麗にしてもよい。むろん、完成したチップ部品1に対して、ダイオードセルD101〜D104のプロービング(電気テスト)を実施してもよい。
図11A〜図11Dは、図8Hの工程後におけるチップ部品1の回収工程を示す図解的な断面図である。
図11Aでは、個片化された複数のチップ部品1が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図11Bに示すように、各チップ部品1の基板2の裏面2Bに対して、熱発泡シート73を貼着する。熱発泡シート73は、シート状のシート本体74と、シート本体74内に練り込まれた多数の発泡粒子75とを含んでいる。
シート本体74の粘着力は、支持テープ71の粘着面72における粘着力よりも強い。そこで、各チップ部品1の基板2の裏面2Bに熱発泡シート73を貼着した後に、図11Cに示すように、支持テープ71を各チップ部品1から引き剥がして、チップ部品1を熱発泡シート73に転写する。このとき、支持テープ71に紫外線を照射すると(図11Bの点線矢印参照)、粘着面72の粘着性が低下するので、支持テープ71が各チップ部品1から剥がれやすくなる。
次に、熱発泡シート73を加熱する。これにより、図11Dに示すように、熱発泡シート73では、シート本体74内の各発泡粒子75が発泡してシート本体74の表面から膨出する。その結果、熱発泡シート73と各チップ部品1の基板2の裏面2Bとの接触面積が小さくなり、全てのチップ部品1が熱発泡シート73から自然に剥がれる(脱落する)。このように回収されたチップ部品1は、エンボスキャリアテープ(図示せず)に形成された収容空間に収容される。この場合、支持テープ71または熱発泡シート73からチップ部品1を1つずつ引き剥がす場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。もちろん、複数のチップ部品1が支持テープ71にくっついた状態で(図11A参照)、熱発泡シート73を用いずに、支持テープ71からチップ部品1を所定個数ずつ直接引き剥がしてもよい。チップ部品1が収容されたエンボスキャリアテープは、その後、自動実装機に収納される。チップ部品1は、自動実装機に備えられた吸着ノズル76により吸着されて個々回収され、その後、実装基板9に実装される。
各チップ部品1の回収工程は、図12A〜図12Cに示す別の方法によっても行うことができる。
図12A〜図12Cは、図8Hの工程後におけるチップ部品1の回収工程(変形例)を示す図解的な断面図である。
図12Aでは、図11Aと同様に、個片化された複数のチップ部品1が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図12Bに示すように、各チップ部品1の基板2の裏面2Bに転写テープ77を貼着する。転写テープ77は、支持テープ71の粘着面72よりも強い粘着力を有する。そこで、図12Cに示すように、各チップ部品1に転写テープ77を貼着した後に、支持テープ71を各チップ部品1から引き剥がす。この際、前述したように、粘着面72の粘着性を低下させるために支持テープ71に紫外線(図12Bの点線矢印参照)を照射してもよい。
転写テープ77の両端には、自動実装機に設置されたフレーム78が貼り付けられている。両側のフレーム78は、互いが接近する方向または離間する方向に移動できる。支持テープ71を各チップ部品1から引き剥がした後に、両側のフレーム78を互いが離間する方向に移動させると、転写テープ77が伸張して薄くなる。これによって、転写テープ77の粘着力が低下するので、各チップ部品1が転写テープ77から剥がれやすくなる。この状態で、自動実装機の吸着ノズル76をチップ部品1の素子形成面2A側に向けると、自動実装機(吸着ノズル76)が発生する吸着力によって、チップ部品1が転写テープ77から引き剥がされて吸着ノズル76に吸着される。この際、図12Cに示す突起79によって、吸着ノズル76とは反対側から転写テープ77越しにチップ部品1を吸着ノズル76側へ突き上げると、チップ部品1を転写テープ77から円滑に引き剥がすことができる。
図13は、チップ部品1が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100をチップ部品1の長手方向に沿って切断したときの模式的な断面図である。図14は、実装基板9に実装された状態のチップ部品1を素子形成面2A側から見た模式的な平面図である。
図13に示すように、チップ部品1は、実装基板9に実装される。この状態におけるチップ部品1および実装基板9は、回路アセンブリ100を構成している。図13における実装基板9の上面は、実装面9Aである。実装面9Aには、実装基板9の内部回路(図示せず)に接続された一対(2つ)のランド88が形成されている。各ランド88は、たとえば、Cuからなる。各ランド88の表面には、はんだ13が当該表面から突出するように設けられている。
自動実装機は、チップ部品1を吸着した状態で吸着ノズル76を実装基板9まで移動させる。このとき、吸着ノズル76は、裏面2Bの長手方向における略中央部分に吸着する。前述したように、第1および第2接続電極3,4は、チップ部品1の片面(素子形成面2A)および側面2C〜2Fにおける素子形成面2A側の端部だけに設けられており、かつ基板2の貫通孔6は、チップ部品1の略中央部分を避けた位置に形成されている。したがって、基板2の裏面2Bの略中央部分には、第1および第2接続電極3,4および貫通孔6(凹凸)がない平坦面(吸着ノズル76によって吸着される平坦な吸着面)が形成されている。
よって、吸着ノズル76をチップ部品1に吸着して移動させる場合に、平坦な裏面2Bに吸着ノズル76を吸着させることができる。換言すれば、平坦な裏面2Bであれば、吸着ノズル76が吸着できる部分のマージンを増やすことができる。これによって、吸着ノズル76をチップ部品1に確実に吸着させ、チップ部品1を途中で吸着ノズル76から脱落させることなく実装基板9上まで搬送できる。実装基板9上では、チップ部品1の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが互いに対向する。この状態で、吸着ノズル76を下降させて実装基板9に押し付け、チップ部品1において、第1接続電極3を一方のランド88のはんだ13に接触させ、第2接続電極4を他方のランド88のはんだ13に接触させる。
次に、リフロー工程により、はんだ13を加熱すると、はんだ13が溶融する。その後、はんだ13が冷却されて固まると、第1接続電極3と当該一方のランド88とがはんだ13を介して接合し、第2接続電極4と当該他方のランド88とがはんだ13を介して接合する。つまり、二つのランド88のそれぞれが、第1および第2接続電極3,4において対応する電極にはんだ接合される。これにより、実装基板9へのチップ部品1の実装(フリップチップ接続)が完了して、回路アセンブリ100が完成する。このとき、チップ部品1の外部接続電極として機能する第1および第2接続電極3,4の最表面には、Au層35(金メッキ)が形成されている。そのため、チップ部品1を実装基板9に実装する際に、優れたはんだ濡れ性と、高い信頼性とを達成できる。
完成状態の回路アセンブリ100では、チップ部品1の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが、隙間を隔てて対向しつつ、平行に延びている(図14も参照)。当該隙間の寸法は、第1接続電極3または第2接続電極4において素子形成面2Aから突き出た部分の厚みとはんだ13の厚さとの合計に相当する。
図13に示すように、断面視においては、たとえば、第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2A上の表面部分と側面2C〜2F上の側面部分とが一体的になって略L字状に形成されている。そのため、図14に示すように、実装面9A(素子形成面2A)の法線方向(これらの面に直交する方向)から回路アセンブリ100(厳密には、チップ部品1と実装基板9との接合部分)を見てみると、第1接続電極3と一方のランド88とを接合するはんだ13は、第1接続電極3の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。同様に、第2接続電極4と他方のランド88とを接合するはんだ13も、第2接続電極4の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。
このように、チップ部品1では、第1接続電極3が基板2の側面2C,2E,2Fを一体的に覆うように形成され、第2接続電極4が基板2の側面2D,2E,2Fを一体的に覆うように形成されている。すなわち、基板2の素子形成面2Aに加えて側面2C〜2Fにも電極が形成されているので、チップ部品1を実装基板9にはんだ付けする際の接着面積を拡大できる。その結果、第1および第2接続電極3,4に対するはんだ13の吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。
また、図14に示すように、はんだ13が基板2の素子形成面2Aから側面2C〜2Fに回り込むように吸着する。したがって実装状態において、第1接続電極3を側面2C,2E,2Fではんだ13によって保持し、第2接続電極4を側面2D,2E,2Fではんだ13によって保持することによって、矩形状のチップ部品1の全ての側面2C〜2Fをはんだ13で固定できる。これにより、チップ部品1の実装形状を安定化させることができる。
チップ部品1が実装基板9に実装された回路アセンブリ100は、基板外観検査工程を経て「良品」と判定されたものだけが出荷される。基板外観検査工程では、検査装置としての自動光学検査装置(AOI:Automatic Optical Inspection Machine)91によって、判定項目として、実装基板9のはんだ付けの状態検査、チップ部品1の極性検査等が実施される。
図15は、図1に示すチップ部品1の極性検査工程を説明するための図である。図16は、実装基板9に実装された状態の参考例に係るチップ部品10を裏面2B側から見た模式的な平面図である。なお、図15は、チップ部品1が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100をチップ部品1の長手方向に沿って切断したときの模式的な断面図を示している。
自動光学検査装置91は、検査対象物に光を照射し、検査対象物から反射された光によって検出された映像情報から「良品」、「不良品」を判定する装置である。より具体的に、図15に示すように、自動光学検査装置91における部品検出位置Pでは、回路アセンブリ100の直上に部品認識カメラ14と、複数の光源15とが配置されている。複数の光源15は、当該部品認識カメラ14の周囲にそれぞれ配置されている。回路アセンブリ100が部品検出位置Pに載置されると、自動光学検査装置91は、光源15からチップ部品1の裏面2Bに向けて光を斜め方向に照射し、そして、当該チップ部品1の裏面2Bによって反射された反射光を部品認識カメラ14によって検出する。
ここで、図16に示すように、参考例に係るチップ部品10には、基板2に貫通孔6が形成されておらず、裏面2Bに標印としてのアノードマークAM2が形成(印字)されている。このような標印は、チップ部品10の裏面2Bに紫外線やレーザ等を照射する標印装置によって形成されている。
参考例に係るチップ部品10の極性検査は、たとえば、アノードマークAM2(標印)が、自動光学検査装置91の所定位置にある極性検査ウィンドウに予め設定された値以上の色(たとえば、白色や水色等)で検出されるか否かによって行われ、検出された場合に「良品」と判定される。
しかしながら、参考例に係るチップ部品10は、必ずしも水平な姿勢で実装基板9に実装されるわけではなく、時には傾いた姿勢で実装基板9に実装される場合がある。この場合、その傾斜角度によっては、光源15から参考例に係るチップ部品10に照射された光の一部が極性検査ウィンドウ外に反射したり、入射光に対する反射光の波長が変化し、検出される色が設定値以下の色として認識(誤認識)されたりすることがある。その結果、第1および第2接続電極3,4の極性方向が誤っていないにも関わらず、「不良品」と判定されるという不具合がある。このような問題は、参考例に係るチップ部品10の裏面2Bの鏡面性が高いほど顕著になる。
このような誤認識を防止するためには、自動光学検査装置91の検出系統(部品認識カメラ14等)や照明系統(光源15等)を検査対象物毎に最適化して検査精度を上げなければならず、外観検査のために余計な労力が必要になって生産性が低下する。しかも、今後益々小型のチップ部品が要望されるようになると、その労力が過大になってしまう。
これに対して、本発明に係るチップ部品1には、図1および図2に示すように、基板2には、アノードマークAM1としての貫通孔6が形成されている。そのため、チップ部品1が実装基板9に実装された際に、貫通孔6の位置に基づいて第1および第2接続電極3,4のそれぞれの位置を確認することができる。これにより、第1および第2接続電極3,4の極性方向を簡単に判定することができる。しかも、その極性判定は、自動光学検査装置91で検出される明るさや色合いに基づいて行われるものではなく、実装基板9に対するチップ部品1の傾きが変わっても不変な貫通孔6の形状に基づいて行われる。したがって、極性検査工程において、たとえチップ部品1が傾いた姿勢で実装された実装基板9や、水平な姿勢で実装された実装基板9が混在する場合であっても、貫通孔6(貫通孔6の外観形状)に基づくことによって、実装基板9毎に自動光学検査装置91の検出系統(部品認識カメラ14等)を最適化することなしに、安定した品質で極性方向を判定することができる。
また、極性方向を判定するための指標として、チップ部品の表面や裏面に標印を形成する必要がないため、紫外線やレーザ等の照射によってチップ部品に標印を形成するための標印装置を使用する必要もない。そのため、チップ部品の製造工程を簡略化できるとともに、設備投資を削減できる。これにより、生産性の向上を図ることもできる。
また、チップ部品1の裏面2Bの鏡面性を高くしても、自動光学検査装置91から裏面2Bに入射した光を効率よく反射させることができる。そのため、実装基板9に対するチップ部品1の傾き具合が異なる様々な実装基板9を検査する場合に、ある傾きを他の傾きと区別するための情報(反射光の明るさや色合い)を、自動光学検査装置91に良好に反映させることができる。その結果、チップ部品1の傾きを良好に検出することができる。とくに、本発明では、極性方向の判定の指標としてチップ部品1からの反射光の情報を省略できるので、このような裏面2Bの鏡面化によってチップ部品1の極性方向の判定精度が低下することを防止することができる。
なお、チップ部品1を実装基板9に実装する際に、自動実装機等による表裏判定工程および極性判定工程を行ってもよい。この場合、チップ部品1には、互いに相異なる形状、面積を有する第1および第2接続電極3,4が形成されているので、第1および第2接続電極3,4の形状に基いて、チップ部品1の表裏判定および極性判定ができる。
以上のように、チップ部品1の構成によれば、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定できるので、チップ部品1の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する回路アセンブリ100を提供できる。また、このような回路アセンブリ100を含む電子機器を提供できる。
<第2実施形態>
図17は、本発明の第2実施形態に係るチップ部品201の構成を説明するための平面図である。図18は、図17に示す切断面線XVIII−XVIIIから見た断面図である。
チップ部品201は、基板2と、基板2上に形成されたカソード電極膜233およびアノード電極膜234と、カソード電極膜233およびアノード電極膜234の間に並列に接続された複数のダイオードセルD201〜D204とを有している。基板2には、前述の第1実施形態と同様の構成で、貫通孔6が形成されている。
基板2の長手方向の両端部にカソードパッド235およびアノードパッド236がそれぞれ配置されている。これらのカソードパッド235およびアノードパッド236の間に矩形形状のダイオードセル領域237が設定されている。このダイオードセル領域237内に、複数のダイオードセルD201〜D204が二次元配列されている。本実施形態では、複数のダイオードセルD201〜D204は、基板2の長手方向および短手方向に沿ってマトリックス状に等間隔で配列されている。
ダイオードセルD201〜D204は、それぞれ矩形の領域からなり、その矩形の領域の内部に、平面視多角形形状(本実施形態では正八角形形状)のショットキ接合領域241を有している。各ショットキ接合領域241に接触するように、ショットキメタル240が配置されている。すなわち、ショットキメタル240は、ショットキ接合領域241において基板2にショットキ接合している。
基板2は、本実施形態では、p型シリコン基板250と、その上にエピタキシャル成長させられたn型エピタキシャル層251とを有している。基板2には、図18に示すように、p型シリコン基板250の表面に形成されたn型不純物(たとえば砒素)を導入して形成されたn型埋め込み層252が形成されていてもよい。ショットキ接合領域241は、n型エピタキシャル層251の表面に設定されており、このn型エピタキシャル層251の表面にショットキメタル240が接合されることによって、ショットキ接合が形成されている。ショットキ接合領域241の周囲には、コンタクトエッジのリークを抑制するためのガードリング253が形成されている。
ショットキメタル240は、たとえばTiまたはTiNからなっていてもよく、このショットキメタル240にAiSi合金等の金属膜242が積層されてカソード電極膜233が構成されている。ショットキメタル240は、ダイオードセルD201〜D204毎に分離されていてもよいが、本実施形態では、複数のダイオードセルD201〜D204の各ショットキ接合領域241に共通に接触するようにショットキメタル240が形成されている。
n型エピタキシャル層251には、ショットキ接合領域241を回避した領域に、n型エピタキシャル層251の表面からn型埋め込み層252に達するn型ウェル254が形成されている。そして、n型ウェル254の表面との間でオーミック接触が形成されるようにアノード電極膜234が形成されている。アノード電極膜234は、カソード電極膜233と同様の構成の電極膜からなっていてもよい。
n型エピタキシャル層251の表面には、絶縁膜115が形成されている。絶縁膜115には、ショットキ接合領域241に対応したコンタクト孔246と、n型ウェル254を露出させるコンタクト孔247とが形成されている。カソード電極膜233は、絶縁膜115を覆うように形成されていて、コンタクト孔246の内部にまで達し、コンタクト孔246内においてn型エピタキシャル層251との間でショットキ接合を形成している。一方、アノード電極膜234は、絶縁膜115上に形成されていて、コンタクト孔247内に延び、このコンタクト孔247内においてn型ウェル254にオーミック接触している。カソード電極膜233とアノード電極膜234とは、スリット248によって分離されている。
パッシベーション膜23は、前述の第1実施形態と同様の構成で、素子形成面2A(カソード電極膜233およびアノード電極膜234上)および側面2C〜2F、ならびに貫通孔6の壁面66を覆うように形成されている。さらに、パッシベーション膜23を覆うように、樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通して、カソードパッド235となるカソード電極膜233の表面の一部の領域を露出させる切欠部122が形成されている。さらに、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、アノードパッド236となるアノード電極膜234の表面の一部領域を露出させるように切欠部123が形成されている。そして、切欠部122,123から露出しているカソードパッド235およびアノードパッド236に、前述の第1実施形態と同様の構成で、第1および第2接続電極3,4が形成されている。
このような構成によって、カソード電極膜233は、ダイオードセルD201〜D204がそれぞれ有するショットキ接合領域241に共通に接続されている。また、アノード電極膜234は、n型ウェル254およびn型埋め込み層252を介してn型エピタキシャル層251に接続されており、したがって、複数のダイオードセルD201〜D204に形成されたショットキ接合領域241に共通に並列接続されていることになる。これにより、複数のダイオードセルD201〜D204のショットキ接合領域241を有する複数のショットキバリアダイオードが、カソード電極膜233とアノード電極膜234との間に並列に接続されている。
このように、本実施形態においても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、複数のダイオードセルD201〜D204がそれぞれ互いに分離されたショットキ接合領域241を有しているため、ショットキ接合領域241の周囲長(n型エピタキシャル層251の表面におけるショットキ接合領域241の周囲長)の総延長が大きくなる。これによって、電界の集中を抑制できるので、ESD耐量を向上することができる。すなわち、チップ部品201を小型に形成する場合であっても、ショットキ接合領域241の総周囲長を大きくすることができるから、チップ部品201の小型化とESD耐量の確保とを両立することができる。
<第3実施形態>
図19は、本発明の第3実施形態に係るチップ部品401の平面図である。図20は、図19に示す切断面線XX−XXから見た断面図である。図21は、図19に示す切断面線XXI−XXIから見た断面図である。
第3実施形態に係るチップ部品401が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、素子領域5に形成される回路素子として、ダイオードセルD101〜D104に代えて第1および第2ツェナーダイオードD401,D402が形成されている点である。その他の構成は、前述の第1実施形態に係るチップ部品1の構成と同等である。図19〜図21において、前述の図1〜図18に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付している。
チップ部品401は、基板2(たとえばp型のシリコン基板)と、基板2に形成された第1ツェナーダイオードD401と、基板2に形成され、第1ツェナーダイオードD401に逆直列接続された第2ツェナーダイオードD402と、第1ツェナーダイオードD401に接続された第1接続電極3と、第2ツェナーダイオードD402に接続された第2接続電極4とを含む。第1ツェナーダイオードD401は、複数のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、複数のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。
第3実施形態に係る素子形成面2Aの両端部には、第1電極膜403に接続された第1接続電極3と、第2電極膜404に接続された第2接続電極4とが配置されている。これらの第1および第2接続電極3,4間の素子形成面2Aに、ダイオード形成領域407が設けられている。ダイオード形成領域407は、本実施形態では、矩形に形成されている。
図22は、図19に示すチップ部品401において、第1および第2接続電極3,4ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板2の表面(素子形成面2A)の構造を示す平面図である。
図19および図22を参照して、基板2(p型の半導体基板)の表層領域には、基板2との間にそれぞれpn接合領域411を形成する複数の第1のn型拡散領域(以下、「第1拡散領域410」という)が形成されている。また、基板2の表層領域には、基板2との間にそれぞれpn接合領域413を形成する複数の第2のn型拡散領域(以下、「第2拡散領域412」という)が形成されている。
本実施形態では、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。これらの4個の拡散領域410,412は、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互にかつ等間隔をおいて配列されている。また、これらの4個の拡散領域410,412は、基板2の短手方向に交差する方向(本実施形態では直交する方向)に延びた長手に形成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412は、本実施形態では等しい大きさおよび等しい形状に形成されている。具体的には、第1拡散領域410および第2拡散領域412は、平面視において、基板2の長手方向に長くかつ4隅が切除された略矩形に形成されている。
各第1拡散領域410と基板2における第1拡散領域410の近傍部とによって、2個のツェナーダイオードD411,D412が構成され、これらの2個のツェナーダイオードD411,D412によって第1ツェナーダイオードD401が構成されている。第1拡散領域410はツェナーダイオードD411,D412毎に分離している。これにより、ツェナーダイオードD411,D412は、ツェナーダイオード毎に分離されたpn接合領域411をそれぞれ有している。
同様に、各第2拡散領域412と基板2における第2拡散領域412の近傍部とによって、2個のツェナーダイオードD421,D422が構成され、これらの2個のツェナーダイオードD421,D422によって第2ツェナーダイオードD402が構成されている。第2拡散領域412はツェナーダイオードD421,D422毎に分離している。これにより、ツェナーダイオードD421,D422は、ツェナーダイオード毎に分離されたpn接合領域413をそれぞれ有している。
図20および図21に示されているように、基板2の素子形成面2Aには、絶縁膜115(図19では図示省略)が形成されている。絶縁膜115には、第1拡散領域410の表面をそれぞれ露出させる第1コンタクト孔416と、第2拡散領域412の表面を露出させる第2コンタクト孔417とが形成されている。絶縁膜115の表面には、第1電極膜403および第2電極膜404が形成されている。
第1電極膜403は、ツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410に接続された引き出し電極L411と、ツェナーダイオードD412に対応した第1拡散領域410に接続された引き出し電極L412と、引き出し電極L411,L412(第1引き出し電極)と一体的に形成された第1パッド405とを有している。第1パッド405は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。この第1パッド405に第1接続電極3が接続されている。このようにして、第1接続電極3は、引き出し電極L411,L412に共通に接続されている。
第2電極膜404は、ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412に接続された引き出し電極L421と、ツェナーダイオードD422に対応した第2拡散領域412に接続された引き出し電極L422と、引き出し電極L421,L422(第2引き出し電極)と一体的に形成された第2パッド406とを有している。第2パッド406は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。この第2パッド406に第2接続電極4が接続されている。このようにして、第2接続電極4は、引き出し電極L421,L422に共通に接続されている。第2パッド406および第2接続電極4は、第2接続電極4の外部接続部を構成している。
引き出し電極L411は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD411の第1コンタクト孔416内に入り込み、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD411の第1拡散領域410との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L411において、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD411に接合されている部分は、接合部C411を構成している。同様に、引き出し電極L412は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD412の第1コンタクト孔416内に入り込み、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD412の第1拡散領域410との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L412において、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD412に接合されている部分は、接合部C412を構成している。
引き出し電極L421は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD421の第2コンタクト孔417内に入り込み、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD421の第2拡散領域412との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L421において、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD421に接合されている部分は、接合部C421を構成している。同様に、引き出し電極L422は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD422の第2コンタクト孔417内に入り込み、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD422の第2拡散領域412との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L422において、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD422に接合されている部分は、接合部C422を構成している。第1電極膜403および第2電極膜404は、本実施形態では、同じ材料からなっている。電極膜403,404としては、本実施形態では、Al膜が用いられている。
第1電極膜403と第2電極膜404との間は、スリット418によって分離されている。引き出し電極L411は、ツェナーダイオードD411に対応する第1拡散領域410上を通って第1パッド405に至る直線に沿って直線状に形成されている。同様に、引き出し電極L412は、ツェナーダイオードD412に対応する第1拡散領域410上を通って第1パッド405に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L411,L412は、対応する第1拡散領域410から第1パッド405まで間の至るところで一様な幅をそれぞれ有しており、それらの幅は、接合部C411,C412の幅よりも広い。接合部C411,C412の幅は、引き出し電極L411,L412の引き出し方向に直交する方向の長さによって定義される。引き出し電極L411,L412の先端部は、対応する第1拡散領域410の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L411,L412の基端部は、第1パッド405に接続されている。
引き出し電極L421は、ツェナーダイオードD421に対応する第2拡散領域412上を通って第2パッド406に至る直線に沿って直線状に形成されている。同様に、引き出し電極L422は、ツェナーダイオードD422に対応する第2拡散領域412上を通って第2パッド406に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L421,L422は、対応する第2拡散領域412からまで間の至るところで一様な幅をそれぞれ有しており、それらの幅は、接合部C421,C422の幅よりも広い。接合部C421,C422の幅は、引き出し電極L421,L422の引き出し方向に直交する方向の長さによって定義される。引き出し電極L421,L422の先端部は、対応する第2拡散領域412の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L421,L422の基端部は、第2パッド406に接続されている。
つまり、第1および第2接続電極3,4は、複数の第1引き出し電極L411,L412および複数の第2引き出し電極L421,L422が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。また、第1接続電極3および第1拡散領域410と、第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、互いに対称に構成されている。より具体的には、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすこともできる。具体的には、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第1引き出し電極L412とそれに隣接する第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。なお、スリット418は、引き出し電極L411,L412,L421,L422を縁取るように形成されている。
パッシベーション膜23は、前述の第1実施形態と同様の構成で、素子形成面2A(第1電極膜403および第2電極膜404上)および側面2C〜2Fを覆うように形成されている。さらに、パッシベーション膜23を覆うように、樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通して、第1パッド405となる第1電極膜403の表面の一部の領域を露出させる切欠部122が形成されている。さらに、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、第2パッド406となる第2電極膜404の表面の一部領域を露出させるように切欠部123が形成されている。そして、切欠部122,123から露出している第1パッド405および第2パッド406に、前述の第1実施形態と同様の構成で、第1および第2接続電極3,4が形成されている。
パッシベーション膜23および樹脂膜24は、第1電極膜403の表面(第1パッド405)において、チップ部品401の保護膜を構成しており、第1引き出し電極L411,L412、第2引き出し電極L421,L422およびpn接合領域411,413への水分の浸入を抑制または防止するとともに、外部からの衝撃等を吸収し、チップ部品401の耐久性の向上に寄与している。
第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412の第1拡散領域410は、第1接続電極3に共通に接続されているとともに、ツェナーダイオードD411,D412の共通のp型領域である基板2に接続されている。これにより、第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412が並列に接続されている。一方、第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422の第2拡散領域412は、第2接続電極4に接続されているとともに、ツェナーダイオードD421,D422の共通のp型領域である基板2に接続されている。これにより、第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422が並列に接続されている。そして、ツェナーダイオードD421,D422の並列回路とツェナーダイオードD411,D412の並列回路とが逆直列接続されており、その逆直列回路によって、双方向ツェナーダイオードが構成されている。
図23は、図19に示すチップ部品401の内部の電気的構造を示す電気回路図である。第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412のカソードは第1接続電極3に共通接続され、それらのアノードは第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422のアノードに共通接続されている。そして、複数のツェナーダイオードD421,D422のカソードは、第2接続電極4に共通接続されている。これにより、全体として1つの双方向ツェナーダイオードとして機能する。
本実施形態によれば、第1接続電極3および第1拡散領域410と、第2接続電極4および第2拡散領域412とは、互いに対称に構成されているので、各電流方向に対する特性を実質的に等しくできる。
図24Bは、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。
図24Bにおいて、実線は、双方向ツェナーダイオードに一方の電極を正極とし他方の電極を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示し、破線は当該双方向ツェナーダイオードに前記一方の電極を負極とし前記他方の電極を正極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示している。この実験結果から、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが非対称に構成された双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が等しくならないことが分かる。
図24Aは、図19に示すチップ部品401について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。
本実施形態の双方向ツェナーダイオードでは、第1接続電極3を正極とし第2接続電極4を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性および第2接続電極4を正極とし第1接続電極3を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性は、ともに図24Aに実線で示すような特性となった。つまり、本実施形態の双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が実質的に等しくなった。
本実施形態の構成によれば、チップ部品401は、第1ツェナーダイオードD401と第2ツェナーダイオードD402とを有している。第1ツェナーダイオードD401は、複数のツェナーダイオードD411,D412(第1拡散領域410)を有しており、各ツェナーダイオードD411,D412がpn接合領域411を有している。pn接合領域411は、ツェナーダイオードD411,D412毎に分離されている。そのため、「第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411の周囲長」、すなわち、基板2における第1拡散領域410の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域411の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、第1ツェナーダイオードD401のESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品401を小型に形成する場合であっても、pn接合領域411の総周囲長を大きくできるから、チップ部品401の小型化とESD耐量の確保とを両立できる。
同様に、第2ツェナーダイオードD402は、複数のツェナーダイオードD421,D422(第2拡散領域412)を有しており、各ツェナーダイオードD421,D422がpn接合領域413を有している。pn接合領域413は、ツェナーダイオードD421,D422毎に分離されている。そのため、「第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長」、すなわち、基板2におけるpn接合領域413の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域413の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、第2ツェナーダイオードD402のESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品401を小型に形成する場合であっても、pn接合領域413の総周囲長を大きくできるから、チップ部品401の小型化とESD耐量の確保とを両立できる。
本実施形態では、第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411および第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の各周囲長は、400μm以上でかつ1500μm以下に形成されている。前記各周囲長は、500μm以上でかつ1000μm以下に形成されていることがより好ましい。
前記各周囲長が400μm以上に形成されているので、後に図25を用いて説明するように、ESD耐量の大きい双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。また、前記各周囲長が1500μm以下に形成されているので、後に図26を用いて説明するように、第1接続電極3と第2接続電極4との間の容量(端子間容量)の小さな双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。より具体的には、端子間容量が30[pF]以下の双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。各周囲長は、500μm以上でかつ1000μm以下に形成されていることがより好ましい。
図25は、同面積の基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、ESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。ただし、各サンプルにおいては、前記実施形態と同様に、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とは互いに対称に形成されている。したがって、各サンプルにおいて、第1ツェナーダイオードD401の接合領域411の周囲長と第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長とは略同じになる。
図25の横軸は、第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411の周囲長または第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長のうちの一方の長さを示している。この実験結果から、pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長が長くなるほど、ESD耐量が大きくなることが分かる。pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長を400μm以上に形成した場合に、目標値である8キロボルト以上のESD耐量を実現することができた。
図26は、同面積の基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、端子間容量を測定した実験結果を示すグラフである。ただし、各サンプルにおいては、前記実施形態と同様に、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とは互いに対称に形成されている。
図26の横軸は、第1ツェナーダイオードD401の接合領域411の周囲長または第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長のうちの一方の長さを示している。この実験結果から、pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長が長くなるほど、端子間容量が大きくなることが分かる。pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長を1500μm以下に形成した場合に、目標値である30[pF]以下の端子間容量を実現することができた。
さらに、本実施形態では、引き出し電極L411,L412,L421,L422の幅が、接合部C411,C412,C421,C422から第1パッド405までの間の至るところで、接合部C411,C412,C421,C422の幅よりも広い。これにより、許容電流量を大きくとることができ、エレクトロマイグレーションを低減して、大電流に対する信頼性を向上できる。すなわち、小型でESD耐量が大きく、しかも大電流に対する信頼性をも確保した双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
さらに、基板2の一方の表面である素子形成面2Aに第1および第2接続電極3,4の第1および第2接続電極3,4がいずれも形成されている。そこで、前述の第1実施形態において説明したように、素子形成面2Aを実装基板9に対向させて、第1および第2接続電極3,4をはんだ13によって実装基板9上に接合することにより、チップ部品401を実装基板9上に表面実装した回路アセンブリを構成できる(図13参照)。すなわち、フリップチップ接続型のチップ部品401を提供することができ、素子形成面2Aを実装基板9の実装面に対向させたフェースダウン接合によって、ワイヤレスボンディングによってチップ部品401を実装基板9に接続できる。これによって、実装基板9上におけるチップ部品401の占有空間を小さくできる。とくに、実装基板9上におけるチップ部品401の低背化を実現できる。これにより、小型電子機器等の筐体内の空間を有効に利用でき、高密度実装および小型化に寄与できる。
また、本実施形態では、基板2上に絶縁膜115が形成されており、その絶縁膜115に形成された第1コンタクト孔416を介してツェナーダイオードD411,D412の第1拡散領域410に引き出し電極L411,L412の接合部C411,C412が接続されている。そして、第1コンタクト孔416の外の領域において絶縁膜115上に第1パッド405が配置されている。つまり、pn接合領域411の直上から離れた位置に第1パッド405が設けられている。
同様に、絶縁膜115に形成された第2コンタクト孔417を介してツェナーダイオードD421,D422の第2拡散領域412に引き出し電極L421,L422の接合部C421,C422が接続されている。そして、第2コンタクト孔417の外の領域において絶縁膜115上に第2パッド406が配置されている。第2パッド406もまた、pn接合領域413の直上から離れた位置にある。これにより、チップ部品401を実装基板9に実装するときに、pn接合領域411,413に大きな衝撃が加わることを回避できる。それによって、pn接合領域411,413の破壊を回避できるので、外力に対する耐久性に優れた双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。
このようなチップ部品401は、前述の第1実施形態におけるダイオードセルD101〜D104の形成工程に代えて、第1および第2ツェナーダイオードD401,D402を形成する工程を実行することにより得ることができる。以下、図27を参照して、前述の第1実施形態の製造工程と異なる点について詳説する。
図27は、図19に示すチップ部品401の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。
まず、基板2の元基板としてのp型の基板(第1実施形態における基板30に相当する)が用意される。基板の表面は素子形成面であり、基板2の素子形成面2Aに対応している。素子形成面には、複数のチップ部品401に対応した複数の双方向ツェナーダイオードチップ領域が、マトリクス状に配列されて設定されている。次に、基板の素子形成面に、絶縁膜115が形成され(ステップS10)、その上にレジストマスクが形成される(ステップS11)。このレジストマスクを用いたエッチングによって、第1拡散領域410および第2拡散領域412に対応する開口が絶縁膜115に形成される(ステップS12)。
さらに、レジストマスクを剥離した後に、絶縁膜115に形成された開口から露出する基板の表層部にn型不純物が導入される(ステップS13)。n型不純物の導入は、n型不純物としての燐を表面に堆積させる工程(いわゆるリンデポ)によって行われてもよいし、n型不純物イオン(たとえば燐イオン)の注入によって行われてもよい。リンデポとは、基板を拡散炉内に搬入し、拡散路内でPOCl3ガスを流して行う熱処理によって、絶縁膜115の開口内で露出する基板の表面に燐を堆積させる処理である。必要に応じて絶縁膜115を厚膜化した後(ステップS14)、基板に導入された不純物イオンを活性化するための熱処理(ドライブ)が行われる(ステップS15)。これにより、基板の表層部に第1拡散領域410および第2拡散領域412が形成される。
次に、コンタクト孔416,417に整合する開口を有するさらに別のレジストマスクが絶縁膜115の上に形成される(ステップS16)。このレジストマスクを介するエッチングによって、絶縁膜115にコンタクト孔416,417が形成される(ステップS17)、その後、レジストマスクが剥離される。
次に、たとえばスパッタリングによって、第1電極膜403および第2電極膜404を構成する電極膜が絶縁膜115上に形成される(ステップS18)。本実施形態では、Alからなる電極膜が形成される。そして、この電極膜上に、スリット418に対応する開口パターンを有する別のレジストマスクが形成され(ステップS19)、このレジストマスクを介するエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によって、電極膜にスリット418が形成される(ステップS20)。これにより、電極膜が、第1電極膜403および第2電極膜404に分離される。
次に、レジスト膜を剥離した後、たとえばCVD法によって窒化膜等のパッシベーション膜23が形成され(ステップS21)、さらにポリイミド等を塗布することにより樹脂膜24が形成される(ステップS22)。たとえば、感光性を付与したポリイミドが塗布され、切欠部122,123に対応するパターンで露光した後、そのポリイミド膜が現像される(ステップS23)。これにより、第1電極膜403および第2電極膜404の表面を選択的に露出させる切欠部122,123を有する樹脂膜24が形成される。その後、必要に応じて、樹脂膜をキュアするための熱処理が行われる(ステップS24)。そして、樹脂膜24をマスクとしたドライエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によって、切欠部122,123が形成される(ステップS25)。
その後、前述の第1実施形態で述べた方法(図8D〜図8H参照)に倣って第1電極膜403および第2電極膜404に接続されるように、外部接続電極としての第1および第2接続電極3,4が形成されて、基板が個片化される。これにより、前述の構造のチップ部品401を得ることができる。
本実施形態では、基板2がp型の半導体基板からなっているので、基板2上にエピタキシャル層を形成しなくても、安定した特性を実現できる。すなわち、n型の半導体基板は抵抗率の面内ばらつきが大きいので、n型の半導体基板を用いるときには、その表面に抵抗率の面内ばらつきの少ないエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層に不純物拡散層を形成してpn接合を形成する必要がある。これは、n型不純物の偏析係数が小さいために、基板の元となるインゴット(たとえばシリコンインゴット)を形成するときに、基板の中心部と周縁部とで抵抗率の差が大きくなるからである。これに対して、p型不純物の偏析係数は比較的大きいので、p型の半導体基板は抵抗率の面内ばらつきが少ない。したがって、p型の半導体基板を用いることによって、エピタキシャル層を形成することなく、安定した特性の双方向ツェナーダイオードを基板のいずれの箇所からも切り出すことができる。よって、p型の半導体基板として基板2を用いることによって、製造工程を簡単にでき、かつ製造コストを低減できる。
図28A〜図28Eは、それぞれ図19に示すチップ部品401の第1〜第6変形例を示す平面図である。図28A〜図28Eは、図19に対応する平面図を示している。図28A〜図28Eにおいて、図19に示された各部に対応する部分には、図19と同一の参照符号を付して示す。
図28Aに示すチップ部品401Aでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は1個ずつ形成されている。第1ツェナーダイオードD401は、第1拡散領域410に対応する1個のツェナーダイオードから構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、第2拡散領域412に対応する1個のツェナーダイオードから構成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412とは、基板2の長手方向に長い略矩形であり、基板2の短手方向に間隔をおいて配置されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412の長手方向の長さは、比較的短く(第1パッド405と第2パッド406との間隔の1/2より短く)形成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412の間隔は、拡散領域410,412の幅よりも短く設定されている。
第1接続電極3には、第1拡散領域410に対応した1個の引き出し電極L411が形成されている。同様に、第2接続電極4には、第2拡散領域412に対応した1個の引き出し電極L421が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411と引き出し電極L421が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、第1引き出し電極L411と第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなすと、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図28Bに示すチップ部品401Bでは、図28Aに示すチップ部品401Aと同様に、第1ツェナーダイオードD401および第2ツェナーダイオードD402は、それぞれ1個のツェナーダイオードから構成されている。図28Bに示すチップ部品401Bでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412の長手方向の長さおよび引き出し電極L411,L421の長さが、図28Aに示すチップ部品401Aのそれらに比べて大きく(第1パッド405と第2パッド406との間隔の1/2より長く)形成されている。
図28Cに示すチップ部品401Cでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は4個ずつ形成されている。これら8個の第1拡散領域410および第2拡散領域412は、基板2の長手方向に長い矩形状であり、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互にかつ等間隔をおいて配列されている。第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した4個のツェナーダイオードD411〜D414から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した4個のツェナーダイオードD421〜D424から構成されている。
第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した4個の引き出し電極L411〜L414が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した4個の引き出し電極L421〜L424が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411〜L414と引き出し電極L421〜L424が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、第1引き出し電極L411〜L414と第2引き出し電極L421〜L424の隣り合うものどうし(L424とL411,L423とL412,L422とL413,L421とL414)が略同じ位置にあるとみなすと、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向中央に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図28Dに示すチップ部品401Dでは、図19の実施形態と同様に、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。これら4個の第1拡散領域410および第2拡散領域412は、基板2の長手方向に長い矩形状であり、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互に配列されている。第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。これらの4個のダイオードは、素子形成面2Aにおいて、その短辺方向に、D422,D411,D421,D412の順に並んで配置されている。
ツェナーダイオードD422に対応した第2拡散領域412とツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410とは、素子形成面2Aの一方の長辺寄りの部分に互いに隣接して配置されている。ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412とツェナーダイオードD412に対応した第1拡散領域410とは、素子形成面2Aの他方の長辺寄りの部分に互いに隣接して配置されている。つまり、ツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410と、ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412とは、大きな間隔(拡散領域410,412の幅よりも大きな間隔)をおいて配置されている。
第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L411,L412が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L421,L422が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411,L412と引き出し電極L421,L422が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第1引き出し電極L412とそれに隣接する第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ中央長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図28Eに示すチップ部品401Eでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。各第1拡散領域410および各第2拡散領域412は、第1拡散領域410の長手方向に長い略矩形である。一方の第2拡散領域412は素子形成面2Aの一方の長辺寄りの部分に形成され、他方の第2拡散領域412は素子形成面2Aの他方の長辺寄りの部分に形成されている。2個の第1拡散領域410は、2個の第2拡散領域412の間の領域において、各第2拡散領域412にそれぞれ隣接して形成されている。つまり、2個の第1拡散領域410は大きな間隔(拡散領域410,412の幅よりも大きな間隔)をおいて配置されており、それらの外側に第2拡散領域412が1個ずつ配置されている。
第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L411,L412が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L421,L422が形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第2引き出し電極L421とそれに隣接する第1引き出し電極L412とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図28Eに示すチップ部品401Eでは、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411とは、それらの間の所定の点を中心して互いに点対称に構成されている。また、基板2の他方の長辺側にある第2引き出し電極L421とそれに隣接する第1引き出し電極L412とは、それらの間の所定の点を中心して互いに点対称に構成されている。このように、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、部分的に対称な構造の組み合わせから構成されている場合にも、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが実質的に対称に構成されているとみなすことができる。
図28Fに示すチップ部品401Fでは、基板2の表層領域に、複数の第1拡散領域410が離散的に配置されているとともに、複数の第2拡散領域412が離散的に配置されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412は、平面視で同じ大きさの円形に形成されている。複数の第1拡散領域410は、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に配置されており、複数の第2拡散領域412は素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に配置されている。そして、第1接続電極3は、複数の第1拡散領域410に共通接続された1つの引き出し電極L411を有している。同様に、第2接続電極4は、複数の第2拡散領域412に共通接続された1つの引き出し電極L421を有している。この変形例においても、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。
第1拡散領域410および第2拡散領域412の平面視での形状は、三角形、四角形、それ以外の多角形等の任意の形状であってもよい。また、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第1拡散領域410が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第1拡散領域410が引き出し電極L411に共通接続されていてもよい。この場合、素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第2拡散領域412が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第2拡散領域412が引き出し電極L421に共通接続される。
<第4実施形態>
図29Aは、本発明の第4実施形態に係るチップ部品501の構成を説明するための模式的な斜視図である。
第4実施形態に係るチップ部品501が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、一つの基板502に二つの回路素子が形成されている点(すなわち、素子領域5が一つの基板502上に二つの素子領域505を含んでいる点)である。その他の構成は、前述の第1実施形態に係るチップ部品1の構成と同等である。図29Aにおいて、前述の図1〜図28Fに示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。以下では、チップ部品501を「複合チップ部品501」という。なお、図29Aでは、説明の便宜上、後述する第1および第2接続電極503,504をクロスハッチングで示している。
複合チップ部品501は、共通の基板502上に、前述の第1〜第3実施形態に係るダイオードを選択的に搭載したベアチップである。基板502の二つの素子領域505のいずれか一方または双方に前述の第1〜第3実施形態に係るダイオードを搭載してもよいし、いずれか一方の素子領域505に前述の第1〜第3実施形態に係るダイオードを搭載しつつ、抵抗素子、キャパシタ素子、ヒューズ素子等を含む回路素子を他方の素子領域505に選択的に搭載してもよい。なお、各素子領域505は、その境界領域507に対して左右対称となるように互いに隣り合って配置されている。
複合チップ部品501の平面形状は、二つの回路素子の並び方向(以下、基板502の横方向)に沿う辺(横辺582)および横辺582に直交する辺(縦辺581)を有する四角形である。複合チップ部品501の平面寸法は、たとえば、縦辺581に沿う長さL5=約0.6mm以下、幅W5=約0.3mm以下である0603サイズの二つの回路素子の組み合わせによって、0606サイズとされている。
むろん、複合チップ部品501の平面寸法はこれに限るものではなく、たとえば、縦辺581に沿う長さL5=約0.4mm以下、幅W5=約0.2mm以下である0402サイズの素子の組み合わせによって、0404サイズとされていてもよし、縦辺581に沿う長さL5=約0.3mm以下、幅W5=約0.15mm以下である03015サイズの素子の組み合わせによって、0303サイズとされていてもよい。また、複合チップ部品501の厚さT5は約0.1mmであり、互いに隣り合う二つの回路素子との間の境界領域507の幅は約0.03mmであることが好ましい。
複合チップ部品501は、基板(前述の第1実施形態における基板30に相当する)上に多数個の複合チップ部品501を形成するためのチップ領域を格子状に形成してから当該基板に溝(溝45,46に相当する)を形成した後、裏面研磨(または当該基板を溝で分断)して個々の複合チップ部品501に分離することによって得られる。
基板502は、略直方体のチップ形状である。基板502の材料は、前述の第1〜第3実施形態における基板2の材料と同じである。基板502において図29Aにおける上面をなす一つの表面は、素子形成面502Aである。素子形成面502Aは、基板502において素子が形成される表面であり、略長方形状である。基板502の厚さ方向において素子形成面502Aとは反対側の面は、裏面502Bである。素子形成面502Aと裏面502Bとは、略同寸法かつ同形状であり、互いに平行である。素子形成面502Aにおける一対の縦辺581および横辺582によって区画された四角形状の縁を、周縁部585ということにし、裏面502Bにおける一対の縦辺581および横辺582によって区画された四角形状の縁を、周縁部590ということにする。素子形成面502A(裏面502B)に直交する法線方向から見ると、周縁部585と周縁部590とは、重なっている(後述する図63C,63D参照)。
基板502は、素子形成面502Aおよび裏面502B以外の表面として、複数の側面(側面502C、側面502D、側面502Eおよび側面502F)を有している。当該複数の側面502C〜502Fは、素子形成面502Aおよび裏面502Bのそれぞれに交差(詳しくは、直交)して延びて、素子形成面502Aおよび裏面502Bの間を繋いでいる。
側面502Cは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向に直交する縦方向(以下、基板502の縦方向)の一方側(図63Aにおける左手前側)の横辺582間に架設されていて、側面502Dは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の縦方向の他方側(図63Aにおける右奥側)の横辺582間に架設されている。側面502Cおよび側面502Dは、当該縦方向における基板502の両端面である。
側面502Eは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向一方側(図63Aにおける左奥側)の縦辺581間に架設されていて、側面502Fは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向他方側(図63Aにおける右手前側)の縦辺581間に架設されている。側面502Eおよび側面502Fは、当該横方向における基板502の両端面である。
側面502Cおよび側面502Dのそれぞれは、側面502Eおよび側面502Fのそれぞれと交差(詳しくは、直交)している。そのため、素子形成面502A〜側面502Fにおいて隣り合うもの同士が直角をなしている。
素子形成面502Aは、第1接続電極503が形成される一端部と、第2接続電極504が形成される他端部とを含む。素子形成面502Aの一端部は、基板502の側面502D側の端部であり、素子形成面502Aの他端部は、基板502の側面502C側の端部である。素子形成面502Aの他端部には、貫通孔506が選択的に形成されている。貫通孔506は、基板502を素子形成面502Aから厚さ方向に向かって裏面502Bを貫通している。本実施形態では、各第2接続電極504が形成される部分に、1つずつ貫通孔506が形成されている例を示している。
貫通孔506は、平面視略矩形状に形成されており、隣接する面同士が互いに直角に交わる4つの壁面566を有している。4つの壁面566は、素子形成面502Aと裏面502Bとの間に架設されており、基板502の素子形成面502Aおよび裏面502Bと直角をなすように形成されている。貫通孔506の基板502の縦辺581に沿う方向の長さは、0.025μm〜0.05mmであり、貫通孔506の横辺582に沿う方向の長さは、より具体的には、0.5μm〜0.1mmであることが好ましい。
基板502では、素子形成面502A、側面502C〜502F、および貫通孔506の壁面566のそれぞれの全域がパッシベーション膜523で覆われている。そのため、厳密には、図29Aでは、素子形成面502A、側面502C〜502F、および貫通孔506の壁面566のそれぞれの全域は、パッシベーション膜523の内側(裏側)に位置していて、外部に露出されていない。さらに、複合チップ部品501は、樹脂膜524を有している。樹脂膜524は、素子形成面502A上のパッシベーション膜523の全域(周縁部585およびその内側領域)を覆っている。パッシベーション膜523および樹脂膜524については、基板2が基板502となっている点において異なるが、前述の第1〜第3実施形態において説明したパッシベーション膜23および樹脂膜24と概ね同様の構成で形成されているので、その説明を省略する。
第1および第2接続電極503,504は、素子形成面502Aの一端部と、他端部とに配置されており、互いに間隔を開けて形成されている。
第1接続電極503は、平面視における4辺をなす一対の長辺503Aおよび一対の短辺503B、ならびに周縁部586を有している。第1接続電極503の長辺503Aと短辺503Bとは平面視において直交している。第1接続電極503の周縁部586は、基板502の素子形成面502A上において周縁部585を覆うように、素子形成面502Aおよび側面502C,502E,502Fに跨るように一体的に形成されている。本実施形態では、周縁部586は、基板502の側面502C,502E,502F同士が交わる各コーナー部511を覆うように形成されている。
一方、第2接続電極504は、平面視における4辺をなす一対の長辺504Aおよび一対の短辺504Bと、周縁部587と、開口部563とを含む。第2接続電極504の長辺504Aと短辺504Bとは平面視において直交している。第2接続電極504の周縁部587は、基板502の素子形成面502A上において周縁部585を覆うように、素子形成面502Aおよび側面502D,502E,502Fに跨るように一体的に形成されている。本実施形態では、周縁部587は、基板502の側面502D,502E,502F同士が交わる各コーナー部511を覆うように形成されている。
本実施形態では、第2接続電極504の中央部に開口部563が形成されている。すなわち、前述の貫通孔506は、第2接続電極504の中央部に開口部563が形成される部分に形成されている。開口部563は、基板502に形成された貫通孔506の壁面566を覆うように、素子形成面502Aおよび当該壁面566に跨るように一体的に形成されている。これにより、第2接続電極504における貫通孔506が形成された領域は、貫通孔506と同程度の大きさの開口部563によって開放されており、貫通孔506(貫通孔506の壁面566)が当該開口部563から外部に露出している。
なお、基板502は、各コーナー部511が平面視で面取りされたラウンド形状となっていてもよい。この場合、複合チップ部品501の製造工程や実装時におけるチッピングを抑制できる構造となる。
このような複合チップ部品501の素子領域505には、第1接続電極503にカソード側が接続されるように、また、第2接続電極504にアノード側が接続されるように、ダイオードが形成される。したがって、本実施形態における貫通孔506は、複合チップ部品501の極性方向を示すアノードマークAM1として機能する。
図29Bは、図29Aの複合チップ部品501が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100の模式的な断面図である。図29Cは、図29Bの回路アセンブリ100を複合チップ部品501の裏面502B側から見た模式的な平面図である。図29Dは、図29Bの回路アセンブリ100を複合チップ部品501の素子形成面502A側から見た模式的な平面図である。図29Eは、二つのチップ部品が実装基板に実装された状態を示す図である。なお、図29B〜図29Eでは、要部のみ示している。また、図29Cでは、各ランド588が形成されている領域をクロスハッチングで示している。
図29B〜図29Dに示すように、複合チップ部品501は、実装基板9に実装される。この状態における複合チップ部品501および実装基板9は、回路アセンブリ100を構成している。
図29Bに示すように、実装基板9の上面は、実装面9Aである。実装面9Aには、複合チップ部品501用の実装領域589が区画されている。実装領域589は、本実施形態では、図29Cおよび図29Dに示すように、平面視正方形状に形成されており、ランド588が配置されたランド領域592と、ランド領域592を取り囲むソルダレジスト領域593とを含む。
ランド領域592は、たとえば、複合チップ部品501が03015サイズの二つの回路素子を一つずつ備えるペアチップである場合、410μm×410μmの平面サイズを有する四角形(正方形)状である。つまり、ランド領域592の一辺の長さL501=410μmである。一方、ソルダレジスト領域593は、そのランド領域592を縁取るように、たとえば幅L502が25μmの四角環状に形成されている。
ランド588は、ランド領域592の四隅に一つずつ、合計4つ配置されている。本実施形態では、各ランド588は、ランド領域592を区画する各辺から一定の間隔を空けた位置に設けられている。たとえば、ランド領域592の各辺から各ランド588までの間隔は、25μmである。また、互いに隣り合うランド588の間には、80μmの間隔が設けられている。各ランド588は、たとえばCuからなり、実装基板9の内部回路(図示せず)に接続されている。各ランド588の表面には、図29Bに示すように、はんだ13が当該表面から突出するように設けられている。
複合チップ部品501を実装基板9に実装する場合、図29Bに示すように、自動実装機(図示せず)の吸着ノズル76を複合チップ部品501の裏面502Bに吸着してから吸着ノズル76を動かすことによって、複合チップ部品501を搬送する。このとき、吸着ノズル76は、裏面502Bにおける基板502の縦方向略中央部分に吸着する。前述したように、第1接続電極503および第2接続電極504は、複合チップ部品501の片面(素子形成面502A)および側面502C〜502Fにおける素子形成面502A側の端部だけに設けられており、かつ基板502の貫通孔506は、複合チップ部品501の略中央部分を避けた位置に形成されている。したがって、基板502の裏面502Bの略中央部分には、第1および第2接続電極503,504および貫通孔506(凹凸)がない平坦面(吸着ノズル76によって吸着される平坦な吸着面)が形成されている。
よって、吸着ノズル76を複合チップ部品501に吸着して移動させる場合に、平坦な裏面502Bに吸着ノズル76を吸着させることができる。換言すれば、平坦な裏面502Bであれば、吸着ノズル76が吸着できる部分のマージンを増やすことができる。これによって、吸着ノズル76を複合チップ部品501に確実に吸着させ、複合チップ部品501を途中で吸着ノズル76から脱落させることなく確実に搬送できる。
また、複合チップ部品501が二つの回路素子を一対備えるペアチップであるため、たとえば前述の第1〜第3実施形態に係るダイオードを一つだけ搭載した二つのチップ部品を2回マウントする場合に比べて、同じ機能を有するチップ部品を1回のマウント作業で実装できる。さらに、単品のチップ部品に比べて、チップ一つ当たりの裏面面積を2つ分以上に大きくできるので、吸着ノズル76による吸着動作を安定させることができる。
そして、複合チップ部品501を吸着した吸着ノズル76を実装基板9まで移動させる。このとき、複合チップ部品501の素子形成面502Aと実装基板9の実装面9Aとが互いに対向する。この状態で、吸着ノズル76を移動させて実装基板9に押し付け、複合チップ部品501において、第1接続電極503および第2接続電極504を、各ランド588のはんだ13に接触させる。
次に、リフロー工程によってはんだ13を加熱すると、はんだ13が溶融する。その後、はんだ13が冷却されて固まると、第1接続電極503および第2接続電極504と、ランド588とがはんだ13を介して接合する。つまり、各ランド588が、第1接続電極503および第2接続電極504において対応する電極にはんだ接合される。これにより、実装基板9への複合チップ部品501の実装(フリップチップ接続)が完了して、回路アセンブリ100が完成する。
完成状態の回路アセンブリ100では、複合チップ部品501の素子形成面502Aと実装基板9の実装面9Aとが、隙間を隔てて対向しつつ、平行に延びている。当該隙間の寸法は、第1および第2接続電極503,504において素子形成面502Aから突き出た部分の厚みとはんだ13の厚さとの合計に相当する。
この回路アセンブリ100では、第1および第2接続電極503,504の周縁部586,587が、基板502の素子形成面502Aおよび側面502C〜502F(図29Bでは、側面502C,502Dのみ図示)に跨って形成されている。そのため、複合チップ部品501を実装基板9にはんだ付けする際の接着面積を拡大できる。その結果、第1および第2接続電極503,504に対するはんだ13の吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。
また、実装状態において、少なくとも基板502の素子形成面502Aおよび側面502C〜502Fの二方向からチップ部品を保持できる。そのため、チップ部品1の実装形状を安定させることができる。しかも、実装基板9へ実装後のチップ部品1を4つのランド588によって四点支持できるため、実装形状を一層安定させることができる。
また、複合チップ部品501が、03015サイズの二つの回路素子を一対備えるペアチップである。そのため、複合チップ部品501用の実装領域589の面積を、従来に比べて大幅に縮小できる。
たとえば、本実施形態では、実装領域589の面積は、図29Cを参照して、L503×L503=(L502+L501+L502)×(L502+L501+L502)=(25+410+25)×(25+410+25)=211600μmで済む。
一方、図29Eに示すように、従来作製可能な最小サイズである0402サイズの単品チップ部品550を二つ実装基板9の実装面9Aに実装する場合には、319000μmの実装領域551が必要であった。これから、本実施形態の実装領域589と、従来の実装領域551との面積を比較すると、本実施形態の構成では、約34%も実装面積を縮小できることが分かる。
なお、図29Eの実装領域551の面積は、ランド554が配置された各単品チップ部品550の実装エリア552の横幅L504=250μm、隣り合う実装エリア552の間隔L505=30μm、実装領域551の外周を構成するソルダレジスト領域の幅L506=25μm、および実装エリア552の長さL507=500μmに基づき、(L506+L504+L505+L504+L506)×(L506+L507+L506)=(25+250+30+250+25)×(25+500+25)=319000μmとして算出した。
<第5実施形態>
図30は、本発明の第5実施形態に係るチップ部品541の構成を説明するための平面図である。
第5実施形態に係るチップ部品541が、第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、素子形成面2Aの他端部において、貫通孔546が、第2接続電極4の中央部を避けた位置に形成されている点、および第2接続電極4の中央部には貫通孔が形成されていない平坦部7が形成されている点である。その他の構成は、前述の第1実施形態の構成と同様であるので、同一の符号を付して、説明を省略する。
本実施形態では、素子形成面2Aの他端部(基板2の側面2D側の端部)側において、基板2の側面2Dと側面2Eとが交わる角部に近い部分に貫通孔546が形成されている。第2接続電極4は、第2接続電極4の中央部を避けた位置で貫通孔546と重なっている。第2接続電極4の貫通孔546と重なる部分には、開口部63が形成されている。一方、第2接続電極4の中央部には開口部63(貫通孔546)が形成されていない平坦部7が形成されている。
このような構成であっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、このような貫通孔546は、前述の第1実施形態において説明した図8A〜図8Hの工程と同様の工程で形成することができる。より具体的には、図9において説明したレジストパターン41の開口43を、貫通孔546を形成すべき領域に形成すれば良い。また、第2接続電極4の中央部に平坦部7が形成されるので、チップ部品541の製造工程では、図31および図32を参照して説明するように、良好にプロービングを実施できる。
図31および図32は、図30に示すチップ部品541の一製造方法を示す断面図である。
図31に示すように、前述の第1実施形態における図8Eの工程後、図8Fの工程に先立って、プロービング(電気テスト)を実施してもよい。このようにアノードパッド106の中央部に、溝(図8Eの貫通孔用の溝46に相当する)が形成されていない平坦部を設けておくことで、プローブ70aが溝に入り込むことを抑制または防止できる。その結果、プロービングを良好に行うことができる。
また、図32に示すように、図8Hの工程後のチップ部品541(完成品)に対してもプロービング(電気テスト)を実施してもよい。このように第2接続電極4の表面に平坦部7を設けておくことで、プローブ70bが貫通孔546に入り込むことを抑制または防止できる。その結果、プロービングを良好に行うことができる。
<スマートフォン>
図33は、前述の第1〜第5実施形態に係るチップ部品が用いられる電子機器の一例であるスマートフォン601の外観を示す斜視図である。スマートフォン601は、扁平な直方体形状の筐体602の内部に電子部品を収納して構成されている。筐体602は表側および裏側に長方形状の一対の主面を有しており、その一対の主面が4つの側面で結合されている。筐体602の一つの主面には、液晶パネルや有機ELパネル等で構成された表示パネル603の表示面が露出している。表示パネル603の表示面は、タッチパネルを構成しており、使用者に対する入力インターフェースを提供している。
表示パネル603は、筐体602の一つの主面の大部分を占める長方形形状に形成されている。表示パネル603の一つの短辺に沿うように、操作ボタン604が配置されている。本実施形態では、複数(3つ)の操作ボタン604が表示パネル603の短辺に沿って配列されている。使用者は、操作ボタン604およびタッチパネルを操作することによって、スマートフォン601に対する操作を行い、必要な機能を呼び出して実行させることができる。
表示パネル603の別の一つの短辺の近傍には、スピーカ605が配置されている。スピーカ605は、電話機能のための受話口を提供するとともに、音楽データ等を再生するための音響化ユニットとしても用いられる。一方、操作ボタン604の近くには、筐体602の一つの側面にマイクロフォン606が配置されている。マイクロフォン606は、電話機能のための送話口を提供する他、録音用のマイクロフォンとして用いることもできる。
図34は、筐体602の内部に収容された回路アセンブリ100の構成を示す図解的な平面図である。回路アセンブリ100は、実装基板9と、実装基板9の実装面9Aに実装された回路部品とを含む。複数の回路部品は、複数の集積回路素子(IC)612−620と、複数のチップ部品とを含む。複数のICは、伝送処理IC612、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620を含む。
複数のチップ部品は、チップインダクタ621,625,635、チップ抵抗器622,624,633、チップキャパシタ627,630,634、チップダイオード628,631および双方向ツェナーダイオードチップ641〜648を含む。チップダイオード628,631および双方向ツェナーダイオードチップ641〜648は、前述の第1〜第5実施形態に係るチップ部品に相当し、たとえばフリップチップ接合により実装基板9の実装面9Aに実装されている。
双方向ツェナーダイオードチップ641〜648は、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620への信号入力ラインでのプラスマイナスのサージ吸収等を行うために設けられている。
伝送処理IC612は、表示パネル603に対する表示制御信号を生成し、かつ表示パネル603の表面のタッチパネルからの入力信号を受信するための電子回路を内蔵している。表示パネル603との接続のために、伝送処理IC612には、フレキシブル配線609が接続されている。
ワンセグTV受信IC613は、ワンセグ放送(携帯機器を受信対象とする地上デジタルテレビ放送)の電波を受信するための受信機を構成する電子回路を内蔵している。ワンセグTV受信IC613の近傍には、複数のチップインダクタ621と、複数のチップ抵抗器622と、複数の双方向ツェナーダイオードチップ641とが配置されている。ワンセグTV受信IC613、チップインダクタ621、チップ抵抗器622および双方向ツェナーダイオードチップ641は、ワンセグ放送受信回路623を構成している。チップインダクタ621およびチップ抵抗器622は、正確に合わせ込まれたインダクタンスおよび抵抗をそれぞれ有し、ワンセグ放送受信回路623に高精度な回路定数を与える。
GPS受信IC614は、GPS衛星からの電波を受信してスマートフォン601の位置情報を出力する電子回路を内蔵している。GPS受信IC614の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ642が配置されている。
FMチューナIC615は、その近傍において実装基板9に実装された複数のチップ抵抗器624、複数のチップインダクタ625および複数の双方向ツェナーダイオードチップ643とともに、FM放送受信回路626を構成している。チップ抵抗器624およびチップインダクタ625は、正確に合わせ込まれた抵抗値およびインダクタンスをそれぞれ有し、FM放送受信回路626に高精度な回路定数を与える。
電源IC616の近傍には、複数のチップキャパシタ627、複数のチップダイオード628および複数の双方向ツェナーダイオードチップ644が実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC616は、チップキャパシタ627、チップダイオード628および双方向ツェナーダイオードチップ644とともに、電源回路629を構成している。
フラッシュメモリ617は、オペレーティングシステムプログラム、スマートフォン601の内部で生成されたデータ、通信機能によって外部から取得したデータおよびプログラムなどを記録するための記憶装置である。フラッシュメモリ617の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ645が配置されている。
マイクロコンピュータ618は、CPU、ROMおよびRAMを内蔵しており、各種の演算処理を実行することにより、スマートフォン601の複数の機能を実現する演算処理回路である。より具体的には、マイクロコンピュータ618の働きにより、画像処理や各種アプリケーションプログラムのための演算処理が実現されるようになっている。マイクロコンピュータ618の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ646が配置されている。
電源IC619の近くには、複数のチップキャパシタ630、複数のチップダイオード631および複数の双方向ツェナーダイオードチップ647が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC619は、チップキャパシタ630、チップダイオード631および双方向ツェナーダイオードチップ647とともに、電源回路632を構成している。
ベースバンドIC620の近くには、複数のチップ抵抗器633、複数のチップキャパシタ634、複数のチップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ648が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。ベースバンドIC620は、チップ抵抗器633、チップキャパシタ634、チップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ648とともに、ベースバンド通信回路636を構成している。ベースバンド通信回路636は、電話通信およびデータ通信のための通信機能を提供する。
このような構成によって、電源回路629,632によって適切に調整された電力が、伝送処理IC612、GPS受信IC614、ワンセグ放送受信回路623、FM放送受信回路626、ベースバンド通信回路636、フラッシュメモリ617およびマイクロコンピュータ618に供給される。マイクロコンピュータ618は、伝送処理IC612を介して入力される入力信号に応答して演算処理を行い、伝送処理IC612から表示パネル603に表示制御信号を出力して表示パネル603に各種の表示を行わせる。
タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってワンセグ放送の受信が指示されると、ワンセグ放送受信回路623の働きによってワンセグ放送が受信される。そして、受信された画像を表示パネル603に出力し、受信された音声をスピーカ605から音響化させるための演算処理が、マイクロコンピュータ618によって実行される。
また、スマートフォン601の位置情報が必要とされるときには、マイクロコンピュータ618は、GPS受信IC614が出力する位置情報を取得し、その位置情報を用いた演算処理を実行する。
さらに、タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってFM放送受信指令が入力されると、マイクロコンピュータ618は、FM放送受信回路626を起動し、受信された音声をスピーカ605から出力させるための演算処理を実行する。
フラッシュメモリ617は、通信によって取得したデータの記憶や、マイクロコンピュータ618の演算や、タッチパネルからの入力によって作成されたデータを記憶するために用いられる。マイクロコンピュータ618は、必要に応じて、フラッシュメモリ617に対してデータを書き込み、またフラッシュメモリ617からデータを読み出す。
電話通信またはデータ通信の機能は、ベースバンド通信回路636によって実現される。マイクロコンピュータ618は、ベースバンド通信回路636を制御して、音声またはデータを送受信するための処理を行う。
<変形例>
前述の第1〜第5実施形態では、1つの貫通孔6,506,546が第2接続電極4,504が形成された領域に形成されている例について説明したが、二つ以上の(複数の)貫通孔6,506,546が形成されていてもよい。この場合、図35に示す構成を採用してもよい。図35は、図1に示すチップ部品1の第1変形例を示す模式的な斜視図である。
第1変形例に係るチップ部品701が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、複数の貫通孔706が形成されている点である。その他の構成は前述の第1実施形態における構成と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。なお、図35では、複数の貫通孔の一例として、二つの貫通孔706が基板2に形成された例を示している。
本変形例では、二つの貫通孔706が第2接続電極4の中央部を避けるように、互いに間隔を空けて形成されている。より具体的には、二つの貫通孔706は、素子形成面2Aの他端部(基板2の側面2D側の端部)側において、基板2の側面2Dと側面2Eとが交わる角部に近い部分、および基板2の側面2Dと側面2Fとが交わる角部に近い部分に形成されている。これにより、第2接続電極4には、基板2の短辺82に沿う長手方向における両端部に開口部63が形成されており、各開口部63の間における第2接続電極4の中央部には、開口部63(貫通孔706)が形成されていない平坦部707が形成されている。
このように、複数の貫通孔706が形成されていても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、複数の貫通孔706によって、第2接続電極4の位置を示すことができる。これにより、チップ部品701が実装基板9に実装された際に、複数の貫通孔706の位置に基づいて第1および第2接続電極3,4のそれぞれの位置をより一層容易に確認することができる。さらに、第2接続電極4の平坦部707によって、前述の第5実施形態において述べたように、プロービングをより良好に行うことができる。
なお、図35では、チップ部品701を前述の第1実施形態に係るチップ部品1の変形例として示しているが、むろん、前述した第2〜第5実施形態に複数の貫通孔706の構成を採用してもよい。
また、前述の第1〜第5実施形態では、第2接続電極4,504が形成された領域に貫通孔6,506,546が形成された例について説明したが、第2接続電極4,504が形成された領域外の領域に貫通孔を形成してもよい。この場合、図36に示す構成を採用してもよい。図36は、図1に示すチップ部品1の第2変形例を示す模式的な斜視図である。
第2変形例に係るチップ部品801が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、第2接続電極4が形成された領域外に貫通孔806が形成されている点である。その他の構成は前述の第1実施形態における構成と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
第2変形例に係る貫通孔806は、第2接続電極4が形成された領域外において、素子形成面2Aの他端部側(すなわち、基板2の側面2Dに近い側)に形成されている。換言すれば、第2接続電極4は、貫通孔806と重ならない位置に形成されており、貫通孔806は、第2接続電極4の周囲に形成されている。
素子領域5において、貫通孔806を形成するためのスペースを確保できる場合、このような構成を採用することによって、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、この構成によれば、第2接続電極4の下層に形成される電極膜(たとえば第1実施形態におけるアノード電極膜104)等の配線ルールの制限を受けずに貫通孔806を形成できる。また、第2接続電極4の接続面積も十分に確保できる。むろん、このような貫通孔806を複数形成してもよい。
なお、図36では、チップ部品801を前述の第1実施形態に係るチップ部品1の変形例として示しているが、むろん、前述した第2〜第5実施形態に貫通孔806の構成を採用してもよい。また、貫通孔806を、図37に示す位置に形成してもよい。図37は、図1に示すチップ部品1の第3変形例を示す模式的な斜視図である。
第3変形例に係るチップ部品901が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、第2接続電極4の長辺4Aを横切る位置に貫通孔906が形成されている点である。その他の構成は前述の第1実施形態における構成と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
貫通孔906の一部の壁面66(基板2の側面2D側の壁面66、および基板2の側面2E,2F側の壁面66)には、第2接続電極4の開口部63が形成されている。このように、第3変形例に係る構成であっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
なお、図37では、チップ部品901を前述の第1実施形態に係るチップ部品1の変形例として示しているが、むろん、前述した第2〜第5実施形態に貫通孔906の構成を採用してもよい。
また、前述の第4実施形態では、各第2接続電極504が形成される領域に貫通孔506がそれぞれ形成された例について説明したが、図38に示す構成を採用してもよい。図38は、図29Aに示すチップ部品501の一変形例を示すの模式的な斜視図である。
一変形例に係るチップ部品591が、前述の第4実施形態に係る複合チップ部品501と異なる点は、各第2接続電極504間に設定された境界領域507を横切るように一つの貫通孔596が形成されている点、および各第2接続電極504の中央部に貫通孔が形成されていない平坦部597が形成されている点である。その他の構成は、第4実施形態に係る複合チップ部品501と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
このような構成であっても、前述の第4実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、各第2接続電極504の中央部は、平坦部597が形成されているので、良好にプロービングを行うことができる。
また、前述の第1〜第5実施形態では、第1および第2接続電極3,4が基板2の縁部を覆うように、側面2C〜2Fおよび素子形成面2Aに形成されている例について説明したが、図39および図40に示す構成を採用してもよい。図39は、図1に示すチップ部品1の他の変形例(チップ部品951)を示す模式的な斜視図である。図40は、図39に示すチップ部品951の断面図である。
他の変形例に係るチップ部品951が、前述の第1実施形態に係るチップ部品1と異なる点は、第1および第2接続電極3,4に代えて、第1および第2接続電極953,954が形成されている点である。その他の構成は、第1実施形態に係るチップ部品1と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。なお、図39および図40では、チップ部品951を前述の第1実施形態に係るチップ部品1の変形例として示しているが、第1および第2接続電極953,954の構成は、むろん、前述した第2〜第5実施形態および各変形例に採用することができる。
図39に示すように、第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2Aの両端部(基板2の側面2C側の端部、および基板2の側面2D側の端部)に、互いに間隔を空けて配置されている。第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2A上のみに形成されており、基板2の側面2C,2D,2E,2Fを覆うようには形成されていない。すなわち、第1および第2接続電極953,954は、前述の第1実施形態における第1および第2接続電極3,4と異なり、周縁部86,87を有していない。
図40に示すように、基板2上(素子形成面2Aの全域)には、パッシベーション膜23および樹脂膜24がカソード電極膜103およびアノード電極膜104を覆うように形成されている。本変形例における貫通孔956は、樹脂膜24、パッシベーション膜23、および基板2を貫通するように形成されている。貫通孔956は、たとえば、前述の第1実施形態における貫通孔6と同一形状および同一位置に形成されている。
チップ部品951のアノード電極膜104には、貫通孔956を露出させる開口が形成されている。アノード電極膜104の開口は、貫通孔956の面積よりも広い面積で形成されている。アノード電極膜104の開口の内壁は、基板2の素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、貫通孔956の壁面966から間隔を空けた位置に形成されている。すなわち、貫通孔956は、アノード電極膜104の開口の通るように、樹脂膜24、パッシベーション膜23、および基板2を貫通している。
パッシベーション膜23および樹脂膜24には、カソードパッド105を露出させるパッド開口922と、アノードパッド106を露出させるパッド開口923とが形成されている。アノードパッド106を露出させるパッド開口923は、貫通孔956(アノード電極膜104の開口)の周囲を取り囲むようにパッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通して形成されている。第1および第2接続電極953,954は、各パッド開口922,923を埋め戻すように形成されている。
第2接続電極954における貫通孔956が形成された領域は、貫通孔956と同程度の大きさ(より具体的には、貫通孔956よりも大きい)の開口部963によって開放されており、その内方部において、樹脂膜24の表面、および貫通孔956(貫通孔956の壁面966)が当該開口部963から外部に露出している。第2接続電極954の開口部963は、前述の第1実施形態と異なり、基板2に形成された貫通孔956の壁面966を覆うように形成されていない。このように、第2接続電極954は、平面視において第1接続電極953よりも小さい面積で相異なる形状に形成されている。
なお、第1および第2接続電極953,954は、樹脂膜24の表面よりも低い位置(基板2に近い位置)に表面を有していてもよいし、図40に示すように、樹脂膜24の表面から突出していて、樹脂膜24よりも高い位置(基板2から遠い位置)に表面を有していてもよい。第1および第2接続電極953,954が樹脂膜24の表面から突出している場合、第1および第2接続電極953,954は、パッド開口922,923の開口端から樹脂膜24の表面に跨るオーバラップ部を有していてもよい。また、図40では、一層の金属材料(たとえばNi層)からなる第1および第2接続電極953,954が形成されている例を示しているが、前述の第1実施形態と同様、Ni層33/Pd層34/Au層35の積層構造を有していてもよい。
このようなチップ部品951は、前述の第1実施形態における図8A〜図8Hの工程を変更することにより形成できる。以下、図41A〜図41Dを参照しながらチップ部品951の製造工程における前述の図8A〜図8Hの工程と異なる部分について説明する。図41A〜図41Dは、図39に示すチップ部品951の製造方法を示す断面図である。
まず、図41Aに示すように、前述の第1実施形態における図8Aの工程を経た基板30が用意される。次に、前述の図8Bと同様の工程で、カソード電極膜103およびアノード電極膜104が形成される。次に、たとえば、アノード電極膜104における貫通孔956(貫通孔用の溝46)が形成されるべき領域をエッチングすることにより、開口が形成される。
次に、図41Bに示すように、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を覆うようにパッシベーション膜23および樹脂膜24が基板30の表面30Aの全域に形成される。次に、前述の図8Dと同様の工程を経て、溝45および貫通孔用の溝46を形成すべき領域に、開口42と、開口43とが選択的に形成されたレジストパターン41が基板30を覆うように形成される(図9参照)。
次に、図41Cに示すように、レジストパターン41をマスクとするプラズマエッチングにより、基板30が選択的に除去される。これにより、平面視においてレジストパターン41の開口42および開口43と一致する位置には、基板30の表面30Aから基板30の厚さ途中まで到達する所定深さの溝45および貫通孔用の溝46が形成され、行列状に整列配置された半製品50が形成される。溝45および貫通孔用の溝46が形成された後、レジストパターン41は除去される。
次に、図41Dに示すように、前述の図8Fと同様の工程を経て、SiNからなる絶縁膜47が基板30の表面30A(溝45および貫通孔用の溝46の各壁面を含む)の全域に亘って形成される。次に、たとえばエッチングにより、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を露出させるパッド開口922,923が、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように形成される。
その後、前述の図8Gの工程と同様の工程を経て、パッド開口922,923を埋め戻すように第1および第2接続電極953,954が形成(めっき成長、図10参照)される。そして、前述の図8Hの工程と同様の工程を経て、個片化されたチップ部品951(図39参照)が得られる。
このような構成であっても、前述の各実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
<第1参考例>
図42は、第1参考例に係るチップ部品1001の模式的な斜視図である。第1参考例では、前述の図1〜図41に示された部分と対応する部分に同一の参照符号を付して説明する。
チップ部品1001は、微小なチップ部品であり、図42に示すように、略直方体形状をなしている。より具体的には、チップ部品1001は、後述するように一つの角部に切欠部としての面取り部1006を有しており、これにより、非対称な形状を有する略直方体形状をなしている。面取り部1006は、チップ部品1001の極性方向を表している。図42では、面取りされた部分を二点鎖線で示している。
チップ部品1001は、チップ部品1001の本体を構成する基板2と、第1および第2接続電極3,4と、第1および第2接続電極3,4によって電気的に接続される回路素子が選択的に形成される素子領域5とを主に備えている。
基板2において図42における上面をなす一つの表面は、素子形成面2Aである。素子形成面2Aは、基板2において回路素子が形成される表面であり、略長方形状である。基板2の厚さ方向において素子形成面2Aとは反対側の面は、裏面2Bである。素子形成面2Aと裏面2Bとは、略同寸法かつ同形状であり、互いに平行である。
素子形成面2Aおよび裏面2Bは、互いに長さの異なる一対の長辺81a,81b(長辺81aの長さ>長辺81bの長さ)と、互いに長さの異なる一対の短辺82a,82b(短辺82aの長さ>短辺82bの長さ)と、長辺81bと短辺82bとを結ぶ斜辺83とを含む。
チップ部品1001の平面形状は、たとえば長辺81aに沿う長さL1が0.6mm以下、短辺82aに沿う長さW1が0.3mm以下の矩形(0603チップ)であってもよいし、長辺81aに沿う長さL1が0.4mm以下、短辺82aに沿う長さW1が0.2mm以下の矩形(0402チップ)であってもよい。より好ましくは、チップ部品1001の寸法に関し、長辺81aに沿う長さL1が0.3mm、短辺82aに沿う長さW1が0.15mmの矩形(03015チップ)である。チップ部品1001の厚さT1は、たとえば0.1mmである。
以下では、素子形成面2Aにおける一対の長辺81a,81b、一対の短辺82a,82bおよび斜辺83によって区画された矩形状の縁を、周縁部85ということにし、裏面2Bにおける一対の長辺81a,81b、一対の短辺82a,82b、および斜辺83によって区画された矩形状の縁を、周縁部90ということにする。素子形成面2Aにおける一対の長辺81a,81bは互いに平行であり、一対の短辺82a,82bは互いに平行である。素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見ると、周縁部85と周縁部90とは、重なっている。
基板2は、素子形成面2Aおよび裏面2B以外の表面として、複数の側面(側面2C、側面2D、側面2E、側面2Fおよび側面2G)を有している。当該複数の側面2C〜2Gは、素子形成面2Aおよび裏面2Bのそれぞれに交差(詳しくは、直交)して延び、素子形成面2Aおよび裏面2Bの間を繋いでいる。
側面2Cは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向一方側(図42における右手前側)の短辺82b間に架設されていて、側面2Dは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向他方側(図42における左奥側)の短辺82a間に架設されている。側面2Cおよび側面2Dは、当該長手方向における基板2の両端面である。側面2Eは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向一方側(図42における左手前側)の長辺81b間に架設されていて、側面2Fは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向他方側(図42における右奥側)の長辺81a間に架設されている。側面2Eおよび側面2Fは、当該短手方向における基板2の両端面である。側面2Cおよび側面2F、側面2Fおよび側面2D、ならびに側面2Dおよび側面2Eは、それぞれ交差(詳しくは、直交)している。側面2Cおよび側面2Eがその延長線上で交わって成る基板2の角部84(図42の二点鎖線部参照)が面取りされて、面取り部1006が形成されている。本参考例では、角部84を面取線CLに沿って面取りした構成を示している。
面取り部1006は、素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見た平面視において、10μmよりも大きい面取り幅W2(切欠き幅)で形成されている。本参考例では、面取り幅W2は、斜辺83の長さである。面取り幅W2は、30μm以上(より具体的には、40μm〜70μm)で形成されていることが好ましい。
面取線CLは、側面2C(長辺81b)と側面2E(短辺82b)とを通る直線である。角部84、および面取線CLと側面2C,2E(各辺81b,82b)との交点の間の長さ(最短の長さ)は、それぞれ30μm〜50μmであることが好ましい。
面取り部1006によって、側面2Gが形成されている。側面2Gは、側面2Cおよび側面2Eに対して傾斜した斜面である。側面2Gは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける斜辺83の間、および側面2Cと側面2Eとの間に架設されている。
本参考例では、面取線CLとして、基板2の角部84を含む部分を三角柱状(平面視三角形状)に面取りする直線が採用された例を示しているが、面取線CLは、たとえば、角部84を含む部分を四角柱状(平面視矩形状)に面取りする折れ線であってもよいし、角部84を含む部分を平面視円弧状(凸面状/凹面状)に面取りする曲線であってもよい。
基板2では、素子形成面2Aおよび側面2C〜2Gのそれぞれの全域がパッシベーション膜23で覆われている。そのため、厳密には、図42では、素子形成面2Aおよび側面2C〜2Gのそれぞれの全域は、パッシベーション膜23の内側(裏側)に位置していて、外部に露出されていない。さらに、チップ部品1001は、樹脂膜24を有している。
樹脂膜24は、素子形成面2A上のパッシベーション膜23の全域(周縁部85およびその内側領域)を覆っている。パッシベーション膜23および樹脂膜24については、以降で詳説する。
第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2Aの一端部および他端部に配置されており、互いに間隔を開けて形成されている。素子形成面2Aの一端部は、基板2の側面2C側の端部であり、素子形成面2Aの他端部は、基板2の側面2D側の端部である。
第1接続電極3は、基板2の面取り部1006を描く面取線CL(斜辺83)に沿う部分を有する周縁部86を含む。第1接続電極3の周縁部86は、基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2C,2E,2F,2Gに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部86は、基板2の側面2C,2E,2F,2G同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。このように、第1接続電極3は、互いに長さの異なる一対の長辺3A,3C(長辺3Aの長さ>長辺3Cの長さ)、互いに長さの異なる一対の短辺3B,3D(短辺3Bの長さ>短辺3Dの長さ)、および長辺3Cと短辺3Dとを結ぶ斜辺3Eを含む。斜辺3Eに沿う周縁部86が、面取り部1006を描く面取線CLに沿って形成されている。長辺3Aと短辺3B、短辺3Bと長辺3C、および長辺3Aと短辺3Dとは平面視において直交している。
一方、第2接続電極4は、周縁部87を含む。第2接続電極4の周縁部87は、基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2D,2E,2Fに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部87は、基板2の側面2D,2E,2F同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。第2接続電極4は、平面視における4辺をなす一対の長辺4Aおよび一対の短辺4Bを有している。第2接続電極4の長辺4Aと短辺4Bとは平面視において直交している。
このように、基板2は、第1接続電極3が形成された一端部と、第2接続電極4が形成された他端部とにおいて、異なる形状を有している。すなわち、第1接続電極3は、面取り部1006が形成されている基板2の一端部側に形成されており、第2接続電極4は、隣り合う側面2D,2E,2F同士が直角に維持されている基板2の他端部側に形成されている。したがって、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、基板2の長辺81a,81bに直交する直線(基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。
なお、基板2は、各コーナー部11が平面視で面取りされたラウンド形状となっていてもよい。この場合、チップ部品1001の製造工程や実装時におけるチッピングを抑制できる構造となる。
素子領域5には、回路素子が形成されている。回路素子は、基板2の素子形成面2Aにおける第1接続電極3と第2接続電極4との間の領域に形成されていて、パッシベーション膜23および樹脂膜24によって上から被覆されている。
図43は、図42に示すチップ部品1001の平面図である。図44は、図43に示す切断面線XLIV−XLIVから見た断面図である。図45は、図43に示す切断面線XLV−XLVから見た断面図である。
チップ部品1001は、基板2と、基板2に形成された複数のダイオードセルD101〜D104と、これらの複数のダイオードセルD101〜D104を並列に接続するカソード電極膜103およびアノード電極膜104とを含む。カソード電極膜103には、第1接続電極3が接続され、アノード電極膜104には、第2接続電極4が接続されている。したがって、本参考例では、第1接続電極3は、カソード電極であり、第2接続電極4はアノード電極である。図42において説明した面取り部1006は、本参考例では、第1接続電極3の極性方向を示すカソードマークKM1として機能する。
基板2は、本参考例では、p型の半導体基板(たとえばシリコン基板)である。基板2の両端部に、第1接続電極3との接続のためのカソードパッド105と、第2接続電極4との接続のためのアノードパッド106とが配置されている。これらのパッド105,106の間(すなわち、素子領域5)に、ダイオードセル領域107が設けられている。
ダイオードセル領域107は、本参考例では、矩形に形成されている。ダイオードセル領域107内に、複数のダイオードセルD101〜D104が配置されている。複数のダイオードセルD101〜D104は、本参考例では4個設けられており、基板2の長手方向および短手方向に沿って、マトリックス状に等間隔で二次元配列されている。
図46は、図42のチップ部品において、カソード電極膜103およびアノード電極膜104ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板2の表面の構造を示す平面図である。ダイオードセルD101〜D104の各領域内には、それぞれ、p型の基板2の表層領域にn型領域110が形成されている。n型領域110は、個々のダイオードセル毎に分離されている。これにより、ダイオードセルD101〜D104は、ダイオードセル毎に分離されたpn接合領域111をそれぞれ有している。
複数のダイオードセルD101〜D104は、本参考例では等しい大きさおよび等しい形状、具体的には矩形形状に形成されており、各ダイオードセルの矩形領域内に、多角形形状のn型領域110が形成されている。本参考例では、n型領域110は、正八角形に形成されており、ダイオードセルD101〜D104の矩形領域を形成する4辺にそれぞれ沿う4つの辺と、ダイオードセルD101〜D104の矩形領域の4つの角部にそれぞれ対向する別の4つの辺とを有している。基板2の表層領域には、さらに、n型領域110から所定の間隔を空けて分離された状態でp型領域112が形成されている。p型領域112は、ダイオードセル領域107内において、カソード電極膜103が配置される領域を回避したパターンに形成されている。
図44および図45に示されているように、基板2の表面には、酸化膜等からなる絶縁膜115(図42および図43では図示省略)が形成されている。絶縁膜115には、ダイオードセルD101〜D104のそれぞれのn型領域110の表面を露出させるコンタクト孔116と、p型領域112を露出させるコンタクト孔117とが形成されている。絶縁膜115の表面には、カソード電極膜103およびアノード電極膜104が形成されている。
カソード電極膜103は、絶縁膜115の表面からコンタクト孔116内に入り込み、コンタクト孔116内でダイオードセルD101〜D104の各n型領域110との間でオーミック接触を形成している。アノード電極膜104は、絶縁膜115の表面からコンタクト孔117の内方へと延びており、コンタクト孔117内でp型領域112との間でオーミック接触を形成している。カソード電極膜103およびアノード電極膜104は、本参考例では、同じ材料からなる電極膜からなっている。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104としては、Ti膜を下層としAl膜を上層としたTi/Al積層膜や、AlCu膜を適用できる。その他、AlSi膜を電極膜として用いることもできる。AlSi膜を用いると、基板2の表面にp型領域112を設けることなく、アノード電極膜104と基板2との間でオーミック接触を形成することができる。したがって、p型領域112を形成するための工程を省くことができる。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104の間は、スリット118によって分離されている。本参考例では、スリット118は、ダイオードセルD101〜D104のn型領域110を縁取るように、n型領域110の平面形状と整合する枠形状(すなわち正八角形枠状)に形成されている。それに応じて、カソード電極膜103は、n型領域110の形状に整合する平面形状(すなわち正八角形形状)のセル接合部103aを各ダイオードセルD101〜D104の領域に有し、当該セル接合部103aの間が直線状の架橋部103bによって連絡されており、さらに、直線状の別の架橋部103cによってカソードパッド105の直下に形成された大きな矩形形状の外部接続部103dへと接続されている。一方、アノード電極膜104は、略一定の幅のスリット118に対応した間隔を開けて、カソード電極膜103を取り囲むように、絶縁膜115の表面に形成されていて、アノードパッド106の直下の矩形領域へ延びて一体的に形成されている。
カソード電極膜103およびアノード電極膜104は、たとえば窒化膜(SiN膜)からなるパッシベーション膜23(図42および図43では図示省略)によって覆われており、さらにパッシベーション膜23の上にはポリイミド等の樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、カソードパッド105を選択的に露出させる切欠部122と、アノードパッド106を露出させる切欠部123とが形成されている。そして、前述の第1および第2接続電極3,4が対応するパッド105,106に接続されている。
第1および第2接続電極3,4のそれぞれは、Ni層33、Pd層34およびAu層35を素子形成面2A側および側面2C〜2G側からこの順で有している。すなわち、第1および第2接続電極3,4のそれぞれは、素子形成面2A上の領域だけでなく、側面2C〜2G上の領域においても、Ni層33、Pd層34およびAu層35からなる積層構造を有している。そのため、第1および第2接続電極3,4のそれぞれにおいて、Ni層33とAu層35との間にPd層34が介装されている。第1および第2接続電極3,4のそれぞれにおいて、Ni層33は各接続電極の大部分を占めており、Pd層34およびAu層35は、Ni層33に比べて格段に薄く形成されている。Ni層33は、チップ部品1001が実装基板に実装された際に、各パッド105,106におけるカソード電極膜103およびアノード電極膜104(たとえば、各電極膜103,104のAl)と、はんだとを中継する役割を有している。
このように、第1および第2接続電極3,4では、Ni層33の表面がAu層35によって覆われているので、Ni層33が酸化することを防止できる。また、第1および第2接続電極3,4では、Au層35を薄くすることによってAu層35に貫通孔(ピンホール)ができてしまっても、Ni層33とAu層35との間に介装されたPd層34が当該貫通孔を塞いでいるので、当該貫通孔からNi層33が外部に露出されて酸化することを防止できる。
そして、第1および第2接続電極3,4のそれぞれでは、Au層35が、最表面に露出している。第1接続電極3は、一方の切欠部122を介して、切欠部122におけるカソードパッド105においてカソード電極膜103に対して電気的に接続されている。第2接続電極4は、他方の切欠部123を介して、切欠部123におけるアノードパッド106においてアノード電極膜104に対して電気的に接続されている。第1および第2接続電極3,4のそれぞれでは、Ni層33が各パッド105,106に対して接続されている。これにより、第1および第2接続電極3,4のそれぞれは、各ダイオードセルD101〜D104に対して電気的に接続されている。
このように、切欠部122,123が形成された樹脂膜24およびパッシベーション膜23は、切欠部122,123から第1および第2接続電極3,4を露出させた状態で素子形成面2Aを覆っている。そのため、樹脂膜24の表面において切欠部122,123からはみ出した(突出した)第1および第2接続電極3,4を介して、チップ部品1001と実装基板との間における電気的接続を達成できる。
各ダイオードセルD101〜D104では、p型の基板2とn型領域110との間にpn接合領域111が形成されており、したがって、それぞれpn接合ダイオードが形成されている。そして、複数のダイオードセルD101〜D104のn型領域110がカソード電極膜103に共通に接続され、ダイオードセルD101〜D104の共通のp型領域であるp型の基板2がp型領域112を介してアノード電極膜104に共通に接続されている。これによって、基板2上に形成された複数のダイオードセルD101〜D104は、全て並列に接続されている。
図47は、図42に示すチップ部品の内部の電気的構造を示す電気回路図である。ダイオードセルD101〜D104によってそれぞれ構成されるpn接合ダイオードは、カソード側が第1接続電極3(カソード電極膜103)によって共通接続され、アノード側が第2接続電極4(アノード電極膜104)によって共通接続されることによって、全て並列に接続されており、これによって、全体として1つのダイオードとして機能する。
本参考例の構成によれば、チップ部品1001は複数のダイオードセルD101〜D104を有しており、各ダイオードセルD101〜D104がpn接合領域111を有している。pn接合領域111は、ダイオードセルD101〜D104毎に分離されている。そのため、チップ部品1001は、pn接合領域111の周囲長、すなわち、基板2におけるn型領域110の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域111の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、ESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品1001を小型に形成する場合であっても、pn接合領域111の総周囲長を大きくすることができるから、チップ部品1001の小型化とESD耐量の確保とを両立することができる。
図48は、同面積の基板上に形成するダイオードセルの大きさおよび/またはダイオードセルの個数を様々に設定して、pn接合領域の周囲長の合計(総延長)を異ならせた複数のサンプルについてESD耐量を測定した実験結果を示す。この実験結果から、pn接合領域の周囲長が長くなるほど、ESD耐量が大きくなることが分かる。4個以上のダイオードセルを基板上に形成した場合に、8キロボルトを超えるESD耐量を実現することができた。
次に、図49A〜図49Hを参照して、チップ部品1001の製造方法について詳説する。
まず、図49Aに示すように、基板2の元となるp型の基板30を用意する。この場合、基板30の表面30Aは、基板2の素子形成面2Aであり、基板30の裏面30Bは、基板2の裏面2Bである。基板30の表面30A側に、ダイオードセルD101〜D104が単位素子として、互いに間隔を空けて複数形成される。
基板30を用意した後、基板30の表面に熱酸化膜等の絶縁膜115が形成され、その上にレジストマスクを形成する。レジストマスクを介するn型不純物(たとえば燐)のイオン注入または拡散によって、n型領域110が形成される。さらに、p型領域112に整合する開口を有する別のレジストマスクが形成され、レジストマスクを介するp型不純物(たとえば砒素)のイオン注入または拡散によって、p型領域112が形成される。これにより、ダイオードセルD101〜D104が形成される。
次に、レジストマスクを剥離し、必要に応じて絶縁膜115を厚膜化(たとえばCVDにより厚膜化)した後、コンタクト孔116,117に整合する開口を有するさらに別のレジストマスクが絶縁膜115の上に形成される。レジストマスクを介するエッチングによって、絶縁膜115にコンタクト孔116,117が形成される。
次に、図49Bに示すように、たとえばスパッタリングによって、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を構成する電極膜が絶縁膜115上に形成される。そして、電極膜上に、スリット118に対応する開口パターンを有するレジスト膜が形成され、レジスト膜を介するエッチングによって、電極膜にスリット118が形成される。これにより、前記電極膜がカソード電極膜103およびアノード電極膜104に分離される。
次に、図49Cに示すように、レジスト膜を剥離した後、たとえばCVD法によって窒化膜(SiN膜)等のパッシベーション膜23が形成され、さらにポリイミド等を塗布することにより樹脂膜24が形成される。そして、これらのパッシベーション膜23および樹脂膜24に対して、フォトリソグラフィを利用したエッチングを施すことにより、切欠部122,123が形成される。
次に、図49Dに示すように、基板30の表面30Aの全域に亘ってレジストパターン41を形成する。レジストパターン41には、後述する溝1044を形成すべき領域に選択的に開口1042が形成されている。
図50は、図49Dの工程において溝1044を形成するために用いられるレジストパターン41の一部の模式的な平面図である。なお、図50では、説明の便宜上、レジストパターン41が形成された領域をクロスハッチングで示している。
図50を参照して、レジストパターン41の開口1042は、直線部分1042A,1042Bと、面取り部分1042Cとを含む。直線部分1042A,1042Bは、平面視で互いに隣り合うダイオードセルD101〜D104を含む領域が平面視格子状に配列されるように、互いに直交した状態を保ちながら連なっている。つまり、直線部分1042A,1042Bは、ダイオードセルD101〜D104を含む領域をチップ部品1001となるチップ領域1048として区画している。このように、基板30の表面30A側には、各ダイオードセルD101〜D104を含むチップ領域1048が平面視格子状に形成されている。
一方、面取り部分1042Cは、直線部分1042A,1042Bと一体的に連なっており、面取り部1006(図42および図43参照)が形成されるように、各チップ領域1048の角部を選択的に露出させるように形成されている。面取り部分1042Cにより、面取線CL(図42参照)が設定されている。
次に、図49Eに示すように、レジストパターン41をマスクとするプラズマエッチングにより、基板30を選択的に除去する。これにより、平面視においてレジストパターン41の開口1042と一致する位置には、基板30の表面30Aから基板30の厚さ途中まで到達する所定深さの溝1044が形成され、当該溝1044によって、各チップ領域1048が平面視格子状に区画される。溝1044は、互いに対向する一対の側壁と、当該一対の側壁の下端(基板30の裏面30B側の端)の間を結ぶ底壁とによって区画されている。
基板30における溝1044の全体形状は、平面視でレジストパターン41の開口1042(直線部分1042A,1042Bおよび面取り部分1042C)と一致する形状になっている。基板30においてダイオードセルD101〜D104が形成された部分は、チップ部品1001の半製品1050である。基板30の表面30Aでは、溝1044によって区画された各チップ領域1048に半製品1050が1つずつ位置していて、これらの半製品1050は、行列状に整列配置されている。溝1044が形成された後、レジストパターン41を除去する。
次に、図49Fに示すように、CVD法によって、SiNからなる絶縁膜47を、基板30の表面30Aの全域に亘って形成する。このとき、溝1044の内周面(前述した側壁や底壁)の全域にも絶縁膜47が形成される。次に、溝1044の内周面(前述した側壁や底壁)以外の領域に形成された絶縁膜47を選択的にエッチングする。
次に、図49Gに示すように、図51に示す工程によって、各切欠部122,123から露出したカソードパッド105およびアノードパッド106(カソード電極膜103およびアノード電極膜104)からNi、PdおよびAuを順にめっき成長させる。めっきは、各めっき膜が表面30Aに沿う横方向に成長し、溝1044の側壁上の絶縁膜47を覆うまで続けられる。これにより、Ni/Pd/Au積層膜からなる第1および第2接続電極3,4を形成する。
図51は、第1および第2接続電極3,4の製造工程を説明するための図である。
まず、カソードパッド105およびアノードパッド106の表面が浄化されることで、当該表面の有機物(炭素のしみ等のスマットや油脂性の汚れも含む)が除去(脱脂)される(ステップS51)。次に、当該表面の酸化膜が除去される(ステップS52)。次に、当該表面においてジンケート処理が実施されて、当該表面における(電極膜の)AlがZnに置換される(ステップS53)。次に、当該表面上のZnが硝酸等で剥離されて、各パッド105,106では、新しいAlが露出される(ステップS54)。
次に、各パッド105,106をめっき液に浸けることによって、各パッド105,106における新しいAlの表面にNiめっきが施される。これにより、めっき液中のNiが化学的に還元析出されて、当該表面にNi層33が形成される(ステップS55)。
次に、Ni層33を別のめっき液に浸けることによって、当該Ni層33の表面にPdめっきが施される。これにより、めっき液中のPdが化学的に還元析出されて、当該Ni層33の表面にPd層34が形成される(ステップS56)。
次に、Pd層34をさらに別のめっき液に浸けることによって、当該Pd層34の表面にAuめっきが施される。これにより、めっき液中のAuが化学的に還元析出されて、当該Pd層34の表面にAu層35が形成される(ステップS57)。これによって、第1および第2接続電極3,4が形成され、形成後の第1および第2接続電極3,4を乾燥させると(ステップS58)、第1および第2接続電極3,4の製造工程が完了する。なお、前後するステップの間には、半製品1050を水で洗浄する工程が適宜実施される。また、ジンケート処理は複数回実施されてもよい。
以上のように、第1および第2接続電極3,4を無電解めっきによって形成するので、電極材料であるNi,PdおよびAlを絶縁膜47上にも良好にめっき成長させることができる。また、第1および第2接続電極3,4を電解めっきによって形成する場合に比べて、第1および第2接続電極3,4についての形成工程の工程数(たとえば、電解めっきで必要となるリソグラフィ工程やレジストマスクの剥離工程等)を削減してチップ部品1001の生産性を向上できる。さらに、無電解めっきの場合には、電解めっきで必要とされるレジストマスクが不要であることから、レジストマスクの位置ずれによる第1および第2接続電極3,4についての形成位置にずれが生じないので、第1および第2接続電極3,4の形成位置精度を向上して歩留まりを向上できる。
また、この方法では、カソードパッド105およびアノードパッド106(カソード電極膜103およびアノード電極膜104)が切欠部122,123から露出していて、各パッド105,106から溝1044までめっき成長の妨げになるものがない。そのため、各パッド105,106から溝1044まで直線的にめっき成長させることができる。その結果、電極の形成にかかる時間の短縮を図ることができる。
このように第1および第2接続電極3,4が形成された後に、基板30が裏面30Bから研削される。
具体的には、図49Hに示すように、溝1044を形成した後に、PET(ポリエチレンテレフタレート)からなる薄板状であって粘着面72を有する支持テープ71が、粘着面72において、各半製品1050における第1および第2接続電極3,4側(つまり、表面30A側)に貼着される。これにより、各半製品1050が支持テープ71に支持される。ここで、支持テープ71として、たとえば、ラミネートテープを用いることができる。
各半製品1050が支持テープ71に支持された状態で、基板30を裏面30B側から研削する。研削によって、溝1044の底壁の上面に達するまで基板30が薄型化されると、隣り合う半製品1050を連結するものがなくなるので、溝1044を境界として基板30が分割され、半製品1050が個別に分離してチップ部品1001の完成品となる。つまり、溝1044において基板30が切断(分断)され、これによって、個々のチップ部品1001が切り出される。なお、基板30を裏面30B側から溝1044の底壁までエッチングすることによってチップ部品1001を切り出しても構わない。
完成した各チップ部品1001では、溝1044の側壁をなしていた部分が、基板2の側面2C〜2Gのいずれかとなり、裏面30Bが裏面2Bとなる。つまり、エッチングによって溝1044を形成する工程(図49E参照)は、側面2C〜2Gを形成する工程に含まれる。なお、溝1044に絶縁膜47の一部は、前述したパッシベーション膜23の一部となる。
以上のように、溝1044を形成してから基板30を裏面30B側から研削すれば、基板30に形成された複数のチップ部品1001を一斉に個々に分割できる(複数のチップ部品1001の個片を一度に得ることができる)。よって、複数のチップ部品1001の製造時間の短縮によってチップ部品1001の生産性の向上を図ることができる。
なお、完成したチップ部品1001における基板2の裏面2Bを研磨やエッチングすることによって鏡面化して裏面2Bを綺麗にしてもよい。
図52A〜図52Dは、図49Hの工程後におけるチップ部品1001の回収工程を示す図解的な断面図である。
図52Aでは、個片化された複数のチップ部品1001が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図52Bに示すように、各チップ部品1001の基板2の裏面2Bに対して、熱発泡シート73を貼着する。熱発泡シート73は、シート状のシート本体74と、シート本体74内に練り込まれた多数の発泡粒子75とを含んでいる。
シート本体74の粘着力は、支持テープ71の粘着面72における粘着力よりも強い。そこで、各チップ部品1001の基板2の裏面2Bに熱発泡シート73を貼着した後に、図52Cに示すように、支持テープ71を各チップ部品1001から引き剥がして、チップ部品1001を熱発泡シート73に転写する。このとき、支持テープ71に紫外線を照射すると(図52Bの点線矢印参照)、粘着面72の粘着性が低下するので、支持テープ71が各チップ部品1001から剥がれやすくなる。
次に、熱発泡シート73を加熱する。これにより、図52Dに示すように、熱発泡シート73では、シート本体74内の各発泡粒子75が発泡してシート本体74の表面から膨出する。その結果、熱発泡シート73と各チップ部品1001の基板2の裏面2Bとの接触面積が小さくなり、全てのチップ部品1001が熱発泡シート73から自然に剥がれる(脱落する)。このように回収されたチップ部品1001は、エンボスキャリアテープ(図示せず)に形成された収容空間に収容される。この場合、支持テープ71または熱発泡シート73からチップ部品1001を1つずつ引き剥がす場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。もちろん、複数のチップ部品1001が支持テープ71にくっついた状態で(図52A参照)、熱発泡シート73を用いずに、支持テープ71からチップ部品1001を所定個数ずつ直接引き剥がしてもよい。チップ部品1001が収容されたエンボスキャリアテープは、その後、自動実装機に収納される。チップ部品1001は、自動実装機に備えられた吸着ノズル76により吸着されて個々回収され、その後、実装基板9に実装される。
各チップ部品1001の回収工程は、図53A〜図53Cに示す別の方法によっても行うことができる。
図53A〜図53Cは、図49Hの工程後におけるチップ部品1001の回収工程(変形例)を示す図解的な断面図である。
図53Aでは、図52Aと同様に、個片化された複数のチップ部品1001が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図53Bに示すように、各チップ部品1001の基板2の裏面2Bに転写テープ77を貼着する。転写テープ77は、支持テープ71の粘着面72よりも強い粘着力を有する。そこで、図53Cに示すように、各チップ部品1001に転写テープ77を貼着した後に、支持テープ71を各チップ部品1001から引き剥がす。この際、前述したように、粘着面72の粘着性を低下させるために支持テープ71に紫外線(図53Bの点線矢印参照)を照射してもよい。
転写テープ77の両端には、自動実装機に設置されたフレーム78が貼り付けられている。両側のフレーム78は、互いが接近する方向または離間する方向に移動できる。支持テープ71を各チップ部品1001から引き剥がした後に、両側のフレーム78を互いが離間する方向に移動させると、転写テープ77が伸張して薄くなる。これによって、転写テープ77の粘着力が低下するので、各チップ部品1001が転写テープ77から剥がれやすくなる。この状態で、自動実装機の吸着ノズル76をチップ部品1001の素子形成面2A側に向けると、自動実装機(吸着ノズル76)が発生する吸着力によって、チップ部品1001が転写テープ77から引き剥がされて吸着ノズル76に吸着される。この際、図53Cに示す突起79によって、吸着ノズル76とは反対側から転写テープ77越しにチップ部品1001を吸着ノズル76側へ突き上げると、チップ部品1001を転写テープ77から円滑に引き剥がすことができる。
図54は、チップ部品1001が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100の模式的な断面図である。図55は、回路アセンブリ100を素子形成面2A側から見た模式的な平面図である。
図54に示すように、チップ部品1001は、実装基板9に実装される。この状態におけるチップ部品1001および実装基板9は、回路アセンブリ100を構成している。図54における実装基板9の上面は、実装面9Aである。実装面9Aには、実装基板9の内部回路(図示せず)に接続された一対(2つ)のランド88が形成されている。各ランド88は、たとえば、Cuからなる。各ランド88の表面には、はんだ13が当該表面から突出するように設けられている。
自動実装機は、チップ部品1001を吸着した状態で吸着ノズル76を実装基板9まで移動させる。このとき、吸着ノズル76は、裏面2Bの長手方向における略中央部分に吸着する。前述したように、第1および第2接続電極3,4は、チップ部品1001の片面(素子形成面2A)および側面2C〜2Gにおける素子形成面2A側の端部だけに設けられていることから、チップ部品1001において裏面2Bは、電極(凹凸)がない平坦面となる。よって、吸着ノズル76をチップ部品1001に吸着して移動させる場合に、平坦な裏面2Bに吸着ノズル76を吸着させることができる。換言すれば、平坦な裏面2Bであれば、吸着ノズル76が吸着できる部分のマージンを増やすことができる。これによって、吸着ノズル76をチップ部品1001に確実に吸着させ、チップ部品1001を途中で吸着ノズル76から脱落させることなく実装基板9上まで搬送できる。実装基板9上では、チップ部品1001の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが互いに対向する。この状態で、吸着ノズル76を下降させて実装基板9に押し付け、チップ部品1001において、第1接続電極3を一方のランド88のはんだ13に接触させ、第2接続電極4を他方のランド88のはんだ13に接触させる。
次に、リフロー工程により、はんだ13を加熱すると、はんだ13が溶融する。その後、はんだ13が冷却されて固まると、第1接続電極3と当該一方のランド88とがはんだ13を介して接合し、第2接続電極4と当該他方のランド88とがはんだ13を介して接合する。つまり、二つのランド88のそれぞれが、第1および第2接続電極3,4において対応する電極にはんだ接合される。これにより、実装基板9へのチップ部品1001の実装(フリップチップ接続)が完了して、回路アセンブリ100が完成する。このとき、チップ部品1001の外部接続電極として機能する第1および第2接続電極3,4の最表面には、Au層35(金メッキ)が形成されている。そのため、チップ部品1001を実装基板9に実装する際に、優れたはんだ濡れ性と、高い信頼性とを達成できる。
完成状態の回路アセンブリ100では、チップ部品1001の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが、隙間を隔てて対向しつつ、平行に延びている(図55も参照)。当該隙間の寸法は、第1接続電極3または第2接続電極4において素子形成面2Aから突き出た部分の厚みとはんだ13の厚さとの合計に相当する。
図54に示すように、断面視においては、たとえば、第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2A上の表面部分と側面2C,2D,2G上の側面部分とが一体的になって略L字状に形成されている。そのため、図55に示すように、実装面9A(素子形成面2A)の法線方向(これらの面に直交する方向)から回路アセンブリ100(厳密には、チップ部品1001と実装基板9との接合部分)を見てみると、第1接続電極3と一方のランド88とを接合するはんだ13は、第1接続電極3の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。同様に、第2接続電極4と他方のランド88とを接合するはんだ13も、第2接続電極4の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。
このように、チップ部品1001では、第1接続電極3が基板2の側面2C,2E,2F,2Gを一体的に覆うように形成され、第2接続電極4が基板2の側面2D,2E,2Fを一体的に覆うように形成されている。すなわち、基板2の素子形成面2Aに加えて側面2C〜2Gにも電極が形成されているので、チップ部品1001を実装基板9にはんだ付けする際の接着面積を拡大できる。その結果、第1および第2接続電極3,4に対するはんだ13の吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。
また、図55に示すように、はんだ13が基板2の素子形成面2Aから側面2C〜2Gに回り込むように吸着する。したがって実装状態において、第1接続電極3を側面2C,2E,2F,2Gではんだ13によって保持し、第2接続電極4を側面2D,2E,2Fではんだ13によって保持することによって、矩形状のチップ部品1001の全ての側面2C〜2Gをはんだ13で固定できる。これにより、チップ部品1001の実装形状を安定化させることができる。
チップ部品1001が実装基板9に実装された回路アセンブリ100は、基板外観検査工程を経て「良品」と判定されたものだけが出荷される。基板外観検査工程では、検査装置としての自動光学検査装置(AOI:Automatic Optical Inspection Machine)91によって、判定項目として、実装基板9のはんだ付けの状態検査、チップ部品1001の極性検査等が実施される。
図56は、図42に示すチップ部品1001の極性検査工程を説明するための図である。図57は、実装基板9に実装された状態の参考例に係るチップ部品1010を裏面2B側から見た模式的な平面図である。なお、図56は、チップ部品1001が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100をチップ部品1001の長手方向に沿って切断したときの模式的な断面図を示している。
自動光学検査装置91は、検査対象物に光を照射し、検査対象物から反射された光によって検出された映像情報から「良品」、「不良品」を判定する装置である。より具体的に、図56に示すように、自動光学検査装置91における部品検出位置Pでは、回路アセンブリ100の直上に部品認識カメラ14と、複数の光源15とが配置されている。複数の光源15は、当該部品認識カメラ14の周囲にそれぞれ配置されている。回路アセンブリ100が部品検出位置Pに載置されると、自動光学検査装置91は、光源15からチップ部品1001の裏面2Bに向けて光を斜め方向に照射し、そして、当該チップ部品1001の裏面2Bによって反射された反射光を部品認識カメラ14によって検出する。
ここで、図57に示すように、参考例に係るチップ部品1010には、基板2に面取り部1006が形成されておらず、裏面2Bに標印としてのカソードマークKM2が形成(印字)されている。このような標印は、チップ部品1010の裏面Bに紫外線やレーザ等を照射する標印装置によって形成されている。
参考例に係るチップ部品1010の極性検査は、たとえば、カソードマークKM2(標印)が、自動光学検査装置91の所定位置にある極性検査ウィンドウに予め設定された値以上の色(たとえば、白色や水色等)で検出されるか否かによって行われ、検出された場合に「良品」と判定される。
しかしながら、参考例に係るチップ部品1010は、必ずしも水平な姿勢で実装基板9に実装されるわけではなく、時には傾いた姿勢で実装基板9に実装される場合がある。この場合、その傾斜角度によっては、光源15から参考例に係るチップ部品1010に照射された光の一部が極性ウィンドウ外に反射したり、入射光に対する反射光の波長が変化し、検出される色が設定値以下の色として認識(誤認識)されたりすることがある。その結果、第1および第2接続電極3,4の極性方向が誤っていないにも関わらず、「不良品」と判定されるという不具合がある。このような問題は、参考例に係るチップ部品1010の裏面2Bの鏡面性が高いほど顕著になる。
このような誤認識を防止するためには、自動光学検査装置91の検出系統(部品認識カメラ14等)や照明系統(光源15等)を検査対象物毎に最適化して検査精度を上げなければならず、外観検査のために余計な労力が必要になって生産性が低下する。しかも、今後益々小型のチップ部品が要望されるようになると、その労力が過大になってしまう。
これに対して、第1参考例に係るチップ部品1001には、図42および図43に示すように、基板2には、カソードマークKM1としての面取り部1006が形成されている。そのため、チップ部品1001が実装基板9に実装された際に、面取り部1006の位置に基づいて第1および第2接続電極3,4のそれぞれの位置を確認することができる。これにより、第1および第2接続電極3,4の極性方向を簡単に判定することができる。しかも、その極性判定は、自動光学検査装置91で検出される明るさや色合いに基づいて行われるものではなく、実装基板9に対するチップ部品1001の傾きが変わっても不変な面取り部1006の形状に基づいて行われる。したがって、極性検査工程において、たとえチップ部品1001が傾いた姿勢で実装された実装基板9や、水平な姿勢で実装された実装基板9が混在する場合であっても、面取り部1006に基づくことによって、実装基板9毎に自動光学検査装置91の検出系統(部品認識カメラ14等)を最適化することなしに、安定した品質で極性方向を判定することができる。
また、面取り部1006が10μmよりも大きい面取り幅W2(図42参照)で形成されているので、極性方向を判定するに当たり、高精度(高分解能)な自動光学検査装置を用いなくとも、面取り部1006が形成された部分とそうでない部分とを良好に検出することができる。
また、極性方向を判定するための指標として、チップ部品の表面や裏面に標印を形成する必要がないため、紫外線やレーザ等の照射によってチップ部品に標印を形成するための標印装置を使用する必要もない。そのため、チップ部品の製造工程を簡略化できるとともに、設備投資を削減できる。これにより、生産性の向上を図ることもできる。
また、チップ部品1001の裏面2Bの鏡面性を高くしても、自動光学検査装置91から裏面2Bに入射した光を効率よく反射させることができる。そのため、実装基板9に対するチップ部品1001の傾き具合が異なる様々な実装基板9を検査する場合に、ある傾きを他の傾きと区別するための情報(反射光の明るさや色合い)を、自動光学検査装置91に良好に反映させることができる。その結果、チップ部品1001の傾きを良好に検出することができる。特に、チップ部品1001の裏面2Bが鏡面性を有していれば、極性方向の判定の指標としてチップ部品1001からの反射光の情報を省略できるので、このような裏面2Bの鏡面化によってチップ部品1001の極性方向の判定精度が低下することを防止することができる。
また、チップ部品1001が裏面2Bを下方に向けた姿勢(すなわち、素子形成面2Aと裏面2Bとが逆向きの姿勢)で実装基板9に実装されている場合であっても、チップ部品1001は一つの角部が面取りされた非対称な形状(線対称でも点対称でもない形状)を有しているので、一見して、表裏が逆に実装されていることが分かる。なお、チップ部品1001を実装基板9に実装する際に、自動実装機等による表裏判定工程を行ってもよい。この場合においても、面取り部1006の有無によって表裏の判定ができる。
以上のように、チップ部品1001の構成によれば、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定できるので、チップ部品1001の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する回路アセンブリ100を提供できる。また、このような回路アセンブリ100を含む電子機器を提供できる。
<第2参考例>
図58は、第2参考例に係るチップ部品1201の構成を説明するための平面図である。図59は、図58に示す切断面線LIX−LIXから見た断面図である。図58〜図59において、前述の図1〜図57に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して説明する。
チップ部品1201は、基板2上に形成されたカソード電極膜233およびアノード電極膜234と、カソード電極膜233およびアノード電極膜234の間に並列に接続された複数のダイオードセルD201〜D204とを有している。基板2の長手方向の両端部にカソードパッド235およびアノードパッド236がそれぞれ配置されている。これらのカソードパッド235およびアノードパッド236の間に矩形形状のダイオードセル領域237が設定されている。ダイオードセル領域237内に、複数のダイオードセルD201〜D204が二次元配列されている。本参考例では、複数のダイオードセルD201〜D204は、基板2の長手方向および短手方向に沿ってマトリックス状に等間隔で配列されている。
ダイオードセルD201〜D204は、それぞれ矩形の領域からなり、その矩形の領域の内部に、平面視多角形形状(本参考例では正八角形形状)のショットキ接合領域241を有している。各ショットキ接合領域241に接触するように、ショットキメタル240が配置されている。すなわち、ショットキメタル240は、ショットキ接合領域241において基板2との間でショットキ接合を形成している。
基板2は、本参考例では、p型シリコン基板250と、その上にエピタキシャル成長させられたn型エピタキシャル層251とを有している。基板2には、図59に示すように、p型シリコン基板250の表面に形成されたn型不純物(たとえば砒素)を導入して形成されたn型埋め込み層252が形成されていてもよい。ショットキ接合領域241は、n型エピタキシャル層251の表面に設定されており、n型エピタキシャル層251の表面にショットキメタル240が接合されることによって、ショットキ接合が形成されている。ショットキ接合領域241の周囲には、コンタクトエッジのリークを抑制するためのガードリング253が形成されている。
ショットキメタル240は、たとえばTiまたはTiNからなっていてもよく、ショットキメタル240にAiSi合金等の金属膜242が積層されてカソード電極膜233が構成されている。ショットキメタル240は、ダイオードセルD201〜D204毎に分離されていてもよいが、本参考例では、複数のダイオードセルD201〜D204の各ショットキ接合領域241に共通に接触するようにショットキメタル240が形成されている。
n型エピタキシャル層251には、ショットキ接合領域241を回避した領域に、n型エピタキシャル層251の表面からn型埋め込み層252に達するn型ウェル254が形成されている。そして、n型ウェル254の表面との間でオーミック接触を形成するようにアノード電極膜234が形成されている。アノード電極膜234は、カソード電極膜233と同様の構成の電極膜からなっていてもよい。
n型エピタキシャル層251の表面には、絶縁膜115が形成されている。絶縁膜115には、ショットキ接合領域241に対応したコンタクト孔246と、n型ウェル254を露出させるコンタクト孔247とが形成されている。カソード電極膜233は、絶縁膜115を覆うように形成されていて、コンタクト孔246の内部にまで達し、コンタクト孔246内においてn型エピタキシャル層251との間でショットキ接合を形成している。一方、アノード電極膜234は、絶縁膜115上に形成されていて、コンタクト孔247内に延び、コンタクト孔247内においてn型ウェル254との間でオーミック接触を形成している。カソード電極膜233とアノード電極膜234とは、スリット248によって分離されている。
パッシベーション膜23は、前述の第1参考例と同様の構成で、素子形成面2A(カソード電極膜233およびアノード電極膜234上)および側面2C〜2Gを覆うように形成されている。さらに、パッシベーション膜23を覆うように、樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通して、カソードパッド235となるカソード電極膜233の表面の一部の領域を露出させる切欠部122が形成されている。さらに、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、アノードパッド236となるアノード電極膜234の表面の一部領域を露出させるように切欠部123が形成されている。そして、切欠部122,123から露出しているカソードパッド235およびアノードパッド236に、前述の第1参考例と同様の構成で、第1および第2接続電極3,4が形成されている。
このような構成によって、カソード電極膜233は、ダイオードセルD201〜D204がそれぞれ有するショットキ接合領域241に共通に接続されている。また、アノード電極膜234は、n型ウェル254およびn型埋め込み層252を介してn型エピタキシャル層251に接続されており、したがって、複数のダイオードセルD201〜D204に形成されたショットキ接合領域241に共通に並列接続されていることになる。これにより、複数のダイオードセルD201〜D204のショットキ接合領域241を有する複数のショットキバリアダイオードが、カソード電極膜233とアノード電極膜234との間に並列に接続されている。
このように、本参考例においても、前述の第1参考例において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、複数のダイオードセルD201〜D204がそれぞれ互いに分離されたショットキ接合領域241を有しているため、ショットキ接合領域241の周囲長(n型エピタキシャル層251の表面におけるショットキ接合領域241の周囲長)の総延長が大きくなる。これによって、電界の集中を抑制できるので、ESD耐量を向上することができる。すなわち、チップ部品1201を小型に形成する場合であっても、ショットキ接合領域241の総周囲長を大きくすることができるから、チップ部品1201の小型化とESD耐量の確保とを両立することができる。
<第3参考例>
図60は、第3参考例に係るチップ部品1401の平面図である。図61は、図60に示す切断面線LXI−LXIから見た断面図である。図62は、図60に示す切断面線LXII−LXIIから見た断面図である。
第3参考例に係るチップ部品1401が、前述の第1参考例に係るチップ部品1001と異なる点は、素子領域5に形成される回路素子として、ダイオードセルD101〜D104に代えて第1および第2ツェナーダイオードD401,D402が形成されている点である。その他の構成は、前述の第1参考例に係るチップ部品1001の構成と同等である。図60〜図62において、前述の図1〜図59に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して説明する。
チップ部品1401は、基板2(たとえばp型のシリコン基板)と、基板2に形成された第1ツェナーダイオードD401と、基板2に形成され、第1ツェナーダイオードD401に逆直列接続された第2ツェナーダイオードD402と、第1ツェナーダイオードD401に接続された第1接続電極3と、第2ツェナーダイオードD402に接続された第2接続電極4とを含む。第1ツェナーダイオードD401は、複数のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、複数のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。
第3参考例に係る素子形成面2Aの両端部には、第1電極膜403に接続された第1接続電極3と、第2電極膜404に接続された第2接続電極4とが配置されている。これらの第1および第2接続電極3,4間の素子形成面2Aに、ダイオード形成領域407が設けられている。ダイオード形成領域407は、本参考例では、矩形に形成されている。
図63は、図60に示すチップ部品1401において、第1および第2接続電極3,4ならびにその上に形成された構成を取り除いて、基板2の表面(素子形成面2A)の構造を示す平面図である。
図60および図63を参照して、基板2(p型の半導体基板)の表層領域には、基板2との間にそれぞれpn接合領域411を形成する複数の第1のn型拡散領域(以下、「第1拡散領域410」という)が形成されている。また、基板2の表層領域には、基板2との間にそれぞれpn接合領域413を形成する複数の第2のn型拡散領域(以下、「第2拡散領域412」という)が形成されている。
本参考例では、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。これらの4個の拡散領域410,412は、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互にかつ等間隔をおいて配列されている。また、これらの4個の拡散領域410,412は、基板2の短手方向に交差する方向(本参考例では直交する方向)に延びた長手に形成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412は、本参考例では等しい大きさおよび等しい形状に形成されている。具体的には、第1拡散領域410および第2拡散領域412は、平面視において、基板2の長手方向に長くかつ4隅が切除された略矩形に形成されている。
各第1拡散領域410と基板2における第1拡散領域410の近傍部とによって、2個のツェナーダイオードD411,D412が構成され、これらの2個のツェナーダイオードD411,D412によって第1ツェナーダイオードD401が構成されている。第1拡散領域410はツェナーダイオードD411,D412毎に分離している。これにより、ツェナーダイオードD411,D412は、ツェナーダイオード毎に分離されたpn接合領域411をそれぞれ有している。
同様に、各第2拡散領域412と基板2における第2拡散領域412の近傍部とによって、2個のツェナーダイオードD421,D422が構成され、これらの2個のツェナーダイオードD421,D422によって第2ツェナーダイオードD402が構成されている。第2拡散領域412はツェナーダイオードD421,D422毎に分離している。これにより、ツェナーダイオードD421,D422は、ツェナーダイオード毎に分離されたpn接合領域413をそれぞれ有している。
図61および図62に示されているように、基板2の素子形成面2Aには、絶縁膜115(図60では図示省略)が形成されている。絶縁膜115には、第1拡散領域410の表面をそれぞれ露出させる第1コンタクト孔416と、第2拡散領域412の表面を露出させる第2コンタクト孔417とが形成されている。絶縁膜115の表面には、第1電極膜403および第2電極膜404が形成されている。
第1電極膜403は、ツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410に接続された引き出し電極L411と、ツェナーダイオードD412に対応した第1拡散領域410に接続された引き出し電極L412と、引き出し電極L411,L412(第1引き出し電極)と一体的に形成された第1パッド405とを有している。第1パッド405は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。第1パッド405に第1接続電極3が接続されている。このようにして、第1接続電極3は、引き出し電極L411,L412に共通に接続されている。
第2電極膜404は、ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412に接続された引き出し電極L421と、ツェナーダイオードD422に対応した第2拡散領域412に接続された引き出し電極L422と、引き出し電極L421,L422(第2引き出し電極)と一体的に形成された第2パッド406とを有している。第2パッド406は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。第2パッド406に第2接続電極4が接続されている。このようにして、第2接続電極4は、引き出し電極L421,L422に共通に接続されている。第2パッド406および第2接続電極4は、第2接続電極4の外部接続部を構成している。
引き出し電極L411は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD411の第1コンタクト孔416内に入り込み、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD411の第1拡散領域410との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L411において、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD411に接合されている部分は、接合部C411を構成している。同様に、引き出し電極L412は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD412の第1コンタクト孔416内に入り込み、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD412の第1拡散領域410との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L412において、第1コンタクト孔416内でツェナーダイオードD412に接合されている部分は、接合部C412を構成している。
引き出し電極L421は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD421の第2コンタクト孔417内に入り込み、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD421の第2拡散領域412との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L421において、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD421に接合されている部分は、接合部C421を構成している。同様に、引き出し電極L422は、絶縁膜115の表面からツェナーダイオードD422の第2コンタクト孔417内に入り込み、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD422の第2拡散領域412との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L422において、第2コンタクト孔417内でツェナーダイオードD422に接合されている部分は、接合部C422を構成している。第1電極膜403および第2電極膜404は、本参考例では、同じ材料からなっている。電極膜403,404としては、本参考例では、Al膜が用いられている。
第1電極膜403と第2電極膜404との間は、スリット418によって分離されている。引き出し電極L411は、ツェナーダイオードD411に対応する第1拡散領域410上を通って第1パッド405に至る直線に沿って直線状に形成されている。同様に、引き出し電極L412は、ツェナーダイオードD412に対応する第1拡散領域410上を通って第1パッド405に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L411,L412は、対応する第1拡散領域410から第1パッド405まで間の至るところで一様な幅をそれぞれ有しており、それらの幅は、接合部C411,C412の幅よりも広い。接合部C411,C412の幅は、引き出し電極L411,L412の引き出し方向に直交する方向の長さによって定義される。引き出し電極L411,L412の先端部は、対応する第1拡散領域410の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L411,L412の基端部は、第1パッド405に接続されている。
引き出し電極L421は、ツェナーダイオードD421に対応する第2拡散領域412上を通って第2パッド406に至る直線に沿って直線状に形成されている。同様に、引き出し電極L422は、ツェナーダイオードD422に対応する第2拡散領域412上を通って第2パッド406に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L421,L422は、対応する第2拡散領域412からまで間の至るところで一様な幅をそれぞれ有しており、それらの幅は、接合部C421,C422の幅よりも広い。接合部C421,C422の幅は、引き出し電極L421,L422の引き出し方向に直交する方向の長さによって定義される。引き出し電極L421,L422の先端部は、対応する第2拡散領域412の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L421,L422の基端部は、第2パッド406に接続されている。
つまり、第1および第2接続電極3,4は、複数の第1引き出し電極L411,L412および複数の第2引き出し電極L421,L422が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。また、第1接続電極3および第1拡散領域410と、第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、互いに対称に構成されている。より具体的には、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすこともできる。具体的には、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第1引き出し電極L412とそれに隣接する第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。なお、スリット418は、引き出し電極L411,L412,L421,L422を縁取るように形成されている。
パッシベーション膜23は、前述の第1参考例と同様の構成で、素子形成面2A(第1電極膜403および第2電極膜404上)および側面2C〜2Gを覆うように形成されている。さらに、パッシベーション膜23を覆うように、樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通して、第1パッド405となる第1電極膜403の表面の一部の領域を露出させる切欠部122が形成されている。さらに、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように、第2パッド406となる第2電極膜404の表面の一部領域を露出させるように切欠部123が形成されている。そして、切欠部122,123から露出している第1パッド405および第2パッド406に、前述の第1参考例と同様の構成で、第1および第2接続電極3,4が形成されている。
パッシベーション膜23および樹脂膜24は、第1電極膜403の表面(第1パッド405)において、チップ部品1401の保護膜を構成しており、第1引き出し電極L411,L412、第2引き出し電極L421,L422およびpn接合領域411,413への水分の浸入を抑制または防止するとともに、外部からの衝撃等を吸収し、チップ部品1401の耐久性の向上に寄与している。
第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412の第1拡散領域410は、第1接続電極3に共通に接続されているとともに、ツェナーダイオードD411,D412の共通のp型領域である基板2に接続されている。これにより、第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412が並列に接続されている。一方、第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422の第2拡散領域412は、第2接続電極4に接続されているとともに、ツェナーダイオードD421,D422の共通のp型領域である基板2に接続されている。これにより、第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422が並列に接続されている。そして、ツェナーダイオードD421,D422の並列回路とツェナーダイオードD411,D412の並列回路とが逆直列接続されており、その逆直列回路によって、双方向ツェナーダイオードが構成されている。
図64は、図60に示すチップ部品1401の内部の電気的構造を示す電気回路図である。第1ツェナーダイオードD401を構成する複数のツェナーダイオードD411,D412のカソードは第1接続電極3に共通接続され、それらのアノードは第2ツェナーダイオードD402を構成する複数のツェナーダイオードD421,D422のアノードに共通接続されている。そして、複数のツェナーダイオードD421,D422のカソードは、第2接続電極4に共通接続されている。これにより、全体として1つの双方向ツェナーダイオードとして機能する。
本参考例によれば、第1接続電極3および第1拡散領域410と、第2接続電極4および第2拡散領域412とは、互いに対称に構成されているので、各電流方向に対する特性を実質的に等しくできる。
図65Bは、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。
図65Bにおいて、実線は、双方向ツェナーダイオードに一方の電極を正極とし他方の電極を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示し、破線は当該双方向ツェナーダイオードに前記一方の電極を負極とし前記他方の電極を正極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示している。この実験結果から、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが非対称に構成された双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が等しくならないことが分かる。
図65Aは、図60に示すチップ部品1401について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。
本参考例の双方向ツェナーダイオードでは、第1接続電極3を正極とし第2接続電極4を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性および第2接続電極4を正極とし第1接続電極3を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性は、共に図65Aに実線で示すような特性となった。つまり、本参考例の双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が実質的に等しくなった。
本参考例の構成によれば、チップ部品1401は、第1ツェナーダイオードD401と第2ツェナーダイオードD402とを有している。第1ツェナーダイオードD401は、複数のツェナーダイオードD411,D412(第1拡散領域410)を有しており、各ツェナーダイオードD411,D412がpn接合領域411を有している。pn接合領域411は、ツェナーダイオードD411,D412毎に分離されている。そのため、「第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411の周囲長」、すなわち、基板2における第1拡散領域410の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域411の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、第1ツェナーダイオードD401のESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品1401を小型に形成する場合であっても、pn接合領域411の総周囲長を大きくできるから、チップ部品1401の小型化とESD耐量の確保とを両立できる。
同様に、第2ツェナーダイオードD402は、複数のツェナーダイオードD421,D422(第2拡散領域412)を有しており、各ツェナーダイオードD421,D422がpn接合領域413を有している。pn接合領域413は、ツェナーダイオードD421,D422毎に分離されている。そのため、「第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長」、すなわち、基板2におけるpn接合領域413の周囲長の合計(総延長)が長くなる。これにより、pn接合領域413の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるので、第2ツェナーダイオードD402のESD耐量の向上を図ることができる。すなわち、チップ部品1401を小型に形成する場合であっても、pn接合領域413の総周囲長を大きくできるから、チップ部品1401の小型化とESD耐量の確保とを両立できる。
本参考例では、第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411および第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の各周囲長は、400μm以上でかつ1500μm以下に形成されている。前記各周囲長は、500μm以上でかつ1000μm以下に形成されていることがより好ましい。
前記各周囲長が400μm以上に形成されているので、後に図66を用いて説明するように、ESD耐量の大きい双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。また、前記各周囲長が1500μm以下に形成されているので、後に図67を用いて説明するように、第1接続電極3と第2接続電極4との間の容量(端子間容量)の小さな双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。より具体的には、端子間容量が30[pF]以下の双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。各周囲長は、500μm以上でかつ1000μm以下に形成されていることがより好ましい。
図66は、同面積の基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、ESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。ただし、各サンプルにおいては、前述の第1参考例と同様に、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とは互いに対称に形成されている。したがって、各サンプルにおいて、第1ツェナーダイオードD401の接合領域411の周囲長と第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長とは略同じになる。
図66の横軸は、第1ツェナーダイオードD401のpn接合領域411の周囲長または第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長のうちの一方の長さを示している。この実験結果から、pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長が長くなるほど、ESD耐量が大きくなることが分かる。pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長を400μm以上に形成した場合に、目標値である8キロボルト以上のESD耐量を実現することができた。
図67は、同面積の基板上に形成する引き出し電極(拡散領域)の個数および/または拡散領域の大きさを様々に設定して、第1ツェナーダイオードのpn接合領域および第2ツェナーダイオードのpn接合領域の各周囲長を異ならせた複数のサンプルについて、端子間容量を測定した実験結果を示すグラフである。ただし、各サンプルにおいては、前述の第1参考例と同様に、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とは互いに対称に形成されている。
図67の横軸は、第1ツェナーダイオードD401の接合領域411の周囲長または第2ツェナーダイオードD402のpn接合領域413の周囲長のうちの一方の長さを示している。この実験結果から、pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長が長くなるほど、端子間容量が大きくなることが分かる。pn接合領域411およびpn接合領域413の各周囲長を1500μm以下に形成した場合に、目標値である30[pF]以下の端子間容量を実現することができた。
さらに、本参考例では、引き出し電極L411,L412,L421,L422の幅が、接合部C411,C412,C421,C422から第1パッド405までの間の至るところで、接合部C411,C412,C421,C422の幅よりも広い。これにより、許容電流量を大きくとることができ、エレクトロマイグレーションを低減して、大電流に対する信頼性を向上できる。すなわち、小型でESD耐量が大きく、しかも大電流に対する信頼性をも確保した双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
さらに、基板2の一方の表面である素子形成面2Aに第1および第2接続電極3,4の第1および第2接続電極3,4がいずれも形成されている。そこで、前述の第1参考例において説明したように、素子形成面2Aを実装基板9に対向させて、第1および第2接続電極3,4をはんだ13によって実装基板9上に接合することにより、チップ部品1401を実装基板9上に表面実装した回路アセンブリを構成できる(図54参照)。すなわち、フリップチップ接続型のチップ部品1401を提供することができ、素子形成面2Aを実装基板9の実装面に対向させたフェースダウン接合によって、ワイヤレスボンディングによってチップ部品1401を実装基板9に接続できる。これによって、実装基板9上におけるチップ部品1401の占有空間を小さくできる。とくに、実装基板9上におけるチップ部品1401の低背化を実現できる。これにより、小型電子機器等の筐体内の空間を有効に利用でき、高密度実装および小型化に寄与できる。
また、本参考例では、基板2上に絶縁膜115が形成されており、その絶縁膜115に形成された第1コンタクト孔416を介してツェナーダイオードD411,D412の第1拡散領域410に引き出し電極L411,L412の接合部C411,C412が接続されている。そして、第1コンタクト孔416の外の領域において絶縁膜115上に第1パッド405が配置されている。つまり、pn接合領域411の直上から離れた位置に第1パッド405が設けられている。
同様に、絶縁膜115に形成された第2コンタクト孔417を介してツェナーダイオードD421,D422の第2拡散領域412に引き出し電極L421,L422の接合部C421,C422が接続されている。そして、第2コンタクト孔417の外の領域において絶縁膜115上に第2パッド406が配置されている。第2パッド406もまた、pn接合領域413の直上から離れた位置にある。これにより、チップ部品1401を実装基板9に実装するときに、pn接合領域411,413に大きな衝撃が加わることを回避できる。それによって、pn接合領域411,413の破壊を回避できるので、外力に対する耐久性に優れた双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。
このようなチップ部品1401は、前述の第1参考例におけるダイオードセルD101〜D104の形成工程に代えて、第1および第2ツェナーダイオードD401,D402を形成する工程を実行することにより得ることができる。以下、図68を参照して、前述の第1参考例の製造工程と異なる点について詳説する。
図68は、図60に示すチップ部品1401の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。
まず、基板2の元基板としてのp型の基板(第1参考例における基板30に相当する)が用意される。基板の表面は素子形成面であり、基板2の素子形成面2Aに対応している。素子形成面には、複数のチップ部品1401に対応した複数の双方向ツェナーダイオードチップ領域が、マトリクス状に配列されて設定されている。次に、基板の素子形成面に、絶縁膜115が形成され(ステップS110)、その上にレジストマスクが形成される(ステップS111)。レジストマスクを用いたエッチングによって、第1拡散領域410および第2拡散領域412に対応する開口が絶縁膜115に形成される(ステップS112)。
さらに、レジストマスクを剥離した後に、絶縁膜115に形成された開口から露出する基板の表層部にn型不純物が導入される(ステップS113)。n型不純物の導入は、n型不純物としての燐を表面に堆積させる工程(いわゆるリンデポ)によって行われてもよいし、n型不純物イオン(たとえば燐イオン)の注入によって行われてもよい。リンデポとは、基板を拡散炉内に搬入し、拡散路内でPOCl3ガスを流して行う熱処理によって、絶縁膜115の開口内で露出する基板の表面に燐を堆積させる処理である。必要に応じて絶縁膜115を厚膜化した後(ステップS114)、基板に導入された不純物イオンを活性化するための熱処理(ドライブ)が行われる(ステップS115)。これにより、基板の表層部に第1拡散領域410および第2拡散領域412が形成される。
次に、コンタクト孔416,417に整合する開口を有するさらに別のレジストマスクが絶縁膜115の上に形成される(ステップS116)。レジストマスクを介するエッチングによって、絶縁膜115にコンタクト孔416,417が形成される(ステップS117)、その後、レジストマスクが剥離される。
次に、たとえばスパッタリングによって、第1電極膜403および第2電極膜404を構成する電極膜が絶縁膜115上に形成される(ステップS118)。本参考例では、Alからなる電極膜が形成される。そして、電極膜上に、スリット418に対応する開口パターンを有する別のレジストマスクが形成され(ステップS119)、レジストマスクを介するエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によって、電極膜にスリット418が形成される(ステップS120)。これにより、電極膜が、第1電極膜403および第2電極膜404に分離される。
次に、レジスト膜を剥離した後、たとえばCVD法によって窒化膜等のパッシベーション膜23が形成され(ステップS121)、さらにポリイミド等を塗布することにより樹脂膜24が形成される(ステップS122)。たとえば、感光性を付与したポリイミドが塗布され、切欠部122,123に対応するパターンで露光した後、そのポリイミド膜が現像される(ステップS123)。これにより、第1電極膜403および第2電極膜404の表面を選択的に露出させる切欠部122,123を有する樹脂膜24が形成される。その後、必要に応じて、樹脂膜をキュアするための熱処理が行われる(ステップS124)。そして、樹脂膜24をマスクとしたドライエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によって、切欠部122,123が形成される(ステップS125)。
その後、前述の第1参考例で述べた方法(図49E〜図49H参照)に倣って第1電極膜403および第2電極膜404に接続されるように、外部接続電極としての第1および第2接続電極3,4が形成されて、基板が個片化される。これにより、前述の構造のチップ部品1401を得ることができる。
本参考例では、基板2がp型の半導体基板からなっているので、基板2上にエピタキシャル層を形成しなくても、安定した特性を実現できる。すなわち、n型の半導体基板は抵抗率の面内ばらつきが大きいので、n型の半導体基板を用いるときには、その表面に抵抗率の面内ばらつきの少ないエピタキシャル層を形成し、エピタキシャル層に不純物拡散層を形成してpn接合を形成する必要がある。これは、n型不純物の偏析係数が小さいために、基板の元となるインゴット(たとえばシリコンインゴット)を形成するときに、基板の中心部と周縁部とで抵抗率の差が大きくなるからである。これに対して、p型不純物の偏析係数は比較的大きいので、p型基板は抵抗率の面内ばらつきが少ない。したがって、p型基板を用いることによって、エピタキシャル層を形成することなく、安定した特性の双方向ツェナーダイオードを基板のいずれの箇所からも切り出すことができる。よって、p型の半導体基板として基板2を用いることによって、製造工程を簡単にでき、かつ製造コストを低減できる。
図69A〜図69Eは、それぞれ図60に示すチップ部品1401の変形例を示す平面図である。図69A〜図69Eは、図60に対応する平面図を示している。図69A〜図69Eにおいて、図60に示された各部に対応する部分には、図60と同一の参照符号を付して示す。
図69Aに示すチップ部品1401Aでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は1個ずつ形成されている。第1ツェナーダイオードD401は、第1拡散領域410に対応する1個のツェナーダイオードから構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、第2拡散領域412に対応する1個のツェナーダイオードから構成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412とは、基板2の長手方向に長い略矩形であり、基板2の短手方向に間隔をおいて配置されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412の長手方向の長さは、比較的短く(第1パッド405と第2パッド406との間隔の1/2より短く)形成されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412の間隔は、拡散領域410,412の幅よりも短く設定されている。
第1接続電極3には、第1拡散領域410に対応した1個の引き出し電極L411が形成されている。同様に、第2接続電極4には、第2拡散領域412に対応した1個の引き出し電極L421が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411と引き出し電極L421が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、第1引き出し電極L411と第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなすと、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図69Bに示すチップ部品1401Bでは、図69Aに示すチップ部品1401Aと同様に、第1ツェナーダイオードD401および第2ツェナーダイオードD402は、それぞれ1個のツェナーダイオードから構成されている。図69Bに示すチップ部品1401Bでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412の長手方向の長さおよび引き出し電極L411,L421の長さが、図69Aに示すチップ部品1401Aのそれらに比べて大きく(第1パッド405と第2パッド406との間隔の1/2より長く)形成されている。
図69Cに示すチップ部品1401Cでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は4個ずつ形成されている。これら8個の第1拡散領域410および第2拡散領域412は、基板2の長手方向に長い矩形状であり、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互にかつ等間隔をおいて配列されている。第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した4個のツェナーダイオードD411〜D414から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した4個のツェナーダイオードD421〜D424から構成されている。
第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した4個の引き出し電極L411〜L414が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した4個の引き出し電極L421〜L424が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411〜L414と引き出し電極L421〜L424が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、第1引き出し電極L411〜L414と第2引き出し電極L421〜L424の隣り合うものどうし(L424とL411,L423とL412,L422とL413,L421とL414)が略同じ位置にあるとみなすと、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向中央に平行でかつ長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図69Dに示すチップ部品1401Dでは、図60に示す第3参考例と同様に、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。これら4個の第1拡散領域410および第2拡散領域412は、基板2の長手方向に長い矩形状であり、第1拡散領域410と第2拡散領域412とが基板2の短手方向に沿って交互に配列されている。第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。これらの4個のダイオードは、素子形成面2Aにおいて、その短辺方向に、D422,D411,D421,D412の順に並んで配置されている。
ツェナーダイオードD422に対応した第2拡散領域412とツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410とは、素子形成面2Aの一方の長辺寄りの部分に互いに隣接して配置されている。ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412とツェナーダイオードD412に対応した第1拡散領域410とは、素子形成面2Aの他方の長辺寄りの部分に互いに隣接して配置されている。つまり、ツェナーダイオードD411に対応した第1拡散領域410と、ツェナーダイオードD421に対応した第2拡散領域412とは、大きな間隔(拡散領域410,412の幅よりも大きな間隔)をおいて配置されている。
第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L411,L412が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L421,L422が形成されている。第1および第2接続電極3,4は、引き出し電極L411,L412と引き出し電極L421,L422が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。なお、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第1引き出し電極L412とそれに隣接する第2引き出し電極L421とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの短手方向に平行でかつ中央長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図69Eに示すチップ部品1401Eでは、第1拡散領域410および第2拡散領域412は2個ずつ形成されている。各第1拡散領域410および各第2拡散領域412は、第1拡散領域410の長手方向に長い略矩形である。一方の第2拡散領域412は素子形成面2Aの一方の長辺寄りの部分に形成され、他方の第2拡散領域412は素子形成面2Aの他方の長辺寄りの部分に形成されている。2個の第1拡散領域410は、2個の第2拡散領域412の間の領域において、各第2拡散領域412にそれぞれ隣接して形成されている。つまり、2個の第1拡散領域410は大きな間隔(拡散領域410,412の幅よりも大きな間隔)をおいて配置されており、それらの外側に第2拡散領域412が1個ずつ配置されている。
第1ツェナーダイオードD401は、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD411,D412から構成されている。第2ツェナーダイオードD402は、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個のツェナーダイオードD421,D422から構成されている。第1接続電極3には、各第1拡散領域410にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L411,L412が形成されている。同様に、第2接続電極4には、各第2拡散領域412にそれぞれ対応した2個の引き出し電極L421,L422が形成されている。
第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、実質的に線対称に構成されているとみなすことができる。つまり、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411が略同じ位置にあるとみなすとともに、基板2の他方の長辺側にある第2引き出し電極L421とそれに隣接する第1引き出し電極L412とが略同じ位置にあるとみなす。そうすると、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの長手方向中央を通る直線に対して線対称に構成されているとみなすことができる。
図69Eに示すチップ部品1401Eでは、基板2の一方の長辺側にある第2引き出し電極L422とそれに隣接する第1引き出し電極L411とは、それらの間の所定の点を中心して互いに点対称に構成されている。また、基板2の他方の長辺側にある第2引き出し電極L421とそれに隣接する第1引き出し電極L412とは、それらの間の所定の点を中心して互いに点対称に構成されている。このように、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが、部分的に対称な構造の組み合わせから構成されている場合にも、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とが実質的に対称に構成されているとみなすことができる。
図69Fに示すチップ部品1401Fでは、基板2の表層領域に、複数の第1拡散領域410が離散的に配置されているとともに、複数の第2拡散領域412が離散的に配置されている。第1拡散領域410および第2拡散領域412は、平面視で同じ大きさの円形に形成されている。複数の第1拡散領域410は、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に配置されており、複数の第2拡散領域412は素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に配置されている。そして、第1接続電極3は、複数の第1拡散領域410に共通接続された1つの引き出し電極L411を有している。同様に、第2接続電極4は、複数の第2拡散領域412に共通接続された1つの引き出し電極L421を有している。この変形例においても、第1接続電極3および第1拡散領域410と第2接続電極4および第2拡散領域412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。
第1拡散領域410および第2拡散領域412の平面視での形状は、三角形、四角形、それ以外の多角形等の任意の形状であってもよい。また、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第1拡散領域410が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第1拡散領域410が引き出し電極L411に共通接続されていてもよい。この場合、素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第2拡散領域412が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第2拡散領域412が引き出し電極L421に共通接続される。
<第4参考例>
図70Aは、第4参考例に係るチップ部品1501の構成を説明するための模式的な斜視図である。
第4参考例に係るチップ部品1501が、前述の第1参考例に係るチップ部品1001と異なる点は、一つの基板502に二つの回路素子が形成されている点(すなわち、素子領域5が一つの基板502上に二つの素子領域505を含んでいる点)である。その他の構成は、前述の第1参考例に係るチップ部品1001の構成と同等である。第4参考例では、前述の図1〜図69Fに示された部分と対応する部分に同一の参照符号を付して説明する。以下では、チップ部品1501を「複合チップ部品1501」という。
複合チップ部品1501は、共通の基板502上に、前述の第1〜第3参考例に係るダイオードを選択的に搭載したベアチップである。基板502の二つの素子領域505のいずれか一方または双方に前述の第1〜第3参考例に係るダイオードを搭載してもよいし、いずれか一方の素子領域505に前述の第1〜第3参考例に係るダイオードを搭載しつつ、他方の素子領域505に、抵抗素子、キャパシタ素子、ヒューズ素子等を含む回路素子を選択的に搭載してもよい。なお、各素子領域505は、その境界領域507に対して左右対称となるように互いに隣り合って配置されている。
複合チップ部品1501は、略直方体形状をなしている。より具体的には、複合チップ部品1501は、後述するように一つの角部に面取り部1506を有しており、これにより、非対称な形状を有する略直方体形状をなしている。面取り部1506は、複合チップ部品1501の極性方向を表している。
複合チップ部品1501の平面形状は、二つの回路素子の並び方向(以下、基板502の横方向)に沿う辺(横辺582a,582b)および横辺582a,582bに直交する辺(縦辺581a,581b)を有する四角形である。複合チップ部品1501の平面寸法は、たとえば、縦辺581aに沿う長さL5=約0.6mm以下、幅W5=約0.3mm以下である0603サイズの二つの回路素子の組み合わせによって、0606サイズとされている。
むろん、複合チップ部品1501の平面寸法はこれに限るものではなく、たとえば、縦辺581aに沿う長さL5=約0.4mm以下、幅W5=約0.2mm以下である0402サイズの素子の組み合わせによって、0404サイズとされていてもよし、縦辺581aに沿う長さL5=約0.3mm以下、幅W5=約0.15mm以下である03015サイズの素子の組み合わせによって、0303サイズとされていてもよい。また、複合チップ部品1501の厚さT5は約0.1mmであり、互いに隣り合う二つの回路素子との間の境界領域507の幅は約0.03mmであることが好ましい。
複合チップ部品1501は、基板(前述の第1参考例における基板30に相当する)上に多数個の複合チップ部品1501を形成するためのチップ領域を格子状に形成してから当該基板に溝(溝1044に相当する)を形成した後、裏面研磨(または当該基板を溝で分断)して個々の複合チップ部品1501に分離することによって得られる。
二つの回路素子は、複合チップ部品1501の本体を構成する基板502と、外部接続電極となる第1接続電極503および第2接続電極504と、第1接続電極503および第2接続電極504によって外部接続される素子領域505とを主に備えている。本参考例では、第1接続電極503は、二つの回路素子に跨るように形成されており、二つの回路素子の共通の電極となっている。なお、基板502の材料は、前述の第1〜第3参考例における基板2の材料と同じである。
基板502において図70Aにおける上面をなす一つの表面は、素子形成面502Aである。素子形成面502Aは、基板502において素子が形成される表面であり、略長方形状である。基板502の厚さ方向において素子形成面502Aとは反対側の面は、裏面502Bである。素子形成面502Aと裏面502Bとは、略同寸法かつ同形状であり、互いに平行である。
素子形成面502Aおよび裏面502Bは、互いに長さの異なる一対の縦辺581a,581b(縦辺581aの長さ>縦辺581bの長さ)と、互いに長さの異なる一対の横辺582a,582b(横辺582aの長さ>横辺582bの長さ)と、縦辺581bおよび横辺582bを結ぶ斜辺583とを含む。
以下では、素子形成面502Aにおける一対の縦辺581a,581b、一対の横辺582a,582b、および斜辺583によって区画された略四角形状の縁を周縁部585ということにし、裏面502Bにおける一対の縦辺581a,581b、一対の横辺582a,582b、および斜辺583によって区画された略四角形状の縁を周縁部590ということにする。素子形成面502Aにおける一対の縦辺581a,581bは互いに平行であり、一対の横辺582a,582bは互いに平行である。素子形成面502A(裏面502B)に直交する法線方向から見ると、周縁部585と周縁部590とは、重なっている。
基板502は、素子形成面502Aおよび裏面502B以外の表面として、複数の側面(側面502C、側面502D、側面502E、側面502Fおよび側面502G)を有している。当該複数の側面502C〜502Gは、素子形成面502Aおよび裏面502Bのそれぞれに交差(詳しくは、直交)して延びて、素子形成面502Aおよび裏面502Bの間を繋いでいる。
側面502Cは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向に直交する縦方向(以下、基板502の縦方向)の一方側(図70Aにおける右手前側)の横辺582b間に架設されていて、側面502Dは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の縦方向の他方側(図70Aにおける左奥側)の横辺582a間に架設されている。側面502Cおよび側面502Dは、当該縦方向における基板502の両端面である。側面502Eは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向一方側(図70Aにおける左手前側)の縦辺581b間に架設されていて、側面502Fは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける基板502の横方向他方側(図70Aにおける右奥側)の縦辺581a間に架設されている。側面502Eおよび側面502Fは、当該横方向における基板502の両端面である。側面502Cおよび側面502F、側面502Fおよび側面502D、ならびに側面502Dおよび側面502Eは、それぞれ交差(詳しくは、直交)している。側面502Cおよび側面502Eがその延長線上で交わって成る基板502の角部584(図70の二点鎖線部参照)を面取りすることによって、面取り部1506が形成されている。本参考例では、角部584を面取線CLに沿って面取りした構成を示している。
面取り部1506は、素子形成面502A(裏面502B)に直交する法線方向から見た平面視において、10μmよりも大きい面取り幅W512(切欠き幅)で形成されている。本参考例では、面取り幅W512は、斜辺583の長さである。面取り幅W512は、30μm以上(より具体的には、40μm〜70μm)で形成されていることが好ましい。
面取線CLは、側面502C(縦辺581b)と側面502E(横辺582b)とを通る直線である。面取線CLと側面502C,502E(各辺581b,582b)との交点、および角部584の間の長さ(最短の長さ)は、それぞれ30μm〜50μmであることが好ましい。
面取り部1506によって、側面502Gが形成されている。側面502Gは、側面502Cおよび側面502Eに対して傾斜した斜面である。側面502Gは、素子形成面502Aおよび裏面502Bにおける斜辺583の間、および側面502Cと側面502Eとの間に架設されている。
本参考例では、面取線CLとして、基板502の角部584を含む部分を三角柱状(平面視三角形状)に面取りする直線が採用された例を示しているが、面取線CLは、たとえば、角部584を含む部分を四角柱状(平面視矩形状)に面取りする折れ線であってもよいし、角部584を含む部分を平面視円弧状(凸面状/凹面状)に面取りする曲線であってもよい。
基板502では、素子形成面502Aおよび側面502C〜502Gのそれぞれの全域がパッシベーション膜523で覆われている。そのため、厳密には、図70Aでは、素子形成面502Aおよび側面502C〜502Gのそれぞれの全域は、パッシベーション膜523の内側(裏側)に位置していて、外部に露出されていない。さらに、複合チップ部品1501は、樹脂膜524を有している。
第1および第2接続電極503,504は、素子形成面502Aの一端部および他端部に配置されており、互いに間隔を開けて形成されている。素子形成面502Aの一端部は、基板502の側面502C側の端部であり、素子形成面502Aの他端部は、基板502の側面502D側の端部である。
第1接続電極503は、基板502の面取り部1506を描く面取線CLに沿う部分を有する周縁部586を含む。第1接続電極503の周縁部586は、基板502の素子形成面502A上において周縁部585を覆うように、素子形成面502Aおよび側面502C,502E,502F,502Gに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部586は、基板502の側面502C,502E,502F,502G同士が交わる各コーナー部511を覆うように形成されている。このように、第1接続電極503は、互いに長さの異なる一対の長辺503A,503C(長辺503Aの長さ>長辺503Cの長さ)、互いに長さの異なる一対の短辺503B,503D(短辺503Bの長さ>短辺503Dの長さ)、および長辺503Cと短辺503Dとを結ぶ斜辺503Eを含むように形成されている。斜辺503Eに沿う周縁部586は、面取り部1506を描く面取線CLに沿って形成されている。長辺503Aと短辺503B、短辺503Bと長辺503C、および長辺503Aと短辺503Dとは平面視において直交している。
第2接続電極504は、周縁部587を含む。第2接続電極504の周縁部587は、基板502の素子形成面502A上において周縁部585を覆うように、素子形成面502Aおよび側面502D,502E,502Fに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部587は、基板502の側面502D,502E,502F同士が交わる各コーナー部511を覆うように形成されている。第2接続電極504は、平面視における4辺をなす一対の長辺504Aおよび短辺504Bを有している。第2接続電極504の長辺504Aと短辺504Bとは平面視において直交している。
このように、基板502は、第1接続電極503が形成された一端部と、第2接続電極504が形成された他端部とにおいて、異なる形状を有している。すなわち、第1接続電極503は、面取り部1506が形成されている基板502の一端部側に形成されており、第2接続電極504は、隣り合う側面502D,502E,502F同士が互いに直角に維持されている基板502の他端部側に形成されている。
したがって、基板502における第1および第2接続電極503,504が形成された両端部は、素子形成面502Aを法線方向から見た平面視において、基板502の縦辺581a,581bに直交する直線(基板502の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、基板502における第1および第2接続電極503,504が形成された両端部は、基板502の重心に対して、点対称でない形状を有している。
なお、基板502は、各コーナー部511が平面視で面取りされたラウンド形状となっていてもよい。この場合、複合チップ部品1501の製造工程や実装時におけるチッピングを抑制できる構造となる。
このような複合チップ部品1501の素子領域505には、第1接続電極503にカソード側が接続されるように、また、第2接続電極504にアノード側が接続されるように、ダイオードが形成される。したがって、第4参考例における面取り部1506は、複合チップ部品1501の極性方向を示すカソードマークKM1として機能する。
図70Bは、図70Aに示す複合チップ部品1501が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100の模式的な断面図である。図70Cは、図70Bに示す回路アセンブリ100を複合チップ部品1501の裏面側502Bから見た模式的な平面図である。図70Dは、図70Bに示す回路アセンブリ100を複合チップ部品1501の素子形成面502A側から見た模式的な平面図である。図70Eは、二つのチップ部品が実装基板に実装された状態を示す図である。なお、図70B〜図70Eでは、要部のみ示している。また、図70Cでは、各ランド588が形成されている領域をクロスハッチングで示している。
図70B〜図70Dに示すように、複合チップ部品1501は、実装基板9に実装される。この状態における複合チップ部品1501および実装基板9は、回路アセンブリ100を構成している。
図70Bに示すように、実装基板9の上面は、実装面9Aである。実装面9Aには、複合チップ部品1501用の実装領域589が区画されている。実装領域589は、本参考例では、図70Cおよび図70Dに示すように、平面視正方形状に形成されており、ランド588が配置されたランド領域592と、ランド領域592を取り囲むソルダレジスト領域593とを含む。
ランド領域592は、たとえば、複合チップ部品1501が03015サイズの二つの回路素子を一つずつ備えるペアチップである場合、410μm×410μmの平面サイズを有する四角形(正方形)状である。つまり、ランド領域592の一辺の長さL501=410μmである。一方、ソルダレジスト領域593は、そのランド領域592を縁取るように、たとえば幅L502が25μmの四角環状に形成されている。
ランド588は、ランド領域592の四隅に一つずつ、合計4つ配置されている。本参考例では、各ランド588は、ランド領域592を区画する各辺から一定の間隔を空けた位置に設けられている。たとえば、ランド領域592の各辺から各ランド588までの間隔は、25μmである。また、互いに隣り合うランド588の間には、80μmの間隔が設けられている。各ランド588は、たとえばCuからなり、実装基板9の内部回路(図示せず)に接続されている。各ランド588の表面には、図70Bに示すように、はんだ13が当該表面から突出するように設けられている。
複合チップ部品1501を実装基板9に実装する場合、図70Bに示すように、自動実装機(図示せず)の吸着ノズル76を複合チップ部品1501の裏面502Bに吸着してから吸着ノズル76を動かすことによって、複合チップ部品1501を搬送する。このとき、吸着ノズル76は、裏面502Bにおける基板502の縦方向略中央部分に吸着する。前述したように、第1接続電極503および第2接続電極504は、複合チップ部品1501の片面(素子形成面502A)および側面502C〜502Gにおける素子形成面502A側の端部だけに設けられていることから、複合チップ部品1501において裏面502Bは、電極(凹凸)がない平坦面となる。よって、吸着ノズル76を複合チップ部品1501に吸着して移動させる場合に、平坦な裏面502Bに吸着ノズル76を吸着させることができる。換言すれば、平坦な裏面502Bであれば、吸着ノズル76が吸着できる部分のマージンを増やすことができる。これによって、吸着ノズル76を複合チップ部品1501に確実に吸着させ、複合チップ部品1501を途中で吸着ノズル76から脱落させることなく確実に搬送できる。
また、複合チップ部品1501が二つの回路素子を一対備えるペアチップであるため、たとえば前述の第1〜第3参考例に係るダイオードを一つだけ搭載した二つのチップ部品を2回マウントする場合に比べて、同じ機能を有するチップ部品を1回のマウント作業で実装できる。さらに、単品のチップ部品に比べて、チップ一つ当たりの裏面面積を2つ分以上に大きくできるので、吸着ノズル76による吸着動作を安定させることができる。
そして、複合チップ部品1501を吸着した吸着ノズル76を実装基板9まで移動させる。このとき、複合チップ部品1501の素子形成面502Aと実装基板9の実装面9Aとが互いに対向する。この状態で、吸着ノズル76を移動させて実装基板9に押し付け、複合チップ部品1501において、第1接続電極503および第2接続電極504を、各ランド588のはんだ13に接触させる。
次に、リフロー工程によってはんだ13を加熱すると、はんだ13が溶融する。その後、はんだ13が冷却されて固まると、第1接続電極503および第2接続電極504と、ランド588とがはんだ13を介して接合する。つまり、各ランド588が、第1接続電極503および第2接続電極504において対応する電極にはんだ接合される。これにより、実装基板9への複合チップ部品1501の実装(フリップチップ接続)が完了して、回路アセンブリ100が完成する。
完成状態の回路アセンブリ100では、複合チップ部品1501の素子形成面502Aと実装基板9の実装面9Aとが、隙間を隔てて対向しつつ、平行に延びている。当該隙間の寸法は、第1接続電極503または第2接続電極504において素子形成面502Aから突き出た部分の厚みとはんだ13の厚さとの合計に相当する。
回路アセンブリ100では、第1接続電極503および第2接続電極504の周縁部586,587が、基板502の素子形成面502Aおよび側面502C〜502G(図70Bでは、側面502C,502Dのみ図示)に跨って形成されている。そのため、複合チップ部品1501を実装基板9にはんだ付けする際の接着面積を拡大できる。その結果、第1接続電極503および第2接続電極504に対するはんだ13の吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。
また、実装状態において、少なくとも基板502の素子形成面502Aおよび側面502C〜502Gの2方向からチップ部品を保持できる。そのため、チップ部品1501の実装形状を安定させることができる。しかも、実装基板9へ実装後のチップ部品1501を4つのランド588によって四点支持できるため、実装形状を一層安定させることができる。
また、複合チップ部品1501が、03015サイズの二つの回路素子を一対備えるペアチップである。そのため、複合チップ部品1501用の実装領域589の面積を、従来に比べて大幅に縮小できる。
たとえば、本参考例では、実装領域589の面積は、図70Cを参照して、L503×L503=(L502+L501+L502)×(L502+L501+L502)=(25+410+25)×(25+410+25)=211600μmで済む。
一方、図70Eに示すように、従来作製可能な最小サイズである0402サイズの単品チップ部品550を二つ実装基板9の実装面9Aに実装する場合には、319000μmの実装領域551が必要であった。これから、本参考例の実装領域589と、従来の実装領域551との面積を比較すると、本参考例の構成では、約34%も実装面積を縮小できることが分かる。
なお、図70Eの実装領域551の面積は、ランド554が配置された各単品チップ部品550の実装エリア552の横幅L504=250μm、隣り合う実装エリア552の間隔L505=30μm、実装領域551の外周を構成するソルダレジスト領域の幅L506=25μm、および実装エリア552の長さL507=500μmに基づき、(L506+L504+L505+L504+L506)×(L506+L507+L506)=(25+250+30+250+25)×(25+500+25)=319000μmとして算出した。
<第5参考例>
図71は、第5参考例に係るチップ部品1701の模式的な斜視図である。
第5参考例に係るチップ部品1701が前述の第1参考例のチップ部品1001と異なる点は、面取り部1006に代えて、切欠部としての凹部1706が形成されている点、ならびに、これに伴って、側面2Cが側面2Eと直交するように交わっている点、基板2が一対の長辺81および短辺82を有する構成となっている点、および、第1接続電極3が一対の長辺3Aおよび一対の短辺3Bを有する構成となっている点である。その他の構成は、前述の第1参考例に係るチップ部品1001の構成と同等である。図71では、前述の図1〜図70Eに示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して説明する。
チップ部品1701の周縁部85,90には、凹部1706が選択的に形成されており、これにより、チップ部品1701は、非対称な形状(点対称でない形状)を有する略直方体形状をなしている。凹部1706は、基板2の周縁部85,90を、素子形成面2Aから裏面2Bに向けて(基板2の厚さ方向に向けて)掘り下げるように形成されている。
凹部1706は、基板2の側面2Cの長手方向に沿う領域の途中部(本参考例では、側面2Cの長手方向中央部)に形成されており、基板2の厚さ方向に向けて延びる長溝状に形成されている。換言すれば、凹部1706は、基板2の側面2Cから基板2の内方(すなわち、基板2の側面2Dの方向)に向けて窪むように形成されている。凹部1706は、素子形成面2Aを法線方向からみた平面視において、矩形状に形成されている。
凹部1706は、10μmよりも大きい切り欠き幅W701(切り欠き幅W701>10μm)で形成されている。切り欠き幅W701は、凹部1706の側面2Cに沿う方向の幅で定義される。また、凹部1706の側面2E,2Fに沿う方向の幅L701は、5μmよりも大きい(幅L701>5μm)。より好ましくは、切り欠き幅W701は、30μm以上(より具体的には、30μm〜50μm)であり、幅L701は、10μm以上(より具体的には、10μm〜20μm)である。
なお、本参考例では、凹部1706が基板2を厚さ方向に貫通するように長溝状に形成されている例を示しているが、凹部1706は、基板2の厚さ方向に貫通することなくその途中部に底部を有していてもよい。また、矩形状の凹部1706に代えて、平面視台形状、平面視円弧状(凸面状/凹面状)、平面視三角形状等、任意の形状の凹部が形成されていてもよい。
第1接続電極3は、三方の側面2C,2E,2Fを一体的に覆うように形成されており、これにより周縁部786が形成されている。第1接続電極3の周縁部786(より具体的には、周縁部786の表面、および基板2と周縁部786とが接する面)は、さらに側面2Cに形成された凹部1706の表面に沿って形成されており、これにより、第1接続電極3の長辺3A(側面2C側の長辺3A)には、凹部1706を描く線に沿う平面視凹状の部分が形成されている。
このように、基板2は、第1接続電極3が形成された一端部と、第2接続電極4が形成された他端部とにおいて、異なる形状を有している。すなわち、第1接続電極3は、凹部1706が形成されている基板2の一端部側に形成されており、第2接続電極4は、隣り合う側面2D,2E,2F同士が直角に維持されている基板2の他端部側に形成されている。したがって、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、基板2の側面2E,2Fを直交する直線(基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。
前述の第1参考例のように、第1接続電極3にダイオードのカソード側が接続される場合、基板2に形成された凹部1706は、カソードマークKM3として機能する。
このような凹部1706は、たとえば前述の第1参考例において述べた製造工程と同様の工程で形成できる。すなわち、前述の図49Eでは、面取り部分1042Cを有するレジストパターン41が基板30上に形成されていたが、面取り部分1042Cに代えて、凹部1706を形成すべき領域を選択的に露出させる開口を、レジストパターン41に形成すればよい。その後、前述の図49F〜図49Hと同様の工程を経て、チップ部品1701が形成される。
以上のように、基板2に凹部1706を形成することによっても、前述の第1〜第5参考例において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
本参考例では、基板2の側面2Cの長手方向中央部に1つの凹部1706が形成されている例について説明したが、基板2の側面2Cにおいて、当該側面2Cの長手方向中央部以外の部分に1つの凹部1706を形成してもよい。この場合、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、さらに素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、基板2の側面2C,2Dに直交する直線(基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状となる。
また、本参考例では、凹部1706が基板2の側面2Cに形成されている例について説明したが、凹部1706は、基板2の側面2Eおよび側面2Fのいずれか一方、またはその双方に形成されている構成を採用してもよい。
また、本参考例では、1つの凹部1706が基板2の側面2Cに形成されている例について説明したが、複数の凹部1706が基板2の側面2C(側面2C,2E,2F)に形成されている構成を採用してもよい。このような構成であれば、複数の凹部1706の位置や数の組み合わせ等により、チップ部品1701の極性方向、型名、製造年月日その他の情報を表示することができる。
また、本参考例では、凹部1706を基板2の側面2C側に形成することによってカソードマークKM3とする例について説明したが、凹部1706を基板2の側面2D側に形成することによってアノードマークとしてもよい。
また、本参考例では、単品のチップ部品としてのチップ部品1701を示しているが、むろん、チップ部品1701の構成は、第4参考例に係る複合チップ部品のような構成にも適用できる。
<スマートフォン>
図72は、前述の第1〜第5参考例に係るチップ部品が用いられる電子機器の一例であるスマートフォン1601の外観を示す斜視図である。スマートフォン1601は、扁平な直方体形状の筐体602の内部に電子部品を収納して構成されている。筐体602は表側および裏側に長方形状の一対の主面を有しており、その一対の主面が4つの側面で結合されている。筐体602の一つの主面には、液晶パネルや有機ELパネル等で構成された表示パネル603の表示面が露出している。表示パネル603の表示面は、タッチパネルを構成しており、使用者に対する入力インターフェースを提供している。
表示パネル603は、筐体602の一つの主面の大部分を占める長方形形状に形成されている。表示パネル603の一つの短辺に沿うように、操作ボタン604が配置されている。本参考例では、複数(3つ)の操作ボタン604が表示パネル603の短辺に沿って配列されている。使用者は、操作ボタン604およびタッチパネルを操作することによって、スマートフォン1601に対する操作を行い、必要な機能を呼び出して実行させることができる。
表示パネル603の別の一つの短辺の近傍には、スピーカ605が配置されている。スピーカ605は、電話機能のための受話口を提供するとともに、音楽データ等を再生するための音響化ユニットとしても用いられる。一方、操作ボタン604の近くには、筐体602の一つの側面にマイクロフォン606が配置されている。マイクロフォン606は、電話機能のための送話口を提供するほか、録音用のマイクロフォンとして用いることもできる。
図73は、筐体602の内部に収容された回路アセンブリ100の構成を示す図解的な平面図である。回路アセンブリ100は、実装基板9と、実装基板9の実装面9Aに実装された回路部品とを含む。複数の回路部品は、複数の集積回路素子(IC)612−620と、複数のチップ部品とを含む。複数のICは、伝送処理IC612、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620を含む。
複数のチップ部品は、チップインダクタ621,625,635、チップ抵抗器622,624,633、チップキャパシタ627,630,634、チップダイオード1628,1631および双方向ツェナーダイオードチップ1641〜1648を含む。チップダイオード1628,1631および双方向ツェナーダイオードチップ1641〜1648は、前述の第1〜第5参考例に係るチップ部品に相当し、たとえばフリップチップ接合により実装基板9の実装面9Aに実装されている。
双方向ツェナーダイオードチップ1641〜1648は、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620への信号入力ラインでのプラスマイナスのサージ吸収等を行うために設けられている。
伝送処理IC612は、表示パネル603に対する表示制御信号を生成し、かつ表示パネル603の表面のタッチパネルからの入力信号を受信するための電子回路を内蔵している。表示パネル603との接続のために、伝送処理IC612には、フレキシブル配線609が接続されている。
ワンセグTV受信IC613は、ワンセグ放送(携帯機器を受信対象とする地上デジタルテレビ放送)の電波を受信するための受信機を構成する電子回路を内蔵している。ワンセグTV受信IC613の近傍には、複数のチップインダクタ621と、複数のチップ抵抗器622と、複数の双方向ツェナーダイオードチップ1641とが配置されている。ワンセグTV受信IC613、チップインダクタ621、チップ抵抗器622および双方向ツェナーダイオードチップ1641は、ワンセグ放送受信回路623を構成している。チップインダクタ621およびチップ抵抗器622は、正確に合わせ込まれたインダクタンスおよび抵抗をそれぞれ有し、ワンセグ放送受信回路623に高精度な回路定数を与える。
GPS受信IC614は、GPS衛星からの電波を受信してスマートフォン1601の位置情報を出力する電子回路を内蔵している。GPS受信IC614の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ1642が配置されている。
FMチューナIC615は、その近傍において実装基板9に実装された複数のチップ抵抗器624、複数のチップインダクタ625および複数の双方向ツェナーダイオードチップ1643とともに、FM放送受信回路626を構成している。チップ抵抗器624およびチップインダクタ625は、正確に合わせ込まれた抵抗値およびインダクタンスをそれぞれ有し、FM放送受信回路626に高精度な回路定数を与える。
電源IC616の近傍には、複数のチップキャパシタ627、複数のチップダイオード1628および複数の双方向ツェナーダイオードチップ1644が実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC616は、チップキャパシタ627、チップダイオード1628および双方向ツェナーダイオードチップ1644とともに、電源回路629を構成している。
フラッシュメモリ617は、オペレーティングシステムプログラム、スマートフォン1601の内部で生成されたデータ、通信機能によって外部から取得したデータおよびプログラムなどを記録するための記憶装置である。フラッシュメモリ617の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ1645が配置されている。
マイクロコンピュータ618は、CPU、ROMおよびRAMを内蔵しており、各種の演算処理を実行することにより、スマートフォン1601の複数の機能を実現する演算処理回路である。より具体的には、マイクロコンピュータ618の働きにより、画像処理や各種アプリケーションプログラムのための演算処理が実現されるようになっている。マイクロコンピュータ618の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ1646が配置されている。
電源IC619の近くには、複数のチップキャパシタ630、複数のチップダイオード1631および複数の双方向ツェナーダイオードチップ1647が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC619は、チップキャパシタ630、チップダイオード1631および双方向ツェナーダイオードチップ1647とともに、電源回路632を構成している。
ベースバンドIC620の近くには、複数のチップ抵抗器633、複数のチップキャパシタ634、複数のチップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ1648が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。ベースバンドIC620は、チップ抵抗器633、チップキャパシタ634、チップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ1648とともに、ベースバンド通信回路636を構成している。ベースバンド通信回路636は、電話通信およびデータ通信のための通信機能を提供する。
このような構成によって、電源回路629,632によって適切に調整された電力が、伝送処理IC612、GPS受信IC614、ワンセグ放送受信回路623、FM放送受信回路626、ベースバンド通信回路636、フラッシュメモリ617およびマイクロコンピュータ618に供給される。マイクロコンピュータ618は、伝送処理IC612を介して入力される入力信号に応答して演算処理を行い、伝送処理IC612から表示パネル603に表示制御信号を出力して表示パネル603に各種の表示を行わせる。
タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってワンセグ放送の受信が指示されると、ワンセグ放送受信回路623の働きによってワンセグ放送が受信される。そして、受信された画像を表示パネル603に出力し、受信された音声をスピーカ605から音響化させるための演算処理が、マイクロコンピュータ618によって実行される。
また、スマートフォン1601の位置情報が必要とされるときには、マイクロコンピュータ618は、GPS受信IC614が出力する位置情報を取得し、その位置情報を用いた演算処理を実行する。
さらに、タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってFM放送受信指令が入力されると、マイクロコンピュータ618は、FM放送受信回路626を起動し、受信された音声をスピーカ605から出力させるための演算処理を実行する。
フラッシュメモリ617は、通信によって取得したデータの記憶や、マイクロコンピュータ618の演算や、タッチパネルからの入力によって作成されたデータを記憶するために用いられる。マイクロコンピュータ618は、必要に応じて、フラッシュメモリ617に対してデータを書き込み、またフラッシュメモリ617からデータを読み出す。
電話通信またはデータ通信の機能は、ベースバンド通信回路636によって実現される。マイクロコンピュータ618は、ベースバンド通信回路636を制御して、音声またはデータを送受信するための処理を行う。
<変形例>
前述の第1〜第5参考例では、第1および第2接続電極3,4が基板2の縁部を覆うように、側面2C〜2Fおよび素子形成面2Aに形成されている例について説明したが、図74に示す構成を採用してもよい。
図74は、図42に示すチップ部品1001の変形例(チップ部品1951)を示す模式的な斜視図である。図75は、図74に示すチップ部品1951の断面図である。
変形例に係るチップ部品1951が、前述の第1参考例に係るチップ部品1001と異なる点は、第1および第2接続電極3,4に代えて、第1および第2接続電極953,954が形成されている点である。その他の構成は、第1参考例に係るチップ部品1001と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。なお、図74および図75では、前述の第1参考例に係るチップ部品1001の変形例としてチップ部品1951を示しているが、第1および第2接続電極953,954の構成は、むろん、前述した第2〜第5参考例に採用することができる。
図74に示すように、第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2Aの両端部(基板2の側面2C側の端部、および基板2の側面2D側の端部)に、互いに間隔を空けて配置されている。第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2A上のみに形成されており、基板2の側面2C,2D,2E,2Fを覆うようには形成されていない。すなわち、第1および第2接続電極953,954は、前述の第1参考例における第1および第2接続電極3,4と異なり、周縁部86,87を有していない。
図75に示すように、基板2上(素子形成面2Aの全域)には、パッシベーション膜23および樹脂膜24がカソード電極膜103およびアノード電極膜104を覆うように形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24には、カソードパッド105を露出させるパッド開口922と、アノードパッド106を露出させるパッド開口923とが形成されている。第1および第2接続電極953,954は、各パッド開口922,923を埋め戻すように形成されている。
第1接続電極953は、図74に示すように、基板2の面取り部1006を描く面取線CL(斜辺83)に沿う部分を有している。すなわち、第1接続電極953は、面取り部1006が形成されている基板2の一端部側に形成されており、第2接続電極954は、隣り合う側面2D,2E,2F同士が直角に維持されている基板2の他端部側に形成されている。したがって、基板2における第1および第2接続電極953,954が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、基板2の長辺81a,81bに直交する直線(基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、基板2における第1および第2接続電極953,954が形成された両端部は、基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。
なお、第1および第2接続電極953,954は、樹脂膜24の表面よりも低い位置(基板2に近い位置)に表面を有していてもよいし、図75に示すように、樹脂膜24の表面から突出していて、樹脂膜24よりも高い位置(基板2から遠い位置)に表面を有していてもよい。第1および第2接続電極953,954が樹脂膜24の表面から突出している場合、第1および第2接続電極953,954は、パッド開口922,923の開口端から樹脂膜24の表面に跨るオーバラップ部を有していてもよい。また、図75では、一層の金属材料(たとえばAu層)からなる第1および第2接続電極953,954が形成されている例を示しているが、前述の第1参考例と同様、Ni層33/Pd層34/Au層35の積層構造を有していてもよい。
このようなチップ部品1951は、前述の第1参考例における図49A〜図49Hの工程を変更することにより形成できる。以下、図76A〜図76Dを参照しながらチップ部品1951の製造工程における前述の図49A〜図49Hと異なる部分について説明する。図76A〜図76Dは、図74に示すチップ部品1951の製造方法を示す断面図である。
まず、図76Aに示すように、前述の第1参考例における図49Aおよび図49Bの工程を経た基板30が用意される。次に、図76Bに示すように、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を覆うようにパッシベーション膜23および樹脂膜24が基板30の表面30Aの全域に形成される。次に、前述の図49Dと同様の工程を経て、開口1042(直線部分1042A,1042Bと、面取り部分1042Cとを含む)が選択的に形成されたレジストパターン41が基板30を覆うように形成される(図50参照)。
次に、図76Cに示すように、レジストパターン41をマスクとするプラズマエッチングにより、基板30が選択的に除去される。これにより、平面視においてレジストパターン41の開口1042と一致する位置には、基板30の表面30Aから基板30の厚さ途中まで到達する所定深さの溝1044が形成され、行列状に整列配置された半製品1050が形成される。溝1044が形成された後、レジストパターン41は除去される。
次に、図76Dに示すように、前述の図49Fと同様の工程を経て、SiNからなる絶縁膜47が基板30の表面30A(溝1044の壁面を含む)の全域に亘って形成される。次に、たとえばエッチングにより、カソード電極膜103およびアノード電極膜104を露出させるパッド開口922,923が、パッシベーション膜23および樹脂膜24を貫通するように形成される。
その後、前述の図49Gの工程と同様の工程を経て、パッド開口922,923を埋め戻すように第1および第2接続電極953,954が形成(めっき成長、図51参照)される。そして、前述の図49Hの工程と同様の工程を経て、個片化されたチップ部品1951(図74参照)が得られる。
このような構成であっても、前述の第1〜第5参考例において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
<第6参考例>
図77は、第6参考例に係るチップ部品2001の模式的な斜視図である。第6参考例では、前述の図1〜図76Dに示された部分と対応する部分に同一の参照符号を付している。
チップ部品2001は、微小なチップ部品であり、図77に示すように、略直方体形状をなしている。チップ部品2001の平面形状は、たとえば長辺81に沿う長さLが0.6mm以下、短辺82に沿う長さW1が0.3mm以下の矩形(0603チップ)であってもよいし、長辺81に沿う長さL1が0.4mm以下、短辺82に沿う長さW1が0.2mm以下の矩形(0402チップ)であってもよい。より好ましくは、チップ部品2001の寸法に関し、長辺81に沿う長さL1が0.3mm、短辺82に沿う長さW1が0.15mmの矩形(03015チップ)である。チップ部品2001の厚さT1は、たとえば0.1mmである。
チップ部品2001は、チップ部品2001の本体を構成する半導体基板2と、第1および第2外部接続部となる第1および第2接続電極3,4と、第1および第2接続電極3,4によって電気的に接続される回路素子(後述する双方向ツェナーダイオード)とを主に備えている。
半導体基板2は、略直方体のチップ形状である。半導体基板2において図77における上面をなす一つの表面は、素子形成面2Aである。素子形成面2Aは、半導体基板2において回路素子が形成される表面であり、略長方形状である。半導体基板2の厚さ方向において素子形成面2Aとは反対側の面は、裏面2Bである。素子形成面2Aと裏面2Bとは、略同寸法かつ同形状であり、互いに平行である。素子形成面2Aにおける一対の長辺81および一対の短辺82によって区画された矩形状の縁を、周縁部85ということにし、裏面2Bにおける一対の長辺81および一対の短辺82によって区画された矩形状の縁を、周縁部90ということにする。素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見ると、周縁部85と周縁部90とは、重なっている。
半導体基板2は、素子形成面2Aおよび裏面2B以外の表面として、複数の側面(側面2C、側面2D、側面2Eおよび側面2F)を有している。複数の側面2C〜2Fは、素子形成面2Aおよび裏面2Bのそれぞれに交差(詳しくは、直交)して延びて、素子形成面2Aおよび裏面2Bの間を繋いでいる。
側面2Cは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向一方側(図77における左手前側)の短辺82間に架設されていて、側面2Dは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける長手方向他方側(図77における右奥側)の短辺82間に架設されている。側面2Cおよび側面2Dは、当該長手方向における半導体基板2の両端面である。側面2Eは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向一方側(図77における左奥側)の長辺81間に架設されていて、側面2Fは、素子形成面2Aおよび裏面2Bにおける短手方向他方側(図77における右手前側)の長辺81間に架設されている。側面2Eおよび側面2Fは、当該短手方向における半導体基板2の両端面である。側面2Cおよび側面2Dのそれぞれは、側面2Eおよび側面2Fのそれぞれと交差(詳しくは、直交)している。そのため、素子形成面2A〜側面2Fにおいて隣り合うもの同士が直角をなしている。
半導体基板2では、素子形成面2Aおよび側面2C〜2Fのそれぞれの全域がパッシベーション膜23で覆われている。そのため、厳密には、図77では、素子形成面2Aおよび側面2C〜2Fのそれぞれの全域は、パッシベーション膜23の内側(裏側)に位置していて、外部に露出されていない。さらに、チップ部品2001は、樹脂膜24を有している。樹脂膜24は、素子形成面2A上のパッシベーション膜23の全域(周縁部85およびその内側領域)を覆っている。パッシベーション膜23および樹脂膜24については、以降で詳説する。
第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2Aの一端部と、他端部とに配置されており、互いに間隔を開けて形成されている。
第1接続電極3は、平面視における4辺をなす一対の長辺3Aおよび一対の短辺3B、ならびに周縁部86を有している。第1接続電極3の長辺3Aと短辺3Bとは平面視において直交している。第1接続電極3の周縁部86は、半導体基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2C,2E,2Fに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部86は、半導体基板2の側面2C,2E,2F同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。
一方、第2接続電極4は、平面視における4辺をなす一対の長辺4Aおよび一対の短辺4Bと、周縁部87とを含む。第2接続電極4の長辺4Aと短辺4Bとは平面視において直交している。第2接続電極4の周縁部87は、半導体基板2の素子形成面2A上において周縁部85を覆うように、素子形成面2Aおよび側面2D,2E,2Fに跨るように一体的に形成されている。本参考例では、周縁部87は、半導体基板2の側面2D,2E,2F同士が交わる各コーナー部11を覆うように形成されている。
なお、半導体基板2は、各コーナー部11が平面視で面取りされたラウンド形状となっていてもよい。この場合、チップ部品2001の製造工程や実装時におけるチッピングを抑制できる構造となる。
図77に示すように、第1および第2接続電極3,4の各表面には、素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見た平面視において、平坦部97と、凸部形成部98とが形成されている。平坦部97は、第1および第2接続電極3,4の各表面が平坦に形成されている部分であり、凸部形成部98は、複数の凸部96が形成されている部分である。
平坦部97は、第1および第2接続電極3,4の各内方部に形成されており、かつ第1および第2接続電極3,4の長辺3A,4Aの長手方向に沿って延びるように平面視略長方形状に形成されている。平坦部97は、平面視における4辺をなす一対の長辺97Aおよび一対の短辺97Bを有し、各凸部96の表面積よりも大きい表面積を有している。平坦部97の表面積は、チップ部品2001の大きさに応じて適宜変更されるものであるが、平坦部97の長辺97Aの長さは少なくとも60μm以上であり、短辺97Bの長さは少なくとも40μm以上であることが好ましい。
凸部形成部98は、平坦部97を取り囲むように形成されている。凸部形成部98では、複数の凸部96が、互いに直交する行方向および列方向において一定の間隔で行列状に配列されたパターンで形成されている。各凸部96は、たとえば、平面視矩形状に形成されており、その大きさ(平面視における面積)は、たとえば5μm×5μm〜20μm×20μmであることが好ましい。むろん、各凸部96は、平面視矩形状に限定されるわけではなく、この面積の範囲内であれば、適宜その形状を変更してもよい。
回路素子は、半導体基板2の素子形成面2Aにおける第1接続電極3と第2接続電極4との間の領域に形成されていて、パッシベーション膜23および樹脂膜24によって上から被覆されている。
図78は、図77に示すチップ部品2001の模式的な平面図である。図79は、図78において、第1および第2接続電極3,4ならびにその上に形成された構成を取り除いて、半導体基板2の表面(素子形成面2A)の構造を示す平面図である。図80は、図78の切断面線LXXX−LXXXから見た断面図である。図81(a)は、図78の切断面線LXXXIa−LXXXIaから見た断面図であり、図81(b)は、図81(a)に示す第1ツェナーダイオードD1を拡大して描いた断面図である。
チップ部品2001は、第1ツェナーダイオードD1および第2ツェナーダイオードD2が互いに平行になるように形成された1つのパラレル構造12を含む双方向ツェナーダイオードチップである。チップ部品2001では、1つまたは複数(2つ以上)のパラレル構造12を形成することによって、良好なESD(Electrostatic Discharge)耐量および/または良好な端子間容量C(第1接続電極3と第2接続電極4との間における総容量)を達成しようとするものである。
以下では、半導体基板2に形成されたパラレル構造12を数える際、パラレル数「1」、パラレル数「2」、パラレル数「3」・・・ということとする。また、以下では、最小単位として、パラレル数が「1」の場合におけるチップ部品2001の構造について説明する。
半導体基板2は、図80および図81に示すように、p型の半導体基板(シリコン基板)である。半導体基板2において、第1および第2接続電極3,4間の素子形成面2Aには、図78に示すように、矩形状のダイオード形成領域2107が設けられている。ダイオード形成領域2107には、1つのパラレル構造12が形成されている。
パラレル構造12は、第1接続電極3に接続された第1ツェナーダイオードD1と、第2接続電極4に接続され、第1ツェナーダイオードD1に逆直列接続された第2ツェナーダイオードD2とを含む。第1ツェナーダイオードD1は、第1のn型拡散領域(以下、「第1拡散領域2110」という)と半導体基板2における第1拡散領域2110の近傍部とによって構成されている。同様に、第2ツェナーダイオードD2は、第2のn型拡散領域(以下、「第2拡散領域2112」という)と半導体基板2における第2拡散領域2112の近傍部とによって構成されている。
図78および図79に示すように、第1拡散領域2110は、半導体基板2の表層領域に形成されており、半導体基板2との間にpn接合領域を形成している。また、第2拡散領域2112は、半導体基板2の表層領域に形成されており、半導体基板2との間にpn接合領域を形成している。
第1および第2拡散領域2110,2112は、半導体基板2の短手方向に沿って互いに間隔をおいて配列されており、半導体基板2の短手方向に交差する方向(本参考例では直交する方向)に延びた長手に形成されている。第1および第2拡散領域2110,2112は、本参考例では同一面積および同一形状に形成されている。具体的には、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112は、平面視において、半導体基板2の長手方向に長くかつ4隅が切除された略矩形に形成されている。第1および第2拡散領域2110,2112の短手方向に交差する方向の長さL(図80参照)は、20μm〜200μmである。
図80および図81(a)に示すように、半導体基板2の素子形成面2Aには、絶縁膜20(図78では図示省略)が形成されている。絶縁膜20は、図81(b)に示すように、薄膜部20aと、厚膜部20bとを含む。絶縁膜20の厚膜部20bは、第1および第2拡散領域2110,2112が形成された領域外において、半導体基板2の表面と接するように形成されている。絶縁膜20の薄膜部20aは、第1および第2拡散領域2110,2112と接するように形成されている。薄膜部20aには、第1拡散領域2110の表面(より具体的には、第1拡散領域2110の表面中央部)を露出させる第1コンタクト孔2116と、第2拡散領域2112の表面(より具体的には、第2拡散領域2112の表面中央部)を露出させる第2コンタクト孔2117とが形成されている。これにより、第1および第2拡散領域2110,2112は、いずれも、絶縁膜20の薄膜部20aに覆われた周縁部と、当該薄膜部20aから露出する中央部とを有している。
絶縁膜20の表面には、第1電極の一例としての第1電極膜2103と、第2電極の一例としての第2電極膜2104が形成されている。なお、本参考例では、第1電極膜2103および第2電極膜2104は同一材料からなっており、たとえば、Al膜が用いられている。
第1電極膜2103は、第1拡散領域2110に接続された引き出し電極L11と、引き出し電極L11と一体的に形成された第1パッド2105とを有している。第1パッド2105は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。第1パッド2105に第1接続電極3が接続されている。これにより、第1接続電極3は、第1パッド2105(第1電極膜2103)を介して引き出し電極L11と電気的に接続されている。
引き出し電極L11は、第1拡散領域2110を覆うように、当該第1拡散領域2110上を通って第1パッド2105に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L11は、第1拡散領域2110から第1パッド2105まで間の至るところで一様な幅Wを有している(図81(b)参照)。引き出し電極L11の幅Wは、第1拡散領域2110の幅Wよりも広く形成されている。
引き出し電極L11の先端部は、第1拡散領域2110の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L11の基端部は、第1パッド2105に接続されている。引き出し電極L11は、絶縁膜20の表面から第1コンタクト孔2116内に入り込み、当該第1コンタクト孔2116内において、第1拡散領域2110との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L11において、第1コンタクト孔2116内でツェナーダイオードD1に接合されている部分は、接合部C1を構成している。
第2電極膜2104は、第2拡散領域2112に接続された引き出し電極L21と、引き出し電極L21と一体的に形成された第2パッド2106とを有している。第2パッド2106は、素子形成面2Aの一端部に矩形に形成されている。第2パッド2106に第2接続電極4が接続されている。これにより、第2接続電極4は、第2パッド2106(第2電極膜2104)を介して引き出し電極L21と電気的に接続されている。
引き出し電極L21は、第2拡散領域2112を覆うように、当該第2拡散領域2112上を通って第2パッド2106に至る直線に沿って直線状に形成されている。引き出し電極L21は、第2拡散領域2112から第2パッド2106まで間の至るところで一様な幅Wを有している(図81(b)参照)。引き出し電極L21の幅Wは、第2拡散領域2112の幅Wよりも広く形成されている。
引き出し電極L21の先端部は、第2拡散領域2112の平面形状と整合するように整形されている。引き出し電極L21の基端部は、第2パッド2106に接続されている。引き出し電極L21は、絶縁膜20の表面から第2コンタクト孔2117内に入り込み、当該第2コンタクト孔2117内において、第2拡散領域2112との間でオーミック接触を形成している。引き出し電極L21において、第2コンタクト孔2117内でツェナーダイオードD2に接合されている部分は、接合部C2を構成している。
絶縁膜20の厚膜部20b上には、第1電極膜2103と第2電極膜2104とを電気的に分離すると共に、引き出し電極L11,L21の各周縁部を縁取るスリット2118が形成されている。
図81(b)に示すように、第1および第2拡散領域2110,2112の各幅Wは、5μm〜20μmである。また、第1および第2コンタクト孔2116,2117の各幅Wは、10μm〜15μmである。また、引き出し電極L11,L21の各幅Wは、12μm〜20μmである。また、第1および第2拡散領域2110,2112のスリット2118間の各幅Wは、3μm〜10μmである。本参考例では、第1拡散領域2110の各幅W,W,W,Wと、第2拡散領域2112の各幅W,W,W,Wとは、それぞれ互いに等しく形成されている。なお、図81(b)に示した各幅W,W,W,Wは、いずれも引き出し電極L11,L21の引き出し方向に直交する方向の幅によって定義される。
第1および第2電極膜2103,2104は、第1および第2引き出し電極L11,L21が互いに平行になるように形成されている。また、第1接続電極3および第1拡散領域2110と、第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、平面視において、互いに対称に構成されている。より具体的には、第1接続電極3および第1拡散領域2110と第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。このように、チップ部品2001は、互いに平行になるように形成された第1ツェナーダイオードD1および第2ツェナーダイオードD2を含む1つのパラレル構造12を有している。
第1電極膜2103および第2電極膜2104は、たとえば窒化膜からなるパッシベーション膜23(図78では図示省略)によって覆われており、さらにパッシベーション膜23の上にはポリイミド(感光性ポリイミド)等の樹脂膜24が形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24には、第1および第2接続電極3,4の側面部分に対向する周縁部を露出させる切欠部122,123が形成されている。
次に、図82〜図84を参照して、チップ部品2001の第1および第2接続電極3,4に形成された平坦部97の構成および凸部形成部98(凸部96)の構成について詳説する。
図82(a)は、図78に示す第1接続電極3の平坦部97の一部分を拡大して描いた平面図であり、図82(b)は、図82(a)の切断面線LXXXIIa−LXXXIIaから見た断面図である。図83(a)は、図78に示す第1接続電極3の凸部形成部98の一部分を拡大して描いた平面図であり、図83(b)は、図83(a)の切断面線LXXXIIIb−LXXXIIIbから見た断面図である。なお、図82および図83において、第2接続電極4が形成された領域は、第1接続電極3が形成された領域と同等の構成であるので、その図示を省略している。
図82(b)および図83(b)に示すように、第1接続電極3が形成された領域には、前述したように半導体基板2上に、絶縁膜20および第1電極膜2103がこの順に形成されている。第1電極膜2103の表面には、第1電極膜2103の表面を選択的に露出させるパターンPTがさらに形成されている。パターンPTは、絶縁パターンであり、パッシベーション膜23と、パッシベーション膜23上に形成された樹脂膜24とを含む。
パターンPTは、図82(b)および図83(b)の各断面視において、樹脂膜24の表面に形成された頂部と、パッシベーション膜23の両端部からなる底部とを滑らかに結ぶ略円弧状に形成されている。パターンPTには、相対的に広い面積で第1電極膜2103の表面を露出させる第1開口25と、当該第1開口25よりも狭い面積で第1電極膜2103の表面を露出させる複数の第2開口26とが形成されている。
第1開口25は、第1接続電極3の平坦部97が形成された領域の直下の領域に形成されている。より具体的には、第1開口25は、図82に示すように、平坦部97と相似形状となるように、平坦部97の長辺97Aおよび短辺97Bの直下の領域に沿って形成されている。第1開口25の平坦部97の長辺97Aに対応する辺の長さは、少なくとも60μm以上であり、平坦部97の短辺97Bに対応する辺の長さは、少なくとも40μm以上である。
一方、図83(a),(b)に示すように、複数の凸部96が形成された直下の領域では、複数の第2開口26が、第1電極膜2103の表面が互いに直交する行方向および列方向において一定の間隔で行列状に露出するように形成されている。複数の第2開口26は、複数の凸部96と相似形状に形成されている。列方向の第2開口26の幅W41は、たとえば5μm〜20μmであり、行方向の第2開口26の幅W42は、たとえば5μm〜20μmである。列方向に互いに隣接する第2開口26間の幅W43は、たとえば5μm〜10μmであり、行方向に互いに隣接する第2開口26間のW44は、たとえば5μm〜10μmである。
第1および第2開口25,26が形成されたパターンPTにより、第1パッド2105は、凹凸状の電極パッドとして形成されている。第1接続電極3は、第1および第2開口25,26を埋め戻して第1電極膜2103と電気的に接続されるように、当該凹凸状の第1パッド2105上に形成されている。なお、第1接続電極3は、Ni層33、Pd層34およびAu層35からなる積層構造を有している。
第1接続電極3は、図82(b)および図83(b)に示すように、厚さ方向に向けて窪むように形成された薄膜部16と、薄膜部16よりも上方に位置するように厚く形成された厚膜部17とを含む。薄膜部16は、パターンPTの直上の領域に形成されており、厚膜部17は、パターンPTから露出する第1電極膜2103上の領域に形成されている。
図82(a),(b)に示すように、第1接続電極3の表面に形成された平坦部97は、第1接続電極3の薄膜部16および厚膜部17により形成されている。すなわち、第1開口25を埋め戻すように形成された第1接続電極3の表面には、厚膜部17の表面が、第1電極膜2103の表面(半導体基板2の表面)と平行になるように形成されることにより、平坦部97が形成されている。そして、当該平坦部97(厚膜部17)の周囲を取り囲むように薄膜部16が形成されており、これにより、平坦部97と凸部形成部98とが区画されている。
また、図83(a),(b)に示すように、第1接続電極3の表面に形成された複数の凸部96も、第1接続電極3の薄膜部16および厚膜部17により形成されている。すなわち、第2開口26を埋め戻すように形成された第1接続電極3の表面には、薄膜部16を底部とし、厚膜部17を頂部とする断面視略円弧状の表面が形成されることにより、複数の凸部96が形成されている。薄膜部16は、凸部形成部98において、厚膜部17を行列状に区画するように網目状に形成されており、行方向および列方向に互いに隣接する各凸部96に対して共通の薄膜部(底部)となっている。
第1および第2接続電極3,4に形成された複数の凸部96は、図83の構成に代えて、図84のような構成であってもよい。図84は、図83に示す第1接続電極3の変形例に係る凸部形成部98の一部を拡大して描いた平面図である。なお、図84では、第2接続電極4が形成された領域は、第1接続電極3が形成された領域と同等の構成であるので、その図示を省略している。
図84に示す構成が前述の図83に示す構成と異なる点は、凸部形成部98に、互いに直交する行方向および列方向において1列おきに行方向の位置をずらして千鳥状に配列されたパターンを含む複数の凸部96が形成されている点である。
図83(a),(b)に示すように、凸部形成部98に複数の凸部96が行列状に配列されている場合、対角線方向に互いに隣接する第2開口26間に十字状の交差部Crが形成されている。交差部Crの対角線方向の幅W45は、行方向および列方向に互いに隣接する第2開口26間の幅W43,W44よりも幅広に形成されている。
第1接続電極3は、第1および第2開口25,26を埋め戻すように、第1電極膜2103上にめっき成膜されることによって形成される。交差部Cr上の薄膜部16は、互いに隣接する第2開口26から、めっき成膜した電極材料(すなわちNi層33)が横方向に移動して合わさることにより形成される。そのため、比較的幅広な交差部Cr上に形成される薄膜部16と、交差部Cr以外の比較的幅狭な部分に形成される薄膜部16とではタイムラグがあり、めっき成膜の条件(たとえば、めっき成膜の速度や時間等)によっては、交差部Cr以外の比較的幅狭な部分では隣り合う電極材料が互いに重なりあうが、交差部Cr上では、隣り合う電極材料が十分に重なり合わないときがある。そのため、交差部Cr上に形成される薄膜部16が、他の部分よりもさらにパターンPT(樹脂膜24)の表面に近く形成されたり、パターンPTの表面が第1接続電極3から露出したりする可能性がある。
そこで、図84に示すように、複数の凸部96が千鳥状に配列されるように、選択的に第2開口26を有するパターンPTを形成することにより、交差部Crを十字状からT字状にできる。すなわち、交差部Crに隣接する第2開口26の数を4つから3つに減らすことができ、交差部Crで互いに隣接する3つの第2開口26間の距離を、行方向および列方向の幅W41,W42と一致させることができる。これにより、交差部Cr上に形成される薄膜部16と、それ以外の部分に形成される薄膜部16とのタイムラグをなくすことができる。その結果、交差部Cr上に形成される薄膜部16が、他の部分よりもさらにパターンPTの表面に近く形成されることを防止できる。
パッシベーション膜23および樹脂膜24は、第1および第2パッド2105,2106上において所定のパターンPTを構成している他、チップ部品2001の保護膜を構成しており、第1および第2引き出し電極L11,L21、ならびに第1および第2拡散領域2110,2112への水分の浸入を抑制または防止するとともに、外部からの衝撃等を吸収し、チップ部品2001の耐久性の向上に寄与している。
図85は、図77に示すチップ部品2001の内部の電気的構造を示す電気回路図である。
前述したように、第1および第2ツェナーダイオードD1,D2は、互いに逆直列接続されている。すなわち、図85に示すように、第1ツェナーダイオードD1のカソードは第1接続電極3に接続され、第1ツェナーダイオードD1のアノードは第2ツェナーダイオードD2のアノードに接続されている。そして、第2ツェナーダイオードD2のカソードは、第2接続電極4に接続されている。このような逆直列回路によって、双方向ツェナーダイオードが構成されている。
このような構造によれば、第1接続電極3および第1拡散領域2110と、第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、互いに対称に構成されているので、各電流方向に対する特性を実質的に等しくできる。以下、チップ部品2001の電流特性を図86Aおよび図86Bを参照して説明する。
図86Aは、図77に示すチップ部品2001について、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。図86Bは、第1接続電極3および第1拡散領域2110と、第2接続電極4および第2拡散領域2112とが互いに非対称に構成されている双方向ツェナーダイオードチップについて、各電流方向に対する電圧対電流特性を測定した実験結果を示すグラフである。
図86Bにおいて、実線は、双方向ツェナーダイオードに一方の電極を正極とし他方の電極を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示し、破線は当該双方向ツェナーダイオードに前記一方の電極を負極とし前記他方の電極を正極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性を示している。この実験結果から、第1接続電極および第1拡散領域と第2接続電極および第2拡散領域とが非対称に構成された双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が等しくならないことが分かる。
これに対して、チップ部品2001では、図86Aに示すように、第1接続電極3を正極とし第2接続電極4を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性および第2接続電極4を正極とし第1接続電極3を負極として電圧を印加した場合の電圧対電流特性は、ともに図86Aに実線で示すような特性となった。つまり、本参考例の双方向ツェナーダイオードでは、各電流方向に対する電圧対電流特性が実質的に等しくなった。
次に、図87〜図93に示すように、第1〜第7評価用素子(以下、「TEG(Test Element Group)1〜TEG7」という。)を用意し、チップ部品2001に加えて、TEG1〜TEG7について、ESD耐量および端子間容量Cについて調べた。TEG1〜TEG7は、半導体基板2上に形成する第1および第2拡散領域2110,2112の個数および/または大きさを様々な値に設定して、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112の各周囲長および各面積を異ならせたものである。
なお、第1拡散領域2110の周囲長とは、半導体基板2の素子形成面2Aにおける半導体基板2と第1拡散領域2110との境界線の総延長を意味し、第1拡散領域2110の一対の引き出し方向の辺の長さと、一対の引き出し方向に直交する方向の辺の長さとの合計の長さで定義される。同様に、第2拡散領域2112の周囲長とは、半導体基板2の素子形成面2Aにおける半導体基板2と第2拡散領域2112との境界線の総延長を意味し、第2拡散領域2112の一対の引き出し方向の辺の長さと、一対の引き出し方向に直交する方向の辺の長さとの合計の長さで定義される。
また、第1拡散領域2110の面積とは、半導体基板2の素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、半導体基板2と第1拡散領域2110との境界線によって取り囲まれた領域の総面積を意味する。同様に、第2拡散領域2112の面積とは、半導体基板2の素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、半導体基板2と第2拡散領域2112との境界線によって取り囲まれた領域の総面積を意味する。
図87〜図93は、ESD耐量および端子間容量Cを調べるためのTEG1〜TEG7を示す平面図である。図94は、各TEG1〜TEG7における第1または第2拡散領域2110,2112の各周囲長および各面積を示す表である。なお、図87〜図93では、主要な部分にのみ参照符号を付し、その他の部分については、符号を省略して示している。
図87〜図90に示すように、TEG1〜TEG4は、それぞれパラレル数が「2」,「3」,「4」,「5」のチップ部品である。図94の表に示すように、TEG1〜TEG4の第1および第2拡散領域2110,2112における各周囲長および各面積は、チップ部品2001に対して、それぞれ2倍、3倍、4倍、5倍と比例して増加している。
各TEG1〜TEG4において、各パラレル構造12は、第1ツェナーダイオードD1および第2ツェナーダイオードD2が互いに等しい間隔を空けて交互に配列されるように配置されている。また、第1および第2引き出し電極L11,L21は、各スリット2118間の幅W(図81(b)参照)で配列されている。つまり、各TEG1〜TEG4において、各パラレル構造12は、第1および第2電極膜2103,2104が、複数の第1引き出し電極L11および複数の第2引き出し電極L21が互いに噛み合う櫛歯形状となるように形成されている。
また、各TEG1〜TEG4において、第1接続電極3および第1拡散領域2110と、第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、いずれも平面視において互いに対称に構成されている。より具体的には、第1接続電極3および第1拡散領域2110と第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。また、第1接続電極3および第1拡散領域2110と第2接続電極4および第2拡散領域2112とは、素子形成面2Aの重心を通り、半導体基板2の短手方向(半導体基板2の短辺82に沿う方向)に延びる直線に対して、線対称に形成されている。
図91〜図93に示すように、TEG5〜TEG7は、いずれもパラレル数が「5」のチップ部品である。各TEG5〜TEG7は、図94の表に示すように、TEG4における第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長および各面積を変更して形成したものである。TEG5における第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長および各面積が最も小さく、TEG5,TEG6,TEG7,TEG4の順に各周囲長および各面積を大きくして形成している。また、TEG5〜TEG7に係る各周囲長は、それぞれ順にTEG1〜TEG3に係る各周囲長と同じ長さで形成されている。一方、TEG5に係る各面積は、TEG1に係る各面積よりも小さく形成されている。また、TEG6に係る各面積は、TEG2に係る各面積よりも小さく形成されている。また、TEG7に係る各面積は、TEG3に係る各面積よりも小さく形成されている。
複数のパラレル構造12を含むTEG1〜TEG7の電気的構造は、図95の電気回路図によって説明される。図95は、TEG1〜TEG7の内部の電気的構造を説明するための電気回路図である。
TEG1〜TEG7の構成によれば、複数の第1ツェナーダイオードD1および複数の第2ツェナーダイオードD2を含む複数のパラレル構造12がダイオード形成領域2107に形成されている。図95に示すように、複数の第1ツェナーダイオードD1のカソードは第1接続電極3に共通に接続されており、それらのアノードは複数の第2ツェナーダイオードD2のアノードに共通に接続されている。そして、複数の第2ツェナーダイオードD2のカソードは、第2接続電極4に共通に接続されている。これにより、複数の第1および第2ツェナーダイオードD1,D2が全体として1つの双方向ツェナーダイオードとして機能している。
チップ部品2001およびTEG1〜TEG7の電気的特性を調べて示したものが、図96のグラフおよび図97のグラフである。
図96は、図77に示すチップ部品2001、およびTEG1〜TEG7のESD耐量を測定した実験結果を示すグラフである。
図96の横軸は、第1ツェナーダイオードD1の第1拡散領域2110の周囲長(総延長)または第2ツェナーダイオードD2の第2拡散領域2112の周囲長(総延長)のうちの一方の長さを示している。
この実験結果から、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長が長くなるほど、ESD耐量が大きくなることが分かる。また、反対に、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長が短くなるほど、ESD耐量が小さくなることが分かる。なお、図96において、TEG4およびTEG7のESD耐量は、測定限界により30kVの位置で横這いになっている。したがって、図96のグラフによれば、ESD耐量は、30kV以下において、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長と比例関係にあることが分かる。さらに、TEG5〜TEG7は、いずれもTEG1〜TEG3よりも高いESD耐量を有している。このことから、パラレル数が多い方が高いESD耐量を達成できることが分かる。
このように第1および第2ツェナーダイオードD1、D2のESD耐量の向上を図ることができるのは、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112の各周囲長を長くすることにより、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112の近傍における電界の集中を回避し、その分散を図ることができるためである。TEG5〜TEG7の結果から、パラレル数が多い場合には、このような効果がより顕著に現れているといえる。
図96の実験結果より、チップ部品2001を小型に形成する場合であっても、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を大きくすることによって、チップ部品2001の小型化と良好なESD耐量の確保とを両立できることが分かる。
図97は、図77に示すチップ部品2001、およびTEG1〜TEG7の端子間容量Cを測定した実験結果を示すグラフである。
図97の横軸は、第1ツェナーダイオードD1の第1拡散領域2110の面積(総面積)または第2ツェナーダイオードD2の第2拡散領域2112の面積(総面積)のうちの一方の面積(総面積)を示している。
この実験結果から、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積が大きくなるにつれて、端子間容量Cが大きくなり、反対に、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積が小さくなるにつれて、端子間容量Cが小さくなることが分かる。
図97のグラフから、TEG1〜TEG4から成る直線は、ESD耐量をyとし、面積をxとすれば、y=0.0015x+1.53の関係式で表すことができる。また、同様に、TEG5〜TEG7から成る直線は、y=0.0015x+1.08の関係式で表すことができる。このように、TEG1〜TEG4から成る直線と、TEG5〜TEG7から成る直線とは、互いに等しい傾きを有しており、かつ概ね重なる位置に存在している。
このことから、端子間容量Cは、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積と比例関係にあることが分かる。したがって、たとえば、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を、2500μm以下に設定すれば、6pF以下の端子間容量Cを達成できることが分かる。
図97の実験結果より、チップ部品2001を小型に形成する場合、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を小さくすることによって、チップ部品2001の小型化と良好な端子間容量Cとを両立できることが分かる。
図96および図97の結果をまとめたのが、図98のグラフである。図98は、図77に示すチップ部品2001、およびTEG1〜TEG4の端子間容量C対ESD耐量を示すグラフである。なお、図98では、説明の便宜上、TEG5〜TEG7のプロットを省略している。
一般的に、チップ部品の耐性、信頼性等の観点から、ESD耐量を大きくすることが求められ、また、ロスを生じさせることなく良好に電気的信号を導通させる観点から、端子間容量Cを小さくすることが望まれる。しかしながら、図98に示すように、ESD耐量および端子間容量Cは互いにトレードオフの関係にあることが分かる。すなわち、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積に着目して低端子間容量Cを追求すると、ESD耐量も減少し、ESD耐量を犠牲にせざるを得なくなる。
したがって、TEG1〜TEG4のように、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長および/または各面積をパラレル数の増減によって変更しただけでは、低端子間容量Cおよび高ESD耐量を実現することができないことが分かる。
ここで、図96および図97を再度参照すれば、ESD耐量は、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長と比例関係にあり、端子間容量Cは、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積と比例関係にある。
このことから、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を所定面積以下にするという制約を設けつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を所定長さ以上にすることによって、トレードオフの関係にあるESD耐量および端子間容量Cを互いに切り離して設定できることが分かる。別の見方をすれば、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を所定長さ以上にするという制約を設けつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を所定面積以下にすることによって、トレードオフの関係にあるESD耐量および端子間容量Cを互いに切り離して設定できることが分かる。
本参考例では、このような着想に基づき、図99および図100に示すチップ部品2001を用意して、ESD耐量および端子間容量Cの各値を調べた。
図99(a)は、チップ部品2001のダイオード形成領域2107を拡大して描いた平面図であり、図99(b)は、図99(a)に示す第1ツェナーダイオードD1および第2ツェナーダイオードD2を拡大して描いた断面図である。図100は、図99に示すチップ部品2001の各構成の値、ならびに端子間容量CおよびESD耐量を示す表である。
図99(a),(b)に示すチップ部品2001の構成が前述のTEG1〜TEG4に係る構成と異なる点は、第1および第2接続電極3,4の各総面積が2000μm以下である点である。その他の構成は、TEG1〜TEG4の構成と同様である。なお、図99(a)では、パラレル数が「5」以上の例を示している。
図100に示すように、本参考例では、前述のパラレル数が「1」のチップ部品2001に加えて、パラレル数が「5」、「6」、「7」、「8」、「10」のチップ部品2001(以下、「パラレル数が「5」〜「10」のチップ部品2001」という。)を用意して、端子間容量CおよびESD耐量を測定した。
パラレル数が「5」〜「10」のチップ部品2001は、いずれも、第1および第2接続電極3,4の各総面積が2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)になるように、形成されている。
パラレル数が「5」〜「10」のチップ部品2001の第1および第2拡散領域2110,2112の短手方向に交差する方向の長さL、ならびに第1および第2拡散領域2110,2112の短手方向の幅Wは、パラレル数の増加に伴って、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長が増加するように、かつ各面積が増加しないように適宜調整して形成されている。
また、コンタクト孔2116,2117の幅Wは、パラレル数の増加(第1および第2拡散領域2110,2112の縮小)に伴って縮小しているが、コンタクト孔2116,2117から第1および第2拡散領域2110,2112の端部までの幅((幅W−幅W)/2の幅)はいずれも、2.5μm程度になるように形成されている。換言すれば、絶縁膜20の薄膜部20aは、パラレル数の増加に依らず、2.5μm程度の幅((幅W−幅W)/2の幅)で、第1および第2拡散領域2110,2112の周縁部を覆うように形成されている。また、引き出し電極L11,L21の幅Wは、第1および第2拡散領域2110,2112の短手方向の幅Wの縮小に合わせて、小さく形成されている。一方、第1および第2拡散領域2110,2112のスリット2118間の幅Wは、いずれも2μm〜3μmで形成されている。
図101は、図98のグラフに図100の端子間容量CおよびESD耐量を反映させたグラフである。
図101に示すように、TEG1〜TEG4は、端子間容量Cの増加に伴って、連続的(直線的)にESD耐量も増加している。一方、パラレル数が「5」〜「10」のチップ部品2001は、パラレル数の増加に伴ってESD耐量が増加しているが、端子間容量Cは、いずれも6pF以下である。
より具体的には、パラレル数「5」〜「10」のチップ部品2001と、パラレル数「1」のチップ部品2001とを比較すれば、パラレル数「5」〜「10」のチップ部品2001は、パラレル数「1」のチップ部品2001における端子間容量Cを概ね維持した状態で、高いESD耐量を達成している。すなわち、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を所定面積以下(2000μm以下)に制限した状態で、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を大きくする(400μm以上にする)ことにより、低端子間容量Cを維持した状態で、高ESD耐量を実現できている。
さらに具体的に、パラレル数が「5」および「6」のチップ部品2001の場合には、11kV以上のESD耐量(より具体的には、11kV≦ESD耐量<12kV)を実現できている。つまり、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)にした状態で、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を400μm以上420μm以下とすることにより、4pF<端子間容量C<6pFを達成しつつ、11kV≦ESD耐量<12kVを実現できることが分かる。
また、パラレル数が「7」,「8」,「10」(以下、「パラレル数が「7」〜「10」」という。)のチップ部品2001の場合には、さらに12kV以上のESD耐量(より具体的には、12kV≦ESD耐量<16kV)を実現できている。つまり、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)にした状態で、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を470μm以上720μm以下とすることにより、4pF<端子間容量C<6pFを達成しつつ、12kV以上のESD耐量(より具体的には、12kV≦ESD耐量<16kV)を実現できることが分かる。
また、パラレル数「7」〜「10」のチップ部品2001(とくにパラレル数「10」(周囲長=720μm、面積=1800μm)のチップ部品2001)と、TEG1(周囲長=700μm、面積=5028μm)とを比較すれば、パラレル数「7」〜「10」のチップ部品2001は、TEG1のESD耐量を概ね維持した状態で、低い端子間容量Cを達成している。すなわち、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を所定長さ以上に制限した状態で、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を小さくすることにより、高ESD耐量を概ね維持した状態で、低端子間容量Cを実現できている。
この実験結果から、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を所定面積以下にするという制約を設けつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を所定長さ以上にすることによって、トレードオフの関係にあるESD耐量および端子間容量Cを互いに切り離して設定できることが分かった。
また、国際規格であるIEC61000−4−2に基づいてESD耐量の下限を8kVと設定した場合、パラレル数が「5」〜「10」のチップ部品2001の場合は、いずれも国際規格であるIEC61000−4−2に準拠可能である。
以上のように、チップ部品2001によれば、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2500μm以下に設定することにより、6pF以下の端子間容量Cを達成できる。
また、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)に設定しつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を400μm以上720μm以下に設定することにより、6pF以下の端子間容量C(より具体的には、4pF<端子間容量C<6pF)を達成しつつ、8kV以上のESD耐量(より具体的には、11kV≦ESD耐量<16kV)を実現できる。
さらに、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)に設定しつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を470μm以上720μm以下に設定すれば、12kV以上(より具体的には、12kV≦ESD耐量<16kV)のESD耐量を実現できる。
このように、チップ部品2001によれば、低端子間容量Cを実現しつつ、IEC61000−4−2に準拠可能であり、かつ信頼性に優れた双方向ツェナーダイオードを備えたチップ部品2001を提供できる。
本参考例では、最大数としてパラレル数が「10」のチップ部品2001を用意したが、上記の実験結果から、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を2000μm以下(より具体的には、1800μm以上1900μm以下)にしつつ、パラレル数を「10」以上、すなわち、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を720μm以上とすれば、より良好な端子間容量CおよびESD耐量を達成できることが想定される。すなわち、第1および第2拡散領域2110,2112の各面積を極力小さくした状態を維持しつつ、第1および第2拡散領域2110,2112の各周囲長を極力長くすることにより、より一層良好な端子間容量CおよびESD耐量を達成できることが想定される。
図102は、図77に示すチップ部品2001の製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。図103A〜図103Hは、図77に示すチップ部品2001の製造方法を示す断面図である。なお、図103A〜図103Hでは、説明の便宜上、第1および第2電極膜2103,2104上に形成されるパターンPTについては省略して示している。
まず、図103Aに示すように、半導体基板2の元基板としてのp型の半導体基板30が用意される。半導体基板30の表面30Aは素子形成面であり、表面30Aと反対側の面が裏面30Bである。半導体基板30の表面30Aは半導体基板2の素子形成面2Aに対応しており、半導体基板30の裏面30Bは半導体基板2の裏面2Bに対応している。
半導体基板30の表面30A(素子形成面)には、複数のチップ部品2001に対応した複数の双方向ツェナーダイオードが形成されるチップ領域2001aが、マトリクス状に配列されて設定されている。隣接するチップ領域2001aの間には、境界領域2180が設けられている(図104参照)。境界領域2180は、略一定の幅を有する帯状の領域であり、直交する二方向に延びて格子状に形成されている。半導体基板30に対して必要な工程を行った後に、境界領域2180に沿って半導体基板30を切り離す(個片化する)ことにより、複数のチップ部品2001が得られる。
次に、図103Bに示すように、半導体基板30の表面30Aに、絶縁膜20が形成される(ステップS201:絶縁膜形成工程)。次に、絶縁膜20上にレジストマスク(図示せず)が形成される(ステップS202:レジストマスク形成工程)。レジストマスクを用いたエッチングによって、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112に対応する開口が絶縁膜20に形成される(ステップS203:絶縁膜開口形成工程)。
次に、レジストマスクを剥離した後に、絶縁膜20に形成された開口から露出する半導体基板30の表層部にn型不純物が導入される(ステップS204:n型不純物導入工程)。n型不純物の導入は、n型不純物としての燐を表面に堆積させる工程(いわゆるリンデポ)によって行われてもよいし、n型不純物イオン(たとえば燐イオン)の注入によって行われてもよい。リンデポとは、半導体基板30を拡散炉内に搬入し、拡散路内でPOCl3ガスを流して行う熱処理によって、絶縁膜20の開口内で露出する半導体基板30の表面30Aに燐を堆積させる処理である。
次に、必要に応じてCVD法により絶縁膜20を厚膜化した後(ステップS205:CVD酸化膜形成工程)、半導体基板30に導入された不純物イオンを活性化するための熱処理(ドライブ)が行われる(ステップS206:熱処理(ドライブ)工程)。これにより、半導体基板30の表層部に第1拡散領域2110および第2拡散領域2112が形成される。
次に、図103Cに示すように、コンタクト孔2116,2117に整合する開口49aを有するレジストマスク49が絶縁膜20の上に形成される(ステップS207:レジストマスク形成工程)。レジストマスク49を介するエッチングによって、絶縁膜20にコンタクト孔2116,2117が形成される(ステップS208:コンタクト孔開口工程)。その後、レジストマスク49が剥離される。
次に、図103Dに示すように、たとえばスパッタリングによって、第1電極膜2103および第2電極膜2104を構成する電極膜が絶縁膜20上に形成される(ステップS209:電極膜形成工程)。本参考例では、Alからなる電極膜が形成される。そして、電極膜上に、スリット2118に対応する開口パターンを有する別のレジストマスクが形成され(ステップS210:レジストマスク形成工程)、レジストマスクを介するエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によって、電極膜にスリット2118が形成される(ステップS211:電極膜パターニング工程)。これにより、電極膜が、第1電極膜2103および第2電極膜2104に分離され、第1および第2ツェナーダイオードD1,D2が形成される。
次に、図103Eに示すように、レジストマスクを剥離した後、たとえばCVD法によって窒化膜等のパッシベーション膜23が形成される(ステップS212:パッシベーション膜形成工程)。次に、感光性ポリイミド等を塗布することにより樹脂膜24が形成される(ステップS213:ポリイミド塗布工程)。次に、第1開口25および第2開口26を含む所定のパターンPT(図82〜図84参照)、および切欠部122,123に対応するパターンで樹脂膜24を露光する。その後、樹脂膜24が現像される(ステップS214:露光・現像工程)。
樹脂膜24をパターニング、現像することによって、当該樹脂膜24における所定のパターンPTと一致する部分、および切欠部122,123と一致する部分が選択的に除去される。より具体的には、第1および第2接続電極3,4の表面に、平坦部97および凸部形成部98(図82参照)が形成されるパターンで、樹脂膜24が除去される。平坦部97が形成される領域では、第2開口26よりも広い面積で第1電極膜2103および第2電極膜2104の各表面を露出させる第1開口25が第1電極膜2103および第2電極膜2104上に形成される。このとき、第1電極膜2103および第2電極膜2104上における樹脂膜24は、露光によって溶融して、断面視円弧状に形成される。
第1および第2接続電極3,4の凸部形成部98において、行列状の凸部96を形成する場合(図83参照)には、第1電極膜2103および第2電極膜2104上に、複数の第2開口26が、互いに直交する行方向および列方向において一定の間隔で行列状に配列されるパターンで形成される。
一方、第1および第2接続電極3,4の凸部形成部98において、千鳥状の凸部96を形成する場合(図84参照)には、第1電極膜2103および第2電極膜2104上に、複数の第2開口26が、互いに直交する行方向および列方向において1列おきに行方向の位置をずらして千鳥状に配列されるパターンで形成される。
その後、必要に応じて、樹脂膜24をキュアするための熱処理が行われる(ステップS215:ポリイミドキュア工程)。そして、樹脂膜24をマスクとしたドライエッチング(たとえば反応性イオンエッチング)によってパッシベーション膜23が除去されて、所定パターンPT(図82〜図84参照)と、切欠部122,123とが形成される。これにより、切欠部122,123から露出する第1電極膜2103および第2電極膜2104が、凸凹状の第1パッド2105および凸凹状の第2パッド2106として形成される(ステップS216:パッド形成工程)。
次に、第1および第2ツェナーダイオードD1,D2に対して電気テストが行われる。電気テストは、プローブ70を第1パッド2105および第2パッド2106に接触させることにより行われる。このとき、第1パッド2105および第2パッド2106には、比較的幅広の第1開口25が形成されている。そのため、プローブ70と、第1パッド2105および第2パッド2106との接触位置を第1開口25内に設定することにより、プローブ70(より具体的には、プローブ70の先端部以外の部分)が、比較的幅狭の第2開口26内に入り込んだり、当該第2開口26の側面等に接触することを効果的に抑制できる。よって、電気テストを良好に実施できる。
次に、図103Fに示すように、後述する溝2044(図103G参照)を形成するためのレジストパターン41が形成される(ステップS217:レジストマスク形成工程)。
図104は、図103Fの工程において溝2044を形成するために用いられるレジストパターン41の一部の模式的な平面図である。レジストパターン41は、境界領域2180に整合する格子状の開口2042を有している。レジストパターン41を介してプラズマエッチングが行われる。
これにより、図103Gに示すように、半導体基板30がその表面30Aから所定の深さまでエッチングされる。これによって、境界領域2180に沿って、切断用の溝2044が形成される(ステップS218:溝形成工程)。
半導体基板30における溝2044の全体形状は、平面視でレジストパターン41の開口2042と一致する格子状になっている(図104参照)。そして、半導体基板30の表面30Aでは、チップ領域2001aのまわりを溝2044における矩形枠体部分が取り囲んでいる。溝2044に取り囲まれたチップ領域2001aに半製品2050が1つずつ位置していて、これらの半製品2050は、行列状に整列配置されている。このように溝2044を形成することによって、半導体基板30を複数のチップ領域2001a毎に分離可能にする。溝2044が形成された後、レジストパターン41は、剥離される。
次に、CVD法によって、SiNからなる絶縁膜47を、半導体基板30の表面30Aの全域に亘って形成する(ステップS219:絶縁膜工程)。このとき、溝2044の内周面(前述した側壁の区画面や底壁の上面)の全域にも絶縁膜47が形成される。次に、絶縁膜47を選択的にエッチングする。具体的には、絶縁膜47における表面30Aに平行な部分を選択的にエッチングする。これにより、第1電極膜2103が第1パッド2105として露出し、第2電極膜2104が第2パッド2106として露出すると共に、溝2044においては、底壁上の絶縁膜47が除去される。
次に、図105に示す工程により、外部接続電極として第1および第2接続電極3,4が形成される(ステップS220:外部接続電極形成工程)。
図105は、第1および第2接続電極3,4の製造工程を説明するための図である。
第1および第2接続電極3,4を製造するには、まず、図105に示すように、第1パッド2105および第2パッド2106の表面が浄化されることで、当該表面の有機物(炭素のしみ等のスマットや油脂性の汚れも含む)が除去(脱脂)される(ステップS231:有機物除去工程)。次に、当該表面の酸化膜が除去される(ステップS232:酸化膜除去工程)。次に、当該表面においてジンケート処理が実施されて、当該表面における(第1電極膜2103および第2電極膜2104の)AlがZnに置換される(ステップS233:ジンケート工程)。次に、当該表面上のZnが硝酸等で剥離されて、第1パッド2105および第2パッド2106では、新しいAlが露出される(ステップS234:表面剥離工程)。
次に、第1パッド2105および第2パッド2106をめっき液に浸けることによって、第1パッド2105および第2パッド2106における新しいAlの表面にNiめっきが施される。これにより、めっき液中のNiが化学的に還元析出されて、第1パッド2105および第2パッド2106の各表面にNi層33が形成される(ステップS235:Niめっき工程)。
次に、Ni層33を別のめっき液に浸けることによって、当該Ni層33の表面にPdめっきが施される。これにより、めっき液中のPdが化学的に還元析出されて、当該Ni層33の表面にPd層34が形成される(ステップS236:Pdめっき工程)。
次に、Pd層34をさらに別のめっき液に浸けることによって、当該Pd層34の表面にAuめっきが施される。これにより、めっき液中のAuが化学的に還元析出されて、当該Pd層34の表面にAu層35が形成される(ステップS237:Auめっき工程)。これによって、第1および第2接続電極3,4が形成され、形成後の第1および第2接続電極3,4を乾燥させると(ステップS238:乾燥工程)、第1および第2接続電極3,4の製造工程が完了する。なお、前後するステップの間には、半製品2050を水で洗浄する工程が適宜実施される。また、ジンケート処理は複数回実施されてもよい。
このように、第1および第2接続電極3,4を無電解めっきによって形成するので、電極材料であるNi,PdおよびAlを絶縁膜47上にも良好にめっき成長させることができる。また、第1および第2接続電極3,4を電解めっきによって形成する場合に比べて、第1および第2接続電極3,4についての形成工程の工程数(たとえば、電解めっきで必要となるリソグラフィ工程やレジストマスクの剥離工程等)を削減してチップ部品2001の生産性を向上できる。さらに、無電解めっきの場合には、電解めっきで必要とされるレジストマスクが不要であることから、レジストマスクの位置ずれによる第1および第2接続電極3,4についての形成位置にずれが生じないので、第1および第2接続電極3,4の形成位置精度を向上して歩留まりを向上できる。
また、この方法では、第1電極膜2103および第2電極膜2104が切欠部122,123から露出していて、第1電極膜2103および第2電極膜2104から溝2044までめっき成長の妨げになるものがない。すなわち、チップ領域2001aは、樹脂膜24に覆われているので、第1および第2ツェナーダイオードD1,D2が形成された領域は、めっき成長されない。そのため、第1電極膜2103および第2電極膜2104から溝2044まで直線的にめっき成長させることができる。その結果、電極の形成にかかる時間の短縮を図ることができる。
次に、図104Hに示すように、半導体基板30が裏面30B側から、溝2044の底部に到達するまで研削される(ステップS221:個片化工程)。これによって、複数のチップ領域2001aが個片化され、前述の構造のチップ部品2001を得ることができる。このように、溝2044を形成してから半導体基板30を裏面30B側から研削すれば、半導体基板30に形成された複数のチップ部品2001を一斉に個々に分割(個片化)できる(複数のチップ部品2001の個片を一度に得ることができる)。よって、複数のチップ部品2001の製造時間の短縮によってチップ部品2001の生産性の向上を図ることができる。
なお、完成したチップ部品2001における半導体基板2の裏面2Bを研磨やエッチングすることによって鏡面化して裏面2Bを綺麗にしてもよい。
また、完成したチップ部品2001に対して電気テストを実施してもよい。第1および第2接続電極3,4の各表面には、平坦部97が形成されている。したがって、電気テストにおいて使用するプローブ(図103Eのプローブ70に相当する)と、第1および第2接続電極3,4との各接触位置を平坦部97に設定することにより、プローブ(より具体的には、プローブの先端部以外の部分)が、凸部96に接触することを効果的に抑制できる。よって、電気テストを良好に実施できる。
以上のように、本参考例では、半導体基板2がp型の半導体基板からなっているので、半導体基板2上にエピタキシャル層を形成しなくても、安定した特性を実現できる。すなわち、n型の半導体基板は抵抗率の面内ばらつきが大きいので、n型の半導体基板を用いるときには、その表面に抵抗率の面内ばらつきの少ないエピタキシャル層を形成し、エピタキシャル層に不純物拡散層を形成してpn接合を形成する必要がある。これは、n型不純物の偏析係数が小さいために、半導体基板の元となるインゴット(たとえばシリコンインゴット)を形成するときに、半導体基板の中心部と周縁部とで抵抗率の差が大きくなるからである。
これに対して、p型不純物の偏析係数は比較的大きいので、p型の半導体基板は抵抗率の面内ばらつきが少ない。したがって、p型の半導体基板を用いることによって、エピタキシャル層を形成することなく、安定した特性の双方向ツェナーダイオードを半導体基板のいずれの箇所からも切り出すことができる。よって、p型の半導体基板として半導体基板2を用いることによって、製造工程を簡単にでき、かつ製造コストを低減できる。
図106A〜図106Dは、図103Hの工程後におけるチップ部品2001の回収工程を示す図解的な断面図である。
図106Aでは、個片化された複数のチップ部品2001が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図106Bに示すように、各チップ部品2001の半導体基板2の裏面2Bに対して、熱発泡シート73を貼着する。熱発泡シート73は、シート状のシート本体74と、シート本体74内に練り込まれた多数の発泡粒子75とを含んでいる。
シート本体74の粘着力は、支持テープ71の粘着面72における粘着力よりも強い。そこで、各チップ部品2001の半導体基板2の裏面2Bに熱発泡シート73を貼着した後に、図106Cに示すように、支持テープ71を各チップ部品2001から引き剥がして、チップ部品2001を熱発泡シート73に転写する。このとき、支持テープ71に紫外線を照射すると(図106Bの点線矢印参照)、粘着面72の粘着性が低下するので、支持テープ71が各チップ部品2001から剥がれやすくなる。
次に、熱発泡シート73を加熱する。これにより、図106Dに示すように、熱発泡シート73では、シート本体74内の各発泡粒子75が発泡してシート本体74の表面から膨出する。その結果、熱発泡シート73と各チップ部品2001の半導体基板2の裏面2Bとの接触面積が小さくなり、全てのチップ部品2001が熱発泡シート73から自然に剥がれる(脱落する)。このように回収されたチップ部品2001は、エンボスキャリアテープ(図示せず)に形成された収容空間に収容される。この場合、支持テープ71または熱発泡シート73からチップ部品2001を1つずつ引き剥がす場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。もちろん、複数のチップ部品2001が支持テープ71にくっついた状態で(図106A参照)、熱発泡シート73を用いずに、支持テープ71からチップ部品2001を所定個数ずつ直接引き剥がしてもよい。チップ部品2001が収容されたエンボスキャリアテープは、その後、自動実装機80に収納される。チップ部品2001は、自動実装機80に備えられた吸着ノズル76により吸着されて個々回収される。このように回収されたチップ部品2001に対して、部品認識カメラ64による表裏判定工程が実行される(図108および図109参照)。
各チップ部品2001の回収工程は、図107A〜図107Cに示す別の方法によっても行うことができる。
図107A〜図107Cは、図103Hの工程後におけるチップ部品2001の回収工程(変形例)を示す図解的な断面図である。
図107Aでは、図106Aと同様に、個片化された複数のチップ部品2001が引き続き支持テープ71にくっついている状態を示している。この状態で、図107Bに示すように、各チップ部品2001の半導体基板2の裏面2Bに転写テープ77を貼着する。転写テープ77は、支持テープ71の粘着面72よりも強い粘着力を有する。そこで、図107Cに示すように、各チップ部品2001に転写テープ77を貼着した後に、支持テープ71を各チップ部品2001から引き剥がす。この際、前述したように、粘着面72の粘着性を低下させるために支持テープ71に紫外線(図107Bの点線矢印参照)を照射してもよい。
転写テープ77の両端には、自動実装機80に設置されたフレーム78が貼り付けられている。両側のフレーム78は、互いが接近する方向または離間する方向に移動できる。支持テープ71を各チップ部品2001から引き剥がした後に、両側のフレーム78を互いが離間する方向に移動させると、転写テープ77が伸張して薄くなる。これによって、転写テープ77の粘着力が低下するので、各チップ部品2001が転写テープ77から剥がれやすくなる。この状態で、自動実装機80の吸着ノズル76をチップ部品2001の素子形成面2A側に向けると、自動実装機80(吸着ノズル76)が発生する吸着力によって、チップ部品2001が転写テープ77から引き剥がされて吸着ノズル76に吸着される。この際、図107Cに示す突起79によって、吸着ノズル76とは反対側から転写テープ77越しにチップ部品2001を吸着ノズル76側へ突き上げると、チップ部品2001を転写テープ77から円滑に引き剥がすことができる。このように回収されたチップ部品2001に対して、部品認識カメラ64による表裏判定工程が実行される。
図108は、図77に示すチップ部品2001の表裏判定工程を説明するための図である。図109は、参考例のチップ部品2010の表裏判定工程を説明するための図である。
図108および図109は、それぞれ、チップ部品2001および参考例に係るチップ部品2010が吸着ノズル76に吸着されている状態を示している。なお、参考例に係るチップ部品2010とは、ここでは第1および第2接続電極3,4の各表面に凸部96が形成されていないチップ部品のことを言う。
図108に示すように、チップ部品2001は、吸着ノズル76により吸着された状態で、自動実装機80によって、チップ部品2001の表裏が部品認識カメラ64によって判定される部品検出位置P2まで搬送される。このとき、吸着ノズル76は、裏面2Bの長手方向における略中央部分に吸着する。前述したように、第1および第2接続電極3,4は、チップ部品2001の片面(素子形成面2A)および側面2C〜2Fにおける素子形成面2A側の端部だけに設けられていることから、チップ部品2001において裏面2Bは、電極(凹凸)がない平坦面となる。よって、吸着ノズル76をチップ部品2001に吸着して移動させる場合に、平坦な裏面2Bに吸着ノズル76を吸着させることができる。換言すれば、平坦な裏面2Bであれば、吸着ノズル76が吸着できる部分のマージンを増やすことができる。これによって、吸着ノズル76をチップ部品2001に確実に吸着させ、チップ部品2001を途中で吸着ノズル76から脱落させることなく確実に部品認識カメラ64による部品検出位置P2(実装基板9上)まで搬送できる。
図108に示すように、チップ部品2001が部品検出位置P2に到達すると、部品認識カメラ64の周囲に設置された光源65(たとえば複数のLEDを備えた光照射機)からチップ部品2001の第1および第2接続電極3,4が形成された面(素子形成面2A)に光が斜め方向に照射される。部品認識カメラ64は、当該チップ部品2001の第1および第2接続電極3,4、ならびに第1および第2接続電極3,4が形成されていない部分によって反射された反射光を検出することにより、第1および第2接続電極3,4が形成された領域とそうでない領域との明暗を区別して、チップ部品2001の表裏を判定する。
チップ部品2001は、必ずしも水平な姿勢で吸着ノズル76により吸着されるわけではなく、時には傾いた姿勢で吸着ノズル76により吸着される場合がある。
ここで、図109に示すように、参考例に係るチップ部品2010の場合では、傾いた姿勢の状態で光源65から素子形成面2Aに光が照射されると(図109の入射光λ3参照)、第1および第2接続電極3,4によって部品認識カメラ64が配置された領域外に向けて反射(全反射:図109の反射光λ4参照)され、部品認識カメラ64によって検出されない場合がある。このような場合、部品認識カメラ64による映像情報では、チップ部品2010の第1および第2接続電極3,4の一部または全部が暗く写ることになる。そのため、自動実装機80は、第1および第2接続電極3,4が形成された領域を第1および第2接続電極3,4が形成されていない領域であると誤認識し、チップ部品2010の実装基板9への搬送を停止させる。したがって、参考例に係るチップ部品2010の場合では、このような誤認識の発生が円滑な実装工程の妨げとなっている。
これに対して、チップ部品2001では、図108に示すように、チップ部品2001の最表面に形成された第1および第2接続電極3,4の表面にそれぞれ複数の凸部96が形成されている。そのため、たとえチップ部品2001が傾いた姿勢で吸着されていても、光源65から第1および第2接続電極3,4に照射された光(図108の入射光λ1参照)は、第1および第2接続電極3,4の凸部96によって乱反射される(図108の反射光λ2参照)。第1および第2接続電極3,4では、このような凸部96が複数形成されているため、たとえ、チップ部品2001が前述の図109のように傾いた姿勢で吸着ノズル76により吸着されていても、光源65からの入射光λ3をあらゆる方向に反射させることができる。そのため、部品検出位置P2に対して部品認識カメラ64がどのように配置されていても、当該部品認識カメラ64により第1および第2接続電極3,4(チップ部品2001)を良好に検出できる。これにより、自動実装機80は、チップ部品2001の仕様による誤認識を軽減できるので、チップ部品2001の実装基板9に対する実装を円滑に行うことができる。
しかも、チップ部品2001の第1および第2接続電極3,4に凸部96を形成するという加工で済むので、仕様(たとえば、サイズや形状)の異なるチップ部品に適用できる。そのため、チップ部品の仕様毎に、部品認識カメラ64の周囲に配置する光源65の条件(仕様)を変更する必要はない。表裏判定工程を経たチップ部品2001は、その後、図110に示すように実装基板9に実装される。
図110は、チップ部品2001が実装基板9に実装された状態の回路アセンブリ100をチップ部品2001の長手方向に沿って切断したときの模式的な断面図である。図111は、実装基板9に実装された状態のチップ部品2001を素子形成面2A側から見た模式的な平面図である。
図110に示すように、チップ部品2001は、実装基板9に実装される。この状態におけるチップ部品2001および実装基板9は、回路アセンブリ100を構成している。図110における実装基板9の上面は、実装面9Aである。実装面9Aには、実装基板9の内部回路(図示せず)に接続された一対(2つ)のランド88が形成されている。各ランド88は、たとえば、Cuからなる。各ランド88の表面には、はんだ13が当該表面から突出するように設けられている。
自動実装機80は、表裏判定工程の後、チップ部品2001を吸着した状態で吸着ノズル76を実装基板9まで移動させる。このとき、チップ部品2001の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが互いに対向する。この状態で、吸着ノズル76を移動させて実装基板9に押し付け、チップ部品2001において、第1接続電極3を一方のランド88のはんだ13に接触させ、第2接続電極4を他方のランド88のはんだ13に接触させる。次に、はんだ13を加熱すると、はんだ13が溶融する。その後、はんだ13が冷却されて固まると、第1接続電極3と当該一方のランド88とがはんだ13を介して接合し、第2接続電極4と当該他方のランド88とがはんだ13を介して接合する。つまり、2つのランド88のそれぞれが、第1および第2接続電極3,4において対応する電極にはんだ接合される。これにより、実装基板9へのチップ部品2001の実装(フリップチップ接続)が完了して、回路アセンブリ100が完成する。このとき、第1および第2接続電極3,4の最表面には、Au層35(金メッキ)が形成されている。そのため、チップ部品2001を実装基板9に実装する際に、優れたはんだ濡れ性と、高い信頼性とを達成できる。
完成状態の回路アセンブリ100では、チップ部品2001の素子形成面2Aと実装基板9の実装面9Aとが、隙間を隔てて対向しつつ、平行に延びている(図111も参照)。当該隙間の寸法は、第1接続電極3または第2接続電極4において素子形成面2Aから突き出た部分の厚みとはんだ13の厚さとの合計に相当する。
図110に示すように、断面視においては、たとえば、第1および第2接続電極3,4は、素子形成面2A上の表面部分と側面2C,2D上の側面部分とが一体的になってL字状に形成されている。そのため、図111に示すように、実装面9A(素子形成面2A)の法線方向(これらの面に直交する方向)から回路アセンブリ100(厳密には、チップ部品2001と実装基板9との接合部分)を見てみると、第1接続電極3と一方のランド88とを接合するはんだ13は、第1接続電極3の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。同様に、第2接続電極4と他方のランド88とを接合するはんだ13も、第2接続電極4の表面部分だけでなく、側面部分にも吸着している。
このように、チップ部品2001では、第1接続電極3が半導体基板2の三方の側面2C,2E,2Fを一体的に覆うように形成され、第2接続電極4が半導体基板2の三方の側面2D,2E,2Fを一体的に覆うように形成されている。すなわち、半導体基板2の素子形成面2Aに加えて側面2C〜2Fにも電極が形成されているので、チップ部品2001を実装基板9にはんだ付けする際の接着面積を拡大できる。その結果、第1および第2接続電極3,4に対するはんだ13の吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。
また、図111に示すように、はんだ13が半導体基板2の素子形成面2Aから側面2C〜2Fに回り込むように吸着する。したがって実装状態において、第1接続電極3を三方の側面2C,2E,2Fではんだ13によって保持し、第2接続電極4を三方の側面2D,2E,2Fではんだ13によって保持することによって、矩形状のチップ部品2001の全ての側面2C〜2Fをはんだ13で固定できる。これにより、チップ部品2001の実装形状を安定化させることができる。
<第7参考例>
図112は、第7参考例に係るチップ部品2201の模式的な斜視図である。
第7参考例に係るチップ部品2201が前述の第6参考例に係るチップ部品2001と異なる点は、第1接続電極3側(より具体的には、半導体基板2の側面2C側)に複数の凹マーク207が形成されている点、および第1および第2接続電極3,4の各表面に凸部96および平坦部97が形成されていない点である。その他の構成は、前述のチップ部品2001の構成と同様であるので、同一の符号を付して、説明を省略する。
凹マーク207は、半導体基板2の周縁部85,90、より具体的には半導体基板2の側面2Cに、上下方向(半導体基板2の厚み方向)に延びるように複数形成されている。本参考例では4つの凹マーク207(207a,207b,207c,207d)が形成されている。凹マーク207を構成する上下方向(半導体基板2の厚み方向)に延びる長溝は、本参考例では、平面視円弧状(平面視凹面状)である。なお、凹マーク207は、平面視台形状、平面視三角形状等、任意の窪み形状であってもよい。凹マーク207は、当該凹マーク207の位置および数により、チップ部品の極性方向(正極および負極の方向)、型名、製造年月日その他の情報を表示する。
第1接続電極3は、三方の側面2C,2E,2Fを一体的に覆うように形成されており、これにより周縁部86が形成されている。第1接続電極3の周縁部86(より具体的には、周縁部86の表面、および半導体基板2と周縁部86とが接する面)は、さらに側面2Cに形成された複数の凹マーク207の表面に沿って形成されており、これにより、第1接続電極3の長辺3A(側面2C側の長辺3A)には、複数の凹マーク207を描く線に沿う平面視凹状の部分が複数形成されている。
このように、半導体基板2は、第1接続電極3が形成された一端部と、第2接続電極4が形成された他端部とにおいて、異なる形状を有している。すなわち、第1接続電極3は、複数の凹マーク207が形成されている半導体基板2の一端部側に形成されており、第2接続電極4は、隣り合う側面2D,2E,2F同士が直角に維持されている半導体基板2の他端部側に形成されている。したがって、半導体基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、半導体基板2の側面2E,2Fを直交する直線(半導体基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、半導体基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、半導体基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。
図113は、チップ部品2201を裏面2B側から見た平面図であり、凹マーク207の構成を説明するための図である。
図113(A)に示すように、凹マーク207は、半導体基板2の側面2Cに、等間隔に形成された4つの凹マーク207a,207b,207c,207dを有する構成とすることができる。
また、図113(B)に示すように、凹マーク207は、両外側に位置する凹マーク207a,207dの2つとすることができる。
あるいは、図113(C)に示すように、凹マーク207は、3つの凹マーク207a、207b,207dとすることもできる。
このように、側面2Cに沿ってたとえば4つの凹マーク207が等間隔で形成される構成とし、そのうちの任意の凹マーク207を形成し、また、任意の凹マーク207は形成しない構成とすることにより、1つの凹マーク207の有無により、2値情報を表示できる。
そして、2値情報を表示する凹マーク207が、本参考例では最大4つ形成できるから、情報量としては、2×2×2×2=2の情報量を備えたチップ部品2201とすることができる。
このように、小型のチップ部品2201に対して、その側面2Cに沿って情報を表わす外観上の特徴(凹マーク207)が備えられており、チップ部品2201に必要な情報を、標印に代わるやり方で表わすことができる。そして、自動実装機等は、チップ部品2201の種類、極性方向(正極および負極の方向)、製造年月日その他の情報を容易に認識できる。このため、自動実装に適したチップ部品2201とすることができる。
図114は、チップ部品2201を裏面側から見た平面図であり、凹マーク207の変形例を示す図である。図115は、凹マーク207の種類と位置を変化させて、凹マーク207により表示できる情報の種類を豊富にする例を示す図である。
図114(A)に示すチップ部品2201は、半導体基板2の側面2Cに、当該側面2Cの長さ方向に延びる長い凹マーク207xが形成された構成例を示している。この長い凹マーク207xは、図114(B)および図114(C)に示すように、その長さを異ならせた凹マーク207y、207zとすることもできる。つまり、図114に示す参考例では、半導体基板2の側面2Cに形成する凹マーク207が、その幅が異なる構成とし、幅広のマーク、幅の中位のマークおよび幅狭のマーク、の3種類の凹マーク207x、207y、207zにより、情報を表示する形態とされている。
さらに、半導体基板2の側面2Cに形成する凹マーク207は、図113を参照して説明した一定幅の複数の凹マーク207a、207b、207c、207dと、図114を参照して説明した幅の変化する凹マーク207x、207y、207zとを組み合わせて、図115(A)に示す幅広の凹マーク207yと、一定幅の凹マーク207dとの組み合わせ、あるいは、図115(B)に示すように、幅狭の凹マーク207zと一定幅の凹マーク207aとの組み合わせというように、凹マーク207の種類と位置を変化させて、凹マーク207により表示できる情報の種類を豊富にすることができる。
このように複数の凹マーク207を有するチップ部品2201は、前述の第6参考例に係る図103Fの工程において、レジストパターン41のレイアウト(図104参照)を図116に示すレイアウトに変更することによって形成できる。
図116は、図112に示すチップ部品2201に係る凹マーク207用の溝を形成するために用いられるレジストパターン41の一部の模式的な平面図である。
レジストパターン41において、溝2044(図103G参照)を形成するための開口2042には、凹マーク207用の溝を形成するための凸部2242が複数形成されている。複数の凸部2242は、チップ領域2201aの一端部(チップ部品2201の側面2Cに対応する部分)を選択的に露出させるように形成されている。なお、チップ領域2201aとは、前述の第6参考例におけるチップ領域2001aに相当し、後の工程において個片化されることによりチップ部品2201になる領域である。
レジストパターン41を介するエッチングによって、図103Gに示すように、元基板である半導体基板30に溝2044が形成される。溝2044を形成する際に、チップ領域2201aの一端部(チップ部品2001の側面2Cに対応する部分)に沿って、凹マーク207が同時に形成される。
つまり、半導体基板30の境界領域2180をエッチングする際に、レジストパターン41のレイアウトを工夫して、エッチングにより凹マーク207が同時に形成されるようにする。その後、図103Gおよび図103Hにおいて説明した工程と同様の工程を経て、チップ部品2201が完成する。
このように、本参考例の製造方法では、複数のチップ領域2201aを有する半導体基板30を、境界領域2180(溝2044)に沿って切断するときに、周縁部に同時に凹マーク207を形成する。したがって、チップ部品2201に関する情報を記録するための専用の工程を設ける必要がないので、チップ部品2201の生産性を向上できる。また、側面2Cに形成された凹マーク207よってチップ部品2201の情報が表示されるので、チップ部品2201の表面や裏面に標印を形成するための大きなスペースを必要としない。したがって、極小型のチップ部品にも適用することが可能である。
なお、チップ部品2201の半導体基板2における側面2Cに凹マーク207(207a、207b、207c、207d、207x、207y、207z)を形成する構成を説明したが、凹マーク207の形成位置は、側面2Cに限られるわけではなく、半導体基板2の他の側面2D,2E,2Fに形成されていてもよい。
また、チップ部品2201では、半導体基板2の側面2Cに、上下方向に延びる複数の凹マーク207が形成された参考例を説明したが、凹マーク207に代えて凸マーク270としてもよい。凸マーク270か設けられた参考例を、以下に具体的に図面を参照して説明する。
<第8参考例>
図117は、第8参考例に係るチップ部品2301の模式的な斜視図である。
第8参考例に係るチップ部品2301が、前述の第7参考例に係るチップ部品2201の構成と異なる点は、凹マーク207に代えて、凸マーク270が形成されている点である。その他の構成は、チップ部品2201の構成と同様であるので、同一の符号を付して、説明を省略する。
チップ部品2301に係る半導体基板2の側面2Cには、上下方向に延びる複数、本参考例では4つの凸マーク270(270a、270b、270c、270d)が形成されている。凸マーク270を構成する上下方向(半導体基板2の厚み方向)に延びる畝または突形状は、本参考例では、平面視円弧状(平面視凸面状)である。なお、凸マーク270は、平面視台形状、平面視三角形状等、任意の突形状であってもよい。また、角が丸められた矩形状や頂角が丸められた三角形状であってもよい。すなわち、凸マーク270は、任意の形態の畝または凸形状であればよい。凸マーク270は、当該凸マーク270の位置および数により、チップ部品の極性方向(正極および負極の方向)、型名、製造年月日その他の情報を表示する。
第1接続電極3は、三方の側面2C,2E,2Fを一体的に覆うように形成されており、これにより周縁部86が形成されている。第1接続電極3の周縁部86(より具体的には、周縁部86の表面、および半導体基板2と周縁部86とが接する面)は、さらに側面2Cに形成された複数の凸マーク270の表面に沿って形成されており、これにより、第1接続電極3の長辺3A(側面2C側の長辺3A)には、複数の凸マーク270を描く線に沿う平面視凸状の部分が複数形成されている。
このように、半導体基板2は、第1接続電極3が形成された一端部と、第2接続電極4が形成された他端部とにおいて、異なる形状を有している。すなわち、第1接続電極3は、複数の凸マーク270が形成されている半導体基板2の一端部側に形成されており、第2接続電極4は、隣り合う側面2D,2E,2F同士が直角に維持されている半導体基板2の他端部側に形成されている。したがって、半導体基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、半導体基板2の側面2E,2Fを直交する直線(半導体基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、半導体基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、半導体基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。
図118は、チップ部品2301を裏面2B側から見た平面図であり、凸マーク270の構成を説明するための図である。
図118(A)に示すように、凸マーク270は、半導体基板2の側面2Cに、等間隔に形成された4つの凸マーク270a、270b、270c、270dを有する構成とすることができる。
また、図118(B)に示すように、凸マーク270は、両外側に位置する凸マーク270a、270dの2つとすることができる。
あるいは、図118(C)に示すように、凸マーク270は、3つの凸マーク270a、270b、270dとすることもできる。
このように、側面2Cに沿ってたとえば4つの凸マーク270が等間隔で形成される構成とし、そのうちの任意の凸マーク270を形成し、また、任意の凸マーク270は形成しない構成とすることにより、1つの凸マーク270の有無により、2値情報を表示できる。
そして、2値情報を表示する凸マーク270が、本参考例では最大4つ形成できるから、情報量としては、2×2×2×2=2の情報量を備えたチップ部品2301とすることができる。
このように、小型のチップ部品2301に対して、側面2Cに沿って情報を表わす外観上の特徴(凸マーク270)が備えられており、チップ部品2301に必要な情報を、標印に代わるやり方で表わすことができる。そして、自動実装機等は、チップ部品2301の種類、極性方向(正極および負極の方向)、製造年月日その他の情報を容易に認識できる。このため、自動実装に適したチップ部品2301とすることができる。
図119は、チップ部品2301を裏面側から見た平面図であり、凸マーク270の変形例を示す図である。
図119(A)に示すチップ部品2301は、半導体基板2の側面2Cに、その側面2Cの長さ方向に延びる長い凸マーク270xが形成された構成例を示している。この長い凸マーク270xは、図119(B)および図119(C)に示すように、その長さを異ならせた凸マーク270y、270zとすることもできる。つまり、図119に示す参考例では、半導体基板2の側面2Cに形成する凸マーク270が、その幅が異なる構成とし、幅広のマーク、幅の中位のマークおよび幅狭のマークの3種類の凸マーク270x、270y、270zにより、情報を表示する形態とされている。
さらに、半導体基板2の側面2Cに形成する凸マーク270は、図118を参照して説明した一定幅の複数の凸マーク270a、270b、270c、270dと、図119を参照して説明した幅の変化する凸マーク270x、270y、270zとを組み合わせて、図120(A)に示す幅広の凸マーク270yと一定幅の凸マーク270dとの組み合わせ、あるいは、図120(B)に示すように、幅狭の凸マーク270zと一定幅の凸マーク270aとの組み合わせというように、凸マーク270の種類と位置を変化させて、凸マーク270より表示できる情報の種類を豊富にすることができる。
このように複数の凸マーク270を有するチップ部品2301は、前述の第6参考例に係る図103Fの工程において、レジストパターン41のレイアウト(図104参照)を図121に示すレイアウトに変更することによって形成できる。
図121は、図117に示すチップ部品2301に係る凸マーク270用の溝を形成するために用いられるレジストパターン41の一部の模式的な平面図である。
レジストパターン41において、溝2044(図103G参照)を形成するための開口2042には、凸マーク270用の溝を形成するための凹部2342が複数形成されている。複数の凹部2342は、チップ領域2301aの一端部(チップ部品2301の側面2Cに対応する部分)を選択的に露出させるように形成されている。なお、チップ領域2301aとは、前述の第6参考例におけるチップ領域2001aに相当し、後の工程において個片化されることによりチップ部品2301になる領域である。
レジストパターン41を介するエッチングによって、図103Gに示すように、元基板である半導体基板30に溝2044が形成される。溝2044を形成する際に、チップ領域2301aの側面(チップ部品2001の側面2Cに対応する側面)に沿って、凸マーク270が同時に形成される。
つまり、半導体基板30の境界領域2180をエッチングする際に、レジストパターン41のレイアウトを工夫して、エッチングにより凸マーク270が同時に形成されるようにする。その後、図103Gおよび図103Hにおいて説明した工程と同様の工程を経て、チップ部品2301が完成する。
このように、本参考例の製造方法では、複数のチップ領域2301aを有する半導体基板30を、境界領域2180(溝2044)に沿って切断するときに、周縁部に同時に凸マーク270を形成する。したがって、チップ部品2301に関する情報を記録するための専用の工程を設ける必要がないので、チップ部品2301の生産性を向上できる。また、側面2Cに形成された凸マーク270によってチップ部品2301の情報が表示されるので、チップ部品2301の表面や裏面に標印を形成するための大きなスペースを必要としない。したがって、極小型のチップ部品にも適用することが可能である。
なお、チップ部品2301の半導体基板2における側面2Cに凸マーク270(270a、270b、270c、270d、270x、270y、270z)を形成する構成を説明したが、凸マーク270の形成位置は、側面2Cに限られるわけではなく、半導体基板2の他の側面2D,2E,2Fに形成されていてもよい。
また、本参考例において、前述の第7参考例に係る凹マーク207を組み合わせて形成してもよい。つまり、全体として見ると、凹凸により情報が表わされる形状であってもよい。
<スマートフォン>
図122は、前述の第6〜第8参考例に係るチップ部品2001,2201,2301が用いられる電子機器の一例であるスマートフォン2601の外観を示す斜視図である。スマートフォン2601は、扁平な直方体形状の筐体602の内部に電子部品を収納して構成されている。筐体602は表側および裏側に長方形状の一対の主面を有しており、その一対の主面が4つの側面で結合されている。筐体602の一つの主面には、液晶パネルや有機ELパネル等で構成された表示パネル603の表示面が露出している。表示パネル603の表示面は、タッチパネルを構成しており、使用者に対する入力インターフェースを提供している。
表示パネル603は、筐体602の一つの主面の大部分を占める長方形形状に形成されている。表示パネル603の一つの短辺に沿うように、操作ボタン604が配置されている。本参考例では、複数(3つ)の操作ボタン604が表示パネル603の短辺に沿って配列されている。使用者は、操作ボタン604およびタッチパネルを操作することによって、スマートフォン2601に対する操作を行い、必要な機能を呼び出して実行させることができる。
表示パネル603の別の一つの短辺の近傍には、スピーカ605が配置されている。スピーカ605は、電話機能のための受話口を提供するとともに、音楽データ等を再生するための音響化ユニットとしても用いられる。一方、操作ボタン604の近くには、筐体602の一つの側面にマイクロフォン606が配置されている。マイクロフォン606は、電話機能のための送話口を提供する他、録音用のマイクロフォンとして用いることもできる。
図123は、筐体602の内部に収容された回路アセンブリ100の構成を示す図解的な平面図である。回路アセンブリ100は、実装基板9と、実装基板9の実装面9Aに実装された回路部品とを含む。複数の回路部品は、複数の集積回路素子(IC)612−620と、複数のチップ部品とを含む。複数のICは、伝送処理IC612、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620を含む。
複数のチップ部品は、チップインダクタ621,625,635、チップ抵抗器622,624,633、チップキャパシタ627,630,634、チップダイオード628,631および双方向ツェナーダイオードチップ2641〜2648を含む。双方向ツェナーダイオードチップ2641〜2648は、前述の第6〜第8参考例に係るチップ部品2001,2201,2301に相当し、たとえばフリップチップ接合により実装基板9の実装面9Aに実装されている。
双方向ツェナーダイオードチップ2641〜2648は、ワンセグTV受信IC613、GPS受信IC614、FMチューナIC615、電源IC616、フラッシュメモリ617、マイクロコンピュータ618、電源IC619およびベースバンドIC620への信号入力ラインでのプラスマイナスのサージ吸収等を行うために設けられている。
伝送処理IC612は、表示パネル603に対する表示制御信号を生成し、かつ表示パネル603の表面のタッチパネルからの入力信号を受信するための電子回路を内蔵している。表示パネル603との接続のために、伝送処理IC612には、フレキシブル配線609が接続されている。
ワンセグTV受信IC613は、ワンセグ放送(携帯機器を受信対象とする地上デジタルテレビ放送)の電波を受信するための受信機を構成する電子回路を内蔵している。ワンセグTV受信IC613の近傍には、複数のチップインダクタ621と、複数のチップ抵抗器622と、複数の双方向ツェナーダイオードチップ2641とが配置されている。ワンセグTV受信IC613、チップインダクタ621、チップ抵抗器622および双方向ツェナーダイオードチップ2641は、ワンセグ放送受信回路623を構成している。チップインダクタ621およびチップ抵抗器622は、正確に合わせ込まれたインダクタンスおよび抵抗をそれぞれ有し、ワンセグ放送受信回路623に高精度な回路定数を与える。
GPS受信IC614は、GPS衛星からの電波を受信してスマートフォン2601の位置情報を出力する電子回路を内蔵している。GPS受信IC614の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ2642が配置されている。
FMチューナIC615は、その近傍において実装基板9に実装された複数のチップ抵抗器624、複数のチップインダクタ625および複数の双方向ツェナーダイオードチップ2643とともに、FM放送受信回路626を構成している。チップ抵抗器624およびチップインダクタ625は、正確に合わせ込まれた抵抗値およびインダクタンスをそれぞれ有し、FM放送受信回路626に高精度な回路定数を与える。
電源IC616の近傍には、複数のチップキャパシタ627、複数のチップダイオード628および複数の双方向ツェナーダイオードチップ2644が実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC616は、チップキャパシタ627、チップダイオード628および双方向ツェナーダイオードチップ2644とともに、電源回路629を構成している。
フラッシュメモリ617は、オペレーティングシステムプログラム、スマートフォン2601の内部で生成されたデータ、通信機能によって外部から取得したデータおよびプログラムなどを記録するための記憶装置である。フラッシュメモリ617の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ2645が配置されている。
マイクロコンピュータ618は、CPU、ROMおよびRAMを内蔵しており、各種の演算処理を実行することにより、スマートフォン2601の複数の機能を実現する演算処理回路である。より具体的には、マイクロコンピュータ618の働きにより、画像処理や各種アプリケーションプログラムのための演算処理が実現されるようになっている。マイクロコンピュータ618の近傍には、複数の双方向ツェナーダイオードチップ2646が配置されている。
電源IC619の近くには、複数のチップキャパシタ630、複数のチップダイオード631および複数の双方向ツェナーダイオードチップ2647が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。電源IC619は、チップキャパシタ630、チップダイオード631および双方向ツェナーダイオードチップ2647とともに、電源回路632を構成している。
ベースバンドIC620の近くには、複数のチップ抵抗器633、複数のチップキャパシタ634、複数のチップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ2648が、実装基板9の実装面9Aに実装されている。ベースバンドIC620は、チップ抵抗器633、チップキャパシタ634、チップインダクタ635および複数の双方向ツェナーダイオードチップ2648とともに、ベースバンド通信回路636を構成している。ベースバンド通信回路636は、電話通信およびデータ通信のための通信機能を提供する。
このような構成によって、電源回路629,632によって適切に調整された電力が、伝送処理IC612、GPS受信IC614、ワンセグ放送受信回路623、FM放送受信回路626、ベースバンド通信回路636、フラッシュメモリ617およびマイクロコンピュータ618に供給される。マイクロコンピュータ618は、伝送処理IC612を介して入力される入力信号に応答して演算処理を行い、伝送処理IC612から表示パネル603に表示制御信号を出力して表示パネル603に各種の表示を行わせる。
タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってワンセグ放送の受信が指示されると、ワンセグ放送受信回路623の働きによってワンセグ放送が受信される。そして、受信された画像を表示パネル603に出力し、受信された音声をスピーカ605から音響化させるための演算処理が、マイクロコンピュータ618によって実行される。
また、スマートフォン2601の位置情報が必要とされるときには、マイクロコンピュータ618は、GPS受信IC614が出力する位置情報を取得し、その位置情報を用いた演算処理を実行する。
さらに、タッチパネルまたは操作ボタン604の操作によってFM放送受信指令が入力されると、マイクロコンピュータ618は、FM放送受信回路626を起動し、受信された音声をスピーカ605から出力させるための演算処理を実行する。
フラッシュメモリ617は、通信によって取得したデータの記憶や、マイクロコンピュータ618の演算や、タッチパネルからの入力によって作成されたデータを記憶するために用いられる。マイクロコンピュータ618は、必要に応じて、フラッシュメモリ617に対してデータを書き込み、またフラッシュメモリ617からデータを読み出す。
電話通信またはデータ通信の機能は、ベースバンド通信回路636によって実現される。マイクロコンピュータ618は、ベースバンド通信回路636を制御して、音声またはデータを送受信するための処理を行う。
<変形例>
前述の第6〜第8参考例では、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112が、互いに対称に形成されている例(図78および図79参照)について説明したが、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112が、非対象に形成されている例を採用してもよい。ただし、この構成では、第1拡散領域2110および第2拡散領域2112が非対称であるので、図86Bにおいて説明したように、第1接続電極3を正極とし第2接続電極4を負極として得られる電圧対電流特性が、第1接続電極3を負極とし第2接続電極4を正極として得られる電圧対電流特性とが等しくならない。したがって、パラレル数を増加させる際に、図124に示すチップ部品2401の構成を採用してもよい。
図124は、図77に示すチップ部品2001の第1変形例に係るチップ部品2401の模式的な平面図である。
第1変形例に係るチップ部品2401が、前述の第6参考例に係るチップ部品2001と異なる点は、パラレル構造12に代えて、パラレル構造2410Aおよびパラレル構造2410Bが形成されている点である。図124において、前述の図78に示された各部と対応する部分には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
パラレル構造2410Aは、第2ツェナーダイオードD2と、当該第2ツェナーダイオードD2よりも幅広に形成された第1ツェナーダイオードD2401とを含む。パラレル構造2410Aに係る第1ツェナーダイオードD2401は、第1拡散領域2410と半導体基板2における第1拡散領域2410の近傍部とによって構成されている。第1拡散領域2410は、第1パッド2105から延びる引き出し電極L2411によって覆われている。第1拡散領域2410の幅WD2は、第2拡散領域2112の幅Wよりも幅広(幅WD2>幅W)に形成されている。また、第1コンタクト孔2416の幅WC2は、第2コンタクト孔2117の幅Wよりも幅広(幅WC2>幅W)に形成されている。引き出し電極L2411の幅WE2は、引き出し電極L21の幅Wよりも幅広(幅WE2>幅W)に形成されている。
一方、パラレル構造2410Bは、第1ツェナーダイオードD1と、第1ツェナーダイオードD1よりも幅広に形成された第2ツェナーダイオードD2402とを含む。パラレル構造2410Bに係る第2ツェナーダイオードD2402は、第2拡散領域2412と半導体基板2における第2拡散領域2412の近傍部とによって構成されている。第2拡散領域2412は、第2パッド2106から延びる引き出し電極L2421によって覆われている。第2拡散領域2412、第2コンタクト孔2417、および引き出し電極L2421の各幅は、いずれも、第1拡散領域2410、第1コンタクト孔2416、および引き出し電極L2411の各幅WD2,WC2,WE2と等しい。
このように、各パラレル構造2410A,2410Bは、それぞれ互いに周囲長および面積の異なる第1拡散領域2110,2410および第2拡散領域2112,2412を有しているが、第1拡散領域2110,2410の総面積および総延長は、いずれも第2拡散領域2112,2412の総面積および総延長と等しく形成されている。
また、第1接続電極3および第1拡散領域2110,2410と、第2接続電極4および第2拡散領域2112,2412とは、平面視において、互いに対称に構成されている。より具体的には、第1接続電極3および第1拡散領域2110,2410と第2接続電極4および第2拡散領域2112,2412とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。また、第1接続電極3および第1拡散領域2110,2410と第2接続電極4および第2拡散領域2112,2412とは、素子形成面2Aの重心を通り、チップ部品2401の短手方向(チップ部品2401の短辺82に沿う方向)に延びる直線に対して、線対称に形成されている。
この構成によれば、第1接続電極3を正極とし第2接続電極4を負極として得られる電圧対電流特性と、第1接続電極3を負極とし第2接続電極4を正極として得られる電圧対電流特性とを等しくすることができる。また、各パラレル構造2410A,2410Bにおける第1拡散領域2110,2410および第2拡散領域2112,2412の各面積および各周囲長が、前述の第6参考例において述べた数値(たとえば、各総面積≦2000μm、各総延長≧470μm)であれば、低端子間容量C(6pF以下)および高ESD耐量(12kV以上)を実現できる。むろん、このような一対のパラレル構造2410A,2410Bを複数設けてもよい。
また、前述の第6〜第8参考例では、第1および第2拡散領域2110,2112が、半導体基板2の短手方向に沿って互いに間隔をおいて配列されており、半導体基板2の短手方向に交差する方向に延びた長手に形成されている例について説明したが、第1および第2拡散領域2110,2112が、図125に示すような構成で形成されていてもよい。図125は、図77に示すチップ部品2001の第2変形例に係るチップ部品2501の模式的な平面図である。
図125に示すチップ部品2501では、半導体基板2の表層領域に、複数の第1拡散領域2510が離散的に配置されていると共に、複数の第2拡散領域2512が離散的に配置されている。第1拡散領域2510および第2拡散領域2512は、平面視で同じ大きさの円形に形成されている。複数の第1拡散領域2510は、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に配置されており、複数の第2拡散領域2512は素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に配置されている。そして、第1接続電極3は、複数の第1拡散領域2510に共通接続された1つの引き出し電極L2511を有している。同様に、第2接続電極4は、複数の第2拡散領域2512に共通接続された1つの引き出し電極L2521を有している。本変形例においても、第1接続電極3および第1拡散領域2510と第2接続電極4および第2拡散領域2512とは、平面視において、素子形成面2Aの重心に対して点対称に構成されている。
第1拡散領域2510および第2拡散領域2512の平面視での形状は、三角形、四角形、それ以外の多角形等の任意の形状であってもよい。また、素子形成面2Aの幅中央と一方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第1拡散領域2510が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第1拡散領域2510が引き出し電極L2511に共通接続されていてもよい。この場合、素子形成面2Aの幅中央と他方の長辺との間の領域に、素子形成面2Aの長手方向に延びた複数の第2拡散領域2512が素子形成面2Aの短手方向に間隔をおいて形成され、これらの複数の第2拡散領域2512が引き出し電極L2521に共通接続される。
以上のように、このような構成によって、第1および第2拡散領域2510,2512の各周囲長および各面積を変更してもよい。むろん、このような構成をパラレル構造として複数形成することにより、第1および第2拡散領域2510,2512の各周囲長および各面積を変更してもよい。
また、前述の第6〜第8参考例では、第1および第2接続電極3,4が周縁部86,87を有している例について説明したが、図126および図127に示す構成を採用してもよい。
図126は、図77に示すチップ部品2001の第3変形例(チップ部品2951)を示す模式的な斜視図である。図127は、図126に示すチップ部品2951の断面図である。
第3変形例に係るチップ部品2951が、前述の第6参考例に係るチップ部品2001と異なる点は、第1および第2接続電極3,4に代えて、第1および第2接続電極953,954が形成されている点である。その他の構成は、第6参考例に係るチップ部品2001と同様であるので、同一の参照符号を付して、説明を省略する。なお、図127では、説明の便宜上、パターンPT(図82〜図83参照)の図示を省略して示している。
図126に示すように、第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2Aの両端部(基板2の側面2C側の端部、および基板2の側面2D側の端部)に、互いに間隔を空けて配置されている。第1および第2接続電極953,954は、基板2の素子形成面2A上のみに形成されており、基板2の側面2C,2D,2E,2Fを覆うようには形成されていない。すなわち、第1および第2接続電極953,954は、前述の第6参考例における第1および第2接続電極3,4と異なり、周縁部86,87を有していない。その一方で、第1および第2接続電極953,954の各表面には、前述の第6参考例における第1および第2接続電極3,4と同様の構成で、素子形成面2A(裏面2B)に直交する法線方向から見た平面視において、平坦部97と、凸部形成部98とが形成されている。
図127に示すように、基板2上(素子形成面2Aの全域)には、パッシベーション膜23および樹脂膜24が、第1電極膜2103および第2電極膜2104を覆うように形成されている。パッシベーション膜23および樹脂膜24には、第1パッド2105を露出させるパッド開口922と、第2パッド2106を露出させるパッド開口923とが形成されている。第1および第2接続電極953,954は、各パッド開口922,923を埋め戻すように形成されている。
なお、第1および第2接続電極953,954は、樹脂膜24の表面よりも低い位置(基板2に近い位置)に表面を有していてもよいし、図127に示すように、樹脂膜24の表面から突出していて、樹脂膜24よりも高い位置(基板2から遠い位置)に表面を有していてもよい。第1および第2接続電極953,954が樹脂膜24の表面から突出している場合、第1および第2接続電極953,954は、パッド開口922,923の開口端から樹脂膜24の表面に跨るオーバラップ部を有していてもよい。また、図127では、一層の金属材料(たとえばNi層)からなる第1および第2接続電極953,954が形成されている例を示しているが、前述の第6参考例と同様、Ni層33/Pd層34/Au層35の積層構造を有していてもよい。
このようなチップ部品2951は、前述の第6参考例における図103A〜図103Hの工程を変更することにより形成できる。以下、図128A〜図128Dを参照しながらチップ部品2951の製造工程における前述の図103A〜図103Hの工程と異なる部分について説明する。図128A〜図128Dは、図126に示すチップ部品2951の製造方法を示す断面図である。
まず、図128Aに示すように、前述の第6参考例における図103A〜図103Dの工程を経た基板30が用意される。次に、図128Bに示すように、第1電極膜2103および第2電極膜2104を覆うようにパッシベーション膜23および樹脂膜24がこの順で、基板30の表面30Aの全域に形成される。次に、溝2044を形成すべき領域に開口2042が選択的に形成されたレジストパターン41が基板30を覆うように形成される(図85参照)。
次に、図128Cに示すように、レジストパターン41をマスクとするプラズマエッチングにより、基板30が選択的に除去される。これにより、平面視においてレジストパターン41の開口2042と一致する位置には、基板30の表面30Aから基板30の厚さ途中まで到達する所定深さの溝2044が形成され、行列状に整列配置された半製品2050が形成される。溝2044が形成された後、レジストパターン41は除去される。
次に、図128Dに示すように、前述の図103Gと同様の工程で、SiNからなる絶縁膜47が基板30の表面30Aの全域に亘って形成される。
次に、前述の図103Eと同様の工程で、第1開口25および第2開口26を含む所定のパターンPT(図82〜図84参照)、およびパッド開口922,923に対応するパターンで樹脂膜24を露光する。その後、樹脂膜24が現像される。樹脂膜24をパターニング、現像することによって、当該樹脂膜24における所定のパターンPTと一致する部分、およびパッド開口922,923と一致する部分が選択的に除去される。次に、第1および第2ツェナーダイオードD1,D2に対して、プローブ70による電気テストが行われる。
このとき、第1パッド2105および第2パッド2106には、比較的幅広の第1開口25が形成されている。そのため、プローブ70と、第1パッド2105および第2パッド2106との接触位置を第1開口25内に設定することにより、プローブ70(より具体的には、プローブ70の先端部以外の部分)が、比較的幅狭の第2開口26内に入り込んだり、当該第2開口26の側面等に接触することを効果的に抑制できる。よって、電気テストを良好に実施できる。
その後、パッド開口922,923を埋め戻すように第1および第2接続電極953,954が形成(めっき成長、図86参照)される。そして、前述の図103Hの工程と同様の工程を経て、個片化されたチップ部品2951(図126参照)が得られる。
このような構成であっても、前述の第6〜第8参考例において述べた効果と同様の効果を奏することができる。なお、図126および図127では、前述の第6参考例に係るチップ部品2001の変形例として示しているが、むろん、第1および第2接続電極953,954の構成は、前述した第6〜第8参考例、および図77に示すチップ部品2001の第1ならびに第2変形例のそれぞれに採用できる。
以上、本発明の実施形態および参考例に係る形態について説明したが、本発明の実施形態および参考例に係る形態はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の第1実施形態では、第2接続電極4側に貫通孔6が形成された例について説明したが、第1接続電極3側に貫通孔を形成してもよい。このような構成であっても、前述の各実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。ただし、貫通孔をカソード電極側に形成した場合、たとえば、貫通孔の壁面に形成されたパッシベーション膜の劣化等によって電流経路が形成され、カソード電極側からアノード電極側に向けて漏れ電流が流れる可能性がある。したがって、貫通孔はアノード電極側に形成されていることが好ましい。
また、前述の第1〜第5実施形態では、各種ダイオードがそれぞれ一つのチップ部品に形成された例について説明したが、ダイオード、抵抗、キャパシタ、ヒューズ等の各種回路素子が選択的に一つのチップ部品(たとえば、0603チップ、0402チップ、03015チップ)に形成されている例を採用してもよい。したがって、たとえば、一つのチップ部品に形成された素子領域5を2分割して、分割された各素子領域に、ダイオードと、各種回路素子とを形成してもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、4個のダイオードセルが基板2上に形成された例を示したが、基板2上に2個または3個のダイオードセルが形成されていてもよく、4個以上のダイオードセルが形成されていてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、pn接合領域またはショットキ接合領域が平面視において正八角形に形成されている例を示したが、辺の数が3個以上の任意の多角形形状にpn接合領域またはショットキ接合領域を形成してもよいし、それらの平面形状を円形や楕円形としてもよい。pn接合領域またはショットキ接合領域の形状を多角形形状とする場合に、それらは正多角形形状である必要はなく、辺の長さが2種類以上の多角形によってそれらの領域を形成してもよい。さらにまた、pn接合領域またはショットキ接合領域は、同じ大きさに形成される必要はなく、異なる大きさの接合領域をそれぞれ有する複数のダイオードセルが基板2上に混在していてもよい。さらにまた、基板2上に形成されるpn接合領域またはショットキ接合領域の形状は、1種類である必要はなく、2種以上の形状のpn接合領域またはショットキ接合領域が基板2上で混在していてもよい。
また、前述の第3実施形態では、第1拡散領域410と第2拡散領域412とは、それらの配列方向に直交する方向に延びた長手に形成されている例を示したが、それらの配列方向に対して斜め方向に延びた長手に形成されていてもよい。
また、前述の第3実施形態において、第1および第2接続電極3,4を設けずに、第1パッド405および第2パッド406をそれぞれを外部接続部とし、これらの第1パッド405および第2パッド406にボンディングワイヤを接続する構成をとることもできる。この場合、ワイヤボンディング時の衝撃によってpn接合領域411,413が破壊されることを回避できる。
さらに、前述の第1〜第5実施形態において、各種の不純物領域(p型の不純物がドーピングされた領域とn型の不純物がドーピングされた領域)の極性を逆にしてもよい。したがって、基板2としてp型の基板が用いられている場合、n型の基板に変更してもよい。その他の不純物領域は、基板の極性に合わせてn型とp型とを変更すれば良い。
また、前述の第1〜第4参考例では、面取り部1006,1506が、第1接続電極3,503側の角部に形成されている例について説明したが、第2接続電極4,504側の角部に形成されていてもよい。このような例であっても、第1参考例において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、前述の第1〜第4参考例では、面取り部1006,1506が、素子形成面2A,502A(裏面2B,502B)に直交する法線方向から見た平面視において、側面2C,502C(短辺82b,横辺582b)および側面2E,502E(長辺81b,縦辺581b)がその延長線上で交わって成る基板2,502の角部84,584を面取りすることにより形成されている例を示したが、面取り部1006,1506は、側面2C,502Cおよび側面2F,502Fがその延長線上で交わって成る基板2,502の角部を面取りすることにより形成されていてもよい。また、このような面取り部を形成することにより、さらにチップ部品の二つの角部が面取りされた構成を採用してもよい。
また、チップ部品の3つ角部が面取りされた構成を採用してもよい。この場合、3つの角部に面取り部が形成されている一方で、1つの角部が直角の状態を維持している。そのため、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、素子形成面2Aを法線方向から見た平面視において、基板2の長辺81a,81bに直交する直線(基板2の重心を通る)に対して、線対称でない形状を有している。また、基板2における第1および第2接続電極3,4が形成された両端部は、基板2の重心に対して、点対称でない形状を有している。これにより、前述の第1〜第4参考例で述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、前述の第1〜第5参考例では、各種ダイオードがそれぞれ一つのチップ部品に形成された例について説明したが、ダイオード、抵抗、キャパシタ、ヒューズ等の各種回路素子が選択的に一つのチップ部品(たとえば、0603チップ、0402チップ、03015チップ)に形成されている例を採用してもよい。したがって、たとえば、一つのチップ部品に形成された素子領域5を2分割して、分割された各素子領域に、ダイオードと、各種回路素子とを形成してもよい。
また、前述の第1および第2参考例では、4個のダイオードセルが基板2上に形成された例を示したが、基板2上に2個または3個のダイオードセルが形成されていてもよく、4個以上のダイオードセルが形成されていてもよい。
また、前述の第1および第2参考例では、pn接合領域またはショットキ接合領域が平面視において正八角形に形成されている例を示したが、辺の数が3個以上の任意の多角形形状にpn接合領域またはショットキ接合領域を形成してもよいし、それらの平面形状を円形や楕円形としてもよい。pn接合領域またはショットキ接合領域の形状を多角形形状とする場合に、それらは正多角形形状である必要はなく、辺の長さが2種類以上の多角形によってそれらの領域を形成してもよい。さらにまた、pn接合領域またはショットキ接合領域は、同じ大きさに形成される必要はなく、異なる大きさの接合領域をそれぞれ有する複数のダイオードセルが基板2上に混在していてもよい。さらにまた、基板2上に形成されるpn接合領域またはショットキ接合領域の形状は、1種類である必要はなく、2種以上の形状のpn接合領域またはショットキ接合領域が基板2上で混在していてもよい。
また、前述の第3参考例では、第1拡散領域410と第2拡散領域412とは、それらの配列方向に直交する方向に延びた長手に形成されている例を示したが、それらの配列方向に対して斜め方向に延びた長手に形成されていてもよい。
また、前述の第3参考例において、第1および第2接続電極3,4を設けずに、第1パッド405および第2パッド406をそれぞれを外部接続部とし、これらの第1パッド405および第2パッド406にボンディングワイヤを接続する構成をとることもできる。この場合、ワイヤボンディング時の衝撃によってpn接合領域411,413が破壊されることを回避できる。
さらに、前述の第1〜第5参考例において、各種の不純物領域(p型の不純物がドーピングされた領域とn型の不純物がドーピングされた領域)の極性を逆にしてもよい。したがって、基板2としてp型の基板が用いられている場合、n型の基板に変更してもよい。その他の不純物領域は、基板の極性に合わせてn型とp型とを変更すれば良い。
また、前述の第6参考例では、複数の凸部96が、平面視矩形状に形成されている例について説明したが、複数の凸部96は、平面視円形状に形成されていてもよい。また、複数の凸部96は、平面視ハニカム状に配列されていてもよい。平面視ハニカム状に複数の凸部96が形成されている場合、互いに隣り合う凸部96間の幅は全て等しくなる。したがって、第1および第2接続電極3,4の表面に凸部96を無駄なく敷き詰めることができると共に、図84において説明したように、凸部96が千鳥状に配列されている場合と同様の効果を奏することができる。この場合、第1および第2電極膜2103,2104上には、第1および第2電極膜2103,2104の各表面をハニカム状に露出させるように第1および第2開口25,26を有するパターンPTが形成される。
また、前述の第6参考例では、複数の凸部96が、それぞれ互いに間隔を空けて形成されている例について説明したが、複数の凸部96のうち幾つかが互いに連なるように形成され、平面視長方形状、平面視凸形状、平面視凹形状等を構成していてもよい。
また、前述の第6参考例では、平坦部97と当該平坦部97の周囲に形成された複数の凸部96とが互いに間隔を空けて形成されている例について説明したが、平坦部97と当該平坦部97の周囲に形成された複数の凸部96とは、互いに連なるように形成されていてもよい。
また、前述の第6参考例では、複数の凸部96が第1および第2接続電極3,4形成された例について説明したが、複数の凸部96が一体的に連なったライン状(環状)の凸部が形成されていてもよい。このようなライン状の凸部96は、たとえば図103Eにおいて説明したパターンPT(切欠部122,123)の形成工程の際に、樹脂膜24のパターニング法を変更することにより得ることができる。すなわち、たとえば、第6参考例で説明したように、平坦部97の直下の領域では、第1開口25が形成されるように平面視環状のパターンが形成されるのであるが、当該環状のパターンの周囲をさらに取り囲むように複数の環状のパターンを形成すればよい。これにより、第1および第2接続電極3,4の各表面には、平坦部97の周囲を取り囲むように、ライン状(環状)の凸部が複数形成される。
また、前述の第6参考例では、第1および第2接続電極3,4の表面に平坦部97が形成されている例について説明したが、第1および第2接続電極3,4の表面全域に凸部96が形成されている構成を採用してもよい。この場合、第1および第2接続電極3,4の全面により光源65からの光を反射できるので、より良好に部品認識カメラ64による検出が可能となる。一方で、第1および第2接続電極3,4に平坦部97が形成されないので、プローブ70による電気テスト(図103E参照)時において、プローブ70の先端部以外の部分が凸部96と接触する可能性がある。したがって、プローブ70の接触領域を確保できる程度に凸部96が第1および第2接続電極3,4に複数形成されていることが好ましい。
また、前述の第6参考例では、第1および第2接続電極3,4の内方部に平坦部97が形成された例について説明したが、第1および第2接続電極3,4の長辺3A,4Aおよび短辺3B,4Bが交わる角部の領域に平坦部が形成されている例を採用してもよい。
また、前述の第6参考例では、第1および第2接続電極3,4の表面に平面視長方形状の平坦部97が形成された例について説明したが、平面視長方形状の平坦部97に代えて、平面視多角形状、平面視円形状等の平坦部が形成されていてもよい。この場合、第1および第2電極膜2103,2104上には、平坦部が形成される領域に対応する位置に、平面視多角形状、平面視円形状の第1開口25を含むパターンPTを形成すればよい。
また、前述の第6参考例では、第1および第2電極膜2103,2104上に樹脂膜を含むパターンPTが形成されている例について説明したが、樹脂膜以外の材料、たとえば、SiO、SiN等の絶縁材料によりパターンPTが形成されていてもよい。
また、前述の第7および第8参考例において、チップ部品2201,2301に切断分離する際に、境界領域2180に沿ってプラズマエッチングが施されるが、プラズマエッチングのエッチング条件を変更してもよい。プラズマエッチングのエッチング条件を変更することによって、チップ部品2201,2301の切断端面の形状を、表面から裏面に向かって垂直な端面、表面から裏面に向かって広がる方向の傾斜(増方向の傾斜)がついた端面、表面から裏面に向かって狭まる方向の傾斜(えぐり方向の傾斜)がついた端面等、端面を垂直面以外に、傾斜面として形成でき、それに合わせて、凹マーク207や凸マーク270も垂直に延びたり、傾斜方向に延びたりしたマークとすることができる。このように、エッチング条件の制御により、凹マーク207や凸マーク270の傾斜を加え、情報量のより豊富なマークとすることもできる。
また、前述の第7および第8参考例では、第1および第2接続電極3,4の各表面に複数の凸部96と、平坦部97とが形成されていない例について説明したが、むろん、前述の第7および第8参考例においても、第1および第2接続電極3,4の各表面に複数の凸部96と、平坦部97とを形成してもよい。
さらに、前述の第6〜第8参考例において、各種の不純物領域(p型の不純物がドーピングされた領域とn型の不純物がドーピングされた領域)の極性を逆にしてもよい。したがって、p型の半導体基板2を、n型の半導体基板2に変更してもよい。その他の不純物領域は、半導体基板2の極性に合わせてn型とp型とを変更すれば良い。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。この明細書および図面から抽出される特徴を以下に示す。
たとえば、図42〜図76Dを参照して、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品およびその製造方法を提供すること、および、生産性の低下を抑制しながら、極性方向を精度よく判定することができるチップ部品を備えた回路アセンブリおよび電子機器を提供することを目的とする場合、以下のA1〜A18に示すような特徴を有するチップ部品が抽出され得る。
A1:基板と、前記基板の表面上に形成され、前記基板の表面に沿って互いに対向する一方および他方の電極を含む一対の電極と、前記基板の表面側に形成され、前記一対の電極と電気的に接続された素子と、前記基板の周縁部の前記一方の電極に沿う部分に、10μmよりも大きい切り欠き幅で形成された切欠部とを含む、チップ部品。
通常、チップ部品が実装された実装基板は、基板外観検査工程を経て「良品」と判定されたものだけが出荷される。基板外観検査工程では、自動光学検査装置(AOI:Automatic Optical Inspection Machine)によって、判定項目として、実装基板のはんだ付けの状態検査、チップ部品の電極に極性がある場合には極性検査等が実施される。
これらの判定項目のうち、極性検査は、たとえば、チップ部品に形成された標印が、検査装置の所定位置にある極性検査ウィンドウに予め設定された値以上の色(たとえば、白色や水色等)で検出されるか否かによって行われ、検出された場合に「良品」と判定される。
しかしながら、チップ部品は、必ずしも水平な姿勢で実装基板に実装されるわけではなく、時には傾いた姿勢で実装基板に実装される場合がある。この場合、その傾斜角度によっては、検査装置からチップ部品に照射された光の一部が極性ウィンドウ外に反射したり、入射光に対する反射光の波長が変化し、検出される色が設定値以下の色として認識(誤認識)されたりすることがある。その結果、電極の極性方向が誤っていないにも関わらず、「不良品」と判定されるという不具合がある。
このような誤認識を防止するためには、自動光学検査装置の検出系統(部品認識カメラ等)や照明系統(光源等)を検査対象毎に最適化して検査精度を上げなければならず、外観検査のために余計な労力が必要になって生産性が低下する。しかも、今後益々小型のチップ部品が要望されるようになると、その労力が過大になってしまう。
この構成によれば、チップ部品が実装基板に実装された際に、切欠部の位置に基づいて一方の電極および他方の電極のそれぞれの位置を確認することができる。これにより、一対の電極に極性がある場合に、その極性方向を簡単に判定することができる。しかも、その極性判定は、検査装置で検出される明るさや色合いに基づいて行われるものではなく、実装基板に対するチップ部品の傾きが変わっても不変な切欠部の形状に基づいて行われる。したがって、外観検査工程において、たとえチップ部品が傾いた姿勢で実装された実装基板や、水平な姿勢で実装された実装基板が混在する場合であっても、当該切欠部に基づくことによって、実装基板毎に検査装置の検出系統等を最適化することなしに、安定した品質で極性方向を判定することができる。
また、切欠部が10μmよりも大きい切り欠き幅で形成されているので、極性方向を判定するに当たり、高精度(高い分解能)な検査装置を用いなくとも、当該切欠部が形成された部分とそうでない部分とを良好に検出することができる。
また、極性方向を判定するための指標として、チップ部品の表面や裏面に標印を形成する必要がないため、紫外線やレーザ等の照射によってチップ部品に標印を形成するための標印装置を使用する必要もない。そのため、チップ部品の製造工程を簡略化できるとともに、設備投資を削減できる。これにより、生産性の向上を図ることもできる。
A2:前記基板は、平面視略矩形状に形成されており、前記切欠部は、前記基板の角部に形成された面取り部を含む、A1に記載のチップ部品。
A3:前記基板は、平面視略矩形状に形成されており、前記切欠部は、前記基板の一辺に沿う周縁部に選択的に形成された凹部を含む、A1に記載のチップ部品。
A4:前記一方の電極は、平面視において、前記切欠部を描く線に沿う部分を有している、A1〜A3のいずれか一つに記載のチップ部品。
A5:前記一方および他方の電極は、前記基板の前記周縁部を覆うように、前記基板の表面および側面に一体的に形成されている、A1〜A4のいずれか一つに記載のチップ部品。
この構成によれば、基板の表面に加えて側面にも電極が形成されているので、チップ部品を実装基板にはんだ付けする際の接着面積を拡大することができる。その結果、電極に対するはんだの吸着量を増やすことができるので、接着強度を向上させることができる。また、はんだが基板の表面から側面に回り込むように吸着するので、実装状態において、基板の表面および側面の2方向からチップ部品を保持できる。そのため、チップ部品の実装形状を安定化させることができる。
A6:前記素子は、前記一対の電極の間に形成されている、A1〜A5のいずれか一つに記載のチップ部品。
A7:前記素子は、互いに間隔を空けて前記基板に配置された互いに異なる機能を有する複数の素子を含み、前記一対の電極は、各前記複数の素子のそれぞれに電気的に接続されている、A1〜A6のいずれか一つに記載のチップ部品。
この構成によれば、チップ部品は、複数の回路素子が共通の基板上に配置された複合チップ部品を構成している。複合チップ部品によれば、実装基板に対する接合面積(実装面積)を縮小できる。また、複合チップ部品をN連チップ(Nは、正の整数)としたことによって、素子を一つだけ搭載したチップ部品をN回実装する場合に比べて、同じ機能を有するチップ部品を1回の工程で実装できる。さらに、単品のチップ部品に比べて、チップ部品一つ当たりの面積を大きくできるので、自動実装機の吸着ノズルによる吸着動作を安定させることができる。
A8:前記素子は、ダイオードを含み、前記一対の電極は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されたカソード電極およびアノード電極を含む、A1〜A7のいずれか一つに記載のチップ部品。
この構成によれば、基板に形成された切欠部は、カソード電極を示すカソードマーク、またはアノード電極を示すアノードマークとして機能する。したがって、チップ部品が実装基板に実装された際に、カソード電極とアノード電極が逆向きに実装されている場合であっても、切欠部の位置に基づいてチップ部品の極性方向を判定できる。そのため、ダイオードを含むチップ部品を実装基板に実装する際の信頼性をより一層高めることができる。
A9:前記基板は、前記表面の反対側の裏面が鏡面化されている、A1〜A8のいずれか一つに記載のチップ部品。
この構成によれば、チップ部品の裏面が鏡面化されているので、検査装置から当該裏面に入射した光を効率よく反射させることができる。そのため、実装基板に対するチップ部品の傾き具合が異なる様々な実装基板を検査する場合に、ある傾きを他の傾きと区別するための情報(反射光の明るさや色合い)を、検査装置に良好に反映させることができる。その結果、チップ部品の傾きを良好に検出することができる。特に、この構成では、極性方向の判定の指標としてチップ部品からの反射光の情報を省略できるので、このような裏面の鏡面化によってチップ部品の極性方向の判定精度が低下することを防止することができる。
A10:前記一対の電極は、Ni層と、Au層と、前記Ni層と前記Au層との間に介在するPd層とを含む、A1〜A9のいずれか一つに記載のチップ部品。
この構成によれば、チップ部品の外部接続電極として機能する電極の最表面には、Au層が形成されている。そのため、チップ部品を実装基板に実装する際に、優れたはんだ濡れ性と、高い信頼性とを達成できる。また、この構成の電極では、Au層を薄くすることによってAu層に貫通孔(ピンホール)ができてしまっても、Ni層とAu層との間に介装されたPd層が当該貫通孔を塞いでいるので、当該貫通孔からNi層が外部に露出されて酸化することを防止できる。
A11:A1〜A10のいずれか一つに記載のチップ部品と、前記基板の前記一対の電極に対向する実装面に、前記一対の電極にはんだ接合されたランドを有する実装基板とを含む、回路アセンブリ。
この構成によれば、チップ部品の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する回路アセンブリを提供できる。
A12:A11に記載の回路アセンブリと、前記回路アセンブリを収容した筐体とを含む、電子機器。
この構成によれば、チップ部品を備えているので、チップ部品の極性方向に誤りがなく、信頼性の高い電子回路を有する電子機器を提供できる。
A13:基板上に複数の素子を互いに間隔を空けて形成する工程と、少なくとも一つの前記素子を含むチップ領域を区画する溝を、前記基板を選択的に除去することによって形成する工程であって、同時に、当該チップ領域の周縁部の一部に、前記溝の一部を利用して10μmよりも大きい切り欠き幅で切欠部を形成する工程と、前記素子に電気的に接続されるように、前記チップ領域において前記切欠部に沿う一方の電極と、前記一方の電極と前記基板の表面に沿って対向する他方の電極とを含む一対の電極を形成する工程と、前記基板を前記表面の反対側の裏面から前記溝に到達するまで研削することにより、前記複数のチップ領域を前記溝に沿って分割し、複数のチップ部品に個片化する工程とを含む、チップ部品の製造方法。
この方法によれば、前述のA1に係るチップ部品と同様の効果を奏するチップ部品を製造できる。また、この方法では、各チップ領域を区画するための溝の一部を利用して切欠部が形成されるので、切欠部の形成のための装置を別途用意する必要がない。そのため、チップ部品の製造工程を簡略化できるとともに、設備投資を削減できる。これにより、チップ部品の生産性の向上を図ることもできる。
A14:前記溝を形成する工程は、その角部が前記切欠部として面取りされた平面視略矩形状のチップ領域を形成する工程を含む、A13に記載のチップ部品の製造方法。
A15:前記溝を形成する工程は、その側面が前記切欠部として選択的に凹んだ平面視略矩形状のチップ領域を形成する工程を含む、A13に記載のチップ部品の製造方法。
A16:前記素子を形成する工程は、前記基板にダイオードを形成する工程を含み、前記一対の電極を形成する工程は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されるカソード電極およびアノード電極を形成する工程を含む、A13〜A15のいずれか一つに記載のチップ部品の製造方法。
A17:前記一対の電極を形成する工程に先立って、前記溝の側面に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、前記一対の電極を形成する工程は、無電解めっきによって、前記チップ領域の表面および前記溝の側面を一体的に覆うように前記一方の電極および前記他方の電極を形成する工程を含む、A13〜A16のいずれか一つに記載のチップ部品の製造方法。
A18:前記溝は、エッチングによって形成される、A13〜A17のいずれか一つに記載のチップ部品の製造方法。
また、図77〜図128Dを参照して、良好な端子間容量を実現できる双方向ツェナーダイオードチップを提供すること、および、当該双方向ツェナーダイオードチップを備える回路アセンブリおよびそれを筐体内に収容した電子機器を提供することを目的とする場合、以下のB1〜B20に示すような特徴を具備する双方向ツェナーダイオードチップが抽出され得る。
B1:第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の表面に露出する第2導電型の第1拡散領域と、前記半導体基板に前記第1拡散領域から間隔を開けて形成され、前記半導体基板の表面に露出する第2導電型の第2拡散領域と、前記第1拡散領域に接続され、前記半導体基板の表面に形成された第1電極と、前記第2拡散領域に接続され、前記半導体基板の表面に形成された第2電極とを含み、前記半導体基板を法線方向から見た平面視において、前記第1拡散領域および前記第2拡散領域の各面積が、それぞれ2500μm以下である、双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、半導体基板と第1拡散領域との間にpn接合が形成されており、これにより、第1ツェナーダイオードが構成されている。第1ツェナーダイオードの第1拡散領域には、第1電極が接続されている。一方、半導体基板と第2拡散領域との間にpn接合が形成されており、これにより、第2ツェナーダイオードが構成されている。第2ツェナーダイオードの第2拡散領域には、第2電極が接続されている。第1ツェナーダイオードおよび第2ツェナーダイオードは、半導体基板を介して逆直列接続されているので、第1電極と第2電極との間に双方向ツェナーダイオードが構成されている。
双方向ツェナーダイオードの特性には、降伏電圧としてのツェナー電圧(V)、漏れ電流(I)、端子間容量(C)、ESD(Electrostatic Discharge)耐量等がある。端子間容量や漏れ電流は小さい方がよく、また、ESD耐量は大きい方がよい。特に、モバイル機器の分野では、電気信号の伝達ロスを低減させる観点から、双方向ツェナーダイオードの端子間容量を小さくすることが望まれている。
双方向ツェナーダイオードにおける端子間容量(第1電極と第2電極との間の総容量)は、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積と比例関係にある。つまり、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積を小さく形成することによって、端子間容量を小さくできる。この構成のように、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積を、それぞれ2500μm以下に形成した場合、6pF以下の端子間容量を有する双方向ツェナーダイオードチップを実現できる。
なお、第1拡散領域の面積とは、半導体基板の表面を法線方向から見た平面視において、半導体基板と第1拡散領域との境界線によって取り囲まれた領域の総面積である。同様に、第2拡散領域の面積とは、半導体基板の表面を法線方向から見た平面視において、半導体基板と第1拡散領域との境界線によって取り囲まれた領域の総面積である。
B2:前記第1拡散領域および前記第2拡散領域の各面積が、それぞれ2000μm以下であり、前記第1拡散領域および前記第2拡散領域の各周囲長が、それぞれ470μm以上である、B1に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
双方向ツェナーダイオードチップでは、高い信頼性を確保する観点から、高いESD耐量が求められる。しかしながら、双方向ツェナーダイオードチップにおけるESD(Electrostatic Discharge)耐量は、端子間容量とトレードオフの関係にある。つまり、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積に着目して低端子間容量を追求すると、ESD耐量も減少し、ESD耐量を犠牲にせざるを得なくなる。
ここで、ESD耐量は、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長と比例関係にある。すなわち、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を大きく形成することにより、ESD耐量を大きくできる。したがって、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積を2000μm以下にするという制約を設けつつ、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を所定長さ以上にすることによって、トレードオフの関係にあるESD耐量および端子間容量を互いに切り離して設定できる。換言すると、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を所定長さ以上にするという制約を設けつつ、第1拡散領域および第2拡散領域の各面積を2000μm以下にすることによって、トレードオフの関係にあるESD耐量および端子間容量を互いに切り離して設定できる。
この構成のように、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を、それぞれ470μm以上に形成することにより、12kV以上のESD耐量を実現できる。すなわち、国際規格であるIEC61000−4−2に基いて、ESD耐量の下限を8kV以上とした場合、この構成によれば、6pF以下の端子間容量を実現しつつ、IEC61000−4−2に準拠可能な双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
なお、第1拡散領域の周囲長とは、半導体基板の表面における半導体基板と第1拡散領域との境界線の総延長である。また、第2拡散領域の周囲長とは、半導体基板の表面における半導体基板と第2拡散領域との境界線の総延長である。
B3:ESD耐量が12kV以上である、B1またはB2に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
B4:前記第1拡散領域および前記第2拡散領域は、互いに等しい面積を有している、B1〜B3のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、半導体基板および第1拡散領域のpn接合部における静電容量と、半導体基板および第2拡散領域のpn接合部における静電容量とを実質的に等しくすることができる。
B5:前記第1拡散領域および前記第2拡散領域は、互いに等しい周囲長を有している、B1〜B4のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、第1ツェナーダイオードのESD耐量と、第2ツェナーダイオードのESD耐量とを実質的に等しくすることができる。
B6:前記第1拡散領域および前記第2拡散領域は、互いに対称に形成されている、B1〜B5のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、第1ツェナーダイオードの電気的特性と、第2ツェナーダイオードの電気的特性とを略等しくすることができる。これにより、各電流方向に対する特性を実質的に等しくすることができる。対称には、点対称および線対称が含まれる。また、対称には、厳密な対称形でなくても、電気的特性が対称となる限りにおいて、実質的に対称とみなせる形態も含まれる。
B7:前記第1電極を正極とし前記第2電極を負極として得られる第1電圧対電流特性が、前記第2電極を正極とし前記第1電極を負極として得られる第2電圧対電流特性と実質的に等しい、B1〜B6のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、各電流方向に対する電圧対電流特性が実質的に等しい双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
B8:複数の前記第1拡散領域と複数の前記第2拡散領域とが、前記半導体基板の表面に平行な所定の配列方向に沿って交互に配列されている、B1〜B7のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、複数の第1拡散領域毎に分離されたpn接合が形成されるので、第1拡散領域の周囲長を長くすることができる。これにより、電界の集中が緩和され、第1ツェナーダイオードのESD耐量を向上できる。同様に、複数の第2拡散領域毎に分離されたpn接合が形成されるので、第2拡散領域の周囲長を長くすることができる。これにより、電界の集中が緩和され、第2ツェナーダイオードのESD耐量を向上できる。
また、この構成によれば、複数の第1拡散領域と複数の第2拡散領域とが交互に配列されているので、限られた面積の領域内で第1拡散領域および第2拡散領域の周囲長を長くしてESD耐量を向上させやすい。
B9:前記複数の第1拡散領域および前記複数の第2拡散領域が、前記配列方向に交差する方向に延びた長手に形成されている、B8に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、限られた面積の領域内で第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を一層長く形成できる。
B10:前記第1電極は、前記複数の第1拡散領域にそれぞれ接合された複数の第1引き出し電極部を含み、前記第2電極は、前記複数の第2拡散領域にそれぞれ接合された複数の第2引き出し電極部を含み、前記複数の第1引き出し電極部および前記複数の第2引き出し電極部は、互いに噛み合う櫛歯形状に形成されている、B8またはB9に記載の双方ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、複数の第1引き出し電極部および複数の第2引き出し電極部が互いに噛み合う櫛歯形状に形成されているので、第1拡散領域および第2拡散領域の各周囲長を効率的に長く形成できる。
B11:前記第1電極に電気的に接続される第1外部接続部と、前記第2電極に電気的に接続される第2外部接続部とをさらに含む、B1〜B10のいずれか一つに記載の双方ツェナーダイオードチップ。
B12:前記第1外部接続部および前記第2外部接続部は、前記半導体基板の最表面に露出する表面を有し、前記第1外部接続部および前記第2外部接続部の各表面は、上方に向けて突出する所定パターンの複数の凸部が形成された凸部形成部を含む、B11に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
双方向ツェナーダイオードチップが実装基板にはんだ付けされる際には、自動実装機が使用される。自動実装機に収納された双方向ツェナーダイオードチップは、自動実装機に備えられた吸着ノズルによって吸着され、実装基板上まで搬送される。吸着ノズルにより吸着された双方向ツェナーダイオードチップに対しては、実装に先立って、自動実装機に備えられた光源から光が照射されて、部品認識カメラによる双方向ツェナーダイオードチップの表裏判定が実行される。
この構成によれば、第1外部接続部および第2外部接続部の各表面に凸部が複数形成されているため、たとえ、双方向ツェナーダイオードチップが傾いた姿勢で吸着ノズルにより吸着されていても、光源からの入射光をあらゆる方向に反射させることができる。そのため、部品検出位置(部品認識カメラによる表裏判定が行われる位置)に対して部品認識カメラがどのように配置されていても、当該部品認識カメラにより第1外部接続部および第2外部接続部を良好に検出できる。これにより、自動実装機は、双方向ツェナーダイオードチップの仕様による誤認識を軽減できるので、双方向ツェナーダイオードチップの実装を円滑に行うことができる。
B13:前記凸部形成部は、前記複数の凸部が、互いに直交する行方向および列方向において一定の間隔で行列状に配列されたパターンを含む、B12に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
B14:前記凸部形成部は、前記複数の凸部が、互いに直交する行方向および列方向において1列おきに行方向の位置をずらして千鳥状に配列されたパターンを含む、B12に記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
B15:前記半導体基板は、p型半導体基板であり、前記第1拡散領域および前記第2拡散領域は、n型拡散領域である、B1〜B14のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、半導体基板がp型半導体基板であるので、半導体基板上にエピタキシャル層を形成しなくても、安定した特性を実現できる。すなわち、n型の半導体基板は、抵抗率の面内ばらつきが大きいので、抵抗率の面内ばらつきの少ないエピタキシャル層を表面に形成し、エピタキシャル層に不純物拡散層を形成してpn接合を形成する必要がある。これに対して、p型半導体基板は、抵抗率の面内ばらつきが少ないので、エピタキシャル層を形成することなく、安定した特性の双方向ツェナーダイオードをp型半導体基板のいずれの箇所からも切り出すことができる。よって、p型半導体基板を用いることによって、製造工程を簡単にでき、かつ製造コストを低減できる。
B16:前記半導体基板の周縁部に、当該双方向ツェナーダイオードチップに関する情報を示すための凹凸が形成されている、B1〜B15のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、半導体基板の周縁部に形成された凹凸に基いて双方向ツェナーダイオードチップの極性方向(正極方向および負極方向)、型名、製造年月日その他の情報を得ることができる。また、双方向ツェナーダイオードチップを実装する際に使用する自動実装機は、凹凸を容易に認識できるので、自動実装にも適した双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
B17:前記半導体基板の表面が、コーナー部を丸めた矩形形状を有している、B1〜B16のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップ。
この構成によれば、半導体基板の表面は、コーナー部が丸められた矩形形状を有している。それによって、双方向ツェナーダイオードチップの角部の欠け(チッピング)を抑制または防止できるので、外観不良の少ない双方向ツェナーダイオードチップを提供できる。
B18:実装基板と、前記実装基板に実装されたB1〜B17のいずれか一つに記載の双方向ツェナーダイオードチップとを含む、回路アセンブリ。
この構成によれば、前述のいずれかの特徴を有する双方向ツェナーダイオードチップを備えた電子回路を有する回路アセンブリを提供できる。
B19:前記双方向ツェナーダイオードチップが、前記実装基板にワイヤレスボンディングによって接続されている、B18に記載の回路アセンブリ。
この構成によれば、ワイヤを用いることなく双方向ツェナーダイオードチップを実装基板に実装できる。そのため、双方向ツェナーダイオードチップの実装基板上における占有空間を小さくできる。
B20:B18またはB19に記載の回路アセンブリと、前記回路アセンブリを収容した筐体とを含む、電子機器。
この構成によれば、前述のいずれかの特徴を有する双方向ツェナーダイオードチップを含む回路アセンブリを備えた電子機器を提供できる。
1 チップ部品
2 基板
2A 素子形成面
3 第1接続電極
4 第2接続電極
5 素子領域
6 貫通孔
23 パッシベーション膜
24 樹脂膜
33 Ni層
34 Pd層
35 Au層
41 レジストパターン
42 開口
48 チップ領域
63 開口部
66 壁面
91 自動光学検査装置
100 回路アセンブリ
103 カソード電極膜
104 アノード電極膜
201 チップ部品
233 カソード電極膜
234 アノード電極膜
401 チップ部品
401A チップ部品
401B チップ部品
401C チップ部品
401D チップ部品
401E チップ部品
401F チップ部品
501 チップ部品
502 基板
502A 素子形成面
503 第1接続電極
504 第2接続電極
505 素子領域
523 パッシベーション膜
524 樹脂膜
541 チップ部品
546 貫通孔
563 開口部
566 壁面
591 チップ部品
596 貫通孔
601 スマートフォン
628,631 チップダイオード
641〜648 双方向ツェナーダイオードチップ
701 チップ部品
706 貫通孔
801 チップ部品
806 貫通孔
901 チップ部品
906 貫通孔
951 チップ部品
953 第1接続電極
954 第2接続電極
956 貫通孔
963 開口部
966 壁面
D101-D104 ダイオードセル
D201-D204 ダイオードセル
D401,D402 ツェナーダイオード
D411-D414 ツェナーダイオード
D421-D424 ツェナーダイオード
AM1 アノードマーク
AM2 アノードマーク(標印)
P 部品検出位置

Claims (19)

  1. 貫通孔が形成された基板と、
    前記基板の表面上に形成され、平面視において前記貫通孔と重なる位置に形成された一方の電極と、前記一方の電極と前記基板の表面に沿って対向する他方の電極とを含む一対の電極と、
    前記基板の表面側に形成され、前記一対の電極と電気的に接続された素子とを含む、チップ部品。
  2. 前記一方の電極は、前記貫通孔を露出させる開口部を含む、請求項1に記載のチップ部品。
  3. 前記一方の電極は、当該一方の電極の中央部を避けた位置で前記貫通孔と重なっている、請求項1または2に記載のチップ部品。
  4. 前記一方の電極および前記他方の電極は、前記基板の周縁部を覆うように、前記基板の表面および側面に一体的に形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のチップ部品。
  5. 前記貫通孔は、複数形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のチップ部品。
  6. 前記素子は、前記一対の電極の間に形成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のチップ部品。
  7. 前記素子は、互いに間隔を空けて前記基板に配置された互いに異なる機能を有する複数の素子を含み、
    前記一対の電極は、各前記複数の素子のそれぞれに電気的に接続されるように、前記基板上に形成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のチップ部品。
  8. 前記素子は、ダイオードを含み、
    前記一対の電極は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されたカソード電極およびアノード電極を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のチップ部品。
  9. 前記基板は、前記表面の反対側の裏面が鏡面化されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載のチップ部品。
  10. 前記一対の電極は、Ni層と、Au層と、前記Ni層と前記Au層との間に介在するPd層とを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のチップ部品。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のチップ部品と、
    前記基板の前記一対の電極に対向する実装面に、前記一対の電極にはんだ接合されたランドを有する実装基板とを含む、回路アセンブリ。
  12. 請求項11に記載の回路アセンブリと、
    前記回路アセンブリを収容した筐体とを含む、電子機器。
  13. 基板上に複数の素子を互いに間隔を空けて形成する工程と、
    少なくとも一つの前記素子を含むチップ領域を区画する溝と、当該チップ領域内に貫通孔を形成するための貫通孔用の溝とを、前記基板を選択的に除去することによって形成する溝形成工程と、
    前記素子に電気的に接続されるように、前記チップ領域において前記貫通孔と重なる位置に一方の電極と、前記一方の電極と前記基板の表面に沿って対向する他方の電極とを含む一対の電極を形成する電極形成工程と、
    前記基板を前記表面の反対側の裏面から前記溝および前記貫通孔用の溝に到達するまで研削することにより、前記複数のチップ領域を前記溝に沿って分割し、それぞれに前記貫通孔が形成された複数のチップ部品に個片化する工程とを含む、チップ部品の製造方法。
  14. 前記電極形成工程は、前記貫通孔用の溝を露出させる開口部を前記一方の電極に形成する工程を含む、請求項13に記載のチップ部品の製造方法。
  15. 前記電極形成工程において、前記一方の電極を、当該一方の電極の中央部を避けた位置で前記貫通孔と重なるように形成する工程を含む、請求項13または14に記載のチップ部品の製造方法。
  16. 前記電極形成工程に先立って、前記溝の側面に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
    前記電極形成工程は、無電解めっきによって、前記チップ領域の表面および前記溝の側面を一体的に覆うように前記一方の電極および前記他方の電極を形成する工程を含む、請求項13〜15のいずれか一項に記載のチップ部品の製造方法。
  17. 前記溝形成工程は、前記貫通孔用の溝を複数形成する工程を含む、請求項13〜16のいずれか一項に記載のチップ部品の製造方法。
  18. 前記溝形成工程は、エッチングによって前記溝および前記貫通孔用の溝を形成する工程を含む、請求項13〜17のいずれか一項に記載のチップ部品の製造方法。
  19. 前記素子を形成する工程は、前記基板にダイオードを形成する工程を含み、
    前記一対の電極を形成する工程は、前記ダイオードのカソードおよびアノードとそれぞれ電気的に接続されるカソード電極およびアノード電極を形成する工程を含む、請求項13〜18のいずれか一項に記載のチップ部品の製造方法。
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