JP2016162885A - Electronic component and method of manufacturing electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの半導体素子を重ね合わせた電子部品、及び当該電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component obtained by superimposing two semiconductor elements, and a method for manufacturing the electronic component.
近年では、例えば車両の場合、燃費の向上とコストの低減等のために、部品の小型化・軽量化が要求されている。例えば車両に搭載された種々のアクチュエータを制御する制御ユニット(コントローラ)の小型化・軽量化を行うためには、制御ユニットに搭載する電子回路の実装面積を低減する必要がある。そこで、電子回路の実装面積を低減するために半導体素子を積層する種々の技術が実用化されつつある。 In recent years, for example, in the case of a vehicle, it is required to reduce the size and weight of parts in order to improve fuel consumption and reduce costs. For example, in order to reduce the size and weight of a control unit (controller) that controls various actuators mounted on a vehicle, it is necessary to reduce the mounting area of an electronic circuit mounted on the control unit. Thus, various techniques for stacking semiconductor elements are being put into practical use in order to reduce the mounting area of electronic circuits.
例えば特許文献1には、2つの半導体チップ(半導体素子に相当)を上下に積み重ねた半導体装置(電子部品に相当)が開示されている。そして下段の半導体チップの上面の電極パッドに覆いかぶさる位置となる上段の半導体チップの位置には、下段の半導体チップの上面の電極パッドの上方に間隙を形成するためのオーバーハング状の段差部が形成されている。
For example,
半導体素子を積層する場合、積層相手の半導体素子に覆われてしまう面に形成されている電極に、いかにして必要な配線を接続するか、が重要である。特許文献1に記載の発明では、上段の半導体チップには、下段の半導体チップの電極パッドに覆いかぶさる位置に段差部が形成されているが、下段の半導体チップには段差部は形成されていない。従って、どちらの半導体チップにも同一の半導体素子が形成されている場合であっても、外形が異なるので2種類の半導体チップを形成しなければならない。同一の半導体素子が形成されているが外形が異なる2種類の半導体チップを製造する場合、それぞれにて、専用の加工装置や専用の製造ラインを構成しなければならなくなる場合があるので、好ましくない。また、異なる工程や異なる製造ラインで半導体チップを製造した場合、同一の半導体素子を形成したつもりでも、特性のバラツキや歩留まりのバラツキや製造ロットのバラツキ等、種々のバラツキが発生する場合があるので、好ましくない。
When stacking semiconductor elements, it is important how to connect the necessary wiring to the electrode formed on the surface covered with the semiconductor element to be stacked. In the invention described in
また特許文献1の半導体装置(電子部品)の製造工程では、実装基板に下段の半導体チップを実装した後、下段の半導体チップの電極パッドにボンディングワイヤで配線を行い、次に下段の半導体チップの上に上段の半導体チップを実装した後、上段の半導体チップの電極パッドにボンディングワイヤで配線を行っている。つまり、半導体装置の構造上、上段の半導体チップを実装する前に、下段の半導体チップのボンディングを行わなければならず、下段の半導体チップのボンディングと上段の半導体チップのボンディングとをまとめて一緒に行うことができない。従って、下段の半導体チップのボンディングと上段の半導体チップのボンディングとを別々に行わなければならず、製造工程が増加するとともに時間がかかる。
Further, in the manufacturing process of the semiconductor device (electronic component) of
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、半導体素子を重ね合わせた電子部品であって、配線の接続が容易で小型な電子部品を1種類の半導体素子で構成することができる電子部品、及び当該電子部品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above points, and is an electronic component in which semiconductor elements are overlapped, and a small electronic component in which wiring is easily connected is configured by one type of semiconductor element. It is an object of the present invention to provide an electronic component that can be manufactured and a method for manufacturing the electronic component.
上記課題を解決するため、本発明に係る電子部品及び電子部品の製造方法は、次の手段をとる。まず、本発明の第1の発明は、半導体素子を重ね合わせた電子部品であって、表面に第1表面電極と第2表面電極とが形成されて裏面に裏面電極が形成された1種類の前記半導体素子を重ね合わせ、前記第2表面電極は、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置に形成されている。そして、前記半導体素子には、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置であって前記第1表面電極も前記第2表面電極も形成されていない位置に、貫通孔あるいは切欠部が形成されており、重ね合わされた一方の前記半導体素子である第1半導体素子の表面と、重ね合わされた他方の前記半導体素子である第2半導体素子の裏面と、が重ね合わされ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と、前記第2半導体素子の前記裏面電極とが電気的に接続されているとともに、前記第1半導体素子の前記第2表面電極が、前記第2半導体素子の前記貫通孔あるいは前記切欠部の位置と一致するように重ね合わされている。 In order to solve the above problems, an electronic component and a method for manufacturing the electronic component according to the present invention take the following means. First, the first invention of the present invention is an electronic component in which semiconductor elements are overlapped, and is one type in which a first surface electrode and a second surface electrode are formed on the surface and a back electrode is formed on the back surface. The semiconductor elements are overlapped, and the second surface electrode is formed at a position closer to the edge than the center of the semiconductor element. In the semiconductor element, a through hole or a notch is formed at a position closer to the edge than the central portion of the semiconductor element, where neither the first surface electrode nor the second surface electrode is formed. The surface of the first semiconductor element that is one of the stacked semiconductor elements and the back surface of the second semiconductor element that is the other stacked semiconductor element are overlapped with each other. The first surface electrode and the back electrode of the second semiconductor element are electrically connected, and the second surface electrode of the first semiconductor element is connected to the through hole or the second semiconductor element. It is overlaid so as to coincide with the position of the notch.
次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る電子部品であって、さらに実装基板を備え、前記第1半導体素子の前記裏面電極は、前記実装基板に設けられた裏面電極用導電部に電気的に接続されており、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極との間には導電板が挟み込まれ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極は前記導電板を介して電気的に接続されている。そして、前記導電板は、前記第1半導体素子の前記第2表面電極の少なくとも一部を覆わないように挟み込まれ、前記実装基板に設けられた導電板用導電部に接続されており、前記第2半導体素子の前記第2表面電極には、ボンディングワイヤが接続されて当該ボンディングワイヤは前記実装基板に設けられた表面電極用導電部に接続されている。 Next, a second invention of the present invention is the electronic component according to the first invention, further comprising a mounting substrate, wherein the back electrode of the first semiconductor element is a back surface provided on the mounting substrate. A conductive plate is electrically connected to the electrode conductive portion, and a conductive plate is sandwiched between the first surface electrode of the first semiconductor element and the back electrode of the second semiconductor element, and the first semiconductor element The first surface electrode and the back electrode of the second semiconductor element are electrically connected through the conductive plate. The conductive plate is sandwiched so as not to cover at least a part of the second surface electrode of the first semiconductor element, and is connected to a conductive portion for a conductive plate provided on the mounting substrate. 2 A bonding wire is connected to the second surface electrode of the semiconductor element, and the bonding wire is connected to a surface electrode conductive portion provided on the mounting substrate.
次に、本発明の第3の発明は、半導体素子を重ね合わせた電子部品の製造方法であって、前記電子部品は、表面に第1表面電極と第2表面電極とが形成されて裏面に裏面電極が形成された1種類の前記半導体素子が重ね合わされており、前記第2表面電極を、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置に形成し、貫通孔あるいは切欠部を、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置であって前記第1表面電極も前記第2表面電極も形成されていない位置に形成する。そして、重ね合わせた一方の前記半導体素子である第1半導体素子の表面と、重ね合わせた他方の前記半導体素子である第2半導体素子の裏面と、を重ね合わせる際、前記第1半導体素子の前記第2表面電極が前記第2半導体素子の前記貫通孔あるいは前記切欠部の位置と一致するように重ね合わせ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極とを電気的に接続する、電子部品の製造方法である。 Next, a third invention of the present invention is a method of manufacturing an electronic component in which semiconductor elements are superposed, and the electronic component has a first surface electrode and a second surface electrode formed on the front surface, and a rear surface on the back surface. One type of the semiconductor element on which a back electrode is formed is superposed, the second surface electrode is formed at a position closer to the edge than the center part in the semiconductor element, and a through hole or notch is formed The semiconductor element is formed at a position closer to the edge than the central portion where neither the first surface electrode nor the second surface electrode is formed. Then, when superimposing the surface of the first semiconductor element that is the one of the superimposed semiconductor elements and the back surface of the second semiconductor element that is the other of the superimposed semiconductor elements, the first semiconductor element of the first semiconductor element The second surface electrode is overlapped so as to coincide with the position of the through hole or the notch of the second semiconductor element, and the first surface electrode of the first semiconductor element and the back electrode of the second semiconductor element Is a method for manufacturing an electronic component.
第1の発明によれば、第1半導体素子と第2半導体素子を1種類の半導体素子として形成し、貫通孔あるいは切欠部を形成しておく。そして、第1半導体素子の第2表面電極を、第2半導体素子の貫通孔あるいは切欠部から露出させることができるので、配線の接続が容易で小型な電子部品を1種類の半導体素子で構成することができる。 According to the first invention, the first semiconductor element and the second semiconductor element are formed as one type of semiconductor element, and a through hole or a notch is formed in advance. And since the 2nd surface electrode of a 1st semiconductor element can be exposed from the through-hole or notch part of a 2nd semiconductor element, the connection of wiring is easy and a small electronic component is comprised with one type of semiconductor element. be able to.
第2の発明によれば、実装基板の上に、第1半導体素子と第2半導体素子とを適切に積層することが可能である。また、ボンディングワイヤを用いることで、必要な配線を容易に接続することが可能である。 According to the second invention, it is possible to appropriately stack the first semiconductor element and the second semiconductor element on the mounting substrate. In addition, by using a bonding wire, necessary wiring can be easily connected.
第3の発明によれば、第1半導体素子と第2半導体素子を1種類の半導体素子として形成し、貫通孔あるいは切欠部を形成しておく。そして、第1半導体素子の第2表面電極を、第2半導体素子の貫通孔あるいは切欠部から露出させる製造方法を実施することで、第1半導体素子の電極に必要な配線を容易に接続することが可能である。 According to the third invention, the first semiconductor element and the second semiconductor element are formed as one type of semiconductor element, and a through hole or a notch is formed. Then, by carrying out a manufacturing method in which the second surface electrode of the first semiconductor element is exposed from the through hole or notch of the second semiconductor element, wiring necessary for the electrode of the first semiconductor element can be easily connected. Is possible.
●[半導体素子10の外観と構造(図1)]
半導体素子10の表側の面の外観を図1に示す。本実施の形態の説明では、nチャネルMOSFETが形成された半導体素子10を例として説明する。
● [Appearance and structure of semiconductor element 10 (FIG. 1)]
The appearance of the front surface of the
半導体素子10のウェハ10Wの表面10WAには、図1に示すように、ソース電極10S(第1表面電極に相当)と、ゲート電極10G(第2表面電極に相当)とが形成されている。また半導体素子10の裏面10WBには、ドレイン電極10D(裏面電極に相当)が形成されている。なお図1の例では、ソース電極10Sは半導体素子10の表面10WAの略中央部に略矩形状に形成されており、ゲート電極10Gは半導体素子10の表面10WAの中央部よりも縁部に近い位置に略矩形状に形成されている例を示している。なお、中央部よりも縁部に近い位置とは、半導体素子10の中心軸C回りに半導体素子10を回転させた場合に移動する位置であり、回転前の位置と回転後の位置が変わる位置である。例えば図1に示す例におけるゲート電極10Gの位置は、当該半導体素子10の中心軸C回りに半導体素子10を回転させると、図1における貫通孔10Kの位置に移動することができる。なお、ゲート電極10Gの位置は、表面10WAにおいて半導体素子10の縁部により近い位置に形成されていることが、より好ましい。また図1の例では、ドレイン電極10Dは半導体素子10の裏面10WBの略全面に略円形状に形成されている例を示している。また大電流が流れるソース電極10Sの面積、及び大電流が流れるドレイン電極10Dの面積は、電流がほとんど流れないゲート電極10Gの面積よりも大きい。
A
そして、半導体素子10の中央部よりも縁部に近い位置であってソース電極10Sもゲート電極10Gも形成されていない位置に、ゲート電極10Gよりも大きな面積であって半導体チップ10の表面10WAから裏面10WBへと貫通する貫通孔10Kあるいは切欠部(欠損部を含む)が形成されている(図12の切欠部10L、図13の欠損部10Mを参照)。なお図1に示す例では、ゲート電極10Gの位置に対して貫通孔10Kの位置は、反時計回り方向に90[°]旋回した位置に形成された例を示している。なお、表面10WAから裏面10WBへと貫通する貫通孔10Kあるいは切欠部は、ウェハ10Wをエッチング処理等することで形成することができる。また欠損部は、例えばウェハ10Wの一部をカット等することで形成することができる。
Then, at a position closer to the edge than the center of the
●[所望する電子回路の例(図2)]
近年、比較的大きな電流を必要とする電動モータの駆動回路として、MOSFETを用いた電子回路が利用され、例えばU相、V相、W相を有する3相モータの各相の駆動回路として、図2の例に示す3個のnチャネルMOSFETで構成された電子回路を利用する。そして、図2の例に示した電子回路を3つ用意し、それぞれの電子回路をU相、V相、W相に接続する。この図2の例に示す電子回路を、所望する電子回路の例として、以下を説明する。
● [Example of desired electronic circuit (Fig. 2)]
In recent years, an electronic circuit using a MOSFET has been used as a drive circuit for an electric motor that requires a relatively large current. For example, as a drive circuit for each phase of a three-phase motor having a U phase, a V phase, and a W phase, FIG. An electronic circuit composed of three n-channel MOSFETs shown in the example 2 is used. Then, three electronic circuits shown in the example of FIG. 2 are prepared, and each electronic circuit is connected to the U phase, the V phase, and the W phase. The electronic circuit shown in the example of FIG. 2 will be described below as an example of a desired electronic circuit.
図2の例に示す電子回路では、Tr1〜Tr3のそれぞれは、nチャネルMOSFETで構成され、Tr1のソースS1とTr2のドレインD2とが接続され、Tr2のドレインD2は、さらにTr3のドレインD3と接続されている。また3相モータの駆動回路として用いる場合、例えばTr1のドレインD1は電源Vddに接続され、Tr2のソースS2はアースVssに接続され、Tr3のソースS3である出力VoutはU相(またはV相、またはW相)に接続される。またTr1のゲートG1である入力Vin1、Tr2のゲートG2である入力Vin2、Tr3のゲートG3である入力Vin3のそれぞれには、3相モータを制御するCPU等の制御装置からの制御信号が入力される。次に図3を用いて、図2に示す電子回路を実現する電子部品1の実装工程について説明する。
In the electronic circuit shown in the example of FIG. 2, each of Tr1 to Tr3 is composed of an n-channel MOSFET, the source S1 of Tr1 is connected to the drain D2 of Tr2, and the drain D2 of Tr2 is further connected to the drain D3 of Tr3. It is connected. When used as a drive circuit for a three-phase motor, for example, the drain D1 of Tr1 is connected to the power supply Vdd, the source S2 of Tr2 is connected to the ground Vss, and the output Vout that is the source S3 of Tr3 is U-phase (or V-phase, Or W phase). A control signal from a control device such as a CPU that controls the three-phase motor is input to each of the input Vin1 that is the gate G1 of Tr1, the input Vin2 that is the gate G2 of Tr2, and the input Vin3 that is the gate G3 of Tr3. The Next, the mounting process of the
●[電子部品1の実装工程(図3〜図11)]
図3は、図10に示す電子部品1の実装工程の手順の例を示すフローチャートであり、図4は実装基板50の例を示し、図5〜図11は、実装工程の各ステップでの実装状態の外観等を説明する図である。以下、図3に示す実装工程の各ステップでの処理内容と、各ステップによる実装状態の例を順に説明する。
● [
3 is a flowchart showing an example of the procedure of the mounting process of the
●[ステップS10:第1半導体素子11の上に導電板60を載せ、更に導電板60の上に第2半導体素子12を載せ、一括で実装(接続)(図5、図6)]
図3に示すステップS10にて、実装装置(図示省略)は、以下に説明するように、第1半導体素子11の上に導電板60を位置決めし、当該導電板60の上に第2半導体素子12を位置決めする。そして実装装置は、第1半導体素子11と導電板60、及び導電板60と第2半導体素子12、をハンダ等にて一括して接続する。
[Step S10: Place the
In step S10 shown in FIG. 3, the mounting apparatus (not shown) positions the
実装装置は、1種類の3個の半導体素子10である第1半導体素子11、第2半導体素子12、第3半導体素子13と、導電板60を用意する。なお、第1半導体素子11がTr1に相当し、第2半導体素子12がTr2に相当し、第3半導体素子13がTr3に相当する。また、第1半導体素子11、第2半導体素子12、第3半導体素子13は、いずれも上述した半導体素子10と同じである。第1半導体素子11はソース電極11Sとゲート電極11Gとドレイン電極11Dと貫通孔11Kを有し、第2半導体素子12はソース電極12Sとゲート電極12Gとドレイン電極12Dと貫通孔12Kを有し、第3半導体素子13はソース電極13Sとゲート電極13Gとドレイン電極13Dと貫通孔13Kを有している。なお、第3半導体素子13は、ステップS10では使用されず、ステップS20にて実装に使用される。
The mounting apparatus prepares a
導電板60は、図5及び図6に示すように、第1半導体素子11のソース電極11Sと対向する裏面60Bと、第2半導体素子12のドレイン電極12Dと対向する表面60Aと、を有している。また導電板60は、裏面60Bと、導電板用導電部51SP(図4、図7参照)に対向する基板接続面60Cと、が段差部60Dとなるように、略矩形の金属または合金の板状の導電体を折り曲げた形状を有している。また、導電板60における裏面60B及び表面60Aは、より広いことが好ましく、例えば図5において導電板60における基板接続面60Cの長手方向の幅は、第1半導体素子11の外径と同等に設定されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
そして実装装置は、治具等を用いて、図5の斜視図に示すように、第1半導体素子11に対する導電板60の位置を、第1半導体素子11のソース電極11Sと導電板60の裏面60Bとが対向するように、かつ、導電板60の基板接続面60Cが下方となるように、かつ、導電板60がゲート電極11Gの少なくとも一部を覆うことの無い位置(図6参照)に位置決めする。また実装装置は、第1半導体素子11及び導電板60に対する第2半導体素子12の位置を、導電板60の表面60Aと第2半導体素子12のドレイン電極12Dとが対向するように、かつ、第1半導体素子11のゲート電極11Gの位置と第2半導体素子12の貫通孔12Kまたは切欠部の位置とが一致するように(図7参照)位置決めする。つまり実装装置は、第2半導体素子12の上から見た場合、第2半導体素子12の貫通孔12K内または切欠部内に、第1半導体素子11のゲート電極11Gが視認できるように(露出するように)、第1半導体素子11に対する導電板60の位置及び第2半導体素子12の位置、を位置決めする。
Then, the mounting apparatus uses a jig or the like to position the
そして実装装置は、図6の側面図に示すように、第1半導体素子11のソース電極11Sと導電板60の裏面60B、及び、第2半導体素子12のドレイン電極12Dと導電板60の表面60A、をハンダ等にて電気的に一括して接続する。また、第1半導体素子11と導電板60と第2半導体素子12とが実装されて一体化された物(図6)を、モジュールM1とする。なおモジュールM1は、第1半導体素子11のソース電極11Sと、第2半導体素子12のドレイン電極12Dとが、導電板60を介して電気的に接続された電子部品の1つである。
As shown in the side view of FIG. 6, the mounting apparatus includes the
●[ステップS20:実装基板50の上にモジュールM1と第3半導体素子13を実装(図4、図7〜図9)]
[Step S20: Mount the Module M1 and the
図3に示すステップS20にて、実装装置は、以下に説明するように、実装基板50の上にモジュールM1を位置決めし、実装基板50の上に第3半導体素子13を位置決めする。そして実装装置は、実装基板50とモジュールM1、及び実装基板50と第3半導体素子13、をハンダ等にて一括して接続する。
In step S <b> 20 shown in FIG. 3, the mounting apparatus positions the module M <b> 1 on the mounting
実装装置は、実装基板50と、ステップS10にて作成したモジュールM1と、ステップS10にて既に用意している第3半導体素子13と、を用意する。図4に、実装基板50の外観の例を示す。実装基板50には、モジュールM1の第1半導体素子11のドレイン電極11D(図6参照)が接続されるドレイン導電部51D(裏面電極用導電部に相当)と、第3半導体素子13のドレイン電極13D(図7参照)が接続されるドレイン導電部53Dと、導電板60の基板接続面60C(図6参照)が接続される導電板用導電部51SPと、が形成されている。
The mounting apparatus prepares the mounting
実装基板50には、第1半導体素子11が実装される領域である実装領域50Aの外側、及び第3半導体素子13が実装される領域である実装領域50Cの外側に、導電板用導電部51SP、ドレイン引出部51DP、第1電極パッド51GB、第1ゲート引出部51GP、第2電極パッド52GB、第2ゲート引出部52GP、第3電極パッド53GB、第3ゲート引出部53GP、が形成されている。導電板用導電部51SPは、配線部51SHを介してドレイン導電部53Dに接続され、ドレイン引出部51DPは、配線部51DHを介してドレイン導電部51Dに接続されている。第1電極パッド51GB(第1半導体素子11用の表面電極用導電部に相当)は、第1半導体素子11のゲート電極11G(図5参照)とボンディングワイヤを介して接続するための電極であり、外部配線等に接続するための第1ゲート引出部51GPに接続されている。第2電極パッド52GB(第2半導体素子12用の表面電極用導電部に相当)は、第2半導体素子12のゲート電極12G(図5参照)とボンディングワイヤを介して接続するための電極であり、外部配線等に接続するための第2ゲート引出部52GPに接続されている。第3電極パッド53GB(第3半導体素子13用の表面電極用導電部に相当)は、第3半導体素子13のゲート電極13G(図7参照)とボンディングワイヤを介して接続するための電極であり、外部配線等に接続するための第3ゲート引出部53GPに接続されている。
On the mounting
実装装置は、実装基板50のドレイン導電部51Dと、モジュールM1における第1半導体素子11のドレイン電極11Dと、が対向するように、かつ、実装基板50の導電板用導電部51SPと、モジュールM1における基板接続面60Cと、が対向するように、実装基板50の上にモジュールM1を位置決めする。また実装装置は、実装基板50のドレイン導電部53Dと、第3半導体素子13のドレイン電極13Dと、が対向するように、実装基板50の上に第3半導体素子13を位置決めする。なお、実装基板50の上に第3半導体素子13を位置決めする際、図9に示すように、第3半導体素子13のゲート電極13Gが、第3電極パッド53GBにより近くなるように第3半導体素子13の旋回角度を適切に設定して位置決めすると、後述するボンディングワイヤをより短くすることができるので、より好ましい。そして実装装置は、ドレイン導電部51Dとドレイン電極11D、及び、導電板用導電部51SPと基板接続面60C、及び、ドレイン導電部53Dとドレイン電極13D、をハンダ等にて電気的に一括して接続する。なお、図8に示すように、第1半導体素子11のゲート電極11Gの下方には、ドレイン電極11D、ドレイン導電部51D、実装基板50の基板部、が隙間なく配置され、ゲート電極11Gの下方に空洞部が形成されないように構成されている。この空洞部を形成しない理由については、後述するステップS30にて説明する。またステップS20の実装後の状態は、図9に示すとおりである。
The mounting apparatus is configured such that the drain
●[ステップS30:各半導体素子のゲート電極と、各電極パッドとをボンディングワイヤで接続(図10、図11)]
図3に示すステップS30にて、実装装置は、図10及び図11に示すように、第1半導体素子11のゲート電極11Gと第1電極パッド51GBとをボンディングワイヤBで接続し、第2半導体素子12のゲート電極12Gと第2電極パッド52GBとをボンディングワイヤBで接続し、第3半導体素子13のゲート電極13Gと第3電極パッド53GBとをボンディングワイヤBで接続する。モジュールM1の作成時に下方に配置された第1半導体素子11のゲート電極11Gは、モジュールM1の作成時に上方に配置された第2半導体素子12の貫通孔12Kまたは切欠部を経由してボンディングワイヤBで第1電極パッド51GBに接続される(図11参照)。そして図10に示す電子部品1において、ドレイン引出部51DPは図2における電源Vddに相当し、第2半導体素子12のソース電極12Sは図2におけるアースVssに相当し、第3半導体素子13のソース電極13Sは図2における出力Voutに相当している。また図10に示す電子部品1において、第1ゲート引出部51GPは図2における入力Vin1に相当し、第2ゲート引出部52GPは図2における入力Vin2に相当し、第3ゲート引出部53GPは図2における入力Vin3に相当している。
[Step S30: Connect the gate electrode of each semiconductor element to each electrode pad with a bonding wire (FIGS. 10 and 11)]
In step S30 shown in FIG. 3, the mounting apparatus connects the
以上、本発明の電子部品1(または電子部品の製造方法)は、モジュールM1の下方に配置した第1半導体素子11のゲート電極11Gの位置と、モジュールM1の上方に配置した第2半導体素子12の貫通孔12Kまたは切欠部の位置と、を一致させる。これにより、1種類の半導体素子10(第1半導体素子11と第2半導体素子12)を重ね合わせた際、図10及び図11に示すように、下方に配置された第1半導体素子11のゲート電極11Gに、上方に配置された第2半導体素子12の貫通孔12Kまたは切欠部を経由してボンディングワイヤBを接続することが可能である。このように、1種類の半導体素子10(第1半導体素子11と第2半導体素子12)を重ね合わせた電子部品1(または電子部品の製造方法)であって、貫通孔10Kまたは切欠部を形成しておく、という非常にシンプルな構造にて、下段の第1半導体素子11の電極(この場合、ゲート電極11G)に必要な配線(この場合、ボンディングワイヤ)を容易に接続することが可能である。
As described above, the electronic component 1 (or the electronic component manufacturing method) of the present invention has the position of the
なお、ボンディングワイヤを接続する際は、例えばボンディングワイヤを電極に圧接させて超音波加振するが、図11に示すように、第1半導体素子11のゲート電極11Gの下方が、ドレイン電極11D、ドレイン導電部51D、実装基板50の基板部にて、隙間無く支持されるように構成して、当該ゲート電極11Gの下方に空洞部を形成しないように構成することが好ましい。このように、ボンディングワイヤの接続対象の電極の下方に空洞部を形成しないことで、超音波抜け(超音波加振による接合の不良)を防止することができる。また、第2半導体素子12のゲート電極12G、第3半導体素子13のゲート電極13G、の下方も同様に、空洞部を形成しないように構成することで、超音波抜け(超音波加振による接合の不良)を防止することができる。なお、図2に示す電子回路において、Tr1、Tr2、Tr3は、nチャネルMOSFETであることが好ましい。また、本実施の形態にて説明した、図10及び図11に示す電子部品1は、1種類の3個の半導体素子10を用いるので、製造工程や製造ラインの違いが無く、同一の製造工程で同一の製造ラインにて同時期に製造された半導体素子を用いることができる。従って、製造ロットの違いも無く、特性のバラツキが非常に小さな半導体素子を利用することができるので、非常に好ましい。
When connecting the bonding wire, for example, the bonding wire is pressed against the electrode and subjected to ultrasonic vibration. As shown in FIG. 11, the lower side of the
本発明の電子部品1の構成、構造、外観、形状、製造方法等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、本実施の形態の説明では、nチャネルMOSFETを例として説明したが、pチャネルMOSFETとしてもよい。また電子部品の実装工程については、本実施の形態にて説明した実装工程に限定されるものではない。
Various changes, additions, and deletions can be made to the configuration, structure, appearance, shape, manufacturing method, and the like of the
また、電子部品1で実現する電子回路は、図2の例に示した電子回路に限定されず、種々の電子回路を、1種類の半導体素子を重ね合わせて実現した種々の電子部品に適用することが可能である。
Further, the electronic circuit realized by the
本実施の形態の説明では、図10及び図11に示すように、実装基板50の上に複数の半導体素子を実装したものを電子部品1としたが、実装基板50及び第3半導体素子13を省略して1種類の半導体素子である第1半導体素子11と第2半導体素子12とを重ね合わせたもの、及び導電板60を挟んで第1半導体素子11と第2半導体素子12とを重ね合わせたもの、も電子部品に含む。
In the description of the present embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the
また半導体素子10は、MOSFETに限定されるものではなく、第1表面電極はソース電極に限定されず、第2表面電極はゲート電極に限定されず、裏面電極はドレイン電極に限定されるものではない。
Further, the
半導体素子10における貫通孔10Kが形成されている位置は、ゲート電極10Gの位置に対して90[°]旋回した位置に限定されるものではなく、180[°]を除く任意の旋回角度に相当する位置であってもよい(180[°]の場合は、重ね合わせた際に上段の半導体素子のゲート電極の下方に、下段の半導体素子の貫通孔または切欠部による空洞部が位置してしまうため、好ましくない)。
The position where the through
また半導体素子10に形成する切欠部の形状は、例えば図12に示す半導体素子10Bの切欠部10Lのような形状であってもよいし、図13に示す半導体素子10Cの欠損部10Mのような形状であってもよい。このような欠損部も切欠部に含む。また、切欠部の形状や、欠損部の形状は、どのような形状であってもよい。
Further, the shape of the notch formed in the
1 電子部品
10、10B、10C 半導体素子
11 第1半導体素子
12 第2半導体素子
13 第3半導体素子
10D、11D、12D、13D ドレイン電極(裏面電極)
10G、11G、12G、13G ゲート電極(第2表面電極)
10K、11K、12K、13K 貫通孔
10L 切欠部
10M 欠損部
10S、11S、12S、13S ソース電極(第1表面電極)
10W ウェハ
10WA 表面
10WB 裏面
50 実装基板
50A、50C 実装領域
51D ドレイン導電部(裏面電極用導電部)
51DP ドレイン引出部
51DH、51SH 配線部
51GB 第1電極パッド(第1半導体素子用の表面電極用導電部)
51GP 第1ゲート引出部
51SP 導電板用導電部
52GB 第2電極パッド(第2半導体素子用の表面電極用導電部)
52GP 第2ゲート引出部
53D ドレイン導電部
53GB 第3電極パッド(第3半導体素子用の表面電極用導電部)
53GP 第3ゲート引出部
60 導電板
60C 基板接続面
B ボンディングワイヤ
M1 モジュール
DESCRIPTION OF
10G, 11G, 12G, 13G Gate electrode (second surface electrode)
10K, 11K, 12K, 13K Through-
10W Wafer 10WA Front 10WB Back 50
51DP Drain lead portion 51DH, 51SH Wiring portion 51GB First electrode pad (conductive portion for surface electrode for first semiconductor element)
51GP 1st gate extraction part 51SP Conductive part for conductive plates 52GB 2nd electrode pad (conductive part for surface electrodes for 2nd semiconductor elements)
52GP 2nd
53GP Third gate lead-out
Claims (3)
表面に第1表面電極と第2表面電極とが形成されて裏面に裏面電極が形成された1種類の前記半導体素子を重ね合わせ、
前記第2表面電極は、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置に形成されており、
前記半導体素子には、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置であって前記第1表面電極も前記第2表面電極も形成されていない位置に、貫通孔あるいは切欠部が形成されており、
重ね合わされた一方の前記半導体素子である第1半導体素子の表面と、重ね合わされた他方の前記半導体素子である第2半導体素子の裏面と、が重ね合わされ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と、前記第2半導体素子の前記裏面電極とが電気的に接続されているとともに、前記第1半導体素子の前記第2表面電極が、前記第2半導体素子の前記貫通孔あるいは前記切欠部の位置と一致するように重ね合わされている、
電子部品。 An electronic component in which semiconductor elements are stacked,
Overlapping one kind of the semiconductor element in which the first surface electrode and the second surface electrode are formed on the front surface and the back surface electrode is formed on the back surface,
The second surface electrode is formed at a position closer to the edge than the center in the semiconductor element,
In the semiconductor element, a through hole or a notch is formed at a position closer to the edge than the central portion of the semiconductor element and where the first surface electrode and the second surface electrode are not formed. And
The surface of the first semiconductor element that is one of the stacked semiconductor elements and the back surface of the second semiconductor element that is the other stacked semiconductor element are overlapped, and the first surface of the first semiconductor element is overlapped. An electrode and the back surface electrode of the second semiconductor element are electrically connected, and the second surface electrode of the first semiconductor element is connected to the through hole or the notch of the second semiconductor element. Superimposed to match the position,
Electronic components.
さらに実装基板を備え、
前記第1半導体素子の前記裏面電極は、前記実装基板に設けられた裏面電極用導電部に電気的に接続されており、
前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極との間には導電板が挟み込まれ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極は前記導電板を介して電気的に接続されており、
前記導電板は、前記第1半導体素子の前記第2表面電極の少なくとも一部を覆わないように挟み込まれ、前記実装基板に設けられた導電板用導電部に接続されており、
前記第2半導体素子の前記第2表面電極には、ボンディングワイヤが接続されて当該ボンディングワイヤは前記実装基板に設けられた表面電極用導電部に接続されている、
電子部品。 The electronic component according to claim 1,
In addition, equipped with a mounting board,
The back electrode of the first semiconductor element is electrically connected to a back electrode conductive portion provided on the mounting substrate;
A conductive plate is sandwiched between the first surface electrode of the first semiconductor element and the back electrode of the second semiconductor element, and the first surface electrode of the first semiconductor element and the second semiconductor element The back electrode is electrically connected via the conductive plate,
The conductive plate is sandwiched so as not to cover at least a part of the second surface electrode of the first semiconductor element, and is connected to a conductive portion for a conductive plate provided on the mounting substrate,
A bonding wire is connected to the second surface electrode of the second semiconductor element, and the bonding wire is connected to a surface electrode conductive portion provided on the mounting substrate.
Electronic components.
前記電子部品は、表面に第1表面電極と第2表面電極とが形成されて裏面に裏面電極が形成された1種類の前記半導体素子が重ね合わされており、
前記第2表面電極を、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置に形成し、
貫通孔あるいは切欠部を、前記半導体素子における中央部よりも縁部に近い位置であって前記第1表面電極も前記第2表面電極も形成されていない位置に形成し、
重ね合わせた一方の前記半導体素子である第1半導体素子の表面と、重ね合わせた他方の前記半導体素子である第2半導体素子の裏面と、を重ね合わせる際、前記第1半導体素子の前記第2表面電極が前記第2半導体素子の前記貫通孔あるいは前記切欠部の位置と一致するように重ね合わせ、前記第1半導体素子の前記第1表面電極と前記第2半導体素子の前記裏面電極とを電気的に接続する、
電子部品の製造方法。
A method of manufacturing an electronic component in which semiconductor elements are superimposed,
In the electronic component, the first surface electrode and the second surface electrode are formed on the front surface, and one kind of the semiconductor element in which the back surface electrode is formed on the back surface is overlaid,
Forming the second surface electrode at a position closer to the edge than the center of the semiconductor element;
A through hole or a notch is formed at a position closer to the edge than the central portion of the semiconductor element and where the first surface electrode and the second surface electrode are not formed,
When the surface of the first semiconductor element that is one of the superimposed semiconductor elements and the back surface of the second semiconductor element that is the other superimposed semiconductor element are overlapped, the second of the first semiconductor element The surface electrode is overlapped so as to coincide with the position of the through hole or the notch of the second semiconductor element, and the first surface electrode of the first semiconductor element and the back electrode of the second semiconductor element are electrically connected. Connect
Manufacturing method of electronic components.
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