JP2022030192A - Semiconductor module - Google Patents

Semiconductor module Download PDF

Info

Publication number
JP2022030192A
JP2022030192A JP2020134004A JP2020134004A JP2022030192A JP 2022030192 A JP2022030192 A JP 2022030192A JP 2020134004 A JP2020134004 A JP 2020134004A JP 2020134004 A JP2020134004 A JP 2020134004A JP 2022030192 A JP2022030192 A JP 2022030192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microcomputer
pad
semiconductor module
rewiring
mcu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020134004A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
未生 鈴木
Mio Suzuki
昇平 大坂
Shohei Osaka
友和 稲垣
Tomokazu Inagaki
銀花 李
Yinhua Li
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP2020134004A priority Critical patent/JP2022030192A/en
Priority to CN202010883070.1A priority patent/CN114068504A/en
Publication of JP2022030192A publication Critical patent/JP2022030192A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0233—Structure of the redistribution layers
    • H01L2224/02333—Structure of the redistribution layers being a bump
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H01L2224/0237—Disposition of the redistribution layers

Abstract

To provide a structure in which rewiring is performed for a microcomputer and being built in a semiconductor module, and a highly functional semiconductor module corresponding to a large current.SOLUTION: A microcomputer is mounted in a semiconductor module. The microcomputer includes a first pad and a second pad that are formed by rewiring. Further, the microcomputer includes a wiring area and a wiring prohibition area. Further, a power chip, a control chip, and the microcomputer are mounted on a lead frame. The microcomputer is disposed at a center in an X direction and is disposed on a stage different from the power chip in a Y direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体モジュールに関し、特に内部にマイコンを搭載した半導体モジュールに関する。
The present invention relates to a semiconductor module, and more particularly to a semiconductor module having a microcomputer inside.

一般的な半導体モジュールは、インテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ、ＩＰＭ）と呼ばれ、パワーチップ（電力用素子）を用いて、いろいろな駆動回路、制御回路、保護回路等を一体化したものである。
A general semiconductor module is called an intelligent power module (IPM), which integrates various drive circuits, control circuits, protection circuits, etc. using a power chip (power element). ..

半導体モジュールは、単体半導体装置を複数使用していたものをひとつのモジュールとして構成し、エアコン等の電気製品の基板へ搭載することができる。近年では、さらに高機能が求められ、半導体モジュール内にパワーチップ、コントロールチップのほかに種々の演算処理をさせるマイコン（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）を搭載した半導体モジュールが知られている。
As a semiconductor module, a module that uses a plurality of single semiconductor devices can be configured as one module and mounted on a substrate of an electric product such as an air conditioner. In recent years, higher functionality is required, and a semiconductor module equipped with a microcomputer (Micro Controller Unit, MCU) for performing various arithmetic processes in addition to a power chip and a control chip is known.

例えば、特許文献１には、内部に電子素子（マイコン等）が搭載された配線基板とリードフレームとをモールド樹脂にて一体に封止している電子装置が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses an electronic device in which a wiring board on which an electronic element (microcomputer or the like) is mounted and a lead frame are integrally sealed with a mold resin.

また、特許文献２には、銅再配線層を有する半導体素子が開示されている。
Further, Patent Document 2 discloses a semiconductor device having a copper rewiring layer.

特開２００７－１２９１７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-129175 特許４０６８２９３号公報Japanese Patent No. 4068293

しかしながら、従来技術は、一体化する電子装置としてはよいが、配線基板を使用するため、部材が多く必要になる。
However, although the conventional technique may be used as an integrated electronic device, a wiring board is used, so that a large number of members are required.

例えば、半導体モジュールでは、配線基板を使用せずに、マイコンをリードフレームに搭載する場合、マイコンは小電圧・小電流のため電極パッドが小さく狭ピッチで配置されているので、リードフレームで形成することは困難である。特にパワーが必要な半導体モジュールでは、リードフレームの厚さが厚くなり狭ピッチでリードフレームの内部端子を形成することが困難である。
For example, in a semiconductor module, when a microcomputer is mounted on a lead frame without using a wiring board, the electrode pads of the microcomputer are small and arranged at a narrow pitch due to a small voltage and a small current, so the microcomputer is formed by the lead frame. That is difficult. Especially in a semiconductor module that requires power, the thickness of the lead frame becomes thick and it is difficult to form the internal terminals of the lead frame at a narrow pitch.

また、従来技術の再配線は、ウェーハレベルチップサイズパッケージとするにはよいが、モールド内部に取り込むには、大電流用途に対応できる太線ワイヤで接続することができる大きなパッドが必要である。
Further, the rewiring of the prior art is good for a wafer level chip size package, but in order to incorporate it into the mold, a large pad that can be connected with a thick wire that can be used for high current applications is required.

従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、マイコンに再配線をおこない半導体モジュールに内蔵する構造を提供することを目的とする。また、大電流に対応した高機能な半導体モジュールを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a structure built in a semiconductor module by rewiring the microcomputer. Another object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor module that can handle a large current.


上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体モジュールは、内部にマイコンを搭載し、マイコンは再配線による第１のパッドおよび第２のパッドを備えている。
また、マイコンは、配線エリアと配線禁止領域を備えている。
また、リードフレーム上にパワーチップとコントロールチップとマイコンが搭載され、マイコンはＸ方向の中央に配置され、Ｙ方向においてパワーチップとは別なステージに配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configurations.
The semiconductor module of the present invention has a microcomputer mounted therein, and the microcomputer includes a first pad and a second pad by rewiring.
Further, the microcomputer has a wiring area and a wiring prohibition area.
Further, a power chip, a control chip, and a microcomputer are mounted on the lead frame, and the microcomputer is arranged in the center of the X direction and is arranged on a stage different from the power chip in the Y direction.

本発明によれば、配線基板を使用せず、パッドサイズを大きくした再配線ＭＣＵをリードフレームに搭載し、太線ワイヤボンディングができるので、部品点数が少なく、マイコン機能を搭載した高機能な大電流半導体モジュールを提供することができる。
According to the present invention, a rewiring MCU with a large pad size is mounted on a lead frame without using a wiring board, and thick wire bonding can be performed. Therefore, the number of parts is small and a high-performance large current equipped with a microcomputer function is provided. A semiconductor module can be provided.

本発明の実施例１に係る再配線されたＭＣＵの平面図である。It is a top view of the rewired MCU which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る再配線されたＭＣＵの部分断面図である。It is a partial cross-sectional view of the rewired MCU which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の変形例１に係る半導体モジュールの内部構造図である。It is an internal structure diagram of the semiconductor module which concerns on modification 1 of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description.

本発明の実施例１に係る半導体モジュールを説明する。図１は、再配線されたＭＣＵ（マイコン）の平面図である。図２は、再配線されたＭＣＵ（マイコン）の部分断面図である。図３は、半導体モジュールの内部構造図である。いずれも本発明を説明する概略図である。
The semiconductor module according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of a rewired MCU (microcomputer). FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the rewired MCU (microcomputer). FIG. 3 is an internal structural diagram of the semiconductor module. Both are schematic views explaining the present invention.

図１は、素子である再配線ＭＣＵ１、第１のパッド２、第２のパッド３、再配線４、再配線禁止領域５が配置されている。
In FIG. 1, a rewiring MCU 1, a first pad 2, a second pad 3, a rewiring 4, and a rewiring prohibition region 5, which are elements, are arranged.

図２は、再配線ＭＣＵ１の再配線構造を説明し、再配線４、ＭＣＵ基板６、ＭＣＵパッド７、絶縁層８が積層されている。
FIG. 2 describes the rewiring structure of the rewiring MCU 1, and the rewiring 4, the MCU substrate 6, the MCU pad 7, and the insulating layer 8 are laminated.

マイコンは、標準的な微細プロセスで製造されるパッドサイズ（ＭＣＵパッド７）であり、チップ外周に並んでいる。パッドの位置やサイズは、半導体モジュールで用いられる大電流用配線ワイヤ径（ワイヤボンディング）を使用するためには、位置やサイズが小さすぎて適さない。
The microcomputer has a pad size (MCU pad 7) manufactured by a standard fine process, and is lined up on the outer periphery of the chip. The position and size of the pad are not suitable because the position and size are too small to use the large current wiring wire diameter (wire bonding) used in the semiconductor module.

そこで、マイコンのウェハ形成プロセス完了後に再配線工程によって再配線ＭＣＵ１を形成する。
Therefore, after the wafer formation process of the microcomputer is completed, the rewiring MCU1 is formed by the rewiring step.

マイコンの再配線製造では、半導体モジュールに内蔵するのに適したパッドサイズおよびパッド位置となるように、基本になるＭＣＵ基板６の上に再配線構造で、マイコン本来のパッドサイズ（ＭＣＵパッド７）と同じ大きさの小パッドである第１のパッド２を形成する。
In the rewiring manufacturing of a microcomputer, the original pad size of the microcomputer (MCU pad 7) is constructed by rewiring on the basic MCU board 6 so that the pad size and pad position are suitable for being built in the semiconductor module. The first pad 2, which is a small pad having the same size as the above, is formed.

第１のパッド２は再配線後にも、特性検査用のプローブ針を当てることができる構造である。すなわち、再配線後にマイコンウェハの検査をおこなうことができる第１のパッド２は、ＭＣＵ品質保証用の検査パッドである。
The first pad 2 has a structure in which a probe needle for characteristic inspection can be applied even after rewiring. That is, the first pad 2 capable of inspecting the microcomputer wafer after rewiring is an inspection pad for MCU quality assurance.

さらに、マイコン上に再配線構造で、マイコン本来のパッドから再配線４を電気的に引き回して、大パッドである第２のパッド３を形成する。すなわち、再配線４によって第１のパッド２（小パッド）と第２のパッド３（大パッド）が結線されている。第２のパッド３は、半導体モジュール組立用のパッドである。
Further, in a rewiring structure on the microcomputer, the rewiring 4 is electrically routed from the original pad of the microcomputer to form a second pad 3 which is a large pad. That is, the first pad 2 (small pad) and the second pad 3 (large pad) are connected by the rewiring 4. The second pad 3 is a pad for assembling a semiconductor module.

半導体モジュールのそれぞれのチップやフレームとの接続用である第２のパッド（大パッド）と、マイコン検査用の第１のパッド（小パッド）であり、第２のパッドのサイズは第１のパッドのサイズよりも大きい。これは、絶縁層８を用いて積層構造で製造することができる。一般的な再配線構造を用いればよいので、詳細を割愛する。
A second pad (large pad) for connecting to each chip or frame of the semiconductor module and a first pad (small pad) for microcomputer inspection, and the size of the second pad is the first pad. Is larger than the size of. This can be manufactured in a laminated structure using the insulating layer 8. Since a general rewiring structure may be used, details are omitted.

さらに、寄生容量にセンシティブな素子の上部に、再配線禁止領域５を形成する。すなわち、再配線は、マイコンチップ内に形成された素子との間で容量成分となり、マイコン本来の機能を損なってしまう可能性がある。マイコンにおけるＲＯＭ、ＲＡＭのメモリと発振器およびＡＤコンバータの領域を避けて再配線をおこなうことである。これにより、半導体モジュールの品質を確保することができる。
Further, a rewiring prohibition region 5 is formed on the upper part of the element that is sensitive to parasitic capacitance. That is, the rewiring becomes a capacitive component with the element formed in the microcomputer chip, and there is a possibility that the original function of the microcomputer is impaired. Rewiring is performed while avoiding the areas of the ROM, RAM memory, oscillator, and AD converter in the microcomputer. This makes it possible to ensure the quality of the semiconductor module.

パッドサイズとは、パワーチップを用いる半導体モジュールであるため、大電流用途としてワイヤの線径が太いものを使用することが一般的である。一方でマイコンは小電圧・小電流のため、ワイヤの線径は細いものを用いて半導体パッケージに組込みをおこなうため、マイコンのパッドは一般的に半導体モジュール用途の１／６程度の面積となる。
Since the pad size is a semiconductor module using a power chip, it is common to use a wire having a large wire diameter for high current applications. On the other hand, since a microcomputer has a small voltage and a small current, a wire having a small wire diameter is used and incorporated into a semiconductor package. Therefore, the pad of the microcomputer generally has an area of about 1/6 of that used for a semiconductor module.

例えば、マイコン外形寸法は２．４×２．４×厚さ０．４ｍｍ、小パットは０．０４×０．０６ｍｍ、大パッドは０．１２×０．１２ｍｍ、再配線の幅は０．０３ｍｍ、再配線禁止領域は１．０ｘ０．８ｍｍである。
For example, the external dimensions of the microcomputer are 2.4 x 2.4 x 0.4 mm thick, the small pad is 0.04 x 0.06 mm, the large pad is 0.12 x 0.12 mm, and the rewiring width is 0.03 mm. The rewiring prohibited area is 1.0x0.8 mm.

図３は、半導体モジュール１１の内部構成を説明する。パワーチップ１２、コントロールチップ（ドライブ回路）１３、マイコン１、電子部品１４、ワイヤ１５、リードフレーム１６、モールド１７、アウターリード１８、デジタルグランド端子１９、アナロググランド端子２０で構成されている。
FIG. 3 describes the internal configuration of the semiconductor module 11. It is composed of a power chip 12, a control chip (drive circuit) 13, a microcomputer 1, an electronic component 14, a wire 15, a lead frame 16, a mold 17, an outer lead 18, a digital ground terminal 19, and an analog ground terminal 20.

パワーチップ１２は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴで、ＦＲＤと組み合わせることも可能であり、出力トランジスタである。
また、コントロールチップ１３は、ＭＩＣであり、ドライブ回路である。
また、電子部品１４は、ブートダイオードや温度検出であり、半導体モジュールの機能によっては省略される場合がある。
The power chip 12 is a MOSFET or IGBT, which can be combined with the FRD and is an output transistor.
Further, the control chip 13 is a MIC and is a drive circuit.
Further, the electronic component 14 is a boot diode or temperature detection, and may be omitted depending on the function of the semiconductor module.

リードフレーム１６は、銅材料の金属が使用でき、リードフレーム１６の代わりに絶縁基板を使用することもできる。
また、ワイヤ１５は、ワイヤボンディング装置で、チップとチップ間、チップとリードフレーム間を電気的に接続する。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌといった材料が使用できる。
図示は省略しているが、各チップや電子部品の接合は、はんだやＡｇのシンタ―、ペーストが使用できる。
As the lead frame 16, a metal of a copper material can be used, and an insulating substrate can be used instead of the lead frame 16.
Further, the wire 15 is a wire bonding device that electrically connects the chip to the chip and the chip to the lead frame. For example, materials such as Cu, Ag, Au, and Al can be used.
Although not shown, solder, Ag sinter, or paste can be used to join each chip or electronic component.

モールド１７は、各部品が搭載されたリードフレーム１６を樹脂封止するものである。また、リードフレーム１６のうちモールド１７から突出した部分が外部端子となるアウターリード１８である。
The mold 17 is for resin-sealing the lead frame 16 on which each component is mounted. Further, the outer lead 18 in which the portion of the lead frame 16 protruding from the mold 17 serves as an external terminal.

これらの構成部材は通常半導体モジュールに用いられるものであり、適宜材質や個数を選択することができる。
These components are usually used for semiconductor modules, and the material and the number thereof can be appropriately selected.

本発明の半導体モジュール１１では、前述した再配線ＭＣＵ１を追加して搭載することである。
In the semiconductor module 11 of the present invention, the above-mentioned rewiring MCU1 is additionally mounted.

再配線ＭＣＵ１をパッケージの中心付近に配置する。これにより、モールドの樹脂応力によるチップ特性の変動を抑制することができる。
Place the rewiring MCU1 near the center of the package. This makes it possible to suppress fluctuations in the chip characteristics due to the resin stress of the mold.

再配線ＭＣＵ１は、ノイズおよび発熱発生源の出力用パワーチップから離れた位置に配置する。すなわち、リードフレーム上にパワーチップとコントロールチップとが搭載され、再配線ＭＣＵ１はＸ方向の中央に配置され、Ｙ方向においてパワーチップとは別なステージに配置されている。別なステージとは、リードフレーム１６において、パワーチップ１２が搭載されるダイパッドとは別に離間されたダイパッドのことである。
The rewiring MCU 1 is arranged at a position away from the output power chip of the noise and heat generation source. That is, the power chip and the control chip are mounted on the lead frame, the rewiring MCU1 is arranged in the center in the X direction, and is arranged on a stage different from the power chip in the Y direction. The separate stage is a die pad in the lead frame 16 that is separated from the die pad on which the power chip 12 is mounted.

この時、コントロールチップ１３が複数ある場合は、マイコン（再配線ＭＣＵ１）を挟み込むようにＸ方向の両側に配置してもよい。また、図３に示すように、Ｙ方向においてパワーチップから離間して、コントロールチップを隔ててＴ字形状に配置してもよい。いずれも、マイコンがノイズや熱で誤動作を生じることを抑制できる。
At this time, if there are a plurality of control chips 13, they may be arranged on both sides in the X direction so as to sandwich the microcomputer (rewiring MCU1). Further, as shown in FIG. 3, the control chips may be spaced apart from the power chip in the Y direction and arranged in a T-shape. In either case, it is possible to prevent the microcomputer from malfunctioning due to noise or heat.

また、再配線ＭＣＵ１に対するグランド端子をデジタルグランド端子１９、アナロググランド端子２０に分けて構成する。
Further, the ground terminal for the rewiring MCU 1 is divided into a digital ground terminal 19 and an analog ground terminal 20.

マイコンのアナログ回路やデジタル回路の誤動作を防ぐため、アナログとデジタル回路のグランドは独立した端子として出力している。デジタルグランド端子１９は、MCUやコントロールチップの裏面と同電位となっている。デジタルグランド端子１９とアナグログランド端子２０とを分離している。これにより、電位的にノイズが入り込まないようにしている。
In order to prevent malfunction of the analog circuit and digital circuit of the microcomputer, the ground of the analog and digital circuits is output as an independent terminal. The digital ground terminal 19 has the same potential as the back surface of the MCU or the control chip. The digital ground terminal 19 and the anagro ground terminal 20 are separated. This prevents noise from entering in the potential.

本発明の他の効果としては、再配線されたマイコンの第１のパッド（小パッド）は、マイコン電極と同じなので、再配線マイコンの単体でコンタクト触子により特性検査を実施することができる。
As another effect of the present invention, since the first pad (small pad) of the rewired microcomputer is the same as the microcomputer electrode, the characteristic inspection can be performed by the rewiring microcomputer alone by the contact touch.

第２のパッド（大パッド）はモジュール組み立て時の太線ワイヤボンディングをすることができ、配線禁止領域は寄生容量による誤動作を抑制できる半導体モジュールを提供することができる。
The second pad (large pad) can be used for thick wire bonding at the time of module assembly, and the wiring prohibited area can provide a semiconductor module capable of suppressing malfunction due to parasitic capacitance.

マイコンは、中央に配置され、パワーチップとは別ステージに配置されているので、外部応力や発熱の影響を受けにくい半導体モジュールを提供することができる。パワーチップから離間して配置されている場合も同様である。
Since the microcomputer is arranged in the center and is arranged on a stage separate from the power chip, it is possible to provide a semiconductor module that is not easily affected by external stress and heat generation. The same applies when they are arranged apart from the power chip.

マイコンを内蔵する半導体モジュールは、制御部をマイコンに置き換えることで、上位マイコンとの接続に双方向通信を容易に用いることができる。すなわち、半導体モジュール内部のパラメータ変更や、モータ運転状態の監視を実現できる。
A semiconductor module having a built-in microcomputer can easily use bidirectional communication for connection with a higher-level microcomputer by replacing the control unit with a microcomputer. That is, it is possible to change the parameters inside the semiconductor module and monitor the motor operating state.

また、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の演算器を使用して高次元のモータ制御を実現できる。これにより、一般的なセンサ有正弦波制御をセンサレスベクトル制御に変更可能である。すなわち、高効率のモータ制御が実現可能な半導体モジュールを使用することにより、家電製品のトータルコストダウンに寄与することができる。
Further, a high-dimensional motor control can be realized by using an arithmetic unit of a CPU (Central Processing Unit). This makes it possible to change the general sine wave control with a sensor to sensorless vector control. That is, by using a semiconductor module capable of realizing highly efficient motor control, it is possible to contribute to the total cost reduction of home electric appliances.

また、ソフトウェアの書き換えで多用なモータ制御を実現できる。これにより、制御ＩＣを作り変える必要無く半導体モジュールを使用する家電製品のいろいろな機能を選択することができる。
In addition, various motor controls can be realized by rewriting the software. This makes it possible to select various functions of home appliances that use semiconductor modules without the need to remake the control IC.

上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
As described above, although the embodiments for carrying out the present invention have been described, it should be clarified from this disclosure that various alternative embodiments and examples are possible to those skilled in the art.

再配線の製造は、メッキ工程で形成されており、最終金属面（パッド面）を酸化防止金属で覆うとよい。例えば、ニッケル―金である。これにより、パッド面の酸化を防止することができる。
The rewiring is manufactured by a plating process, and the final metal surface (pad surface) may be covered with an antioxidant metal. For example, nickel-gold. This makes it possible to prevent oxidation of the pad surface.

また、マイコンチップを搭載するリードフレームは、絶縁放熱基板に置き換えてもよい。
Further, the lead frame on which the microcomputer chip is mounted may be replaced with an insulated heat dissipation substrate.

また、半導体モジュールに、ヒートスプレッダ(放熱フィン)を備えてもよい。例えば、パワーチップは、約１５０度まで発熱する可能性があるが、マイコンは少電流の消費なので、ほとんど発熱をしない。
Further, the semiconductor module may be provided with a heat spreader (radiating fin). For example, a power chip may generate heat up to about 150 degrees, but since a microcomputer consumes a small amount of current, it hardly generates heat.

パワーチップ直下にヒートスプレッダを配置し、マイコン直下にはヒートスプレッダがかからないようにするとよい。これにより、マイコンとパワーチップの伝熱距離を離すことができ、マイコンの誤動作防止することができる。また、ヒートスプレッダは、電気的に絶縁、非絶縁のどちらでも用途に応じて使い分けることができる。
It is advisable to place the heat spreader directly under the power chip so that the heat spreader does not apply directly under the microcomputer. As a result, the heat transfer distance between the microcomputer and the power chip can be separated, and malfunction of the microcomputer can be prevented. Further, the heat spreader can be either electrically insulated or non-insulated depending on the application.

また、製品用途として、再配線をおこなったＭＣＵを内蔵した半導体モジュールは、エアコンの室内ＦＡＮモータ等に使用される三相ブラシレスＤＣモータの駆動装置とすることができる。
Further, as a product application, a semiconductor module containing a rewired MCU can be used as a drive device for a three-phase brushless DC motor used in an indoor FAN motor or the like of an air conditioner.

エアコンの室内ＦＡＮ等のように、スペースが限られた場合、かつ１次側と２次側の電源構成によりＭＣＵをモータの近場に配置できない場合には、モータ制御ＩＣがモータ駆動を司る。このモータ制御ＩＣはＭＣＵより回転指令を受け取り、磁気素子によって認識したロータ位置に応じたモータ駆動波形をドライブＩＣに供給する。ドライブＩＣと出力トランジスタはその信号を増幅することでモータ駆動用の電力をモータに供給できる。
When the space is limited, such as in the indoor FAN of an air conditioner, and when the MCU cannot be placed near the motor due to the power supply configuration on the primary side and the secondary side, the motor control IC controls the motor drive. This motor control IC receives a rotation command from the MCU and supplies the motor drive waveform corresponding to the rotor position recognized by the magnetic element to the drive IC. The drive IC and the output transistor can supply electric power for driving the motor to the motor by amplifying the signal.

また、モータ制御ＩＣは磁気素子によって認知したモータの回転信号を絶縁されたフォトカプラ等を通して、ＭＣＵにフィードバックしている。ＭＣＵはこの回転信号と回転指令の差分を無くすように調整をかけることで、クローズドループの制御を実現することができる。
Further, the motor control IC feeds back the rotation signal of the motor recognized by the magnetic element to the MCU through an isolated photocoupler or the like. The MCU can realize closed loop control by making adjustments so as to eliminate the difference between the rotation signal and the rotation command.

また、駆動対象モータは、センサ出力を有するブラシレスＤＣモータやブラシ付きＤＣモータ等でもよく、効果は同一である。
Further, the drive target motor may be a brushless DC motor having a sensor output, a brushed DC motor, or the like, and the effects are the same.

１、再配線ＭＣＵ
２、第１のパッド（小パッド）
３、第２のパッド（大パッド）
４、再配線
５、再配線禁止領域
６、ＭＣＵ基板
７、ＭＣＵパッド
８、絶縁層
１１、半導体モジュール
１２、パワーチップ
１３、コントロールチップ
１４、電子部品
１５、ワイヤ
１６、リードフレーム
１７、モールド
１８、アウターリード
１９、デジタルグランド端子
２０、アナロググラント端子 1. Rewiring MCU
2. First pad (small pad)
3, 2nd pad (large pad)
4, Rewiring 5, Rewiring prohibited area 6, MCU board 7, MCU pad 8, Insulation layer 11, Semiconductor module 12, Power chip 13, Control chip 14, Electronic component 15, Wire 16, Lead frame 17, Mold 18, Outer lead 19, digital ground terminal 20, analog grant terminal

Claims (5)

内部にマイコンを搭載した半導体モジュールにおいて、前記マイコンは再配線による第１のパッドおよび第２のパッドを備えていることを特徴とする半導体モジュール。
A semiconductor module in which a microcomputer is mounted inside, wherein the microcomputer includes a first pad and a second pad by rewiring.
 前記マイコンは、配線エリアと配線禁止領域を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
The semiconductor module according to claim 1, wherein the microcomputer includes a wiring area and a wiring prohibition area.
 リードフレーム上にパワーチップとコントロールチップと前記マイコンが搭載され前記マイコンはＸ方向の中央に配置され、Ｙ方向においてパワーチップとは別なステージに配置されていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の半導体モジュール。
1. The semiconductor module according to claim 2.
 前記マイコンは第２のパッドからワイヤが配線されていることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の半導体モジュール。
The semiconductor module according to claim 1, wherein the microcomputer has a wire wired from the second pad.
 パワー素子とマイコンのグランド端子は、デジタルグランド端子とアナロググランド端子として分けてアウターリードへ出していることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の半導体モジュール。 The semiconductor module according to claim 1 to 4, wherein the ground terminal of the power element and the microcomputer is separately output to the outer lead as a digital ground terminal and an analog ground terminal.
JP2020134004A 2020-08-06 2020-08-06 Semiconductor module Pending JP2022030192A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020134004A JP2022030192A (en) 2020-08-06 2020-08-06 Semiconductor module
CN202010883070.1A CN114068504A (en) 2020-08-06 2020-08-28 Semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020134004A JP2022030192A (en) 2020-08-06 2020-08-06 Semiconductor module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022030192A true JP2022030192A (en) 2022-02-18

Family

ID=80233078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020134004A Pending JP2022030192A (en) 2020-08-06 2020-08-06 Semiconductor module

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2022030192A (en)
CN (1) CN114068504A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CN114068504A (en) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8796831B2 (en) Complex semiconductor packages and methods of fabricating the same
US9159720B2 (en) Semiconductor module with a semiconductor chip and a passive component and method for producing the same
USRE41869E1 (en) Semiconductor device
JP3674333B2 (en) Power semiconductor module and electric motor drive system using the same
US7291869B2 (en) Electronic module with stacked semiconductors
US7714428B2 (en) High power semiconductor package and method of making the same
US10468338B2 (en) Semiconductor device
US20050231925A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
US9520369B2 (en) Power module and method of packaging the same
KR20090093162A (en) Power device package and the method of fabricating the same
JP5378683B2 (en) Circuit device and manufacturing method thereof
JPH0758277A (en) Semiconductor device
JP2003197862A (en) Power module and its assembling method
US20070257377A1 (en) Package structure
KR20090104477A (en) Semiconductor Device Package
JP5285224B2 (en) Circuit equipment
JP2006304591A (en) Primary-side active circuit device for switch mode power supply
US8987880B2 (en) Chip module and a method for manufacturing a chip module
JP3989417B2 (en) Power device
JP2006216989A (en) Semiconductor device and inverter circuit using the same
JP2022030192A (en) Semiconductor module
CN112968622A (en) Intelligent power module and intelligent power module structure adopting same
CN214480328U (en) Intelligent power module and intelligent power module structure adopting same
JP2004533124A (en) Semiconductor module with multiple semiconductor chips
JP2013207168A (en) Semiconductor module