JP3203157B2 - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は混成集積回路装置に
関し、更に詳しく言えば、電流検出などに用いられ、シ
リコン基体上に抵抗体が形成されてなる抵抗が搭載され
た混成集積回路装置の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】以下で、従来例に係る混成集積回路装置
について説明する。この混成集積回路装置は、電流を電
圧変換して電流を検出するための抵抗(以下これを電流
検出抵抗と称する)を備えたものである。例えばモータ
の駆動回路を搭載した混成集積回路装置の場合、モータ
に流れる電流が何らかの原因で所定の電流量よりも増え
た場合には電流を減らして所定の電流量に戻したり、あ
るいは過電流が流れた場合にはモータを保護するために
回路の駆動を停止してしまうなどというように、モータ
に流れる電流を検出しつつ、モータの駆動制御を行うこ
とが多い。
【0003】このようにモータに流れる電流を検出する
には、モータの接続端子に電流検出抵抗を接続し、モー
タに流れる電流を電流検出抵抗で電圧変換して制御回路
に帰還させることにより、電流検出をしていた。特にモ
ータの駆動に用いるような電流検出抵抗には数Aから数
10A程度と比較的大きな電流が流れるので、通常の印
刷抵抗やチップ抵抗等ではかなり大きな素子を用いない
と焼けてしまう。しかし大きな印刷抵抗やチップ抵抗を
用いるとこれを搭載するための厚膜基板の面積が増大し
てしまい、縮小化の妨げになるので、図3に示すように
接着樹脂(2)を用いて、銅とマンガンの合金であるマ
ンガニン材(3)を基体となる銅板(1)上に接着する
ことで形成される抵抗体が用いられていた(以下でこれ
を銅基体の抵抗と称する)。
【0004】このマンガニン材(3)は、温度上昇によ
る抵抗値の変動が少なく、抵抗値のばらつきも少なく、
かつ低抵抗なので、高精度が要求される電流検出抵抗の
抵抗体として用いるには非常に適した材質である。しか
し、図3に示すような銅基体の抵抗では、接着樹脂
(2)を用いて銅板(1)上にマンガニン材(3)を接
着しているので、コストの上昇を来す問題があった。
【0005】そこで、図4に示すようにシリコン基体
(24)の上にシリコン酸化膜(25)を形成し、その
上に抵抗体であるマンガニン材(26)をスパッタ等で
形成し、所定のパターンにパターニングすることによっ
て形成される抵抗体が提案されている(以下でこれをシ
リコン基体の抵抗と称する)。これは銅板を抵抗体の基
体として用いたものと異なり、接着樹脂を要しないので
熱劣化のおそれがなく、同じ形成面積でも銅基体の抵抗
に比して大電流を流すことができ、また半導体デバイス
の製造プロセスで製造することができるので、製造が容
易で量産にむき、コストも安く出来るなどという利点が
ある。
【0006】図5に、上述のシリコン基体の抵抗を電流
検出抵抗として用いた混成集積回路装置の一部を示す。
この混成集積回路装置は図5に示すように、アルミ基板
(12)上に酸化アルミニウム膜(13),接着樹脂
(14)が順次形成された厚膜基板上に、銅箔からなる
回路配線(9A,9B,9C)が形成されている。回路
配線(9A)上には、半田(7B)で銅板(8)が接着
され、その上に半田(7A)で図4に示す構成を有する
抵抗(RB)のシリコン(6)が接着され、図4に示す
抵抗(RB)が搭載されている。銅板(8)は、抵抗体
(RB)に電流供給することによって生じる熱を放熱す
るためのものである。
【0007】回路配線(9B,9C)は、この抵抗(R
B)への電流供給用の端子であって、抵抗(RB)の抵
抗体であるマンガニン材(26)の一端と回路配線(9
B)とはボンディングワイヤ(10A)でボンディング
され、マンガニン材(26)の他端と回路配線(9C)
とはボンディングワイヤ(10B)でボンディングされ
ている。また、マンガニン材(6)の両端と不図示の制
御回路とはボンディングワイヤ(11C)でボンディン
グされている。
【0008】抵抗(RB)に電流を供給すると、その電
流は回路配線(9B)→マンガニン材(26)→回路配
線(9C)といった経路で流れ、マンガニン材(26)
の両端にかかる電位差が電圧変換された電流としてボン
ディングワイヤ(11C)で不図示の制御回路に伝達さ
れて検出される。モータに流れる電流を検出するような
場合にはこの抵抗には100V程度の高電圧が印加され
ることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
上記の図4に示す抵抗体を電流検出抵抗として用いた場
合、以下に示すような問題が生じる。すなわち、図6に
示すように、何らかの原因でアルミ基板(12)の電位
が接地電位(GND)まで低下したような場合には、抵
抗体(RB)には100V程度の高電圧が印加されてい
ることにより、アルミ基板(12)と抵抗体(RB)と
の間に100V程度の高電圧が印加されることになる。
【0010】すると、抵抗体(RB)からアルミ基板
(12)との間で絶縁破壊が起こり、抵抗体(RB)か
らアルミ基板(12)へと向かって図6に示すような貫
通電流(Io)が流れ、抵抗体(RB)の絶縁膜である
シリコン酸化膜(5)や、厚膜基板の絶縁膜である酸化
アルミニウム膜(12)が破損して抵抗体(RB)アル
ミ基板(12)とが短絡し、素子破壊が生じてしまうと
いう問題が生じていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、図1に示すように、金属基板上
に第1の絶縁膜を介して回路配線が形成されてなる厚膜
基板と、シリコン基体上に第2の絶縁膜を介して抵抗体
が形成されてなる抵抗とを有する混成集積回路装置であ
って、前記抵抗体へ電流を供給する第1,第2の回路配
線のうち、いずれか一方の上に前記抵抗が形成され、か
つ前記抵抗体の一端と、前記第1の回路配線が電気的に
接続され、前記抵抗体の他端と前記第2の回路配線が電
気的に接続されていることにより、金属基板の電位がか
りに接地電位まで低下しても、素子破壊を抑止すること
が可能となる混成集積回路装置の提供を目的とする。
【0012】本発明に係る混成集積回路装置によれば、
図1に例示するように、抵抗体は電流供給用の第1,第
2の回路配線のいずれかの上に搭載されており、かつ抵
抗体の一端と、第1の回路配線がワイヤボンディングな
どによって電気的に接続され、抵抗体の他端と第2の回
路配線がワイヤボンディングなどによって電気的に接続
されているため、かりに第1の回路配線上に抵抗が搭載
されていたとすると、第1の回路配線と抵抗体はワイヤ
ボンディングなどによって電気的に接続されているの
で、抵抗体とその直下の領域の第1の回路配線とは常に
同電位になっている。
【0013】このため、抵抗体の直下にある第1の回路
配線が何らかの原因で接地電位まで低下し、抵抗体には
100V程度の高電圧が印加されていたとしても、これ
らの電位は同電位になっているので、従来のように抵抗
体の直下にある回路配線と抵抗体に高電圧が印加される
ことはない。したがって、これらの間に高電圧が印加さ
れることで、抵抗体から金属基板へと向かって貫通電流
が流れて抵抗体と金属基板とが短絡し、素子破壊が生じ
てしまうという事態を極力抑止することが可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下で、本発明の実施例に係る混
成集積回路装置について図面を参照しながら説明する。
図1は本実施例に係る混成集積回路装置の電流検出抵抗
周辺を説明する斜視図であって、図2は混成集積回路装
置の電流検出抵抗周辺を説明する側面図である。
【0015】本実施例に係る混成集積回路装置は、モー
タの駆動回路を搭載し、モータに流れる電流を検出する
電流検出抵抗を搭載したものであって、その電流検出抵
抗として図4に示すようにシリコン基体(24)の上
に、第2の絶縁膜の一例であるシリコン酸化膜(25)
が形成され、その上に抵抗体の一例であるマンガニン材
(26)が形成されてなるシリコン基体の抵抗(RB)
を用いている。
【0016】本実施例に係る混成集積回路装置は図1に
示すように、アルミ基板(32)上に、第1の絶縁膜の
一例である酸化アルミニウム膜(33),接着樹脂(3
4)が順次形成された厚膜基板上に、銅箔からなる第
1,第2の回路配線(29A,29B)が形成されてい
る。第1の回路配線(29A)上には、半田(27B)
で銅板(28)が接着され、その上に半田(27A)で
図4に示す構成を有する抵抗(RB)のシリコン(2
6)が接着され、図4に示すようなシリコン基体の抵抗
(RB)が搭載されている。銅板(28)は、抵抗(R
B)の抵抗体たるマンガニン材(26)に電流を供給す
ることによって生じる熱を放熱するためのものである。
【0017】第2の回路配線(29B)は、抵抗体たる
マンガニン材(26)への電流供給用の端子であって、
第1の回路配線(29A)はマンガニン材(26)への
電流供給用の端子であると同時に、その上に抵抗体(R
B)を搭載する土台としての役割を兼ねている。抵抗体
(RB)のマンガニン材(26)の一端と第1の回路配
線(29A)とはボンディングワイヤ(30A)でボン
ディングされ、マンガニン材(26)の他端と第2の回
路配線(29B)とはボンディングワイヤ(30B)で
ボンディングされている。また、マンガニン材(26)
の両端と不図示の制御回路とはボンディングワイヤ(3
1C)でボンディングされている。
【0018】抵抗(RB)に電流を供給すると、その電
流は第1の回路配線(29A)→マンガニン材(26)
→第2の回路配線(29B)といった経路で流れ、マン
ガニン材(26)の両端にかかる電位差が電圧変換され
た電流としてボンディングワイヤ(31C)で不図示の
制御回路に伝達されて検出される。モータに流れる電流
を検出するような場合にはこの抵抗には100V程度の
高電圧が印加されることになる。
【0019】上記の混成集積回路装置では、図1に示す
ように、抵抗(RB)は電流供給用の第1の回路配線
(29A)の上に搭載されており、かつ抵抗(RB)の
抵抗体であるマンガニン材(26)の一端と、第1の回
路配線(29A)とがボンディングワイヤ(30A)に
よって接続されているため、第1の回路配線(29A)
とマンガニン材(26)は常に同電位になっている。
【0020】このため、抵抗(RB)の直下にある第1
の回路配線(29A)が何らかの原因で接地電位まで低
下し、マンガニン材(26)には100V程度の高電圧
が印加されていたとしても、これらの電位は常に同電位
になっているので、従来のように抵抗(RB)の直下に
ある第1の回路配線(29A)とマンガニン材(26)
との電位は図2に示すようにいずれも接地電位(GN
D)になり、これらの間に高電圧が印加されることはな
い。
【0021】したがって、従来のようにこれら第1の回
路配線(29A)とマンガニン材(26)の間に高電圧
が印加されることで、マンガニン材(26)からアルミ
基板(22)へと向かって貫通電流が流れて短絡し、素
子破壊が生じてしまうという事態を極力抑止することが
可能となる。なお、本実施例では、モータの駆動回路に
おいてモータに流れる電流を検出する電流検出抵抗を搭
載した場合について説明しているが、本発明はこれに限
らず、混成集積回路装置において電流を検出する際に用
いる抵抗であればおよそどのようなものでも同様の効果
を奏し、また電流検出抵抗にさえ限らず、低抵抗で高い
精度が要求される抵抗について適用しても、同様の効果
を奏する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る混成集
積回路装置によれば、抵抗体は電流供給用の第1,第2
の回路配線のいずれかの上に搭載されており、かつ抵抗
体の一端と、第1の回路配線がワイヤボンディングなど
によって電気的に接続され、抵抗の他端と第2の回路配
線がワイヤボンディングなどによって電気的に接続され
ているため、抵抗体と、その直下の領域の第1の回路配
線とは常に同電位になっている。
【0023】したがって、これらの間に高電圧が印加さ
れることで、抵抗体から金属基板へと向かって貫通電流
が流れて抵抗体と金属基板とが短絡し、素子破壊が生じ
てしまうという事態を極力抑止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る混成集積回路装置の要部
を説明する斜視図である。
【図2】本発明の実施例に係る混成集積回路装置の要部
を説明する側面図である。
【図3】銅基体の抵抗を説明する図面である。
【図4】シリコン基体の抵抗を説明する図面である。
【図5】従来例に係る混成集積回路装置を説明する斜視
図である。
【図6】従来例に係る混成集積回路装置の問題点を説明
する図面である。
【符号の説明】
(24) シリコン基体 (25) シリコン酸化膜(第2の絶縁膜) (26) マンガニン材(抵抗体) (27A,27B)半田 (28) 銅板 (29A) 第1の回路配線 (29B) 第2の回路配線 (30A,30B)ボンディングワイヤ (31C) ボンディングワイヤ (32) アルミ基板(金属基板) (33) 酸化アルミニウム膜(第1の絶縁
膜) (34) 接着樹脂 (RB) 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 25/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基板上に第1の絶縁膜を介して回路
    配線が形成されてなる厚膜基板と、シリコン基体上に第
    2の絶縁膜を介して抵抗体が形成されてなる抵抗とを有
    する混成集積回路装置であって、 前記抵抗体へ電流を供給する第1、第2の回路配線のう
    ち、いずれか一方の上に前記抵抗が形成され、 かつ前記抵抗体の一端と、前記第1の回路配線が電気的
    に接続され、前記抵抗体の他端と前記第2の回路配線が
    電気的に接続され 上面に前記抵抗を形成している第1または第2の回路配
    線と上面に前記抵抗を形成している第1または第2の回
    路配線に電気的に接続されている前記抵抗体の一端が同
    電位に保たれていることを特徴とする混成集積回路装
    置。
  2. 【請求項2】 前記抵抗体の一端と第1の回路配線の接
    続及び前記抵抗体の他端と第2の回路配線の接続は、ワ
    イヤボンディングでなされていることを特徴とする請求
    項1記載の混成集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記抵抗体はマンガニン材であって前記
    第2の絶縁膜はシリコン酸化膜であることを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載の混成集積回路装置。
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