JP3337400B2 - センサ電極取出し構造 - Google Patents

センサ電極取出し構造

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    • H01L2224/85148Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
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    • H01L2224/8518Translational movements
    • H01L2224/85186Translational movements connecting first outside the semiconductor or solid-state body, i.e. off-chip, reverse stitch

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセンサ電極取出し構
造に関し、特にシリコン単結晶材を用いたギャップの狭
い半導体センサ(例えばTFT液晶パネル検査用FET
センサ)からの信号を外部へ取出すためのセンサ電極取
出し構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、センサ電極取出し構造は図5
(A),(B)に示すようになっていた。ここで、図3
(A)は全体図、図5(B)は図5(A)のX−X線に
沿う断面図である。
【0003】図中の付番1は回路基板であり、この回路
基板1上にセンサ2や複数の電子部品(又は電気部品)
3が搭載されている。前記センサ2の上面の一部はセン
サ検知部4となっており、前記センサ2の上面に複数の
電極パッド5が設けられている。前記センサ2に隣接す
る回路基板1上には、前記電極パッド5とボンディング
ワイヤ6を介して電気的に接続する電極パッド7が設け
られている。
【0004】前記ボンディングワイヤ6は、通常、超音
波ワイヤボンディング法と呼ばれる手法により電極パッ
ド5,7間の接続を行っていた。これを図6(A)〜
(E)を参照して説明する。まず、図6(A)の状態か
ら回路基板1上の電極パッド7上にボンディングワイヤ
6の一端をキャピラリー11を用いて熱溶着させて接続さ
せる(図6(B)参照)。つづいて、図6(C)のよう
にボンディングワイヤ6の他端側をセンサ2上面の電極
パッド5の真上に移動させた後、ボンディングワイヤ6
の他端を電極パッド5に接続させる(図6(D)参
照)。この後、余分なボンディングワイヤ6の他端側を
クランパ−12で切断し、ボンディングワイヤ6による接
続を終了する(図6(E)参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図5の構成
の電極取出し構造においては、センサ2上面の電極パッ
ド5と回路基板1上の電極パッド7がボンディングワイ
ヤ6を介して電気的に接続されているが、ボンディング
の関係でボンディングワイヤ6の高さがセンサ検知部4
の位置より高い位置に存在する。従って、センサ2で被
検査体を検知する際に前記ボンディングワイヤ6が被検
査体に接触し、断線したり、あるいは検知する際の被検
査体の接近が制限される等の問題が生じていた。
【0006】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、センサ検知部の傾斜部を利用して第1の電極パ
ッドと第2の電極パッド同士を電気的に接続する配線パ
ターンを設けることにより、被検査体を従来と比べセン
サのセンサ検知部付近へ接近させることができ、もって
高精度なセンサシステムが実現できるセンサ電極取出し
構造を提供することを目的とする。
【0007】又、本発明は、センサ検知部の傾斜部を利
用して第2の電極パッドと電気的に接続する配線パター
ンを形成し、回路基板及び傾斜部には配線シートを形成
し、この配線シート内に接続配線、前記配線パターンと
接続配線同士を電気的に接続する第3の電極パッド、前
記接続配線と第1の電極パッド同士を電気的に接続する
第4の電極パッドを夫々形成した構成とすることによ
り、被検査体を従来と比べセンサのセンサ検知部付近へ
接近させることができ、もって高精度なセンサシステム
が実現できるセンサ電極取出し構造を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願に係る第1の発明
は、回路基板上に半導体センサと第1の電極パッドとを
有したセンサ電極取出し構造において、前記半導体セン
サは一部が傾斜部となっており、かつ前記半導体センサ
はセンサ検知部と第2の電極パッドとを有し、更に前記
傾斜部を利用して前記第1の電極パッドと第2の電極パ
ッド同士を電気的に接続する配線パターンが形成されて
いることを特徴とするセンサ電極取出し構造である。
【0009】また、本願に係る第2の発明は、回路基板
上に半導体センサと第1の電極パッドとを有したセンサ
電極取出し電極構造において、前記半導体センサは一部
が傾斜部となっており、かつ前記半導体センサはセンサ
検知部と第2の電極パッドとを有し、更に前記傾斜部を
利用して前記第2の電極パッドと電気的に接続する配線
パターンが形成され、前記回路基板及び傾斜部には配線
シートが形成され、この配線シート内には接続配線、前
記配線パターンと接続配線同士を電気的に接続する第3
の電極パッド、前記接続配線と第1の電極パッド同士を
電気的に接続する第4の電極パッドが夫々形成されてい
ることを特徴とするセンサ電極取出し構造である。
【0010】本発明において、前記傾斜部の傾斜角度
(例えば図1のθ)は、配線パターンの段切れを少なく
するため、10°〜30°程度が好ましい。傾斜部を設
けたのは次のような理由による。つまり、センサ内に形
成されたセンサ検知部は、検出ギャップを約20μm保
った状態における電位計測センサである。従って、セン
サ検知部の真上約20μmの位置へ被検査体が存在する
ため、電極取出しはその20μm内で行う必要がある。
また、センサ内のセンサ検知部は半導体センサであり、
センサの材料は一般に単結晶シリコンを使用している。
それ故、単結晶シリコンでの例えば印刷配線板の表裏接
続法の1つであるスルーホール加工等はできない。よっ
て、センサからの電極取出しは本方式となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。 (実施例1)図1(A),(B)を参照して説明する。
ここで、図1(A)は本実施例1に係るセンサ電極取出
し構造の平面図、図1(B)は図1(A)のX−X線に
沿う断面図である。
【0012】図中の付番21は回路基板である。この回路
基板21上には、センサ22や複数の電子部品(又は電気部
品)23が実装され、更に複数の第1の電極パッド24が前
記センサ22に隣接して形成されている。ここで、前記セ
ンサ22の材質は単結晶シリコンであり、厚みは約3mm
である。前記センサ22は、傾斜角度(θ)が10°〜3
0°程度の2つの対向する傾斜部22aを有している。前
記センサ22の頂部22bのフラット面の一部はセンサ検知
部25となっており、該センサ22の頂部22bには外部との
電気的接続を行うための複数の第2の電極パッド26がセ
ンサ22の傾斜部22aに沿って設けられている。前記電子
部品23は、センサ22で得られた微弱な電気信号を増幅又
は波形整形等信号処理するためのものである。前記傾斜
部22a上には、両端が回路基板21の上面、センサ22の頂
部22b上に延出して第1の電極パッド24、第2の電極パ
ッド26と夫々電気的に接続する薄膜配線パターン27が形
成されている。
【0013】次に、上述した構成のセンサ電極取出し構
造の組立法について図3を参照して説明する。まず、セ
ンサ22上にセンサ検知部25を形成した後、センサ22の両
端を傾斜加工して対向する2つの傾斜部22aを形成す
る。一方、回路基板21を予め配置しておき、前記センサ
22をセンサ検知部25を上向きにして回路基板21に実装す
る。つづいて、センサ22の第2の電極パッド26から信号
等の電気信号を取り出す(又は供給する)ために、前記
センサ1の傾斜部22aに成膜及びエッチング技術を用い
て第2の電極パッド26,第1の電極パッド24に電気的に
接続する薄膜配線パターン27を形成する。これにより、
センサ22の電気成分が回路基板21の第1の電極パッド24
で取出し(又は供給)することができる。その後、第1
の電極パッド24を使用して電子部品23の各々の端子と回
路基板21上へ印刷配線を用いることにより、電気的接続
ができ、センサ信号の処理が可能となる。
【0014】上記実施例1に係るセンサ電極取出し構造
においては、センサ22の傾斜部を利用して回路基板21上
の第1の電極パッド24とセンサ22の頂部22bの第2の電
極パッド26同士を電気的に接続する薄膜配線パターン27
を設けることにより、被検査体を従来と比べセンサ22の
センサ検知部25へ接近させることができる。従って、セ
ンサ22の検知信号レベルが向上し、S/N比向上で高精
度なセンサシステムが実現でき、製品のイメージを大幅
に向上できる。
【0015】ちなみに、薄膜配線パターン27の厚みは現
在の技術レベルにおいて〜10μm程度が可能であり、
本発明を用いることにより大幅に被検査体をセンサへ接
近させることが可能となる。従って、センサの検知レベ
ルが向上してS/N向上となり、高精度なセンサシステ
ムが実現でき、製品のイメージを大幅にアップすること
ができる。
【0016】これに対し、従来技術では、先に述べたよ
うに、センサからの電気信号の取出し(又は供給)を行
う電極パッドへの電線の接続は、ボンディングワイヤを
用いて実施していたため、そのワイヤ接続メカニズム上
センサの電極パッド高さ位置から更に高い位置まで吊り
上げた後、接続先の電極パッドへ接続していた。このた
め、センサのセンサ検知部付近に被検査体を接近させる
ことは不可能に近かった。
【0017】(実施例2)図2(A),(B)を参照し
て説明する。ここで、図2(A)は本実施例2に係るセ
ンサ電極取出し構造の平面図、図2(B)は図2(A)
のX−X線に沿う断面図である。但し、図1と同部材は
同符号を付して説明を省略する。
【0018】図中の付番31は、センサ22の傾斜部22aに
一部がセンサ22の頂部22bに延出するように形成された
薄膜配線パターンである。この薄膜配線パターン31の一
端はセンサ22の頂部22bの第2の電極パッド26に電気的
に接続されている。前記回路基板21及び傾斜部22aに
は、傾斜部22aの長手方向に沿って配線シート32が形成
されている。この配線シート32の内側には、接続配線33
と、前記配線パターン31と接続配線33同士を電気的に接
続する第3の電極パッド34と、前記接続配線33と第1の
電極パッド24同士を電気的に接続する第4の電極パッド
35が夫々形成されている。
【0019】次に、上述した構成のセンサ電極取出し構
造の組立法について図4を参照して説明する。まず、セ
ンサ22上にセンサ検知部25を形成した後、センサ22の両
端を傾斜加工して対向する2つの傾斜部22aを形成す
る。一方、回路基板21を予め配置しておき、前記センサ
22をセンサ検知部25を上向きにして回路基板21に実装す
る。つづいて、センサ22の第2の電極パッド26から信号
等の電気信号を取り出す(又は供給する)ために、前記
センサ1の傾斜部22aの一部に成膜及びエッチング技術
を用いて第2の電極パッド26に電気的に接続する薄膜配
線パターン31を形成する。次いで、前記薄膜配線パター
ン31の他端と、薄膜シート32内に製作された接続配線33
の一端の第3の電極パッド34との電気的な接続を行い、
更に接続配線33の他端の第4の電極パッド35と前記第1
の電極パッド24との電気的な接続を行う。これにより、
センサ22の電気成分が回路基板21の第1の電極パッド24
で取出し(又は供給)することができる。その後、第1
の電極パッド24を使用して電子部品23の各々の端子と回
路基板21上へ印刷配線を用いることにより、電気的接続
ができ、センサ信号の処理が可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、セ
ンサ検知部の傾斜部を利用して第1の電極パッドと第2
の電極パッド同士を電気的に接続する配線パターンを設
けることにより、被検査体を従来と比べセンサのセンサ
検知部付近へ接近させることができ、もって高精度なセ
ンサシステムが実現できるセンサ電極取出し構造を提供
することを目的とする。
【0021】又、本発明は、センサ検知部の傾斜部を利
用して第2の電極パッドと電気的に接続する配線パター
ンを形成し、回路基板及び傾斜部には配線シートを形成
し、この配線シート内に接続配線、前記配線パターンと
接続配線同士を電気的に接続する第3の電極パッド、前
記接続配線と第1の電極パッド同士を電気的に接続する
第4の電極パッドを夫々形成した構成とすることによ
り、被検査体を従来と比べセンサのセンサ検知部付近へ
接近させることができ、もって高精度なセンサシステム
が実現できるセンサ電極取出し構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るセンサ電極取出し構造
の説明図で、図1(A)は平面図、図1(B)は図1
(A)のX−X線に沿う断面図。
【図2】本発明の実施例2に係るセンサ電極取出し構造
の説明図で、図2(A)は平面図、図2(B)は図2
(A)のX−X線に沿う断面図。
【図3】本発明の実施例1に係るセンサ電極取出し構造
の製造手順を示すフローチャート。
【図4】本発明の実施例2に係るセンサ電極取出し構造
の製造手順を示すフローチャート。
【図5】従来のセンサ電極取出し構造の説明図で、図5
(A)は平面図、図5(B)は図5(A)のX−X線に
沿う断面図。
【図6】図5のセンサ電極取出し構造におけるワイヤボ
ンディングの電極パッドへの接続の仕方を工程順に示す
説明図。
【符号の説明】
21…回路基板、 22…半導体センサ、 22a…傾斜部、 22b…頂部、 23…電子部品、 24,26,31,35…電極パッド、 25…センサ検知部、 27、31…薄膜配線パターン、 32…配線シート、 33…接続電線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 六角 正 広島県広島市安佐南区祇園三丁目2番1 号 三菱重工業株式会社広島工機工場内 (72)発明者 杉山 繁広 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目8番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−129441(JP,A) 特開 平2−294644(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 25/00 - 25/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板上に半導体センサと第1の電極
    パッドとを有したセンサ電極取出し構造において、 前記半導体センサは一部が傾斜部となっており、かつ前
    記半導体センサはセンサ検知部と第2の電極パッドとを
    有し、更に前記傾斜部を利用して前記第1の電極パッド
    と第2の電極パッド同士を電気的に接続する配線パター
    ンが形成されていることを特徴とするセンサ電極取出し
    構造。
  2. 【請求項2】 回路基板上に半導体センサと第1の電極
    パッドとを有したセンサ電極取出し構造において、 前記半導体センサは一部が傾斜部となっており、かつ前
    記半導体センサはセンサ検知部と第2の電極パッドとを
    有し、更に前記傾斜部を利用して前記第2の電極パッド
    と電気的に接続する配線パターンが形成され、前記回路
    基板及び傾斜部には配線シートが形成され、この配線シ
    ート内には接続配線、前記配線パターンと接続配線同士
    を電気的に接続する第3の電極パッド、前記接続配線と
    第1の電極パッド同士を電気的に接続する第4の電極パ
    ッドが夫々形成されていることを特徴とするセンサ電極
    取出し構造。
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