DE102019127007A1

DE102019127007A1 - Stapel elektrischer bauelemente und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE102019127007A1
Application number: DE102019127007.3A
Authority: DE
Inventors: Yohei Hirota; Hiroshi Yamazaki; Hitoshi Iwama; Yusuke Takahashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: US11088106B2; CN111048468A; JP6927179B2; DE102019127007B4; US20200118963A1; US11855035B2; JP2020061511A; CN111048468B; US20210327846A1

Abstract

Ein Stapel elektrischer Bauelemente hat ein erstes elektrisches Bauelement mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, und einer Seitenfläche, die sich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche befindet; ein zweites elektrisches Bauelement mit einer dritten Oberfläche, auf die das erste elektrische Bauelement montiert ist, wobei die dritte Oberfläche der zweiten Oberfläche gegenüberliegt und einen Eckbereich zwischen der dritten Oberfläche und der Seitenfläche bildet; eine Klebeschicht, die das erste elektrische Bauelement an das zweite elektrische Bauelement bindet, wobei die Klebeschicht einen ersten Abschnitt umfasst, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche gelegen ist, und einen gekrümmten zweiten Abschnitt umfasst, der den Eckbereich ausfüllt; und eine leitende Schicht, die sich auf einer Seite der Seitenfläche erstreckt, entlang des zweiten Abschnitts gekrümmt ist und sich zur dritten Oberfläche hin erstreckt.

Description

STAND DER TECHNIK
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Patentanmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 12. Oktober 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-193174 , deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollinhaltlich hierin aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapel elektrischer Bauelemente und ein Verfahren zur Herstellung desselben, insbesondere einen Stapel elektrischer Bauelemente, in dem ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und ein Magnetsensor gestapelt sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Es ist eine Technik bekannt, bei der ein Package ausgebildet wird, indem ein elektrisches Bauelement wie etwa eine integrierte Schaltung, ein Halbleiterelement, ein MEMS System und ein Magnetsensor auf ein anderes elektrisches Bauelement montiert werden. Die US-Patentschrift Nr. 9466580 offenbart ein Halbleiter-Package, bei dem ein Halbleitersubstrat (im Folgenden als erstes elektrisches Bauelement bezeichnet) auf ein anderes Halbleitersubstrat (im Folgenden als zweites elektrisches Bauelement bezeichnet) montiert ist. Eine Kontaktfläche, die auf der oberen Oberfläche des ersten elektrischen Bauelements ausgebildet ist, ist über eine leitende Schicht (eine Redistributionsschicht) mit einer Kontaktfläche verbunden, die auf der oberen Oberfläche des zweiten elektrischen Bauelements (der Oberfläche, auf die das erste elektrische Bauelement montiert ist) ausgebildet ist. Eine Isolierschicht (eine Passivierungsschicht) ist auf der Seitenfläche des ersten elektrischen Bauelements vorgesehen, und die leitende Schicht ist entlang der Isolierschicht ausgebildet. Die Seitenfläche der Isolierschicht ist mit einer schrägen Form ausgebildet, und die leitende Schicht ist entlang der derart ausgebildeten Seitenfläche der Isolierschicht vorgesehen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Um einen Stapel elektrischer Bauelemente, bei dem ein erstes elektrisches Bauelement auf ein zweites elektrisches Bauelement montiert ist, zu verkleinern, ist es im Allgemeinen wünschenswert, das zweite elektrische Bauelement zu verkleinern. Um das zweite elektrische Bauelement zu verkleinern, kann es erforderlich sein, die Kontaktfläche des zweiten elektrischen Bauelements nahe dem ersten elektrischen Bauelement anzuordnen. Wenn die leitende Schicht entlang der Seitenfläche des ersten elektrischen Bauelements angeordnet werden kann, dann wird der erforderliche Abstand zwischen der Kontaktfläche des zweiten elektrischen Bauelements und dem ersten elektrischen Bauelement minimiert, und die Beschränkung hinsichtlich der Verkleinerung des zweiten elektrischen Bauelements kann abgemildert werden. Weil jedoch die leitende Schicht bei dem Eckbereich, der von der oberen Oberfläche des zweiten elektrischen Bauelements und der Seitenfläche des ersten elektrischen Bauelements gebildet wird, im Wesentlichen in rechten Winkeln gebogen sein muss, kann sich die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung soll einen Stapel elektrischer Bauelemente, bei dem eine leitende Schicht entlang der Seitenfläche eines ersten elektrischen Bauelements angeordnet sein kann und zugleich die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht sichergestellt ist, und ein Verfahren zur Herstellung des Stapels elektrischer Bauelemente bereitstellen.
Ein Stapel elektrischer Bauelemente der vorliegenden Erfindung umfasst: ein erstes elektrisches Bauelement mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, und einer Seitenfläche, die sich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche befindet; ein zweites elektrisches Bauelement mit einer dritten Oberfläche, auf die das erste elektrische Bauelement montiert ist, wobei die dritte Oberfläche der zweiten Oberfläche gegenüberliegt und einen Eckbereich zwischen der dritten Oberfläche und der Seitenfläche bildet; eine Klebeschicht, die das erste elektrische Bauelement an das zweite elektrische Bauelement bindet, wobei die Klebeschicht einen ersten Abschnitt umfasst, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche gelegen ist, und einen gekrümmten zweiten Abschnitt umfasst, der den Eckbereich ausfüllt; und eine leitende Schicht, die sich auf einer Seite der Seitenfläche erstreckt, entlang des zweiten Abschnitts gekrümmt ist und sich zur dritten Oberfläche hin erstreckt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Stapels elektrischer Bauelemente der vorliegenden Erfindung umfasst: Montieren eines ersten elektrischen Bauelements auf ein zweites elektrisches Bauelement und Kleben des ersten elektrischen Bauelements an das zweite elektrischen Bauelement mit einer Klebeschicht, wobei das erste elektrische Bauelement eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, und Seitenfläche aufweist, die sich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche befindet, wobei die zweite Oberfläche des ersten elektrischen Bauelements einer dritten Oberfläche des zweiten elektrischen Bauelements gegenüberliegt und die dritte Oberfläche einen Eckbereich zwischen der dritten Oberfläche und der Seitenfläche bildet, sowie Bereitstellen einer leitenden Schicht, die sich auf einer Seite der Seitenfläche erstreckt und sich weiter zur dritten Oberfläche hin erstreckt. Die Klebeschicht ist derart angeordnet, dass die Klebeschicht einen ersten Abschnitt aufweist, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche gelegen ist, und einen gekrümmten zweiten Abschnitt aufweist, der den Eckbereich ausfüllt, und die leitende Schicht derart angeordnet ist, dass sie entlang des zweiten Abschnitts gekrümmt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Teil der Klebeschicht, die das erste elektrische Bauelement an das zweite elektrische Bauelement bindet, ein gekrümmter zweiter Abschnitt, der den Eckbereich ausfüllt, der zwischen der dritten Oberfläche und der Seitenfläche ausgebildet ist, und die leitende Schicht ist entlang des zweiten Abschnitts gekrümmt. Demgemäß muss die leitende Schicht beim Eckbereich keine enge Kurve machen. Daher kann die vorliegende Erfindung einen Stapel elektrischer Bauelemente, bei dem eine leitende Schicht entlang einer Seitenfläche eines ersten elektrischen Bauelements angeordnet werden kann und zugleich die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht sichergestellt ist, und ein Verfahren zur Herstellung des Stapels elektrischer Bauelemente bereitstellen.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die Beispiele der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, ersichtlich.
Figurenliste

1A und 1B sind eine Draufsicht beziehungsweise eine Querschnittsansicht, die einen Stapel elektrischer Bauelemente gemäß einer ersten Ausführungsform darstellen;
2 ist eine Querschnittsansicht, die den Stapel von 1A und 1B detaillierter darstellt;
3A bis 3C sind Teilschnittansichten, die den Stapel von 1A und 1B detaillierter darstellen;
4A bis 4C sind perspektivische Ansichten, die verschiedene Abwandlungen des Haltemittels veranschaulichen;
5A bis 5C sind Prozessschaubilder, die ein Verfahren zur Herstellung des ersten elektrischen Bauelements schematisch darstellen;
6A bis 6D sind Prozessschaubilder, die ein Verfahren zur Herstellung des Stapels gemäß der ersten Ausführungsform schematisch darstellen;
7A und 7B sind Schaubilder, welche die Vorteile des Stapels gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulichen;
8 ist eine Draufsicht, die den Stapel elektrischer Bauelemente gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
9A und 9B sind Querschnittsansichten, die den Stapel von 8 darstellen;
10A und 10B sind Teilschnittansichten, die den Stapel von 8 detaillierter darstellen;
11A bis 11 G sind Prozessschaubilder, die ein Verfahren zur Herstellung des Stapels gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch darstellen;
12 ist eine Querschnittsansicht eines Stapels gemäß einer anderen Abwandlung; und
13 ist eine Querschnittsansicht eines Stapels gemäß einer noch anderen Abwandlung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapel (ein Package) elektrischer Bauelemente, bei dem ein erstes elektrisches Bauelement auf ein zweites elektrisches Bauelement montiert ist. Bei den folgenden Ausführungsformen ist das erste elektrische Bauelement ein Magnetsensor und das zweite elektrische Bauelement ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), der mit dem Magnetsensor verbunden ist, doch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
(Erste Ausführungsform)
1A ist eine Draufsicht, die einen Stapel elektrischer Bauelemente (im Folgenden als Stapel 1 bezeichnet) darstellt, und 1B ist eine Querschnittsansicht, die den Stapel 1 entlang der Linie A-A in 1A darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht, die den Stapel 1 detaillierter darstellt, und 3A bis 3C sind Teilschnittansichten, die Abschnitt A, Abschnitt B beziehungsweise Abschnitt C von 2 detaillierter darstellen.
Das erste elektrische Bauelement 2 hat ungefähr die Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Das erste elektrische Bauelement 2 hat eine erste Oberfläche 21, eine zweite Oberfläche 22, die eine der ersten Oberfläche 21 entgegengesetzte Oberfläche ist, und erste Seitenflächen 23. die sich zwischen der ersten Oberfläche 21 und der zweiten Oberfläche 22 befinden. Das erste elektrische Bauelement 2 hat erste elektrische Verbindungen 24 auf der ersten Oberfläche 21. Das erste elektrische Bauelement 2 hat ein erstes Substrat 25, das aus Silicium besteht, und eine erste Passivierungsschicht 26, die auf dem ersten Substrat 25 vorgesehen ist. Ein Sensorelement, wie etwa ein TMR-Element (nicht dargestellt), ist in dem ersten Substrat 25 ausgebildet. Die erste Passivierungsschicht 26 ist eine Isolierschicht, die das erste Substrat 25 schützt, und die erste Oberfläche 21a wird von der Oberfläche der ersten Passivierungsschicht 26 gebildet. Bei jeder ersten elektrischen Verbindung 24 ist eine erste Kontaktfläche 27 auf der Oberfläche des ersten Substrats 25 ausgebildet, und die erste Passivierungsschicht 26 umfasst eine erste Öffnung 28, welche die erste Kontaktfläche 27 freilegt.
Das zweite elektrische Bauelement 3 hat ungefähr die Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Das zweite elektrische Bauelement 3 hat eine dritte Oberfläche 31, eine vierte Oberfläche 32, die eine der dritten Oberfläche 31 entgegengesetzte Oberfläche ist, und zweite Seitenflächen 33, die sich zwischen der dritten Oberfläche 31 und der vierten Oberfläche 32 befinden. Die dritte Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 liegt der zweiten Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 gegenüber. Ein Teil der dritten Oberfläche 31 wirkt als die Montagefläche, auf die das erste elektrische Bauelement 2 montiert ist, und das erste elektrische Bauelement 2 ist mit dem zweiten elektrischen Bauelement 3 über eine Klebeschicht 4 auf der Montagefläche verbunden. Zweite elektrische Verbindungen 34 sind auf der dritten Oberfläche 31 an von der Montagefläche verschiedenen Stellen vorgesehen. Das zweite elektrische Bauelement 3 hat ein zweites Substrat 35, das aus Silicium besteht, und eine zweite Passivierungsschicht 36, die auf dem zweiten Substrat 35 vorgesehen ist. Ein Element, wie etwa eine integrierte Schaltung (nicht dargestellt), ist in dem zweiten Substrat 35 ausgebildet. Die zweite Passivierungsschicht 36 ist eine Isolierschicht, die das zweite Substrat 35 schützt, und die dritte Oberfläche 31 wird von der Oberfläche der zweiten Passivierungsschicht 36 gebildet. Bei jeder zweiten elektrischen Verbindung 34 ist eine zweite Kontaktfläche 37 auf der Oberfläche des zweiten Substrats 35 ausgebildet, und die zweite Passivierungsschicht 36 hat eine zweite Öffnung 38, welche die zweite Kontaktfläche 37 freilegt. Das zweite elektrische Bauelement 3 ist größer als das erste elektrische Bauelement 2, und die dritte Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ist größer als die zweite Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2. Insbesondere liegt die zweite Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 innerhalb des Umfangs der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3. Demgemäß wird ein Eckbereich K mit annähernd rechten Winkeln zwischen der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 und der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 gebildet. Wie später beschrieben, sind die zweiten elektrischen Verbindungen 34 mit den ersten elektrischen Verbindungen 24 über leitende Schichten 5 verbunden. Außenanschlussflächen 39 für die Verbindung nach außen sind nahe des Umfangs der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 eingerichtet. Wie in 1B dargestellt, ist der Stapel 1 mit einer anderen Vorrichtung über einen Draht W verbunden, der mit der Außenanschlussfläche 39 verbunden ist.
Die Klebeschicht 4 besteht aus einem Silikonharz. Aufgrund der hohen Wärmewiderstandsfähigkeit kann die Klebeschicht 4 einer Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur im Wafer-Prozess standhalten. Die Klebeschicht 4 hat einen ersten Abschnitt 41, der zwischen der zweiten Oberfläche 22 und der dritten Oberfläche 31 gelegen ist, und einen gekrümmt geformten zweiten Abschnitt 42, der den Eckbereich K ausfüllt. Der erste Abschnitt 41 hat hauptsächlich die Funktion, das erste elektrische Bauelement 2 an das zweite elektrische Bauelement 3 zu binden. Ein Teil des zweiten Abschnitts 42 ist aus einem Flüssigharz ausgebildet, der vorab außerhalb des ersten elektrischen Bauelements 2 bereitgestellt wird, und der übrige Abschnitt ist aus einem Harz ausgebildet, das aus dem Raum zwischen der zweiten Oberfläche 22 und der dritten Oberfläche 31 herausgedrückt wird, wenn das erste elektrische Bauelement 2 an das zweite elektrische Bauelement 3 geklebt wird. Demgemäß ist der zweite Abschnitt 42 auf der Seite des ersten Abschnitts 41 und in dem Gebiet der ersten Seitenfläche 23 ausgebildet, das nahe der dritten Oberfläche 31 ist (im Folgenden als unterer Abschnitt 23b bezeichnet). Da das Harz aufgrund seiner Oberflächenspannung entlang der ersten Seitenfläche 23 nach oben wandert, wird auch ein Teil der Klebeschicht 4 (nicht dargestellt) im Gebiet der ersten Seitenfläche 23 zwischen dem zweiten Abschnitt 42 und der ersten Oberfläche 21 ausgebildet (im Folgenden als oberer Abschnitt 23a bezeichnet), obgleich die so ausgebildete Menge des Harzes begrenzt ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist es nicht wesentlich, ob ein Teil der Klebeschicht 4 im oberen Abschnitt 23a ausgebildet wird, und der Umfang der Klebeschicht 4, die im oberen Abschnitt 23a ausgebildet wird, ist nicht wesentlich. Die Grenze zwischen dem oberen Abschnitt 23a und dem unteren Abschnitt 23b befindet sich näher an der dritten Oberfläche 31 als der Mittelpunkt der ersten Seitenfläche 23 in der Höhenrichtung, doch kann sich die Grenze auch näher an der ersten Oberfläche 21 als am Mittelpunkt befinden.
Es sei angenommen, dass die Dicke t des zweiten Abschnitts 42 als eine Dicke definiert ist, die entlang einer Normalen zur ersten Seitenfläche 23 im Gebiet der ersten Seitenfläche 23 gemessen wird, und als eine Dicke definiert ist, die entlang einer Normalen zu einer Verlängerung der ersten Seitenfläche 23 in dem Gebiet zwischen dem ersten elektrischen Bauelement 2 und dem zweiten elektrischen Bauelement 3 gemessen wird. Die derart definierte Dicke t des zweiten Abschnitts 42 nimmt zur dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 hin monoton zu. Überdies steigt die Zunahmerate der Dicke t in Richtung der dritten Oberfläche 31 zumindest in dem Bereich monoton an, der sich näher an der dritten Oberfläche 31 befindet als die Mitte der ersten Seitenfläche 23 in der Dickenrichtung (die mittlere Position, die von der ersten Oberfläche 21 und der dritten Oberfläche 31 gleich weit entfernt ist). Anders gesagt hat der zweite Abschnitt 42 eine gekrümmte Form, die in Richtung des Eckbereichs K nahe dem Eckbereich K konkav ist und im Wesentlichen einen Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks mit einer sich zum Eckbereich K hin vorwölbenden gekrümmten Hypotenuse aufweist.
Das Haltemittel 6 zum Halten der Klebeschicht 4 ist zwischen der dritten Oberfläche 31 und der Klebeschicht 4 ausgebildet. Um genauer zu sein, hält das Haltemittel 6 einen Flüssigklebstoff (Harz), der ausgehärtet wird, um in eine Klebeschicht 4 umgewandelt zu werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Benetzbarkeitssteuerschicht 61 mit einer höheren Benetzbarkeit als die dritte Oberfläche 31 als Haltemittel 6 ausgebildet. Die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 ist zwischen der Klebeschicht 4 und der dritten Oberfläche 31 ausgebildet. Die Benetzbarkeit bezieht sich auf die Neigung einer Flüssigkeit, auf einer festen Oberfläche benetzbar zu sein. Je kleiner der Kontaktwinkel (ein zwischen einer Oberfläche einer stationären Flüssigkeit und einer festen Oberfläche gebildeter Winkel, wo die freie Oberfläche der Flüssigkeit auf die feste Wand trifft) ist, umso höher ist die Benetzbarkeit. Die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 ist eine Metallschicht (ein metallischer Bereich), die auf der dritten Oberfläche 31 ausgebildet ist und eine Stufe zwischen der Schicht und der dritten Oberfläche 31 bildet. Insbesondere bildet die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 einen Abschnitt, der in Richtung des ersten elektrischen Bauelements 2 aus der umgebenden dritten Oberfläche 31 herausragt. Die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 besteht beispielsweise aus einem Metall wie etwa Cu, kann aber auch aus einem beliebigen Material ausgebildet sein, das ein Flüssigharz halten kann, das in die Klebeschicht 4 umgewandelt werden soll. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 durch Plattieren ausgebildet, und die zweite Keimschicht 65 für das Plattieren der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 ist zwischen der zweiten Passivierungsschicht 36 und der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 vorgesehen. Die zweite Keimschicht 65 besteht aus Cu und kann durch Sputtern ausgebildet werden. Wenn die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 durch Sputtern, CVD oder dergleichen ausgebildet wird, ist die zweite Keimschicht 65 nicht erforderlich. Der Umfang der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 wird, in der zur dritten Oberfläche 31 senkrechten Richtung betrachtet, außerhalb des Umfangs des ersten elektrischen Bauelements 2 entlang seinem gesamten Umfang ausgebildet.
Ein Teil des zweiten Abschnitts 42 wird aus einem Harz ausgebildet, das aus dem Raum zwischen der zweiten Oberfläche 22 und der dritten Oberfläche 31 herausgedrückt wird. Daher hat das Harz vorzugsweise eine möglichst geringe Viskosität, um den zweiten Abschnitt 42 mit hoher Genauigkeit und hoher Reproduzierbarkeit der Form auszubilden. Wenn jedoch ein Harz mit einer geringen Viskosität verwendet wird, dann kann sich das Harz übermäßig auf der dritten Oberfläche 31 ausbreiten. Weil die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 eine höhere Benetzbarkeit als die dritte Oberfläche 31 aufweist, ist die Fläche, auf der sich das aufgebrachte Harz ausbreitet, innerhalb des Umfangs der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 begrenzt. Eine Stufe wird derart zwischen der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 und der dritten Oberfläche 31 ausgebildet, dass sich die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 auf der oberen Seite befindet und sich die dritte Oberfläche 31 auf der unteren Seite befindet. Demgemäß wird die Fläche, auf der sich das aufgebrachte Harz ausbreitet, auch durch die Oberflächenspannung begrenzt, die entlang des Umfangs der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 erzeugt wird.
Das Haltemittel 6 ist nicht auf die oben beschriebene Anordnung beschränkt und kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Wie in 4A dargestellt, kann die Halteeinheit 6 beispielsweise eine Haltefläche 62 für eine Klebeschicht sein, die auf der dritten Oberfläche 31 ausgebildet ist und eine höhere Benetzbarkeit als andere Abschnitte der dritten Oberfläche 31 aufweist. Die Haltefläche 62 mit einer höheren Benetzbarkeit als die dritte Oberfläche 31 kann durch eine raue Oberflächenbearbeitung der dritten Oberfläche 31 ausgebildet werden. Bei dieser Abwandlung ist keine Stufe zwischen der Haltefläche 62 und der dritten Oberfläche 31 erforderlich. Wie in 4B dargestellt, kann das Haltemittel 6 eine Aussparung 63 sein, die aus der dritten Oberfläche 31 in einer Richtung weg vom ersten elektrischen Bauelement 2 ausgespart ist Bei dieser Abwandlung hält die Aussparung 63 den Klebstoff, und die Benetzbarkeit der Bodenfläche der Aussparung 63 unterliegt keinen Beschränkungen. Wie in 4C dargestellt, kann das Haltemittel 6 ein Rahmenelement 64 sein, das auf der dritten Oberfläche 31 angeordnet ist. Bei dieser Abwandlung hält das Rahmenelement 64 den Klebstoff, und die Benetzbarkeit der unteren Oberfläche innerhalb des Rahmenelements 64 unterliegt keinen Beschränkungen. Des Weiteren kann die Benetzbarkeitssteuerschicht 61, obwohl nicht dargestellt, derart in die zweite Passivierungsschicht 36 eingebettet sein, dass die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 bündig mit der dritten Oberfläche 31 ist.
Wie in 1A, 1B und 2 dargestellt, sind die ersten elektrischen Verbindungen 24 (erste Kontaktflächen 27) mit den zweiten elektrischen Verbindungen 34 (zweite Kontaktflächen 37) über leitende Schichten 5 (Redistributionsschichten) verbunden. Die leitenden Schichten 5 sind streifenförmige Metallschichten, welche die ersten elektrischen Verbindungen 24 mit den zweiten elektrischen Verbindungen 34 verbinden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier leitende Schichten 5 vorgesehen, doch ist die Anzahl der leitenden Schichten 5 nicht hierauf beschränkt. Jede leitende Schicht 5 erstreckt sich von der ersten elektrischen Verbindung 24 entlang der ersten Oberfläche 21, dann entlang des zweiten Abschnitts 42 der Klebeschicht 4 (d.h., sie verläuft auf der Seite der ersten Seitenfläche 23 zur dritten Oberfläche 31), dann entlang der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 zur zweiten elektrischen Verbindung 34. Bei der vorliegenden Ausführungsform endet jede leitende Schicht 5 bei der zweiten elektrischen Verbindung 34. Im oberen Abschnitt 23a der ersten Seitenfläche 23 verläuft die leitende Schicht 5 im Wesentlichen entlang der ersten Seitenfläche 23. Die leitende Schicht 5 besteht aus Cu, kann jedoch aus einem anderen leitenden Material wie etwa Au, Ag und Al bestehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die leitende Schicht 5 durch Plattieren ausgebildet, doch kann sie mit anderen Verfahren wie etwa Sputtern und CVD ausgebildet sein. Die leitende Schicht 5 ist entlang des zweiten Abschnitts 42 gekrümmt, der mit einer gekrümmten Form nahe des Eckbereichs K ausgebildet ist, und daher ändert die leitende Schicht 5 ihre Richtung nicht scharf. Dies macht es einfach, die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht 5 sicherzustellen.
Die erste Isolierschicht 7 ist sowohl zwischen der leitenden Schicht 5 und der ersten Seitenfläche 23 als auch zwischen der leitenden Schicht 5 und der ersten Oberfläche 21 vorgesehen, um die elektrische Isolierung zwischen der leitenden Schicht 5 und dem ersten Substrat 25 sicherzustellen. Die erste Isolierschicht 7 ist auch zwischen der leitenden Schicht 5 und der dritten Oberfläche 31 vorgesehen. Die erste Isolierschicht 7 besteht aus SiO₂, SiN, AIO oder dergleichen und kann durch CVD ausgebildet sein. Die erste Keimschicht 51 ist auf der äußeren Oberfläche der ersten Isolierschicht 7 zum Plattieren der leitenden Schicht 5 vorgesehen. Die erste Keimschicht 51 besteht aus Cu und kann durch Sputtern ausgebildet werden. Wenn die leitende Schicht 5 durch Sputtern, CVD oder dergleichen ausgebildet wird, ist die erste Keimschicht 51 nicht erforderlich. Die äußere Oberfläche der leitenden Schicht 5 ist mit der dritten Passivierungsschicht 8 bedeckt und wird durch sie geschützt. Wie in 3A dargestellt, ist die erste Öffnung 28 zum Freilegen der ersten Kontaktfläche 27 sowohl in der ersten Passivierungsschicht 26 als auch in der ersten Isolierschicht 7 um die erste elektrische Verbindung 24 vorgesehen, und die erste Keimschicht 51 ist auch auf der Seitenwand der ersten Öffnung 28 und auf der ersten Kontaktfläche 27 ausgebildet. So kann die elektrische Verbindung zwischen der leitenden Schicht 5 und der ersten Kontaktfläche 27 hergestellt werden. Ebenso ist, wie in 3C dargestellt, die zweite Öffnung 38 zum Freilegen der zweiten Kontaktfläche 37 sowohl in der zweiten Passivierungsschicht 36 als auch in der ersten Isolierschicht 7 um die zweite elektrische Verbindung 34 vorgesehen, und die erste Keimschicht 51 ist auch auf der Seitenwand der zweiten Öffnung 38 und auf der zweiten Kontaktfläche 37 ausgebildet. So kann die elektrische Verbindung zwischen der leitenden Schicht 5 und der zweiten Kontaktfläche 37 hergestellt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Stapels 1 beschrieben. Bei diesem Herstellungsverfahren werden die ersten elektrischen Bauelemente 2 und die zweiten elektrischen Bauelemente 3 in verschiedenen Wafer-Prozessen ausgebildet (auf verschiedenen Wafern ausgebildet), und das erste elektrische Bauelement 2, das getrennt ist, wird auf das zweite elektrische Bauelement 3 montiert, das auf dem Wafer vorgesehen ist. Wie in 5A dargestellt, wird zuerst ein Wafer W, auf dem eine Vielzahl von ersten elektrischen Bauelementen 2 ausgebildet ist, zur Fixierung an der Klebefolie S1 angebracht. Die Klebefolie S1 wird an der Oberfläche des Wafers angebracht, die der Oberfläche (zweite Oberfläche 22) entgegengesetzt ist, auf der die erste elektrische Verbindung 24 ausgebildet ist. Die ersten elektrischen Bauelemente 2 werden von der Rückseite der ersten elektrischen Bauelemente 2, von der Klebefolie S1 aus betrachtet, in der Dicke des Wafers W teilweise eingeschnitten (Halbschneiden). Als Nächstes wird, wie in 5B dargestellt, die Klebefolie S1 entfernt, der Wafer W wird gewendet und zur Fixierung an einer anderen Klebefolie S2 angebracht. Das heißt, dass die ersten elektrischen Bauelemente 2 derart an einer anderen Klebefolie S2 angebracht werden, dass die Oberflächen der ersten elektrischen Bauelemente 2, die eingeschnitten wurden, die Klebefolie S2 berühren. In diesem Zustand werden die Oberflächen der ersten elektrischen Bauelemente 2, die nicht eingeschnitten wurden, geschliffen, um die ersten elektrischen Bauelemente 2 zu verdünnen, bis kein nicht eingeschnittener Teil mehr verbleibt. So werden die ersten elektrischen Bauelemente 2 auf der Klebefolie S2 vereinzelt. Durch die Verwendung eines solchen Schneidverfahrens, das das Halbschneiden beinhaltet, kann Absplittern während des Schneidprozesses auch dann verhindert werden, wenn die ersten elektrischen Bauelemente 2 verdünnt werden. Als Nächstes wird, wie in 5C dargestellt, eine andere Klebefolie S3 angebracht, der Wafer W wird gewendet und die Klebefolie S2 wird entfernt. So können die ersten elektrischen Bauelemente 2, die vereinzelt sind, aufgenommen und problemlos auf jeweilige zweite elektrische Bauelemente 3 montiert werden. Wenn eine Vorrichtung verwendet wird, welche die ersten elektrischen Bauelement 2 in dem in 5B gezeigten Zustand direkt auf die zweiten elektrischen Bauelemente 3 montieren kann, kann der in 5C veranschaulichte Arbeitsvorgang weggelassen werden.
Als Nächstes wird, wie in 6A dargestellt, der Klebstoff 43 auf die dritte Oberfläche 31 von jedem zweiten elektrischen Bauelement 3 auf dem Wafer aufgebracht. Der Klebstoff 43 ist ein Flüssigharz. Insbesondere wird die zweite Keimschicht 65 auf der zweiten Passivierungsschicht 36 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ausgebildet, und die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 wird auf der zweiten Keimschicht 65 durch Plattieren ausgebildet (nicht in 6A dargestellt; siehe 2 und 3B). Als Nächstes wird der Flüssigklebstoff 43 auf die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 aufgebracht. Der Klebstoff 43 breitet sich aus, um die obere Oberfläche der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 zu bedecken. Der Klebstoff 43 bedeckt nicht die gesamte obere Oberfläche der Benetzbarkeitssteuerschicht 61, sondern breitet sich vorzugsweise auf der oberen Oberfläche der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 über die Fläche aus, die es ermöglicht, dass die gesamte untere Oberfläche des ersten elektrischen Bauelements 2 in Kontakt mit dem Klebstoff 43 ist. Mit anderen Worten ist die Fläche der zweiten Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 kleiner als die Fläche, auf der sich der Klebstoff 43 ausbreitet. Dies ermöglicht es, dass der zweite Abschnitt 42 entlang des gesamten Umfangs der zweiten Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet wird. Der Klebstoff 43 kann die gesamte obere Oberfläche der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 bedecken. Weil die Fläche der Benetzbarkeitssteuerschicht 61 größer als die Fläche der zweiten Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 ist, wird der zweite Abschnitt 42 entlang des gesamten Umfangs der zweiten Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet. Man beachte, dass eine Vielzahl von zweiten elektrischen Bauelementen 3 auf dem Wafer ausgebildet ist, obgleich nur das zweite elektrische Bauelement 3 in 6A bis 6D dargestellt ist. Als Nächstes wird, wie in 6B dargestellt, das erste elektrische Bauelement 2 auf die Benetzbarkeitssteuerschicht 61 montiert, die mit dem Klebstoff 43 bedeckt ist. Die zweite Oberfläche 22 des ersten elektrischen Bauelements 2 liegt der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 gegenüber und der Eckbereich K ist zwischen der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 und der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet. Ein Teil des Klebstoffs 43 wird durch das Gewicht des ersten elektrischen Bauelements 2 oder durch Steuern der Presskraft aus dem Raum zwischen der zweiten Oberfläche 22 und der dritten Oberfläche 31 herausgedrückt und wandert entlang der ersten Seitenfläche 23 nach oben (siehe 2). So wird der zweite Abschnitt 42 ausgebildet. Die Reproduzierbarkeit der Form des zweiten Abschnitts 42 kann sichergestellt werden, indem die Menge des Klebstoffs 43, die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten elektrischen Bauelements 2, die Presskraft und so weiter eingestellt werden. Wenn ein wärmehärtbares Harz als Klebstoff 43 verwendet wird, wird das erste elektrische Bauelement 2 an das zweite elektrische Bauelement 3 geklebt, indem das Harz erwärmt wird, um den zweiten Abschnitt 42 auszubilden. Der Klebstoff 43 wird dann ausgehärtet, um in die Klebeschicht 4 umgewandelt zu werden.
Als Nächstes wird, wie in 6C dargestellt, die leitende Schicht 5 ausgebildet, welche die erste elektrische Verbindung 24 auf der ersten Oberfläche 21 mit der zweiten elektrischen Verbindung 34 auf der dritten Oberfläche 31 verbindet. Insbesondere wird die erste Isolierschicht 7 (siehe 2 und 3A bis 3C) zuerst auf der ersten Oberfläche 21 und der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 sowie auf der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ausgebildet. Die erste Isolierschicht 7 kann beispielsweise durch CVD ausgebildet werden. In diesem Fall ist die Oberfläche der Klebeschicht 4 ebenfalls mit der ersten Isolierschicht 7 bedeckt. Als Nächstes werden die Abschnitte der ersten Isolierschicht 7 unmittelbar über den ersten und zweiten Kontaktflächen 27 und 37 entfernt, um die ersten und zweiten Kontaktflächen 27 und 37 freizulegen. Dann wird die leitende Schicht 5 gemäß den folgenden Arbeitsvorgängen ausgebildet. Die erste Keimschicht 51 wird auf der ersten Isolierschicht 7 und auf den freigelegten ersten und zweiten Kontaktflächen 27 und 37 ausgebildet. Als Nächstes wird ein Fotolack auf der ersten Keimschicht 51 ausgebildet, und der Abschnitt des Fotolacks, wo die leitende Schicht 5 ausgebildet werden soll, wird durch Strukturieren entfernt, um die erste Keimschicht 51 freizulegen. Dann wird der Wafer in ein Plattierungsbad eingetaucht, um den Abschnitt der ersten Keimschicht 51 zu plattieren, der freigelegt wurde. Da die Plattierung mit einer gekrümmten Form entlang des zweiten Abschnitts 42 ausgebildet wird, kann die leitende Schicht 5 graduell die Richtung von der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 hin zur dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ändern, wie oben beschrieben wurde. Dann wird der Fotolack entfernt, und der Abschnitt der ersten Keimschicht 51, der nicht plattiert wurde, wird durch Fräsen oder dergleichen entfernt. Anschließend wird die dritte Passivierungsschicht 8 auf der leitenden Schicht 5 ausgebildet. Die dritte Passivierungsschicht 8 kann beispielsweise durch CVD ausgebildet werden. Wie in 6D dargestellt, wird dann die Außenanschlussfläche 39 auf der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ausgebildet. Danach wird, obwohl nicht dargestellt, der Wafer, auf dem die zweiten elektrischen Bauelemente 3 ausgebildet sind, geschnitten, um die Stapel 1 zu vereinzeln.
Als Nächstes werden die Vorteile der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Eckbereich K, der von dem ersten elektrischen Bauelement 2 und dem zweiten elektrischen Bauelement 3 gebildet wird, ist ein Abschnitt, wo es schwierig ist, eine Metallschicht auszubilden und die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht 5 sicherzustellen, unabhängig davon, wie die leitende Schicht 5 ausgebildet wird (also unabhängig davon, ob die leitende Schicht 5 durch Plattieren oder mit einem anderen Verfahren als Plattieren, wie etwa Sputtern ausgebildet wird). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der zweite Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 außerhalb des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet. Da der zweite Abschnitt 42 mit einer gekrümmten Form ausgebildet wird, ist es möglich, die Richtung der leitenden Schicht 5 in der Nähe des Eckbereichs K durch Ausbilden der leitenden Schicht 5 entlang des zweiten Abschnitts 42 graduell zu ändern. Demgemäß kann bei der vorliegenden Ausführungsform die elektrische Zuverlässigkeit der leitenden Schicht 5 ohne weiteres sichergestellt werden.
Allerdings kann ein anderes Element als ein Klebstoff verwendet werden, um, wenn möglich, einen gekrümmten Abschnitt im Eckbereich K auszubilden. Doch kann die Verwendung eines solchen Elements den Herstellungsprozess verkomplizieren und sich auf die Kosten auswirken. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Flüssigharz, das dazu verwendet wird, um das erste elektrische Bauelement 2 an das zweite elektrische Bauelement 3 zu kleben, dazu verwendet, um den gekrümmten Abschnitt im Eckbereich K bereitzustellen, und es ist kein zusätzliches Element erforderlich. Zudem tritt die Verformung des Harzes koinzident ein, wenn das erste elektrische Bauelement 2 auf das zweite elektrische Bauelement 3 montiert wird, und es ist kein besonderer Schritt zum Verformen des Harzes erforderlich. Mit anderen Worten wird die Klebeschicht 4 (Klebstoff 43) der vorliegenden Ausführungsform nicht nur dazu verwendet, das erste elektrische Bauelement 2 an das zweite elektrische Bauelement 3 zu kleben, sondern sie wird auch als Tragschicht für die leitende Schicht 5 verwendet, indem die Klebeschicht 4 (Klebstoff 43) aus dem ersten elektrischen Bauelement 2 herausgedrückt wird.
Da ferner die leitende Schicht 5 im Wesentlichen entlang der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet werden kann, kann die zweite elektrische Verbindung 34 des zweiten elektrischen Bauelements 3 nahe dem ersten elektrischen Bauelement 2 angeordnet werden. Somit wird die Beschränkung in Bezug auf die Position der zweiten elektrischen Verbindung 34 abgemildert, und das zweite elektrische Bauelement 3 und der Stapel 1 (Package) können verkleinert werden. Die Verkleinerung des zweiten elektrischen Bauelements 3 führt zu einer Erhöhung der Anzahl von zweiten elektrischen Bauelementen 3, die pro Wafer erhalten wird.
Die erste Isolierschicht 7 ist eine Dünnschicht, die auf der ersten Oberfläche 21 und der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 sowie auf der dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 ausgebildet ist. Dies bringt einen weiteren Vorteil beim Herstellungsprozess mit sich. 7A und 7B sind Querschnittsansichten, die den Stapel schematisch darstellen, der in der US-Patentschrift Nr. 9466580 offenbart wird. Wie in 7A dargestellt, ist die schräge Isolierschicht 101 auf der Seitenfläche des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet, und die leitende Schicht 5 ist entlang der schrägen Seitenfläche ausgebildet. Da die Dicke der Isolierschicht 101, die auf der dritten Oberfläche 31 ausgebildet ist, im Wesentlichen gleich der Höhe des ersten elektrischen Bauelements 2 ist, ist die Isolierschicht 101, die im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Höhe des ersten elektrischen Bauelements 2 aufweist, auf der ersten Oberfläche 21 des ersten elektrischen Bauelements 2 ausgebildet, wie es in 7B dargestellt ist. Demgemäß muss der Abschnitt der Isolierschicht 101 oberhalb der gestrichelten Linie vorab entfernt werden, um die leitende Schicht 5 auf der ersten Oberfläche 21 auszubilden. Demgegenüber wird bei der vorliegenden Ausführungsform keine derart große Stufe in der ersten Isolierschicht 7 erzeugt. Der Arbeitsvorgang des Abflachens der ersten Isolierschicht 7 ist nicht erforderlich, und der Prozess kann vereinfacht werden.
Des Weiteren wird die erste Keimschicht 51 zum Ausbilden der leitenden Schicht 5 auch in anderen Abschnitten als dem Abschnitt ausgebildet, in dem die leitende Schicht 5 ausgebildet wird. Daher muss die erste Keimschicht 51 beim Vorherigen entfernt werden, nachdem der Arbeitsvorgang zum Plattieren der leitenden Schicht 5 abgeschlossen wurde (nachdem der Fotolack entfernt wurde). Es ist sehr schwierig, die erste Keimschicht 51 zu entfernen, wenn der Eckbereich K rechte Winkel bildet, doch bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Grenzfläche zwischen dem ersten elektrischen Bauelement 2 und dem zweiten elektrischen Bauelement 3 durch die Klebeschicht 4 mit einer gekrümmten Form ausgebildet, und die erste Keimschicht 51 kann problemlos entfernt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Der Stapel 101 gemäß der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 8 bis 11 G beschrieben. Im Folgenden werden vor allem die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Ausgestaltung und die Wirkungen, die nicht eigens erwähnt werden, sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. 8 ist eine Draufsicht, die den Stapel 101 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt, und 9A und 9B sind Querschnittsansichten des Stapels 101 entlang der Linie A-A beziehungsweise der Linie B-B von 8. 10A und 10B sind Teilschnittansichten, die den Abschnitt D beziehungsweise den Abschnitt E in 9A detaillierter darstellen. Man beachte, dass der Abschnitt A und der Abschnitt B in 9A dieselben wie bei der ersten Ausführungsform sind. Siehe 3A bis 3C und die oben erwähnte Beschreibung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der zweite Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 und die leitende Schicht 5 mit einer Formmasse 9 bedeckt, die aus einem Epoxidharz besteht. Die leitende Säule 10 ist mit der leitenden Schicht 5 verbunden. Die leitende Säule 10 überbrückt das zweite elektrische Bauelement 3, um direkt den Ausgang des ersten elektrischen Bauelements 2 zu entnehmen. Wenn die Säule 10 unmittelbar über dem ersten elektrischen Bauelement 2 angeordnet ist, kann eine Beanspruchung, die erzeugt wird, wenn die Säule 10 mit einem äußeren Verbindungsabschnitt (einer Lotkugel, einem Draht oder dergleichen) verbunden wird, durch die Säule 10 direkt auf das erste elektrische Bauelement 2 ausgeübt werden. Wenn das erste elektrische Bauelement 2 ein Magnetsensor oder ein Halbleiterelement ist, kann der Ausgang aufgrund des Einflusses der Beanspruchung variieren. Dieses Problem kann verhindert werden, indem die Säule 10 außerhalb des ersten elektrischen Bauelements 2 angeordnet wird. Die Säule 10 besteht aus dem gleichen Material (Cu) wie die leitende Schicht 5. Die Ausgestaltungen des ersten elektrischen Bauelements 2, der leitenden Schicht 5 und der Klebeschicht 4 sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. Demgegenüber ist, wie in 9A und 10B dargestellt, das zweite elektrische Bauelement 34 nicht vorgesehen. In dem Verbindungsabschnitt zwischen der Säule 10 und der leitenden Schicht 5 ist die zweite Passivierungsschicht 36 auf dem zweiten Substrat 35 vorgesehen, und die erste Isolierschicht 7, die erste Keimschicht 51 und die leitende Schicht 5 sind in dieser Reihenfolge auf der zweiten Passivierungsschicht 36 vorgesehen. Wie in 9A und 10A dargestellt, ist der leitende Anschluss 12 für die äußere Verbindung auf dem oberen Ende der Säule 10 vorgesehen. Die Säule 10 ist entlang ihrem Umfang mit der dritten Passivierungsschicht 8 bedeckt.
Wie in 9B dargestellt, ist die dritte Isolierschicht 11 zwischen dem zweiten Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 und der Formmasse 9 vorgesehen. Aufgrund der geringen Haftfähigkeit zwischen dem Epoxidharz, welches das Material der Formmasse 9 ist, und dem Silikonharz, welches das Material der Klebeschicht 4 ist, löst sich das Epoxidharz leicht vom Silikonharz. Die dritte Isolierschicht 11 verhindert, dass die Klebeschicht 4 direkten Kontakt zur Formmasse 9 hat, und verringert hierdurch die Möglichkeit, dass sich die Formmasse 9 von der Klebeschicht 4 löst.
Ein Epoxidharz wird bei der vorliegenden Ausführungsform als Formmasse 9 verwendet, doch kann das Epoxidharz auch als Beschichtungsfilm für den zweiten Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 verwendet werden. Auch in diesem Fall ist die dritte Isolierschicht 11 vorzugsweise zwischen dem aus dem Epoxidharz bestehenden Beschichtungsfilm und dem zweiten Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 vorgesehen. Des Weiteren bedeckt die dritte Isolierschicht 11 den zweiten Abschnitt 42 der Klebeschicht 4 bei der vorliegenden Ausführungsform direkt, doch kann sie den zweiten Abschnitt 42 indirekt vermittels einer anderen Schicht bedecken.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Stapels 101 elektrischer Bauelemente beschrieben. Auch bei diesem Herstellungsverfahren werden die ersten elektrischen Bauelemente 2 und die zweiten elektrischen Bauelemente 3 in verschiedenen Wafer-Prozessen ausgebildet (auf verschiedenen Wafern ausgebildet) und wird das erste elektrische Bauelement 2, das getrennt ist, auf das zweite elektrische Bauelement 3 montiert, das auf dem Wafer vorgesehen ist. Das erste elektrische Bauelement 2 wird in gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt. Siehe 5A bis 5C und die oben erwähnte Beschreibung.
Als Nächstes wird, wie in 11A dargestellt, das erste elektrische Bauelement 2 auf das zweite elektrische Bauelement 3 geklebt und dann wird die leitende Schicht 5 ausgebildet. Dieser Arbeitsvorgang kann in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgeführt werden. Siehe 6A bis 6D und die oben erwähnte Beschreibung. Man beachte, dass die zweiten elektrischen Verbindungen 34 und die Außenanschlussflächen 39, die beide in 6A bis 6D dargestellt sind, bei der vorliegenden Ausführungsform nicht vorgesehen sind. Die dritte Passivierungsschicht 8 wird nicht in diesem Stadium ausgebildet. Als Nächstes wird, wie in 11 B dargestellt, die Säule 10 durch Plattieren auf der leitenden Schicht 5 ausgebildet. Die erste Keimschicht 51 ist nicht erforderlich, weil die Säule 10 auf der leitenden Schicht 5 ausgebildet wird. Nach Ausbildung der Säule 10 wird die dritte Passivierungsschicht 8 auf der leitenden Schicht 5 und um die Säule 10 ausgebildet.
Als Nächstes wird, wie in 11C dargestellt, ein Epoxidharz über dem ersten elektrischen Bauelement 2, dem zweiten elektrischen Bauelement 3, der leitenden Schicht 5 und der Säule 10 ausgeformt. Wie in 11D dargestellt, wird der obere Abschnitt der Formmasse 9 geschliffen, um die Oberseite der Säule 10 freizulegen. Wie in 11 E dargestellt, wird der Anschluss 12 für die äußere Verbindung durch Plattieren auf der Oberseite der Säule 10 ausgebildet. Wie in 11 F dargestellt, wird der Wafer von der Seite der Formmasse 9 her teilweise eingeschnitten. Insbesondere wird die Formmasse 9 entlang der gesamten Länge in ihrer Dickenrichtung eingeschnitten, und das zweite Substrat 35 wird in seiner Dicke teilweise eingeschnitten. Wie in 11G dargestellt, wird das zweite Substrat 35 von der entgegengesetzten Oberfläche her geschliffen, um das zweite Substrat 35 zu verdünnen, bis kein nicht in der Dickenrichtung eingeschnittener Abschnitt verbleibt. Dadurch werden die Stapel 1 separiert. Man beachte, dass die in 11F und 11G veranschaulichten Arbeitsvorgänge weggelassen werden können, wenn der Stapel 101 nicht verdünnt werden muss.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar anhand der Ausführungsformen beschrieben, doch können vielfältige Abwandlungen vorgenommen werden. Wie in 12 dargestellt, kann beispielsweise die zweite Isolierschicht 13 auf der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 vorgesehen sein. Die leitende Schicht 5 ist vom ersten elektrischen Bauelement 2 mit der ersten Isolierschicht 7 isoliert. Doch ist die leitende Schicht 5 nahe dem ersten elektrischen Bauelement 2, insbesondere über der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 (nahe der ersten Oberfläche 21), und daher kann es schwierig sein, die Isolierung sicherzustellen, indem einfach eine Lücke vorgesehen wird, wenn ein Defekt in der ersten Isolierschicht 7 erzeugt wird. Die zweite Isolierschicht 13 erhöht die Zuverlässigkeit der Isolierung. Die zweite Isolierschicht 13 kann im Wafer-Prozess vorgesehen werden, und es treten keine erheblichen Nachteile während dieses Prozesses ein.
Wie in 13 dargestellt, kann der Stapel 1 auch mit einer anderen Vorrichtung 15, die mit der gestrichelten Linie gekennzeichnet ist, über eine Lotkugel 14, die mit der Außenanschlussfläche 39 verbunden ist, verbunden sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat das erste elektrische Bauelement 2 die Form eines rechteckigen Parallelepipeds, und die erste Oberfläche 21 und die zweite Oberfläche 22 sind eben und zueinander parallel. Doch können die erste Oberfläche 21 und die zweite Oberfläche 22 gekrümmt oder uneben sein. Die erste Oberfläche 21 und die zweite Oberfläche 22 können nicht zueinander parallel sein.
Des Weiteren verläuft bei der vorliegenden Ausführungsform die leitende Schicht 5 von der ersten elektrischen Verbindung 24 des ersten elektrischen Bauelements 2 zur dritten Oberfläche 31 entlang der Seite der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2, doch muss die leitende Schicht 5 nicht mit der ersten elektrischen Verbindung 24 verbunden sein. Beispielsweise kann sich die leitende Schicht 5 von einer elektrischen Verbindung eines anderen elektrischen Bauelements, das auf das erste elektrische Bauelement 2 montiert ist, auf der Seite der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 erstrecken. Anders gesagt kann die leitende Schicht jeden Weg nehmen, solange die leitende Schicht auf der Seite der ersten Seitenfläche 23 des ersten elektrischen Bauelements 2 verläuft, entlang des zweiten Abschnitts 42 der Klebeschicht 4 gekrümmt ist und sich zur dritten Oberfläche 31 des zweiten elektrischen Bauelements 3 hin erstreckt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste elektrische Bauelement 2 ein Magnetsensor, und das zweite elektrische Bauelement 3 ist eine integrierte Schaltung, die mit dem Magnetsensor verbunden ist. Doch ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der das erste elektrische Bauelement 2 eine integrierte Schaltung ist und das zweite elektrische Bauelement 3 ein Magnetsensor ist. Das heißt, dass es möglich ist, dass entweder das erste elektrische Bauelement 2 oder das zweite elektrische Bauelement 3 ein Magnetsensor ist und das verbleibende Bauelement eine integrierte Schaltung ist, die mit dem Magnetsensor verbunden ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste elektrische Bauelement 2 auf das zweite elektrische Bauelement 3 montiert. Doch kann ein drittes elektrisches Bauelement auf das zweite elektrische Bauelement 3 montiert sein. In diesem Fall kann das dritte elektrische Bauelement auf die Oberfläche des zweiten elektrischen Bauelements 3 montiert sein, auf die das erste elektrische Bauelement 2 montiert ist (dritte Oberfläche 31), doch kann es auf die Oberfläche montiert sein, die der dritten Oberfläche 31 entgegengesetzt ist, das heißt, die vierte Oberfläche 32.
Obgleich bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass vielfältige Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Stapel
2: erstes elektrisches Bauelement
3: zweites elektrisches Bauelement
4: Klebeschicht
5: leitende Schichten
6: Haltemittel
7: erste Isolierschicht
9: Formmasse
11: dritte Isolierschicht
13: zweite Isolierschicht
21: erste Oberfläche
22: zweite Oberfläche
23: erste Seitenfläche
24: erste elektrische Verbindung
31: dritte Oberfläche
33: zweite Seitenfläche
34: zweite elektrische Verbindung
41: erster Abschnitt
42: zweiter Abschnitt
K: Eckbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018193174 [0001]
US 9466580 [0003, 0027]

Claims

Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente, umfassend: ein erstes elektrisches Bauelement (2) mit einer ersten Oberfläche (21), einer zweiten Oberfläche (22), die der ersten Oberfläche (21) entgegengesetzt ist, und einer Seitenfläche (23), die sich zwischen der ersten Oberfläche (21) und der zweiten Oberfläche (22) befindet; ein zweites elektrisches Bauelement (3) mit einer dritten Oberfläche (31), auf die das erste elektrische Bauelement (2) montiert ist, wobei die dritte Oberfläche (31) der zweiten Oberfläche (22) gegenüberliegt und einen Eckbereich (K) zwischen der dritten Oberfläche (31) und der Seitenfläche (23) bildet; eine Klebeschicht (4), die das erste elektrische Bauelement (2) an das zweite elektrische Bauelement (3) bindet, wobei die Klebeschicht (4) einen ersten Abschnitt (41) umfasst, der zwischen der zweiten Oberfläche (22) und der dritten Oberfläche (31) gelegen ist, und einen gekrümmten zweiten Abschnitt (42) umfasst, der den Eckbereich (K) ausfüllt; und eine leitende Schicht (5), die sich auf einer Seite der Seitenfläche (23) erstreckt, entlang des zweiten Abschnitts (42) gekrümmt ist und sich zur dritten Oberfläche (31) hin erstreckt.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1, wobei sich die leitende Schicht (5) von der ersten Oberfläche (21) zur dritten Oberfläche (31) erstreckt.
Stapel (1) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 2, wobei das erste elektrische Bauelement (2) eine erste elektrische Verbindung (24) auf der ersten Oberfläche (21) aufweist, das zweite elektrische Bauelement (3) eine zweite elektrische Verbindung (34) auf der dritten Oberfläche (31) aufweist, und die leitende Schicht (5) sich entlang des zweiten Abschnitts (42) der Klebeschicht (4) erstreckt und die erste elektrische Verbindung (24) mit der zweiten elektrischen Verbindung (34) verbindet.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Haltefläche (61, 62) für die Klebeschicht (4) zwischen dem zweiten elektrischen Bauelement (3) und der Klebeschicht (4), wobei die Benetzbarkeit der Haltefläche (61, 62) höher als die der dritten Oberfläche (31) ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 4, wobei die Haltefläche (61) von der dritten Oberfläche (31) zum ersten elektrischen Bauelement (2) hin vorsteht.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Umfang der Haltefläche (61) außerhalb eines Umfangs des ersten elektrischen Bauelements (2) entlang eines gesamten Umfangs desselben, in einer zur dritten Oberfläche (31) senkrechten Richtung betrachtet, ausgebildet ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Aussparung (63), die die Klebeschicht (4) hält, wobei die Aussparung (63) aus der dritten Oberfläche (31) in einer Richtung weg vom ersten elektrischen Bauelement (2) ausgespart ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 7, wobei ein Umfang der Aussparung (63) außerhalb eines Umfangs des ersten elektrischen Bauelements (2) entlang eines gesamten Umfangs desselben, in einer zur dritten Oberfläche (31) senkrechten Richtung betrachtet, ausgebildet ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend ein Rahmenelement (64), das auf der dritten Oberfläche (31) angeordnet ist und das die Klebeschicht (4) hält.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 9, wobei ein Umfang des Rahmenelements (64) außerhalb eines Umfangs des ersten elektrischen Bauelements (2) entlang eines gesamten Umfangs desselben, in einer zur dritten Oberfläche (31) senkrechten Richtung betrachtet, ausgebildet ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Dicke des zweiten Abschnitts (42) in Richtung der dritten Oberfläche (31) monoton zunimmt.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der zweite Abschnitt (42) eine gekrümmte Form hat, die nahe dem Eckbereich (K) konkav ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend eine erste Isolierschicht (7), die sowohl zwischen der leitenden Schicht (5) und der dritten Oberfläche (31) als auch zwischen der leitenden Schicht (5) und der Seitenfläche (23) angeordnet ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend eine zweite Isolierschicht (13), die auf der Seitenfläche (23) vorgesehen ist.
Stapel (101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Klebeschicht (4) aus Silikonharz gebildet ist, ferner umfassend: eine Epoxidharzschicht (9), die den zweiten Abschnitt (42) der Klebeschicht (4) und die leitende Schicht (5) bedeckt, und wobei eine dritte Isolierschicht (11) zwischen dem zweiten Abschnitt (42) der Klebeschicht (4) und der Epoxidharzschicht (9) angeordnet ist.
Stapel (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei entweder das erste elektrische Bauelement (2) oder das zweite elektrische Bauelement (3) ein Magnetsensor ist und das verbleibende eine integrierte Schaltung ist, die mit dem Magnetsensor verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente, umfassend: Montieren eines ersten elektrischen Bauelements (2) auf ein zweites elektrisches Bauelement (3) und Kleben des ersten elektrischen Bauelements (2) an das zweite elektrische Bauelement (3) mit einer Klebeschicht (4), wobei das erste elektrische Bauelement (2) eine erste Oberfläche (21), eine zweite Oberfläche (22), die der ersten Oberfläche (21) entgegengesetzt ist, und eine Seitenfläche (23) aufweist, die sich zwischen der ersten Oberfläche (21) und der zweiten Oberfläche (22) befindet, die zweite Oberfläche (22) des ersten elektrischen Bauelements (2) einer dritten Oberfläche (31) des zweiten elektrischen Bauelements (3) gegenüberliegt und die dritte Oberfläche (31) einen Eckbereich (K) zwischen der dritten Oberfläche (31) und der Seitenfläche (23) bildet, und Bereitstellen einer leitenden Schicht (5), die sich auf einer Seite der Seitenfläche (23) erstreckt und sich weiter zur dritten Oberfläche (31) hin erstreckt, wobei die Klebeschicht (4) derart angeordnet ist, dass die Klebeschicht (4) einen ersten Abschnitt (41) aufweist, der zwischen der zweiten Oberfläche (22) und der dritten Oberfläche (31) gelegen ist, und einen gekrümmten zweiten Abschnitt (42) aufweist, der den Eckbereich (K) ausfüllt, und die leitende Schicht (5) derart angeordnet ist, dass sie entlang des zweiten Abschnitts (42) gekrümmt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 17, wobei die Klebeschicht (4) ausgebildet wird, indem ein Flüssigharz (43) auf die dritte Oberfläche (31) aufgebracht wird, dann das erste elektrische Bauelement (2) durch das aufgebrachte Harz (43) auf das zweite elektrische Bauelement (3) montiert wird und das Harz (43) ausgehärtet wird, und das Harz (43) mithilfe eines Haltemittels (6) innerhalb einer vorgegebenen Fläche gehalten wird, bevor das Harz (43) ausgehärtet wird, wobei das Haltemittel (6) eine Fläche begrenzt, auf der sich das Harz (43) ausbreitet.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 18, wobei das Haltemittel (6) eine Oberfläche ist, die das Harz (43) hält und deren Benetzbarkeit höher als die der dritten Oberfläche (31) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 19, wobei die Haltefläche von der dritten Oberfläche (31) zum ersten elektrischen Bauelement (2) hin vorsteht.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 18, wobei das Haltemittel (6) eine Aussparung ist, die aus der dritten Oberfläche (31) in einer Richtung weg vom ersten elektrischen Bauelement (2) ausgespart ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach Anspruch 18, wobei das Haltemittel (6) ein Rahmenelement (64) ist, das auf der dritten Oberfläche (31) vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Stapels (1, 101) elektrischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei eine zweite Isolierschicht (13) auf der Seitenfläche (23) in einem Wafer-Prozess bereitgestellt wird.