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JP2001127245A - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器

Info

Publication number
JP2001127245A
JP2001127245A JP30329499A JP30329499A JP2001127245A JP 2001127245 A JP2001127245 A JP 2001127245A JP 30329499 A JP30329499 A JP 30329499A JP 30329499 A JP30329499 A JP 30329499A JP 2001127245 A JP2001127245 A JP 2001127245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
semiconductor chip
semiconductor device
substrate
semiconductor
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.)
Withdrawn
Application number
JP30329499A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Abe
孝詩 阿部
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP30329499A priority Critical patent/JP2001127245A/ja
Publication of JP2001127245A publication Critical patent/JP2001127245A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 封止する樹脂の厚みを小さくして小型化かつ
高密度化された半導体装置及びその製造方法、回路基
板、並びに電子機器を提供することにある。 【解決手段】 配線パターン32が形成された基板30
と、前記基板30に搭載されており、前記配線パターン
32と、複数の第1の電極12の少なくとも一つとがワ
イヤボンディングによって電気的に接続された第1の半
導体チップ10と、前記第1の半導体チップ10におけ
る前記第1の電極12の形成された面に、複数の第2の
電極22を有する面が対向して搭載され、前記第1の半
導体チップ10と電気的に接続された少なくとも一つの
第2の半導体チップ20と、前記基板30における前記
第1及び第2の半導体チップ10、20の搭載された側
を封止した樹脂38と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【発明の背景】電子機器の小型化に伴い、複数の半導体
チップを高密度に組み込んだマルチチップモジュールの
開発が進められている。その一つの形態として複数の半
導体チップを積み重ねてワンパッケージ化したStacked
−CSP(Chip Scale / Size Package)がある。
【0003】例えば、特開平6−209071号公報に
開示される半導体装置では、第1の半導体チップとそれ
より大きい第2の半導体チップとが対面配置された状態
で、全体がパッケージ樹脂でモールドされている。詳し
く言うと、第1及び第2の半導体チップがリードフレー
ムのダイパッド上に搭載されており、半導体チップの上
下側に樹脂が位置していた。
【0004】しかし、上述の構成では、樹脂の流れによ
る応力によって、ダイパッドがシフトする場合がある。
したがって、ダイパッド上に搭載した半導体チップを完
全に封止するためには、半導体チップの上下側にある程
度の間隔を設ける必要があった。このことは、半導体装
置の小型化を妨げることになる場合があった。
【0005】本発明は、この問題点を解決するものであ
り、その目的は、封止する樹脂の厚みを小さくして小型
化かつ高密度化された半導体装置及びその製造方法、回
路基板、並びに電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)本発明に係る半導
体装置は、配線パターンが形成された基板と、前記基板
に搭載されており、前記配線パターンと、複数の第1の
電極の少なくとも一つとがワイヤボンディングによって
電気的に接続された第1の半導体チップと、前記第1の
半導体チップにおける前記第1の電極の形成された面
に、複数の第2の電極を有する面が対向して搭載され、
前記第1の半導体チップと電気的に接続された少なくと
も一つの第2の半導体チップと、前記基板における前記
第1及び第2の半導体チップの搭載された側を封止した
樹脂と、を含む。
【0007】本発明によれば、基板上にワイヤボンディ
ングされた第1の半導体チップに、第2の半導体チップ
がフェースダウンボンディングされており、基板におけ
る半導体チップの載置側が樹脂によって封止されてい
る。言い換えると、樹脂は、基板に固定された第1及び
第2の半導体チップの周囲であって、基板に対して流し
込まれる。すなわち、樹脂を流し込まれるときに、その
流れによって各半導体チップに応力が加えられたとして
も、各半導体チップは基板上に固定されており、かつ、
樹脂は基板に対して流し込まれるので、第1及び第2の
半導体チップをそれぞれのボンディング位置から移動さ
せることなく、安定な状態で樹脂を充填することができ
る。さらに、充填する樹脂の厚みは、基板から第2の半
導体チップの裏面程度までに抑えることができる。した
がって、基板上における樹脂を設けるための領域を最小
限に抑えることができ、半導体装置を高密度化、かつ、
小型化にすることができる。
【0008】(2)この半導体装置において、前記第2
の電極は、前記第1の電極のうちでワイヤボンディング
されるための電極を除く電極上に配置されてもよい。
【0009】これによって、第2の半導体チップにおけ
る第2の電極を、例えばバンプを介して第1の半導体チ
ップにおける第1の電極に接続することによって、フェ
ースダウンボンディングすることができる。したがっ
て、第2の半導体チップにおける設計自由度の高いフェ
ースダウンボンディングを行うことができる。
【0010】(3)この半導体装置において、前記第1
の半導体チップは、前記第1の電極の形成面に設けられ
た配線を含み、前記配線を介して、前記第1の電極と前
記第2の電極とが電気的に接続されてもよい。
【0011】これによって、既存の半導体チップを用い
て、第1及び第2の半導体チップを積み重ねることがで
きる。
【0012】(4)この半導体装置において、前記第2
の電極は、異方性導電材料における導電粒子を介して、
前記第1の電極と電気的に接続されてもよい。
【0013】異方性導電材料によって第1及び第2の半
導体チップを電気的に導通させるのと同時に、両半導体
チップのアンダーフィルを同時に行えるので、信頼性及
び生産性に優れた方法で半導体装置を製造することがで
きる。
【0014】(5)この半導体装置において、前記基板
には複数の貫通孔が形成されており、前記配線パターン
は前記基板の一方の面に形成されるとともに前記配線パ
ターンの一部は前記貫通孔上を通り、前記配線パターン
上に設けられ、前記基板における前記配線パターンの側
の面とは反対側の面から、前記貫通孔を介して突出する
複数の外部端子を有してもよい。
【0015】(6)この半導体装置において、前記配線
パターンに電気的に接続される複数の外部端子を設ける
ための複数のランド部を有してもよい。
【0016】(7)本発明に係る回路基板は、上記半導
体装置が搭載されている。
【0017】(8)本発明に係る電子機器は、上記半導
体装置を有する。
【0018】(9)本発明に係る半導体装置の製造方法
は、第1の半導体チップにおける第1の電極が形成され
た面に、第2の半導体チップにおける第2の電極が形成
された面を対向させて、前記第2の電極と前記第1の電
極とを電気的に接続する工程と、前記第1の半導体チッ
プを、配線パターンが形成された基板に搭載して、前記
第1の電極の少なくとも一つと前記配線パターンとをワ
イヤボンディングする工程と、前記基板における第1及
び第2の半導体チップが搭載された側を樹脂によって封
止する工程と、を含む。
【0019】本発明によれば、樹脂を基板における半導
体チップの載置側に設ける。詳しく言うと、樹脂を、基
板に固定した第1及び第2の半導体チップの周囲であっ
て、基板に対して流し込む。すなわち、樹脂を流し込む
ときに、その流れによって各半導体チップに応力が加え
られたとしても、各半導体チップは基板上に固定されて
おり、かつ、樹脂を基板に対して流し込むので、第1及
び第2の半導体チップをそれぞれのボンディング位置か
ら移動させることなく、安定な状態で樹脂を充填するこ
とができる。さらに、充填する樹脂の厚みを、基板から
第2の半導体チップの裏面程度までに抑えることができ
る。したがって、基板上における樹脂を設けるための領
域を最小限に抑えることができ、半導体装置を高密度
化、かつ、小型化にすることができる。
【0020】(10)この半導体装置の製造方法におい
て、前記第2の電極は、前記第1の電極のうちでワイヤ
ボンディングされるための電極を除く電極の配置に対応
して形成されており、前記第1及び第2の半導体チップ
を電気的に接続する工程は、前記第2の電極を、前記第
1の電極のうちでワイヤボンディングされるための電極
を除く電極上に配置する工程を含んでもよい。
【0021】これによって、第2の半導体チップにおけ
る第2の電極を、例えばバンプを介して第1の半導体チ
ップにおける第1の電極に接続することによって、フェ
ースダウンボンディングすることができる。したがっ
て、第2の半導体チップにおける設計自由度の高いフェ
ースダウンボンディングを行うことができる。
【0022】(11)この半導体装置の製造方法におい
て、前記第1の半導体チップにおける前記第1の電極形
成面に、前記第1の電極と電気的に接続された配線が形
成されており、前記第1及び第2の半導体チップを電気
的に接続する工程は、前記第2の電極を、前記配線に電
気的に接続する工程を含んでもよい。
【0023】これによって、既存の半導体チップを用い
て、第1及び第2の半導体チップを積み重ねることがで
きる。
【0024】(12)この半導体装置の製造方法におい
て、前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続す
る工程は、異方性導電材料における導電粒子を介して、
前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する
工程を含んでもよい。
【0025】異方性導電材料によって第1及び第2の半
導体チップを電気的に導通させるのと同時に、両半導体
チップのアンダーフィルを同時に行えるので、信頼性及
び生産性に優れた方法で半導体装置を製造することがで
きる。
【0026】(13)この半導体装置の製造方法におい
て、前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続す
る工程後に、前記ワイヤボンディングする工程を行って
もよい。
【0027】これによって、ワイヤに損傷を与えること
なく、第1の半導体チップを容易にワイヤボンディング
することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。
【0029】(第1の実施の形態)図1は、本実施の形
態に係る半導体装置を示した図である。同図に示す半導
体装置は、第1及び第2の半導体チップ10、20と、
基板30と、樹脂38と、を含む。
【0030】第1の半導体チップ10の一方の面(能動
面)には、複数の第1の電極12が形成されている。複
数の第1の電極12は、半導体チップ10の平面形状が
矩形(正方形又は長方形)である場合には、少なくとも
一辺(対向する二辺又は全ての辺を含む)に沿って形成
されている。あるいは、マトリクス状(エリア状)に二
次元的に形成されていてもよい。
【0031】第1の電極12には、ハンダボール、金ワ
イヤーボール、金メッキなどによってバンプが設けられ
ていてもよく、第1の電極12自体がバンプの形状をな
していてもよい。第1の電極12とバンプとの間にバン
プ金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン
等を付加してもよい。
【0032】第1の電極12の表面の少なくとも一部を
避けて、第1の半導体チップ10には、SiN、SiO
2 、MgOなどのパッシベーション膜(図示しない)が
形成されていてもよい。パッシベーション膜は電気的な
絶縁膜である。パッシベーション膜は、本発明の必須要
件ではないが、形成されていることが好ましい。
【0033】本実施の形態では、図1に示すように、複
数の第1の電極12のうち少なくとも一つの第1の電極
12はワイヤボンディングされており、残りの第1の電
極12は第2の半導体チップ20と電気的に接続されて
いる。したがって、例えば第1の電極12は、少なくと
も一辺(一般的に対向する二辺又は全ての辺)に沿って
形成される電極と、該電極よりも第1の半導体チップ1
0の中央側に位置した電極と、を有してもよい。この場
合に、ワイヤボンディングされる電極は、ワイヤ14を
好適に形成するために、第1の半導体チップ10におけ
る第1の電極12の形成面の外周に設けられることが好
ましい。これによって、ワイヤ14を容易に第1の半導
体チップ10の外側に位置する配線パターン32に接続
することができる。
【0034】第2の半導体チップ20は第1の半導体チ
ップ10と同様の構成であってもよい。本実施の形態で
は、複数の第2の電極22と電気的に接続されるための
第1の電極12は、第2の電極22の配置に対応して設
けられる。すなわち、第2の電極22のそれぞれを第1
の電極12に平面的に重ねて接続できるように第1の電
極12を設ける。これによって、例えば、第2の電極2
2を、例えばバンプを介して第1の電極12に接続する
ことによって、第2の半導体チップ20を第1の半導体
チップ10にフェースダウンボンディングすることがで
きる。したがって、再配線の必要をなくすことができ、
設計を自由に決めることができる。また、各半導体チッ
プの回路内の信号の伝達を高速化することができる。
【0035】上述のように、第2の半導体チップ20
は、第1の半導体チップ10と同様の構成であってもよ
く、第2の電極22は第1の電極12の少なくとも一つ
と対応して配置されていてもよい。また、第2の半導体
チップ20の外形の大きさは、第1の半導体チップ10
よりも平面的に小さいことが好ましい。これによって、
第1の半導体チップ10におけるワイヤ14を接続する
ための第1の電極12の領域を避けて、第2の半導体チ
ップ20を第1の半導体チップ10に搭載することがで
きる。
【0036】なお、本実施の形態において第2の半導体
チップ20は一つであってもよく、複数であってもよ
い。複数の第2の半導体チップ20を第1の半導体チッ
プ10に搭載する場合は、第1の半導体チップ10にお
ける第1の電極12の形成面に、平面的に第2の半導体
チップ20を並べて、搭載してもよい。
【0037】第2の電極22上にはバンプ24が設けら
れてもよく、バンプ24を介して第1及び第2の半導体
チップ10、20を電気的に接続してもよい。
【0038】基板30は、有機系又は無機系のいずれの
材料から形成されたものであってもよく、これらの複合
構造からなるものであってもよい。基板30は、個片で
用いてもよく、又は第1の半導体チップ10を搭載する
領域がマトリクス状に複数形成された短冊状で用いても
よい。短冊状の場合は、別工程で個片に打ち抜かれる。
【0039】有機系の材料から形成された基板30とし
て、例えばポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板が
挙げられる。フレキシブル基板として、TAB技術で使
用されるテープを使用してもよい。また、無機系の材料
から形成された基板30として、例えばセラミック基板
やガラス基板が挙げられる。有機系及び無機系の材料の
複合構造として、例えばガラスエポキシ基板が挙げられ
る。基板30の平面形状は問わないが、第1及び第2の
半導体チップ10、20の相似形であることが好まし
い。また、基板30として絶縁樹脂と配線パターンを積
層して構成されるビルドアップ多層構造の基板や、複数
の基板が積層された多層基板を使用してもよい。
【0040】基板30には配線パターン32が形成され
ている。図1では配線パターン32は基板の一方の面に
形成されているが、両面に形成されていてもよい。配線
パターン32は、複数層から構成されることが多い。例
えば、銅(Cu)、クローム(Cr)、チタン(T
i)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(Ti−
W)のうちのいずれかを積層して配線パターン32を形
成することができる。例えば、フォトリソグラフィを適
用して配線パターン32を形成してもよく、スパッタに
よって配線パターン32を基板30に直接形成してもよ
く、メッキ処理によって配線パターン32を形成しても
よい。また、配線パターン32の一部は配線となる部分
よりも面積の大きいランド部(図示しない)となってい
てもよい。このランド部は電気的接続部を十分に確保す
る機能を有する。したがって、ランド部はワイヤ14と
の接続部に形成されてもよく、半導体装置の外部との電
気的な接続部に形成されていてもよい。
【0041】第1の半導体チップ10と第2の半導体チ
ップ20は、エポキシ樹脂などの樹脂38によって一括
封止されている。封止には、金型を使用すればよい。金
型を使用した場合には、樹脂38をモールド樹脂と称し
てもよい。基板30における第1の半導体チップ10が
搭載された面に配線パターン32が形成されていれば、
樹脂38によって配線パターン32が覆われて保護され
る。また、第1の半導体チップ10における第1の電極
12に接続したワイヤ14は、樹脂38によって覆われ
て保護される。
【0042】配線パターン32上に、複数の外部端子4
0が設けられていてもよい。図1では基板30に形成さ
れた貫通孔31を介して、外部端子80が配線パターン
32上に設けられている。この場合に、貫通孔31上に
ランド部が形成されていてもよい。詳しく言うと、外部
端子40は貫通孔31から露出したランド部に設けら
れ、基板30における配線パターン32が形成された面
とは反対側から突出している。外部端子40はハンダで
形成してもよく、ハンダボールの材料となるハンダを貫
通孔31に充填して、ハンダボールと一体化した導電部
材を貫通孔31内に形成してもよい。また、外部端子4
0は、上述のハンダ以外の金属や導電性樹脂などから形
成してもよい。
【0043】図1には、外部端子40が第1の半導体チ
ップ10の搭載領域内にのみ設けられたFAN−IN型
の半導体装置が示されているが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、第1の半導体チップ10の
搭載領域外にのみ外部端子40が設けられたFAN−O
UT型の半導体装置や、これにFAN−IN型を組み合
わせたFAN−IN/OUT型の半導体装置にも本発明
を適用することができる。
【0044】また、上述の形態とは異なり、積極的に外
部端子40を形成せず、マザーボード実装時にマザーボ
ード側に塗布されるハンダクリームを利用し、その溶融
時の表面張力で結果的に外部端子を形成してもよい。こ
の半導体装置は、外部端子を形成するためのランド部を
有する、いわゆるランドグリッドアレイ型の半導体装置
である。また、配線パターン32の一部がランド部とな
っていてもよいし、基板30における配線パターン32
が形成された面とは反対側の面にランド部を形成し、貫
通孔31を介して、ランド部と配線パターン32とが電
気的に接続されていてもよい。また、貫通孔31を導電
材料によって埋めて、その表面をランド部としてもよ
い。
【0045】なお、基板30の一部を延出し、そこから
外部接続を図るようにしてもよい。基板30の一部をコ
ネクタのリードとしたり、コネクタを基板30上に実装
したり、基板30の配線パターン32そのものを他の電
子機器に接続してもよい。
【0046】第1の半導体チップ10は基板30に搭載
されており、基板30における配線パターン32と、第
1の半導体チップ10における第1の電極12の少なく
とも一つと、がワイヤボンディングによって電気的に接
続されている。言い換えると、第1の半導体チップ10
は基板30にフェースアップボンディングされており、
第1の電極12と配線パターン32とはワイヤ14によ
って電気的に接続されている。また、第1の半導体チッ
プ10は接着剤39を介して基板30に搭載してもよ
く、接着剤39は絶縁性の樹脂であることが好ましい。
【0047】ワイヤ14は、金、銅又はアルミニウムな
どで構成されることが多いが、導電性の材料であれば特
に限定されない。図1では、基板30における平面視に
おいて、ワイヤ14は第1の半導体チップ10の第1の
電極12から引き出され、第1の半導体チップ10の外
側に位置する配線パターン32に接続される。ワイヤ1
4の形状は問わないが、第1の半導体チップ10の特に
端部に接触しない形状が好ましい。例えば、図1に示す
ようにワイヤを三次元的なループ状に形成することがで
きる。なお、ワイヤボンディングされる第1の電極12
上にバンプが設けられてもよいが、別になくてもよい。
【0048】第1の半導体チップ10における第1の電
極12を有する面に、第2の半導体チップ20における
第2の電極22を有する面が対向して搭載されている。
すなわち、第2の半導体チップ20は第1の半導体チッ
プ10にフェースダウンボンディングされている。
【0049】フェースダウンボンディングでは、導電樹
脂ペーストによるもの、Au−Au、Au−Sn、ハン
ダなどによる金属接合によるもの、絶縁樹脂の収縮力に
よるものなどの形態があり、そのいずれの形態を用いて
もよい。例えば、図1に示すように第2の半導体チップ
20における第2の電極22上に設けられたバンプ24
を用いてフェースダウンボンディングしてもよい。バン
プ24は、ボンディングワイヤを用いたボールバンプ
法、電解メッキ法、無電解メッキ法、ペースト印刷法、
ボール載置法などや、それらの組合わせ手法を用いて形
成してもよい。また、バンプは第1の電極12上に設け
られてもよい。なお、第2の半導体チップ20と第1の
半導体チップ10との間に樹脂が設けられてもよく、樹
脂として図1に示すように異方性導電材料36を用いて
もよい。
【0050】異方性導電材料36は、接着剤(バイン
ダ)に導電粒子(フィラー)が分散されたもので、分散
剤が添加される場合もある。異方性導電材料36の接着
剤として、熱硬化性の接着剤が使用されることが多い。
また、異方性導電材料36として、予めシート状に形成
された異方性導電膜が使用されることが多いが、液状の
ものを使用してもよい。異方性導電材料36は、第1及
び第2の半導体チップ10、20の相互の電極間で押し
つぶされて、導電粒子によって両者間での電気的導通を
図るようになっている。
【0051】本実施の形態では、基板30の片面に樹脂
38が設けられ、第1及び第2の半導体チップ10、2
0が封止されている。言い換えると、樹脂38は、基板
30に固定された第1及び第2の半導体チップ10、2
0の周囲であって、基板30に対して流し込まれる。す
なわち、樹脂38を流すときに、その流れによって各半
導体チップに応力が加えられたとしても、各半導体チッ
プは基板30上に固定されており、かつ、樹脂38は基
板30に対して流し込まれるので、第1及び第2の半導
体チップ10、20をそれぞれのボンディング位置から
移動させることなく、安定な状態で樹脂38を充填する
ことができる。したがって、基板30上における樹脂3
8を設けるための領域(基板30からの高さを含む)を
最小限に抑えることができ、半導体装置を高密度化、か
つ、小型化にすることができる。なお、本実施の形態で
は、第2の半導体チップ20をフェースダウンボンディ
ングするので、例えば樹脂38の厚みを基板30におけ
る平面から第2の半導体チップの裏面程度にまでに抑え
ることができる。このことにおいても、本実施の形態に
係る半導体装置は、高密度化、かつ、小型化を実現する
ことができる。
【0052】以下に、本実施の形態に係る半導体装置の
製造方法を示す。
【0053】第2の半導体チップ20を第1の半導体チ
ップ10に搭載する。詳しく言うと、第2の半導体チッ
プ20における第2の電極22の形成面を、第1の半導
体チップ10における第1の電極12の形成面に対向さ
せて搭載する。この場合に、第1の半導体チップ10に
おけるワイヤボンディングを行うための第1の電極12
を避けた領域に、第2の半導体チップ20を搭載する。
なお、第2の半導体チップ20が複数であれば、それぞ
れの第2の半導体チップ20を第1の半導体チップ10
の平面上に並べて搭載してもよい。この場合に、第2の
半導体チップ20は同一の半導体チップであっても、異
種の半導体チップであってもよい。
【0054】本実施の形態では、第2の電極22と電気
的に接続されるための第1の電極12は、第2の電極2
2の配置に対応して設けられているので、第2の電極2
2を第1の電極12上に配置して接続する。この場合
に、例えば第2の電極22に設けたバンプ24を介して
もよく、さらに異方性導電材料36における導電粒子に
よって電気的に接続してもよい。
【0055】異方性導電材料36を用いてフェースダウ
ンボンディングする場合は、第1及び第2の半導体チッ
プ10、20の少なくともいずれか一方に、予め異方性
導電材料36を設けて、第1の半導体チップ10におけ
る第1の電極12の形成面を第2の半導体チップ20に
搭載することが好ましい。この場合に、搭載する第2の
半導体チップ20が複数であれば、異方性導電材料36
を複数の搭載領域に一括して設けてもよい。これによっ
て、簡単な工程でフェースダウンボンディングを行うこ
とができる。また、異方性導電材料36を電気的接続部
分のみに設けてもよく、これによって、少ない量の異方
性導電材料36でフェースダウンボンディングを行うこ
とができる。なお、異方性導電材料36ではなく、応力
緩和のための樹脂(例えばエポキシ樹脂等)を第1及び
第2の半導体チップ10、20の間に設ける場合は、第
2の半導体チップ20をフェースダウンボンディングし
た後に、第1の半導体チップ10と第2の半導体チップ
20の間に注入してもよい。また、応力緩和のための樹
脂は、第2の半導体チップ20をフェースダウンボンデ
ィングする前に、第1及び第2の半導体チップ10、2
0の対向するそれぞれの面の少なくともいずれか一方に
塗布してもよい。
【0056】第1の半導体チップ10を基板30に搭載
して、第1の電極12と配線パターン32とをワイヤボ
ンディングする。なお、搭載するときには、第1の半導
体チップ10を、接着剤39を介して基板30に搭載し
てもよい。接着剤39は絶縁性のものが好ましく、これ
によって、基板30における第1の半導体チップ10の
搭載領域に配線パターン32が形成された場合であって
も、配線パターン32に支障を与えることがなく、第1
の半導体チップ10を基板30に搭載することができ
る。
【0057】第2の電極22と配線パターン32とのワ
イヤボンディングは、例えば圧力、熱及び超音波振動の
少なくともいずれか一つを用いてボンディングすること
ができる。ワイヤボンディングは、第2の電極22と配
線パターン32とのどちらを先に行ってもよい。
【0058】なお、第1の半導体チップ10を基板30
に搭載する工程は、第1及び第2の半導体チップ10、
20を電気的に接続する工程の前に行ってもよいが、後
に行うほうが好ましい。後者の場合は、ワイヤ14に損
傷を与えることなく、容易にワイヤボンディングするこ
とができる。
【0059】基板30における第1及び第2の半導体チ
ップ10、20が搭載された側を樹脂によって封止す
る。例えば、金型を用いて樹脂38を流し込み、形成領
域において樹脂38の気泡を抜きつつ、第1及び第2の
半導体チップ10、20を封止する。この場合に、第1
及び第2の半導体チップ10、20は基板30上にボン
ディングされているので、安定した状態で樹脂38を注
入することができる。これによって、樹脂38を注入す
ることによって各半導体チップが傾くことがないので、
樹脂38の充填領域を各半導体チップを露出させない程
度に抑えることができる。したがって、基板30上にお
ける樹脂38を設けるための領域(基板30からの高さ
を含む)を最小限に抑えることができ、半導体装置を高
密度化、かつ、小型化にすることができる。
【0060】(第2の実施の形態)図2は、本実施の形
態に係る半導体装置を示した図である。同図に示す半導
体装置は、第1及び第2の半導体チップ10、20と、
基板30と、樹脂38と、を含む。
【0061】第1の半導体チップ10は、配線34をさ
らに含む。詳しく言うと、配線34は、第1の半導体チ
ップ10における第1の電極12の形成面に設けられて
おり、第1の電極12と電気的に接続されている。配線
34は、第1の半導体チップ10におけるパッシベーシ
ョン膜(図示しない)上に形成されることが好ましく、
パッシベーション膜上にさらに樹脂などによる絶縁層
(図示しない)が形成されている場合は、絶縁層上に形
成されることがさらに好ましい。また、第1の半導体チ
ップ10の電極形成面の外周に第1の電極12が設けら
れている場合は、配線34は、第1の電極12から第1
の半導体チップ10の中央方向に向かって延びるように
形成されることが好ましい。
【0062】本実施の形態では、第2の半導体チップ2
0における第2の電極22は配線34に電気的に接続さ
れている。詳しく言うと、第1の電極12に電気的に接
続された配線34に、第2の電極22が接続されてい
る。第1の電極12及び第2の電極22のそれぞれに接
続される配線34の一部は、上述のランド部(図示しな
い)であってもよく、これによって電気的接続を確実に
することができる。また、図2に示すように異方性導電
材料36を用いて第2の電極22を配線34に電気的に
接続してもよく、バンプ24を第2の電極22と配線3
4の一部との少なくとも一方に設けて接続を図ってもよ
い。
【0063】配線34を形成することによって、既存の
半導体チップを用いて第1及び第2の半導体チップ1
0、20を電気的に接続することができる。また、配線
34を形成できる領域であれば、複数の第2の半導体チ
ップ20を第1の半導体チップ10の平面に並べて搭載
することができるので、自由度の高い設計をすることが
できる。なお、本実施の形態でも、前実施の形態のよう
に第1の電極12のうち少なくとも一つは第2の電極2
2に対応して配置されていてもよい。
【0064】本実施の形態における半導体装置の製造方
法は、配線34に第2の半導体チップ20の第2の電極
22を電気的に接続することを除いて、上述の実施の形
態と同様とすることができる。
【0065】図3には、本実施の形態に係る半導体装置
1を実装した回路基板100が示されている。回路基板
100には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を
用いることが一般的である。回路基板100には例えば
銅などからなる配線パターンが所望の回路となるように
形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置1
の外部端子40とを機械的に接続することでそれらの電
気的導通を図る。
【0066】そして、本発明を適用した半導体装置1を
有する電子機器として、図4にはノート型パーソナルコ
ンピュータ、図5には携帯電話が示されている。
【0067】なお、上記発明の構成要件で「半導体チッ
プ」を「電子素子」に置き換えて、半導体チップと同様
に電子素子(能動素子か受動素子かを問わない)を、基
板に実装して電子部品を製造することもできる。このよ
うな電子素子を使用して製造される電子部品として、例
えば、光素子、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、
フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリュ
ーム又はヒューズなどがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明を適用した第1の実施の形態に
係る半導体装置を示した図である。
【図2】図2は、本発明を適用した第2の実施の形態に
係る半導体装置を示した図である。
【図3】図3は、本発明に係る半導体装置を搭載した回
路基板を示す図である。
【図4】図4は、本発明に係る半導体装置を有する電子
機器を示す図である。
【図5】図5は、本発明に係る半導体装置を有する電子
機器を示す図である。
【符号の説明】
10 第1の半導体チップ 12 電極 14 ワイヤ 20 第2の半導体チップ 22 電極 24 バンプ 30 基板 31 貫通孔 32 配線パターン 34 配線 36 異方性導電材料 38 樹脂 39 接着剤 40 外部端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/32

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線パターンが形成された基板と、 前記基板に搭載されており、前記配線パターンと、複数
    の第1の電極の少なくとも一つとがワイヤボンディング
    によって電気的に接続された第1の半導体チップと、 前記第1の半導体チップにおける前記第1の電極の形成
    された面に、複数の第2の電極を有する面が対向して搭
    載され、前記第1の半導体チップと電気的に接続された
    少なくとも一つの第2の半導体チップと、 前記基板における前記第1及び第2の半導体チップの搭
    載された側を封止した樹脂と、 を含む半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記第2の電極は、前記第1の電極のうちでワイヤボン
    ディングされるための電極を除く電極上に配置された半
    導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記第1の半導体チップは、前記第1の電極の形成面に
    設けられた配線を含み、 前記配線を介して、前記第1の電極と前記第2の電極と
    が電気的に接続された半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記第2の電極は、異方性導電材料における導電粒子を
    介して、前記第1の電極と電気的に接続された半導体装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記基板には複数の貫通孔が形成されており、前記配線
    パターンは前記基板の一方の面に形成されるとともに前
    記配線パターンの一部は前記貫通孔上を通り、 前記配線パターン上に設けられ、前記基板における前記
    配線パターンの側の面とは反対側の面から、前記貫通孔
    を介して突出する複数の外部端子を有する半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記配線パターンは、複数の外部端子を設けるための複
    数のランド部を有する半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6のいずれかの半導
    体装置を搭載した回路基板。
  8. 【請求項8】 請求項1から請求項6のいずれかの半導
    体装置を有する電子機器。
  9. 【請求項9】 第1の半導体チップにおける第1の電極
    が形成された面に、第2の半導体チップにおける第2の
    電極が形成された面を対向させて、前記第2の電極と前
    記第1の電極とを電気的に接続する工程と、 前記第1の半導体チップを、配線パターンが形成された
    基板に搭載して、前記第1の電極の少なくとも一つと前
    記配線パターンとをワイヤボンディングする工程と、 前記基板における第1及び第2の半導体チップが搭載さ
    れた側を樹脂によって封止する工程と、 を含む半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記第2の電極は、前記第1の電極のうちでワイヤボン
    ディングされるための電極を除く電極の配置に対応して
    形成されており、 前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続する工
    程は、 前記第2の電極を、前記第1の電極のうちでワイヤボン
    ディングされるための電極を除く電極上に配置する工程
    を含む半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項9記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記第1の半導体チップにおける前記第1の電極形成面
    に、前記第1の電極と電気的に接続された配線が形成さ
    れており、 前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続する工
    程は、 前記第2の電極を、前記配線に電気的に接続する工程を
    含む半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項9から請求項11のいずれかに
    記載の半導体装置の製造方法において、 前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続する工
    程は、 異方性導電材料における導電粒子を介して、前記第1の
    電極と前記第2の電極とを電気的に接続する工程を含む
    半導体装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項9から請求項12のいずれかに
    記載の半導体装置の製造方法において、 前記第1及び第2の半導体チップを電気的に接続する工
    程後に、前記ワイヤボンディングする工程を行う半導体
    装置の製造方法。
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