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JP2004047715A - 半導体接続中継部材及び半導体装置 - Google Patents

半導体接続中継部材及び半導体装置 Download PDF

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semiconductor
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chip
pad
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Koichi Ikeda
池田　功一
Hiroshi Miyagawa
宮川　弘志
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

【課題】半導体チップの大きさに関わらず、従来よりも汎用的な利用が可能な半導体接続中継部材及び当該半導体接続中継部材を適用した半導体装置を提供する。
【解決手段】ＭＣＰ１００において、ユニバーサルスペーサチップ片５０は、半導体チップ１２０上に配置したときに、当該半導体チップ１２０の上面からはみ出さないように、且つ、パッド１１２及び１３２の間隔に基づいて、ボンディングワイヤ１１４及びボンディングワイヤ１３４の配線長が最小となるように、構成される。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と半導体チップとの電気的な接続を中継する半導体接続中継部材及び当該半導体接続中継部材を利用した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速化、小型化、多機能化の要求に応えるべく、複数の半導体チップを１つのパッケージに集約させたマルチチップパッケージ（ＭＣＰ：Ｍｕｌｔｉ　Ｃｈｉｐ　Ｐａｃｋａｇｅ）が実用化されている。特に、基板上に複数の半導体チップを積層させた３次元パッケージは、パッケージの占有面積を小さくすることが可能であるため、広く実用化されている。ＭＣＰに用いられる複数の半導体チップは、メモリチップ同士、メモリチップとロジックチップの組み合わせ等、用途に応じて様々な組み合わせがある。
【０００３】
図１は、２つの半導体チップを積層させた従来のＭＣＰの斜視図である。同図に示すＭＣＰ５００は、基板５０１と、当該基板５０１上に積層される２つの半導体チップ５０２、５０３により構成される。ＭＣＰ５００において、回路構成上の理由により、基板５０１と上部の半導体チップ５０３との電気的な接続が必要となる場合がある。このような場合、ボンディングワイヤ５１０により、基板５０１に形成されたパッド５０５と、半導体チップ５０３に形成されたパッド５０６とが接続される。
【０００４】
しかし、上述したように、ボンディングワイヤ５１０により、基板５０１に形成されたパッド５０５と、半導体チップ５０３に形成されたパッド５０６とが接続される場合、当該ボンディングワイヤ５１０の配線長が長くなる。このため、ボンディングワイヤ５１０が半導体チップ５０２や半導体チップ５０３の縁に接触したり、ボンディングワイヤ５１０同士が接触してショートの原因になりやすいという問題があった。
【０００５】
特に、半導体チップ５０３が小さかったり、パッド５０６が半導体チップ５０３の中央部に形成されていたり、あるいは、パッド５０５が半導体チップ５０３から離れた位置に形成されている場合には、ボンディングワイヤ５１０の配線長が極端に長くなるため、半導体チップ５０２の縁への接触や、ボンディングワイヤ５１０同士の接触が起こりやすい。このため、ボンディングワイヤの配線長をできるだけ短くすることが要求される。
【０００６】
このような要求に応じた従来技術としては、特開平１１−２２４９１４号公報において開示された「半導体接続用基板」がある。当該公報における半導体接続用基板は、半導体チップの搭載面から所定距離離れた外周に、外側に延在する電極を設け、当該電極の一端と半導体チップ上のパッドとをボンディングワイヤにより接続する（当該公報の図２参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１１−２２４９１４号公報における半導体接続用基板の構成では、半導体チップが小さい場合、ボンディングワイヤの配線長を短くして半導体チップへの接触やボンディングワイヤ同士の接触を防止するためには、電極の延在方向を長くする必要がある。即ち、当該半導体接続用基板は、搭載する半導体チップの大きさに応じて、電極の延在方向の長さを変えなければならない。換言すれば、当該半導体接続用基板は、半導体チップの大きさに応じて複数の種類を用意しなければならず、汎用的な利用を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的は、半導体チップの大きさに関わらず、従来よりも汎用的な利用が可能な半導体接続中継部材及び当該半導体接続中継部材を適用した半導体装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体接続中継部材は、請求項１に記載されるように、半導体装置を構成する基板と半導体チップとの電気的な接続を中継する半導体接続中継部材において、板状部材と、前記板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在する複数の配線パターンと、を備え、前記基板と前記半導体チップとの間、及び又は、前記半導体チップ上に、所定部分が配置されて、前記基板上のパッドに接続される導電性ワイヤと、前記半導体チップ上のパッドに接続される導電性ワイヤとを前記配線パターンを介して接続することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の半導体装置は、請求項２に記載されるように、基板と、前記基板上に配置される第１の半導体チップと、板状部材と、前記板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在する複数の配線パターンとを備える半導体接続中継部材の所定部分により構成され、前記基板と前記第１の半導体チップの間、及び又は、前記第１の半導体チップ上に配置される中継手段と、前記基板上のパッドと、前記配線パターンとを接続する第１の導電性ワイヤと、前記第１の半導体チップ上のパッドと、前記第１の導電性ワイヤが接続された配線パターンとを接続する第２の導電性ワイヤとを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は請求項３に記載されるように、請求項２に記載の半導体装置において、前記基板と前記第１の半導体チップの間に配置される第２の半導体チップを備え、前記中継手段は、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップの間に配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は請求項４に記載されるように、請求項２又は３に記載の半導体装置において、前記中継手段は、前記基板上のパッドの配置間隔と前記第１の半導体チップ上のパッドの配置間隔とに基づいて、前記第１及び第２の導電性ワイヤの配線長が最短になるように配置されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、複数の配線パターンを板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在させた半導体接続中継部材を構成し、この半導体接続中継部材の所定部分を、基板と半導体チップとの間、及び又は、半導体チップ上に配置し、基板上のパッドに接続される導電性ワイヤと、半導体チップ上のパッドに接続される導電性ワイヤとを配線パターンを介して接続しており、半導体チップの大きさに応じて、適宜、半導体接続中継部材の所定部分を選択して用いることにより、導電性ワイヤの配線長を短くすることが可能となる。換言すれば、本発明の半導体接続中継部材は、搭載される半導体チップの大きさについての制限が従来よりも小さく、汎用的な利用が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体接続中継部材は、板状部材と、この板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在する複数の配線パターンとを備え、基板と、基板上に配置される半導体チップとを含む半導体装置において、基板と半導体チップとの間、及び又は、半導体チップ上に配置されて、基板上のパッドに接続される導電性ワイヤと、半導体チップ上のパッドに接続される導電性ワイヤとを配線パターンを介して接続することを特徴とする。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２は、本実施形態における半導体接続中継部材としてのユニバーサルスペーサチップの構成例を示す上面図である。同図に示すユニバーサルスペーサチップ１は、板状部材１０と、複数の配線パターン２０とにより構成される。
【００１７】
板状部材１０の材質は、例えばシリコン、ポリカーボネード（ＰＣＢ）等である。一方、各配線パターン２０の材質は、例えばアルミニウム、銅等である。各配線パターン２０は、板状部材１０の中央近傍から外縁に向けて延在する。また、各配線パターン２０は、ワイヤボンディングが可能な幅及び間隔を有する。
【００１８】
ユニバーサルスペーサチップ１は、基板と半導体チップとの間、及び又は、半導体チップ上に配置される際に、適当な大きさに切り出されて用いられる。以下、このユニバーサルスペーサチップ１を利用した半導体装置であるＭＣＰの例（第１及び第２実施例）について説明する。
【００１９】
まず、第１実施例について説明する。図３は、第１実施例におけるＭＣＰの構成例を示す斜視図、図４は、側面図である。これらの図に示すＭＣＰ１００は、基板１１０、当該基板１１０上に積層される半導体チップ１２０、中継手段としてのユニバーサルスペーサチップ片５０、半導体チップ１３０、パッド１１２及び１３２、ボンディングワイヤ１１４及び１３４を備える。
【００２０】
ユニバーサルスペーサチップ片５０は、半導体チップ１３０の大きさに応じて、ユニバーサルスペーサチップ１から切り出され、半導体チップ１３０上に配置される。
【００２１】
図５は、第１実施例におけるユニバーサルスペーサチップ片５０の上面図である。同図に示すユニバーサルスペーサチップ片５０は、半導体チップ１２０上に配置したときに、当該半導体チップ１２０の上面からはみ出さないように、且つ、パッド１１２及び１３２の間隔に基づいて、ボンディングワイヤ１１４及びボンディングワイヤ１３４の配線長が最小となるように、ユニバーサルスペーサチップ１の周囲を切り取って構成される。
【００２２】
再び、図３及び図４に戻って説明する。基板１１０上に形成された各パッド１１２には、ボンディングワイヤ１１４が接続されている。また、最上層の半導体チップ１３０上の外縁近傍に形成された各パッド１３２には、ボンディングワイヤ１３４が接続されている。
【００２３】
ユニバーサルスペーサチップ片５０の１本の配線パターン２０に着目すると、この配線パターン２０は、基板１１０上に形成されたパッド１１２に接続されているボンディングワイヤ１１４の一端を接続するとともに、半導体チップ１３０に形成されたパッド１３２に接続されているボンディングワイヤ１３４の一端を接続している。これにより、基板１１０と半導体チップ１３０とが電気的に接続される。
【００２４】
このように、ユニバーサルスペーサチップ片５０は、基板１１０と半導体チップ１３０との電気的な接続を中継する役割を果している。このため、１本のボンディングワイヤにより基板１１０上のパッド１１２と、半導体チップ１３０上のパッド１３２とを直接に接続する場合におけるボンディングワイヤの配線長よりも、接続に用いられる各ボンディングワイヤの配線長が短くなり、ボンディングワイヤが安定するため、半導体チップ１２０及び１３０の縁に接触したり、ワイヤボンディング同士が接触して、ショートすることを防止することができる。
【００２５】
次に、第２実施例について説明する。図６は、第２実施例におけるＭＣＰの構成例を示す斜視図、図７は、側面図である。これらの図に示すＭＣＰ２００は、基板２１０、当該基板２１０上に積層される半導体チップ２２０及び２３０、半導体チップ２３０上に配置される中継手段としてのユニバーサルスペーサチップ片６０、パッド２１２及び２３２、ボンディングワイヤ２１４及び２３４を備える。
【００２６】
ユニバーサルスペーサチップ片６０は、半導体チップ２２０の大きさに応じて、ユニバーサルスペーサチップ１から切り出され、半導体チップ２２０上に配置される。
【００２７】
図８は、第２実施例におけるユニバーサルスペーサチップ片６０の上面図である。同図に示すユニバーサルスペーサチップ片６０は、半導体チップ２３０上に配置したときに、パッド２３２が露出するように、且つ、パッド２１２及び２３２の間隔に基づいて、ボンディングワイヤ２１４及びボンディングワイヤ２３４の配線長が最小となるように、ユニバーサルスペーサチップ１の１辺に沿って切り出されて構成される。
【００２８】
再び、図６及び図７に戻って説明する。第１実施例と同様、基板２１０上に形成された各パッド２１２には、ボンディングワイヤ２１４が接続されている。また、最上層の半導体チップ２３０上の中央近傍に形成された各パッド２３２には、ボンディングワイヤ１３４が接続されている。
【００２９】
ユニバーサルスペーサチップ片６０の１本の配線パターン２０に着目すると、この配線パターン２０は、基板２１０上に形成されたパッド２１２に接続されているボンディングワイヤ２１４の一端を接続するとともに、半導体チップ２３０に形成されたパッド２３２に接続されているボンディングワイヤ２３４の一端を接続している。これにより、基板２１０と半導体チップ２３０とが電気的に接続される。
【００３０】
なお、本実施例において、第１実施例と異なり、ユニバーサルスペーサチップ片６０が最上層の半導体チップ２２０上に配置されるのは、以下の理由による。即ち、半導体チップ２３０の中央近傍にパッド２３２が形成されているため、第１実施例と同様に、半導体チップ２２０と半導体チップ２３０の間にユニバーサルスペーサチップ片６０を配置したのでは、ボンディングワイヤ２３４の配線長が長くなり、半導体チップ２３０の縁に接触したり、ボンディングワイヤ２３４同士が接触する可能性が高い。一方、半導体チップ２２０は、半導体チップ２３０より若干大きいだけであるため、ボンディングワイヤ２１４が半導体チップ２３０の外縁近傍上の配線パターン２０に接続されれば、当該ボンディングワイヤ２１４が半導体チップ２２０に接触する可能性は小さい。そこで、本実施例では、ユニバーサルスペーサチップ片６０を最上層の半導体チップ２２０上に配置する構成とした。
【００３１】
このように、ユニバーサルスペーサチップ片６０は、基板２１０と半導体チップ２３０との電気的な接続を中継する役割を果している。このため、第１実施例と同様、１本のボンディングワイヤにより基板２１０上のパッド２１２と、半導体チップ２３０上のパッド２３２とを直接に接続する場合におけるボンディングワイヤの配線長よりも、接続に用いられる各ボンディングワイヤの配線長が短くなり、ボンディングワイヤが安定するため、半導体チップ２２０及び２３０の縁に接触したり、ワイヤボンディング同士が接触して、ショートすることを防止することができる。
【００３２】
以上、説明したように、第１実施例では、同図に示すユニバーサルスペーサチップ片５０は、半導体チップ１２０上に配置したときに、当該半導体チップ１２０の上面からはみ出さないように、且つ、パッド１１２及び１３４の間隔に基づいて、ボンディングワイヤ１１４及びボンディングワイヤ１３４の配線長が最小となるように、ユニバーサルスペーサチップ１の周囲を切り取って構成され、半導体チップ１２０上に配置される。一方、第２実施例では、ユニバーサルスペーサチップ片６０は、半導体チップ２３０上に配置したときに、パッド２３２が露出するように、且つ、パッド２１２及び２３２の間隔に基づいて、ボンディングワイヤ２１４及びボンディングワイヤ２３４の配線長が最小となるように、ユニバーサルスペーサチップ１の１辺に沿って切り出されて構成され、半導体チップ２３０上に配置される。
【００３３】
即ち、ユニバーサルスペーサチップ片５０及び６０は、何れもユニバーサルスペーサチップ１の所定部分を切り出して構成されている。従って、ユニバーサルスペーサチップ１は、従来よりも、搭載される半導体チップの大きさのついての制限が小さく、汎用的な利用が可能となる。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、第１実施例において、半導体チップ１２０と半導体チップ１３０の間にユニバーサルスペーサチップ片５０を配置する場合を説明し、第２実施例において、最上層の半導体チップ２３０上にユニバーサルスペーサチップ片６０を配置する場合を説明したが、これら実施例を組み合わせて、２つの半導体チップの間にユニバーサルスペーサチップ片を配置するとともに、最上層の半導体チップ上にユニバーサルスペーサチップ片を配置するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、複数の配線パターンを板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在させた半導体接続中継部材を構成し、この半導体接続中継部材の所定部分を、基板と半導体チップとの間、及び又は、半導体チップ上に配置し、基板上のパッドに接続される導電性ワイヤと、半導体チップ上のパッドに接続される導電性ワイヤとを配線パターンを介して接続しており、半導体チップの大きさに応じて、適宜、半導体接続中継部材の所定部分を選択して用いることにより、導電性ワイヤの配線長を短くすることが可能となる。換言すれば、本発明の半導体接続中継部材は、搭載される半導体チップの大きさについての制限が従来よりも小さく、汎用的な利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＭＣＰの斜視図である。
【図２】ユニバーサルスペーサチップの上面図である。
【図３】第１実施例におけるＭＣＰの斜視図である。
【図４】第１実施例におけるＭＣＰの側面図である。
【図５】第１実施例におけるユニバーサルスペーサチップ片の上面図である。
【図６】第２実施例におけるＭＣＰの斜視図である。
【図７】第２実施例におけるＭＣＰの側面図である。
【図８】第２実施例におけるユニバーサルスペーサチップ片の上面図である。
【符号の説明】
１　ユニバーサルスペーサチップ
１０　板状部材
２０　導電性プレート線
５０、６０　ユニバーサルスペーサチップ片
１１０、２１０　基板
１１２、１３２、２１２、２３２　パッド
１１４、１３４、２１４、２３４　ボンディングワイヤ
１２０、１３０、２２０、２４０　半導体チップ

Claims (4)

  1. 半導体装置を構成する基板と半導体チップとの電気的な接続を中継する半導体接続中継部材において、
    板状部材と、
    前記板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在する複数の配線パターンと、
    を備え、前記基板と前記半導体チップとの間、及び又は、前記半導体チップ上に、所定部分が配置されて、前記基板上のパッドに接続される導電性ワイヤと、前記半導体チップ上のパッドに接続される導電性ワイヤとを前記配線パターンを介して接続することを特徴とする半導体接続中継部材。
  2. 基板と、
    前記基板上に配置される第１の半導体チップと、
    板状部材と、前記板状部材の中心近傍から外縁に向けて放射状に延在する複数の配線パターンとを備える半導体接続中継部材の所定部分により構成され、前記基板と前記第１の半導体チップの間、及び又は、前記第１の半導体チップ上に配置される中継手段と、
    前記基板上のパッドと、前記配線パターンとを接続する第１の導電性ワイヤと、
    前記第１の半導体チップ上のパッドと、前記第１の導電性ワイヤが接続された配線パターンとを接続する第２の導電性ワイヤと、
    を備えることを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項２に記載の半導体装置において、
    前記基板と前記第１の半導体チップの間に配置される第２の半導体チップを備え、
    前記中継手段は、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップの間に配置されることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項２又は３に記載の半導体装置において、
    前記中継手段は、前記基板上のパッドの配置間隔と前記第１の半導体チップ上のパッドの配置間隔とに基づいて、前記第１及び第２の導電性ワイヤの配線長が最短になるように配置されることを特徴とする半導体装置。
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