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JP7158199B2 - semiconductor equipment - Google Patents

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JP7158199B2
JP7158199B2 JP2018143952A JP2018143952A JP7158199B2 JP 7158199 B2 JP7158199 B2 JP 7158199B2 JP 2018143952 A JP2018143952 A JP 2018143952A JP 2018143952 A JP2018143952 A JP 2018143952A JP 7158199 B2 JP7158199 B2 JP 7158199B2
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Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to semiconductor devices.

近年、半導体チップを内蔵した半導体装置や、その半導体装置を搭載したモジュールの小型化及び低コスト化のために、様々な実装方法が提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, various mounting methods have been proposed to reduce the size and cost of a semiconductor device containing a semiconductor chip and a module on which the semiconductor device is mounted.

例えば、特許文献1には、スペーサを介在させずに2つの半導体チップを積層し、ワイヤーボンディング接続とフリップチップ接続を併用して半導体装置の厚みを低減する技術が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a technique for stacking two semiconductor chips without intervening spacers and reducing the thickness of the semiconductor device by using both wire bonding connection and flip chip connection.

また、特許文献2には、半導体チップ上に金属バンプを形成し、リードに対してその半導体チップをフリップチップ接続することでワイヤーボンディング技術を不要とし、コスト低減が可能な実装方法が開示されている。 In addition, Patent Document 2 discloses a mounting method that eliminates the need for wire bonding technology by forming metal bumps on a semiconductor chip and flip-chip connecting the semiconductor chip to leads, thereby reducing costs. there is

車載用途など、半導体装置に高信頼性を必要とする場合、同一構造及び同一機能を有する複数の半導体チップを内蔵し、1つの半導体チップが機能停止しても他の半導体チップで動作を継続させることで機能安全性を高めた半導体装置が採用されることがある。このような半導体装置においても、高い機能安全性が一般化するのに伴い、小型化及び低コスト化が求められ始めており、上述のような技術が注目されている。 When high reliability is required for a semiconductor device, such as for automotive applications, multiple semiconductor chips with the same structure and the same function are incorporated, and even if one semiconductor chip fails, the other semiconductor chips continue to operate. Therefore, a semiconductor device with improved functional safety may be adopted. Also in such semiconductor devices, along with the generalization of high functional safety, miniaturization and cost reduction are beginning to be demanded, and the above-described technologies are attracting attention.

センサ素子を搭載した複数の半導体チップを内蔵する機能安全性を高めた半導体装置においても、1つの半導体チップが機能停止しても他の半導体チップで同等性能のセンサ機能を継続させる必要がある。機能している半導体チップが変わってもセンサ機能を同等性能とするためには、半導体装置内において複数の半導体チップ上のセンサ素子の位置を高い精度で近接配置する必要がある。 Even in a semiconductor device with enhanced functional safety that incorporates a plurality of semiconductor chips with sensor elements mounted thereon, even if one semiconductor chip fails, other semiconductor chips need to continue the sensor function with equivalent performance. In order to maintain the same sensor function even if the semiconductor chip that functions is changed, it is necessary to position sensor elements on a plurality of semiconductor chips close to each other with high accuracy in a semiconductor device.

特開2005-175260JP 2005-175260 特表2004-511081Special table 2004-511081

しかしながら、特許文献1に示す半導体装置は、2つの半導体チップの表面をインターポーザ基板に対し同方向に向けて半導体チップを積層し設置する必要がある。そのため、半導体チップ表面に対し垂直方向において、半導体チップの厚さがそれぞれの半導体チップ上のセンサ素子を近接させることを阻害する。また、半導体チップを配置する平面的な位置精度がダイボンディング装置の搭載精度に制約されるため、2つの半導体チップ表面上のセンサ素子を同軸(表面に垂直な高さ方向の軸)上に高精度に一致させることが困難である。 However, in the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to stack and install the semiconductor chips with the surfaces of the two semiconductor chips directed in the same direction with respect to the interposer substrate. Therefore, in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor chip, the thickness of the semiconductor chip prevents the sensor elements on each semiconductor chip from approaching each other. In addition, since the planar positional accuracy of semiconductor chip placement is restricted by the mounting accuracy of the die bonding apparatus, the sensor elements on the surfaces of the two semiconductor chips are coaxially (axis in the height direction perpendicular to the surface) high. Accuracy is difficult to match.

また、特許文献2には、複数の半導体チップを内蔵する半導体装置を実現する方法が示されておらず、機能安全性を高めることが難しい。 In addition, Patent Document 2 does not disclose a method for realizing a semiconductor device that incorporates a plurality of semiconductor chips, and it is difficult to improve functional safety.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接して配置することが可能な小型で機能安全性に優れた半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a semiconductor device that is compact and excellent in functional safety, in which sensor elements formed on two semiconductor chips can be arranged close to each other with high accuracy. intended to provide

上記の課題を解決するために、本発明では以下のような半導体装置とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following semiconductor device.

すなわち、上面及び下面を有し、断面視において一端から他端に向かう方向にテーパーを有するテーパー形状部が前記他端に設けられたリードと、第1の電極が表面に形成された第1の半導体チップと、第2の電極が表面に形成された第2の半導体チップと、前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップを覆う封止体と、を有し、前記第1の電極は、前記リードにおける前記テーパー形状部の上面と電気的に接続され、前記第2の電極は、前記リードにおける前記テーパー形状部の下面と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置とする。 That is, a lead having an upper surface and a lower surface, and a tapered portion having a taper in a direction from one end to the other end in a cross-sectional view is provided at the other end, and a first electrode having a surface formed thereon. a semiconductor chip, a second semiconductor chip having a second electrode formed on a surface thereof, and a sealing body covering the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, wherein the first electrode is electrically connected to the upper surface of the tapered portion of the lead, and the second electrode is electrically connected to the lower surface of the tapered portion of the lead; and do.

本発明によれば、リード上面の金属メッキに第1の半導体チップを接続し、リード下面の金属メッキに第1の半導体チップと同一構造及び同一機能を有する第2の半導体チップを接続することで、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接配置することができ、小型で機能安全性に優れた半導体装置を実現することができる。 According to the present invention, the first semiconductor chip is connected to the metal plating on the upper surface of the lead, and the second semiconductor chip having the same structure and the same function as the first semiconductor chip is connected to the metal plating on the lower surface of the lead. , the sensor elements formed on the two semiconductor chips can be arranged close to each other with high accuracy, and a compact semiconductor device with excellent functional safety can be realized.

本発明の第1の実施形態の半導体装置を示す透視斜視図である。1 is a see-through perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施形態の半導体装置を示す平面図である。1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施形態の半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施形態のインナーリードを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an inner lead according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第2の実施形態の半導体装置を示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor device of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の半導体装置を示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor device of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の半導体装置を示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor device of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の半導体装置を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態のインナーリードを示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an inner lead according to a fourth embodiment of the invention; 多数のインナーリードを採用した場合の半導体装置を示す透視斜視図である。1 is a see-through perspective view showing a semiconductor device employing a large number of inner leads; FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、一部省略または拡大等して示している場合があり、実際の寸法比とは異なっていることがある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used in the following description may be partially omitted or enlarged in order to make the features of the present invention easier to understand, and may differ from actual dimensional ratios.

(第1実施形態)
以下に、第1の実施形態に係る半導体装置について説明する。
(First embodiment)
A semiconductor device according to the first embodiment will be described below.

図1は、本発明の第1の実施形態の半導体装置100の透視斜視図であり、一部の構造を透視して示している。半導体装置100は、表面の電極に電気的に接続された金属バンプが形成された2つの半導体チップ110、120と、それらの金属バンプに接続されたインナーリード131a、131b及びアウターリード132a、132bを含むリードと、リード及び半導体チップ110、120を内部に封止する封止体であるエポキシ樹脂140とを備える。半導体装置100は、同一構造及び同一機能を有する2つの半導体チップを内部に備えることにより、例えば半導体チップ110が故障などにより機能を停止しても、半導体チップ120で動作を継続することができる。但し、ここで言う同一とは、同一設計、同一製造方法を採用していることを意味し、製造ばらつきによる構造や機能の違いまで考慮されるものではない。このような構成とすることで、半導体装置100は、車載部品や産業機器用部品などに求められる高い機能安全性を実現している。 FIG. 1 is a see-through perspective view of a semiconductor device 100 according to a first embodiment of the present invention, showing a part of the structure in see-through. The semiconductor device 100 includes two semiconductor chips 110 and 120 formed with metal bumps electrically connected to electrodes on the surface, inner leads 131a and 131b and outer leads 132a and 132b connected to the metal bumps. and an epoxy resin 140 that is a sealing body that seals the leads and the semiconductor chips 110 and 120 inside. Since the semiconductor device 100 includes two semiconductor chips having the same structure and the same function, even if the semiconductor chip 110 stops functioning due to a failure or the like, the semiconductor chip 120 can continue to operate. However, the same here means that the same design and the same manufacturing method are adopted, and differences in structure and function due to manufacturing variations are not taken into consideration. With such a configuration, the semiconductor device 100 achieves high functional safety required for automotive components, industrial equipment components, and the like.

図2は、図1の半導体装置100を半導体チップ110側から透視して見た場合の平面図である。半導体チップ120(不図示)は、平面視における半導体チップ110との位置ばらつきを低減されて、エポキシ樹脂140内の半導体チップ110の紙面奥側の略同一の位置に配置されている。 FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device 100 of FIG. 1 seen through from the semiconductor chip 110 side. The semiconductor chip 120 (not shown) is arranged at substantially the same position as the semiconductor chip 110 in the epoxy resin 140 on the back side of the paper, with reduced positional variation with the semiconductor chip 110 in plan view.

半導体チップ110、120は、センサ素子を始め半導体集積回路が形成された表面とその反対側の裏面を有している。図2において、半導体チップ120(不図示)は、表面を紙面手前側に向け、半導体チップ110は、表面を紙面奥側に向けて、平面視において重なりを有しながらインナーリード131a、131bを挟んでそれぞれの表面を対向させて配置されている。このように、互いのセンサ素子同士が近接して配置されているため、半導体チップ110の検出機能が停止しその機能が半導体チップ120に引き継がれたときの検出値のずれが抑制される。半導体チップ110、120表面に形成されたそれぞれのセンサ素子は、図2の位置xで示す半導体チップ中心位置に形成され、半導体チップ110、120の表面を対向させて並べても、平面視において略同一の位置に並ぶ。但し、半導体チップ110、120の表面を対向させて並べたときに、それぞれのセンサ素子の位置が平面視において略同一であればよく、必ずしも半導体チップの中心位置に配置される必要はない。 The semiconductor chips 110 and 120 have a front surface on which a semiconductor integrated circuit including a sensor element is formed and a back surface on the opposite side. In FIG. 2, the semiconductor chip 120 (not shown) faces the front side of the paper surface, and the semiconductor chip 110 faces the back side of the paper surface and sandwiches the inner leads 131a and 131b while overlapping each other in plan view. are arranged with their surfaces facing each other. In this way, since the sensor elements are arranged close to each other, the detection value deviation is suppressed when the detection function of the semiconductor chip 110 is stopped and the function is taken over by the semiconductor chip 120 . Each sensor element formed on the surfaces of the semiconductor chips 110 and 120 is formed at the center position of the semiconductor chip indicated by position x1 in FIG. line up in the same position. However, when the surfaces of the semiconductor chips 110 and 120 are arranged facing each other, the positions of the respective sensor elements need only be substantially the same in a plan view, and they do not necessarily have to be arranged at the center of the semiconductor chips.

リードは、外部端子となる6本のアウターリード132a、132bと、それらに接続されたエポキシ樹脂140内の6本のインナーリード131a、131bとを含み、ダイパッドを介さずに半導体チップ110、120を支えている。それぞれのリードは、紙面手前側の上面と紙面奥側の下面を有し、紙面手前側の半導体チップ110の表面に上面を対向させ、紙面奥側の半導体チップ120の表面に下面を対向させて同一平面上に並べられている。複数のリードは、半導体チップ110に接続される複数の第1リード(131a、131b)と、半導体チップ120に接続される複数の第2リード(132a、132b)に大別される。 The leads include six outer leads 132a, 132b serving as external terminals and six inner leads 131a, 131b in epoxy resin 140 connected thereto, and connect the semiconductor chips 110, 120 without a die pad. Supporting. Each lead has a top surface on the front side of the page and a bottom surface on the back side of the page, with the top surface facing the surface of the semiconductor chip 110 on the front side of the page and the bottom surface facing the surface of the semiconductor chip 120 on the back side of the page. arranged on the same plane. The plurality of leads are roughly divided into a plurality of first leads (131a, 131b) connected to the semiconductor chip 110 and a plurality of second leads (132a, 132b) connected to the semiconductor chip 120. FIG.

図2においては、紙面左上と左下及び右中央の3本の第1リードにおけるインナーリード131aの上面が、半導体チップ110上の金属バンプと接続されている。また、紙面右上と右下及び左中央のインナーリード131bの3本の第2リードにおける下面が半導体チップ120上の金属バンプと接続されている。そして、インナーリード131a上面及びインナーリード131b下面に接続された半導体チップ110、120全ての信号がアウターリード132a、132bで取り出される構成としている。複数の第1リードと第2リードは、どちらもそれぞれ紙面右側及び左側のインナーリード131aもしくはインナーリード131bを含み、それぞれの半導体チップを両側で支えている。このような構成に限られないが、安定して半導体チップを支えるために、第1リードと第2リードは、それぞれ半導体チップの一方の端と他方の端の双方を支え、左右対称の配置とされることが望ましい。 In FIG. 2 , the top surfaces of inner leads 131 a of three first leads at the upper left, lower left, and center right of the page are connected to metal bumps on semiconductor chip 110 . In addition, the lower surfaces of the three second leads of the inner leads 131b in the upper right, lower right, and center left of the drawing are connected to metal bumps on the semiconductor chip 120 . All signals of the semiconductor chips 110 and 120 connected to the upper surface of the inner lead 131a and the lower surface of the inner lead 131b are taken out by the outer leads 132a and 132b. The plurality of first leads and second leads both include inner leads 131a or 131b on the right and left sides of the drawing, respectively, and support the respective semiconductor chips on both sides. Although not limited to such a configuration, in order to stably support the semiconductor chip, the first lead and the second lead support both one end and the other end of the semiconductor chip, respectively, and have a symmetrical arrangement. It is desirable that

インナーリード131a、131bは、それぞれ、一端がアウターリード132a、132bに接続され、他端がテーパー形状部133上に形成された金属メッキ150を介して半導体チップ110、120上のパッドなどの電極と電気的に接続された金属バンプに接続されている。インナーリード131a、131bの一端は、アウターリード132a、132bとともに実装性を考慮した一定間隔で離間させて設けられ、他端は、半導体チップ110、120表面上の金属バンプの平面視における位置と一致させている。そのために、一部のインナーリード131a、131bは、平面視において部分的に屈曲されており、その屈曲された一端から他端に向かう方向の延長上に、平面視における半導体装置100の中心位置である位置xが設けられるように形成されている。このとき、半導体装置100の中心は、半導体チップ110、120の中心である位置xと一致している。このような構成とすることで、半導体チップを複数のインナーリード131a、131b上に載置する場合に、各インナーリードに対しねじれ方向にかかる応力を抑制するとともに荷重を分散させ、インナーリード131a、131bの変形やそれに伴う半導体チップの傾き不良を低減する。そのため、第1の実施形態の半導体装置100は、半導体チップを支えるダイパッドがなくても半導体チップの載置に関連した実装不良を低減することを可能としている。 One end of the inner leads 131a and 131b is connected to the outer leads 132a and 132b, respectively, and the other end is connected to electrodes such as pads on the semiconductor chips 110 and 120 via the metal plating 150 formed on the tapered portion 133. It is connected to an electrically connected metal bump. One ends of the inner leads 131a and 131b are spaced apart from each other with the outer leads 132a and 132b in consideration of mountability. I am letting Therefore, some of the inner leads 131a and 131b are partially bent in plan view, and extend from one bent end to the other end at the center position of the semiconductor device 100 in plan view. It is formed such that a certain position x1 is provided. At this time, the center of the semiconductor device 100 coincides with the position x1, which is the center of the semiconductor chips 110 and 120 . With such a configuration, when a semiconductor chip is placed on a plurality of inner leads 131a and 131b, the stress applied to each inner lead in the torsional direction is suppressed and the load is dispersed. This reduces deformation of 131b and tilt defects of the semiconductor chip associated therewith. Therefore, the semiconductor device 100 of the first embodiment makes it possible to reduce mounting defects related to mounting of the semiconductor chip without a die pad for supporting the semiconductor chip.

図3は、図2において半導体装置100をA-A’線に沿って切断した場合の断面図である。紙面下側に表面を向けた半導体チップ110は、紙面右側の表面上に金属バンプ111を有し、右側のインナーリード131aに形成された金属メッキ(不図示)と、テーパー形状部133においてフリップチップ接続されている。金属バンプ111は、再配線層113を介して半導体チップ110の表面上に形成されたパッドなどの電極112と電気的に接続され、周囲は絶縁層114によって絶縁されている。また、紙面上側に表面を向けた半導体チップ120も同様に、紙面左側の表面上に金属バンプ121を有し、左側のインナーリード131bに形成された金属メッキ(不図示)と、テーパー形状部133においてフリップチップ接続されている。金属バンプ121は、再配線層123を介して半導体チップ120の表面上に形成されたパッドなどの電極122と電気的に接続され、周囲は絶縁層124によって絶縁されている。インナーリード131a、131bに形成された金属メッキは、金属バンプ111、121が左右どちらに配置されていてもよいように、テーパー形状部133の上面及び下面の双方に形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device 100 cut along line A-A' in FIG. A semiconductor chip 110 facing downward in the paper surface has metal bumps 111 on the surface on the right side of the paper surface. It is connected. The metal bumps 111 are electrically connected to electrodes 112 such as pads formed on the surface of the semiconductor chip 110 via the rewiring layer 113 and are insulated from the periphery by the insulating layer 114 . Similarly, the semiconductor chip 120 whose surface faces the upper side of the paper has metal bumps 121 on the surface on the left side of the paper. are flip-chip connected. The metal bumps 121 are electrically connected to electrodes 122 such as pads formed on the surface of the semiconductor chip 120 via a rewiring layer 123 and are insulated from the periphery by an insulating layer 124 . The metal plating formed on the inner leads 131a and 131b is formed on both the upper and lower surfaces of the tapered portion 133 so that the metal bumps 111 and 121 can be arranged on either the left or right side.

図4は、インナーリード131aの、半導体チップ110、120と接続される他端を紙面左側に向けて拡大して示した断面図である。インナーリード131aの他端は、断面視においてテーパー形状となる部分を有している。すなわち、インナーリード131aの一端から他端に向かうに従い、上面及び下面がインナーリード131aの内側方向に厚みを減じる構成のテーパー形状部133が設けられている。テーパー形状部133は、半導体チップ110、120表面に形成された金属バンプ111、121と対向する位置を含む領域に設けられる。テーパー形状部133によってインナーリード131aの厚みが減じられていることにより、上面及び下面に接続される半導体チップ110、120表面に形成されたセンサ素子が近接配置され、センサ素子間の検出値ずれが抑制されている。一方、インナーリード131a自体の機械的強度は、一端側の太さによって保たれているので、実装時の応力等による変形や破壊は抑制されている。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the other end of the inner lead 131a connected to the semiconductor chips 110 and 120 toward the left side of the drawing. The other end of the inner lead 131a has a tapered portion in a cross-sectional view. That is, the tapered portion 133 is provided so that the thickness of the upper surface and the lower surface of the inner lead 131a decreases toward the inside of the inner lead 131a from one end to the other end of the inner lead 131a. Tapered portion 133 is provided in a region including positions facing metal bumps 111 and 121 formed on the surface of semiconductor chips 110 and 120 . Since the thickness of the inner lead 131a is reduced by the tapered portion 133, the sensor elements formed on the surfaces of the semiconductor chips 110 and 120 connected to the upper surface and the lower surface are arranged close to each other, and the detection value deviation between the sensor elements is reduced. suppressed. On the other hand, since the mechanical strength of the inner lead 131a itself is maintained by the thickness of one end, deformation and breakage due to stress during mounting are suppressed.

金属メッキ150は、インナーリード131aの他端側において、テーパー形状部133を含む領域に形成されている。金属メッキ150は、半導体チップ表面に形成された金属バンプと溶融接合させるために、全てのテーパー形状部133内における全ての上面及び下面に設けられている。金属メッキ150の形成位置は、この構成に限られることはなく、金属バンプと対向する位置のみに設けられていても構わない。 The metal plating 150 is formed in a region including the tapered portion 133 on the other end side of the inner lead 131a. Metal plating 150 is provided on all upper and lower surfaces in all tapered portions 133 for fusion bonding with metal bumps formed on the surface of the semiconductor chip. The formation position of the metal plating 150 is not limited to this configuration, and may be provided only at the position facing the metal bumps.

図3におけるエポキシ樹脂140は、半導体チップ110、120及びインナーリード131a、131bを封止する封止体であり、外部からの異物などからそれらを保護している。半導体チップとインナーリードの電気的な接続をワイヤーボンディング接続で行う場合、ワイヤーループを露出させないように全て覆うためのエポキシ樹脂の厚さが必要となる。その場合、図3の構成においては、半導体チップ110、120双方の側にワイヤーループを覆うための厚さのエポキシ樹脂を設ける必要がある。また、平面視において半導体チップ側とインナーリード側において、ワイヤーボンディング接続のための領域がそれぞれ必要となり、またそれらを覆うためのエポキシ樹脂の面積も必要となる。第1の実施形態においては、フリップチップ接続を採用しているため、これらの面積や厚さの確保が不要で、小型化の促進が可能である。 Epoxy resin 140 in FIG. 3 is a sealing body that seals semiconductor chips 110 and 120 and inner leads 131a and 131b, and protects them from foreign matter and the like from the outside. When the semiconductor chip and the inner leads are electrically connected by wire bonding, the thickness of the epoxy resin is required to completely cover the wire loops so as not to expose them. In that case, in the configuration of FIG. 3, it is necessary to provide a thick epoxy resin on both sides of the semiconductor chips 110 and 120 to cover the wire loops. In addition, areas for wire bonding connection are required on the semiconductor chip side and the inner lead side in a plan view, and an epoxy resin area for covering them is also required. Since the first embodiment employs flip-chip connection, it is not necessary to ensure the area and thickness of these components, and miniaturization can be promoted.

フリップチップ接続においては、半導体チップ110、120とインナーリード131a、131bとの載置位置精度が低かったとしても、加熱溶融時した金属メッキの表面張力によって金属バンプと金属メッキが安定的に接続される位置に自己整合的に位置補正がなされる。さらに、第1の実施形態においては、テーパー形状部133の形状に基づき、半導体チップの載置位置が右側にずれた場合右肩上がりに傾き、載置位置が左側にずれた場合左肩上がりに傾く。そのため、フリップチップ接続時に、インナーリード131a、131bの上面及び下面と2つの半導体チップが平行になるように自己整合的に位置補正がなされる。従って、ダイボンディングによる実装に比べて平面視における位置ずれが低減される。そして、半導体チップ110、120それぞれに形成されたセンサ素子の平面的な位置ずれもダイボンディングによる実装に比べ低減される。 In the flip-chip connection, even if the mounting position accuracy between the semiconductor chips 110 and 120 and the inner leads 131a and 131b is low, the metal bumps and the metal plating are stably connected by the surface tension of the metal plating when heated and melted. A position correction is made in a self-aligned manner. Furthermore, in the first embodiment, based on the shape of the tapered portion 133, when the mounting position of the semiconductor chip shifts to the right, it tilts upward to the right, and when the mounting position shifts to the left, it tilts upward to the left. . Therefore, during flip-chip bonding, the positions are corrected in a self-aligning manner so that the upper and lower surfaces of the inner leads 131a and 131b and the two semiconductor chips are parallel to each other. Therefore, compared with mounting by die bonding, positional deviation in plan view is reduced. Further, the planar positional deviation of the sensor elements formed on the semiconductor chips 110 and 120 is also reduced compared to mounting by die bonding.

第1の実施形態の半導体装置100は、以上のような構成とすることにより、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接配置することができるので、優れた機能安全性を実現することができる。さらに半導体装置100は、リードに対して半導体チップをフリップチップ接続することにより、ワイヤーボンディング接続のために必要な厚さや面積のエポキシ樹脂封止が不要となるので、小型化の促進が可能である。 With the above configuration, the semiconductor device 100 of the first embodiment can position the sensor elements formed on the two semiconductor chips close to each other with high accuracy, thereby achieving excellent functional safety. can be realized. Further, the semiconductor device 100 can be miniaturized because the semiconductor chip is flip-chip connected to the leads, and epoxy resin encapsulation of the thickness and area required for wire bonding connection is not required. .

(第2実施形態)
以下に、第2の実施形態に係る半導体装置について、第1の実施形態に対して特徴的な部分を中心に説明する。
(Second embodiment)
The semiconductor device according to the second embodiment will be described below, focusing on the characteristic parts of the semiconductor device according to the first embodiment.

図5は、2つの半導体チップ210、220及び複数のリードが配置された第2の実施形態の半導体装置200を、半導体チップ210側から透視して見た場合の平面図である。半導体チップ220(不図示)は、エポキシ樹脂240内の半導体チップ210の紙面奥側に、平面視における半導体チップ210との位置ばらつきを低減されて略同一の位置に配置されている。半導体チップ210、220は、位置xで示す、半導体装置200の中心であって半導体チップ210、220の中心である位置に形成されたセンサ素子や半導体集積回路が形成された表面と、その反対側の裏面を有している。図5においては、表面を紙面手前側に向けられた半導体チップ220と、表面を紙面奥側に向けられた半導体チップ210が、表面を対向させて配置されている。 FIG. 5 is a plan view of a semiconductor device 200 according to the second embodiment, in which two semiconductor chips 210 and 220 and a plurality of leads are arranged, seen through from the semiconductor chip 210 side. The semiconductor chip 220 (not shown) is arranged in the epoxy resin 240 on the far side of the paper surface of the semiconductor chip 210 at substantially the same position as the semiconductor chip 210 in plan view with reduced positional variation. The semiconductor chips 210 and 220 have a surface on which a sensor element and a semiconductor integrated circuit formed at the center of the semiconductor device 200 and the center of the semiconductor chips 210 and 220, indicated by position x2, and a surface on which the semiconductor integrated circuit is formed. It has a side back. In FIG. 5, a semiconductor chip 220 whose surface faces the front side of the paper surface and a semiconductor chip 210 whose surface faces the back side of the paper surface are arranged to face each other.

リードは、第1リードと第2リードからなり、それぞれアウターリード232a、232bと、それらに接続されたエポキシ樹脂240内のインナーリード231a、231bとで構成される。インナーリード231a、231bは、紙面手前側の半導体チップ210の表面に上面を対向させ、紙面奥側の半導体チップ220の表面に下面を対向させている。図5においては、紙面左上と左下及び右中央の第1リードにおけるインナーリード231aの上面が、半導体チップ210上の金属バンプと接続されている。また、紙面右上と右下及び左中央の第2リードにおけるインナーリード231bの下面が半導体チップ220上の金属バンプと接続されている。これらの構成は第1の実施形態と同様である。 The leads are composed of a first lead and a second lead, each composed of outer leads 232a and 232b and inner leads 231a and 231b in the epoxy resin 240 connected thereto. The inner leads 231a and 231b face the front surface of the semiconductor chip 210 on the front side of the page, and face the bottom surface of the semiconductor chip 220 on the back side of the page. In FIG. 5 , the top surfaces of the inner leads 231 a of the first leads at the upper left, lower left, and center right of the page are connected to metal bumps on the semiconductor chip 210 . In addition, the lower surfaces of the inner leads 231b of the second leads in the upper right, lower right, and center left of the drawing are connected to the metal bumps on the semiconductor chip 220 . These configurations are similar to those of the first embodiment.

インナーリード231a、231bは、それぞれ、一端がアウターリード232a、232bに接続され、他端がテーパー形状部233上に形成された金属メッキ250を介して半導体チップ210、220上の金属バンプに接続されている。インナーリード231a、231bに形成されているテーパー形状部233は、インナーリード231a、231bの一端から他端に向かう方向の延長上に半導体装置200の中心位置である位置xが設けられるように形成されている。さらに、第2の実施形態においては、インナーリード231a、231bの他端側の先端は、半導体装置200の中心位置である位置xを中心とした円形外周線260に基づいて、位置xから等距離となるように円状に配置されている。このような構成とすることで、複数のインナーリード231a、231bに対する半導体チップ210、220の荷重の分散度合いをさらに高め、荷重の偏りによるインナーリード231a、231bのねじれなどのような工程途中の実装不良を低減している。またそのために、半導体チップ210、220上に形成される金属バンプも、円形外周線260の形状に沿うように円状に配置されている。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。 One end of the inner leads 231a and 231b is connected to the outer leads 232a and 232b, and the other end is connected to the metal bumps on the semiconductor chips 210 and 220 via the metal plating 250 formed on the tapered portion 233. ing. The tapered portion 233 formed in the inner leads 231a and 231b is formed so that the position x2, which is the central position of the semiconductor device 200 , is provided on the extension in the direction from one end to the other end of the inner leads 231a and 231b. It is Furthermore, in the second embodiment, the tips of the inner leads 231a and 231b on the other end side are located from the position x2 based on the circular outer peripheral line 260 centered on the position x2, which is the central position of the semiconductor device 200 . They are arranged in a circle so that they are equidistant. By adopting such a configuration, the degree of distribution of the load of the semiconductor chips 210 and 220 to the plurality of inner leads 231a and 231b is further enhanced, and the mounting process during mounting such as the twisting of the inner leads 231a and 231b due to uneven load is prevented. Reduces defects. For this reason, the metal bumps formed on the semiconductor chips 210 and 220 are also arranged in a circular shape along the shape of the circular peripheral line 260 . Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第2の実施形態の半導体装置200は、以上のような構成とすることにより、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接配置することができるので、優れた機能安全性を実現することができる。さらに半導体装置200は、リードに対して半導体チップをフリップチップ接続することにより、ワイヤーボンディング接続のために必要な厚さや面積のエポキシ樹脂封止が不要となるので、小型化の促進が可能である。また、インナーリード231a、231bの他端側の先端及び半導体チップ上の金属バンプを、半導体装置200の中心から等距離に配置することで実装不良を低減し、品質を向上させている。 With the configuration described above, the semiconductor device 200 according to the second embodiment can place the sensor elements formed on the two semiconductor chips close to each other with high accuracy, thereby achieving excellent functional safety. can be realized. Furthermore, the semiconductor device 200 can be miniaturized because the semiconductor chip is flip-chip connected to the leads, which eliminates the need for epoxy resin encapsulation of the thickness and area necessary for wire bonding connection. . Also, by arranging the ends of the inner leads 231a and 231b on the other end side and the metal bumps on the semiconductor chip at the same distance from the center of the semiconductor device 200, mounting defects are reduced and quality is improved.

(第3実施形態)
以下に、第3の実施形態に係る半導体装置について、第2の実施形態に対して特徴的な部分を中心に説明する。
(Third embodiment)
The semiconductor device according to the third embodiment will be described below, focusing on the characteristic parts of the semiconductor device according to the second embodiment.

図6は、2つの半導体チップ310、320及び複数のリードが配置された第3の実施形態の半導体装置300を、半導体チップ310側から透視して見た場合の平面図である。半導体チップ320(不図示)は、エポキシ樹脂340内の半導体チップ310の紙面奥側に、平面視における半導体チップ310との位置ばらつきを低減されて略同一の位置に配置されている。半導体チップ310、320は、位置xで示す、半導体装置300の中心であって半導体チップ310、320の中心である位置に形成されたセンサ素子や半導体集積回路が形成された表面と、その反対側の裏面を有している。図6においては、表面を紙面手前側に向けられた半導体チップ320と、表面を紙面奥側に向けられた半導体チップ310が、表面を対向させて配置されている。 FIG. 6 is a plan view of a semiconductor device 300 according to the third embodiment, in which two semiconductor chips 310 and 320 and a plurality of leads are arranged, seen through from the semiconductor chip 310 side. The semiconductor chip 320 (not shown) is placed in the epoxy resin 340 on the back side of the semiconductor chip 310 in the plane of the drawing, at substantially the same position as the semiconductor chip 310 in plan view with reduced positional variation. The semiconductor chips 310 and 320 have a surface on which a sensor element and a semiconductor integrated circuit formed at the center of the semiconductor device 300 and the center of the semiconductor chips 310 and 320 , indicated by position x3, and the surface on which the semiconductor integrated circuit is formed. It has a side back. In FIG. 6, a semiconductor chip 320 whose surface faces the front side of the paper surface and a semiconductor chip 310 whose surface faces the back side of the paper surface are arranged to face each other.

リードは、第1リードと第2リードからなり、それぞれアウターリード332a、332bと、それらに接続されたエポキシ樹脂340内のインナーリード331a、331bとで構成される。インナーリード331a、331bは、紙面手前側の半導体チップ310の表面に上面を対向させ、紙面奥側の半導体チップ320の表面に下面を対向させている。図6においては、紙面左上と左下及び右中央の第1リードにおけるインナーリード331aの上面が、半導体チップ310上の金属バンプと接続されている。また、紙面右上と右下及び左中央の第2リードにおけるインナーリード331bの下面が半導体チップ320上の金属バンプと接続されている。これらの構成は第2の実施形態と同様である。 The leads are composed of a first lead and a second lead, which are respectively composed of outer leads 332a and 332b and inner leads 331a and 331b in epoxy resin 340 connected thereto. The inner leads 331a and 331b face the front surface of the semiconductor chip 310 on the front side of the page, and face the bottom surface of the semiconductor chip 320 on the back side of the page. In FIG. 6 , the top surfaces of the inner leads 331 a of the first leads at the upper left, lower left, and center right of the paper surface are connected to metal bumps on the semiconductor chip 310 . In addition, the lower surfaces of the inner leads 331b of the second leads in the upper right, lower right, and center left of the drawing are connected to metal bumps on the semiconductor chip 320 . These configurations are similar to those of the second embodiment.

インナーリード331a、331bは、それぞれ、一端がアウターリード332a、332bに接続され、他端がテーパー形状部333上に形成された金属メッキ350を介して半導体チップ310、320上の金属バンプに接続されている。インナーリード331a、331bに形成されているテーパー形状部333は、インナーリード331a、331bの一端から他端に向かう方向の延長上に半導体装置300の中心位置である位置xが設けられるように形成されている。また、インナーリード331a、331bの他端側の先端は、半導体装置300の中心位置である位置xを中心とした円形外周線360に基づいて、位置xから等距離となるように円状に配置されていることは第2の実施形態と同様である。さらに第3の実施形態においては、インナーリード331a、331bの他端側の先端に、金属バンプとの接点を中心として円形となるような円形形状部分370を有している。このような構成とすることで、金属バンプとテーパー形状部333が接続する部分における局所的な荷重の偏りを低減し、この部分のねじれなどのような工程途中の実装不良を低減している。その他の構成は、第2の実施形態と同様である。 The inner leads 331 a and 331 b have one end connected to the outer leads 332 a and 332 b and the other end connected to the metal bumps on the semiconductor chips 310 and 320 via the metal plating 350 formed on the tapered portion 333 . ing. The tapered portion 333 formed in the inner leads 331a and 331b is formed so that the position x3 , which is the central position of the semiconductor device 300, is provided on the extension in the direction from one end to the other end of the inner leads 331a and 331b. It is In addition, the tips of the inner leads 331a and 331b on the other end side are formed in a circular shape so as to be equidistant from the position x3 , which is the central position of the semiconductor device 300, based on the circular outer peripheral line 360 centered on the position x3. is the same as in the second embodiment. Furthermore, in the third embodiment, the inner leads 331a and 331b have a circular portion 370 formed in a circular shape around the point of contact with the metal bump at the tip of the other end side. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the local unevenness of the load at the portion where the metal bump and the tapered portion 333 are connected, thereby reducing mounting defects during the process such as twisting of this portion. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

第3の実施形態の半導体装置300は、以上のような構成とすることにより、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接配置することによる機能安全性の向上とともに、ワイヤーボンディング接続に対し、小型化の促進を可能としている。また、インナーリード331a、331bの他端側の先端及び半導体チップ上の金属バンプを、半導体装置300の中心から等距離に配置し、さらにインナーリード331a、331bの他端側の先端を円形形状とすることで実装不良を低減し、品質を向上させている。 The semiconductor device 300 of the third embodiment is configured as described above, whereby the sensor elements formed on the two semiconductor chips are arranged close to each other with high accuracy, thereby improving functional safety and wire bonding. It is possible to promote miniaturization for connection. In addition, the tips of the inner leads 331a and 331b on the other end side and the metal bumps on the semiconductor chip are arranged equidistant from the center of the semiconductor device 300, and the tips of the inner leads 331a and 331b on the other end side are circular. This reduces mounting defects and improves quality.

(第4実施形態)
以下に、第4の実施形態に係る半導体装置について、第3の実施形態に対して特徴的な部分を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
The semiconductor device according to the fourth embodiment will be described below, focusing on the characteristic parts of the semiconductor device according to the third embodiment.

図7は、2つの半導体チップ410、420及び複数のリードが配置された第4の実施形態の半導体装置400を、半導体チップ410側から透視して見た場合の平面図である。半導体チップ420(不図示)は、エポキシ樹脂440内の半導体チップ410の紙面奥側に、平面視における半導体チップ410との位置ばらつきを低減されて略同一の位置に配置されている。半導体チップ410、420は、位置xで示す、半導体装置400の中心であって半導体チップ410、420の中心である位置に形成されたセンサ素子や半導体集積回路が形成された表面と、その反対側の裏面を有している。図7においては、表面を紙面手前側に向けられた半導体チップ420と、表面を紙面奥側に向けられた半導体チップ410が、表面を対向させて配置されている。 FIG. 7 is a plan view of a semiconductor device 400 according to the fourth embodiment, in which two semiconductor chips 410 and 420 and a plurality of leads are arranged, seen through from the semiconductor chip 410 side. The semiconductor chip 420 (not shown) is arranged in the epoxy resin 440 on the far side of the paper surface of the semiconductor chip 410 at substantially the same position as the semiconductor chip 410 in plan view with reduced positional variation. The semiconductor chips 410 and 420 have a surface on which a sensor element and a semiconductor integrated circuit formed at the center of the semiconductor device 400 and the center of the semiconductor chips 410 and 420 , indicated by position x4, and a surface on which the semiconductor integrated circuit is formed. It has a side back. In FIG. 7, a semiconductor chip 420 whose surface faces the front side of the paper and a semiconductor chip 410 whose surface faces the back side of the paper are arranged so that their surfaces face each other.

リードは、第1リードと第2リードからなり、それぞれアウターリード432a、432bと、それらに接続されたエポキシ樹脂440内のインナーリード431a、431bとで構成される。インナーリード431a、431bは、紙面手前側の半導体チップ410の表面に上面を対向させ、紙面奥側の半導体チップ420の表面に下面を対向させている。図7においては、紙面左上と左下及び右中央の第1リードにおけるインナーリード431aの上面が、半導体チップ410上の金属バンプと接続されている。また、紙面右上と右下及び左中央の第2リードにおけるインナーリード431bの下面が半導体チップ420上の金属バンプと接続されている。これらの構成は第3の実施形態と同様である。 The leads are composed of a first lead and a second lead, which are respectively composed of outer leads 432a and 432b and inner leads 431a and 431b in epoxy resin 440 connected thereto. The inner leads 431a and 431b face the front surface of the semiconductor chip 410 on the front side of the page, and face the bottom surface of the semiconductor chip 420 on the back side of the page. In FIG. 7, the top surfaces of the inner leads 431a of the first leads at the upper left, lower left, and center right of the paper surface are connected to the metal bumps on the semiconductor chip 410. In FIG. In addition, the lower surfaces of the inner leads 431b of the second leads in the upper right, lower right, and center left of the drawing are connected to the metal bumps on the semiconductor chip 420. FIG. These configurations are similar to those of the third embodiment.

インナーリード431a、431bは、それぞれ、一端がアウターリード432a、432bに接続され、他端がテーパー形状部433上に形成された金属メッキ450を介して半導体チップ410、420上の金属バンプに接続されている。インナーリード431a、431bに形成されているテーパー形状部433は、インナーリード431a、431bの一端から他端に向かう方向の延長上に半導体装置400の中心位置である位置xが設けられるように形成されている。また、インナーリード431a、431bの他端側の先端は、半導体装置400の中心位置である位置xを中心とした円形外周線460に基づいて、位置xから等距離となるように円状に配置されている。また、インナーリード431a、431bの他端側の先端に、金属バンプとの接点を中心として円形となるような円形形状部分470を有している。これらの構成は、第3の実施形態と同様である。さらに第4の実施形態においては、インナーリード431a、431bの他端側の先端の円形形状部分の中心の金属バンプとの接点に、半導体チップ接続部480が設けられている。 One end of the inner leads 431 a and 431 b is connected to the outer leads 432 a and 432 b , and the other end is connected to the metal bumps on the semiconductor chips 410 and 420 via the metal plating 450 formed on the tapered portion 433 . ing. The tapered portion 433 formed in the inner leads 431a and 431b is formed so that the position x4, which is the central position of the semiconductor device 400 , is provided on the extension in the direction from one end to the other end of the inner leads 431a and 431b. It is In addition, the tips of the inner leads 431a and 431b on the other end side are formed in a circular shape so as to be equidistant from the position x4, which is the central position of the semiconductor device 400 , based on the circular outer peripheral line 460 centered on the position x4. are placed in In addition, the inner leads 431a and 431b have a circular portion 470 formed in a circular shape around the point of contact with the metal bump at the tip of the other end side. These configurations are similar to those of the third embodiment. Furthermore, in the fourth embodiment, a semiconductor chip connection portion 480 is provided at the contact point with the metal bump at the center of the circular portion of the tip of the other end of the inner leads 431a and 431b.

図8は、図7において半導体装置400をB-B’線に沿って切断した場合の断面図である。紙面下側に表面を向けた半導体チップ410は、紙面右側の表面上に金属バンプ411を有し、右側のインナーリード431aの金属メッキ(不図示)が形成された半導体チップ接続部480とフリップチップ接続されている。金属バンプ411は、再配線層413を介して半導体チップ410の表面上に形成されたパッドなどの電極412と電気的に接続され、周囲は絶縁層414によって絶縁されている。また、紙面上側に表面を向けた半導体チップ420も同様に、紙面左側の表面上に金属バンプ421を有し、左側のインナーリード431bの金属メッキ(不図示)が形成された半導体チップ接続部480とフリップチップ接続されている。金属バンプ421は、再配線層423を介して半導体チップ420の表面上に形成されたパッドなどの電極422と電気的に接続され、周囲は絶縁層424によって絶縁されている。インナーリード431a、431bに形成された金属メッキ及び半導体チップ接続部480は、金属バンプ411、421が左右どちらに配置されていてもよいように、インナーリード431a、431bの上面及び下面の双方に形成されている。さらに半導体チップ接続部480は、それぞれインナーリード431a、431bの内側方向(紙面縦方向)に向かう凹部を有しており、半導体チップ410、420上の金属バンプ411、421は、その凹部に接して接続されている。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor device 400 cut along line B-B' in FIG. A semiconductor chip 410 facing downward in the paper has metal bumps 411 on the right side of the paper, and a semiconductor chip connection portion 480 formed with metal plating (not shown) of inner leads 431a on the right side and a flip chip. It is connected. The metal bumps 411 are electrically connected to electrodes 412 such as pads formed on the surface of the semiconductor chip 410 via a rewiring layer 413 and are insulated from the periphery by an insulating layer 414 . Similarly, the semiconductor chip 420 whose surface faces the upper side of the paper surface has metal bumps 421 on the surface on the left side of the paper surface, and a semiconductor chip connection portion 480 formed with metal plating (not shown) of the inner lead 431b on the left side. and flip-chip connected. The metal bumps 421 are electrically connected to electrodes 422 such as pads formed on the surface of the semiconductor chip 420 via a rewiring layer 423 and are insulated from the periphery by an insulating layer 424 . The metal plating and semiconductor chip connection portion 480 formed on the inner leads 431a and 431b are formed on both the upper and lower surfaces of the inner leads 431a and 431b so that the metal bumps 411 and 421 can be arranged on either the left or the right side. It is Furthermore, the semiconductor chip connection portion 480 has recesses extending toward the inside of the inner leads 431a and 431b (the vertical direction of the paper surface), and the metal bumps 411 and 421 on the semiconductor chips 410 and 420 are in contact with the recesses. It is connected.

図9は、インナーリード431aの、半導体チップ410、420と接続される他端を紙面左側に向けて拡大して示した断面図である。インナーリード431aの他端は、断面視においてテーパー形状となる部分を有している。すなわち、インナーリード431aの一端から他端に向かうに従い、上面及び下面がインナーリード431aの内側方向に厚みを減じる構成のテーパー形状部433が設けられている。テーパー形状部433によってインナーリード431aの厚みが減じられていることにより、上面及び下面に接続される半導体チップ410、420表面に形成されたセンサ素子が近接配置され、センサ素子間の検出値ずれが抑制されている。一方、インナーリード431a自体の機械的強度は、一端側の太さによって保たれているので、実装時の応力等による変形や破壊は抑制されている。このような構成は第1の実施形態と同様である。 FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the other end of the inner lead 431a connected to the semiconductor chips 410 and 420 toward the left side of the paper. The other end of the inner lead 431a has a tapered portion in a cross-sectional view. That is, the tapered portion 433 is provided so that the thickness of the upper surface and the lower surface of the inner lead 431a decreases toward the inside of the inner lead 431a from one end to the other end of the inner lead 431a. Since the thickness of the inner lead 431a is reduced by the tapered portion 433, the sensor elements formed on the surfaces of the semiconductor chips 410 and 420 connected to the upper surface and the lower surface are arranged close to each other, and the detection value deviation between the sensor elements is reduced. suppressed. On the other hand, since the mechanical strength of the inner lead 431a itself is maintained by the thickness of one end, deformation and breakage due to stress during mounting are suppressed. Such a configuration is similar to that of the first embodiment.

第4の実施形態の半導体チップ接続部480は、テーパー形状部433内の半導体チップ410、420表面に形成された金属バンプ411、421に対向する位置に設けられている。この半導体チップ接続部480は、インナーリード431a、431bの内側方向に向かう球面状の凹部を備え、金属バンプ411、421が有する球面状の凸部表面に対応する。半導体チップ接続部480の凹部内には、金属バンプ411、421と溶融接合させるための金属メッキ450が形成されている。凹部を備えた半導体チップ接続部480及び金属メッキ450は、あらかじめ全てのインナーリード431a、431bのテーパー形状部433内における上面及び下面に設けられている。 The semiconductor chip connection portion 480 of the fourth embodiment is provided at a position facing the metal bumps 411 and 421 formed on the surfaces of the semiconductor chips 410 and 420 in the tapered portion 433 . The semiconductor chip connection portion 480 has spherical recesses facing inwards of the inner leads 431 a and 431 b , corresponding to the surfaces of the spherical protrusions of the metal bumps 411 and 421 . A metal plating 450 is formed in the concave portion of the semiconductor chip connection portion 480 for fusion bonding with the metal bumps 411 and 421 . A semiconductor chip connection portion 480 having a recess and a metal plating 450 are provided in advance on the upper and lower surfaces of the tapered portion 433 of all the inner leads 431a and 431b.

第4の実施形態においては、半導体チップ接続部480が凹部を備えることにより、金属バンプ411、421と半導体チップ接続部480との接続面積が増大し、接続強度の増大とともに接続部の抵抗値の低減が実現でき、接続部の信頼性が向上する。また、半導体チップ接続部480の凹部が金属バンプ411、421の位置合わせにおけるガイドとなり、2つの半導体チップの平面視における位置ずれが低減される。さらに、半導体チップ接続部480の凹部の深さの分だけ、2つの半導体チップ410、420の表面が近づくので、半導体チップ表面に形成されたそれぞれのセンサ素子の検出ずれが抑制される。 In the fourth embodiment, since the semiconductor chip connecting portion 480 is provided with the concave portion, the connection area between the metal bumps 411 and 421 and the semiconductor chip connecting portion 480 is increased, the connection strength is increased, and the resistance value of the connection portion is increased. A reduction can be realized, and the reliability of the connection is improved. In addition, the concave portion of the semiconductor chip connection portion 480 serves as a guide for alignment of the metal bumps 411 and 421, thereby reducing the positional deviation of the two semiconductor chips in plan view. Furthermore, since the surfaces of the two semiconductor chips 410 and 420 are brought closer to each other by the depth of the concave portion of the semiconductor chip connection portion 480, the detection deviation of the respective sensor elements formed on the semiconductor chip surfaces is suppressed.

第4の実施形態の半導体装置400は、以上のような構成とすることにより、2つの半導体チップ上に形成されたセンサ素子を高精度に近接配置することによる機能安全性の向上とともに、ワイヤーボンディング接続に対し、小型化の促進を可能としている。また、インナーリード431a、431bの他端側の先端及び半導体チップ上の金属バンプを、半導体装置400の中心から等距離に配置し、インナーリード431a、431bの他端側の先端を円形形状とすることで実装不良を低減し、品質を向上させている。さらに、半導体装置400は、インナーリード431a、431bの他端側の先端に凹部を備えた半導体チップ接続部480が設けられることにより、2つのセンサ素子の位置精度の向上と接続部の信頼性の向上を実現している。このような凹部を有する半導体チップ接続部は、この構成に限られず、第1の実施形態や第2の実施形態のテーパー形状部に設けても構わない。 The semiconductor device 400 of the fourth embodiment is configured as described above, whereby the sensor elements formed on the two semiconductor chips are arranged close to each other with high precision, thereby improving functional safety and wire bonding. It is possible to promote miniaturization for connection. The ends of the inner leads 431a and 431b on the other end side and the metal bumps on the semiconductor chip are arranged at equal distances from the center of the semiconductor device 400, and the ends of the inner leads 431a and 431b on the other end side are circular. This reduces mounting defects and improves quality. Furthermore, the semiconductor device 400 is provided with a semiconductor chip connecting portion 480 having a concave portion at the tip of the other end of the inner leads 431a and 431b. improvement has been achieved. The semiconductor chip connection portion having such a concave portion is not limited to this configuration, and may be provided in the tapered portion of the first embodiment or the second embodiment.

本発明は上記実施形態に限定されず、また本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更や組み合わせが可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and that various modifications and combinations are possible without departing from the scope of the present invention.

例えば、半導体チップの3辺以上の方向に端子を有する構成の半導体装置であっても本発明を適用することができる。図10は、半導体チップ510、520の4辺方向に端子が設けられた半導体装置500の透視斜視図である。チップサイズや端子数にもよるが、ここでは、インナーリード531a、531bを半導体チップ510、520の4辺に対応する4方向に配置し、それぞれのインナーリード531a、531bをアウターリード532a、532bへ接続してエポキシ樹脂540外に露出させている。このような構成の半導体装置500に、先に述べた第2の実施形態で採用したインナーリードの配置や、第4の実施形態で説明した半導体チップ接続部を必要に応じ個別に組み合わせることができる。 For example, the present invention can be applied to a semiconductor device having terminals on three or more sides of a semiconductor chip. FIG. 10 is a see-through perspective view of a semiconductor device 500 in which terminals are provided along four sides of semiconductor chips 510 and 520. FIG. Although it depends on the chip size and the number of terminals, here, the inner leads 531a and 531b are arranged in four directions corresponding to the four sides of the semiconductor chips 510 and 520, and the respective inner leads 531a and 531b are connected to the outer leads 532a and 532b. They are connected and exposed to the outside of the epoxy resin 540 . The semiconductor device 500 having such a configuration can be individually combined with the arrangement of the inner leads adopted in the second embodiment described above and the semiconductor chip connecting portion described in the fourth embodiment, if necessary. .

また、第1の半導体チップには第1のリードを電気的に接続し、第2の半導体チップには第1のリードと異なる第2のリードを電気的に接続する構成としたが、第1のリード及び第2のリードが共用可能であれば、第1のリードと第2のリードは同一であっても構わない。第1の半導体チップは常にリードの上面側に接続され、第2の半導体チップは常にリードの下面側に接続されるので、同一リードへの電気的接続であっても2つの半導体チップの接続が阻害されることはない。 Also, the first lead is electrically connected to the first semiconductor chip, and the second lead different from the first lead is electrically connected to the second semiconductor chip. The first lead and the second lead may be the same as long as the lead and the second lead can be shared. Since the first semiconductor chip is always connected to the upper surface of the lead and the second semiconductor chip is always connected to the lower surface of the lead, the two semiconductor chips can be electrically connected to the same lead. not be hindered.

また、半導体チップに搭載される、周囲の状況を検出するためのセンサ素子は、MEMSデバイスのような構造体を備えていても構わない。例えば、半導体チップ上の容量電極やピエゾ抵抗素子などを有するMEMSデバイスが、梁構造やダイヤフラム構造を備え、その変形量を検出するようなセンサ素子の構成であってもよい。 Moreover, the sensor element for detecting the surrounding situation mounted on the semiconductor chip may have a structure such as a MEMS device. For example, a MEMS device having capacitive electrodes, piezoresistive elements, etc. on a semiconductor chip may have a beam structure or a diaphragm structure, and the sensor element may be configured to detect the amount of deformation thereof.

また、インナーリードの他端と半導体チップの接続は、金属バンプを用いたフリップチップ接続としたが、導電粒子を含んだペーストなどによる異方性導電接続であっても構わない。すなわち接続材料は、インナーリードの他端と半導体チップ上の電極との間の電気的接続を確保できる導電性材料であればよく、金属バンプに限られるものではない。 Also, the connection between the other end of the inner lead and the semiconductor chip is flip-chip connection using metal bumps, but anisotropic conductive connection using paste containing conductive particles may also be used. In other words, the connection material is not limited to metal bumps as long as it is a conductive material that can ensure electrical connection between the other end of the inner lead and the electrode on the semiconductor chip.

さらに、本実施形態においてガルウィング型のアウターリードを用いて外部端子としているが、ノンリードタイプの半導体装置であっても同様の効果を得ることができる。 Furthermore, although the gull-wing outer leads are used as the external terminals in this embodiment, the same effect can be obtained even with a non-lead type semiconductor device.

110、120、210、220、310、320、410、420、510、520 半導体チップ
111、121、411、421 金属バンプ
112、122、412、422 電極
113、123、413、423 再配線層
114、124、414、424 絶縁層
131a、131b、231a、231b、331a、331b、431a、431b、531a、531b インナーリード
132a、132b、232a、232b、332a、332b、432a、432b、532a、532b アウターリード
133、233、333、433 テーパー形状部
140、240、340、440、540 エポキシ樹脂
150、250、350、450 金属メッキ
260、360、460 円形外周線
370、470 円形形状部分
480 半導体チップ接続部
110, 120, 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520 semiconductor chips 111, 121, 411, 421 metal bumps 112, 122, 412, 422 electrodes 113, 123, 413, 423 rewiring layer 114, 124, 414, 424 insulating layers 131a, 131b, 231a, 231b, 331a, 331b, 431a, 431b, 531a, 531b inner leads 132a, 132b, 232a, 232b, 332a, 332b, 432a, 432b, 532a, 532b outer leads 133 , 233, 333, 433 Tapered portions 140, 240, 340, 440, 540 Epoxy resin 150, 250, 350, 450 Metal plating 260, 360, 460 Circular peripheral lines 370, 470 Circular portion 480 Semiconductor chip connecting portion

Claims (10)

上面及び下面を有し、断面視において一端から他端に向かう方向にテーパーを有するテーパー形状部が前記他端に設けられたリードと、
第1の電極が表面に形成された第1の半導体チップと、
第2の電極が表面に形成された第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップを覆う封止体と、を有し、
前記第1の電極は、前記リードにおける前記テーパー形状部の上面と電気的に接続され、前記第2の電極は、前記リードにおける前記テーパー形状部の下面と電気的に接続されている半導体装置。
a lead having an upper surface and a lower surface, and a tapered portion having a taper in a direction from one end to the other end in cross-sectional view provided at the other end;
a first semiconductor chip having a first electrode formed on its surface;
a second semiconductor chip having a second electrode formed on its surface;
a sealing body covering the first semiconductor chip and the second semiconductor chip;
The semiconductor device, wherein the first electrode is electrically connected to the upper surface of the tapered portion of the lead, and the second electrode is electrically connected to the lower surface of the tapered portion of the lead.
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップが、平面視において重なりを有し、前記第1の半導体チップの前記表面と前記第2の半導体チップの前記表面とが対向している請求項1に記載の半導体装置。 3. The first semiconductor chip and the second semiconductor chip overlap in plan view, and the surface of the first semiconductor chip and the surface of the second semiconductor chip face each other. 2. The semiconductor device according to 1. 前記第1の半導体チップが第1のセンサ素子を備え、前記第2の半導体チップが第2のセンサ素子を備え、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップが同一の機能を有し、平面視において前記第1のセンサ素子と前記第2のセンサ素子が同一の位置に設けられている請求項2に記載の半導体装置。 The first semiconductor chip has a first sensor element, the second semiconductor chip has a second sensor element, and the first semiconductor chip and the second semiconductor chip have the same function. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said first sensor element and said second sensor element are provided at the same position in plan view. 平面視において、前記第1の半導体チップの中心位置、前記第2の半導体チップの中心位置及び前記半導体装置の中心位置が、同一の位置である請求項3に記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the center position of said first semiconductor chip, the center position of said second semiconductor chip, and the center position of said semiconductor device are the same in plan view. 前記半導体装置の中心位置が、前記テーパー形状部の前記一端から前記他端に向かう方向の延長上に設けられている請求項4に記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a central position of said semiconductor device is provided on an extension of said tapered portion in a direction from said one end to said other end. 前記リードの前記他端が、平面視において前記半導体装置の中心位置を中心とした円の外周上に配置されている請求項5に記載の半導体装置。 6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said other end of said lead is arranged on the outer periphery of a circle centered on the center position of said semiconductor device in plan view. 平面視において、前記テーパー形状部に円形形状部分を備える請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置。 7. The semiconductor device according to claim 1, wherein said tapered portion has a circular portion in plan view. 前記テーパー形状部の前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップに対向する位置に、内側方向に向かう凹部を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。 8. The semiconductor according to any one of claims 1 to 7, wherein recesses directed inward are provided at positions of said tapered portion facing said first semiconductor chip and said second semiconductor chip. Device. 前記テーパー形状部の上面及び下面に金属メッキが形成され、
前記第1の半導体チップは、前記第1の電極と電気的に接続された第1の金属バンプを有し、
前記第2の半導体チップは、前記第2の電極と電気的に接続された第2の金属バンプを有する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置。
metal plating is formed on the upper and lower surfaces of the tapered portion;
the first semiconductor chip has a first metal bump electrically connected to the first electrode;
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second semiconductor chip has second metal bumps electrically connected to said second electrodes.
前記リードが第1のリードと第2のリードを含み、
前記第1の電極は、前記第1のリードにおける前記テーパー形状部の上面と電気的に接続され、
前記第2の電極は、前記第2のリードにおける前記テーパー形状部の下面と電気的に接続されている請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置。
the leads comprise a first lead and a second lead;
the first electrode is electrically connected to an upper surface of the tapered portion of the first lead;
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second electrode is electrically connected to a lower surface of said tapered portion of said second lead.
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