JP2000269407A - 電子モジュール及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
信頼性も確保することができる電子モジュール及び電子
機器を提供する。 【解決手段】 基板4上に複数の半導体チップ2,3が
積層された電子モジュール1を構成する。また、この構
成の電子モジュール1を搭載した電子機器100を構成
する。
Description
プが基板に接続された電子モジュール及びこの電子モジ
ュールを備えた電子機器に係わる。
て、QFP(Quad Flat Package )構造やSOP(Smal
l Outline Package )構造のパッケージが用いられてい
た。これらの構造では、それぞれ離れて配置された半導
体チップとリードフレームとの間をワイヤで接続してい
るため、その分マザー基板への実装面積が大きくなる。
ップと同等或いはわずかに大きいCSP(チップ・サイ
ズ(スケール)・パッケージ)構造が採用されてきてい
る。
基板への実装面積を大幅に低減することができるが、接
続端子数は従来とほぼ同じで減少しないため、マザー基
板の配線ルールによって厳しい仕様が要求され、その結
果コストアップや品質低下の問題が生じることがある。
半導体チップを形成してMCM(マルチチップモジュー
ル)化することにより、回路的に関連の強い半導体チッ
プ間の配線をパッケージ内に集約させて、マザー基板と
の接続点数を減らすことが可能である。
モジュールの断面図を図16に示す。この電子モジュー
ル51は、第1の半導体チップ52及び第2の半導体チ
ップ53が、インターポーザー基板54上に並列して配
置され、その周囲を封止樹脂62で埋めて構成される。
チップ53は、共にダイペースト55を介してインター
ポーザー基板54に接合されている。
半導体チップ53の上面には、それぞれパッド61が形
成され、このパッド61とインターポーザー基板54の
上面に形成されたランド56との間がワイヤ60を介し
て電気的に接続されている。
い板状の電極端子58が形成され、電極端子58以外の
部分にはソルダーレジスト57が形成されている。ま
た、インターポーザー基板54の外縁部には補強端子5
9が形成されて、電子モジュール51と図示しないマザ
ー基板との半田接続を補強している。
56と、下面の電極端子58との間には図示しないが配
線が形成されて電気的に接続される。この配線は、例え
ばインターポーザー基板54を貫通したスルーホールに
よって構成することができる。
プの数が増えることにより、電子モジュール51の面積
が増加する。
ことにより、マザー基板との接続の信頼性が低下する等
の問題もある。特に、メモリ素子の半導体チップを使用
する場合には、端子数のが少ない割にチップが大きく、
この傾向が顕著になる。
いては、面積が少なく小型集積化が図れ、かつ接続の信
頼性も確保することができる電子モジュール及び電子機
器を提供するものである。
は、基板上に複数の半導体チップが積層されて成るもの
である。
体チップが積層されて成る電子モジュールを搭載したも
のである。
導体チップが積層されていることにより、複数の半導体
チップを基板上に並列に配置した場合と比較して、電子
モジュールの面積を低減することができる。
チップが積層されて成る電子モジュールである。
て、外部との接続を行う電極端子が、全て基板の裏面内
に配置されている構成とする。
て、電極端子が薄い板状である構成とする。
て、複数の半導体チップのうち、基板の直上の半導体チ
ップが基板とフリップチップ接続されている構成とす
る。
て、積層された複数の半導体チップにおいて、上の半導
体チップが下の半導体チップから少なくとも一部がはみ
出して積層されている構成とする。
て、上の半導体チップが下の半導体チップからはみ出し
た部分の下にスペーサが形成された構成とする。
て、上の半導体チップが下の半導体チップからはみ出し
た部分の下に樹脂が充填されている構成とする。
て、複数の半導体チップに並列して、基板上に他の電子
部品が接続されている構成とする。
積層された電子モジュールを搭載して成る電子機器であ
る。
て、電子モジュールの概略構成図を示す。図1Aは電子
モジュールの表面側の斜視図、図1Bは裏面側の斜視
図、図2は断面図をそれぞれ示す。
ップ2と第2の半導体チップ3が積層されて、この積層
された2つの半導体チップがインターポーザー基板4上
に配置され、その周囲を封止樹脂12で埋めて構成され
る。
を介してインターポーザー基板4に接合されている。第
2の半導体チップ3は、同様にダイペースト5を介して
第1の半導体チップ2に接合されている。この第2の半
導体チップ3は、縦・横が共に第1の半導体チップ2よ
り小さくなっていて、第1の半導体チップ2の主面内に
収まる大きさとなっている。
導体チップ3の上面には、それぞれパッド11が形成さ
れ、このパッド11とインターポーザー基板4の上面に
形成されたランド6との間がワイヤ10を介して電気的
に接続されている。
略円板状の電極端子8が形成され、電極端子8以外の部
分にはソルダーレジスト7が形成されている。ソルダー
レジスト7は、プリント基板等のマザー基板と半田によ
り接続を行う際に、隣接する電極端子8間を半田が短絡
しないようにする作用も有している。また、下面の外縁
部には補強端子9が形成されて、電子モジュール1と図
示しないマザー基板との半田接続を補強している。この
補強端子9は、図1Bに示すようにインターポーザー基
板4の4隅に形成され、うち1つのみ四角形状とするこ
とにより、電子モジュール1の向きを示す目印としてい
る。
と、下面の電極端子8との間には図示しないが配線が形
成されて電気的に接続される。この配線は、例えばイン
ターポーザー基板4を貫通したスルーホールによって構
成することができる。
定しないが、例えば次のような材料を用いることができ
る。インターポーザー基板4は、例えばポリイミドやガ
ラスエポキシを用いることができる。ダイペースト5
は、ダイボンディングに通常用いられる材料、例えばエ
ポキシ樹脂中に無機フィラーを充填した絶縁ペーストを
用いることができる。ランド6は、例えばパターン表面
に金メッキをすることにより形成することができる。ワ
イヤ10は、例えば金ワイヤにより形成することができ
る。パッド11は、例えばアルミにより形成することが
できる。封止樹脂12には、例えばエポキシ樹脂やその
他熱硬化樹脂を用いることができる。
よれば、インターポーザー基板4上に2つの半導体チッ
プ2,3を積層して構成したことにより、図16に示し
た2つの半導体チップ52,53を横に並べた電子モジ
ュール51よりも面積が低減される。そして、2つの半
導体チップ2,3を積層していることにより、単位面積
当たりの集積度が向上している。
フレームを引き出す代わりに、電極端子8を全てインタ
ーポーザー基板4の下面に設けているので、リードフレ
ームを引き出した場合よりも面積が低減されている。
基板と電子モジュールとの接続状態に及ぶ影響は、電子
モジュールの面積が大きいほど顕著になる。本実施の形
態によれば、電子モジュール1の面積が低減されるた
め、この影響を小さくすることができ、従ってマザー基
板との接続の信頼性をより向上させることができる。
ば次のようにして製造することができる。まず、複数個
の電子モジュール1に対応する面積のインターポーザー
基板4を用意する。
半導体チップ2をダイペースト5を介してマウントし、
加熱してダイペースト5を熱硬化させることで第1の半
導体チップ2を固定する。次に、第1の半導体チップ2
上面のパッド11と、インターポーザー基板4上面のラ
ンド6とを、ワイヤ10で接続する。
ペースト5を介して第1の半導体チップ2上にマウント
する。続いて、第2の半導体チップ2上面のパッド11
と、インターポーザー基板4上面のランド6とワイヤ1
0で接続する。このとき、下の第1の半導体チップ2の
ワイヤ10に接触しないように第2の半導体チップ3を
マウントすると共に、第2の半導体チップ3のワイヤ1
0が下段の第1の半導体チップ1やそのワイヤ10に接
触しないように、ワイヤの10ループ形状を制御する。
止枠(図示せず)をインターポーザー基板4に張り付け
る。
ワイヤ10が隠れるように、封止樹脂12を充填する。
さらに、真空脱泡した後、封止樹脂12を熱硬化させ
る。
ーにて単体即ち各電子モジュール1に切り分けて、上述
の電子モジュール1を形成することができる。製造した
電子モジュール1に対して、必要な電気チェックを行
う。
ーザー基板4は、複数個の電子モジュール1に対応した
面積のものであったが、封止樹脂12は各電子モジュー
ル1に対応して分離して設けてもよいし、インターポー
ザー基板4と同様に複数個の電子モジュール1に対応し
た面積に形成してもよい。封止樹脂12を各電子モジュ
ール1に対応して分離する場合には、上述の封止枠を各
電子モジュール1に対応した格子状にして、格子の中に
それぞれ封止樹脂12を充填する。この場合、ダイサー
で切断するのは封止枠とインターポーザー基板4とな
る。封止樹脂12をインターポーザー基板4と同様に複
数個の電子モジュール1に対応した面積に形成する場合
には、封止枠をインターポーザー基板4の外縁にのみ略
ロ字形状にして、封止樹脂12をインターポーザー基板
4上に一体に充填する。この場合、ダイサーで切断する
のは封止樹脂12とインターポーザー基板4となる。
チップ2にワイヤ10を接続してから第2の半導体チッ
プ3を取り付けたが、先に2つの半導体チップ2,3を
取り付けてから各半導体チップにワイヤ10を接続する
ようにしてもよい。
知の技術を適用することが可能である。
は、インターポーザー基板4は1層の基板の両面に端子
が形成されていたが、その他の構成、例えば1層の基板
の上面のみに端子が形成された構成、2層以上の基板を
積層してその層間にも配線を通す構成等を採ることがで
きる。
他、いわゆるBGA(ボールグリッドアレイ)のように
ボール状にしてもよい。上述のように電極端子8を薄い
板状にすると、ボール状にした場合より、電子モジュー
ル1をマザー基板に接続したときの高さを低くすること
ができる利点を有する。
は、上段の第2の半導体チップ3が下段の第1の半導体
チップ2の主面に収まる構成であったが、上段の半導体
チップ3が下段の半導体チップから一部はみ出すように
構成することもできる。その場合の実施の形態を次に示
す。
の概略構成図を図3に示す。図3Aは電子モジュールの
斜視図、図3Bは平面図を示す。尚、図3Bではワイヤ
10と基板4上のランド6は省略している。図3A及び
図3Bに示すように、この電子モジュール21は、下段
の長方形の第1の半導体チップ2上に、略正方形の第2
の半導体チップ3を積層した構成であり、上段の第2の
半導体チップ3の一部が下段の第1の半導体チップ2か
らはみ出している。以下、このはみだしている部分をオ
ーバーハング部3aとする。
体チップ3のパッド11の1端子分がオーバーハング部
3aとなっている。そして、パッド11及びワイヤ10
は、各半導体チップ2,3のオーバーハング部3a以外
の2辺に形成されている。
子モジュール1と同様であるので、同一符号を付して重
複説明を省略する。
ヤ10をボンディングするには、通常超音波と圧力を印
加して熱圧着させており、オーバーハング部3aが振動
することで、超音波が減衰し、ボンディング強度が低
下、ないしはボンディングができないことがあるが、こ
の電子モジュール21のようにオーバーハング部3aが
1端子分程度なら、問題ないことが確認されている。
ば、オーバーハング部3aを形成することにより、上下
の半導体チップ2,3が異形のものでも積層することが
可能となり、目的に合った最適の半導体チップを選択し
て電子モジュールを構成することが可能になる。
場合、即ち上段の半導体チップが下段の半導体チップか
ら大きくはみ出して積層させた場合に、上段の半導体チ
ップのオーバーハング部にパッドを形成してワイヤを接
続しようとすると、オーバーハング部の振動により超音
波が減衰するため、ワイヤの接続が不安定になる。従っ
て、オーバーハング部3aを余り大きくすることができ
なかった。このように、オーバーハング部を設けた場合
でも、まだ上段の半導体チップの設計条件に制約があ
る。
自由度をさらに上げる目的で、オーバーハング部の隙間
を埋めるようにする。実際には、オーバーハング部の下
の隙間に、スペーサを入れたり或いは樹脂やペースト等
を充填したりすることにより、隙間を埋めておいてから
ボンディングを行う。その場合の電子モジュールの実施
の形態を次に示す。
の概略構成図を示す。図4Aは電子モジュールの斜視図
を示し、図4Bは複数の半導体チップの積層方法を斜視
図で示す。尚、図4ではパッド11に接続するワイヤと
基板4上のランドは省略している。また図4Cと図4D
は製造工程を平面図及び断面図で示す。
半導体チップ2と比較して、上段の第2の半導体チップ
3の寸法及び面積が充分大きくなっており、上段の第2
の半導体チップ3がはみ出したオーバーハング部3aの
下の隙間に、下段の第1の半導体チップ2と略同じ厚さ
のスペーサ13を入れて構成されている。
ーザー基板4上の、第1の半導体チップ2の両側にそれ
ぞれスペーサ13を配置してから、上段の第2の半導体
チップ3を接合する。
2のボンディング方法を示していないが、上段の第2の
半導体チップ3の下から見えている部分にパッドを設け
れば、ワイヤによるボンディングを行うことができる。
また、後述する実施の形態のように、フリップチップ接
続を用いることも可能である。
ングする際には、通常超音波と圧力をかけ熱圧着させて
いる。本実施の形態の電子モジュール22によれば、オ
ーバーハング部3aへのボンディングにおいて、上段の
第2の半導体チップ3にかかる圧力をスペーサ13で受
けて上段の第2の半導体チップ3の振動を防ぐことがで
きるので、より安定した確実なボンディングが可能とな
る。
バーハング部の下の隙間に樹脂やペーストを充填するよ
うにしてからボンディングしても同様の効果が得られ
る。
り、ダイペーストと同時に供給することも可能である。
例えば図4Cに示すように、基板上に樹脂やペーストを
印刷するときに、スペーサ13となる部分とダイペース
ト13′となる部分とをそれぞれ同時に印刷より形成す
る。次に、図4Dに示すように、ダイペースト13′と
なる部分上に第1の半導体チップ2を押しつけて、第1
の半導体チップ2の上面とスペーサ13の上面が同じ高
さになるようにする。この面の上に図4Bに示すように
第2の半導体チップ3が取り付けられる。
て、フリップチップ接続を用いた電子モジュールの概略
構成図(断面図)を図5に示す。本実施の形態の電子モ
ジュール31では、下段の第1の半導体チップ2をフリ
ップチップ接続によりインターポーザー基板4と接続し
たものである。
1では、下段の第1の半導体チップ2下面のパッド11
にスタッドバンプ14が形成され、このスタッドバンプ
14がインターポーザー基板4上面のランド15に配置
されて、さらに半田16により周囲を覆われて電気的に
接続されている。
の上面のランド6と下面の電極端子8との間の配線とな
るスルーホール17を一部図示している。スタッドバン
プ14に接続されたランド15についても同様に配線に
より電極端子8と接続される。
4以外の部分とインターポーザー基板4との間の隙間に
は、封止樹脂12が充填されている。尚、この隙間に充
填される樹脂は、電子モジュール31全体の封止樹脂1
2と同一の樹脂に限定されない。
施の形態の電子モジュール1と同様に、その上面のパッ
ド11とインターポーザー基板4上面のランド6とをワ
イヤ10で接続することにより、電気的に接続されてい
る。その他の構成は、前述の実施の形態の電子モジュー
ル1と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省
略する。
キまたは蒸着後ウエットバックした半田バンプ等、その
他の種類のバンプを形成するようにしてもよい。
ば、基板4上に複数の半導体チップ2,3を積層してい
ることにより、先の実施の形態と同様に電子モジュール
31の面積を低減することができる。そして、本実施の
形態では、特に半導体チップをフェイスダウンで実装す
るフリップチップ接続を用いているため、全てワイヤ接
続でボンディングを行う場合に比べて、ワイヤ10が少
なくてすみ、ワイヤ10が減る分のスペースを詰めるこ
とができるので、電子モジュール31を確実に小さくす
ることができる。
半導体チップ2,3と接続される基板4表面のランド6
を全て半導体チップ2,3の外側まで出して、それから
基板4に形成された配線で内側に持ってくる必要があ
る。これに対して、下段の半導体チップ2をフリップチ
ップ接続にした場合には、半導体チップ2の下面でボン
ディングされるため、その分基板配線を短くすることが
できる。また、上段の半導体チップ3と接続するランド
6からの基板配線との引き回しの制約も少なくなる。
は、例えば次のようにして製造することができる。尚、
前述の実施の形態の電子モジュール1の製造と共通する
工程は説明を省略する。
ッド11に、ワイヤを用いることによりスタッドバンプ
14を形成しておく。また、インターポーザー基板4上
面の、フリップチップ接続用のランド15に、スクリー
ン印刷でクリーム状の半田16を供給する。
ッドバンプ14がある面を下にしてマウントを行う。こ
のとき、各スタッドバンプ14がそれぞれ該当するラン
ド15に乗るように位置合わせをする。
る接続を行い、洗浄によりフラックスを除去し、乾燥さ
せる。
止樹脂例えばエポキシ系樹脂を供給し、第1の半導体チ
ップ2とインターポーザー基板4との間の隙間に浸透さ
せた後、加熱硬化させる。
ペースト5を介してマウントし、加熱してペーストを熱
硬化させることでチップを固定する。そして、第2の半
導体チップ3のパッド11とインターポーザー基板4の
ランド6とをワイヤ10で接続する。
様の工程を経て、本実施の形態の電子モジュール31を
製造することができる。
を半田16を用いて行ったが、その他の接続方法を採っ
た実施の形態を次に示す。
る。この電子モジュール32では、先の実施の形態の電
子モジュール31で用いた半田16の代わりに、接合材
18を用いてフリップチップ接続を行った構成である。
ルム(ACF)、絶縁性の接着剤となる樹脂を用いるこ
とができる。絶縁性の接着剤となる樹脂としては、例え
ばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミドとの熱可
塑性樹脂を用いることができる。そして、第1の半導体
チップ2とインターポーザー基板4との間の隙間には、
接合材18が充填されて接合がなされる。
も、同様にインターポーザー基板4上に接合材18を形
成した後、第1の半導体チップ2を加熱加圧して押しつ
けることにより、スタッドバンプ14とランド15とを
接続される。
に用いた場合には、フィルム中の微細な導電性粒子がス
タッドバンプ14とランド15の間に挟まれるようにし
て電気的に接続させる。一方、樹脂を接合材18に用い
た場合は、接続部の周囲に樹脂が逃げるようにしてスタ
ッドバンプ14とランド15との間には樹脂が残らない
ようにする。
8に用いた場合には、例えば次のように製造を行う。イ
ンターポーザー基板4の第1の半導体チップ2を乗せる
位置に、第1の半導体チップ2のサイズと同等以上の異
方性導電フィルムを貼り付け、カバーフィルムを剥が
す。
ッドバンプ14が形成された面を下にして、各バンプ1
4が該当するランド15に乗るように位置合わせをして
マウントする。続いて、加熱加圧して、バンプ14とラ
ンド15とを接触させると共に異方性導電フィルムを硬
化させる。
ダイペースト5を介してマウントし、以降は前述の実施
の形態と同様にして電子モジュールを製造することがで
きる。
は、例えば次のようにして製造を行う。インターポーザ
ー基板4の第1の半導体チップ2を載せる位置に、樹脂
ペーストを供給する。尚、樹脂の供給方法は、ディスペ
ンサによって行う他、スクリーン印刷によって行うこと
も可能である。
ッドバンプ14が形成された面を下にして、各バンプ1
4が該当するランド15に乗るように位置合わせをして
マウントする。続いて、加熱して樹脂ペーストを熱硬化
させることにより第1の半導体チップ2を固定する。
ダイペースト5を介してマウントし、以降は前述の実施
の形態と同様にして電子モジュール32を製造すること
ができる。
て、フリップチップ接続を用いたさらに他の電子モジュ
ールの概略構成図を図7及び図8に示す。図7Aは電子
モジュールの斜視図を示し、図7Bは複数の半導体チッ
プの積層方法を示す斜視図であり、図8Bは電子モジュ
ールの断面図を示す。
半導体チップ2の上面から、上段の第2の半導体チップ
3の4辺がはみ出している構成である。下段の第1の半
導体チップ2をワイヤ接続とすると、半導体チップ2の
パッドを上面に形成する必要があり、ワイヤ接続をする
ために上段の半導体チップ3を4辺ではみ出すように構
成することができないが、下段の第1の半導体チップ2
に前述のフリップチップ接続を用いることにより、この
ように上段の第2の半導体チップ3の4辺がはみ出した
構成とすることができる。
計条件の自由度が向上する。また、図7に示すように、
オーバーハング部の幅が小さい場合には、スペーサ等を
設けなくても接続が可能である。
い場合には、前述の電子モジュール22と同様に、オー
バーハング部の下にスペーサ13を入れるか或いは樹脂
を充填しておく。
て、3つの半導体チップを積層した電子モジュールの概
略構成図(斜視図)を図9に示す。
チップを積層させた構成である。即ち、第1の半導体チ
ップ2と第2の半導体チップ3と第3の半導体チップ2
0とが積層されて構成されている。第1の半導体チップ
2は、フリップチップ接続によりインターポーザー基板
4と接続されている。第2の半導体チップ3は、ワイヤ
10によりインターポーザー基板4と電気的に接続され
ている。そして、第2の半導体チップ3は、第1の半導
体チップ2より2辺がはみ出している。
の半導体チップ3上にダイペース値5を介して接合さ
れ、ワイヤ10によりインターポーザー基板4と電気的
に接続されている。この第3の半導体チップ20は、第
2の半導体チップ3から一部が後退した大きさとなって
いて、第2の半導体チップ3上面のワイヤ10を接続す
るためのパッド11付近を露出させている。これによ
り、第2の半導体チップ3と第3の半導体チップ20の
それぞれにワイヤ10を接続することができる。
ば、3つの半導体チップ2,3,20を有していても、
これらが積層されていることにより、電子モジュール3
4の占有する面積は小さくて済み、単位面積当たりの集
積度がさらに向上する。
つの半導体チップを積層した他の電子モジュールの概略
構成図を図10に示す。図10Aは電子モジュールの斜
視図を示し、図10Bは複数の半導体チップの積層方法
を斜視図で示す。
プを3つ有して構成されている。そして、そのうち2つ
の半導体チップ、即ち第1の半導体チップ41及び第2
の半導体チップ42が共に並列してインターポーザー基
板4の上面にフリップチップ接続され、残りの第3の半
導体チップ43がこれら2つの半導体チップ41,42
上に積層された構成である。
チップ41及び第2の半導体チップ42の上面に、ダイ
ペーストを介して接合されている。また、上面のパッド
11とインターポーザー基板4上面のランド6とがワイ
ヤ10で電気的に接続されている。
それぞれ主面の寸法が異なっており、第1の半導体チッ
プ41は主面が長方形であり、第2の半導体チップ42
は主面が略正方形であり、第3の半導体チップ43は主
面が長方形でありかつ下段の2つの半導体チップが収ま
る大きさとなっている。
る半導体チップ41,42,43を積層して、電子モジ
ュール35を構成することもできる。これにより、各種
の半導体チップを組み合わせても、容易に面積の小さい
電子モジュールを構成することができる。
ルの他の構成における半導体チップの積層方法を示す斜
視図である。この電子モジュール36は、下段の第1の
半導体チップ2の略2倍の面積の第2の半導体チップ3
を上段に載せる場合であり、スペーサ13の大きさが下
段の第1の半導体チップ2と略同一面積となっている。
尚、図示しないが下段の半導体チップ2は、フリップチ
ップ接続により基板4と接続されている。
積が異なる半導体チップ2,3を積層することができ
る。
ルのさらに他の構成における半導体チップの積層方法を
示す斜視図である。この電子モジュール37は、下段の
第1の半導体チップ41及び第2の半導体チップ42を
間隔を置いて並列に配置して、これら2つの半導体チッ
プ41,42の間にスペーサ13を入れている。そし
て、2つの半導体チップ41,42及びスペーサ13上
に、上段の第3の半導体チップ43を載置するようにし
ている。尚、図示しないが下段の半導体チップ41,4
2は、フリップチップ接続により基板4と接続されてい
る。
に示した電子モジュール35にさらにスペーサ13を設
けた構造になっている。スペーサ13を設けたことによ
り、上段の半導体チップ43のパッド11の配置の自由
度が高まると共に、ボンディングの際の圧力をスペーサ
13に吸収させることができる利点を有している。
は半導体チップのみを有して電子モジュールが構成され
ていたが、複数の半導体チップと一般の電子部品とを組
み合わせて、より機能的な電子モジュールを構成するこ
ともできる。その場合を次に示す。
実施の形態として、半導体チップの他の電子部品を混載
した電子モジュールの概略構成図を示す。図13は斜視
図、図14は図13のX−Xにおける断面図を示す。
ザー基板4上に第1の半導体チップ2及び第2の半導体
チップ3が積層されている。下段の第1の半導体チップ
2は、先に図5に示した電子モジュール31と同様に、
フリップチップ接続によりインターポーザー基板4上面
のランド15に接続され、接続部のスタッドバンプ14
の周囲が半田16により接続されている。
特に2つの半導体チップ2,3の周囲のインターポーザ
ー基板4上に、一般の電子部品19が配置接続されてい
る。この電子部品19は、上段の第2の半導体チップ3
とを電気的に接続するワイヤ10の付近に配置されてい
る。また、電子部品19の下のランド15は、図示した
スルーホール17を介してインターポーザー基板4下面
の電極端子8と接続されている。
ジュール31と同様であるので、重複説明を省略する。
は、小さいチップ状の素子や抵抗素子、コンデンサ等を
配置することが可能である。半導体チップ2,3に比し
て面積が比較的小さい電子部品19であれば、このよう
に搭載することが可能である。
0では、フリップチップ接続の接続部の周囲に半田16
を用いていることにより、容易に一般の電子部品19と
の混載が可能になりモジュール化することができる。
の電子部品19の実装が別工程になる。このとき、下段
の半導体チップ2を先に基板4に付けると、一般の電子
部品19用の半田印刷が困難になってしまう。一方、一
般の電子部品19の半田接続を先に行うと、薄い半導体
チップの実装するときに電子部品が邪魔になってしま
う。このため、周りの電子部品19を半導体チップ2,
3から遠ざけて配置することや、下段の半導体チップ2
の実装前に一般部品19を実装した後のごみや余分なフ
ラックスを洗浄する作業等が必要になる。
の電子部品19と混載した電子モジュール40を容易に
製造することができる。
と比較して薄い場合には、上段の半導体チップ3をオー
バーハングさせて、そのオーバーハング部の下に電子部
品19を配置する構成も可能である。この場合はオーバ
ーハング部の下にスペーサ等を配置できないので、ワイ
ヤ10用のパッド11は、主としてオーバーハング部以
外の部分に配置する。
ば、半導体チップ2,3以外に一般の電子部品19も一
括してリフローで半田接続することができ、半導体チッ
プ周辺の回路を取り込んで、機能的な電子モジュール4
0を形成することができる。
えば次のようにして製造することができる。尚、先の実
施の形態と同様の工程は重複説明を省略する。
ップ接続用のランド15に、スクリーン印刷でクリーム
状の半田16を供給する。
ド15に、スクリーン印刷でクリーム状の半田を供給す
る。このとき、先に印刷したフリップチップ接続用の半
田16がつぶれないように、メタルスクリーンの基板4
側をエッチングにより削って逃がしておく。
置合わせして一般の電子部品19をマウントする。
半導体チップ3を順次マウントし、以下前述の実施の形
態と同様にして、電子モジュール40を製造することが
できる。
の種類の組み合わせは任意であり、同種の半導体チップ
同士を組み合わせても、異種の半導体チップ同士を組み
合わせてもよい。
RAM,DRAM,フラッシュメモリ等のメモリ素子、
CPUやMPU等の制御素子・演算素子、或いはその他
の素子を用いることが可能である。
の半導体チップが積層されて構成された電子モジュール
を搭載することにより、図15に示すような携帯電話等
の電子機器100を構成することができる。そして、上
述のように面積が小さくかつ複数の半導体チップを有し
て集積度の高い電子モジュール101を搭載しているの
で、小型でかつ高機能の電子機器100を構成すること
ができる。また、上述のように電子モジュール101の
信頼性が高いため、電子機器100の信頼性も高くな
る。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
ップを積層することにより、複数の半導体チップを平面
的に並べる場合と比較して、著しく電子モジュールの面
積を低減することができる。従って、単位面積当たりの
集積度を向上させることができる。
るため、マザー基板の反りや衝撃等によりマザー基板と
電子モジュールとの接続状態に及ぶ影響を小さくするこ
とができ、マザー基板との接続の信頼性をより向上させ
ることができる。
フリップチップ接続する構成としたときには、その上に
載せる上段の半導体チップの大きさの制約がなくなり、
設計の自由度が向上する。さらに、下段の半導体チップ
のワイヤ接続のためのスペースが不要になるため、電子
モジュールの面積をより小さくすることができる。ま
た、基板配線を短くすると共に、基板配線の配置の制約
を低減することができる。
プから少なくとも一部がはみ出して積層された構成とし
たときには、上下の半導体チップが異形のものでも積層
することが可能となり、目的に合った最適の半導体チッ
プを選択して電子モジュールを構成することが可能にな
る。
ップからはみ出した部分の下に、スペーサが形成されて
いるか或いは樹脂やペーストが充填されている構成とし
たときには、ボンディングの際ににかかる圧力を受ける
ことができると共に、超音波が逃げる(減衰する)のを
防止するという働きを有し、より安定した確実なボンデ
ィングが可能となる。
基板の裏面内に配置されている構成としたときには、リ
ードフレームを引き出した場合よりも面積を低減するこ
とができる。
板上に他の電子部品が接続されている構成としたときに
は、より機能的な電子モジュールを構成することができ
る。
ップを半田接続を用いたフリップチップ接続としたとき
には、他の電子部品と一括して半田接続を行うことによ
り、容易に他の電子部品と半導体チップを混載した電子
モジュールを製造することができる。
成された電子モジュールを搭載して電子機器を構成する
ことにより、小型でかつ高機能の電子機器を構成するこ
とができる。そして、電子モジュールの信頼性が高いた
め、電子機器の信頼性も高くなる。
構成図である。 A 表面側の斜視図である。 B 裏面側の斜視図である。
略構成図である。 A 斜視図である。 B 平面図である。
である。 A 斜視図である。 B 複数の半導体チップの積層方法を示す斜視図であ
る。 C,D 図4Aの電子モジュールの製造工程を示す平面
図及び断面図である。
概略構成図(断面図)である。
ルの概略構成図(断面図)である。
ジュールの概略構成図である。 A 斜視図である。 B 複数の半導体チップの積層方法を示す斜視図であ
る。
の概略構成図(斜視図)である。
ュールの概略構成図である。 A 斜視図である。 B 複数の半導体チップの積層方法を示す斜視図であ
る。
における半導体チップの積層方法を示す斜視図である。
の構成における半導体チップの積層方法を示す斜視図で
ある。
モジュールの概略構成図(斜視図)である。
示す図である。
ジュールの断面図である。
6,37,40,101電子モジュール、2,41 第
1の半導体チップ、3,42 第2の半導体チップ、4
インターポーザー基板、5 ダイペースト、6,15
ランド、7 ソルダーレジスト、8 電極端子、9
補強端子、10 ワイヤ、11 パッド、12 封止樹
脂、13 スペーサ、14 スタッドバンプ、16 半
田、17スルーホール、18 接合材、19 電子部
品、20,43 第3の半導体チップ、100 電子機
器
Claims (10)
- 【請求項1】 基板上に、複数の半導体チップが積層さ
れて成ることを特徴とする電子モジュール。 - 【請求項2】 外部との接続を行う電極端子が、全て上
記基板の裏面内に配置されていることを特徴とする請求
項1に記載の電子モジュール。 - 【請求項3】 上記電極端子が薄い板状であることを特
徴とする請求項2に記載の電子モジュール。 - 【請求項4】 上記複数の半導体チップのうち、上記基
板の直上の半導体チップが該基板とフリップチップ接続
されていることを特徴とする請求項1に記載の電子モジ
ュール。 - 【請求項5】 積層された上記複数の半導体チップにお
いて、上の半導体チップが下の半導体チップから少なく
とも一部がはみ出して積層されていることを特徴とする
請求項1に記載の電子モジュール。 - 【請求項6】 上記上の半導体チップが上記下の半導体
チップからはみ出した部分の下にスペーサが形成されて
いることを特徴とする請求項5に記載の電子モジュー
ル。 - 【請求項7】 上記上の半導体チップが上記下の半導体
チップからはみ出した部分の下に樹脂が充填されている
ことを特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。 - 【請求項8】 上記上の半導体チップが上記下の半導体
チップからはみ出した部分の下にペーストが充填されて
いることを特徴とする請求項5に記載の電子モジュー
ル。 - 【請求項9】 上記複数の半導体チップに並列して、上
記基板上に他の電子部品が接続されていることを特徴と
する請求項1に記載の電子モジュール。 - 【請求項10】 基板上に複数の半導体チップが積層さ
れた電子モジュールを搭載してなることを特徴とする電
子機器。
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Cited By (14)
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