JP2001118877A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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勇人 奥田
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隆司 埜本
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裕二 明石
Katsuro Hiraiwa
克朗 平岩
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Fujitsu Ltd
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    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
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    • H01L2224/85181—Translational movements connecting first on the semiconductor or solid-state body, i.e. on-chip, regular stitch
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は複数の半導体素子が積層された構造を
有する半導体装置及びその製造方法に関し、信頼性の向
上と小型化を共に実現することを課題とする。 【解決手段】基板33上に積層された第１乃至第３の半導
体素子22〜24と、各半導体素子22〜24間、及び半導体素
子24と基板33とを接続するワイヤ30〜32とを有する半導
体装置に関する。第１のワイヤ30は、最上部に位置する
第１の半導体素子22の電極27と第２の半導体素子23の電
極28とを接続する。第２のワイヤ31は、第２の半導体素
子23の電極28と第３の半導体素子24の電極29とを接続す
る。第３のワイヤ32は、第３の半導体素子24の電極29と
基板33のボンディングパッド34とを接続する。また、第
１のワイヤ30と電極28との間、第２のワイヤ31と電極29
との間にスタッドバンプ36,37 を設け、各ワイヤ31,32
と各半導体素子24,25 との間に間隙を形成し、両者が短
絡することを防止する。

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
製造方法に係り、特に複数の半導体素子が積層された構
造を有する半導体装置及びその製造方法に関する。近
年、携帯機器、特に携帯電話市場における小型化の要求
に伴い、搭載される半導体装置に対しても小型化の要求
が求められている。この要求を満たすために、複数の半
導体素子を封止樹脂（パッケージ）内に積層したスタッ
クタイプの半導体装置が開発されている。
【０００２】
【従来の技術】図１乃至図４は、従来の積層タイプの半
導体装置の一例を示している。図１及び図２は外部接続
端子としてリード５を用いた半導体装置１Ａであり、図
１は半導体装置１Ａの断面図であり、図２は封止樹脂６
Ａの一部を取り除いた状態の半導体装置１Ａを示す平面
図である。
【０００３】図１及び図２に示す半導体装置１Ａは、リ
ード５に形成されたステージ部５ａ上に３個の半導体素
子２〜４を積層した構造とされている。各半導体素子２
〜４には第１乃至第３の電極７〜９が設けられており、
この各電極７〜９は第１乃至第３のワイヤ１０〜１２を
用いてリード５のボンディングパッド部５ｃに接続され
ている。また、リード５のアウターリード部５ｂは封止
樹脂６Ａから外部に延出しており、例えばガルウイング
状に成形され表面実装に対応できるよう構成されてい
る。
【０００４】図１及び図２に示される半導体装置１Ａ
は、半導体素子２〜４の配設位置の外周部にワイヤ１０
〜１２が接続されるボンディングパッド部５ｃが形成さ
れ、更にアウターリード部５ｂは封止樹脂６Ａから外部
に延出する構成とされていたため、半導体素子１Ａが大
型化してしまうという問題点がある。また、半導体装置
１Ａは半導体素子２〜４の高密度化及び積層化により多
ピン化する傾向にあるが、リード５では隣接するピッチ
を短くすることは技術的に限界にきており、この点から
も半導体素子１Ａの小型化ができないという問題があ
る。
【０００５】一方、図３及び図４は外部接続端子として
はんだボール１５を用いたＢＧＡ（ボールグリッドアレ
イ）タイプの半導体装置１Ｂを示している。図３は半導
体装置１Ｂの断面図であり、図４は封止樹脂６の一部を
取り除いた状態の半導体装置１Ｂを示す平面図である。
尚、図３及び図４において、図１及び図２に示した構成
と対応する構成には同一符合を付している。
【０００６】ＢＧＡタイプの半導体装置１Ｂは、プリン
ト配線基板等の基板１３の上部に第１乃至第３の半導体
素子２〜４を積層した構成とされている。各半導体素子
２〜４に設けられた各電極７〜９は、第１乃至第３のワ
イヤ１０〜１２を用いて基板１３の上面（半導体素子が
積層されている面）に形成されたボンディングパッド１
４に接続されている。
【０００７】ボンディングパッド１４は、基板１３に形
成されたスルーホール及び配線（共に図示せず）により
はんだボール１５と接続されている。よって、各半導体
素子２〜４は、ワイヤ１０〜１２，ボンディングパッド
１４，スルーホール及び配線を介してはんだボール１５
に接続され構成とされている。ＢＧＡタイプの半導体装
置１Ｂは、上記のように外部接続端子となるはんだボー
ルが半導体素子２〜４の下部に位置するため、図１及び
図２に示した半導体装置１Ａに比べて小型化を図ること
ができる。また、リード５に比べてボンディングパッド
１４は狭ピッチ化することができるため、多ピン化に対
応することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１乃至図
４に示した半導体装置１Ａ，１Ｂのように、リード５或
いはボンディングパッド１４と半導体素子２〜４とを接
続するのにワイヤ１０〜１２を用いる構成では、必然的
に封止樹脂６Ａ，６Ｂ内にワイヤ１０〜１２を配設する
領域を設ける必要がある。
【０００９】特に、複数の半導体素子２〜４を積層した
構造を有する半導体装置１Ａ，１Ｂでは、特に最上部に
位置する半導体素子２に接続される第１のワイヤ１０が
問題となり、この第１のワイヤ１０を最上部に位置する
半導体素子２からリード５或いはボンディングパッド１
４に長く配設する必要がある。このため、第１のワイヤ
１０のループ高さ（リード５或いはボンディングパッド
１４から第１のワイヤ１０までの高さ）が高くなり、こ
れに伴い半導体装置１Ａ，１Ｂが大型化（特に、高さ方
向が大型化）してしまうという問題点が生じる。
【００１０】これを解決し半導体装置１Ａ，１Ｂの小型
化を図るには、各ワイヤ１０〜１２を低く配設する必要
がある。しかるに、各ワイヤ１０〜１２を低く配設した
場合、ワイヤ１０〜１２が半導体素子２〜４のコーナー
部分に接触してしまったり、また隣接するワイヤ同志が
接触して短絡してしまい、半導体装置の信頼性が低下し
てしまうという問題点が発生する。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、信頼性の向上と小型化を共に実現しうる半導体装
置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる種々の手段を講じた事を特
徴とするものである。請求項１記載の発明に係る半導体
装置は、基材上に積層された複数の半導体素子と、前記
複数の半導体素子の内、一の半導体素子に形成された電
極と当該一の半導体素子上に直接積層された他の半導体
素子に形成された電極との間、及び前記基材と当該基材
上に直接積層された半導体素子に形成された電極との間
を電気的に接続するワイヤとを具備し、かつ、少なくと
も前記一の半導体素子に形成された電極または前記他の
半導体素子に形成された電極のいずれか一方と前記ワイ
ヤの接合部との間、及び前記基材上に直接積層された半
導体素子に形成された電極と前記ワイヤの接合部との間
に導電性材料よりなるスペーサ部材を配設し、該スペー
サ部材により、前記ワイヤと前記半導体素子との間に間
隙が形成されるよう構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１３】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の半導体装置において、前記スペーサ部材は、スタッ
ドバンプであることを特徴とするものである。また、請
求項３記載の発明は、請求項１または２記載の半導体装
置において、前記半導体素子上に所定の再配線パターン
が形成された再配線層を配設し、該再配線層を中継する
ことにより、前記ワイヤが前記一の半導体素子と前記他
の半導体素子との間、及び前記基材と該基材上に直接積
層された半導体素子との間を電気的に接続する構成とし
たことを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項２ま
たは３記載の半導体装置において、前記ワイヤは、前記
スタッドバンプを形成する際に用いるスタッドバンプ用
ワイヤの直径寸法に対し、太い直径のものを用いたこと
を特徴とするものである。また、請求項５記載の発明
は、請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置にお
いて、前記半導体素子は、素子内回路と電気的に非接続
とされたダミーパッドが設けられていることを特徴とす
るものである。
【００１５】また、請求項６記載の発明は、基材上に複
数の半導体素子を積層する積層工程と、前記複数の半導
体素子の内、一の半導体素子に形成された電極と当該一
の半導体素子上に直接積層された他の半導体素子に形成
された電極との間、及び前記基材と当該基材上に直接積
層された半導体素子に形成された電極との間をワイヤに
て電気的に接続するワイヤボンディング工程とを有する
半導体装置の製造方法において、前記ワイヤボンディン
グ工程は、前記ワイヤを配設する前に、前記一の半導体
素子に形成された電極または前記他の半導体素子に形成
された電極の少なくとも一方、及び前記基材上に直接積
層された半導体素子に形成された電極にスペーサ部材を
形成するスペーサ部材配設工程と、該スペーサ部材配設
工程で形成されたスペーサ部材の上部に前記ワイヤを接
合する接合工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１６】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載の半導体装置の製造方法において、前記スペーサ部材
配設工程では、第１のワイヤを用いてスタッドバンプを
形成することにより当該スタッドバンプを前記スペーサ
部材とし、かつ、前記接合工程では、前記第１のワイヤ
の直径寸法より太い第２のワイヤを用いることを特徴と
するものである。
【００１７】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び請求項６記載の発明によれば、複数の半導
体素子の内、一の半導体素子に形成された電極と当該一
の半導体素子上に直接積層された他の半導体素子に形成
された電極との間をワイヤで電気的に接続し、かつ基材
と当該基材上に直接積層された半導体素子に形成された
電極との間をワイヤで電気的に接続したことにより、ワ
イヤは積層された各半導体素子で中継されて基材に接続
されることとなる。
【００１８】よって、個々のワイヤの長さは短くなり、
これに伴いワイヤのループ高さを低くすることができ
る。従って、半導体装置内に設けるワイヤループの配設
領域を小さく且つ低くすることができ、半導体装置の小
型化（低背化）を図ることができる。一方、ワイヤのル
ープ高さが低くなることによりワイヤと半導体素子が近
接し、ワイヤと半導体素子のコーナーとが接触し短絡す
ることが懸念される。しかるに本発明では、少なくとも
一の半導体素子に形成された電極または他の半導体素子
に形成された電極のいずれか一方と、ワイヤの接合部と
の間に、ワイヤの接合部の高さを基板から離間させるス
ペーサ部材を介装している。また、基材上に直接積層さ
れた半導体素子に形成された電極と、ワイヤの接合部と
の間に、ワイヤの接合部の高さを基板から離間させるス
ペーサ部材を介装している。
【００１９】このように、ワイヤと半導体素子との間に
間隙が形成されるよう構成することにより、ワイヤと半
導体素子が接触し、ワイヤが半導体素子に形成された回
路と短絡することを防止できる。これにより、半導体装
置の信頼性を向上させることができる。また、スペーサ
部材は導電性材料よりなるため、ワイヤの接合部と各電
極間にスペーサ部材を介装しても、ワイヤと各電極との
間は電気的に接続された状態となる。また、ワイヤの接
合部の高さを基板から離間させる構成としても、その離
間距離はワイヤと半導体素子との間に短絡が生じない程
度の間隙を形成する量で足り、その離間距離は微小であ
る。このため、ワイヤの接合部と各電極間にスペーサ部
材を介装しても、半導体装置が大型化するようなことは
ない。
【００２０】また、請求項２に記載の発明によれば、ス
ペーサ部材をスタッドバンプとすることにより、各半導
体素子間等を接続するワイヤを配設する際に用いるワイ
ヤボンディング装置を用いてスペーサ部材を形成するこ
とができる。よって、新たに製造設備を増設することな
く、スペーサ部材を形成することが可能となる。
【００２１】また、請求項３に記載の発明によれば、各
半導体素子が異なる電極のレイアウトを有する場合であ
っても、ワイヤがクロスして短絡することを防止するこ
とができる。即ち、積層される各半導体素子間では、電
気的特性，信号特性が等しい電極間（以下、この電極を
等特性電極という）でワイヤを配設する必要がある。こ
の際、直接積層される一の半導体素子と他の半導体素子
の電極レイアウトが等しい場合には、上下で対向する各
電極は互いに等特性電極であるため、そのまま上下で対
向する電極間をワイヤ接続すればよい。
【００２２】しかるに、直接積層される一の半導体素子
と他の半導体素子の電極レイアウトが異なる場合には、
上下で対向する各電極は等特性電極ではなくなる。よっ
て、離間した位置にある等特性電極である一対の電極間
をワイヤ接続する必要が生じる。この場合、単に離間す
る電極間をワイヤ接続した場合、他のワイヤとの間で接
触が発生するおそれがある。
【００２３】これに対し本請求項に係る発明は、半導体
素子上に所定の再配線パターンが形成された再配線層を
配設することにより、ワイヤは再配線層を中継して一の
半導体素子と他の半導体素子との間、及び基材と半導体
素子との間を電気的に接続することが可能となる。よっ
て、各半導体素子が異なる電極レイアウトを有し、る上
記のように直接等特性電極間をワイヤ接続した場合には
ワイヤがクロスする場合であっても、いずれか一方のワ
イヤを再配線層の再配線パターンに接続することによ
り、ワイヤがクロスして短絡することを防止することが
できる。
【００２４】また、請求項４に記載の発明によれば、ワ
イヤとしてスタッドバンプを形成する際に用いるスタッ
ドバンプ用ワイヤの直径寸法に対して太い直径のものを
用いたことにより、ワイヤのインダクタンスを低減で
き、よって高周波特性を向上させることができる。ま
た、請求項５に記載の発明によれば、ダミーパッドは半
導体素子の素子内回路と電気的に非接続であるため、そ
の特性を考慮する必要なくワイヤを接続することができ
る。よって、ワイヤのレイアウトに自由度を持たせるこ
とができ、これによってもワイヤ間で接触が発生するこ
とを防止することができる。
【００２５】また、請求項７記載の発明によれば、スペ
ーサ部材配設工程では、第１のワイヤを用いてスタッド
バンプを形成することにより当該スタッドバンプをスペ
ーサ部材とし、かつ、接合工程では第１のワイヤの直径
寸法より太い第２のワイヤを用いることにより、スペー
サ部材配設工程及び接合工程を１台のワイヤボンディン
グ装置により連続的に行なうことができ、半導体装置の
製造効率の向上を図ることができる。また、既存設備を
利用できるため、製造設備の簡略化を図ることができ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図５乃至図７は、本発明の第１
実施例である半導体装置２０Ａを説明するための図であ
る。図５は半導体装置２０Ａの断面図であり、図６は封
止樹脂６Ａの一部を取り除いた状態の半導体装置２０Ａ
を示す平面図であり、図７は半導体装置２０Ａのワイヤ
接続構造を説明するための斜視図である。
【００２７】本実施例に係る半導体装置２０ＡはＢＧＡ
（ボールグリッドアレイ）タイプの半導体装置であり、
大略すると複数（本実施例では３個）の半導体素子２２
〜２４，封止樹脂２６，第１乃至第３のワイヤ３０〜３
２，基板３３，及びはんだボール３５等により構成され
ている。第１乃至第３の半導体素子２２〜２４は、基板
３３上に積層（スタック）された構成とされている。具
体的には、第１の半導体素子２２と第２の半導体素子２
３との間、第２の半導体素子２３と第３の半導体素子２
４との間、及び第３の半導体素子２４と基板３３との間
には、それぞれフィルム状の絶縁性接着剤３８が介装さ
れている。そして、各半導体素子２２〜２４及び基板３
３は、この絶縁性接着剤３８により接着された構成とな
っている。この際、上記のように本実施例では絶縁性接
着剤３８としてフィルム状の接着剤を用いているため、
絶縁性接着剤３８の厚さを均一でかつ薄くすることがで
きる。
【００２８】第１乃至第３の半導体素子２２〜２４は、
積層された状態において、各半導体素子２２〜２４の少
なくとも外周一辺に段差が形成され、階段状となるよう
構成されている。また、各半導体素子２２〜２４の外周
所定位置には、電極２７〜２９が形成されている。従っ
て、第２の半導体素子２３に設けられた第２の電極２８
は第１の半導体素子２２と第２の半導体素子２３とが形
成する段差部分に位置し、第３の半導体素子２４に設け
られた第３の電極２９は第２の半導体素子２３と第３の
半導体素子２４とが形成する段差部分に位置した構成と
なっている。
【００２９】基板３３は、例えばポリイミド製のフレキ
シブル配線基板、或いはガラス−エポキシ製のプリント
配線基板等である。この基板３３の各半導体素子２２〜
２４が搭載される側の面（以下、上面という）には、ボ
ンディングパッド３４，ボール接続パッド３９，及び配
線４０等が形成されている。ボンディングパッド３４は
各半導体素子２２〜２４の搭載位置の外周位置に形成さ
れており、後述するように第３のワイヤ３２がボンディ
ングされる。また、ボール接続パッド３９は、はんだボ
ール３５の配設位置に形成されている。本実施例では、
はんだボール３５はエリアアレイ状に配設されている。
よって、はんだボール３５は、各半導体素子２２〜２４
の搭載位置の下部にも配設された構成となっている。
【００３０】ボール接続パッド３９と対向する位置に
は、孔４１が形成されている。外部接続端子として機能
するはんだボール３５は、この孔４１を介してボール接
続パッド３９に接合された構成とされている。また、配
線４０は、ボンディングパッド３４とボール接続パッド
３９とを接続するよう所定の配線パターンで形成されて
いる。
【００３１】前記のように、ボール接続パッド３９は各
半導体素子２２〜２４の搭載位置の下部に位置している
ため、配線４０はボンディングパッド３４から内側に向
け延出した構造（ファンイン構造）とされている。これ
により、ボンディングパッド３４は、配線４０及びボー
ル接続パッド３９を介してはんだボール３５と電気的に
接続した構成となっている。
【００３２】封止樹脂２６は例えばエポキシ樹脂であ
り、モールド法を用いて各半導体素子２２〜２４及び各
ワイヤ３０〜３２を封止するよう形成されている。本実
施例では半導体装置２０Ａを製造する際、１個の半導体
装置２０Ａの基板３３の面積よりも広い基板（以下、基
礎基板という）を用意し、この基礎基板上に複数組の半
導体素子２２〜２４を積層し、後述するワイヤボンディ
ング工程を実施した後、複数組の半導体素子２２〜２４
及びワイヤ３０〜３２を一括してモールドし、その後に
ダイシング処理を行なうことにより個々の半導体装置２
０Ａに個片化する方法を用いている。これにより、半導
体装置２０Ａの生産効率を向上させることができる。
【００３３】続いて、第１乃至第３のワイヤ３０〜３２
について説明する。各ワイヤ３０〜３２は金，アルミニ
ウム，銅等の導電性金属細線よりなり、ワイヤボンディ
ング装置を用いて配設される。第１のワイヤ３０は、第
２の半導体素子２３に形成された第２の電極２８と、第
２の半導体素子２３に直接積層された第１の半導体素子
２２に形成された第１の電極２７との間に配設されてい
る。この際、各ワイヤ３０〜３２は、電気的特性，信号
特性が等しい電極（等特性電極）間を接続するよう構成
されている。
【００３４】また、第２のワイヤ３１は、第３の半導体
素子２４に形成された第３の電極２９と、第３の半導体
素子２４に直接積層された第２の半導体素子２３に形成
された第２の電極２８との間に配設されている。更に、
第３のワイヤ３２は、基板３３に形成されたボンディン
グパッド３４と、基板３３に直接積層された第３の半導
体素子２４に形成された第３の電極２９との間に配設さ
れている。
【００３５】尚、上記した「直接積層された」の意味
は、「すぐその上部に積層配設された」の意味である。
また、上記の意味は、絶縁性接着剤３８を介在させない
という意味ではない。従って、第３の半導体素子２４を
例に挙げれば、「第３の半導体素子２４に直接積層され
た半導体素子」は第２の半導体素子２３であり、第１の
半導体素子２２を含むものではない。
【００３６】第１乃至第３のワイヤ３０〜３２を上記の
ように配設することにより、各ワイヤ３０〜３２は積層
された各半導体素子２４，２３で中継されて基板３３に
接続されることとなる。これにより各ワイヤ３０〜３２
は、図５及び図７に示すように、最上部に位置する第１
の半導体素子２２から基板３３に向け順次段々をなすよ
う配設された構成となる。
【００３７】このように、本実施例では各ワイヤ３０〜
３２が各半導体素子２４，２３で中継されて基板３３に
接続される構成とされているため、個々のワイヤ３０〜
３２の長さは短くなり、これに伴いワイヤ３０〜３２の
ループ高さ（各ワイヤのセカンドボンディング位置から
ワイヤーループの最上部までの距離）を低くすることが
できる。従って、半導体装置２０Ａ内に設けるワイヤル
ープの配設領域を小さく且つ低くすることができ、半導
体装置２０Ａの小型化（低背化）を図ることができる。
【００３８】また、本実施例では、基板３３に形成され
たボンディングパッド３４に１本のワイヤ３２のみが接
続される構成となる。このため、従来のように複数のワ
イヤ１０〜１２を接続する必要があったボンディングパ
ッド１４（図３及び図４参照）に比べ、ボンディングパ
ッド３４の面積を小さくすることができ、これによって
も半導体装置２０Ａの小型化を図ることができる。
【００３９】続いて、上記構成とされた半導体装置２０
Ａの製造方法について説明する。尚、本実施例における
製造方法の特徴は、第１乃至第３のワイヤ３０〜３２を
配設するワイヤボンディング工程にあり、他の製造工程
は従来と同様であるため、以下の説明ではワイヤボンデ
ィング工程についてのみ説明するものとする。図８乃至
図１２は、第１乃至第３のワイヤ３０〜３２を配設する
ワイヤボンディング工程を手順に沿って示す図である。
図８は、ワイヤ３０〜３２をワイヤボンディングする前
の状態を示している。
【００４０】基板３３の上部には、予め第１乃至第３の
半導体素子２２〜２４が積層されている。本実施例で
は、各ワイヤ３０〜３２をワイヤボンディングする前に
スタッドバンプ形成工程（請求項６におけるスペーサ部
材配設工程に相当する）を実施する。このスタッドバン
プ形成工程では、第２の半導体素子２３に形成された第
２の電極２８上に第１のスタッドバンプ３６を形成する
と共に、第３の半導体素子２４に形成された第３の電極
２９上に第２のスタッドバンプ３７を形成する。尚、本
実施例では、第１の電極２７にスタッドバンプは設けら
れていない。
【００４１】この第１及び第２のスタッドバンプ３６，
３７は、後述するようにスペーサ部材として機能するも
のであり、第１乃至第３のワイヤ３０〜３２をワイヤボ
ンディングする際に用いるワイヤボンディング装置をそ
のまま用いて形成される。また、各スタッドバンプ３
６，３７の材質は、各ワイヤ３０〜３２の材質と同材質
とされている。
【００４２】従って、１台のワイヤボンディング装置で
第１及び第２のスタッドバンプ３６，３７と各ワイヤ３
０〜３２を配設することができる。これにより、スタッ
ドバンプ３６，３７を形成するために新たに製造設備を
増設する必要はなく、設備コストが上昇するようなこと
はない。図９は、第１の半導体素子２２上の第１の電極
２７に金属細線２５Ａを接合（ファーストボンディン
グ）した状態を示している。各ワイヤ３０〜３２を配設
する処理は、ワイヤボンディング装置に設けられたキャ
ピラリ４２を用いて行なわれる。
【００４３】キャピラリ４２は、中央に金属細線２５Ａ
を挿通する挿通孔が形成されている。このキャピラリ４
２を用いて金属細線２５Ａを電極２７に接合するには、
キャピラリ４２の先端部から延出した金属細線２５Ａに
スパーク放電等によりボール部を形成しておき、このボ
ール部を電極２７に押し付けると共にキャピラリ４２を
超音波振動させる。これにより、金属細線２５Ａは電極
２７に超音波溶接される。
【００４４】上記のように、金属細線２５Ａのファース
トボンディング側では、金属細線２５Ａの先端に形成さ
れたボール部を電極２７に接合する構成であるため、そ
の接合はネールヘッドボンディングとなる。以下の説明
では、金属細線２５Ａと第１の電極２７との接合部を第
１のネールヘッドボンディング部６３Ａ（以下、ネール
ヘッドボンディングをＮＨＢと略称する）というものと
する。
【００４５】金属細線２５Ａが第１の電極２７に接合さ
れると、続いてキャピラリ４２は金属細線２５Ａを引出
しつつ、第２の半導体素子２３上の第２の電極２８の形
成位置まで移動する。次に、キャピラリ４２は、金属細
線２５Ａを第２の電極２８上に形成されている第１のス
タッドバンプ３６に押し付けると共に、超音波振動する
ことにより超音波溶接を行なう（セカンドボンディン
グ）。
【００４６】これにより、図１０に示すように、第１の
ワイヤ３０が第１の電極２７と第２の電極２８との間に
配設される。この際、第１のスタッドバンプ３６はキャ
ピラリ４２に押圧されることにより若干変形するが、所
定の高さ（図１３に矢印Ｄ１で示す高さは）は維持して
いる。上記のように本実施例では、第１のワイヤ３０の
セカンドボンディング側は、第１のスタッドバンプ３６
上に接合された構成となる。しかるに、第１のスタッド
バンプ３６は、各ワイヤ３０〜３２と同一材質（導電性
材料）とされている。
【００４７】このため、第１のワイヤ３０のセカンドボ
ンディング側をスタッドバンプ３６上に接合した状態に
おいて、第１のワイヤ３０は第２の電極２８と電気的に
接続された状態となる。尚、図１０では、第２のワイヤ
３１の形成に備え、金属細線２５Ａの先端部にボール部
４３Ａを形成した状態を示している。上記のように第１
のワイヤ３０が配設されると、続いて第２のワイヤ３１
の配設処理が行なわれる。第２のワイヤ３１を配設する
には、キャピラリ４２を第１のスタッドバンプ３６の形
成位置に移動させ、ボール部４３Ａを第１のスタッドバ
ンプ３６に押し付けると共にキャピラリ４２を超音波振
動させる。
【００４８】これにより、図１１に示すように、金属細
線２５Ａは第１のスタッドバンプ３６上に超音波溶接さ
れる。この金属細線２５Ａの接合はファーストボンディ
ングとなるため、第１のスタッドバンプ３６の上部には
第２のＮＨＢ部６４Ａが形成される。金属細線２５Ａが
第１のスタッドバンプ３６上に接合されると、続いてキ
ャピラリ４２は金属細線２５Ａを引出しつつ、第３の半
導体素子２４上の第３の電極２９の形成位置まで移動す
る。次に、キャピラリ４２は、金属細線２５Ａを第３の
電極２９上に形成されている第２のスタッドバンプ３７
に押し付け、超音波溶接を行なう（セカンドボンディン
グ）。
【００４９】これにより、図１２に示すように、第２の
ワイヤ３１が第２の電極２８と第３の電極２９との間に
配設される。この際、第２のスタッドバンプ３７もキャ
ピラリ４２に押圧されることにより若干変形するが、所
定の高さは維持している。また、第２のスタッドバンプ
３７も導電性材料であるため、第２のワイヤ３１のセカ
ンドボンディング側をスタッドバンプ３７上に接合した
状態において、第２のワイヤ３１は第３の電極２９に電
気的に接続された状態となる。
【００５０】以後、上記と同様の処理を実施することに
より、第３の電極２９と基板３３のボンディングパッド
３４との間に第３のワイヤ３２を配設する。但し、ボン
ディングパッド３４上には、スタッドバンプは形成され
ていない。上記したワイヤボンディング工程を実施する
ことにより、各ワイヤ３０〜３２は半導体素子２４，２
３で中継されて基板３３に接続されることとなり、よっ
て各ワイヤ３０〜３２は第１の半導体素子２２から基板
３３に向け順次段々をなすよう配設される。この構成に
より、前述したように各ワイヤ３０〜３２を短くするこ
とができと共にループ高さを低くすることができる。
【００５１】各ワイヤ３０〜３２が短くなると、各ワイ
ヤ３０〜３２のインダクタンスは低減し、よって半導体
装置２０Ａの電気的特性（特に高周波特性）を向上させ
ることができる。また、従来のように各半導体２〜３の
電極７〜９を直接基板１３のボンディングパッド１４に
接続する構成では、基板１３に近い位置ほどワイヤ数が
増大して隣接するワイヤ間が接触したり、ボンディング
パッド１４が大型化する問題点があった（図４参照）。
【００５２】しかるに、本実施例の構成によれば、第１
及び第２の半導体素子２２，２３が直接ボンディングパ
ッド３４に接続されることはなく、よって基板３３に近
い位置においてもワイヤ数が増大することはない。よっ
て、ワイヤ間接触の発生を防止できると共に、ボンディ
ングパッド３４の小型化（これは、半導体装置２０Ａの
小型化に寄与する）を図ることができる。
【００５３】更に、各ワイヤ３０〜３２のループ高さを
低くできることにより、半導体装置２０Ａの小型化（低
背化）を図ることができる。しかしながら、各ワイヤ３
０〜３２のループ高さを低くした場合、ワイヤ３０〜３
２と半導体素子２２〜２４のコーナー部とが近接し、図
１４に矢印Ａ１で示すように、ワイヤ３０〜３２と半導
体素子２２〜２４のコーナーとが接触して短絡すること
が懸念される。
【００５４】しかるに本実施例では、第２のＮＨＢ部６
４Ａと第２の電極２８との間に第１のスタッドバンプ３
６を設け、また第３のＮＨＢ部６５Ａと第３の電極２９
との間に第２のスタッドバンプ３７を設けることによ
り、ワイヤ３０〜３２と半導体素子２２〜２４との接触
を防止している。以下、これについて図１３を用いて説
明する。尚、第１のスタッドバンプ３６と第２のスタッ
ドバンプ３７の作用・効果は同一であるため、第１のス
タッドバンプ３６についてのみ説明し、第２のスタッド
バンプ３７の説明は省略するものとする。
【００５５】第１のスタッドバンプ３６は、第２のＮＨ
Ｂ部６４Ａの下面（第１のワイヤ３０のセカンドボンデ
ィング位置でもある）と第２の電極２８との間に介装さ
れた構成となっている。前記のように、第１のスタッド
バンプ３６は所定の高さＤ１を有しているため、第２の
ＮＨＢ部６４Ａは第２の電極２８に対して所定寸法Ｄ１
だけ離間した状態となる。即ち、第１のスタッドバンプ
３６は、第２のＮＨＢ部６４Ａを第２の電極２８から離
間させるスペーサ部材として機能する。
【００５６】一方、各ワイヤ３０〜３２が各半導体素子
２２〜２４と接触しないよう構成するには、各ワイヤ３
０〜３２と各半導体素子２２〜２４との間に間隙を形成
すればよい。本実施例のように、第１のスタッドバンプ
３６を設けることにより、第１のワイヤ３０のセカンド
ボンディング位置を第２の電極２８から離間させると、
第１のワイヤ３０は第１の半導体素子２２のコーナーか
ら離間する。
【００５７】また、第１のスタッドバンプ３６を設け、
第２のＮＨＢ部６４Ａを第２の電極２８から離間させる
と、第２のワイヤ３１は第２の半導体素子２３のコーナ
ーから離間する。更に、第２のワイヤ３１は、そのセカ
ンドボンディング位置においても第２のスタッドバンプ
３７が設けられているため、これによっても第２のワイ
ヤ３１は第２の半導体素子２３のコーナーから離間す
る。
【００５８】よって、第１及び第２のスタッドバンプ３
６，３７を設けることにより、各ワイヤ３０〜３３と各
半導体素子２２〜２４が接触することを防止できる。よ
って、ワイヤ３０〜３３が各半導体素子２２〜２４に形
成された回路と短絡することはなく、半導体装置２０Ａ
の信頼性を向上させることができる。また、各ワイヤ３
０〜３２と各半導体素子２２〜２４との間の離間量は、
第１及び第２のスタッドバンプ３６，３７の高さを調整
することにより調整することができる。この各スタッド
バンプ３６，３７の高さの選定に際しては、ワイヤ３０
〜３２と半導体素子２２〜２４との間に間隙が形成され
うる最小の高さとすることが望ましい。
【００５９】即ち、ワイヤ３０〜３２と半導体素子２２
〜２４の接触防止を図る面からは、各スタッドバンプ３
６，３７を高くする方が望ましい。しかるに、スタッド
バンプ３６，３７を高くすることにより、各ワイヤ３０
〜３２のループ高さが高くなり、半導体装置２０Ａが大
型化するおそれがある。よって、上記のように各スタッ
ドバンプ３６，３７の高さをワイヤ３０〜３２と半導体
素子２２〜２４との間に間隙が形成されうる最小の高さ
とすることにより、半導体装置２０Ａの小型化化と高信
頼性化を共に実現することができる。
【００６０】続いて、本発明の第２実施例について説明
する。図１５は、本発明の第２実施例である半導体装置
のワイヤ接続構造を説明するための図である。尚、本実
施例の説明に用いる図１５、及び第３実施例以降の説明
で用いる図１６以降の各図面において、第１実施例の説
明に用いた図５乃至図１３に示した構成と同一構成につ
いては同一符合を付してその説明を省略するものとす
る。
【００６１】本実施例に係る半導体装置では、半導体素
子に形成されているダミーパッド４６Ａをワイヤ３０〜
３２の中継部として用いたことを特徴とするものであ
る。ダミーパッド４６Ａは、半導体素子の素子内回路と
電気的に非接続であるパッドである。このダミーパッド
４６Ａは、電極２７〜２９と同一形状或いはそれよりも
広い面積を有しており、また電極２７〜２９の配設位置
に配設されている。よって、ダミーパッド４６Ａにワイ
ヤ３０〜３２をボンディングすることができる。
【００６２】尚、本実施例では第２の半導体素子２３に
１個のダミーパッド４６Ａが設けられている例を示して
いるが、通常ダミーパッド４６Ａは半導体素子に複数個
形成されているものである。上記のように、ダミーパッ
ド４６Ａは半導体素子２３の素子内回路と電気的に非接
続であるため、その特性を考慮する必要なくワイヤ３
０，３１を接続することができる。即ち、一対の半導体
素子（例えば、第１の半導体素子２２と第２の半導体素
子２３）を第１のワイヤ３０で接続しようとした場合、
電気的特性が等しい等特性電極間を接続するよう構成す
る必要がある。しかしながら、ダミーパッド４６Ａは素
子内回路と非接続であるため、その電気的特性を配慮す
る必要はない。
【００６３】このため、各半導体素子２２〜２４にダミ
ーパッド４６Ａを設けておくことにより、このダミーパ
ッド４６Ａをワイヤの中継部として用いることが可能と
なる。これにより、ワイヤ３０〜３２のレイアウトに自
由度を持たせることができ、各ワイヤ３０〜３２の長さ
を短くしたり、また封止樹脂２６のモールド時にワイヤ
ーフローのないワイヤーレイアウトとすることができ
る。
【００６４】続いて、本発明の第３実施例について説明
する。図１６及び図１７は、本発明の第３実施例である
半導体装置２０Ｂを示している。図１６は半導体装置２
０Ｂの断面図であり、図１７は封止樹脂２６の一部を取
り除いた状態の半導体装置２０Ｂを示す平面図である。
本実施例に係る半導体装置２０Ｂは、第２及び第３の半
導体素子２３，２４の上部に再配線層４７，４８を配設
したことを特徴とするものである。再配線層４７は、第
１の半導体素子２２と第２の半導体素子２３が形成する
段差部に、第２の電極２８の列と略平行となるよう設け
られている。また、再配線層４８は、第２の半導体素子
２３と第３の半導体素子２４が形成する段差部に、第３
の電極２９の列と略平行となるよう設けられている。
【００６５】本実施例では、各再配線層４７，４８とし
てプリント回路基板を用いており、その表面には所定パ
ターンを有した再配線パターン４７Ａ，４８Ａが形成さ
れている。この再配線層４７，４８は、各半導体素子２
３，２４上に接着剤を用いて固定されている。尚、各再
配線層４７，４８は必ずしもプリント回路基板を用いる
必要はなく、フレキシブルプリント基板等の他の回路基
板を用いても良く、また各半導体素子２３，２４の形成
時に素子上に一体的に形成する構成としてもよい。
【００６６】本実施例のように、各半導体素子２３，２
４上に再配線層４７，４８を配設したことにより、各半
導体素子２２〜２４に形成された電極２７〜２９が異な
る電極レイアウトとされているような場合であっても、
第１乃至第５のワイヤ５０〜５４がクロスして短絡する
ことを防止することができる。以下、これについて説明
する。
【００６７】積層された各半導体素子２２〜２４を接続
する場合、電気的特性，信号特性が等しい電極間（等特
性電極）でワイヤ５０〜５４を配設する必要がある。こ
の際、直接積層される第１の半導体素子２２と第２の半
導体素子２３の電極レイアウトが等しく、また第２の半
導体素子２３と第３の半導体素子２４の電極レイアウト
が等しい場合には、上下で対向する各電極２７〜２９は
等特性電極であるため、そのまま上下で対向する各電極
２７〜２９をワイヤ接続すればよい（図６及び図７に示
すような構成）。
【００６８】しかるに、直接積層される下部に位置する
半導体素子と上部に半導体素子の電極レイアウトが異な
る場合、即ち等特性電極が素子上の対応する位置にない
場合には、上下で対向する電極は等特性電極ではなくな
る。よって、等特性電極同士を接続するには、離間した
電極間にワイヤを配設する必要が生じる。この場合、ワ
イヤレイアウトが困難となり、高密度にワイヤを配設し
ようとした場合にはワイヤ間で接触が生じ、またこれを
回避しようとした場合には半導体装置が大型化してしま
う。
【００６９】これに対して本実施例のように、半導体素
子２３，２４上に所定の再配線パターン４７Ａ，４８Ａ
が形成された再配線層４７，４８を配設することによ
り、ワイヤ５０〜５４は再配線層４７，４８を介して第
１乃至第３の半導体素子２２〜２４の間及び第３の半導
体素子２４と基板３３の間を電気的に接続する。具体的
には、本実施例では図１７に示すように、第１の半導体
素子２２の図中最上部に位置する第１の電極２７Ａと、
第２の半導体素子２３の図中最下部に位置する第２の電
極２８Ａが等特性電極となっている。よって、この第１
の電極２７Ａと第２の電極２８Ａをワイヤ接続する必要
があるが、各電極２７Ａ，２８Ａを直接ワイヤ接続した
場合にはワイヤを斜めに配設する必要があり、他のワイ
ヤと接触するおそれがある。また、ワイヤ長が長くなる
ため、電気的特性的にも不利である。
【００７０】そこで本実施例では、第１の電極２７Ａを
直接第２の電極２８Ａに接続することはせず、まず第１
の電極２７Ａと再配線層４７を第１のワイヤ５０で接続
する構成としている。再配線層４７は、電極２７，２８
の列と略平行に図中上下に延在する再配線パターン４７
Ａを有している。第１のワイヤ５０は再配線パターン４
７Ａの図中上端部と第１の電極２７Ａとの間に配設さ
れ、また第２のワイヤ５１は再配線パターン４７Ａの図
中下端部と第２の電極２８Ａとの間に配設されている。
【００７１】これにより、第１及び第２のワイヤ５０，
５１を他のワイヤと干渉することなく、かつ短いワイヤ
長で配設することができる。尚、他のワイヤは再配線層
４７の上部にワイヤループを形成する。このように、再
配線層４７，４８を設けることにより、等特性電極間を
直接ワイヤ接続した場合にはワイヤが接触する電極レイ
アウトであっても、再配線層４７，４８を設けることに
よりワイヤ５０〜５４がクロスして短絡することを防止
できる。また、電極レイアウトに制限されない半導体素
子２２〜２４の組み合わせが可能になると共にワイヤ長
を短くできるため半導体装置２０Ｂの電気的特性の向上
を図ることもできる。
【００７２】続いて、本発明の第４実施例について説明
する。図１８は、本発明の第４実施例である半導体装置
２０Ｃを示す断面図である。本実施例に係る半導体装置
２０Ｃは、第１乃至第３のワイヤ５５〜５７の太さを、
前記した各実施例で用いたワイヤ３０〜３２の太さに比
べて太くしたことを特徴とするものである。
【００７３】具体的には、前記した各実施例では直径２
５μｍ程度のワイヤ３０〜３２を用いていたが、本実施
例では直径５０〜１５０μｍのワイヤ５５〜５７を用い
ている。この構成とすることにより、ワイヤ５５〜５７
のインダクタンスを低減でき、よって高周波特性を向上
させることができる。図１９乃至図２０は、上記した半
導体装置２０Ｃの製造方法の内、第１乃至第３のワイヤ
５５〜５７を配設するワイヤボンディング工程を示して
いる。以下、本実施例におけるワイヤボンディング工程
について説明する。尚、図８乃至図１４に示した構成と
同一構成については同一符号を付してその説明を省略す
る。
【００７４】図１９は、第１乃至第３のワイヤ５５〜５
７をワイヤボンディングする前の状態を示している。本
実施例においても、各ワイヤ５５〜５７をワイヤボンデ
ィングする前にスタッドバンプ形成工程を実施する。本
実施例におけるスタッドバンプ形成工程では、第１乃至
第３の半導体素子２２〜２４に設けられた全ての電極２
７〜２９に対して第１乃至第３のスタッドバンプ６６〜
６８を形成することを特徴としている。即ち、本実施例
では第１の半導体素子２２の電極２７に対しても、スタ
ッドバンプ６６を形成する構成としている。
【００７５】この第１乃至第３のスタッドバンプ６６〜
６８は、前記した第１及び第２のスタッドバンプ３６，
３７と同様にスペーサ部材として機能するものであり、
第１乃至第３のワイヤ５５〜５７をワイヤボンディング
する際に用いるワイヤボンディング装置をそのまま用い
て形成される。この際、スタッドバンプ６６〜６８の形
成に用いる金属細線は、ワイヤ５５〜５７よりも細い直
径２５μｍの金属細線（前記した各実施例で用いた金属
細線２５Ａ）を用いている。
【００７６】しかしながら、ワイヤボンディング装置は
使用できる金属細線の太さに比較的自由度を有してお
り、スタッドバンプ６６〜６８の形成に用いる直径２５
μｍの金属細線２５Ａも、ワイヤ５５〜５７の形成に用
いる直径５０〜１５０μｍの金属細線２５Ｂも、いずれ
もボンディング処理することができる。従って、１台の
ワイヤボンディング装置で、第１乃至第３のスタッドバ
ンプ６６〜６８の配設と、第１乃至第３のワイヤ５５〜
５７の配設を共に行なうことができる。よって、本実施
例においても、スタッドバンプ６６〜６８を形成するの
に新たな製造設備は不要であり、設備コストが上昇する
ようなことはない。
【００７７】図２０は、第１の半導体素子２２上の第１
の電極２７に金属細線２５Ｂを接合（ファーストボンデ
ィング）した状態を示している。本実施例で用いている
金属細線２５Ｂは直径が５０〜１５０μｍと太いため、
これに伴い金属細線２５Ｂの先端部に形成されたボール
部４３Ｂも大きくなっている。キャピラリ４２は、この
ボール部４３Ｂを電極２７に形成された第１のスタッド
バンプ６６に押し付けると共にキャピラリ４２を超音波
振動させ、ボール部４３Ｂを第１のスタッドバンプ６６
上に超音波溶接する。この金属細線２５Ｂの接合はファ
ーストボンディングとなるため、第１のスタッドバンプ
６６の上部には第１のＮＨＢ部６３Ｂが形成される。こ
の際、第１のスタッドバンプ６６はキャピラリ４２に押
圧されることにより若干変形するが、所定の高さ（図２
４に矢印Ｄ３で示す高さは）は維持している。
【００７８】金属細線２５Ｂが第１のスタッドバンプ６
６を介して第１の電極２７に接合されると、続いてキャ
ピラリ４２は金属細線２５Ｂを引出しつつ、第２の半導
体素子２３上の第２の電極２８の形成位置まで移動す
る。次に、キャピラリ４２は、金属細線２５Ｂを第２の
電極２８上に形成されている第２のスタッドバンプ６７
に押し付けると共に、超音波振動することにより超音波
溶接を行なう（セカンドボンディング）。
【００７９】この際、第２のスタッドバンプ６７はキャ
ピラリ４２に押圧されることにより若干変形するが、所
定の高さ（図２４に矢印Ｄ２で示す高さは）は維持して
いる。これにより、図２１に示すように、第１のワイヤ
５５が第１の電極２７と第２の電極２８との間に配設さ
れる。上記のように第１のワイヤ５５が配設されると、
続いて第２のワイヤ５６の配設処理が行なわれる。第２
のワイヤ５６を配設するには、キャピラリ４２を第２の
スタッドバンプ６７の形成位置に移動させ、ボール部４
３Ｂを第２のスタッドバンプ６７に押し付けると共にキ
ャピラリ４２を超音波振動させる。
【００８０】これにより、図２２に示すように、金属細
線２５Ｂは第２のスタッドバンプ６７上に超音波溶接さ
れる。この金属細線２５Ｂの接合はファーストボンディ
ングとなるため、第２のスタッドバンプ６７の上部には
第２のＮＨＢ部６４Ｂが形成される。金属細線２５Ｂが
第２のスタッドバンプ６７上に接合されると、続いてキ
ャピラリ４２は金属細線２５Ｂを引出しつつ、第３の半
導体素子２４上の第３の電極２９の形成位置まで移動す
る。次に、キャピラリ４２は、金属細線２５Ｂを第３の
電極２９上に形成されている第３のスタッドバンプ６８
に押し付け、超音波溶接を行なう（セカンドボンディン
グ）。
【００８１】この際、第２のスタッドバンプ３７もキャ
ピラリ４２に押圧されることにより若干変形するが、所
定の高さは維持している。これにより、図２３に示すよ
うに、第２のワイヤ５６が第２の電極２８と第３の電極
２９との間に配設される。以後、上記と同様の処理を実
施することにより、第３の電極２９と基板３３のボンデ
ィングパッド３４との間に第３のワイヤ５７を配設す
る。
【００８２】上記したように本実施例においても、第１
乃至第３のスタッドバンプ６６〜６８を設けることによ
り、第１乃至第３のワイヤ５５〜５７を各半導体素子２
２〜２４から離間させることができ、よって、ワイヤ５
５〜５７が各半導体素子２２〜２４に形成された回路と
短絡するようなことはなく、半導体装置２０Ｃの信頼性
を向上させることができる。
【００８３】また、前記したように本実施例では金属細
線２５Ｂが太いため、金属細線２５Ｂのファーストボン
ディング側に形成される各ＮＨＢ部６３Ｂ，６４Ｂ，６
５Ｂは大きくなる。従って、スタッドバンプ６６〜６８
を配設しない構成では、図２５に矢印Ａ２で示すよう
に、ＮＨＢ部６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂが電極２７〜２９
からはみ出し、隣接する電極または半導体素子２２〜２
４上に形成された回路に接触するおそれがある（図２５
では、第２のＮＨＢ部６４Ｂがはみ出した例を示してい
る）。
【００８４】しかるに本実施例では、各ＮＨＢ部６３
Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂと各電極２７〜２９との間に所定の
高さを有するスタッドバンプ６６〜６８が介装されてい
るため、ＮＨＢ部６３Ｂ，６４Ｂ，６５Ｂが電極２７〜
２９からはみ出すことを防止している。このため、本実
施例ではスタッドバンプ６６〜６８を形成する金属細線
として、電極２７〜２９からはみ出す可能性がない細い
金属細線を用いてる。
【００８５】また、第１の電極２７に第１のワイヤ５５
を配設する時においても、第１のＮＨＢ部６３Ｂは第１
の電極２７からはみ出すおそれがある。このため、本実
施例では、第１の電極２７上にも第１のスタッドバンプ
バンプ６６を形成している。尚、上記した各実施例で
は、３個の半導体素子２２〜２４を積層した例を示した
が、積層数はこれに限定されるものではない。
【００８６】また各実施例においては、半導体装置２０
Ａ〜２０ＣとしてＢＧＡタイプの半導体装置を例に挙げ
て説明したが、本発明はスタックタイプでかつワイヤを
用いて各半導体素子を接続する構成のものであれば、他
の構成の半導体装置に対しても適用可能なものである。
【００８７】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求
項６記載の発明によれば、個々のワイヤの長さは短くな
り、これに伴いワイヤのループ高さを低くすることがで
きる。このため、半導体装置内に設けるワイヤループの
配設領域を小さく且つ低くすることができ、半導体装置
の小型化（低背化）を図ることができる。
【００８８】また、スペーサ部材によりワイヤと半導体
素子との間に間隙が形成されるよう構成したことによ
り、ワイヤと半導体素子が接触することによりワイヤが
半導体素子に形成された回路と短絡することを防止する
ことができ、半導体装置の信頼性を向上させることがで
きる。また、請求項２に記載の発明によれば、スペーサ
部材をスタッドバンプとすることにより、各半導体素子
間等を接続するワイヤを配設する際に用いるワイヤボン
ディング装置を用いてスペーサ部材を形成することがで
き、よって新たに製造設備を増設することなくスペーサ
部材を形成することが可能となる。
【００８９】また、請求項３に記載の発明によれば、再
配線層を設けることにより、各半導体素子が異なるパッ
ドレイアウトを有する場合であってもワイヤがクロスし
て短絡することを防止することができる。また、請求項
４に記載の発明によれば、ワイヤとしてスタッドバンプ
を形成する際に用いるスタッドバンプ用ワイヤの直径寸
法に対して太い直径のものを用いたことにより、ワイヤ
のインダクタンスを低減でき、よって高周波特性を向上
させることができる。
【００９０】また、請求項５に記載の発明によれば、ワ
イヤのレイアウトに自由度を持たせることができ、これ
によってもワイヤ間で接触が発生することを防止するこ
とができる。また、請求項７記載の発明によれば、スペ
ーサ部材配設工程及び接合工程を１台のワイヤボンディ
ング装置により連続的に行なうことができ、半導体装置
の製造効率の向上及び製造設備の簡略化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一例である半導体装置の断面図である
（その１）。
【図２】図１に示す半導体装置の封止樹脂を一部取り除
いた状態を示す平面図である。
【図３】従来の一例である半導体装置の断面図である
（その２）。
【図４】図３に示す半導体装置の封止樹脂を一部取り除
いた状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施例である半導体装置の断面図
である。
【図６】図５に示す半導体装置の封止樹脂を一部取り除
いた状態を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施例である半導体装置のワイヤ
接続構造を説明するための図である。
【図８】図５に示す半導体装置の製造方法におけるワイ
ヤボンディング工程を説明する図である（その１）。
【図９】図５に示す半導体装置の製造方法におけるワイ
ヤボンディング工程を説明する図である（その２）。
【図１０】図５に示す半導体装置の製造方法におけるワ
イヤボンディング工程を説明する図である（その３）。
【図１１】図５に示す半導体装置の製造方法におけるワ
イヤボンディング工程を説明する図である（その４）。
【図１２】図５に示す半導体装置の製造方法におけるワ
イヤボンディング工程を説明する図である（その５）。
【図１３】図５に示す半導体装置の効果を説明するため
の図である。
【図１４】ワイヤを直接半導体素子の電極にボンディン
グした際に発生する問題点を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施例である半導体装置のワイ
ヤ接続構造を説明するための図である。
【図１６】本発明の第３実施例である半導体装置の断面
図である。
【図１７】図１６に示す半導体装置の封止樹脂を一部取
り除いた状態を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４実施例である半導体装置の断面
図である。
【図１９】図１８に示す半導体装置の製造方法における
ワイヤボンディング工程を説明する図である（その
１）。
【図２０】図１８に示す半導体装置の製造方法における
ワイヤボンディング工程を説明する図である（その
２）。
【図２１】図１８に示す半導体装置の製造方法における
ワイヤボンディング工程を説明する図である（その
３）。
【図２２】図１８に示す半導体装置の製造方法における
ワイヤボンディング工程を説明する図である（その
４）。
【図２３】図１８に示す半導体装置の製造方法における
ワイヤボンディング工程を説明する図である（その
５）。
【図２４】図１８に示す半導体装置の効果を説明するた
めの図である。
【図２５】ワイヤを直接半導体素子の電極にボンディン
グした際に発生する問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
２０Ａ，２０Ｂ 半導体装置 ２２ 第１の半導体素子 ２３ 第２の半導体素子 ２４ 第３の半導体素子 ２７ 第１の電極 ２８ 第２の電極 ２９ 第３の電極 ３０，５０，５５ 第１のワイヤ ３１，５１，５６ 第２のワイヤ ３２，５２，５７ 第３のワイヤ ３３ 基板 ３４ ボンディングパッド ３５ はんだボール ３６，６６ 第１のスタッドバンプ ３７，６７ 第２のスタッドバンプ ３８ 絶縁性接着剤 ４０ 配線 ４２ キャピラリ ４６Ａ，４６Ｂ ダミーパッド ４７，４８ 再配線層 ５３ 第４のワイヤ ５４ 第５のワイヤ ６３Ａ，６３Ｂ 第１のＮＨＢ（ネイルヘッドボンディ
ング）部 ６４Ａ，６４Ｂ 第２のＮＨＢ部 ６５Ａ，６５Ｂ 第３のＮＨＢ部 ６８ 第３のスタッドバンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 勇人 福島県会津若松市門田町工業団地４番地 株式会社富士通東北エレクトロニクス内 (72)発明者 埜本 隆司 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 明石 裕二 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番２ 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 平岩 克朗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 AA02 AA12 AA18 CC01 CC05 EE06 FF09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材上に積層された複数の半導体素子
    と、前記複数の半導体素子の内、一の半導体素子に形成
    された電極と当該一の半導体素子上に直接積層された他
    の半導体素子に形成された電極との間、及び前記基材と
    当該基材上に直接積層された半導体素子に形成された電
    極との間を電気的に接続するワイヤとを具備し、 かつ、少なくとも前記一の半導体素子に形成された電極
    または前記他の半導体素子に形成された電極のいずれか
    一方と前記ワイヤの接合部との間、及び前記基材上に直
    接積層された半導体素子に形成された電極と前記ワイヤ
    の接合部との間に導電性材料よりなるスペーサ部材を配
    設し、 該スペーサ部材により、前記ワイヤと前記半導体素子と
    の間に間隙が形成されるよう構成したことを特徴とする
    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、 前記スペーサ部材は、スタッドバンプであることを特徴
    とする半導体装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体装置にお
    いて、 前記半導体素子上に所定の再配線パターンが形成された
    再配線層を配設し、該再配線層を中継することにより、
    前記ワイヤが前記一の半導体素子と前記他の半導体素子
    との間、及び前記基材と該基材上に直接積層された半導
    体素子との間を電気的に接続する構成としたことを特徴
    とする半導体装置。
  4. 【請求項４】 請求項２または３記載の半導体装置にお
    いて、 前記ワイヤは、前記スタッドバンプを形成する際に用い
    るスタッドバンプ用ワイヤの直径寸法に対し、太い直径
    のものを用いたことを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の半導
    体装置において、 前記半導体素子は、素子内回路と電気的に非接続とされ
    たダミーパッドが設けられていることを特徴とする半導
    体装置。
  6. 【請求項６】 基材上に複数の半導体素子を積層する積
    層工程と、 前記複数の半導体素子の内、一の半導体素子に形成され
    た電極と当該一の半導体素子上に直接積層された他の半
    導体素子に形成された電極との間、及び前記基材と当該
    基材上に直接積層された半導体素子に形成された電極と
    の間をワイヤにて電気的に接続するワイヤボンディング
    工程とを有する半導体装置の製造方法において、 前記ワイヤボンディング工程は、 前記ワイヤを配設する前に、前記一の半導体素子に形成
    された電極または前記他の半導体素子に形成された電極
    の少なくとも一方、及び前記基材上に直接積層された半
    導体素子に形成された電極にスペーサ部材を形成するス
    ペーサ部材配設工程と、 該スペーサ部材配設工程で形成されたスペーサ部材の上
    部に前記ワイヤを接合する接合工程とを有することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記スペーサ部材配設工程では、第１のワイヤを用いて
    スタッドバンプを形成することにより当該スタッドバン
    プを前記スペーサ部材とし、 かつ、前記接合工程では、前記第１のワイヤの直径寸法
    より太い第２のワイヤを用いることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
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