JP2001298039A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001298039A
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electrode
semiconductor element
carrier
electrodes
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Toshitaka Akaboshi
年隆 赤星
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線領域が半導体素子のサイズよりも大きく
なってしまい、半導体キャリアが大きくなり、全体とし
て半導体装置が大きくなり、小型化が達成できない。 【解決手段】 複数列で千鳥配置された半導体キャリア
3上面の電極2の各電極ピッチは、半導体素子4上の電
極5の電極ピッチの2倍で配列され、また複数列で千鳥
配置された半導体キャリア3上面の電極2の各々の列ピ
ッチは、半導体素子4上の電極5の電極ピッチと等倍に
することにより、ワイヤ6によって半導体素子4と電気
的に接続される半導体キャリア3上の電極2の配線領域
が半導体素子4のサイズと同等にすることができ、しか
も、ワイヤボンディングする際、隣接する電極に接続さ
れているワイヤが互いに干渉せずに電気的接続が可能
で、配線領域に支配されることなくパッケージの小型化
を容易に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の集積
回路部を保護し、かつ外部装置と半導体素子の電気的接
続を安定に確保し、さらにもっとも高密度な実装を可能
としたチップサイズパッケージ化した半導体装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の半導体装置について図面を
参照しながら説明する。
【0003】図9は従来の半導体装置の平面図である。
図10は従来の半導体装置の断面図であり、図9のC−
C’線部分の断面を示している。図11は、従来の半導
体装置にかかる半導体素子上の電極と半導体キャリア上
の電極との関係を示す平面図である。図9、図10、図
11において、従来の半導体装置の構成について説明す
る。
【0004】表面に電極101を持つ半導体素子102
が、底面に外部電極端子103と上面に外部電極端子1
03と電気的に接続した複数の電極104をもつ半導体
キャリア105に実装されている。半導体キャリア10
5上面の電極104は、半導体キャリア105上面の周
辺に一列に配置されている。半導体素子102表面の電
極101と半導体キャリア105上面の電極104はワ
イヤボンディング法によりワイヤ106で電気的に接続
されている。これらの電極104は、ワイヤボンディン
グする際に、隣接する電極に対して互いに干渉しないよ
うに電極の配列方向に対して一定の電極ピッチ107が
設けられている。この電極ピッチ107は半導体素子1
02上の電極ピッチ108よりも長くなっている。さら
に、半導体素子102と半導体キャリア105上面とワ
イヤ106の領域を絶縁性樹脂109により封止されて
いる。
【0005】従来の半導体装置において、半導体キャリ
ア105の電極104の電極ピッチ107は140[μ
m]であり、半導体素子102の電極101の電極ピッ
チ108は80[μm]である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の半導体装置では、ワイヤによって半導体素子と電気
接続される半導体キャリア上面の周辺に配置される電極
が、半導体素子上の電極ピッチよりも大きい間隔で一列
になっているため、配線領域が半導体素子のサイズより
も大きくなってしまう。この結果、半導体キャリアが大
きくなり、それにともない全体として半導体装置も大き
くなってしまい、小型化を達成できないという課題があ
った。
【0007】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、外部装置と半導体素子の電気的接続の安定性、生産
性を確保しつつ半導体キャリア上の配線領域を縮小する
ことができ、この半導体キャリア上の配線領域に支配さ
れることなくパッケージの小型化、多機能化に優れた半
導体装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために本発明の半導体装置は、以下のような構成を有
している。すなわち、外部電極端子をその底面に有し、
前記外部電極端子と電気的に接続した複数の電極をその
上面に有した半導体キャリアと、前記半導体キャリア上
に実装された半導体素子と、前記半導体キャリア上面の
複数の電極と前記半導体素子とを電気接続したワイヤ
と、前記半導体キャリア上面と前記半導体素子と前記ワ
イヤとを封止した絶縁樹脂よりなる半導体装置におい
て、前記半導体キャリア上面の複数の電極の各々は、前
記半導体キャリア上面の面内において千鳥状に配置され
ていることを特徴とし、千鳥状に配置された半導体キャ
リア上面の複数の電極は、半導体素子に近接する内側の
列の電極ピッチが前記半導体素子上の電極ピッチの2倍
である配列と、かつ外側の列の電極ピッチが前記半導体
素子上の電極ピッチの2倍である配列と、かつ前記外側
の列の電極と前記内側の列の電極との配列方向の電極ピ
ッチが前記半導体素子上の電極ピッチと等倍である配列
とを有することを特徴とする半導体装置である。
【0009】具体的には、千鳥状に配置された半導体キ
ャリア上面の複数の電極は、その千鳥配置において、半
導体素子に近接する内側の列の電極ピッチが前記半導体
素子上の電極ピッチの2倍である配列と、かつ外側の列
の電極ピッチが前記半導体素子上の電極ピッチの2倍で
ある配列と、かつ前記外側の列の電極と前記内側の列の
電極との配列方向の電極ピッチが前記半導体素子上の電
極ピッチと等倍である配列とを有する半導体装置であ
る。
【0010】また、千鳥状に配置された半導体キャリア
上面の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素
子に近接する内側の列の電極ピッチと外側の列の電極ピ
ッチが各々280μm未満である半導体装置である。
【0011】また本発明の半導体装置は、外部電極端子
をその底面に有し、前記外部電極端子と電気的に接続し
た第1の電極と第2の電極との複数の電極をその上面に
有した半導体キャリアと、前記半導体キャリア上面の前
記第1の電極とフリップチップ実装された第1の半導体
素子と、前記半導体キャリアと前記第1の半導体素子と
の間隔を封止した絶縁樹脂と、前記第1の半導体素子の
背面に接着剤を介して実装された第2の半導体素子と、
前記第2の半導体素子と前記半導体キャリア上面の第2
の電極とを電気的に接続したワイヤと、少なくとも前記
半導体キャリアの上面であって、前記第1の半導体素
子、前記第2の半導体素子、および前記第2の半導体素
子と前記半導体キャリアの第2の電極とを接続したワイ
ヤとを封止した絶縁樹脂とよりなる半導体装置におい
て、前記半導体キャリア上面の第2の電極の各々は、前
記半導体キャリア上面の面内において千鳥状に配置され
ていることを特徴とし、千鳥状に配置された半導体キャ
リア上面の複数の電極は、前記第2の半導体素子に近接
する内側の列の電極ピッチが前記第2の半導体素子上の
電極ピッチの2倍である配列と、かつ外側の列の電極ピ
ッチが前記第2の半導体素子上の電極ピッチの2倍であ
る配列と、かつ前記外側の列の電極と前記内側の列の電
極との配列方向の電極ピッチが前記第2の半導体素子上
の電極ピッチと等倍である配列とを有することを特徴と
する半導体装置である。
【0012】具体的には、千鳥状に配置された半導体キ
ャリア上面の複数の電極は、その千鳥配置において、半
導体素子に近接する内側の列の電極ピッチが前記半導体
素子上の電極ピッチの2倍である配列と、かつ外側の列
の電極ピッチが前記半導体素子上の電極ピッチの2倍で
ある配列と、かつ前記外側の列の電極と前記内側の列の
電極との配列方向の電極ピッチが前記半導体素子上の電
極ピッチと等倍である配列とを有する半導体装置であ
る。
【0013】また、千鳥状に配置された半導体キャリア
上面の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素
子に近接する内側の列の電極ピッチと外側の列の電極ピ
ッチが各々280[μm]未満である半導体装置であ
る。
【0014】前記構成の通りに半導体キャリア上の電極
を配置することにより、外部装置と半導体素子の電気的
接続の安定性、生産性を確保しつつワイヤによる配線領
域を縮小化することができ、この配線領域に支配される
ことなくパッケージの小型化を容易に実現できる。
【0015】また、千鳥状に配置された半導体キャリア
上面の複数の電極を、半導体素子に近接する内側の列の
電極ピッチを半導体素子上の電極ピッチの2倍である配
列にし、かつ外側の列の電極ピッチを半導体素子上の電
極ピッチの2倍である配列にし、かつ外側の列の電極と
内側の列の電極との配列方向の電極ピッチを半導体素子
上の電極ピッチと等倍である配列にすることにより、半
導体キャリア上のワイヤによる配線領域を半導体素子の
サイズと等しくすることができ、外部装置と半導体素子
の電気的接続の安定性、生産性を確保しつつワイヤによ
る配線領域をもっとも縮小することができ、配線領域に
支配されることなくパッケージの小型化を容易に実現で
きる。
【0016】また、千鳥状に配置された半導体キャリア
上面の複数の電極を、半導体素子に近接する内側の列の
電極ピッチと外側の列の電極ピッチが各々280[μ
m]未満であることにより、電気的接続の安定性、生産
性を確保した場合に半導体キャリア上に形成できる最小
電極ピッチ140[μm]よりも半導体素子上の電極ピ
ッチが小さいことを示し、半導体キャリア上の電極が1
列であった場合に半導体素子のサイズより大きくなって
しまう配線領域を半導体素子のサイズと同等にすること
ができ、外部装置と半導体素子の電気的接続の安定性、
生産性を確保しつつワイヤによる配線領域をもっとも縮
小することができ、配線領域に支配されることなくパッ
ケージの小型化を容易に実現できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の一実
施形態について図面を参照しながら説明する。
【0018】まず、第1の実施形態について説明する。
図1は本実施形態にかかる半導体装置の平面図である。
図2は本実施形態にかかる半導体装置の背面図である。
図3は本実施形態にかかる半導体装置の断面図であり、
図1のA−A’線部分の断面を示している。図4は、本
発明の一実施形態にかかる半導体素子上の電極と半導体
キャリア上の電極との関係を示す平面図である。
【0019】外部電極端子1を底面に有し、外部電極端
子1と電気的に接続した複数の電極2をその上面に有し
た半導体キャリア3上面に半導体素子4が実装されてい
る。半導体キャリア3上面の複数の電極2と半導体素子
4上の電極5とをワイヤ6によって電気的に接続されて
いる。さらに、半導体キャリア3上面と半導体素子4と
ワイヤ6とを絶縁樹脂7によって封止されている。
【0020】前記構成において、半導体キャリア3上面
の電極2は、半導体キャリア3上面の周辺に位置してい
る。半導体素子4に近接する電極の内側の列8は、電極
ピッチ9が半導体素子4上の電極ピッチ10の2倍で配
列されている。また、電極の外側の列11は電極ピッチ
12が前記半導体素子4上の電極ピッチ10の2倍で配
列されている。さらに、半導体キャリア3上面の電極の
外側の列11の電極と内側の列の電極8との配列方向の
電極ピッチ13が半導体素子4上の電極ピッチ10と等
倍になっている。なお、本実施形態でいうピッチとは、
1つの電極の中心から隣接する1つの電極の中心までの
距離を示し、電極と電極とのスペースではない。
【0021】このような構造により、ワイヤ6によって
半導体素子4と電気的に接続される半導体キャリア3上
の電極2の配線領域が半導体素子4のサイズと同等にす
ることができる。しかも、半導体キャリア3上の内側の
列の電極8の電極ピッチ9と外側の列の電極11の電極
ピッチ12が半導体素子4上の電極ピッチ10の2倍を
有していることにより、ワイヤボンディングする際、隣
接する電極に接続されているワイヤが互いに干渉せずに
電気的接続を実現でき、ワイヤによって電気接続される
半導体キャリア上の配線領域をワイヤによって電気接続
される半導体素子と同等のサイズにすることができ、こ
の配線領域に支配されることなくパッケージの小型化を
容易に実現できる。
【0022】また本実施形態では、千鳥状に配置された
半導体キャリア3の上面の複数の電極は、その千鳥配置
において、半導体素子4に近接する内側の列8の電極ピ
ッチ9と外側の列11の電極ピッチ12を各々280
[μm]未満としている。この場合の半導体素子4の電
極ピッチ10は140[μm]未満である。これによ
り、電気的接続の安定性、生産性を確保した場合に半導
体キャリア3上に形成できる最小電極ピッチ140[μ
m]よりも半導体素子4上の電極ピッチ10が小さいこ
とを示し、半導体キャリア3上の電極が1列であった場
合に半導体素子4のサイズより大きくなってしまう配線
領域を半導体素子4のサイズと同等にすることができ、
外部装置と半導体素子の電気的接続の安定性、生産性を
確保しつつワイヤによる配線領域をもっとも縮小するこ
とができ、配線領域に支配されることなくパッケージの
小型化を容易に実現できる。
【0023】次に、第2の実施形態について説明する。
図5は本実施形態にかかる半導体装置の平面図である。
図6は本実施形態にかかる半導体装置の背面図である。
図7は本実施形態にかかる半導体装置の断面図であり、
図5のB−B’線部分の断面を示している。図8は、本
発明の一実施形態にかかる半導体素子上の電極と半導体
キャリア上の電極との関係を示す平面図である。
【0024】表面の電極(図示せず)に、Auバンプ1
4が形成されている第1の半導体素子15が、その表面
側を下にして裏面に外部電極端子16を持つ半導体キャ
リア17に接合されている。半導体キャリア17の上面
には、第1の半導体素子15との導通のための複数の第
1の電極18と、第2の半導体素子19上の電極20と
の導通のための複数の第2の電極21が形成されてい
る。この第1の電極18と第1の半導体素子15上に形
成されたAuバンプ14とが導電性接着剤22で接合さ
れている。導電性接着剤22はAuバンプ14にあらか
じめ供給されている。そして、接合された第1の半導体
素子15と半導体キャリア17との間の隙間と第1の半
導体素子15の端部とは絶縁性の封止樹脂23により充
填被覆されている。さらに、第1の半導体素子15の背
面に接着剤24を介して第2の半導体素子19が実装さ
れており、第2の半導体素子19上の電極20と半導体
キャリア17上面の第2の電極21とをワイヤ25によ
って電気的に接続されている。
【0025】さらに絶縁性の樹脂26により、半導体キ
ャリア17の上面と、第1の半導体素子15と、第2の
半導体素子19と、第2の半導体素子19上の電極20
と半導体キャリア17上面の第2の電極21とを接続し
たワイヤ25とを封止している。
【0026】前記構成において、半導体キャリア17上
の第2の電極21は、半導体キャリア17上面の周辺に
位置している。第2の半導体素子19に近接する第2の
電極21の内側の列の電極27は、電極ピッチ28が第
2の半導体素子19上の電極ピッチ29の2倍で配列さ
れている。また、第2の電極21の外側の列の電極30
は電極ピッチ31が第2の半導体素子19上の電極ピッ
チ29の2倍で配列されている。さらに、第2の電極2
1の外側の列の電極30と内側の列の電極27との配列
方向の電極ピッチ32が第2の半導体素子19上の電極
ピッチ29と等倍になっている。
【0027】このような構造により、ワイヤ25によっ
て第2の半導体素子19と電気的に接続される半導体キ
ャリア17上の第2の電極21の配線領域が第2の半導
体素子19のサイズと同等にすることができる。しか
も、第2の電極21の内側の列の電極27の電極ピッチ
28と外側の列の電極30の電極ピッチ31が第2の半
導体素子19上の電極ピッチ29の2倍を有しているこ
とにより、ワイヤボンディングする際、隣接する電極に
接続されているワイヤ25が互いに干渉せずに電気的接
続を実現でき、ワイヤ25によって電気接続される半導
体キャリア17上の配線領域をワイヤ25によって電気
接続される第2の半導体素子19と同等のサイズにする
ことができ、この配線領域に支配されることなくパッケ
ージの小型化を容易に実現できる。
【0028】また本実施形態では、千鳥状に配置された
半導体キャリア17の上面の複数の電極は、その千鳥配
置において、半導体素子19に近接する内側の列の電極
ピッチ28と外側の列の電極ピッチ31を各々280
[μm]未満としている。この場合の半導体素子19の
電極ピッチ29は140[μm]未満である。これによ
り、電気的接続の安定性、生産性を確保した場合に半導
体キャリア17上に形成できる最小電極ピッチ140
[μm]よりも半導体素子19上の電極ピッチが小さい
ことを示し、半導体キャリア17上の電極が1列であっ
た場合に半導体素子19のサイズより大きくなってしま
う配線領域を半導体素子19のサイズと同等にすること
ができ、外部装置と半導体素子の電気的接続の安定性、
生産性を確保しつつワイヤによる配線領域をもっとも縮
小することができ、配線領域に支配されることなくパッ
ケージの小型化を容易に実現できる。
【0029】本実施形態では、半導体装置として、半導
体素子を1つ搭載した場合と、2つの半導体素子を積層
させて搭載した場合とについて各々、その実施形態につ
いて説明したが、半導体素子が3つ、4つと多層積層の
場合であっても本実施形態で説明したように、半導体素
子が搭載される半導体キャリア上面に形成された第2の
電極をワイヤによって電気接続される半導体素子に近接
する第2の電極の内側の列の電極ピッチをワイヤによっ
て電気接続される半導体素子上の電極ピッチの2倍で配
列し、また、第2の電極の外側の列の電極ピッチをワイ
ヤによって電気接続される半導体素子上の電極ピッチの
2倍で配列し、さらに、第2の電極の外側の列の電極と
内側の列の電極との配列方向の電極ピッチをワイヤによ
って電気接続される半導体素子上の電極ピッチと等倍に
することにより、ワイヤボンディングする際、隣接する
電極に接続されているワイヤが互いに干渉せずに電気的
接続を実現でき、ワイヤによって電気接続される半導体
キャリア上の配線領域をワイヤによって電気接続される
半導体素子と同等のサイズにすることができ、この配線
領域に支配されることなくパッケージの小型化を容易に
実現できる。
【0030】
【発明の効果】以上、実施の形態で説明した通り、本発
明の半導体装置は、外部装置と半導体素子の電気的接続
の安定性、生産性を確保しつつ半導体キャリア上の配線
領域を縮小することができ、この半導体キャリア上の配
線領域に支配されることなくパッケージの小型化、多機
能化に優れた半導体装置である。
【0031】また、千鳥状に配置された半導体キャリア
上面の複数の電極を、半導体素子に近接する内側の列の
電極ピッチを半導体素子上の電極ピッチの2倍である配
列にし、かつ外側の列の電極ピッチを半導体素子上の電
極ピッチの2倍である配列にし、かつ外側の列の電極と
内側の列の電極との配列方向の電極ピッチを半導体素子
上の電極ピッチと等倍である配列にするものであり、半
導体キャリア上のワイヤによる配線領域を半導体素子の
サイズと等しくすることができ、外部装置と半導体素子
の電気的接続の安定性、生産性を確保しつつワイヤによ
る配線領域をもっとも縮小することができ、配線領域に
支配されることなくパッケージの小型化を容易に実現で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の平面
【図2】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の背面
【図3】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の断面
【図4】本発明の一実施形態にかかる半導体素子上の電
極と半導体キャリア上の電極との関係を示す平面図
【図5】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の平面
【図6】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の背面
【図7】本発明の一実施形態にかかる半導体装置の断面
【図8】本発明の一実施形態にかかる半導体素子上の電
極と半導体キャリア上の電極との関係を示す平面図
【図9】従来の半導体装置を示す平面図
【図10】従来の半導体装置を示す断面図
【図11】従来の半導体装置にかかる半導体素子上の電
極と半導体キャリア上の電極との関係を示す平面図
【符号の説明】
1 外部電極端子 2 電極 3 半導体キャリア 4 半導体素子 5 電極 6 ワイヤ 7 絶縁樹脂 8 内側の列 9 電極ピッチ 10 電極ピッチ 11 外側の列 12 電極ピッチ 13 電極ピッチ 14 Auバンプ 15 第1の半導体素子 16 外部電極端子 17 半導体キャリア 18 第1の電極 19 第2の半導体素子 20 電極 21 第2の電極 22 導電性接着剤 23 封止樹脂 24 接着剤 25 ワイヤ 26 樹脂 27 電極 28 電極ピッチ 29 電極ピッチ 30 電極 31 電極ピッチ 32 電極ピッチ 101 電極 102 半導体素子 103 外部電極端子 104 電極 105 半導体キャリア 106 ワイヤ 107 電極ピッチ 108 電極ピッチ 109 絶縁性樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 25/18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部電極端子をその底面に有し、前記外
    部電極端子と電気的に接続した複数の電極をその上面に
    有した半導体キャリアと、前記半導体キャリア上に実装
    された半導体素子と、前記半導体キャリア上面の複数の
    電極と前記半導体素子とを電気接続したワイヤと、前記
    半導体キャリア上面と前記半導体素子と前記ワイヤとを
    封止した絶縁樹脂よりなる半導体装置において、前記半
    導体キャリア上面の複数の電極の各々は、前記半導体キ
    ャリア上面の面内において千鳥状に配置されていること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 千鳥状に配置された半導体キャリア上面
    の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素子に
    近接する内側の列の電極ピッチが前記半導体素子上の電
    極ピッチの2倍である配列と、かつ外側の列の電極ピッ
    チが前記半導体素子上の電極ピッチの2倍である配列
    と、かつ前記外側の列の電極と前記内側の列の電極との
    配列方向の電極ピッチが前記半導体素子上の電極ピッチ
    と等倍である配列とを有することを特徴とする請求項1
    に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 千鳥状に配置された半導体キャリア上面
    の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素子に
    近接する内側の列の電極ピッチと外側の列の電極ピッチ
    が各々280[μm]未満であることを特徴とする請求
    項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 外部電極端子をその底面に有し、前記外
    部電極端子と電気的に接続した第1の電極と第2の電極
    との複数の電極をその上面に有した半導体キャリアと、
    前記半導体キャリア上面の前記第1の電極とフリップチ
    ップ実装された第1の半導体素子と、前記半導体キャリ
    アと前記第1の半導体素子との間隔を封止した絶縁樹脂
    と、前記第1の半導体素子の背面に接着剤を介して実装
    された第2の半導体素子と、前記第2の半導体素子と前
    記半導体キャリア上面の第2の電極とを電気的に接続し
    たワイヤと、少なくとも前記半導体キャリアの上面であ
    って、前記第1の半導体素子、前記第2の半導体素子、
    および前記第2の半導体素子と前記半導体キャリアの第
    2の電極とを接続したワイヤとを封止した絶縁樹脂とよ
    りなる半導体装置において、前記半導体キャリア上面の
    第2の電極の各々は、前記半導体キャリア上面の面内に
    おいて千鳥状に配置されていることを特徴とする半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 千鳥状に配置された半導体キャリア上面
    の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素子に
    近接する内側の列の電極ピッチが前記半導体素子上の電
    極ピッチの2倍である配列と、かつ外側の列の電極ピッ
    チが前記半導体素子上の電極ピッチの2倍である配列
    と、かつ前記外側の列の電極と前記内側の列の電極との
    配列方向の電極ピッチが前記半導体素子上の電極ピッチ
    と等倍である配列とを有することを特徴とする請求項3
    に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 千鳥状に配置された半導体キャリア上面
    の複数の電極は、その千鳥配置において、半導体素子に
    近接する内側の列の電極ピッチと外側の列の電極ピッチ
    が各々280[μm]未満であることを特徴とする請求
    項4に記載の半導体装置。
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