JP2002124626A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2002124626A
JP2002124626A JP2000315785A JP2000315785A JP2002124626A JP 2002124626 A JP2002124626 A JP 2002124626A JP 2000315785 A JP2000315785 A JP 2000315785A JP 2000315785 A JP2000315785 A JP 2000315785A JP 2002124626 A JP2002124626 A JP 2002124626A
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JP
Japan
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semiconductor chip
bonding
main surface
chip
semiconductor
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JP2000315785A
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English (en)
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Toru Ishida
徹 石田
Tetsuji Urawa
哲治 浦和
Fujio Ito
富士夫 伊藤
Asao Matsuzawa
朝夫 松澤
Kazunari Suzuki
一成 鈴木
Akihiko Kameoka
昭彦 亀岡
Hiromichi Suzuki
博通 鈴木
Takuji Ide
琢二 井手
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
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Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の低コスト化を図る。 【解決手段】 第1半導体チップと、前記第1半導体チ
ップ上に積層された第2半導体チップとの電気的な接続
は、前記第1半導体チップの周囲に配置されたリードの
内部リード部及び2本のボンディングワイヤを介して行
なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、2つの半導体チップを積層して1つの樹脂封
止体で封止する半導体装置に適用して有効な技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置として、MCP(ulti h
ip ackage )型と呼称される半導体装置が知られてい
る。このMCP型半導体装置においては、種々な構造の
ものが開発され、製品化されているが、2つの半導体チ
ップを積層して1つのパッケージに組み込んだMCP型
半導体装置が最も普及している。例えば特開平2−54
55号公報(公知文献1)には、プログラムによって動
作するプロセッサユニットが内蔵されたマイコン用チッ
プ上に、メモリ用チップとして不揮発性記憶ユニットが
内蔵されたEEPROM(lectrically rasable
rogrammable ead nly emory )用チップを積層
し、この2つのチップを1つの樹脂封止体で封止したM
CP型半導体装置が開示されている。そして、公知文献
1には、マイコン用チップと、このマイコン用チップの
周囲に配置されたリードとの電気的な接続をボンディン
グワイヤで行ない、マイコン用チップとEEPROM用
チップとの電気的な接続をバンプで行なう技術が開示さ
れている。
【0003】また、特開平5−343609号公報に
は、MOSFET(etal xide emiconductor ie
ld ffect ransistor)を主体とする回路が内蔵され
たCMOS(omplementary MOS )用チップ上に、
バイポーラトランジスタを主体とする回路が内蔵された
バイポーラ用チップを積層し、この2つのチップを1つ
の樹脂封止体で封止したMCP型半導体装置が開示され
ている。そして、公知文献2には、CMOS用チップ
と、このCMOS用チップの周囲に配置されたリードと
の電気的な接続をボンディングワイヤで行ない、CMO
S用チップとバイポーラ用チップとの電気的な接続をボ
ンディングワイヤで行なう技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】1つのパッケージにマ
イコン用チップ及びEEPROM用チップを組み込んだ
半導体装置の要求が高まっている。そこで、本発明者等
は、マイコン用チップ上にEEPROM用チップを積層
し、この2つのチップを1つの樹脂封止体で封止する半
導体装置の開発に先立ち、以下の問題点を見出した。
【0005】(1)マイコン用チップ及びEEPROM
用チップを1つのパッケージに組み込む場合、マイコン
用チップとEEPROM用チップとの電気的な接続が必
要である。そこで、マイコン用チップのボンディングパ
ッドに電気的に接続されるマイコン用リードと、EEP
ROM用チップのボンディングパッドに電気的に接続さ
れるEEPROM用リードとを設け、このマイコン用リ
ードとEEPROM用リードとを、半導体装置の実装時
に用いられる実装基板の配線で電気的に接続することに
より、マイコン用チップとEEPROM用チップとの電
気的な接続を行うことができる。しかしながら、この場
合、マイコン用チップの品種毎にリードフレームを新た
に開発する必要があり、半導体装置の製造コストが増加
する。
【0006】一方、公知文献1には、マイコン用チップ
の回路形成面の周縁にリードとの電気的な接続を行うた
めのリード用ボンディングパッドを設け、マイコン用チ
ップの回路形成面の中央領域にEEPROM用チップの
ボンディングパッドとの電気的な接続を行うためのEE
PROM用ボンディングパッドを設けて両者の電気的な
接続を行う方法が開示されている。この場合、マイコン
用チップに合わせて開発されたリードフレームをそのま
ま用いることができるため、マイコン用チップの品種毎
にリードフレームを新たに開発する必要はないが、EE
PROM用ボンディングパッドを設けたマイコン用チッ
プを品種毎に開発する必要があるため、半導体装置の製
造コストが増加してしまう。
【0007】(2)公知文献2には、CMOS用チップ
の回路形成面の周縁に設けられたリード用ボンディング
パッドと、CMOS用チップの周囲に配置されたリード
との電気的な接続をボンディングワイヤで行い、バイポ
ーラ用チップの回路形成面に設けられたボンディングパ
ッドと、CMOS用チップの回路形成面の中央領域に設
けられたバイポーラ用ボンディングパッドとの電気的な
接続をボンディングワイヤで行う方法が開示されてい
る。
【0008】ワイヤボンディング工程では、半導体チッ
プの位置をCCD(harge oupled evice)カメラ
で認識し、この位置データに基づいてボンディングパッ
ドの位置を把握した後、ワイヤボンディングが行われ
る。2つのチップを積層した場合、上側チップの位置検
出はCCDカメラの光学レンズを下側チップに合焦させ
て行うため、上側チップが厚いと光学レンズの被写界深
度を超えてしまい、上側チップの画像がぼける。上側チ
ップの画像がぼけた場合、上側チップの位置検出に誤差
が生じ、これに基づいてボンディングパッドの位置検出
にも誤差が生じるため、上側チップのボンディングパッ
ドとボンディングワイヤとの接続不良が生じ、半導体装
置の歩留まりが低下する。この問題は、ボンディングパ
ッドの外形サイズが小さくなるに従って顕著になる。
【0009】本発明の目的は、半導体装置の低コスト化
を図ることが可能な技術を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、半導体装置の製造歩
留まりの向上を図ることが可能な技術を提供することに
ある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0013】(1)一主面に、制御回路、第1ボンディ
ングパッド及び複数の第2ボンディングパッドを有する
第1半導体チップと、一主面に、記憶回路及び第3ボン
ディングパッドを有し、かつ、前記第1半導体チップの
一主面上に配置された第2半導体チップであって、前記
記憶回路が前記第1半導体チップの制御回路の制御信号
によって制御される第2半導体チップと、内部リード部
及び前記内部リード部と一体に形成された外部リード部
を有し、かつ、前記内部リード部が前記第1半導体チッ
プの周囲に配置された第1リードと、各々が内部リード
部及び前記内部リード部と一体に形成された外部リード
部を有し、かつ、前記内部リード部が前記第1半導体チ
ップの周囲に配置された複数の第2リードと、前記第1
半導体チップの前記第1ボンディングパッドと前記第1
リードの内部リード部とを接続する第1ボンディングワ
イヤと、前記第1半導体チップの前記複数の第2ボンデ
ィングパッドと前記複数の第2リードの内部リード部と
を接続する複数の第2ボンディングワイヤと、前記第2
半導体チップの前記第3ボンディングパッドと前記第1
リードの内部リード部とを接続する第3ボンディングワ
イヤと、前記第1及び第2半導体チップ、前記第1、第
2及び第3ボンディングワイヤ、及び前記第1及び第2
リードの内部リード部を封止する樹脂封止体とを有し、
前記制御回路の制御信号は、前記第1半導体チップの第
1ボンディングパッドから出力され、前記第1ボンディ
ングワイヤ、前記第1リード及び前記第3ボンディング
ワイヤを介して前記第2半導体チップの前記第3ボンデ
ィングパッドに入力されることを特徴とする半導体装置
である。
【0014】(2)前記手段(1)に記載の半導体装置
において、前記第2半導体チップは、前記第1半導体チ
ップよりも小さい平面サイズで形成されていることを特
徴とする半導体装置である。
【0015】(3)前記手段(1)に記載の半導体装置
において、前記第2半導体チップは、その一主面と対向
する他の主面が前記第1半導体チップの一主面と向かい
合う状態で前記第1半導体チップの一主面上に配置され
ていることを特徴とする半導体装置である。
【0016】(4)前記手段(1)に記載の半導体装置
において、前記第1及び第3ボンディングワイヤは、前
記第1リードの同一面に接続されていることを特徴とす
る半導体装置である。
【0017】(5)互いに対向する第1主面及び第2主
面を有し、前記第1主面に複数のボンディングパッドが
形成された第1半導体チップと、互いに対向する第1主
面及び第2主面を有し、前記第1主面に複数のボンディ
ングパッドが形成された第2半導体チップであって、前
記第2主面が前記第1半導体チップの第1主面と向かい
合う状態で前記第1半導体チップ上に配置され、かつ、
平面サイズが前記第1半導体チップよりも小さい第2半
導体チップと、各々が内部リード部及び前記内部リード
部と一体に形成された外部リード部を有し、かつ、前記
内部リード部が前記第1半導体チップの周囲に配置され
た複数のリードと、前記第1及び第2半導体チップの複
数のボンディングパッドと、前記複数のリードの内部リ
ード部とを夫々接続する複数のボンディングワイヤと、
前記第1及び第2半導体チップ、前記複数のリードの内
部リード部、及び前記複数のボンディングワイヤを封止
する樹脂封止体とを有し、前記第2半導体チップは、前
記第1半導体チップよりも厚さが薄いことを特徴とする
半導体装置である。
【0018】(6)前記手段(5)に記載の半導体装置
において、前記第2半導体チップは、接着層を介在して
前記第1半導体チップの第1主面に接着されていること
を特徴とする半導体装置である。
【0019】(7)前記手段(6)に記載の半導体装置
において、前記接着層は、樹脂フィルムからなることを
特徴とする半導体装置である。
【0020】(8)前記手段(6)に記載の半導体装置
において、前記第1半導体チップの第1主面から前記第
2半導体チップの第2主面までの距離は、前記第1半導
体チップの厚さよりも小さいことを特徴とする半導体装
置である。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について、Q
FP(uad latpack ackage)型半導体装置に本発
明を適用した実施の形態とともに説明する。なお、実施
の形態を説明するための図面において、同一機能を有す
るものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
【0022】(実施形態1)図1は本発明の実施形態1
である半導体装置の樹脂封止体の上部を除去した状態の
模式的平面図であり、図2は図1のa−a切断線にほぼ
沿う模式的断面図であり、図3は図1のb−b切断線に
ほぼ沿う模式的断面図であり、図4は図1のc−c切断
線にほぼ沿う模式的断面図であり、図5は図1のd−d
切断線にほぼ沿う模式的断面図であり、図6は図4の一
部を拡大した模式的断面図であり、図7は前記半導体装
置に組み込まれた2つの半導体チップ(マイコン用チッ
プ,EEPROM用チップ)の積層状態を示す模式的平
面図であり、図8はEEPROM用チップの平面レイア
ウト図であり、図9は前記半導体装置のシステムブロッ
ク図である。
【0023】なお、図2乃至図5は、ボンディングワイ
ヤ及び2つの半導体チップが表れるように各切断線を部
分的に屈曲させた模式的断面図である。
【0024】図1乃至図5に示すように、本実施形態の
QFP型半導体装置30Aは、2つの半導体チップ(マ
イコン用チップ10,EEPROM用チップ20)を上
下に積層し、この2つの半導体チップを1つの樹脂封止
体17で封止した構成になっている。
【0025】マイコン用チップ10及びEEPROM用
チップ20は異なる平面サイズ(外形寸法)で形成さ
れ、夫々の平面形状は方形状で形成されている。本実施
形態において、マイコン用チップ10の平面形状は例え
ば4.05[mm]×4.15[mm]の長方形で形成
され、EEPROM用チップ20の平面形状は例えば
1.99[mm]×1.23[mm]の長方形で形成さ
れている。つまり、EEPROM用チップ20の平面サ
イズは、マイコン用チップ10の平面サイズよりも小さ
い。ここで、平面サイズとは、後述する回路形成面の大
きさを意味しており、回路形成面の面積は、EEPRO
M用チップ20の方がマイコン用チップ10よりも小で
ある。
【0026】マイコン用チップ10及びEEPROM用
チップ20は、例えば、単結晶シリコンからなる半導体
基板と、この半導体基板の回路形成面上において絶縁
層、配線層の夫々を複数段積み重ねた多層配線層と、こ
の多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜
(最終保護膜)とを有する構成となっている。
【0027】マイコン用チップ10の互いに対向する回
路形成面(一主面)10A及び裏面(他の主面)のうち
の回路形成面10Aには、複数のボンディングパッド1
1が形成されている。この複数のボンディングパッド1
1は、マイコン用チップ10の多層配線層のうちの最上
層の配線層に形成されている。最上層の配線層はその上
層に形成された表面保護膜で被覆され、この表面保護膜
にはボンディングパッド11の表面を露出するボンディ
ング開口が形成されている。
【0028】EEPROM用チップ20の互いに対向す
る回路形成面(一主面)20A及び裏面(他の主面)の
うちの回路形成面20Aには、複数のボンディングパッ
ド21が形成されている。この複数のボンディングパッ
ド21は、EEPROM用チップ20の多層配線層のう
ちの最上層の配線層に形成されている。最上層の配線層
はその上層に形成された表面保護膜で被覆され、この表
面保護膜にはボンディングパッド21の表面を露出する
ボンディング開口が形成されている。
【0029】マイコン用チップ10のボンディングパッ
ド11及びEEPROM用チップ20のボンディングパ
ッド21の平面形状は、例えば65[μm]×65[μ
m]の正方形で形成されている。
【0030】図1及び図7に示すように、マイコン用チ
ップ10の複数のボンディングパッド11は、マイコン
用チップ10の4つの辺(互いに対向する2つの長辺
(10A1,10A2)及び互いに対向する2つの短辺
(10A3,10A4))に沿って配列されている。E
EPROM用チップ20の複数のボンディングパッド2
1は、EEPROM用チップ20の4つの辺(互いに対
向する2つの短辺(20A1,20A2)及び互いに対
向する2つの長辺(20A3,20A4))に沿って配
列されている。
【0031】図1乃至図5に示すように、EEPROM
用チップ20は、EEPROM用チップ20の他の主面
である裏面がマイコン用チップ10の回路形成面10A
と向かい合う状態でマイコン用チップ10の回路形成面
10A上に配置され、接着層15を介在してマイコン用
チップ10の回路形成面10Aに接着固定されている。
本実施形態において、接着層15としては例えばポリイ
ミド系の接着用樹脂フィルムを用いている。
【0032】マイコン用チップ10は、その裏面がダイ
パッド5と向かい合う状態で、接着層を介在してダイパ
ッド5に接着固定されている。ダイパッド5には4本の
吊りリード6が一体化され、これらのダイパッド5及び
4本の吊りリード6で支持体4が構成されている。
【0033】樹脂封止体17の平面形状は方形状で形成
されている。本実施形態において、樹脂封止体17の平
面形状は例えば10[mm]×10[mm]の正方形で
形成されている。樹脂封止体17は、低応力化を図る目
的として、例えばフェノール硬化剤、シリコーンゴム及
びフィラー等が添加されたエポキシ系の樹脂で形成され
ている。この樹脂封止体17の形成においては、大量生
産に好適なトランスファモールド法が用いられている。
トランスファモールド法は、ポット、ランナー、流入ゲ
ート及びキャビティ等を備えた成形金型を使用し、ポッ
トからランナー及び流入ゲートを通してキャビティの内
部に樹脂を注入して樹脂封止体を形成する方法である。
【0034】マイコン用チップ10の周囲には、樹脂封
止体17の各辺に沿って配列された複数のリード2が配
置されている。複数のリード2の夫々は、内部リード部
(インナーリード)及びこの内部リード部と一体に形成
された外部リード部(アウターリード)を有する構成と
なっている。各リード2の内部リード部は樹脂封止体1
7の内部に位置し、外部リード部は樹脂封止体17の外
部に位置する。即ち、複数のリード2は、樹脂封止体1
7の内外に亘って延在している。各リード2の外部リー
ド部は、面実装型リード形状の1つである例えばガルウ
ィング型リード形状に折り曲げ成形されている。
【0035】図9に示すように、マイコン用チップ10
は、プロセッサユニット(CPU)12、ROMユニッ
ト13、RAMユニット14、タイマユニット15、A
/D変換ユニット16、シリアル・コミュニケーション
・インターフェイス・ユニット17、データ入出力回路
ユニット(I/O)19等を同一基板に搭載した構成と
なっている。これらの各ユニット間は、データバス18
Aやアドレスバス18Bを介在して相互に接続されてい
る。プロセッサユニット13は、主に、中央処理部、制
御回路部及び演算回路部等で構成されている。このよう
に構成されたマイコン用チップ10は、プログラムによ
って動作する。
【0036】EEPROM用チップ20は、シリアル・
コミュニケーション・インターフェイス・ユニット23
及び不揮発性記憶ユニット24等を同一基板に搭載した
構成となっている。
【0037】EEPROM用チップ20は、複数のボン
ディングパッド21の中に、信号用端子であるシリアル
データ(SDA)用ボンディングパッド21A及びシリ
アルクロック(SCL)用ボンディングパッド21Bを
有している。マイコン用チップ10は、複数のボンディ
ングパッド11の中に、信号用端子であるシリアルデー
タ(SDA)用ボンディングパッド11A及びシリアル
クロック(SCL)用ボンディングパッド11Bを有し
ている。EEPROM用チップ20のSDA用ボンディ
ングパッド21Aは信号伝達経路25Aを介してマイコ
ン用チップ10のSDA用ボンディングパッド11Aに
電気的に接続され、EEPROM用チップ20のSCL
用ボンディングパッド21Bは信号伝達経路25Bを介
してマイコン用チップ20のSCL用ボンディングパッ
ド11Bに電気的に接続され、EEPROM用チップ1
0の不揮発性記憶ユニット24は、マイコン用チップ1
0の動作によってシリアルデータが書き込まれる。即
ち、EEPROM用チップ20の不揮発性記憶ユニット
(記憶回路)24は、マイコン用チップ10のプロセッ
サユニット(制御回路)12の制御信号によって書き込
み動作及び読み出し動作が制御される。なお、信号用伝
達経路25A及び25Bは、後で詳細に説明するが、リ
ードの内部リード部及び2本のボンディングワイヤで構
成されている。
【0038】図8に示すように、EEPROM用チップ
20の複数のボンディングパッド21は、SDA用ボン
ディングパッド21A、SCL用ボンディングパッド2
1B、電源用端子として第1の電位(例えば5[V])
が印加されるVCC用ボンディングパッド21C、電源
用端子として第2の電位(例えば0[V])が印加され
るVSS用ボンディングパッド21Dを含んでいる。S
DA用ボンディングパッド21A、SCL用ボンディン
グパッド21B、VCC用ボンディングパッド21C及
びVSS用ボンディングパッド21Dは複数設けられて
いる。
【0039】複数のSDA用ボンディングパッド21A
及びSCL用ボンディングパッド21Bは、EEPRO
M用チップ20の辺20A1に沿って配列されている。
複数のVCC用ボンディングパッド21C及びVSS用
ボンディングパッド21Dは、主に、EEPROM用チ
ップ20の辺20A2、20A3及び20A4に沿って
配列されている。
【0040】複数のSDA用ボンディングパッド21A
及びSCL用ボンディングパッド21Bは2つのパッド
群に分割され、この2つのパッド群においてSCL用ボ
ンディングパッド21Bは2つのSDA用ボンディング
パッド21Aの間に配置されている。なお、2つのパッ
ド群の間には、VCC用ボンディングパッド21C及び
VSS用ボンディングパッド21Dが配置されている。
【0041】複数のVCC用ボンディングパッド21C
及びVSS用ボンディングパッド21Dは、主として交
互に配置されている。
【0042】複数のSDA用ボンディングパッド21A
はEEPROM用チップ20の内部配線22Aを介して
互いに電気的に接続され、複数のSCL用ボンディング
パッド21BはEEPROM用チップ20の内部配線2
2Bを介して互いに電気的に接続され、複数のVCC用
ボンディングパッド21CはEEPROM用チップ20
の内部配線22Cを介して互いに電気的に接続され、複
数のVSS用ボンディングパッド21DはEEPROM
用チップ20の内部配線22Dを介して互いに電気的に
接続されている。
【0043】図1乃至図5に示すように、マイコン用チ
ップ10の複数のボンディングパッド11は、ボンディ
ングワイヤ16を介して複数のリード2の内部リード部
に夫々電気的に接続されている。
【0044】EEPROM用チップ20において、複数
のVSS用ボンディングパッド21Dの中の1つは、マ
イコン用チップ10の複数のボンディングパッド11の
中のVSS用ボンディングパッド11Dと電気的に接続
されたリード2Dの内部リード部に、ボンディングワイ
ヤ16を介して電気的に接続されている(図2参照)。
また、複数のVCC用ボンディングパッド21Cの中の
1つは、マイコン用チップ10の複数のボンディングパ
ッド11の中のVCC用ボンディングパッド11Cと電
気的に接続されたリード2Cの内部リード部に、ボンデ
ィングワイヤ16を介して電気的に接続されている(図
3参照)。また、複数のSAD用ボンディングパッド2
1Aの中の1つは、マイコン用チップ10の複数のボン
ディングパッド11の中のSAD用ボンディングパッド
11Aと電気的に接続されたリード2Aの内部リード部
に、ボンディングワイヤ16を介して電気的に接続され
ている(図4参照)。また、複数のSCL用ボンディン
グパッド21Bの中の1つは、マイコン用チップ10の
複数のボンディングパッド11の中のSCL用ボンディ
ングパッド11Bと電気的に接続されたリード2Bの内
部リード部に、ボンディングワイヤ16を介して電気的
に接続されている(図5参照)。
【0045】即ち、マイコン用チップ10とEEPRO
M用チップ20との電気的な接続は、樹脂封止体17の
内部において、リード2のインナー部及び2本のボンデ
ィングワイヤ16によって行われている。このような構
成とすることにより、マイコン用チップ10に合わせて
開発されたリードフレームをそのまま使用することがで
きるため、マイコン用チップ10の品種毎にリードフレ
ームを新たに開発する必要がない。また、EEPROM
用チップ20と電気的に接続するためのEEPROM用
ボンディングパッドを設けたマイコン用チップを品種毎
に開発する必要もない。
【0046】シリアルデータ信号は、マイコン用チップ
10のSDA用ボンディングパッド11Aから出力さ
れ、ボンディングワイヤ16、リード2、ボンディング
ワイヤ16を介してEEPROM用チップ20のSDA
用ボンディングパッド21Aに入力される。シリアルク
ロック信号は、マイコン用チップ10のSCL用ボンデ
ィングパッド11Bから出力され、ボンディングワイヤ
16、リード2、ボンディングワイヤ16を介してEE
PROM用チップ20のSCL用ボンディングパッド2
1Bに入力される。
【0047】マイコン用チップ10のボンディングパッ
ド11とリード2とを接続するボンディングワイヤ16
は、一端側がマイコン用チップ10のボンディングパッ
ド11に接続され、他端側がリード2の内部リード部に
接続されている。EEPROM用チップ20のボンディ
ングパッド21とリード2とを接続するボンディングワ
イヤ16は、一端側がEEPROM用チップ20のボン
ディングパッド21に接続され、他端側がリード2の内
部リード部に接続されている。これらのボンディングワ
イヤ16の他端側は、リード2の同一面に接続されてい
る。
【0048】図7に示すように、EEPROM用チップ
20は、ボンディングワイヤ16の長さが短くなるよう
に、マイコン用チップ10の中心点(中心座標点)P1
に対してEEPROM用チップ20の中心点(中心座標
点)P2の位置をずらした状態でEEPROM用チップ
20の回路形成面20A上に配置されている。ここで、
マイコン用チップ10の中心点P1とは、マイコン用チ
ップ10の辺10A1と同一方向におけるX−X中心線
10Xと、このX−X中心線10Xに直交するY−Y中
心線10Yとが交差する点を言う。また、EEPROM
用チップ20の中心点P2とは、EEPROM用チップ
20の辺20A1と同一方向におけるX−X中心線20
Xと、このX−X中心線20Xに直交するY−Y中心線
20Yとが交差する点を言う。マイコン用チップ10の
中心点P1とは、4角形のマイコン用チップ10の対角
線の交点でもあり、EEPROM用チップ20の中心点
P2とは、4角形のEEPROM用チップ20の対角線
の交点でもある。
【0049】本実施形態において、マイコン用チップ1
0のVCC用ボンディングパッド11C及びVSS用ボ
ンディングパッド11Dはマイコン用チップ10の辺1
0A3側に配置され、マイコン用チップ10のSDA用
ボンディングパッド11A及びSCL用ボンディングパ
ッド11Bはマイコン用チップ10の辺10A1側に配
置されているため、EEPROM用チップ20は、その
中心点P2がマイコン用チップ10の中心点P1よりも
マイコン用チップ10の辺10A3側及び辺10A1側
に位置するように配置されている。本実施形態におい
て、EEPROM用チップ20の中心点P2は、マイコ
ン用チップ10の中心点P1に対して、例えばマイコン
用チップ10の辺10A3側及び10A1側に夫々10
0〜150[μm]程度偏移している。これにより、E
EPROM用チップ20のVCC用ボンディングパッド
21C、VSS用ボンディングパッド21D、SDA用
ボンディングパッド21A、SCL用ボンディングパッ
ド21Bとリードとを接続するボンディングワイヤの長
さを短くすることができる。
【0050】なお、マイコン用チップ10に対するEE
PROM用チップ20の偏移は、トランスファモールド
法に基づいて樹脂封止体を形成する時のキャビティの内
部に注入された樹脂の流動を考慮して設定する必要があ
る。
【0051】図6に示すように、EEPROM用チップ
20の厚さT2は、マイコン用チップ10の厚さT1よ
りも薄くなっている。また、マイコン用チップ10の回
路形成面10AからEEPROM用チップ20の回路形
成面20Aまでの距離Lは、マイコン用チップ10の厚
さT1よりも小さくなっている。本実施形態において、
マイコン用チップ10の厚さT1は例えば280[μ
m]程度に設定され、EEPROM用チップ20の厚さ
T2は例えば200〜250[μm]程度に設定され、
接着層15の厚さは例えば25[μm]程度に設定され
ている。
【0052】次に、半導体装置30Aの製造に用いられ
るリードフレームについて、図10を用いて説明する。
図10はリードフレームの模式的平面図である。なお、
実際のリードフレームは複数の半導体装置を製造できる
ように多連構造になっているが、図面を見易くするた
め、図10は1つの半導体装置が製造される1個分の領
域を示している。
【0053】図10に示すように、リードフレームLF
は、フレーム本体(枠体)1で規定されたリード配置領
域に、複数のリード2、支持体4等を配置した構成にな
っている。支持体4は、ダイパッド5及びこのダイパッ
ド5と一体に形成された4本の吊りリード6を有する構
成になっている。ダイパッド5は、その中心点P3がリ
ード配置領域の中心点に位置するように設定されてい
る。ここで、リード配置領域の中心点とは、リード配置
領域のX方向におけるX−X中心線と、このX−X中心
線に対して直交するY−Y中心線とが交差する点を言
う。ダイパッド5の中心点P3とは、ダイパッドのX方
向におけるX−X中心線と、このX−X中心線に対して
直交するY−Y中心線とが交差する点を言う。中心点P
3は、隣接する2本の吊りリード6の延長線の交点と一
致する。又、中心点P3は、4本の吊りリード6の延長
線の交点とも一致する。
【0054】複数のリード2は4つのリード群に分割さ
れ、各リード群は2つのリード群が互いに対向するよう
にダイパッド5の周囲に配置されている。4つのリード
群のうち、互いに対向する2つのリード群のリード2
は、リード配置領域のX−X中心線と同一方向に沿って
配列されている。4つのリード群のうち、互いに対向す
る他の2つのリード群のリード2は、リード配置領域の
Y−Y中心線と同一方向に沿って配列されている。各リ
ード群のリード2は、内部リード部及びこの内部リード
部と一体に形成された外部リード部とを有する構成にな
っており、タイバー3を介して互いに連結されている。
【0055】リードフレームLFは、例えば鉄(Fe)
−ニッケル(Ni)系の合金、又は銅(Cu)、若しく
は銅系の合金からなる平板材にエッチング加工、又はプ
レス加工を施して所定のリードパターンを形成すること
によって形成される。
【0056】次に、半導体装置30Aの製造について図
11乃至図18を用いて説明する。
【0057】図11及び図12はチップ・ボンディング
工程を説明するための模式的平面図であり、図13はチ
ップ・ボンディング工程を説明するための模式的断面図
((A)は図1のa−a線に対応する位置での模式的断
面図,(B)は図1のc−c線に対応する位置での模式
的断面図)であり、図14及び図15はワイヤ・ボンデ
ィング工程を説明するための模式的平面図であり、図1
6は樹脂封止体形成工程を説明するための模式的断面図
であり、図17は図14の一部を拡大した模式的断面図
であり、図18は他のマイコン用チップを用いた時のワ
イヤ接続状態を示す模式的断面図である。
【0058】まず、図10に示すリードフレームLFを
ダイボンディング装置に搬送し、その後、図11に示す
ように、リードフレームLFにマイコン用チップ10を
接着固定する。リードフレームLFとマイコン用チップ
10との接着固定は、ダイパッド5のチップ搭載面に例
えば熱硬化性樹脂からなる接着剤を塗布して接着層を形
成し、その後、ダイパッド5のチップ搭載面にマイコン
用チップ10を熱圧着して行なう。この時、ダイパッド
5の中心点P3にマイコン用チップ10の中心点P1が
位置するように位置合わせして行う。
【0059】次に、図12に示すように、マイコン用チ
ップ10にEEPROM用チップ20を接着固定する。
マイコン用チップ10とEEPROM用チップ20との
接着固定は、マイコン用チップ10の回路形成面10A
とEEPROM用チップ20の裏面との間に例えば熱硬
化性の接着用樹脂フィルムからなる接着層15を介在さ
せた状態で、マイコン用チップ10にEEPROM用チ
ップ20を熱圧着して行なう。接着用樹脂フィルムから
なる接着層15は、予めEEPROM用チップの裏面に
貼り付けておく。
【0060】この工程において、EEPROM用チップ
20のボンディングパッド21とリード2の内部リード
部とを接続するボンディングワイヤ16の長さが短くな
るように、マイコン用チップ20の中心点P1からEE
PROM用チップの中心点P2をずらした状態でマイコ
ン用チップ10の回路形成面10A上にEEPROM用
チップ20を配置する。
【0061】図7に示すように本実施形態において、E
EPROM用チップ20のVCC用ボンディングパッド
21C及びVSS用ボンディングパッド21Dはマイコ
ン用チップ10の辺10A3側に配置され、EEPRO
M用チップ20のSDA用ボンディングパッド21A及
びSCL用ボンディングパッド21Bはマイコン用チッ
プ10の辺10A1側に配置されているため、EEPR
OM用チップ20は、図13(A)及び図13(B)に
示すように、その中心点P2がマイコン用チップ10の
中心点P1よりもマイコン用チップ10の辺10A3側
及び辺10A1側に位置するように配置する。本実施形
態において、EEPROM用チップ20は、その中心点
P2をマイコン用チップ10の中心点P1に対して、例
えばマイコン用チップ10の辺10A3側及び10A1
側に夫々100〜150[μm]程度偏移させた状態で
配置する。なお、ダイボンディング装置の位置決め精度
の誤差は、最大で50[μm]程度である。
【0062】次に、ダイボンディング装置からワイヤボ
ンディング装置にリードフレームLFを搬送して、図1
4に示すように、マイコン用チップ10のボンディング
パッド11とリード2の内部リード部とをボンディング
ワイヤ16で電気的に接続し、その後、EEPROM用
チップ20のボンディングパッド21とリード2の内部
リード部とをボンディングワイヤ16で電気的に接続す
る。ボンディングワイヤ16としては、例えば金(A
u)ワイヤを用いる。ボンディングワイヤ16の接続方
法としては、例えば熱圧着に超音波振動を併用したボー
ルボンディング法を用いる。
【0063】この工程において、ワイヤボンディング
は、図15に示すように、下側に位置するマイコン用チ
ップ10及び上側に位置するEEPROM用チップ20
の位置をCCDカメラ31で認識し、これらの位置デー
タに基づいてマイコン用チップ10のボンディングパッ
ド11及びEEPROM用チップ20のボンディングパ
ッド21の位置を把握した後に行なわれるが、上側のE
EPROM用チップ20の位置検出はCCDカメラ31
の光学レンズを下側のマイコン用チップ10に合焦させ
て行うため、上側のEEPROM用チップ20が厚いと
光学レンズの被写界深度を超えてしまい、上側のEEP
ROM用チップ20の画像がぼける。上側のEEPRO
M用チップ20の画像がぼけた場合、上側のEEPRO
M用チップ20の位置検出に誤差が生じ、これに基づい
てボンディングパッド21の位置検出も誤差が生じるた
め、上側のEEPROM用チップ20のボンディングパ
ッド21とボンディングワイヤ16との接続不良が生じ
易くなる。本実施形態では、上側チップとして、下側の
マイコン用チップ10よりも厚さが薄いEEPROM用
チップ20を用いているため、画像ぼけによるEEPR
OM用チップ20の位置検出誤差を抑制することができ
る。なお、マイコン用チップ10とEEPROM用チッ
プ20との間には接着層15が介在されているため、マ
イコン用チップ10の回路形成面10AからEEPRO
M用チップ20の回路形成面20Aまでの距離をマイコ
ン用チップ10の厚さよりも薄くすることが望ましい。
本実施形態では、接着用樹脂フィルムを用いて接着層1
5を形成している。接着用樹脂フィルムは、マイコン用
チップ20の回路形成面に接着剤を塗布して接着層15
を形成する場合と比較して接着層15の厚さを薄くする
ことができる。即ち、マイコン用チップ10とEEPR
OM用チップ20との間に介在される接着層15として
接着用樹脂フィルムを用いることにより、接着剤を塗布
して接着層を形成する場合と比較して、マイコン用チッ
プ10の回路形成面10AからEEPROM用チップ2
0の回路形成面20Aまでの距離を小さくすることがで
きる。
【0064】また、この工程において、EEPROM用
チップ20のSDA用ボンディングパッド21A及びS
CL用ボンディングパッド21Bは、EEPROM用チ
ップ20の辺20A1に沿って複数設けられている。ま
た、EEPROM用チップ20のVCC用ボンディング
パッド21C及びVSS用ボンディングパッド21D
は、EEPROM用チップ20の4つの辺(20A1,
20A2,20A3,20A4)に沿って複数設けられ
ている。従って、接続しようとするリードの内部リード
部の先端から最も距離が近いボンディングパッド21を
選択することができるため、EEPROM用チップ20
のボンディングパッド21とリード2の内部リード部と
を接続するボンディングワイヤ16の長さを短くするこ
とができる。
【0065】次に、ワイヤボンディング装置から成形装
置にリードフレームLFを搬送し、その後、図16に示
すように、成形金型35の上型35Aと下型35Bとの
間にリードフレームLFを位置決めする。この時、マイ
コン用チップ10、EEPROM用チップ20、リード
2の内部リード部、ボンディングワイヤ16、チップ支
持体(ダイパッド5,吊りリード6)4等は、成形金型
35のキャビティ36の内部に配置される。
【0066】次に、成形金型35のポットからランナー
及び流入ゲートを通してキャビティ36の内部に樹脂を
注入して樹脂封止体17を形成する。この時、マイコン
用チップ10、EEPROM用チップ20、リード2の
内部リード部、ボンディングワイヤ16、チップ支持体
4等は、樹脂封止体17で封止される。
【0067】次に、リード2に連結されたタイバー3を
切断し、その後、リード2の外部リード部にメッキ処理
を施し、その後、リードフレームLFのフレーム本体1
からリード2の外部リード部を切断し、その後、リード
2の外部リード部をガルウィング形状に成形し、その
後、リードフレームLFのフレーム本体1から吊りリー
ド6を切断することにより、図1乃至図5に示す半導体
装置30Aがほぼ完成する。
【0068】ところで、マイコン用チップ10のボンデ
ィングパッド11の配列順は、品種によって異なる。例
えば図17に示すように、本実施形態で用いたマイコン
用チップ10のSDA用ボンディングパッド11Aは、
マイコン用チップ10の辺10A1の右端から数えて5
番目に位置し、SCL用ボンディングパッド11Bは、
マイコン用チップ10の辺10A1の右端から数えて4
番目に位置している。これに対し、品種が異なるマイコ
ン用チップ10においては、図18に示すように、SD
A用ボンディングパッド11Aがマイコン用チップ10
の辺10A1の右端から数えて4番目に位置し、SCL
用ボンディングパッド11Bがマイコン用チップ10の
辺10A1の右端から数えて5番目に位置する場合があ
る。このような場合、ボンディングパッド11の配列順
に対応して、リード2の端子機能の配列順も変わるた
め、EEPROM用チップ20のSAD用ボンディング
パッド21Aとリード2Aとを接続するボンディングワ
イヤ16と、EEPROM用チップ20のSCL用ボン
ディングパッド21Bとリード2Bとを接続するボンデ
ィングワイヤ16とが交差してしまう。しかしながら、
本実施形態のEEPROM用チップ20は、SCL用ボ
ンディングパッド11Bの両端に、互いに電気的に接続
された2つのSAD用ボンディングパッド21Aを配置
しているため、図18に示すように、ボンディングワイ
ヤ16を交差させることなく、ワイヤボンディングを行
なうことができる。
【0069】以上説明したように、本実施形態によれば
以下の効果が得られる。
【0070】(1)マイコン用チップ10とEEPRO
M用チップ20との電気的な接続は、樹脂封止体17の
内部において、リード2のインナー部及び2本のボンデ
ィングワイヤ16によって行われている。このような構
成とすることにより、マイコン用チップ10に合わせて
開発されたリードフレームをそのまま使用することがで
きるため、マイコン用チップ10の品種毎にリードフレ
ームを新たに開発する必要がない。また、EEROM用
チップ20と電気的に接続するためのEEPROM用ボ
ンディングパッドを設けたマイコン用チップを品種毎に
開発する必要もない。この結果、半導体装置30Aの低
コスト化を図ることができる。
【0071】(2)EEPROM用チップ20は、マイ
コン用チップ10よりも厚さが薄い。このような構成と
することにより、ワイヤボンディング工程において、E
EPROM用チップ20の位置をCCDカメラで認識す
る時の画像ぼけによるEEPROM用チップ20の位置
検出誤差を抑制することができる。この結果、EEPR
OM用チップ20のボンディングパッド21とボンディ
ングワイヤ16との接続不良を抑制できるので、半導体
装置30Aの歩留まりの向上を図ることができる。
【0072】(3)EEPROM用チップ20のSDA
用ボンディングパッド21A及びSCL用ボンディング
パッド21Bは、EEPROM用チップ20の辺20A
1に沿って複数設けられている。また、EEPROM用
チップのVCC用ボンディングパッド21C及びVSS
用ボンディングパッド21Dは、EEPROM用チップ
20の4つの辺(20A1,20A2,20A3,20
A4)に沿って複数設けられている。このような構成と
することにより、接続しようとするリード2の内部リー
ド部の先端から最も距離が近いボンディングパッド21
を選択することができるため、EEPROM用チップ2
0のボンディングパッド21とリード2の内部リード部
とを接続するボンディングワイヤ16の長さを短くする
ことができる。この結果、樹脂封止体形成工程におい
て、キャビティ36に注入された樹脂の流れによって生
じるワイヤ流れを抑制でき、ワイヤ流れに起因するワイ
ヤ同志の短絡を抑制できるので、半導体装置30Aの歩
留まりの向上を図ることができる。
【0073】(4)互いに電気的に接続された2つのS
AD用ボンディングパッド21Aの間にSCL用ボンデ
ィングパッド11Bが配置されている。このような構成
とすることにより、ボンディングワイヤ16を交差させ
ることなく、ワイヤボンディングを行なうことができ
る。
【0074】(5)EEPROM用チップ20の不揮発
性記憶ユニットはマイコン用チップ10の動作によって
シリアルデータが書き込まれる。このような構成とする
ことにより、EEPROM用チップ20とマイコン用チ
ップ10とを電気的に接続する信号伝達経路の数を少な
くすることができるので、リード2の本数を少なくする
ことができる。
【0075】なお、本実施形態では、ボンディングワイ
ヤ16の長さを短くするため、マイコン用チップ10の
中心点P1に対して、EEPROM用チップ20の中心
点P2の位置をずらした例について説明したが、図19
(模式的平面図)に示すように、マイコン用チップ10
の互いに接する2つの辺とEEPROM用チップ20の
一辺とが向かい合うように、マイコン用チップ10の向
きに対してEEPROM用チップ20の向きを偏移させ
てもよい。つまり、EEPROM用チップ20のボンデ
ィングパッド21とリード2の内部リード部とを接続す
るボンディングワイヤ16の長さが短くなるように、マ
イコン用チップ10の辺に対してEEPROM用チップ
20の辺が鋭角をなす状態でEEPROM用チップ20
を配置する。
【0076】(実施形態2)図20は本発明の実施形態
2である半導体装置の要部模式的断面図であり、図21
は2つの半導体チップ(マイコン用チップ,EEPRO
M用チップ)の積層状態を示す模式的平面図である。
【0077】図20及び図21に示すように、本実施形
態の半導体装置30Bは、前述の実施形態1とほぼ同様
の構成となっており、以下の構成が異なっている。
【0078】即ち、EEPROM用チップ20のボンデ
ィングパッド21は、マイコン用チップ10のボンディ
ングパッド11よりも平面サイズが大きくなっている。
つまり、EEPROM用チップ20のX方向におけるボ
ンディングパッド21の大きさS21Xは、マイコン用
チップ10のX方向におけるボンディングパッド11の
大きさS11Xよりも大である。つまり、S21X>S
11Yの関係に有り、同様にY方向においても、S21
Y>S11Yの関係に有る。このような構成にすること
により、ワイヤボンディング工程において、EEPRO
M用チップ20の位置をCCDカメラで認識する時の画
像ぼけによるEEPROM用チップ20の位置検出誤差
を補うことができるので、EEPROM用チップ20の
ボンディングパッド21とボンディングワイヤ16との
接続不良を抑制できすることができる。この結果、半導
体装置30BAの歩留まりの向上を図ることができる。
【0079】また、CCDカメラの焦点をEEPROM
用チップ20のボンディングパッドに合わせてワイヤボ
ンディングをする場合には、両チップのボンディングパ
ッドの大きさの関係は逆になり、S21X<S11X、
S21Y<S11Yとなる。但し、マイコン用チップ1
0のボンディングパッド数がEEPROM用チップ20
のボンディングパッド数よりも多いので、前者の方が効
果的である。
【0080】(実施形態3)図22は本発明の実施形態
3である半導体装置の模式的断面図であり、図23は図
22の一部を拡大した模式的断面図であり、図24はワ
イヤ接続状態を示す要部模式的平面図である。
【0081】図22乃至図24に示すように、本実施形
態の半導体装置30Cは、前述の実施形態1とほぼ同様
の構成となっており、以下の構成が異なっている。
【0082】即ち、EEPROM用チップ20のボンデ
ィングパッド21とリード2の内部リード部とを接続す
るボンディングワイヤ16は、リード2を第1ボンドと
し、ボンディングパッド21を第2ボンドとする逆ボン
ディング法にて接続されている。また、EEPROM用
チップ20のボンディングパッド21は、ボンディング
ワイヤ16が延在する方向に沿う辺21Xがリード2の
内部リード部の先端と向かい合う辺21Yよりも長い方
形状で形成されている。また、ボンディングパッド21
は、マイコン用チップ10のボンディングパッド11よ
りも平面サイズが大きい。マイコン用チップ10のボン
ディングパッド11と比較した場合、EEPROM用チ
ップ20のボンディングパッド21のボンディングワイ
ヤ16が延在する方向に沿う辺21Xは、マイコン用チ
ップ10のボンディングパッド11のボンディングワイ
ヤ16が延在する方向に沿う辺11Xよりも大である。
【0083】このように、EEPROM用チップ20の
ボンディングパッド21を、ボンディングワイヤ16が
延在する方向に沿う辺21Xがリード2の内部リード部
の先端と向かい合う辺21Yよりも長い方形状で形成す
ることにより、逆ボンディング法によるボンディングワ
イヤ16の接続を容易に行うことができる。逆ボンディ
ングであるため、ボンディングワイヤ16は、EEPR
OM用チップ20の回路形成面20Aに対してほぼ垂直
な方向に延びる第1部分と、ほぼ回路形成面20Aの方
向に沿って延びる第2部分を有し、第1部分は回路形成
面20A上ではなく、リード2上に位置している。
【0084】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
【0085】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0086】本発明によれば、半導体装置の低コスト化
を図ることができる。
【0087】本発明によれば、半導体装置の歩留まりの
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1である半導体装置の樹脂封
止体の上部を除去した状態の模式的平面図である。
【図2】図1のa−a切断線にほぼ沿う模式的断面図で
ある。
【図3】図1のb−b切断線にほぼ沿う模式的断面図で
ある。
【図4】図1のc−c切断線にほぼ沿う模式的断面図で
ある。
【図5】図1のd−d切断線にほぼ沿う模式的断面図で
ある。
【図6】図4の一部を拡大した模式的断面図である。
【図7】実施形態1において、2つの半導体チップ(マ
イコン用チップ,EEPROM用チップ)の積層状態を
示す模式的平面図である。
【図8】実施形態1において、EEPROM用チップの
平面レイアウト図である。
【図9】実施形態1において、半導体装置のシステムブ
ロック図である。
【図10】実施形態1において、半導体装置の製造に用
いられるリードフレームの模式的平面図である。
【図11】実施形態1の半導体装置の製造において、チ
ップ・ボンディング工程を説明するための模式的平面図
である。
【図12】実施形態1の半導体装置の製造において、チ
ップ・ボンディング工程を説明するための模式的平面図
である。
【図13】実施形態1の半導体装置の製造において、チ
ップ・ボンディング工程を説明するための模式的断面図
((A)は図1のa−a切断線にほぼ対応する位置での
模式的断面図,(B)は図1のc−c切断線にほぼ対応
する位置での模式的断面図)である。
【図14】実施形態1の半導体装置の製造において、ワ
イヤ・ボンディング工程を説明するための模式的平面図
である。
【図15】実施形態1の半導体装置の製造において、ワ
イヤ・ボンディング工程を説明するための模式的断面図
である。
【図16】実施形態1の半導体装置の製造において、樹
脂封止体形成工程を説明するための模式的断面図であ
る。
【図17】図14の一部を拡大した模式的断面図であ
る。
【図18】他のマイコン用チップを用いた時のワイヤ接
続状態を示す模式的断面図である。
【図19】実施形態1の変形例である2つの半導体チッ
プ(マイコン用チップ,EEPROM用チップ)の積層
状態を示す模式的平面図である。
【図20】本発明の実施形態2である半導体装置の要部
模式断面図である。
【図21】実施形態2において、2つの半導体チップ
(マイコン用チップ,EEPROM用チップ)の積層状
態を示す模式的平面図である。
【図22】本発明の実施形態3である半導体装置の模式
的断面図である。
【図23】図22の一部を拡大した模式的断面図であ
る。
【図24】実施形態3において、ワイヤ接続状態を示す
要部模式的平面図である。
【符号の説明】
LF…リードフレーム、1…フレーム本体、2…リー
ド、3…ダムバー、4…支持体、5…ダイパッド、6…
吊りリード、10…マイコン用チップ、10X…X−X
中心線、10Y…Y−Y中心線、11…ボンディングパ
ッド、15…接着層、16…ボンディングワイヤ、17
…樹脂封止体、20…EEPROM用チップ、20X…
X−X中心線、20Y…Y−Y中心線、21…ボンディ
ングパッド、30A,30B,30C…半導体装置、3
1…CCDカメラ、35…成形金型、35A…上型、3
5B…下型、36…キャビティ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 徹 北海道亀田郡七飯町字中島145番地 日立 北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 浦和 哲治 北海道亀田郡七飯町字中島145番地 日立 北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 伊藤 富士夫 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 松澤 朝夫 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 鈴木 一成 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 亀岡 昭彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 鈴木 博通 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 井手 琢二 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一主面に、制御回路、第1ボンディングパ
    ッド及び複数の第2ボンディングパッドを有する第1半
    導体チップと、 一主面に、記憶回路及び第3ボンディングパッドを有
    し、かつ、前記第1半導体チップの一主面上に配置され
    た第2半導体チップであって、前記記憶回路が前記第1
    半導体チップの制御回路の制御信号によって制御される
    第2半導体チップと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が前記第
    1半導体チップの周囲に配置された第1リードと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が
    前記第1半導体チップの周囲に配置された複数の第2リ
    ードと、 前記第1半導体チップの前記第1ボンディングパッドと
    前記第1リードの内部リード部とを接続する第1ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第1半導体チップの前記複数の第2ボンディングパ
    ッドと前記複数の第2リードの内部リード部とを接続す
    る複数の第2ボンディングワイヤと、 前記第2半導体チップの前記第3ボンディングパッドと
    前記第1リードの内部リード部とを接続する第3ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記第1、第2及び第
    3ボンディングワイヤ、及び前記第1及び第2リードの
    内部リード部を封止する樹脂封止体とを有し、 前記制御回路の制御信号は、前記第1半導体チップの第
    1ボンディングパッドから出力され、前記第1ボンディ
    ングワイヤ、前記第1リード及び前記第3ボンディング
    ワイヤを介して前記第2半導体チップの前記第3ボンデ
    ィングパッドに入力されることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップよりも
    小さい平面サイズで形成されていることを特徴とする半
    導体装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2半導体チップは、その一主面と対向する他の主
    面が前記第1半導体チップの一主面と向かい合う状態で
    前記第1半導体チップの一主面上に配置されていること
    を特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の半導体装置において、 前記第1及び第3ボンディングワイヤは、前記第1リー
    ドの同一面に接続されていることを特徴とする半導体装
    置。
  5. 【請求項5】一主面に、プログラムによって動作するプ
    ロセッサユニットと、複数のボンディングパッドとを有
    する第1半導体チップと、 一主面に、前記マイコン用チップの動作によってシリア
    ルデータが書き込まれる不揮発性記憶ユニットと、複数
    のボンディングパッドとを有する第2半導体チップであ
    って、前記マイコン用チップの一主面上に配置された第
    2半導体チップと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有する複数のリードであって、前
    記内部リード部が前記マイコン用チップの周囲に配置さ
    れた複数のリードと、 前記第1及び前記第2半導体チップ、及び前記複数のリ
    ードの内部リード部を封止する樹脂封止体とを有し、 前記第1及び前記第2半導体チップの前記複数のボンデ
    ィングパッドは、前記複数のリードの内部リード部に電
    気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の半導体装置において、 前記第1半導体チップはマイコン用チップであり、 前記第2半導体チップはEEPROM用チップであるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】請求項5に記載の半導体装置において、 前記第1半導体チップの複数のボンディングパッドは、
    第1ボンディングパッドを含み、 前記第2半導体チップの複数のボンディングパッドは、
    第2ボンディングパッドを含み、 前記第1ボンディングパッドは第1ボンディングワイヤ
    を介して前記複数のリードの中の1つのリードの内部リ
    ード部に電気的に接続され、 前記第2ボンディングパッドは第2ボンディングワイヤ
    を介して前記複数のリードの中の1つのリードの内部リ
    ード部に電気的に接続され、 前記シリアルデータは、前記第1ボンディングパッドか
    ら出力され、前記第1ボンディングワイヤ、前記複数の
    リードの中の1つのリード及び前記第2ボンディングワ
    イヤを介して前記第2ボンディングパッドに入力される
    ことを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項8】請求項5に記載の半導体装置において、 前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップよりも
    小さい平面サイズで形成されていることを特徴とする半
    導体装置。
  9. 【請求項9】請求項5に記載の半導体装置において、 前記第2半導体チップは、その一主面と対向する他の主
    面が前記第1半導体チップの一主面と向かい合う状態で
    前記第1半導体チップの一主面上に配置されていること
    を特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項10】請求項6に記載の半導体装置において、 前記第1及び第2ボンディングワイヤは、前記複数のリ
    ードの中の1つのリードの同一面に接続されていること
    を特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】一主面に第1ボンディングパッド及び複
    数の第2ボンディングパッドを有する第1半導体チップ
    と、 一主面に、互いに電気的に接続された複数の第3ボンデ
    ィングパッドを有し、かつ、前記第1半導体チップの一
    主面上に配置された第2半導体チップと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が前記第
    1半導体チップの周囲に配置された第1リードと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が
    前記第1半導体チップの周囲に配置された複数の第2リ
    ードと、 前記第1半導体チップの前記第1ボンディングパッドと
    前記第1リードの内部リード部とを接続する第1ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第1半導体チップの前記複数の第2ボンディングパ
    ッドと前記複数の第2リードの内部リード部とを接続す
    る複数の第2ボンディングワイヤと、 前記第2半導体チップの前記複数の第3ボンディングパ
    ッドの中の1つと前記第1リードの内部リード部とを接
    続する第3ボンディングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記第1、第2及び第
    3リードの内部リード部、及び前記第1、第2及び第3
    ボンディングワイヤを封止する樹脂封止体とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項12】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップは平面が方形状で形成され、 前記複数の第3ボンディングパッドは、前記第2半導体
    チップの少なくとも一辺に沿って配置されていることを
    特徴とする半導体装置。
  13. 【請求項13】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップは平面が方形状で形成され、 前記複数の第3ボンディングパッドは、前記第2半導体
    チップの少なくとも互いに接する2つの辺に沿って配置
    されていることを特徴とする半導体装置。
  14. 【請求項14】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第1ボンディングパッド及び前記複数の第3ボンデ
    ィングパッドは、信号用ボンディングパッドであること
    を特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップよりも
    小さい平面サイズで形成されていることを特徴とする半
    導体装置。
  16. 【請求項16】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップは、その一主面と対向する他の主
    面が前記第1半導体チップの一主面と向かい合う状態で
    前記第1半導体チップの一主面上に配置されていること
    を特徴とする半導体装置。
  17. 【請求項17】請求項11に記載の半導体装置におい
    て、 前記第1及び第3ボンディングワイヤは、前記第1リー
    ドの同一面に接続されていることを特徴とする半導体装
    置。
  18. 【請求項18】一主面に第1ボンディングパッド及び第
    2ボンディングパッドを有し、かつ、前記第1及び第2
    ボンディングパッドが前記一主面の一辺に沿って配置さ
    れた方形状の第1半導体チップと、 一主面に、第3ボンディングパッドと、互いに電気的に
    接続された2つの第4ボンディングパッドとを有し、前
    記第3及び第4ボンディングパッドが前記一主面の一辺
    に沿って配置され、かつ、前記第3ボンディングパッド
    が前記第4ボンディングパッドの間に配置された方形状
    の第2半導体チップであって、前記一主面の一辺が前記
    第1半導体チップの一主面の一辺と向かい合う状態で前
    記第1半導体チップの一主面上に配置された第2半導体
    チップと、 各々が内部リード部及び前記内部リードと一体に形成さ
    れた外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が前
    記第1半導体チップの一辺の外側に配置された第1リー
    ド及び第2リードと、 前記第1半導体チップの前記第1ボンディングパッドと
    前記第1リードの内部リード部とを接続する第1ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第1半導体チップの前記第2ボンディングパッドと
    前記第2リードの内部リード部とを接続する第2ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第2半導体チップの前記第3ボンディングパッドと
    前記第1リードの内部リード部とを接続する第3ボンデ
    ィングワイヤと、 前記第2半導体チップの前記2つの第4ボンディングパ
    ッドの中の1つと前記第2リードの内部リード部とを接
    続する第4ボンディングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記第1及び第2リー
    ドの内部リード部、及び前記第1、第2、第3及び第4
    ボンディングワイヤを封止する樹脂封止体とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  19. 【請求項19】一主面の一辺側に第1ボンディングパッ
    ドを有する方形状の第1半導体チップと、 一主面の一辺側に第2ボンディングパッドを有し、か
    つ、前記一主面の一辺が前記第1半導体チップの一辺と
    向かい合う状態で前記第1半導体チップの一主面上に配
    置された方形状の第2半導体チップと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部とを有し、かつ、前記内部リード部が前記
    第1半導体チップの一辺の外側に配置されたリードと、 前記第1半導体チップの第1ボンディングパッドと前記
    リードの内部リード部とを接続する第1ボンディングワ
    イヤと、 前記第2半導体チップの第2ボンディングパッドと前記
    リードの内部リード部とを接続する第2ボンディングワ
    イヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記リードの内部リー
    ド部、及び前記第1及び第2ボンディングワイヤを封止
    する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの中心
    点が前記第1半導体チップの中心点よりも前記第1半導
    体チップの一辺側に位置するように位置を偏移させた状
    態で前記第1半導体チップの一主面上に配置されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  20. 【請求項20】請求項19に記載の半導体装置におい
    て、 前記第1半導体チップの中心点は、前記第1半導体チッ
    プの一辺と同一方向における第1中心線と、前記第1中
    心線に直交する第2中心線とが交差する点であり、 前記第2半導体チップの中心点は、前記第2半導体チッ
    プの一辺と同一方向における第1中心線と、前記第1中
    心線に直交する第2中心線とが交差する点であることを
    特徴とする半導体装置。
  21. 【請求項21】平面が方形状で形成され、一主面の第1
    辺側に第1ボンディングパッドを有し、更に、前記一主
    面の第1辺と接する第2辺側に第2ボンディングパッド
    を有する第1半導体チップと、 平面が方形状で形成され、一主面の第1辺側に第3ボン
    ディングパッドを有し、更に、前記一主面の第1辺と接
    する第2辺側に第4ボンディングパッドを有する第2半
    導体チップであって、 前記一主面の第1辺が前記第1半導体チップの第1辺と
    向かい合い、かつ、前記一主面の第2辺が前記第1半導
    体チップの第2辺と向かい合う状態で前記第1半導体チ
    ップの一主面上に配置された第2半導体チップと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部とを有し、かつ、前記内部リード部が前記
    第1半導体チップの第1辺の外側に配置された第1リー
    ドと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部とを有し、かつ、前記内部リード部が前記
    第1半導体チップの第2辺の外側に配置された第2リー
    ドと、 前記第1半導体チップの第1ボンディングパッドと前記
    第1リードの内部リード部とを接続する第1ボンディン
    グワイヤと、 前記第2半導体チップの第1ボンディングパッドと前記
    第1リードの内部リード部とを接続する第2ボンディン
    グワイヤと、 記記第1半導体チップの第2ボンディングパッドと前記
    第2リードの内部リード部とを接続する第3ボンディン
    グワイヤと、 前記第2半導体チップの第2ボンディングパッドと前記
    第2リードの内部リード部とを接続する第4ボンディン
    グワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記第1及び第2リー
    ドの内部リード部、及び前記第1乃至第4ボンディング
    ワイヤを封止する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの中心
    点が前記第1半導体チップの中心点よりも前記第1半導
    体チップの第1辺側及び第2辺側に位置するように位置
    を偏移させた状態で前記第1半導体チップの一主面上に
    配置されていることを特徴とする半導体装置。
  22. 【請求項22】請求項21に記載の半導体装置におい
    て、 前記第1半導体チップの中心点は、前記第1半導体チッ
    プの第1辺と同一方向における第1中心線と、前記第1
    中心線に直交する第2中心線とが交差する点であり、 前記第2半導体チップの中心点は、前記第2半導体チッ
    プの第1辺と同一方向における第1中心線と、前記第1
    中心線に直交する第2中心線とが交差する点であること
    を特徴とする半導体装置。
  23. 【請求項23】一主面の一辺側に第1ボンディングパッ
    ドを有する方形状の第1半導体チップと、 一主面の一辺側に第2ボンディングパッドを有し、か
    つ、前記第1半導体チップの一主面上に配置された方形
    状の第2半導体チップと、 内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成された
    外部リード部とを有し、かつ、前記内部リード部が前記
    第1半導体チップの一辺の外側に配置されたリードと、 前記第1半導体チップの第1ボンディングパッドと前記
    リードの内部リード部とを接続する第1ボンディングワ
    イヤと、 前記第2半導体チップの第2ボンディングパッドと前記
    リードの内部リード部とを接続する第2ボンディングワ
    イヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記リードの内部リー
    ド部、及び前記第1及び第2ボンディングワイヤを封止
    する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップは、前記第2ボンディングワイヤ
    の長さが短くなるように、前記第2半導体チップの一辺
    が前記第1半導体チップの互いに接する2つの辺と向か
    い合う状態で前記第1半導体チップの一主面上に配置さ
    れていることを特徴とする半導体装置。
  24. 【請求項24】互いに対向する第1主面及び第2主面を
    有し、前記第1主面に複数のボンディングパッドが形成
    された第1半導体チップと、 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1
    主面に複数のボンディングパッドが形成された第2半導
    体チップであって、前記第2主面が前記第1半導体チッ
    プの第1主面と向かい合う状態で前記第1半導体チップ
    上に配置され、かつ、平面サイズが前記第1半導体チッ
    プよりも小さい第2半導体チップと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が
    前記第1半導体チップの周囲に配置された複数のリード
    と、 前記第1及び第2半導体チップの複数のボンディングパ
    ッドと、前記複数のリードの内部リード部とを夫々接続
    する複数のボンディングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記複数のリードの内
    部リード部、及び前記複数のボンディングワイヤを封止
    する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップよりも
    厚さが薄いことを特徴とする半導体装置。
  25. 【請求項25】請求項24に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップは、接着層を介在して前記第1半
    導体チップの第1主面に接着されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  26. 【請求項26】請求項25に記載の半導体装置におい
    て、 前記接着層は、接着用樹脂フィルムからなることを特徴
    とする半導体装置。
  27. 【請求項27】請求項25に記載の半導体装置におい
    て、 前記第1半導体チップの第1主面から前記第2半導体チ
    ップの第2主面までの距離は、前記第1半導体チップの
    厚さよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
  28. 【請求項28】互いに対向する第1主面及び第2主面を
    有し、前記第1主面に複数のボンディングパッドが形成
    された第1半導体チップと、 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1
    主面に複数のボンディングパッドが形成された第2半導
    体チップであって、前記第2主面が前記第1半導体チッ
    プの第1主面と向かい合う状態で前記第1半導体チップ
    上に配置され、かつ、平面サイズが前記第1半導体チッ
    プよりも小さい第2半導体チップと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が
    前記第1半導体チップの周囲に配置された複数のリード
    と、 前記第1及び第2半導体チップの複数のボンディングパ
    ッドと、前記複数のリードの内部リード部とを夫々接続
    する複数のボンディングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記複数のリードの内
    部リード部、及び前記複数のボンディングワイヤを封止
    する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップのボンディングパッドは、前記第
    1半導体チップのボンディングパッドよりも平面サイズ
    が大きいことを特徴とする半導体装置。
  29. 【請求項29】互いに対向する第1主面及び第2主面を
    有し、かつ、前記第1主面に方形状の複数のボンディン
    グパッドが形成された第1半導体チップと、 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、かつ、前
    記第1主面に方形状の複数のボンディングパッドが形成
    された第2半導体チップであって、前記第2主面が前記
    第1半導体チップの第1主面と向かい合う状態で前記第
    1半導体チップ上に配置され、かつ、平面サイズが前記
    第1半導体チップよりも小さい第2半導体チップと、 各々が内部リード部及び前記内部リード部と一体に形成
    された外部リード部を有し、かつ、前記内部リード部が
    前記第1半導体チップの周囲に配置された複数のリード
    と、 前記第1半導体チップの複数のボンディングパッドと、
    前記複数のリードの内部リード部とを接続する複数の第
    1ボンディングワイヤと、 前記第2半導体チップの複数のボンディングパッドと、
    前記複数のリードの内部リード部とを接続する複数の第
    2ボンディングワイヤと、 前記第1及び第2半導体チップ、前記複数のリードの内
    部リード部、及び前記第1及び第2ボンディングワイヤ
    を封止する樹脂封止体とを有し、 前記第2半導体チップのボンディングパッドは、前記ボ
    ンディングワイヤが延在する方向に沿う辺が前記リード
    と向かい合う辺よりも長い長方形で形成されていること
    を特徴とする半導体装置。
  30. 【請求項30】請求項29に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2半導体チップのボンディングパッドは、前記第
    1半導体チップのボンディングパッドよりも平面サイズ
    が大きいことを特徴とする半導体装置。
  31. 【請求項31】請求項29に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2ボンディングワイヤは、前記第2半導体チップ
    の第1主面と垂直な方向に延びる第1部分と、前記第2
    半導体チップの第1主面に沿う方向に延びる第2部分と
    を有し、 前記第1部分は前記内部リード部上に位置することを特
    徴とする半導体装置。
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