JP2002190566A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体素子の電子回路の高密度化、高集積化に
限界があり、電子装置の要求に対応できない。 【解決手段】外部端子5と、基体1と、該基体1上に配
され、上面に複数個の電極パッド2aを有する第1半導
体素子2と、該第1半導体素子2上に配され、表面に複
数個の接続パッド4aを有する電気絶縁性基板4と、該
電気絶縁性基板4上に配され、上面に複数個の電極パッ
ド3aを有する第2半導体素子3と、前記第1半導体素
子2及び第2半導体素子3の電極パッド2a、3aと外
部端子5と接続パッド4aとを電気的に接続するワイヤ
6と、前記第1半導体素子2及び第2半導体素子3を被
覆する樹脂被覆材7とから成る。
限界があり、電子装置の要求に対応できない。 【解決手段】外部端子5と、基体1と、該基体1上に配
され、上面に複数個の電極パッド2aを有する第1半導
体素子2と、該第1半導体素子2上に配され、表面に複
数個の接続パッド4aを有する電気絶縁性基板4と、該
電気絶縁性基板4上に配され、上面に複数個の電極パッ
ド3aを有する第2半導体素子3と、前記第1半導体素
子2及び第2半導体素子3の電極パッド2a、3aと外
部端子5と接続パッド4aとを電気的に接続するワイヤ
6と、前記第1半導体素子2及び第2半導体素子3を被
覆する樹脂被覆材7とから成る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は情報処理装置や、携
帯電話等の電子装置に実装される半導体装置に関するも
のである。
帯電話等の電子装置に実装される半導体装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピュータなどの情報処理装置
や携帯電話等の電子装置に実装される樹脂被覆タイプの
半導体装置は、一般に、半導体素子と、鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る
基体及び複数個の外部端子と、エポキシ樹脂等の熱硬化
樹脂から成る樹脂被覆材とから構成されており、基体上
に半導体素子を金−シリコン共晶合金等のロウ材を介し
て固定するとともに半導体素子の各電極パッドを外部端
子にボンディング用のワイヤを介して電気的に接続し、
しかる後、前記半導体素子、基体及び外部端子の一部を
樹脂被覆材で被覆することによって製作されている。
や携帯電話等の電子装置に実装される樹脂被覆タイプの
半導体装置は、一般に、半導体素子と、鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る
基体及び複数個の外部端子と、エポキシ樹脂等の熱硬化
樹脂から成る樹脂被覆材とから構成されており、基体上
に半導体素子を金−シリコン共晶合金等のロウ材を介し
て固定するとともに半導体素子の各電極パッドを外部端
子にボンディング用のワイヤを介して電気的に接続し、
しかる後、前記半導体素子、基体及び外部端子の一部を
樹脂被覆材で被覆することによって製作されている。
【0003】前記半導体装置は、外部端子の外部導出端
部を外部電気回路基板の配線導体に半田等の接合材を介
し接合することによって外部電気回路基板上に実装さ
れ、同時に半導体素子の各電極パッドが外部端子を介し
て外部電気回路に電気的に接続されるようになってい
る。
部を外部電気回路基板の配線導体に半田等の接合材を介
し接合することによって外部電気回路基板上に実装さ
れ、同時に半導体素子の各電極パッドが外部端子を介し
て外部電気回路に電気的に接続されるようになってい
る。
【0004】近年、コンピュータや携帯電話等の電子装
置は小型化、情報処理の高速化、高機能化が急激に進
み、これら電子装置に実装される半導体装置も半導体素
子に形成される電子回路を高密度、高集積化することが
強く要求されている。
置は小型化、情報処理の高速化、高機能化が急激に進
み、これら電子装置に実装される半導体装置も半導体素
子に形成される電子回路を高密度、高集積化することが
強く要求されている。
【0005】しかしながら、一個の半導体素子に多数の
電子回路を高密度、高集積に形成するには限界があり、
一個の半導体素子で電子装置の要求を達成することは困
難となってきている。
電子回路を高密度、高集積に形成するには限界があり、
一個の半導体素子で電子装置の要求を達成することは困
難となってきている。
【0006】そこで上記欠点を解消するために図2に示
すような電気絶縁性の基体21の上下両面に半導体素子
22をロウ材等で接着固定するとともに、各半導体素子
22の電極パッド23を基体21の接続パッド等にワイ
ヤ24を介して電気的に接続し、しかる後、半導体素子
21、基体22および必要に応じて外部端子25の一部
を樹脂被覆材26で被覆して成る半導体装置27が提案
されている。
すような電気絶縁性の基体21の上下両面に半導体素子
22をロウ材等で接着固定するとともに、各半導体素子
22の電極パッド23を基体21の接続パッド等にワイ
ヤ24を介して電気的に接続し、しかる後、半導体素子
21、基体22および必要に応じて外部端子25の一部
を樹脂被覆材26で被覆して成る半導体装置27が提案
されている。
【0007】この半導体装置27によれば、半導体素子
22が基体21の上下両面にそれぞれ実装されているこ
とから半導体装置の平面面積を増加させることなく、容
易に半導体装置における電子回路の高密度、高集積化を
図ることができる。
22が基体21の上下両面にそれぞれ実装されているこ
とから半導体装置の平面面積を増加させることなく、容
易に半導体装置における電子回路の高密度、高集積化を
図ることができる。
【0008】しかしながら、上記半導体装置27におい
ては、まず1個の半導体素子22を基体21の上面にロ
ウ材等を介して接着固定するとともに、この半導体素子
22の電極パッドを基体21の接続パッド等にワイヤ2
4を介して接続し、次に前記基体21を裏返して基体2
1下面に他の半導体素子22を接着固定するとともに、
この基体21下面に固定した半導体素子22の電極パッ
ドを基体21の下面に形成した接続パッド等にワイヤを
介して接続しなければならず製造工程が複雑で長く、生
産性が悪いという欠点を有する。
ては、まず1個の半導体素子22を基体21の上面にロ
ウ材等を介して接着固定するとともに、この半導体素子
22の電極パッドを基体21の接続パッド等にワイヤ2
4を介して接続し、次に前記基体21を裏返して基体2
1下面に他の半導体素子22を接着固定するとともに、
この基体21下面に固定した半導体素子22の電極パッ
ドを基体21の下面に形成した接続パッド等にワイヤを
介して接続しなければならず製造工程が複雑で長く、生
産性が悪いという欠点を有する。
【0009】また基体21を裏返して基体21下面に他
の半導体素子22を接着固定するとともに、この基体2
1下面に固定した半導体素子22の電極パッドを基体2
1の下面に形成した接続パッド等にワイヤを介して接続
する際、基体21の上面側に固定された半導体素子22
に接続されているワイヤが外れたり、切れたりして製品
としての半導体装置の信頼性および歩留まりが大きく低
下するという欠点を有する。
の半導体素子22を接着固定するとともに、この基体2
1下面に固定した半導体素子22の電極パッドを基体2
1の下面に形成した接続パッド等にワイヤを介して接続
する際、基体21の上面側に固定された半導体素子22
に接続されているワイヤが外れたり、切れたりして製品
としての半導体装置の信頼性および歩留まりが大きく低
下するという欠点を有する。
【0010】更に基体21の下面に他の半導体素子22
を接着固定する際、及び基体21下面に接着固定した半
導体素子22の電極パッドと基体21の下面に形成した
接続パッド等とをワイヤを介して接続する際、上面側に
半導体素子22が接着固定されている基体21を保持す
るのに上面側の半導体素子22の形状を考慮した特殊な
冶具が個々に必要となってしまい、この汎用性のない特
殊な冶具の使用によって製品としての半導体装置を高価
としてしまう欠点を有する。
を接着固定する際、及び基体21下面に接着固定した半
導体素子22の電極パッドと基体21の下面に形成した
接続パッド等とをワイヤを介して接続する際、上面側に
半導体素子22が接着固定されている基体21を保持す
るのに上面側の半導体素子22の形状を考慮した特殊な
冶具が個々に必要となってしまい、この汎用性のない特
殊な冶具の使用によって製品としての半導体装置を高価
としてしまう欠点を有する。
【0011】そこで更に、図3に示すような、基体31
の上面に半導体素子32を上下に積層、接着して固定す
るとともに各半導体素子32の電極パッド33を、基体
31の接続パッド(不図示)や外部端子34にワイヤ3
5を介して電気的に接続し、しかる後、半導体素子32
および基体31の一部を樹脂被覆材36で被覆して成る
半導体装置37が提案されている。
の上面に半導体素子32を上下に積層、接着して固定す
るとともに各半導体素子32の電極パッド33を、基体
31の接続パッド(不図示)や外部端子34にワイヤ3
5を介して電気的に接続し、しかる後、半導体素子32
および基体31の一部を樹脂被覆材36で被覆して成る
半導体装置37が提案されている。
【0012】この半導体装置37によれば、2個の半導
体素子32がともに基体31の上面に積層して固定され
ていることから、半導体装置の平面面積を増加させるこ
となく容易に半導体装置の高密度化を図ることができ
る。また同時にこの半導体装置37は基体31の同一面
に2個の半導体素子32が接着固定されているため基体
31に半導体素子32を接着固定する際、或いは各半導
体素子32の電極パッド33を、基体31の接続パッド
(不図示)や外部端子34にワイヤ35を介して電気的
に接続する際等において基体31をいちいち裏返す必要
は全くなく、その結果、基体31を保持するのに汎用性
のない特殊な冶具の使用が不要となるとともに基体31
の接続パッド(不図示)や外部端子34と各半導体素子
32の電極パッド33とを接続するワイヤ35に外れや
切断が生じることはほとんどなくなり、製品としての半
導体装置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上
させることができる。
体素子32がともに基体31の上面に積層して固定され
ていることから、半導体装置の平面面積を増加させるこ
となく容易に半導体装置の高密度化を図ることができ
る。また同時にこの半導体装置37は基体31の同一面
に2個の半導体素子32が接着固定されているため基体
31に半導体素子32を接着固定する際、或いは各半導
体素子32の電極パッド33を、基体31の接続パッド
(不図示)や外部端子34にワイヤ35を介して電気的
に接続する際等において基体31をいちいち裏返す必要
は全くなく、その結果、基体31を保持するのに汎用性
のない特殊な冶具の使用が不要となるとともに基体31
の接続パッド(不図示)や外部端子34と各半導体素子
32の電極パッド33とを接続するワイヤ35に外れや
切断が生じることはほとんどなくなり、製品としての半
導体装置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上
させることができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記複
数個の半導体素子を積層した半導体装置は各々の半導体
素子の電子回路が極めて高密度、高集積に形成されてい
るため電極パッドの形成の自由度が低く、所望する任意
の場所に所定の電極パッドを形成することができない。
そのため上下に積層した各々の半導体素子の電極パッド
をワイヤで接続する際、或いは各半導体素子の電極パッ
ドと基体の接続パッドや外部端子とをワイヤで接続する
際、ワイヤが不要に長くなって変形し易くなり、例え
ば、半導体素子を樹脂被覆材で被覆する場合に樹脂の圧
力がワイヤに作用するとワイヤが容易に倒れて隣接する
ワイヤ同士が接触し、隣接する電極パッド間に電気的短
絡が生じて半導体装置としての機能が喪失したり特性が
不安定となって半導体素子を常に正常に作動させること
ができないという欠点を誘発してしまう。
数個の半導体素子を積層した半導体装置は各々の半導体
素子の電子回路が極めて高密度、高集積に形成されてい
るため電極パッドの形成の自由度が低く、所望する任意
の場所に所定の電極パッドを形成することができない。
そのため上下に積層した各々の半導体素子の電極パッド
をワイヤで接続する際、或いは各半導体素子の電極パッ
ドと基体の接続パッドや外部端子とをワイヤで接続する
際、ワイヤが不要に長くなって変形し易くなり、例え
ば、半導体素子を樹脂被覆材で被覆する場合に樹脂の圧
力がワイヤに作用するとワイヤが容易に倒れて隣接する
ワイヤ同士が接触し、隣接する電極パッド間に電気的短
絡が生じて半導体装置としての機能が喪失したり特性が
不安定となって半導体素子を常に正常に作動させること
ができないという欠点を誘発してしまう。
【0014】本発明は、上記諸欠点に鑑みて案出された
もので、その目的は小面積にして多数の電子回路を高密
度に、高集積に形成することができ、かつ半導体素子の
電極パッドと外部端子等とを接続するワイヤの接触を有
効に防止し、半導体素子を長期間にわたり正常、安定に
作動させることができる小型、高信頼性の半導体装置を
提供することにある。
もので、その目的は小面積にして多数の電子回路を高密
度に、高集積に形成することができ、かつ半導体素子の
電極パッドと外部端子等とを接続するワイヤの接触を有
効に防止し、半導体素子を長期間にわたり正常、安定に
作動させることができる小型、高信頼性の半導体装置を
提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
外部端子と、基体と、該基体上に配され、上面に複数個
の電極パッドを有する第1半導体素子と、該第1半導体
素子上に配され、表面に複数個の接続パッドを有する電
気絶縁性基板と、該電気絶縁性基板上に配され、上面に
複数個の電極パッドを有する第2半導体素子と、前記第
1半導体素子及び第2半導体素子の電極パッドと外部端
子と接続パッドとを電気的に接続するワイヤと、前記第
1半導体素子及び第2半導体素子を被覆する樹脂被覆材
とから成ることを特徴とするものである。
外部端子と、基体と、該基体上に配され、上面に複数個
の電極パッドを有する第1半導体素子と、該第1半導体
素子上に配され、表面に複数個の接続パッドを有する電
気絶縁性基板と、該電気絶縁性基板上に配され、上面に
複数個の電極パッドを有する第2半導体素子と、前記第
1半導体素子及び第2半導体素子の電極パッドと外部端
子と接続パッドとを電気的に接続するワイヤと、前記第
1半導体素子及び第2半導体素子を被覆する樹脂被覆材
とから成ることを特徴とするものである。
【0016】本発明の半導体装置によれば、基体上に第
1半導体素子、第2半導体素子の2個の半導体素子を、
間に電気絶縁性基板を介在させて、上下に積層するとと
もに、第1半導体素子上面および第2半導体素子上面の
電極パッドと電気絶縁性基板の上面に設けた接続パッド
とを電気的に接続していることから、半導体装置の平面
面積を増加させることなく半導体装置における電子回路
の高密度化、高集積化を図ることができる。
1半導体素子、第2半導体素子の2個の半導体素子を、
間に電気絶縁性基板を介在させて、上下に積層するとと
もに、第1半導体素子上面および第2半導体素子上面の
電極パッドと電気絶縁性基板の上面に設けた接続パッド
とを電気的に接続していることから、半導体装置の平面
面積を増加させることなく半導体装置における電子回路
の高密度化、高集積化を図ることができる。
【0017】また本発明の半導体装置によれば、基体の
同一面に2個の半導体素子が接着固定されているため基
体に半導体素子を接着固定する際、或いは各半導体素子
の電極パッドを外部端子等にワイヤを介して電気的に接
続する際等において、基体をいちいち裏返す必要は全く
なく、その結果、基体を保持するのに汎用性のない特殊
な冶具の使用が不要となるとともに外部端子等と各半導
体素子の電極パッドとを接続するワイヤに外れや切断が
生じることはほとんどなくなり、製品としての半導体装
置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上させる
ことができる。
同一面に2個の半導体素子が接着固定されているため基
体に半導体素子を接着固定する際、或いは各半導体素子
の電極パッドを外部端子等にワイヤを介して電気的に接
続する際等において、基体をいちいち裏返す必要は全く
なく、その結果、基体を保持するのに汎用性のない特殊
な冶具の使用が不要となるとともに外部端子等と各半導
体素子の電極パッドとを接続するワイヤに外れや切断が
生じることはほとんどなくなり、製品としての半導体装
置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上させる
ことができる。
【0018】更に本発明の半導体装置によれば、上下に
位置する半導体素子間に、接続パッドの形成位置が任意
の電気絶縁性基板を配したことから電気絶縁性基板の接
続パッドの形成位置を半導体素子の電極パッドの形成位
置や外部端子の位置に対応させて形成しておくことによ
って半導体素子の電極パッド及び外部端子と電気絶縁性
基板の接続パッドとを近距離となすことができ、その結
果、半導体素子の電極パッドと電気絶縁性基板の接続パ
ッド、電気絶縁性基板の接続パッドと外部端子等とをワ
イヤを介して接続した際、ワイヤは短く、変形し難いも
のとなり、ワイヤに外力が作用してもワイヤは容易に倒
れることがなく、隣接するワイヤ同士の接触に起因する
半導体素子の電極パッド間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって半導体素子を長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることを可能として半導体装置を高信
頼性のものとなすことができる。
位置する半導体素子間に、接続パッドの形成位置が任意
の電気絶縁性基板を配したことから電気絶縁性基板の接
続パッドの形成位置を半導体素子の電極パッドの形成位
置や外部端子の位置に対応させて形成しておくことによ
って半導体素子の電極パッド及び外部端子と電気絶縁性
基板の接続パッドとを近距離となすことができ、その結
果、半導体素子の電極パッドと電気絶縁性基板の接続パ
ッド、電気絶縁性基板の接続パッドと外部端子等とをワ
イヤを介して接続した際、ワイヤは短く、変形し難いも
のとなり、ワイヤに外力が作用してもワイヤは容易に倒
れることがなく、隣接するワイヤ同士の接触に起因する
半導体素子の電極パッド間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって半導体素子を長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることを可能として半導体装置を高信
頼性のものとなすことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に本発明の半導体装置につい
て、添付の図面を基に詳細に説明する。
て、添付の図面を基に詳細に説明する。
【0020】図1は本発明の半導体装置の一実施例を示
す断面図であり、図1において、1は基体、2は第1半
導体素子、3は第2半導体素子、4は第1半導体素子と
第2半導体素子との間に介在する電気絶縁性基板、5は
外部端子、6はボンディング用のワイヤ、7は樹脂被覆
材であり、これらの基体1、第1半導体素子2、第2半
導体素子3、電気絶縁性基板4、外部端子5、ワイヤ
6、樹脂被覆材7により半導体装置8が形成される。
す断面図であり、図1において、1は基体、2は第1半
導体素子、3は第2半導体素子、4は第1半導体素子と
第2半導体素子との間に介在する電気絶縁性基板、5は
外部端子、6はボンディング用のワイヤ、7は樹脂被覆
材であり、これらの基体1、第1半導体素子2、第2半
導体素子3、電気絶縁性基板4、外部端子5、ワイヤ
6、樹脂被覆材7により半導体装置8が形成される。
【0021】前記基体1は、第1半導体素子2、第2半
導体素子3を搭載、支持する作用をなし、銅、銅合金、
鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、アル
ミニウム、アルミニウム合金等の金属材料により形成さ
れている。
導体素子3を搭載、支持する作用をなし、銅、銅合金、
鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、アル
ミニウム、アルミニウム合金等の金属材料により形成さ
れている。
【0022】前記基体1は、例えば、銅等の金属材料か
ら成るインゴット(塊)に対し適当な圧延加工、打抜き
加工等の金属加工を施すことによって形成される。
ら成るインゴット(塊)に対し適当な圧延加工、打抜き
加工等の金属加工を施すことによって形成される。
【0023】また前記基体1の外側にはリード端子等の
外部端子5が配されており、該外部端子5は第1半導体
素子2および第2半導体素子3の電子回路を外部の電気
回路に接続する作用をなす。
外部端子5が配されており、該外部端子5は第1半導体
素子2および第2半導体素子3の電子回路を外部の電気
回路に接続する作用をなす。
【0024】前記外部端子5は、銅、銅合金、鉄−ニッ
ケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金等の金属材料からなり、基体1と
同様の方法によって所定の形状に形成される。
ケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金等の金属材料からなり、基体1と
同様の方法によって所定の形状に形成される。
【0025】なお前記外部端子5は通常、基体1と同種
の材料により形成され、基体1とは吊りリード等を介し
て一体化している。
の材料により形成され、基体1とは吊りリード等を介し
て一体化している。
【0026】また前記基体1の上面には第1半導体素子
2が搭載されており、該第1半導体素子2はロウ材やガ
ラス、有機樹脂等の接着材を介して基体1の上面に接着
固定されている。この場合、接着材は弾性系数の低い有
機樹脂等を使用することが望ましく、接着材として弾性
系数が低い有機樹脂を使用すると第1半導体素子2と基
体1との熱膨張系数の差に起因して生じる熱応力を接着
材が効果的に吸収緩和し、第1半導体素子2と基体1と
の間に発生する熱応力によって第1半導体素子2にクラ
ック等の機械的な破壊が生じるのを有効に防止すること
ができる。
2が搭載されており、該第1半導体素子2はロウ材やガ
ラス、有機樹脂等の接着材を介して基体1の上面に接着
固定されている。この場合、接着材は弾性系数の低い有
機樹脂等を使用することが望ましく、接着材として弾性
系数が低い有機樹脂を使用すると第1半導体素子2と基
体1との熱膨張系数の差に起因して生じる熱応力を接着
材が効果的に吸収緩和し、第1半導体素子2と基体1と
の間に発生する熱応力によって第1半導体素子2にクラ
ック等の機械的な破壊が生じるのを有効に防止すること
ができる。
【0027】更に前記第1半導体素子2は、その上面に
複数個の電極パッド2aが形成されており、該電極パッ
ド2aは第1半導体素子2の電子回路を外部端子5や後
述する電気絶縁性基板4に設けた接続パッド4aに接続
する際の端子として作用し、ボンディング用のワイヤ6
が接合される。
複数個の電極パッド2aが形成されており、該電極パッ
ド2aは第1半導体素子2の電子回路を外部端子5や後
述する電気絶縁性基板4に設けた接続パッド4aに接続
する際の端子として作用し、ボンディング用のワイヤ6
が接合される。
【0028】また更に前記第1半導体素子2の上面には
表面に複数個の接続パッド4aを有する電気絶縁性基板
4が配されている。
表面に複数個の接続パッド4aを有する電気絶縁性基板
4が配されている。
【0029】前記電気絶縁性基板4は第1半導体素子2
上に第2半導体素子3を電気的絶縁を保って支持すると
ともに第1半導体素子2の電極パッド2aや第2半導体
素子3の電極パッド3aがボンディング用のワイヤ6を
介して接続される接続パッド4aの支持部材として作用
する。
上に第2半導体素子3を電気的絶縁を保って支持すると
ともに第1半導体素子2の電極パッド2aや第2半導体
素子3の電極パッド3aがボンディング用のワイヤ6を
介して接続される接続パッド4aの支持部材として作用
する。
【0030】前記電気絶縁性基板4は酸化アルミニウム
質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結
体、ガラスセラミック焼結体、エポキシ樹脂、ガラス−
エポキシ樹脂複合材料等の電気絶縁性材料から成り、例
えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれ
ば、酸化アルミニウム等の原料粉末に適当な助材、着色
材等を添加するとともにドクターブレード法等でシート
状に成形して得たセラミックグリーンシートを、打抜き
加工等で適当な寸法となし、必要に応じて複数枚を積層
するとともに高温で焼成することによって製作される。
質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結
体、ガラスセラミック焼結体、エポキシ樹脂、ガラス−
エポキシ樹脂複合材料等の電気絶縁性材料から成り、例
えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれ
ば、酸化アルミニウム等の原料粉末に適当な助材、着色
材等を添加するとともにドクターブレード法等でシート
状に成形して得たセラミックグリーンシートを、打抜き
加工等で適当な寸法となし、必要に応じて複数枚を積層
するとともに高温で焼成することによって製作される。
【0031】また前記複数個の接続パッド4aは、タン
グステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム
等の金属材料からなり、例えば、タングステン、モリブ
デン、マンガン等の高融点金属から成る場合であれば、
これらの金属材料の粉末に適当な有機溶剤、バインダー
を添加して得た金属ペーストを電気絶縁性基板4となる
セラミックグリーンシートの表面に予めスクリーン印刷
法等で印刷塗布しておくことによって形成される。
グステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム
等の金属材料からなり、例えば、タングステン、モリブ
デン、マンガン等の高融点金属から成る場合であれば、
これらの金属材料の粉末に適当な有機溶剤、バインダー
を添加して得た金属ペーストを電気絶縁性基板4となる
セラミックグリーンシートの表面に予めスクリーン印刷
法等で印刷塗布しておくことによって形成される。
【0032】更に前記複数個の接続パッド4aはその一
部が電気絶縁性基板4の表面及び/又は内部に形成した
配線層により接続されており、該配線層は接続パッド4
aにボンディング用のワイヤ6を介して接続されている
第1半導体素子2の電子回路と第2半導体素子3の電子
回路とを電気的に接続する作用をなす。
部が電気絶縁性基板4の表面及び/又は内部に形成した
配線層により接続されており、該配線層は接続パッド4
aにボンディング用のワイヤ6を介して接続されている
第1半導体素子2の電子回路と第2半導体素子3の電子
回路とを電気的に接続する作用をなす。
【0033】前記配線層はメタライズ層、めっき金属
層、金属線、導電性の有機樹脂等を使用することによつ
て形成され、メタライズ層で形成されている場合であれ
ば、上述の電気絶縁性基板4に接続パッド4aを形成す
るのと同じ方法、具体的には金属材料粉末に適当な有機
溶剤、バインダーを添加して得た金属ペーストを電気絶
縁性基板4となるセラミックグリーンシートに予め印刷
塗布しておくことによって所定形状に形成される。
層、金属線、導電性の有機樹脂等を使用することによつ
て形成され、メタライズ層で形成されている場合であれ
ば、上述の電気絶縁性基板4に接続パッド4aを形成す
るのと同じ方法、具体的には金属材料粉末に適当な有機
溶剤、バインダーを添加して得た金属ペーストを電気絶
縁性基板4となるセラミックグリーンシートに予め印刷
塗布しておくことによって所定形状に形成される。
【0034】更に前記電気絶縁性基板4の上面には第2
半導体素子3が搭載されており、該第2半導体素子3は
ロウ材やガラス、有機樹脂等の接着材を介して電気絶縁
性基板4の上面に接着固定されている。この場合、接着
材は弾性系数の低い有機樹脂等を使用することが望まし
く、接着材として弾性系数が低い有機樹脂を使用すると
第2半導体素子3と電気絶縁性基板4との熱膨張系数の
差に起因して生じる熱応力を接着材が効果的に吸収緩和
し、第2半導体素子3と電気絶縁性基板4との間に発生
する熱応力によって第2半導体素子3にクラック等の機
械的な破壊が生じるのを有効に防止することができる。
半導体素子3が搭載されており、該第2半導体素子3は
ロウ材やガラス、有機樹脂等の接着材を介して電気絶縁
性基板4の上面に接着固定されている。この場合、接着
材は弾性系数の低い有機樹脂等を使用することが望まし
く、接着材として弾性系数が低い有機樹脂を使用すると
第2半導体素子3と電気絶縁性基板4との熱膨張系数の
差に起因して生じる熱応力を接着材が効果的に吸収緩和
し、第2半導体素子3と電気絶縁性基板4との間に発生
する熱応力によって第2半導体素子3にクラック等の機
械的な破壊が生じるのを有効に防止することができる。
【0035】また更に前記第2半導体素子3は、その上
面に複数個の電極パッド3aが形成されており、該電極
パッド3aは第2半導体素子3の電子回路を第1半導体
素子2や外部端子5に接続する際の端子として作用し、
ボンディング用のワイヤ6が接合される。
面に複数個の電極パッド3aが形成されており、該電極
パッド3aは第2半導体素子3の電子回路を第1半導体
素子2や外部端子5に接続する際の端子として作用し、
ボンディング用のワイヤ6が接合される。
【0036】本発明においては基体1上に第1半導体素子
2と電気絶縁性基板4と第2半導体素子3とを上下に積
層しておくことが重要である。基体1の上面に第1半導体
素子2と電気絶縁性基板4と第2半導体素子3を順次積
層すると半導体装置8の平面面積を増加させることなく
半導体装置8における電子回路の高密度化、高集積化を
図ることができる。
2と電気絶縁性基板4と第2半導体素子3とを上下に積
層しておくことが重要である。基体1の上面に第1半導体
素子2と電気絶縁性基板4と第2半導体素子3を順次積
層すると半導体装置8の平面面積を増加させることなく
半導体装置8における電子回路の高密度化、高集積化を
図ることができる。
【0037】また同時に基体1の同一面に2個の半導体
素子2,3が接着固定されているため基体1に半導体素
子2,3を接着固定する際、或いは各半導体素子2,3
の電極パッド2a,3aを外部端子5等にワイヤ6を介
して電気的に接続する際等において、基体1をいちいち
裏返す必要は全くなく、その結果、基体1を保持するの
に汎用性のない特殊な冶具の使用が不要となるとともに
外部端子5等と各半導体素子2,3の電極パッド2a,
3aとを接続するワイヤ6に外れや切断が生じることは
ほとんどなくなり、製品としての半導体装置8の信頼性
および歩留まり、生産性を大きく向上させることができ
る。
素子2,3が接着固定されているため基体1に半導体素
子2,3を接着固定する際、或いは各半導体素子2,3
の電極パッド2a,3aを外部端子5等にワイヤ6を介
して電気的に接続する際等において、基体1をいちいち
裏返す必要は全くなく、その結果、基体1を保持するの
に汎用性のない特殊な冶具の使用が不要となるとともに
外部端子5等と各半導体素子2,3の電極パッド2a,
3aとを接続するワイヤ6に外れや切断が生じることは
ほとんどなくなり、製品としての半導体装置8の信頼性
および歩留まり、生産性を大きく向上させることができ
る。
【0038】更に本発明においては第1半導体素子2と
第2半導体素子3との間に電気絶縁性基板4を配してお
くことが重要である。第1半導体素子2と第2半導体素
子3との間に電気絶縁性基板4を配しておくと該電気絶
縁性基板4には表面に複数個の接続パッド4aが、内部
及び/又は表面に接続パッド4a同士を接続する配線層
が形成されているだけで、接続パッド4aの形成位置に
自由度があることから接続パッド4aを第1半導体素子
2及び第2半導体素子3の電極パッド2a,3aに近接
する任意の場所に形成することができ、その結果、第1
半導体素子2の電極パッド2a及び第2半導体素子3の
電極パッド3aと電気絶縁性基板4の接続パッド4a、
電気絶縁性基板4の接続パッド4aと外部端子5等とを
ワイヤ6を介して接続した際、ワイヤ6は短く、変形し
難いものとなり、ワイヤ6に外力が作用してもワイヤ6
は容易に倒れることがなく、隣接するワイヤ6同士の接
触に起因する第1半導体素子2及び第2半導体素子3の
各電極パッド2a,3a間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって第1半導体素子2及び第2半導体素子
3を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることを
可能として半導体装置8を高信頼性のものとなすことが
できる。
第2半導体素子3との間に電気絶縁性基板4を配してお
くことが重要である。第1半導体素子2と第2半導体素
子3との間に電気絶縁性基板4を配しておくと該電気絶
縁性基板4には表面に複数個の接続パッド4aが、内部
及び/又は表面に接続パッド4a同士を接続する配線層
が形成されているだけで、接続パッド4aの形成位置に
自由度があることから接続パッド4aを第1半導体素子
2及び第2半導体素子3の電極パッド2a,3aに近接
する任意の場所に形成することができ、その結果、第1
半導体素子2の電極パッド2a及び第2半導体素子3の
電極パッド3aと電気絶縁性基板4の接続パッド4a、
電気絶縁性基板4の接続パッド4aと外部端子5等とを
ワイヤ6を介して接続した際、ワイヤ6は短く、変形し
難いものとなり、ワイヤ6に外力が作用してもワイヤ6
は容易に倒れることがなく、隣接するワイヤ6同士の接
触に起因する第1半導体素子2及び第2半導体素子3の
各電極パッド2a,3a間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって第1半導体素子2及び第2半導体素子
3を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることを
可能として半導体装置8を高信頼性のものとなすことが
できる。
【0039】前記外部端子5の一部、基体1、該基体1
上に固定されている第1半導体素子2、電気絶縁性基板
4及び第2半導体素子3は更にその表面が樹脂被覆材7
で被覆されており、該樹脂被覆材7によって第1半導体
素子2及び第2半導体素子3が気密に封止されている。
上に固定されている第1半導体素子2、電気絶縁性基板
4及び第2半導体素子3は更にその表面が樹脂被覆材7
で被覆されており、該樹脂被覆材7によって第1半導体
素子2及び第2半導体素子3が気密に封止されている。
【0040】前記樹脂被覆材7はエポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂、
またはこれらの樹脂に適当な充填材を混合したものが用
いられ、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる場合
であれば、所定の金型内に外部端子5と、上面に第1半
導体素子2、電気絶縁性基板4及び第2半導体素子3が
順次積層されている基体1とをセットするとともに金型
内にエポキシ樹脂等の液状樹脂を注入し、しかる後、注
入した樹脂に180℃程度の温度を加えて熱硬化させる
ことによって外部端子5の一部、基体1、該基体1上に
固定されている第1半導体素子2、電気絶縁性基板4及
び第2半導体素子3の表面に被着される。この場合、基
体1をアルミニウムもしくは銅を主成分とする金属で形
成しておくと該アルミニウム等はエポキシ樹脂から成る
樹脂被覆材7と密着性が良いことから基体1表面に樹脂
被覆材7を極めて強固に接合させることができる。従っ
て、樹脂被覆材7をエポキシ樹脂で形成する場合には、
基体1はアルミニウムもしくは銅を主成分とする金属で
形成しておくことが好ましい。
ーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂、
またはこれらの樹脂に適当な充填材を混合したものが用
いられ、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる場合
であれば、所定の金型内に外部端子5と、上面に第1半
導体素子2、電気絶縁性基板4及び第2半導体素子3が
順次積層されている基体1とをセットするとともに金型
内にエポキシ樹脂等の液状樹脂を注入し、しかる後、注
入した樹脂に180℃程度の温度を加えて熱硬化させる
ことによって外部端子5の一部、基体1、該基体1上に
固定されている第1半導体素子2、電気絶縁性基板4及
び第2半導体素子3の表面に被着される。この場合、基
体1をアルミニウムもしくは銅を主成分とする金属で形
成しておくと該アルミニウム等はエポキシ樹脂から成る
樹脂被覆材7と密着性が良いことから基体1表面に樹脂
被覆材7を極めて強固に接合させることができる。従っ
て、樹脂被覆材7をエポキシ樹脂で形成する場合には、
基体1はアルミニウムもしくは銅を主成分とする金属で
形成しておくことが好ましい。
【0041】また前記樹脂被覆材7は、その内部に熱伝
導率が50W/m・K以上の無機物もしくは金属粉末を2
乃至30重量%の割合で添加しておくと樹脂被覆材7の
熱伝導率が高く、熱を伝導しやすいものとなって第1半
導体素子2および第2半導体素子2が作動時に発する熱
を樹脂被覆材7を介して大気中に良好に放散することが
でき、半導体装置8の信頼性をより一層良好とすること
ができる。従って、前記樹脂被覆材7は、その内部に熱
伝導率が50W/m・K以上の無機物もしくは金属粉末を
2乃至30重量%の割合で添加しておくことが好まし
い。なおこの樹脂被覆材7に添加する熱伝導率が50W
/m・K以上の無機物もしくは金属粉末としては、窒化
アルミニウム粉末、炭化珪素粉末、窒化ホウ素粉末等の
無機物粉末、あるいはアルミニウム、銅もしくはその合
金等の金属粉末が好適に使用される。
導率が50W/m・K以上の無機物もしくは金属粉末を2
乃至30重量%の割合で添加しておくと樹脂被覆材7の
熱伝導率が高く、熱を伝導しやすいものとなって第1半
導体素子2および第2半導体素子2が作動時に発する熱
を樹脂被覆材7を介して大気中に良好に放散することが
でき、半導体装置8の信頼性をより一層良好とすること
ができる。従って、前記樹脂被覆材7は、その内部に熱
伝導率が50W/m・K以上の無機物もしくは金属粉末を
2乃至30重量%の割合で添加しておくことが好まし
い。なおこの樹脂被覆材7に添加する熱伝導率が50W
/m・K以上の無機物もしくは金属粉末としては、窒化
アルミニウム粉末、炭化珪素粉末、窒化ホウ素粉末等の
無機物粉末、あるいはアルミニウム、銅もしくはその合
金等の金属粉末が好適に使用される。
【0042】かくして上述の半導体装置8は外部端子5
の外部導出端部を外部電気回路基板の配線導体に半田等
の接合材を介し接合することによって外部電気回路基板
上に実装され、同時に第1半導体素子2及び第2半導体
素子3の各電極パッド2a、3aが外部端子5を介して
外部電気回路に電気的に接続されるようになっている。
の外部導出端部を外部電気回路基板の配線導体に半田等
の接合材を介し接合することによって外部電気回路基板
上に実装され、同時に第1半導体素子2及び第2半導体
素子3の各電極パッド2a、3aが外部端子5を介して
外部電気回路に電気的に接続されるようになっている。
【0043】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、上述の実施例において第1半
導体素子2及び第2半導体素子3は、それぞれがメモリ
ー素子等の同種の機能を有する半導体素子であっても、
また制御素子とメモリー素子等、異種の機能を有する半
導体素子であってもよい。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、上述の実施例において第1半
導体素子2及び第2半導体素子3は、それぞれがメモリ
ー素子等の同種の機能を有する半導体素子であっても、
また制御素子とメモリー素子等、異種の機能を有する半
導体素子であってもよい。
【0044】また前記電気絶縁性基板4は、第1半導体
素子2及び第2半導体素子3の機能、性能、半導体装置
8の用途等に応じて適宜選択すればよく、機械的強度を
重視する場合には酸化アルミニウム質焼結体を使用し、
駆動信号を高速伝達させるために誘電率を低く抑えたい
場合にはガラスセラミック焼結体を使用すればよい。
素子2及び第2半導体素子3の機能、性能、半導体装置
8の用途等に応じて適宜選択すればよく、機械的強度を
重視する場合には酸化アルミニウム質焼結体を使用し、
駆動信号を高速伝達させるために誘電率を低く抑えたい
場合にはガラスセラミック焼結体を使用すればよい。
【0045】
【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、基体上に
第1半導体素子、第2半導体素子の2個の半導体素子
を、間に電気絶縁性基板を介在させて、上下に積層する
とともに、第1半導体素子上面および第2半導体素子上
面の電極パッドと電気絶縁性基板の上面に設けた接続パ
ッドとを電気的に接続していることから、半導体装置の
平面面積を増加させることなく半導体装置における電子
回路の高密度化、高集積化を図ることができる。
第1半導体素子、第2半導体素子の2個の半導体素子
を、間に電気絶縁性基板を介在させて、上下に積層する
とともに、第1半導体素子上面および第2半導体素子上
面の電極パッドと電気絶縁性基板の上面に設けた接続パ
ッドとを電気的に接続していることから、半導体装置の
平面面積を増加させることなく半導体装置における電子
回路の高密度化、高集積化を図ることができる。
【0046】また本発明の半導体装置によれば、基体の
同一面に2個の半導体素子が接着固定されているため基
体に半導体素子を接着固定する際、或いは各半導体素子
の電極パッドを外部端子等にワイヤを介して電気的に接
続する際等において、基体をいちいち裏返す必要は全く
なく、その結果、基体を保持するのに汎用性のない特殊
な冶具の使用が不要となるとともに外部端子等と各半導
体素子の電極パッドとを接続するワイヤに外れや切断が
生じることはほとんどなくなり、製品としての半導体装
置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上させる
ことができる。
同一面に2個の半導体素子が接着固定されているため基
体に半導体素子を接着固定する際、或いは各半導体素子
の電極パッドを外部端子等にワイヤを介して電気的に接
続する際等において、基体をいちいち裏返す必要は全く
なく、その結果、基体を保持するのに汎用性のない特殊
な冶具の使用が不要となるとともに外部端子等と各半導
体素子の電極パッドとを接続するワイヤに外れや切断が
生じることはほとんどなくなり、製品としての半導体装
置の信頼性および歩留まり、生産性を大きく向上させる
ことができる。
【0047】更に本発明の半導体装置によれば、上下に
位置する半導体素子間に、接続パッドの形成位置が任意
の電気絶縁性基板を配したことから電気絶縁性基板の接
続パッドの形成位置を半導体素子の電極パッドの形成位
置や外部端子の位置に対応させて形成しておくことによ
って半導体素子の電極パッド及び外部端子と電気絶縁性
基板の接続パッドとを近距離となすことができ、その結
果、半導体素子の電極パッドと電気絶縁性基板の接続パ
ッド、電気絶縁性基板の接続パッドと外部端子等とをワ
イヤを介して接続した際、ワイヤは短く、変形し難いも
のとなり、ワイヤに外力が作用してもワイヤは容易に倒
れることがなく、隣接するワイヤ同士の接触に起因する
半導体素子の電極パッド間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって半導体素子を長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることを可能として半導体装置を高信
頼性のものとなすことができる。
位置する半導体素子間に、接続パッドの形成位置が任意
の電気絶縁性基板を配したことから電気絶縁性基板の接
続パッドの形成位置を半導体素子の電極パッドの形成位
置や外部端子の位置に対応させて形成しておくことによ
って半導体素子の電極パッド及び外部端子と電気絶縁性
基板の接続パッドとを近距離となすことができ、その結
果、半導体素子の電極パッドと電気絶縁性基板の接続パ
ッド、電気絶縁性基板の接続パッドと外部端子等とをワ
イヤを介して接続した際、ワイヤは短く、変形し難いも
のとなり、ワイヤに外力が作用してもワイヤは容易に倒
れることがなく、隣接するワイヤ同士の接触に起因する
半導体素子の電極パッド間の電気的短絡が有効に防止さ
れ、これによって半導体素子を長期間にわたり正常、か
つ安定に作動させることを可能として半導体装置を高信
頼性のものとなすことができる。
【図1】本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図3】従来の半導体装置の他の例を示す断面図であ
る。
る。
1・・・・・・・基体 2・・・・・・・第1半導体素子 3・・・・・・・第2半導体素子 2a、3a・・・電極パッド 4・・・・・・・電気絶縁性基板 4a・・・・・・接続パッド 5・・・・・・・外部端子 6・・・・・・・ワイヤ 7・・・・・・・樹脂被覆材 8・・・・・・・半導体装置
Claims (1)
- 【請求項1】外部端子と、基体と、該基体上に配され、
上面に複数個の電極パッドを有する第1半導体素子と、
該第1半導体素子上に配され、表面に複数個の接続パッ
ドを有する電気絶縁性基板と、該電気絶縁性基板上に配
され、上面に複数個の電極パッドを有する第2半導体素
子と、前記第1半導体素子及び第2半導体素子の電極パ
ッドと外部端子と接続パッドとを電気的に接続するワイ
ヤと、前記第1半導体素子及び第2半導体素子を被覆す
る樹脂被覆材とから成る半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000387856A JP2002190566A (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000387856A JP2002190566A (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002190566A true JP2002190566A (ja) | 2002-07-05 |
Family
ID=18854699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000387856A Pending JP2002190566A (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002190566A (ja) |
-
2000
- 2000-12-20 JP JP2000387856A patent/JP2002190566A/ja active Pending
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