JP2002217359A - 半導体装置及び半導体装置構造 - Google Patents
半導体装置及び半導体装置構造Info
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Abstract
装置において、より高密度な実装、薄厚化を可能にする
ことになり、電子機器の小型化を図る。 【解決手段】 配線基板37にフリップチップボンディ
ングされる半導体装置31において、フリップチップボ
ンディングのためのバンプ35を半導体素子33の表面
に形成し、この半導体素子33の背面に、他の半導体素
子41のバンプ43及びボンディングワイヤー45の接
続される配線パターン47を形成した。また、半導体装
置構造は、配線基板37に第一の半導体素子33と、第
二の半導体素子41とをフリップチップボンディングに
よって順次多段状に積層し、第一の半導体素子33の配
線パターン47を、ボンディングワイヤー45によって
配線基板37の配線49に接続した。
Description
が重ねられて積層状となる半導体装置及び半導体装置構
造に関し、特に、半導体装置の高密度化、薄厚化を可能
にする技術に関する。
その面積が当該半導体素子に専有され、他の半導体素子
の実装ができなくなる。一方、近年では、ビデオカメ
ラ、CD・MDプレーヤ、携帯電話機等の電子機器は、
より一層の小型化、高性能化が要請されている。このよ
うな要請に応えるため、半導体素子の占める面積を二倍
に活用可能にした半導体装置が提案された。
二つの半導体素子3、5のうち、一方の半導体素子3の
電気接続面7の反対側面(背面)9と、他方の半導体素
子5の電気接続面11の反対側面(背面)13を重ねて
接着剤15で接着し、上方の半導体素子5の電気接続面
11をボンディングワイヤー17により配線基板19の
配線21に電気接続し、下方の半導体素子3の電気接続
面7をバンプ23により配線基板19の配線25と電気
接続したものとなっている。
装面積が専有される従来の半導体装置に比べ、二倍の高
密度実装が可能になり、電子機器の小型化を実現可能に
している。
た従来の半導体装置は、二つの半導体素子の背面同士を
固着するため、上方の半導体素子は、上面に電気接続面
が配置されることになり、さらにその上への半導体素子
の実装を行うことができなくなった。即ち、二層以上の
積層構造とすることができなかった。また、上方の半導
体素子の上面が電気接続面となり、その電気接続面にボ
ンディングワイヤーが接続されるため、上面からボンデ
ィングワイヤーのワイヤーループ17a(図4参照)が
上方へ突出することになり、その分、半導体装置の全高
が高くなり、半導体装置全体の薄厚化の障害となった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、複数の半導
体素子を重ねた積層構造の半導体装置において、より高
密度な実装、薄厚化を可能にする半導体装置及び半導体
装置構造を提供し、電子機器の小型化を図ることを目的
とする。
の本発明に係る請求項1記載の半導体装置は、配線基板
にフリップチップボンディングされる半導体装置であっ
て、前記フリップチップボンディングのためのバンプが
半導体素子の表面に形成され、該半導体素子の背面に、
他の半導体素子のバンプ及びボンディングワイヤーの接
続される配線パターンが形成されたことを特徴とする。
に、他の半導体素子のバンプ及びボンディングワイヤー
の接続される配線パターンが形成されることで、この半
導体素子の背面に、他の半導体素子がフリップチップボ
ンディング可能になり、且つこの配線パターンを介して
他の半導体素子のバンプに、ボンディングワイヤーが接
続可能になる。半導体素子の背面が、他の半導体素子の
固着面として利用される半導体装置は従来より存在して
いたが、この場合、半導体素子の背面は、単なる固定手
段としてしか利用されない。これに対し、本発明では、
背面に配線パターンが形成され、この背面が単なる固定
手段のみならず、通常の配線基板と同様に利用可能にな
る。これにより、半導体素子の背面が、さらに有効利用
可能になり、その結果、配線基板への高密度実装が可能
になる。
板にフリップチップボンディングされた第一の半導体素
子と、該第一の半導体素子の背面に形成された配線パタ
ーンと、該配線パターンの形成された前記第一の半導体
素子の背面にフリップチップボンディングされた第二の
半導体素子とを具備し、前記第一の半導体素子の配線パ
ターンが、前記配線基板に形成された配線に、ボンディ
ングワイヤーによって接続されたことを特徴とする。
の半導体素子がフリップチップボンディングされるとと
もに、この第一の半導体素子の背面にさらに第二の半導
体素子がフリップチップボンディングされる。そして、
第一の半導体素子の配線パターンがボンディングワイヤ
ーによって配線基板に接続される。従って、第二の半導
体素子の電極が、第一の半導体素子の背面で導出可能に
なる。第一の半導体素子の背面に、第二の半導体素子の
背面を固着する従来構造では、第二の半導体素子の表面
(積層最上面)でボンディングワイヤーが接続されるこ
とになり、最上面からワイヤーループ分、ボンディング
ワイヤーが突出した状態となって、半導体装置の全高が
高くなる。これに対し、本発明では、ボンディングワイ
ヤーが第一の半導体素子の背面から導出されるため、ワ
イヤーループの高さが第二の半導体素子の厚み内に納め
られることになる。これにより、積層最上面からワイヤ
ーループが突出しなくなり、複数の半導体素子が積層さ
れる半導体装置構造において薄厚化が可能になる。
一の半導体素子の背面に、同じく背面に配線パターンの
形成された複数の半導体素子が、隣接する上下同士でフ
リップチップボンディングされて多段状に積層され、そ
れぞれの半導体素子の背面に形成された配線パターン
が、前記配線基板に形成された配線に、ボンディングワ
イヤーによって接続されたことを特徴とする。
士でフリップチップボンディングされて多段状に積層さ
れた半導体素子の配線パターンが、ボンディングワイヤ
ーによって配線基板の配線にそれぞれ接続される。つま
り、第一の半導体素子の背面に、第二の半導体素子の背
面を固着する従来構造では、二段までの積層構造となる
が、本発明では半導体素子が二段以上に積層可能にな
り、さらなる高密度実装が可能になる。
半導体素子の前記背面に形成された配線パターンの任意
のもの同士が、ボンディングワイヤーによって接続され
たことを特徴とする。
子の背面に形成された配線パターンの任意のもの同士
が、ボンディングワイヤーによって接続される。即ち、
任意の層間での半導体素子の接続が可能になる。これに
より、多層構造の半導体装置における配線設計の自由度
が高まり、無駄なボンディングワイヤーの省略や、ワイ
ヤーの短縮が可能になって、ワイヤー配線構造の簡素化
が可能になる。
び半導体装置構造の好適な実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。図1は本発明に係る半導体装置を用い
た半導体装置構造の側面図、図2は本発明に係る半導体
装置構造の変形例を表す側面図、図3は図2の要部拡大
斜視図である。
導体素子33の表面(図1の下面)に、フリップチップ
ボンディングのためのバンプ35が形成されている。半
導体素子33は、バンプ35を配線基板37の配線39
に対向させ、熱及び圧力を加えることで、配線基板37
に電気的に接続(所謂、フリップチップボンディング)
される。
は、他の半導体素子41のバンプ43及びボンディング
ワイヤー45の接続される配線パターン47が形成され
ている。配線パターン47は、例えば半導体素子41の
仕様に合わせた任意の配線パターンで形成される。即
ち、配線パターン47は、少なくともバンプ43が接続
されるバンプ接続部と、ボンディングワイヤー45が接
続されるパッド部とを有して形成されている。ボンディ
ングワイヤー45の接続されるパッド部は、他の半導体
素子41の側部が、半導体素子33の側部より内方に配
置されることで、上部側からワイヤーボンディングが容
易となるように、表出されている。
33の背面に、配線パターン47が形成されることで、
この背面に、他の半導体素子41がフリップチップボン
ディング可能になる。そして、フリップチップボンディ
ングされた半導体素子41は、この配線パターンを介し
てバンプ43に、ボンディングワイヤー45が接続可能
になる。従って、背面が他の半導体素子の固着面として
のみ利用される従来の半導体装置では、半導体素子の背
面が単なる固定手段としてか利用されないが、本実施の
形態による半導体装置31では、背面が単なる固定手段
のみならず、通常の配線基板としても利用可能になる。
これにより、半導体素子33の背面が、さらに有効利用
可能になり、配線基板37への高密度実装が可能にな
る。
いた半導体装置構造を説明する。なお、説明の都合上、
上記した下側の半導体素子33を第一の半導体素子、上
記した上側の半導体素子41を第二の半導体素子と称す
ことにする。この半導体装置構造は、配線基板37に第
一の半導体素子33がフリップチップボンディングさ
れ、この第一の半導体素子33の背面に形成された配線
パターン47に、第二の半導体素子41がフリップチッ
プボンディングされる。また、第一の半導体素子33の
背面に形成された配線パターン47は、ボンディングワ
イヤー45を介して配線基板37の配線49に電気的に
接続されている。
第一の半導体素子33がフリップチップボンディングさ
れるとともに、この第一の半導体素子33の背面にさら
に第二の半導体素子41がフリップチップボンディング
される。そして、第一の半導体素子33の配線パターン
47がボンディングワイヤー45によって配線基板37
の配線49に接続される。第二の半導体素子41の電極
(バンプ43)は、第一の半導体素子33の背面で導出
可能になっている。
第二の半導体素子41の背面を固着する従来構造では、
第二の半導体素子41の表面(積層最上面)でボンディ
ングワイヤー45が接続されることになり、最上面から
ワイヤーループ分、ボンディングワイヤー45が突出し
た状態となって、半導体装置の全高が高くなったが、本
実施の形態による半導体装置構造では、ボンディングワ
イヤー45が第一の半導体素子33の背面から導出され
るため、ワイヤーループ45aの高さが第二の半導体素
子41の厚み内(実装高さ内)に吸収される。これによ
り、複数(本実施の形態では2層)の半導体素子が積層
される半導体装置構造において、従来構造に比べてワイ
ヤーループ45a分の高さを低くした薄厚化を可能にす
ることができる。
ーン47が所謂、インターポーザーの役割を果たすこと
になる。従って、この配線パターン47を設計変更する
ことで、第二の半導体素子41を自由に仕様変更するこ
とが可能になり、顧客のニーズに柔軟且つ速やかに対応
することが可能になる。例えば、メモリー容量のアップ
や、メモリー品種の自由な入替え、さらには他の半導体
素子との組合せ等が、限られた実装面積内で自在にでき
るようになる。
に積層される場合を例に説明したが、複数の半導体素子
33を用いることにより、さらなる高密度実装を可能に
することができる。即ち、図2に示すように、第一の半
導体素子33の背面に、同じく背面に配線パターン47
の形成された一つ若しくは複数の半導体素子51が、隣
接する上下同士でフリップチップボンディングされるこ
とで、3層、4層等の多段状に積層した半導体装置構造
を実現させることができる。この場合、図3に示すよう
に、それぞれの半導体素子33、51の背面に形成され
た配線パターン47が、配線基板37に形成された配線
39に、ボンディングワイヤー45によって接続され
る。
体素子33、51を、隣接する上下同士でフリップチッ
プボンディングして多段状に積層することで、技術的に
はこの繰り返しによって3層以上の積層構造を可能にす
ることができる。即ち、第一の半導体素子の背面に、第
二の半導体素子の背面を固着する従来構造では、二段ま
での積層構造となるが、この半導体装置構造では半導体
素子が3層以上に積層可能になり、さらなる高密度実装
を可能にすることができる。なお、このような積層構造
とした場合、最上層の半導体素子の配線パターン47
は、省略することができる。
なる半導体素子33、51の背面に形成された配線パタ
ーン47は、任意のもの47a、47b同士を、ボンデ
ィングワイヤー45によって接続してもよい。このよう
な半導体装置構造とすれば、任意の層間での半導体素子
の接続が可能になり、多層構造の半導体装置における配
線設計の自由度が高まり、無駄なボンディングワイヤー
45の省略を可能にしたり、ワイヤー長を短くしたりし
てワイヤー配線構造の簡素化が可能になる。
る半導体装置によれば、半導体素子の背面に、他の半導
体素子及びボンディングワイヤーのバンプの接続される
配線パターンを形成したので、この半導体素子の背面
に、他の半導体素子をフリップチップボンディングする
ことが可能になり、且つこの配線パターンを介して他の
半導体素子のバンプにボンディングワイヤーを接続する
ことができる。半導体素子の背面を、他の半導体素子の
固着面として利用するものは従来より存在したが、この
場合、半導体素子の背面は、単なる固定手段としてしか
利用されていなかった。これに対し、本発明では、配線
パターンが形成されているため、背面が、単なる固定手
段のみならず、通常の配線基板と同様に利用できる。こ
れにより、半導体素子の背面を、さらに有効利用するこ
とが可能になり、配線基板への実装密度をより高めるこ
とができるようになる。
線基板に第一の半導体素子をフリップチップボンディン
グするとともに、この第一の半導体素子の背面にさらに
第二の半導体素子をフリップチップボンディングし、第
一の半導体素子の配線パターンをボンディングワイヤー
によって配線基板に接続したので、第二の半導体素子の
電極を、第一の半導体素子の背面で導出させることがで
きる。即ち、第一の半導体素子の背面に、第二の半導体
素子の背面を固着する従来構造では、ボンディングワイ
ヤーが第二の半導体素子の表面(積層最上面)で接続さ
れることになり、最上面からワイヤーループ分、ボンデ
ィングワイヤーが突出することになって、半導体装置の
全高が高くなった。これに対し、本発明では、ボンディ
ングワイヤーが第一の半導体素子の背面から導出される
ため、ワイヤーループの高さが第二の半導体素子の厚み
内に吸収される。この結果、複数の半導体素子を積層す
る半導体装置構造において薄厚化を実現させることがで
きる。
造の側面図である。
面図である。
5,43…バンプ、37 配線基板、39,49…配線
基板に形成された配線、45…ボンディングワイヤー、
47…配線パターン
Claims (4)
- 【請求項1】 配線基板にフリップチップボンディング
される半導体装置であって、 前記フリップチップボンディングのためのバンプが半導
体素子の表面に形成され、該半導体素子の背面に、他の
半導体素子のバンプ及びボンディングワイヤーの接続さ
れる配線パターンが形成されたことを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項2】 配線基板にフリップチップボンディング
された第一の半導体素子と、該第一の半導体素子の背面
に形成された配線パターンと、該配線パターンの形成さ
れた前記第一の半導体素子の背面にフリップチップボン
ディングされた第二の半導体素子とを具備し、 前記第一の半導体素子の配線パターンが、前記配線基板
に形成された配線に、ボンディングワイヤーによって接
続されたことを特徴とする半導体装置構造。 - 【請求項3】 前記第一の半導体素子の背面に、同じく
背面に配線パターンの形成された複数の半導体素子が、
隣接する上下同士でフリップチップボンディングされて
多段状に積層され、 それぞれの半導体素子の背面に形成された配線パターン
が、前記配線基板に形成された配線に、ボンディングワ
イヤーによって接続されたことを特徴とする請求項2記
載の半導体装置構造。 - 【請求項4】 異なる半導体素子の前記背面に形成され
た配線パターンの任意のもの同士が、ボンディングワイ
ヤーによって接続されたことを特徴とする請求項3記載
の半導体装置構造。
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