JP2002237567A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
ると共に多品種の半導体チップに対応できる基板を提供
しMCPのカスタム化を可能にする。 【解決手段】基板1の絶縁層2上に通常のステッチ以外
に余剰のステッチとして補助ステッチ9,10,16,
17,18等が形成され、補助ステッチ9、10間はジ
ャンプワイヤー11で接続されている。そして、第1チ
ップ3上のパッドAはワイヤー5を通してステッチ6に
ワイヤーボンディングされ、第2チップ4上のパッドA
はワイヤー7を通してステッチ8にワイヤーボンディン
グされる。更に、ステッチ6は補助ステッチ9に配線で
接続され、ステッチ8は補助ステッチ10に配線で接続
されている。
Description
特に半導体チップを樹脂封止するパッケージに関する。
集積化され大容量化してきている。そして、半導体チッ
プを実装するパッケージは、小型化と共に多ピン化され
高密度化されてきている。更には、複数の半導体チップ
を1つに実装するMCP(Multi−Chip Pa
ckage)が実用化され、特にスタックタイプのMC
Pは一般的に使用されている。
プのMCPを、図6乃至図8に基づいて概略的に説明す
る。ここで、図6は、2つの半導体チップを積層してマ
ウントした状態での、テープ基板の一部を切り出した平
面図である。そして、図7は、半導体チップのパッド電
極と基板のリード(以下、ステッチという)とをワイヤ
ボンディングした状態での、基板の一部を切り出した平
面図である。そして、図8は、上記基板を用いたMCP
の断面図である。ここで、図8に示すMCPは、BGA
(Ball Grid Array)構造となっている
ものである。
層102表面に複数のステッチ103,103a、…、
ステッチ107,107aが導電体材料で形成されてい
る。ここで、ステッチ103とステッチ103a、…、
ステッチ107とステッチ107aは、それぞれ互いに
配線108で接続し直線上に一対になるように配置され
ている。そして、ステッチ103,103a、ステッチ
104,104a、ステッチ105,105a、ステッ
チ106,106a、ステッチ107,107aはそれ
ぞれの配線108aを通してBGAのソルダーボール
(図示せず)に電気接続されている。また、これらのス
テッチ103a、…、ステッチ107aには、ステッチ
形成のためのメッキ工程で用いた配線108bが残存し
ている。さらに、第1チップ109上に第2チップ11
0が積層して張り付けられている。ここで、これらのチ
ップ間、第1チップ109と配線108aおよびソルダ
ーボール間には絶縁層が形成されており互いの電気絶縁
が施されている。
チとをワイヤボンディングした後の状態を図7で説明す
る。図6と同じものは同一符号で示す。図7に示すよう
に、第1チップ109上には、図の下側からパッドA、
パッドB、パッドC、パッドD、パッドEが配置してい
る。第2チップ110上にも、第1チップ109の場合
と同様にパッドA、パッドB、パッドC、パッドD、パ
ッドEが配置される。ここで、第1チップ109上のパ
ッドと第2チップ110上のパッドの符号は電気信号あ
るいは電源に対応して命名している。すなわち、第1チ
ップ上109のパッドAと第2チップ110上のパッド
Aには同一の電気信号あるいは電源が接続されるように
なる。
パッドAは、ワイヤー111を通してステッチ103に
ワイヤーボンディングされる。そして、第2チップ11
0上のパッドAは、ワイヤー112を通してステッチ1
03aにワイヤーボンディングされる。他のパッドも同
様にそれぞれのステッチ104,104a…107,1
07aにワイヤーボンディングされる。すなわち、第1
チップ109上のパッドEは、ワイヤー113を通して
ステッチ107にワイヤーボンディングされる。そし
て、第2チップ110上のパッドEは、ワイヤー114
を通してステッチ107aにワイヤーボンディングされ
ることになる。
略的に説明する。ここで、図6と図7と同じものは同一
符号で示す。図8に示すように、MCP115では、基
本的には、基板101にBGAのソルダーボール116
がGrid Array状に多数取り付けられ、樹脂1
17で複数の半導体チップが封止される。
に、第1チップ109と第2チップ110の間、第1チ
ップ109と配線108aおよびソルダーボール間には
絶縁層118が形成されており互いの電気絶縁が施され
ている。
プ109上のパッドAからステッチ103にワイヤー1
11がワイヤーボンディングされている。更には、第2
チップ上のパッドAからステッチ103aにワイヤー1
12がワイヤーボンディングされている。また、第1チ
ップ109上のパッドFおよび第2チップ110上のパ
ッドFから、それぞれステッチ119,119aにワイ
ヤー120,121がワイヤーボンディングされてい
る。例えば、フラッシュメモリー製品のMCP実装で
は、第1チップ109にSRAMが形成され、第2チッ
プ110にフラッシュメモリが形成されることが多い。
題等から鉛を使用しない技術、あるいは、CSP(Ch
ip Size Packge)のように更なる小型化
の技術が要求されている。このために、上述したような
MCP実装に用いる基板としては、片面に配線層を有す
る一層基板のものが必須となっている。更には、厚さの
薄い一層のテープ基板が有効になっている。
板では、封止する半導体チップに合わせて、一層の絶縁
層にステッチが画一的に配置される。ここで、半導体チ
ップ上のパッドと上記ステッチとのワイヤーボンディン
グが行われ易いように、予め、半導体チップ上のパッド
位置および絶縁層上のステッチ位置が決められる。
のスタックタイプのMCPにおいては、積層して封止す
る半導体チップ上のパッド配置は、ステッチとのワイヤ
ーボンディングがし易いように設計されている。あるい
は、逆に言いかえれば、半導体チップに合わせてMCP
用の基板が設計されそのステッチ位置の配置がなされ
る。
機能化が進んでくると、上述したスタックタイプのMC
P実装においては、異なる製造メーカーからの半導体チ
ップを1つのMCPに実装することが要求されてくる。
更には、MCP実装の半導体装置においてもカスタム化
がなされて、多品種少量の半導体装置の生産も必要にな
る。そして、積層する半導体チップの数が2から3,4
と増加するようにもなる。
位置とステッチ位置とを、従来の場合のように画一的に
配置させることができなくなる場合が生じてくる。これ
について図9で説明する。
は、図の下側からパッドA、パッドB、パッドC、パッ
ドD、パッドEが配置される。これに対して、第2チッ
プ110上には、第1チップ109の場合とは逆順にパ
ッドE、パッドD、パッドC、パッドB、パッドAの配
置が生じる。ここで、第1チップ109上のパッドの符
号と第2チップ110上のパッドの符号とは、図7で説
明したようにして命名している。この場合には、第1チ
ップ109上のパッドAは、ワイヤー111を通してス
テッチ103にワイヤーボンディングされる。しかし、
第2チップ110上のパッドAは、ワイヤー112aを
通してステッチ103aにワイヤーボンディングしなけ
ればならない。同じようにして、第1チップ109上の
パッドEは、ワイヤー113を通してステッチ107に
ワイヤーボンディングされる。しかし、第2チップ11
0上のパッドEは、ワイヤー114aを通してステッチ
107aにワイヤーボンディングされることになる。
る配置になると、ボンディングのためのワイヤー112
a,114aが長くなる。これは、図9に示すように第
2チップ110のパッドBとパッドDからステッチにワ
イヤーボンディングするワイヤーについても同様であ
る。
4aのように互いにクロスするクロスワイヤーが多くな
る。ここで、図9のような基板をMCP実装すると、ワ
イヤーの撓みが生じワイヤー同士が接触し短絡するよう
になる。このようにして、半導体装置の歩留まりが大幅
に低下するようになる。
に、封止する半導体チップ上のパッド電極の位置を設計
変更しようとすると、製造コストあるいは製造期間が増
大するようになる。また、上記のような従来の基板で
は、実装する半導体チップの変更にフレキシブルに対応
できない。すなわち、MCP実装のカスタム化は不可能
である。
を解決し、低コストで信頼性の高い高密度実装を容易に
することにある。更に、本発明の他の目的は、封止する
多品種の半導体チップあるいは半導体チップの変更に臨
機応変に対応できる基板を提供しMCP実装でのカスタ
ム化を可能にすることにある。
体装置では、半導体チップを封止する基板の絶縁層の表
面にステッチあるいは配線が形成され、前記半導体チッ
プ上のパッド電極とボンディングワイヤーで接続するス
テッチの他に余剰のステッチが前記絶縁層の表面に設け
られている。
ップを封止する基板の絶縁層の表面にステッチあるいは
配線が形成され、前記半導体チップ上のパッド電極と前
記ステッチとの間にワイヤーボンディングがなされ、更
に、前記余剰のステッチのうちで所定の2個のステッチ
間がワイヤー接続(以下、ジャンプワイヤー接続とい
う)されている。
記基板上にマウントされている。あるいは、前記ジャン
プワイヤー接続が、別の余剰のステッチを中継点とした
ワイヤー接続を通してなされている。
スタマー)ニーズに対応した多品種の半導体チップが1
種類の基板に封止される。
体チップとは別に回路部品が前記余剰のステッチのワイ
ヤー接続を通して前記基板上に封止されている。ここ
で、前記回路はインバータ回路である。また、前記基板
はテープ基板あるいは一層の配線基板である。
実装基板となる一層基板上に、予備ステッチあるいは補
助ステッチとして余剰のステッチ(リード)を予め形成
しておき、1種類の基板で多品種の半導体チップに臨機
応変に対応できるようにするところにある。
ャンプワイヤー接続により、従来の技術で生じるクロス
ワイヤーの問題は皆無になる。更には、封止する半導体
チップの変更に対してフレキシブルに対応できるように
なり、MCP実装での半導体装置のカスタム化が可能に
なる。
1の実施の形態を説明する。図1は本発明の半導体装置
のテープ基板の平面図である。この実施の形態は、半導
体チップのパッド電極とステッチ間とをワイヤーボンデ
ィングすると共に、テープ基板上に補助ステッチを設
け、補助ステッチの間をジャンプワイヤーで接続するこ
とを特徴とする。
表面に、半導体チップのパッド電極にワイヤーボンディ
ングされるステッチが形成され、更に上記ステッチの他
に補助ステッチが余剰のステッチとして形成されてい
る。
図の下側からパッドA、パッドB、パッドC、パッド
D、パッドEが配置される。これに対して、第2チップ
4上には、第1チップ3の場合とは逆順にパッドE、パ
ッドD、パッドC、パッドB、パッドAが配置されてい
る。ここで、第1チップ3上のパッドと第2チップ4上
のパッドの符号は、従来の技術で説明したのと同様に、
電気信号あるいは電源に対応して命名している。そし
て、上記の半導体チップのパッド電極との間でワイヤー
ボンディングするステッチ以外に、クロスワイヤーを防
止するための補助ステッチが絶縁層2表面に形成されて
いる。
うに、第1チップ3上のパッドAは、ワイヤー5を通し
てステッチ6にワイヤーボンディングされる。しかし、
第2チップ4上のパッドAは、ワイヤー7を通してステ
ッチ8にワイヤーボンディングされる。そして、ステッ
チ6は、補助ステッチ9に配線で接続されている。同様
にステッチ8は、補助ステッチ10に配線で接続されて
いる。更に、上記の補助ステッチ9と補助ステッチ10
はジャンプワイヤー11によるワイヤーボンディングで
電気接続されている。
イヤー12を通してステッチ13にワイヤーボンディン
グされる。また、第2チップ4上のパッドEは、ワイヤ
ー14を通してステッチ15にワイヤーボンディングさ
れる。そして、ステッチ13は、補助ステッチ16に配
線で接続されている。同様にステッチ15は、補助ステ
ッチ17に配線で接続されている。更に、上記の補助ス
テッチ16と補助ステッチ17は、補助ステッチ18を
仲介したジャンプワイヤーで電気接続されている。この
補助ステッチ18を中継点としたジャンプワイヤー接続
の方法は、補助ステッチ16と補助ステッチ17との離
間距離が大きくなる場合に有効になる。そして、この方
法は、後述するようにMCPでのワイヤーの撓みを防止
することになる。
しているように、第1チップ3および第2チップ4上の
パッドBとパッドDは、それぞれ、互いに補助ステッチ
を通して電気接続されるようになっている。なお、第1
チップ3および第2チップ4上のパッドCのみは、従来
の技術で説明したのと同一の方法でステッチにワイヤー
ボンディングされる。
チとソルダーボール間の接続は従来の技術で説明したの
と同様にして形成されている。あるいは、第1チップ
3、第2チップ4の載置の方法も従来の技術で説明した
のと同じである。
明する。ここで、図1と同じものは同一符号で示す。
的には、基板1にBGAのソルダーボール20がGri
d Array状に多数取り付けられ、樹脂21で複数
の半導体チップが封止されている。
に、第1チップ3と第2チップ4の間、第1チップ3と
配線およびソルダーボール間には絶縁層22が形成され
ており互いの電気絶縁が施されている。
プ3上のパッドAからステッチ6にワイヤー5がワイヤ
ーボンディングされている。このステッチ6は補助ステ
ッチ9に配線接続し、ジャンプワイヤー11を通して補
助ステッチ10にジャンプワイヤー接続する。また、第
2チップ4上のパッドEからステッチ15にワイヤー1
4がワイヤーボンディングされている。このステッチ1
5は、図1で説明した補助ステッチ間のジャンプワイヤ
ーでもって、第1チップ上のパッドEにワイヤーボンデ
ィングするステッチ13に電気接続されている。
テッチ23にワイヤー25がワイヤーボンディングされ
ている。そして、第2チップ4上のパッドGからステッ
チ24にワイヤー26がワイヤーボンディングされてい
る。そして、図示しないが、上記のステッチ24は、第
1チップ上のパッドGにワイヤーボンディングするステ
ッチに電気接続されることになる。
ワイヤーは皆無にできる。そして、図2のような基板を
MCP実装しても、ワイヤー同士が接触し短絡すること
は防止でき、半導体装置の歩留まりが大幅に向上する。
このようにして、低コストで信頼性の高い高密度実装を
容易になる。
図4に基づいて説明する。図3は本発明の基板の平面図
である。そして、図4は、ワイヤーボンディング後の基
板の平面図である。この実施の形態では、MCP実装の
カスタム化に対応できる基板構成になっている。すなわ
ち、この場合では、2個の半導体チップあるいは3個の
半導体チップを1つの基板に実装できる。ここで、説明
を簡便にするために、第1の実施の形態で説明したもの
は同一符号で示す。
施の形態と同様に、絶縁層2表面に多数のステッチ、補
助ステッチが形成してある。すなわち、ステッチ6,
8,13,15等が形成され、補助ステッチ9,10,
16a,17等が形成されている。これらのステッチお
よび補助ステッチは、図1で説明したように、第1チッ
プおよび第2チップ上のパッドAとパッドEとのワイヤ
ーボンディングに使用されるものである。同様に、第1
チップおよび第2チップ上のパッドB、パッドCとパッ
ドDのワイヤーボンディングに使用するステッチおよび
補助ステッチを配置している。
2表面に予備ステッチ27,28等を余剰のステッチと
して配置させている。このような基板1に2つの半導体
チップを実装する場合には、上述した予備ステッチは使
用しない。しかし、基板1に3つの半導体チップを実装
する場合が生じる。このような場合について図4に従っ
て説明する。
の形態で説明したように、基板1上に第1チップ3と第
2チップ4とを積層して載置させる。ここで、簡単のた
めに、半導体チップ上のパッドの配置は第1の実施の形
態の場合と同一とする。更に、第2チップ4上に第3チ
ップ29を形成する。ここで、第3チップ29上にはパ
ッドA、パッドEが形成されている。
装におけるワイヤーボンディングについて説明する。第
1チップ3と第2チップ4上のパッドとステッチあるい
は補助ステッチとの間のワイヤーボンディングは、図1
に示すものと同一である。そこで説明は省略する。な
お、この場合には、補助ステッチ16aと補助ステッチ
17間のジャンプワイヤー接続では補助ステッチ18の
ような中継点は存在しないものとしている。
9上のパッドAは予備ステッチ27とワイヤー30で接
続される。なお、この予備ステッチ27はステッチ6に
配線接続している。同様に、第3チップ29上のパッド
Eは予備ステッチ28とワイヤー31で接続される。な
お、この予備ステッチ28はステッチ13に配線接続し
ている。ここで、ステッチ間の配線あるいはステッチと
ソルダーボール間の接続は従来の技術で説明したのと同
様にして形成されている。
形態と同じくクロスワイヤーが皆無になるという効果が
生じる。更に、この場合での基板は、他品種あるいは多
品種のMCP実装に対応できるようになる。このため
に、MCP実装のコスト低減に効果を発揮するようにな
る。また、半導体装置のカスタム製品への対応が容易に
なり、MCPの短TAT化が可能になるという効果も生
じる。
基づいて説明する。この実施の形態は、積層する半導体
チップとは別の回路部品を基板に実装する場合である。
ここで、第1の実施の形態と第2の実施の形態と同様な
ものは同一符号で示す。
ップ3上とフラッシュメモリーである第2チップ4上に
は、図の下側からパッドWE、パッドCEまたは/C
E、パッドGND、パッドUB、パッドLBが配置され
る。ここで、上記パッドWEには、データ書き込みの電
気信号が入り、パッドCEにはチップ活性化の電気信号
が入り、パッドUBあるいはパッドLBにはデータ読み
出しのビット選択の電気信号が入る。なお、パッドGN
Dは接地電位に固定される。
領域にインバータ32が載置され、このインバータ32
が予備ステッチ33と予備ステッチ34に接続されてい
る。そして、予備ステッチ33と予備ステッチ35とは
ジャンプワイヤー接続でワイヤーボンディングされる。
同様に、予備ステッチ34と予備ステッチ36もジャン
プワイヤー接続でワイヤーボンディングされる。このよ
うにすることで、第1チップ3上のパッドCEはステッ
チ37とワイヤーボンディングされ、予備ステッチ35
に配線で接続されることになる。更に、パッドCEの反
転した電気信号がインバータ32で生成され、予備ステ
ッチ36からステッチ38を通して、第2チップ4のパ
ッド/CEに接続されることになる。
上のその他のパッドは、従来の技術で説明したのと同様
に、図5に示すように直線上に一対になるように配置し
たステッチにそれぞれワイヤーボンディングされる。
基板表面に実装させることで、積層する2つの半導体チ
ップを1つの入力信号で簡便に制御できるようになる。
この場合では、第1チップ3と第2チップ4は、1つの
入力信号で交互に活性化する。このようなインバータの
他に回路部品を基板表面に実装させてもよい。
るテープ基板の場合について説明した。本発明はこれに
限定されるものではない。本発明は、例えば、一層の配
線基板となる、絶縁テープ層に配線を形成するテーピン
グリードフレームあるいはタブ(TAB)に、半導体チ
ップを搭載した樹脂封止型の半導体装置においても同様
に適用できるものである。このような場合には、1つの
半導体チップを封止してもよい。
は、半導体チップを封止する基板の絶縁層の表面に予備
ステッチあるいは補助ステッチのような余剰のステッチ
が予め形成されている。そして、封止する半導体チップ
が変更になった場合には、上記余剰のステッチ間のジャ
ンプワイヤー接続を行い、従来の技術で生じるワイヤー
ボンディングでのクロスワイヤーを防止する。
体チップとは別に回路部品が前記余剰のステッチのワイ
ヤー接続を通して基板上に封止される。ここで、回路と
してはインバータ回路等が用いられる。
封止する半導体チップの変更に対してもフレキシブルに
対応できるようになる。さらには、他品種あるいは多品
種の半導体チップに臨機応変に対応できるようになり、
MCP実装のカスタム化が可能となる。そして、低コス
トで信頼性の高い高密度実装が更に促進されるようにな
る。
イヤボンディング後の基板の平面図である。
CPの略断面図である。
板の平面図である。
イヤボンディング後の基板の平面図である。
イヤボンディング後の基板の平面図である。
る。
グ後の基板の平面図である。
断面図である。
面図である。
ヤー 6,8,13,15,23,24,37,38 ステ
ッチ 9,10,16,16a,17,18 補助ステッチ 20 ソルダーボール 21 樹脂 27,28,33,34,35,36 予備ステッチ 29 第3チップ 32 インバータ
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体チップを封止する基板の絶縁層の
表面にリード(以下、ステッチという)あるいは配線が
形成され、前記半導体チップ上のパッド電極とボンディ
ングワイヤーで接続するステッチの他に余剰のステッチ
が前記絶縁層の表面に設けられていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】 半導体チップを封止する基板の絶縁層の
表面にステッチあるいは配線が形成され、前記半導体チ
ップ上のパッド電極と前記ステッチとの間にワイヤーボ
ンディングがなされ、更に、前記余剰のステッチのうち
で所定の2個のステッチ間がワイヤー接続(以下、ジャ
ンプワイヤー接続という)されていることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 複数の半導体チップが積層して前記基板
上にマウントされていることを特徴とする請求項2記載
の半導体装置。 - 【請求項4】 前記ジャンプワイヤー接続が、別の余剰
のステッチを中継点としたワイヤー接続を通してなされ
ていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の
半導体装置。 - 【請求項5】 顧客(カスタマー)ニーズに対応した多
品種の半導体チップが1種類の基板に封止されているこ
とを特徴とする請求項1から請求項4のうち1つの請求
項に記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記半導体チップとは別に回路部品が前
記余剰のステッチのワイヤー接続を通して前記基板上に
封止されていることを特徴とする請求項1から請求項5
のうち1つの請求項に記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記回路はインバータ回路であることを
特徴とする請求項6記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記基板はテープ基板あるいは一層の配
線基板であることを特徴とする請求項1から請求項7の
うち1つの請求項に記載の半導体装置。
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---|---|---|---|
JP2001033930A JP2002237567A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=18897613
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JP2001033930A Withdrawn JP2002237567A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | 半導体装置 |
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7704792B2 (en) | 2007-09-05 | 2010-04-27 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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JP2015029022A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001033930A patent/JP2002237567A/ja not_active Withdrawn
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