JP2003078104A - Laminated semiconductor device - Google Patents

Laminated semiconductor device

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JP2003078104A
JP2003078104A JP2001267824A JP2001267824A JP2003078104A JP 2003078104 A JP2003078104 A JP 2003078104A JP 2001267824 A JP2001267824 A JP 2001267824A JP 2001267824 A JP2001267824 A JP 2001267824A JP 2003078104 A JP2003078104 A JP 2003078104A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is composed of semiconductor devices laminated in a two-stage manner at a low cost, kept high in strength reliability, and capable of dissipating heat efficiently through the upper semiconductor device. SOLUTION: Semiconductor devices 101 and 102 are mounted on a multilayer circuit board 200, bringing their surfaces on which circuits are formed into contact with the circuit board 200, and a semiconductor device 103 is mounted on the semiconductor devices 101 and 102 bestriding them. The semiconductor device 103 is mounted on the semiconductor devices 101 and 102, making its circuit face toward them. Pads 113 formed on the circuit face of the semiconductor device 103 are connected to the primary pad 213 of the multilayer of the multilayer circuit 200 through the intermediary the wiring 51 of a TAB tape and a bonding wire 7. A metal heat dissipating plate 10 is formed on the surface of the semiconductor device 103 where no circuit is formed through the intermediary of a thermally conductive adhesive material 90. Therefore, all the rear of the semiconductor device 103 can be brought into contact with the heat sink 10, and a laminated semiconductor device of this design can be improved in heat dissipating properties.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器等で用い
られる小型軽量かつ高機能な積層型半導体パッケージに
おいて、露出型の放熱板を用いる高放熱構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high heat dissipation structure using an exposed heat dissipation plate in a compact, lightweight and highly functional laminated semiconductor package used in portable devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルビデオやデジタルカメラなどの
携帯機器では、高機能化と小型軽量化が進んでいる。こ
のため、携帯機器に搭載する半導体パッケージでは、メ
モリやマイコンなどをワンパッケージ化し、付加価値を
高めて実装面積を縮小するシステム・イン・パッケージ
の開発が盛んである。多層回路基板に機能の異なる複数
のチップを二次元配置するだけでなく、三次元に積層す
る構造も多数考案されている。
2. Description of the Related Art Mobile devices such as digital video and digital cameras are becoming more sophisticated and smaller and lighter. For this reason, in semiconductor packages to be mounted on mobile devices, system-in-package is being actively developed in which a memory, a microcomputer and the like are integrated into one package to increase added value and reduce the mounting area. In addition to two-dimensionally arranging a plurality of chips having different functions on a multilayer circuit board, a number of three-dimensionally laminated structures have been devised.

【0003】例えば、特開2000−349228号公
報の記載のように、第1の基板上に第1の半導体チップ
の回路面に形成した突起状金属を介して第1の半導体チ
ップが搭載され、第1の半導体チップの回路面の裏面に
形成された第二の基板上に、第2の半導体チップの回路
面に形成した突起状金属を介して第2の半導体チップが
搭載される方法がある。
For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-349228, the first semiconductor chip is mounted on the first substrate via the protruding metal formed on the circuit surface of the first semiconductor chip, There is a method in which the second semiconductor chip is mounted on the second substrate formed on the back surface of the circuit surface of the first semiconductor chip via the protruding metal formed on the circuit surface of the second semiconductor chip. .

【0004】また、特開平9−186289号公報の記
載のように、チップと接合層を交互に配置して多層の積
層構造のチップを組立て、最下層に基板が配置される方
法がある。
Further, as described in JP-A-9-186289, there is a method in which chips and bonding layers are alternately arranged to assemble a chip having a multilayer laminated structure and a substrate is arranged in the lowermost layer.

【0005】しかしながら、このようにチップを三次元
実装することで発熱密度が高まると、チップ温度が許容
値以上に上昇し、動作性能が低下する懸念がある。この
ため、上記パッケージを効率良く、高放熱化する必要が
出てきた。
However, if the heat generation density is increased by mounting the chips three-dimensionally in this way, there is a concern that the chip temperature rises above a permissible value and the operating performance deteriorates. Therefore, it has become necessary to efficiently and highly radiate the package.

【0006】特に、SDRAMとFlashメモリの上にマイコン
を搭載するパッケージでは、9割以上の熱がマイコンか
ら発生し、メモリの耐熱温度がマイコンに比べて低いと
いう特徴があり、マイコンによるメモリの昇温を低くし
たい。このため、マイコンの熱を高効率に外部へ(例え
ば、筐体とマイコンを低熱抵抗に接続して)逃したいと
いう要望がある。
Particularly, in a package in which a microcomputer is mounted on SDRAM and Flash memory, 90% or more of heat is generated from the microcomputer, and the heat resistant temperature of the memory is lower than that of the microcomputer. I want to lower the temperature. For this reason, there is a demand to efficiently dissipate the heat of the microcomputer to the outside (for example, by connecting the housing and the microcomputer to a low thermal resistance).

【0007】従来の三次元積層パッケージでは、次のよ
うな高放熱対応の構造がある。例えば、特開平5―27
5611号公報に記載されているように、回路基板に段
差を設け、全段の半導体素子の回路が形成された面が回
路基板にバンプを介して実装されるが、このとき、発熱
性の高い半導体素子が回路基板の最上部に接続され、素
子裏面にヒートシンクが高熱伝導性接着材で接着される
構造がある。
The conventional three-dimensional laminated package has the following structure for high heat dissipation. For example, JP-A-5-27
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 5611, the circuit board is provided with a step, and the surfaces of the semiconductor elements of all stages on which the circuits are formed are mounted on the circuit board via bumps. There is a structure in which a semiconductor element is connected to the uppermost part of a circuit board and a heat sink is adhered to the back surface of the element with a high thermal conductive adhesive.

【0008】あるいは、特開2000―294723号
公報に記載されているように、回路基板の片面にフリッ
プチップ実装した2つの半導体装置をそのチップ裏面ど
うしを合わせて積層化し、上側の半導体装置の主面側に
接続された回路基板の裏面に放熱用の金属プレートを設
け、この金属プレートを封止樹脂から露出させる構造が
ある。
Alternatively, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-294723, two semiconductor devices flip-chip mounted on one surface of a circuit board are laminated so that their chip back surfaces are laminated together, and the main semiconductor device of the upper semiconductor device is formed. There is a structure in which a metal plate for heat dissipation is provided on the back surface of the circuit board connected to the surface side and the metal plate is exposed from the sealing resin.

【0009】また、特開平5―136330号公報に記
載されているように、セラミックの多層配線基板の片面
にコンデンサ(一段目の半導体素子)を取り付け、その
上に緩衝材を介して二段目の半導体素子をフェイスダウ
ンに取り付け、二段目の半導体素子の裏面には、接着材
を介して良熱伝導性板を取り付ける構造がある。
Further, as described in JP-A-5-136330, a capacitor (first-stage semiconductor element) is attached to one surface of a ceramic multilayer wiring board, and a second-stage capacitor is provided on the capacitor. There is a structure in which the above semiconductor element is attached face down, and a good heat conductive plate is attached to the back surface of the second stage semiconductor element via an adhesive material.

【0010】また。特開平11−214448号公報に
記載されているように、半導体基板の上下両面に集積回
路を持った半導体チップを回路基板にバンプ実装し、下
段の半導体基板上面に形成された集積回路に次の半導体
基板の下面集積回路をバンプ実装し、上段の半導体基板
にヒートスプレッダを設置する構造がある。
[0010] Also. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-214448, semiconductor chips having integrated circuits on both upper and lower surfaces of a semiconductor substrate are bump-mounted on a circuit board, and the integrated circuit formed on the upper surface of the lower semiconductor substrate has the following structure. There is a structure in which a lower surface integrated circuit of a semiconductor substrate is bump-mounted and a heat spreader is installed on the upper semiconductor substrate.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開2
000−349228号公報及び特開平9−18628
9号公報に記載された積層型半導体パッケージでは、チ
ップの放熱に関しては、考慮されてはいない。
However, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
000-349228 and JP-A-9-18628.
In the stacked semiconductor package described in Japanese Patent Publication No. 9, the heat dissipation of the chip is not considered.

【0012】したがって、チップの放熱経路は、基板側
のみとなることから、最上段のチップの発熱量が大きい
場合、特開2000−349228号公報記載の技術に
あっては、第1基板と第2基板との間に挟まれた第1の
半導体チップの温度上昇は避けられない。また、特開平
9−186289号公報に記載された技術にあっては、
最下層に位置する半導体チップの温度上昇は避けられな
い。
Therefore, since the heat radiation path of the chip is only on the substrate side, when the heat generation amount of the uppermost chip is large, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-349228, the first substrate and the first substrate The temperature rise of the first semiconductor chip sandwiched between the two substrates is inevitable. Further, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-186289,
The temperature rise of the semiconductor chip located in the lowermost layer is inevitable.

【0013】また、特開平5−275611号公報に記
載された技術では、積層する素子サイズに合わせて回路
基板に段を加工する必要があり、平板の回路基板に比
べ、コストが大きくなり、低価格なモバイル用途の半導
体素子を実装する方法としては適さない。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-275611, it is necessary to process steps on the circuit board according to the size of the elements to be stacked, which results in higher cost and lower cost than a flat circuit board. It is not suitable as a method for mounting an inexpensive semiconductor device for mobile use.

【0014】また、特開2000−294723号公報
に記載の技術では、放熱用の金属製プレートと半導体素
子の間に回路基板が介在している。このため、金属プレ
ートを筐体に接触して放熱させる場合は、金属プレート
がチップに直付けされている場合に比べ、放熱効果が低
くなる。また、上側基板回路の周辺部には、下側回路基
板との接続に用いるボンディング領域が存在するため、
上側回路基板全域、あるいは半導体装置上面全域に金属
プレートを設けることができず熱拡散効果も制限され
る。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-294723, a circuit board is interposed between a metal plate for heat dissipation and a semiconductor element. Therefore, when the metal plate is brought into contact with the housing to radiate heat, the heat radiating effect is lower than that in the case where the metal plate is directly attached to the chip. In addition, in the peripheral portion of the upper substrate circuit, there is a bonding region used for connection with the lower circuit substrate,
Since the metal plate cannot be provided on the entire upper circuit board or the entire upper surface of the semiconductor device, the heat diffusion effect is limited.

【0015】また、特開平5−136330号公報に記
載された技術では、モバイル用途の樹脂封止型半導体装
置とは根本的に部材構成・組立工程が異なるため適用が
困難である。
Further, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-136330 is difficult to apply because it has a fundamentally different member structure and assembly process from the resin-sealed semiconductor device for mobile use.

【0016】また、特開平11−214448号公報に
記載された技術では、半導体基板の両面に集積回路を形
成することが前提となっており、半導体基板の片面に集
積回路が形成された一般的なチップを用いることはでき
ない。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-214448, it is premised that the integrated circuit is formed on both sides of the semiconductor substrate, which is a general method in which the integrated circuit is formed on one side of the semiconductor substrate. It is not possible to use different chips.

【0017】本発明の目的は、低価格なモバイル用途の
一般的な半導体素子を低コストに二段に積層実装し、半
導体素子に機械的圧力が負荷されないように放熱板を接
合することで、強度信頼性を確保しつつ、上段の半導体
素子から効率よく放熱する半導体装置を実現することで
ある。
An object of the present invention is to stack low-cost general semiconductor elements for mobile use in two layers at low cost, and join a heat sink so that mechanical pressure is not applied to the semiconductor elements. It is to realize a semiconductor device that efficiently radiates heat from the upper semiconductor element while ensuring strength reliability.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。 (1)外部端子を有する多層回路基板に、複数の半導体
素子が積層され、これら半導体素子の回路面及び電気接
続部が樹脂封止された積層型半導体装置において、少な
くとも、第1の半導体素子と第2の半導体素子の二つの
半導体素子が、これら半導体素子の回路面を上記多層回
路基板の一面に対向するように配置され、これら、第1
及び第2の半導体素子の回路面とは反対側の面に、その
回路面が対向するように第3の半導体素子が配置され、
第3の半導体素子と上記多層回路基板とを電気的に接続
する手段と、第3の半導体素子の回路面とは反対側の面
に接触し、上記樹脂封止面から露出する放熱板とを備え
る。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. (1) In a laminated semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are laminated on a multilayer circuit board having external terminals, and the circuit surfaces and electrical connection portions of these semiconductor elements are resin-sealed, at least the first semiconductor element and Two semiconductor elements of the second semiconductor element are arranged such that the circuit surfaces of these semiconductor elements face one surface of the multilayer circuit board.
And a third semiconductor element is arranged on the surface of the second semiconductor element opposite to the circuit surface, so that the circuit surface faces the third semiconductor element.
A means for electrically connecting the third semiconductor element and the multilayer circuit board, and a heat radiating plate contacting the surface of the third semiconductor element opposite to the circuit surface and exposed from the resin sealing surface are provided. Prepare

【0019】(2)好ましくは、上記(1)において、
第3の半導体素子と多層回路基板との間は、 テープ・
オートメイティッド・ボンディングテープにより電気的
に接続される。
(2) Preferably, in the above (1),
Tape between the third semiconductor element and the multilayer circuit board
It is electrically connected by automated bonding tape.

【0020】(3)また、好ましくは、上記(1)にお
いて、第3の半導体素子と多層回路基板との間は、リー
ドフレームにより電気的に接続される。
(3) Further, preferably, in the above (1), the third semiconductor element and the multilayer circuit board are electrically connected by a lead frame.

【0021】(4)また、好ましくは、上記(1)にお
いて、第3の半導体素子と多層回路基板との間は、ウェ
ハー・プロセスによるシリコン基板を用いて電気的に接
続される。
(4) Further, in the above (1), preferably, the third semiconductor element and the multilayer circuit board are electrically connected to each other by using a silicon substrate formed by a wafer process.

【0022】第3の半導体素子は、回路面が第1及び第
2の半導体素子側となるように配置され、配線等により
多層回路基板に電気的に接続される。このため、第3の
半導体素子の裏面の全面を放熱板に接触させることがで
き、放熱効率を向上することがきる。
The third semiconductor element is arranged such that the circuit surfaces thereof are on the first and second semiconductor element sides, and is electrically connected to the multilayer circuit board by wiring or the like. Therefore, the entire back surface of the third semiconductor element can be brought into contact with the heat dissipation plate, and heat dissipation efficiency can be improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形
態である積層半導体装置の概略断面図である。図1にお
いて、半導体素子101、102(第1の半導体素子、
第2の半導体素子)が、多層回路基板200にフェイス
ダウンに実装され、つまり、半導体素子の回路が形成さ
れた面が多層回路基板200に実装され、半導体素子1
03(第3の半導体素子)が二枚の半導体素子101、
102にまたがって搭載されている。この半導体素子1
03は、回路面が半導体素子101、102側となるよ
うに、つまり、フェイスダウンとなるように半導体素子
101、102に搭載されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a laminated semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, semiconductor elements 101 and 102 (first semiconductor element,
Second semiconductor element) is mounted face down on the multilayer circuit board 200, that is, the surface of the semiconductor element on which the circuit is formed is mounted on the multilayer circuit board 200.
03 (third semiconductor element) is two semiconductor elements 101,
It is mounted over 102. This semiconductor device 1
No. 03 is mounted on the semiconductor elements 101 and 102 so that the circuit surface thereof faces the semiconductor elements 101 and 102, that is, facedown.

【0024】半導体素子101は、そのパッド111に
形成された金バンプ121で、母材250を有する多層
回路基板200の一次側パッド211に電気的に接続さ
れている。半導体素子101と多層回路基板200間に
は接着樹脂401が介在している。
The semiconductor element 101 is electrically connected to the primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200 having the base material 250 by the gold bump 121 formed on the pad 111 of the semiconductor element 101. An adhesive resin 401 is interposed between the semiconductor element 101 and the multilayer circuit board 200.

【0025】半導体素子102も、半導体素子101と
同様にして多層回路基板200と電気的に接続されてい
る。
The semiconductor element 102 is also electrically connected to the multilayer circuit board 200 in the same manner as the semiconductor element 101.

【0026】また、半導体素子103の回路面に形成さ
れたパッド113は、テープ・オートメイティッド・ボ
ンディング(TAB)テープの配線51、ボンディングワイ
ヤ7を介して、多層回路基板200の表面に形成された
一次側パッド213に電気的に接続されている。
The pads 113 formed on the circuit surface of the semiconductor element 103 are formed on the surface of the multilayer circuit board 200 via the wirings 51 of the tape automated bonding (TAB) tape and the bonding wires 7. And is electrically connected to the primary side pad 213.

【0027】TABテープの配線51と下段の半導体素子
101、102とは絶縁層52により電気的に絶縁され
ている。多層回路基板200の各一次側パッド211、
213は、それぞれスルーホール221、223、回路
基板200の裏面に設けられた二次側パッド241、2
43を介して外部端子261、263に電気的に接続さ
れている。
The wiring 51 of the TAB tape and the lower semiconductor elements 101 and 102 are electrically insulated by an insulating layer 52. Each primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200,
Reference numeral 213 denotes through holes 221, 223, and secondary pads 241, 2 provided on the back surface of the circuit board 200, respectively.
It is electrically connected to the external terminals 261 and 263 via 43.

【0028】多層回路基板200の半導体素子搭載面側
は樹脂8で封止されている。また、上段の半導体素子1
03の裏面(回路が形成されていない面)に熱伝導性接
着材90を介して半導体装置投影面積が大の金属製の放
熱板10が搭載されている。
The semiconductor element mounting surface side of the multilayer circuit board 200 is sealed with resin 8. In addition, the upper semiconductor device 1
A metal heat sink 10 having a large semiconductor device projected area is mounted on the back surface (surface on which no circuit is formed) of 03 via a heat conductive adhesive material 90.

【0029】以上のように構成された、本発明の第1の
実施形態である積層型半導体装置を用いれば、次のよう
な効果がある。 (1)上段に配置された発熱量の多い半導体素子103の
熱を放熱板10で効率よく拡散でき、筐体などへの放熱
にも適している。つまり、半導体素子103は、回路面
(表面)が半導体素子101、102側となるように搭
載され、配線51及びボンディングワイヤ7を介して多
層回路基板200に電気的に接続される。このため、半
導体素子103の裏面の全面を放熱板10に接触させる
ことができ、放熱効率を向上することがきる。
The following effects can be obtained by using the laminated semiconductor device according to the first embodiment of the present invention configured as described above. (1) The heat of the semiconductor element 103 arranged in the upper stage and having a large amount of heat generation can be efficiently diffused by the heat dissipation plate 10, and it is also suitable for heat dissipation to a housing or the like. That is, the semiconductor element 103 is mounted so that the circuit surface (front surface) faces the semiconductor elements 101 and 102, and is electrically connected to the multilayer circuit board 200 via the wiring 51 and the bonding wire 7. Therefore, the entire back surface of the semiconductor element 103 can be brought into contact with the heat dissipation plate 10, and heat dissipation efficiency can be improved.

【0030】(2)放熱板10の接合が、半導体素子10
1、102、103の樹脂封止後であるため、接合時の
機械的圧力によって、素子が破壊することはない。
(2) The heat dissipation plate 10 is bonded to the semiconductor element 10
Since the elements 1, 102, and 103 are sealed with resin, the element is not destroyed by the mechanical pressure at the time of joining.

【0031】(3)TABテープは配線の微細加工が可能な
ため、半導体素子のパッドピッチが数十μmと狭くても
対応できる。
(3) Since the TAB tape allows fine processing of wiring, it can be used even if the pad pitch of the semiconductor element is as narrow as several tens of μm.

【0032】すなわち、低価格なモバイル用途の一般的
な半導体素子を低コストに二段に積層実装し、半導体素
子に機械的圧力が負荷されないように放熱板を接合する
ことで、強度信頼性を確保しつつ、上段の半導体素子か
ら効率よく放熱する半導体装置を実現することができ
る。
That is, by mounting low-priced general semiconductor elements for mobile use in two layers at low cost and joining a heat sink so that mechanical pressure is not applied to the semiconductor elements, strength reliability is improved. It is possible to realize a semiconductor device that efficiently radiates heat from the upper semiconductor element while securing it.

【0033】図2は、本発明における第2の実施形態で
ある積層半導体装置の断面図である。図2において、半
導体素子101、102が多層回路基板200にフェイ
スダウンに実装され、半導体素子103が、フェイスダ
ウンとなるように、二枚の半導体素子101、102に
またがって搭載されている。
FIG. 2 is a sectional view of a laminated semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, semiconductor elements 101 and 102 are mounted face down on a multilayer circuit board 200, and a semiconductor element 103 is mounted face down on two semiconductor elements 101 and 102.

【0034】半導体素子101は、そのパッド111に
形成された金バンプ121で、多層回路基板200の一
次側パッド211に異方性導電性樹脂401を介して、
電気的に接続されている。
The semiconductor element 101 is a gold bump 121 formed on the pad 111 of the semiconductor element 101, and is bonded to the primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200 via an anisotropic conductive resin 401.
It is electrically connected.

【0035】半導体素子102も、半導体素子101と
同様にして多層回路基板200と電気的に接続されてい
る。
The semiconductor element 102 is also electrically connected to the multilayer circuit board 200 in the same manner as the semiconductor element 101.

【0036】また、半導体素子103のパッド113
は、テープ・オートメイティッド・ボンディング(TAB)
テープの配線51、異方性導電性樹脂404を介して、
多層回路基板200の一次側パッド213に電気的に接
続されている。
Further, the pad 113 of the semiconductor element 103
Is Tape Automated Bonding (TAB)
Via the tape wiring 51 and the anisotropic conductive resin 404,
It is electrically connected to the primary side pad 213 of the multilayer circuit board 200.

【0037】TABテープの配線51と下段の半導体素子
101、102とは絶縁層52により電気的に絶縁され
ている。多層回路基板200の各一次側パッド211、
213は、それぞれスルーホール221、223、回路
基板200の裏面に設けられた二次側パッド241、2
43を介して外部端子261、263に電気的に接続て
いる。
The wiring 51 of the TAB tape and the lower semiconductor elements 101 and 102 are electrically insulated by the insulating layer 52. Each primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200,
Reference numeral 213 denotes through holes 221, 223, and secondary pads 241, 2 provided on the back surface of the circuit board 200, respectively.
It is electrically connected to the external terminals 261 and 263 via 43.

【0038】多層回路基板200の半導体素子搭載面側
(表面側)は樹脂8で封止され、上段の半導体素子10
3の裏面(回路が形成されていない面)に熱伝導性接着
材90を介して半導体装置投影面積が大の金属製の放熱
板10が搭載されている。
The semiconductor element mounting surface side (front surface side) of the multilayer circuit board 200 is sealed with resin 8 and the upper semiconductor element 10 is sealed.
A metal heat sink 10 having a large semiconductor device projected area is mounted on the back surface (surface on which no circuit is formed) of 3 via a heat conductive adhesive material 90.

【0039】以上のように構成された、本発明の第2の
実施形態である積層型半導体装置を用いれば、上記第1
の実施形態の効果である(1)〜(3)に加え、 (4)異方
性導電性樹脂404を用いてTABテープを圧着すると、
一括して接続できるため、ワイヤボンディングを用いる
場合より、組み立てが容易になるという効果がある。
If the stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention having the above-mentioned structure is used,
In addition to the effects (1) to (3) of the embodiment of (4), (4) when the TAB tape is pressure-bonded using the anisotropic conductive resin 404,
Since they can be connected in a lump, there is an effect that assembly is easier than when wire bonding is used.

【0040】図3は、本発明の第3の実施形態である積
層型半導体装置の断面図である。図3において、半導体
素子101、102が多層回路基板200にフェイスダ
ウンに実装され、半導体素子103が、フェイスダウン
となるように、二枚の半導体素子101、102にまた
がって搭載されている。
FIG. 3 is a sectional view of a stacked semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the semiconductor elements 101 and 102 are mounted face down on the multilayer circuit board 200, and the semiconductor element 103 is mounted face down on the two semiconductor elements 101 and 102.

【0041】半導体素子101は、そのパッド111に
形成された金バンプ121で、多層回路基板200の一
次側パッド211に電気的に接続されている。半導体素
子101と多層回路基板200間には接着樹脂401が
介在している。
The semiconductor element 101 is electrically connected to the primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200 by the gold bump 121 formed on the pad 111 of the semiconductor element 101. An adhesive resin 401 is interposed between the semiconductor element 101 and the multilayer circuit board 200.

【0042】半導体素子102も、半導体素子101と
同様にして多層回路基板200と電気的に接続されてい
る。
The semiconductor element 102 is also electrically connected to the multilayer circuit board 200 in the same manner as the semiconductor element 101.

【0043】半導体素子103のパッド113は、ボン
ディングワイヤ11、リードフレーム6、ボンディング
ワイヤ7を介して、多層回路基板200の一次側パッド
213に電気的に接続されている。
The pad 113 of the semiconductor element 103 is electrically connected to the primary side pad 213 of the multilayer circuit board 200 via the bonding wire 11, the lead frame 6, and the bonding wire 7.

【0044】リードフレーム6と半導体素子101の裏
面、及び半導体素子103の回路面とは絶縁フィルム1
2により電気的に絶縁されている。回路基板200の各
一次側パッド211、213は、それぞれスルーホール
221、223、回路基板200の裏面に設けられた二
次側パッド241、243を介して外部端子261、2
63に電気的に接続されている。
The insulating film 1 is provided between the lead frame 6 and the back surface of the semiconductor element 101 and the circuit surface of the semiconductor element 103.
It is electrically insulated by 2. The primary pads 211 and 213 of the circuit board 200 are connected to the external terminals 261 and 2 via the through holes 221 and 223 and the secondary pads 241 and 243 provided on the back surface of the circuit board 200, respectively.
It is electrically connected to 63.

【0045】多層回路基板200の半導体素子搭載面側
(表面側)は樹脂8で封止されている。また、上段の半
導体素子103の裏面に熱伝導性接着材90を介して半
導体装置投影面積大の金属製の放熱板10が搭載されて
いる。
The semiconductor element mounting surface side (front surface side) of the multilayer circuit board 200 is sealed with resin 8. Further, the metal heat dissipation plate 10 having a large projected area of the semiconductor device is mounted on the back surface of the upper semiconductor element 103 via the heat conductive adhesive material 90.

【0046】以上のように構成された、本発明の第3の
実施形態である積層型半導体装置を用いれば、上記第1
の実施形態の効果(1)及び(2)を得ることができる
他、次の効果を得ることができる。
If the stacked semiconductor device according to the third embodiment of the present invention configured as described above is used, the above first
In addition to the effects (1) and (2) of the embodiment described above, the following effects can be obtained.

【0047】すなわち、本発明の第3の実施形態によれ
ば、(5)リードフレーム6を用いているため、TABテー
プを用いる場合よりも低コスト化できる。ただし、素子
のパッドピッチは、リードフレーム6のピッチ限界であ
る120μm以上に限定される。
That is, according to the third embodiment of the present invention, (5) since the lead frame 6 is used, the cost can be reduced as compared with the case where the TAB tape is used. However, the pad pitch of the device is limited to 120 μm or more, which is the pitch limit of the lead frame 6.

【0048】図4は、本発明の第4の実施形態である積
層型半導体装置の断面図である。図4において、半導体
素子101、102が多層回路基板200にフェイスダ
ウンに実装され、半導体素子103が、フェイスダウン
となるように、二枚の半導体素子101、102にまた
がって搭載されている。
FIG. 4 is a sectional view of a stacked semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the semiconductor elements 101 and 102 are mounted face down on the multilayer circuit board 200, and the semiconductor element 103 is mounted face down on the two semiconductor elements 101 and 102.

【0049】半導体素子101は、そのパッド111に
形成された金バンプ121で、多層回路基板200の一
次側パッド211に電気的に接続されている。半導体素
子101と多層回路基板200間には接着樹脂401が
介在している。
The semiconductor element 101 is electrically connected to the primary side pad 211 of the multilayer circuit board 200 by the gold bump 121 formed on the pad 111 of the semiconductor element 101. An adhesive resin 401 is interposed between the semiconductor element 101 and the multilayer circuit board 200.

【0050】半導体素子102も、半導体素子101と
同様にして多層回路基板200と電気的に接続されてい
る。
The semiconductor element 102 is also electrically connected to the multilayer circuit board 200 in the same manner as the semiconductor element 101.

【0051】半導体素子103のパッド113は、ボン
ディングワイヤ11、リードフレーム6、異方性導電性
樹脂404を介して、多層回路基板200の一次側パッ
ド213に電気的に接続されている。
The pad 113 of the semiconductor element 103 is electrically connected to the primary side pad 213 of the multilayer circuit board 200 via the bonding wire 11, the lead frame 6, and the anisotropic conductive resin 404.

【0052】リードフレーム6と半導体素子101の裏
面、及び半導体素子103の回路面とは絶縁フィルム1
2により電気的に絶縁されている。回路基板200の各
一次側パッド211、213は、それぞれスルーホール
221、223、回路基板200の裏面に設けられた二
次側パッド241、243を介して外部端子261、2
63に電気的に接続されている。
The lead frame 6 and the back surface of the semiconductor element 101 and the circuit surface of the semiconductor element 103 are insulated from each other by the insulating film 1.
It is electrically insulated by 2. The primary pads 211 and 213 of the circuit board 200 are connected to the external terminals 261 and 2 via the through holes 221 and 223 and the secondary pads 241 and 243 provided on the back surface of the circuit board 200, respectively.
It is electrically connected to 63.

【0053】多層回路基板200の半導体素子搭載面側
(表面側)は樹脂8で封止されている。また、上段の半
導体素子103の裏面に熱伝導性接着材90を介して半
導体装置投影面積大の金属製の放熱板10が搭載されて
いる。
The semiconductor element mounting surface side (front surface side) of the multilayer circuit board 200 is sealed with resin 8. Further, the metal heat dissipation plate 10 having a large projected area of the semiconductor device is mounted on the back surface of the upper semiconductor element 103 via the heat conductive adhesive material 90.

【0054】以上のように構成された、本発明の第4の
実施形態である積層型半導体装置を用いれば、上記第1
の実施形態の効果(1)及び(2)、第3の実施形態の効果
(5)に加え、第2の実施形態と同様に、(4)異方性導電
性樹脂を用いてリードを圧着すると、一括して接続でき
るため、ワイヤボンディングを用いる場合より、組み立
てが容易になるという効果を有する。
If the stacked semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention having the above structure is used,
Effects (1) and (2) of the third embodiment, and effects of the third embodiment
In addition to (5), as in the second embodiment, (4) when the leads are pressure-bonded using an anisotropic conductive resin, they can be connected all at once, so assembly is easier than when wire bonding is used. Has the effect of becoming.

【0055】図5は、本発明の第5の実施形態である積
層半導体装置の断面図である。図5において、半導体素
子101、102が多層回路基板200にフェイスダウ
ンに実装されている。半導体素子101は、そのパッド
111に形成された金バンプ121で、多層回路基板2
00の一次側パッド211に電気的に接続されている。
半導体素子101と多層回路基板200間には接着樹脂
401が介在している。
FIG. 5 is a sectional view of a laminated semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, semiconductor elements 101 and 102 are mounted face down on a multilayer circuit board 200. The semiconductor element 101 is a gold bump 121 formed on the pad 111 of the semiconductor element 101.
00 is electrically connected to the primary side pad 211.
An adhesive resin 401 is interposed between the semiconductor element 101 and the multilayer circuit board 200.

【0056】ウェハープロセスによってポリイミド絶縁
層33や銅配線32が形成されたシリコン基板30が、
二枚の半導体素子101、102にまたがって搭載され
ている。
The silicon substrate 30 on which the polyimide insulating layer 33 and the copper wiring 32 are formed by the wafer process is
It is mounted over the two semiconductor elements 101 and 102.

【0057】また、半導体素子103は、そのパッド1
13に形成された金バンプ123でシリコン基板30の
パッド31に電気的に接続され、さらにボンディングワ
イヤ7を介して、多層回路基板200の一次側パッド2
13に電気的に接続されている。半導体素子103と多
層回路基板30間には接着樹脂403が介在している。
The semiconductor element 103 has the pad 1
13 are electrically connected to the pads 31 of the silicon substrate 30 by the gold bumps 123 formed on the metal bumps 13, and the primary side pads 2 of the multilayer circuit board 200 are further connected via the bonding wires 7.
It is electrically connected to 13. An adhesive resin 403 is interposed between the semiconductor element 103 and the multilayer circuit board 30.

【0058】また、半導体素子101は、そのパッド1
11に形成された金バンプ121で、多層回路基板20
0の一次側パッド211に異方性導電性樹脂401を介
して、電気的に接続されている。また、シリコン基板3
0の裏面と半導体素子101の裏面とは絶縁性の接着材
91により電気的に絶縁されている。
The semiconductor element 101 has the pad 1
The gold bumps 121 formed on the multi-layer circuit board 20.
No. 0 primary side pad 211 is electrically connected via an anisotropic conductive resin 401. Also, the silicon substrate 3
The back surface of 0 and the back surface of the semiconductor element 101 are electrically insulated by an insulating adhesive material 91.

【0059】半導体素子102も、半導体素子101と
同様にして多層回路基板200と電気的に接続され、シ
リコン基板30と絶縁されている。
Similarly to the semiconductor element 101, the semiconductor element 102 is electrically connected to the multilayer circuit board 200 and insulated from the silicon substrate 30.

【0060】回路基板200の各一次側パッド211、
213は、それぞれスルーホール221、223、回路
基板200の裏面に設けられた二次側パッド241、2
43を介して外部端子261、263に電気的に接続さ
れている。
Each primary side pad 211 of the circuit board 200,
Reference numeral 213 denotes through holes 221, 223, and secondary pads 241, 2 provided on the back surface of the circuit board 200, respectively.
It is electrically connected to the external terminals 261 and 263 via 43.

【0061】また、多層回路基板200の半導体素子搭
載面側(表面側)は樹脂8で封止されている。また、上
段の半導体素子103の裏面に熱伝導性接着材90を介
して半導体装置投影面積大の金属製の放熱板10が搭載
されている。
The semiconductor element mounting surface side (front surface side) of the multilayer circuit board 200 is sealed with resin 8. Further, the metal heat dissipation plate 10 having a large projected area of the semiconductor device is mounted on the back surface of the upper semiconductor element 103 via the heat conductive adhesive material 90.

【0062】以上のように構成された、本発明の第5の
実施形態である積層型半導体装置を用いれば、第1の実
施形態の効果(1)及び(2)、またTABテープ同様、効果
(3)シリコン基板も微細配線が加工できるため、上段半
導体素子のパッドが数十μm以下の狭ピッチでも対応可
能である他、さらに次の効果がある。
By using the laminated semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention configured as described above, the effects (1) and (2) of the first embodiment and the same effect as the TAB tape can be obtained.
(3) Since fine wiring can be processed on the silicon substrate, the pads of the upper semiconductor element can be used even at a narrow pitch of several tens of μm or less, and there are the following effects.

【0063】すなわち、 (6) 上段素子101とシリコ
ン基板30とは、シリコン同士の接合であるため、熱ひ
ずみが生じにくく電気接合部の信頼性が向上する。(7)
シリコン基板30を用いる場合は、配線レイアウトの自
由度が高いため、大きさの異なる複数の半導体素子を上
段に搭載することができる。
That is, (6) Since the upper element 101 and the silicon substrate 30 are silicon-to-silicon junctions, thermal strain is unlikely to occur and the reliability of the electrical junction is improved. (7)
When the silicon substrate 30 is used, the wiring layout has a high degree of freedom, so that a plurality of semiconductor elements having different sizes can be mounted on the upper stage.

【0064】本発明の第1の実施形態である積層型半導
体装置の製造方法について、図6及び図7を参照して説
明する。なお、図6及び図7においては、TABテープは
連続しているが、積層型半導体装置一個分のTABテープ
の領域を表している。
A method of manufacturing the stacked semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Although the TAB tapes are continuous in FIGS. 6 and 7, the area of the TAB tape for one stacked semiconductor device is shown.

【0065】図6の(a)に示すように、TABテープ5
0の中央部には、開口部53及び銅配線51が形成され
ている。また、TABテープ50の両縁には、多数の位置
決め穴54が形成されている。
As shown in FIG. 6A, the TAB tape 5
An opening 53 and a copper wiring 51 are formed in the center of 0. Further, a large number of positioning holes 54 are formed on both edges of the TAB tape 50.

【0066】また、TABテープ50の中央部以外は大き
く開口し、吊り部55によって中央部が支持されてい
る。
Further, the TAB tape 50 has a large opening other than the central portion, and the central portion is supported by the suspending portion 55.

【0067】図6の(a)に示したTABテープ50に半
導体素子103を位置合わせし、素子パッドとTABテー
プ50の中央の配線先端とを接続する。図6の (b)は
半導体素子103の裏面から見た平面図である。
The semiconductor element 103 is aligned with the TAB tape 50 shown in FIG. 6A, and the element pad and the central wiring tip of the TAB tape 50 are connected. FIG. 6B is a plan view seen from the back surface of the semiconductor element 103.

【0068】次に、図7の(a)に示すように、二枚の
半導体素子101、102が多層回路基板200にあら
かじめ接着樹脂(図示せず)で実装され、多層回路基板2
00の位置決め穴270に位置決め用の突起13が貫通
され支持されている。この状態で、二枚の半導体素子1
01、102の上面(回路面とは反対の面)にTABテー
プ50に搭載された半導体素子103を積層する。
Next, as shown in FIG. 7A, the two semiconductor elements 101 and 102 are previously mounted on the multilayer circuit board 200 with an adhesive resin (not shown), and the multilayer circuit board 2
The positioning projection 13 penetrates through the positioning hole 270 of No. 00 and is supported. In this state, the two semiconductor elements 1
The semiconductor element 103 mounted on the TAB tape 50 is laminated on the upper surfaces of 01 and 102 (the surface opposite to the circuit surface).

【0069】このとき、図7の (b)に示すように、多
層回路基板200の位置決め穴270にTABテープ50
の位置決め穴54を合わせ、挿入する。
At this time, as shown in FIG. 7B, the TAB tape 50 is placed in the positioning hole 270 of the multilayer circuit board 200.
Align the positioning holes 54 and insert.

【0070】次に、図7の (c) に示すように、TABテ
ープ50の配線端(図示せず)と多層回路基板200のパ
ッド(図示せず)とをボンディングワイヤ7で互いに接続
し、図7の (d)に示すように、多層回路基板200の
片面、つまり、半導体素子101、102、103が配
置される面側を樹脂8で封止する。
Next, as shown in FIG. 7C, the wiring end (not shown) of the TAB tape 50 and the pad (not shown) of the multilayer circuit board 200 are connected to each other by the bonding wire 7, As shown in FIG. 7D, one surface of the multilayer circuit board 200, that is, the surface side on which the semiconductor elements 101, 102, 103 are arranged is sealed with the resin 8.

【0071】このとき、素子裏面にテープを貼る、離型
剤を塗布するなどして半導体素子103の裏面(回路が
形成されていない面)への樹脂8の浸入を防ぐ。あるい
は、樹脂8の封止後、研磨して、半導体素子103の裏
面を露出させる。
At this time, the resin 8 is prevented from entering the back surface of the semiconductor element 103 (the surface on which the circuit is not formed) by pasting a tape on the back surface of the element or applying a release agent. Alternatively, after the resin 8 is sealed, polishing is performed to expose the back surface of the semiconductor element 103.

【0072】次に、図7の(e)に示すように、上部半
導体素子103の裏面に放熱板10を高熱伝導性の接着材
90で接合する。
Next, as shown in FIG. 7E, the heat dissipation plate 10 is bonded to the back surface of the upper semiconductor element 103 with an adhesive 90 having high thermal conductivity.

【0073】続いて、図7の (f) に示すように、積層
半導体装置を個片化する。
Subsequently, as shown in FIG. 7F, the laminated semiconductor device is divided into individual pieces.

【0074】ここまで、つまり、図7の(a)〜(f)
までは、TABテープ50の吊部55に沿った断面(図6
のA−A’線に沿った断面)を示してきたが、吊部55
のない断面(図6のB−B’線に沿った断面)から見る
と、図7の (g)に示す断面となる。
Up to this point, that is, (a) to (f) in FIG.
Up to the section along the suspension 55 of the TAB tape 50 (see FIG. 6).
The cross section along the line AA ′ of FIG.
When viewed from the cross section (the cross section taken along the line BB 'in FIG. 6), the cross section shown in FIG.

【0075】そして、図7の (h)に示すように、多層
回路基板200に、はんだバンプ260を搭載して3枚
の半導体素子101、102、103が内蔵された積層
型半導体装置を完成させる。
Then, as shown in (h) of FIG. 7, a solder bump 260 is mounted on the multilayer circuit board 200 to complete a stacked semiconductor device in which three semiconductor elements 101, 102, 103 are built. .

【0076】以上のようにして、本発明の第1の実施形
態である積層型半導体装置を製造することができる。
As described above, the stacked semiconductor device according to the first embodiment of the present invention can be manufactured.

【0077】本発明の第2の実施形態による積層型半導
体装置の製造方法を図8及び図9を参照して説明する。
A method of manufacturing the stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0078】なお、図8及び図9において、TABテープ
50は連続しているが、ここでは積層半導体装置一個分
のTABテープ50の領域を表している。
Although the TAB tape 50 is continuous in FIGS. 8 and 9, the area of the TAB tape 50 for one laminated semiconductor device is shown here.

【0079】図8の(a)に示すように、TABテープ50
の中央部には、開口部53及び銅配線51が形成されて
いる。銅配線51は、テープ50の中央部より外側に延
長されている。そして、TABテープ50の両縁には、多
数の位置決め穴54が形成されている。
As shown in FIG. 8A, the TAB tape 50
An opening 53 and a copper wiring 51 are formed in the center of the. The copper wiring 51 extends outside the central portion of the tape 50. A large number of positioning holes 54 are formed on both edges of the TAB tape 50.

【0080】また、TABテープ50の中央部以外は大き
く開口し、吊り部55によって中央部が支持されてい
る。
The TAB tape 50 has a large opening other than the central portion, and the central portion is supported by the hanging portion 55.

【0081】図8の(a)に示したTABテープ50に半
導体素子103を位置合わせし、素子パッドとTABテー
プ50の中央の配線先端とを接続する。図8の(b)は半
導体素子103の裏面から見た平面図である。
The semiconductor element 103 is aligned with the TAB tape 50 shown in FIG. 8A, and the element pad and the wiring tip at the center of the TAB tape 50 are connected. FIG. 8B is a plan view seen from the back surface of the semiconductor element 103.

【0082】図9は、吊り部55のない部分の断面(図
8のB−B’線に沿った断面)を示す。
FIG. 9 shows a cross section (a cross section taken along the line BB 'in FIG. 8) of the portion without the hanging portion 55.

【0083】図9の(a)に示すように、二枚の半導体
素子101、102が多層回路基板200にあらかじめ
接着樹脂(図示せず)で実装され、多層回路基板200の
位置決め穴270には、位置決め用の突起13が貫通さ
れ、これにより多層回路基板200が支持されている。
As shown in FIG. 9A, two semiconductor elements 101 and 102 are mounted in advance on the multilayer circuit board 200 with an adhesive resin (not shown), and the positioning holes 270 of the multilayer circuit board 200 are mounted in the positioning holes 270. The projection 13 for positioning is pierced to support the multilayer circuit board 200.

【0084】多層回路基板200には異方性導電性樹脂
404が設置されている。この状態で、二枚の半導体素
子101、102の上面にTABテープ50に搭載された
半導体素子103を積層する。
An anisotropic conductive resin 404 is provided on the multilayer circuit board 200. In this state, the semiconductor element 103 mounted on the TAB tape 50 is laminated on the upper surfaces of the two semiconductor elements 101 and 102.

【0085】このとき、図9の (b)に示すように、多
層回路基板200の位置決め穴270にTABテープ50
の位置決め穴54を合わせ、挿入する。
At this time, as shown in FIG. 9B, the TAB tape 50 is placed in the positioning hole 270 of the multilayer circuit board 200.
Align the positioning holes 54 and insert.

【0086】次に、図9の (c) に示すように、TABテ
ープ50の銅配線51の端部に圧着治具14を押し当
て、異方性導電性樹脂404を介して、多層回路基板2
00のパッド(図示せず)に接続する。
Next, as shown in FIG. 9C, the crimping jig 14 is pressed against the end of the copper wiring 51 of the TAB tape 50, and the multi-layer circuit board is inserted through the anisotropic conductive resin 404. Two
00 pad (not shown).

【0087】続いて、図9の (d)に示すように、多層
回路基板200の片面、つまり、半導体素子101、1
02、103が配置される面側を樹脂8で封止する。
Subsequently, as shown in FIG. 9D, one surface of the multilayer circuit board 200, that is, the semiconductor elements 101, 1
The surface on which 02 and 103 are arranged is sealed with resin 8.

【0088】このとき、素子裏面にテープを貼る、離型
剤を塗布するなどして半導体素子103の裏面への樹脂
8の浸入を防ぐ。あるいは、樹脂8の封止後、研磨して
半導体素子103の裏面を露出させる。
At this time, the resin 8 is prevented from entering the back surface of the semiconductor element 103 by applying a tape to the back surface of the element or applying a release agent. Alternatively, after the resin 8 is encapsulated, the back surface of the semiconductor element 103 is exposed by polishing.

【0089】次に、図9の (e)に示すように、上部半
導体素子103の裏面に放熱板10を高熱伝導性の接着
材90で接合する。
Next, as shown in FIG. 9E, the heat dissipation plate 10 is bonded to the back surface of the upper semiconductor element 103 with an adhesive 90 having high thermal conductivity.

【0090】続いて、図9の(f) に示すように、積層
半導体装置を個片化し、多層回路基板200に、はんだ
バンプ260を搭載して3枚の半導体素子101、10
2、103が内蔵された積層型半導体装置を完成させ
る。
Then, as shown in FIG. 9F, the laminated semiconductor device is divided into individual pieces, and solder bumps 260 are mounted on the multilayer circuit board 200 to form three semiconductor elements 101, 10.
A stacked semiconductor device in which 2, 103 are built is completed.

【0091】以上のようにして、本発明の第2の実施形
態である積層型半導体装置を製造することができる。
As described above, the stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention can be manufactured.

【0092】なお、本発明の第3、4、5の実施形態で
ある積層型半導体装置も、図6〜図9に示したと同様な
方法により製造することが可能である。
The stacked semiconductor devices according to the third, fourth and fifth embodiments of the present invention can also be manufactured by the same method as shown in FIGS.

【0093】また、上述した例は、半導体素子が、下段
に2つ、上段に1つの例であるが、下段に3つ、上段に
一つの例等にも、本発明は適用することが可能である。
Further, although the above-mentioned example is an example in which two semiconductor elements are provided in the lower stage and one semiconductor element is provided in the upper stage, the present invention can be applied to an example in which three semiconductor elements are provided in the lower stage and one is provided in the upper stage. Is.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので、低価格なモバイル用途の一般的な半導体
素子を低コストに二段に積層実装し、半導体素子に機械
的圧力が負荷されないように放熱板を接合することで、
強度信頼性を確保しつつ、上段の半導体素子から効率よ
く放熱する半導体装置を実現することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention is constructed as described above, low-priced general semiconductor devices for mobile applications are stacked and mounted at low cost in two stages, and mechanical pressure is applied to the semiconductor devices. By joining the heat sink so that it is not loaded,
It is possible to realize a semiconductor device that efficiently radiates heat from the upper semiconductor element while ensuring strength reliability.

【0095】つまり、以下に記載されるような効果を奏
する。 (1)上段に配置された発熱量の多い半導体素子の熱を放
熱板で効率よく拡散でき、筐体などへの放熱にも適して
いる。
That is, the following effects are obtained. (1) The heat of the semiconductor element arranged in the upper stage and having a large amount of heat generation can be efficiently diffused by the heat radiating plate, and it is also suitable for radiating to the case.

【0096】(2)放熱板の接合が樹脂封止後であるた
め、接合時の機械的圧力によって、素子が破壊すること
はない。
(2) Since the heat dissipation plate is bonded after the resin sealing, the element is not destroyed by the mechanical pressure at the time of bonding.

【0097】(3)TABテープやシリコン基板を配線に用
いる場合は、半導体素子のパッドピッチが数十μmと狭
くても対応できる。
(3) When using a TAB tape or a silicon substrate for wiring, it is possible to deal with a semiconductor device having a narrow pad pitch of several tens of μm.

【0098】(4)異方性導電性樹脂を用いてリードやTA
Bテープの配線部を圧着すると、一括して接続できるた
め、ワイヤボンディングを用いる場合より、組み立てが
容易になる。
(4) Leads and TAs using anisotropic conductive resin
When the wiring part of the B tape is crimped, they can be connected at once, so assembly is easier than when using wire bonding.

【0099】(5)リードフレームを用いる場合は、パッ
ドピッチは120μm以上の半導体素子に限定されるが、低
コスト化が可能である。
(5) When a lead frame is used, the pad pitch is limited to semiconductor elements having a pitch of 120 μm or more, but the cost can be reduced.

【0100】(6) シリコン基板を用いる場合、上段素
子との、熱ひずみが生じにくく電気接合部の信頼性が向
上する。
(6) When a silicon substrate is used, thermal strain with the upper element is less likely to occur and the reliability of the electrical junction is improved.

【0101】(7) シリコン基板を用いる場合、配線レ
イアウトの自由度が高いため、大きさの異なる複数の半
導体素子を上段に搭載することができる。
(7) When a silicon substrate is used, the degree of freedom in wiring layout is high, so that a plurality of semiconductor elements having different sizes can be mounted on the upper stage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態である積層型半導体装
置の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a stacked semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態である積層型半導体装
置の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a stacked semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態である積層型半導体装
置の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a stacked semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施形態である積層型半導体装
置の概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a stacked semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施形態である積層型半導体装
置の概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a stacked semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態である積層型半導体装
置の製造方法の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stacked semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態である積層型半導体装
置の製造方法の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stacked semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態である積層型半導体装
置の製造方法の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態である積層型半導体装
置の製造方法の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stacked semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 リードフレーム 7 ボンディングワイヤ 8 封止樹脂 10 放熱板 11 リードフレームと半導体素子間のボ
ンディングワイヤ 12 リードフレームと半導体素子間の絶
縁フィルム 13 位置決め用の突起 14 圧着治具 30 シリコン基板 31 シリコン基板のパッド 32 シリコン基板の配線 33 シリコン基板の絶縁層 50 TABテープ 51 TABテープの配線 52 TABテープの絶縁材 53 TABテープの中央開口部 54 TABテープの位置決め穴 55 TABテープの吊部 90 放熱板の接着材 91 シリコン基板の接着材 101、102 下段の半導体素子 103 上段の半導体素子 111 下段の半導体素子のパッド 113 上段の半導体素子のパッド 121、123 下段の半導体素子の金バンプ 200 多層回路基板 211、213 多層回路基板の一次パッド 221、223 多層回路基板のスルーホール 241、243 多層回路基板の二次パッド 250 多層回路基板の母材 261、263 多層回路基板の二次バンプ 270 多層回路基板の位置決め穴 401、403 接着樹脂 404 異方性導電性樹脂
6 Lead Frame 7 Bonding Wire 8 Sealing Resin 10 Heat Sink 11 Bonding Wire Between Lead Frame and Semiconductor Element 12 Insulating Film Between Lead Frame and Semiconductor Element 13 Positioning Protrusion 14 Crimping Jig 30 Silicon Substrate 31 Silicon Pad 32 Silicon substrate wiring 33 Silicon substrate insulating layer 50 TAB tape 51 TAB tape wiring 52 TAB tape insulating material 53 TAB tape central opening 54 TAB tape positioning hole 55 TAB tape hanging portion 90 Heat sink adhesive 91 Silicone substrate adhesive 101, 102 Lower semiconductor element 103 Upper semiconductor element 111 Lower semiconductor element pad 113 Upper semiconductor element pad 121, 123 Lower semiconductor element gold bump 200 Multilayer circuit board 211, 213 Multilayer Circuit board Primary pads 221, 223 Multi-layer circuit board through holes 241, 243 Multi-layer circuit board secondary pads 250 Multi-layer circuit board base materials 261, 263 Multi-layer circuit board secondary bumps 270 Multi-layer circuit board positioning holes 401, 403 Adhesion Resin 404 Anisotropic conductive resin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 朝雄 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   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Asao Nishimura             5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company within Hitachi Semiconductor Group

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外部端子を有する多層回路基板に、複数の
半導体素子が積層され、これら半導体素子の回路面及び
電気接続部が樹脂封止された積層型半導体装置におい
て、 少なくとも、第1の半導体素子と第2の半導体素子の二
つの半導体素子が、これら半導体素子の回路面を上記多
層回路基板の一面に対向するように配置され、これら、
第1及び第2の半導体素子の回路面とは反対側の面に、
その回路面が対向するように第3の半導体素子が配置さ
れ、第3の半導体素子と上記多層回路基板とを電気的に
接続する手段と、第3の半導体素子の回路面とは反対側
の面に接触し、上記樹脂封止面から露出する放熱板とを
備えることを特徴とする積層型半導体装置。
1. A laminated semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are laminated on a multilayer circuit board having external terminals, and a circuit surface and electrical connection portions of these semiconductor elements are resin-sealed, at least a first semiconductor. Two semiconductor elements, an element and a second semiconductor element, are arranged such that the circuit surfaces of these semiconductor elements face one surface of the multilayer circuit board;
On the surface opposite to the circuit surface of the first and second semiconductor elements,
The third semiconductor element is arranged such that the circuit surfaces thereof face each other, and means for electrically connecting the third semiconductor element and the multilayer circuit board to each other is provided on the side opposite to the circuit surface of the third semiconductor element. A laminated semiconductor device, comprising: a heat dissipation plate that is in contact with the surface and is exposed from the resin sealing surface.
【請求項2】請求項第1記載の積層型半導体装置におい
て、第3の半導体素子と多層回路基板との間は、 テー
プ・オートメイティッド・ボンディングテープにより電
気的に接続されることを特徴とする積層型半導体装置。
2. The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein the third semiconductor element and the multilayer circuit board are electrically connected by a tape automated bonding tape. Stacked semiconductor device.
【請求項3】請求項第1記載の積層型半導体装置におい
て、第3の半導体素子と多層回路基板との間は、リード
フレームにより電気的に接続されることを特徴とする積
層型半導体装置。
3. The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein a lead frame electrically connects the third semiconductor element and the multilayer circuit board.
【請求項4】請求項第1記載の積層型半導体装置におい
て、第3の半導体素子と多層回路基板との間は、ウェハ
ー・プロセスによるシリコン基板を用いて電気的に接続
されることを特徴とする積層型半導体装置。
4. The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein the third semiconductor element and the multilayer circuit board are electrically connected using a silicon substrate formed by a wafer process. Stacked semiconductor device.
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