JP2003133509A - 半導体パッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
各チップについて高信頼性を保ちつつパッケージの薄型
化が達成される半導体装置を提供する。 【解決手段】半導体チップCHIP1は、その主表面が
回路配線の作り込まれた変換基材IP1と一体化してい
る。変換基材IP1の表面には後述する他の半導体チッ
プCHIP2との接続領域CA、及びこれら半導体チッ
プCHIP1,2に関係した信号の授受を担う外部接続
部TAが設けられている。半導体チップCHIP2は、
主表面上のパッドにバンプBMPを有し、接続領域CA
にフリップチップ実装されている。積み重ねられる半導
体チップCHIP2は半導体チップCHIP1よりもサ
イズが小さく、外部接続部TAはチップCHIP2の周
辺の変換基材IP1上に設けられた形態となっている。
Description
イプのCSP(Chip Size Package)に適用され、積層
ICの薄形化を要する半導体パッケージ及びその製造方
法に関する。
化に伴ない、半導体パッケージも小型化が要求される。
その中でCSP(Chip Size Package)は、実装面積が
小さくて上記要求を満足させる有用な構造である。スタ
ックトタイプのCSPも高集積ICとして注目される構
成の一つである。
CSPの構成を示す断面図である。チップサイズに近い
ベース基材100の主表面上には、それぞれ絶縁性の接
着部材99を介して2個の半導体集積回路チップ(以
降、単にチップという)101,102が積層された形
で搭載されている。ベース基材100の主表面は導電パ
ターン103及びビア104が複数設けられている。ベ
ース基材100の裏面には各ビア104と接続されるは
んだボール等の外部端子105が設けらている。
層されたチップ101,102の電極パッド111,1
12と、ベース基材100とはボンディングワイヤ(金
線)104により適当な電気的接続がなされている。す
なわち、チップ102は、チップ101の周辺に設けら
れる電極パッド111に重ならない大きさを有し、第1
のチップ上に接着部材99を介して固着されている。こ
れら積層チップ101,102及び電気的接続構成は封
止樹脂106により封止され、パッケージ化されてい
る。
スタックトタイプのCSPでは、実装面を形成するベー
ス基材100、第1のチップ101、第2のチップ10
2及びこれらを固着する接着部材99の構成、それに加
えてボンディングワイヤ(金線)104のループ高さに
よって半導体パッケージの厚みがだいたい決まる。
等、実装する上で重要になっており、小型化、薄型化が
望まれている。この場合、ベース基材100の縮小化及
び薄膜化あるいは各チップ101,102を信頼性の範
囲内で削る等、全体のパッケージを薄形化する対策がと
られている。
Pに関し、さらなる薄型化が要求された場合、製造工程
上の信頼性低下、コスト高等が懸念される。これによ
り、リスクが大きくなる割にはパッケージの小型化、薄
型化をさらに進めることが困難となっている。
れたもので、スタックトタイプのCSPにおけるパッケ
ージ形態の変更により、積層する各チップについて高信
頼性を保ちつつパッケージの小型化、薄型化が達成され
る半導体パッケージ及びその製造方法を提供しようとす
るものである。
係る半導体パッケージは、接続端子を配した主表面が回
路配線の作り込まれた変換基材と一体化している第1半
導体チップと、前記変換基材表面に設けられた他のチッ
プとの接続領域と、前記変換基材の接続領域にフリップ
チップ実装された第2半導体チップと、前記変換基材表
面に設けられた前記第1及び第2半導体チップに関係す
る外部接続部と、を具備したことを特徴とする。
ば、第2の半導体チップは変換基板付きの第1の半導体
チップに向かい合うようにフリップチップ接続される。
第1の半導体チップの変換基板にはフリップチップ接続
可能な領域や第1及び第2半導体チップに関係する外部
接続部が設けられる。パッケージとしての配線の短縮、
サイズ縮小に寄与する。
記第2半導体チップは上記第1半導体チップよりサイズ
が小さく、上記外部接続部は第2半導体チップの周辺の
上記変換基材に設けられていることを特徴とする。変換
基材が第1半導体チップと同じサイズであればパッケー
ジとして有利な構成となる。
体チップは、その接続端子を配した主表面が回路配線の
作り込まれた第2半導体チップ用の変換基材と一体化さ
れており、上記第2半導体チップの変換基材にフリップ
チップ接続されていることを特徴とする。2つの変換基
板を備えることによって配線引き回しの負担が軽減され
る。
てのバリエーションを広げるため、次のような特徴を有
するようにしてもよい。[請求項4]として、上記外部
接続部と繋がる、外部端子を配したベース基材をさらに
具備することを特徴とする。[請求項5]として、上記
外部接続部と繋がる、外部端子を配したベース基材をさ
らに具備し、上記外部接続部とベース基材はボンディン
グワイヤを介した接続関係を有することを特徴とする。
[請求項6]として、上記外部接続部と繋がる、外部端
子を配したベース基材をさらに具備し、上記外部接続部
とベース基材はフレキシブルなプリント配線を介した接
続関係を有することを特徴とする。[請求項7]とし
て、上記外部接続部と繋がる、外部端子を配したベース
基材と、少なくとも上記ベース基材上において保護部材
をさらに具備することを特徴とする。[請求項8]とし
て、上記外部接続部と繋がる、外部端子を配したベース
基材と、上記ベース基材上において前記第1及び第2半
導体チップを封止する封止部材とをさらに具備すること
を特徴とする
1]〜[請求項8]の各構成に関し、上記第1及び第2
半導体チップの組み合わせ構成が積み重ねられた形態を
含むことを特徴とする。本発明に係る構成はサイズ増大
を抑えつつ積み重ねにも対処できる。
ケージの製造方法は、半導体ウェハの各チップ領域にお
いて配された接続端子を再配線すると共に、他のチップ
との接続領域及びこれらの配線に関わる外部接続部を表
面に有する変換基板を形成する工程と、前記半導体ウェ
ハを各々前記変換基板付きの第1半導体チップとして分
離する工程と、前記第2半導体チップを前記変換基板の
所定の接続領域にフリップチップ接続する工程と、を具
備したことを特徴とする。
方法によれば、変換基板はウェハ状態のときに形成し、
第1半導体チップとした分離した時にチップと一体化さ
れている。これにより、製造の効率化を図る。変換基板
にはフリップチップ接続可能な領域や第1及び第2半導
体チップに関係する外部接続部が設けられる。これによ
り、パッケージとしての配線の短縮、サイズ縮小に寄与
する。
主表面を対向させて積み重ねられる形態を有する。従っ
て、スタック上段のボンディングワイヤは存在せず、そ
のループの厚みを考慮しなくてよい。これにより、パッ
ケージの薄型化に寄与する。
プチップ接続は圧接ペースト部材を利用した接続を伴う
ことを特徴とする。また、[請求項12]として、上記
フリップチップ接続は異方性導電接着材料を利用した接
続を伴うことを特徴とする。
上記フリップチップ接続の工程以前に上記第2半導体チ
ップの接続端子を配した主表面について回路配線の作り
込まれた第2半導体チップ用の変換基材により再配置配
線する工程を経ることを特徴とする。一つの変換基板に
比べ、2つの変換基板の方が配線引き回しの負担が軽減
される。
0]〜[請求項13]いずれかのパッケージの製造にお
いて、外部端子を配するベース基材を準備し、上記外部
接続部と直接的に、または配線部材を介して接続される
工程をさらに具備することを特徴とする。これにより、
要求されるパッケージの種類に適合させる。
0]〜[請求項13]いずれかのパッケージの製造にお
いて、外部端子を配するベース基材を準備し、このベー
ス基材上に上記第1半導体チップを固着する工程と、上
記外部接続部とベース基材を電気的に接続する工程と、
少なくとも上記外部接続部とベース基材の電気的接続部
を保護する封止工程とをさらに具備することを特徴とす
る。これにより、要求されるパッケージの種類に適合さ
せ、また、封止保護で信頼性向上に寄与する。
係るスタックトタイプのCSP(Chip SizePackage)を
示す断面図である。集積回路が組み込まれた半導体チッ
プCHIP1は、その主表面が回路配線の作り込まれた
変換基材IP1と一体化している。変換基材IP1の表
面には後述する他の半導体チップCHIP2との接続領
域CA、及びこれら半導体チップCHIP1,2に関係
した信号の授受を担う外部接続部TAが設けられてい
る。
IP2は、主表面上のパッドにバンプBMPを有し、接
続領域CAにフリップチップ実装されている。フリップ
チップ実装にはACF(異方性導電膜)、圧接ペースト
(ACP(異方性導電ペースト)やNCP(絶縁樹脂ペ
ースト))による接合など様々考えられる。
HIP2は半導体チップCHIP1よりもサイズが小さ
く、外部接続部TAはチップCHIP2の周辺の変換基
材IP1上に設けられた形態となっている。
チップCHIP1,2に対する外部との接続部が、チッ
プCHIP1上の変換基材IP1に外部接続部TAとし
てまとめられる。つまり、パッケージの実装は外部接続
部TAに対し行なえばよい。
面を対向させて積み重ねられる形態を有する。従来の図
8のように、スタック上段のボンディングワイヤは存在
せず、そのループの厚みを考慮しなくてよい。これによ
り、パッケージの薄型化に寄与する。
態が考えられる。例えばワイヤボンディング、TAB
(Tape Automated Bonding)テープ、フレキシブル基板
または接続用基板への装着など限定されず、要求に合わ
せた形態をとることができる。
ックトタイプのCSPを示す断面図である。図1と同様
の個所には同一の符号を付して説明する。この実施形態
では、前記第1実施形態に比べて半導体チップCHIP
2にも再配置配線の変換基材IP2が配備されている。
チップCHIP2は、変換基材IP2上のバンプBMP
を介してチップCHIP1の変換基材IP1へフリップ
チップ実装されている。
材IP2の再配置配線の設計が、変換基材IP1に対す
る配線引き回しの負担を軽減することが期待できる。そ
の他は第1実施形態と同様の効果が得られる。
れた2つのチップCHIP1,2に対する外部との接続
部が、チップCHIP1上の変換基材IP1に外部接続
部TAとしてまとめられる。つまり、パッケージの実装
は外部接続部TAに対し行なえばよい。そして、スタッ
ク上段のボンディングワイヤは存在せず、パッケージの
薄型化に寄与する。
は様々な形態が考えられる。例えばワイヤボンディン
グ、TABテープ、フレキシブル基板または接続用基板
への装着など様々であり限定されず、要求に合わせた形
態をとることができる。
ックトタイプのCSPを示す断面図である。図2と同様
の個所には同一の符号を付して説明する。この実施形態
では、前記第2実施形態に比べて半導体チップCHIP
1下に固着されるベース基材B1が設けられている。
る。外部端子ET1はここではボール電極を示している
が、他の形状の電極、例えばスタッド(ピン)タイプ、
ランドタイプなどでもよい。ベース基材B1はハードタ
イプの他、フレキシブルタイプも考えられる。また、ベ
ース基材B1の接続部BCAと外部接続部TAとの接続
部材は、例えばワイヤボンディング、TABテープ等が
考えられる。
成の封止例を示す断面図である。各図はそれぞれ、ポッ
ティングによる樹脂封止、破線の外枠装着による樹脂注
入封止を示す。(a)の構成に代えて、変換基材IP1
の外部接続部TA上と接続部材及び接続部BCA上のみ
の封止でもよい。また、(b)について、後で外枠を外
す構成に代えて、外枠を取り付けたままの形態にしても
よい。このような構成によれば、封止保護がなされたパ
ッケージ形態が構成される。
ース基材B1を設ける構成、さらに封止保護する構成
は、図示しないが前記第1実施形態の構成においても適
用可能である。
ックトタイプのCSPを示す断面図である。図2と同様
の個所には同一の符号を付して説明する。この実施形態
では、前記第2実施形態に比べて、半導体チップCHI
P1上の外部接続部TAに直接装着されるベース基材B
2が設けられている。直接装着については、ACF(異
方性導電膜)、圧接ペースト(ACP(異方性導電ペー
スト)やNCP(絶縁樹脂ペースト))による接合など
様々考えられる。
る。外部端子ET2はここではボール電極を示している
が、他の形状の電極、例えばスタッド(ピン)タイプな
どでもよい。また、ベース基材B1はハードタイプの
他、フレキシブルタイプも考えられる。
成の封止例を示す断面図である。各図はそれぞれ、ポッ
ティングによる樹脂封止、破線の外枠装着による樹脂注
入封止を示す。(a)の構成に代えて、変換基材IP1
の外部接続部TA付近上のみの封止でもよい。また、
(b)について、後で外枠を外す構成に代えて、外枠を
取り付けたままの形態にしてもよい。このような構成に
よれば、封止保護がなされたパッケージ形態が構成され
る。
ース基材B2を設ける構成、さらに封止保護する構成
は、図示しないが前記第1実施形態の構成においても適
用可能である。
ックトタイプのCSPを示す断面図である。前記図3と
同様の個所には同一の符号を付して説明する。この実施
形態では、前記第3実施形態に比べてさらに前記図2の
構成を積み重ねた形態を有する。
TA及び上段の変換基材IP1における外部接続部TA
がベース基材B3の接続部BCAの対応箇所にそれぞれ
接続部材を介して電気的に接続される。この接続部材
は、例えばTABテープが考えられる。
部材を示す。保護部材はポッティングによる樹脂封止、
外枠装着による樹脂注入封止など、様々考えられる。樹
脂注入封止後、外枠を取り去った形態にしてもよい。
的な制約も少なく、さらに図2のようなスタックされた
チップの組み合わせ構成を、複数積み重ねることも可能
である。これにより、薄型化、縮小化されたスタックト
CSPが実現できる。
ース基材B2を設ける構成、さらに封止保護する構成
は、図示しないが前記第1実施形態の構成においても適
用可能である。
導体パッケージの製造方法を説明する。例えば、図2を
参照する。例えば第1の半導体集積回路ウェハ(図示せ
ず)において、各チップ領域において配されたパッドを
再配線すると共に、他のチップ(CHIP2)との接続
領域CA及びこれらの配線に関わる外部接続部TAを表
面に有する変換基板IP1の構造をウェハ全面に形成す
る。一方、第2の半導体集積回路ウェハ(図示せず)で
も、変換基板IP2の構造をウェハ全面に形成する。
スクライビングし、ダイシングによりそれぞれの半導体
チップCHIP1に分離する。一方、第2の半導体集積
回路ウェハでも、その上面をスクライビングし、ダイシ
ングによりそれぞれの半導体チップCHIP2に分離す
る。
CAに半導体チップCHIP2をフリップチップ実装す
る。フリップチップ実装にはACF(異方性導電膜)、
圧接ペースト(ACP(異方性導電ペースト)やNCP
(絶縁樹脂ペースト))などの一つを利用し、適切な接
合が実現される。
らさらに、ベース基材B1を準備し、半導体チップCH
IP1下に固着する。外部端子ETがボール電極の場
合、このときはまだ設けられておらず、封止後に設ける
ようにされる。外部端子ETがランドタイプの場合はす
でに設けられていることの方が多い。次に、外部接続部
TA、ベース基材B1の接続部BCA間が例えばワイヤ
ボンディング(またはTABテープ)により接続され
る。
工程からさらに、ベース基材B1から半導体チップCH
IP1,2を覆う外枠を配し、開口部から封止樹脂を注
入する。注入開口部が上部に設けられるとは限らない。
その後、樹脂硬化後、外枠は外される(外さないものも
ある)。その他、図4(a)に示すように、ポッティン
グ樹脂による封止を利用してもよい。
からさらに、図5に示すようにベース基材B2を装着す
る方法もある。ベース基材B2のチップCHIP1上の
外部接続部TAへの装着については、ACF(異方性導
電膜)、圧接ペースト(ACP(異方性導電ペースト)
やNCP(絶縁樹脂ペースト))のうち一つの接合方法
が適用される。その後、図6(a)または(図6(b)
に示すように、樹脂封止による保護がなされるようにし
てもよい。
クトCSPとして、厚さを薄くすることができる。加え
て内部の配線の引き回し、外部端子への導出が簡素化さ
れる。積層チップのパッド間の結合を要する場合は、変
換基板上で配線すればよいのである。この結果、高信頼
性を有しつつ、薄型でよりコンパクトな半導体パッケー
ジが実現できる。
タックトタイプのCSPにおける積層チップにおいて、
スタック上段のボンディングワイヤは存在せず、そのル
ープの厚みを考慮しなくてよい。また、変換基材に外部
接続部としてまとめられ、実装への配線も簡素化され
る。この結果、スタックトタイプのCSPにおけるパッ
ケージ形態の変更により、積層する各チップについて高
信頼性を保ちつつパッケージの小型化、薄型化が達成さ
れる半導体パッケージ及びその製造方法を提供すること
ができる。
のCSPを示す断面図である。
のCSPを示す断面図である。
のCSPを示す断面図である。
例を示す断面図である。
のCSPを示す断面図である。
例を示す断面図である。
のCSPを示す断面図である。
Pの構成を示す断面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 接続端子を配した主表面が回路配線の作
り込まれた変換基材と一体化している第1半導体チップ
と、 前記変換基材表面に設けられた他のチップとの接続領域
と、 前記変換基材の接続領域にフリップチップ接続された第
2半導体チップと、 前記変換基材表面に設けられた前記第1及び第2半導体
チップに関係する外部接続部と、を具備したことを特徴
とする半導体パッケージ。 - 【請求項2】 前記第2半導体チップは前記第1半導体
チップよりサイズが小さく、前記外部接続部は前記第2
半導体チップの周辺の前記変換基材に設けられているこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体パッケージ。 - 【請求項3】 前記第2半導体チップは、その接続端子
を配した主表面が回路配線の作り込まれた第2半導体チ
ップ用の変換基材と一体化されており、前記第1半導体
チップの変換基材にフリップチップ接続されていること
を特徴とする請求項1または2記載の半導体パッケー
ジ。 - 【請求項4】 前記外部接続部と繋がる、外部端子を配
したベース基材をさらに具備することを特徴とする請求
項1〜3いずれか一つに記載の半導体パッケージ。 - 【請求項5】 前記外部接続部と繋がる、外部端子を配
したベース基材をさらに具備し、前記外部接続部とベー
ス基材はボンディングワイヤを介した接続関係を有する
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか一つに記載の半
導体パッケージ。 - 【請求項6】 前記外部接続部と繋がる、外部端子を配
したベース基材をさらに具備し、前記外部接続部とベー
ス基材はフレキシブルなプリント配線を介した接続関係
を有することを特徴とする請求項1〜3いずれか一つに
記載の半導体パッケージ。 - 【請求項7】 前記外部接続部と繋がる、外部端子を配
したベース基材と、少なくとも前記ベース基材上におい
て保護部材をさらに具備することを特徴とする請求項1
〜3いずれか一つに記載の半導体パッケージ。 - 【請求項8】 前記外部接続部と繋がる、外部端子を配
したベース基材と、前記ベース基材上において前記第1
及び第2半導体チップを封止する封止部材とをさらに具
備することを特徴とする請求項1〜3いずれか一つに記
載の半導体パッケージ。 - 【請求項9】 前記第1及び第2半導体チップの組み合
わせ構成が積み重ねられた形態を含むことを特徴とする
請求項1〜8いずれか一つに記載の半導体パッケージ。 - 【請求項10】 半導体ウェハの各チップ領域において
配された接続端子を再配線すると共に、他のチップとの
接続領域及びこれらの配線に関わる外部接続部を表面に
有する変換基板を形成する工程と、 前記半導体ウェハを各々前記変換基板付きの第1半導体
チップとして分離する工程と、 前記第2半導体チップを前記変換基板の所定の接続領域
にフリップチップ接続する工程と、を具備したことを特
徴とする半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項11】 前記フリップチップ接続は圧接ペース
ト部材を利用した接続を伴うことを特徴とする請求項9
記載の半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項12】 前記フリップチップ接続は異方性導電
接着材料を利用した接続を伴うことを特徴とする請求項
9記載の半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項13】 前記フリップチップ接続の工程以前に
前記第2半導体チップの接続端子を配した主表面につい
て回路配線の作り込まれた第2半導体チップ用の変換基
材により再配置配線する工程を経ることを特徴とする請
求項9〜12いずれか一つに記載の半導体パッケージの
製造方法。 - 【請求項14】 外部端子を配するベース基材を準備
し、前記外部接続部と直接的に、または配線部材を介し
て接続される工程をさらに具備することを特徴とする請
求項9〜13いずれか一つに記載の半導体パッケージの
製造方法。 - 【請求項15】 外部端子を配するベース基材を準備
し、このベース基材上に前記第1半導体チップを固着す
る工程と、前記外部接続部と前記ベース基材を電気的に
接続する工程と、少なくとも前記外部接続部と前記ベー
ス基材の電気的接続部を保護する封止工程とをさらに具
備することを特徴とする請求項9〜13いずれか一つに
記載の半導体パッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001325877A JP2003133509A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001325877A JP2003133509A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003133509A true JP2003133509A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19142354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001325877A Withdrawn JP2003133509A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003133509A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005117117A1 (en) | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Honeywell International Inc. | Method and system for stacking integrated circuits |
JP2006173214A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US7700409B2 (en) | 2004-05-24 | 2010-04-20 | Honeywell International Inc. | Method and system for stacking integrated circuits |
JP2010535404A (ja) * | 2007-05-16 | 2010-11-18 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | ダイ積層システムおよび方法 |
-
2001
- 2001-10-24 JP JP2001325877A patent/JP2003133509A/ja not_active Withdrawn
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