JP2003174143A - Semiconductor device and laminated semiconductor device using the same - Google Patents

Semiconductor device and laminated semiconductor device using the same

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JP2003174143A
JP2003174143A JP2001371796A JP2001371796A JP2003174143A JP 2003174143 A JP2003174143 A JP 2003174143A JP 2001371796 A JP2001371796 A JP 2001371796A JP 2001371796 A JP2001371796 A JP 2001371796A JP 2003174143 A JP2003174143 A JP 2003174143A
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semiconductor device
convex portion
concave portion
stacked
shape
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JP2001371796A
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Japanese (ja)
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Yasuhisa Yamaji
泰久 山地
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can easily realize accurate positioning on the occasion of stacking semiconductor devices and can surely attain stand-off at the time of mounting into a substrate. <P>SOLUTION: The semiconductor device is provided with a resin package having two external surfaces which are provided opposed to each other to cover a semiconductor chip. One external surface of the semiconductor device includes the projected part of the shape which becomes narrower as it goes to the end point, while the other external surface includes the recessed part of the shape to which a projected part of the same shape as the projected part may be inserted. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、半導体装置およ
びその半導体装置を用いた積層型半導体装置に関し、詳
しくは、半導体装置のパッケージ形状に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a stacked semiconductor device using the semiconductor device, and more particularly to a package shape of the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、携帯電話などの情報機器の小型化が進むに従い、情
報機器に搭載される半導体装置の小型化と高密度実装が
要求されている。それに伴い、SOPやQFPといった
パッケージ形態の半導体装置や、CSPやBGAといっ
たエリアアレイ型パッケージ形態の半導体装置に対する
需要が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, as information devices such as mobile phones have been downsized, there has been a demand for downsizing and high-density mounting of semiconductor devices mounted on the information devices. Along with this, demand for package-type semiconductor devices such as SOP and QFP and area-array-type package semiconductor devices such as CSP and BGA is increasing.

【0003】また、さらなる高密度実装を目的として、
1つの半導体装置の中に複数の半導体チップを内蔵した
スタックドパッケージや、複数の薄型半導体装置を積み
重ねたパッケージスタックが開発され量産されている。
パッケージスタックは、個々に製造された半導体装置を
積み重ねて実装面積の低減を図ることにより高密度実装
を達成するものである。
Further, for the purpose of higher density mounting,
A stacked package in which a plurality of semiconductor chips are built in one semiconductor device and a package stack in which a plurality of thin semiconductor devices are stacked have been developed and mass-produced.
The package stack achieves high-density mounting by stacking the individually manufactured semiconductor devices to reduce the mounting area.

【0004】パッケージスタックにおいて、半導体装置
を積み重ねる際には半導体装置どうしの位置合わせを行
う必要がある。その方法としては、半導体装置の外形を
基準として位置合わせを行う方法や、半導体装置のパッ
ケージに形成された凹凸を利用して位置合わせを行う方
法がある。
When stacking semiconductor devices in a package stack, it is necessary to align the semiconductor devices with each other. As a method therefor, there are a method of aligning with the outer shape of the semiconductor device as a reference, and a method of aligning using the unevenness formed on the package of the semiconductor device.

【0005】半導体装置の外形を基準として位置合わせ
する方法では、図9に示すように、位置ズレ防止用治具
109を用い、同じ形状の半導体装置102の外形を基
準として機械的に位置合わせを行い、その後、リフロー
を実施することによって上下の半導体装置102の外部
電極端子106を接合させる。なお、外部電極端子10
6にははんだメッキが施されており、リフロー炉へ通さ
れた際にはんだが溶融し、その表面張力によってセルフ
アライメントが働くため、多少の位置ズレがあっても正
規の位置に戻る現象が確認される。
In the method of aligning with reference to the outer shape of the semiconductor device, as shown in FIG. 9, a positional deviation preventing jig 109 is used to perform mechanical alignment with the outer shape of the semiconductor device 102 having the same shape as the reference. After that, reflow is performed to join the external electrode terminals 106 of the upper and lower semiconductor devices 102. The external electrode terminal 10
6 is solder-plated, and when it is passed through the reflow furnace, the solder melts and self-alignment works due to the surface tension of the solder. To be done.

【0006】しかしながら、半導体装置102の外形を
基準とする位置合わせは、外部電極端子106のピッチ
が狭く、積み重ねる際の位置合わせに高い精度が要求さ
れるものに対して必ずしも精度が十分であるとは言えな
い。また、上下の外部電極端子106がリフローによっ
て固定される前に位置ズレを起こす可能性もある。
However, the alignment based on the outer shape of the semiconductor device 102 is not necessarily sufficient for those in which the pitch of the external electrode terminals 106 is narrow and the alignment at the time of stacking requires high precision. I can't say. In addition, the upper and lower external electrode terminals 106 may be displaced before being fixed by reflow.

【0007】また、リフロー時に上述のセルフアライメ
ントが期待通りに働かず、積み重ねた際に発生した位置
ズレを修正できないまま上下の外部電極端子106が固
定されてしまい、接続不良が発生する可能性もある。さ
らに、半導体装置102を積み重ねる際に用いられた位
置ズレ防止用治具109は、半導体装置102をプリン
ト基板(図示せず)に実装した後に取り外す必要があ
り、組み立て工程における作業性が悪い。
In addition, the self-alignment described above does not work as expected during reflow, and the upper and lower external electrode terminals 106 are fixed without being able to correct the positional deviation that occurs during stacking, which may cause a connection failure. is there. Further, the misalignment preventing jig 109 used when stacking the semiconductor devices 102 needs to be removed after the semiconductor devices 102 are mounted on a printed circuit board (not shown), and workability in the assembly process is poor.

【0008】一方、半導体装置の樹脂パッケージに形成
された凹凸を利用して位置合わせを行う方法では、図1
0および図11に示すように、樹脂パッケージ203の
上面203aに形成された凹部204へ樹脂パッケージ
203の下面203bに形成された凸部205を嵌め入
れることにより位置合わせを行う(例えば、実開昭58
−18346号公報参照)。この方法では、保持具とし
て位置ズレ防止用治具109(図9参照)などを用いる
ことなく積み重ねることができる。
On the other hand, in the method of aligning by utilizing the unevenness formed on the resin package of the semiconductor device, the method shown in FIG.
0 and FIG. 11, the alignment is performed by fitting the convex portion 205 formed on the lower surface 203b of the resin package 203 into the concave portion 204 formed on the upper surface 203a of the resin package 203 (for example, the actual opening). 58
-18346). In this method, stacking can be performed without using the misalignment preventing jig 109 (see FIG. 9) as a holder.

【0009】しかし、凹部204の側面204aおよび
凸部205の側面205aが樹脂パッケージ203の上
面203aおよび下面203bに対してそれぞれ垂直に
形成されているので、凸部205を凹部204へ嵌め込
むためには精密に上下の半導体装置202の位置合わせ
を行う必要があり、組み立て工程における作業性が悪
い。
However, since the side surface 204a of the concave portion 204 and the side surface 205a of the convex portion 205 are formed perpendicular to the upper surface 203a and the lower surface 203b of the resin package 203, respectively, the convex portion 205 can be fitted into the concave portion 204. Requires precise alignment of the upper and lower semiconductor devices 202, resulting in poor workability in the assembly process.

【0010】この問題点を解決するためには、凹部20
4の大きさを凸部205の大きさよりも大きくして余裕
をもたせることが考えられるが、大きくし過ぎると半導
体装置202を正確な位置で積み重ねることができず、
外部電極端子206どうしの位置ズレが大きくなり、最
悪の場合には接続すべき外部電極端子206どうしが接
続されずに接続不良を引き起こす恐れがある。特に半導
体チップの高機能化により外部電極端子206の数が増
加すると共に樹脂パッケージ203が小型化され、外部
電極端子206のピッチが狭くなると、上記接続不良の
可能性はより一層大きくなる。
In order to solve this problem, the recess 20
It is conceivable that the size of 4 is made larger than the size of the convex portion 205 to allow a margin, but if it is made too large, the semiconductor devices 202 cannot be stacked at an accurate position,
The positional deviation between the external electrode terminals 206 becomes large, and in the worst case, the external electrode terminals 206 to be connected may not be connected to each other and a connection failure may occur. In particular, if the number of the external electrode terminals 206 is increased and the resin package 203 is downsized and the pitch of the external electrode terminals 206 is narrowed due to the high performance of the semiconductor chip, the possibility of the above-mentioned connection failure is further increased.

【0011】また、図12に示すように、はんだボール
を外部電極端子306とするエリアグリッドアレイ型の
半導体装置302からなる積層型半導体装置301にお
いては、プリント基板307に実装した場合に積層型半
導体装置301の自重やはんだの表面張力によりはんだ
ボールが球状をなさずに潰れる傾向にある。この傾向は
プリント基板307のランド308の直径が大きい場合
に顕著に表れる。はんだボールが潰れた場合、スタンド
オフ(パッケージの下面とプリント基板の表面との間の
距離)が小さくなり、実装信頼性の低下が予想される。
また、プリント基板307の表面と半導体装置302の
下面が接触してしまった場合には積層型半導体装置30
1から発せられる熱を外部へ放熱することが困難にな
る。
Further, as shown in FIG. 12, in a laminated semiconductor device 301 including an area grid array type semiconductor device 302 having solder balls as external electrode terminals 306, a laminated semiconductor device when mounted on a printed circuit board 307. Due to the weight of the device 301 and the surface tension of the solder, the solder balls tend to be crushed without forming a spherical shape. This tendency is remarkable when the diameter of the land 308 of the printed board 307 is large. When the solder balls are crushed, the standoff (distance between the lower surface of the package and the surface of the printed circuit board) becomes small, and the mounting reliability is expected to decrease.
When the surface of the printed board 307 and the lower surface of the semiconductor device 302 come into contact with each other, the stacked semiconductor device 30
It becomes difficult to dissipate the heat generated from 1 to the outside.

【0012】この発明は以上のような事情を考慮してな
されたものであり、半導体装置を積み重ねる際に、容易
に、かつ、正確に位置合わせを行うことができると共
に、基板へ実装した際に確実にスタンドオフを確保でき
る半導体装置を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when semiconductor devices are stacked, they can be easily and accurately aligned, and when they are mounted on a substrate. Provided is a semiconductor device capable of reliably ensuring a standoff.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに対向
する2つの外面を有し半導体チップを覆う樹脂パッケー
ジを備え、一方の外面は先細となるような形状の凸部を
有し、他方の外面は前記凸部と同形状の凸部が嵌入でき
るような形状の凹部を有する半導体装置を提供するもの
である。
According to the present invention, there is provided a resin package having two outer surfaces facing each other and covering a semiconductor chip, one outer surface having a convex portion having a tapered shape, and the other outer surface. It is intended to provide a semiconductor device having an outer surface having a recess having a shape into which a projection having the same shape as that of the projection can be fitted.

【0014】つまり、この発明による半導体装置は、凸
部が先細となるような形状を有するので、半導体装置を
積み重ねる際に精密な位置合わせを行わなくても凹部と
凸部が嵌り易く、また凹部と凸部が完全に嵌り合うと正
確な位置決めができる。さらに、この発明による半導体
装置は、凸部が基板と対向するように実装されると、凸
部の高さ分だけ確実にスタンドオフを確保できる。
That is, since the semiconductor device according to the present invention has a shape in which the convex portion is tapered, the concave portion and the convex portion can be easily fitted to each other without precise alignment when stacking the semiconductor devices, and the concave portion can be easily fitted. Accurate positioning can be achieved when the projections and the projections fit together perfectly. Further, when the semiconductor device according to the present invention is mounted so that the convex portion faces the substrate, the standoff can be reliably ensured by the height of the convex portion.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この発明による半導体装置におい
て、半導体チップを覆う樹脂パッケージの成形方法は、
特に限定されるものではないが、例えば、トランスファ
ー成形法で成形することができる。具体的には、半導体
チップを金型のキャビティーに置き、加熱液化した封止
材料を加圧してキャビティーに押し出し、そこで封止材
料を固化させて半導体チップを封止する。ここで、封止
材料としては、特に限定されるものではないが、例え
ば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポ
リアミド、ポリフェニレンスルフィドなどを用いること
ができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a semiconductor device according to the present invention, a method for molding a resin package covering a semiconductor chip is
Although not particularly limited, for example, it can be molded by a transfer molding method. Specifically, the semiconductor chip is placed in the cavity of the mold, and the heated and liquefied sealing material is pressed and pushed into the cavity, where the sealing material is solidified to seal the semiconductor chip. Here, the sealing material is not particularly limited, but for example, epoxy resin, silicone resin, polyurethane, polyamide, polyphenylene sulfide, etc. can be used.

【0016】この発明による半導体装置において、凹部
は凸部の反対側となる位置に設けられることが好まし
い。というのは、凹部が凸部の反対側となる位置に設け
られると、半導体装置を同一軸線上に整列させて積み重
ねることができ、これによって、基板に対する実装面積
を最も効率的に低減できるからである。
In the semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the concave portion is provided at a position opposite to the convex portion. This is because when the recesses are provided on the opposite side of the projections, the semiconductor devices can be aligned and stacked on the same axis line, which can reduce the mounting area on the substrate most efficiently. is there.

【0017】また、この発明による半導体装置におい
て、凹部はその開口から底に向かって先細となるような
形状を有し、凹部と凸部は互いに対応した相補形に成形
されてもよい。このように構成されると、凹部と凸部が
完全に嵌り合った状態において、位置合わせされた状態
をより確実に保持できるようになる。従って、半導体装
置が積み重ねられてからリフローによって互いに接合さ
れるまでの間に位置ズレが生じることを防止できる。
In the semiconductor device according to the present invention, the recess may have a shape tapering from the opening toward the bottom, and the recess and the protrusion may be formed in complementary shapes corresponding to each other. With such a configuration, it is possible to more reliably hold the aligned state in the state where the concave portion and the convex portion are completely fitted together. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of positional deviation between the semiconductor devices being stacked and being joined to each other by reflow.

【0018】この発明による半導体装置において、凹部
は方形の底面を有し、凸部は方形の頂面を有していても
よい。なお、凹部の底面や凸部の頂面の形状は、上記の
方形以外にも三角形、多角形、L字形などの任意の形状
とすることができる。
In the semiconductor device according to the present invention, the concave portion may have a rectangular bottom surface and the convex portion may have a rectangular top surface. The shape of the bottom surface of the concave portion and the top surface of the convex portion can be any shape such as a triangle, a polygon, an L-shape, etc. other than the above-mentioned square.

【0019】また、この発明による半導体装置におい
て、凹部は円形の底面を有し、凸部は円形の頂面を有
し、凹部と凸部はそれぞれ2以上の同数ずつ設けられて
もよい。また、この発明による半導体装置において、樹
脂パッケージは板状で、前記凸部と凹部により皿状に成
形されていてもよい。
In the semiconductor device according to the present invention, the concave portion may have a circular bottom surface, the convex portion may have a circular top surface, and the concave portion and the convex portion may be provided in the same number of 2 or more. Further, in the semiconductor device according to the present invention, the resin package may be plate-shaped, and may be formed in a dish shape by the convex portion and the concave portion.

【0020】また、この発明による半導体装置におい
て、凸部の高さは凹部の深さよりも低くてもよい。この
ように構成すると、半導体装置が積み重ねられた状態に
おいて、凹部の底面と凸部の頂面との間に隙間が形成さ
れる。従って、凹部の底面又は凸部の頂面に小さな異物
が付着していても上下の半導体装置を隙間なく積み重ね
ることができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the height of the convex portion may be lower than the depth of the concave portion. According to this structure, a gap is formed between the bottom surface of the concave portion and the top surface of the convex portion when the semiconductor devices are stacked. Therefore, even if a small foreign matter is attached to the bottom surface of the concave portion or the top surface of the convex portion, the upper and lower semiconductor devices can be stacked without a gap.

【0021】また、この発明による半導体装置は、半導
体チップと電気的に接続され、樹脂パッケージから外方
へ突出する外部電極端子を更に備えていてもよい。この
場合、上下に積み重ねられた半導体装置は凹部と凸部が
嵌り合うことによって位置決めされ、さらに上下の外部
電極端子がはんだで固定される。従って、外部電極端子
はリフローによって溶融するはんだメッキが施されてい
ることが好ましい。
Further, the semiconductor device according to the present invention may further include an external electrode terminal electrically connected to the semiconductor chip and protruding outward from the resin package. In this case, the semiconductor devices stacked vertically are positioned by fitting the concave portions and the convex portions, and the upper and lower external electrode terminals are fixed by soldering. Therefore, the external electrode terminals are preferably plated with solder that melts by reflow.

【0022】また、この発明は別の観点からみると、複
数の半導体装置が重ねられ、上下に隣接する半導体装置
は一方の凹部と他方の凸部が互いに嵌り合うことにより
位置決めされ、各半導体装置が上述の半導体装置である
積層型半導体装置を提供するものでもある。
From another point of view of the present invention, a plurality of semiconductor devices are stacked, and vertically adjacent semiconductor devices are positioned by fitting one concave portion and the other convex portion to each other. Also provides a stacked semiconductor device which is the above-mentioned semiconductor device.

【0023】[0023]

【実施例】以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。また、以下に説明する複数の実施
例において共通する部材には同じ符号を用いて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to the embodiments. Further, members common to a plurality of embodiments described below will be described using the same reference numerals.

【0024】実施例1 この発明の実施例1による積層型半導体装置について図
1および図2に基づいて説明する。図1は実施例1によ
る積層型半導体装置の斜視図であり、図2は図1に示さ
れる積層型半導体装置を基板上に実装した状態を示す説
明図である。
Embodiment 1 A stacked semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a perspective view of a stacked semiconductor device according to a first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the stacked semiconductor device shown in FIG. 1 is mounted on a substrate.

【0025】図1および図2に示されるように、実施例
1による積層型半導体装置1を構成する各半導体装置2
は、互いに対向する上面3aと下面3bを有し半導体チ
ップ(図示せず)を覆う樹脂パッケージ3を備え、下面
3bは頂面5bに向かって先細となるような形状の凸部
5を有し、上面3aは前記凸部5と同形状の凸部が嵌入
できるような形状の凹部4を有している。凹部4は凸部
5の反対側となる位置に設けられると共に、その開口か
ら底面4bに向かって先細となるような形状を有し、凹
部4と凸部5は互いに対応した相補形に成形されてい
る。そして、このような半導体装置2を積み重ねること
により構成された積層型半導体装置1において、上下に
隣接する半導体装置2は一方の凹部4と他方の凸部5が
互いに嵌り合うことにより位置決めされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each semiconductor device 2 constituting the stacked semiconductor device 1 according to the first embodiment.
Includes a resin package 3 having an upper surface 3a and a lower surface 3b facing each other and covering a semiconductor chip (not shown), and the lower surface 3b has a convex portion 5 having a shape tapering toward the top surface 5b. The upper surface 3a has a concave portion 4 having a shape into which a convex portion having the same shape as the convex portion 5 can be fitted. The concave portion 4 is provided at a position opposite to the convex portion 5 and has a shape that tapers from the opening toward the bottom surface 4b. The concave portion 4 and the convex portion 5 are formed in complementary shapes corresponding to each other. ing. Then, in the stacked semiconductor device 1 configured by stacking such semiconductor devices 2, vertically adjacent semiconductor devices 2 are positioned by fitting one concave portion 4 and the other convex portion 5 to each other. .

【0026】詳しくは、実施例1による積層半導体装置
1を構成する各半導体装置2は、半導体チップ(図示せ
ず)が樹脂パッケージ3で覆われており、樹脂パッケー
ジ3の上面3aには凹部4、下面3bには凸部5がそれ
ぞれ設けられている。凹部4と凸部5は、同形状の半導
体装置2をそれらの外形を基準として重ね合わせた際
に、一方の凹部4と他方の凸部5が互いに嵌り合うこと
ができる位置にそれぞれ形成されている。
More specifically, in each semiconductor device 2 constituting the laminated semiconductor device 1 according to the first embodiment, a semiconductor chip (not shown) is covered with a resin package 3, and a recess 4 is formed on the upper surface 3a of the resin package 3. , And convex portions 5 are provided on the lower surface 3b. The concave portion 4 and the convex portion 5 are respectively formed at positions where one concave portion 4 and the other convex portion 5 can be fitted to each other when the semiconductor devices 2 having the same shape are overlapped with each other based on their outer shapes. There is.

【0027】樹脂パッケージ3はトランスファーモール
ド成形などによって成形でき、凹部4は方形の底面4b
を有すると共に、底面4bに向かって先細となるように
傾斜した側面4aを有する。一方、凸部5は方形の頂面
5bを有すると共に、頂面5bに向かって先細となるよ
うに傾斜した側面5aを有する。このように、凹部4と
凸部5の側面4aおよび5aがそれぞれ傾斜しているの
で、半導体装置2を積み重ねる際に精密な位置合わせを
行わなくても凹部4と凸部5が嵌り易く、また凹部4と
凸部5が完全に嵌り合うと正確な位置決めができる。
The resin package 3 can be molded by transfer molding or the like, and the recess 4 has a rectangular bottom surface 4b.
And has a side surface 4a inclined so as to taper toward the bottom surface 4b. On the other hand, the convex portion 5 has a rectangular top surface 5b and side surfaces 5a inclined so as to taper toward the top surface 5b. Thus, since the side surfaces 4a and 5a of the concave portion 4 and the convex portion 5 are respectively inclined, the concave portion 4 and the convex portion 5 are easily fitted to each other without performing precise alignment when stacking the semiconductor devices 2, and Accurate positioning can be achieved when the concave portion 4 and the convex portion 5 are completely fitted together.

【0028】ここで、凹部4の側面4aと凸部5の側面
5aの適切な傾斜角度について図8に基づいて説明す
る。図8に示されるように、凹部4の側面4aの傾斜角
度θ1および凸部5の側面5aの傾斜角度θ2は、樹脂
パッケージ3の表面から垂直に延びる線に対して約30
〜60度程度が良い。傾斜角度θ1およびθ2は、大き
いと横すべりが生じ易くなり、小さいと凹部4と凸部5
を嵌める際に精密な位置合わせが必要となって嵌めずら
くなる。
Here, an appropriate inclination angle between the side surface 4a of the concave portion 4 and the side surface 5a of the convex portion 5 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the inclination angle θ1 of the side surface 4a of the concave portion 4 and the inclination angle θ2 of the side surface 5a of the convex portion 5 are about 30 with respect to a line extending perpendicularly from the surface of the resin package 3.
About 60 degrees is good. If the inclination angles θ1 and θ2 are large, side slip is likely to occur, and if the inclination angles θ1 and θ2 are small, the concave portions 4 and the convex portions 5 are formed.
It becomes difficult to fit because precise positioning is required when fitting.

【0029】図1および図2に示される実施例1の半導
体装置2は、凹部4の側面4aの傾斜角度と凸部5の側
面5aの傾斜角度が同じであるが、図8に示されるよう
に傾斜角度θ1およびθ2は互いに異なっていてもよ
い。具体的には、凹部4の側面4aの傾斜角度θ1が凸
部5の側面5aの傾斜角度θ2よりも小さければ良い。
また、図1および図2に示される実施例1の半導体装置
2は、凹部4の深さと凸部5の高さが同じであるが、図
8に示されるように凹部4の深さdより凸部5の高さt
が小さくても良い。この場合、凹部4の底面4bや凸部
5の頂面5bに小さな異物が付着していても上下の半導
体装置2は隙間なく積層できる。
In the semiconductor device 2 of Example 1 shown in FIGS. 1 and 2, the side surface 4a of the concave portion 4 and the side surface 5a of the convex portion 5 have the same inclination angle, but as shown in FIG. Further, the inclination angles θ1 and θ2 may be different from each other. Specifically, the inclination angle θ1 of the side surface 4a of the concave portion 4 may be smaller than the inclination angle θ2 of the side surface 5a of the convex portion 5.
In the semiconductor device 2 of Example 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2, the depth of the concave portion 4 is the same as the height of the convex portion 5, but as shown in FIG. Height t of convex portion 5
May be small. In this case, even if a small foreign matter adheres to the bottom surface 4b of the concave portion 4 or the top surface 5b of the convex portion 5, the upper and lower semiconductor devices 2 can be stacked without a gap.

【0030】なお、樹脂パッケージ3の上面3aに形成
された凹部4には、インデックスマークとしての機能を
もたせることもできるが、この場合は、凹部4を樹脂パ
ッケージ3の上面3aの中心でなく四隅のいずれかに近
づけて形成する必要がある。
The recess 4 formed on the upper surface 3a of the resin package 3 can also function as an index mark, but in this case, the recess 4 is not located at the center of the upper surface 3a of the resin package 3 but at the four corners. It has to be formed close to one of the above.

【0031】半導体装置2は積み重ねることを目的とす
るため、各半導体装置2は積み重ねられた際に隣接する
半導体装置2と電気信号のやりとりを行うための外部電
極端子6を有し、最も下層に位置する半導体装置2の外
部電極端子6がプリント基板7のランド8と電気的に接
続される。1層目の半導体装置2の外部電極端子6とプ
リント基板7のランド8、並びに1層目と2層目、およ
び2層目と3層目の外部電極端子6は、各半導体装置2
を積み重ねてプリント基板7上に実装した後、リフロー
が施されることにより外部電極端子6にメッキされてい
たはんだが溶融して接続されている。
Since the semiconductor devices 2 are intended to be stacked, each semiconductor device 2 has an external electrode terminal 6 for exchanging an electric signal with the adjacent semiconductor device 2 when stacked, and the semiconductor device 2 has the lowest layer. The external electrode terminal 6 of the semiconductor device 2 located is electrically connected to the land 8 of the printed circuit board 7. The external electrode terminals 6 of the semiconductor device 2 of the first layer and the lands 8 of the printed circuit board 7, and the external electrode terminals 6 of the first layer and the second layer, and the second layer and the third layer are the semiconductor device 2
After being stacked and mounted on the printed circuit board 7, reflow is performed to melt and connect the solder plated on the external electrode terminals 6.

【0032】実施例1では、樹脂パッケージ3の上面3
aに凹部4、下面3bに凸部5がそれぞれ成形されてい
るが、スタンドオフや放熱性が問題とならない場合に
は、樹脂パッケージ3の上面3aに凸部5、下面3bに
凹部4があってもよい。なお、実施例1による積層型半
導体装置1を構成する各半導体装置2は、L字形の外部
電極端子6、所謂ガルウイング形状の外部電極端子6を
持つSOP(Small Outline Package)あるいはQFP
(Quad Flat Package)である。
In the first embodiment, the upper surface 3 of the resin package 3 is
Although the concave portion 4 is formed in a and the convex portion 5 is formed in the lower surface 3b, if the standoff and heat dissipation do not matter, the convex portion 5 is formed on the upper surface 3a of the resin package 3 and the concave portion 4 is formed on the lower surface 3b. May be. Each of the semiconductor devices 2 constituting the stacked semiconductor device 1 according to the first embodiment has an L-shaped external electrode terminal 6, a so-called gull-wing-shaped external electrode terminal 6, or a SOP (Small Outline Package) or a QFP.
(Quad Flat Package).

【0033】実施例2 この発明の実施例2による積層型半導体装置について図
3に基づいて説明する。図3は実施例2による積層型半
導体装置の断面図である。
Embodiment 2 A stacked semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view of the stacked semiconductor device according to the second embodiment.

【0034】図3に示されるように、この発明の実施例
2による積層型半導体装置21は、J型の外部電極端子
26を有するSOJ(Small Outline J-leaded Packag
e)やQFJ(Quad Flat J-leaded Package)といった
半導体装置22を積層させたものである。半導体装置2
2の樹脂パッケージ23は、円形の底面24bを有する
凹部24と円形の頂面25bを有する凸部25がそれぞ
れ2つずつ成形されている。上述の実施例1と同様に、
各凹部24はその底面24bに向かって先細となる側面
24aを有し、各凸部25はその頂面25bに向かって
先細となる側面25aを有する。
As shown in FIG. 3, the stacked semiconductor device 21 according to the second embodiment of the present invention has a SOJ (Small Outline J-leaded Packag) having a J-shaped external electrode terminal 26.
The semiconductor device 22 such as e) or QFJ (Quad Flat J-leaded Package) is laminated. Semiconductor device 2
In the second resin package 23, two recesses 24 each having a circular bottom surface 24b and two projections 25 each having a circular top surface 25b are formed. Similar to Example 1 above,
Each recess 24 has a side surface 24a that tapers toward its bottom surface 24b, and each projection 25 has a side surface 25a that tapers toward its top surface 25b.

【0035】つまり、凹部24と凸部25はいわゆる円
錐台形であり、上下の半導体装置22を積み重ねる際に
精密な位置合わせを行わなくても凹部24と凸部25が
嵌り易くなっている。それ以外の構成は上述の実施例1
と同じである。なお、凹部24と凸部25がそれぞれ1
つずつではなく2つずつ設けられるのは、凹部24の底
面24bおよび凸部25の頂面25bがそれぞれ円形で
あるため、1つずつでは凹部24と凸部25が嵌り合っ
ても互いに回転して位置合わせができないからである。
That is, the concave portion 24 and the convex portion 25 are so-called frustoconical, and the concave portion 24 and the convex portion 25 can be easily fitted without precise alignment when stacking the upper and lower semiconductor devices 22. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above.
Is the same as. The concave portion 24 and the convex portion 25 are each 1
Two pieces are provided instead of one piece, because the bottom surface 24b of the concave portion 24 and the top surface 25b of the convex portion 25 are circular, respectively. This is because the alignment cannot be done.

【0036】実施例3 この発明の実施例3による積層型半導体装置について図
4および図5に基いて説明する。図4は実施例3による
積層型半導体装置の断面図である。
Third Embodiment A stacked semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a sectional view of the stacked semiconductor device according to the third embodiment.

【0037】実施例2による積層型半導体装置31は、
積層型半導体装置31を構成する各半導体装置32を上
述の実施例2のSOJやQFJといった形態の半導体装
置22(図3参照)からCSP(chip size package)
やBGA(ball grid array)といったエリアアレイ型
の半導体装置32へ変更したものであり、その他の構成
は上述の実施例2と同様である。
The stacked semiconductor device 31 according to the second embodiment is
Each semiconductor device 32 constituting the stacked semiconductor device 31 is changed from the semiconductor device 22 (see FIG. 3) in the form of SOJ or QFJ of the above-described second embodiment to a CSP (chip size package).
The semiconductor device 32 is changed to an area array type semiconductor device 32 such as a BGA (ball grid array) or the like, and other configurations are the same as those in the above-described second embodiment.

【0038】つまり、この発明はエリアアレイ型の半導
体装置22にも適用できるものであるが、全てのエリア
アレイ型半導体装置22に適用できるのはなく、樹脂パ
ッケージ23の外側にはんだボールからなる外部電極端
子36が存在する、いわゆるFan/Out構造のものに限ら
れる。なお、最も下層に位置する半導体装置32につい
ては、必ずしもFan/Out構造である必要はない。また、
図5に示すように、実施例3による積層型半導体装置3
1は、プリント基板37上へ実装した際に、はんだボー
ルが潰れて球状をなさない場合においても、凸部35に
よってスタンドオフを確実に確保することができる。
That is, although the present invention can be applied to the area array type semiconductor device 22, it is not applicable to all the area array type semiconductor devices 22. It is limited to the so-called Fan / Out structure in which the electrode terminals 36 are present. The semiconductor device 32 located in the lowest layer does not necessarily have the Fan / Out structure. Also,
As shown in FIG. 5, the stacked semiconductor device 3 according to the third embodiment
In the case of No. 1, even when the solder balls are crushed and do not form a spherical shape when mounted on the printed circuit board 37, the convex portion 35 can ensure the standoff.

【0039】実施例4 この発明の実施例4による積層型半導体装置について図
6に基いて説明する。図6は実施例4による積層型半導
体装置の断面図である。
Fourth Embodiment A stacked semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view of the stacked semiconductor device according to the fourth embodiment.

【0040】図6に示されるように、実施例5による積
層型半導体装置41は、上述の実施例1の凹部4と凸部
5を円錐形の凹部44と凸部45に変更したものであ
る。凹部44と凸部45は上述の実施例2と同様の理由
から2つずつ成形されている。その他の構成は上述の実
施例1と同様である。
As shown in FIG. 6, the stacked semiconductor device 41 according to the fifth embodiment is the same as the first embodiment except that the concave portion 4 and the convex portion 5 are replaced by a conical concave portion 44 and a convex portion 45, respectively. . The concave portion 44 and the convex portion 45 are formed in pairs for the same reason as in the second embodiment. Other configurations are similar to those of the above-described first embodiment.

【0041】実施例5 この発明の実施例5による積層型半導体装置について図
7に基いて説明する。図7は実施例5による積層型半導
体装置の断面図である。図7に示されるように、実施例
5による積層型半導体装置51は、各半導体装置52の
樹脂パッケージ53が、凹部54と凸部55により全体
として皿状に成形されている。積層型半導体装置51に
おいて、上下に隣接する半導体装置52は、樹脂パッケ
ージ53の周縁部53cが重なり合うことによって位置
合わせされている。その他の構成は上述の実施例1と同
じである。
Embodiment 5 A stacked semiconductor device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view of the stacked semiconductor device according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 7, in the stacked semiconductor device 51 according to the fifth embodiment, the resin package 53 of each semiconductor device 52 is formed into a dish shape as a whole by the concave portion 54 and the convex portion 55. In the stacked semiconductor device 51, the vertically adjacent semiconductor devices 52 are aligned by overlapping the peripheral edge portions 53 c of the resin package 53. Other configurations are the same as those in the above-described first embodiment.

【0042】[0042]

【発明の効果】この発明によれば、凸部が先細となるよ
うな形状を有するので、半導体装置を積み重ねる際に精
密な位置合わせを行わなくても凹部と凸部が嵌り易く、
また凹部と凸部が完全に嵌り合うと正確な位置決めがで
きる。また、凸部が基板と対向するように実装されると
凸部の高さ分だけ確実にスタンドオフを確保できる。
According to the present invention, since the convex portion has a tapered shape, it is easy to fit the concave portion and the convex portion without precise alignment when stacking the semiconductor devices.
Further, when the concave portion and the convex portion are completely fitted to each other, accurate positioning can be performed. Further, if the convex portion is mounted so as to face the substrate, the standoff can be surely secured by the height of the convex portion.

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

【図1】この発明の実施例1による積層型半導体装置の
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a stacked semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される積層型半導体装置を基板上に実
装した状態を示す断面図である。
2 is a cross-sectional view showing a state in which the stacked semiconductor device shown in FIG. 1 is mounted on a substrate.

【図3】この発明の実施例2による積層型半導体装置を
基板上に実装した状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a stacked semiconductor device according to a second embodiment of the present invention mounted on a substrate.

【図4】この発明の実施例3による積層型半導体装置を
基板上に実装した状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a state in which a stacked semiconductor device according to a third embodiment of the present invention is mounted on a substrate.

【図5】実施例3による積層型半導体装置において、外
部電極端子であるはんだボールが潰れた状態で基板上に
実装された状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a solder ball, which is an external electrode terminal, is mounted on a substrate in a crushed state in a stacked semiconductor device according to a third embodiment.

【図6】この発明の実施例4による積層型半導体装置を
基板上に実装した状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a stacked semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention mounted on a substrate.

【図7】この発明の実施例5による積層型半導体装置を
基板上に実装した状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a stacked semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention mounted on a substrate.

【図8】この発明による積層型半導体装置において、凹
部と凸部の変形例を示す凹部と凸部の拡大断面図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a concave portion and a convex portion showing a modification of the concave portion and the convex portion in the stacked semiconductor device according to the present invention.

【図9】従来の積層型半導体装置の斜視図であり、半導
体装置の外形を基準として位置合わせし、積み重ねる様
子を説明している。
FIG. 9 is a perspective view of a conventional stacked semiconductor device, illustrating how the semiconductor devices are aligned and stacked with the outer shape of the semiconductor device as a reference.

【図10】従来の積層型半導体装置の斜視図であり、各
半導体装置に形成された凹凸を利用して位置合わせし、
積み重ねる様子を説明している。
FIG. 10 is a perspective view of a conventional stacked semiconductor device, which is aligned by utilizing the unevenness formed on each semiconductor device;
Explaining how to stack.

【図11】図10に示される従来の積層型半導体装置の
断面図である。
11 is a cross-sectional view of the conventional stacked semiconductor device shown in FIG.

【図12】従来の積層型半導体装置を基板上に実装した
状態を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional stacked semiconductor device is mounted on a substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・積層型半導体装置 2・・・半導体装置 3・・・樹脂パッケージ 3a・・・上面 3b・・・下面 4・・・凹部 4a・・・側面 4b・・・底面 5・・・凸部 5a・・・側面 5b・・・底面 6・・・外部電極端子 1 ... Stacked semiconductor device 2 ... Semiconductor device 3 ... Resin package 3a ... top surface 3b ... bottom surface 4 ... Recess 4a ... side surface 4b ... bottom surface 5 ... convex part 5a ... side surface 5b ... bottom surface 6 ... External electrode terminals

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに対向する2つの外面を有し半導体
チップを覆う樹脂パッケージを備え、一方の外面は先細
となるような形状の凸部を有し、他方の外面は前記凸部
と同形状の凸部が嵌入できるような形状の凹部を有する
半導体装置。
1. A resin package having two outer surfaces facing each other and covering a semiconductor chip, wherein one outer surface has a convex portion having a tapered shape, and the other outer surface has the same shape as the convex portion. A semiconductor device having a concave portion having a shape into which the convex portion of FIG.
【請求項2】 凹部は凸部の反対側となる位置に設けら
れる請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the concave portion is provided at a position opposite to the convex portion.
【請求項3】 凹部はその開口から底に向かって先細と
なるような形状を有し、凹部と凸部は互いに対応した相
補形に成形される請求項1又は2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the recess has a shape tapering from the opening toward the bottom, and the recess and the protrusion are formed in complementary shapes corresponding to each other.
【請求項4】 凹部は方形の底面を有し、凸部は方形の
頂面を有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導
体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the concave portion has a rectangular bottom surface and the convex portion has a rectangular top surface.
【請求項5】 凹部は円形の底面を有し、凸部は円形の
頂面を有し、凹部と凸部はそれぞれ2以上の同数ずつ設
けられる請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装
置。
5. The concave portion has a circular bottom surface, the convex portion has a circular top surface, and the concave portion and the convex portion are provided in the same number of 2 or more, respectively. Semiconductor device.
【請求項6】 樹脂パッケージが板状で、前記凸部と凹
部により皿状に成形されてなる請求項1〜3のいずれか
1つに記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the resin package is plate-shaped and is formed in a dish shape by the convex portion and the concave portion.
【請求項7】 凸部の高さが凹部の深さよりも低い請求
項1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the height of the convex portion is lower than the depth of the concave portion.
【請求項8】 半導体チップと電気的に接続され、樹脂
パッケージから外方へ突出する外部電極端子を更に備え
る請求項1〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an external electrode terminal electrically connected to the semiconductor chip and protruding outward from the resin package.
【請求項9】 複数の半導体装置が重ねられ、上下に隣
接する半導体装置は一方の凹部と他方の凸部が互いに嵌
り合うことにより位置決めされ、各半導体装置は請求項
1〜8のいずれか1つに記載の半導体装置である積層型
半導体装置。
9. A plurality of semiconductor devices are stacked, and vertically adjacent semiconductor devices are positioned by fitting one concave portion and the other convex portion to each other, and each semiconductor device is positioned in accordance with any one of claims 1 to 8. Laminated semiconductor device which is the semiconductor device described in 1.
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JP2013038105A (en) * 2011-08-03 2013-02-21 Toyota Motor Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

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