JP2004119819A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高周波特性等のRF特性を劣化させず、高周波特性プロセスの開発時間等を節減することができ、特性不良が発生した際の検査等を容易に行うことができ、製造コストが低く、パッケージの小型化が可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】複数の半導体素子6、7を備え、複数の半導体素子6、7の表面を含む平面が互いに交差する半導体装置。複数の半導体素子6、7の各々を搭載する支持板4、5が互いに離間し、略々V字型をなすように構成したり、支持板4、5が、リードフレーム1の曲折部9を介してV字型またはU字型をなすように構成することができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に、マルチチップのリードフレームの形状によりパッケージの小型化を図るとともに、リードフレームによる電気的特性、特に高周波特性の向上を図った半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路のパッケージにLSIチップを実装する場合に、LSIチップ単体の集積度や信号ピン数に限界があるため、例えば、特開平5−136323号公報に記載の集積回路装置では、図4に示すように、複数のLSIチップ46、47を支持板44、または接地可能な支持板を挟む形で上下に実装している。すなわち、LSIチップ46、47は、ボンディングワイヤ43を介してリード端子42またはリードフレーム41に接続される。また、LSIチップ46、47をダイボンディングすることにより、リード端子42またはリードフレーム41と接続する。リードフレーム41は、支持板44を挟んで上下に分割され、各々のLSIチップ46、47に接続されている。これにより、高集積で高密度な実装が可能となるとともに、ノイズの低減が図られている。
【0003】
また、実開平4−51153号公報に記載の半導体装置では、図5及び図6に示すように、所定の機能を有する第1LSIチップ56が支持板54上に実装され、第1LSIチップ56上に、この第1LSIチップ56と同一あるいは異なる機能を有する第2LSIチップ57を実装するとともに、両LISチップ56、57間を相互に信号の入出力が可能な端子61で接続し、両LSIチップ56、57の全体を組み立てることで、同一の機能や新たな他の機能を簡単に追加することができ、基板面積や配線数の増大を抑え、高集積で高密度な実装を可能としている。
【0004】
さらに、特許第2785324号にかかるマルチチップパッケージ構造は、図7及び図8に示すように、リードフレーム72の一部からなる中継用リードフレーム71と、リードフレーム72とを補強樹脂フィルム78で接着固定し、この中継用リードフレーム71を使用して両LSIチップ76、77間を接続することにより、製造工程を簡素化してコストの低減を図っている。
【0005】
また、特公平7−101729号公報に記載のマルチチップ半導体及びその製造法では、図9に示すように、ボンディングパッド98同士を直接ボンディングワイヤ93で接続することを避けて特性の不良の発生を防止すると同時に、リードフレーム92の低価格化を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4に示した上記従来の特開平5−136323号公報に記載の集積回路装置では、複数のLSIチップ46、47を支持板44を挟んで上下に実装し、第1LSIチップ46のボンディングパッド49とリード端子42との間、または第2LSIチップ47のボンディングパッド48とリード端子42との間をボンディングワイヤ43で接続するため、ボンディングワイヤ43の長さが長くなり、インダクタンスや抵抗等の影響により、高周波特性が劣化するおそれがあるという問題があった。
【0007】
また、この公報に記載の集積回路装置では、2つのLSIチップ46、47が共通の支持板44に上下に実装されるため、一方のLSIチップのRF信号が他方のLSIチップへ支持板44を介して回り込み、RF特性が劣化するおそれがあるという問題点があった。
【0008】
一方、図5及び図6に示した実開平4−51153号公報に記載の半導体装置では、第1LSIチップ56と第2LSIチップ57との間で相互に信号の入出力可能な端子61を設けたため、第1LSIチップ56の信号入出力用ボンディングパッド53と、第2LSIチップ57の入出力信号用ボンディングパッド54とを相対向させる必要があり、信号のパターン設計に制約を受ける。このため、専用LSIチップとしての設計を行う必要があり、高周波特性プロセスの開発時間及び開発経費を節減することができないおそれがあるという問題があった。
【0009】
また、この公報に記載の半導体装置では、特性不良が発生した場合、第1LSIチップ56の表面と、第2LSIチップ57の表面とが相対向するため、LSIチップの表面傷等の外観検査や、プローブ針を使ったLSIチップ内部の特性検査をすることができないという問題があった。
【0010】
一方、図7及び図8に示した特許第2785324号にかかるマルチチップパッケージ構造では、リードフレーム72と、中継用リードフレーム71とを一体的に形成するリードフレーム作製工程、補強樹脂フィルム78の貼着工程、及び中継用リードフレーム71の切断分離工程等の工程を経て形成されるため、工数が多くなり、リードフレームの製造コスト、ひいてはマルチチップパッケージの製造コストが高くなるという問題があった。
【0011】
また、図9に示した特公平7−101729号公報に記載のマルチチップ半導体及びその製造方法では、第1LSIチップ96のボンディングパッド98と、中継端子91との間、または第2LSIチップ97のボンディングパッド98と、中継端子91との間をボンディングワイヤ93で接続するため、中継端子91のインダクタンスや抵抗、容量等による影響によって高周波特性が劣化するおそれがあるという問題があった。これに加え、中継端子91のためのリード端子が増加するため、パッケージが大きくなるという問題があった。
【0012】
そこで、本発明は、上記従来の半導体装置等における問題点に鑑みてなされたものであって、高周波特性等のRF特性を劣化させることなく、高周波特性プロセスの開発時間及び開発経費を節減することができ、特性不良が発生した場合におけるLSIチップの表面傷等の外観検査等を容易に行うことができ、製造コストが低く、パッケージの小型化を図ることのできる半導体装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、半導体装置であって、複数の半導体素子を備え、該複数の半導体素子の表面を含む平面が互いに交差することを特徴とする。
【0014】
そして、請求項1記載の発明によれば、該複数の半導体素子の表面が互いに交差するため、両者を接続するボンディングワイヤの長さを短くすることができ、インダクタンスや抵抗等による電気的影響を受けることが少なくなり、高周波特性を向上させることができる。
【0015】
また、複数の半導体素子の相互に信号の入出力可能なボンディングパッドの位置を相対向させる必要がないため、汎用LSIチップ等を使ったマルチチップIC等の設計が可能となり、高周波特性プロセスの開発時間及び開発経費を節減することができるとともに、組立工程を簡略化することができ、製造コストの低減を図ることができる。これに加え、複数の半導体素子の表面が相対向しないため、特性の不良が発生した場合でも、表面傷等の外観検査や、プローブ針を使った半導体素子内部の特性検査を容易に行うことができる。
【0016】
さらに、従来のような中継端子付きリードフレームによる補強フィルム等を用いて補強する必要もないため、マルチチップの半導体装置を安価に提供することができる。
【0017】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の半導体装置において、前記複数の半導体素子の各々を搭載する支持板が互いに離間し、略々V字型をなすことを特徴とする。
【0018】
請求項2記載の発明によれば、複数の半導体素子が各々別の支持板に搭載されているため、一方の半導体素子から支持板を介して他方の支持板へのRF信号の回り込みが発生しにくくなり、RF特性の劣化を抑えることができる。
【0019】
また、複数の支持板がV字型をなすため、支持板が占有する基板面積を縮小することができる。
【0020】
さらに、複数の半導体素子のボンディングパッド間が中継端子を介さずに直接接続されるため、外部との電気的遮蔽度が増大し、外部からの電気的雑音妨害が少なくなると同時に、中継端子を用いることがないので、中継端子によるインダクタンスや抵抗等による影響で高周波特性が劣化することもない。
【0021】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の半導体装置において、前記支持板が、リードフレームの曲折部を介してV字型またはU字型をなすことを特徴とする。
【0022】
請求項3記載の発明によれば、従来のような中継端子の補強フィルムの貼着工程、中継端子の切断分離工程等の工程を削除することができるため、リードフレームの製造コスト、ひいては半導体装置の製造コストを低減することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0024】
図1は、本発明にかかる半導体装置の一実施の形態を示し、この半導体装置は、第1LSIチップ(半導体素子)6が搭載される第1支持板4と、リード端子2と、曲折部9と、第2LSIチップ7が搭載される第2支持板5とを有する。曲折部9は、V字型に曲折され、第1支持板4と第2支持板5とを結合する。
【0025】
図2は、上記半導体装置の樹脂封止工程前の状態を示し、第1LSIチップ6と、第2LSIチップ7とがモールド樹脂のパッケージ10に内蔵される。リードフレーム1は、第1支持板4に第1LSIチップ6を載置し、同様に、第2支持板5に第2LSIチップ7を載置した状態で固定される。
【0026】
第1LSIチップ6のボンディングパッド8は、第2LSIチップ7のボンディングパッド8及びリード端子2に対して各々ボンディングワイヤ3で接続される。また、第2LSIチップ7のボンディングパッド8も同様に、リード端子2に対して各々ボンディングワイヤ3で接続される。第1LSIチップ6及び第2LSIチップ7を各々載置する第1支持板4及び第2支持板5は、曲折部9によりV字型に形成される。ボンディング工程終了後は、エポキシ系樹脂により樹脂封止を行い、各リード端子2からタイバー、フレームを切断・分離して本実施の形態にかかる半導体装置の製造が完了する。
【0027】
図3は、上記半導体装置において、第1LSIチップ6及び第2LSIチップ7を搭載した直後のリードフレーム1を示し、同図においては、曲折部9が折り曲げられる前の状態であるため、リードフレーム1の中央部分のリード端子2の間隔が図2に比較して広くなっている。リードフレーム1のリード端子2の間隔は、曲折部9が折り曲げられることで第1支持板4と第2支持板5の間隔が狭くなるとともに、中央部分のリード端子2の間隔も狭くなる。
【0028】
上記構成を有する半導体装置では、リードフレーム1のリード端子2及び曲折部9の成形後、第1支持板4に第1LSIチップ6を搭載し、第2支持板5に第2LSIチップ7を搭載し、さらにボンディングワイヤ3によってリード端子2の他端から第1LSIチップ6もしくは第2LSIチップ7のボンディングパッド8に接続し、同様に、第1LSIチップ6と第2LSIチップ7のボンディングパッド8間についても接続する。
【0029】
以上のように、本発明では、第1LSIチップ6及び第2LSIチップ7を搭載した各々の第1支持板4と第2支持板5とをV字型構造にすることにより、第1LSIチップ6と第2LSIチップ7とのボンディングパッド8の間隔が狭くなり、これによって、ボンディングワイヤ3の長さが短くなり、電気的特性、特に高周波特性の劣化を防ぐことができる。
【0030】
尚、上記実施の形態においては、第1支持板4と第2支持板5とをV字型構造としたが、V型構造のみならず、湾曲したU字型に折り曲げた構造や、逆V型または逆U型構造とすることもできる。これによって、リード端子2とLSIチップ6(7)のボンディングパッド8との距離が短くなり、リード端子2からLSIチップ6(7)への入出力の電気的特性、特に高周波特性の劣化を防ぐことができる。
【0031】
また、本発明の特徴である第1LSIチップ6と第2LSIチップ7のボンディングパッド8の距離を短くするための構造については、曲折部9が存在しない場合でも、第1支持板4と第2支持板5について角度を持たせることによって可能となる。この場合には、第1支持板4と第2支持板5とが曲折部9により連続して形成されていないため、電気的に絶縁状態となる。従って、曲折部9のないV字型構造では、搭載されるLSIチップ6、7の構造がLSIチップ6、7のサブストレートと電極とが短絡した形となり、LSIチップ6、7の裏面とボンディングパッド8とを電気的に絶縁した状態に維持することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高周波特性等のRF特性を劣化させることなく、高周波特性プロセスの開発時間及び開発経費を節減することができ、特性不良が発生した場合におけるLSIチップの表面傷等の外観検査等を容易に行うことができ、製造コストが低く、パッケージの小型化を図ることのできる半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図2】図1の半導体装置の上面図である。
【図3】図1の半導体装置のリードフレームの上面図である。
【図4】従来の集積回路装置の一例を示す概略断面図である。
【図5】従来の半導体装置の一例を示す上面図である。
【図6】図5の半導体装置の概略断面図である。
【図7】従来のマルチチップパッケージ構造の一例を示す上面図である。
【図8】図7のマルチチップパッケージ構造の概略断面図である。
【図9】従来のマルチチップ半導体の一例を示す上面図である。
【符号の説明】
1    リードフレーム
2    リード端子
3    ボンディングワイヤ
4    第1支持板
5    第2支持板
6    第1LSIチップ
7    第2LSIチップ
8    ボンディングパッド
9    曲折部
10  LSIパッケージ

Claims (3)

  1. 複数の半導体素子を備え、該複数の半導体素子の表面を含む平面が互いに交差することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記複数の半導体素子の各々を搭載する支持板が互いに離間し、略々V字型をなすことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記支持板が、リードフレームの曲折部を介してV字型またはU字型をなすことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
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