JP2004200665A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。本発明は、とくに、半導体素子および受動部品を含む半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same. The present invention particularly relates to a semiconductor device including a semiconductor element and a passive component, and a method for manufacturing the same.
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできている。これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、小型化かつ多ピン化してきており、また、半導体パッケージを含めた電子部品を実装する、実装用基板も小型化してきている。さらには電子機器への収納性を高めるため、リジット基板とフレキシブル基板を積層し一体化して、折り曲げを可能としたリジットフレックス基板が、実装用基板として使われるようになってきている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher functionality and lighter, thinner and smaller electronic devices, high-density integration and high-density mounting of electronic components have been progressing. Semiconductor packages used in these electronic devices have become smaller and have more pins, and mounting substrates for mounting electronic components including the semiconductor packages have also become smaller. Furthermore, in order to enhance the storage in electronic devices, a rigid-flex board, in which a rigid board and a flexible board are laminated and integrated to be bent, has been used as a mounting board.
半導体パッケージの小型化に伴い、回路基板上にチップを実装したBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Scale Package)等のエリア実装型の新しい方式が提案されている。これらの半導体パッケージにおいて、半導体チップの電極とサブストレートの端子との電気的接続方法として、ワイヤボンディング方式やTAB(Tape Automated Bonding)方式、FC(Frip Chip)方式等が用いられている。ここで、サブストレートは、半導体パッケージ用基板とも呼ばれ、プラスチックやセラミックス等各種材料を使って構成され、従来型半導体パッケージのリードフレームの機能を有する。 With the miniaturization of the semiconductor package, a new method of area mounting type such as BGA (Ball Grid Array) or CSP (Chip Scale Package) in which a chip is mounted on a circuit board has been proposed. In these semiconductor packages, a wire bonding method, a TAB (Tape Automated Bonding) method, an FC (Flip Chip) method, or the like is used as an electrical connection method between the electrode of the semiconductor chip and the terminal of the substrate. Here, the substrate is also called a substrate for a semiconductor package, is made of various materials such as plastic and ceramics, and has a function of a lead frame of a conventional semiconductor package.
しかし、上記のような従来の工法では一つの半導体パッケージに対し半導体素子を一つしか収納できないため、半導体パッケージの小型化には自ずと限界があった。このため、複数個の半導体素子を積み重ねて一つの半導体パッケージの内部に収納することにより、実装密度を向上させる手法が提案されている(たとえば特許文献1)。この際、何らかの手法で半導体素子をリードフレームやサブストレートと接続する必要がある。現在、このような接続手法としては、ワイヤボンディングやフリップチップ方式が用いられている。 However, in the conventional method as described above, only one semiconductor element can be accommodated in one semiconductor package, and there is naturally a limit to miniaturization of the semiconductor package. For this reason, a method has been proposed in which a plurality of semiconductor elements are stacked and housed in one semiconductor package to improve the mounting density (for example, Patent Document 1). At this time, it is necessary to connect the semiconductor element to a lead frame or a substrate by some method. At present, as such a connection method, a wire bonding or a flip chip method is used.
また、半導体パッケージをプリント配線板に実装する際には、その周辺にプルアップ抵抗、プルダウン抵抗、カップリングコンデンサ等の受動部品を配置しなくてはならない。図1は、プリント配線板3の上にBGAの半導体パッケージ1および受動部品2が載置された構成を示す図である。図2は、有機インターポーザー5の表面に半導体素子4および受動部品2が載置され、有機インターポーザー5の裏面にハンダボール6が設けられた構成を示す図である。
Further, when mounting a semiconductor package on a printed wiring board, passive components such as a pull-up resistor, a pull-down resistor, and a coupling capacitor must be arranged around the package. FIG. 1 is a diagram showing a configuration in which a
たとえば特許文献2には、回路基板上に半導体集積回路のベアチップやコンデンサ、コイル等の受動部品を含む複数の回路素子を配置し、これらを封止樹脂により封止した回路モジュールが記載されている。これにより、回路モジュールの小型化を図っている。
For example,
また、たとえば特許文献3には、図3に示すように、有機インターポーザー5の表面に半導体素子4を配置し、その上に薄膜プロセスでコンデンサ7を作り込む方法が記載されている。
しかし、特許文献2に記載したような方法でも、半導体パッケージを用いた電子機器の小型化には依然として改善点があった。また、半導体素子上に薄膜プロセスでコンデンサを作り込む方法はコストがかさむという問題があった。
However, even with the method described in
本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、本発明の目的は、半導体素子および受動部品を含む半導体装置を小型化する技術を提供することにある。本発明の別の目的は、このような半導体装置を効率よく製造する技術を提供することにある。本発明のまた別の目的は、このような半導体装置を安定的に製造する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing the size of a semiconductor device including a semiconductor element and a passive component. Another object of the present invention is to provide a technique for efficiently manufacturing such a semiconductor device. Another object of the present invention is to provide a technique for stably manufacturing such a semiconductor device.
本発明によれば、半導体素子と、当該半導体素子と接着層を介して積層された受動部品と、を含む半導体装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a semiconductor device including a semiconductor element and a passive component laminated on the semiconductor element via an adhesive layer.
ここで、受動部品は、たとえば、プルダウン抵抗やプルアップ抵抗等の抵抗、デカップリングコンデンサ等のコンデンサ、コイル、インダクタである。本発明の「受動部品」は、これらのうちの一つ単独であってもよく、複数の受動部品により構成された受動部品機能モジュールであってもよい。 Here, the passive components are, for example, resistors such as pull-down resistors and pull-up resistors, capacitors such as decoupling capacitors, coils, and inductors. The “passive component” of the present invention may be one of them alone, or may be a passive component functional module composed of a plurality of passive components.
半導体素子と受動部品とを積層した構成とすることにより、半導体装置を小型化することができる。 With a structure in which the semiconductor element and the passive component are stacked, the size of the semiconductor device can be reduced.
本発明の半導体装置は、インターポーザーをさらに含むことができ、半導体素子は、素子形成面の反対面である裏面がインターポーザーと接するようにインターポーザー上に載置することができ、受動部品は、半導体素子の素子形成面上に載置することができる。受動部品を半導体素子の素子形成面上に載置することにより、受動部品と半導体素子との距離を近くすることができ、これらをたとえばボンディングワイヤ等で接続する際に、ボンディングワイヤの長さを短くすることができる。これにより、素子間の抵抗を低減することができたり、信号の劣化を防いだりすることができる。この結果、半導体装置の性能を良好にすることができる。 The semiconductor device of the present invention can further include an interposer, and the semiconductor element can be mounted on the interposer such that the back surface opposite to the element forming surface is in contact with the interposer, and the passive component is Can be mounted on the element formation surface of the semiconductor element. By mounting the passive component on the element forming surface of the semiconductor element, the distance between the passive component and the semiconductor element can be reduced. For example, when connecting these with a bonding wire or the like, the length of the bonding wire is reduced. Can be shorter. As a result, the resistance between elements can be reduced, and signal degradation can be prevented. As a result, the performance of the semiconductor device can be improved.
本発明の半導体装置において、接着層は、受動部品が半導体素子と接着する接着面と略同一の大きさを有することができる。 In the semiconductor device of the present invention, the adhesive layer can have substantially the same size as the adhesive surface where the passive component adheres to the semiconductor element.
ここで、接着層は、受動部品を半導体素子と良好に接着することができれば、受動部品の接着面よりも小さくすることもでき、大きくすることもできる。このようにすることにより、受動部品と半導体素子との密着性を良好にすることができる。また、受動部品は、半導体素子の素子形成面に接着することができるが、受動部品を半導体素子上に載置する際に、接着層が半導体素子の素子や配線等に影響を与えることなく、半導体装置の性能を良好に維持することができる。 Here, the bonding layer can be smaller or larger than the bonding surface of the passive component as long as the passive component can be bonded well to the semiconductor element. By doing so, the adhesion between the passive component and the semiconductor element can be improved. In addition, the passive component can be adhered to the element forming surface of the semiconductor element, but when the passive component is mounted on the semiconductor element, the adhesive layer does not affect the element or the wiring of the semiconductor element, Good performance of the semiconductor device can be maintained.
本発明の半導体装置は、半導体素子の一面に接着された複数の受動部品を含むことができ、接着層は、受動部品のそれぞれに設けることができる。 The semiconductor device of the present invention can include a plurality of passive components bonded to one surface of the semiconductor element, and the adhesive layer can be provided on each of the passive components.
このようにすることにより、複数の受動部品と半導体素子との密着性を良好にすることができる。また、受動部品は、半導体素子の素子形成面に接着することができるが、受動部品を半導体素子上に載置する際に、接着層が半導体素子の素子や配線等に影響を与えることなく、半導体装置の性能を良好に維持することができる。 This makes it possible to improve the adhesion between the plurality of passive components and the semiconductor element. In addition, the passive component can be adhered to the element forming surface of the semiconductor element, but when the passive component is mounted on the semiconductor element, the adhesive layer does not affect the element or the wiring of the semiconductor element, Good performance of the semiconductor device can be maintained.
本発明の半導体装置において、接着層は、フィルム状接着剤を硬化させて得られた層とすることができる。フィルム状接着剤を用いることにより、半導体装置の製造工程を簡略にすることができる。これにより、半導体素子の素子や配線等への接着剤による影響を低減することができ、半導体装置の性能を良好に維持することができる。 In the semiconductor device of the present invention, the adhesive layer can be a layer obtained by curing a film adhesive. By using the film adhesive, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified. Thus, the influence of the adhesive on the elements of the semiconductor element, the wiring, and the like can be reduced, and the performance of the semiconductor device can be favorably maintained.
また、フィルム状接着剤を用いることにより、半導体装置のヒートサイクル耐性を高めることができ、受動部品を半導体装置と積層させた場合でも、受動部品と半導体素子との密着性を良好に保つことができる。これにより、小型化を図った半導体装置を安定的に得ることができる。 In addition, by using a film adhesive, the heat cycle resistance of the semiconductor device can be increased, and even when the passive component is laminated with the semiconductor device, good adhesion between the passive component and the semiconductor element can be maintained. it can. Thus, a miniaturized semiconductor device can be stably obtained.
なお、半導体素子は、インターポーザー上に搭載した構成とすることができる。受動部品、半導体素子、およびインターポーザー上の電極パッドとは、それぞれワイヤボンディングにより電気的に接続することができる。半導体素子の電極端子とインターポーザー上の電極パッドとは、受動部品の電極端子を介して電気的に接続することもできる。 Note that the semiconductor element can be configured to be mounted on an interposer. The passive component, the semiconductor element, and the electrode pad on the interposer can be electrically connected to each other by wire bonding. The electrode terminal of the semiconductor element and the electrode pad on the interposer can be electrically connected via the electrode terminal of the passive component.
本発明の半導体装置において、受動部品は、直方体とすることができ、積層方向の厚みが幅および長さよりも薄くなるように形成することができる。ここで、受動部品は、半導体素子上に積層した際に、積層方向の厚みが幅や長さの2分の1以下となるように構成することができる。これにより、半導体素子と受動部品とを積み重ねた積層構造とした場合であっても、受動部品への熱応力への耐性が高まり、半導体装置の性能を良好に維持することができる。 In the semiconductor device of the present invention, the passive component can be a rectangular parallelepiped, and can be formed so that the thickness in the stacking direction is smaller than the width and the length. Here, the passive component can be configured such that when stacked on a semiconductor element, the thickness in the stacking direction is equal to or less than half the width or length. Thereby, even in the case of a laminated structure in which the semiconductor element and the passive component are stacked, the resistance to the thermal stress on the passive component is increased, and the performance of the semiconductor device can be favorably maintained.
本発明の半導体装置において、受動部品は、直方体とすることができ、金属層で構成された接続領域を、接着層が設けられた面以外の面に設けることができる。従来の受動部品においては、たとえば特許文献4(図9)に示すように、受動部品の上面から側面、下面にわたって電気的な接続領域が設けられていた。本発明において、受動部品の下面に接続領域が設けられていない構成とすることができる。このような構成とすれば、受動部品を半導体素子の素子形成面に載置した場合であっても、半導体素子と接する面に接続領域が設けられていないので、受動部品と半導体素子の素子や配線との間のショートを防ぐことができる。また、より好ましくは、接続領域は受動部品の下方にも設けられていない構成とされる。これにより受動部品と半導体素子の素子や配線との間のショートを防ぐことができる。 In the semiconductor device of the present invention, the passive component may be a rectangular parallelepiped, and the connection region formed of the metal layer may be provided on a surface other than the surface on which the adhesive layer is provided. In a conventional passive component, for example, as shown in Patent Document 4 (FIG. 9), an electrical connection region is provided from the upper surface to the side surface and the lower surface of the passive component. In the present invention, a configuration in which no connection region is provided on the lower surface of the passive component can be adopted. With such a configuration, even when the passive component is mounted on the element forming surface of the semiconductor element, the connection region is not provided on the surface in contact with the semiconductor element. A short circuit with the wiring can be prevented. More preferably, the connection region is not provided below the passive component. This can prevent a short circuit between the passive component and the semiconductor element or wiring.
本発明によれば、受動部品を接着層を介して半導体素子上に積層する工程と、半導体素子と受動部品とを接着層により接着させる工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device including a step of laminating a passive component on a semiconductor element via an adhesive layer and a step of bonding the semiconductor element and the passive component with an adhesive layer.
ここで、受動部品は、半導体素子上で形成するのではなく、別途形成され、品質が確認されたものを半導体素子上に配置して構成される。このように、品質保証された受動部品を半導体素子上に積層し、これらを電気的に接続して半導体装置を製造することにより、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。 Here, the passive component is not formed on the semiconductor element, but is formed separately, and a component whose quality is confirmed is arranged on the semiconductor element. As described above, by stacking the passive components whose quality is guaranteed on the semiconductor element and electrically connecting them to manufacture the semiconductor device, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.
本発明の半導体装置の製造方法において、接着層は、受動部品が半導体素子と接着する接着面と略同一の大きさを有することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the adhesive layer may have substantially the same size as an adhesive surface on which the passive component adheres to the semiconductor element.
本発明の半導体装置の製造方法において、受動部品を接着層を介して半導体素子上に積層する工程において、複数の受動部品を、当該複数の受動部品それぞれに設けられた複数の接着層を介して半導体素子上に積層することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the step of laminating the passive components on the semiconductor element via the adhesive layer, the plurality of passive components are connected via the plurality of adhesive layers provided on the respective passive components. It can be stacked on a semiconductor element.
本発明の半導体装置の製造方法において、受動部品を接着層を介して半導体素子上に積層する工程において、接着層を受動部品に貼り付けた状態で当該受動部品を半導体素子上に積層することができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the step of laminating the passive component on the semiconductor element via the adhesive layer, the passive component may be laminated on the semiconductor element with the adhesive layer attached to the passive component. it can.
本発明の半導体装置の製造方法において、受動部品を半導体素子上に積層する工程において、受動部品を半導体素子の素子形成面に積層することができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the step of laminating the passive component on the semiconductor element, the passive component can be laminated on the element formation surface of the semiconductor element.
本発明によれば、
[1] 半導体素子を複数個積み重ねて、一つの半導体パッケージに封入する構造を有し、少なくとも一つの半導体素子がワイヤボンディングによる金線を介して、半導体素子間及び半導体パッケージ外部と接続されている半導体装置の製造方法であって、同時に複数個の受動部品が内蔵されている事を特徴とする半導体装置の製造方法、
[2] [1]項記載の受動部品が、インターポーザー上だけでなく、半導体素子上にも搭載されてなることを特徴とする半導体装置の製造方法、
[3] [1]項記載の受動部品がワイヤボンディングの手法により電気的に接続されてなることを特徴とする半導体装置の製造方法、
[4] [1]項記載の受動部品の端子がワイヤボンディング可能な金属によって被覆されていることを特徴とする半導体装置の製造方法、
[5] [1]項記載の受動部品が複数の受動部品が組み合わされて一つの機能モジュールとなっていることを特徴とする半導体装置の製造方法、または、
[6] [1]〜[5]項のいずれかに記載の製造方法により製造された半導体装置、
が提供される。
According to the present invention,
[1] A structure in which a plurality of semiconductor elements are stacked and sealed in one semiconductor package, and at least one semiconductor element is connected to between semiconductor elements and to the outside of the semiconductor package via gold wires by wire bonding. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of passive components are built in at the same time,
[2] A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the passive component according to [1] is mounted not only on an interposer but also on a semiconductor element.
[3] A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the passive components according to [1] are electrically connected by a wire bonding technique.
[4] A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the terminals of the passive component according to [1] are coated with a metal capable of wire bonding.
[5] A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the passive component according to the item [1] is combined with a plurality of passive components to form one functional module, or
[6] A semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to any one of [1] to [5],
Is provided.
本発明によれば、半導体素子および受動部品を含む半導体装置を小型化することができる。また、本発明によれば、このような半導体装置を効率よく製造することができる。さらに、本発明によれば、このような半導体装置を安定的に製造することができる。 According to the present invention, a semiconductor device including a semiconductor element and a passive component can be reduced in size. Further, according to the present invention, such a semiconductor device can be efficiently manufactured. Further, according to the present invention, such a semiconductor device can be manufactured stably.
図4は、本実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。
半導体装置100は、インターポーザー105上に配置された半導体素子104と、半導体素子104上に接着層114を介して配置された受動部品102と、半導体素子104および受動部品102を封止する封止材108とを含む。ここで、受動部品102は、半導体素子104の素子形成面である表面に載置される。インターポーザー105の裏面には半田ボール106が設けられている。受動部品102は、たとえば、プルダウン抵抗やプルアップ抵抗等の抵抗、カップリングコンデンサ等のコンデンサ、コイル、インダクタである。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device according to the present embodiment.
The
半導体素子104の電極端子は、ボンディングワイヤ107を介してインターポーザー105上の電極パッド(不図示)と電気的に接続される。また、受動部品102の電極端子は、ボンディングワイヤ109を介してインターポーザー105上の電極パッド(不図示)と電気的に接続される。ボンディングワイヤ107およびボンディングワイヤ109としては、金やアルミニウム等の金属を用いることができる。このようなボンディングワイヤ109の形成を容易にするために、受動部品102の電極表面は、ボンディングワイヤ109を構成する材料により被覆された構成とすることもできる。また、ボンディングワイヤ109は、受動部品102の電極表面を構成する材料とは異なる材料により形成することもできる。
The electrode terminal of the
図5は、本実施の形態における半導体装置の製造手順を示す工程図である。
図5(a)に示すように、受動部品102には、電極111が設けられている。
FIG. 5 is a process chart showing a procedure for manufacturing the semiconductor device in the present embodiment.
As shown in FIG. 5A, an
受動部品102の電極111表面に、金等により金属層112を形成する(図5(b))。つづいて、受動部品102に接着層114を貼り付ける。接着層114は、たとえば、CRM−1576C(住友ベークライト株式会社製)等のフィルム状接着剤である。このような材料を用いることにより、受動部品102と半導体素子104との密着性を良好にすることができ、半導体装置100のヒートサイクル耐性を良好にすることができる。
A
本実施の形態において、接着層114は、受動部品102の面積と略等しく形成される。受動部品102への接着層114の貼り付けは、以下のようにして行うことができる。まず、受動部品102が個別化される前に、複数の受動部品102の集合体の裏面にフィルム状接着剤を貼り付け、受動部品102とフィルム状接着剤を合わせてダイシングマシンにより切断する。これにより、受動部品102を半導体素子104上に搭載する際に、半導体素子104上の素子や配線への影響を抑えることができる。また、受動部品102と半導体素子104との密着性を良好にすることができる。
In the present embodiment, the
つづいて、受動部品102を半導体素子104の表面104aに搭載する(図5(d)および図5(e))。半導体素子104は、その裏面104bがインターポーザー105と接するようにインターポーザー105上に搭載されている。受動部品102の搭載には、既存のSMT(Surface Mounting Technology)マウンターやダイボンダーを用いることができる。
Subsequently, the
ここで、接着層114を予め受動部品102に貼り付けた後に受動部品102を半導体素子104上に搭載する形態を示したが、接着層114の供給方法としては、フィルム状接着剤を半導体素子104上の所定の位置に貼り付ける方法等、他の既存の方法を用いることもできる。工程を簡略化するためには、接着層114を予め受動部品102に貼り付けた後に受動部品102を半導体素子104上に搭載する方が好ましい。また、接着層114は、受動部品102と略同一の大きさに形成されるので、接着層114を予め受動部品102に貼り付けておいた方が、正確な位置合わせをすることもできる。
Here, the form in which the
つづいて、接着層114を硬化した後、受動部品102とインターポーザー105上の電極パッド(不図示)とをボンディングワイヤ109により結線し、半導体素子104とインターポーザー105上の電極パッドとをボンディングワイヤ107により結線する(図5(f))。半導体素子104とインターポーザー105上の電極パッドとの結線は、受動部品102を半導体素子104上に搭載する前に行っておくこともできる。このような場合でも、受動部品102に予め接着層114を貼り付けておくことにより、工程が簡略化されるので、ボンディングワイヤ107が変形したり断線したりすることを防ぐことができる。
Subsequently, after the
また、ボンディングワイヤ107およびボンディングワイヤ109を形成する前に、プラズマ処理を行うこともできる。これにより、半導体素子104の電極端子、受動部品102の電極端子、およびインターポーザー105の電極パッドが清浄化される。
Before forming the
この後、トランスファモールド等により、封止材108で半導体素子104や受動部品102を封止してパッケージ化する。封止材108としては、たとえばEME−G770(住友ベークライト株式会社製)等のエポキシ封止樹脂を用いることができる。これにより、図4に示した構成の半導体装置100が得られる。
Thereafter, the
図6は、半導体装置100の他の構成を示す図である。
図6(a)に示すように、半導体装置100において、半導体素子104上に複数の受動部品102を搭載することもできる。この場合、接着層114は、複数の受動部品102それぞれに個別に設けられる。これにより、半導体素子104上で、受動部品102が搭載される領域以外には接着層114が設けられないため、半導体素子104上の素子への接着層114の影響を低減することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration of the
As shown in FIG. 6A, in the
さらに、図6(b)に示すように、半導体装置100において、半導体素子104上に別の半導体素子120をさらに搭載し、その周囲に複数の受動部品102を搭載した構成とすることもできる。ここで、半導体素子120は、受動部品102の一方の電極とボンディングワイヤ109を介して接続され、受動部品102の他方の電極はインターポーザー105上の電極パッドとボンディングワイヤ109を介して接続される。これにより、半導体素子120は、受動部品102を介してインターポーザー105上の電極パッドと接続される。また、ここでは図示していないが、受動部品と他の受動部品とをボンディングワイヤを介して接続する構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 6B, in the
このように、受動部品102は、半導体素子104の動作および電気的接続の妨げにならない限り、半導体素子104上のどの位置に配置してもよい。受動部品102は、インターポーザー105上に複数の半導体素子104が配置、積層されている場合、最上層の半導体素子104上に配置してもよく、下層の半導体素子104上に配置してもよい。
As described above, the
図7は、半導体装置100のまた他の構成を示す図である。ここでも、図6(b)に示したのと同様、半導体素子104上に別の半導体素子120が載置されている。受動部品102は、下層の半導体素子104の張り出した部分に搭載される。また、半導体素子120上にさらに受動部品102を搭載することもできる。ここでは、半導体素子120上に、複数の受動部品102により構成される受動部品機能モジュール110を搭載した構成を示す。また、ここで半導体素子104は、接続端子116を介してインターポーザー105上に配置されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of the
図8は、半導体装置100のまた他の構成を示す図である。図示したように、受動部品102上に別の半導体素子120を搭載した構成とすることもできる。さらに、ここでは図示していないが、受動部品機能モジュール110上に他の受動部品機能モジュール110や受動部品102を搭載することもできる。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the
このように、受動部品102や受動部品機能モジュール110を半導体素子104と積層した構成とすることにより、半導体装置100を大幅に小型化することができる。また、半導体素子104の素子形成面上に受動部品102を載置することにより、半導体素子104の素子や配線と受動部品102との距離を短くすることができ、ボンディングワイヤの長さを短くすることができる。これにより、素子間の抵抗を低減することができたり、信号の劣化を防いだりすることができる。この結果、半導体装置100の性能を良好にすることができる。
As described above, by adopting a configuration in which the
図9は、受動部品102の他の例を示す図である。図9(a)は、受動部品102の側面図、図9(b)は、受動部品102の上面図、図9(c)は、図9(b)のA−A’断面図である。図9(a)および図9(c)に示すように、電極111は、受動部品102の上部のみに設けた構成とすることができる。図9(c)に示すように、金属層112も受動部品102の上部のみに設けられる。このような構成とすれば、受動部品102を半導体素子104の素子形成面に載置した場合に、受動部品102と半導体素子104の機能素子とがショート等することがなく、安定的な半導体装置100を得ることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the
図10は、受動部品102のまた他の例を示す図である。図10(a)は、受動部品102の斜視図、図10(b)は、受動部品102の上面図、図10(c)は、図10(a)のBの方向から見た受動部品102の側面図である。ここで、受動部品102は、半導体素子104上に搭載されたときの積層方向の厚みdが幅や長さよりも薄く形成される。ここで、受動部品102は、たとえば、長さ:幅:厚みが2:1:0.5となるように構成される。このようにすると、受動部品102を半導体素子104上に搭載し、封止材108を埋め込んで半導体装置100を製造した後に、熱応力への耐性を高めることができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating still another example of the
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
以下、図4を参照して説明する。受動部品102としては、電極が金めっきにより被覆されたチップ抵抗を用いた。まず、FR−4基板をベースとして構成されたインターポーザー105上に、ペースト状接着剤を用いて半導体素子104を素子形成面が上を向くように位置決めし、搭載した。その後、ペースト状接着剤を硬化させた。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1)
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. As the
次に、半導体素子104上に受動部品102の接着面と略等しい大きさのペースト状接着剤を所定の位置にスタンピングしたのち、チップマウンターにより、受動部品102を位置決めし、搭載した。その後、ペースト状接着剤を加熱して硬化させた。ここで、ペースト状接着剤としては、CRM−1576C(住友ベークライト株式会社製)を用いた。
Next, after a paste adhesive having a size substantially equal to the bonding surface of the
つづいて、プラズマ処理(条件:Arガス、200W、2分)により、半導体素子104の電極端子、受動部品102の電極端子、およびインターポーザー105の電極パッドを清浄化した。その後、ボンディングワイヤ107およびボンディングワイヤ109を形成した。これにより、半導体素子104の電極端子とインターポーザー105の電極パッド、および受動部品102の電極端子とインターポーザー105の電極パッドが電気的に接続された。このとき、半導体素子104上の電極端子の一部は、受動部品102を介してインターポーザー105の電極パッドと電気的に接続した。すなわち、受動部品102の一方の電極端子を半導体素子104の電極端子と接続し、受動部品102の他方の電極端子をインターポーザー105の電極パッドと接続した。
Subsequently, the electrode terminal of the
その後、このようにして得られた構造体を、エポキシ封止樹脂(EME−G770、住友ベークライト株式会社製)により封止し、インターポーザー105の裏面(半導体素子104の搭載面と反対の面)に、半田ボール106を形成し、BGAパッケージを得た。このようにして得られた半導体装置100を、プリント配線板に実装し、動作確認を行った。その結果、半導体装置として正常に動作することが確認された。
Thereafter, the structure thus obtained is sealed with an epoxy sealing resin (EME-G770, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), and the back surface of the interposer 105 (the surface opposite to the mounting surface of the semiconductor element 104). Then, a
(実施例2)
本実施例では、図5に示したのと同様の手順で半導体装置100を作製した。本実施例において、受動部品102に予めフィルム状接着剤を貼り付けておき、これを半導体素子104上に搭載した点を除いて、実施例1と同様の方法で半導体装置100を作製した。このようにして得られた半導体装置100を、プリント配線板に実装し、動作確認を行った結果、半導体装置として正常に動作することが確認された。
(Example 2)
In this example, the
100 半導体装置
102 受動部品
104 半導体素子
105 インターポーザー
106 半田ボール
107 ボンディングワイヤ
108 封止材
109 ボンディングワイヤ
110 受動部品機能モジュール
111 電極
112 金属層
114 接着剤
116 接続端子
120 半導体素子
Claims (13)
インターポーザーをさらに含み、
前記半導体素子は、素子形成面の反対面である裏面が前記インターポーザーと接するように前記インターポーザー上に載置され、
前記受動部品は、前記半導体素子の前記素子形成面上に載置された半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
Further including an interposer,
The semiconductor element is placed on the interposer such that a back surface opposite to the element forming surface is in contact with the interposer,
The semiconductor device in which the passive component is mounted on the element forming surface of the semiconductor element.
前記接着層は、前記受動部品が前記半導体素子と接着する接着面と略同一の大きさを有する半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
The semiconductor device, wherein the adhesive layer has substantially the same size as an adhesive surface on which the passive component adheres to the semiconductor element.
前記半導体素子の一面に接着された複数の受動部品を含み、
前記接着層は、前記受動部品のそれぞれに設けられた半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
Including a plurality of passive components bonded to one surface of the semiconductor element,
The semiconductor device wherein the adhesive layer is provided on each of the passive components.
前記接着層は、フィルム状接着剤を硬化させて得られた層である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
A semiconductor device, wherein the adhesive layer is a layer obtained by curing a film adhesive.
前記受動部品は、前記半導体素子の素子形成面に接着された半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
The semiconductor device, wherein the passive component is bonded to an element forming surface of the semiconductor element.
前記受動部品は、直方体であって、積層方向の厚みが幅および長さよりも薄く形成された半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein
A semiconductor device in which the passive component is a rectangular parallelepiped and has a thickness in a stacking direction smaller than a width and a length.
前記受動部品は、直方体であって、金属層で構成された接続領域が、前記接着層が設けられた面以外の面に設けられた半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the passive component is a rectangular parallelepiped, and a connection region formed of a metal layer is provided on a surface other than a surface on which the adhesive layer is provided.
前記半導体素子と受動部品とを前記接着層により接着させる工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 Laminating a passive component on the semiconductor element via an adhesive layer,
Bonding the semiconductor element and the passive component with the adhesive layer,
A method for manufacturing a semiconductor device including:
前記接着層は、前記受動部品が前記半導体素子と接着する接着面と略同一の大きさを有する半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the adhesive layer has substantially the same size as an adhesive surface on which the passive component adheres to the semiconductor element.
前記受動部品を接着層を介して半導体素子上に積層する工程において、複数の受動部品を、当該複数の受動部品それぞれに設けられた複数の接着層を介して前記半導体素子上に積層する半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9,
A semiconductor device in which, in the step of laminating the passive components on a semiconductor element via an adhesive layer, a plurality of passive components are laminated on the semiconductor element via a plurality of adhesive layers provided on each of the plurality of passive components; Manufacturing method.
前記受動部品を接着層を介して半導体素子上に積層する工程において、前記接着層を前記受動部品に貼り付けた状態で当該受動部品を前記半導体素子上に積層する半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9,
In a method of manufacturing a semiconductor device, in the step of laminating the passive component on a semiconductor element via an adhesive layer, the passive component is laminated on the semiconductor element with the adhesive layer attached to the passive component.
前記受動部品を前記半導体素子上に積層する工程において、前記受動部品を前記半導体素子の素子形成面に積層する半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9,
In the step of stacking the passive component on the semiconductor element, a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the passive component is stacked on an element forming surface of the semiconductor element.
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