JP2008085032A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップを樹脂封止した半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is sealed with a resin.
近年、電子機器の高性能化、小型化に伴って1つのパッケージ内に複数の半導体チップを配置してマルチチップパッケージ(Multi Chip Package)とすることにより、半導体装置の高機能化と小型化とが図られている。そして、マルチチップパッケージには、複数の半導体チップを平面的に並べたものと、複数の半導体チップを厚み方向に積層したものとがある。半導体チップを平面的に並べたマルチチップパッケージは、広い実装面積を必要とするため、電子機器の小型化への寄与が小さい。このため、半導体チップを積層したスタックドMCPなどの開発が盛んに行われている。 In recent years, with the increase in performance and miniaturization of electronic devices, a plurality of semiconductor chips are arranged in a single package to form a multi-chip package, thereby increasing the functionality and size of the semiconductor device. Is planned. The multi-chip package includes a plurality of semiconductor chips arranged in a plane and a plurality of semiconductor chips stacked in the thickness direction. A multi-chip package in which semiconductor chips are arranged in a plane requires a large mounting area, and therefore contributes little to downsizing of electronic devices. For this reason, the development of stacked MCPs in which semiconductor chips are stacked has been actively conducted.
上述のような積層型の半導体チップにおいては、所定の樹脂をモールドして樹脂封止することになるが、半導体チップとモールド樹脂とは異種材料であるためにその密着性が本来的に低い。特に、下段に位置する半導体チップに対しては、その上方に位置するモールド樹脂の厚さが増大するために、特に下段に位置する半導体チップに対してのモールド樹脂の密着性が低くなる傾向にある。 In the laminated semiconductor chip as described above, a predetermined resin is molded and resin-sealed. However, since the semiconductor chip and the mold resin are different materials, their adhesion is inherently low. In particular, for the semiconductor chip located at the lower stage, the thickness of the mold resin located above the semiconductor chip increases, so that the adhesion of the mold resin to the semiconductor chip located at the lower stage tends to decrease. is there.
一方、上述のような複数の半導体チップがマザーボードなどに実装される際に熱が付加されると、前記半導体チップ、特に下段に位置する半導体チップとモールド樹脂との密着性低下に起因して、これらの界面での剥離が生じるようになる。その結果、実装して得られた半導体製品の特性劣化の原因となっていた。 On the other hand, when heat is applied when a plurality of semiconductor chips as described above are mounted on a mother board or the like, due to a decrease in adhesion between the semiconductor chip, particularly the semiconductor chip located in the lower stage and the mold resin, Separation occurs at these interfaces. As a result, it has been a cause of characteristic deterioration of semiconductor products obtained by mounting.
かかる状況に鑑み、特開平6−37230号公報では、基板の中心部に複数のダミーパッドを形成し、これらの少なくとも一対同士をワイヤボンディングし、前記基板とモールド樹脂との剥離を抑制することが開示されている。 In view of such a situation, Japanese Patent Laid-Open No. 6-37230 discloses that a plurality of dummy pads are formed at the center of a substrate, and at least a pair of these is wire-bonded to suppress separation between the substrate and the mold resin. It is disclosed.
また、特開平9−246431号公報では、樹脂封止される電子部品及びリードの表面を樹脂皮膜で被覆し、モールド樹脂との密着性を向上させることにより、上述した剥離を抑制することが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246431 discloses that the above-described peeling is suppressed by covering the surfaces of electronic components and leads to be resin-sealed with a resin film and improving the adhesion to the mold resin. Has been.
さらに、特開2005−317860号公報では、外部と電気的に接続される電極パッドに加えて、外部と電気的に接続されない電極パッドを付加的に形成し、この電極パッド上に突起状部材を形成して、半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させることが開示されている。
しかしながら、上述したような方法では、特に複数の半導体チップを積層して半導体装置を製造したような場合には、各半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させることができず、さらに上述したように、特に下段に位置する半導体チップ上にはモールド樹脂が厚く存在することになるので、前記半導体チップとモールド樹脂との密着性を十分に採ることができないという問題を解消することができないでいた。 However, in the above-described method, particularly when a semiconductor device is manufactured by stacking a plurality of semiconductor chips, the adhesion between each semiconductor chip and the mold resin cannot be improved. In particular, since the mold resin exists thickly on the semiconductor chip located at the lower stage, the problem that the adhesion between the semiconductor chip and the mold resin cannot be taken sufficiently cannot be solved. It was.
したがって、積層型の半導体装置における各半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上できるような技術は未だ存在しておらず、上述した半導体チップとモールド樹脂との密着性劣化による剥離に起因した、半導体製品の特性劣化などの問題を未だ解消することができないでいた。 Therefore, there is not yet a technology that can improve the adhesion between each semiconductor chip and the mold resin in the stacked semiconductor device, which is caused by the peeling due to the adhesion deterioration between the semiconductor chip and the mold resin described above. Problems such as deterioration of characteristics of semiconductor products have not been solved yet.
本発明は、複数の半導体チップを積層してなる積層型の半導体装置において、各半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させ、前記半導体装置を用いた半導体製品における特性劣化を解消することを目的とする。 The present invention relates to a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked, to improve the adhesion between each semiconductor chip and a mold resin, and to eliminate characteristic deterioration in a semiconductor product using the semiconductor device. Objective.
上記目的を達成すべく、本発明の一態様は、
複数の半導体チップそれぞれのエッジ部において、外部と電気的に接続するための第1の電極パッドと、
前記複数の半導体チップの内、少なくとも2つ半導体チップのエッジ部において、外部と電気的に接続されない第2の電極パッドとを具え、
前記複数の半導体チップは互いに積層されるとともに、前記第2の電極パッドが形成された前記少なくとも2つの半導体チップが前記第2の電極パッドを介して互いにワイヤボンディングされ、積層された前記複数の半導体チップ及びボンディングワイヤを覆うようにして所定の樹脂部材で封止したことを特徴とする、半導体装置に関する。
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides:
In each edge portion of the plurality of semiconductor chips, a first electrode pad for electrical connection with the outside,
A second electrode pad that is not electrically connected to the outside at an edge portion of at least two of the plurality of semiconductor chips;
The plurality of semiconductor chips are stacked on each other, and the at least two semiconductor chips on which the second electrode pads are formed are wire-bonded to each other via the second electrode pads and stacked. The present invention relates to a semiconductor device characterized by being sealed with a predetermined resin member so as to cover a chip and a bonding wire.
以上、本発明の一態様によれば、複数の半導体チップを積層してなる積層型の半導体装置において、各半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させ、前記半導体装置を用いた半導体製品における特性劣化などの諸問題を解消することができる。 As described above, according to one embodiment of the present invention, in a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked, in a semiconductor product using the semiconductor device, the adhesion between each semiconductor chip and a mold resin is improved. Various problems such as characteristic deterioration can be solved.
以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, other features and advantages of the present invention will be described based on the best mode for carrying out the invention.
図1は、本発明の一例における半導体装置を概略的に示す平面図であり、図2及び図3は、それぞれ図1に示す半導体装置のA−A線に沿って切った場合及びB−B線に沿って切った場合の断面図である。 1 is a plan view schematically showing a semiconductor device according to an example of the present invention. FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views taken along the line AA of the semiconductor device shown in FIG. It is sectional drawing at the time of cutting along a line.
なお、これらの図においては、本発明の特徴を明確化すべく、実際の半導体装置とは異なるようにして描いている。例えば、以下に示すリードフレームなどは積層された半導体チップに対して互いに略平行となるようにして矩形状に描かれているが、実際のリードフレームは例えば前記半導体チップを中心として放射状に配列されている。また、リードフレームの数及びパッド数についても、実際の数とは異なる(少ない)ようにして記載している。 In these drawings, in order to clarify the features of the present invention, they are drawn differently from actual semiconductor devices. For example, the lead frames shown below are drawn in a rectangular shape so as to be substantially parallel to the stacked semiconductor chips, but the actual lead frames are arranged radially, for example, centering on the semiconductor chips. ing. Further, the number of lead frames and the number of pads are also described so as to be different (less) from the actual numbers.
図1の半導体装置10は外部接続端子であるリードフレームを介して外部と電気的に接続されるリードフレーム型半導体装置である。この半導体装置10は、例えば金属製の支持基板17C上にそれぞれ矩形状の第1の半導体チップ11、第2の半導体チップ12、第3の半導体チップ13及び第4の半導体チップ14が、それぞれ絶縁層11A、12A、13A及び14Aを介して互いにエッジ部分(矩形における一辺)を露出するように横方向にずれた状態で互いに積層されている。
A
なお、本例においては、各半導体チップは、右方向にずれた状態で積層されているが、左方向にずれた状態で積層しても良い。また、上方向及び/又は下方向にずれるようにして積層しても良い。すなわち、各半導体チップのエッジ部分が露出し、かかる部分にワイヤボンディングを行うためのパッドを形成することができるとともに、得られる半導体装置を実装する半導体製品の要求を満足するものであれば特に限定されるものではない。 In this example, the semiconductor chips are stacked in a state shifted in the right direction, but may be stacked in a state shifted in the left direction. Moreover, you may laminate | stack so that it may shift | deviate to an upward direction and / or a downward direction. That is, the edge portion of each semiconductor chip is exposed, and a pad for performing wire bonding can be formed on such a portion, and is particularly limited as long as it satisfies the requirements of a semiconductor product for mounting the obtained semiconductor device. Is not to be done.
また、第1の半導体チップ11のエッジ部には複数のボンディングパッド111A、ボンディングパッド111Bが形成されている。さらに、第2の半導体チップ12のエッジ部には複数のボンディングパッド121A、ボンディングパッド121Bが第1の半導体チップ11のボンディングパッド111A、111Bに対応して形成されている。同様に、第3の半導体チップ13のエッジ部及び第4の半導体チップ14のエッジ部には、それぞれ複数のボンディングパッド131A、131B及び141A、141Bが第1の半導体チップ11のボンディングパッド111A、111Bに対応して形成されている。
A plurality of bonding pads 111 </ b> A and bonding pads 111 </ b> B are formed on the edge portion of the
なお、各ボンディングパッドにおいて、参照符号“A”が付されているものは、以下に説明するように外部との電気的接続を採るために使用されるものを表しており、参照符号“B”が付されているものは、以下に説明するように外部との電気的接続を採るためのものではなく、密着性向上のためのワイヤボンディングを行うために使用されるものであることを意味している。 Note that, in each bonding pad, the reference symbol “A” is used to represent an electrical connection with the outside as described below, and the reference symbol “B”. This means that it is not used for electrical connection with the outside as described below, but used for wire bonding to improve adhesion. ing.
また、第1の半導体チップ11のエッジ部の近傍には、複数のリードフレーム17が第1の半導体チップ11のボンディングパッド111A、111Bに対応して設けられている。
A plurality of
図から明らかなように、半導体チップ11のエッジ部の中央部に設けられたボンディングパッド111Aは、それぞれ対応する半導体チップ12、13、14のボンディングパッド121A、131A、141Aおよび対応するリードフレーム17にボンディングワイヤ15で電気的に接続され、例えば外部駆動回路(図示せず)などに電気的に接続されている。一方、半導体チップ11のエッジ部の端部にそれぞれ2個ずつ設けられたボンディングパッド111Bは、それぞれ対応する半導体チップ12、13、14のボンディングパッド121B、131B、141Bにボンディングワイヤ16で接続されるものの、対応するリードフレーム17には接続されない。
As is apparent from the figure, the
さらに、積層された半導体チップ11〜14及びボンディングワイヤ15,16、並びにリードフレーム17の端部はモールド樹脂19で被覆され、封止される。なお、このようなモールド樹脂19によって、半導体チップ11〜14に対してリードフレーム17が固定配置されることになる。
Further, the end portions of the laminated
また、本例では、モールド樹脂19の、リードフレーム17の下側に位置する部分の厚さが、上側に位置する部分の厚さよりも大きくなっているが、これは半導体チップの積層数などに依存するものであって、リードフレーム17の上側及び下側の樹脂厚さを適宜調節し、逆転するようにすることもできる。
In this example, the thickness of the portion of the
半導体チップ11〜14は、前記外部駆動回路などからのリードフレーム17およびボンディングワイヤ15を介した電気的信号によって互いに相関関係を保ちながら駆動されるようになる。一方、ボンディングワイヤ16はリードフレーム17に接続されていないことからも明らかなように、半導体チップ相互間の電気的接続を行うためのものではなく、例えば半導体チップ表面から発生した水分などを吸収したり、モールド樹脂19に対してアンカー効果を発揮したりすることにより、半導体チップ11〜14のそれぞれと、モールド樹脂19との密着性を高める作用効果を奏する。
The
すなわち、本例では、通常の電気的接続を行うボンディングパッド111A〜141Aに加えて、このような電気的接続を行わないダミーのボンディングパッド111B〜141Bを別途設け、これらのダミーのボンディングパッド111B〜141B同士をボンディングワイヤ16で接続することによって、各半導体チップ11〜14とモールド樹脂19との密着性の向上を図っている。
That is, in this example, in addition to the
したがって、半導体装置10を例えばマザーボードなどに実装する際に熱が付加されても、半導体チップ11〜14とモールド樹脂19との密着性が十分高く保持されるので、これらの界面、特に下方に位置する半導体チップ11や12の界面での剥離が生じなくなる。その結果、実装して得られた半導体製品の特性劣化を抑制することができるようになる。
Accordingly, even when heat is applied when the
なお、半導体装置10における半導体チップ11〜14が上述したように追加的に形成したダミーのボンディングパッドの他に、使用しないボンディングパッドを有するような場合は、これら不使用のボンディングパッド間をボンディングワイヤ16でワイヤボンディングすることにより、かかる領域での半導体チップとモールド樹脂との密着性を増大させることができ、半導体装置10に対し、半導体チップ及びモールド樹脂間の付加的な密着性増大の効果を付与することができる。
When the semiconductor chips 11 to 14 in the
また、前記不使用のボンディングパッドがVSS(GNDに相当)の機能を奏する場合、上述したワイヤボンディングを行うことにより、VSS機能を有するボンディングパッドの実質的な体積を増大することができるため、半導体装置10の電気的ノイズ低減という付加的な効果も得ることができる。
Further, when the unused bonding pad has a function of VSS (corresponding to GND), a substantial volume of the bonding pad having the VSS function can be increased by performing the wire bonding described above. An additional effect of reducing electrical noise of the
なお、本例においては、ダミーのボンディングパッド111B〜141Bを特に半導体チップ11〜14のエッジ部の隅部に形成し、かかる位置においてワイヤボンディングを実施している。本発明者らの検討によれば、本例のような積層型の半導体装置においては、特に半導体チップの隅部においてモールド樹脂との密着性が低下し、この隅部において剥離が生じる割合が顕著になることを確認している。したがって、本例のように、半導体チップ11〜14のエッジ部の隅部でダミーボンディングパッド111B〜141Bを介してワイヤボンディングを行うことにより、半導体チップ11~14隅部におけるモールド樹脂19との剥離を効果的に抑制することができるようになる。
In this example,
但し、ダミーのボンディングパッド111B〜141Bは必ずしも半導体チップ11〜14のエッジ部の隅部に形成することを必須の要件とするものではなく、任意の位置に形成し、かかる位置での半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させるようにすることができる。例えば、半導体チップの中央部に形成した電気的接続を行うボンディングパッドの一部をダミーボンディングパッドとすることができる。
However, the
また、本例のように半導体チップ11〜14の隅部にダミーのボンディングパッド111B〜141Bを設ける場合、その個数や位置については、半導体チップの大きさや積層数、あるいはその後に受ける熱処理条件などによって適宜に設定することができる。一例として挙げれば、半導体チップ11〜14の隅部から1500μmの範囲に数個のダミーボンディングパッド111B〜141Bが存在することが好ましく、特に800μm〜1mmの間に1個程度のダミーボンディングパッド111B〜141Bが存在することが好ましい。
Further, when the
さらに、本例では、4つの半導体チップ11〜14を積層するようにして半導体装置10を構成しているが、半導体チップの数については、2〜3個あるいは5個以上とすることもできる。
Furthermore, in this example, the
また、本例では、4つの半導体チップ11〜14の総てにおいてダミーのボンディングパッド111B〜141Bを形成し、これらを順次にワイヤボンディングしているが、2以上を適宜に選択してワイヤボンディングを行うようにすることもできる。例えば、第1の半導体チップ11と第2の半導体チップ12、第2の半導体チップ12と第3の半導体チップ13、又は第1の半導体チップ11と第3の半導体チップ13などとをワイヤボンディングすることもできる。さらには、第1の半導体チップ11、第2の半導体チップ12の2つのみをワイヤボンディングすることもできる。このような場合は、ワイヤボンディングした領域においてのみ、半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させることができる。
Further, in this example,
図4は、本発明の他の例における半導体装置を概略的に示す平面図であり、図5及び図6は、それぞれ図4に示す半導体装置のC−C線に沿って切った場合及びD−D線に沿って切った場合の断面図である。 FIG. 4 is a plan view schematically showing a semiconductor device according to another example of the present invention. FIGS. 5 and 6 are a cross-sectional view taken along line CC of the semiconductor device shown in FIG. It is sectional drawing at the time of cutting along the -D line.
なお、これらの図においても、本発明の特徴を明確化すべく、実際の半導体装置とは異なるようにして描いている。例えば、支持基板及び/又は半導体チップ上に形成されたパッド数についても、実際の数とは異なる(少ない)ようにして記載している。さらに、支持基板上に形成されたボンディングパッドも、互いに略平行な状態で矩形状に描かれているが、実際には前記半導体チップを中心として放射状に配列されている。 These drawings are also drawn differently from actual semiconductor devices in order to clarify the features of the present invention. For example, the number of pads formed on the support substrate and / or the semiconductor chip is also described so as to be different (less) from the actual number. Further, the bonding pads formed on the support substrate are also drawn in a rectangular shape in a substantially parallel state to each other, but are actually arranged radially with the semiconductor chip as the center.
本例に示す半導体装置20はBGA(ball grid array)型半導体装置である。この半導体装置20は、支持基板27上に第1の半導体チップ21が、この第1の半導体チップ21の上に第2の半導体チップ22が、それぞれ絶縁層21A、22Aを介して互いにエッジ部分を露出するように横方向に僅かにずれた状態で互いに積層されている。
The
なお、本例においても、各半導体チップは、右方向にずれた状態で積層されているが、左方向にずれた状態で積層しても良い。また、上方向及び/又は下方向にずれるようにして積層しても良い。すなわち、各半導体チップのエッジ部分が露出し、かかる部分にワイヤボンディングを行うためのパッドを形成することができるとともに、得られる半導体装置を実装する半導体製品の要求を満足するものであれば特に限定されるものではない。 Also in this example, the semiconductor chips are stacked in a state shifted in the right direction, but may be stacked in a state shifted in the left direction. Moreover, you may laminate | stack so that it may shift | deviate to an upward direction and / or a downward direction. That is, the edge portion of each semiconductor chip is exposed, and a pad for performing wire bonding can be formed on such a portion, and is particularly limited as long as it satisfies the requirements of a semiconductor product for mounting the obtained semiconductor device. Is not to be done.
また、第1の半導体チップ21のエッジ部には、中央部においてボンディングパッド211Aが形成され、隅部においてボンディングパッド211Bが形成されている。さらに、第2の半導体チップ22のエッジ部には、中央部においてボンディングパッド221Aが第1の半導体チップ21のボンディングパッド211Aに対応して形成され、隅部においてボンディングパッド221Bが第1の半導体チップ21のボンディングパッド211Bに対応して形成されている。
Further, at the edge portion of the
なお、各ボンディングパッドにおいて、参照符号“A”が付されているものは、上記例同様に、外部との電気的接続を採るために使用されるものを表しており、参照符号“B”が付されているものは、上記例同様に、外部との電気的接続を採るためのものではなく、密着性向上のためのワイヤボンディングを行うために使用されるものであることを意味している。 In each bonding pad, the reference symbol “A” is the same as that used in the above example to indicate an electrical connection with the outside, and the reference symbol “B” As in the above example, what is attached is not used for electrical connection with the outside, but is used for wire bonding for improving adhesion. .
また、支持基板27には、半導体チップ21の近傍には、ボンディングパッド271が半導体チップ21のボンディングパッド211A、211Bに対応して形成されている。支持基板の半導体チップ21、22が搭載された面とは反対側の面には外部接続端子273がボンディングパッド271に対応して複数形成されており、外部接続端子273とボンディングパッド211A、211Bはそれぞれスルーホール272を介して電気的に接続されている。なお、外部接続端子273が形成された面上にはダミー端子274も形成されている。
Further, bonding pads 271 are formed on the
図から明らかなように、半導体チップ21の、エッジ部の中央部に設けられたボンディングパッド211Aは、対応する半導体チップ22のボンディングパッド221Aおよび対応する支持基板27上のボンディングパッド271Aにボンディングワイヤ25で電気的に接続され、例えば外部駆動回路(図示せず)などに電気的に接続されている。一方、半導体チップ21のエッジ部の隅部に設けられたボンディングパッド211Bは、対応する半導体チップ22のボンディングパッド221Bにボンディングワイヤ26で接続されるものの、支持基板27の対応するボンディングパッド271Bには接続されない。
As is apparent from the figure, the
さらに、積層された半導体チップ21、22及びボンディングワイヤ25、26、並びに支持基板27はモールド樹脂29で被覆され、封止される。
Further, the stacked
半導体チップ21、22は、外部駆動回路などからのボンディングワイヤ25を介した電気的信号によって互いに相関関係を保ちながら駆動される。一方、ボンディングワイヤ26はプリント基板17のボンディングパッド271Bに接続されていないことからも明らかなように、半導体チップ相互間の電気的接続を行うためのものではなく、例えば半導体チップ表面から発生した水分などを吸収したり、モールド樹脂29に対してアンカー効果を発揮したりすることにより、半導体チップ21、22のそれぞれと、モールド樹脂29との密着性を高める作用効果を奏する。
The semiconductor chips 21 and 22 are driven while maintaining a correlation with each other by an electrical signal via a
すなわち、本例でも、通常の電気的接続を行うボンディングパッド211A、221Aに加えて、このような電気的接続を行わないダミーのボンディングパッド211B、221Bを別途設け、これらのダミーのボンディングパッド211B、221B同士をボンディングワイヤで接続することによって、各半導体チップ21、22とモールド樹脂29との密着性の向上を図っている。
That is, also in this example, in addition to the
したがって、半導体装置20を所定の部材などに取り付ける際の、例えば半田工程などにおいて熱が付加された場合においても、半導体チップ21、22とモールド樹脂29との密着性が十分高く保持されるので、これらの界面、特に下方に位置する半導体チップ21の界面での剥離が生じなくなる。その結果、実装して得られた半導体製品の特性劣化を抑制することができる。
Therefore, even when the
なお、半導体装置20における半導体チップ21、22が上述したように追加的に形成したダミーのボンディングパッドの他に、使用しないボンディングパッドを有するような場合は、これら不使用のボンディングパッド間をワイヤボンディングすることにより、かかる領域での半導体チップとモールド樹脂との密着性を増大させることができ、半導体装置20に対し、半導体チップ及びモールド樹脂間の付加的な密着性増大の効果を付与することができる。
In addition, when the semiconductor chips 21 and 22 in the
また、前記不使用のボンディングパッドがVSS(GNDに相当)の機能を奏する場合、上述したワイヤボンディングを行うことにより、VSS機能を有するボンディングパッドの実質的な体積を増大することができるため、半導体装置20の電気的ノイズ低減という付加的な効果も得ることができる。
Further, when the unused bonding pad has a function of VSS (corresponding to GND), a substantial volume of the bonding pad having the VSS function can be increased by performing the wire bonding described above. An additional effect of reducing electrical noise of the
なお、本例においても、ダミーのボンディングパッド211B、221Bを特に半導体チップ21、22のエッジ部の隅部に形成し、かかる位置においてワイヤボンディングを実施している。したがって、顕著な割合で発生する、半導体チップ21、22の隅部におけるモールド樹脂29との剥離を効果的に抑制することができるようになる。
Also in this example,
但し、ダミーのボンディングパッド211B、221Bは必ずしも半導体チップ21〜24のエッジ部の端部に形成することを必須の要件とするものではなく、任意の位置に形成し、かかる位置での半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させるようにすることができる。例えば、半導体チップの中央部に形成した電気的接続を行うボンディングパッドの一部をダミーボンディングパッドとすることができる。
However, the
また、本例のように半導体チップ21〜24の端部にダミーのボンディングパッド211B〜241Bを設ける場合にも、その個数や位置については、半導体チップの大きさや積層数、あるいはその後に受ける熱処理条件などによって適宜に設定することができる。一例として挙げれば、上記例同様に、半導体チップ21〜24の端部から1500μmの範囲に数個のダミーボンディングパッド211B〜241Bが存在することが好ましく、特に800μm〜1mmの間に1個程度のダミーボンディングパッド211B〜241Bが存在することが好ましい。
In addition, when
さらに、本例では、2つの半導体チップ21、22を積層するようにして半導体装置20を構成しているが、半導体チップの数については、3個以上とすることもできる。
Furthermore, in this example, the
また、本例でも、3つ以上の半導体チップで半導体装置を構成した場合、総ての半導体チップにおいてダミーのボンディングパッドを形成し、これらを順次にワイヤボンディングしてもよいが、2以上を適宜に選択してワイヤボンディングを行うようにすることもできる。例えば、第1の半導体チップと第2の半導体チップ、第2の半導体チップと第3の半導体チップ、又は第1の半導体チップと第3の半導体チップなどとをワイヤボンディングすることもできる。 Also in this example, when a semiconductor device is constituted by three or more semiconductor chips, dummy bonding pads may be formed in all the semiconductor chips, and these may be sequentially wire-bonded. Alternatively, wire bonding can be performed. For example, the first semiconductor chip and the second semiconductor chip, the second semiconductor chip and the third semiconductor chip, or the first semiconductor chip and the third semiconductor chip can be wire-bonded.
図7は、本発明の他の例における半導体装置を概略的に示す平面図である。なお、これらの図においても、本発明の特徴を明確化すべく、実際の半導体装置とは異なるようにして描いている。例えば、支持基板及び/又は半導体チップ上に形成されたパッド数についても、実際の数とは異なる(少ない)ようにして記載している。さらに、プリント基板上に形成されたボンディングパッドも、互いに略平行な状態で矩形状に描かれているが、実際には前記半導体チップを中心として放射状に配列されている。 FIG. 7 is a plan view schematically showing a semiconductor device according to another example of the present invention. Note that these drawings are also drawn differently from actual semiconductor devices in order to clarify the features of the present invention. For example, the number of pads formed on the support substrate and / or the semiconductor chip is also described so as to be different (less) from the actual number. Further, the bonding pads formed on the printed circuit board are also drawn in a rectangular shape in a state of being substantially parallel to each other, but are actually arranged radially around the semiconductor chip.
図7の半導体装置30は、図1と同様にリードフレームを介して外部と電気的に接続されるリードフレーム型半導体装置である。この半導体装置30は、一対の金属製の支持基板31上に絶縁層(図示せず)を介して第1の半導体チップ32が載置されている。この第1の半導体チップ32上に第2の半導体チップ33が、絶縁層(図示せず)を介してエッジ部分(矩形における一辺)を露出するように横方向にずれた状態で積層されている。
The
なお、本例においても、図1に関する例と同様に、各半導体チップは、右方向にずれた状態で積層されているが、左方向にずれた状態で積層しても良い。また、上方向及び/又は下方向にずれるようにして積層しても良い。すなわち、各半導体チップのエッジ部分が露出し、かかる部分にワイヤボンディングを行うためのパッドを形成することができるとともに、得られる半導体装置を実装する半導体製品の要求を満足するものであれば特に限定されるものではない。 Also in this example, as in the example relating to FIG. 1, the semiconductor chips are stacked in a state shifted in the right direction, but may be stacked in a state shifted in the left direction. Moreover, you may laminate | stack so that it may shift | deviate to an upward direction and / or a downward direction. That is, the edge portion of each semiconductor chip is exposed, and a pad for performing wire bonding can be formed on such a portion, and is particularly limited as long as it satisfies the requirements of a semiconductor product for mounting the obtained semiconductor device. Is not to be done.
第1の半導体チップ32のエッジ部には複数のボンディングパッド321A、321A’、321Bが形成されている。第2の半導体チップ33のエッジ部には複数のボンディングパッド331A、331A’、331Bが、第1の半導体チップ32のボンディングパッド321A、321A’321Bに対応して形成されている。
A plurality of bonding pads 321 </ b> A, 321 </ b> A ′, 321 </ b> B are formed on the edge portion of the
なお、本例においても、各ボンディングパッドにおいて、参照符号“A”が付されているものは、以下に説明するように外部との電気的接続を採るために使用されるものを表しており、参照符号“B”が付されているものは、以下に説明するように外部との電気的接続を採るためのものではなく、密着性向上のためのワイヤボンディングを行うために使用されるものであることを意味している。 Also in this example, in each bonding pad, the reference symbol “A” is used to represent an electrical connection with the outside as described below, Those with the reference sign “B” are not used for electrical connection with the outside as described below, but are used for wire bonding to improve adhesion. It means that there is.
また、半導体チップ32のエッジ部の近傍には、複数のリードフレーム341A、341A’、341B、341Cが設けられている。リードフレーム341Aは第1の半導体チップ32のボンディングパッド321Aに対応して設けられており、半導体装置30のエッジ部側の辺で外部に露出している。リードフレーム341A’は第1の半導体チップ32のボンディングパッド321A’に対応して設けられており、半導体装置30におけるエッジ部側から第1の半導体チップ32の下方を通ってエッジ部側とは反対側に延出し、リードフレーム341Aとは反対側の辺にて外部に露出している。なお、リードフレーム341A’は半導体装置30におけるエッジ部側では外部に露出しておらず、エッジ部側とは反対側の辺においてのみ外部に露出している。
A plurality of
リードフレーム341Bは第1の半導体チップ32のボンディングパッド321Bに対応して設けられており、外部に露出することなく、支持基板31に接続されている。このリードフレーム341Bはダミー端子として用いられる。リードフレーム341Cは半導体チップ32、33とは接続されていないダミーのリードフレームであり、半導体装置30のエッジ部側の辺でリードフレーム341Aに併設して、またエッジ部側とは反対側の辺でリードフレーム341A’に併設されている。
The
半導体チップ33のエッジ部の中央部に設けられたボンディングパッド331A、331A’は、それぞれ対応する半導体チップ32のボンディングパッド321A、321A’および対応するリードフレーム341A、341A’にボンディングワイヤ35で電気的に接続され、例えば外部駆動回路(図示せず)などに電気的に接続されている。半導体チップ32のエッジ部の端部に設けられたボンディングパッド321Bは、対応する半導体チップ33のボンディングパッド331Bにボンディングワイヤ36で接続されるものの、外部に露出したリードフレームには接続されず、ダミー端子であるリードフレーム341Bに接続されている。
The
積層された半導体チップ32、33、ボンディングワイヤ35、36、支持基板31、リードフレーム341A、341A’、341B、341Cは、モールド樹脂19で被覆され、封止されている。
The stacked
半導体チップ32、33は、リードフレーム341A、341A’およびボンディングワイヤ35を介した前記外部駆動回路などからの電気的信号によって互いに相関関係を保ちながら駆動されるようになる。一方、ボンディングワイヤ36は外部に接続されるリードフレームには接続されていないことから、半導体チップ相互間の電気的接続を行うためのものではなく、例えば半導体チップ表面から発生した水分などを吸収したり、モールド樹脂37に対してアンカー効果を発揮したりすることにより、半導体チップ32、33のそれぞれと、モールド樹脂37との密着性を高める作用効果を奏する。
The semiconductor chips 32 and 33 are driven while maintaining a correlation with each other by an electrical signal from the external driving circuit or the like via the lead frames 341A and 341A 'and the bonding wire 35. On the other hand, since the bonding wire 36 is not connected to the lead frame connected to the outside, the bonding wire 36 is not for electrical connection between the semiconductor chips, but absorbs moisture generated from the surface of the semiconductor chips, for example. In addition, by exhibiting an anchor effect on the
すなわち、本例では、通常の電気的接続を行うボンディングパッドに加えて、電気的接続を行わないダミーのボンディングパッド321B、331Bを別途設け、これらのダミーのボンディングパッド同士をボンディングワイヤ36で接続することによって、各半導体チップ32、33とモールド樹脂37との密着性の向上を図っている。
That is, in this example, in addition to the bonding pads that perform normal electrical connection,
したがって、半導体装置30を例えばマザーボードなどに実装する際に熱が付加されても、半導体チップとモールド樹脂との密着性が十分高く保持されるので、これらの界面、特に下方に位置する半導体チップの界面での剥離が生じなくなる。その結果、実装して得られた半導体製品の特性劣化を抑制することができるようになる。
Therefore, even when heat is applied when the
なお、半導体装置30における半導体チップが上述したように追加的に形成したダミーのボンディングパッドの他に、使用しないボンディングパッドを有するような場合は、これら不使用のボンディングパッド間をボンディングワイヤ36でワイヤボンディングすることにより、かかる領域での半導体チップとモールド樹脂との密着性を増大させることができ、半導体装置に対し、半導体チップ及びモールド樹脂間の付加的な密着性増大の効果を付与することができる。
If the semiconductor chip in the
また、前記不使用のボンディングパッドがVSS(GNDに相当)の機能を奏する場合、上述したワイヤボンディングを行うことにより、VSS機能を有するボンディングパッドの実質的な体積を増大することができるため、半導体装置の電気的ノイズ低減という付加的な効果も得ることができる。 Further, when the unused bonding pad has a function of VSS (corresponding to GND), a substantial volume of the bonding pad having the VSS function can be increased by performing the wire bonding described above. An additional effect of reducing the electrical noise of the device can also be obtained.
なお、本例においては、ダミーのボンディングパッド321B、331Bを特に半導体チップのエッジ部の隅部に形成し、かかる位置においてワイヤボンディングを実施していることから、特に半導体チップの隅部において生じやすいモールド樹脂との密着性が低下を効果的に抑制することができるようになる。
In this example,
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。 While the present invention has been described in detail based on the above specific examples, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上記例では単独の半導体装置のみに着目し、その構成要素である複数の半導体チップにダミーのボンディングパッドを設け、ワイヤボンディングを行って、半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させるようにしている。しかしながら、複数の半導体装置が、例えばプリント基板上で並列に配置されているような場合、隣接した半導体装置の、構成半導体チップ同士をダミーのボンディングパッドを介してワイヤボンディングすることによっても上述したような作用効果、すなわち半導体チップとモールド樹脂との密着性を向上させることができる。 For example, in the above example, attention is paid only to a single semiconductor device, and dummy bonding pads are provided on a plurality of semiconductor chips that are constituent elements thereof, and wire bonding is performed to improve the adhesion between the semiconductor chip and the mold resin. I have to. However, when a plurality of semiconductor devices are arranged in parallel on a printed circuit board, for example, as described above, the constituent semiconductor chips of adjacent semiconductor devices are wire-bonded via dummy bonding pads. It is possible to improve the advantageous effects, that is, the adhesion between the semiconductor chip and the mold resin.
但し、本発明の作用効果は、上述した積層型の半導体装置において顕著に発現されることになる。 However, the effect of the present invention is remarkably exhibited in the above-described stacked semiconductor device.
10,20,30 半導体装置
11,21,32 第1の半導体チップ
12,22,33 第2の半導体チップ
13 第3の半導体チップ
14 第4の半導体チップ
15,16,25,26,35,36 ボンディングワイヤ
17,341A、341A’、341B、341C リードフレーム
17C,27,31 支持基板
18 絶縁層
19、29 モールド樹脂
111A,121A,131A,141A、211A,221A,321A,321A’,331A’ボンディングパッド
111B,121B,131B,141B、211B,221B,321B,331B (ダミーの)ボンディングパッド
271 (支持基板の)ボンディングパッド
272 スルーホール
273 外部接続端子
274 ダミー端子
10, 20, 30
Claims (5)
前記複数の半導体チップの内、少なくとも2つ半導体チップのエッジ部において、外部と電気的に接続されない第2の電極パッドとを具備し、
前記複数の半導体チップは互いに積層されるとともに、前記第2の電極パッドが形成された前記少なくとも2つの半導体チップが前記第2の電極パッドを介して互いにワイヤボンディングされ、積層された前記複数の半導体チップ及びボンディングワイヤを覆うようにして所定の樹脂部材で封止したことを特徴とする半導体装置。 In each edge portion of the plurality of semiconductor chips, a first electrode pad for electrical connection with the outside,
A second electrode pad not electrically connected to the outside at an edge portion of at least two of the plurality of semiconductor chips;
The plurality of semiconductor chips are stacked on each other, and the at least two semiconductor chips on which the second electrode pads are formed are wire-bonded to each other via the second electrode pads and stacked. A semiconductor device characterized in that it is sealed with a predetermined resin member so as to cover a chip and a bonding wire.
前記支持基板上に設けられた第1の半導体チップであって、外部と電気的に接続するための第1の電極パッドが中央部にかつ外部と電気的に接続されない第2の電極パッドが隅部に形成されたエッジ部を有する第1の半導体チップと、
前記第1の半導体チップのエッジ部が露出するよう前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、
前記第1の電極パッドに対応して設けられた外部接続端子と、
前記第2の電極パッドに対応して設けられたダミー端子と、
前記外部接続端子と前記第1の電極パッドとを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、
前記ダミー端子と前記第2の電極パッドとを接続する第2のボンディングワイヤと
を具備したことを特徴とする半導体装置。 A support substrate;
A first semiconductor chip provided on the support substrate, wherein a first electrode pad for electrical connection to the outside is provided at the center and a second electrode pad that is not electrically connected to the outside is provided at a corner. A first semiconductor chip having an edge portion formed in the portion;
A second semiconductor chip stacked on the first semiconductor chip such that an edge portion of the first semiconductor chip is exposed;
An external connection terminal provided corresponding to the first electrode pad;
Dummy terminals provided corresponding to the second electrode pads;
A first bonding wire for electrically connecting the external connection terminal and the first electrode pad;
A semiconductor device comprising: a second bonding wire that connects the dummy terminal and the second electrode pad.
前記支持基板上に設けられた第1の半導体チップであって、外部と電気的に接続するための第1の電極パッドが中央部にかつ外部と電気的に接続されない第2の電極パッドが隅部に形成された第1のエッジ部を有する第1の半導体チップと、
前記第1の半導体チップのエッジ部が露出するよう前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップであって、外部と電気的に接続するための第3の電極パッドが中央部にかつ外部と電気的に接続されない第4の電極パッドが隅部に形成された第2のエッジ部を有する第2の半導体チップと、
前記第1の電極パッドに対応して設けられた外部接続端子と、
前記第2の電極パッドに対応して設けられたダミー端子と、
前記外部接続端子および前記第1の電極パッドならびに前記第3の電極パッドを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、
前記ダミー端子および前記第2の電極パッドならびに前記第4の電極パッドを接続する第2のボンディングワイヤと
を具備したことを特徴とする半導体装置。 A support substrate;
A first semiconductor chip provided on the support substrate, wherein a first electrode pad for electrical connection to the outside is provided at the center and a second electrode pad that is not electrically connected to the outside is provided at a corner. A first semiconductor chip having a first edge portion formed in the portion;
A second semiconductor chip stacked on the first semiconductor chip so that an edge portion of the first semiconductor chip is exposed, and a third electrode pad for electrically connecting to the outside is a central portion And a second semiconductor chip having a second edge portion formed at the corner with a fourth electrode pad that is not electrically connected to the outside,
An external connection terminal provided corresponding to the first electrode pad;
Dummy terminals provided corresponding to the second electrode pads;
A first bonding wire that electrically connects the external connection terminal, the first electrode pad, and the third electrode pad;
A semiconductor device, comprising: the dummy terminal, the second electrode pad, and a second bonding wire that connects the fourth electrode pad.
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