JP2009164160A - 半導体デバイス積層体および実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造の実現。
【解決手段】最上段の半導体チップ2dのパッド4dをベース基板1側になるように配置し、機能部品7を実装したフレキシブル基板5で半導体チップ2dのパッド4dとベース基板1の電極8dを接続することにより、より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。さらに、フレキシブル基板5の代わりに、中継基板25を用いることができる。さらに、小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。
【選択図】図1
【解決手段】最上段の半導体チップ2dのパッド4dをベース基板1側になるように配置し、機能部品7を実装したフレキシブル基板5で半導体チップ2dのパッド4dとベース基板1の電極8dを接続することにより、より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。さらに、フレキシブル基板5の代わりに、中継基板25を用いることができる。さらに、小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、ベース基板上に半導体デバイスを実装する半導体デバイス実装方法、並びに、半導体デバイス積層体に関する。
従来から、情報を記録する記録媒体の一つとしてメモリチップが内蔵されたメモリカードが利用されており、このようなメモリカードは携帯性に優れているため、携帯型情報端末や携帯電話等の携帯型電子機器の記録媒体として広く使用されている。これらの携帯型電子機器は携帯性向上等の観点から年々大容量化が進められており、これに伴ってメモリカードの大容量化が求められている。
一方、メモリカードの形状や大きさ、厚さ等は通常、規格により定められているため、メモリカードの容量を増大させる際には、メモリカードを大型化することなく大容量化を実現する必要がある。特許文献1では、それぞれに半導体チップが実装された複数のフレキシブル基板をマザー基板上に積層して電子回路モジュールを形成することにより、電子回路モジュールを薄型化する技術が開示されている(特許文献1)。
また、フレキシブル基板を使わないで実装する方法として、半導体チップを積層して各半導体チップごとにベース基板の電極にワイヤーボンディングして接続する方法がある。代表的な構造としては、半導体チップが接着層介してベース基板に積層され、それぞれの半導体チップのパッドからベース基板の電極にワイヤーボンディングで接続される方法である。この方法であれば、ワイヤーの接続領域を確保するために、上層ほど半導体チップのサイズが小さくしなければならないという制限がある。それを避ける方法として、図7に示すように、スペーサを用いる方法がある。半導体チップ101a、101b、101c、101d間には、スペーサ102a、102b、102cを介在させ、スペーサ102a、102b、102cの両面には、接着剤層103a、103b、103c、103d、103e、103f、103gを設け、半導体チップ100a〜100dを固定している。半導体チップ101a、101b、101c、101dは、ベース基板104上に実装されている。各半導体チップ101a、101b、101c、101dは、ボンディングワイヤ105a、105b、105c、105d、105e、105f、105g、105hを介してベース基板104上の電極106a、106b、106c、106d、106e、106f、106f、106g、106hにそれぞれ接続されている。スペーサ102a、102b、102cは、半導体チップ101a、101b、101c、101dの間に設置することにより、ボンディングワイヤ105a、105b、105c、105d、105e、105f、105g、105hを接続するスペースが確保され、かつ半導体チップ101a、101b、101c、101dとの接触を防止することができ、半導体チップ101a、101b、101c、101dのサイズを上層ほど小さくする必要がない。しかし、この方法であれば、スペーサ102a、102b、102cの高さ分の寸法が大きくなるという問題がある。最近検討されているより高さ寸法を小さくする構造を図8に示す。半導体チップ107a、107b、107c、107dは、接着剤層108a、108b、108c、108dによりベース基板109に積層されている。半導体チップ107a、107b、107c、107dのパッド110a、110b、110c、110dは、片方側にだけ設けられている。そのため、半導体チップ107a、107b、107c、107dからベース基板109上の電極111a、111b、111c、110dへワイヤボンディングにより接続するために、ボンディングワイヤ112a、112b、112c、112dを接続するためのスペースを空けるため、半導体チップ107a、107b、107c、107dを上層に積層するごとにずらして設置することにより接続が可能となる。
国際公開第2006/095703号パンフレット
図7や図8に示すワイヤボンディングによる接続方法では、最上層に設置された半導体チップ101d、107dからベース基板104、109へのボンディングワイヤ105d、112dの上方への曲線に上げる寸法が必ず必要となり、その分、積層体全体の高さが高くなる。
また、ワイヤボンディングによる積層構造では、コンデンサーや抵抗などの回路部品は、ベース基板上に実装されることになり、基板の大型化につながる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より小型、薄型化を実現する半導体デバイス積層体構造および実装方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
また、半導体チップを3個以上のn個積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記ベース基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記ベース基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキ基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤとからなり、
前記フレキシブル基板の電極と前記第2半導体チップとを電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキ基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤとからなり、
前記フレキシブル基板の電極と前記第2半導体チップとを電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
半導体チップを3個以上のn個積層する積層体であって、
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
また、フレキシブル基板には、実装された回路部品を備えていることを特徴とする請求項1ないし4記載の半導体デバイス積層体をもちいる。
半導体チップが、メモリデバイスであることを特徴とする請求項1ないし5記載の半導体デバイス積層体を用いる。
ベース基板上に半導体チップを実装する実装方法であって、
ベース基板に半導体チップを搭載するための第1接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に第1半導体チップ上のパッドを上面に第1半導体チップを積層する工程と、
前記第1半導体チップ上に第2接着剤層を塗布する工程と、
前記第2接着剤層に、パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する第2半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に積層する工程と、
前記第1半導体チップ上の前記パッドから前記ベース基板に電気的に接続するための第1ボンディングワイヤをボンディングする工程と、
前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法を用いる。
ベース基板に半導体チップを搭載するための第1接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に第1半導体チップ上のパッドを上面に第1半導体チップを積層する工程と、
前記第1半導体チップ上に第2接着剤層を塗布する工程と、
前記第2接着剤層に、パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する第2半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に積層する工程と、
前記第1半導体チップ上の前記パッドから前記ベース基板に電気的に接続するための第1ボンディングワイヤをボンディングする工程と、
前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法を用いる。
ベース基板上に3個以上の多数半導体デバイスを実装する実装方法であって、
積層したときの最上段の半導体チップを除いたすべての半導体チップは、
ベース基板に最下段の半導体チップを搭載するための最下段接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記最下段接着剤層上に最下段の半導体チップ上のパッドを上面に最下段半導体チップを積層する工程と、
前記最下段の半導体以降、半導体チップを積層する場合、半導体チップを搭載するための接着剤層を下段の半導体チップに塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に半導体チップ上のパッドを上面に半導体チップを積層する工程とを繰り返す工程と、
最上段半導体チップを積層するために下段半導体チップに接着剤層を塗布する工程と、
パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する前記最上段の半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に最上段の半導体チップを積層する工程と、
最上段の半導体チップ以外の前記半導体チップ上の前期パッドからそれぞれベース基板に個別に電気的に接続するためのボンディングワイヤをボンディングする工程と、
最上段の半導体チップのパッドに形成されたバンプを介して接合した前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法を用いる。
積層したときの最上段の半導体チップを除いたすべての半導体チップは、
ベース基板に最下段の半導体チップを搭載するための最下段接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記最下段接着剤層上に最下段の半導体チップ上のパッドを上面に最下段半導体チップを積層する工程と、
前記最下段の半導体以降、半導体チップを積層する場合、半導体チップを搭載するための接着剤層を下段の半導体チップに塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に半導体チップ上のパッドを上面に半導体チップを積層する工程とを繰り返す工程と、
最上段半導体チップを積層するために下段半導体チップに接着剤層を塗布する工程と、
パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する前記最上段の半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に最上段の半導体チップを積層する工程と、
最上段の半導体チップ以外の前記半導体チップ上の前期パッドからそれぞれベース基板に個別に電気的に接続するためのボンディングワイヤをボンディングする工程と、
最上段の半導体チップのパッドに形成されたバンプを介して接合した前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法を用いる。
また、半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するための中継基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するための中継基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体を用いる。
本発明では、より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。
(実施の形態1)
以下、本発明の一の実施携帯に係る半導体デバイス積層体および実装方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の一の実施携帯に係る半導体デバイス積層体および実装方法について図面を参照しながら説明する。
図1(a)と図1(b)は、本発明の一の実施の形態に係る半導体デバイス積層体の断面図である。図2は、本発明の一の実施の形態に係る半導体デバイス積層体の実装方法の工程図を示す。以下、図1(a)、図1(b)、図2にて説明する。
図1(a)において、ベース基板1は、電気配線を有するベース基板でガラスエポキシから形成されている。ベース基板1上に半導体チップ2a、2b、2c、2dを接着剤層3a、3b、3c、3dを介して、積層する。半導体チップ2a、2b、2cには、片方向だけにパッド4a、4b、4cが設けられている。パッド4a、4b、4cをベース基板1とは反対側(上方)にして、半導体チップ2a、2b、2c下層から順番に積層していく。具体的には、ベース基板1にフイルム状の接着剤を貼り付けて接着剤層3aを形成し、その接着剤層3a上に半導体チップ2aを載置して、接着剤層3a加熱硬化する。次に、半導体チップ2a上にパッド4aは露出するようにフイルム状の接着剤を貼り付けて接着剤層3bを形成し、その接着剤層3b上に半導体チップ2bを載置して、接着剤層3b加熱硬化する。さらに、半導体チップ2b上にパッド4bは露出するようにフイルム状の接着剤を貼り付けて接着剤層3cを形成し、その接着剤層3c上に半導体チップ2cを載置して、接着剤層3c加熱硬化する。また、最上段に載置する半導体チップ2dには、積層する前にフレキシブル基板5を接合しておく。具体的には、フレキシブル基板の電極6aに異方性導電性樹脂フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Adhesive Film))(図示せず)を貼り付け、半導体チップ2dのパッド4d上に形成された金バンプ(図示せず)をフレキシブル基板5の電極と接合するように加熱加圧する。フレキシブル基板5の配線上には、事前にコンデンサーや抵抗などの機能部品7もはんだフローにより実装されている。半導体チップ2c上にパッド4cは露出するようにフイルム上の接着剤を貼り付けて接着剤層3dを形成し、その接着剤層3d上に半導体チップ2dをフレキシブル基板5がベース基板1側になるように載置して、接着剤層3d加熱硬化する。すべての半導体チップ2a、2b、2c、2dを積層した後、最上段の半導体チップ2d以外の半導体チップ2a、2b、2cのパッド4a、4b、4cに対して、ベース基板の電極8a、8b、8cと各個別にワイヤボンディングによりボンディングワイヤ9a、9b、9cで接続される。最上段の半導体チップ2dの接続は、フレキシブル基板5の半導体チップ2dと接続している方と反対側のフレキシブル基板の電極6bとベース基板1の電極8dを異方性導電性樹脂フィルムによって加熱圧着により接合されている。結果的に、ボンディングワイヤ9a、9b、9cとフレキシブル基板5により半導体チップ2a、2b、2c、2dとベース基板1は、電気的に接続されることになる。
フレキシブル基板5は、樹脂のフィルム状の柔軟なシートで配線が形成されている。この例では、ポリイミドフィルム厚みが50μmのものを使用した。機能部品7をフレキシブル基板5に実装しない場合には、フレキシブル基板5上の配線は、直線のライン状のものでよく、簡素化できる。また、フレキシブル基板5では、半導体チップ2dと接続部分のフレキシブル基板の電極6aとベース基板1の電極8dと接続するフレキシブル基板の電極6bが、フレキシブル基板5の同一面でないので、スルーホールにて、配線をフレキシブル基板5の両面に形成必要である。
半導体チップ2a、2b、2c、2dの厚みは、100μmであり、接着剤層3a、3b、3c、3dの厚みは、50μmであり、全体の厚みとして、600μmであった。
図1(b)は、フレキシブル基板5とベース基板1の間の空間に、部品10を実装したものである。実装密度の向上をさせることができる。部品10は、背の高いコンデンサーなどである。さらに、この部分と、フレキシブル基板5とベース基板1との間の空間に、別の半導体チップを実装してもよい。
異方性導電性樹脂とは、内部に微細な導電性の金属粒子を分散させた絶縁性の樹脂材料であり、異方性導電性樹脂を介した接合では、電極間に異方性導電性樹脂を挟んで加熱および加圧することにより、両電極が金属粒子を介して電気的および熱的に接続されるとともに硬化および収縮した樹脂材料により物理的に接合される。また、金バンプは、異方性導電性樹脂フィルムを貼り付ける最上段の半導体チップ2dのパッド4dにだけ形成されている。
以上に説明したように、最上段の半導体チップ2dのパッド4dをベース基板1側になるように配置し、機能部品7を実装したフレキシブル基板5で半導体チップ2dのパッド4dとベース基板1の電極8dを接続することにより、より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。
(実施の形態2)
以下、本発明の二の実施形態に係る半導体デバイス積層体および実装方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の二の実施形態に係る半導体デバイス積層体および実装方法について図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の二の実施の形態に係る半導体デバイス積層体の断面図である。本発明の実施の形態2に係る半導体デバイス積層体で本発明の実施の形態1に係る半導体デバイス積層体と違うところは、フレキシブル基板15がベース基板1を兼ねていることである。
図4は、本発明の一の実施の形態に係る半導体デバイス積層体の実装方法の工程図を示す。図5は、最上段に載置する半導体チップを積層する前の図を示す。以下、図3、図4、図5を用いて説明する。
図4において、最上段に載置する半導体チップ12dをフレキシブル基板15と接合する。具体的には、フレキシブル基板15の半導体チップ12d接合用電極16aに異方性導電性樹脂フィルム(ACF(Anisotropic Conductive Adhesive Film))(図示せず)を貼り付け、半導体チップ12dのパッド14d上に形成された金バンプ(図示せず)をフレキシブル基板15の電極と接合するように加熱加圧する。フレキシブル基板15の配線上には、事前にコンデンサーや抵抗などの機能部品17もはんだフローにより実装されている。フレキシブル基板15は、ベース基板も兼ねている。図3のように、フレキシブル基板15上に半導体チップ12a、12b、12cを接着剤層13a、13b、13cを介して、積層する。半導体チップ12a、12b、12cには、片方向だけにパッド14a、14b、14cが設けられている。パッド14a、14b、14cをフレキシブル基板15とは反対側(上方)にして、半導体チップ12a、12b、12cを下層から順番に積層していく。具体的には、フイルム基板15にフイルム上の接着剤を貼り付けて接着剤層13aを形成し、その接着剤層13a上に半導体チップ12aを載置して、接着剤層13a加熱硬化する。次に、半導体チップ12a上にパッド14aは露出するようにフイルム上の接着剤を貼り付けて接着剤層13bを形成し、その接着剤層13b上に半導体チップ12bを載置して、接着剤層13b加熱硬化する。さらに、半導体チップ12b上にパッド14bは露出するようにフイルム上の接着剤を貼り付けて接着剤層13cを形成し、その接着剤層13c上に半導体チップ12cを載置して、接着剤層13c加熱硬化する。最後に、半導体チップ12c上にパッド14cは露出するようにフイルム上の接着剤を貼り付けて接着剤層13dを形成し、その接着剤層13d上に半導体チップ12dをフレキシブル基板15を折り曲げて貼り付け、接着剤層13d加熱硬化する。最上段の半導体チップ12d以外の半導体チップ12a、12b、12cのパッド14a、14b、14cに対して、ベース基板の電極18a、18b、18cと各個別にワイヤボンディングによりボンディングワイヤ19a、19b、19cで接続される。
以上に説明したように、最上段の半導体チップ12dのパッド14dをフイルム基板15側になるように配置し、機能部品17を実装したフレキシブル基板15をベース基板と兼ねることにより、より小型、薄型化された半導体デバイス積層体構造を実現することができる。
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3に係る半導体デバイス積層体について図6(a)と図6(b)と図6(c)とを参照しながら説明する。図6(a)は全体の断面図、図6(b)と図6(c)は、中継基板25の見取り図を示す。図1(b)の実施の形態1の変形例である。フレキシブル基板5の代わりに、中継基板25により、最上段の半導体チップ2dとベース基板1を連結している。また、ベース基板1と半導体チップ2b、2cと中継基板25との間の空間に部品10を実装している。他の実施形態より横方向の占有面積が小さい実装構造体となる。空間の利用率が高い実装構造体となる。その他の構成は他の実施形態と同様である。
以下、本発明の実施の形態3に係る半導体デバイス積層体について図6(a)と図6(b)と図6(c)とを参照しながら説明する。図6(a)は全体の断面図、図6(b)と図6(c)は、中継基板25の見取り図を示す。図1(b)の実施の形態1の変形例である。フレキシブル基板5の代わりに、中継基板25により、最上段の半導体チップ2dとベース基板1を連結している。また、ベース基板1と半導体チップ2b、2cと中継基板25との間の空間に部品10を実装している。他の実施形態より横方向の占有面積が小さい実装構造体となる。空間の利用率が高い実装構造体となる。その他の構成は他の実施形態と同様である。
ここで、中継基板25は、図6(b)と図6(c)に示すように、直方体の物体であり、その内部、または、外部に導線26a、26bを有し、中継基板25の電極6c、6dを介して、半導体チップ2dの電極4d、ベース基板1の電極8dと接続される。接続は導電ペースト、半田接続、上記の異方性導電シートを用いたいずれかの方法が可能である。導線26a、26bは、基板の電極8dと半導体チップ2dの電極4dの位置に合わせて設けられている。この中継基板25は部品10と同様に、ベース基板1に半田ペーストで実装される。
製造方法は、概略、実施の形態1、2と同じであるが、半導体チップ2d以外を上記の方法で実装後、最後に半導体チップ2dを実装する。半導体チップ2cとの接続は接着剤層3dで接続した。中継基板25との接続は、半田ペーストを使用した。中継基板25の電極6cにはあらかじめ、半田ペーストを塗布しておき、その上に、半導体チップ2dの電極4dを合わせた。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態1、2、3に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、半導体チップ2a、2b、2c、2d、12a、12b、12c、12dを4枚積層する場合を示したが、2枚以上であれば、最上段の半導体チップにフレキシブル基板5、15を接合することにより同様に適用することが可能である。
また、半導体チップ2a、2b、2c、2d、12a、12b、12c、12dは、必ずしもメモリデバイスである必要はなく、メモリデバイスを制御するコントロールデバイスであってもよく、メモリ・コントローラ兼用デバイスであってもよい。なお、半導体チップは、半導体を利用したチップであれば、全体が半導体のチップでなくともよい。
なお、非導電性樹脂を介した接合では、電極上に付与された非導電性樹脂を挟んで電極と対向するバンプを電極上に押圧しつつ加熱することにより、バンプと電極とを接触させて電気的に接続するとともに非導電性樹脂を硬化および収縮させることにより物理的な接合が行われる。
半導体チップ2d、12dのフレキシブル基板5、15に対する実装や半導体チップ2dのベース基板1への実装は、必ずしもACFを利用して行われる必要はなく、例えば、非導電性樹脂フィルム(NCF(Non Conductive Film))、非導電性樹脂ペースト(NCP(Non Conductive Paste))、または異方性導電性樹脂ペースト(ACP(Anisotropic Conductive Adhesive Paste))を利用して行われてもよい。
なお、ベース基板1は、ガラスエポキシとしたが、セラミック基板やフレキシブルなポリイミド基板でも同様に適用できる。
本発明は、薄型、小型が要求される回路実装基板を実現する方法で、ベース基板上に様々な回路部品を電気的に接合する際に利用可能であり、また、ベース基板上に接合された半導体デバイス積層体を備えるメモリカードなどに利用可能である。
1、104、109 ベース基板
2a、2b、2c、2d、12a、12b、12c、12d 半導体チップ
3a、3b、3c、3d、103a、103b、103c、103d、108a、108b、108c、108d 接着剤層
4a、4b、4c、4d、14a、14b、14c、14d、110a、110b、110c、110d パッド
5、15 フレキシブル基板
6a、6b フレキシブル基板の電極
6c、6d 中継基板の電極
7、17 機能部品
8a、8b、8c、8d、18a、18b、18c ベース基板の電極
9a、9b、9c、19a、19b、19c、105a、105b、105c、105d、105e、105f、105g、105h、112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g、112h、 ボンディングワイヤ
10 部品
25 中継基板
2a、2b、2c、2d、12a、12b、12c、12d 半導体チップ
3a、3b、3c、3d、103a、103b、103c、103d、108a、108b、108c、108d 接着剤層
4a、4b、4c、4d、14a、14b、14c、14d、110a、110b、110c、110d パッド
5、15 フレキシブル基板
6a、6b フレキシブル基板の電極
6c、6d 中継基板の電極
7、17 機能部品
8a、8b、8c、8d、18a、18b、18c ベース基板の電極
9a、9b、9c、19a、19b、19c、105a、105b、105c、105d、105e、105f、105g、105h、112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g、112h、 ボンディングワイヤ
10 部品
25 中継基板
Claims (9)
- 半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体。 - 半導体チップを3個以上のn個積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記ベース基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのフレキシブル基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体。 - 半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキ基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤとからなり、
前記フレキシブル基板の電極と前記第2半導体チップとを電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体。 - 半導体チップを3個以上のn個積層する積層体であって、
基板電極を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された(n−1)個の半導体チップと、
前記(n−1)番目に実装された半導体チップに実装された最上段n番目の半導体チップを備え、
前記第1半導体チップから前記(n−1)番目までの半導体チップから前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的にそれぞれ個別に接続するためのボンディングワイヤと、
前記最上段n番目の半導体チップを前記フレキシブル基板の前記基板電極に電気的に接続したことを特徴とする半導体デバイス積層体。 - フレキシブル基板には、実装された回路部品を備えていることを特徴とする請求項1ないし4記載の半導体デバイス積層体。
- 半導体チップが、メモリデバイスであることを特徴とする請求項1ないし5記載の半導体デバイス積層体。
- ベース基板上に半導体チップを実装する実装方法であって、
ベース基板に半導体チップを搭載するための第1接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に第1半導体チップ上のパッドを上面に第1半導体チップを積層する工程と、
前記第1半導体チップ上に第2接着剤層を塗布する工程と、
前記第2接着剤層に、パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する第2半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に積層する工程と、
前記第1半導体チップ上の前記パッドから前記ベース基板に電気的に接続するための第1ボンディングワイヤをボンディングする工程と、
前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法。 - ベース基板上に3個以上の多数半導体デバイスを実装する実装方法であって、
積層したときの最上段の半導体チップを除いたすべての半導体チップは、
ベース基板に最下段の半導体チップを搭載するための最下段接着剤層を塗布する工程と、
塗布した前記最下段接着剤層上に最下段の半導体チップ上のパッドを上面に最下段半導体チップを積層する工程と、
前記最下段の半導体以降、半導体チップを積層する場合、半導体チップを搭載するための接着剤層を下段の半導体チップに塗布する工程と、
塗布した前記接着剤層上に半導体チップ上のパッドを上面に半導体チップを積層する工程とを繰り返す工程と、
最上段半導体チップを積層するために下段半導体チップに接着剤層を塗布する工程と、
パッドに形成されたバンプを介して接合したフレキシブル基板を有する前記最上段の半導体チップを前記フレキシブル基板が接合された側を下面に最上段の半導体チップを積層する工程と、
最上段の半導体チップ以外の前記半導体チップ上の前期パッドからそれぞれベース基板に個別に電気的に接続するためのボンディングワイヤをボンディングする工程と、
最上段の半導体チップのパッドに形成されたバンプを介して接合した前記フレキシブル基板の電極を前記ベース基板に電気的に接続するための接合工程を有することを特徴とする半導体デバイスの実装方法。 - 半導体チップを積層する積層体であって、
基板電極を有するベース基板と、
前記ベース基板上に実装された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップ上に実装された第2半導体チップとを備え、
前記第1半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するためのボンディングワイヤと、
前記第2半導体チップを前記ベース基板の前記基板電極に電気的に接続するための中継基板とを備えることを特徴とする半導体デバイス積層体。
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