JP2014049501A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2014049501A
JP2014049501A JP2012189179A JP2012189179A JP2014049501A JP 2014049501 A JP2014049501 A JP 2014049501A JP 2012189179 A JP2012189179 A JP 2012189179A JP 2012189179 A JP2012189179 A JP 2012189179A JP 2014049501 A JP2014049501 A JP 2014049501A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor chip
bonding
wiring board
semiconductor
bonding pads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012189179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kuroda
宏 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2012189179A priority Critical patent/JP2014049501A/en
Publication of JP2014049501A publication Critical patent/JP2014049501A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32135Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48095Kinked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4911Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49113Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit defects caused by a short-circuit between a wire for a semiconductor chip in an upper stage and a wire for a semiconductor chip in a lower stage in a mold process of a semiconductor device in which semiconductor chips of the same kind are stacked on a wiring board in a step-like manner.SOLUTION: A semiconductor device manufacturing method comprises a mold process of stacking a plurality of semiconductor chips of the same kind each of which has a plurality of bonding pads which are formed along a first edge and have metal layers on surfaces in a step-like manner, respectively, and connecting the other end of a wire connected to the bonding pad of the semiconductor chip in an upper stage to a bonding lead of the wiring board without being routed through the bonding pad of the semiconductor chip in a lower stage. In the mold process, an encapsulation resin is supplied from a second edge side opposite to the first edge toward the first edge side.

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、配線基板上に同一種類の半導体チップを積層し、これらの半導体チップの電極パッドと配線基板の電極パッドをワイヤを介して電気的に接続する半導体装置の製造に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and in particular, a semiconductor in which semiconductor chips of the same type are stacked on a wiring board, and the electrode pads of these semiconductor chips and the electrode pads of the wiring board are electrically connected via wires. The present invention relates to a technique effective when applied to the manufacture of a device.

特許文献1は、配線基板上に異なる種類の半導体チップを階段状に積層した半導体装置において、金(Au)からなるワイヤが接続されるボンディングパッド(電極パッド)の構成材料として、ニッケル(Ni)膜の上部に金(Au)膜を積層した金属層を開示している。   Patent Document 1 discloses nickel (Ni) as a constituent material of a bonding pad (electrode pad) to which a wire made of gold (Au) is connected in a semiconductor device in which different types of semiconductor chips are stacked stepwise on a wiring board. A metal layer in which a gold (Au) film is laminated on the top of the film is disclosed.

また、配線基板上に同一種類の半導体チップ(例えばメモリチップ)を階段状に積層し、ワイヤを介してこれらの半導体チップのボンディングパッドと配線基板のボンディングリード(電極パッド)を電気的に接続する半導体装置が知られている(例えば、特許文献2の図18、特許文献3の図3、特許文献4の図42を参照)。   Also, semiconductor chips of the same type (for example, memory chips) are stacked on the wiring board in a stepped manner, and the bonding pads of these semiconductor chips and the bonding leads (electrode pads) of the wiring board are electrically connected via wires. Semiconductor devices are known (see, for example, FIG. 18 of Patent Document 2, FIG. 3 of Patent Document 3, and FIG. 42 of Patent Document 4).

特開2003−152014号公報JP 2003-152014 A 特開2008−251917号公報JP 2008-251917 A 特開2007−103423号公報JP 2007-103423 A 特開2007−19415号公報JP 2007-19415 A

前述した特許文献2乃至特許文献4のように、配線基板上に同一種類の半導体チップを階段状に積層した半導体装置の場合、上段の半導体チップのボンディングパッドと配線基板のボンディングリードをワイヤを介して電気的に接続する方法として、2つのボンディング方法が考えられる。   In the case of a semiconductor device in which semiconductor chips of the same type are stacked on a wiring board in a step-like manner as in Patent Document 2 to Patent Document 4 described above, bonding pads of the upper semiconductor chip and bonding leads of the wiring board are connected via wires. There are two bonding methods that can be used for electrical connection.

第1の方法は、一端が上段の半導体チップのボンディングパッドに接続されたワイヤの他端側を、下段の半導体チップの同一種類のボンディングパッドに接続し、このボンディングパッドを経由して配線基板のボンディングリードに接続する方法である(特許文献4の図6乃至図8参照)。また、第2の方法は、一端が上段の半導体チップのボンディングパッドに接続されたワイヤの他端側を配線基板のボンディングリードに直接接続する方法である。   The first method is to connect the other end of the wire, one end of which is connected to the bonding pad of the upper semiconductor chip, to the same type of bonding pad of the lower semiconductor chip, and the wiring board via this bonding pad. This is a method of connecting to a bonding lead (see FIGS. 6 to 8 of Patent Document 4). The second method is a method of directly connecting the other end of the wire whose one end is connected to the bonding pad of the upper semiconductor chip to the bonding lead of the wiring board.

近年、半導体装置の小型化の影響により、半導体チップのボンディングパッド径が小さくなる傾向にある。これにより、使用するワイヤの径も小さくなったので、ワイヤとボンディングパッドとの接合面積、ひいては接合強度が低下し、ワイヤがボンディングパッドから剥がれ易くなっている。特に、上述した第1の方法を採用した場合は、上段の半導体チップ用のワイヤと下段の半導体チップ用のワイヤとがそれぞれ接続される下段の半導体チップのボンディングパッドに複数回に亘ってボンディングの衝撃が加わるので、その表面でワイヤの剥離が生じ易くなる。   In recent years, the bonding pad diameter of a semiconductor chip tends to be reduced due to the downsizing of a semiconductor device. As a result, the diameter of the wire to be used is also reduced, so that the bonding area between the wire and the bonding pad, and hence the bonding strength, is reduced, and the wire is easily peeled off from the bonding pad. In particular, when the above-described first method is adopted, bonding is performed a plurality of times to the bonding pads of the lower semiconductor chip to which the upper semiconductor chip wire and the lower semiconductor chip wire are respectively connected. Since an impact is applied, peeling of the wire easily occurs on the surface.

ワイヤとボンディングパッドとの接合強度が低下する一因は、ボンディングパッドを構成する銅(Cu)やアルミニウム(Al)の表面に生じる酸化膜である。そこで、本願発明者は、ボンディングパッドの表面酸化を抑制する対策として、ボンディングパッドの表面(最表面)に酸化防止用の金属膜を形成することを検討した。その際、金属膜の材料としては、半導体装置の製造コストを低減する観点あるいはワイヤ接合以外の接合形態(例えば半田接合)を考慮し、アルミニウム(Al)や高価な金(Au)は用いないことを検討した。   One cause of the decrease in bonding strength between the wire and the bonding pad is an oxide film formed on the surface of copper (Cu) or aluminum (Al) constituting the bonding pad. Therefore, the inventor of the present application examined the formation of a metal film for preventing oxidation on the surface (outermost surface) of the bonding pad as a measure for suppressing the surface oxidation of the bonding pad. At this time, as a material for the metal film, aluminum (Al) or expensive gold (Au) should not be used in consideration of the manufacturing cost of the semiconductor device or a bonding form other than wire bonding (for example, solder bonding). It was investigated.

ところが、金属膜の材料として、金(Au)やアルミニウム(Al)以外の材料を使用した場合、金(Au)からなるワイヤとの合金化反応が生じ難いことが分かった。そのため、酸化防止用の金属膜として金(Au)やアルミニウム(Al)以外の材料を用い、かつ上述した第1のボンディング方法を採用すると、下段の半導体チップのボンディングパッドの表面で金(Au)ワイヤの剥離が発生した。   However, it has been found that when a material other than gold (Au) or aluminum (Al) is used as the material of the metal film, an alloying reaction with a wire made of gold (Au) hardly occurs. Therefore, when a material other than gold (Au) or aluminum (Al) is used as the metal film for preventing oxidation and the first bonding method described above is adopted, gold (Au) is formed on the surface of the bonding pad of the lower semiconductor chip. Wire peeling occurred.

一方、第1の方法に比べてボンディングパッドに加わる衝撃が少ない第2の方法を採用した場合は、酸化防止用の金属膜として金(Au)やアルミニウム(Al)以外の材料を用いた場合においても、金(Au)ワイヤの剥離を抑制することが可能となった。   On the other hand, when the second method, which has a smaller impact on the bonding pad than the first method, is adopted, a material other than gold (Au) or aluminum (Al) is used as a metal film for preventing oxidation. Moreover, it became possible to suppress peeling of the gold (Au) wire.

しかしながら、第2の方法を採用した場合は、上段の半導体チップ用のワイヤが長くなるので、後のモールド工程において、上段の半導体チップ用のワイヤと下段の半導体チップ用のワイヤとが短絡する不良が発生した。   However, when the second method is adopted, the upper semiconductor chip wire becomes long, so that in the subsequent molding process, the upper semiconductor chip wire and the lower semiconductor chip wire are short-circuited. There has occurred.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the means for solving the problems disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本願の一実施の形態における半導体装置の製造方法は、
(a)上面に形成された複数のボンディングリードを有する配線基板を準備する工程と、
(b)第1表面の第1辺に沿って形成された複数の第1ボンディングパッド、および前記複数の第1ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第1金属層を有する第1半導体チップを、前記第1半導体チップの第1裏面が前記配線基板の前記上面と対向するように、前記配線基板の前記上面に搭載する工程と、
(c)第2表面の第1辺に沿って形成された複数の第2ボンディングパッド、および前記複数の第2ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第2金属層を有し、かつ前記第1半導体チップと種類が同一である第2半導体チップを、前記第2半導体チップの第2裏面が前記第1半導体チップの前記第1表面と対向し、かつ前記第1半導体チップと同じ向きで、かつ前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドが前記第2半導体チップから露出するように、前記第1半導体チップの前記第1表面に搭載する工程と、
(d)前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードとを複数の第1ワイヤを介して電気的に接続する工程と、
(e)前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードとを複数の第2ワイヤを介して電気的に接続する工程と、
(f)前記配線基板の前記上面と、前記第1および第2半導体チップと、前記複数の第1および第2ワイヤとを樹脂で封止する工程と、
を有し、
前記(f)工程では、前記複数の第1ボンディングパッドが形成された前記第1表面の前記第1辺と対向する前記第1表面の第2辺側から前記第1表面の前記第1辺側に向かって、前記樹脂を供給する。
A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present application is as follows.
(A) preparing a wiring board having a plurality of bonding leads formed on the upper surface;
(B) A first semiconductor chip having a plurality of first bonding pads formed along the first side of the first surface, and a first metal layer formed on each surface of the plurality of first bonding pads. Mounting on the upper surface of the wiring board such that the first back surface of the first semiconductor chip faces the upper surface of the wiring board;
(C) having a plurality of second bonding pads formed along the first side of the second surface, and a second metal layer formed on each surface of the plurality of second bonding pads, and A second semiconductor chip of the same type as the one semiconductor chip, the second back surface of the second semiconductor chip facing the first surface of the first semiconductor chip and in the same direction as the first semiconductor chip; And mounting on the first surface of the first semiconductor chip such that the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip are exposed from the second semiconductor chip;
(D) electrically connecting the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring board via a plurality of first wires;
(E) electrically connecting the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring board via a plurality of second wires;
(F) sealing the upper surface of the wiring board, the first and second semiconductor chips, and the plurality of first and second wires with a resin;
Have
In the step (f), the first side of the first surface from the second side of the first surface facing the first side of the first surface on which the plurality of first bonding pads are formed. Toward the substrate.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。   The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

配線基板上に同一種類の半導体チップを階段状に積層する半導体装置の製造において、半導体チップのボンディングパッドの表面に金(Au)あるいはアルミニウム(Al)以外の材料からなる酸化防止用の金属膜を形成した場合でも、ワイヤボンディング時におけるワイヤの剥離とモールド時におけるワイヤ同士の短絡を共に抑制することができる。   In manufacturing a semiconductor device in which semiconductor chips of the same type are stacked stepwise on a wiring board, an anti-oxidation metal film made of a material other than gold (Au) or aluminum (Al) is formed on the surface of the bonding pads of the semiconductor chip. Even when formed, it is possible to suppress both the peeling of the wire during wire bonding and the short circuit between the wires during molding.

実施の形態1の半導体装置の一部破断平面図である。1 is a partially broken plan view of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の下面側平面図である。2 is a plan view of the lower surface side of the semiconductor device of First Embodiment; FIG. 実施の形態1の半導体装置の断面図である。2 is a cross-sectional view of the semiconductor device of First Embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の一部拡大断面図である。4 is a partial enlarged cross-sectional view of the semiconductor device of First Embodiment; FIG. 配線基板の上面に搭載された半導体チップの平面図である。It is a top view of the semiconductor chip mounted in the upper surface of a wiring board. 配線基板の上面に搭載された半導体チップの一部拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the semiconductor chip mounted in the upper surface of a wiring board. 実施の形態1の半導体装置の製造に用いる大型配線基板の上面を示す平面図である。3 is a plan view showing an upper surface of a large wiring board used for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造に用いる大型配線基板の下面を示す平面図である。4 is a plan view showing a lower surface of a large wiring board used for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 図7のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造に用いる半導体ウエハの平面図である。4 is a plan view of a semiconductor wafer used for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造方法を示す平面図である。7 is a plan view showing the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 実施の形態1の半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図11に続く半導体装置の製造方法を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view illustrating a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 11. 図12に続く半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 12. 図13に続く半導体装置の製造方法を示す一部拡大平面図である。FIG. 14 is a partially enlarged plan view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 13. 図14に続く半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view showing the manufacturing method of the semiconductor device following FIG. 14; 図15に続く半導体装置の製造方法を示す一部拡大平面図である。FIG. 16 is a partially enlarged plan view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 15; 図16に続く半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。FIG. 17 is a partial enlarged cross-sectional view showing the manufacturing method of the semiconductor device following FIG. 16; モールド工程で使用する成形金型の概略平面図である。It is a schematic plan view of the shaping die used at a molding process. モールド工程で使用する成形金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the shaping die used at a molding process. 図17に続く半導体装置の製造方法を示す概略平面図である。FIG. 18 is a schematic plan view showing the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 17. 図18に続く半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 18. 図21に続く半導体装置の製造方法を示す概略平面図である。FIG. 22 is a schematic plan view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 21. 図22に続く半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 22. 成形金型から取り出した大型配線基板を示す平面図である。It is a top view which shows the large sized wiring board taken out from the shaping die. 成形金型から取り出した大型配線基板を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the large sized wiring board taken out from the shaping die. 図26に続く半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 26; 図27に続く半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。FIG. 28 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 27; 実施の形態1の変形例である半導体装置の概略平面図である。7 is a schematic plan view of a semiconductor device which is a modification of the first embodiment. FIG. 実施の形態2の半導体装置の概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of a semiconductor device according to a second embodiment. 実施の形態2の変形例である半導体装置の一部破断平面図である。FIG. 10 is a partially broken plan view of a semiconductor device that is a modification of the second embodiment. 変形例1の半導体装置の一部破断平面図である。7 is a partially broken plan view of a semiconductor device according to Modification 1. FIG. 変形例1の半導体装置の一部拡大断面図である。6 is a partially enlarged cross-sectional view of a semiconductor device according to Modification 1. FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary. Furthermore, in the drawings for describing the embodiments, hatching may be applied even in a plan view or hatching may be omitted even in a cross-sectional view for easy understanding of the configuration.

(実施の形態1)
<半導体装置>
図1は、実施の形態1の半導体装置の一部破断平面図である。図2は、この半導体装置の下面側平面図である。図3は、この半導体装置の断面図である。図4は、この半導体装置の一部拡大断面図である。
(Embodiment 1)
<Semiconductor device>
FIG. 1 is a partially broken plan view of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 2 is a bottom plan view of the semiconductor device. FIG. 3 is a cross-sectional view of this semiconductor device. FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of this semiconductor device.

本実施の形態1の半導体装置10Aは、配線基板11の上面(表面、チップ搭載面)に2枚の半導体チップ12(12A、12B)を積層し、配線基板11の下面(上面と反対側の面、裏面、実装面)に複数個の半田ボール(半田材)14を接続したBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置である。半導体装置10Aの平面形状は四角形からなり、一辺の長さは例えば17mm、厚さは例えば0.8mmである。   In the semiconductor device 10A according to the first embodiment, two semiconductor chips 12 (12A, 12B) are stacked on the upper surface (surface, chip mounting surface) of the wiring substrate 11, and the lower surface of the wiring substrate 11 (on the opposite side to the upper surface). This is a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device in which a plurality of solder balls (solder materials) 14 are connected to a surface, a back surface, and a mounting surface. The planar shape of the semiconductor device 10A is a quadrangle, the length of one side is, for example, 17 mm, and the thickness is, for example, 0.8 mm.

平面形状が四角形からなる配線基板11は、例えばガラス繊維や炭素繊維などに樹脂を含浸させたコア層(絶縁基材)15と、銅(Cu)からなる4層の配線16L、17L、18L、19Lと、4層の配線16L〜19Lを互いに電気的に接続するスルーホール配線20と、最上層の配線16Lおよび最下層の配線19Lを保護する2層のソルダーレジスト(絶縁層)21とを備えている。なお、図1ではソルダーレジスト21で覆われた領域の配線16Lの図示を省略しており、図2ではソルダーレジスト21で覆われた領域の配線19Lの図示を省略している。   For example, the wiring board 11 having a quadrangular planar shape includes a core layer (insulating base material) 15 in which resin is impregnated with glass fiber or carbon fiber, and four-layer wirings 16L, 17L, 18L made of copper (Cu), 19L, a through-hole wiring 20 that electrically connects the four-layer wirings 16L to 19L to each other, and a two-layer solder resist (insulating layer) 21 that protects the uppermost wiring 16L and the lowermost wiring 19L. ing. In FIG. 1, the illustration of the wiring 16L in the region covered with the solder resist 21 is omitted, and the illustration of the wiring 19L in the region covered with the solder resist 21 is omitted in FIG.

配線基板11の上面の中央部(チップ搭載領域)には、半導体チップ(第1半導体チップ)12Aが搭載されており、この半導体チップ12Aの上部には、半導体チップ(第2半導体チップ)12Bが積層されている。また、配線基板11の上面において、これら2枚の半導体チップ12(12A、12B)が搭載された領域の周辺部には、複数のボンディングリード(電極パッド)16が形成されている。   A semiconductor chip (first semiconductor chip) 12A is mounted on the central portion (chip mounting region) of the upper surface of the wiring board 11, and a semiconductor chip (second semiconductor chip) 12B is mounted on the semiconductor chip 12A. Are stacked. A plurality of bonding leads (electrode pads) 16 are formed on the upper surface of the wiring substrate 11 at the periphery of the area where the two semiconductor chips 12 (12A, 12B) are mounted.

上記複数のボンディングリード16は、配線基板11の一辺に沿って一列に配置されている。これらのボンディングリード16は、配線基板11の上面を覆うソルダーレジスト21の一部を開口し、複数の配線16Lのそれぞれの一端を露出することによって形成されたものである。図4に示すように、、これらのボンディングリード16の表面には、例えばニッケル(Ni)膜の上部に金(Au)膜を積層した金属層22がメッキ法によって形成されている。   The plurality of bonding leads 16 are arranged in a line along one side of the wiring board 11. These bonding leads 16 are formed by opening a part of the solder resist 21 covering the upper surface of the wiring substrate 11 and exposing one end of each of the plurality of wirings 16L. As shown in FIG. 4, a metal layer 22 in which a gold (Au) film is laminated on a nickel (Ni) film, for example, is formed on the surface of these bonding leads 16 by a plating method.

一方、配線基板11の下面には、複数のバンプランド(電極パッド)19が形成されている。これらのバンプランド19は、配線基板11の下面のほぼ全域に亘ってアレイ状に配置されている。これらのバンプランド19は、配線基板11の下面を覆うソルダーレジスト21の一部を開口し、複数の配線19Lのそれぞれの一端を露出することによって形成されたものである。また、これらのバンプランド19の表面には、例えばニッケル(Ni)膜の上部に金(Au)膜を積層した金属層23がメッキ法によって形成されている。   On the other hand, a plurality of bump lands (electrode pads) 19 are formed on the lower surface of the wiring board 11. These bump lands 19 are arranged in an array over almost the entire lower surface of the wiring board 11. These bump lands 19 are formed by opening a part of the solder resist 21 covering the lower surface of the wiring substrate 11 and exposing one end of each of the plurality of wirings 19L. On the surface of these bump lands 19, for example, a metal layer 23 in which a gold (Au) film is laminated on a nickel (Ni) film is formed by a plating method.

上記複数のバンプランド19のそれぞれの表面には、半導体装置10Aの外部端子を構成する半田ボール(半田材)14が接続されている。本実施の形態1の半導体装置10Aは、これらの半田ボール14を介して図示しない実装基板(マザーボード)に実装される。すなわち、半導体装置10Aの配線基板11は、その上面に搭載された2枚の半導体チップ12(12A、12B)を実装基板(マザーボード)に接続するためのインターポーザ基板として機能している。   A solder ball (solder material) 14 constituting an external terminal of the semiconductor device 10A is connected to the surface of each of the plurality of bump lands 19. The semiconductor device 10A according to the first embodiment is mounted on a mounting board (motherboard) (not shown) via these solder balls 14. That is, the wiring substrate 11 of the semiconductor device 10A functions as an interposer substrate for connecting the two semiconductor chips 12 (12A, 12B) mounted on the upper surface thereof to the mounting substrate (motherboard).

上記複数の半田ボール14は、鉛(Pb)を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなり、例えば錫(Sn)のみ、錫−ビスマス(Sn−Bi)合金、または錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)合金などからなる。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。   The plurality of solder balls 14 are made of so-called lead-free solder substantially free of lead (Pb), for example, only tin (Sn), tin-bismuth (Sn-Bi) alloy, or tin-copper-silver. (Sn—Cu—Ag) alloy or the like. Here, the lead-free solder means a lead (Pb) content of 0.1 wt% or less, and this content is defined as a standard of the RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive.

<半導体チップ>
図5は、配線基板11の上面に搭載された半導体チップ12の平面図である。図6は、この半導体チップ12の一部拡大断面図である。
<Semiconductor chip>
FIG. 5 is a plan view of the semiconductor chip 12 mounted on the upper surface of the wiring board 11. FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the semiconductor chip 12.

半導体チップ12(12A、12B)は、平面形状が四角形からなる単結晶シリコン基板の主面(表面、素子形成面)にフラッシュメモリ(図示せず)が形成されたメモリチップであり、主面の周辺部には、上記フラッシュメモリの外部端子を構成する複数のボンディングパッド(電極パッド)24が形成されている。これらのボンディングパッド24は、半導体チップ12の一辺に沿って一列に配置されている。すなわち、配線基板11の上面に搭載された2枚の半導体チップ12(12A、12B)は、互いに同一種類のメモリチップであり、例えばチップセレクト端子のような互いに独立した信号端子を構成するボンディングパッド24を除き、ボンディングパッド24の種類(信号、電源)および配置も互いに同一である。   The semiconductor chip 12 (12A, 12B) is a memory chip in which a flash memory (not shown) is formed on the main surface (surface, element formation surface) of a single crystal silicon substrate having a square planar shape. A plurality of bonding pads (electrode pads) 24 constituting external terminals of the flash memory are formed in the peripheral portion. These bonding pads 24 are arranged in a line along one side of the semiconductor chip 12. That is, the two semiconductor chips 12 (12A, 12B) mounted on the upper surface of the wiring substrate 11 are the same type of memory chip, and are bonding pads that constitute independent signal terminals such as chip select terminals, for example. Except for 24, the type (signal, power supply) and arrangement of the bonding pads 24 are also the same.

図6に示すように、上記半導体チップ12の裏面(主面と反対側の面)には、例えばp型の導電性を有するシリコン基板30が露出している。このシリコン基板30には、p型ウエル31および素子分離溝32が形成されており、p型ウエル31には、nチャネル型MOSトランジスタ(Qn)が形成されている。なお、実際のシリコン基板30には、さらにpチャネル型MOSトランジスタなど、フラッシュメモリを構成する他の半導体素子も形成されているが、それらの図示は省略する。   As shown in FIG. 6, for example, a silicon substrate 30 having p-type conductivity is exposed on the back surface (surface opposite to the main surface) of the semiconductor chip 12. A p-type well 31 and an element isolation trench 32 are formed in the silicon substrate 30, and an n-channel MOS transistor (Qn) is formed in the p-type well 31. Note that other semiconductor elements constituting the flash memory, such as a p-channel MOS transistor, are also formed on the actual silicon substrate 30, but these are not shown.

上記nチャネル型MOSトランジスタ(Qn)の上部には、半導体素子間を接続する配線が形成されている。半導体素子間を接続する配線は、一般に3層〜10層程度の多層配線構造を有しているが、図6には、多層配線の一例として、銅(Cu)からなる金属膜で構成された3層の配線(第1層配線33、第2層配線34、第3層配線35)が示されている。また、nチャネル型MISトランジスタ(Qn)と第1層配線33との間、第1層配線33と第2層配線34との間、および第2層配線34と第3層配線35との間には、それぞれ酸化シリコン膜などからなる層間絶縁膜36、37、38が形成されている。   A wiring for connecting the semiconductor elements is formed above the n-channel MOS transistor (Qn). The wiring connecting the semiconductor elements generally has a multilayer wiring structure of about 3 to 10 layers, but in FIG. 6, as an example of the multilayer wiring, the wiring is composed of a metal film made of copper (Cu). Three-layer wiring (first-layer wiring 33, second-layer wiring 34, and third-layer wiring 35) is shown. Further, between the n-channel MIS transistor (Qn) and the first layer wiring 33, between the first layer wiring 33 and the second layer wiring 34, and between the second layer wiring 34 and the third layer wiring 35. Interlayer insulating films 36, 37, and 38 each formed of a silicon oxide film or the like are formed.

上記第3層配線35の上部(半導体チップ12の表面)には、集積回路(フラッシュメモリ)を保護する表面保護膜(パッシベーション膜)39が形成されている。表面保護膜39は、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを積層した絶縁膜からなる。また、半導体チップ12の表面には、表面保護膜39の一部を開口し、第3層配線35の一端を露出することによって、前述した複数のボンディングパッド24が形成されている。   A surface protective film (passivation film) 39 for protecting the integrated circuit (flash memory) is formed on the upper part of the third layer wiring 35 (the surface of the semiconductor chip 12). The surface protective film 39 is made of, for example, an insulating film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked. Further, a plurality of the bonding pads 24 described above are formed on the surface of the semiconductor chip 12 by opening a part of the surface protection film 39 and exposing one end of the third layer wiring 35.

上記複数のボンディングパッド24のそれぞれの表面(ワイヤ接続面)には、例えばニッケル(Ni)膜の上部にパラジウム(Pd)膜を積層した金属層25がメッキ法によって形成されている。そして、この金属層25が形成されたボンディングパッド24の表面には、金(Au)からなるワイヤ26の一端が電気的に接続されている。すなわち、ボンディングパッド24とワイヤ26は、金(Au)−パラジウム(Pd)接合によって電気的に接続されている。なお、金属層25の材料としては、パラジウム(Pd)に限らず、同じ白金族元素として、例えばプラチナ(Pt)を用いてもよいが、製造コスト等を考慮すると、パラジウム(Pd)の方が好ましい。   On each surface (wire connection surface) of the plurality of bonding pads 24, for example, a metal layer 25 in which a palladium (Pd) film is laminated on a nickel (Ni) film is formed by a plating method. One end of a wire 26 made of gold (Au) is electrically connected to the surface of the bonding pad 24 on which the metal layer 25 is formed. That is, the bonding pad 24 and the wire 26 are electrically connected by a gold (Au) -palladium (Pd) bond. The material of the metal layer 25 is not limited to palladium (Pd). For example, platinum (Pt) may be used as the same platinum group element. However, in consideration of manufacturing costs, palladium (Pd) is more preferable. preferable.

図3および図4に示すように、配線基板11の上面に搭載された2枚の半導体チップ12A、12Bのうち、下段の半導体チップ12Aは、その裏面(第1裏面)が配線基板11の上面と対向するように配向され、接着剤(ダイボンド材)27を介して配線基板11の上面に搭載されている。半導体チップ12Aの裏面と配線基板11の上面(ソルダーレジスト21)との間に設けられた接着剤27は、例えばダイアタッチフィルム(Die attach Film:DAF)と呼ばれる、ダイボンド材の機能とダイシングテープの機能とを兼ねたフィルム状の接着剤である。なお、本実施の形態1では、フィルム状の接着剤を用いることについて説明するが、ペースト状の接着剤を用いてもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, of the two semiconductor chips 12 </ b> A and 12 </ b> B mounted on the upper surface of the wiring substrate 11, the lower semiconductor chip 12 </ b> A has the back surface (first back surface) as the upper surface of the wiring substrate 11. And is mounted on the upper surface of the wiring substrate 11 with an adhesive (die bond material) 27 interposed therebetween. The adhesive 27 provided between the back surface of the semiconductor chip 12A and the upper surface (solder resist 21) of the wiring board 11 is a function of a die bond material called a die attach film (DAF), for example, and a dicing tape. It is a film adhesive that also functions. Although Embodiment 1 describes the use of a film-like adhesive, a paste-like adhesive may be used.

また、半導体チップ12Aの主面のボンディングパッド(第1ボンディングパッド)24に電気的に接続されたワイヤ(第1ワイヤ)26の他端は、配線基板11の上面のボンディングリード16に電気的に接続されている。   The other end of the wire (first wire) 26 electrically connected to the bonding pad (first bonding pad) 24 on the main surface of the semiconductor chip 12 </ b> A is electrically connected to the bonding lead 16 on the upper surface of the wiring substrate 11. It is connected.

上記半導体チップ12Aの上部に積層された上段の半導体チップ12Bは、その裏面(第2裏面)が下段の半導体チップ12Aの主面と対向するように配向され、接着剤27を介して半導体チップ12Aの主面に搭載されている。この接着剤27は、半導体チップ12Aの裏面と配線基板11の上面との間に設けられた前述の接着剤27と同一種類の接着剤(ダイアタッチフィルム)である。   The upper semiconductor chip 12B stacked on top of the semiconductor chip 12A is oriented so that the back surface (second back surface) faces the main surface of the lower semiconductor chip 12A, and the semiconductor chip 12A is interposed via an adhesive 27. It is mounted on the main surface. The adhesive 27 is the same type of adhesive (die attach film) as the adhesive 27 provided between the back surface of the semiconductor chip 12 </ b> A and the top surface of the wiring substrate 11.

上記半導体チップ12Bは、下段の半導体チップ12Aの主面に形成されたボンディングリード16が露出するように、半導体チップ12Aとずれた位置に搭載されている。そして、半導体チップ12Bの主面のボンディングパッド(第2ボンディングパッド)24に電気的に接続されたワイヤ(第2ワイヤ)26の他端は、配線基板11の上面のボンディングリード16に電気的に接続されている。   The semiconductor chip 12B is mounted at a position shifted from the semiconductor chip 12A so that the bonding leads 16 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A are exposed. The other end of the wire (second wire) 26 electrically connected to the bonding pad (second bonding pad) 24 on the main surface of the semiconductor chip 12B is electrically connected to the bonding lead 16 on the upper surface of the wiring substrate 11. It is connected.

すなわち、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に電気的に接続されたワイヤ26の他端は、下段の半導体チップ12Aの主面に形成されたボンディングパッド24を経由することなく、配線基板11のボンディングリード16に直接接続されている。   That is, the other end of the wire 26 electrically connected to the bonding pad 24 of the upper semiconductor chip 12B does not pass through the bonding pad 24 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A. It is directly connected to the bonding lead 16.

上記2枚の半導体チップ12A、12Bおよび複数のワイヤ26は、配線基板11の上面全体を覆う樹脂封止体28によって封止されている。樹脂封止体28は、例えばシリコンフィラーを含有した熱硬化性エポキシ樹脂からなる。   The two semiconductor chips 12A and 12B and the plurality of wires 26 are sealed by a resin sealing body 28 that covers the entire top surface of the wiring board 11. The resin sealing body 28 is made of, for example, a thermosetting epoxy resin containing a silicon filler.

<半導体装置の製造方法>
次に、上記のような構成を有する本実施の形態1の半導体装置10Aの製造方法について説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 10A of the first embodiment having the above configuration will be described.

1.基板およびチップ準備工程:
図7は、本実施の形態1の半導体装置の製造に用いる大型配線基板の上面を示す平面図である。図8は、この大型配線基板の下面を示す平面図である。図9は、この大型配線基板のデバイス領域(図7のA−A線)を示す断面図である。
1. Substrate and chip preparation process:
FIG. 7 is a plan view showing the upper surface of a large-sized wiring board used for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 8 is a plan view showing the lower surface of the large wiring board. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a device region (AA line in FIG. 7) of this large-sized wiring board.

大型配線基板100は、平面形状が長方形からなる配線基板であり、図7および図8の二点鎖線で示すダイシングラインDLによって、複数(ここでは6個)のデバイス領域に区画されている。大型配線基板100は、MAP(Mold Array Package)基板あるいはマルチ配線基板などとも呼ばれる。   The large-sized wiring board 100 is a wiring board having a rectangular planar shape, and is divided into a plurality of (here, six) device regions by dicing lines DL indicated by two-dot chain lines in FIGS. The large wiring board 100 is also called a MAP (Mold Array Package) board or a multi-wiring board.

上記複数のデバイス領域のそれぞれは、大型配線基板100をデバイス領域の外縁(ダイシングラインDL)に沿って切断したときに、前述した半導体装置10Aの配線基板11となる領域であり、配線基板11と同一の構造を有している。すなわち、各デバイス領域の上面の中央部は、チップ搭載領域(第1チップ搭載領域)となっており、このチップ搭載領域の周辺部には、複数のボンディングリード16が一列に形成されている。また、各デバイス領域の下面には、複数のバンプランド19がアレイ状に形成されている。さらに、各デバイス領域の上面および下面は、ボンディングリード16およびバンプランド19が形成された領域を除き、ソルダーレジスト21で覆われている。   Each of the plurality of device regions is a region that becomes the wiring substrate 11 of the semiconductor device 10A described above when the large wiring substrate 100 is cut along the outer edge (dicing line DL) of the device region. Have the same structure. That is, the central portion of the upper surface of each device region is a chip mounting region (first chip mounting region), and a plurality of bonding leads 16 are formed in a row around the chip mounting region. A plurality of bump lands 19 are formed in an array on the lower surface of each device region. Further, the upper and lower surfaces of each device region are covered with a solder resist 21 except for the region where the bonding leads 16 and the bump lands 19 are formed.

また、上記大型配線基板100を準備する工程と並行し、図10に示す半導体ウエハ13をダイシング(切断)することによって、複数枚の半導体チップ12に個片化する。ダイシング前の半導体ウエハ13は、複数のチップ領域に区画されており、各チップ領域の主面には、通常のウエハプロセス(前工程)によってフラッシュメモリが形成されている。   Further, in parallel with the step of preparing the large wiring substrate 100, the semiconductor wafer 13 shown in FIG. 10 is diced (cut) to be separated into a plurality of semiconductor chips 12. The semiconductor wafer 13 before dicing is partitioned into a plurality of chip regions, and a flash memory is formed on the main surface of each chip region by a normal wafer process (previous process).

また、各チップ領域の主面には、通常のウエハプロセス(前工程)によって複数のボンディングパッド24が形成されている。そして、複数のボンディングパッド24のそれぞれの表面には、例えば半導体ウエハ13を電解メッキ浴に浸漬することによって、ニッケル(Ni)膜の上部にパラジウム(Pd)膜を積層した金属層25(図6参照)が形成されている。   A plurality of bonding pads 24 are formed on the main surface of each chip region by a normal wafer process (previous process). Then, on each surface of the plurality of bonding pads 24, a metal layer 25 (FIG. 6) in which a palladium (Pd) film is laminated on a nickel (Ni) film, for example, by immersing the semiconductor wafer 13 in an electrolytic plating bath. Reference) is formed.

上記半導体ウエハ13をダイシングする際は、その裏面に前述したダイアタッチフィルム(接着剤27)を貼り付け、半導体ウエハ13とダイアタッチフィルム(接着剤27)を同時に切断する。これにより、個片化された複数の半導体チップ12のそれぞれの裏面に半導体チップ12と同一寸法のダイアタッチフィルム(接着剤27)が残留する。   When the semiconductor wafer 13 is diced, the die attach film (adhesive 27) is attached to the back surface of the semiconductor wafer 13, and the semiconductor wafer 13 and the die attach film (adhesive 27) are cut simultaneously. Thereby, the die attach film (adhesive 27) of the same dimension as the semiconductor chip 12 remains on the back surface of each of the semiconductor chips 12 separated into pieces.

2.ダイボンディング工程:
上記大型配線基板100および半導体チップ12は、ダイボンディング工程に搬送される。ダイボンディング工程では、まず、図11および図12に示すように、大型配線基板100の上面(各デバイス領域のチップ搭載領域)に半導体チップ12Aを搭載する。
2. Die bonding process:
The large wiring substrate 100 and the semiconductor chip 12 are transferred to a die bonding process. In the die bonding process, first, as shown in FIGS. 11 and 12, a semiconductor chip 12A is mounted on the upper surface (chip mounting area of each device area) of the large-sized wiring board 100.

半導体チップ12Aの搭載は、半導体チップ12Aの裏面(接着剤27が貼り付けられた面)を大型配線基板100の上面と対向させる、所謂フェイスアップ実装方式によって行う。すなわち、接着剤27を介して半導体チップ12Aの裏面を大型配線基板100の上面に貼り付けた後、大型配線基板100を加熱し、接着剤27を硬化させることによって、半導体チップ12Aを大型配線基板100の上面に固定する。   The semiconductor chip 12A is mounted by a so-called face-up mounting method in which the back surface of the semiconductor chip 12A (the surface on which the adhesive 27 is attached) is opposed to the upper surface of the large-sized wiring board 100. That is, after attaching the back surface of the semiconductor chip 12A to the upper surface of the large-sized wiring board 100 via the adhesive 27, the large-sized wiring board 100 is heated to cure the adhesive 27, whereby the semiconductor chip 12A is fixed to the large-sized wiring board. It fixes to the upper surface of 100.

次に、図13および図14に示すように、各半導体チップ12Aの主面に半導体チップ12Bを搭載する。半導体チップ12Bの搭載は、半導体チップ12Bの裏面(接着剤27が貼り付けられた面)を下段の半導体チップ12Aの主面と対向させるフェイスアップ実装方式によって行う。   Next, as shown in FIGS. 13 and 14, the semiconductor chip 12B is mounted on the main surface of each semiconductor chip 12A. The semiconductor chip 12B is mounted by a face-up mounting method in which the back surface of the semiconductor chip 12B (the surface to which the adhesive 27 is attached) is opposed to the main surface of the lower semiconductor chip 12A.

具体的には、まず、接着剤27を介して半導体チップ12Bの裏面を下段の半導体チップ12Aの主面に貼り付ける。その際、半導体チップ12Bの向きは、下段の半導体チップ12Aと同じにする。また、半導体チップ12Bは、下段の半導体チップ12Aの主面に形成された複数のボンディングパッド24が露出するよう、半導体チップ12Aとずらせて積層する。次に、大型配線基板100を加熱し、接着剤27を硬化させることによって、半導体チップ12Bを下段の半導体チップ12Aの主面に固定する。   Specifically, first, the back surface of the semiconductor chip 12B is attached to the main surface of the lower semiconductor chip 12A via the adhesive 27. At that time, the direction of the semiconductor chip 12B is made the same as that of the lower semiconductor chip 12A. Further, the semiconductor chip 12B is stacked with being shifted from the semiconductor chip 12A so that the plurality of bonding pads 24 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A are exposed. Next, the large-sized wiring substrate 100 is heated to cure the adhesive 27, thereby fixing the semiconductor chip 12B to the main surface of the lower semiconductor chip 12A.

3.ワイヤボンディング工程:
半導体チップ12A、12Bの搭載が完了した大型配線基板100は、ワイヤボンディング工程に搬送される。ワイヤボンディング工程では、まず、図15および図16に示すように、大型配線基板100の各デバイス領域に形成された複数のボンディングリード16と、下段の半導体チップ12Aの主面に形成された複数のボンディングパッド24とを低ループのワイヤ(第1ワイヤ)26によって電気的に接続する。
3. Wire bonding process:
The large-sized wiring board 100 on which the mounting of the semiconductor chips 12A and 12B is completed is transferred to the wire bonding process. In the wire bonding step, first, as shown in FIGS. 15 and 16, a plurality of bonding leads 16 formed in each device region of the large-sized wiring board 100 and a plurality of bonding leads 16 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A. The bonding pad 24 is electrically connected by a low loop wire (first wire) 26.

このボンディングは、熱と超音波を利用した周知のボールボンディング法によって行う。また、このボンディングは、半導体チップ12Aのボンディングパッド24側を第1ボンディングとし、大型配線基板100のボンディングリード16側を第2ボンディングとする正ボンディング方式によって行う。すなわち、最初にワイヤ26の先端部にボール部を形成し、このボール部を半導体チップ12Aのボンディングパッド24に接続した後、ワイヤ26の他端を大型配線基板100のボンディングリード16に接続する。   This bonding is performed by a well-known ball bonding method using heat and ultrasonic waves. This bonding is performed by a positive bonding method in which the bonding pad 24 side of the semiconductor chip 12A is the first bonding and the bonding lead 16 side of the large-sized wiring substrate 100 is the second bonding. That is, a ball portion is first formed at the tip of the wire 26, the ball portion is connected to the bonding pad 24 of the semiconductor chip 12 A, and then the other end of the wire 26 is connected to the bonding lead 16 of the large-sized wiring board 100.

次に、図17および図18に示すように、大型配線基板100の各デバイス領域に形成された複数のボンディングリード16と、上段の半導体チップ12Bの主面に形成された複数のボンディングパッド24とを高ループのワイヤ(第2ワイヤ)26によって電気的に接続する。   Next, as shown in FIGS. 17 and 18, a plurality of bonding leads 16 formed in each device region of the large-sized wiring substrate 100, and a plurality of bonding pads 24 formed on the main surface of the upper semiconductor chip 12B, Are electrically connected by a high loop wire (second wire) 26.

このボンディングは、前述した低ループのボンディングと同様、熱と超音波を利用した周知のボールボンディング法によって行う。また、このボンディングは、半導体チップ12Bのボンディングパッド24側を第1ボンディングとし、大型配線基板100のボンディングリード16側を第2ボンディングとする正ボンディング方式によって行う。すなわち、最初にワイヤ26の先端部にボール部を形成し、このボール部を半導体チップ12Bのボンディングパッド24に接続した後、ワイヤ26の他端を大型配線基板100のボンディングリード16に接続する。言い換えると、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に電気的に接続されたワイヤ26の他端を、下段の半導体チップ12Aの主面に形成されたボンディングパッド24を経由することなく、大型配線基板100のボンディングリード16に直接接続する。   This bonding is performed by a well-known ball bonding method using heat and ultrasonic waves as in the low-loop bonding described above. This bonding is performed by a positive bonding method in which the bonding pad 24 side of the semiconductor chip 12B is the first bonding and the bonding lead 16 side of the large-sized wiring substrate 100 is the second bonding. That is, a ball portion is first formed at the tip of the wire 26, the ball portion is connected to the bonding pad 24 of the semiconductor chip 12 </ b> B, and the other end of the wire 26 is connected to the bonding lead 16 of the large wiring substrate 100. In other words, the other end of the wire 26 electrically connected to the bonding pad 24 of the upper semiconductor chip 12B does not go through the bonding pad 24 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A, and the large wiring board. Directly connected to 100 bonding leads 16.

前述したように、下段の半導体チップ12Aと上段の半導体チップ12Bは、互いに同一種類のメモリチップである。従って、例えばチップセレクト端子のような互いに独立した信号端子を構成するボンディングパッド24を除き、半導体チップ12A、12Bに共通の端子(信号端子、電源端子)を構成するボンディングパッド24に接続されたワイヤ26のそれぞれの他端は、大型配線基板100の同一の(共通の)ボンディングリード16に接続される。   As described above, the lower semiconductor chip 12A and the upper semiconductor chip 12B are the same type of memory chips. Accordingly, wires connected to the bonding pads 24 constituting the terminals (signal terminals, power supply terminals) common to the semiconductor chips 12A and 12B, excluding the bonding pads 24 constituting the signal terminals independent of each other such as chip select terminals. Each other end of 26 is connected to the same (common) bonding lead 16 of the large-sized wiring board 100.

4.モールド工程:
ワイヤ26のボンディングが完了した大型配線基板100は、モールド工程に搬送される。図19は、モールド工程で使用する成形金型の概略平面図である。図20は、この成形金型の概略断面図である。
4). Molding process:
The large-sized wiring board 100 in which the bonding of the wire 26 is completed is transferred to a molding process. FIG. 19 is a schematic plan view of a molding die used in the molding process. FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of this molding die.

モールド工程では、まず、複数の半導体チップ12が搭載された大型配線基板100を図19および図20に示す成形金型40に装着する。この成形金型40は、内面にキャビティ45が設けられた上型41、およびこの上型41に対向する下型42を有している。大型配線基板100は、その上面がキャビティ45内に露出するように下型42に固定される。換言すると、複数の半導体チップ12が1つのキャビティ45内に位置するように、上型41と下型42との間に大型配線基板100は配置される。   In the molding process, first, the large-sized wiring board 100 on which the plurality of semiconductor chips 12 are mounted is mounted on the molding die 40 shown in FIGS. The molding die 40 has an upper die 41 having an inner surface provided with a cavity 45, and a lower die 42 facing the upper die 41. The large wiring substrate 100 is fixed to the lower mold 42 so that the upper surface thereof is exposed in the cavity 45. In other words, the large wiring board 100 is disposed between the upper mold 41 and the lower mold 42 so that the plurality of semiconductor chips 12 are positioned in one cavity 45.

成形金型40の上型41は、平面形状が長方形からなり、その長辺の一方には、複数のゲート43が設けられている。成形金型40の外部の射出スリーブ(図示せず)内で溶融された封止樹脂は、これらのゲート43を通じてキャビティ45内に圧入される。一方、上型41の長辺の他方には、キャビティ45内のガスを排出するための複数のエアベント44が設けられている。すなわち、この成形金型40は、四角形状のキャビティ45の一辺側から、この一辺と対向する他辺側に向かって封止樹脂を注入する、所謂サイドゲート方式を採用している。   The upper mold 41 of the molding die 40 has a rectangular planar shape, and a plurality of gates 43 are provided on one of the long sides. Sealing resin melted in an injection sleeve (not shown) outside the molding die 40 is press-fitted into the cavity 45 through these gates 43. On the other hand, a plurality of air vents 44 for discharging the gas in the cavity 45 are provided on the other long side of the upper mold 41. That is, the molding die 40 employs a so-called side gate method in which a sealing resin is injected from one side of the rectangular cavity 45 toward the other side facing the one side.

図19に示すように、大型配線基板100を成形金型40に装着したとき、平面形状が長方形からなる大型配線基板100の長辺は、前記ゲート43およびエアベント44が設けられた上型41の長辺と平行になり、大型配線基板100の短辺は、上型41の短辺と平行になる。   As shown in FIG. 19, when the large wiring board 100 is mounted on the molding die 40, the long side of the large wiring board 100 whose planar shape is a rectangle is the upper side of the upper mold 41 provided with the gate 43 and the air vent 44. The long side is parallel to the long side, and the short side of the large wiring substrate 100 is parallel to the short side of the upper die 41.

また、このとき、大型配線基板100の上面に搭載された複数の半導体チップ12A、12Bのそれぞれは、複数のボンディングパッド24の配列方向(ボンディングパッド列方向)に平行で、かつボンディングパッド24に近い一辺がゲート43から離れた位置に配置され、この一辺に対向する他の一辺がゲート43に近い位置に配置される。   At this time, each of the plurality of semiconductor chips 12A and 12B mounted on the upper surface of the large-sized wiring substrate 100 is parallel to the arrangement direction (bonding pad row direction) of the plurality of bonding pads 24 and close to the bonding pads 24. One side is arranged at a position away from the gate 43, and the other side opposite to the one side is arranged at a position near the gate 43.

換言すると、複数の半導体チップ12A、12Bのそれぞれは、ボンディングパッド列方向に平行な二つの辺がキャビティ45内に注入される封止樹脂の流れ方向に対して直角となるように配置される。従って、半導体チップ12A、12Bのそれぞれに形成された複数のボンディングパッド24と大型配線基板100の上面に形成された複数のボンディングリード16を電気的に接続する複数のワイヤ26の延在方向は、上記封止樹脂の流れ方向に対してほぼ平行となる。   In other words, each of the plurality of semiconductor chips 12A and 12B is arranged such that two sides parallel to the bonding pad row direction are perpendicular to the flow direction of the sealing resin injected into the cavity 45. Therefore, the extending direction of the plurality of wires 26 that electrically connect the plurality of bonding pads 24 formed on each of the semiconductor chips 12A and 12B and the plurality of bonding leads 16 formed on the upper surface of the large-sized wiring substrate 100 is as follows. It becomes substantially parallel to the flow direction of the sealing resin.

次に、図21〜図24に示すように、上型41に設けられた複数のゲート43を通じてキャビティ45内に溶融状態の封止樹脂28Aを注入することにより、大型配線基板100の上面に搭載された全ての半導体チップ12A、12Bおよび全てのワイヤ26を一括モールドする。このとき、大型配線基板100のダイシング領域(例えば、複数のデバイス領域のうちの互いに隣り合う領域)の上面も樹脂で覆われる。ここで、図21および図22は、ゲート43からキャビティ45内に注入された直後の封止樹脂28Aの流れを示している。また、図23および図24は、その後、キャビティ45内に封止樹脂28Aが充填されて行く状態を示している。   Next, as shown in FIGS. 21 to 24, the molten sealing resin 28 </ b> A is injected into the cavity 45 through a plurality of gates 43 provided in the upper mold 41, so that the upper surface of the large-sized wiring board 100 is mounted. All the semiconductor chips 12A and 12B and all the wires 26 thus formed are molded together. At this time, the upper surface of a dicing region (for example, a region adjacent to each other among a plurality of device regions) of the large wiring substrate 100 is also covered with the resin. Here, FIGS. 21 and 22 show the flow of the sealing resin 28 </ b> A immediately after being injected from the gate 43 into the cavity 45. 23 and 24 show a state in which the cavity 45 is filled with the sealing resin 28A thereafter.

前述したように、大型配線基板100を成形金型40に装着したとき、大型配線基板100の上面に搭載された複数の半導体チップ12A、12Bのそれぞれは、ボンディングパッド列方向に平行で、かつボンディングパッド24に近い一辺がゲート43から離れた位置に配置される。また、半導体チップ12A、12Bのそれぞれに形成された複数のボンディングパッド24と大型配線基板100の上面に形成された複数のボンディングリード16とを繋ぐ複数のワイヤ26の延在方向は、キャビティ45内に注入された封止樹脂28Aの流れ方向に対してほぼ平行となる。   As described above, when the large wiring board 100 is mounted on the molding die 40, each of the plurality of semiconductor chips 12A and 12B mounted on the upper surface of the large wiring board 100 is parallel to the bonding pad row direction and bonded. One side close to the pad 24 is arranged at a position away from the gate 43. The extending direction of the plurality of wires 26 connecting the plurality of bonding pads 24 formed on each of the semiconductor chips 12A and 12B and the plurality of bonding leads 16 formed on the upper surface of the large-sized wiring board 100 is set in the cavity 45. It becomes substantially parallel to the flow direction of the sealing resin 28A injected into.

これにより、ボンディングパッド24に近い一辺と対向する他の一辺側から樹脂が供給されるため、ワイヤ26に及ぼす封止樹脂28Aの注入圧の影響を最小化でき、特に、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に接続される、ワイヤ長が長い高ループのワイヤ(第2ワイヤ)26の変形を有効に抑制することができる。   As a result, since the resin is supplied from the other side opposite to the side close to the bonding pad 24, the influence of the injection pressure of the sealing resin 28A on the wire 26 can be minimized. In particular, the upper semiconductor chip 12B The deformation of the high-loop wire (second wire) 26 connected to the bonding pad 24 and having a long wire length can be effectively suppressed.

次に、キャビティ45内に充填された封止樹脂28Aが硬化して樹脂封止体28が形成された後、大型配線基板100を成形金型40から取り出す。図25は、成形金型40から取り出した大型配線基板100を示す平面図である。図26は、この大型配線基板100を示す概略断面図である。   Next, after the sealing resin 28 </ b> A filled in the cavity 45 is cured and the resin sealing body 28 is formed, the large wiring board 100 is taken out from the molding die 40. FIG. 25 is a plan view showing the large wiring board 100 taken out from the molding die 40. FIG. 26 is a schematic cross-sectional view showing this large-sized wiring board 100.

5.ボールマウント工程:
モールド工程が完了した大型配線基板100は、ボールマウント工程に搬送される。ここでは、図27に示すように、大型配線基板100の下面に形成された複数のバンプランド19のそれぞれの表面に半田ボール14を接続する。
5. Ball mounting process:
The large-sized wiring board 100 that has completed the molding process is transported to the ball mounting process. Here, as shown in FIG. 27, the solder balls 14 are connected to the respective surfaces of the plurality of bump lands 19 formed on the lower surface of the large wiring substrate 100.

6.個片化(ダイシング)工程:
次に、図28に示すように、ダイシングブレード46を用いて大型配線基板100およびその上面全体を覆う樹脂封止体28を切断(ダイシング)する。大型配線基板100および封止樹脂28の切断は、図7および図8の二点鎖線で示すダイシングラインDLに沿って行う。これにより、上記大型配線基板100から図1〜図4に示した半導体装置10Aが個片化される。
6). Individualization (dicing) process:
Next, as shown in FIG. 28, the dicing blade 46 is used to cut (dicing) the large-sized wiring board 100 and the resin sealing body 28 that covers the entire upper surface thereof. The large wiring substrate 100 and the sealing resin 28 are cut along a dicing line DL indicated by a two-dot chain line in FIGS. Thereby, the semiconductor device 10 </ b> A shown in FIGS. 1 to 4 is separated from the large wiring substrate 100.

その後、個片化された半導体装置10Aを電気特性検査工程に搬送し、ワイヤ26の断線や短絡の有無などを含むフラッシュメモリの動作確認を行う。続いて半導体装置10Aの外観観検査を行うことにより、良品と判定された半導体装置10Aを選別する。ここまでの工程により、半導体装置10Aの製造工程が完了する。   Thereafter, the separated semiconductor device 10 </ b> A is transported to the electrical characteristic inspection process, and the operation of the flash memory including whether the wire 26 is disconnected or short-circuited is checked. Subsequently, by performing an appearance inspection of the semiconductor device 10A, the semiconductor device 10A determined to be non-defective is selected. Through the steps so far, the manufacturing process of the semiconductor device 10A is completed.

このように、本実施の形態1の製造方法では、配線基板11の上面に階段状に積層した2枚の半導体チップ12A、12Bのうち、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に電気的に接続されたワイヤ26の他端を、下段の半導体チップ12Aの主面に形成されたボンディングパッド24を経由することなく、配線基板11のボンディングリード16に直接接続する。   As described above, in the manufacturing method according to the first embodiment, of the two semiconductor chips 12A and 12B stacked stepwise on the upper surface of the wiring substrate 11, the connection is made to the bonding pad 24 of the upper semiconductor chip 12B. The other end of the formed wire 26 is directly connected to the bonding lead 16 of the wiring board 11 without going through the bonding pad 24 formed on the main surface of the lower semiconductor chip 12A.

これにより、ワイヤボンディング工程において、下段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に加わる衝撃を低減できるので、半導体チップ12のボンディングパッド24に形成する酸化防止用の金属層25としてパラジウム(Pd)を用いた場合でも、ボンディングパッド24の表面からワイヤ26が剥離する不良を抑制することができる。   Thereby, in the wire bonding process, the impact applied to the bonding pad 24 of the lower semiconductor chip 12B can be reduced. Therefore, palladium (Pd) is used as the metal layer 25 for oxidation prevention formed on the bonding pad 24 of the semiconductor chip 12. Even in this case, it is possible to suppress a defect that the wire 26 peels from the surface of the bonding pad 24.

また、本実施の形態1の製造方法では、モールド工程において、ワイヤ26に及ぼす封止樹脂28Aの注入圧の影響を最小化できるので、特に、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に接続される高ループのワイヤ26の変形を有効に抑制することができる。   Further, in the manufacturing method of the first embodiment, since the influence of the injection pressure of the sealing resin 28A on the wire 26 can be minimized in the molding process, the connection is particularly made to the bonding pad 24 of the upper semiconductor chip 12B. The deformation of the high loop wire 26 can be effectively suppressed.

これにより、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に電気的に接続されたワイヤ26の他端を配線基板11のボンディングリード16に直接接続する方式を採用した場合においても、ワイヤ26同士が短絡する不良を抑制することができる。   As a result, even when a system in which the other end of the wire 26 electrically connected to the bonding pad 24 of the upper semiconductor chip 12B is directly connected to the bonding lead 16 of the wiring substrate 11 is adopted, the wires 26 are short-circuited. Defects can be suppressed.

なお、配線基板11の上面に同一種類の半導体チップ12A、12Bを搭載する場合は、互いに同じ信号あるいは電源(電源電位、基準電位)が流れる経路となるワイヤ26同士が短絡したとしても動作上は特に問題ない。しかしながら、同一種類のワイヤ26同士が接触するくらいにワイヤ26が変形することは、異なるの種類のワイヤ26と接触している恐れもあるため、基本的には、同じ種類のワイヤ26同士であっても、互いに接触していないことが好ましい。   In the case where the same type of semiconductor chips 12A and 12B are mounted on the upper surface of the wiring substrate 11, even if the wires 26 that are the paths through which the same signal or power supply (power supply potential, reference potential) flows are short-circuited, There is no particular problem. However, since deformation of the wire 26 to such an extent that the same type of wires 26 come into contact with each other may also be in contact with different types of wires 26, basically the same type of wires 26 are in contact with each other. However, it is preferable that they are not in contact with each other.

なお、本実施の形態では、半導体チップ12Bのボンディングパッド24の表面に形成する酸化防止用の金属層25として、ニッケル(Ni)膜の上部にパラジウム(Pd)膜を積層したものを例示したが、パラジウム(Pd)を主成分とする材料であれば、金属層25として上記以外のものを使用することができる。なお、主成分とは、金属層25を構成する主要な材料を指し、この金属層25の内部に微小な不純物や他の金属材料が含まれている場合も含むことを意味している。   In the present embodiment, the metal layer 25 for preventing oxidation formed on the surface of the bonding pad 24 of the semiconductor chip 12B is exemplified by a palladium (Pd) film laminated on the nickel (Ni) film. Any material other than those described above can be used as the metal layer 25 as long as it is a material mainly composed of palladium (Pd). The main component means a main material constituting the metal layer 25 and means that the metal layer 25 includes a case where a minute impurity or another metal material is contained.

また、パラジウム(Pd)を主成分とする金属層25と合金化反応が生じ難いワイヤ材料は、金(Au)に限定されるものではなく、例えば銅(Cu)や銅(Cu)合金からなるワイヤ材料を使用する場合においても、本実施の形態の製造方法を適用することが望ましい。   Further, the wire material that hardly causes an alloying reaction with the metal layer 25 containing palladium (Pd) as a main component is not limited to gold (Au), and is made of, for example, copper (Cu) or a copper (Cu) alloy. Even when a wire material is used, it is desirable to apply the manufacturing method of the present embodiment.

<実施の形態1の変形例>
前述の半導体装置10Aは、フラッシュメモリが形成された2枚の半導体チップ12(12A、12B)を配線基板11の上面に搭載したものであるが、フラッシュメモリが形成された半導体チップ12と種類が異なる第三の半導体チップを2枚の半導体チップ12(12A、12B)と共に配線基板11の上面に搭載してもよい。
<Modification of Embodiment 1>
The semiconductor device 10A described above has two semiconductor chips 12 (12A, 12B) on which a flash memory is formed mounted on the upper surface of the wiring board 11. A different third semiconductor chip may be mounted on the upper surface of the wiring board 11 together with the two semiconductor chips 12 (12A, 12B).

例えば図29に示す半導体装置10Bは、フラッシュメモリが形成された2枚の半導体チップ12(12A、12B)を配線基板11の上面の第1チップ搭載領域に階段状に搭載し、第1チップ搭載領域の隣りの第2チップ搭載領域に、2枚の半導体チップ12(12A、12B)のそれぞれを制御するロジックチップ50を搭載したSIP(System In Package)型の半導体装置である。   For example, in the semiconductor device 10B shown in FIG. 29, two semiconductor chips 12 (12A, 12B) on which flash memories are formed are mounted stepwise on the first chip mounting area on the upper surface of the wiring board 11, and the first chip mounting is performed. This is a SIP (System In Package) type semiconductor device in which a logic chip 50 for controlling each of the two semiconductor chips 12 (12A, 12B) is mounted in a second chip mounting area adjacent to the area.

上記ロジックチップ50は、平面形状がほぼ正方形の単結晶シリコン基板からなる。ロジックチップ50は、その裏面が配線基板11の上面と対向するように、図示しない接着剤を介して配線基板11の上面に搭載(フェイスアップ実装)されている。このロジックチップ50の主面には、半導体チップ12A、12Bに形成されたフラッシュメモリを制御するための制御回路が形成されている。   The logic chip 50 is made of a single crystal silicon substrate having a substantially square planar shape. The logic chip 50 is mounted (face-up mounting) on the upper surface of the wiring substrate 11 via an adhesive (not shown) so that the back surface thereof faces the upper surface of the wiring substrate 11. On the main surface of the logic chip 50, a control circuit for controlling the flash memory formed in the semiconductor chips 12A and 12B is formed.

また、ロジックチップ50の主面の周辺部には、ロジックチップ50の4つの辺に沿って複数のボンディングパッド(電極パッド)51が形成されている。図示は省略するが、複数のボンディングパッド51のそれぞれの表面(ワイヤ接続面)には、例えばニッケル(Ni)膜の上部に金(Au)膜を積層した金属層が設けられている。また、半導体装置の製造コストを低減する観点から、ボンディングパッド51の表面の金属層は、ニッケル(Ni)膜の上部にパラジウム(Pd)膜を積層した金属材料で構成してもよい。   In addition, a plurality of bonding pads (electrode pads) 51 are formed along the four sides of the logic chip 50 at the periphery of the main surface of the logic chip 50. Although illustration is omitted, on each surface (wire connection surface) of the plurality of bonding pads 51, for example, a metal layer in which a gold (Au) film is laminated on a nickel (Ni) film is provided. Further, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the semiconductor device, the metal layer on the surface of the bonding pad 51 may be made of a metal material in which a palladium (Pd) film is laminated on a nickel (Ni) film.

配線基板11の上面において、上記ロジックチップ50の4つの辺のそれぞれの近傍には、複数のボンディングリード(電極パッド、ボンディングリード群)52が形成されている。図示は省略するが、複数のボンディングリード52のそれぞれの表面には、例えばニッケル(Ni)膜の上部に金(Au)膜を積層した金属層が設けられている。   On the upper surface of the wiring substrate 11, a plurality of bonding leads (electrode pads, bonding lead group) 52 are formed in the vicinity of each of the four sides of the logic chip 50. Although not shown, a metal layer in which a gold (Au) film is stacked on a nickel (Ni) film, for example, is provided on each surface of the plurality of bonding leads 52.

上記ロジックチップ50の主面に形成された複数のボンディングパッド51と配線基板11の上面に形成された複数のボンディングリード52は、例えば金(Au)からなるワイヤ53を介して互いに電気的に接続されている。また、ロジックチップ50と電気的に接続される複数のボンディングリード(ボンディングリード群)52は、半導体チップ12と電気的に接続される複数のボンディングリード(ボンディングリード群)16と、配線基板11に形成された、図示しない複数の配線を介してそれぞれ繋がっている。   The plurality of bonding pads 51 formed on the main surface of the logic chip 50 and the plurality of bonding leads 52 formed on the upper surface of the wiring substrate 11 are electrically connected to each other via a wire 53 made of, for example, gold (Au). Has been. The plurality of bonding leads (bonding lead group) 52 electrically connected to the logic chip 50 are connected to the plurality of bonding leads (bonding lead group) 16 electrically connected to the semiconductor chip 12 and the wiring substrate 11. They are connected to each other through a plurality of formed wirings (not shown).

上記半導体装置10Bの製造方法は、配線基板11の上面にロジックチップ50を搭載する工程と、ロジックチップ50のボンディングパッド51と配線基板11のボンディングリード52をワイヤ53で電気的に接続する工程が追加される点を除き、前述した半導体装置10Aの製造方法と基本的に同じであるため、その説明は省略する。   The manufacturing method of the semiconductor device 10B includes a step of mounting the logic chip 50 on the upper surface of the wiring substrate 11, and a step of electrically connecting the bonding pads 51 of the logic chip 50 and the bonding leads 52 of the wiring substrate 11 with the wires 53. Except for the added points, the method is basically the same as the method for manufacturing the semiconductor device 10A described above, and a description thereof will be omitted.

(実施の形態2)
前記実施の形態1では、同一種類の2枚の半導体チップ12(12A、12B)を配線基板11の上面に搭載する半導体装置10Aについて説明したが、本実施の形態2では、同一種類の4枚の半導体チップ12を配線基板11の上面に搭載する半導体装置について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the semiconductor device 10A on which two semiconductor chips 12 (12A, 12B) of the same type are mounted on the upper surface of the wiring board 11 has been described. In the second embodiment, four semiconductor chips 12 of the same type are mounted. A semiconductor device in which the semiconductor chip 12 is mounted on the upper surface of the wiring board 11 will be described.

ここで、配線基板11の上面に4枚の半導体チップ12を連続して階段状に積層すると、2段目と3段目の半導体チップ12と接続されるワイヤは、その上下に別のワイヤが存在することになる。そのため、上段の半導体チップ12に接続されるワイヤ26と下段の半導体チップ12に接続されるワイヤ26とのクリアランスが狭くなり、上下方向のワイヤ26同士で短絡が発生し易くなる。   Here, when the four semiconductor chips 12 are continuously stacked on the upper surface of the wiring board 11 in a staircase pattern, the wires connected to the second and third semiconductor chips 12 have different wires above and below them. Will exist. Therefore, the clearance between the wire 26 connected to the upper semiconductor chip 12 and the wire 26 connected to the lower semiconductor chip 12 is narrowed, and a short circuit easily occurs between the wires 26 in the vertical direction.

そこで、このような場合には、図30に示すように、配線基板11の上面の第1チップ搭載領域に同一種類の2枚の半導体チップ12(12A、12B)を階段状に積層し、この第1チップ搭載領域の隣りの第2チップ搭載領域に、半導体チップ12(12A、12B)と同一種類の2枚の半導体チップ12(12C、12D)を階段状に積層する。   Therefore, in such a case, as shown in FIG. 30, two semiconductor chips 12 (12A, 12B) of the same type are stacked stepwise on the first chip mounting region on the upper surface of the wiring board 11, In the second chip mounting area adjacent to the first chip mounting area, two semiconductor chips 12 (12C, 12D) of the same type as the semiconductor chip 12 (12A, 12B) are stacked stepwise.

そして、前記実施の形態1で説明した工程に準じて半導体装置を製造することにより、配線基板11の上面にフラッシュメモリが形成された4枚の半導体チップ12を搭載する場合においても、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Even when four semiconductor chips 12 having flash memories formed on the upper surface of the wiring substrate 11 are mounted by manufacturing a semiconductor device according to the steps described in the first embodiment, The same effect as in the first mode can be obtained.

なお、本実施の形態2では、2枚の半導体チップ12(12A、12B)を第1チップ搭載領域に設けられたボンディングリード群と電気的に接続し、他の2枚の半導体チップ12(12C、12D)を第2チップ搭載領域に設けられたボンディングリード群と電気的に接続する。   In the second embodiment, the two semiconductor chips 12 (12A, 12B) are electrically connected to the bonding lead group provided in the first chip mounting area, and the other two semiconductor chips 12 (12C) are connected. , 12D) is electrically connected to a bonding lead group provided in the second chip mounting area.

<実施の形態2の変形例>
上述した本実施の形態2では、配線基板11の上面にフラッシュメモリが形成された4枚の半導体チップ12を搭載したが、例えば図31に示すように、配線基板11の上面に第3チップ搭載領域を設け、4枚の半導体チップ12(12A、12B、12C、12D)に形成されたフラッシュメモリを制御するための制御回路が形成されたロジックチップ50をこの第3チップ搭載領域に搭載してもよい。
<Modification of Embodiment 2>
In the second embodiment described above, the four semiconductor chips 12 having the flash memory formed on the upper surface of the wiring substrate 11 are mounted. However, as shown in FIG. 31, for example, the third chip is mounted on the upper surface of the wiring substrate 11. A logic chip 50 on which a control circuit for controlling a flash memory formed on the four semiconductor chips 12 (12A, 12B, 12C, 12D) is formed is mounted on the third chip mounting area. Also good.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments described so far, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

(変形例1)
例えば、前記実施の形態1、2では、2段に積層された2枚の半導体チップ12の同一種類のボンディングパッド24(互いに同じ種類の2つの電極パッド)から引き出された2本のワイヤ26を配線基板11の1つの(共通の)ボンディングリード(ボンディングリード群)16に接続する構成について説明した。
(Modification 1)
For example, in the first and second embodiments, the two wires 26 drawn from the same type of bonding pads 24 (two electrode pads of the same type) of the two semiconductor chips 12 stacked in two stages are used. The configuration for connecting to one (common) bonding lead (bonding lead group) 16 of the wiring board 11 has been described.

これに対し、例えば図32および図33に示すように、下段の半導体チップ12Aのボンディングパッド24に繋がる複数のボンディングリード(第1ボンディングリード)16と、上段の半導体チップ12Bのボンディングパッド24に繋がる複数のボンディングリード(第2ボンディングリード)16とを独立に形成してもよい。すなわち、複数の第1ボンディングリード16と複数の第2ボンディングリード16を有するボンディングリード群が形成された配線基板11を用いてもよい。   On the other hand, as shown in FIGS. 32 and 33, for example, a plurality of bonding leads (first bonding leads) 16 connected to the bonding pads 24 of the lower semiconductor chip 12A and the bonding pads 24 of the upper semiconductor chip 12B are connected. A plurality of bonding leads (second bonding leads) 16 may be formed independently. That is, you may use the wiring board 11 in which the bonding lead group which has the some 1st bonding lead 16 and the some 2nd bonding lead 16 was formed.

しかしながら、このような構成を採用した場合は、配線基板11の上面(チップ搭載面)におけるボンディングリード16の占有面積、および配線基板11の内部における配線密度が増加するので、配線基板11が大型化する。従って、半導体装置の小型化を考慮した場合には、上述した実施の形態1、2の構成を採用することが好ましい。   However, when such a configuration is adopted, the occupied area of the bonding leads 16 on the upper surface (chip mounting surface) of the wiring substrate 11 and the wiring density inside the wiring substrate 11 increase, so that the size of the wiring substrate 11 increases. To do. Therefore, when considering downsizing of the semiconductor device, it is preferable to adopt the configuration of the first and second embodiments described above.

(変形例2)
また、前記実施の形態1、2では、メモリチップ(半導体チップ12)のボンディングパッド24を銅(Cu)で構成した場合について説明したが、アルミニウム(Al)を主成分とする材料でボンディングパッドを構成する場合でも、その表面に酸化防止用の金属層を形成しておくことが好ましい。
(Modification 2)
In the first and second embodiments, the case where the bonding pad 24 of the memory chip (semiconductor chip 12) is made of copper (Cu) has been described. However, the bonding pad is made of a material mainly composed of aluminum (Al). Even when it is configured, it is preferable to form a metal layer for preventing oxidation on the surface.

しかしながら、この場合においても、酸化防止用の金属層として、金(Au)との合金化反応が生じ難いパラジウム(Pd)を用いると、ボンディングパッドの表面において、ワイヤの接合強度が低下する。従って、アルミニウム(Al)を主成分とするボンディングパッドの表面にパラジウム(Pd)からなる金属層を形成した半導体チップを用いる場合においても、前記実施の形態1、2のように、モールド工程では、ボンディングパッドが形成(配置)された辺と対向する辺側から封止樹脂を供給することが好ましい。   However, even in this case, if palladium (Pd), which hardly causes an alloying reaction with gold (Au), is used as the metal layer for preventing oxidation, the bonding strength of the wire is reduced on the surface of the bonding pad. Therefore, even when using a semiconductor chip in which a metal layer made of palladium (Pd) is formed on the surface of a bonding pad containing aluminum (Al) as a main component, as in the first and second embodiments, in the molding process, It is preferable to supply the sealing resin from the side opposite to the side where the bonding pad is formed (arranged).

(変形例3)
また、前記実施の形態1、2では、半導体装置の外部端子として、配線基板の下面(実装面)のバンプランド(電極パッド)にボール(球体)状の半田材(半田ボール)を形成する、所謂、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置について説明したが、半田ボールに代えて、バンプランドの表面を少量の半田材で被覆する、所謂、LGA(Land Grid Array)型の半導体装置であってもよい。
(Modification 3)
In the first and second embodiments, a ball (spherical) solder material (solder ball) is formed on the bump land (electrode pad) on the lower surface (mounting surface) of the wiring board as the external terminal of the semiconductor device. Although a so-called BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device has been described, it is a so-called LGA (Land Grid Array) type semiconductor device in which the surface of a bump land is covered with a small amount of solder material instead of a solder ball. May be.

(変形例4)
また、前記実施の形態1、2では、主面の一辺のみに複数のボンディングパッドが形成された、所謂、片辺パッド構造のメモリチップについて説明した。しかし、ここで言う片辺パッド構造のメモリチップは、必ずしも複数のボンディングパッドが形成された辺(第1辺)以外の辺(第2辺)に別のボンディングパッドが形成されたメモリチップを排除するものではない。
(Modification 4)
In the first and second embodiments, the memory chip having a so-called single-sided pad structure in which a plurality of bonding pads are formed only on one side of the main surface has been described. However, the memory chip having the one-sided pad structure described here excludes a memory chip in which another bonding pad is formed on a side (second side) other than the side (first side) on which a plurality of bonding pads are formed. Not what you want.

すなわち、このようなメモリチップであっても、チップ表面の配線などを介して第2辺のボンディングパッドを第1辺のボンディングパッドに接続し、この第1辺のボンディングパッドにワイヤを接続するような場合は、ここで言う片辺パッド構造のメモリチップに含まれる。言い換えると、複数の辺にボンディングパッドが形成されたメモリチップであっても、ワイヤが接続されるボンディングパッドが一辺のみに形成されているメモリチップは、ここで言う片辺パッド構造のメモリチップに含まれる。   That is, even in such a memory chip, the bonding pad on the second side is connected to the bonding pad on the first side via the wiring on the chip surface, and the wire is connected to the bonding pad on the first side. In this case, it is included in the memory chip having a one-sided pad structure. In other words, even a memory chip in which bonding pads are formed on a plurality of sides, a memory chip in which a bonding pad to which wires are connected is formed on only one side is referred to as a memory chip having a single-sided pad structure. included.

また、配線基板の上面に搭載するメモリチップは、フラッシュメモリが形成されたチップに限定されるものではなく、上記した片辺パッド構造を有するものであれば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)あるいはSRAM(Static Random Access Memory)などが形成されたメモリチップであってもよい。   Further, the memory chip mounted on the upper surface of the wiring board is not limited to the chip on which the flash memory is formed, and any DRAM (Dynamic Random Access Memory) or SRAM can be used as long as it has the one-side pad structure described above. It may be a memory chip in which (Static Random Access Memory) or the like is formed.

その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。   In addition, a part of the contents described in the embodiment will be described below.

(1)以下の工程を含む半導体装置の製造方法:(a)上面、前記上面に形成された複数のボンディングリード、および前記上面とは反対側の下面を有する配線基板を準備する工程;(b)第1表面、前記第1表面の第1辺に沿って形成された複数の第1ボンディングパッド、前記複数の第1ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成されたに金属層、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記第1半導体チップの前記第1裏面が前記配線基板の前記上面と対向するように、前記配線基板の前記上面に搭載する工程;(c)第2表面、前記第2表面の第1辺に沿って形成された複数の第2ボンディングパッド、前記複数の第2ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成されたに金属層、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記第1半導体チップと同じ種類の第2半導体チップを、前記第2半導体チップの前記第2裏面が前記第1半導体チップの前記第1表面と対向し、かつ前記第1半導体チップと同じ向きで、かつ前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドが前記第2半導体チップから露出するように、前記第1半導体チップの前記第1表面に搭載する工程;(d)前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードを複数の第1ワイヤを介して電気的に接続する工程;(e)前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードを複数の第2ワイヤを介して電気的に接続する工程。   (1) A method of manufacturing a semiconductor device including the following steps: (a) preparing a wiring board having an upper surface, a plurality of bonding leads formed on the upper surface, and a lower surface opposite to the upper surface; ) A first surface, a plurality of first bonding pads formed along a first side of the first surface, a metal layer formed on each surface of the plurality of first bonding pads, and the first surface Mounting a first semiconductor chip having a first back surface opposite to the top surface of the wiring board such that the first back surface of the first semiconductor chip faces the top surface of the wiring board; (C) a second surface, a plurality of second bonding pads formed along a first side of the second surface, a metal layer formed on each surface of the plurality of second bonding pads, and the first 2 A second back surface opposite to the first surface, the second semiconductor chip of the same type as the first semiconductor chip, and the second back surface of the second semiconductor chip being connected to the first surface of the first semiconductor chip. The first surface of the first semiconductor chip is opposed to and in the same orientation as the first semiconductor chip, and the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip are exposed from the second semiconductor chip. (D) electrically connecting the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring board via a plurality of first wires; Electrically connecting the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring board via a plurality of second wires.

(2)前記第1および第2半導体チップのそれぞれの前記金属層は、パラジウムからなり、前記第1および第2ワイヤのそれぞれは、金からなる。   (2) Each of the metal layers of the first and second semiconductor chips is made of palladium, and each of the first and second wires is made of gold.

10A、10B 半導体装置
11 配線基板
12 半導体チップ
12A 半導体チップ(第1半導体チップ)
12B 半導体チップ(第2半導体チップ)
14 半田ボール(半田材)
15 コア層
16 ボンディングリード(電極パッド)
16L 配線
17L 配線
18L 配線
19 バンプランド(電極パッド)
19L 配線
20 スルーホール配線
21 ソルダーレジスト(絶縁膜)
22、23 金属層
24 ボンディングパッド(電極パッド)
25 金属層
26 ワイヤ
27 接着剤(ダイボンド材)
28 樹脂封止体
28A 封止樹脂
30 シリコン基板
31 p型ウエル
32 素子分離溝
33 第1層配線
34 第2層配線
35 第3層配線
36、37、38 層間絶縁膜
39 表面保護膜(パッシベーション膜)
40 成形金型
41 上型
42 下型
43 ゲート
44 エアベント
45 キャビティ
46 ダイシングブレード
50 ロジックチップ
51 ボンディングパッド(電極パッド)
52 ボンディングリード(電極パッド)
53 ワイヤ
100 大型配線基板
10A, 10B Semiconductor device 11 Wiring substrate 12 Semiconductor chip 12A Semiconductor chip (first semiconductor chip)
12B Semiconductor chip (second semiconductor chip)
14 Solder balls (solder material)
15 Core layer 16 Bonding lead (electrode pad)
16L wiring 17L wiring 18L wiring 19 Bump land (electrode pad)
19L wiring 20 through-hole wiring 21 solder resist (insulating film)
22, 23 Metal layer 24 Bonding pad (electrode pad)
25 Metal layer 26 Wire 27 Adhesive (die bond material)
28 resin sealing body 28A sealing resin 30 silicon substrate 31 p-type well 32 element isolation trench 33 first layer wiring 34 second layer wiring 35 third layer wirings 36, 37, 38 interlayer insulating film 39 surface protection film (passivation film) )
40 Molding die 41 Upper die 42 Lower die 43 Gate 44 Air vent 45 Cavity 46 Dicing blade 50 Logic chip 51 Bonding pad (electrode pad)
52 Bonding lead (electrode pad)
53 Wire 100 Large wiring board

Claims (10)

以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)上面、前記上面に形成された複数のボンディングリード、および前記上面とは反対側の下面を有する配線基板を準備する工程;
(b)第1表面、前記第1表面の第1辺に沿って形成された複数の第1ボンディングパッド、前記複数の第1ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第1金属層、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記第1半導体チップの前記第1裏面が前記配線基板の前記上面と対向するように、前記配線基板の前記上面に搭載する工程;
(c)第2表面、前記第2表面の第1辺に沿って形成された複数の第2ボンディングパッド、前記複数の第2ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第2金属層、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記第1半導体チップと種類が同一である第2半導体チップを、前記第2半導体チップの前記第2裏面が前記第1半導体チップの前記第1表面と対向し、かつ前記第1半導体チップと同じ向きで、かつ前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドが前記第2半導体チップから露出するように、前記第1半導体チップの前記第1表面に搭載する工程;
(d)前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードとを複数の第1ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(e)前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数のボンディングリードとを複数の第2ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(f)前記配線基板の前記上面と、前記第1および第2半導体チップと、前記複数の第1および第2ワイヤとを樹脂で封止する工程;
ここで、
前記(f)工程では、前記複数の第1ボンディングパッドが形成された前記第1表面の前記第1辺と対向する前記第1表面の第2辺側から前記第1表面の前記第1辺側に向かって、前記樹脂を供給する。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) preparing a wiring board having an upper surface, a plurality of bonding leads formed on the upper surface, and a lower surface opposite to the upper surface;
(B) a first surface, a plurality of first bonding pads formed along a first side of the first surface, a first metal layer formed on each surface of the plurality of first bonding pads, and the A first semiconductor chip having a first back surface opposite to the first surface is mounted on the top surface of the wiring board such that the first back surface of the first semiconductor chip faces the top surface of the wiring board. The step of:
(C) a second surface, a plurality of second bonding pads formed along a first side of the second surface, a second metal layer formed on each surface of the plurality of second bonding pads, and the A second semiconductor chip having a second back surface opposite to the second surface and having the same type as the first semiconductor chip is formed, and the second back surface of the second semiconductor chip is the first semiconductor chip. The first semiconductor chip is opposed to the first surface and in the same orientation as the first semiconductor chip, and the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip are exposed from the second semiconductor chip. Mounting on the first surface;
(D) electrically connecting the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring substrate via a plurality of first wires;
(E) electrically connecting the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the plurality of bonding leads of the wiring substrate via a plurality of second wires;
(F) sealing the upper surface of the wiring board, the first and second semiconductor chips, and the plurality of first and second wires with a resin;
here,
In the step (f), the first side of the first surface from the second side of the first surface facing the first side of the first surface on which the plurality of first bonding pads are formed. Toward the substrate.
前記第1および第2金属層は、それぞれパラジウムからなり、
前記第1および第2ワイヤは、それぞれ金からなる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
Each of the first and second metal layers is made of palladium,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein each of the first and second wires is made of gold.
前記第1および第2半導体チップは、それぞれメモリチップであり、
前記配線基板の前記上面における前記第1半導体チップの隣りには、前記第1および第2半導体チップのそれぞれを制御するロジックチップが搭載されている請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
Each of the first and second semiconductor chips is a memory chip;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a logic chip for controlling each of the first and second semiconductor chips is mounted next to the first semiconductor chip on the upper surface of the wiring board.
前記配線基板の前記複数のボンディングリードは、複数の第1ボンディングリードと、複数の第2ボンディングリードとを有しており、
前記(d)工程では、前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第1ボンディングリードとを前記複数の第1ワイヤを介して電気的に接続し、
前記(e)工程では、前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第2ボンディングリードとを前記複数の第2ワイヤを介して電気的に接続する請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
The plurality of bonding leads of the wiring board have a plurality of first bonding leads and a plurality of second bonding leads,
In the step (d), the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the plurality of first bonding leads of the wiring substrate are electrically connected via the plurality of first wires,
The step (e) includes electrically connecting the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the plurality of second bonding leads of the wiring board via the plurality of second wires. 3. A method for manufacturing a semiconductor device according to 2.
前記(a)工程で準備する前記配線基板の前記下面には、前記複数のボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数のバンプランドが形成されており、
前記(f)工程の後、前記複数のバンプランドのそれぞれの表面に、前記半導体装置の外部端子を構成する半田材を接続する請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
A plurality of bump lands electrically connected to the plurality of bonding leads are formed on the lower surface of the wiring board prepared in the step (a),
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein after the step (f), a solder material constituting an external terminal of the semiconductor device is connected to each surface of the plurality of bump lands.
以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)上面、前記上面に形成された第1ボンディングリード群、前記上面に形成された第2ボンディングリード群、および前記上面とは反対側の下面を有する配線基板を準備する工程;
(b)第1表面、前記第1表面の第1辺に沿って形成された複数の第1ボンディングパッド、前記複数の第1ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第1金属層、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有する第1半導体チップを、前記第1半導体チップの前記第1裏面が前記配線基板の前記上面と対向するように、前記配線基板の前記上面に搭載する工程;
(c)第2表面、前記第2表面の第1辺に沿って形成された複数の第2ボンディングパッド、前記複数の第2ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第2金属層、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記第1半導体チップと種類が同一である第2半導体チップを、前記第2半導体チップの前記第2裏面が前記第1半導体チップの前記第1表面と対向し、かつ前記第1半導体チップと同じ向きで、かつ前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドが前記第2半導体チップから露出するように、前記第1半導体チップの前記第1表面に搭載する工程;
(d)第3表面、前記第3表面の第1辺に沿って形成された複数の第3ボンディングパッド、前記複数の第3ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第3金属層、および前記第3表面とは反対側の第3裏面を有する、前記第1半導体チップと種類が同一の第3半導体チップを、前記第3半導体チップの前記第3裏面が前記配線基板の前記上面と対向し、かつ前記第1半導体チップと同じ向きで、前記配線基板の前記上面に、かつ前記第1半導体チップの隣りに搭載する工程;
(e)第4表面、前記第4表面の第1辺に沿って形成された複数の第4ボンディングパッド、前記複数の第2ボンディングパッドのそれぞれの表面に形成された第4金属層、および前記第4表面とは反対側の第4裏面を有し、前記第1半導体チップと種類が同一である第4半導体チップを、前記第4半導体チップの前記第4裏面が前記第3半導体チップの前記第3表面と対向し、かつ前記第3半導体チップと同じ向きで、かつ前記第3半導体チップの前記複数の第3ボンディングパッドが前記第4半導体チップから露出するように、前記第3半導体チップの前記第3表面に搭載する工程;
(f)前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記第1ボンディングリード群とを複数の第1ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(g)前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記第1ボンディングリード群とを複数の第2ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(h)前記第3半導体チップの前記複数の第3ボンディングパッドと前記配線基板の前記第2ボンディングリード群とを複数の第3ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(i)前記第4半導体チップの前記複数の第4ボンディングパッドと前記配線基板の前記第2ボンディングリード群とを複数の第4ワイヤを介して電気的に接続する工程;
(j)前記配線基板の前記上面と、前記第1、第2、第3および第4半導体チップと、前記複数の第1、第2、第3および第4ワイヤとを樹脂で封止する工程;
ここで、
前記(j)工程では、前記複数の第1ボンディングパッドが形成された前記第1表面の前記第1辺と対向する前記第1表面の第2辺側から前記第1表面の前記第1辺側に向かって、前記樹脂を供給する。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) preparing a wiring board having an upper surface, a first bonding lead group formed on the upper surface, a second bonding lead group formed on the upper surface, and a lower surface opposite to the upper surface;
(B) a first surface, a plurality of first bonding pads formed along a first side of the first surface, a first metal layer formed on each surface of the plurality of first bonding pads, and the A first semiconductor chip having a first back surface opposite to the first surface is mounted on the top surface of the wiring board such that the first back surface of the first semiconductor chip faces the top surface of the wiring board. The step of:
(C) a second surface, a plurality of second bonding pads formed along a first side of the second surface, a second metal layer formed on each surface of the plurality of second bonding pads, and the A second semiconductor chip having a second back surface opposite to the second surface and having the same type as the first semiconductor chip is formed, and the second back surface of the second semiconductor chip is the first semiconductor chip. The first semiconductor chip is opposed to the first surface and in the same orientation as the first semiconductor chip, and the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip are exposed from the second semiconductor chip. Mounting on the first surface;
(D) a third surface, a plurality of third bonding pads formed along the first side of the third surface, a third metal layer formed on each surface of the plurality of third bonding pads, and the A third semiconductor chip having a third back surface opposite to the third surface and having the same type as the first semiconductor chip is disposed, and the third back surface of the third semiconductor chip is opposed to the upper surface of the wiring substrate. And mounting on the upper surface of the wiring board and next to the first semiconductor chip in the same direction as the first semiconductor chip;
(E) a fourth surface, a plurality of fourth bonding pads formed along the first side of the fourth surface, a fourth metal layer formed on each surface of the plurality of second bonding pads, and the A fourth semiconductor chip having a fourth back surface opposite to the fourth surface and having the same type as the first semiconductor chip is formed, and the fourth back surface of the fourth semiconductor chip is the third semiconductor chip. The third semiconductor chip is opposed to the third surface, is in the same orientation as the third semiconductor chip, and is exposed from the fourth semiconductor chip so that the plurality of third bonding pads of the third semiconductor chip are exposed. Mounting on the third surface;
(F) electrically connecting the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the first bonding lead group of the wiring substrate via a plurality of first wires;
(G) electrically connecting the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the first bonding lead group of the wiring board via a plurality of second wires;
(H) electrically connecting the plurality of third bonding pads of the third semiconductor chip and the second bonding lead group of the wiring board via a plurality of third wires;
(I) electrically connecting the plurality of fourth bonding pads of the fourth semiconductor chip and the second bonding lead group of the wiring board via a plurality of fourth wires;
(J) sealing the upper surface of the wiring board, the first, second, third and fourth semiconductor chips and the plurality of first, second, third and fourth wires with a resin. ;
here,
In the step (j), the first side of the first surface from the second side of the first surface facing the first side of the first surface on which the plurality of first bonding pads are formed. Toward the substrate.
前記第1、第2、第3および第4金属層は、それぞれパラジウムからなり、
前記第1、第2、第3および第4ワイヤは、それぞれ金からなる請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
The first, second, third and fourth metal layers are each composed of palladium;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein each of the first, second, third, and fourth wires is made of gold.
前記第1、第2、第3および第4半導体チップは、それぞれメモリチップであり、
前記配線基板の前記上面における前記第1および第3半導体チップのそれぞれの隣りには、前記第1、第2、第3および第4半導体チップのそれぞれを制御するロジックチップが搭載されている請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
Each of the first, second, third and fourth semiconductor chips is a memory chip;
The logic chip for controlling each of the first, second, third, and fourth semiconductor chips is mounted next to each of the first and third semiconductor chips on the upper surface of the wiring board. 8. A method for producing a semiconductor device according to 7.
前記配線基板の前記第1ボンディングリード群は、複数の第1ボンディングリードと、複数の第2ボンディングリードとを有しており、
前記配線基板の前記第2ボンディングリード群は、複数の第3ボンディングリードと、複数の第4ボンディングリードとを有しており、
前記(f)工程では、前記第1半導体チップの前記複数の第1ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第1ボンディングリードとを前記複数の第1ワイヤを介して電気的に接続し、
前記(g)工程では、前記第2半導体チップの前記複数の第2ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第2ボンディングリードとを前記複数の第2ワイヤを介して電気的に接続し、
前記(h)工程では、前記第3半導体チップの前記複数の第3ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第3ボンディングリードとを前記複数の第3ワイヤを介して電気的に接続し、
前記(i)工程では、前記第4半導体チップの前記複数の第4ボンディングパッドと前記配線基板の前記複数の第4ボンディングリードとを前記複数の第4ワイヤを介して電気的に接続する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
The first bonding lead group of the wiring board has a plurality of first bonding leads and a plurality of second bonding leads,
The second bonding lead group of the wiring board has a plurality of third bonding leads and a plurality of fourth bonding leads.
In the step (f), the plurality of first bonding pads of the first semiconductor chip and the plurality of first bonding leads of the wiring substrate are electrically connected via the plurality of first wires,
In the step (g), the plurality of second bonding pads of the second semiconductor chip and the plurality of second bonding leads of the wiring substrate are electrically connected via the plurality of second wires,
In the step (h), the plurality of third bonding pads of the third semiconductor chip and the plurality of third bonding leads of the wiring substrate are electrically connected via the plurality of third wires,
The step (i) includes electrically connecting the plurality of fourth bonding pads of the fourth semiconductor chip and the plurality of fourth bonding leads of the wiring board via the plurality of fourth wires. 8. A method for producing a semiconductor device according to 7.
前記(a)工程で準備する前記配線基板の前記下面には、前記複数のボンディングリードとそれぞれ電気的に接続された複数のバンプランドが形成されており、
前記(j)工程の後、前記複数のバンプランドのそれぞれの表面に、前記半導体装置の外部端子を構成する半田材を接続する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
A plurality of bump lands electrically connected to the plurality of bonding leads are formed on the lower surface of the wiring board prepared in the step (a),
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein after the step (j), a solder material constituting an external terminal of the semiconductor device is connected to the surface of each of the plurality of bump lands.
JP2012189179A 2012-08-29 2012-08-29 Semiconductor device manufacturing method Pending JP2014049501A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012189179A JP2014049501A (en) 2012-08-29 2012-08-29 Semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012189179A JP2014049501A (en) 2012-08-29 2012-08-29 Semiconductor device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014049501A true JP2014049501A (en) 2014-03-17

Family

ID=50608896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012189179A Pending JP2014049501A (en) 2012-08-29 2012-08-29 Semiconductor device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014049501A (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003152014A (en) * 2001-11-09 2003-05-23 Shinko Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2004118511A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Renesas Technology Corp Memory card and its manufacturing method
JP2005340353A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Manufacturing method of electronic component
JP2006294824A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Elpida Memory Inc Multilayer semiconductor device
JP2007019415A (en) * 2005-07-11 2007-01-25 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007103423A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008049595A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring substrate, semiconductor device using the same and its manufacturing method
JP2008251917A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Renesas Technology Corp Semiconductor device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003152014A (en) * 2001-11-09 2003-05-23 Shinko Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2004118511A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Renesas Technology Corp Memory card and its manufacturing method
JP2005340353A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Manufacturing method of electronic component
JP2006294824A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Elpida Memory Inc Multilayer semiconductor device
JP2007019415A (en) * 2005-07-11 2007-01-25 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007103423A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008049595A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring substrate, semiconductor device using the same and its manufacturing method
JP2008251917A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Renesas Technology Corp Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8159057B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
CN107919345B (en) Chip stack packaging structure and stack packaging method
US8389339B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP5227501B2 (en) Stack die package and method of manufacturing the same
JP5467959B2 (en) Semiconductor device
JP2010278318A (en) Semiconductor device
US8008765B2 (en) Semiconductor package having adhesive layer and method of manufacturing the same
JP4635202B2 (en) Method for manufacturing double-sided electrode package
KR20180013711A (en) Semiconductor device and method of manufacturing same
JP5545332B2 (en) Wiring member for semiconductor device, composite wiring member for semiconductor device, and resin-encapsulated semiconductor device
JP2005244035A (en) Mounting method of semiconductor device, and semiconductor device
JP2015220248A (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2011003764A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2003318360A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20110138788A (en) Stack type semiconductor package
TWI501371B (en) A wiring member for a semiconductor device, a composite wiring member for a semiconductor device, and a resin-sealed type semiconductor device
JP5259383B2 (en) Semiconductor device and semiconductor system
JP2011222901A (en) Semiconductor device
TWM534895U (en) Multilayer chip packaging structure
JP2014049501A (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2017183672A (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2011165793A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same, and electronic device
JP5302234B2 (en) Semiconductor device
TW201725656A (en) Chip package structure and manufacturing method thereof
JP2005150771A (en) Wiring board, semiconductor device, and package stacks semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160726

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170307