JP2014049501A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
<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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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-
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
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
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-
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
In the second embodiment described above, the four
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
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
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
(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
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,
12B Semiconductor chip (second semiconductor chip)
14 Solder balls (solder material)
15
22, 23
25
28
40 Molding die 41 Upper die 42 Lower die 43
52 Bonding lead (electrode pad)
53
Claims (10)
(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(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(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.
(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(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.
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Citations (8)
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 |
-
2012
- 2012-08-29 JP JP2012189179A patent/JP2014049501A/en active Pending
Patent Citations (8)
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 |
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