JP2015109336A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
半導体装置の高密度化を図るために、複数の半導体チップを積み重ねることが行われている。このような半導体装置はMCP(Multi Chip Package)とも呼ばれる。 In order to increase the density of semiconductor devices, a plurality of semiconductor chips are stacked. Such a semiconductor device is also called an MCP (Multi Chip Package).
特開2013−125765号(特許文献1)には、配線基板上にロジックチップをフリップチップ搭載した下段の半導体装置の上に、配線基板上に2つのメモリチップを積層搭載した上段の半導体装置を積層したPoP(Package On Package)タイプの積層型半導体装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2013-125765 (Patent Document 1) discloses an upper semiconductor device in which two memory chips are stacked and mounted on a wiring substrate on a lower semiconductor device in which a logic chip is flip-chip mounted on a wiring substrate. A stacked PoP (Package On Package) type stacked semiconductor device is disclosed.
また、配線基板に開口部を設けて、開口部内に半導体チップを配置する技術としては、特開2003−133521号(特許文献2)や特開2010−272734号(特許文献3)がある。 Further, as a technique for providing an opening in a wiring board and arranging a semiconductor chip in the opening, there are JP-A Nos. 2003-133521 (Patent Document 2) and 2010-272734 (Patent Document 3).
近年は、携帯機器の小型・薄型化により、それに搭載する半導体装置も小型・薄型化する要求がある。しかしながら、PoPに用いる上段の半導体装置は、配線基板上に2つのメモリチップを積層搭載するため、半導体装置の薄型には限界があった。 In recent years, there has been a demand for miniaturization and thinning of a semiconductor device mounted on a portable device due to the miniaturization and thinning of the portable device. However, since the upper semiconductor device used for PoP has two memory chips stacked on the wiring board, there is a limit to the thinness of the semiconductor device.
そこで、本発明は、上段の半導体装置を薄型化することによりPoPタイプの積層型半導体装置を薄型化することが可能な半導体装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides a semiconductor device capable of reducing the thickness of a PoP type stacked semiconductor device by reducing the thickness of the upper semiconductor device.
本発明の一態様に係る半導体装置は、
互いに対向する第1及び第2の辺、前記第1及び第2の辺より長く構成され、互いに対向する第3及び第4の辺により区画された開口部と、前記第1及び第2の辺に沿って配置された複数の第1の接続パッドと、前記第3及び第4の辺に沿って配置された複数の第2の接続パッドと、を有する配線基板と、
略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第1の電極パッドを有し、前記複数の第1の電極パッドが前記複数の第1の接続パッドにそれぞれ電気的に接続されると共に、前記短辺のそれぞれが前記第1及び第2の辺に対向するように前記配線基板の前記開口部内に配置された第1の半導体チップと、
略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第2の電極パッドを有し、前記複数の第2の電極パッドが前記複数の第2の接続パッドにそれぞれ電気的に接続され、かつ、前記短辺のそれぞれが前記第3及び第4の辺を越えると共に、前記一面が前記第1の半導体チップを向くように、前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップを覆うように形成された封止部と、を有することを特徴とする。
A semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes:
First and second sides facing each other, an opening that is longer than the first and second sides and defined by the third and fourth sides facing each other, and the first and second sides A wiring substrate having a plurality of first connection pads arranged along the third side and a plurality of second connection pads arranged along the third and fourth sides;
It has a substantially rectangular plate shape and has a plurality of first electrode pads arranged along the short side of one surface, and the plurality of first electrode pads are electrically connected to the plurality of first connection pads, respectively. A first semiconductor chip that is connected and arranged in the opening of the wiring board such that each of the short sides faces the first and second sides;
It has a substantially rectangular plate shape and has a plurality of second electrode pads arranged along the short side of one surface, and the plurality of second electrode pads are electrically connected to the plurality of second connection pads, respectively. A second layer connected to the first semiconductor chip and connected to the first semiconductor chip such that each of the short sides exceeds the third and fourth sides and the one surface faces the first semiconductor chip. Semiconductor chip,
And a sealing portion formed to cover the first semiconductor chip and the second semiconductor chip.
本発明によれば、上段の半導体装置を薄型化することによりPoPタイプの積層型半導体装置を薄型化することができる。 According to the present invention, the PoP type stacked semiconductor device can be thinned by thinning the upper semiconductor device.
以下、本発明を適用した一実施形態である半導体装置の一例について、図面を参照にして説明する。 Hereinafter, an example of a semiconductor device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1〜図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の概略構成を説明する。ここで、図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置を組み込んだPoP型半導体装置の概略構成を示す断面図である。
(First embodiment)
A schematic configuration of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a PoP type semiconductor device incorporating the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、PoP型半導体装置100は、下段パッケージ101と、下段パッケージ101の上方に積層搭載された上段パッケージ102とを有する。
As shown in FIG. 1, the PoP type semiconductor device 100 includes a
下段パッケージ101は、配線基板103上に半導体チップ104(第3の半導体チップ)、例えばコントローラチップがバンプ電極105を介してフリップチップ実装されており、第3の半導体チップ104(コントローラチップ)と配線基板103との隙間にはアンダーフィル材106が充填されている。
In the
また、配線基板103の一面の第3の半導体チップ104の周囲には、上段パッケージ102との接続用ランド107が配置されている。そして、配線基板103の裏面には複数の実装用ランド108が配置されており、複数の実装用ランド108は、第3の半導体チップ104の電極パッド109(第3の電極パッド)と接続される複数の接続パッド110(第3の接続パッド)、或いは上段パッケージ102と接続される接続用ランド107に電気的に接続されている。
A
そして、下段パッケージ101の上方には上段パッケージ102が積層搭載されている。上段パッケージ102は、下段パッケージ101の第3の半導体チップ104を避けるように配線基板111の他面側の外周に例えば2列で外部端子112(はんだボール)が配置される。また、下段パッケージ103の実装用ランド108には、外部端子122(はんだボール)が配置される。
An
図2は、第1の実施形態に係るPoPの上段の半導体装置(上段パッケージ102)の概略構成を示す平面図である。図3は、第1の実施形態の半導体装置を積層した積層型半導体装置の概略構成を示す断面図であり、(a)は、図2のA−A‘間の断面構成を示す断面図であり、(b)は、図2のB−B’間の断面構成を示す断面図である。 FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the upper semiconductor device (upper package 102) of PoP according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stacked semiconductor device in which the semiconductor devices of the first embodiment are stacked. FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration between AA ′ in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration between BB ′ in FIG. 2.
図2及び図3に示すように、配線基板111は、例えば絶縁基材113、例えばガラスエポキシ基材を有しており、絶縁基材113の両面に所定の配線パターンが形成されている。絶縁基材113は、略中央領域に所定の大きさで貫通孔114が形成されている。貫通孔114は略長方形の矩形状で、配線基板111の一面から他面に貫通するように形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
そして、絶縁基材113の一面側には、貫通孔114の対向する短辺の内側面に沿って配置された複数の第1の接続パッド115と、貫通孔114の長辺の内側面に沿って配置された複数の第2の接続パッド116が形成されている。絶縁基材113の一面上は絶縁膜117、例えばソルダーレジスト膜で覆われており、絶縁膜117には第1の接続パッド115及び第2の接続パッド116が露出するように開口部118が形成されている。
Then, on one surface side of the
また、絶縁基材113の他面側の周辺領域には、4辺に沿って例えば2列で形成された複数のランド119が形成されている。そして、絶縁基材113の他面上も絶縁膜120、例えばソルダーレジスト膜で覆われており、ソルダーレジスト膜には複数のランド119を露出するように開口部が形成されている。
Further, in the peripheral region on the other surface side of the
そして、第1の接続パッド115及び第2の接続パッド116と対応するランド119とは、配線基板111の所定の配線パターン及びビア121により電気的に接続されている。また、配線基板111の複数のランド119上にはそれぞれ外部電極となるはんだボール112が搭載されている。
The
第1の実施形態の半導体装置では、図2及び図3に示すように、配線基板111に、複数の半導体チップ、例えば2つのメモリチップ(第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124)が搭載されている。第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124は、ほぼ同一の回路構成でほぼ同一のチップサイズの同じ半導体チップであり、例えば長方形の板状で一面に同じメモリ回路とそのメモリ回路に内部接続された複数の電極パッド(第1の電極パッド125、第2の電極パッド126)が形成されている。
In the semiconductor device of the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of semiconductor chips, for example, two memory chips (
そして、第1及び第2の半導体チップ123、124の複数の電極パッド(第1の電極パッド125、第2の電極パッド126)は、回路形成面のそれぞれ短辺に沿って配置されている。第1及び第2の半導体チップ123、124の一面には、複数の電極パッド(第1の電極パッド125、第2の電極パッド126)を露出するようにパッシベーション膜が形成されており、回路形成面を保護している。
The plurality of electrode pads (
第1の半導体チップ123は、回路面を配線基板111の一面側に向けるように、配線基板111の貫通孔114内に搭載されている。そして、第1の半導体チップ123の複数の第1の電極パッド125は、それぞれ導電性のワイヤ127、例えばAuやCuからなるワイヤにより、配線基板111の複数の第1の接続パッド115に電気的に接続されている。
The
また、第2の半導体チップ124は、回路面を配線基板111の一面側に向けると共に、短辺のそれぞれが配線基板111の貫通孔114の長辺の内端部を越えるように、配線基板111上にフリップチップ実装により搭載されている。第2の半導体チップ124は、第1の半導体チップ123に対してはクロスするように第1の半導体チップ123上に積層配置される。
In addition, the
また、第2の半導体チップ124の複数の電極パッド126上には、所定の高さで回路形成面から突出するCu等からなる柱状体とその頂部に形成されたはんだ層128とからなるバンプ電極129が形成されている。そして、第2の半導体チップ124の複数の第2の電極パッド126は、それぞれバンプ電極129により配線基板111の複数の第2の接続パッド116に電気的に接続されている。
On the plurality of
そして、配線基板111の一面には、封止樹脂層130が形成されており、第1の半導体チップ123、第2の半導体チップ124、ワイヤ127及びバンプ電極129は封止樹脂層130に覆われている。配線基板111の貫通孔114と第1及び第2の半導体チップ123、124の隙間も封止樹脂層130が充填される。
A sealing
このように、第1の実施形態の半導体装置では、上段パッケージ102(上段の半導体装置)を、互いに対向する第1及び第2の内端部、第1及び第2の内端部より長さで長く構成され、互いに対向する第3及び第4の内端部により区画された貫通孔(開口部)114と、第1及び第2の内端部に沿って配置された複数の第1の接続パッド115と、第3及び第4の内端部に沿って配置された複数の第2の接続パッド116と、を有する配線基板111と、略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第1の電極パッド125を有し、短辺のそれぞれが第1及び第2の内端部に向くように配線基板111の貫通孔114内に配置された第1の半導体チップ123と、第1の半導体チップ123の複数の第1の電極パッド125と配線基板111の第1の接続パッド115をそれぞれ電気的に接続する複数のボンディングワイヤ127と、略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第2の電極パッド126を有し、短辺のそれぞれが前記第3及び第4の内端部を越えると共に、一面が第1の半導体チップ123を向くように、前記第1の半導体チップ123上に積層された第2の半導体チップ124と、第2の半導体チップ124の複数の第2の電極パッド126と配線基板111の第2の接続パッド116をそれぞれ電気的に接続する複数のバンプ電極129とから構成した。これにより、複数の第1及び第2の半導体チップ123、124を搭載した上段パッケージ102を薄型化することができる。
Thus, in the semiconductor device of the first embodiment, the upper package 102 (upper semiconductor device) is longer than the first and second inner end portions and the first and second inner end portions facing each other. And a plurality of first holes disposed along the first and second inner end portions, and a through hole (opening portion) 114 defined by the third and fourth inner end portions facing each other. A
具体的には、第1の半導体チップ123を配線基板111の貫通孔114内に配置し、第2の半導体チップ124の端部が配線基板111の貫通孔114の外側に突出するようにフリップチップ実装により配線基板111上に配置したことで、第2の半導体チップ124の上に配置する封止樹脂層130を少なくできるため、半導体装置(上段パッケージ102)を薄型化できる。これにより、PoPの積層型半導体装置100としても薄型化できる。
Specifically, the
また、第1の半導体チップ123、第2の半導体チップ124を搭載したPoPの上パッケージ102では、配線基板111の4辺のうち、対向する2辺に一つの半導体チップ123、124の電極パッド125、126に対応したランド119が配置されている。
In addition, in the PoP
そのため、第1の半導体チップ123に対して、クロスするように第2の半導体チップ124を配線基板111上に配置することで、配線基板111上での配線の引き回しが容易になると共に等長配線化が可能となる。
Therefore, by arranging the
また、第1の半導体チップ123と第2の半導体チップ124の間には隙間が確保され、配線基板111に貫通孔114が配置されるため、ボイドを逃がし易くなり、封止樹脂130の充填性を向上できる。
In addition, a gap is secured between the
さらに、配線基板111の他面は封止樹脂130が突出しないように構成されるため、上段パッケージ102のスタンドオフが確保できる。それにより、下段パッケージ101(下段の半導体装置)に上段パッケージ102を積層搭載する際に、上段パッケージ102の封止樹脂130が下段パッケージ101の第3の半導体チップ123(コントローラチップ)に干渉することなく、上段パッケージ102を下段パッケージ101上に良好に搭載できる。
Furthermore, since the other surface of the
次に、図4を参照して、第1の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の製造方法について説明する。ここで、図4は、第1の実施形態の上段パッケージ102の組立フローを示す断面図である。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device (upper package 102) of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an assembly flow of the
図4(a)に示すように、配線母基板は、複数の製品形成部(製品形成領域)131がマトリクス状に配置されており、それぞれの製品形成部131はダイシングライン132によって区画されている。それぞれの製品形成部131は、例えば図2及び図3のように構成されている。 As shown in FIG. 4A, the wiring mother board has a plurality of product forming portions (product forming regions) 131 arranged in a matrix, and each product forming portion 131 is partitioned by dicing lines 132. . Each product forming part 131 is configured as shown in FIGS. 2 and 3, for example.
そして、配線母基板の他面には、支持基板(支持体)133が配置されており、支持基板133により貫通孔114が覆われている。支持基板133は、例えばメタル基板やテープ基板からなり、特定のエネルギー照射、例えばUV照射により接着力が低下する接着材等の仮接着材層を介して配線母基板に接着されている。
A support substrate (support body) 133 is disposed on the other surface of the wiring motherboard, and the through
次に、図4(b)に示すように、それぞれの製品形成部131の貫通孔114に配置するように、配線基板111に第1の半導体チップ123を搭載する。第1の半導体チップ123は、支持基板123の仮接着層に接着することで、貫通孔114内に保持される。
Next, as shown in FIG. 4B, the
その後、第1の半導体チップ123の複数の第1の電極パッド125と製品形成部131の複数の第1の接続パッド115とをそれぞれ導電性のワイヤ127によって電気的に接続する。
Thereafter, the plurality of
ここで、ワイヤ127を用いた結線には、ワイヤボンディング装置を用いることができる。結線は、例えば、超音波熱圧着法を用いたボールボンディングにより行われる。具体的には、溶融によりボールが形成されたワイヤ127の先端を第1の電極パッド125上に超音波熱圧着し、ワイヤ127が所定のループ形状を描くように、ワイヤ127の後端を第1の接続パッド115上に超音波熱圧着する。
Here, a wire bonding apparatus can be used for the connection using the wire 127. The connection is performed by, for example, ball bonding using an ultrasonic thermocompression bonding method. Specifically, the tip of the wire 127 on which a ball has been formed by melting is ultrasonically thermocompression bonded onto the
次に、図4(c)に示すように、第2の電極パッド126上にバンプ電極129の形成された第2の半導体チップ124を、第1の半導体チップ123に対してクロスするように、それぞれの製品形成部131にフリップチップ実装により搭載する。これにより、第2の半導体チップ124の複数の第2の電極パッド126と製品形成部131の複数の第2の接続パッド116とは、バンプ電極129を介して電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 4C, the
その後、図4(d)に示すように、配線母基板は、支持基板133を搭載した状態で、トランスファーモールドにより、配線母基板の一面を封止樹脂130により一括封止する。配線基板111に貫通孔114が配置されることで、第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124の間は十分な隙間が確保されており、ボイドの発生を低減し、良好に封止できる。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the wiring mother board is collectively sealed with a sealing
その後、図4(e)に示すように、支持基板133の仮接着材層に所定のエネルギーを照射し、接着力を低減させることで、配線母基板から支持基板133を除去する。これにより、第1の半導体チップ123の裏面は配線基板11の他面側から露出される。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, the support substrate 133 is removed from the wiring motherboard by irradiating the temporary adhesive layer of the support substrate 133 with predetermined energy to reduce the adhesive force. Thereby, the back surface of the
その後、配線母基板の他面側のランド119にそれぞれはんだボール112を搭載する。具体的には、配線基板111上のランド119の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された図示しない吸着機構を用いて、はんだボール112を吸着孔に保持し、保持されたはんだボール112をフラックスを介して配線基板111のランド119に一括搭載する。
Thereafter,
全ての製品形成部131へのはんだボール112の搭載後、配線基板111をリフローすることではんだボール112が固定される。
After the
次に、図4(f)に示すように、封止樹脂130をダイシングテープに接着し、封止樹脂130及び配線母基板をダイシングテープに支持させる。その後、図示しないダイシングブレードを用いて、配線母基板及び封止樹脂130をダイシングライン132に沿って縦横に切断する。これにより、配線母基板は、製品形成部131毎に個片化される。
Next, as shown in FIG. 4F, the sealing
その後、個片化された製品形成部131及び封止樹脂130をダイシングテープからピックアップすることで、図2、図3に示すような半導体装置(上段パッケージ)102が得られる。
Thereafter, the separated product forming portion 131 and the sealing
(第2の実施形態)
図5を参照して、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の概略構成を説明する。ここで、図5は、第2の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の概略構成を示す断面図である。
(Second Embodiment)
A schematic configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device (upper package 102) of the second embodiment.
第2の実施形態の半導体装置は、第1の実施形態と同様に構成されており、図5に示すように、第1の半導体チップ123の裏面を覆うように貫通孔114に接着樹脂層500が配置されている点で第1の実施形態と異なる。その他の構成は第1の実施形態と同じなのでその説明は省略する。
The semiconductor device of the second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment. As shown in FIG. 5, the adhesive resin layer 500 is formed in the through
第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果が得られると共に第1の半導体チップ123の裏面を接着樹脂層500で覆うように構成したことで、半導体装置102の耐湿性を向上できる。
Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the back surface of the
次に、図6を参照して、第2の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の製造方法について説明する。ここで、図6は、第2の実施形態の半導体装置(上段パッケージ)102の組立フローを示す断面図である。 Next, with reference to FIG. 6, the manufacturing method of the semiconductor device (upper package 102) of 2nd Embodiment is demonstrated. Here, FIG. 6 is a cross-sectional view showing an assembly flow of the semiconductor device (upper package) 102 of the second embodiment.
配線母基板は、図6(a)に示すように、複数の製品形成部(製品形成領域)131がマトリクス状に配置されており、それぞれの製品形成部131はダイシングライン132によって区画されている。それぞれの製品形成部131は、例えば図2及び図5のように構成されている。そして配線母基板の他面には、支持基板(支持体)133が配置されており、支持基板133により貫通孔(開口部)114が覆われている。支持基板133は、例えばメタル基板やテープ基板からなり、特定のエネルギー照射、例えばUV照射により接着力が低下する接着材等の仮接着材層を介して配線母基板に接着されている。 As shown in FIG. 6A, the wiring mother board has a plurality of product forming portions (product forming regions) 131 arranged in a matrix, and each product forming portion 131 is partitioned by a dicing line 132. . Each product forming part 131 is configured as shown in FIGS. 2 and 5, for example. A support substrate (support) 133 is disposed on the other surface of the wiring mother board, and the through hole (opening) 114 is covered with the support substrate 133. The support substrate 133 is made of, for example, a metal substrate or a tape substrate, and is bonded to the wiring mother substrate via a temporary adhesive layer such as an adhesive whose adhesive strength is reduced by specific energy irradiation, for example, UV irradiation.
次に、図6(b)に示すように、配線基板11の貫通孔(開口部)114と支持基板123によって構成されるキャビティに、樹脂接着材をポッティングにより供給し、樹脂接着層500を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 6B, a resin adhesive is supplied to the cavity formed by the through hole (opening) 114 and the
そ次に、図6(c)に示すように、樹脂接着層500上に第1の半導体チップ123を搭載し、樹脂接着層500を加熱硬化することで、配線基板11の貫通孔114内に第1の半導体チップ123を固着する。
Next, as shown in FIG. 6C, the
そして、第1の半導体チップ123が固着された後、支持基板133の仮接着材層に所定のエネルギーを照射し、接着力を低減させることで、配線母基板から支持基板133を除去する。これにより樹脂接着層500の裏面は配線基板111の他面側から露出される。
After the
その後、第1の半導体チップ123の複数の第1の電極パッド125と製品形成部131の複数の第1の接続パッド115とをそれぞれ導電性のワイヤ127によって電気的に接続する。
Thereafter, the plurality of
ここで、ワイヤ127を用いた結線には、ワイヤボンディング装置を用いることができる。結線は、例えば、超音波熱圧着法を用いたボールボンディングにより行われる。具体的には、溶融によりボールが形成されたワイヤ127の先端を第1の電極パッド125上に超音波熱圧着し、ワイヤ127が所定のループ形状を描くように、ワイヤ127の後端を第1の接続パッド115上に超音波熱圧着する。
Here, a wire bonding apparatus can be used for the connection using the wire 127. The connection is performed by, for example, ball bonding using an ultrasonic thermocompression bonding method. Specifically, the tip of the wire 127 on which a ball has been formed by melting is ultrasonically thermocompression bonded onto the
次に、図6(d)に示すように、第2の電極パッド126上にバンプ電極129の形成された第2の半導体チップ124を、第1の半導体チップ123に対してクロスするように、それぞれの製品形成部131にフリップチップ実装により搭載する。これにより、第2の半導体チップ124の複数の第2の電極パッド126と製品形成部131の複数の第2の接続パッド116とは、バンプ電極129を介して電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 6D, the
その後、図6(e)に示すように、配線母基板は、トランスファーモールドにより、配線母基板の一面を封止樹脂130により一括封止する。配線基板111に貫通孔114が配置されることで、第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124の間は十分な隙間が確保されており、ボイドの発生を低減し、良好に封止できる。
Thereafter, as shown in FIG. 6E, the wiring mother board is collectively sealed with a sealing
その後、配線母基板の他面側のランド119にそれぞれはんだボール112を搭載する。具体的には、配線基板111上のランド119の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された図示しない吸着機構を用いて、はんだボール112を吸着孔に保持し、保持されたはんだボール112をフラックスを介して配線基板111のランド119に一括搭載する。
Thereafter,
全ての製品形成部131へのはんだボール112の搭載後、配線基板111をリフローすることではんだボール112が固定される。
After the
次に、図6(g)に示すように、封止樹脂130をダイシングテープに接着し、封止樹脂130及び配線母基板をダイシングテープに支持させる。その後、図示しないダイシングブレードを用いて、配線母基板及び封止樹脂130をダイシングライン132に沿って縦横に切断する。これにより、配線母基板は、製品形成部131毎に個片化される。
Next, as shown in FIG. 6G, the sealing
その後、個片化された製品形成部131及び封止樹脂130をダイシングテープからピックアップすることで、図5に示すような半導体装置(上段パッケージ)102が得られる。
Thereafter, the separated product forming portion 131 and the sealing
このように、貫通孔(開口部)114内に樹脂接着層500を供給し第1の半導体チップ123を固定するように構成したことで、第1の実施形態よりも早い段階で、支持基板133を除去することができる。これにより、仮接着材層が多くの工程により加熱され、熱履歴を受けることで、支持基板133を剥離し難くなるリスクを低減できる。
As described above, the resin adhesive layer 500 is supplied into the through-hole (opening) 114 and the
尚、第2の実施形態では、配線基板111に第1の半導体チップ123を搭載した後に、配線基板111から支持基板133を除去する場合について説明したが、第1の半導体チップ123のワイヤボンディング後、或いは、図6(d)の第2の半導体チップ124のフリップチップ実装後に、配線基板111から支持基板133を除去するように構成しても良い。
In the second embodiment, the case where the support substrate 133 is removed from the
(第3の実施形態)
図7、図8を参照して、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の概略構成を説明する。ここで、図7は、第3の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の概略構成を示す断面図である。図8は、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置を組み込んだPoP型半導体装置の概略構成を示す断面図である。
(Third embodiment)
A schematic configuration of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device (upper package 102) of the third embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a PoP type semiconductor device incorporating a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
第3の実施形態の半導体装置102は、第1の実施形態と同様に構成されており、配線基板11の貫通孔114内において第1の半導体チップ123の下方に隙間(ギャップ)700が形成されている点で第1の実施形態と異なる。その他の構成は第1の実施形態と同じなのでその説明は省略する。
The
第3の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られると共に、図8に示すように、配線基板11の他面側に隙間(ギャップ)が形成され、下段パッケージ101の第3の半導体チップ104(コントローラチップ)が隙間内に配置されることで、下段パッケージ101上に上段パッケージ102を積層した積層型半導体装置100のさらなる薄型化が可能となる。
In the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and a gap (gap) is formed on the other surface side of the wiring board 11 as shown in FIG. By arranging the third semiconductor chip 104 (controller chip) in the gap, the stacked semiconductor device 100 in which the
また、下段パッケージ101の第3の半導体チップ104(コントローラチップ)が上段パッケージ102の配線基板111の隙間内に配置されることで、上段パッケージ102と下段パッケージ101を電気的に接続する上段パッケージ102のはんだボール112のボール径を小径化できるため、下段パッケージ101の接続用ランド107の配置ピッチを狭くできる。
In addition, the third semiconductor chip 104 (controller chip) of the
第3の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の組立フローとしては、第2の実施形態の接着用樹脂500を除去可能な仮接着材を用いて、第2の実施形態と同様に組み立て、封止樹脂層500の形成後、支持基板133と共に仮接着材も除去するように構成することで、配線基板111の他面側に隙間が形成される。
As an assembly flow of the semiconductor device (upper package 102) of the third embodiment, a temporary adhesive that can remove the adhesive resin 500 of the second embodiment is used and assembled in the same manner as in the second embodiment. After forming the sealing resin layer 500, the temporary adhesive is also removed together with the support substrate 133, so that a gap is formed on the other surface side of the
(第4の実施形態)
図9を参照して、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の概略構成を説明する。ここで、図9は、第4の実施形態の半導体装置(上段パッケージ102)の概略構成を示す断面図である。
(Fourth embodiment)
A schematic configuration of a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device (upper package 102) of the fourth embodiment.
第4の実施形態の半導体装置102は第1の実施形態と同様に構成されており、第2の半導体チップ124の裏面側が封止樹脂層130から露出されるように構成されている点で第1の実施形態と異なる。その他の構成は第1の実施形態と同じなのでその説明は省略する。
The
第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果が得られると共に、さらに半導体装置102を薄型化できる。また、第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124の裏面がそれぞれ露出されるため、半導体装置102の放熱性を向上できる。
Also in the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施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言うまでもない。 As mentioned above, although the invention made | formed by this inventor was demonstrated based on embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment, and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
例えば、本実施形態では、第1の半導体チップ123を配線基板111の貫通孔114内に配置する構成について説明したが、第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124の両方を配線基板111の貫通孔114にクロス積層するように配置しても良い。但し、第1の半導体チップ123及び第2の半導体チップ124の両方を配置するように構成する場合には、配線基板11が多層化し、配線基板11のコストアップに繋がるため、第1の半導体チップ123を貫通孔114内に配置する方が好ましい。
For example, in the present embodiment, the configuration in which the
100 PoP型半導体装置
101 下段パッケージ
102 上段パッケージ
103 配線基板
104 半導体チップ
105 バンプ電極
106 アンダーフィル材
107 接続用ランド
108 実装用ランド
109 第3の電極パッド
110 第3の接続パッド
111 配線基板
112 はんだボール
113 絶縁基材
114 貫通孔
115 第1の接続パッド
116 第2の接続パッド
117 絶縁膜
118 開口部
119 ランド
120 絶縁膜
121 ビア
122 はんだボール
123 第1の導体チップ
124 第2の半導体チップ
125 第1の電極パッド
126 第2の電極パッド
127 ワイヤ
128 はんだ層
129 バンプ電極
130 封止樹脂層
131 製品形成部
132 ダイシングライン
133 支持基板
500 樹脂接着層
700 隙間(ギャップ)
100 PoP
Claims (17)
略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第1の電極パッドを有し、前記複数の第1の電極パッドが前記複数の第1の接続パッドにそれぞれ電気的に接続されると共に、前記短辺のそれぞれが前記第1及び第2の辺に対向するように前記配線基板の前記開口部内に配置された第1の半導体チップと、
略長方形の板状で、一面の短辺に沿って配置された複数の第2の電極パッドを有し、前記複数の第2の電極パッドが前記複数の第2の接続パッドにそれぞれ電気的に接続され、かつ、前記短辺のそれぞれが前記第3及び第4の辺を越えると共に、前記一面が前記第1の半導体チップを向くように、前記第1の半導体チップ上に積層された第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップを覆うように形成された封止部と、を有することを特徴とする半導体装置。 First and second sides facing each other, an opening that is longer than the first and second sides and defined by the third and fourth sides facing each other, and the first and second sides A wiring substrate having a plurality of first connection pads arranged along the third side and a plurality of second connection pads arranged along the third and fourth sides;
It has a substantially rectangular plate shape and has a plurality of first electrode pads arranged along the short side of one surface, and the plurality of first electrode pads are electrically connected to the plurality of first connection pads, respectively. A first semiconductor chip that is connected and arranged in the opening of the wiring board such that each of the short sides faces the first and second sides;
It has a substantially rectangular plate shape and has a plurality of second electrode pads arranged along the short side of one surface, and the plurality of second electrode pads are electrically connected to the plurality of second connection pads, respectively. A second layer connected to the first semiconductor chip and connected to the first semiconductor chip such that each of the short sides exceeds the third and fourth sides and the one surface faces the first semiconductor chip. Semiconductor chip,
A semiconductor device comprising: a sealing portion formed to cover the first semiconductor chip and the second semiconductor chip.
前記第2の半導体チップの前記複数の第2の電極パッドは、複数のバンプ電極を介して、前記配線基板の前記複数の第2の接続パッドにそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The plurality of first electrode pads of the first semiconductor chip are electrically connected to the plurality of first connection pads of the wiring board via a plurality of bonding wires, respectively.
The plurality of second electrode pads of the second semiconductor chip are electrically connected to the plurality of second connection pads of the wiring board via a plurality of bump electrodes, respectively. The semiconductor device according to claim 1.
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