JP2015146385A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
パッケージ基板上に半導体チップを搭載する半導体装置において、半導体チップが動作する際に発生する熱を放熱部材(ヒートスプレッダ)によって外部に放熱する方法が用いられている。 In a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a package substrate, a method is used in which heat generated when the semiconductor chip operates is radiated to the outside by a heat radiating member (heat spreader).
半導体チップの種類が異なると、半導体チップの高さが異なる場合がある。例えば、複数のメモリチップが積層された積層メモリチップは、メモリチップの積層数に応じて積層メモリチップの高さが異なる。パッケージ基板上に搭載された複数の半導体チップと放熱部材とを適切に接触させるために、半導体チップの高さに応じた放熱部材を複数種類用意していた。本件は、半導体チップの種類毎に放熱部材を用意することなく、半導体チップの種類に応じた放熱を行う技術を提供することを目的とする。 If the type of semiconductor chip is different, the height of the semiconductor chip may be different. For example, a stacked memory chip in which a plurality of memory chips are stacked has different heights depending on the number of stacked memory chips. In order to properly contact the plurality of semiconductor chips mounted on the package substrate and the heat radiating member, a plurality of types of heat radiating members corresponding to the height of the semiconductor chip have been prepared. The object of the present invention is to provide a technique for performing heat dissipation according to the type of semiconductor chip without preparing a heat dissipation member for each type of semiconductor chip.
本件の一観点による半導体装置は、第1半導体チップと、第2半導体チップと、外部への放熱を行う放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、それぞれ高さが異なる複数の第1接触部及び第2接触部を有し、複数の前記第1接触部の一つは、前記第1半導体チップと接触し、前記第2接触部は、前記第2半導体チップと接触し、複数の前記第1接触部の少なくとも一つの下方には、前記第1半導体チップが存在していない。 A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a first semiconductor chip, a second semiconductor chip, and a heat radiating member that radiates heat to the outside, and each of the heat radiating members has a plurality of first contact portions having different heights. And one of the plurality of first contact portions is in contact with the first semiconductor chip, the second contact portion is in contact with the second semiconductor chip, and a plurality of the first contact portions is provided. The first semiconductor chip is not present below at least one of the one contact portions.
本件によれば、半導体チップの種類毎に放熱部材を用意することなく、半導体チップの種類に応じた放熱を行うことができる。 According to this case, it is possible to radiate heat according to the type of semiconductor chip without preparing a heat radiating member for each type of semiconductor chip.
以下、図面を参照して、実施形態に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法について説明する。以下の実施例1〜実施例3の構成は例示であり、実施形態に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法は、実施例1〜実施例3の構成に限定されない。 Hereinafter, a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The configurations of Examples 1 to 3 below are exemplifications, and the semiconductor device and the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment are not limited to the configurations of Examples 1 to 3.
〈実施例1〉
図1〜図8を参照して、実施例1に係る半導体装置1について説明する。図1は、半導体装置(実装モジュール)1の断面構造図である。半導体装置1は、パッケージ基板2と、積層メモリチップ(L3キャッシュ)3と、プロセッサチップ4と、キャパシタ部品5と、放熱部材(ヒートスプレッダ)6とを備える。パッケージ基板2は、基板の一例である。積層メモリチップ3は、第1半導体チップの一例である。プロセッサチップ4は、第2半導体チップの一例である。積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は、中継基板(シリコンインターポーザ)11を介し、パッケージ基板2に搭載されている。中継基板11には、貫通孔が形成されており、中継基板11の貫通孔に貫通電極12が形成されている。
<Example 1>
The
積層メモリチップ3は、同種類のメモリチップが三次元的に積層されており、メモリチップ間が電気的に接続されている。メモリチップは、第3半導体チップの一例である。積層メモリチップ3は、中継基板11に対してフリップチップ接合されている。すなわち、積層メモリチップ3の回路面を中継基板11に向けた状態で、積層メモリチップ3の回路面に形成されている電極と中継基板11に形成されている貫通電極12とが、バンプ13によって接合されている。
In the
プロセッサチップ4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)チップである。
プロセッサチップ4は、中継基板11に対してフリップチップ接合されている。すなわち、プロセッサチップ4の回路面を中継基板11に向けた状態で、プロセッサチップ4の回路面に形成されている電極と中継基板11に形成されている貫通電極12とが、バンプ13によって接合されている。
The
The
積層メモリチップ3と中継基板11との間、及び、プロセッサチップ4と中継基板11との間には、モールド樹脂14が形成されている。中継基板11に形成されている貫通電極12と、パッケージ基板2に形成されている電極とが、バンプ15によって接合されている。パッケージ基板2と中継基板11との間には、モールド樹脂16が形成されている。パッケージ基板2の裏面には、BGA(Ball Grid Array)又はLGA(Land Grid Arr
ay)等の半田ボール17が形成されている。
放熱部材6は、金属である。放熱部材6の形状は、平面視で矩形である。放熱部材6には、放熱部材6の外周部分に沿って柱部分が設けられており、放熱部材6の柱部分がパッケージ基板2の外周部分に接着固定されている。
The
図2の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図2の(B)は、放熱部材6の上面図である。放熱部材6は、複数の第1凸部21及び第2凸部22を有している。第1凸部21は、第1接触部の一例である。第2凸部22は、第2接触部の一例である。複数の第1凸部21及び第2凸部22は、放熱部材6の裏面(天井)に設けられている。実施例1では、2つの第1凸部21が、放熱部材6の裏面に設けられている。実施例1では、2つの第1凸部21のうちの一つを第1凸部21Aと示し、2つの第1凸部21のうちの一つを第1凸部21Bと示している。放熱部材6の第1凸部21Aの位置と、放熱部材6の第1凸部21Bの位置とは、放熱部材6の第2凸部22の位置を中心として回転対称である。例えば、放熱部材6の第2凸部22の位置を中心として放熱部材6を平面方向に180度回転させた場合、放熱部材6の第1凸部21Aの位置が、放熱部材6を回転させる前の放熱部材6の第1凸部21Bの位置に重なる。
2A is a top view of the
放熱部材6の第1凸部21A及び第1凸部21Bの高さは、それぞれ異なっている。実施例1では、例えば、放熱部材6の第1凸部21Aの高さは1mmであり、放熱部材6の第1凸部21Bの高さは2mmである。
The heights of the first
図1に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材6の第1凸部21Aを介して放熱部材6から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材6の第2凸部22を介して放熱部材6から外部へ放熱される。放熱部材6の第1凸部21Bの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 1, the stacked
図3は、積層メモリチップ3の拡大図である。図3に示す例では、積層メモリチップ3の搭載位置(積層メモリチップ3の下面)から放熱部材6の裏面までの距離A1が4mmであり、放熱部材6の裏面に設けられた第1凸部21Aの高さB1が1mmであり、積層メモリチップ3の高さ(厚さ)C1が3mmである。
FIG. 3 is an enlarged view of the stacked
図4は、放熱部材6の位置合わせの説明図である。例えば、3mmの高さ(厚さ)の積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図4の(A)に示すように、放熱部材6の位置合わせを行う。図4の(A)では、放熱部材6の第1凸部21Aを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材6の第2凸部22をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。なお、図4では、放熱部材6の柱部分、キャパシタ部品5、モールド樹脂14、16等の図示を省略している。次に、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触するようにして放熱部材6をパッケージ基板2に設置する。
FIG. 4 is an explanatory diagram of alignment of the
放熱部材6の第1凸部21Aの高さが、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ(厚さ)の整数倍であってもよい。例えば、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さが0.5mmであり、積層メモリチップ3が6層のメモリチップによって積層されている場合、積層メモリチップ3の高さは3mmとなる。3mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Aとが接触している。放熱部材6の第1凸部21Aの高さは1mmであるので、放熱部材6の第1凸部21Aの高さは、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ
の2倍となる。
The height of the
例えば、2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図4の(B)に示すように、放熱部材6の位置合わせを行う。図4の(B)では、放熱部材6の第1凸部21Bを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材6の第2凸部22をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。図4の(B)に示す放熱部材6の配置位置は、図4の(A)に示す放熱部材6の配置位置から放熱部材6を平行方向に180度回転させた位置である。
For example, when the stacked
次に、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触するようにして放熱部材6をパッケージ基板2に設置する。放熱部材6の第1凸部21Aの位置と、放熱部材6の第1凸部21Bの位置とは、放熱部材6の第2凸部22の位置を中心として回転対称である。放熱部材6を回転させることにより、放熱部材6の第1凸部21Bが積層メモリチップ3の上方に位置し、放熱部材6の第2凸部22がプロセッサチップ4の上方に位置するように、放熱部材6の第1凸部21B及び第2凸部22の位置合わせが可能となる。
Next, the
図5は、半導体装置1の断面構造図である。図6の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図6の(B)は、放熱部材6の上面図である。図5及び図6に示す放熱部材6の配置位置は、図4の(B)に示す放熱部材6の配置位置と同じである。
FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of the
図5に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材6の第1凸部21Bを介して放熱部材6から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材6の第2凸部22を介して放熱部材6から外部へ放熱される。放熱部材6の第1凸部21Aの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 5, the stacked
放熱部材6の第1凸部21Bの高さが、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ(厚さ)の整数倍であってもよい。例えば、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さが0.5mmであり、積層メモリチップ3が4層のメモリチップによって積層されている場合、積層メモリチップ3の高さは2mmとなる。2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Bとが接触している。放熱部材6の第1凸部21Bの高さは2mmであるので、放熱部材6の第1凸部21Bの高さは、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さの4倍となる。
The height of the
実施例1に係る半導体装置1の製造工程について説明する。図7は、実施例1に係る半導体装置1の製造工程のフローチャートである。
A manufacturing process of the
まず、ステップS101の工程において、パッケージ基板2に積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4を搭載する。次に、ステップS102の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmであるか否かが判定される。ステップS102の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
First, in step S101, the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmである場合(ステップS102の工程:YES)、ステップS103の工程に進む。ステップS103の工程において、放熱部材6の第1凸部21A(高さ:1mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材6の第2凸部22をプロセッサチップ4の搭
載位置に位置合わせする。
When the stacked
次に、ステップS104の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触するようにして放熱部材6をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材6の柱部分をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材6をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS104の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in the process of step S104, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmでない場合(ステップS102の工程:NO)、ステップS105の工程に進む。ステップS105の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmであるか否かが判定される。ステップS105の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
On the other hand, if the height of the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmである場合(ステップS105の工程:YES)、ステップS106の工程に進む。ステップS106の工程において、放熱部材6の第1凸部21B(高さ:2mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材6の第2凸部22をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。
If the height of the stacked
次に、ステップS107の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材6の第1凸部21Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材6の第2凸部22とが接触するようにして放熱部材6をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材6の柱部分をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材6をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS107の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in step S107, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmでない場合(ステップS105の工程:NO)、放熱部材6をパッケージ基板2に設置することができないため、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
On the other hand, when the height of the stacked
実施例1では、積層メモリチップ3の高さに応じて、放熱部材6の複数の第1凸部21のうちの一つが選択されている。すなわち、積層メモリチップ3の搭載位置から放熱部材6の裏面までの距離と、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部21の高さの合計値とが同じ値になるように、放熱部材6の複数の第1凸部21のうちの一つが選択されている。
In the first embodiment, one of the plurality of
図8は、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部21の高さの組み合わせを記録したテーブルを示す図である。例えば、図8に示すテーブルを情報処理装置の記憶部に記憶しておき、情報処理装置が、積層メモリチップ3の高さに対応する第1凸部21を選択してもよい。図8に示すテーブルには、積層メモリチップ3の搭載位置から放熱部材6の裏面までの距離が4mmである場合において、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部21の高さの組み合わせが記録されている。例えば、3mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、1mmの高さの第1凸部21Aが選択される。例えば、2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、2mmの高さの第1凸部21Bが選択される。
FIG. 8 is a view showing a table in which combinations of the height of the stacked
実施例1では、積層メモリチップ3の高さに対応する第1凸部21が選択され、選択された第1凸部21が積層メモリチップ3に接触するように、パッケージ基板2に放熱部材6が設置される。したがって、高さが異なる複数の積層メモリチップ3の放熱を、一つの
放熱部材6によって行うことができる。積層メモリチップ3の高さに応じて複数の放熱部材6を用意しなくてもよくなるため、半導体装置1の製造コストを低減できる。また、積層メモリチップ3の仕様(メモリチップの層数)が異なると、積層メモリチップ3の高さが異なる場合がある。実施例1によれば、パッケージ基板2に搭載される積層メモリチップ3の仕様が異なる半導体装置1であっても、個別に放熱部材6を用意しなくてもよくなるため、半導体装置1の製造コストを低減できる。
In the first embodiment, the
〈実施例2〉
図9〜図21を参照して、実施例2に係る半導体装置1について説明する。図9は、半導体装置1の断面構造図である。図10の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図10の(B)は、放熱部材31の上面図である。
<Example 2>
With reference to FIGS. 9-21, the
半導体装置1は、パッケージ基板2と、積層メモリチップ3と、プロセッサチップ4と、キャパシタ部品5と、放熱部材31とを備える。実施例2におけるパッケージ基板2、積層メモリチップ3、プロセッサチップ4、キャパシタ部品5、中継基板11、貫通電極12、バンプ13、15、モールド樹脂14、16及び半田ボール17については、実施例1と同様である。
The
放熱部材31は、金属である。放熱部材31の形状は、平面視で矩形である。放熱部材31には、放熱部材31の外周部分に沿って柱部分が設けられており、放熱部材31の柱部分がパッケージ基板2の外周部分に接着固定されている。
The
放熱部材31は、複数の第1凸部41及び第2凸部42を有している。第1凸部41は、第1接触部の一例である。第2凸部42は、第2接触部の一例である。複数の第1凸部41及び第2凸部42は、放熱部材31の裏面(天井)に設けられている。実施例2では、4つの第1凸部41が、放熱部材31の裏面に設けられている。実施例2では、4つの第1凸部41のうちの一つを第1凸部41Aと示し、4つの第1凸部41のうちの一つを第1凸部41Bと示し、4つの第1凸部41のうちの一つを第1凸部41Cと示し、4つの第1凸部41のうちの一つを第1凸部41Dと示している。放熱部材31の第1凸部41A〜41Dのそれぞれの位置は、放熱部材31の第2凸部42の位置を中心として回転対称である。例えば、放熱部材31の第2凸部42の位置を中心として放熱部材31を平面方向に90度右回転させた場合、放熱部材31の第1凸部41Aの位置が、放熱部材31を回転させる前の放熱部材31の第1凸部41Bの位置に重なる。
The
放熱部材31の第1凸部41A〜41Dの高さは、それぞれ異なっている。実施例2では、例えば、放熱部材31の第1凸部42Aの高さは1mmであり、放熱部材31の第1凸部42Bの高さは2mmであり、放熱部材31の第1凸部41Cの高さは3mmであり、放熱部材31の第1凸部42Dの高さは0mmである。
The heights of the first
図9に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部42Dとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材31の第1凸部41Dを介して放熱部材31から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材31の第2凸部42を介して放熱部材31から外部へ放熱される。放熱部材31の第1凸部41A〜41Cの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 9, the stacked
図11は、放熱部材31の位置合わせの説明図である。例えば、4mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図11の(A)に示すように、放熱部材31の位置合わせを行う。図11の(A)では、放熱部材31の第1凸部41Dを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部4
2をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。なお、図11では、放熱部材31の柱部分、キャパシタ部品5、モールド樹脂14、16等の図示を省略している。次に、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Dとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the alignment of the
2 is aligned with the mounting position of the
例えば、1mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図11の(B)に示すように、放熱部材31の位置合わせを行う。図11の(B)では、放熱部材31の第1凸部41Cを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。図11の(B)に示す放熱部材31の配置位置は、図11の(A)に示す放熱部材31の配置位置から放熱部材31を平行方向に90度右回転させた位置である。
For example, when the
次に、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Cとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。放熱部材31の第1凸部41Cの位置と、放熱部材31の第1凸部41Dの位置とは、放熱部材31の第2凸部42の位置を中心として回転対称である。放熱部材31を回転させることにより、放熱部材31の第1凸部41Cが積層メモリチップ3の上方に位置し、放熱部材31の第2凸部42がプロセッサチップ4の上方に位置するように、放熱部材31の第1凸部41C及び第2凸部42の位置合わせが可能となる。
Next, the
図12は、半導体装置1の断面構造図である。図13の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図13の(B)は、放熱部材31の上面図である。図12及び図13に示す放熱部材31の配置位置は、図11の(B)に示す放熱部材31の配置位置と同じである。
FIG. 12 is a cross-sectional structure diagram of the
図12に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Cとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材31の第1凸部41Cを介して放熱部材31から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材31の第2凸部42を介して放熱部材31から外部へ放熱される。放熱部材31の第1凸部41A、41B及び41Dの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 12, the stacked
放熱部材31の第1凸部41Cの高さが、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ(厚さ)の整数倍であってもよい。例えば、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さが0.5mmであり、積層メモリチップ3が2層のメモリチップによって積層されている場合、積層メモリチップ3の高さは1mmとなる。1mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Cとが接触している。放熱部材31の第1凸部41Cの高さは3mmであるので、放熱部材31の第1凸部41Cの高さは、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さの6倍となる。
The height of the first protrusion 41 </ b> C of the
図14は、放熱部材31の位置合わせの説明図である。例えば、2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図14の(B)に示すように、放熱部材31の位置合わせを行う。図14の(B)では、放熱部材31の第1凸部41Bを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。図14の(B)に示す放熱部材31の配置位置は、図14の(A)に示す放熱部材31の配置位置から放熱部材31を平行方向に90度右回転させた位置である。したがって、図14の(B)に示す放熱部材31の配置位置は、図11の(A)に示す放熱部材31の配置位置から放熱部材31を平行方
向に180度右回転させた位置である。なお、図14では、放熱部材31の柱部分、キャパシタ部品5、モールド樹脂14、16等の図示を省略している。
FIG. 14 is an explanatory diagram of alignment of the
次に、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。放熱部材31の第1凸部41Bの位置と、放熱部材31の第1凸部41Cの位置とは、放熱部材31の第2凸部42の位置に対して回転対称である。放熱部材31を回転させることにより、放熱部材31の第1凸部41Bが積層メモリチップ3の上方に位置し、放熱部材31の第2凸部42がプロセッサチップ4の上方に位置するように、放熱部材31の第1凸部41B及び第2凸部42の位置合わせが可能となる。
Next, the
図15は、半導体装置1の断面構造図である。図16の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図16の(B)は、放熱部材31の上面図である。図15及び図16に示す放熱部材31の配置位置は、図14の(B)に示す放熱部材31の配置位置と同じである。
FIG. 15 is a cross-sectional structure diagram of the
図15に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材31の第1凸部41Bを介して放熱部材31から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材31の第2凸部42を介して放熱部材31から外部へ放熱される。放熱部材31の第1凸部41A、41C及び41Dの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 15, the stacked
放熱部材31の第1凸部41Bの高さが、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ(厚さ)の整数倍であってもよい。例えば、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さが0.5mmであり、積層メモリチップ3が4層のメモリチップによって積層されている場合、積層メモリチップ3の高さは2mmとなる。2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Bとが接触している。放熱部材31の第1凸部41Bの高さは2mmであるので、放熱部材31の第1凸部41Bの高さは、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さの4倍となる。
The height of the first convex portion 41 </ b> B of the
図17は、放熱部材31の位置合わせの説明図である。例えば、3mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図17の(B)に示すように、放熱部材31の位置合わせを行う。図17の(B)では、放熱部材31の第1凸部41Aを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。図17の(B)に示す放熱部材31の配置位置は、図17の(A)に示す放熱部材31の配置位置から放熱部材31を平行方向に90度右回転させた位置である。したがって、図17の(B)に示す放熱部材31の配置位置は、図11の(A)に示す放熱部材31の配置位置から放熱部材31を平行方向に270度右回転させた位置である。なお、図17では、放熱部材31の柱部分、キャパシタ部品5、モールド樹脂14、16等の図示を省略している。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the alignment of the
次に、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。放熱部材31の第1凸部41Aの位置と、放熱部材31の第1凸部41Bの位置とは、放熱部材31の第2凸部42の位置に対して回転対称である。放熱部材31を回転させることにより、放熱部材31の第1凸部41Aが積層メモリチップ3の上方に位置し、放熱部材31の第2凸部42がプロセッサチップ4の上方に位置するように、放熱部材31の第1凸部41A及び第2凸部42の位置合わせが可能となる。
Next, the
図18は、半導体装置1の断面構造図である。図19の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図19の(B)は、放熱部材31の上面図である。図18及び図19に示す放熱部材31の配置位置は、図17の(B)に示す放熱部材31の配置位置と同じである。
FIG. 18 is a cross-sectional structure diagram of the
図18に示すように、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触している。積層メモリチップ3が発する熱は、放熱部材31の第1凸部41Aを介して放熱部材31から外部へ放熱される。プロセッサチップ4が発する熱は、放熱部材31の第2凸部42を介して放熱部材31から外部へ放熱される。放熱部材31の第1凸部41B〜41Dの下方には積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4は存在していない。
As shown in FIG. 18, the stacked
放熱部材31の第1凸部41Aの高さが、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さ(厚さ)の整数倍であってもよい。例えば、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さが0.5mmであり、積層メモリチップ3が6層のメモリチップによって積層されている場合、積層メモリチップ3の高さは3mmとなる。3mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Aとが接触している。放熱部材31の第1凸部41Aの高さは1mmであるので、放熱部材31の第1凸部41Aの高さは、積層メモリチップ3が有するメモリチップの高さの2倍となる。
The height of the first protrusion 41 </ b> A of the
実施例2に係る半導体装置1の製造工程について説明する。図20A及び図20Bは、実施例2に係る半導体装置1の製造工程のフローチャートである。
A manufacturing process of the
まず、ステップS201の工程において、パッケージ基板2に積層メモリチップ3及びプロセッサチップ4を搭載する。次に、ステップS202の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが4mmであるか否かが判定される。ステップS202の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
First, in step S201, the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが4mmである場合(ステップS202の工程:YES)、ステップS203の工程に進む。ステップS203の工程において、放熱部材31の第1凸部41D(高さ:0mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。
When the height of the stacked
次に、ステップS204の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Dとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材31をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材31をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS204の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in step S204, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが4mmでない場合(ステップS202の工程:NO)、ステップS205の工程に進む。ステップS205の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmであるか否かが判定される。ステップS205の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
On the other hand, when the height of the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmである場合(ステップS205の工程:YES)、ステップS206の工程に進む。ステップS206の工程において、放熱部材31の第1凸部41A(高さ:1mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。
When the height of the stacked
次に、ステップS207の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Aとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材31をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材31をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS207の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in step S207, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが3mmでない場合(ステップS205の工程:NO)、ステップS208の工程に進む。ステップS208の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmであるか否かが判定される。ステップS208の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
On the other hand, when the height of the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmである場合(ステップS208の工程:YES)、ステップS209の工程に進む。ステップS209の工程において、放熱部材31の第1凸部41B(高さ:2mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。
When the height of the stacked
次に、ステップS210の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材31をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材31をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS210の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in step S210, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが2mmでない場合(ステップS208の工程:NO)、ステップS211の工程に進む。ステップS211の工程において、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが1mmであるか否かが判定される。ステップS211の判定工程は、半導体装置1の製造に携わるユーザーが行ってもよいし、設計データに基づいて情報処理装置が行ってもよい。
On the other hand, when the height of the stacked
パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが1mmである場合(ステップS211の工程:YES)、ステップS212の工程に進む。ステップS212の工程において、放熱部材31の第1凸部41C(高さ:3mm)を積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材31の第2凸部42をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。
When the height of the stacked
次に、ステップS213の工程において、積層メモリチップ3と放熱部材31の第1凸部41Cとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材31の第2凸部42とが接触するようにして放熱部材31をパッケージ基板2に設置する。例えば、放熱部材31をパッケージ基板2の外周部分に接着固定することにより、放熱部材31をパッケージ基板2に設置してもよい。ステップS213の工程が行われると、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
Next, in the process of step S213, the stacked
一方、パッケージ基板2に搭載されている積層メモリチップ3の高さが1mmでない場合(ステップS211の工程:NO)、放熱部材31をパッケージ基板2に設置することができないため、半導体装置1の製造工程のフローが終了する。
On the other hand, if the height of the stacked
実施例2では、積層メモリチップ3の高さに応じて、放熱部材31の複数の第1凸部41のうちの一つが選択されている。すなわち、積層メモリチップ3の搭載位置から放熱部材31の裏面までの距離と、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部41の高さの合計値とが同じ値になるように、放熱部材31の複数の第1凸部41のうちの一つが選択されている。
In Example 2, one of the plurality of first protrusions 41 of the
図21は、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部41の高さの組み合わせを記録したテーブルを示す図である。例えば、図21に示すテーブルを情報処理装置の記憶部に記憶しておき、情報処理装置が、積層メモリチップ3の高さに対応する第1凸部41を選択してもよい。図21に示すテーブルには、積層メモリチップ3の搭載位置から放熱部材31の裏面までの距離が4mmである場合において、積層メモリチップ3の高さ及び第1凸部41の高さの組み合わせが記録されている。例えば、4mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、0mmの高さの第1凸部41Dが選択される。例えば、3mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、1mmの高さの第1凸部41Cが選択される。例えば、例えば、2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、2mmの高さの第1凸部41Bが選択される。例えば、1mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、3mmの高さの第1凸部41Aが選択される。
FIG. 21 is a view showing a table in which combinations of the height of the stacked
実施例2では、積層メモリチップ3の高さに対応する第1凸部41が選択され、選択された第1凸部41が積層メモリチップ3に接触するように、パッケージ基板2に放熱部材31が設置される。したがって、高さが異なる複数の積層メモリチップ3の放熱を、一つの放熱部材31によって行うことができる。積層メモリチップ3の高さに応じて複数の放熱部材31を用意しなくてもよくなるため、半導体装置1の製造コストを低減できる。実施例2によれば、パッケージ基板2に搭載される積層メモリチップ3の仕様が異なる半導体装置1であっても、個別に放熱部材31を用意しなくてもよくなるため、半導体装置1の製造コストを低減できる。
In the second embodiment, the first convex portion 41 corresponding to the height of the stacked
〈実施例3〉
図22及び図23を参照して、実施例3に係る半導体装置1について説明する。実施例3に係る半導体装置1を、実施例1及び実施例2に適用してもよい。
<Example 3>
With reference to FIGS. 22 and 23, the
図22の(A)は、パッケージ基板2の上面図であり、図22の(B)は、放熱部材61の上面図である。放熱部材61は、金属である。放熱部材61の形状は、平面視で円形である。放熱部材61には、放熱部材61の外周部分に沿って柱部分(図示せず)が設けられており、放熱部材61の柱部分がパッケージ基板2の外周部分に接着固定されている。
22A is a top view of the
放熱部材61は、複数の第1凸部71及び第2凸部72を有している。第1凸部71は、第1接触部の一例である。第2凸部72は、第2接触部の一例である。複数の第1凸部71及び第2凸部72は、放熱部材61の裏面(天井)に設けられている。実施例3では、3つの第1凸部71が、放熱部材61の裏面に設けられている。実施例3では、3つの第1凸部71のうちの一つを第1凸部71Aと示し、3つの第1凸部71のうちの一つを第1凸部71Bと示し、3つの第1凸部71のうちの一つを第1凸部71Cと示している。放熱部材61の第1凸部71A〜71Cのそれぞれの位置は、放熱部材61の第2凸部
72の位置を中心として回転対称である。例えば、放熱部材61の第2凸部72の位置を中心として放熱部材61を平面方向に120度右回転させた場合、放熱部材61の第1凸部71Aの位置が、放熱部材61を回転させる前の放熱部材61の第1凸部71Bの位置に重なる。
The
放熱部材61の第1凸部71A〜71Cの高さは、それぞれ異なっている。実施例3では、例えば、放熱部材61の第1凸部71Aの高さは1mmであり、放熱部材61の第1凸部71Bの高さは2mmであり、放熱部材61の第1凸部71Cの高さは3mmである。
The heights of the first
図23は、放熱部材61の位置合わせの説明図である。例えば、1mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図23の(A)に示すように、放熱部材61の位置合わせを行う。図23の(A)では、放熱部材61の第1凸部71Cを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材61の第2凸部72をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。なお、図23では、放熱部材61の柱部分、キャパシタ部品5、モールド樹脂14、16等の図示を省略している。次に、積層メモリチップ3と放熱部材61の第1凸部71Cとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材61の第2凸部72とが接触するようにして放熱部材61をパッケージ基板2に設置する。
FIG. 23 is an explanatory diagram of alignment of the
例えば、2mmの高さの積層メモリチップ3がパッケージ基板2に搭載されている場合、図23の(B)に示すように、放熱部材61の位置合わせを行う。図23の(B)では、放熱部材61の第1凸部71Bを積層メモリチップ3の搭載位置に位置合わせするとともに、放熱部材61の第2凸部72をプロセッサチップ4の搭載位置に位置合わせする。図23の(B)に示す放熱部材61の配置位置は、図23の(A)に示す放熱部材61の配置位置から放熱部材61を平行方向に120度右回転させた位置である。
For example, when the stacked
次に、積層メモリチップ3と放熱部材61の第1凸部71Bとが接触し、プロセッサチップ4と放熱部材61の第2凸部72とが接触するようにして放熱部材61をパッケージ基板2に設置する。放熱部材61の第1凸部71Bの位置と、放熱部材61の第1凸部71Cの位置とは、放熱部材61の第2凸部72の位置を中心として回転対称である。放熱部材61を回転させることにより、放熱部材61の第1凸部71Bが積層メモリチップ3の上方に位置し、放熱部材61の第2凸部72がプロセッサチップ4の上方に位置するように、放熱部材61の第1凸部71B及び第2凸部72の位置合わせが可能となる。
Next, the
実施例3によれば、放熱部材61の形状は、平面視で円形であるため、放熱部材61の裏面の任意の位置に複数の第1凸部71を設けることができる。したがって、放熱部材61を平行方向に任意の角度で回転させることにより、積層メモリチップ3の搭載位置に対して第1凸部71を位置合わせすることができる。
According to the third embodiment, since the shape of the
1 半導体装置
2 パッケージ基板
3 積層メモリチップ
4 プロセッサチップ
5 キャパシタ部品
6 放熱部材
11 中継基板
12 貫通電極
13 バンプ
14 モールド樹脂
15 バンプ
16 モールド樹脂
17 半田ボール
21、21A、21B 第1凸部
22 第2凸部
31 放熱部材
41、41A、41B、41C、41D 第1凸部
42 第2凸部
61 放熱部材
71、71A、71B、71C 第1凸部
72 第2凸部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第2半導体チップと、
外部への放熱を行う放熱部材と、
を備え、
前記放熱部材は、それぞれ高さが異なる複数の第1接触部及び第2接触部を有し、
複数の前記第1接触部の一つは、前記第1半導体チップと接触し、
前記第2接触部は、前記第2半導体チップと接触し、
複数の前記第1接触部の少なくとも一つの下方には、前記第1半導体チップが存在していないことを特徴とする半導体装置。 A first semiconductor chip;
A second semiconductor chip;
A heat dissipating member that dissipates heat to the outside;
With
The heat dissipation member has a plurality of first contact portions and second contact portions having different heights, respectively.
One of the plurality of first contact portions is in contact with the first semiconductor chip,
The second contact portion is in contact with the second semiconductor chip;
The semiconductor device, wherein the first semiconductor chip does not exist below at least one of the plurality of first contact portions.
前記第1接触部の高さは、前記第3半導体チップの高さの整数倍であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The first semiconductor chip is a laminated semiconductor chip in which a plurality of third semiconductor chips are laminated,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a height of the first contact portion is an integral multiple of a height of the third semiconductor chip.
前記第1半導体チップの高さに応じて、外部への放熱を行う放熱部材が有する複数の第1接触部のうちの一つを選択する工程と、
選択された前記第1接触部の位置を前記第1半導体チップの搭載位置に位置合わせするとともに、前記放熱部材が有する第2接触部の位置を前記第2半導体チップの搭載位置に位置合わせする工程と、
前記第1半導体チップと選択された前記第1接触部とが接触し、前記第2半導体チップと前記第2接触部とが接触するようにして前記放熱部材を前記基板に設置する工程と、
を備え、
前記複数の第1接触部は、それぞれ高さが異なることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Mounting a first semiconductor chip and a second semiconductor chip on a substrate;
Selecting one of a plurality of first contact parts included in a heat dissipation member that radiates heat to the outside according to the height of the first semiconductor chip;
Aligning the position of the selected first contact portion with the mounting position of the first semiconductor chip and aligning the position of the second contact portion of the heat dissipation member with the mounting position of the second semiconductor chip; When,
Placing the heat dissipation member on the substrate such that the first semiconductor chip and the selected first contact portion are in contact with each other, and the second semiconductor chip and the second contact portion are in contact with each other;
With
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of first contact portions have different heights.
前記第1接触部の高さは、前記第3半導体チップの高さの整数倍であることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。 The first semiconductor chip is a laminated semiconductor chip in which a plurality of third semiconductor chips are laminated,
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a height of the first contact portion is an integral multiple of a height of the third semiconductor chip.
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