JP3497775B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを積
層した半導体装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、ＬＳＩ半導体装置の低コスト化及
び小型化を図るために、互いに異なる機能を有するＬＳ
Ｉ又は互いに異なるプロセスにより形成されたＬＳＩチ
ップを３次元実装するマルチチップパッケージが提案さ
れている。 【０００３】以下、従来例として、特開平１−２３５３
６３号公報で示されたマルチチップパケージについて図
面を参照しながら説明する。 【０００４】まず、図６に示すように、第１のＬＳＩチ
ップ５３がリードフレームのダイパッド５１にダイボン
ドされ、インナーリード５２と電極５５がボンディング
ワイヤ５７にて接続されている。第１のＬＳＩチップ５
３の表面には第２のＬＳＩチップ５４が絶縁性樹脂など
でダイボンドされ、外部電極５６とインナーリード５２
がボンディングワイヤ５８にて接続され、トランスファ
モールドによりパッケージングされたものである。 【０００５】この従来のマルチチップパッケージの製造
方法について説明する。まず、リードフレームのダイパ
ッド５１にロジックやメモリ等の第１のＬＳＩチップ５
３を導電性樹脂等のダイボンド樹脂６１でダイボンドす
る。次に、第２のＬＳＩチップ５４を第１のＬＳＩチッ
プ５３の表面に絶縁性樹脂等のダイボンド樹脂６２でダ
イボンドする。次に第１及び第２のＬＳＩチップ５３，
５４の外部電極５５，５６とインナーリード５２をワイ
ヤボンディングにて電気的に接続する。次に、トランス
ファモールド等により封止樹脂５９を形成しパッケージ
ングしたものである。 【０００６】この従来の構成および製造方法によれば、
第１および第２のＬＳＩチップ５３，５４をダイボンド
した後で、ワイヤボンディングを行うため、第１のＬＳ
Ｉチップ５３のワイヤボンディングを可能にするために
は第２のＬＳＩチップ５４のサイズは、ダイボンド時に
第１のＬＳＩチップ５３の外部電極５５にはかからず、
ダイボンド樹脂６２がはみ出し、第１のＬＳＩチップ５
３の電極５５を覆わないことが必要であり、第２のＬＳ
Ｉチップ５４は第１のＬＳＩチップ５３に比べ十分小さ
いものに限定される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の３次元実装
によるマルチチップパッケージによると、３次元実装さ
れた上側に位置する第２のＬＳＩチップ５４のサイズは
下側の第１のＬＳＩチップ５３のサイズにくらべ十分小
さくすることが必要であるため、２つのチップの組み合
わせが適合できる適用範囲が狭い。特に、片側のチップ
にメモリチップを適用する場合は、通常メモリチップの
場合、縦横比の大きい長方形であり、四角形の直交する
２辺（長辺と短辺）において、もう一方のチップの２辺
に対し長辺は大きく、短辺は小さい組み合わせとなり、
３次元実装への適用が不可であるケースが多く発生する
ものであり、適用範囲の狭い構成である。 【０００８】本発明の目的は、２つのチップを積層して
搭載する半導体装置において、搭載可能なチップサイズ
の組み合わせの適用範囲を広くとれる半導体装置を提供
することである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体装
置は、第１の半導体チップの上部に第２の半導体チップ
が搭載された半導体装置であって、第１の半導体チップ
の裏面を支持体の素子載置部に固着し、第１の半導体チ
ップの表面の電極と支持体の電極部とを第１の金属細線
で接続し、第２の半導体チップの裏面を金属細線の最上
部より高い位置で第１の半導体チップの表面に向かい合
うように配置して第２の半導体チップの裏面と第１の半
導体チップの表面との間を絶縁性接着剤で固着し、第２
の半導体チップの表面の電極と支持体の電極部とを第２
の金属細線で接続し、第２の半導体チップの平面形状の
直交する２辺のうち少なくとも１辺が、第１の半導体チ
ップの平面形状の直交する２辺よりも大きく、第２の半
導体チップの裏面の絶縁性接着剤の形成領域の端から第
２の金属細線が接続される位置までの距離が２[ｍｍ]以
下であることを特徴とする。 【００１０】請求項１の発明によれば、第１の半導体チ
ップと第２の半導体チップとを固着する絶縁性接着剤に
よって、上側の第２の半導体チップの裏面を、下側の第
１の半導体チップの電極に接続された金属細線の最上部
より高い位置にすることにより、第２の半導体チップが
第１の半導体チップの電極に接続された金属細線と接触
することがなく、第１および第２の半導体チップのチッ
プサイズの制約を無くし、搭載可能なチップサイズの組
み合わせの適用範囲を広くできる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る半導体装置であるマルチチップパッケージ（以下ＭＣ
Ｐと記す）について図面を参照しながら説明する。 【００１２】〔第１の実施の形態〕 図１は本発明の第１の実施の形態におけるＭＣＰの製造
方法の工程順断面図を示すものである。図１において、
１はリードフレーム（支持体）のインナーリード（電極
部，内部電極部）、２はリードフレームのダイパッド
（素子載置部）、３は第１のＬＳＩチップ（第１の半導
体チップ）、４は第１のＬＳＩチップの電極、５は第１
のＬＳＩチップの電極４とインナーリード１を接続する
ボンディングワイヤ（金属細線）、６は第２のＬＳＩチ
ップ（第２の半導体チップ）、７は第２のＬＳＩチップ
の電極、８は絶縁性樹脂（絶縁性接着剤）、９は第２の
ＬＳＩチップの電極７とインナーリード１を接続するボ
ンディングワイヤ、１０は封止樹脂、１１はリードフレ
ームのアウターリード（外部電極部）を示すものであ
る。また、図４は第１のＬＳＩチップ３及び第２のＬＳ
Ｉチップ６の構成（サイズ）例を示す平面図である。 【００１３】本実施の形態におけるＭＣＰの製造方法
は、まず、図１（ａ）に示すように、第１のＬＳＩチッ
プ３をリードフレームのダイパッド２にダイボンドす
る。リードフレームの材質は、４２アロイやＣｕ等であ
り、厚みは０．１５ｍｍ程度である。ダイパッド２は、
後に行うトランスファモールド工程での樹脂の流動を良
好にすること、パッケージの厚みを薄くする事などの目
的から、リードフレームのインナーリード１の位置より
下げた位置になるよう、あらかじめプレス加工を施して
おく。ダイボンド工程では、図示はしていないが、導電
性あるいは絶縁性のエポキシやポリイミド系の樹脂を用
い加熱により樹脂を硬化し、第１のＬＳＩチップ３を固
定する。そして、第１のＬＳＩチップ３の電極４とイン
ナーリード１をボンディングワイヤ５で接続する。ボン
ディングワイヤ５の径，材質やワイヤボンディングの方
式ついては、後述のボンディングワイヤ９と同様であ
る。 【００１４】次に、図１（ｂ）に示すように、第２のＬ
ＳＩチップ６の裏面を第１のＬＳＩチップ２の表面に絶
縁性樹脂８を用いて固着する。このとき、絶縁性樹脂８
の厚みは、第２のＬＳＩチップ６の裏面が第１のＬＳＩ
チップ３のボンディングワイヤ５の最上部より高い位置
になるよう設定する。通常ボンディングワイヤ５のルー
プ高さは５０μｍ〜２００μｍ程度であり、絶縁性樹脂
８の厚みは５５μｍ〜３００μｍ程度に設定する。絶縁
性樹脂８の材質は、液状のエポキシ、ポリイミド、アク
リル等であり、ディスペンス法やスタンピング法等で第
１のＬＳＩチップ３の表面に形成した後、第２のＬＳＩ
チップ６を設置し、加熱することで硬化する。絶縁性樹
脂８の性状は、液状だけでなく、Ｂステージで固形状に
したものや、絶縁フィルム、両面に粘着材が形成された
フィルム、あるいは、熱可塑性のフィルム等を用いるこ
とができる。ここでの絶縁性樹脂８の形成領域は、第１
のＬＳＩチップ３の電極４部より内側の領域としてお
り、この場合、絶縁性樹脂８にフィルムタイプのものを
用いることができるため、作業性が向上し、コストを低
く抑えられる。 【００１５】次に、図１（ｃ）に示すように、第２のＬ
ＳＩチップ６の電極７とインナーリード１をワイヤボン
ディングにより、ボンディングワイヤ９で接続すること
で電気的に接続する。ボンディングワイヤ９は、通常１
８μｍ〜３０μｍ程度の径であり、材質は、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｌ等であり、ボンディングワイヤ９の表面に絶縁
性皮膜が形成されたものを用いることもできる。ワイヤ
ボンディングの方式は、超音波熱圧着ボンディングによ
るボールボンディングや、ウエッジボンディングを用い
る。この時、第２のＬＳＩチップ６の電極７が位置する
裏面の部分は、絶縁性樹脂８で固定されていないが、そ
の固定されていない部分である絶縁性樹脂８の形成領域
の端からボンディングワイヤ９が接続される位置までの
距離が２ｍｍ程度までであれば、第２のＬＳＩチップ６
の剛性で、ワイヤボンディング時の荷重には十分耐える
ことができ、ワイヤボンディング性は十分確保できる。
また、後述の図２、図３に示した構成とすることにより
第２のＬＳＩチップ６のワイヤボンディングを容易に行
うことができる。 【００１６】次に、図１（ｄ）に示すように、トランス
ファモールドにより、封止樹脂１０を形成し、その後ア
ウターリード１１をフォーミングしＭＣＰを完成する。 【００１７】この図１（ｄ）に示されるように、本実施
の形態のＭＣＰは、第１のＬＳＩチップ２の表面に厚い
絶縁性樹脂８を設け、第２のＬＳＩチップ６の裏面を、
第１のＬＳＩチップ３を接続するボンディングワイヤ５
の最上部より高い位置にしているため、第２のＬＳＩチ
ップ６が第１のＬＳＩチップ３に接続されたボンディン
グワイヤ５と接触することがない。従来では、積み重ね
る２つのＬＳＩチップのサイズは、上側のＬＳＩチップ
を下側のＬＳＩチップより小さくする必要があったが、
本実施の形態では、図１からも明らかなように、絶縁性
樹脂８を、第１のＬＳＩチップ３のボンディングワイヤ
５のループ高さ（最上部）より高くなるように厚く設け
ているため、図４に示すように、上側の第２のＬＳＩチ
ップ６の平面形状の直交する２辺のうち少なくとも１辺
が、第１のＬＳＩチップ３の平面形状の直交する２辺よ
りも大きくても、ボンディングワイヤ５を損傷すること
なく積層することができる。そのため、２つのＬＳＩチ
ップ３，６のサイズの制約を少なくし、２つのＬＳＩチ
ップ３，６のサイズの組み合わせの適用範囲が広く、汎
用性の高いものとなる。 【００１８】なお、本実施の形態では、第１，第２のＬ
ＳＩチップ３，６のサイズ（平面形状）が図４に示され
た場合であるため、上側の第２のＬＳＩチップ６が下側
の第１のＬＳＩチップ３に接続されたボンディングワイ
ヤ５の一部分と重なるように配置されるが、第２のＬＳ
Ｉチップ６のサイズが小さく、第１のＬＳＩチップ３の
電極４の内側に配置されるような場合には、第２のＬＳ
Ｉチップ６が第１のＬＳＩチップ３に接続されるボンデ
ィングワイヤ５と重ならないことは言うまでもない。 【００１９】〔第２の実施の形態〕 図２は本発明の第２の実施の形態におけるＭＣＰの断面
図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。 【００２０】この図２に示す第２の実施の形態では、絶
縁性樹脂８の形成領域を第１のＬＳＩチップ３の表面全
面としている。他の構成及び製造方法は第１の実施の形
態と同様である。この第２の実施の形態によれば、第１
の実施の形態と比べ、第２のＬＳＩチップ６が絶縁性樹
脂８で固定される領域が広がり、積層する第２のＬＳＩ
チップ６のサイズを第１の実施の形態に比べて大きくし
ても、第２のＬＳＩチップ６へのワイヤボンディングを
容易に行うことができる。 【００２１】この第２の実施の形態の場合、絶縁性樹脂
８を第１のＬＳＩチップ３の表面全面に形成するため、
少なくとも第１のＬＳＩチップ３と第２のＬＳＩチップ
６とが重なり合う領域の全部に絶縁性樹脂８が形成され
ることになる。 【００２２】〔第３の実施の形態〕 図３は本発明の第３の実施の形態におけるＭＣＰの断面
図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。 【００２３】この図３に示す第３の実施の形態では、リ
ードフレームのダイパッド２のサイズ（平面形状）を第
２のＬＳＩチップ６のサイズ（平面形状）とほぼ同等に
しておき、第２のＬＳＩチップ６を固定する絶縁性樹脂
８の形成領域を第２のＬＳＩチップ６の裏面全面から第
１のＬＳＩチップ４及びダイパッド２の表面に至る領域
としたものであり、他の構成及び製造方法は第１の実施
の形態と同様である。この構成であれば、第２のＬＳＩ
チップ６の電極７の位置に対応する裏面が絶縁性樹脂８
で固定されているため、第２のＬＳＩチップ６へのワイ
ヤボンディング性が向上し、第１の実施の形態、第２の
実施の形態よりも更に、第１のＬＳＩチップ３と第２の
ＬＳＩチップ６のサイズ差を大きくすることができ、適
用範囲をさらに広げることができるものである。 【００２４】この第３の実施の形態の場合、絶縁性樹脂
８が第２のＬＳＩチップ６の裏面全面の下に形成される
ため、第１のＬＳＩチップ３と第２のＬＳＩチップ６と
が重なり合う領域の全部に絶縁性樹脂８が形成されるこ
とは言うまでもなく、図３に示されるように第１のＬＳ
Ｉチップ３の少なくとも一部の側面にも絶縁性樹脂８が
形成されることになる。 【００２５】上記の第１〜第３の実施の形態では、パッ
ケージングは樹脂封止によるＱＦＰやＳＯＰの場合につ
いて示したが、キャリアを用いるＣＳＰやＢＧＡのパッ
ケージでもかまわない。このＣＳＰやＢＧＡのパッケー
ジの場合を図５に示す。図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）
はそれぞれ第１，第２，第３の実施の形態に対応したも
のである。図５において、３１はキャリアと呼ばれる配
線基板（支持体）であり、この配線基板３１は、一般に
セラミックやエポキシ樹脂からなる複数層の絶縁基板に
銅配線されたもので、通常パッケージサイズがキャリア
（配線基板３１）のサイズとなる。３２，３３は配線基
板３１の電極部であり、電極部３２が第１のＬＳＩチッ
プ３の電極４に接続され、電極部３３が第２のＬＳＩチ
ップ６の電極７に接続されている。なお、支持体の素子
載置部は、図５（ａ），（ｂ）の場合には配線基板３１
上で第１のＬＳＩチップ３が載置された部分であり、図
５（ｃ）の場合には配線基板３１上で第１のＬＳＩチッ
プ３が載置された部分および絶縁性樹脂８が形成されて
いる部分である。 【００２６】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、積層す
る上側の第２の半導体チップの裏面を、下側の第１の半
導体チップに電極に接続された金属細線より高い位置に
なる構造であるため、積み重ねる２つの半導体チップの
サイズの制約が無く、ＭＣＰの適用範囲が広く、コスト
の安い、小型・高密度・高機能の積層型半導体装置を提
供することができるものである。
層した半導体装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、ＬＳＩ半導体装置の低コスト化及
び小型化を図るために、互いに異なる機能を有するＬＳ
Ｉ又は互いに異なるプロセスにより形成されたＬＳＩチ
ップを３次元実装するマルチチップパッケージが提案さ
れている。 【０００３】以下、従来例として、特開平１−２３５３
６３号公報で示されたマルチチップパケージについて図
面を参照しながら説明する。 【０００４】まず、図６に示すように、第１のＬＳＩチ
ップ５３がリードフレームのダイパッド５１にダイボン
ドされ、インナーリード５２と電極５５がボンディング
ワイヤ５７にて接続されている。第１のＬＳＩチップ５
３の表面には第２のＬＳＩチップ５４が絶縁性樹脂など
でダイボンドされ、外部電極５６とインナーリード５２
がボンディングワイヤ５８にて接続され、トランスファ
モールドによりパッケージングされたものである。 【０００５】この従来のマルチチップパッケージの製造
方法について説明する。まず、リードフレームのダイパ
ッド５１にロジックやメモリ等の第１のＬＳＩチップ５
３を導電性樹脂等のダイボンド樹脂６１でダイボンドす
る。次に、第２のＬＳＩチップ５４を第１のＬＳＩチッ
プ５３の表面に絶縁性樹脂等のダイボンド樹脂６２でダ
イボンドする。次に第１及び第２のＬＳＩチップ５３，
５４の外部電極５５，５６とインナーリード５２をワイ
ヤボンディングにて電気的に接続する。次に、トランス
ファモールド等により封止樹脂５９を形成しパッケージ
ングしたものである。 【０００６】この従来の構成および製造方法によれば、
第１および第２のＬＳＩチップ５３，５４をダイボンド
した後で、ワイヤボンディングを行うため、第１のＬＳ
Ｉチップ５３のワイヤボンディングを可能にするために
は第２のＬＳＩチップ５４のサイズは、ダイボンド時に
第１のＬＳＩチップ５３の外部電極５５にはかからず、
ダイボンド樹脂６２がはみ出し、第１のＬＳＩチップ５
３の電極５５を覆わないことが必要であり、第２のＬＳ
Ｉチップ５４は第１のＬＳＩチップ５３に比べ十分小さ
いものに限定される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の３次元実装
によるマルチチップパッケージによると、３次元実装さ
れた上側に位置する第２のＬＳＩチップ５４のサイズは
下側の第１のＬＳＩチップ５３のサイズにくらべ十分小
さくすることが必要であるため、２つのチップの組み合
わせが適合できる適用範囲が狭い。特に、片側のチップ
にメモリチップを適用する場合は、通常メモリチップの
場合、縦横比の大きい長方形であり、四角形の直交する
２辺（長辺と短辺）において、もう一方のチップの２辺
に対し長辺は大きく、短辺は小さい組み合わせとなり、
３次元実装への適用が不可であるケースが多く発生する
ものであり、適用範囲の狭い構成である。 【０００８】本発明の目的は、２つのチップを積層して
搭載する半導体装置において、搭載可能なチップサイズ
の組み合わせの適用範囲を広くとれる半導体装置を提供
することである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体装
置は、第１の半導体チップの上部に第２の半導体チップ
が搭載された半導体装置であって、第１の半導体チップ
の裏面を支持体の素子載置部に固着し、第１の半導体チ
ップの表面の電極と支持体の電極部とを第１の金属細線
で接続し、第２の半導体チップの裏面を金属細線の最上
部より高い位置で第１の半導体チップの表面に向かい合
うように配置して第２の半導体チップの裏面と第１の半
導体チップの表面との間を絶縁性接着剤で固着し、第２
の半導体チップの表面の電極と支持体の電極部とを第２
の金属細線で接続し、第２の半導体チップの平面形状の
直交する２辺のうち少なくとも１辺が、第１の半導体チ
ップの平面形状の直交する２辺よりも大きく、第２の半
導体チップの裏面の絶縁性接着剤の形成領域の端から第
２の金属細線が接続される位置までの距離が２[ｍｍ]以
下であることを特徴とする。 【００１０】請求項１の発明によれば、第１の半導体チ
ップと第２の半導体チップとを固着する絶縁性接着剤に
よって、上側の第２の半導体チップの裏面を、下側の第
１の半導体チップの電極に接続された金属細線の最上部
より高い位置にすることにより、第２の半導体チップが
第１の半導体チップの電極に接続された金属細線と接触
することがなく、第１および第２の半導体チップのチッ
プサイズの制約を無くし、搭載可能なチップサイズの組
み合わせの適用範囲を広くできる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る半導体装置であるマルチチップパッケージ（以下ＭＣ
Ｐと記す）について図面を参照しながら説明する。 【００１２】〔第１の実施の形態〕 図１は本発明の第１の実施の形態におけるＭＣＰの製造
方法の工程順断面図を示すものである。図１において、
１はリードフレーム（支持体）のインナーリード（電極
部，内部電極部）、２はリードフレームのダイパッド
（素子載置部）、３は第１のＬＳＩチップ（第１の半導
体チップ）、４は第１のＬＳＩチップの電極、５は第１
のＬＳＩチップの電極４とインナーリード１を接続する
ボンディングワイヤ（金属細線）、６は第２のＬＳＩチ
ップ（第２の半導体チップ）、７は第２のＬＳＩチップ
の電極、８は絶縁性樹脂（絶縁性接着剤）、９は第２の
ＬＳＩチップの電極７とインナーリード１を接続するボ
ンディングワイヤ、１０は封止樹脂、１１はリードフレ
ームのアウターリード（外部電極部）を示すものであ
る。また、図４は第１のＬＳＩチップ３及び第２のＬＳ
Ｉチップ６の構成（サイズ）例を示す平面図である。 【００１３】本実施の形態におけるＭＣＰの製造方法
は、まず、図１（ａ）に示すように、第１のＬＳＩチッ
プ３をリードフレームのダイパッド２にダイボンドす
る。リードフレームの材質は、４２アロイやＣｕ等であ
り、厚みは０．１５ｍｍ程度である。ダイパッド２は、
後に行うトランスファモールド工程での樹脂の流動を良
好にすること、パッケージの厚みを薄くする事などの目
的から、リードフレームのインナーリード１の位置より
下げた位置になるよう、あらかじめプレス加工を施して
おく。ダイボンド工程では、図示はしていないが、導電
性あるいは絶縁性のエポキシやポリイミド系の樹脂を用
い加熱により樹脂を硬化し、第１のＬＳＩチップ３を固
定する。そして、第１のＬＳＩチップ３の電極４とイン
ナーリード１をボンディングワイヤ５で接続する。ボン
ディングワイヤ５の径，材質やワイヤボンディングの方
式ついては、後述のボンディングワイヤ９と同様であ
る。 【００１４】次に、図１（ｂ）に示すように、第２のＬ
ＳＩチップ６の裏面を第１のＬＳＩチップ２の表面に絶
縁性樹脂８を用いて固着する。このとき、絶縁性樹脂８
の厚みは、第２のＬＳＩチップ６の裏面が第１のＬＳＩ
チップ３のボンディングワイヤ５の最上部より高い位置
になるよう設定する。通常ボンディングワイヤ５のルー
プ高さは５０μｍ〜２００μｍ程度であり、絶縁性樹脂
８の厚みは５５μｍ〜３００μｍ程度に設定する。絶縁
性樹脂８の材質は、液状のエポキシ、ポリイミド、アク
リル等であり、ディスペンス法やスタンピング法等で第
１のＬＳＩチップ３の表面に形成した後、第２のＬＳＩ
チップ６を設置し、加熱することで硬化する。絶縁性樹
脂８の性状は、液状だけでなく、Ｂステージで固形状に
したものや、絶縁フィルム、両面に粘着材が形成された
フィルム、あるいは、熱可塑性のフィルム等を用いるこ
とができる。ここでの絶縁性樹脂８の形成領域は、第１
のＬＳＩチップ３の電極４部より内側の領域としてお
り、この場合、絶縁性樹脂８にフィルムタイプのものを
用いることができるため、作業性が向上し、コストを低
く抑えられる。 【００１５】次に、図１（ｃ）に示すように、第２のＬ
ＳＩチップ６の電極７とインナーリード１をワイヤボン
ディングにより、ボンディングワイヤ９で接続すること
で電気的に接続する。ボンディングワイヤ９は、通常１
８μｍ〜３０μｍ程度の径であり、材質は、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｌ等であり、ボンディングワイヤ９の表面に絶縁
性皮膜が形成されたものを用いることもできる。ワイヤ
ボンディングの方式は、超音波熱圧着ボンディングによ
るボールボンディングや、ウエッジボンディングを用い
る。この時、第２のＬＳＩチップ６の電極７が位置する
裏面の部分は、絶縁性樹脂８で固定されていないが、そ
の固定されていない部分である絶縁性樹脂８の形成領域
の端からボンディングワイヤ９が接続される位置までの
距離が２ｍｍ程度までであれば、第２のＬＳＩチップ６
の剛性で、ワイヤボンディング時の荷重には十分耐える
ことができ、ワイヤボンディング性は十分確保できる。
また、後述の図２、図３に示した構成とすることにより
第２のＬＳＩチップ６のワイヤボンディングを容易に行
うことができる。 【００１６】次に、図１（ｄ）に示すように、トランス
ファモールドにより、封止樹脂１０を形成し、その後ア
ウターリード１１をフォーミングしＭＣＰを完成する。 【００１７】この図１（ｄ）に示されるように、本実施
の形態のＭＣＰは、第１のＬＳＩチップ２の表面に厚い
絶縁性樹脂８を設け、第２のＬＳＩチップ６の裏面を、
第１のＬＳＩチップ３を接続するボンディングワイヤ５
の最上部より高い位置にしているため、第２のＬＳＩチ
ップ６が第１のＬＳＩチップ３に接続されたボンディン
グワイヤ５と接触することがない。従来では、積み重ね
る２つのＬＳＩチップのサイズは、上側のＬＳＩチップ
を下側のＬＳＩチップより小さくする必要があったが、
本実施の形態では、図１からも明らかなように、絶縁性
樹脂８を、第１のＬＳＩチップ３のボンディングワイヤ
５のループ高さ（最上部）より高くなるように厚く設け
ているため、図４に示すように、上側の第２のＬＳＩチ
ップ６の平面形状の直交する２辺のうち少なくとも１辺
が、第１のＬＳＩチップ３の平面形状の直交する２辺よ
りも大きくても、ボンディングワイヤ５を損傷すること
なく積層することができる。そのため、２つのＬＳＩチ
ップ３，６のサイズの制約を少なくし、２つのＬＳＩチ
ップ３，６のサイズの組み合わせの適用範囲が広く、汎
用性の高いものとなる。 【００１８】なお、本実施の形態では、第１，第２のＬ
ＳＩチップ３，６のサイズ（平面形状）が図４に示され
た場合であるため、上側の第２のＬＳＩチップ６が下側
の第１のＬＳＩチップ３に接続されたボンディングワイ
ヤ５の一部分と重なるように配置されるが、第２のＬＳ
Ｉチップ６のサイズが小さく、第１のＬＳＩチップ３の
電極４の内側に配置されるような場合には、第２のＬＳ
Ｉチップ６が第１のＬＳＩチップ３に接続されるボンデ
ィングワイヤ５と重ならないことは言うまでもない。 【００１９】〔第２の実施の形態〕 図２は本発明の第２の実施の形態におけるＭＣＰの断面
図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。 【００２０】この図２に示す第２の実施の形態では、絶
縁性樹脂８の形成領域を第１のＬＳＩチップ３の表面全
面としている。他の構成及び製造方法は第１の実施の形
態と同様である。この第２の実施の形態によれば、第１
の実施の形態と比べ、第２のＬＳＩチップ６が絶縁性樹
脂８で固定される領域が広がり、積層する第２のＬＳＩ
チップ６のサイズを第１の実施の形態に比べて大きくし
ても、第２のＬＳＩチップ６へのワイヤボンディングを
容易に行うことができる。 【００２１】この第２の実施の形態の場合、絶縁性樹脂
８を第１のＬＳＩチップ３の表面全面に形成するため、
少なくとも第１のＬＳＩチップ３と第２のＬＳＩチップ
６とが重なり合う領域の全部に絶縁性樹脂８が形成され
ることになる。 【００２２】〔第３の実施の形態〕 図３は本発明の第３の実施の形態におけるＭＣＰの断面
図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。 【００２３】この図３に示す第３の実施の形態では、リ
ードフレームのダイパッド２のサイズ（平面形状）を第
２のＬＳＩチップ６のサイズ（平面形状）とほぼ同等に
しておき、第２のＬＳＩチップ６を固定する絶縁性樹脂
８の形成領域を第２のＬＳＩチップ６の裏面全面から第
１のＬＳＩチップ４及びダイパッド２の表面に至る領域
としたものであり、他の構成及び製造方法は第１の実施
の形態と同様である。この構成であれば、第２のＬＳＩ
チップ６の電極７の位置に対応する裏面が絶縁性樹脂８
で固定されているため、第２のＬＳＩチップ６へのワイ
ヤボンディング性が向上し、第１の実施の形態、第２の
実施の形態よりも更に、第１のＬＳＩチップ３と第２の
ＬＳＩチップ６のサイズ差を大きくすることができ、適
用範囲をさらに広げることができるものである。 【００２４】この第３の実施の形態の場合、絶縁性樹脂
８が第２のＬＳＩチップ６の裏面全面の下に形成される
ため、第１のＬＳＩチップ３と第２のＬＳＩチップ６と
が重なり合う領域の全部に絶縁性樹脂８が形成されるこ
とは言うまでもなく、図３に示されるように第１のＬＳ
Ｉチップ３の少なくとも一部の側面にも絶縁性樹脂８が
形成されることになる。 【００２５】上記の第１〜第３の実施の形態では、パッ
ケージングは樹脂封止によるＱＦＰやＳＯＰの場合につ
いて示したが、キャリアを用いるＣＳＰやＢＧＡのパッ
ケージでもかまわない。このＣＳＰやＢＧＡのパッケー
ジの場合を図５に示す。図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）
はそれぞれ第１，第２，第３の実施の形態に対応したも
のである。図５において、３１はキャリアと呼ばれる配
線基板（支持体）であり、この配線基板３１は、一般に
セラミックやエポキシ樹脂からなる複数層の絶縁基板に
銅配線されたもので、通常パッケージサイズがキャリア
（配線基板３１）のサイズとなる。３２，３３は配線基
板３１の電極部であり、電極部３２が第１のＬＳＩチッ
プ３の電極４に接続され、電極部３３が第２のＬＳＩチ
ップ６の電極７に接続されている。なお、支持体の素子
載置部は、図５（ａ），（ｂ）の場合には配線基板３１
上で第１のＬＳＩチップ３が載置された部分であり、図
５（ｃ）の場合には配線基板３１上で第１のＬＳＩチッ
プ３が載置された部分および絶縁性樹脂８が形成されて
いる部分である。 【００２６】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、積層す
る上側の第２の半導体チップの裏面を、下側の第１の半
導体チップに電極に接続された金属細線より高い位置に
なる構造であるため、積み重ねる２つの半導体チップの
サイズの制約が無く、ＭＣＰの適用範囲が広く、コスト
の安い、小型・高密度・高機能の積層型半導体装置を提
供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体装置
の製造方法の工程順断面図。 【図２】本発明の第２の実施の形態における半導体装置
の断面図。 【図３】本発明の第３の実施の形態における半導体装置
の断面図。 【図４】本発明の実施の形態における第１のＬＳＩチッ
プ及び第２のＬＳＩチップの組み合わせ例を示す平面
図。 【図５】本発明の第１，第２，第３の実施の形態におけ
る他の例を示す半導体装置の断面図。 【図６】従来の半導体装置の断面図。 【符号の説明】 １ リードフレームのインナーリード ２ リードフレームのダイパッド３ 第１のＬＳＩチップ ４ 第１のＬＳＩチップの電極 ５ 第１のＬＳＩチップを接続するボンディングワイヤ ６ 第２のＬＳＩチップ ７ 第２のＬＳＩチップの電極 ８ 絶縁性樹脂 ９ 第２のＬＳＩチップを接続するボンディングワイヤ １０ 封止樹脂 １１ リードフレームのアウターリード
の製造方法の工程順断面図。 【図２】本発明の第２の実施の形態における半導体装置
の断面図。 【図３】本発明の第３の実施の形態における半導体装置
の断面図。 【図４】本発明の実施の形態における第１のＬＳＩチッ
プ及び第２のＬＳＩチップの組み合わせ例を示す平面
図。 【図５】本発明の第１，第２，第３の実施の形態におけ
る他の例を示す半導体装置の断面図。 【図６】従来の半導体装置の断面図。 【符号の説明】 １ リードフレームのインナーリード ２ リードフレームのダイパッド３ 第１のＬＳＩチップ ４ 第１のＬＳＩチップの電極 ５ 第１のＬＳＩチップを接続するボンディングワイヤ ６ 第２のＬＳＩチップ ７ 第２のＬＳＩチップの電極 ８ 絶縁性樹脂 ９ 第２のＬＳＩチップを接続するボンディングワイヤ １０ 封止樹脂 １１ リードフレームのアウターリード
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−88316（ＪＰ，Ａ)
特開2000−58743（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 25/00 - 25/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１の半導体チップの上部に第２の半導
体チップが搭載された半導体装置であって、 前記第１の半導体チップの裏面を支持体の素子載置部に
固着し、前記第１の半導体チップの表面の電極と前記支
持体の電極部とを第１の金属細線で接続し、前記第２の
半導体チップの裏面を前記金属細線の最上部より高い位
置で前記第１の半導体チップの表面に向かい合うように
配置して前記第２の半導体チップの裏面と前記第１の半
導体チップの表面との間を絶縁性接着剤で固着し、前記
第２の半導体チップの表面の電極と前記支持体の電極部
とを第２の金属細線で接続し、前記第２の半導体チップ
の平面形状の直交する２辺のうち少なくとも１辺が、前
記第１の半導体チップの平面形状の直交する２辺よりも
大きく、前記第２の半導体チップの裏面の前記絶縁性接
着剤の形成領域の端から前記第２の金属細線が接続され
る位置までの距離が２[ｍｍ]以下であることを特徴とす
る半導体装置。
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