JP3865055B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49112—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting a common bonding area on the semiconductor or solid-state body to different bonding areas outside the body, e.g. diverging wires
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    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/4917—Crossed wires
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    • H01L2224/4941—Connecting portions the connecting portions being stacked
    • H01L2224/49429—Wedge and ball bonds
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    • H01L2224/494—Connecting portions
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    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
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    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
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    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/85051—Forming additional members, e.g. for "wedge-on-ball", "ball-on-wedge", "ball-on-ball" connections
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    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
高密度実装を実現したスタック構造の半導体装置が知られている。例えば、リードフレームのダイパッドに複数の半導体チップが積み重ねられ、各半導体チップがワイヤによってリードに電気的に接続される形態が知られている。その場合、各半導体チップの電極とリードとは、ワイヤによって直接接合されていた。
【０００３】
しかしながら、半導体チップの電極とリードとの間の距離は、異なる半導体チップの電極同士の距離よりも大きく、リードを起点として各半導体チップにそれぞれワイヤを引き出すと、全体のワイヤ長が長くなる。そのため、ワイヤの抵抗が大きくなり、高速化の妨げとなる場合があった。また、ワイヤ長が長いために、他のワイヤとショートする可能性があった。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、その目的は、スタック構造の半導体装置において、信頼性を高めるとともに高速化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体装置は、ダイパッドと、
前記ダイパッドの一方の面に積み重ねられた複数の半導体チップと、
前記ダイパッドに向けて延びるリードと、
前記複数の半導体チップにおける第１の半導体チップの第１のパッドと、前記複数の半導体チップにおける第２の半導体チップの第２のパッドと、に接合された第１のワイヤと、
前記リードと、前記第１又は第２のパッドと、に接合された第２のワイヤと、
前記複数の半導体チップを封止し、前記ダイパッドの他方の面を露出させた封止材と、
を含む。
【０００６】
本発明によれば、第１のワイヤは、第１の半導体チップの第１のパッドと、第２の半導体チップの第２のパッドと、に接合されている。すなわち、第１及び第２の半導体チップは、第１のワイヤによって直接的に電気的に接続されている。そのため、リードを起点として第１及び第２のパッドにそれぞれワイヤを引き出すよりも、全体のワイヤ長（第１及び第２のワイヤの長さ）を短くすることができる。これによって、ワイヤの材料費を削減できるだけでなく、全体のワイヤの抵抗を小さくすることによって半導体装置の高速化を実現できる。また、全体のワイヤ長が短いので、第１及び第２のワイヤがショートするのを防止することができる。
【０００７】
（２）この半導体装置において、
前記第２の半導体チップは、前記第１の半導体チップ上に搭載され、
前記第２のワイヤは、前記リードと前記第２のパッドとに接合されてもよい。
【０００８】
（３）この半導体装置において、
前記第２のワイヤは、前記第１のワイヤの上方を通るように引き出されてもよい。
【０００９】
これによって、第１及び第２のワイヤがショートするのを防止することができる。
【００１０】
（４）この半導体装置において、
前記第２のワイヤは、前記第１のワイヤに交差するように引き出されてもよい。
【００１１】
これによって、第１のワイヤの引き回される形態に制限されずに、第２のワイヤを自由に引き回すことができる。
【００１２】
（５）この半導体装置において、
前記第２のワイヤは、前記第２のパッド上で前記第１のワイヤに重ねて接合されてもよい。
【００１３】
これによって、第２のパッドの領域が狭くても、複数のワイヤを第２のパッドに接合することができる。
【００１４】
（６）この半導体装置において、
前記第２のワイヤは、先端部に形成されたボールを有し、
前記ボールは、前記第１のワイヤ上に圧着されてもよい。
【００１５】
これによれば、第２のワイヤのボールを、第２のパッド上の第１のワイヤの一部に圧着することによって、第１のワイヤと第２のパッドとの接合部を補強することができる。
【００１６】
（７）この半導体装置において、
前記第２のワイヤは、前記第１のワイヤの接合された前記第２のパッドに、前記第１のワイヤとの接合部を避けて接合されてもよい。
【００１７】
これによって、例えば、第１及び第２のワイヤを重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤを確実に第２のパッドに接合することができる。
【００１８】
（８）この半導体装置において、
前記第２の半導体チップは、複数の前記第２のパッドを有し、
前記複数の第２のパッドは、配線によって電気的に接続された一群のパッドを有し、
前記第１のワイヤは、前記一群のパッドの１つに接合され、
前記第２のワイヤは、前記一群のパッドの他の１つに接合されてもよい。
【００１９】
これによって、例えば、第１及び第２のワイヤを重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤを確実に第２のパッドに接合することができる。
【００２０】
（９）この半導体装置において、
前記第２のパッドには、バンプが設けられ、
前記第１及び第２のワイヤは、前記バンプを介して前記第２のパッドに接合されてもよい。
【００２１】
（１０）この半導体装置において、
第２の半導体チップは、前記第１の半導体チップ上に搭載され、
前記第２のワイヤは、前記リードと前記第１のパッドとに接合されてもよい。
【００２２】
（１１）この半導体装置において、
前記第１の半導体チップは、メモリであり、
前記第２の半導体チップは、マイクロプロセッサであってもよい。
【００２３】
（１２）本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されている。
【００２４】
（１３）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【００２５】
（１４）本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）複数の半導体チップをダイパッドの一方の面に積み重ね、
（ｂ）第１のワイヤを、前記複数の半導体チップにおける第１の半導体チップの第１のパッドと、前記複数の半導体チップにおける第２の半導体チップの第２のパッドと、に接合し、
（ｃ）前記第２のワイヤを、前記ダイパッドに向けて延びるリードと、前記第１又は第２のパッドと、に接合し、
（ｄ）前記複数の半導体チップを封止し、前記ダイパッドの他方の面を露出させることを含む。
【００２６】
本発明によれば、第１のワイヤを、第１の半導体チップの第１のパッドと、第２の半導体チップの第２のパッドと、に接合する。すなわち、第１及び第２の半導体チップを、第１のワイヤによって直接的に電気的に接続する。そのため、リードを起点として第１及び第２のパッドにそれぞれワイヤを引き出すよりも、全体のワイヤ長（第１及び第２のワイヤの長さ）を短くすることができる。これによって、ワイヤの材料費を削減できるだけでなく、全体のワイヤの抵抗を小さくすることによって半導体装置の高速化を実現できる。また、全体のワイヤ長が短いので、第１及び第２のワイヤがショートするのを防止することができる。
【００２７】
（１５）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第２の半導体チップを前記第１の半導体チップ上に搭載し、
前記（ｃ）工程で、前記第２のワイヤを、前記リードと前記第２のパッドとに接合してもよい。
【００２８】
（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、
前記第２のワイヤを、前記第１のワイヤの上方を通るように引き出してもよい。
【００２９】
これによって、第１及び第２のワイヤがショートするのを防止することができる。
【００３０】
（１７）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、
前記第２のワイヤを、前記第１のワイヤに交差するように引き出してもよい。
【００３１】
これによって、第１のワイヤの引き回される形態に制限されずに、第２のワイヤを自由に引き回すことができる。
【００３２】
（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、
前記第２のワイヤを、前記第２のパッド上で前記第１のワイヤに重ねて接合してもよい。
【００３３】
これによって、第２のパッドの領域が狭くても、複数のワイヤを第２のパッドに接合することができる。
【００３４】
（１９）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、
前記第２のワイヤの先端部にボールを形成し、前記ボールを前記第１のワイヤ上に圧着してもよい。
【００３５】
これによれば、第２のワイヤのボールを、第２のパッド上の第１のワイヤの一部に圧着することによって、第１のワイヤと第２のパッドとの接合部を補強することができる。
【００３６】
（２０）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）及び（ｃ）工程で、
前記第１及び第２のワイヤを、ボールを形成しないで、前記第２のパッドに接合してもよい。
【００３７】
（２１）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、
前記第２のワイヤを、前記第１のワイヤの接合された前記第２のパッドに、前記第１のワイヤとの接合部を避けて接合してもよい。
【００３８】
これによって、例えば、第１及び第２のワイヤを重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤを確実に第２のパッドに接合することができる。
【００３９】
（２２）この半導体装置の製造方法において、
前記第２の半導体チップは、複数の第２のパッドを有し、
前記複数の第２のパッドは、配線によって電気的に接続された一群のパッドを有し、
前記（ｂ）工程で、前記第１のワイヤを前記一群のパッドの１つに接合し、
前記（ｃ）工程で、前記第２のワイヤを前記一群のパッドの他の１つに接合してもよい。
【００４０】
これによって、例えば、第１及び第２のワイヤを重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤを確実に第２のパッドに接合することができる。
【００４１】
（２３）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）及び（ｃ）工程で、
前記第２のパッドにバンプを設け、
前記第１及び第２のワイヤを、前記バンプを介して前記第２のパッドに接合してもよい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００４３】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明する図である。
【００４４】
図１（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、複数の半導体チップと、ダイパッド３０と、リード３４と、第１及び第２のワイヤ４０、５０と、封止材６０と、を含む。なお、図１（Ｂ）は、第１及び第２のワイヤ４０、５０の形態を説明するための半導体装置の一部の平面図である。
【００４５】
複数の半導体チップは、第１及び第２の半導体チップ１０、２０を含む。図１（Ａ）では、２つの半導体チップ（第１及び第２の半導体チップ１０、２０）が積層されている。あるいは、３つ以上の半導体チップが積層されても構わない。その場合、第１及び第２の半導体チップ１０、２０は、複数の半導体チップのうちのいずれか２つを指す。
【００４６】
第１の半導体チップ１０は、直方体をなすことが多い。第１の半導体チップ１０のいずれかの面には回路素子（トランジスタなど）が形成されている。第１の半導体チップ１０は、１つ又は複数の第１のパッド１２を有する。第１のパッド１２は、矩形（例えば正方形）の角型パッドであってもよく、円形の丸型パッドであってもよい。第１のパッド１２は、アルミニウム系又は銅系の金属によって薄く平らに形成されてもよい。第１のパッド１２は、回路素子の面側に形成されることが多い。第１のパッド１２は、第１の半導体チップ１０の面の少なくとも１辺（例えば対向する２辺又は４辺）に沿って並ぶことが多い。また、第１のパッド１２の少なくとも一部を避けて第１の半導体チップ１０には、パッシベーション膜（図示せず）が形成されている。パッシベーション膜は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ポリイミド樹脂などで形成される。
【００４７】
第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０の相似形をなしてもよい。第２の半導体チップ２０が第１の半導体チップ１０上に搭載される場合、第２の半導体チップ２０の外形は、第１の半導体チップ１０の外形よりも小さい方が好ましい。第２の半導体チップ２０は、１つ又は複数の第２のパッド２２を有する。なお、その他の構成は、第１の半導体チップ１０の説明を適用することができる。
【００４８】
第１及び第２の半導体チップ１０、２０は、ダイパッド３０上で積み重ねられている。ダイパッド３０は、銅系又は鉄系の板材を加工して形成され、一般に矩形をなすことが多い。図１（Ａ）では、第１の半導体チップ１０はダイパッド３０上に搭載され、第２の半導体チップ２０は第１の半導体チップ１０上に搭載される。その場合、第１の半導体チップ１０はダイパッド３０にフェースアップボンディングされ、第２の半導体チップ２０は第１の半導体チップ１０にフェースアップボンディングされる。第２の半導体チップ２０は、複数の第１のパッド１２を避けて第１の半導体チップ１０に搭載される。第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０のほぼ中央に搭載されてもよい。
【００４９】
図１（Ａ）では、接着剤３２によって、ダイパッド３０に第１の半導体チップ１０が接着されている。第１及び第２の半導体チップ１０、２０の間も接着剤３２が介在してもよい。接着剤３２として、熱硬化性樹脂を用いてもよいが、熱伝導率の高い材料、例えば金属ペースト（銀ペースト等）を用いてもよい。こうすることで、第１及び第２の半導体チップ１０、２０の動作時の熱を、ダイパッド３０を伝ってより発散させやすくすることができる。
【００５０】
ダイパッド３０に向けて複数のリード３４が延びている。リード３４は、ダイパッド３０と同じ材料で形成されることが多い。リード３４は、インナーリード３６及びアウターリード３８を含む。インナーリード３６は、後述する封止材６０で封止される部分であり、アウターリード３８は、封止材６０から引き出された部分であって外部との電気的な接続に使用される部分である。アウターリード３８は、所定の形状（図１（Ａ）ではガルウィング形状）に屈曲されている。なお、アウターリード３８には、ロウ材（例えばハンダ）やスズ等の金属皮膜３９が形成されてもよい。
【００５１】
第１のパッド１２と第２のパッド２２とは、第１のワイヤ４０によって電気的に接続されている。詳しくは、第１のワイヤ４０の一方の端部は第１のパッド１２に接合され、第１のワイヤ４０の他方の端部は第２のパッド２２に接合されている。なお、第１のワイヤ４０は、例えば、金、アルミニウム又は銅などの金属で形成される。
【００５２】
第１のパッド１２にバンプ４２が設けられてもよい。バンプ４２の材料は、接合される第１のワイヤ４０と同じ材料であることが好ましく、例えば金であってもよい。バンプ４２は、第１のワイヤ４０の一部であってもよい。すなわち、バンプ４２は、第１のワイヤ４０の先端部に形成したボールが押し潰されたものであってもよい。第１のパッド１２にバンプ４２を形成することで、第１のワイヤ４０と第１のパッド１２との間の接合強度を高めることができる。
【００５３】
本実施の形態では、第２のパッド２２とリード３４（詳しくはインナーリード３６）とは、第２のワイヤ５０によって電気的に接続されている。詳しくは、第２のワイヤ５０の一方の端部は第２のパッド２２に接合され、第２のワイヤ５０の他方の端部はリード３４に接合されている。なお、第２のワイヤ５０は、第１のワイヤ４０と同じ材料で形成されてもよい。
【００５４】
第２のパッド２２にバンプ５２が設けられてもよい。バンプ５２の材料は、接合される第１及び第２のワイヤ４０、５０と同じ材料であることが好ましく、例えば金であってもよい。バンプ５２は、第２のワイヤ５０の一部であってもよい。すなわち、バンプ５２は、第２のワイヤ５０の先端部に形成したボールが押し潰されたものであってもよい。第２のパッド２２にバンプ５２を形成することで、第２のワイヤ５０と第２のパッド２２との間の接合強度を高めることができる。
【００５５】
あるいは、バンプ５２は、第１のワイヤ４０の一部であってもよい。また、リード３４における第２のワイヤ５０との接合部に、バンプが設けられてもよい（図６（Ｃ）参照）。リード３４にバンプを形成することで、第２のワイヤ５０とリード３４との間の接合強度を高めることができる。
【００５６】
図１（Ａ）に示すように、第２のワイヤ５０は、第１のワイヤ４０の上方に引き出されている。言い換えると、第１のワイヤ４０のループは、第２のワイヤ５０のループを超えないように引き出されている。こうすることで、第１及び第２のワイヤ４０、５０がショートするのを防止することができる。
【００５７】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す例では、第１及び第２のワイヤ４０、５０は、第２のパッド２２上に重ねて接合されている。これによって、リード３４と第１のパッド１２との間を、第１及び第２のワイヤ４０、５０を介して、電気的に導通させることができる。また、第２のパッド２２の領域が狭くても、第１及び第２のワイヤ４０、５０を第２のパッド２２に接合することができる。第１のワイヤ４０上に、第２のワイヤ５０が重ねられてもよい。こうすることで、第２のワイヤ５０を、第１のワイヤ４０の上方に引き出しやすくなる。
【００５８】
図１（Ａ）に示すように、封止材６０は、複数の半導体チップを封止している。詳しくは、封止材６０は、第１及び第２の半導体チップ１０、２０と、第１及び第２のワイヤ４０、５０と、インナーリード３６と、を封止している。封止材６０は、樹脂（例えばエポキシ系の樹脂）であることが多い。封止材６０は、ダイパッド３０の一部を露出している。詳しくは、封止材６０は、ダイパッド３０の第１及び第２の半導体チップ１０、２０が搭載された面とは反対の面を露出する。こうすることで、第１及び第２の半導体チップ１０、２０に生じた熱を、ダイパッド３０の露出部から発散させることができる。
【００５９】
図２に示すように、第２のワイヤ５０は、第１のワイヤ４０に交差するように引き出されてもよい。詳しくは、第１及び第２の半導体チップ１０、２０の平面視において、第１及び第２のワイヤ４０、５０は交差してもよい。その場合、第１及び第２のワイヤ４０、５０は、互いに接触しないように配置する。例えば、第２のワイヤ５０を、第１のワイヤ４０の上方に引き出してもよい。これによれば、第１のワイヤ４０の引き回される形態に制限されずに、第２のワイヤ５０を自由に引き回すことができる。言い換えれば、第１のパッド１２、第２のパッド２２及びリード３４のそれぞれの位置を、第１及び第２のワイヤ４０、５０の引き回される形態に制限されずに自由に設計することができる。
【００６０】
複数の半導体チップは、例えば、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ（Static RAM）、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）などの各種メモリ、又はＭＰＵ（Micro Processor Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）と呼ばれるマイクロプロセッサであってもよい。例えば、第１及び第２の半導体チップ１０、２０は、メモリとマイクロプロセッサ、メモリ同士（フラッシュメモリとＳＲＡＭ、ＳＲＡＭ同士、ＤＲＡＭ同士）の組み合わせであってもよい。図１（Ａ）に示す例では、第１の半導体チップ１０はメモリ（例えばフラッシュメモリ）であり、第２の半導体チップ２０はマイクロプロセッサである。
【００６１】
図３は、本実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す図である。本変形例では、第２の半導体チップ２０は、１つ又は複数（図３では１つ）の第２のパッド２４を有する。第２のパッド２４には、第１及び第２のワイヤ４０、５０が互いに重ならないように接合されている。詳しくは、第１のワイヤ４０は第２のパッド２４の一部に接合され、第２のワイヤ５０は第２のパッド２４における第１のワイヤ４０との接合部を避けた他の一部に接合されている。言い換えれば、１つの第２のパッド２４の平面視において、第１及び第２のワイヤ４０、５０の接合部が並んでいる。これによって、第１及び第２のワイヤ４０、５０を重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤ４０、５０を確実に第２のパッド２２に接合することができる。図３に示すように、第２のパッド２４は、第２の半導体チップ２０に形成された他のパッドの外形よりも面積の大きい外形を有してもよい。例えば、第２のパッド２４は、他のパッドの正方形の１辺を短辺とする長方形であってもよい。
【００６２】
図４は、本実施の形態に係る半導体装置の他の変形例を示す図である。本変形例では、第２の半導体チップ２０は、配線２８によって電気的に接続された一群（図４では２つ）のパッド２６を有する。そして、第１のワイヤ４０は一群のパッド２６の１つに接合され、第２のワイヤ５０は一群のパッド２６の他の１つに接合されている。これによって、第１及び第２のワイヤ４０、５０を重ねずに済むので、第１及び第２のワイヤ４０、５０を確実に第２のパッド２２に接合することができる。
【００６３】
配線２８は、第２の半導体チップ２０における一群のパッド２６の形成された面に形成されている。配線２８は、第２の半導体チップ２０の製造工程で、一群のパッド２６の形成とともに形成してもよい。その場合、配線２８は、一群のパッド２６と同じ材料（例えばアルミニウム系又は銅系の金属）であってもよい。図４に示すように、一群のパッド２６の各パッドの間に、他のパッド（例えば第２のパッド２２）が形成されてもよい。本変形例によれば、パッド同士が電気的に接続されているので、一群のパッド２６の一つ一つから、第１の半導体チップ１０とリード３４とにワイヤを引き回さずに済む。したがって、全体のワイヤの数を少なくすることができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、第１のワイヤ４０は、第１の半導体チップ１０の第１のパッド１２と、第２の半導体チップ２０の第２のパッド２２と、に接合されている。すなわち、第１及び第２の半導体チップ１０、２０は、第１のワイヤ４０によって直接的に電気的に接続されている。そのため、リード３４を起点として第１及び第２のパッド１２、２２にそれぞれワイヤを引き出すよりも、全体のワイヤ長（第１及び第２のワイヤ４０、５０の長さ）を短くすることができる。これによって、ワイヤの材料費を削減できるだけでなく、全体のワイヤの抵抗を小さくすることによって半導体装置の高速化を実現できる。また、全体のワイヤ長が短いので、第１及び第２のワイヤ４０、５０がショートするのを防止することができる。
【００６５】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。なお、図５（Ａ）〜図６（Ｃ）は、半導体装置の製造方法の一部（ワイヤボンディング工程）を説明する図である。
【００６６】
まず、ダイボンディング工程を行う。すなわち、ダイパッド３０に第１及び第２の半導体チップ１０、２０を搭載する。例えば、接着剤３２を介して、ダイパッド３０と第１の半導体チップ１０との間、及び第１の半導体チップ１０と第２の半導体チップ２０との間を接着してもよい。
【００６７】
次に、ワイヤボンディング工程を行う。例えば、第１のパッド１２と第２のパッド２２と、第２のパッド２２とリード３４のインナーリード３６と、をワイヤで電気的に接続する。ワイヤボンディング工程では、図示するように、ネイルヘッド方式を適用してもよいが、先端部にボールを形成しないウェッジ方式を適用してもよい。
【００６８】
図５（Ａ）に示すように、第１の半導体チップ１０の第１のパッド１２の形成された面の側に、キャピラリ７０を配置する。キャピラリ７０には、第１のワイヤ４０（第１のワイヤとなる導電線）が挿通されている。第１のワイヤ４０には、キャピラリ７０の外側にボール４１が形成されている。ボール４１は、第１のワイヤ４０の先端部に、例えば電気トーチによって高電圧の放電を行って形成される。そして、クランパ７２を開放して、キャピラリ７０を下降させて、第１のパッド１２にボール４１を押圧する。ボール４１を一定の圧力で押しつけて第１のパッド１２に圧着を行っている間に超音波や熱等を印加する。こうして、第１のパッド１２上にバンプ４２を形成し、第１のワイヤ４０を第１のパッド１２に接合する（ファーストボンディング）。
【００６９】
その後、クランパ７２を閉じて第１のワイヤ４０を保持し、図５（Ａ）に示すように、キャピラリ７０及びクランパ７２を同時にコントロールして、第１のワイヤ４０をループさせる。そして、第１のワイヤ４０の一部を、第２のパッド２２に押しつけて第２のパッド２２に圧着して、第１のワイヤ４０を第２のパッド２２に接合する（セカンドボンディング）。すなわち、第１のワイヤ４０を、ボールを形成しないで第２のパッド２２に接合する。例えば、第１のワイヤ４０の径が約２５〜３０μｍである場合に、約０．２０〜０．３０Ｎの圧力で第１のワイヤ４０の幅をその径の約１．５〜２倍に潰してもよい。その場合、圧着時に超音波や熱等を印加する。
【００７０】
図５（Ａ）に示すように、ファーストボンディングの位置（例えば第１のパッド１２の位置）がセカンドボンディングの位置（例えば第２のパッド２２の位置）よりも低いと、それらの関係が逆の場合よりも、第１のワイヤ４０のループ高さを低くすることができる。したがって、半導体装置を薄くすることが可能になる。
【００７１】
次に、図５（Ｂ）に示すように、第１のワイヤ４０のボンディングと同様にして、第２のワイヤ５０を第２のパッド２２とリード３４とに接合する。例えば、第２のパッド２２にファーストボンディングを行い、インナーリード３６にセカンドボンディングを行ってもよい。ファーストボンディングでは、上述のように第２のワイヤ５０の先端部にボール５１を形成し、ボール５１を第２のパッド２２に押しつける。第１及び第２のワイヤ４０、５０を重ねて接合する場合には、図５（Ｃ）に示すように、ボール５１を第２のパッド２２上の第１のワイヤ４０の一部に押しつけ、第１のワイヤ４０上にバンプ５２を形成する。こうすることで、第１のワイヤ４０と、第２のパッド２２との接合部を補強することができる。ファーストボンディングの位置（例えば第２のパッド２２の位置）がセカンドボンディングの位置（例えばインナーリード３６の位置）よりも低いと、それらの関係が逆の場合よりも、第２のワイヤ４０のループ高さを低くすることができる。したがって、半導体装置を薄くすることが可能になる。第２のパッド２２上では、第１のワイヤ４０におけるバンプ４２から立ち上がる部分が形成されていないため、第１のワイヤ４０上に第２のワイヤ５０をボンディングしても、第１のワイヤ４０が倒れることによって、他のワイヤとショートするのを防止することができる。
【００７２】
ワイヤボンディング工程の変形例として、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示すように、第２のパッド２２上にバンプ８０を設け、バンプ８０を介して第２のワイヤ５０のセカンドボンディングを行ってもよい。バンプ８０は、第１のワイヤ４０と同じ材料であることが好ましく、例えば金であってもよい。バンプ８０は、図示しないワイヤの先端部にボールを形成し、ワイヤを先端部に近い部分で引きちぎって、第２のパッド２２上にボールを残すことによって形成してもよい。その後、上面を平坦にするために、バンプ８０をレベリングしてもよい。
【００７３】
あるいは、バンプ８０は、電解メッキ又は無電解メッキによって形成してもよい。その場合、例えば、半導体ウェーハの状態で、一括してバンプ８０を形成してもよい。バンプ８０の表面の層は、第１のワイヤ４０の材料と同じ材料（例えば金）で形成されることが好ましい。電解メッキ又は無電解メッキによって、バンプ８０を形成すると、バンプ８０の上面を平坦に形成しやすいので、第１のワイヤ４０を確実にバンプ８０に接合することができる。また、第２のパッド２２上がバンプ（例えば金バンプ）８０で覆われているので、第１のワイヤ（例えば金ワイヤ）４０のボンディング位置が多少ずれても圧接接合が可能になる。
【００７４】
図６（Ｂ）に示すように、第２のワイヤ５０において、インナーリード３６にファーストボンディングを行い、第２のパッド２２にセカンドボンディングを行ってもよい。第１及び第２のワイヤ４０、５０を重ねて接合する場合には、バンプ８０上に第１及び第２のワイヤ４０、５０が接合される。その場合、図６（Ｃ）に示すように、第１及び第２のワイヤ４０、５０は、ボールが形成されずに、バンプ８０に接合されてもよい。
【００７５】
なお、ワイヤボンディング工程は、これらの例に限定されず、上述から示唆される全ての構成が適用される。
【００７６】
ワイヤボンディング工程の終了後に、モールディング工程を行う。詳しくは、モールド用の金型（図示しない）に、第１及び第２の半導体チップ１０、２０が搭載されたダイパッド３０をセットする。金型は上型及び下型から構成され、上型及び下型にはそれぞれに凹部が形成されており、両者の凹部によってモールドのキャビティが形成される。そして、キャビティに封止材料（例えば熱硬化性樹脂）を注入し、第１及び第２の半導体チップ１０、２０と、第１及び第２のワイヤ４０、５０と、インナーリード３４と、を封止する。
【００７７】
その後、ダムバーカットなどのトリミング工程、アウターリードのメッキ工程及びフォーミング工程などを行う。さらに、マーキング工程、検査工程などを含め、以上の工程を経て半導体装置を製造することができる。
【００７８】
本実施の形態に係る半導体装置は、上述の製造方法から導かれる構成も含む。なお、この半導体装置の製造方法の効果は、既に説明した通りである。
【００７９】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、第１のパッド１２とリード３４（詳しくはインナーリード３６）とは、第２のワイヤ１５０によって電気的に接続されている。詳しくは、第２のワイヤ１５０の一方の端部は第１のパッド１２に接合され、第２のワイヤ１５０の他方の端部はリード３４に接合されている。その場合、第１のパッド１２にバンプ１５２が設けられてもよく、バンプ１５２は第２のワイヤ１５０の先端部に形成されたボールが押し潰されてものであってもよい。
【００８０】
本実施の形態によれば、第１及び第２のワイヤ４０、１５０は、第１のパッド１２を除いて、第１の半導体チップ４０の平面視において重ならないようになっている。したがって、第１及び第２のワイヤ４０、１５０のショートを防止することができる。
【００８１】
図７に示すように、第１及び第２のワイヤ４０、１５０は、第１のパッド１２上に重ねて接合されてもよい。その場合、第１のワイヤ４０上に第２のワイヤ１５０が重ねられてもよく、第２のワイヤ１５０上に第１のワイヤ４０が重ねられてもよい。
【００８２】
なお、半導体装置及びその製造方法において、その他の構成及び効果は、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【００８３】
（第３の実施の形態）
図８は、第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、３つの半導体チップ２００、２１０、２２０がダイパッド３０に積層されている。その場合、上述の実施の形態で説明した第１及び第２の半導体チップは、３つの半導体チップ２００、２１０、２２０のいずれか２つを指す。
【００８４】
図８では、最上層の半導体チップ２２０のパッドと、リード３４とは、ワイヤ２３０によって電気的に接続されている。また、最上層の半導体チップ２２０のパッドと、中間層の半導体チップ２１０のパッドとは、ワイヤ２３２によって電気的に接続されている。その場合、中間層の半導体チップ２１０を第１の半導体チップ、最上層の半導体チップ２２０を第２の半導体チップ、ワイヤ２３２を第１のワイヤ、ワイヤ２３０を第２のワイヤとして、上述の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。なお、中間層の半導体チップ２１０のパッドと、最下層の半導体チップ２００のパッドとは、ワイヤ２３４によって電気的に接続されている。
【００８５】
図４は、本発明を適用した半導体装置が実装された回路基板を示す図である。回路基板１０００には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板１０００には例えば銅等からなる配線パターン１１００が所望の回路となるように形成されていて、配線パターン１１００と半導体装置１のアウターリード３８とが接合されている。また、回路基板１０００には、放熱部材（ヒートスプレッダ）１２００が設けられており、放熱部材１２００は、半導体装置１のダイパッド３０の露出面と接合されている。こうすることで、第１及び第２の半導体チップ１０、２０に生じた熱を、ダイパッド３０を通して放熱部材１２００から発散させることができる。
【００８６】
そして、本発明を適用した半導体装置を有する電子機器として、図１０にはノート型パーソナルコンピュータ２０００、図１１には携帯電話３０００が示されている。
【００８７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図８】図８は、第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図９】図９は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明を適用した実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０ 第１の半導体チップ
１２ 第１のパッド
２０ 第２の半導体チップ
２２ 第２のパッド
２４ 第２のパッド
２６ 一群のパッド
３０ ダイパッド
３４ リード
４０ 第１のワイヤ
４１ ボール
４２ バンプ
５０ 第２のワイヤ
５１ ボール
５２ バンプ
６０ 封止材
１５０ 第２のワイヤ
２００ 半導体チップ
２１０ 半導体チップ
２２０ 半導体チップ
２３０ ワイヤ
２３２ ワイヤ
２３４ ワイヤ

Claims (2)

  1. （ａ）複数の半導体チップをダイパッドの一方の面に積み重ね、
    （ｂ）第１のワイヤを、前記複数の半導体チップにおける第１の半導体チップの第１のパッドと、前記複数の半導体チップにおける第２の半導体チップの第２のパッドと、に接合し、
    （ｃ）前記第２のワイヤを、前記ダイパッドに向けて延びるリードと、前記第２のパッドと、に接合し、
    （ｄ）前記複数の半導体チップを封止し、前記ダイパッドの他方の面を露出させることを含み、
    前記（ａ）工程で、前記第２の半導体チップを前記第１の半導体チップ上に搭載し、
    前記（ｂ）及び（ｃ）工程で、前記第１及び第２のワイヤを、ボールを形成しないで、前記第２のパッドに接合し、
    前記（ｃ）工程で、前記第２のワイヤを、前記第２のパッド上で前記第１のワイヤに重ねて接合する半導体装置の製造方法。
  2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のパッドにはバンプが設けられ、
    前記（ｂ）及び（ｃ）工程で、前記第１及び第２のワイヤを、前記バンプを介して前記第２のパッドに接合する半導体装置の製造方法。
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