JP4033780B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチップ型の半導体装置とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開2001−94040号公報
【特許文献2】
特開2001−110981号公報
【0004】
図2は、前記特許文献2に記載された従来のマルチチップ型の半導体装置の断面図である。
【0005】
この半導体装置は、リードフレームのダイパッド部2に、接着剤4を介して第1半導体チップ1aの表面(接合電極を有する面)が接合され、更に、この第1半導体チップ1aの裏面に、接着剤5を介して第2半導体チップ1bの裏面が接合されている。第1半導体チップ1aの表面の電極は、ボンディングワイヤ6aを介してリードフレームのインナーリード部3に接続され、第2半導体チップ1bの表面の電極は、ボンディングワイヤ6bを介してリードフレームのインナーリード部3に接続されている。そして、これら全体が封止剤7によって封止されている。これにより、パッケージ・サイズを大きくすることなく、複数の半導体チップを1つの半導体装置に封止することができ、高集積化が図られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置では、次のような課題があった。
リードフレームのダイパッド部2の片面に2つの半導体チップを搭載するため、このリードフレームのダイパッド部2とインナーリード部3に段差を設け、このダイパッド部2の凹部の底面に半導体チップ1aを接合するようにしている。このため、リードフレームの形状が複雑になりコストが増加するという課題があった。また、第1半導体チップ1aと第2半導体チップ1bは、接着剤5を介して背中合わせに接合されているため、放熱性や電磁シールドの効果が得られないという課題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、半導体装置において、ダイパッド部とインナーリード部が同一平面上に形成されたリードフレームと、前記ダイパッド部の表面と裏面にそれぞれ接着剤を介して固着された第1及び第2の半導体チップと、前記第1の半導体チップの回路面を保護するために、例えば、該第1の半導体チップの回路形成面の四隅に所定の厚さを有する絶縁性のテープを貼り付けて形成した回路面保護材と、前記第1及び第2の半導体チップの電極と前記インナーリード部を接続するボンディングワイヤと、前記第1及び第2の半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止して保護する封止樹脂とを備えている。
【0008】
また、本発明では半導体装置を、ダイパッド部とインナーリード部が同一平面上に形成されたリードフレームのダイパッド部の表面に、第1の半導体チップを接着剤を介して固着する第1ダイボンド工程と、前記第1の半導体チップの回路形成面に回路面を保護するための所定の高さを有する回路面保護材を設ける保護材形成工程と、前記第1の半導体チップの回路形成面を下にしてボンディングステージに搭載し、前記ダイパッド部の裏面に第2の半導体チップを接着剤を介して固着する第2ダイボンド工程と、前記第2の半導体チップの電極とこれに対応する前記インナーリード部をボンディングワイヤで接続する第1ワイヤボンド工程と、前記第1の半導体チップの電極とこれに対応する前記インナーリード部をボンディングワイヤで接続する第2ワイヤボンド工程と、前記第1及び第2の半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止樹脂で封止する樹脂封止工程とを、順次行って製造するようにしている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態を示すマルチチップ型の半導体装置の断面図である。
この半導体装置は、2つの半導体チップ11,12の裏面(回路面の反対側の面)が、リードフレーム13の両面に、それぞれ接着剤14,15を用いて固着されている。リードフレーム13は、例えば、鉄−ニッケル合金や銅等の0.1mm程度の薄い金属板を打ち抜いて形成したものである。リードフレーム13は、半導体チップ11,12を搭載するためのダイパッド部13aと、この半導体チップ11,12からの配線を引き出すためのインナーリード部13bと、半導体装置をプリント配線基板等に機械的及び電気的に接続するためのアウターリード部13cを有しており、このダイパッド部13aとインナーリード部13bは、同一平面上に形成されている。
【0010】
半導体チップ11の表面の四隅には、回路面を保護するための回路面保護材として、例えば、金を0.1mm程度の高さに盛り上げた保護バンプ16が形成されている。また、半導体チップ11,12の表面の電極は、それぞれ金線等のボンディングワイヤ17,18を介して、リードフレーム13の対応するインナーリード部13bに接続されている。そして、これらの半導体チップ11,12、リードフレーム13のダイパッド部13aとインナーリード部13b、及びボンディングワイヤ17,18を含む全体が、例えば、エポキシ樹脂等の封止樹脂19によって封止されている。
【0011】
また、封止樹脂19から外部に引き出されたリードフレーム13のアウターリード部13cは、鍍金が施されて所定の形状に整形されている。
【0012】
図3及び図4は、図1の半導体装置の製造方法を示す工程図とフローチャートである。以下、これらの図3及び図4を参照しつつ、図1の半導体装置の製造方法を説明する。
【0013】
(1) 工程1(第1ダイボンド工程)
ボンディングステージ91の上に、金属板を打ち抜いて平面状に形成されたリードフレーム13を配置し、このリードフレーム13のダイパッド部13aに、半導体チップ11の裏面を接着剤14を用いて固着する。接着剤14としては、例えば、絶縁フィルムの両面にアクリル・エポキシ樹脂系の接着剤を塗布した両面接着テープが用いられる。なお、この工程図では、半導体装置1個分について図示しているが、実際にはリードフレーム13には複数の半導体装置に対応するダイパッド部13a等が形成され、同一工程で同時に複数の半導体装置が製造されるようになっている。
【0014】
(2) 工程2(保護材形成工程、保護バンプ形成工程)
半導体チップ11の表面の四隅に、金線をボンディングして、高さ0.1mm程度の保護バンプ16を形成する。
【0015】
(3) 工程3(第2ダイボンド工程)
半導体チップ11が固着されたリードフレーム13を裏返しして、この半導体チップ11の表面が下側になるように、ボンディングステージ91の上に乗せる。この時、半導体チップ11の表面の四隅に形成された保護バンプ16によって、この半導体チップ11の回路面がボンディングステージ91の表面に接触しないように保護される。
【0016】
その後、リードフレーム13のダイパッド部13aの半導体チップ11とは反対側の面に、半導体チップ12の裏面を接着剤14と同様の接着剤15を用いて固着する。
【0017】
(4) 工程4(第1ワイヤボンド工程)
半導体チップ12の表面の電極と、これに対応するリードフレーム13のインナーリード部13bとの間を、ワイヤボンディング装置を使用してボンディングワイヤ18を介して接続する。ワイヤボンディング装置は、例えば、金線等のボンディングワイヤ18を、熱圧着と超音波振動を併用して接続するものである。
【0018】
(5) 工程5(第2ワイヤボンド工程)
半導体チップ12とインナーリード部13bとの間にワイヤボンディングが施されたリードフレーム13を裏返しして、この半導体チップ12の表面が下側になるように、ボンディングステージ91の上に乗せる。この時、既に配線された裏面のボンディングワイヤ18が、ボンディングステージ91の表面に接触しないように、スペーサ92等を用いてリードフレーム13のインナーリード部13b及びアウターリード部13cを固定する。
【0019】
その後、半導体チップ11の表面の電極と、これに対応するリードフレーム13のインナーリード部13bとの間を、ボンディングワイヤ17を介して接続する。
【0020】
(6) 工程6(樹脂封止工程)
半導体チップ11,12とインナーリード部13bとの間にワイヤボンディングが施されたリードフレーム13を、下金型93と上金型94で挟み、その空間に液状のエポキシ樹脂等の封止樹脂19を注入する。
【0021】
(7) 工程7(鍍金工程)
封止樹脂19が固化して半導体チップ11,12とボンディングワイヤ17,18がモールドされたあと、リードフレーム13を金型から取り出し、リード部13cを鍍金する。
【0022】
(8) 工程8(リード整形工程)
リードフレーム13を切断して個々の半導体装置に分離し、アウターリード部13cを所定の形状に整形する。これにより、図1に示すようなマルチチップ型の半導体装置が完成する。
【0023】
このように、本実施形態の半導体装置は、平板状のリードフレーム13を使用しているので、このリードフレーム13の製造工程が簡素化されてコスト削減が可能になる。また、金属製のリードフレーム13の両面に半導体チップ11,12を固着しているので、放熱性と電磁シールドの効果が得られる。
【0024】
更に、半導体チップ11の表面の四隅に保護バンプ16を設けているので、図3の工程3,4で半導体チップ12を搭載したり、ワイヤボンディングを行うときに、この半導体チップ11の表面がボンディングステージ91に接触することがなくなり、回路面が損傷するおそれがなくなって歩留まりが向上するという利点がある。
【0025】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【0026】
(a) この半導体装置を構成する材料や寸法形状は一例であり、説明したものに限定するものではない。
【0027】
(b) 半導体チップ11の表面を保護するための回路面保護材として、この半導体チップ11の表面の四隅に金の保護バンプ16を設けているが、その他の回路面保護材を用いることができる。
【0028】
図5(a)〜(c)は、本発明のその他の実施形態を示す回路面保護材の説明図である。
【0029】
図5(a)では、回路面保護材として、半導体チップ11の表面の四隅に、例えば、厚さ0.1mm程度の裏面に接着剤が塗布されたポリイミド等の保護テープ20を貼り付けている。
【0030】
図5(b)では、半導体チップ11の表面の周囲で、接続用の電極が形成されていない箇所に、例えば、厚さ0.1mm程度に絶縁性の塗料を塗布し、保護被膜21を形成している。これにより、確実に回路面を保護することができる。
【0031】
図5(c)では、半導体チップ11の表面の中央部で、接続用の電極が形成されていない箇所に、例えば、厚さ0.1mm程度に絶縁性の塗料を塗布し、保護被膜22を形成している。これにより、更に確実に回路面の保護が可能になると共に、樹脂封止時に封止樹脂19の未充填部が発生するおそれがなくなって歩留まりが向上する。
【0032】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ダイパッド部とインナーリード部が同一平面上に形成された平板状のリードフレームを使用しているので、このリードフレームの製造工程が簡素化されてコスト削減が可能になる。また、金属製のリードフレームの両面に第1及び第2の半導体チップを固着しているので、放熱性と電磁シールドの効果が得られる。更に、第1の半導体チップの回路形成面の四隅に所定の厚さの絶縁性テープや絶縁性塗料による回路面保護材を設けている。これにより、第2の半導体チップを搭載したりワイヤボンディングを行うときに、この第1の半導体チップの表面がボンディングステージ等に接触することがなくなり、回路面の損傷を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すマルチチップ型の半導体装置の断面図である。
【図2】従来のマルチチップ型の半導体装置の断面図である。
【図3】図1の半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図4】図1の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明のその他の実施形態を示す回路面保護材の説明図である。
【符号の説明】
11,12 半導体チップ
13 リードフレーム
13a ダイパッド部
13b インナーリード部
13c アウターリード部
14,15 接着剤
16 保護バンプ
17,18 ボンディングワイヤ
19 封止樹脂
20 保護テープ
21,22 保護被膜
91 ボンディングステージ
92 スペーサ
93 下金型
94 上金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multichip semiconductor device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-94040 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-110981
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional multi-chip type semiconductor device described in Patent Document 2. In FIG.
[0005]
In this semiconductor device, the surface of the first semiconductor chip 1a (the surface having the bonding electrode) is bonded to the die pad portion 2 of the lead frame via the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional semiconductor device has the following problems.
In order to mount two semiconductor chips on one side of the die pad portion 2 of the lead frame, a step is provided in the die pad portion 2 and the
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor device in which a die pad portion and an inner lead portion are fixed on the same plane with an adhesive on the front and back surfaces of the die pad portion. In order to protect the first and second semiconductor chips and the circuit surface of the first semiconductor chip, for example, an insulating material having a predetermined thickness at four corners of the circuit forming surface of the first semiconductor chip. A circuit surface protecting material formed by adhering a tape; a bonding wire connecting the electrodes of the first and second semiconductor chips and the inner lead portion; and the first and second semiconductor chips and the bonding wire. And a sealing resin for sealing and protecting.
[0008]
According to the present invention, the semiconductor device is bonded to the surface of the die pad portion of the lead frame in which the die pad portion and the inner lead portion are formed on the same plane, with a first die bonding step for fixing the first semiconductor chip with an adhesive. A protective material forming step of providing a circuit surface protective material having a predetermined height for protecting the circuit surface on the circuit forming surface of the first semiconductor chip; and a circuit forming surface of the first semiconductor chip facing down. A second die bonding step of mounting the second semiconductor chip on the back surface of the die pad portion with an adhesive, an electrode of the second semiconductor chip and the corresponding inner lead portion. A first wire bonding step of connecting with a bonding wire, an electrode of the first semiconductor chip and the corresponding inner lead portion with a bonding wire; A second wire bonding step for continued and a resin sealing step of sealing with a sealing resin the bonding wire and the first and second semiconductor chips, so that manufacturing performed sequentially.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multi-chip type semiconductor device showing an embodiment of the present invention.
In this semiconductor device, the back surfaces (surfaces opposite to the circuit surface) of the two
[0010]
At the four corners of the surface of the
[0011]
Further, the
[0012]
3 and 4 are process diagrams and a flowchart showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
[0013]
(1) Step 1 (first die bonding step)
A
[0014]
(2) Process 2 (protective material forming process, protective bump forming process)
Gold bumps are bonded to the four corners of the surface of the
[0015]
(3) Step 3 (second die bonding step)
The
[0016]
Thereafter, the back surface of the
[0017]
(4) Step 4 (first wire bonding step)
The electrodes on the surface of the
[0018]
(5) Step 5 (second wire bonding step)
The
[0019]
Thereafter, the electrodes on the surface of the
[0020]
(6) Process 6 (resin sealing process)
A
[0021]
(7) Process 7 (Plating process)
After the sealing
[0022]
(8) Process 8 (lead shaping process)
The
[0023]
Thus, since the semiconductor device of this embodiment uses the
[0024]
Further, since the
[0025]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
[0026]
(A) The materials and dimensions of the semiconductor device are examples, and are not limited to those described.
[0027]
(B) Although gold
[0028]
5 (a) to 5 (c) are explanatory views of a circuit surface protecting material showing another embodiment of the present invention.
[0029]
In FIG. 5A, as a circuit surface protection material, for example, a protective tape 20 such as polyimide having an adhesive applied to the back surface with a thickness of about 0.1 mm is attached to the four corners of the surface of the
[0030]
In FIG. 5B, an insulating paint is applied to a portion around the surface of the
[0031]
In FIG. 5C, an insulating paint is applied to a thickness of about 0.1 mm, for example, at a central portion of the surface of the
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a flat lead frame in which the die pad portion and the inner lead portion are formed on the same plane is used, so that the manufacturing process of the lead frame is simplified. Cost reduction. In addition, since the first and second semiconductor chips are fixed to both surfaces of the metal lead frame, heat dissipation and electromagnetic shielding effects can be obtained. Further, a circuit surface protecting material with a predetermined thickness of insulating tape or insulating paint is provided at the four corners of the circuit forming surface of the first semiconductor chip. As a result, when the second semiconductor chip is mounted or wire bonding is performed, the surface of the first semiconductor chip does not come into contact with the bonding stage or the like, and the circuit surface can be prevented from being damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multi-chip type semiconductor device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional multi-chip type semiconductor device.
3 is a process diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1; FIG.
4 is a flowchart showing a manufacturing method of the semiconductor device of FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram of a circuit surface protective material showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 12
Claims (6)
前記ダイパッド部の表面と裏面にそれぞれ接着剤を介して固着された第1及び第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップの回路面を保護するために、該第1の半導体チップの回路形成面の四隅に所定の厚さを有する絶縁性のテープを貼り付けて形成した回路面保護材と、
前記第1及び第2の半導体チップの電極と前記インナーリード部を接続するボンディングワイヤと、
前記第1及び第2の半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止して保護する封止樹脂とを、
備えたことを特徴とする半導体装置。A lead frame in which the die pad portion and the inner lead portion are formed on the same plane;
First and second semiconductor chips each fixed to the front and back surfaces of the die pad portion via an adhesive;
In order to protect the circuit surface of the first semiconductor chip, a circuit surface protection material formed by attaching an insulating tape having a predetermined thickness to the four corners of the circuit formation surface of the first semiconductor chip;
Bonding wires connecting the electrodes of the first and second semiconductor chips and the inner lead portion;
A sealing resin for sealing and protecting the first and second semiconductor chips and the bonding wire;
A semiconductor device comprising the semiconductor device.
前記ダイパッド部の表面と裏面にそれぞれ接着剤を介して固着された第1及び第2の半導体チップと、
前記第1の半導体チップの回路面を保護するために、該第1の半導体チップの回路形成面の周囲に絶縁性の塗料を所定の厚さに塗布して形成した回路面保護材と、
前記第1及び第2の半導体チップの電極と前記インナーリード部を接続するボンディングワイヤと、
前記第1及び第2の半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止して保護する封止樹脂とを、
備えたことを特徴とする半導体装置。 A lead frame in which the die pad portion and the inner lead portion are formed on the same plane;
First and second semiconductor chips each fixed to the front and back surfaces of the die pad portion via an adhesive;
In order to protect the circuit surface of the first semiconductor chip, a circuit surface protecting material formed by applying an insulating paint to a predetermined thickness around the circuit forming surface of the first semiconductor chip;
Bonding wires connecting the electrodes of the first and second semiconductor chips and the inner lead portion;
A sealing resin for sealing and protecting the first and second semiconductor chips and the bonding wire;
A semiconductor device comprising the semiconductor device.
前記第1の半導体チップの回路形成面に回路面を保護するための所定の高さを有する回路面保護材を設ける保護材形成工程と、 A protective material forming step of providing a circuit surface protective material having a predetermined height for protecting the circuit surface on the circuit forming surface of the first semiconductor chip;
前記第1の半導体チップの回路形成面を下にしてボンディングステージに搭載し、前記ダイパッド部の裏面に第2の半導体チップを接着剤を介して固着する第2ダイボンド工程と、 A second die bonding step in which the circuit formation surface of the first semiconductor chip is mounted on a bonding stage and the second semiconductor chip is fixed to the back surface of the die pad portion with an adhesive;
前記第2の半導体チップの電極とこれに対応する前記インナーリード部をボンディングワイヤで接続する第1ワイヤボンド工程と、 A first wire bonding step of connecting an electrode of the second semiconductor chip and the corresponding inner lead portion with a bonding wire;
前記第1の半導体チップの電極とこれに対応する前記インナーリード部をボンディングワイヤで接続する第2ワイヤボンド工程と、 A second wire bonding step of connecting the electrode of the first semiconductor chip and the corresponding inner lead portion with a bonding wire;
前記第1及び第2の半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止樹脂で封止する樹脂封止工程とを、 A resin sealing step of sealing the first and second semiconductor chips and the bonding wire with a sealing resin;
順次行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, which is performed sequentially.
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