JP4439339B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体素子の集積回路部を保護し、かつ外部装置と半導体素子の電気的接続を安定に確保し、さらに高密度な実装を可能とした半導体装置およびその製造方法に関するものであり、特にフリップチップ技術を用いたチップ積層パッケージに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device that protects an integrated circuit portion of a semiconductor element, stably secures an electrical connection between an external device and the semiconductor element, and enables high-density mounting, and a method of manufacturing the semiconductor device. The present invention relates to a chip stacked package using flip chip technology.
近年、半導体装置を高密度に実装する方法として単一のパッケージに複数の半導体装置を積層したパッケージが開発されている。その中でも、比較的小ピンの半導体記憶素子どうしの積層化を実現するワイヤーボンドを用いた積層パッケージや、フリップチップ接続とワイヤーボンド接続を併用した積層パッケージの小型・薄型・多ピン化の検討が多くなされている。 In recent years, a package in which a plurality of semiconductor devices are stacked on a single package has been developed as a method for mounting semiconductor devices at high density. Among them, studies are being made to reduce the size, thickness, and number of pins of stacked packages that use wire bonds to achieve stacking of relatively small pin semiconductor memory elements, and stacked packages that use flip chip connection and wire bond connections. Many have been made.
以下の説明において半導体装置は便宜的に図面上の上側に位置する面を上側面と称し、下側に位置する面を下側面と称するが、半導体装置自体に上下の区別は存在しない。
図14はワイヤーボンド工法のみを用いた積層パッケージの一例である。図14において、半導体素子20,21は基板22上に非導電性接着剤26によって上向きに積層しており、半導体素子20,21を基板22に金属ワイヤー23によって電気的に接続し、基板22の上部全体を封止樹脂29で被覆している。
In the following description, for the sake of convenience, the surface located on the upper side in the drawing is referred to as the upper side surface, and the surface located on the lower side is referred to as the lower side surface.
FIG. 14 shows an example of a stacked package using only the wire bond method. In FIG. 14,
図15はフリップチップ実装とワイヤーボンド接続を併用した積層パッケージの一例である。図15において、半導体素子20はバンプ24により基板22にフリップチップ実装し、封止樹脂25を封入している。半導体素子20は上側面に非導電性接着剤26で半導体素子21を接着し、半導体素子21と基板22の2ndパッド27を金属ワイヤ23によって電気的に接続し、基板22の上部全体を封止樹脂29により被覆している。
図14、図15に記載されている従来の積層パッケージは、共に上側の半導体素子21を金属ワイヤー23によって基板22に電気的接続しているので、重ね合わせる半導体素子20,21のサイズ差が大きい場合には上側の半導体素子21から基板22への金属ワイヤー23の長さが非常に長くなり、封止樹脂29の注入時の金属ワイヤ23にかかる圧力で金属ワイヤー23どうしのショートや金属ワイヤー23の外れが発生する課題がある。
In the conventional stacked package described in FIGS. 14 and 15, the
また、上側の半導体素子21と2ndパッド27とを接続する金属ワイヤ23が下側の半導体素子20へ接触することを避ける為に、2ndパッド27を下側の半導体素子20より遠い位置に設定して金属ワイヤー23のループ高さを確保する必要があり、この事が半導体装置の小型化を妨げる一因にもなっている。さらに、厚み方向に関しては、金属ワイヤー23のループ高さの分だけ半導体装置全体が厚くなり、半導体装置の薄型化を妨げている。
Further, in order to prevent the
また、図14に示すワイヤーボンド工法のみを用いた従来の積層パッケージでは、金属ワイヤー23の数が多いので、端子数の多い半導体素子20,21を積層化する場合に、金属ワイヤー23のショート不良低減のために2ndパッド27の隣接端子ピッチを広げる必要があるが、半導体装置が大型化してしまうという課題があり、比較的小ピンの半導体素子どうしの積層化に限られている。
Further, in the conventional laminated package using only the wire bonding method shown in FIG. 14, since the number of the
上記のようなサイズ差の大きい半導体素子どうしの積層化に伴う金属ワイヤー23のロングワイヤ化に付随して発生する課題を解決する方法として、特許文献1に開示するものがある。これは図16に示すようなものであり、上下の半導体素子20,21の間に上側の半導体素子21から基板22への電気的接続を中継する配線基板28を設けることで、金属ワイヤー23の長さを短縮化してワイヤ流れ(封止樹脂29の注入時にかかる圧力に起因する金属ワイヤー23の変形)によるワイヤショートやワイヤ外れの課題を解決し、かつ装置全体の薄型化を達成する方法を提案している。
しかしながら、上記方法においては半導体素子20は金属ワイヤー23によって基板22に接続されているので、半導体記憶素子より端子数の多い半導体素子20,21を積層化する場合に不可避的にワイヤー数の関係でサイズが大きくなり、ワイヤショートやワイヤ外れが生じる課題が残っている。
However, in the above method, since the
また、半導体素子を積層して組み立てる場合に、どちらか一方の半導体素子が電気特性検査で不良で有ればもう一方の半導体素子は良品であっても廃棄せざるを得ない。つまり、それぞれのチップの電気検査歩留まりの積算で最終歩留まりが決定する。このため半導体素子を積層させた場合の組立費が増加してしまうという課題がある。 Further, when assembling and stacking semiconductor elements, if one of the semiconductor elements is defective in the electrical characteristic inspection, the other semiconductor element is inevitably discarded. In other words, the final yield is determined by integrating the electrical inspection yield of each chip. For this reason, there exists a subject that the assembly cost at the time of laminating | stacking a semiconductor element will increase.
また、多くの積層パッケージにおいては、上側の半導体素子と下側の半導体素子との間で電気信号の共有がなされるが一般的には高密度配線が可能な基板や、積層基板を用いて基板内の配線を用いており、高価な基板材料が必要となるといった課題がある。 In many stacked packages, an electric signal is shared between the upper semiconductor element and the lower semiconductor element. Generally, a substrate capable of high-density wiring or a substrate using a stacked substrate is used. However, there is a problem that an expensive substrate material is required.
本発明はこのような課題を解決するもので、半導体記憶素子と比較して端子数が多く、サイズ差のある半導体素子どうしの積層化に対して、封止プロセスを安定化し、さらなる小型・薄型が可能で安価な半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem. The number of terminals is larger than that of a semiconductor memory element, and the sealing process is stabilized against the stacking of semiconductor elements having different sizes. It is an object of the present invention to provide an inexpensive and inexpensive semiconductor device and a method for manufacturing the same.
上記した課題を解決するために、本発明の半導体装置は、上側面に電極と下側面に外部電極端子を有する第一の基板と、前記第一の基板上に電気的接続された第一の半導体素子と、前記第一の半導体素子の上側面に接着された第二の基板と、前記第二の基板上に電気的に接続された第二の半導体素子と、前記第一の基板と前記第二の基板とを電気的に接続する金属ワイヤーと、前記第一の基板上側面を被覆する絶縁性樹脂で構成された半導体素子積層型の半導体装置において、前記第一、及び第二の半導体素子がそれぞれ前記第一、及び前記第二の基板にフリップチップ接続され、前記第二の半導体素子が前記第二の基板および前記金属ワイヤーを介して前記第一の基板に電気的に接続され、前記第二の基板が上側面に形成する上側面配線と下側面に形成する下側面配線とを電気的に接続してなるものであって、前記下側面配線は前記第二の基板のスルーホールによって前記上側面配線に接続され、第一の半導体素子の上側面と第二の基板の下側面配線とを導電性接着剤によって接着し、前記第二の基板の上側面配線を第一の基板のGNDに金属ワイヤーを介して電気的に接続したことを特徴とする半導体装置である。 To solve the problems described above, the semiconductor device of the present onset Ming, a first substrate having an external electrode terminal to the upper side to the electrode and the lower surface, a first electrically connected to said first substrate A semiconductor substrate, a second substrate bonded to the upper surface of the first semiconductor element, a second semiconductor element electrically connected to the second substrate, and the first substrate In the semiconductor element stacked type semiconductor device composed of a metal wire electrically connecting the second substrate and an insulating resin covering the upper surface of the first substrate, the first and second Semiconductor elements are flip-chip connected to the first and second substrates, respectively, and the second semiconductor elements are electrically connected to the first substrate via the second substrate and the metal wires. An upper surface wiring formed on the upper surface by the second substrate; The lower side surface wiring formed on the side surface is electrically connected, and the lower side surface wiring is connected to the upper side surface wiring by a through hole of the second substrate, and is connected to the upper surface of the first semiconductor element. The side surface and the lower surface wiring of the second substrate are bonded by a conductive adhesive, and the upper surface wiring of the second substrate is electrically connected to the GND of the first substrate through a metal wire. This is a semiconductor device.
この構成により、半導体記憶素子と比較して端子数が多く、サイズ差のある半導体素子どうしの積層化において、封止プロセスを安定化して半導体装置のさらなる小型・薄型化を達成することが可能となる。 With this configuration, it is possible to achieve a further reduction in size and thickness of the semiconductor device by stabilizing the sealing process when stacking semiconductor elements having a larger number of terminals and different sizes compared to semiconductor memory elements. Become.
つまり、下側の第一の半導体素子をフリップチップ実装し、上側の第二の半導体素子を第二の基板にフリップチップ実装してその端子を基板周辺に引き出し、第二の基板を第一の基板に金属ワイヤーで電気的に接続することで、第一の半導体素子の金属ワイヤーをなくして封止の際にワイヤー流れ、ワイヤー外れの対象となる金属ワイヤー数を低減し、パッドピッチのスケール変換(パッドの隣接端子ピッチの縮小)および、第一の基板への金属ワイヤー長の短縮化(ワイヤーループ高さの低減)を達成できる。 That is, the lower first semiconductor element is flip-chip mounted, the upper second semiconductor element is flip-chip mounted on the second substrate, and the terminal is drawn out to the periphery of the substrate, and the second substrate is connected to the first substrate. By electrically connecting to the substrate with metal wires, the metal wires of the first semiconductor element are eliminated, the wires flow during sealing, the number of metal wires that are subject to wire removal is reduced, and the pad pitch scale conversion (Reduction of the adjacent terminal pitch of the pad) and shortening of the metal wire length to the first substrate (reduction of the wire loop height) can be achieved.
その結果、課題となっている封止時のワイヤー流れ、ワイヤー外れ、ワイヤーショートを低減でき、さらには第二の半導体素子からの金属ワイヤ長が長くなる事で生じる半導体装置の大型化を防止することが可能となり、その結果半導体装置自体の小型・薄型化を達成することができる。 As a result, it is possible to reduce wire flow, wire disconnection, and wire short-circuit during sealing, which is a problem, and further prevent an increase in the size of the semiconductor device caused by an increase in the length of the metal wire from the second semiconductor element. As a result, the semiconductor device itself can be reduced in size and thickness.
具体的には第一の半導体素子と第二の半導体素子のサイズ差が4.0mm以上有る場合においても金属ワイヤー長を1.5mm以下のほぼ一定値に抑えることができ、安定したワイヤー配設と封止プロセスを確立できる。 Specifically, even when the size difference between the first semiconductor element and the second semiconductor element is 4.0 mm or more, the metal wire length can be suppressed to a substantially constant value of 1.5 mm or less, and the stable wire arrangement And the sealing process can be established.
例えば第二の半導体素子のパッドピッチが60μmの場合、金属ワイヤー長が4mm以上あるとワイヤー流れによるショート等の不具合の発生頻度が高くなる。第一の基板上に第一の半導体素子を中心に放射上に形成される2ndボンディングパッドのパッドピッチがフリップチップ実装によって形成されるフィレットの長さに応じて大きくなることを考慮すると、本発明の効果は半導体素子のサイズ差が4mm以上で顕著になる。 For example, when the pad pitch of the second semiconductor element is 60 μm, if the metal wire length is 4 mm or more, the occurrence frequency of defects such as a short due to the wire flow increases. Considering that the pad pitch of the 2nd bonding pads formed on the first substrate on the radiation centering on the first semiconductor element is increased according to the length of the fillet formed by flip chip mounting. This effect becomes significant when the size difference of the semiconductor elements is 4 mm or more.
また、パッドピッチのスケール変換が第二の基板によってなされるので、第一の基板上のボンディングパッドをパッドピッチを大きくして放射状に配置する必要がなく、第二の半導体素子の端子数が250〜350ピンであったとしても半導体装置自体の小型化が可能となる。 Moreover, since the scale conversion of the pad pitch is performed by the second substrate, it is not necessary to arrange the bonding pads on the first substrate radially by increasing the pad pitch, and the number of terminals of the second semiconductor element is 250. Even if there are ˜350 pins, the semiconductor device itself can be downsized.
このように第一、第二の半導体素子を共にフリップチップボンディングし、第二の基板でスケール変換を行うことでワイヤー長の短縮化ができ、半導体装置の多ピン化と小型化の両立が可能となる。さらに、第二の半導体素子をフリップチップボンディングしていることで半導体装置全体の薄型化も可能となる。 In this way, the wire length can be shortened by flip-chip bonding the first and second semiconductor elements together and performing the scale conversion on the second substrate, so that both the number of pins of the semiconductor device can be reduced and the size can be reduced. It becomes. Furthermore, the entire semiconductor device can be thinned by flip-chip bonding the second semiconductor element.
また、第二の基板上の配線パターンにより、第二の半導体素子の第一の半導体素子との共有電気信号端子を第一の半導体素子の共有電気信号端子の近傍に再配置することができるので、第一の基板内の配線パターンによって複雑な配線が必要でなくなる。 In addition, the wiring pattern on the second substrate allows the shared electrical signal terminal of the second semiconductor element with the first semiconductor element to be rearranged in the vicinity of the shared electrical signal terminal of the first semiconductor element. The wiring pattern in the first substrate eliminates the need for complicated wiring.
例えば、従来第一の半導体素子が約300端子、第二の半導体素子が約300端子あり共有信号端子が80端子程度である積層パッケージを、図14または図15の構成により実現する際には、共有電気信号端子の配置により4層〜6層の高密度積層基板が必要であったが、本発明の構成により第一の配線基板が2〜3層、第二の配線基板が1〜2層で実現が可能になり、安価な基板の組合せによって積層パッケージが可能となる。
また、第一の半導体素子の上側面が導電性接着剤、第二の基板の下側面配線および上側面配線、金属ワイヤーを介して第一の基板のGNDに電気的に接続され、さらにスルーホールを介して第一の半導体素子の下側面が第一の基板のGNDに電気的に接続されるので、第一の半導体素子の上側面及び下側面の電位を安定化することが可能となる。
For example, when realizing a stacked package having about 300 terminals of the first semiconductor element, about 300 terminals of the second semiconductor element and about 80 terminals of the shared signal terminal with the configuration of FIG. 14 or FIG. Depending on the arrangement of the shared electric signal terminals, a high-density laminated substrate having 4 to 6 layers is necessary. However, the configuration of the present invention has 2 to 3 layers for the first wiring substrate and 1 to 2 layers for the second wiring substrate. The stacked package can be realized by an inexpensive combination of substrates.
Further, the upper surface of the first semiconductor element is electrically connected to the GND of the first substrate through the conductive adhesive, the lower surface wiring and the upper surface wiring of the second substrate, and the metal wire. Since the lower surface of the first semiconductor element is electrically connected to the GND of the first substrate through the first and second semiconductor elements, the potentials of the upper and lower surfaces of the first semiconductor element can be stabilized.
また、第二の基板が第一の半導体素子よりも大きいことを特徴とするものであって、第二の基板を第一の半導体素子の封止樹脂のフィレットに相応して第一の半導体素子よりも大きく形成することで、第一の半導体素子の封止樹脂のフィレットに拘らずワイヤー長を短縮化することが可能となる。 Further, there is the second substrate being larger than the first semiconductor element, and correspondingly the second substrate to the fillet of the sealing resin of the first semiconductor device the first semiconductor element By forming it larger than that, the wire length can be shortened regardless of the fillet of the sealing resin of the first semiconductor element.
また、第二の基板が金属配線の転写された接着シートで構成されていることを特徴とするものである。
また、複数の半導体素子を第一の基板上にフリップチップ接続したことを特徴とするものである。
Further , the second substrate is composed of an adhesive sheet to which metal wiring is transferred.
In addition , a plurality of semiconductor elements are flip-chip connected to the first substrate.
この構成により、更なる高密度実装が可能となる。
また、複数の半導体素子を第二の基板上にフリップチップ接続して第一の半導体素子上にマルチチップモジュール(MCM)を形成したことを特徴とするものである。
This configuration enables further high-density mounting.
Further , a plurality of semiconductor elements are flip-chip connected on the second substrate to form a multichip module (MCM) on the first semiconductor element.
この構成により、更なる高密度実装と、MCM内のチップどうしの結線により第一の基板への電気的接続数を短縮することが可能となる。
また、第二の半導体素子の上側面が絶縁性樹脂の外側に露出していることを特徴とするものである。
With this configuration, the number of electrical connections to the first substrate can be shortened by further high-density mounting and by connecting the chips in the MCM.
Further , the upper surface of the second semiconductor element is exposed to the outside of the insulating resin.
この構成により、半導体装置全体の薄型化を可能とし、放熱特性を良好にすることが可能となる。
本発明の半導体装置の製造方法は、上側面に電極と下側面に外部電極端子を有する第一の基板上に第一の半導体素子をフリップチップ実装し、第二の基板上に前記第一の半導体素子より小さい第二の半導体素子をフリップチップ実装し、前記第一の半導体素子の上側面に第二の基板を接着し、前記第一の基板の上側面の電極と前記第二の基板とを金属ワイヤーで電気的に接続し、前記第一の基板上側面を絶縁性樹脂で被覆し、前記第二の基板が上側面に形成する上側面配線と下側面に形成する下側面配線とを電気的に接続してなるものであって、前記下側面配線は前記第二の基板のスルーホールによって前記上側面配線に接続され、第一の半導体素子の上側面と第二の基板の下側面配線とを導電性接着剤によって接着し、前記第二の基板の上側面配線を第一の基板のGNDに金属ワイヤーを介して電気的に接続したことを特徴とするものである。
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With this configuration, it is possible to reduce the thickness of the entire semiconductor device and improve heat dissipation characteristics.
Method of manufacturing a semi-conductor device of the present invention, the first semiconductor element is flip-chip mounted on the first substrate having an external electrode terminal to the upper side to the electrode and the lower surface, the the second substrate first A second semiconductor element smaller than the first semiconductor element is flip-chip mounted, a second substrate is bonded to the upper surface of the first semiconductor element, and an electrode on the upper surface of the first substrate and the second substrate Are electrically connected with a metal wire, the upper surface of the first substrate is covered with an insulating resin, and the upper surface wiring formed on the upper surface and the lower surface wiring formed on the lower surface of the second substrate; The lower surface wiring is connected to the upper surface wiring by a through hole of the second substrate, and the upper surface of the first semiconductor element is connected to the lower surface of the second substrate. Adhere the side wiring to the second substrate with a conductive adhesive. The surface wiring through a metal wire to GND of the first substrate is characterized in that the electrically connected.
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以上のように本発明によれば、上側の半導体素子と下側の半導体素子が共にフリップチップボンディングによりそれぞれ基板に実装され、それぞれのパッケージを熱硬化性接着剤等で接着して積み重ねたのち、上側の基板と下側の基板とをワイヤーボンドによって電気的に接続するという特徴を有している。 As described above, according to the present invention, the upper semiconductor element and the lower semiconductor element are both mounted on the substrate by flip chip bonding, and each package is adhered and stacked with a thermosetting adhesive or the like, The upper substrate and the lower substrate are electrically connected by wire bonding.
これによって、多ピンどうしのチップのスタック化が可能となり、上下の半導体素子のサイズ差が大きい場合には実現できなかった小型・薄型化を達成できる半導体装置を実現するものである。さらに、パッケージ化した後に積層するため、電気特性検査に合格したチップのみの構成で積層化が可能となり、歩留まりも向上させることが可能となる。さらに、安価な基板の組合せによって積層パッケージが実現できる為、高密度積層パッケージの低コスト化が可能となる。 As a result, a multi-pin chip can be stacked, and a semiconductor device that can be reduced in size and thickness that cannot be realized when the size difference between the upper and lower semiconductor elements is large is realized. Furthermore, since it is stacked after being packaged, it is possible to stack with only a chip that has passed the electrical characteristic inspection, and it is possible to improve the yield. Furthermore, since a stacked package can be realized by combining an inexpensive substrate, the cost of the high-density stacked package can be reduced.
以下、本発明の半導体装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の第一の実施の形態によるチップ積層パッケージの構成を示している。図1において、第一の半導体素子のチップ1が第一の基板2にバンプ3を介してフリップチップボンディングされ、その間隙に封止樹脂4が充填されている。さらに第二の半導体素子のチップ5も第二の基板6にバンプ3を介してフリップチップボンディングされ、第2の基板6の下側面に設けられた接着シート14を介してチップ1の上側面と接合されている。第一の基板2と第二の基板6は金属ワイヤー7によって電気的に導通しており、基板2上部全体が封止樹脂(絶縁性樹脂)8で覆われている構造となっている。
Embodiments of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a chip stack package according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
図2〜図5は本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造方法のフローを示している。図2、図3に示すようにマトリックス状に製品エリアが配置された第二の基板6にバンプ3が形成されたチップ5をフリップチップボンディング実装する。チップ1も同様にマトリックス化された第一の基板2上にフリップチップボンディング実装する。
2 to 5 show a flow of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 2 and 3, the
このとき第一の基板2は想定される外部端子13の端子数、用途により有機ビルトアップ基板若しくはセラミック基板、テープ基板等を用いることが可能であるが、第二の基板6はワイヤーボンドのピッチ変換、およびワイヤー長を短くすることが目的であるので、図9のようなパターンをもつ比較的安価で薄型の有機単層板やテープ基板を用いる。
At this time, an organic built-up substrate, a ceramic substrate, a tape substrate, or the like can be used as the
第二の基板6はチップ5を接続する電極9がチップ5の端子位置をミラー反転させたパッド配置をなしており、電極10が第一の基板2と金属ワイヤー7で電気的に接続するためのボンディングパッドとなり、電極9と電極10を配線11で接続している。第二の基板6は金属配線を転写した接着シートで構成することも可能である。
The
フリップチップボンディングとしては半田バンプを用いたC4接続構造や、チップにスタットバンプを形成した後導電性ペーストを介して基板と接続するSBB接続や、バンプをチップに形成した後に異方性導電性シート(ACF)、若しくは非導電性フィルム(NCF)を用いて基板に加圧接着する工法等を用いることが出来る。 For flip chip bonding, a C4 connection structure using solder bumps, SBB connection in which a stat bump is formed on a chip and then connected to a substrate via a conductive paste, or an anisotropic conductive sheet after bumps are formed on a chip (ACF) or a non-conductive film (NCF) can be used for pressure bonding to the substrate.
次に、図4に示すように、チップ5が実装された第二の基板6を熱硬化性シート15aとダイシングシート15bとを一体化した接着シート14を用いてウェハリング16に貼り付ける。その後、図5に示すように、ブレード17によるダイシングにより個片化した後、図6のようにチップ1の上側面へダイスボンディングして加熱キュアすることで接着を完了させる。
Next, as shown in FIG. 4, the
上述の構成では、ウェハリング16に貼り付ける際に熱硬化性シート15aを用いて接着しているが、ダイシングシート15bのみを用いて第2の基板6を固定してダイシングを行い、非導電性ペーストをチップ1の上側面に付設して基板6をチップ1へ接着することも可能である。積層化に際してチップ1,5はパッケージ化されて電気特性検査が可能であるので、電気特性検査に合格したチップどうしの構成で積層化させることで、歩留まりも向上させることが可能となる。
In the above-described configuration, the
次に、図7に示すように、第二の基板6を第一の基板2に金属ワイヤー7で接続する。金属ワイヤー7はボールボンディング法で一般的に用いられるAu線の他にAL、Cu線を用いてもよい。最後に、図8に示すように、トランスファーモールドにより第一の基板2の上側面の全体を一括封止し、パッケージダイシングを実施して最終外形を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, the
図10は本発明の第2の実施形態による構成を示している。この構成では、チップ5の上側面が封止樹脂8の外側に露出しており、薄型化と放熱性を向上させることが可能となる。この実施形態の製造方法は先の製造フローに準ずるが、封止樹脂8を構成した後、パッケージ上側面を研磨してチップ5の上側面を露出させる工程が追加される。1工程増えるが半導体装置の厚みを最大限度に薄くすることが可能となる。
FIG. 10 shows a configuration according to the second embodiment of the present invention. In this configuration, the upper surface of the
図11は本発明の第3の実施形態による構成を示している。この構成では、第二の基板6のサイズが下側のチップ1のチップサイズよりも大きく形成された構造を有しており、第二の基板6を第一の基板2の封止樹脂のフィレットLに相応してチップ1よりも大きく形成することで、チップ1のフィレットLに拘らずワイヤー長を短縮化することが可能となり、従来のようなフリップチップボンディングのフィレットLの長さ分だけ金属ワイヤー7が長くなることを防止することができる。この結果として金属ワイヤー7の長さを0.5〜1mm程度に抑えることができ、より一層封止工程のプロセス安定化が図れる。
FIG. 11 shows a configuration according to the third embodiment of the present invention. In this configuration, the
図12は本発明の第4の実施形態を示している。この構成では、第二の基板6は上側面および下側面の両面にそれぞれ上側面配線19a、下側面配線19bが形成されており、チップ1の上側面と第二の基板6の下側面配線19bは導電性接着剤によって電気的に接続されている。導電性接着剤はシート状、テープ状、ペースト状等様々な形態のものが市販されており、第一の半導体素子及び第二の基板の形状や材質により任意の材料を選択すればよい。下側面配線19bは基板6のスルーホール18によって上側面配線19aに接続され、その上側面配線19aはさらに金属ワイヤー7で第一の基板2の2ndパッド12に接続され、2ndパッド12はGNDへ接続されている。
FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention. In this configuration, the
上記構造により、チップ1の裏面電位をGND化でき、電気特性に優れた半導体装置を実現することが出来る。
図13には本発明の第5の実施の形態を示している。この構成では、第二の基板6上に複数のチップ5をフリップチップボンディング搭載してマルチチップモジュールを形成している。第二の基板6上のチップ5は相互に第二の基板6を介して電気的接続をなすことが可能となる。その結果、第一の基板2へ金属ワイヤー7で接続する端子数を最小限に抑えることができ、金属ワイヤー7のワイヤーショートやワイヤ外れ等の不具合の発生頻度を低下させることが可能となると同時に、半導体装置のさらなる高密度化が可能となる。
With the above structure, the back surface potential of the
FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention. In this configuration, a plurality of
本発明によれば半導体装置を小型化、薄型化でき、情報通信機器、事務用電子機器、家庭用電子機器、測定装置、組立ロボット等の産業用電子機器、医療用電子機器、電子玩具等の小型化を容易にできる。 According to the present invention, a semiconductor device can be reduced in size and thickness, such as an information communication device, an office electronic device, a home electronic device, a measuring device, an industrial electronic device such as an assembly robot, a medical electronic device, an electronic toy, etc. Miniaturization can be facilitated.
1 チップ
2 第一の基板
3 バンプ
4 封止樹脂(絶縁性樹脂)
5 チップ
6 第二の基板
7 金属ワイヤー
8 封止樹脂(絶縁性樹脂)
9 電極
10 電極
11 配線
12 2ndパッド
13 外部端子
14 接着シート
15a 熱硬化性シート
15b ダイシングシート
16 ウェハリング
17 ブレード
18 スルーホール
19a 上側面配線
19b 下側面配線
1
5
9
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