JPH07263620A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH07263620A
JPH07263620A JP6050080A JP5008094A JPH07263620A JP H07263620 A JPH07263620 A JP H07263620A JP 6050080 A JP6050080 A JP 6050080A JP 5008094 A JP5008094 A JP 5008094A JP H07263620 A JPH07263620 A JP H07263620A
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JP
Japan
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elements
semiconductor device
cpu
base
memory
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JP6050080A
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Japanese (ja)
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Osamu Ito
修 伊東
Takayuki Uda
隆之 宇田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the title semiconductor device capable of making the improvement of the reliability upon the element connection and the mounting density, the reduction in manufacturing cost and the realization of high yield in various functions feasible. CONSTITUTION:Within the title semiconductor device, elements 103 are directly connected through the intermediary of CCB bumps 102 by multiple elements 101 striding over said elements 103 so that the plural elements 101 and 103 mutually comprising the material having the same physical properties such as silicon etc., may be contained between a pair of sheetlike reinforcement members 11. Accordingly, the gap between the reinforcement members 11 is air-tightly sealed with a sealing member 12 so that the connector 10 connecting the elements 101 may be externally protruded from the gap between the reinforcement member 11 for inputting and outputting the external electrical signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特
に、半導体装置の小型化や信頼性の向上等に適用して有
効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique effectively applied to miniaturization and improvement of reliability of the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体装置の実装方法は、通
常、個々の半導体素子をパッケージ内に封入し、パッケ
ージの外部に突設された複数のピンを介して所望の基板
に接続固定する、という技術が一般的であった。
2. Description of the Related Art For example, in a method of mounting a semiconductor device, usually, an individual semiconductor element is enclosed in a package and is fixedly connected to a desired substrate through a plurality of pins projecting outside the package. Technology was common.

【0003】なお、半導体装置の実装技術については、
たとえば日経マグロウヒル社、1984年6月11日発
行、日経エレクトロニクス別冊No2「マイクロデバイセ
ズ」P160〜P168、等の文献に記載されている。
Regarding the mounting technique of the semiconductor device,
For example, it is described in documents such as Nikkei McGraw-Hill, June 11, 1984, Nikkei Electronics Separate Volume No. 2 “Micro Devices” P160 to P168.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では半
導体素子をそれぞれ個別のパッケージに入れて実装して
いたため、(a)実装密度が低い、(b)実装遅延が大
きい、という問題がある。これを解決するために複数の
素子を1つのパッケージに入れるMCM(Multi Chip Mo
dule) という技術を用いることが考えられる。すなわ
ち、共通のベース上に複数の素子を搭載するものであ
る。この場合、素子とベースをWB(Wire Bonding)技術
で接続すると、入出力信号電極数の限界が小さい、実装
遅延が大きい等の他の問題を生じる。
In the above-mentioned conventional technique, since the semiconductor elements are packaged in individual packages, there are problems that (a) the mounting density is low and (b) the mounting delay is large. To solve this problem, MCM (Multi Chip Mo
It is possible to use the technology called dule). That is, a plurality of elements are mounted on a common base. In this case, if the element and the base are connected by the WB (Wire Bonding) technique, other problems such as a small limit of the number of input / output signal electrodes and a large mounting delay occur.

【0005】また、ベース内に多層配線構造を設け、素
子とベースとをCCB(Controled Collaspe Bonding)技
術で接続する場合には、素子とベースの間の熱膨張係数
差による接続部の信頼性の低下、複雑な配線の付いた高
価なベースを使用することに起因する製造原価上昇とい
う問題を生じるため付加価値の高い高価なシステムにし
か適用できない。
Further, when a multilayer wiring structure is provided in the base and the element and the base are connected by CCB (Controlled Collaspe Bonding) technology, the reliability of the connection portion due to the difference in thermal expansion coefficient between the element and the base is improved. It is only applicable to high value-added and expensive systems due to the problem of increased manufacturing costs due to the use of expensive bases with complicated wiring.

【0006】本発明の目的は、素子の接続の信頼性を向
上させることが可能な半導体装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the reliability of element connection.

【0007】本発明の他の目的は、実装密度の向上を実
現することが可能な半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving packaging density.

【0008】本発明のさらに他の目的は、製造原価を削
減することが可能な半導体装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing manufacturing cost.

【0009】本発明のさらに他の目的は、多様な機能を
高歩留りで実現することが可能な半導体装置を提供する
ことにある。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device which can realize various functions with high yield.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0012】すなわち、本発明は、表面に外部接続電極
を有する複数の素子が当該外部接続電極同士を直接に接
続することで素子間の接続を行うようにした半導体装置
である。
That is, the present invention is a semiconductor device in which a plurality of elements having external connection electrodes on the surface directly connect the external connection electrodes to each other to connect the elements.

【0013】また、本発明は、1つの素子が他の複数の
素子にまたがる形で複数の素子の接続を行うようにした
半導体装置である。
Further, the present invention is a semiconductor device in which one element is connected to a plurality of other elements so as to connect the plurality of elements.

【0014】複数の素子は、それぞれCPUおよび当該
CPUによってアクセスされるメモリで構成することが
できる。また、複数の素子は、それぞれCPUからな
り、マルチCPUシステムを構成することができる。ま
た、複数の素子には、一つのCPUを構成する複数の論
理機能ブロックの各々を形成することができる。また、
複数の素子は、それぞれバイポーラ素子およびMOSま
たはCMOS素子からなる構成とすることができる。ま
た、複数の素子は、複数のメモリ素子からなり、メモリ
カードまたはメモリモジュールを構成することができ
る。また、複数の素子のうちの一部の素子は配線構造の
みを有する構成とすることができる。
Each of the plurality of elements can be composed of a CPU and a memory accessed by the CPU. Further, each of the plurality of elements is composed of a CPU, and can form a multi-CPU system. Further, each of the plurality of elements can be formed with each of a plurality of logical function blocks that constitute one CPU. Also,
Each of the plurality of elements can be composed of a bipolar element and a MOS or CMOS element. Further, the plurality of elements are composed of a plurality of memory elements and can form a memory card or a memory module. Further, some of the plurality of elements may have a wiring structure only.

【0015】[0015]

【作用】上記した本発明の半導体装置によれば、複数の
素子がその表面に形成された外部接続電極を介して直接
的に接続される構成であるため、たとえば、素子を他の
材質からなるベース等に固定する場合のように、両者の
熱膨張係数の差に起因する接続部の信頼性の低下が回避
され、素子間の接続の信頼性を高くすることができる。
また、複数の素子が一部が重なりあった状態で接続され
るため、実装面に対する投影面積が減少し、実装密度が
向上する。また、内部に複雑な配線構造が形成された高
価なベース等の部材を用いる必要がないため、製造原価
を削減できる。また、個々の素子を、多様なプロセス
で、任意の機能を持たせることができるため、多様な機
能のCPUや複数種のCPUを組み合わせたマルチCP
U、さらには、メモリカード、等、多様なシステムを構
築することができる。また、製造時の歩留りは、個々の
素子単位で決まるため、たとえば、多機能化のためにサ
イズの大きな1チップに多数の回路要素を一括して組み
込む場合に比較して、高い歩留りを実現することができ
る。
According to the above-described semiconductor device of the present invention, since a plurality of elements are directly connected via the external connection electrodes formed on the surface thereof, the elements are made of other materials, for example. As in the case of fixing to the base or the like, it is possible to avoid a decrease in the reliability of the connecting portion due to the difference in the thermal expansion coefficient between the two, and to improve the reliability of the connection between the elements.
Further, since the plurality of elements are connected in a state where some of them are overlapped with each other, the projected area on the mounting surface is reduced and the mounting density is improved. Further, since it is not necessary to use an expensive base member having a complicated wiring structure formed therein, it is possible to reduce the manufacturing cost. Further, since each element can be given an arbitrary function in various processes, a multi-CP in which CPUs having various functions or a plurality of types of CPUs are combined
It is possible to construct various systems such as U and further a memory card. In addition, since the yield at the time of manufacturing is determined for each individual element unit, a higher yield is realized as compared with, for example, a case in which a large number of circuit elements are collectively incorporated in one large chip for multi-functionalization. be able to.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】(実施例1)図1は、本発明の一実施例で
ある半導体装置の構成の一例を示す側面図であり、図
2、図3および図4は、その封止形態の一例を示す略断
面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a side view showing an example of the configuration of a semiconductor device which is an embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3 and 4 show an example of the sealing form. It is a schematic sectional drawing shown.

【0018】図1に例示されるように、たとえばシリコ
ンからなる複数の素子1は、たとえばはんだボールから
なるCCBバンプ2を介して直接的に、同じシリコンか
らなる素子3に接続されている。この場合、素子3が、
たとえば、CPUからなるとき、その上に接続された複
数の素子1は、たとえば当該CPUによってアクセスさ
れるメモリやキャッシュメモリ、あるいはCPU周辺回
路要素とすることが考えられる。
As illustrated in FIG. 1, a plurality of elements 1 made of silicon, for example, are directly connected to an element 3 made of the same silicon via CCB bumps 2 made of solder balls, for example. In this case, the element 3 is
For example, when it is composed of a CPU, the plurality of elements 1 connected thereto may be, for example, a memory or a cache memory accessed by the CPU, or a CPU peripheral circuit element.

【0019】また、素子3をバイポーラ素子とし、素子
1をMOS素子やCMOS素子等で構成する等のよう
に、製造プロセスの種類が異なる複数の素子を混在させ
て難なく一体化することができる。
Further, a plurality of elements having different types of manufacturing processes can be mixed and integrated without any difficulty, as in the case where the element 3 is a bipolar element and the element 1 is a MOS element or a CMOS element.

【0020】このような図1の構成は、本実施例の場
合、たとえば図2に例示される封止形態とされる。すな
わち、図2において、ベース5の中央部には、凹部5a
が形成され、この凹部5aを覆うように、放熱フィン4
aを有するキャップ状のヒートシンク4が気密に接合さ
れている。図1の構成の複数の素子1は凹部5aの底部
にはんだ層等の接合層1aを介して密着するようにベー
ス5に搭載され、これらの素子1を搭載した素子3は、
底面がヒートシンク4にはんだ層等の接合層3aを介し
て密着され、これによって動作中に発生する熱を外部に
放散するとともに、周辺部に設けられたCCBバンプ2
aを介して、ベース5の周辺の突出部に露出した配線6
の内端部に接続されている。ベース5の配線6の外端部
は、当該ベース5の底面に突設された複数のI/Oピン
7に電気的に接続されており、このI/Oピン7、配線
6およびCCBバンプ2aを介して、内部の素子1およ
び素子3と外部との間における電力や電気信号の授受が
行われる。
In the case of the present embodiment, the structure of FIG. 1 as described above is, for example, the sealing form illustrated in FIG. That is, in FIG. 2, a recess 5 a is formed in the center of the base 5.
Is formed, and the radiation fin 4 is formed so as to cover the recess 5a.
The cap-shaped heat sink 4 having a is airtightly joined. The plurality of elements 1 having the configuration of FIG. 1 are mounted on the base 5 so as to be in close contact with the bottom of the recess 5a via the bonding layer 1a such as a solder layer.
The bottom surface is adhered to the heat sink 4 via the bonding layer 3a such as a solder layer, which dissipates the heat generated during operation to the outside and also the CCB bumps 2 provided in the peripheral portion.
The wiring 6 exposed at the protruding portion around the base 5 via a
Is connected to the inner end of. The outer end of the wiring 6 of the base 5 is electrically connected to a plurality of I / O pins 7 protruding from the bottom surface of the base 5, and the I / O pins 7, the wiring 6 and the CCB bumps 2a are formed. Power and electric signals are exchanged between the element 1 and the element 3 inside and the outside via the.

【0021】また、封止形態としては、たとえば図3に
例示される構成も考えられる。この図3の場合には、ベ
ース5は断面が凸形状を呈しており、中央の突出部に配
線6の内端部が露出する構成となっている。また、素子
側では、ベースとなる素子3の周辺部に複数の素子1を
CCBバンプ2を介して搭載し、中央部の空き領域にC
CBバンプ2aを配置して、ベース5の配線6の内端部
と接続させる構成となっている。この場合も、素子1の
頂部は、はんだ層等の接合層1aを介してベース5に密
着しているとともに、素子3の底面は、はんだ層等の接
合層3aを介してヒートシンク4に密着し、効率的な放
熱を行わせる。
Further, as the sealing form, for example, the structure illustrated in FIG. 3 can be considered. In the case of FIG. 3, the base 5 has a convex cross section, and the inner end of the wiring 6 is exposed at the central protruding portion. On the element side, a plurality of elements 1 are mounted on the peripheral portion of the element 3 serving as a base via the CCB bumps 2, and C is provided in the empty area in the central portion.
The CB bump 2a is arranged and connected to the inner end of the wiring 6 of the base 5. Also in this case, the top of the element 1 is in close contact with the base 5 via the bonding layer 1a such as a solder layer, and the bottom surface of the element 3 is in close contact with the heat sink 4 via the bonding layer 3a such as a solder layer. , Make efficient heat dissipation.

【0022】さらに、図4に例示される封止形態とする
ことも考えられる。この図4の場合には、平坦なベース
5の上面に、はんだ層等の接合層3aを介して、複数の
素子1を搭載した素子3を固定し、素子3の周辺部に設
けられた図示しないボンディングパッドと、ベース5の
配線6の内端部との間にボンディングワイヤ8を架設し
てI/Oピン7との電気的な接続をとる構成となってい
る。素子3に搭載された複数の素子1の頂部は、たとえ
ばはんだ層などの接合層1aを介してヒートシンク4の
中央の突出部に密着されており、ヒートシンク4を介し
た放熱を行わせている。
Further, it is also conceivable to adopt the sealing form illustrated in FIG. In the case of FIG. 4, an element 3 having a plurality of elements 1 mounted thereon is fixed to the upper surface of a flat base 5 via a bonding layer 3a such as a solder layer, and is provided in the peripheral portion of the element 3. A bonding wire 8 is laid between the unbonded bonding pad and the inner end of the wiring 6 of the base 5 to establish electrical connection with the I / O pin 7. The tops of the plurality of elements 1 mounted on the element 3 are in close contact with the central protruding portion of the heat sink 4 via a bonding layer 1a such as a solder layer, and allow heat to be radiated through the heat sink 4.

【0023】このように、本実施例の半導体装置では、
素子3の上にCCBバンプ2を介して複数の素子1を直
接的に搭載した構成であるため、たとえば素子1等を材
質の異なるベース部材等に搭載する構成に比較して、C
CBバンプ2に発生する熱応力等が緩和され、CCBバ
ンプ2による素子1と素子3の間の接続の信頼性が向上
する。特に、図2〜図4に例示した封止形態では、いず
れの場合も、素子1および素子3が、ヒートシンク4ま
たはベース5の側にそれぞれ拘束されるため、動作中の
発熱によるCCBバンプ2における熱応力の作用が大き
くなることが懸念されるが、本実施例の場合には、素子
1および素子3の双方が、たとえばシリコン等の同一材
質で構成されているため、熱膨張係数の差異等に起因す
る上述のような熱応力の発生の懸念がなく、CCBバン
プ2による接合の信頼性が向上する。
As described above, in the semiconductor device of this embodiment,
Since a plurality of elements 1 are directly mounted on the elements 3 via the CCB bumps 2, for example, compared to a configuration in which the elements 1 and the like are mounted on a base member or the like made of different materials, C
The thermal stress or the like generated in the CB bump 2 is relaxed, and the reliability of the connection between the element 1 and the element 3 by the CCB bump 2 is improved. In particular, in each of the sealing forms illustrated in FIGS. 2 to 4, the element 1 and the element 3 are constrained by the heat sink 4 or the base 5 side in each case. Although there is a concern that the action of thermal stress may increase, in the case of this embodiment, since both the element 1 and the element 3 are made of the same material such as silicon, the difference in thermal expansion coefficient, etc. There is no concern that the above-described thermal stress will be generated due to the above, and the reliability of bonding by the CCB bump 2 is improved.

【0024】素子1や素子3を共通のベース部材等に搭
載する従来の構成では、ベース部材等に設けられた配線
長の分だけ、素子1と素子3の間における電気信号の伝
達遅延が避けられないが、本実施例の場合には、両者が
CCBバンプ2を介して直接的に接続されているので、
信号に伝達遅延時間を最小限に抑制でき、素子1および
素子3を組み合わせたシステムの動作の高速化が図れ
る。たとえば、素子3をCPUとし、素子1を当該CP
Uによってアクセスされるキャッシュメモリとする構成
では、CPUによるキャッシュメモリ等のアクセスの高
速化を図ることができる。
In the conventional structure in which the element 1 and the element 3 are mounted on a common base member or the like, the transmission delay of the electric signal between the element 1 and the element 3 is avoided by the length of the wiring provided on the base member or the like. However, in the case of the present embodiment, since both are directly connected via the CCB bump 2,
The signal transmission delay time can be suppressed to a minimum, and the operation speed of the system in which the elements 1 and 3 are combined can be increased. For example, the element 3 is a CPU, and the element 1 is the CP
In the configuration in which the cache memory is accessed by U, the CPU can speed up the access to the cache memory and the like.

【0025】さらに、従来のように、共通のベース部材
等を用いる場合には、当該ベース部材の内部に多層配線
構造等を設けることが必要となり、構造の複雑化によっ
てベース部材自体が高価なものとなって製造原価が上昇
することは避けられないが、本実施例の場合には、この
ような高価なベース部材等を全く用いる必要がないの
で、ベース5における配線6は、必要最小限の簡素な構
成で済み、製造原価を低減できる。
Furthermore, when a common base member or the like is used as in the prior art, it is necessary to provide a multilayer wiring structure or the like inside the base member, and the base member itself is expensive due to the complexity of the structure. However, in the case of the present embodiment, it is not necessary to use such an expensive base member or the like, so that the wiring 6 in the base 5 has a minimum necessary amount. A simple structure is sufficient and the manufacturing cost can be reduced.

【0026】また、製造時の歩留りの観点から考える
と、素子1と素子3を同一のチップ内に一括して形成す
る場合には、一方のみの欠陥でも他方を廃棄せざるを得
ず、また歩留り上不利なチップサイズの増加も相まって
歩留りは低くならざるを得ないが、本実施例の場合に
は、素子1および素子3を別個に製造するので、個々の
製造プロセスでの歩留りは高くなり、両者を組み合わせ
たシステム全体の歩留りも向上する。
Further, from the viewpoint of manufacturing yield, when the elements 1 and 3 are collectively formed in the same chip, the defect of only one must be discarded and the other must be discarded. The yield is inevitably low due to an increase in chip size, which is disadvantageous in terms of yield. However, in the case of this embodiment, since the element 1 and the element 3 are manufactured separately, the yield in each manufacturing process becomes high. The overall yield of the system that combines both is also improved.

【0027】また、素子1と素子3を分離したことによ
る信号の伝播遅延時間は、CCBバンプ2によって両者
直接的に接続したことによって最小にでき、伝播遅延時
間の観点からの性能低下も抑止できる。
Further, the signal propagation delay time due to the separation of the element 1 and the element 3 can be minimized by directly connecting the two by the CCB bumps 2, and the performance deterioration from the viewpoint of the propagation delay time can be suppressed. .

【0028】さらに、素子3の上に複数の素子1を重ね
た構成であるため、単に、素子1および素子3を共通の
ベース部材等に平面的に搭載する従来の構成に比較し
て、封止構造のベース5に対する全体の投影面積も減少
し、実装密度の向上および寸法の小型化を実現すること
ができる。
Further, since the plurality of elements 1 are superposed on the element 3, the sealing is provided as compared with the conventional configuration in which the elements 1 and 3 are simply mounted on a common base member or the like in a plane. The entire projected area of the stopper structure with respect to the base 5 is also reduced, and the packaging density can be improved and the size can be reduced.

【0029】(実施例2)図5は、本発明の他の実施例
である半導体装置の構成の一例を示す側面図であり、図
6は、その斜視図、図7は、その封止形態の一部を破断
して例示する斜視図である。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a side view showing an example of the configuration of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view thereof, and FIG. 7 is a sealing form thereof. It is a perspective view which fractures | ruptures a part of FIG.

【0030】この実施例の場合には、複数の素子103
を、当該素子103の間に跨がる複数の素子101によ
って、CCBバンプ102を介して直接的に接続する構
成としたものである。素子101および素子103は、
互いにシリコン等の同一物性の材料で構成されている。
In the case of this embodiment, a plurality of elements 103
Is configured to be directly connected via the CCB bumps 102 by a plurality of the elements 101 that straddle the elements 103. The element 101 and the element 103 are
They are made of materials having the same physical properties such as silicon.

【0031】すなわち、素子103の接続面には、図6
に例示されるように、複数のBLM(Ball Limitting M
etalization )等の接合パターン9が設けられており、
素子101側のCCBバンプ2を任意の位置に接続する
ことが可能になっている。また、一部の素子101に
は、CCBバンプ102を介してコネクタ10が接続さ
れている。このコネクタ10は、素子101および素子
103と同一の材質で構成することができる。
That is, on the connection surface of the element 103, as shown in FIG.
, A plurality of BLMs (Ball Limitting M
etalization) and other bonding patterns 9 are provided,
The CCB bump 2 on the element 101 side can be connected to an arbitrary position. The connector 10 is connected to some of the elements 101 via CCB bumps 102. The connector 10 can be made of the same material as the elements 101 and 103.

【0032】この場合、素子103および素子101の
双方をメモリ素子とすれば小型かつ大容量のメモリカー
ドを構築できる。また、素子103の各々が異なるCP
Uとした場合には、マルチCPUシステムを構築でき
る。この場合には、素子103を接続する素子101は
たとえば配線構造のみを有する構成としてもよいし、あ
るいは各CPUによってアクセスされる共用メモリやキ
ャッシュメモリ等としてもよい。
In this case, if both the element 103 and the element 101 are memory elements, a small-sized and large-capacity memory card can be constructed. In addition, each element 103 has a different CP
When U is set, a multi-CPU system can be constructed. In this case, the element 101 connecting the element 103 may have a structure having only a wiring structure, or may be a shared memory or a cache memory accessed by each CPU.

【0033】また、図5や図6に例示される構成の全体
で一つのCPUとすることも考えられる。この場合に
は、個々の素子101や素子103に、たとえば算術論
理演算ユニット(ALU)、メモリ管理ユニット(MM
U)、先行制御回路、分岐予測回路、キャッシュメモ
リ、レジスタファイル、タグ記憶、等の各論理機能ブロ
ックを分散して配置し、各論理機能ブロックの組み合わ
せによって、多様な機能や性能を有するCPUを実現す
る構成としてもよい。
It is also conceivable that one CPU is used in the entire configuration illustrated in FIGS. 5 and 6. In this case, for example, the arithmetic logic unit (ALU) and the memory management unit (MM
U), the advance control circuit, the branch prediction circuit, the cache memory, the register file, the tag storage, etc. are arranged in a distributed manner, and a CPU having various functions and performances is obtained by combining the respective logic function blocks. The configuration may be realized.

【0034】そして、図6に例示される構成の全体を、
たとえば、図7に例示されるように封止する。すなわ
ち、複数の素子103を、素子101を介して直接的に
接続した構成を、一対の板状の補強部材11の間に挟み
込み、この補強部材11の周辺部の間隙にシール材12
を充填して気密に封止する構造とする。
Then, the entire configuration illustrated in FIG.
For example, it is sealed as illustrated in FIG. That is, a configuration in which a plurality of elements 103 are directly connected via the element 101 is sandwiched between a pair of plate-shaped reinforcing members 11, and the sealing material 12 is provided in a gap around the reinforcing members 11.
To be hermetically sealed.

【0035】この図7の封止構造は、たとえば、素子1
01および素子103をメモリ素子とした場合には、小
型かつ大容量のICカードあるいはメモリカード、メモ
リモジュールとすることができる。
The sealing structure of FIG. 7 is, for example, the element 1
When 01 and the element 103 are memory elements, a small and large-capacity IC card, memory card, or memory module can be obtained.

【0036】この実施例の場合にも、マルチCPUや、
CPUモジュール、さらにはメモリカード、ICカー
ド、メモリモジュール等を、高集積度、高い歩留りおよ
び信頼性をもって構築できるとともに、実装寸法を大幅
に低減でき、小型化を達成することができる。
Also in the case of this embodiment, a multi CPU,
A CPU module, a memory card, an IC card, a memory module, and the like can be constructed with high integration, high yield, and reliability, and mounting dimensions can be significantly reduced, and miniaturization can be achieved.

【0037】なお、図5に例示した構造の封止形態とし
ては、図7に例示したものに限らず、たとえば、図8、
図9および図10に例示した封止形態を採用することも
できる。この図8〜図10の封止形態は、それぞれ、前
述した図2〜図4に対応しており、内部構造として、図
1の構成の代わりに、図5の構成を用いたものであり、
重複を避けるため、同一の構成要素には、同一の符号を
付して説明を省略する。
The sealing form of the structure shown in FIG. 5 is not limited to that shown in FIG.
The sealing form illustrated in FIGS. 9 and 10 can also be adopted. The sealing forms of FIGS. 8 to 10 correspond to the above-described FIGS. 2 to 4, respectively, and use the structure of FIG. 5 as an internal structure instead of the structure of FIG.
In order to avoid duplication, the same components will be assigned the same reference numerals and explanations thereof will be omitted.

【0038】すなわち、図8の封止形態では、複数の素
子103をヒートシンク4の側にはんだ層等の接合層1
03aによって密着させ、これらに跨がって接続された
複数の素子101を接合層101aを介してベース5の
側に接合し、外周部に位置する素子103に設けられた
CCBバンプ102aを介して、ベース5の側の配線6
の内端部と電気的な接続をとる構成としている。
That is, in the sealing mode shown in FIG. 8, the plurality of elements 103 are provided on the heat sink 4 side with the bonding layer 1 such as a solder layer.
03a, and a plurality of elements 101 connected across them are joined to the base 5 side via a joining layer 101a, and via CCB bumps 102a provided on the element 103 located in the outer peripheral portion. , Wiring 6 on the base 5 side
It is configured to be electrically connected to the inner end of the.

【0039】また、図9の封止形態では、複数の素子1
03をヒートシンク4の側にはんだ層等の接合層103
aによって密着させ、これらに跨がって接続された複数
の素子101を接合層101aを介してベース5の側に
接合し、素子103の中央部に設けられたCCBバンプ
102aを介して、ベース5の側の配線6の内端部と電
気的な接続をとる構成としている。
Further, in the sealing form of FIG. 9, a plurality of elements 1
03 on the side of the heat sink 4
a, a plurality of elements 101 connected to each other are joined to the base 5 side via a joining layer 101a, and a base is provided via a CCB bump 102a provided in the central portion of the element 103. The wiring 6 on the 5 side is electrically connected to the inner end of the wiring 6.

【0040】また、図10の封止形態は、複数の素子1
03を平坦なベース5の側にはんだ層等の接合層103
aによって密着させ、これらに跨がって接続された複数
の素子101を接合層101aを介してヒートシンク4
の側に接合し、素子103の周辺部に設けられた図示し
ないボンディングパッドを、ボンディングワイヤ8を介
して、ベース5の側の配線6の内端部と電気的な接続を
とる構成としている。
In addition, the sealing form of FIG.
03 on the side of the flat base 5 and a bonding layer 103 such as a solder layer.
a, a plurality of elements 101 connected to each other are connected to each other via the bonding layer 101a and the heat sink 4
A bonding pad (not shown) that is bonded to the side of the element 103 and is provided in the peripheral portion of the element 103 is electrically connected to the inner end of the wiring 6 on the side of the base 5 via the bonding wire 8.

【0041】これらの図8〜図10の各封止形態を採用
する場合でも、複数の素子103を、当該素子103の
間に跨がる複数の素子101によって、CCBバンプ1
02を介して直接的に接続する構成としたことにより、
実装寸法を大幅に削減でき、高密度実装を実現すること
ができる。また、素子101と素子103を同一の材料
で構成することにより、両者がベース5およびヒートシ
ンク4の側に拘束されることによってCCBバンプ10
2に作用する熱応力が緩和され、高い信頼性をもった接
続構造を実現することができる。また、ベース5におけ
る配線6の構造を、素子101と素子103の接続のた
めに必要以上に複雑化する必要がなく、封止構造を含め
た全体の製造原価を大幅に削減することが可能となる。
Even when the respective sealing forms of FIGS. 8 to 10 are adopted, the CCB bump 1 is formed by the plurality of elements 103 by the plurality of elements 101 extending between the elements 103.
By connecting directly via 02,
The mounting dimensions can be greatly reduced, and high-density mounting can be realized. In addition, since the elements 101 and 103 are made of the same material, the elements 101 and 103 are constrained by the base 5 and the heat sink 4 so that the CCB bump 10 can be prevented.
The thermal stress acting on 2 can be relaxed, and a highly reliable connection structure can be realized. Further, it is not necessary to complicate the structure of the wiring 6 in the base 5 more than necessary to connect the elements 101 and 103, and it is possible to significantly reduce the total manufacturing cost including the sealing structure. Become.

【0042】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0043】たとえば、封止形態としては、前述の実施
例において例示したものに限らず、一般の封止形態を広
く採用することができる。
For example, the sealing form is not limited to the one exemplified in the above-mentioned embodiment, and a general sealing form can be widely adopted.

【0044】[0044]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0045】すなわち、本発明の半導体装置によれば、
素子の接続の信頼性を向上させることができる、という
効果が得られる。また、実装密度の向上を実現すること
ができる、という効果が得られる。また、製造原価を削
減することができる、という効果が得られる。また、多
様な機能を高歩留りで実現することができる、という効
果が得られる。
That is, according to the semiconductor device of the present invention,
The effect that the reliability of the connection of the elements can be improved is obtained. Further, it is possible to obtain an effect that the packaging density can be improved. Further, there is an effect that the manufacturing cost can be reduced. Further, there is an effect that various functions can be realized with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である半導体装置の構成の一
例を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an example of the configuration of a semiconductor device that is an embodiment of the present invention.

【図2】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【図3】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【図4】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【図5】本発明の他の実施例である半導体装置の構成の
一例を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing an example of the configuration of a semiconductor device that is another embodiment of the present invention.

【図6】その斜視図である。FIG. 6 is a perspective view thereof.

【図7】その封止形態の一部を破断して例示する斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a part of the sealed form by breaking it.

【図8】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【図9】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【図10】その封止形態の一例を示す略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sealing form.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子 1a 接合層 2 CCBバンプ(外部接続電極) 2a CCBバンプ(外部接続電極) 3 素子 3a 接合層 4 ヒートシンク 4a 放熱フィン 5 ベース 5a 凹部 6 配線 7 I/Oピン 8 ボンディングワイヤ 9 接合パターン(外部接続電極) 10 コネクタ 11 補強部材 12 シール材 101 素子 101a 接合層 102 CCBバンプ(外部接続電極) 102a CCBバンプ(外部接続電極) 103 素子 103a 接合層 1 Element 1a Bonding Layer 2 CCB Bump (External Connection Electrode) 2a CCB Bump (External Connection Electrode) 3 Element 3a Bonding Layer 4 Heat Sink 4a Heat Radiation Fin 5 Base 5a Recess 6 Wiring 7 I / O Pin 8 Bonding Wire 9 Bonding Pattern (External) Connection electrode) 10 Connector 11 Reinforcing member 12 Sealing material 101 Element 101a Bonding layer 102 CCB bump (external connection electrode) 102a CCB bump (external connection electrode) 103 Element 103a Bonding layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々の表面に外部接続電極を有する複数
の素子が前記外部接続電極同士を直接に接続されてなる
ことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a plurality of elements each having an external connection electrode on its surface, wherein the external connection electrodes are directly connected to each other.
【請求項2】 1つの前記素子が他の複数の前記素子に
またがる形で複数の前記素子の接続を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein one of the elements is connected to the plurality of elements so that the plurality of elements are connected to each other.
【請求項3】 複数の前記素子は、それぞれCPUおよ
び当該CPUによってアクセスされるメモリであること
を特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the plurality of elements is a CPU and a memory accessed by the CPU.
【請求項4】 複数の前記素子は、それぞれCPUから
なり、マルチCPUシステムを構成することを特徴とす
る請求項1または2記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the plurality of elements is composed of a CPU and constitutes a multi-CPU system.
【請求項5】 複数の前記素子には、一つのCPUを構
成する複数の論理機能ブロックの各々が分散して形成さ
れてなることを特徴とする請求項1または2記載の半導
体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the plurality of elements is formed with each of a plurality of logical function blocks constituting one CPU in a dispersed manner.
【請求項6】 複数の前記素子は、それぞれバイポーラ
素子およびMOSまたはCMOS素子からなることを特
徴とする請求項1または2記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the plurality of elements comprises a bipolar element and a MOS or CMOS element.
【請求項7】 複数の前記素子は、複数のメモリ素子か
らなり、メモリカードまたはメモリモジュールを構成す
ることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装
置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of elements are composed of a plurality of memory elements and constitute a memory card or a memory module.
【請求項8】 複数の前記素子のうちの一部の前記素子
は配線構造のみを有する構成としたことを特徴とする請
求項1または2記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the plurality of the elements has a wiring structure only.
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