JPH09139441A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH09139441A
JPH09139441A JP29692795A JP29692795A JPH09139441A JP H09139441 A JPH09139441 A JP H09139441A JP 29692795 A JP29692795 A JP 29692795A JP 29692795 A JP29692795 A JP 29692795A JP H09139441 A JPH09139441 A JP H09139441A
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semiconductor element
semiconductor device
metal conductor
semiconductor
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Kenji Takahashi
健司 高橋
Akio Katsumata
章夫 勝又
Tetsuya Sato
哲也 佐藤
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Toshiba Corp
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    • H01L2924/15153Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device

Abstract

(57)【要約】 【課題】パッケ−ジの面積に対して収納可能な半導体素
子6の面積を大きくし、半導体素子6の表面上の電極を
自由に配置する。 【解決手段】表面に電極を有する半導体素子6と、裏面
に半導体素子6を収容する凹部を有しこの凹部と表面と
の間に形成された貫通穴を有する絶縁基板1と、絶縁基
板1の表面上に形成され開口部を有する絶縁基板2とを
具備し、半導体素子6の表面が絶縁基板1の凹部の底面
に接着され、絶縁基板1は凹部と反対側の表面に複数の
金属導体層3を備え、半導体素子6の表面に設けられた
電極は貫通穴を通る導線8により金属導体層3に接続さ
れ、絶縁基板1、2の外側面に形成された外部端子4は
金属導体層3に接続され、絶縁基板1の裏面および絶縁
基板2の表面に形成された上下端子5は外部端子4に接
続され、半導体素子6と導線8と金属導体層3とは樹脂
封止され、貫通穴は電極上を開口して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板を用
いたパッケ−ジを有する半導体装置およびその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子、特にDRAM等の高密度半
導体記憶装置は、例えばCPUモジュ−ル等に実装され
る際に、1つのみではなく、複数個使用されることが多
い。この時、これらの半導体装置を積み重ねて使用する
ことができれば、より高密度な実装基板を達成すること
ができる。
【0003】このような目的により、従来より使用され
ている半導体装置のパッケ−ジ構造を図6に示す。この
パッケ−ジは、絶縁基板1および2と、絶縁基板1およ
び2に挟まれた金属導体層3と、金属導体層3に接続す
る外部端子4と、外部端子4に接続してパッケ−ジの上
下面に延長された上下端子5と、封止樹脂9とにより構
成される。 ここで、半導体素子6は、絶縁基板1に形
成された凹部の内部に接着剤7により固定され、半導体
素子6上の電極と金属導体層3とが金属細線8により接
続された後に、この金属細線8と半導体素子6とが封止
樹脂9により封止される。
【0004】このようなパケ−ジでは、図6に示すよう
に、外部端子4がパッケ−ジの上下面に延長されて上下
端子5を構成するため、パッケ−ジを上下に積み重ねて
使用することが可能である。
【0005】しかし、上記の従来のパッケ−ジは、半導
体素子6の裏面をパッケ−ジの絶縁基板1の表面に接続
するため、金属導体層3は、半導体素子6の外側に配置
する必要がある。これにより、パッケ−ジの横方向の寸
法は、半導体素子の幅(a)+2×(半導体素子端から
凹部端までの距離(b)+凹部端からボンディング位置
までの距離(c)+ボンディング位置から外枠までの距
離(d)+外枠の幅(e))により規定される。このた
め、パッケ−ジに搭載可能な半導体素子6の大きさが制
限されて、面積の大きい半導体素子6を搭載することが
できないという問題があった。
【0006】また、このように金属細線8を用いて半導
体素子6上の電極と金属導体層3とを接続する構造のパ
ッケ−ジでは、以下の理由により金属細線8を長くする
ことができない。すなわち、金属細線8の描く弧が大き
くなるため金属細線8が露出しないように封止樹脂を高
くする必要があり、パッケ−ジの高さが大きくなってし
まう。また、金属細線8が断線しやすくなる。さらに、
樹脂を封入する時に金属細線8が曲げられて隣の金属細
線8と短絡する可能性がある。このため、金属細線8を
長くすることができないため、半導体素子6の表面上の
電極は常に半導体素子6の周辺に配置する必要があると
いう制約が生じてしまう。しかし、例えばDRAM等の
半導体記憶素子では、例えば電源等を供給する電極を半
導体素子の中央に配置する方が素子の性能が向上するこ
とが知られており、上述のように電極の位置を自由に設
計することができないということは、大きな問題とな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のプ
リント基板を用いたパッケ−ジを有する半導体装置で
は、パッケ−ジに収納可能な半導体素子の大きさに制限
があること、また、半導体素子の表面上の電極は常に素
子の周辺領域に配置される必要があることにより、自由
に設計することができないため、性能の向上の妨げとな
っているという問題があった。
【0008】本発明の第1の目的は、パッケ−ジの面積
に対して収納可能な半導体素子の面積を大きくし、性能
の向上を図ることができるパッケ−ジ構造を有する半導
体装置を提供することである。
【0009】また、本発明の第2の目的は、パッケ−ジ
の面積に対して収納可能な半導体素子の面積を大きく
し、性能の向上を図ることができるパッケ−ジ構造を有
する半導体装置を複数個積み重ねて使用し高密度の実装
基板を実現することのできる半導体装置の製造方法を提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明による半導体装置は、表面に電
極を有する半導体素子と、裏面に前記半導体素子を収容
する凹部を有しこの凹部と表面との間に形成された貫通
穴を有する第1の絶縁基板と、前記第1の絶縁基板表面
上に形成され前記貫通穴より大きい開口部を有する第2
の絶縁基板とを具備し、前記半導体素子はその表面が前
記第1の絶縁基板の凹部の底面に接着され、前記第1の
絶縁基板は凹部と反対側の表面に複数の金属導体層を備
え、前記半導体素子の表面に設けられた電極は前記貫通
穴を通る導線により前記第1の絶縁基板表面の金属導体
層に接続され、前記第1および第2の絶縁基板の外側面
に形成された外部端子はそれぞれ前記金属導体層に接続
され、前記第1の絶縁基板の裏面に形成された下部端子
と前記第2の絶縁基板の表面に形成された上部端子とは
それぞれ前記外部端子に接続され、前記半導体素子と前
記導線と前記金属導体層とは封止樹脂により被覆され前
記貫通穴は前記半導体素子の表面上の電極上を開口する
ように形成されることを特徴とする。
【0011】また、本発明による半導体装置は、前記半
導体素子と前記金属導体層との間にさらに金属層を具備
することを特徴とする。さらに、本発明による半導体装
置の製造方法は、表面に電極を有する半導体素子と、裏
面に前記半導体素子を収容する凹部を有しこの凹部と表
面との間に形成された貫通穴を有する第1の絶縁基板
と、この第1の絶縁基板の凹部と反対側の表面に形成さ
れた複数の金属導体層と、前記金属導体層の表面上に形
成され前記貫通穴より大きい開口部を有する第2の絶縁
基板と、前記金属導体層に接続され前記第1および第2
の絶縁基板の外側面に形成された外部端子とを具備する
半導体装置の製造方法において、前記貫通穴が前記半導
体素子の表面に設けられた電極上を開口するように前記
半導体素子の表面を前記第1の絶縁基板の凹部の底面に
接着し、前記第1の絶縁基板上の複数の金属導体層は前
記半導体素子の表面上の1つの電極に対して複数個形成
されており、前記半導体素子の表面上の電極をそれぞれ
前記貫通穴を通る導線により前記複数個の金属導体層の
うちの1つと接続し、それによって得られた半導体装置
を複数個積み重ねて互いに上下に接する半導体装置の外
部端子を接続し、各半導体装置の半導体素子の対応する
1つの電極と接続される前記複数個の金属導体層は各半
導体装置の対応する位置に設けられた外部端子と接続さ
れ、積み重ねられた各半導体装置の各半導体素子の対応
した1つの電極は前記複数個の金属導体層の中の互いに
対応しない外部端子に接続されている金属導体層と接続
されることを特徴とする。
【0012】このように、本発明による半導体装置で
は、第1の絶縁基板の裏面側に半導体素子を設置し、こ
の第1の絶縁基板に形成された貫通穴を通る導線により
半導体素子上の電極と外部端子に接続される金属導体層
とを接続するため、金属導体層を半導体素子の上方に形
成し、また、この金属導体層上の導線のボンディング位
置を半導体基板上に設置することができる。このため、
金属導体層およびボンディング位置を半導体素子の外側
に構成していた従来の半導体装置に比べて、パッケ−ジ
の面積に対して収納可能な半導体素子の面積を大幅に拡
大することができる。
【0013】また、この貫通穴は半導体素子の表面上の
電極上を開口するように形成されているため、電極を半
導体素子の周辺領域に配置する必要があった従来に比べ
て、電極を自由に配置することが可能となり、性能の向
上を図ることができる。
【0014】また、本発明による半導体装置では、半導
体素子と金属導体層との間にさらに金属層を設けること
により、複数の金属導体層の間における電磁気的な相互
作用を緩和し、半導体素子6からの電磁気的な影響を遮
蔽することができるため、金属導体層のインダクタンス
を低減することができる。このため、安定して高速動作
をすることが可能な半導体装置を提供することができ
る。
【0015】さらに、金属導体層のインダクタンスをよ
り低減するために、この金属層を接地電位に接続するこ
とが望ましい。また、本発明による半導体装置の製造方
法では、半導体素子の表面上の1つの電極に対して複数
個の金属導体層が形成され、この複数個の金属導体層の
うちの一つと半導体素子の表面上の1つの電極とを接続
し、このようにして得られた半導体装置を複数個積み重
ねて互いに上下に接する外部端子を接続し、積み重ねら
れた各半導体装置の各半導体素子の表面上の対応する1
つの電極は複数個の金属導体層のうち、互いに対応しな
い外部端子と接続されている金属導体層と接続されるこ
とにより、積み重ねられた半導体装置のうち異なる半導
体装置に搭載された半導体素子の電極は異なる外部端子
に接続されるため、半導体装置の識別をすることができ
る。このようにして、個々の半導体装置を容易に識別す
ることができるように積み重ねることが可能となるた
め、高密度の実装基板を実現することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の
第1の実施の形態による半導体装置の断面図である。従
来と同様に、本実施の形態による半導体装置のパッケ−
ジは、絶縁基板1および2と、絶縁基板1および2に挟
まれた金属導体層3と、金属導体層3に接続する外部端
子4と、外部端子4に接続してパッケ−ジの上下面に延
長された上下端子5と、封止樹脂9とにより構成される
が、従来と異なり、絶縁基板1の凹部は半導体装置の裏
面側に形成され、この凹部と半導体装置の表面側とを貫
通するように形成された貫通穴を絶縁基板1が有し、半
導体素子の裏面ではなく表面が接着剤7により絶縁基板
1に接着され、半導体装置の表面側のみでなく裏面側も
樹脂封止されている。また、従来と同様に、金属細線8
により半導体素子6の表面上の電極と金属導体層3とが
接続されるが、金属細線8は前述の貫通穴を通ることが
従来とは異なる。
【0017】ここで、絶縁基板1と半導体素子6とを接
着する接着剤7の厚さは、熱応力を低減するために例え
ば0.1mm程度である必要がある。また、このパッケ
−ジを積み重ねて使用することを可能とするために、半
導体素子6の裏面は絶縁基板1の下面の高さより下側に
露出してはならない。このため、半導体素子6の厚さを
例えば0.35mmとした場合には、絶縁基板1の凹部
の深さは0.45mm以上である必要がある。また、外
枠としての絶縁基板2の高さは、金属細線8の軌跡から
決定されるが、0.1mm以上必要である。これらによ
り、パッケ−ジ全体の厚さを、例えば通常の他のパッケ
−ジと同様に1.2mmとした場合には、絶縁基板1に
形成される貫通穴の厚さは、例えば0.65mm以下と
なる。
【0018】また、半導体素子6上の電極から金属導体
層3上のボンディング位置までの距離は、金属細線8の
軌跡から決定されるが、例えば1〜2mm程度が必要で
ある。このため、貫通穴の幅は、例えば2〜3mm程度
となる。
【0019】さらに、上下端子5は実装基板に実装する
時に、半田付けが十分に行うことができるだけの幅を有
していればよい。このように、本実施の形態では、半導
体素子6の裏面を絶縁基板1の表面側に形成された凹部
に接着する従来と異なり、半導体素子6の表面を絶縁基
板1の裏面側に形成された凹部に接着する。また、半導
体素子6の表面上の電極と絶縁基板1の表面に形成され
た金属導体層3とは、絶縁基板1を貫通するように形成
された貫通穴を通って金属細線8により接続される。
【0020】このため、図1に示すように、金属導体層
3を、従来のように半導体素子6の外側ではなく、半導
体素子6の上方に形成し、さらに、金属導体層3上のボ
ンディグ位置を半導体素子6の上方に配置することがで
きる。
【0021】これにより、半導体素子6の外側に、ボン
ディング用の空間的余裕を確保する必要がないため、パ
ッケ−ジの横方向の寸法は、半導体素子の幅(a)+2
×(半導体素子端から凹部端までの距離(b)+外枠の
幅(e))とすることが可能となり、パッケ−ジの面積
に対して収納可能な半導体素子6の面積を大幅に拡大す
ることが可能となる。
【0022】また、半導体素子6の表面上の電極を、従
来のように半導体素子6の周辺部ではなく、図1に示す
ように、半導体素子6の中央部に配置することができる
ため、設計の自由度が増大し、性能の優れた半導体素子
6を設計することができる。
【0023】さらに、金属導体層3を両面接着テ−プを
用いて直接半導体素子6の表面上に直接接着するLOC
(Lead On Chip)構造と異なり、本実施の形態では、金
属導体層3と半導体素子6との間に絶縁基板1を介する
ため、以下のような特長を有する。
【0024】すなわち、金属細線8を金属導体層3上に
ボンディングする時に、通常、超音波等を用いてボンデ
ィングを行うが、この超音波は弾性率の低い物質に吸収
されやすいという性質を有する。また、LOC構造で
は、帯状の両面接着テ−プを半導体素子6の表面上に貼
着し、このテ−プ上の所望の位置に金属導体層3を接着
するため、金属導体層3が設置されていない領域にはテ
−プが露出している状態でボンディングが行われる。こ
こで、ボンディング位置から金属導体層3の端までの距
離が短い場合、露出しているテ−プにより超音波が吸収
されてしまうために、金属細線8と金属導体層3とを接
続することが困難となってしまう。このため、ボンディ
ング位置から金属導体層3の端までの距離を長くする必
要があり、金属導体層3の幅を狭くすることができな
い。これにより、パッケ−ジの限られた長さに対して設
置可能な金属導体層3の数を増加することが困難となっ
てしまう。これに対して、本実施の形態では、金属導体
層3と接着剤の間に弾性率の高い絶縁基板1が存在する
ために、超音波の吸収が少なく、これにより、金属導体
層3の幅を狭くすることができ、限られた長さのパッケ
−ジに設置可能な金属導体層3の数を増加することがで
きる。
【0025】例えば、本実施の形態では、金属導体層3
の内側先端における間隔は、0.12mm乃至0.45
mmの範囲内で形成することが可能であり、例えば製造
工程のばらつき等を考慮した場合にも0.2mm間隔で
安定して形成することができる。
【0026】また、LOC構造では、両面接着テ−プ上
に直接金属導体層3を接着するが、一般に金属導体層3
との接着性を向上させるために、接着剤の熱膨脹率を増
大させる必要がある。このため、接着温度から常温に変
化する時の熱収縮が、金属導体層3または半導体基板6
に比べて大きく、これにより、金属導体層3または半導
体基板6が反ってしまうという問題がある。さらに、一
般に熱膨張率の大きい物質は弾性率が低く、前述の超音
波の吸収がより大きくなってしまう。これに対して、本
実施の形態では、接着剤7により、半導体基板6と絶縁
基板1とを接着すればよい。一般に使用されている絶縁
基板1は、例えば石英ファイバ−に樹脂を染み込ませて
形成されており、金属に比べて接着しやすい。このた
め、接着剤7の熱膨脹率をLOC構造に比べて、低減す
ることが可能となり、金属導体層3または半導体基板6
の反りを抑制することができる。さらに、接着剤7の弾
性率を高くすることができるため、絶縁基板1を介する
超音波の吸収を低減することができ、より確実にボンデ
ィングを行うことが可能となる。
【0027】次に、本発明の第2の実施の形態として、
金属導体層3のインダクタンスを低減することができる
パッケ−ジ構造について、図2を用いて説明する。図2
は、本発明の第2の実施の形態によるパッケ−ジを有す
る半導体装置の構造を示す断面図である。前述の第1の
実施の形態と同様に、本実施の形態による半導体装置の
パッケ−ジは、絶縁基板1および2と、絶縁基板1およ
び2に挟まれた金属導体層3と、金属導体層3に接続す
る外部端子4と、外部端子4に接続してパッケ−ジの上
下面に延長された上下端子5と、封止樹脂9とにより構
成され、絶縁基板1の凹部は半導体装置の裏面側に形成
され、絶縁基板1には、この凹部と半導体装置の表面側
とを貫通するように貫通穴が形成されている。また、半
導体素子6の表面が接着剤7により絶縁基板1に接着さ
れ、半導体装置の表面側のみでなく裏面側も樹脂封止さ
れている。さらに、金属細線8は、前述の貫通穴を通っ
て、半導体素子6の表面上の電極と金属導体層3とを接
続している。
【0028】ここで、本実施の形態では、前述の第1の
実施の形態と異なり、金属導体層3と半導体素子6との
間の絶縁基板1中に金属層3´が形成され、この金属層
3´は例えば接地電位に接続される。
【0029】このように、半導体素子6と金属導体層3
との間に金属層3´を設け、さらにこの金属層3´を接
地電位とすることにより、電源線、信号線等の複数の金
属導体層3の間における電磁気的な相互作用を緩和し、
また、半導体素子6からの電磁気的な影響を遮蔽するこ
とができるため、金属導体層3のインダクタンスを低減
することができる。
【0030】以上のように、本実施の形態による半導体
装置では、雑音に対するマ−ジンを向上することがで
き、また、金属導体層3に起因した信号の遅延を低減す
ることができるため、より高周波数で安定して動作する
半導体装置を提供することが可能となる。
【0031】なお、上記実施の形態では、金属導体層3
のインダクタンスを低減するために、金属層3´を例え
ば接地電位に接続したが、金属層3´を半導体素子6上
の他の電極と接続して、例えば配線等として使用するこ
とも可能である。このような金属導体層3および3´に
よる積層配線構造は、本実施の形態のように絶縁基板1
を使用した構造において可能であり、例えばLOCのよ
うに、半導体素子6上に金属導体層3を直接接着する場
合には、このような積層配線構造を形成することは困難
である。
【0032】次に、本発明による、例えば前述の第1ま
たは第2の実施の形態による半導体装置を積み重ねて使
用する場合に、積み重ねられた個々の半導体装置を識別
する方法について、図3を用いて説明する。
【0033】前述の第1または第2の実施の形態による
半導体装置では、外部端子4に接続され半導体装置の上
下面に延長された上下端子5を有するため、複数の半導
体装置を容易に積み重ねて使用することができる。ただ
し、同一の半導体装置を積み重ねただけでは、個々の半
導体装置を識別することができないので、これらを識別
する機構を設置する必要がある。
【0034】このように積み重ねて使用する方法は、例
えばDRAM等の高密度半導体記憶装置において有効で
あるので、DRAMを例として説明する。DRAMで
は、例えばアドレス信号線、デ−タ線、電源線等は複数
の半導体装置において、共通とすることができるが、例
えばCAS信号、RAS信号等は個々の半導体装置にお
いて区別する必要がある。
【0035】このため、前述の共通端子は、複数の半導
体装置において同一の配置を有するように形成し、個々
に識別する必要のある端子は、複数の半導体装置におい
て異なる配置を有するように設置する必要がある。
【0036】この時、例えばN個の半導体素子を積み重
ねて使用する場合には、半導体装置1つにつき、例えば
CAS用外部端子をN個以上設置する。これらを便宜上
CAS1 、CAS2 、…、CASi 、…、CASN とす
る。さらに、積み重ねたN個の半導体装置のうち、例え
ばi番目の半導体装置に搭載されている半導体素子6の
表面上のCAS電極と外部端子CASi とを接続し、外
部端子CASi 以外のCAS用外部端子は半導体素子6
上のいずれの電極とも接続されないようにする。
【0037】具体的に、3つの半導体装置を積み重ねて
使用する場合について、図3を用いて説明する。図3の
(a)はモジュ−ル基板上に積み重ねて搭載された半導
体装置の外観図、図3の(b)はCAS用外部端子の接
続の状態を示す側面図、図3の(c)は、積み重ねられ
た半導体装置の側面図である。ただし、図3の(a)で
は、2つの半導体装置が積み重ねられた状態を示してい
る。
【0038】半導体装置は、上から順番にIC1 、IC
2 、IC3 とする。また、図中、NCは接続されていな
いことを示す。各半導体装置は、それぞれCAS1 、C
AS2 、CAS3 の3つのCAS用外部端子を有する。
ここで、図3の(b)に示すように、IC1 は、CAS
1 にCAS電極が接続され、CAS2 およびCAS3
どの電極とも接続されていない。同様に、IC2 は、C
AS2 にCAS電極が接続され、CAS1 およびCAS
3 はどの電極とも接続されていない。さらに、IC3
は、CAS3 にCAS電極が接続され、CAS1 および
CAS2 はどの電極とも接続されていない。このため、
図3の(c)に示すように、CAS1 に入力される信号
は、IC1 のみにCAS信号として作用し、CAS2
入力される信号は、IC2 のみにCAS信号として作用
し、CAS3 に入力された信号は、IC3 のみにCAS
信号として作用する。このようにして、各半導体装置に
それぞれ区別してCAS信号を入力することができる。
【0039】N個のCAS用外部端子のうち、i番目の
半導体装置に搭載されている半導体素子6の表面上のC
AS電極と外部端子CASi とを接続し、外部端子CA
i以外のCAS用外部端子は半導体素子6上のいずれ
の電極とも接続されないようにするために、例えば以下
のような方法を用いることができる。
【0040】第1の方法では、図4に示すように、それ
ぞれ外部端子CASi に接続されているN個の金属導体
層3を絶縁基板1上に設け、それぞれ内部端子CASi
´とする。i番目の半導体装置に搭載されている半導体
素子6の表面上のCAS電極21と内部端子CASi ´
とを金属細線8によりボンディング接続する。
【0041】第2の方法では、図5に示すように、絶縁
基板1上の金属導体層3は、1つの内部端子22からN
個に分岐され、すべての外部端子CASi に接続される
ように設けられている。i番目の半導体装置に搭載され
ている半導体素子6の表面上のCAS電極21とこの内
部端子22とを金属細線8によりボンディング接続した
後に、i番目の半導体装置では、N個に分岐された金属
導体層3のうち、外部端子CASi 以外に接続されてい
る金属導体層3を切断する。
【0042】このように、本実施の形態では、外部端子
4に接続し半導体装置の上下面まで延長された上下端子
5を有し、複数の半導体装置を積み重ねて使用する時
に、共通の信号が入力される外部端子は共通の配置と
し、各半導体装置について区別されるべき信号が入力さ
れる外部端子は異なる配置とすることにより、複数の半
導体装置を容易に積み重ねて使用することが可能とな
る。
【0043】さらに、N個の半導体装置を積み重ねて使
用する時に、区別されるべき信号の入力用にそれぞれの
半導体装置がN個の外部端子を有し、i番目の半導体装
置はi番目の外部端子のみが内部の半導体装置6と接続
されているようにすることにより、各半導体装置におい
て区別すべき信号を各半導体装置に容易に区別して入力
することができる。
【0044】以上のようにして、本発明の半導体装置を
使用することにより、半導体装置を垂直方向に容易に積
み重ねることができるため、実装基板の密度を大幅に向
上させることができる。
【0045】なお、上記第1および第2の実施の形態に
おいて、半導体素子6と絶縁基板1とを接着するために
使用される接着剤7は、両面に接着性を有する必要があ
るが、接着剤層のみを有する1層構造のもの、または、
中心部は反応性を有さず硬い基材より形成され、この基
材の両面に接着剤層を有する3層構造のもの等を使用す
ることができる。
【0046】ここで、3層構造の場合には、2つの接着
剤層のうち、一方は絶縁基板1に、他方は半導体素子6
の接着するため、各々の接着剤層を異なる材質および異
なる厚さにより形成することが可能である。このように
することにより、絶縁基板1におよび半導体素子6それ
ぞれを接着するために最適な材質および厚さを設定する
ことができ、接着性の向上を図ることが可能である。ま
た、一般に、接着は温度を室温より上昇させて行うた
め、接着した後に、接着温度から室温に温度が変化する
時に熱応力が発生する。このため、接着剤を3層構造と
し、絶縁基板1に接着する層と、半導体素子6に接着す
る層とを、それぞれこの熱応力を緩和するために最適な
最適な材質および厚さを設定することができ、熱応力に
よる亀裂の発生等の半導体装置の不良を防止することが
できる。
【0047】また、一般に、接着剤7の熱膨脹率は、絶
縁基板1および半導体素子6の熱膨張率以上である。こ
のため、前述のように接着温度から室温に変化する時の
熱収縮量が各部分において異なり、これにより、歪みを
生じて、絶縁基板1および半導体素子6が反ってしまう
ことがある。この時、接着剤の長さが短い場合には、こ
のような反りを低減することができる。本発明の半導体
装置では、接着剤7が2つの領域に分割されているた
め、半導体素子6の裏面全体に接着剤7を接着していた
従来の半導体装置に比べて、このような反りを低減する
ことができる。また、2つに分割されている各々の領域
をさらに2つ以上に分割することにより、絶縁基板1お
よび半導体素子6の反りをより低減することが可能とな
る。
【0048】
【発明の効果】以上のように、本発明による半導体装置
では、パッケ−ジの面積に対して収納可能な半導体素子
の面積を大きくし、性能の向上を図ることができる。ま
た、本発明による半導体装置の製造方法では、パッケ−
ジの面積に対して収納可能な半導体素子の面積を大きく
し、性能の向上を図ることができる半導体装置を複数個
積み重ねることにより実装基板の密度を大幅に向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
構造を示す断面図。
【図2】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
構造を示す断面図。
【図3】本発明の第3の実施の形態による半導体装置の
斜視図および側面図。
【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体装置の
上面拡大図。
【図5】本発明の第3の実施の形態による半導体装置の
上面拡大図。
【図6】従来の半導体装置の構造を示す断面図図。
【符号の説明】
1、2…絶縁基板、3…金属導体層、4…外部端子、5
…上下端子、6…半導体素子、7…接着剤、8…金属細
線、9…封止樹脂、21…電極、22…内部電極

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に電極を有する半導体素子と、裏面
    に前記半導体素子を収容する凹部を有しこの凹部と表面
    との間に形成された貫通穴を有する第1の絶縁基板と、
    前記第1の絶縁基板表面上に形成され前記貫通穴より大
    きい開口部を有する第2の絶縁基板とを具備し、前記半
    導体素子はその表面が前記第1の絶縁基板の凹部の底面
    に接着され、前記貫通穴は前記半導体素子の表面上の電
    極上を開口するように形成され、前記第1の絶縁基板は
    凹部と反対側の表面に複数の金属導体層を備え、前記半
    導体素子の表面に設けられた電極は前記貫通穴を通る導
    線により前記第1の絶縁基板表面の金属導体層に接続さ
    れ、前記第1および第2の絶縁基板の外側面に形成され
    た外部端子はそれぞれ前記金属導体層に接続され、前記
    第1の絶縁基板の裏面に形成された下部端子と前記第2
    の絶縁基板の表面に形成された上部端子とはそれぞれ前
    記外部端子に接続され、前記半導体素子と前記導線と前
    記金属導体層とは封止樹脂により被覆されていることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の絶縁基板は、前記半導体素子
    の接着された凹部の底面と前記金属導体層との間にさら
    に金属層を具備する請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体装置は前記半導体素子の表面
    上の1つの電極に対して複数の外部端子を有し、そのう
    ち1つの外部端子のみが前記電極と接続される請求項1
    または2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体素子の表面と前記第1の絶縁
    基板の凹部の底面とを接着する接着剤は、基材層と、こ
    の基材層と前記第1の絶縁基板を接着する第1の接着剤
    層と、前記基材層と前記半導体素子とを接着する第2の
    接着剤層とにより構成される3層構造を有する請求項1
    乃至3記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の接着剤層と前記第2の接着剤
    層とは、異なる材料により形成される請求項4記載の半
    導体装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の接着剤層と前記第2の接着剤
    層とは、異なる厚さを有する請求項4乃至5記載の半導
    体装置。
  7. 【請求項7】 前記接着剤は、少なくとも2つの領域に
    分割される請求項1乃至6記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 表面に電極を有する半導体素子と、裏面
    に前記半導体素子を収容する凹部を有しこの凹部と表面
    との間に形成された貫通穴を有する第1の絶縁基板と、
    この第1の絶縁基板の凹部と反対側の表面に形成された
    複数の金属導体層と、前記金属導体層の表面上に形成さ
    れ前記貫通穴より大きい開口部を有する第2の絶縁基板
    と、前記金属導体層に接続され前記第1および第2の絶
    縁基板の外側面に形成された外部端子とを具備する半導
    体装置の製造方法において、前記貫通穴が前記半導体素
    子の表面に設けられた電極上を開口するように前記半導
    体素子の表面を前記第1の絶縁基板の凹部の底面に接着
    し、前記第1の絶縁基板上の複数の金属導体層は前記半
    導体素子の表面上の1つの電極に対して複数個形成され
    ており、前記半導体素子の表面上の電極をそれぞれ前記
    貫通穴を通る導線により前記複数個の金属導体層のうち
    の1つと接続し、それによって得られた半導体装置を複
    数個積み重ねて互いに上下に接する半導体装置の外部端
    子を接続し、各半導体装置の半導体素子の対応する1つ
    の電極と接続される前記複数個の金属導体層は各半導体
    装置の対応する位置に設けられた外部端子と接続され、
    積み重ねられた各半導体装置の各半導体素子の対応した
    1つの電極は前記複数個の金属導体層の中の互いに対応
    しない外部端子に接続されている金属導体層と接続され
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記外部端子を前記第1の絶縁基板の裏
    面に延長して下部端子を形成し、前記外部端子を前記第
    2の絶縁基板の表面に延長して上部端子を形成し、複数
    個の半導体装置を積み重ねて互いに上下に接する半導体
    装置の下方の半導体装置の前記上部端子と上方の半導体
    装置の前記下部端子とを接続する請求項8の半導体装置
    の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100253325B1 (ko) * 1997-09-27 2000-04-15 김영환 랜드그리드어레이패키지및그제조방법
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JP2008277570A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
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