JPH10223683A - Semiconductor module - Google Patents

Semiconductor module

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JPH10223683A
JPH10223683A JP2122597A JP2122597A JPH10223683A JP H10223683 A JPH10223683 A JP H10223683A JP 2122597 A JP2122597 A JP 2122597A JP 2122597 A JP2122597 A JP 2122597A JP H10223683 A JPH10223683 A JP H10223683A
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JP
Japan
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semiconductor chip
semiconductor
film
chip
film carrier
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JP2122597A
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Japanese (ja)
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Katsuya Tanaka
勝也 田中
Takeshi Kato
猛 加藤
Tetsuya Kamimura
上村  哲也
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • 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
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48225Connecting 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
    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a semiconductor module adaptable to a three-dimensional laminate mounting structure and small-size/thin type configuration, by placing a wiring and inner leads between an insulation film and a surface having input/ output pads of a semiconductor chip, and making one side of a device hole smaller than that of the semiconductor chip. SOLUTION: On input/output pads of a semiconductor chip 101 tape automated bonding(TAB) bumps are mounted. A film carrier 102 is fed in the form of a TAB tape, having a previously formed wiring 106, inner leads 103 and vias 105. A device hole 110 is set to be smaller than the semiconductor chip 101 to avoid dropping the chip through the hole 110. The chip 101 and the film carrier 102 are TAB-connected so that the surface of the chip 101 having the input/output pads faces the wiring 106 and the inner leads 103 formed on the carrier film 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体モジュールに
係り、特に半導体チップを三次元的に積層した三次元半
導体マルチチップ・モジュールに関する。
The present invention relates to a semiconductor module, and more particularly to a three-dimensional semiconductor multi-chip module in which semiconductor chips are three-dimensionally stacked.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体チップの実装密度向上のた
め、半導体チップを三次元的に積層した三次元半導体モ
ジュールが開発されている。このような半導体モジュー
ルの公知例としては、特開平6−13541号公報があ
る。前記公知例記載の半導体モジュールの断面構造は、
例えば図6のようになる。配線基板601上に半導体チ
ップ602を搭載し、両者をワイヤ603で相互接続す
る。配線基板601と配線基板606は、はんだ接合6
05で接続する。ふた604は、半導体チップ602を
封止し、且つ、配線基板601と606の間隔を決定す
るために設けられる。
2. Description of the Related Art In recent years, three-dimensional semiconductor modules in which semiconductor chips are three-dimensionally stacked have been developed in order to improve the mounting density of semiconductor chips. As a known example of such a semiconductor module, there is JP-A-6-13541. The cross-sectional structure of the semiconductor module described in the known example,
For example, FIG. A semiconductor chip 602 is mounted on a wiring board 601 and both are interconnected by wires 603. The wiring board 601 and the wiring board 606 are connected by solder joint 6
Connect at 05. The lid 604 is provided for sealing the semiconductor chip 602 and determining the distance between the wiring substrates 601 and 606.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述した半導
体モジュールをさらに小型/薄型化した構造を図7に示
す。図7(A)は上面図、(B)は断面図である。絶縁フィル
ム701と配線702とインナーリード703でフィル
ムキャリア704を構成し、半導体チップ705を研磨
により薄く加工し、インナーリード703と半導体チッ
プ705上の入出力パッドをTAB(Tape Automated Bo
nding)技術により接続することにより、一層当たりの厚
さを薄くできると考えられる。一層当たりの薄型化が実
現できれば、層間を接続するはんだボール706の半径
が小さくなり、モジュールからの信号入出力に必要な面
積が小さくできるので、モジュール全体の小型化が図れ
る。なお、絶縁フィルム701には前記TAB接続のた
めに必要なデバイスホール707と、配線702とはん
だボール706を接続するためのバイアホール709が
形成されている。
FIG. 7 shows a structure in which the above-described semiconductor module is further reduced in size and thickness. FIG. 7A is a top view and FIG. 7B is a cross-sectional view. A film carrier 704 is composed of the insulating film 701, the wiring 702, and the inner leads 703, the semiconductor chip 705 is thinned by polishing, and the input / output pads on the inner leads 703 and the semiconductor chip 705 are TAB (Tape Automated Bolt).
It is considered that the thickness per layer can be reduced by connecting using the nding) technique. If the thickness can be further reduced, the radius of the solder ball 706 connecting the layers can be reduced, and the area required for signal input / output from the module can be reduced, so that the size of the entire module can be reduced. The insulating film 701 has a device hole 707 necessary for the TAB connection, and a via hole 709 for connecting the wiring 702 and the solder ball 706.

【0004】しかし、図6の構造には、図7を用いて説
明するように、以下の課題がある。
However, the structure shown in FIG. 6 has the following problem as described with reference to FIG.

【0005】第1に、層間隔を狭くすると半導体チップ
705の裏面と下段のインナーリード708が接触して
しまうので、インナーリード708が電気的にショート
する可能性がある。たとえ、配線702およびインナー
リード703と、絶縁フィルム701の上下関係を逆に
しても、通常デバイスホール707の開口サイズは半導
体チップ705より大きいので、インナーリード708
のショートは避けられない。このショートを防ぐために
は、図6のふた604のようなスぺーサが、半導体チッ
プ705とインナーリード708の間に必要となるが、
スぺーサの導入はモジュール薄型化を妨げる。
[0005] First, when the layer interval is reduced, the back surface of the semiconductor chip 705 comes into contact with the lower inner lead 708, so that the inner lead 708 may be electrically short-circuited. Even if the vertical relationship between the wiring 702, the inner leads 703, and the insulating film 701 is reversed, since the opening size of the device hole 707 is usually larger than the semiconductor chip 705, the inner leads 708
Is inevitable. In order to prevent this short circuit, a spacer like the lid 604 in FIG. 6 is required between the semiconductor chip 705 and the inner lead 708.
The introduction of spacers prevents thinning of the module.

【0006】第2に、絶縁フィルム701は熱膨張率が
大きいので、はんだボール706にかかる応力が大きく
なり、層間接続の寿命が短くなる。
Second, since the thermal expansion coefficient of the insulating film 701 is large, the stress applied to the solder ball 706 increases, and the life of interlayer connection is shortened.

【0007】第3に、モジュールをパッケージ化する際
に使用するモールド用金型と、フィルムキャリアを位置
合わせするための基準が無い。フィルムはフレキシブル
な材質なので、パッケージ化により剛性を確保しモジュ
ールの取扱性を向上させる必要がある。パッケージ化の
際、フィルムキャリア積層品をモールド用金型にセット
するが、両者を位置合わせする基準が無いので、パッケ
ージ外形寸法の精度が出ない。
[0007] Third, there is no standard for aligning the film carrier with the mold used for packaging the module. Since the film is a flexible material, it is necessary to secure rigidity by packaging to improve the handling of the module. At the time of packaging, the film carrier laminate is set in a mold, but since there is no standard for aligning the two, there is no accuracy in the package outer dimensions.

【0008】第4に、モジュール多ピン化と電源大容量
化が両立しない。モジュールから多くの信号を入出力す
る場合には、信号接続用はんだボールの半径は小さい方
が望ましい。一方、半導体チップの消費電力が大きな場
合は、電源接続用はんだボールの半径は大きい方が望ま
しい。半径の小さなはんだボールと半径の大きなはんだ
ボールが同時にフィルムキャリア上に混在すると、半径
の小さなはんだボールは、はんだの体積不足によりフィ
ルムキャリア間を接続できない。
Fourth, the increase in the number of pins of the module and the increase in the capacity of the power supply are not compatible. When a large number of signals are input and output from the module, it is desirable that the radius of the signal connection solder balls be small. On the other hand, when the power consumption of the semiconductor chip is large, it is desirable that the radius of the solder ball for power supply connection be large. If a small-radius solder ball and a large-radius solder ball coexist on the film carrier at the same time, the small-radius solder ball cannot be connected between the film carriers due to insufficient solder volume.

【0009】本発明の第1の目的は、三次元積層実装構
造と小型/薄型化に適した半導体モジュールを提供する
ことである。
A first object of the present invention is to provide a semiconductor module suitable for a three-dimensional stacked mounting structure and a reduction in size and thickness.

【0010】本発明の第2の目的は、層間接続部の信頼
性を向上した半導体モジュールを提供することである。
A second object of the present invention is to provide a semiconductor module having improved reliability of an interlayer connection.

【0011】本発明の第3の目的は、パッケージ外形寸
法の精度を向上させた半導体モジュールを提供すること
である。
A third object of the present invention is to provide a semiconductor module in which the accuracy of the package outer dimensions is improved.

【0012】本発明の第4の目的は、信号ピンの多ピン
化と電源の大容量化を両立させた三次元半導体マルチチ
ップ・モジュールを提供することである。
A fourth object of the present invention is to provide a three-dimensional semiconductor multi-chip module in which the number of signal pins is increased and the capacity of a power supply is increased.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、絶縁フィルム701と、半導体チップ705の
入出力パッドがある面との間に、配線702およびイン
ナーリード703を配置し、且つ、デバイスホール70
7の少なくとも一辺を半導体チップ705の少なくとも
一辺より短くする。
In order to achieve the first object, a wiring 702 and an inner lead 703 are arranged between an insulating film 701 and a surface of a semiconductor chip 705 where input / output pads are provided, and , Device hole 70
7 is shorter than at least one side of the semiconductor chip 705.

【0014】上記第2の目的を達成するため、フィルム
キャリアに挟まれた空間、即ち半導体チップおよびはん
だボールの周囲を、低弾性率を有するシリコン系樹脂ま
たはエポキシ系樹脂で充填する。
In order to achieve the second object, the space between the film carriers, that is, the periphery of the semiconductor chip and the solder balls is filled with a silicon-based resin or an epoxy-based resin having a low elastic modulus.

【0015】上記第3の目的を達成するため、積層後の
フィルムキャリアに絶縁フィルム部分を貫通するガイド
穴を少なくとも2個設ける。
In order to achieve the third object, at least two guide holes penetrating the insulating film portion are provided in the laminated film carrier.

【0016】上記第4の目的を達成するため、信号接続
用バイアホール半径R1と、電源接続用バイアホール半
径R2と、信号接続用はんだボール体積V1と、電源接
続用はんだボール体積V2との間に、概ねV1/R1^
2=V2/R2^2の関係を持たせる。
To achieve the fourth object, a radius R1 of a via hole for signal connection, a radius R2 of a via hole for power supply, a volume V1 of a solder ball for signal connection, and a volume V2 of a solder ball for power supply are provided. In general, V1 / R1 ^
2 = V2 / R2 ^ 2.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。なお、図面において同一の参照番号
は同じ構成要素を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0018】図1は、本発明の第1の実施の形態である
半導体モジュールの断面図を示す。図2は、図1の半導
体モジュールを構成する層、一層当たりの構造図であ
り、(A)は上面図を(B)は断面図を示す。図1において、
半導体チップ101を搭載したフィルムキャリア102
を積層し、ハンダボール107によって各層の半導体チ
ップおよび最下層のパッケージベース108とを接続す
ることにより、半導体モジュール100を構成する。パ
ッケージベース108には、はんだボール107とパッ
ケージピン109を接続する配線(図示せず)が内蔵さ
れている。また、図2においてフィルムキャリア102
は、インナーリード103と絶縁フィルム104と配線
106からなる。図2(A)において点線で示されている
部分は、絶縁フィルム104の下にある。デバイスホー
ル110はインナーリード103と半導体チップ101
をTAB接続するために形成されている。絶縁フィルム
104にはバイアホール105が形成されており、層間
を接続するはんだボール107と配線106を接続す
る。以上の接続によりパッケージピン109は、パッケ
ージベース108と、はんだボール107と、バイアホ
ール105と、配線106とインナーリード103を介
して、半導体チップ101に接続され、半導体チップに
対して電源を供給し、信号を入出力する。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor module according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are structural views of the layers and one layer constituting the semiconductor module of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a top view and FIG. 2B is a sectional view. In FIG.
Film carrier 102 on which semiconductor chip 101 is mounted
Are stacked, and the semiconductor chip of each layer and the package base 108 of the lowermost layer are connected by the solder balls 107, thereby forming the semiconductor module 100. Wiring (not shown) for connecting the solder ball 107 and the package pin 109 is built in the package base 108. Also, in FIG.
Comprises an inner lead 103, an insulating film 104, and a wiring 106. The portion shown by a dotted line in FIG. 2A is below the insulating film 104. The device hole 110 includes the inner lead 103 and the semiconductor chip 101.
For TAB connection. Via holes 105 are formed in the insulating film 104 and connect the wirings 106 to the solder balls 107 connecting the layers. With the above connection, the package pin 109 is connected to the semiconductor chip 101 via the package base 108, the solder ball 107, the via hole 105, the wiring 106 and the inner lead 103, and supplies power to the semiconductor chip. , Input and output signals.

【0019】以下、半導体モジュール100の製造方法
について述べる。
Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor module 100 will be described.

【0020】まず、モジュールの薄型化のため、半導体
チップ101はチップの裏面から研磨して100μm程
度に薄くする。また、半導体チップ101の入出力パッ
ドにはTAB接続用バンプを搭載する。なお、TAB接
続用バンプ近傍を除いた半導体チップ101の表面に
は、通常パッシベーション用絶縁膜が形成されている。
First, in order to reduce the thickness of the module, the semiconductor chip 101 is polished from the back surface of the chip to a thickness of about 100 μm. Further, TAB connection bumps are mounted on the input / output pads of the semiconductor chip 101. Note that a passivation insulating film is usually formed on the surface of the semiconductor chip 101 except for the vicinity of the TAB connection bumps.

【0021】フィルムキャリア102はTABテープの
状態で供給され、予め絶縁フィルム104上に配線10
6とインナーリード103とバイアホール105を形成
しておく。フィルムキャリアの材質は、例えば、絶縁フ
ィルム部分はポリイミドを、配線部分およびインナーリ
ード部分は銅を使用できる。厚さは、例えば絶縁フィル
ム部分は約50μm、配線とインナーリード部分は20
〜30μmである。ここで、デバイスホール110の大
きさをTAB接続には十分であるが、半導体チップ10
1よりは小さく設定し、半導体チップ101がデバイス
ホール110を通り抜けないようにする。
The film carrier 102 is supplied in the form of a TAB tape.
6, inner leads 103 and via holes 105 are formed. As a material of the film carrier, for example, polyimide can be used for an insulating film portion, and copper can be used for a wiring portion and an inner lead portion. The thickness is, for example, about 50 μm for the insulating film part and 20 for the wiring and inner lead part.
3030 μm. Here, although the size of the device hole 110 is sufficient for the TAB connection, the semiconductor chip 10
It is set smaller than 1 so that the semiconductor chip 101 does not pass through the device hole 110.

【0022】そして、半導体チップ101とフィルムキ
ャリア102をTAB接続する。ここで、半導体チップ
101の入出力パッドがある面と、フィルムキャリア1
02上の配線106およびインナーリード103実装面
を向かい合う配置とする。半導体チップ101とフィル
ムキャリア102を接続後、バイアホール105上に層
間接続用のはんだボール107を配置、加熱してはんだ
ボール107と配線106を接続する。なお、フィルム
キャリア102の配線面で、はんだ接続しない部分に
は、はんだレジストが塗布されている。以上で、モジュ
ールに積層する基本単位ができる。
Then, the semiconductor chip 101 and the film carrier 102 are connected by TAB. Here, the surface of the semiconductor chip 101 where the input / output pads are located and the film carrier 1
02 and the mounting surface of the inner lead 103 are arranged to face each other. After connecting the semiconductor chip 101 and the film carrier 102, solder balls 107 for interlayer connection are arranged on the via holes 105 and heated to connect the solder balls 107 and the wiring 106. In addition, a solder resist is applied to a portion of the wiring surface of the film carrier 102 that is not connected by soldering. Thus, a basic unit to be laminated on the module is created.

【0023】次に、最下層にパッケージベース108を
配置し,その上に半導体チップ101を搭載したフィル
ムキャリア102を積層する。フィルムキャリア同士の
位置合わせは、TABテープに付属するスプロケットホ
ールを利用すると容易である。そして積層物全体をリフ
ローし、はんだボールを溶融させて層間を接続する。フ
ィルムキャリアに挟まれた空間、即ち、はんだボール1
07と半導体チップ101の周囲に樹脂111を隙間無
く充填してモールドし、積層物をパッケージ化する。樹
脂111の材質は、低弾性率(例えば1300kg/mm^2以
下)と、絶縁フィルムの材質であるポリイミドより低熱
膨張率を有することが必要である。例えばエポキシ系樹
脂、シリコン系樹脂、あるいはシリコン系樹脂を可撓剤
としてエポキシ系樹脂に配合したシリコン変性エポキシ
を使用できる。最後に、パッケージピン109を取り付
けて半導体モジュール100が完成する。
Next, the package base 108 is arranged at the lowermost layer, and the film carrier 102 on which the semiconductor chip 101 is mounted is laminated thereon. It is easy to align the film carriers by using sprocket holes attached to the TAB tape. Then, the entire laminate is reflowed to melt the solder balls and connect the layers. The space between the film carriers, that is, the solder ball 1
07 and the periphery of the semiconductor chip 101 are filled with the resin 111 without gaps and molded, and the laminate is packaged. The material of the resin 111 needs to have a low elastic modulus (for example, 1300 kg / mm ^ 2 or less) and a lower coefficient of thermal expansion than polyimide, which is a material of the insulating film. For example, an epoxy resin, a silicon resin, or a silicon-modified epoxy in which the silicone resin is blended with the epoxy resin as a flexible agent can be used. Finally, the semiconductor module 100 is completed by attaching the package pins 109.

【0024】以下、本実施の形態による半導体モジュー
ル100の特徴を述べる。各層のフィルムキャリアにお
いて、インナーリードは絶縁フィルムと半導体チップの
間に挟まれ、且つデバイスホールは半導体チップより小
さいので、たとえ層間隔を狭くしても、半導体チップは
下段の絶縁フィルムと接触するだけである。従って、半
導体チップとインナーリードがショートすることはない
ので、層間隔を半導体チップと絶縁フィルムが接触する
まで狭めることができる。例えば、本実施の形態では層
間隔を200μm程度に狭くでき、10個の半導体チッ
プを積層してもモジュールの厚さは2mm程度にすぎな
い。また、本実施の形態は、インナーリードと半導体チ
ップの絶縁のために、スぺーサのような別部品を使用す
る場合よりも部品点数が少なく低コストであり、モジュ
ールの薄型化が可能である。そして、フィルムキャリア
積層物を、低熱膨張率且つ低弾性率を有する樹脂でモー
ルドしてあるので、はんだボールにかかる応力を低減で
き、層間接続部の寿命を長くできる。さらに、全層を一
括して樹脂を充填するので、一層毎に半導体チップを封
止する場合よりプロセス回数が少なく低コストである。
Hereinafter, features of the semiconductor module 100 according to the present embodiment will be described. In the film carrier of each layer, the inner lead is sandwiched between the insulating film and the semiconductor chip, and the device hole is smaller than the semiconductor chip. Therefore, even if the layer interval is reduced, the semiconductor chip only contacts the lower insulating film. It is. Accordingly, since the semiconductor chip and the inner lead do not short-circuit, the layer interval can be reduced until the semiconductor chip and the insulating film come into contact. For example, in the present embodiment, the layer interval can be reduced to about 200 μm, and even if ten semiconductor chips are stacked, the module thickness is only about 2 mm. In addition, in the present embodiment, the number of components is smaller and the cost is lower than in the case where a separate component such as a spacer is used for insulating the inner leads and the semiconductor chip, and the module can be made thinner. . Since the film carrier laminate is molded with a resin having a low coefficient of thermal expansion and a low modulus of elasticity, the stress applied to the solder balls can be reduced, and the life of the interlayer connection can be extended. Furthermore, since all the layers are collectively filled with the resin, the number of processes is smaller and the cost is lower than in the case where the semiconductor chip is sealed for each layer.

【0025】図3と図4は、本発明の第2の実施の形態
を示す。本実施の形態は、フィルムキャリア積層物とモ
ールド用金型を位置合わせするために、フィルムキャリ
アの絶縁フィルム部分にガイド穴を設けたことを特徴と
する。図3は、TABテープの状態で供給されたフィル
ムキャリア301を示す。フィルムキャリアを積層する
プロセスは、TABテープに付属するスプロケットホー
ル302を利用してフィルムキャリア同士の位置合わせ
が可能である。しかし、フィルムキャリア積層後の樹脂
モールドの工程ではスプロケットホール部分は切り離さ
れているので、スプロケットホールをフィルムキャリア
積層物とモールド用金型との位置合わせには使用できな
い。そこで、フィルムキャリア301にはガイド穴30
3を空けている。このガイド穴は、フィルムキャリア上
の配線パターンの無い場所、または半導体チップの信号
や電源に抵触しない場所で、絶縁フィルムを2個所以上
貫通させる。図4はモールド用金型400の上型401
と下型402、および金型にセットされたフィルムキャ
リア積層物403を示す。フィルムキャリア積層物40
3にはフィルムキャリア301と同様なガイド穴404
が空いており、下型402にはフィルムキャリア403
のガイド穴に対応するガイドピン405を設ける。フィ
ルムキャリア積層物403は、ガイド穴404にガイド
ピン405を挿入することにより、下型402に位置合
わせされる。ガイド穴404は、TABテープ作成時に
ホトリソグラフィまたは打ち抜き加工によって空けられ
るので、フィルムキャリア外形に対するガイド穴の位置
精度は高い。本実施の形態によれば、そのガイド穴とモ
ールド用金型を位置合わせしてパッケージ化するので、
フィルムキャリア位置に対するパッケージ外形の寸法精
度を高くできる。
FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that a guide hole is provided in an insulating film portion of a film carrier in order to align a film carrier laminate and a mold. FIG. 3 shows the film carrier 301 supplied in the form of a TAB tape. In the process of laminating the film carriers, the film carriers can be aligned with each other by using the sprocket holes 302 attached to the TAB tape. However, since the sprocket holes are cut off in the resin molding process after the film carrier is laminated, the sprocket holes cannot be used for alignment between the film carrier laminate and the mold. Therefore, the guide hole 30 is provided in the film carrier 301.
3 is empty. The guide hole allows two or more insulating films to penetrate in a place where there is no wiring pattern on the film carrier or a place where it does not conflict with a signal or power supply of the semiconductor chip. FIG. 4 shows an upper mold 401 of a molding die 400.
And a lower mold 402, and a film carrier laminate 403 set in a mold. Film carrier laminate 40
3 has a guide hole 404 similar to that of the film carrier 301.
Is empty, and the lower mold 402 has a film carrier 403.
The guide pins 405 corresponding to the guide holes are provided. The film carrier laminate 403 is aligned with the lower mold 402 by inserting the guide pins 405 into the guide holes 404. Since the guide hole 404 is formed by photolithography or punching when the TAB tape is formed, the position accuracy of the guide hole with respect to the outer shape of the film carrier is high. According to the present embodiment, the guide hole and the mold are aligned and packaged.
The dimensional accuracy of the package outer shape with respect to the film carrier position can be increased.

【0026】図5は、本発明の第3の実施の形態を示
す。本実施の形態は、層間接続においてバイアホール半
径およびはんだボール半径を、信号接続用と電源接続用
との間で大きさを変えていることに特徴がある。図5
(A)はバイアホール上にはんだボールを乗せた状態を示
し、(B)は層間接続後の状態を示す。バイアホール50
3は信号接続用であり、その半径をR1とする。はんだ
ボール504は信号接続用であり、その体積をV1とす
る。一方、バイアホール501は電源接続用であり、そ
の半径をR2とする。はんだボール502は電源接続用
であり、その体積をV2とする。 R1を小さくするこ
とにより、多数の信号ピンに対応した半導体モジュール
を提供できる。また、R2を大きくすることにより、電
源配線を強化することができ、消費電力の大きな半導体
チップを多数搭載できる半導体モジュールを提供でき
る。 ところが、同じ大きさのはんだボールを用いて電
源線および信号線を接続すると、バイアホール半径が異
なるために、フィルムキャリア積層後のはんだ接合部の
高さが異なってしまう。そこで、R1、V1、R2、V
2の間に、
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that the via hole radius and the solder ball radius in interlayer connection are changed in size between signal connection and power supply connection. FIG.
(A) shows a state where a solder ball is placed on a via hole, and (B) shows a state after interlayer connection. Via hole 50
Numeral 3 is for signal connection, and its radius is R1. The solder ball 504 is for signal connection, and its volume is set to V1. On the other hand, the via hole 501 is for power connection, and its radius is R2. The solder ball 502 is for power supply connection, and its volume is set to V2. By reducing R1, a semiconductor module corresponding to a large number of signal pins can be provided. Further, by increasing R2, the power supply wiring can be strengthened, and a semiconductor module capable of mounting a large number of semiconductor chips with large power consumption can be provided. However, when the power supply line and the signal line are connected using the same size solder balls, the heights of the solder joints after the lamination of the film carrier are different due to different via hole radii. Therefore, R1, V1, R2, V
Between two,

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】の関係が成り立つように、 R1、V1、
R2、V2を設定する。すると図5(B)に示すように、
異なるバイアホール半径を有する接続であっても、はん
だ接合部の高さをほぼ同じにできる。例えば、信号接続
用バイアホールの半径R1=150μm、電源接続用バ
イアホールの半径R2=300μmとして200μmの層
間隔を接続するためには、信号接続用としては半径約1
50μm、電源接続用としては半径約240μmのはんだ
ボールを用いる。本実施の形態によれば、信号線を多ピ
ン化し、且つ電源線を強化した半導体モジュールを提供
できる。
R 1, V 1,
Set R2 and V2. Then, as shown in FIG.
Even with connections having different via hole radii, the height of the solder joints can be substantially the same. For example, if the radius R1 of the via hole for signal connection is 150 μm and the radius R2 of the via hole for power supply connection is 300 μm, and a layer interval of 200 μm is connected, a radius of about 1 μm is required for the signal connection.
A solder ball having a radius of about 240 μm is used for connection to a power supply of 50 μm. According to the present embodiment, it is possible to provide a semiconductor module in which the number of signal lines is increased and the power supply lines are strengthened.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の第1の手段によれば、半導体チ
ップは絶縁フィルムと接触するのでインナーリードがシ
ョートすることはない。また、ふたのような別部品を使
用する場合よりも部品点数が少なく低コストで、モジュ
ールを薄型化できる。
According to the first aspect of the present invention, since the semiconductor chip comes into contact with the insulating film, the inner leads are not short-circuited. In addition, the number of parts is smaller and the cost can be reduced, and the module can be made thinner than in the case where a separate part such as a lid is used.

【0030】本発明の第2の手段によれば、はんだボー
ルにかかる応力を低減できるので、層間接続部の寿命を
長くできる。また、全層を一括して樹脂を充填するの
で、一層毎に半導体チップを封止する場合よりプロセス
回数が少なく低コストである。
According to the second means of the present invention, since the stress applied to the solder ball can be reduced, the life of the interlayer connection can be extended. Further, since all the layers are collectively filled with the resin, the number of processes is smaller and the cost is lower than in the case where the semiconductor chip is sealed for each layer.

【0031】本発明の第3の手段によれば、フィルムキ
ャリア積層物とモールド用金型の位置合わせ精度が向上
するので、パッケージ外形寸法の高精度化が図れる。
According to the third means of the present invention, since the alignment accuracy between the film carrier laminate and the mold is improved, the external dimensions of the package can be improved.

【0032】本発明の第4の手段によれば、バイアホー
ル径の大小に係らず層間接続部の厚さを同じにできるの
で、信号ピンの多ピン化と電源線強化を両立できる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the thickness of the interlayer connection can be made the same regardless of the diameter of the via hole, it is possible to increase the number of signal pins and strengthen the power supply line.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態である半導体モジュ
ールの構造を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a semiconductor module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態である半導体モジュ
ールの部分を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a part of the semiconductor module according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第2の実施の形態を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図6】従来技術を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional technique.

【図7】従来技術をもとに、さらに薄型/小型化を進め
た半導体モジュールの構造図。
FIG. 7 is a structural diagram of a semiconductor module which is further reduced in thickness and size based on a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100・・・半導体モジュール 101、602、705・・・半導体チップ 102、301、704・・・フィルムキャリア 103、703、708・・・インナーリード 104、701・・・絶縁フィルム 106、702・・・配線 105、501、503、709・・・バイアホール 110、707・・・デバイスホール 107、502、504、706・・・はんだボール 108・・・パッケージベース 109・・・パッケージピン 111・・・樹脂 302・・・スプロケットホール 303、404・・・ガイド穴 400・・・モールド金型 401・・・上型 402・・・下型 403・・・フィルムキャリア積層物 405・・・ガイドピン 601、606・・・配線基板 603・・・ワイヤ 604・・・ふた 605・・・はんだ接合。 100 semiconductor module 101, 602, 705 semiconductor chip 102, 301, 704 film carrier 103, 703, 708 inner lead 104, 701 insulating film 106, 702 Wiring 105, 501, 503, 709: Via holes 110, 707: Device holes 107, 502, 504, 706: Solder balls 108: Package base 109: Package pins 111: Resin 302: Sprocket holes 303, 404: Guide holes 400: Mold die 401: Upper die 402: Lower die 403: Film carrier laminate 405: Guide pins 601 and 606 ... Wiring board 603 ... Wire 604 ... Lid 605 ...・ Soldering.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体チップを搭載したフィルムキャリア
をすくなくとも一層備えた半導体モジュールであって、
前記半導体チップの表面に入出力パッドを設け、前記フ
ィルムキャリアには、絶縁フィルムと、該絶縁フィルム
の表面に形成された配線と、該配線の一部であって前記
半導体チップに対応したデバイスホール内部に向け伸び
て前記入出力パッドに接続されたインナーリードとを設
け、前記絶縁フィルムの表面と前記半導体チップの表面
とを対向させ、前記デバイスホールの少なくとも一辺を
前記半導体チップの少なくとも1辺より短くしたことを
特徴とする半導体モジュール。
1. A semiconductor module comprising at least one film carrier on which a semiconductor chip is mounted,
An input / output pad is provided on the surface of the semiconductor chip, and the film carrier includes an insulating film, wiring formed on the surface of the insulating film, and a device hole corresponding to the semiconductor chip which is a part of the wiring. An inner lead extending inward and connected to the input / output pad; a surface of the insulating film and a surface of the semiconductor chip facing each other; at least one side of the device hole being at least one side of the semiconductor chip; A semiconductor module characterized by being shortened.
【請求項2】前記フィルムキャリア間に、低弾性率を有
するシリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂を充填する請
求項1記載の半導体モジュール。
2. The semiconductor module according to claim 1, wherein a silicon-based resin or an epoxy-based resin having a low elastic modulus is filled between the film carriers.
【請求項3】前記フィルムキャリアに前記絶縁フィルム
部分を貫通するガイド穴を少なくとも2個設ける請求項
2記載の半導体モジュール。
3. The semiconductor module according to claim 2, wherein said film carrier is provided with at least two guide holes passing through said insulating film portion.
【請求項4】半導体チップを搭載したフィルムキャリア
を積層して相互接続した三次元半導体マルチチップ・モ
ジュールであって、前記フィルムキャリアに形成された
バイアホールと該バイアホールに接続されるはんだボー
ルによってフィルムキャリア間を接続し、信号接続用バ
イアホール半径R1と電源接続用バイアホール半径R2
と信号接続用はんだボール体積V1と電源接続用はんだ
ボール体積V2との間に、概ねV1/R1^2=V2/
R2^2の関係を持たせることを特徴とする三次元半導
体マルチチップ・モジュール。
4. A three-dimensional semiconductor multi-chip module in which film carriers each having a semiconductor chip mounted thereon are stacked and connected to each other, the via holes being formed in the film carrier and the solder balls connected to the via holes. Connecting between film carriers, via hole radius R1 for signal connection and via hole radius R2 for power supply connection
Between the solder ball volume V1 for signal connection and the solder ball volume V2 for power connection, approximately V1 / R1 ^ 2 = V2 /
A three-dimensional semiconductor multi-chip module having a relationship of R2 ^ 2.
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