JPH10335577A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH10335577A
JPH10335577A JP9147918A JP14791897A JPH10335577A JP H10335577 A JPH10335577 A JP H10335577A JP 9147918 A JP9147918 A JP 9147918A JP 14791897 A JP14791897 A JP 14791897A JP H10335577 A JPH10335577 A JP H10335577A
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lsi chip
chip
lsi
semiconductor device
resin package
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Japanese (ja)
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Hiroaki Fujimoto
博昭 藤本
Nobuitsu Takehashi
信逸 竹橋
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a semiconductor device in which a second LSI chip is face- down bonded to the upper surface of a first LSI chip efficiently radiate the heat generated from the second LSI chip. SOLUTION: A second LSI chip 120 is face-down bonded to the upper surface of a first LSI chip 110 having external electrodes 112 in its peripheral edge section and a die pad 131 is fixed to the lower surface of the chip 110. The external electrodes 112 of the chip 110 are connected to inner leads 133 through bonding wires 134. A resin package 135 seals the first and second LSI chips 110 and 120, die pad 131, and inner leads 133 so that the upper surface of the chip 120 and lower surface of the die pad 131 may be exposed.

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、主面上にLSIが
それぞれ形成された第1の半導体チップと第2の半導体
チップとがフェイスダウンボンディング方式により接合
されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a first semiconductor chip having an LSI formed on a main surface and a second semiconductor chip are joined by a face-down bonding method and a method of manufacturing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置の低コスト化
及び小型化を図るため、例えば異なる機能を持つLSI
又は異なるプロセスにより形成されたLSIが形成され
た、第1のLSIチップと第2のLSIチップとがフェ
イスダウンボンディング方式により接合されてなる半導
体装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the cost and size of semiconductor integrated circuit devices, for example, LSIs having different functions have been developed.
Alternatively, there has been proposed a semiconductor device in which a first LSI chip and a second LSI chip on which an LSI formed by a different process is formed are bonded by a face-down bonding method.

【0003】以下、例えば特開平2−15660号公報
に示されている、2つのLSIチップがフェイスダウン
ボンディング方式により接合されてなる半導体装置及び
その製造方法について図9を参照しながら説明する。
A semiconductor device in which two LSI chips are bonded by a face-down bonding method and a method of manufacturing the same, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-15660, will be described below with reference to FIG.

【0004】図9に示すように、第1のLSIチップ1
0における第1のLSIが形成されている主面上には内
部電極11及び外部電極12が形成されていると共に、
第2のLSIチップ13における第2のLSIが形成さ
れている主面上にはバンプ14が形成されており、内部
電極11とバンプ14とが接続された状態で、第1のL
SIチップ10と第2のLSIチップ13とがフェイス
ダウンボンディング方式により接合している。この場
合、第1のLSIチップ10と第2のLSIチップ13
との間には絶縁性樹脂15が充填されている。また、第
1のLSIチップ10はリードフレームのダイパッド1
6にはんだ17により固定されていると共に、第1のL
SIチップ10の外部電極12とリードフレームのイン
ナーリード18とはボンディングワイヤ19により電気
的に接続されている。第1のLSIチップ10、第2の
LSIチップ13、ダイパッド16、インナーリード1
8及びボンディングワイヤ19は樹脂パッケージ20に
より封止されている。
As shown in FIG. 9, a first LSI chip 1
0, an internal electrode 11 and an external electrode 12 are formed on the main surface on which the first LSI is formed.
Bumps 14 are formed on the main surface of the second LSI chip 13 on which the second LSI is formed, and the first LSI chip 13 is connected to the internal electrodes 11 and the bumps 14.
The SI chip 10 and the second LSI chip 13 are joined by a face-down bonding method. In this case, the first LSI chip 10 and the second LSI chip 13
Is filled with an insulating resin 15. The first LSI chip 10 is a die pad 1 of a lead frame.
6 with solder 17 and the first L
The external electrodes 12 of the SI chip 10 and the inner leads 18 of the lead frame are electrically connected by bonding wires 19. First LSI chip 10, second LSI chip 13, die pad 16, inner lead 1
8 and the bonding wires 19 are sealed by a resin package 20.

【0005】前記従来の半導体装置は以下のようにして
製造される。
The conventional semiconductor device is manufactured as follows.

【0006】まず、周縁部に外部電極12が形成されて
いる第1のLSIチップ10上の中央部に絶縁性樹脂1
5を塗布した後、第2のLSIチップ13を第1のLS
Iチップ10に押圧して、第1のLSIチップ10の内
部電極11と第2のLSIチップ13のバンプ14とが
接続した状態で、第1のLSIチップと第2のLSIチ
ップとを接合する。
First, an insulating resin 1 is placed at the center on the first LSI chip 10 where the outer electrode 12 is formed on the periphery.
5 is applied, the second LSI chip 13 is placed in the first LS
The first LSI chip and the second LSI chip are joined in a state where the internal electrodes 11 of the first LSI chip 10 and the bumps 14 of the second LSI chip 13 are connected by being pressed against the I chip 10. .

【0007】次に、第1のLSIチップ10の外部電極
12とインナーリード18とをボンディングワイヤ19
により接続した後、第1のLSIチップ10、第2のL
SIチップ13、ダイパッド16、インナーリード18
及びボンディングワイヤ19を樹脂パッケージ20によ
り封止する。
Next, the external electrodes 12 of the first LSI chip 10 and the inner leads 18 are connected to the bonding wires 19.
After connecting the first LSI chip 10 and the second
SI chip 13, die pad 16, inner lead 18
Then, the bonding wire 19 is sealed with the resin package 20.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、第1のLS
Iチップ10と第2のLSIチップ13とがフェイスダ
ウンボンディング方式により接合されてなる半導体装置
においては、絶縁性樹脂15及び樹脂パッケージ20の
熱伝導率が低いため、第2のLSIチップ13の主面に
形成されている第1のLSIから発生した熱は、バンプ
14を介して第1のLSIチップ10に伝達された後、
ダイパッド16に伝わり、その後、ダイパッド16と一
体化されているインナーリード18から外部に放出され
るが、バンプ14の断面積の合計は第2のLSIチップ
13の面積に比べてかなり小さいので、第2のLSIチ
ップ13に発生した熱のバンプ14を介しての放散は十
分ではない。
By the way, the first LS
In a semiconductor device in which the I chip 10 and the second LSI chip 13 are bonded by the face-down bonding method, the thermal conductivity of the insulating resin 15 and the resin package 20 is low, so that the main component of the second LSI chip 13 After the heat generated from the first LSI formed on the surface is transmitted to the first LSI chip 10 via the bumps 14,
The light is transmitted to the die pad 16 and then emitted to the outside from the inner lead 18 integrated with the die pad 16. Since the total cross-sectional area of the bump 14 is considerably smaller than the area of the second LSI chip 13, Dissipation of heat generated in the second LSI chip 13 via the bumps 14 is not sufficient.

【0009】このため、第2のLSIチップ13の主面
に形成されているLSIにおいて、pn接合のダイオー
ド特性が劣化するという問題及び金属配線の抵抗が大き
くなってトランジスタ特性が劣化するという問題等が発
生する。特に、第2のLSIチップ13の主面に形成さ
れているLSIの消費電力が大きい場合には、前記の問
題は顕著に表われる。
For this reason, in the LSI formed on the main surface of the second LSI chip 13, the problem that the diode characteristics of the pn junction deteriorates, the problem that the transistor characteristics deteriorate due to the increase in the resistance of the metal wiring, and the like. Occurs. In particular, when the power consumption of the LSI formed on the main surface of the second LSI chip 13 is large, the above-described problem becomes conspicuous.

【0010】また、前記従来の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極12が形成されている第1のLS
Iチップ10上の中央部に絶縁性樹脂15を塗布した
後、第2のLSIチップ13を第1のLSIチップ10
に押圧して第1のLSIチップ10と第2のLSIチッ
プ13とを接合するが、この際、絶縁性樹脂15が第1
のLSIチップ10の外部電極12に付着すると、第1
のLSIチップ10の外部電極12とインナーリード1
8とをボンディングワイヤ19により接合することがで
きない。
Further, in the above-mentioned conventional method for manufacturing a semiconductor device, the first LS having an outer electrode 12 formed on a peripheral portion thereof is provided.
After the insulating resin 15 is applied to the center of the I chip 10, the second LSI chip 13 is connected to the first LSI chip 10.
To join the first LSI chip 10 and the second LSI chip 13, and at this time, the insulating resin 15
Is attached to the external electrodes 12 of the LSI chip 10 of FIG.
Electrode 12 and inner lead 1 of LSI chip 10
8 cannot be joined by the bonding wire 19.

【0011】そこで、従来の半導体装置においては、絶
縁性樹脂15が第1のLSIチップ10の外部電極12
に付着しないように、第2のLSIチップ13の外形寸
法を第1のLSIチップ10の外部電極12の内側寸法
よりもかなり小さくしている。すなわち、第2のLSI
チップ13のサイズを第1のLSIチップ10のサイズ
よりも十分に小さく、例えば、第2のLSIチップ13
の1辺の長さを第1のLSIチップ10の1辺の長さに
対して2mm程度小さくしている。このため、第2のL
SIチップ13の集積度、ひいては第1のLSIチップ
10と第2のLSIチップ13とからなるLSIモジュ
ールの集積度が制約を受けると言う問題がある。
Therefore, in the conventional semiconductor device, the insulating resin 15 is formed on the external electrode 12 of the first LSI chip 10.
The external dimensions of the second LSI chip 13 are made considerably smaller than the internal dimensions of the external electrodes 12 of the first LSI chip 10 so as not to adhere to the external electrodes 12. That is, the second LSI
The size of the chip 13 is sufficiently smaller than the size of the first LSI chip 10, for example, the second LSI chip 13
Is made smaller by about 2 mm than the length of one side of the first LSI chip 10. Therefore, the second L
There is a problem that the degree of integration of the SI chip 13 and, consequently, the degree of integration of the LSI module composed of the first LSI chip 10 and the second LSI chip 13 is restricted.

【0012】前記に鑑み、本発明は、第1のLSIチッ
プの上に第2のLSIチップがフェイスダウンボンディ
ング方式により接合されてなる半導体装置において、第
2のLSIチップに発生した熱を効率良く放散できるよ
うにすることを第1の目的とし、第2のLSIチップの
集積度を向上させることを第2の目的とする。
In view of the above, the present invention provides a semiconductor device in which a second LSI chip is bonded on a first LSI chip by a face-down bonding method to efficiently remove heat generated in the second LSI chip. A first object is to be able to dissipate, and a second object is to improve the degree of integration of the second LSI chip.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の半導
体装置は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチッ
プと、第1のLSIチップの上にフェイスダウンボンデ
ィング方式により接合された第2のLSIチップと、第
1のLSIチップの下面に設けられたダイパッドと、第
1のLSIチップの外部電極と電気的に接続されたイン
ナーリードと、第1のLSIチップ、第2のLSIチッ
プ、ダイパッド及びインナーリードを、第2のLSIチ
ップの上面及びダイパッドの下面の少なくとも中央部が
それぞれ露出するように封止している樹脂パッケージと
を備えている。
A first semiconductor device according to the present invention is bonded to a first LSI chip having an external electrode on a peripheral portion by a face-down bonding method on the first LSI chip. A second LSI chip, a die pad provided on the lower surface of the first LSI chip, inner leads electrically connected to external electrodes of the first LSI chip, a first LSI chip, a second LSI chip, A resin package that seals the chip, the die pad, and the inner lead such that at least a central portion of an upper surface of the second LSI chip and a lower surface of the die pad are respectively exposed;

【0014】第1の半導体装置によると、樹脂パッケー
ジが第2のLSIチップの上面の少なくとも中央部が露
出するように封止しているため、第2のLSIチップの
主面に形成されているLSIから発生した熱は、第2の
LSIチップの上面における樹脂パッケージに露出して
いる領域から放散され、また、樹脂パッケージがダイパ
ッドの下面の少なくとも中央部が露出するように封止し
ているため、第1のLSIチップの主面に形成されてい
るLSIから発生した熱は、ダイパッドの下面における
樹脂パッケージに露出している領域から放散される。
According to the first semiconductor device, since the resin package is sealed so that at least the central portion of the upper surface of the second LSI chip is exposed, it is formed on the main surface of the second LSI chip. The heat generated from the LSI is dissipated from a region of the upper surface of the second LSI chip which is exposed to the resin package, and the resin package is sealed so that at least a central portion of the lower surface of the die pad is exposed. The heat generated from the LSI formed on the main surface of the first LSI chip is dissipated from a region of the lower surface of the die pad exposed to the resin package.

【0015】第1の半導体装置において、樹脂パッケー
ジは、第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイ
パッド及びインナーリードを、第2のLSIチップの上
面及びダイパッドの下面がそれぞれ全面に亘って露出す
るように封止していることが好ましい。
In the first semiconductor device, the resin package exposes the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead over the entire surface of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad. It is preferable to perform sealing.

【0016】第1の半導体装置は、第2のLSIチップ
の上面における樹脂パッケージから露出している領域に
設けられた放熱体をさらに備えていることが好ましい。
It is preferable that the first semiconductor device further includes a radiator provided in a region of the upper surface of the second LSI chip which is exposed from the resin package.

【0017】本発明に係る第2の半導体装置は、周縁部
に外部電極を有する第1のLSIチップと、第1のLS
Iチップの上にフェイスダウンボンディング方式により
接合された第2のLSIチップと、第1のLSIチップ
の外部電極と電気的に接続されたインナーリードと、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリ
ードを、第2のLSIチップの上面及び第1のLSIチ
ップの下面の少なくとも中央部がそれぞれ露出するよう
に封止している樹脂パッケージとを備えている。
A second semiconductor device according to the present invention comprises: a first LSI chip having external electrodes on a peripheral portion;
A second LSI chip bonded to the I chip by a face-down bonding method, inner leads electrically connected to external electrodes of the first LSI chip, a first LSI chip, and a second LSI chip And a resin package that seals the inner leads so that at least the central portions of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed.

【0018】第2の半導体装置によると、樹脂パッケー
ジが第2のLSIチップの上面の少なくとも中央部が露
出するように封止しているため、第2のLSIチップの
主面に形成されているLSIから発生した熱は、第2の
LSIチップの上面における樹脂パッケージに露出して
いる領域から放散され、また、樹脂パッケージが第1の
半導体チップの下面の少なくとも中央部が露出するよう
に封止しているため、第1のLSIチップの主面に形成
されているLSIから発生した熱は、第1のLSIチッ
プの下面における樹脂パッケージに露出している領域か
ら放散される。
According to the second semiconductor device, since the resin package is sealed so that at least the central portion of the upper surface of the second LSI chip is exposed, it is formed on the main surface of the second LSI chip. Heat generated from the LSI is dissipated from a region of the upper surface of the second LSI chip exposed to the resin package, and the resin package is sealed so that at least a central portion of the lower surface of the first semiconductor chip is exposed. Therefore, heat generated from the LSI formed on the main surface of the first LSI chip is dissipated from a region of the lower surface of the first LSI chip exposed to the resin package.

【0019】第2の半導体装置において、樹脂パッケー
ジは、第1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びイ
ンナーリードを、第2のLSIチップの上面及び第1の
LSIチップの下面がそれぞれ全面に亘って露出するよ
うに封止していることが好ましい。
In the second semiconductor device, the resin package includes the first LSI chip, the second LSI chip, and the inner leads, and the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip cover the entire surface, respectively. It is preferable to seal so as to be exposed.

【0020】第2の半導体装置は、第2のLSIチップ
の上面における樹脂パッケージから露出している領域に
設けられた放熱体をさらに備えていることが好ましい。
It is preferable that the second semiconductor device further includes a heat radiator provided in a region of the upper surface of the second LSI chip which is exposed from the resin package.

【0021】本発明に係る第3の半導体装置は、周縁部
に外部電極を有する第1のLSIチップと、第1のLS
Iチップの上にフェイスダウンボンディング方式により
接合された第2のLSIチップと、第1のLSIチップ
の外部電極に接続されたボンディングワイヤと、第1の
LSIチップと第2のLSIチップとの間に、第1のL
SIチップ及び第2のLSIチップの各主面を全面的に
覆うように充填された絶縁性樹脂と、第1のLSIチッ
プ及び第2のLSIチップを封止している樹脂パッケー
ジとを備えており、絶縁性樹脂のヤング率は樹脂パッケ
ージを構成する樹脂のヤング率よりも小さい。
A third semiconductor device according to the present invention includes a first LSI chip having an external electrode on a peripheral portion and a first LSI chip.
A second LSI chip bonded to the I chip by a face-down bonding method, a bonding wire connected to an external electrode of the first LSI chip, and between the first LSI chip and the second LSI chip The first L
An insulating resin filled so as to entirely cover each main surface of the SI chip and the second LSI chip, and a resin package sealing the first LSI chip and the second LSI chip are provided. Therefore, the Young's modulus of the insulating resin is smaller than the Young's modulus of the resin constituting the resin package.

【0022】第3の半導体装置によると、第1のLSI
チップと第2のLSIチップとの間に、第1のLSIチ
ップ及び第2のLSIチップの各主面を全面的に覆うよ
うに絶縁性樹脂が介在し、しかも、該絶縁性樹脂のヤン
グ率は樹脂パッケージを構成する樹脂のヤング率よりも
小さいため、第1のLSIチップ及び第2のLSIチッ
プの各主面はヤング率の小さい樹脂によって全面的に覆
われている。
According to the third semiconductor device, the first LSI
An insulating resin is interposed between the chip and the second LSI chip so as to entirely cover each main surface of the first LSI chip and the second LSI chip, and the Young's modulus of the insulating resin is Is smaller than the Young's modulus of the resin that constitutes the resin package, so that the main surfaces of the first LSI chip and the second LSI chip are entirely covered with the resin having a small Young's modulus.

【0023】従来においては、第1のLSIチップの外
部電極同士の間まで延びる金属配線が、樹脂パッケージ
を構成する樹脂の熱応力の影響を受けないように、第1
のLSIチップの主面を予めポリイミド膜等により覆う
必要があったが、第3の半導体装置によると、第1のL
SIチップ及び第2のLSIチップの各主面がヤング率
の小さいつまり熱応力の小さい絶縁性樹脂により全面的
に覆われているため、ヤング率の大きい封止用樹脂が第
1のLSIチップ及び第2のLSIチップの各主面に接
触する事態を回避することができる。
Conventionally, the first metal wiring extending to between the external electrodes of the first LSI chip is not affected by the thermal stress of the resin constituting the resin package.
It was necessary to cover the main surface of the LSI chip with a polyimide film or the like in advance, but according to the third semiconductor device, the first L
Since each main surface of the SI chip and the second LSI chip is entirely covered with an insulating resin having a small Young's modulus, that is, a small thermal stress, a sealing resin having a large Young's modulus is used for the first LSI chip and the second LSI chip. A situation in which each main surface of the second LSI chip is contacted can be avoided.

【0024】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチップの上
に第2のLSIチップをフェイスダウンボンディング方
式により接合する工程と、第1のLSIチップの下面に
ダイパッドを固着する工程と、第1のLSIチップの外
部電極とインナーリードとを電気的に接続する工程と、
第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド
及びインナーリードを樹脂パッケージにより、第2のL
SIチップの上面及びダイパッドの下面の少なくとも中
央部がそれぞれ露出するように封止する工程とを備えて
いる。
A first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: bonding a second LSI chip onto a first LSI chip having external electrodes on a peripheral portion by a face-down bonding method; Fixing a die pad to the lower surface of the LSI chip, electrically connecting external electrodes of the first LSI chip to inner leads,
The first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner leads are formed in a second package using a resin package.
And sealing at least the central portion of the upper surface of the SI chip and the lower surface of the die pad.

【0025】第1の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド及
びインナーリードを樹脂パッケージにより、第2のLS
Iチップの上面及びダイパッドの下面の少なくとも中央
部がそれぞれ露出するように封止する工程を備えている
ため、得られる半導体装置においては、第2のLSIチ
ップの上面及びダイパッドの下面の少なくとも中央部は
それぞれ露出している。
According to the first method for manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead are packaged in the second LS
Since the semiconductor device is provided with a step of sealing so that at least the central portion of the upper surface of the I chip and the lower surface of the die pad are exposed, at least the central portion of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad are obtained. Are each exposed.

【0026】本発明に係る第2の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチップの上
に第2のLSIチップをフェイスダウンボンディング方
式により接合する工程と、第1のLSIチップの下面に
ダイパッドを固着する工程と、第1のLSIチップの外
部電極とインナーリードとを電気的に接続する工程と、
第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド
及びインナーリードを樹脂パッケージにより全面的に封
止する工程と、樹脂パッケージを研磨して第2のLSI
チップの上面及びダイパッドの下面をそれぞれ全面に亘
って露出させる工程とを備えている。
A second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: bonding a second LSI chip to a first LSI chip having external electrodes on a peripheral portion by a face-down bonding method; Fixing a die pad to the lower surface of the LSI chip, electrically connecting external electrodes of the first LSI chip to inner leads,
A step of completely sealing the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead with a resin package; and polishing the resin package to form a second LSI chip.
Exposing the upper surface of the chip and the lower surface of the die pad over the entire surface, respectively.

【0027】第2の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド及
びインナーリードを樹脂パッケージにより全面的に封止
した後、樹脂パッケージを研磨して第2のLSIチップ
の上面及びダイパッドの下面をそれぞれ全面に亘って露
出させる工程を備えているため、得られる半導体装置に
おいては、第2のLSIチップの上面及びダイパッドの
下面はそれぞれ全面に亘って露出している。
According to the second method for manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead are completely sealed with a resin package, and then the resin package is polished to form the second LSI chip. In the resulting semiconductor device, the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad are exposed over the entire surface, respectively. ing.

【0028】本発明に係る第3の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチップの上
に第2のLSIチップをフェイスダウンボンディング方
式により接合する工程と、第1のLSIチップの外部電
極とインナーリードとを電気的に接続する工程と、第1
のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリー
ドを樹脂パッケージにより、第2のLSIチップの上面
及び第1のLSIチップの下面の少なくとも中央部がそ
れぞれ露出するように封止する工程とを備えている。
In a third method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of bonding a second LSI chip on a first LSI chip having external electrodes on a peripheral portion by a face-down bonding method; Electrically connecting the external electrodes of the LSI chip to the inner leads,
Sealing the LSI chip, the second LSI chip, and the inner leads with a resin package such that at least the central part of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed, respectively. I have.

【0029】第3の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリ
ードを樹脂パッケージにより、第2のLSIチップの上
面及び第1のLSIチップの下面の少なくとも中央部が
それぞれ露出するように封止する工程を備えているた
め、得られる半導体装置においては、第2のLSIチッ
プの上面及び第1のLSIチップの下面の少なくとも中
央部はそれぞれ露出している。
According to the third method of manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip, the second LSI chip, and the inner leads are packaged in a resin package at least on the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip. Since a sealing step is provided so that the central portions are exposed, at least the central portions of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed in the obtained semiconductor device. .

【0030】本発明に係る第4の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチップの上
に第2のLSIチップをフェイスダウンボンディング方
式により接合する工程と、第1のLSIチップの外部電
極とインナーリードとを電気的に接続する工程と、第1
のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリー
ドを樹脂パッケージにより全面的に封止する工程と、樹
脂パッケージを研磨して、第2のLSIチップの上面及
び第1のLSIの下面をそれぞれ全面に亘って露出させ
る工程とを備えている。
A fourth method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: bonding a second LSI chip to a first LSI chip having external electrodes on a peripheral portion by a face-down bonding method; Electrically connecting the external electrodes of the LSI chip to the inner leads,
Encapsulating the entire LSI chip, the second LSI chip and the inner leads with a resin package, and polishing the resin package so that the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI are respectively Exposing over the entire surface.

【0031】第4の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリ
ードを樹脂パッケージにより全面的に封止した後、樹脂
パッケージを研磨して、第2のLSIチップの上面及び
第1のLSIの下面をそれぞれ全面に亘って露出させる
工程を備えているため、得られる半導体装置において
は、第2のLSIチップの上面及び第1のLSIの下面
はそれぞれ全面に亘って露出している。
According to the fourth method of manufacturing a semiconductor device, after the first LSI chip, the second LSI chip, and the inner leads are completely sealed with a resin package, the resin package is polished to form the second LSI chip. Since the method includes a step of exposing the upper surface of the LSI chip and the lower surface of the first LSI over the entire surface, in the obtained semiconductor device, the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI are respectively formed over the entire surface. Exposed.

【0032】本発明に係る第5の半導体装置の製造方法
は、周縁部に外部電極を有する第1のLSIチップの外
部電極にボンディングワイヤを接続するワイヤ接続工程
と、外部電極にボンディングワイヤが接続された第1の
LSIチップと第2のLSIチップとをフェイスダウン
ボンディング方式により接合すると共に、第1のLSI
チップと第2のLSIチップとの間に絶縁性樹脂を充填
して、第1のLSIチップ及び第2のLSIチップより
なるLSIモジュールを形成するモジュール形成工程
と、LSIモジュールを半導体パッケージに封止する封
止工程とを備えている。
In a fifth method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a wire connecting step of connecting a bonding wire to an external electrode of a first LSI chip having an external electrode on a peripheral portion, and connecting a bonding wire to the external electrode. The first LSI chip and the second LSI chip are bonded by a face-down bonding method, and the first LSI chip is
A module forming step of filling an insulating resin between the chip and the second LSI chip to form an LSI module including the first LSI chip and the second LSI chip, and sealing the LSI module in a semiconductor package And a sealing step.

【0033】第5の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップの外部電極にボンディングワイヤを接
続した後に、第1のLSIチップと第2のLSIチップ
との間に絶縁性樹脂を充填するため、絶縁性樹脂が外部
電極とボンディングワイヤとの接続部を覆うように拡が
ってもよいので、第2のLSIチップの外形が第1のL
SIチップの外部電極の内側に位置する程度まで、第2
のLSIチップのサイズを大きくすることができる。
According to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, an insulating resin is filled between the first LSI chip and the second LSI chip after bonding wires are connected to external electrodes of the first LSI chip. Therefore, the insulating resin may spread so as to cover the connection between the external electrode and the bonding wire.
The second is to the extent that it is located inside the external electrode of the SI chip.
LSI chip can be increased in size.

【0034】第5の半導体装置の製造方法において、モ
ジュール形成工程は、絶縁性樹脂を第1のLSIチップ
及び第2のLSIチップの各主面が全面的に覆われるよ
うに充填する工程を含み、封止工程は、LSIモジュー
ルを樹脂パッケージよりなる半導体パッケージに樹脂封
止する工程を含み、モジュール形成工程における絶縁性
樹脂のヤング率は、封止工程における樹脂パッケージを
構成する樹脂のヤング率よりも小さいことが好ましい。
In the fifth method of manufacturing a semiconductor device, the module forming step includes a step of filling the insulating resin so that each main surface of the first LSI chip and the second LSI chip is completely covered. The sealing step includes a step of resin-sealing the LSI module into a semiconductor package made of a resin package, and the Young's modulus of the insulating resin in the module forming step is smaller than the Young's modulus of the resin constituting the resin package in the sealing step. Is also preferably small.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)以下、本発明の第1の実施形態に係
る半導体装置及び製造方法について、図1(a)〜
(c)及び図2(a)、(b)を参照しながら説明す
る。
(First Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (c) and FIGS. 2 (a) and 2 (b).

【0036】まず、図1(a)に示すように、互いに異
なる機能を持つLSI又は互いに異なるプロセスにより
形成されたLSIを有する第1のLSIチップ110及
び第2のLSIチップ120を製造しておく。この場
合、第1のLSIチップ110と第2のLSIチップ1
20とは、例えば、DRAM等のメモリーよりなるLS
Iとマイコン等のロジックLSIとの組み合わせ、互い
に異なるロジックLSI同士の組み合わせ、化合物半導
体基板上に形成されたLSIとシリコン基板上に形成さ
れたLSIとの組み合わせ等よりなり、互いに異なるプ
ロセスにより形成されたLSIチップ同士又は一のプロ
セスにより形成された大面積のLSIチップが2分割さ
れてなるものである。
First, as shown in FIG. 1A, a first LSI chip 110 and a second LSI chip 120 having LSIs having different functions or LSIs formed by different processes are manufactured. . In this case, the first LSI chip 110 and the second LSI chip 1
20 is, for example, an LS comprising a memory such as a DRAM.
I and a logic LSI such as a microcomputer, a combination of different logic LSIs, a combination of an LSI formed on a compound semiconductor substrate and an LSI formed on a silicon substrate, and the like. Large-area LSI chips formed by a single process are divided into two.

【0037】第1のLSIチップ110の主面上には多
数の内部電極111が形成されていると共に、主面上の
周縁部には内部電極111と電気的に接続された外部電
極112が形成されている。また、第2のLSIチップ
120の主面上における第1のLSIチップ110の内
部電極111と対応する部位には、図示しない内部電極
が形成されており、該内部電極の上にはAu、Cu、I
n又ははんだ等よりなるバンプ121が形成されてい
る。バンプ121の大きさは、5μm〜200μm程度
である。バンプ121の形成方法としては、ウェハ上に
金属膜を蒸着した後、該金属膜にフォトレジストパター
ンをマスクにして電解めっきを行なってバンプ121を
形成し、その後、金属膜をエッチングにより除去する方
法や、アルミニウムよりなる内部電極の上に無電解めっ
き法によりNi−Au等の金属膜を形成した後、該金属
膜の上に転写又はディッピングによりバンプ121を形
成する方法等を採用することができる。
A large number of internal electrodes 111 are formed on the main surface of the first LSI chip 110, and external electrodes 112 electrically connected to the internal electrodes 111 are formed on the periphery of the main surface. Have been. An internal electrode (not shown) is formed on a main surface of the second LSI chip 120 at a position corresponding to the internal electrode 111 of the first LSI chip 110, and Au, Cu is formed on the internal electrode. , I
A bump 121 made of n or solder is formed. The size of the bump 121 is about 5 μm to 200 μm. As a method for forming the bump 121, a method in which a metal film is deposited on a wafer, electrolytic plating is performed on the metal film using a photoresist pattern as a mask to form the bump 121, and then the metal film is removed by etching. Alternatively, a method in which a metal film such as Ni—Au is formed on an internal electrode made of aluminum by an electroless plating method, and then the bump 121 is formed on the metal film by transfer or dipping can be adopted. .

【0038】次に、第1のLSIチップ110における
第2のLSIチップ120の搭載領域に、光硬化型又は
熱硬化型等のエポキシ系、アクリル系又はポリイミド等
よりなる絶縁性樹脂130をディスペンサー又はスタン
ピング等により塗布する。
Next, an insulating resin 130 made of epoxy, acrylic, polyimide, or the like such as a photo-curing type or a thermosetting type is dispensed to a mounting area of the second LSI chip 120 in the first LSI chip 110 by a dispenser or a dispenser. It is applied by stamping or the like.

【0039】次に、図1(b)に示すように、第1のL
SIチップ110の内部電極111と第2のLSIチッ
プ120のバンプ121とを位置合わせした後、第1の
LSIチップ110の上に第2のLSIチップ120を
載置する。その後、加圧ツール140を降下させて、第
2のLSIチップ120を第1のLSIチップ110に
対して押圧すると共に、加圧ツール140により押圧し
た状態で絶縁性樹脂130に対して光の照射又は加熱を
行なって絶縁性樹脂130を硬化させる。この場合、絶
縁性樹脂130が熱硬化型のときには、加熱された加圧
ツール140により絶縁性樹脂130を加熱し、絶縁性
樹脂130が光硬化型のときには、絶縁性樹脂130に
対して紫外線等の光を第2のLSIチップ120の側方
から照射する。
Next, as shown in FIG. 1B, the first L
After aligning the internal electrodes 111 of the SI chip 110 with the bumps 121 of the second LSI chip 120, the second LSI chip 120 is mounted on the first LSI chip 110. Thereafter, the pressing tool 140 is lowered to press the second LSI chip 120 against the first LSI chip 110, and to irradiate the insulating resin 130 with light while being pressed by the pressing tool 140. Alternatively, the insulating resin 130 is cured by heating. In this case, when the insulating resin 130 is a thermosetting type, the insulating resin 130 is heated by the heated pressing tool 140, and when the insulating resin 130 is a photo-setting type, the insulating resin 130 is irradiated with ultraviolet light or the like. Is irradiated from the side of the second LSI chip 120.

【0040】次に、絶縁性樹脂130が硬化すると、図
1(c)に示すように、加圧ツール140による加圧を
解放する。このようにすると、第1のLSIチップ11
0と第2のLSIチップ120とが絶縁性樹脂130に
より一体化されてなると共に、内部電極111とバンプ
121とが電気的に接続されてなるLSIモジュールが
得られる。尚、絶縁性樹脂130が熱及び光硬化型の場
合には、絶縁性樹脂130における光が照射されなかっ
た部分を常温下又は加熱により硬化させる。
Next, when the insulating resin 130 is cured, the pressurization by the pressurization tool 140 is released as shown in FIG. By doing so, the first LSI chip 11
Thus, an LSI module is obtained in which the 0 and the second LSI chip 120 are integrated by the insulating resin 130 and the internal electrodes 111 and the bumps 121 are electrically connected. When the insulating resin 130 is of a heat and light curing type, a portion of the insulating resin 130 that has not been irradiated with light is cured at room temperature or by heating.

【0041】次に、図2(a)に示すように、LSIモ
ジュールの第1のLSIチップ110の下面をリードフ
レームのダイパッド131にダイボンド樹脂132を用
いて固着する。この場合、リードフレームのインナーリ
ード133がLSIモジュールの厚さ方向のほぼ中央部
に位置するようにディプレス加工、すなわち、ダイパッ
ド131がインナーリード133よりも窪むような成形
加工を、予め金型を用いてリードフレームに対して施し
ている。その後、Au等よりなるボンディングワイヤ1
34により、第1のLSIチップ110の外部電極11
2とリードフレームのインナーリード133とを接続す
る。
Next, as shown in FIG. 2A, the lower surface of the first LSI chip 110 of the LSI module is fixed to the die pad 131 of the lead frame using the die bond resin 132. In this case, depressing is performed so that the inner lead 133 of the lead frame is located substantially at the center in the thickness direction of the LSI module, that is, forming is performed so that the die pad 131 is recessed from the inner lead 133. For the lead frame. Thereafter, a bonding wire 1 made of Au or the like is used.
34, the external electrodes 11 of the first LSI chip 110
2 and the inner lead 133 of the lead frame are connected.

【0042】次に、図2(b)に示すように、第1のL
SIチップ110、第2のLSIチップ120及びダイ
パッド131を樹脂パッケージ135により、第2のL
SIチップの上面及びダイパッド131の下面が樹脂パ
ッケージ135から露出するように樹脂封止する。樹脂
封止は、上型と下型とからなる金型を用いるトランスフ
ァモールド法により行なうが、上型と下型により形成さ
れるキャビティの高さを、第1のLSIチップ110、
第2のLSIチップ120及びダイパッド131の合計
厚さに設定しておくことにより、第2のLSIチップ1
20の上面及びダイパッド131の下面を樹脂パッケー
ジ135から露出させることができる。その後、リード
フレームのアウターリード136を折り曲げ成形する
と、第1の実施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 2B, the first L
The SI chip 110, the second LSI chip 120, and the die pad 131 are connected to the second L
Resin sealing is performed so that the upper surface of the SI chip and the lower surface of the die pad 131 are exposed from the resin package 135. The resin sealing is performed by a transfer molding method using a mold composed of an upper mold and a lower mold. The height of the cavity formed by the upper mold and the lower mold is set to the first LSI chip 110,
By setting the total thickness of the second LSI chip 120 and the die pad 131, the second LSI chip 1
20 and the lower surface of the die pad 131 can be exposed from the resin package 135. Thereafter, when the outer leads 136 of the lead frame are bent and formed, the semiconductor device according to the first embodiment is obtained.

【0043】第1の実施形態に係る半導体装置による
と、第2のLSIチップ120の上面が樹脂パッケージ
135から露出しているため、第2のLSIチップ12
0の主面に発生した熱は第2のLSIチップ120の上
面から効率良く放散される。
According to the semiconductor device of the first embodiment, since the upper surface of the second LSI chip 120 is exposed from the resin package 135, the second LSI chip 120
The heat generated on the main surface of the second LSI chip 120 is efficiently dissipated from the upper surface of the second LSI chip 120.

【0044】また、樹脂パッケージ135の厚さは、第
1のLSIチップ110、第2のLSIチップ120及
びダイパッド131の合計厚さと等しいため、2つのL
SIチップがフェイスダウンボンディング方式により一
体化されてなる半導体装置の厚さを薄くすることができ
る。例えば、第1のLSIチップ110及び第2のLS
Iチップ120の厚さがそれぞれ0.3mmで、ダイパ
ッド131の厚さが0.15mmとすると、バンプ12
1の高さが約10μm、ダイボンド樹脂132の厚さが
約20〜30μm程度であるので、約0.8mmの厚さ
の超薄型の樹脂パッケージ135を得ることができる。
The thickness of the resin package 135 is equal to the total thickness of the first LSI chip 110, the second LSI chip 120, and the die pad 131.
The thickness of the semiconductor device in which the SI chip is integrated by the face-down bonding method can be reduced. For example, the first LSI chip 110 and the second LS
Assuming that the thickness of the I chip 120 is 0.3 mm and the thickness of the die pad 131 is 0.15 mm, the bump 12
1 is about 10 μm and the thickness of the die bond resin 132 is about 20 to 30 μm, so that an ultra-thin resin package 135 having a thickness of about 0.8 mm can be obtained.

【0045】従って、第1の実施形態に係る半導体装置
が搭載される、移動体通信機器や携帯型情報機器等の端
末機器の小型化、薄型化及び軽量化を図ることができ
る。
Accordingly, it is possible to reduce the size, thickness, and weight of terminal devices, such as mobile communication devices and portable information devices, on which the semiconductor device according to the first embodiment is mounted.

【0046】(第2の実施形態)図3は本発明の第2の
実施形態に係る半導体装置を示しており、第2の実施形
態において、第1の実施形態と同一の部材については同
一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same members as those in the first embodiment are the same. The description is omitted by attaching the reference numerals.

【0047】第2の実施形態の特徴として、樹脂パッケ
ージ135は第2のLSIチップ120の上面の周縁部
を覆っており、第2のLSIチップ120は上面におけ
る周縁部を除く領域において樹脂パッケージ135から
露出している。
As a feature of the second embodiment, the resin package 135 covers the periphery of the upper surface of the second LSI chip 120, and the second LSI chip 120 covers the resin package 135 in a region other than the periphery on the upper surface. It is exposed from.

【0048】第2の実施形態に係る半導体装置による
と、樹脂パッケージ135が第2のLSIチップ120
の上面の周縁部を覆う構造であるため、キャビティ内に
おける第2のLSIチップ120の上面において、樹脂
パッケージ135を形成するための樹脂の流動性が向上
するので、良好な樹脂パッケージ135が得られる。
According to the semiconductor device of the second embodiment, the resin package 135 is connected to the second LSI chip 120.
Since the structure covers the peripheral portion of the upper surface of the second LSI chip 120, the fluidity of the resin for forming the resin package 135 is improved on the upper surface of the second LSI chip 120 in the cavity, so that a good resin package 135 is obtained. .

【0049】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態に係る半導体装置及び該半導体装置の第1の製
造方法について、図4(a)〜(c)を参照しながら説
明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention and a first method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). I do.

【0050】まず、第1の実施形態と同様に、互いに異
なる機能を持つLSI又は互いに異なるプロセスにより
形成されたLSIを有する第1のLSIチップ110及
び第2のLSIチップ120を製造した後、第1のLS
Iチップ110における第2のLSIチップ120の搭
載領域に、光硬化型又は熱硬化型等のエポキシ系、アク
リル系又はポリイミド等よりなる絶縁性樹脂130をデ
ィスペンサー又はスタンピング等により塗布する。次
に、第1のLSIチップ110の内部電極111と第2
のLSIチップ120のバンプ121とを位置合わせし
た後、第1のLSIチップ110の上に第2のLSIチ
ップ120を載置し、その後、第2のLSIチップ12
0を第1のLSIチップ110に対して押圧すると共に
絶縁性樹脂130に対して光の照射又は加熱を行なって
絶縁性樹脂130を硬化させて、図4(c)に示すよう
な、第1のLSIチップ110と第2のLSIチップ1
20とが絶縁性樹脂130により一体化されてなると共
に、内部電極111とバンプ121とが電気的に接続さ
れてなるLSIモジュールを得る。
First, as in the first embodiment, a first LSI chip 110 and a second LSI chip 120 having LSIs having different functions or LSIs formed by different processes are manufactured. 1 LS
An insulating resin 130 made of a photo-curing or thermosetting epoxy, acrylic, polyimide, or the like is applied to a mounting area of the second LSI chip 120 in the I chip 110 by a dispenser, stamping, or the like. Next, the internal electrode 111 of the first LSI chip 110 and the second electrode
After aligning the bumps 121 of the LSI chip 120 with the second LSI chip 120, the second LSI chip 120 is mounted on the first LSI chip 110.
0 is pressed against the first LSI chip 110, and the insulating resin 130 is irradiated with light or heated to cure the insulating resin 130, and the first resin as shown in FIG. LSI chip 110 and second LSI chip 1
20 is integrated with an insulating resin 130, and an LSI module in which the internal electrodes 111 and the bumps 121 are electrically connected is obtained.

【0051】次に、図4(b)に示すような、第1のL
SIモジュール110よりも若干大きい平面形状と第1
のLSIチップ110と同程度の深さとを有する収納凹
部141aと、該収納凹部141aの中央に設けられた
真空吸引孔141bとを有するワイヤボンディング用ス
テージ141を準備し、該ワイヤボンディング用ステー
ジ141の収納凹部141aにLSIモジュールを収納
すると共に、真空吸引孔141bから第1のLSIチッ
プ110を真空引きして、第1のLSIチップ110を
ワイヤボンディング用ステージ141に固定する。
Next, as shown in FIG.
Planar shape slightly larger than SI module 110 and first
A wire bonding stage 141 having a storage recess 141a having the same depth as that of the LSI chip 110 and a vacuum suction hole 141b provided at the center of the storage recess 141a is prepared. The LSI module is housed in the housing recess 141a, and the first LSI chip 110 is evacuated from the vacuum suction hole 141b to fix the first LSI chip 110 to the wire bonding stage 141.

【0052】次に、ワイヤボンディング用ステージ14
1の周縁部の上に、ダイパッドを有しないリードフレー
ムのインナーリード133及びアウターリード136を
載置した後、該リードフレームのインナーリード133
と第1のLSIチップ110の外部電極112とをボン
ディングワイヤ134により接続する。第1のLSIチ
ップ110は、リードフレームのダイパッドに固定され
ていないが、ワイヤボンディング用ステージ141に保
持されているため、ワイヤボンディング工程を確実に行
なうことができる。
Next, the wire bonding stage 14
After the inner lead 133 and the outer lead 136 of the lead frame having no die pad are placed on the peripheral edge of the lead frame 1, the inner lead 133 of the lead frame is placed.
And the external electrodes 112 of the first LSI chip 110 are connected by bonding wires 134. The first LSI chip 110 is not fixed to the die pad of the lead frame, but is held by the wire bonding stage 141, so that the wire bonding step can be reliably performed.

【0053】次に、第1のLSIチップ110及び第2
のLSIチップ120を樹脂パッケージ135により、
第2のLSIチップの上面及び第1のLSIチップの下
面が樹脂パッケージ135から露出するように樹脂封止
する。この場合、上型と下型により形成されるキャビテ
ィの高さを、第1のLSIチップ110及び第2のLS
Iチップ120の合計厚さに設定しておくことにより、
第2のLSIチップ120の上面及び第1のLSIチッ
プ110の下面を樹脂パッケージ135から露出させる
ことができる。尚、リードフレームのインナーリード1
33と第1のLSIチップ110の外部電極112とが
ボンディングワイヤ134により接続されているので、
LSIモジュールをワイヤボンディング用ステージ14
1から上型と下型からなる金型に移動する際、LSIモ
ジュールとリードフレームとが分離してしまう恐れはな
い。その後、リードフレームのアウターリード136を
折り曲げ成形すると、図4(c)に示すような第3の実
施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, the first LSI chip 110 and the second
LSI chip 120 by resin package 135
Resin sealing is performed so that the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed from the resin package 135. In this case, the height of the cavity formed by the upper die and the lower die is determined by the first LSI chip 110 and the second LS
By setting the total thickness of the I chip 120,
The upper surface of the second LSI chip 120 and the lower surface of the first LSI chip 110 can be exposed from the resin package 135. The inner lead 1 of the lead frame
33 and the external electrodes 112 of the first LSI chip 110 are connected by bonding wires 134,
Stage 14 for wire bonding LSI module
When moving from 1 to a mold composed of an upper mold and a lower mold, there is no possibility that the LSI module and the lead frame are separated. Thereafter, when the outer leads 136 of the lead frame are bent and formed, a semiconductor device according to the third embodiment as shown in FIG. 4C is obtained.

【0054】第3の実施形態に係る半導体装置による
と、第2のLSIチップ120の上面及び第1のLSI
チップ110の下面が樹脂パッケージ135から露出し
ているため、第1のLSIチップ110及び第2のLS
Iチップ120に発生した熱は、第1のLSIチップ1
10の下面及び第2のLSIチップ120の上面からそ
れぞれ効率良く放散される。
According to the semiconductor device of the third embodiment, the upper surface of the second LSI chip 120 and the first LSI
Since the lower surface of the chip 110 is exposed from the resin package 135, the first LSI chip 110 and the second LS
The heat generated in the I chip 120 is the first LSI chip 1
10 and the upper surface of the second LSI chip 120, respectively.

【0055】また、樹脂パッケージ135の厚さは、第
1のLSIチップ110及び第2のLSIチップ120
の合計厚さと等しいため、2つのLSIチップがフェイ
スダウンボンディング方式により一体化されてなる半導
体装置の厚さを薄くすることができる。例えば、第1の
LSIチップ110及び第2のLSIチップ120の厚
さがそれぞれ0.3mmであるとすると、バンプ121
の高さは小さいので、約0.6mmの厚さの超薄型の樹
脂パッケージ135を得ることができる。
The thickness of the resin package 135 depends on the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120.
Therefore, the thickness of a semiconductor device in which two LSI chips are integrated by a face-down bonding method can be reduced. For example, if the thickness of each of the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120 is 0.3 mm, the bump 121
Is small, so that an ultra-thin resin package 135 having a thickness of about 0.6 mm can be obtained.

【0056】以下、本発明の第3の実施形態に係る半導
体装置の第2の製造方法について、図5(a)〜(c)
を参照しながら説明する。
Hereinafter, a second method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0057】第1の製造方法と同様にして、第1のLS
Iチップ110と第2のLSIチップ120とが絶縁性
樹脂130により一体化されてなると共に、内部電極1
11とバンプ121とが電気的に接続されてなるLSI
モジュールを得た後、図5((a)に示すように、第1
のLSIチップ110及び第2のLSIチップ120が
露出することなく完全に覆われるように樹脂パッケージ
135により樹脂封止する。
In the same manner as in the first manufacturing method, the first LS
The I chip 110 and the second LSI chip 120 are integrated by an insulating resin 130, and the internal electrodes 1
LSI electrically connected to the bump 11 and the bump 121
After obtaining the module, as shown in FIG.
Is sealed with a resin package 135 so that the LSI chip 110 and the second LSI chip 120 are completely covered without being exposed.

【0058】次に、樹脂パッケージ135の上面及び下
面をそれぞれ機械研磨して、図5((b)に示すよう
に、第2のLSIチップ120の上面及び第1のLSI
チップ110の下面を樹脂パッケージ135から露出さ
せた後、リードフレームのアウターリード136を折り
曲げ成形すると、図5(c)に示すような第3の実施形
態に係る半導体装置が得られる。
Next, the upper surface and the lower surface of the resin package 135 are mechanically polished, respectively, so that the upper surface and the first LSI chip of the second LSI chip 120 are formed as shown in FIG.
After exposing the lower surface of the chip 110 from the resin package 135 and bending and forming the outer leads 136 of the lead frame, a semiconductor device according to the third embodiment as shown in FIG. 5C is obtained.

【0059】LSIモジュールの厚さが小さくてキャビ
ティの高さが小さいために、キャビティ内における樹脂
の流動性が低下する恐れがある場合でも、第2の製造方
法によると、良好な樹脂パッケージ135を得ることが
できる。
According to the second manufacturing method, even if the thickness of the LSI module is small and the height of the cavity is small, the fluidity of the resin in the cavity may be reduced. Obtainable.

【0060】(第4の実施形態)以下、本発明の第4の
実施形態に係る半導体装置について、図6を参照しなが
ら説明する。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0061】第4の実施形態に係る半導体装置は、第1
の実施形態に係る半導体装置における第2のLSIチッ
プ120の上面に放熱体137が熱伝導性樹脂138に
より固定されている。放熱体137の構造としては、互
いに平行に延びる複数の凹状溝が形成されているもので
もよいし、多数の凹部がマトリックス状に配列されてい
るものでもよい。
The semiconductor device according to the fourth embodiment has the first
A radiator 137 is fixed to the upper surface of the second LSI chip 120 in the semiconductor device according to the embodiment by a heat conductive resin 138. The structure of the heat radiator 137 may be a structure in which a plurality of concave grooves extending parallel to each other are formed, or a structure in which a large number of concave portions are arranged in a matrix.

【0062】(第5の実施形態)以下、本発明の第5の
実施形態に係る半導体装置について、図7を参照しなが
ら説明する。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0063】第5の実施形態に係る半導体装置は、第3
の実施形態に係る半導体装置における第2のLSIチッ
プ120の上面に放熱体137が熱伝導性樹脂138に
より固定されている。
The semiconductor device according to the fifth embodiment is similar to the semiconductor device according to the third embodiment.
A radiator 137 is fixed to the upper surface of the second LSI chip 120 in the semiconductor device according to the embodiment by a heat conductive resin 138.

【0064】第4又は第5の実施形態に係る半導体装置
によると、第2のLSIチップ120の上面に放熱体1
37が固定されているため、第2のLSIの消費電力が
大きくて第2のLSIチップ120における発熱量が大
きい場合でも、第2のLSIチップ120に発生した熱
は放熱体137から効率良く放散される。この場合、第
2のLSIチップ120の上面に放熱体137が固定さ
れているため、つまり、アウタリード136が延びてい
る方向と反対側に放熱体137が固定されているため、
第4又は第5の実施形態に係る半導体装置がプリント基
板等に実装された場合の放熱がプリント基板等に対して
反対側に行なわれるので、放熱性が極めて良好である。
According to the semiconductor device of the fourth or fifth embodiment, the radiator 1 is provided on the upper surface of the second LSI chip 120.
Since the second LSI chip 37 is fixed, even when the power consumption of the second LSI chip is large and the amount of heat generated in the second LSI chip 120 is large, the heat generated in the second LSI chip 120 is efficiently radiated from the radiator 137. Is done. In this case, since the heat radiator 137 is fixed on the upper surface of the second LSI chip 120, that is, the heat radiator 137 is fixed on the side opposite to the direction in which the outer leads 136 extend.
When the semiconductor device according to the fourth or fifth embodiment is mounted on a printed circuit board or the like, heat is radiated to the opposite side of the printed circuit board or the like, so that heat radiation is extremely good.

【0065】従って、第4又は第5の実施形態に係る半
導体装置によると、熱抵抗の小さいパッケージを得るこ
とができるので、高速化且つ高集積化されたマイクロプ
ロセッサー等にも適用することができ、低コストで高機
能のLSIを得ることができる。
Therefore, according to the semiconductor device according to the fourth or fifth embodiment, a package having a small thermal resistance can be obtained, so that it can be applied to a high-speed and highly integrated microprocessor or the like. A low-cost, high-performance LSI can be obtained.

【0066】(第6の実施形態)以下、本発明の第6の
実施形態に係る半導体装置及び製造方法について、図8
(a)〜(c)を参照しながら説明する。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) to (c).

【0067】まず、図8(a)、(b)に示すように、
互いに異なる機能を持つLSI又は互いに異なるプロセ
スにより形成されたLSIを有する第1のLSIチップ
110及び第2のLSIチップ120を製造しておく。
第1のLSIチップ110の主面上には多数の内部電極
111が形成されていると共に、主面上の周縁部には内
部電極111と電気的に接続された外部電極112が形
成されている。また、第2のLSIチップ120の主面
上における第1のLSIチップ110の内部電極111
と対応する部位には、内部電極122が形成されてお
り、該内部電極122の上にはAu、Cu又ははんだ等
よりなるバンプ121が形成されている。
First, as shown in FIGS. 8A and 8B,
A first LSI chip 110 and a second LSI chip 120 having LSIs having different functions or LSIs formed by different processes are manufactured in advance.
A large number of internal electrodes 111 are formed on the main surface of the first LSI chip 110, and external electrodes 112 electrically connected to the internal electrodes 111 are formed on a peripheral portion on the main surface. . Also, the internal electrodes 111 of the first LSI chip 110 on the main surface of the second LSI chip 120
Is formed at a portion corresponding to the above, and a bump 121 made of Au, Cu, solder, or the like is formed on the internal electrode 122.

【0068】次に、図8(a)に示すように、第1のL
SIチップ110をリードフレームのダイパッド131
にダイボンド樹脂132を用いて固着する。この場合、
第1の実施形態と同様、リードフレームのインナーリー
ド133がLSIモジュールの厚さ方向のほぼ中央部に
位置するようにディプレス加工、すなわち、ダイパッド
131がインナーリード133よりも窪むような成形加
工を、予め金型を用いてリードフレームに対して施して
いる。その後、Au等よりなるボンディングワイヤ13
4により、第1のLSIチップ110の外部電極112
とリードフレームのインナーリード133とを接続す
る。
Next, as shown in FIG. 8A, the first L
Insert the SI chip 110 into the die pad 131 of the lead frame.
Is fixed using a die bond resin 132. in this case,
As in the first embodiment, depressing is performed so that the inner lead 133 of the lead frame is located substantially at the center in the thickness direction of the LSI module, that is, forming processing in which the die pad 131 is recessed from the inner lead 133. Is applied to the lead frame using a mold in advance. Thereafter, a bonding wire 13 made of Au or the like is used.
4, the external electrodes 112 of the first LSI chip 110
And the inner lead 133 of the lead frame.

【0069】次に、図8(b)に示すように、第1のL
SIチップ110における第2のLSIチップ120の
搭載領域に、光硬化型又は熱硬化型等のエポキシ系、ア
クリル系又はポリイミド等よりなる絶縁性樹脂130を
ディスペンサー又はスタンピング等により塗布した後、
第1のLSIチップ110の内部電極111と第2のL
SIチップ120のバンプ121とを位置合わせする。
Next, as shown in FIG. 8B, the first L
After applying an insulating resin 130 made of a photo-curing type or a thermosetting type epoxy-based, acrylic-based, polyimide or the like to a mounting area of the second LSI chip 120 in the SI chip 110 by a dispenser or stamping,
The internal electrode 111 of the first LSI chip 110 and the second L
The bumps 121 of the SI chip 120 are aligned.

【0070】次に、図8(c)に示すように、第1のL
SIチップ110の上に第2のLSIチップ120を載
置した後、加圧ツール140を降下させて、第2のLS
Iチップ120を第1のLSIチップ110に対して押
圧する。この場合、絶縁性樹脂130は、第2のLSI
チップ120の側面を覆うと共に、第1のLSIチップ
110の外部電極112とボンディングワイヤ134と
の接合部を覆うように拡がる。その後、加圧ツール14
0により第2のLSIチップ120を押圧した状態で、
絶縁性樹脂130に対して光の照射又は加熱を行なって
絶縁性樹脂130を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 8C, the first L
After placing the second LSI chip 120 on the SI chip 110, the pressing tool 140 is lowered and the second LS
The I chip 120 is pressed against the first LSI chip 110. In this case, the insulating resin 130 is formed of the second LSI
It extends to cover the side surface of the chip 120 and to cover the joint between the external electrode 112 of the first LSI chip 110 and the bonding wire 134. Then, the pressing tool 14
In a state where the second LSI chip 120 is pressed by 0,
The insulating resin 130 is irradiated with light or heated to cure the insulating resin 130.

【0071】尚、第1のLSIチップ110と第2のL
SIチップ120との間に充填された絶縁性樹脂130
のヤング率は、後述する樹脂パッケージ135を構成す
る樹脂のヤング率よりも小さいことが好ましい。このよ
うにすると、第1のLSIチップ110及び第2のLS
Iチップ120の主面が受ける熱応力が低減する。
Note that the first LSI chip 110 and the second
Insulating resin 130 filled between SI chip 120
Is preferably smaller than the Young's modulus of the resin constituting the resin package 135 described later. By doing so, the first LSI chip 110 and the second LS
Thermal stress applied to the main surface of I chip 120 is reduced.

【0072】次に、絶縁性樹脂130が硬化すると、図
8(d)に示すように、加圧ツール140による加圧を
解放する。このようにすると、第1のLSIチップ11
0と第2のLSIチップ120とが絶縁性樹脂130に
より一体化されてなると共に、内部電極111とバンプ
121とが電気的に接続されてなるLSIモジュールが
得られる。尚、絶縁性樹脂130が熱及び光硬化型の場
合には、絶縁性樹脂130における光が照射されなかっ
た部分を常温下又は加熱により硬化させる。
Next, when the insulating resin 130 is cured, the pressurization by the pressurization tool 140 is released as shown in FIG. By doing so, the first LSI chip 11
Thus, an LSI module is obtained in which the 0 and the second LSI chip 120 are integrated by the insulating resin 130 and the internal electrodes 111 and the bumps 121 are electrically connected. When the insulating resin 130 is of a heat and light curing type, a portion of the insulating resin 130 that has not been irradiated with light is cured at room temperature or by heating.

【0073】次に、第1のLSIチップ110、第2の
LSIチップ120及びダイパッド131を樹脂パッケ
ージ135により樹脂封止する。その後、リードフレー
ムのアウターリード136を折り曲げ成形すると、第6
の実施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, the first LSI chip 110, the second LSI chip 120, and the die pad 131 are sealed with a resin package 135. Thereafter, when the outer leads 136 of the lead frame are bent and formed,
The semiconductor device according to the embodiment is obtained.

【0074】第6の実施形態に係る半導体装置による
と、第1のLSIチップ110の外部電極112とボン
ディングワイヤ134との接合部がヤング率の小さい絶
縁性樹脂130により覆われているため、つまり、第1
のLSIチップ110及び第2のLSIチップ120の
主面が全面に亘ってヤング率の小さい樹脂により覆われ
ているため、第1のLSIチップ110及び第2のLS
Iチップ120からなるLSIモジュールを封止する熱
応力の大きい封止用樹脂が第1のLSIチップ110及
び第2のLSIチップ120の主面に接触しないので、
第1のLSIチップ110及び第2のLSIチップ12
0の主面に形成されているアルミニウム配線が位置ずれ
を起こす事態を防止できる。
According to the semiconductor device of the sixth embodiment, the joint between the external electrode 112 of the first LSI chip 110 and the bonding wire 134 is covered with the insulating resin 130 having a small Young's modulus. , First
Since the main surfaces of the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120 are entirely covered with a resin having a small Young's modulus, the first LSI chip 110 and the second
Since the sealing resin having a large thermal stress for sealing the LSI module including the I chip 120 does not contact the main surfaces of the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120,
First LSI chip 110 and second LSI chip 12
It is possible to prevent a situation in which the aluminum wiring formed on the main surface of No. 0 causes a positional shift.

【0075】また、第6の実施形態に係る半導体装置の
製造方法は、第1のLSIチップ110の外部電極11
2とインナーリード133とをボンディングワイヤ13
4により接続した後に、第1のLSIチップ110の内
部電極111と第2のLSIチップ120のバンプ12
1とを接続するため、第2のLSIチップ120のサイ
ズを、第2のLSIチップ120の外形が第1のLSI
チップ110の外部電極112の近傍に位置する程度ま
で大きくできるので、LSIモジュールの集積度を向上
させることができる。例えば、第2のLSIチップ12
0の外形が第1のLSIチップ110の外部電極112
の内側の線に位置するようにすると、第2のLSIチッ
プ120の1辺の長さが第1のLSIチップ110の1
辺の長さに対して約0.2mm小さくなる程度まで、第
2のLSIチップ120のサイズを大きくすることがで
きる。例えば、第1のLSIチップのサイズが6.0m
m角であるとすると、第2のLSIチップのサイズは、
従来が4.0mm角であるのに対して、第6の実施形態
では5.8mm角にすることができ、面積比は2倍以上
になる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment is similar to the method of manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment, except that
2 and the inner lead 133 are connected to the bonding wire 13.
4, the internal electrodes 111 of the first LSI chip 110 and the bumps 12 of the second LSI chip 120 are connected.
1, the size of the second LSI chip 120 and the outer shape of the second LSI chip 120 are different from those of the first LSI chip.
Since the size can be increased to a level near the external electrodes 112 of the chip 110, the integration degree of the LSI module can be improved. For example, the second LSI chip 12
0 is the external electrode 112 of the first LSI chip 110
, The length of one side of the second LSI chip 120 is one of that of the first LSI chip 110.
The size of the second LSI chip 120 can be increased to the extent that it becomes smaller by about 0.2 mm than the length of the side. For example, the size of the first LSI chip is 6.0 m
Assuming that the size is m square, the size of the second LSI chip is
In contrast to the conventional 4.0 mm square, the sixth embodiment can be 5.8 mm square, and the area ratio is twice or more.

【0076】尚、第1〜第5の実施形態においては、第
1のLSIチップ110と第2のLSIチップ120と
を両方がチップ状態のときに接合したが、これに代え
て、ウェハ状態の第1のLSIチップ110の上にチッ
プ化された第2のLSIチップ110を接合した後、第
1のLSIチップ110が形成されているウェハに対し
てダイシングを行なってLSIモジュールを得てもよ
い。
In the first to fifth embodiments, the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120 are joined when both are in a chip state. After joining the chipped second LSI chip 110 on the first LSI chip 110, the wafer on which the first LSI chip 110 is formed may be diced to obtain an LSI module. .

【0077】また、第1〜第6の実施形態においては、
内部電極111とバンプ121とを接触させると共に、
第1のLSIチップ110と第2のLSIチップ120
とを絶縁性樹脂130により一体化するマイクロバンプ
ボンディング方式を用いたが、これに代えて、はんだ材
によりバンプ121を形成すると共に、内部電極111
とバンプ121とをはんだ材により接合した後、第1の
LSIチップ110と第2のLSIチップ120との間
に絶縁性樹脂を充填する方式でもよい。
In the first to sixth embodiments,
While bringing the internal electrode 111 and the bump 121 into contact with each other,
First LSI chip 110 and second LSI chip 120
And a micro-bump bonding method in which the bumps 121 are formed by an insulating resin 130. Instead, the bumps 121 are formed by a solder material and the internal electrodes 111 are formed.
After bonding the bumps 121 to the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120, an insulating resin may be filled.

【0078】また、第1〜第6の実施形態においては、
第2のLSIチップ120の内部電極の上にバンプ12
1を形成したが、これに代えて、第1のLSIチップ1
10の内部電極111の上にバンプ121を形成しても
よい。
In the first to sixth embodiments,
The bump 12 is formed on the internal electrode of the second LSI chip 120.
1 was formed, but instead of this, the first LSI chip 1
The bumps 121 may be formed on the ten internal electrodes 111.

【0079】また、第1〜第6の実施形態においては、
1つの第1のLSIチップ110の上に1つの第2のL
SIチップ120を載置したが、これに代えて、1つの
第1のLSIチップ110の上に複数のLSIチップ1
20を載置してもよい。
In the first to sixth embodiments,
One second L on one first LSI chip 110
Although the SI chip 120 is mounted, a plurality of LSI chips 1 are mounted on one first LSI chip 110 instead.
20 may be placed.

【0080】さらに、第6の実施形態においては、第1
のLSIチップ110の外部電極112とインナーリー
ド133とがボンディングワイヤ134により接続さ
れ、第1のLSIチップ110及び第2のLSIチップ
120からなるLSIモジュールが樹脂パッケージ13
5により封止されてなる構造であったが、これに代え
て、第1のLSIチップ110及び第2のLSIチップ
120からなるLSIモジュールがセラミックパッケー
ジに収納され、第1のLSIチップ110の外部電極1
12とセラミックパッケージの電極とがボンディングワ
イヤ134により接続されてなる構造(BGA)でもよ
い。
Further, in the sixth embodiment, the first
The external electrodes 112 of the LSI chip 110 and the inner leads 133 are connected by bonding wires 134, and the LSI module including the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120 is connected to the resin package 13.
5, but instead of this, an LSI module including the first LSI chip 110 and the second LSI chip 120 is housed in a ceramic package, and the outside of the first LSI chip 110 Electrode 1
A structure (BGA) in which the electrodes 12 and the electrodes of the ceramic package are connected by bonding wires 134 may be used.

【0081】[0081]

【発明の効果】第1の半導体装置によると、第2のLS
Iチップの主面に形成されているLSIから発生した熱
は第2のLSIチップの上面における樹脂パッケージに
露出している領域から放散され、第1のLSIチップの
主面に形成されているLSIから発生した熱はダイパッ
ドの下面における樹脂パッケージに露出している領域か
ら放散されるため、第1及び第2のLSIチップに形成
されているLSIにおいて、pn接合のダイオード特性
が劣化したり、金属配線の抵抗が大きくなってトランジ
スタ特性が劣化したりするという問題を回避することが
できる。
According to the first semiconductor device, the second LS
The heat generated from the LSI formed on the main surface of the I chip is dissipated from the region of the upper surface of the second LSI chip that is exposed to the resin package, and the LSI formed on the main surface of the first LSI chip. Generated from the semiconductor device is dissipated from a region of the lower surface of the die pad exposed to the resin package, so that in the LSIs formed on the first and second LSI chips, the diode characteristics of the pn junction deteriorate, The problem that the resistance of the wiring is increased and the transistor characteristics are degraded can be avoided.

【0082】第1の半導体装置において、第2のLSI
チップの上面及びダイパッドの下面がそれぞれ全面に亘
って樹脂パッケージから露出していると、第1及び第2
のLSIチップに形成されているLSIから発生した熱
が確実に放散されると共に、樹脂パッケージが第2のL
SIチップの上面及びダイパッドの下面を覆っていない
ため、樹脂パッケージの厚さが小さくなるので、薄型の
パッケージ構造を実現することができる。
In the first semiconductor device, the second LSI
If the upper surface of the chip and the lower surface of the die pad are respectively exposed from the resin package over the entire surface, the first and second
The heat generated from the LSI formed on the LSI chip is reliably dissipated and the resin package is
Since the upper surface of the SI chip and the lower surface of the die pad are not covered, the thickness of the resin package is reduced, so that a thin package structure can be realized.

【0083】第1の半導体装置において、第2のLSI
チップの上面における樹脂パッケージから露出している
領域に放熱体が設けられていると、第2のLSIチップ
に形成されているLSIから発生した熱の放散が一層確
実になる。
In the first semiconductor device, the second LSI
If the heat radiator is provided in a region of the upper surface of the chip that is exposed from the resin package, the heat generated from the LSI formed on the second LSI chip can be more reliably dissipated.

【0084】第2の半導体装置によると、第2のLSI
チップの主面に形成されているLSIから発生した熱は
第2のLSIチップの上面における樹脂パッケージに露
出している領域から放散され、第1のLSIチップの主
面に形成されているLSIから発生した熱は第1のLS
Iチップの下面における樹脂パッケージに露出している
領域から放散されるため、第1及び第2のLSIチップ
に形成されているLSIにおいて、pn接合のダイオー
ド特性が劣化したり、金属配線の抵抗が大きくなってト
ランジスタ特性が劣化したりするという問題を回避する
ことができる。
According to the second semiconductor device, the second LSI
The heat generated from the LSI formed on the main surface of the chip is dissipated from the region exposed on the resin package on the upper surface of the second LSI chip, and the heat generated from the LSI formed on the main surface of the first LSI chip is reduced. The heat generated is the first LS
Dissipated from the area exposed to the resin package on the lower surface of the I chip, so that in the LSIs formed on the first and second LSI chips, the diode characteristics of the pn junction deteriorate and the resistance of the metal wiring decreases. It is possible to avoid the problem that the transistor characteristics become large and the transistor characteristics deteriorate.

【0085】第2の半導体装置において、第2のLSI
チップの上面及び第1のLSIチップの下面がそれぞれ
全面に亘って樹脂パッケージから露出していると、第1
及び第2のLSIチップに形成されているLSIから発
生した熱が確実に放散されると共に、樹脂パッケージが
第2のLSIチップの上面及び第1のLSIチップの下
面を覆っていないため、樹脂パッケージの厚さが小さく
なるので、薄型のパッケージ構造を実現することができ
る。
In the second semiconductor device, the second LSI
If the upper surface of the chip and the lower surface of the first LSI chip are entirely exposed from the resin package,
And the heat generated from the LSI formed on the second LSI chip is reliably dissipated, and the resin package does not cover the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip. Since the thickness of the package becomes small, a thin package structure can be realized.

【0086】第2の半導体装置において、第2のLSI
チップの上面における樹脂パッケージから露出している
領域に放熱体が設けられていると、第2のLSIチップ
に形成されているLSIから発生した熱の放散が一層確
実になる。
In the second semiconductor device, the second LSI
If the heat radiator is provided in a region of the upper surface of the chip that is exposed from the resin package, the heat generated from the LSI formed on the second LSI chip can be more reliably dissipated.

【0087】第3の半導体装置によると、第1のLSI
チップ及び第2のLSIチップの各主面はヤング率の小
さいつまり熱応力の小さい絶縁性樹脂によって全面的に
覆われているため、ヤング率の大きいつまり熱応力の大
きい封止用樹脂が第1のLSIチップ及び第2のLSI
チップの各主面に接触する事態を回避できるので、第1
のLSIチップの主面を予めポリイミド膜等により覆う
工程を省略することができる。
According to the third semiconductor device, the first LSI
Since the main surfaces of the chip and the second LSI chip are entirely covered with an insulating resin having a small Young's modulus, that is, a small thermal stress, the sealing resin having a large Young's modulus, that is, a large thermal stress is used as the first resin. LSI chip and second LSI
Since it is possible to avoid contact with each main surface of the chip, the first
The step of previously covering the main surface of the LSI chip with a polyimide film or the like can be omitted.

【0088】第1の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド及
びインナーリードを樹脂パッケージにより、第2のLS
Iチップの上面及びダイパッドの下面の少なくとも中央
部がそれぞれ露出するように封止するため、得られる半
導体装置においては、第2のLSIチップの上面及びダ
イパッドの下面の少なくとも中央部は露出しているの
で、第1及び第2のLSIチップに形成されているLS
Iから発生する熱は確実に放散される。
According to the first method for manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead are packaged in the second LS
Since the sealing is performed so that at least the central portion of the upper surface of the I chip and the lower surface of the die pad are exposed, at least the central portion of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad are exposed in the obtained semiconductor device. Therefore, the LS formed on the first and second LSI chips
The heat generated from I is reliably dissipated.

【0089】第2の半導体装置の製造方法によると、得
られる半導体装置においては、第2のLSIチップの上
面及びダイパッドの下面の少なくとも中央部は露出して
いるので、第1及び第2のLSIチップに形成されてい
るLSIから発生する熱は確実に放散される。また、L
SIモジュールの厚さが小さくてキャビティの高さが小
さいときでも、キャビティ内における樹脂の流動性が確
保されるので、良好な樹脂パッケージを得ることができ
る。
According to the second method for manufacturing a semiconductor device, in the obtained semiconductor device, at least the central portions of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad are exposed, so that the first and second LSI devices are formed. The heat generated from the LSI formed on the chip is reliably dissipated. Also, L
Even when the thickness of the SI module is small and the height of the cavity is small, the fluidity of the resin in the cavity is ensured, so that a good resin package can be obtained.

【0090】第3の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びインナーリ
ードを樹脂パッケージにより、第2のLSIチップの上
面及び第1のLSIチップの下面の少なくとも中央部が
それぞれ露出するように封止するため、得られる半導体
装置においては、第2のLSIチップの上面及び第1の
LSIチップの下面の少なくとも中央部は露出している
ので、第1及び第2のLSIチップに形成されているL
SIから発生する熱は確実に放散される。
According to the third method for manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip, the second LSI chip, and the inner leads are packaged in a resin package at least on the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip. Since the sealing is performed so that the central portions are exposed, at least the central portions of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed in the obtained semiconductor device. L formed on two LSI chips
The heat generated from the SI is reliably dissipated.

【0091】第4の半導体装置の製造方法によると、得
られる半導体装置においては、第2のLSIチップの上
面及び第1のLSIチップの下面の中央部は露出してい
るので、第1及び第2のLSIチップに形成されている
LSIから発生する熱は確実に放散される。また、LS
Iモジュールの厚さが小さくてキャビティの高さが小さ
いときでも、キャビティ内における樹脂の流動性が確保
されるので、良好な樹脂パッケージを得ることができ
る。
According to the fourth method for manufacturing a semiconductor device, in the obtained semiconductor device, the upper surface of the second LSI chip and the central portion of the lower surface of the first LSI chip are exposed. The heat generated from the LSI formed on the second LSI chip is reliably dissipated. Also, LS
Even when the thickness of the I module is small and the height of the cavity is small, the fluidity of the resin in the cavity is ensured, so that a good resin package can be obtained.

【0092】第5の半導体装置の製造方法によると、第
1のLSIチップと第2のLSIチップとの間に充填さ
れる絶縁性樹脂が外部電極とボンディングワイヤとの接
続部を覆うように拡がってもよいため、第2のLSIチ
ップの外形が第1のLSIチップの外部電極の内側に位
置する程度まで、第2のLSIチップのサイズを大きく
できるので、LSIモジュールの集積度が向上する。
According to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, the insulating resin filled between the first LSI chip and the second LSI chip spreads so as to cover the connection between the external electrode and the bonding wire. Therefore, the size of the second LSI chip can be increased to such an extent that the outer shape of the second LSI chip is located inside the external electrodes of the first LSI chip, so that the integration degree of the LSI module is improved.

【0093】第5の半導体装置の製造方法において、第
1のLSIチップと第2のLSIチップとの間に、第1
のLSIチップ及び第2のLSIチップの各主面が全面
的に覆われるように、樹脂パッケージを構成する樹脂よ
りもヤング率の小さい絶縁性樹脂を充填すると、ヤング
率の大きいつまり熱応力の大きい封止用樹脂が第1のL
SIチップ及び第2のLSIチップの各主面に接触する
事態を回避できるので、第1のLSIチップの主面を予
めポリイミド膜等により覆う工程を省略することができ
る。
In the fifth method of manufacturing a semiconductor device, the first LSI chip may be provided between the first LSI chip and the second LSI chip.
Is filled with an insulating resin having a Young's modulus smaller than that of the resin constituting the resin package so that the respective main surfaces of the LSI chip and the second LSI chip are completely covered. The sealing resin is the first L
Since it is possible to avoid contact with the main surfaces of the SI chip and the second LSI chip, it is possible to omit the step of previously covering the main surface of the first LSI chip with a polyimide film or the like.

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

【図1】(a)〜(c)は、第1の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】(a)、(b)は、第1の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係る半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図4】(a)〜(c)は、第3の実施形態に係る半導
体装置の第1の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating respective steps of a first method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment.

【図5】(a)〜(c)は、第3の実施形態に係る半導
体装置の第2の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views illustrating respective steps of a second method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment. FIGS.

【図6】第4の実施形態に係る半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図7】第5の実施形態に係る半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図8】(a)〜(c)は、第6の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図9】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 第1のLSIチップ 111 内部電極 112 外部電極 120 第2のLSIチップ 121 バンプ 122 内部電極 130 絶縁性樹脂 131 ダイパッド 132 ダイボンド樹脂 133 インナーリード 134 ボンディングワイヤ 135 樹脂パッケージ 136 アウターリード 137 放熱体 140 加圧ツール 141 ワイヤボンディング用ステージ 141a 収納凹部 141b 真空吸引孔 110 first LSI chip 111 internal electrode 112 external electrode 120 second LSI chip 121 bump 122 internal electrode 130 insulating resin 131 die pad 132 die bond resin 133 inner lead 134 bonding wire 135 resin package 136 outer lead 137 radiator 140 pressure Tool 141 Wire bonding stage 141a Storage recess 141b Vacuum suction hole

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周縁部に外部電極を有する第1のLSI
チップと、 前記第1のLSIチップの上にフェイスダウンボンディ
ング方式により接合された第2のLSIチップと、 前記第1のLSIチップの下面に設けられたダイパッド
と、 前記第1のLSIチップの外部電極と電気的に接続され
たインナーリードと、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパ
ッド及びインナーリードを、前記第2のLSIチップの
上面及び前記ダイパッドの下面の少なくとも中央部がそ
れぞれ露出するように封止している樹脂パッケージとを
備えていることを特徴とする半導体装置。
1. A first LSI having an external electrode on a peripheral portion
A chip, a second LSI chip bonded to the first LSI chip by a face-down bonding method, a die pad provided on a lower surface of the first LSI chip, and an outside of the first LSI chip. An inner lead electrically connected to an electrode; the first LSI chip, the second LSI chip, a die pad, and an inner lead; and at least a central portion of an upper surface of the second LSI chip and a lower surface of the die pad. And a resin package which is sealed so as to be exposed.
【請求項2】 前記樹脂パッケージは、前記第1のLS
Iチップ、第2のLSIチップ、ダイパッド及びインナ
ーリードを、前記第2のLSIチップの上面及び前記ダ
イパッドの下面がそれぞれ全面に亘って露出するように
封止していることを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置。
2. The method according to claim 1, wherein the resin package includes the first LS.
The I chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead are sealed so that the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the die pad are respectively exposed over the entire surface. 2. The semiconductor device according to 1.
【請求項3】 前記第2のLSIチップの上面における
前記樹脂パッケージから露出している領域に設けられた
放熱体をさらに備えていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a heat radiator provided in a region of the upper surface of said second LSI chip which is exposed from said resin package.
【請求項4】 周縁部に外部電極を有する第1のLSI
チップと、 前記第1のLSIチップの上にフェイスダウンボンディ
ング方式により接合された第2のLSIチップと、 前記第1のLSIチップの外部電極と電気的に接続され
たインナーリードと、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びイン
ナーリードを、前記第2のLSIチップの上面及び前記
第1のLSIチップの下面の少なくとも中央部がそれぞ
れ露出するように封止している樹脂パッケージとを備え
ていることを特徴とする半導体装置。
4. A first LSI having an external electrode on a peripheral portion
A chip, a second LSI chip bonded on the first LSI chip by a face-down bonding method, an inner lead electrically connected to an external electrode of the first LSI chip, And a resin package that seals the second LSI chip and the inner lead such that at least the central part of the upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI chip are exposed. A semiconductor device, comprising:
【請求項5】 前記樹脂パッケージは、前記第1のLS
Iチップ、第2のLSIチップ及びインナーリードを、
前記第2のLSIチップの上面及び前記第1のLSIチ
ップの下面がそれぞれ全面に亘って露出するように封止
していることを特徴とする請求項4に記載の半導体装
置。
5. The resin package according to claim 1, wherein the first LS is provided.
I chip, second LSI chip and inner lead
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein an upper surface of the second LSI chip and a lower surface of the first LSI chip are sealed so as to be exposed over the entire surface.
【請求項6】 前記第2のLSIチップの上面における
前記樹脂パッケージから露出している領域に設けられた
放熱体をさらに備えていることを特徴とする請求項4に
記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, further comprising a heat radiator provided in a region of the upper surface of said second LSI chip exposed from said resin package.
【請求項7】 周縁部に外部電極を有する第1のLSI
チップと、 前記第1のLSIチップの上にフェイスダウンボンディ
ング方式により接合された第2のLSIチップと、 前記第1のLSIチップの外部電極に接続されたボンデ
ィングワイヤと、 前記第1のLSIチップと前記第2のLSIチップとの
間に、前記第1のLSIチップ及び第2のLSIチップ
の各主面を全面的に覆うように充填された絶縁性樹脂
と、 前記第1のLSIチップ及び第2のLSIチップを封止
している樹脂パッケージとを備えており、 前記絶縁性樹脂のヤング率は前記樹脂パッケージを構成
する樹脂のヤング率よりも小さいことを特徴とする半導
体装置。
7. A first LSI having an external electrode on a peripheral portion
A chip, a second LSI chip bonded to the first LSI chip by face-down bonding, a bonding wire connected to an external electrode of the first LSI chip, and a first LSI chip An insulating resin filled between the first LSI chip and the second LSI chip so as to entirely cover each main surface of the first LSI chip and the second LSI chip; A semiconductor device, comprising: a resin package sealing a second LSI chip, wherein the Young's modulus of the insulating resin is smaller than the Young's modulus of the resin constituting the resin package.
【請求項8】 周縁部に外部電極を有する第1のLSI
チップの上に第2のLSIチップをフェイスダウンボン
ディング方式により接合する工程と、 前記第1のLSIチップの下面にダイパッドを固着する
工程と、 前記第1のLSIチップの外部電極とインナーリードと
を電気的に接続する工程と、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパ
ッド及びインナーリードを樹脂パッケージにより、前記
第2のLSIチップの上面及び前記ダイパッドの下面の
少なくとも中央部がそれぞれ露出するように封止する工
程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
8. A first LSI having an external electrode on a peripheral portion
Bonding a second LSI chip on the chip by face-down bonding, bonding a die pad to the lower surface of the first LSI chip, and connecting external electrodes and inner leads of the first LSI chip to each other. Electrically connecting the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad, and the inner lead by a resin package, and exposing at least a central portion of an upper surface of the second LSI chip and a lower surface of the die pad, respectively. A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項9】 周縁部に外部電極を有する第1のLSI
チップの上に第2のLSIチップをフェイスダウンボン
ディング方式により接合する工程と、 前記第1のLSIチップの下面にダイパッドを固着する
工程と、 前記第1のLSIチップの外部電極とインナーリードと
を電気的に接続する工程と、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ、ダイパ
ッド及びインナーリードを樹脂パッケージにより全面的
に封止する工程と、 前記樹脂パッケージを研磨して、前記第2のLSIチッ
プの上面及び前記ダイパッドの下面をそれぞれ全面に亘
って露出させる工程とを備えていることを特徴とする半
導体装置の製造方法。
9. A first LSI having an external electrode on a peripheral portion
Bonding a second LSI chip on the chip by face-down bonding, bonding a die pad to the lower surface of the first LSI chip, and connecting external electrodes and inner leads of the first LSI chip to each other. Electrically connecting; a step of completely sealing the first LSI chip, the second LSI chip, the die pad and the inner lead with a resin package; and a step of polishing the resin package to form the second LSI chip. Exposing the upper surface of the LSI chip and the lower surface of the die pad over the entire surface, respectively.
【請求項10】 周縁部に外部電極を有する第1のLS
Iチップの上に第2のLSIチップをフェイスダウンボ
ンディング方式により接合する工程と、 前記第1のLSIチップの外部電極とインナーリードと
を電気的に接続する工程と、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びイン
ナーリードを樹脂パッケージにより、前記第2のLSI
チップの上面及び前記第1のLSIチップの下面の少な
くとも中央部がそれぞれ露出するように封止する工程と
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A first LS having an external electrode on a peripheral portion
A step of bonding a second LSI chip on the I chip by a face-down bonding method, a step of electrically connecting external electrodes of the first LSI chip and inner leads, and a step of: The second LSI chip and inner leads are packaged in a resin package by the second LSI chip.
Sealing the chip so that at least the central portion of the upper surface of the chip and the lower surface of the first LSI chip are respectively exposed.
【請求項11】 周縁部に外部電極を有する第1のLS
Iチップの上に第2のLSIチップをフェイスダウンボ
ンディング方式により接合する工程と、 前記第1のLSIチップの外部電極とインナーリードと
を電気的に接続する工程と、 前記第1のLSIチップ、第2のLSIチップ及びイン
ナーリードを樹脂パッケージにより全面的に封止する工
程と、 前記樹脂パッケージを研磨して、前記第2のLSIチッ
プの上面及び前記第1のLSIの下面をそれぞれ全面に
亘って露出させる工程とを備えていることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
11. A first LS having an external electrode on a peripheral portion
A step of bonding a second LSI chip on the I chip by a face-down bonding method, a step of electrically connecting external electrodes of the first LSI chip and inner leads, and a step of: A step of completely sealing the second LSI chip and the inner leads with a resin package; and a step of polishing the resin package so as to cover the entire upper surface of the second LSI chip and the lower surface of the first LSI. And exposing the semiconductor device to the semiconductor device.
【請求項12】 周縁部に外部電極を有する第1のLS
Iチップの前記外部電極にボンディングワイヤを接続す
るワイヤ接続工程と、 前記外部電極にボンディングワイヤが接続された第1の
LSIチップと第2のLSIチップとをフェイスダウン
ボンディング方式により接合すると共に、前記第1のL
SIチップと前記第2のLSIチップとの間に絶縁性樹
脂を充填して、前記第1のLSIチップ及び第2のLS
IチップよりなるLSIモジュールを形成するモジュー
ル形成工程と、 前記LSIモジュールを半導体パッケージに封止する封
止工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
12. A first LS having an external electrode on a peripheral portion.
A wire connection step of connecting a bonding wire to the external electrode of the I chip; and bonding a first LSI chip and a second LSI chip having the bonding wire connected to the external electrode by a face-down bonding method, First L
An insulating resin is filled between the first LSI chip and the second LSI chip between the first LSI chip and the second LSI chip.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a module forming step of forming an LSI module composed of an I chip; and a sealing step of sealing the LSI module in a semiconductor package.
【請求項13】 前記モジュール形成工程は、前記絶縁
性樹脂を前記第1のLSIチップ及び第2のLSIチッ
プの各主面が全面的に覆われるように充填する工程を含
み、 前記封止工程は、前記LSIモジュールを樹脂パッケー
ジよりなる前記半導体パッケージに樹脂封止する工程を
含み、 前記モジュール形成工程における絶縁性樹脂のヤング率
は、前記封止工程における樹脂パッケージを構成する樹
脂のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項12
に記載の半導体装置の製造方法。
13. The module forming step includes a step of filling the insulating resin so that each main surface of the first LSI chip and the second LSI chip is completely covered. Includes a step of resin-sealing the LSI module to the semiconductor package comprising a resin package, wherein the Young's modulus of the insulating resin in the module forming step is smaller than the Young's modulus of the resin constituting the resin package in the sealing step. 13. The device according to claim 12, wherein
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
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