JPH11121688A - 複合型半導体装置 - Google Patents

複合型半導体装置

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JPH11121688A
JPH11121688A JP9299366A JP29936697A JPH11121688A JP H11121688 A JPH11121688 A JP H11121688A JP 9299366 A JP9299366 A JP 9299366A JP 29936697 A JP29936697 A JP 29936697A JP H11121688 A JPH11121688 A JP H11121688A
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JP
Japan
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connection terminal
circuit pattern
semiconductor device
support substrate
circuit board
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JP9299366A
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English (en)
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Toshiya Matsubara
俊也 松原
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Mitsui High Tec Inc
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Mitsui High Tec Inc
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire 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
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の小型化が可能であると共に、そ
の接続端子にはファン−イン/ファン−アウト構造のB
GA型の接続端子を備える複合型半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 回路基板14の表面側に固着され、第1
の導体回路パターン12の各第1の内側接続端子22と
電気的に連結された第1の半導体素子15と、回路基板
14の裏面側に固着され、第2の導体回路パターン13
の各第2の内側接続端子31と電気的に連結された第2
の半導体素子16と、中央部には各第2の内側接続端子
31が露出する開口部17を備える支持基板18と、第
2の半導体素子16を平面状に埋める第2の封止樹脂4
2及び支持基板18の他面側を覆い、エリアアレイ状に
配置され、半田ボール19を接合した半田ボール接続端
子ランド44を備える第3の導体回路パターン43とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGA(ボールグ
リッドアレイ)型の接続端子を備え、しかも2層構造の
半導体素子を有する複合型半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は多数の半導体素子をプリント基板
上に平面的に並べた半導体装置基板が殆どであったが、
近年はコンピュータを小型の装置の中に組み込む必要が
あって、半導体装置基板自体の小型化が要望されるよう
になった。そこで、特開平9−36300号公報に記載
のように、リードフレームのアイランドの両面に、半導
体素子を搭載した半導体装置が提案され、また、特開平
8−274250号公報には、基板の上部と下部に半導
体素子を搭載し、上部の半導体素子の配線はアウターリ
ードによって行い、下部の半導体素子の配線は半田ボー
ルによって行うようにした半導体装置が提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−36300号公報記載の半導体装置においては、全
体をモールドし、外部との配線をアウターリードによっ
て行っているので、アウターリードの分だけが外方に突
出し、装置全体の小型化を図ることができないという問
題があった。また、特開平8−274250号公報記載
の半導体装置においては、上部の半導体素子の配線はア
ウターリードによって行っているのて、装置自体の小型
化には支障があるという問題がある他、上下の半導体素
子を連結するための配線は、外部のボード基板を介して
しか行えず、このため配線基板の導体回路が複雑化し、
更には回路自体のインピーダンスが大きくなって、動作
周波数を上げると支障があるという問題があった。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、半導体装置の
小型化が可能であると共に、その接続端子にはファン−
イン/ファン−アウト構造のBGA型の接続端子を備え
る複合型半導体装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の複合型半導体装置は、絶縁シートの表裏に第1及
び第2の導体回路パターンがそれぞれ形成され、しか
も、前記絶縁シートに設けられた抜き孔を介して前記第
1及び第2の導体回路パターンの導通部が形成された回
路基板と、前記回路基板の表面側に固着され、前記第1
の導体回路パターンの各第1の内側接続端子とワイヤボ
ンディング及び/又はフリップチップボンディングを行
って電気的に連結された第1の半導体素子と、前記第1
の半導体素子及び前記第1の導体回路パターンを樹脂封
止する第1の封止樹脂と、前記回路基板の裏面側に固着
され、前記第2の導体回路パターンの各第2の内側接続
端子とはワイヤボンディング及び/又はフリップチップ
ボンディングを行って電気的に連結された第2の半導体
素子と、中央部には前記第2の導体回路パターンの各第
2の内側接続端子が露出する開口部を備え、一面側に前
記第2の導体回路パターンに設けられた接続端子ランド
に連結される貫通導体部を備える支持基板と、前記第2
の半導体素子を樹脂封止して、前記開口部を前記支持基
板の他面側に合わせて平面状に埋める第2の封止樹脂
と、平面状となった前記第2の封止樹脂、及び前記支持
基板の他面側を覆い、しかも前記貫通導体部に接続され
て、一部は内側に延び、一端にはエリアアレイ状に配置
された半田ボール接続端子ランドを備える多数のリード
を備える第3の導体回路パターンと、前記半田ボール接
続端子ランドにそれぞれ接合された半田ボールと、前記
半田ボール接続端子ランド以外の前記第3の導体回路パ
ターンの露出面及びその近傍を覆うカバーレジストとを
有している。
【0005】また、請求項2記載の複合型半導体装置
は、請求項1記載の複合型半導体装置において、前記第
1〜第3の導体回路パターンの何れか1又は2以上は、
スタンピング加工又はエッチング加工によって形成され
ている。請求項3記載の複合型半導体装置は、請求項1
又は2記載の複合型半導体装置において、前記第1及び
第2の導体回路パターンを連結する前記導通部は、超音
波接合によって形成されている。そして、請求項4記載
の複合型半導体装置は、請求項1〜3のいずれか1項に
記載の複合型半導体装置において、前記支持基板の一面
側には、前記接続端子ランドに向かい合い、しかも前記
貫通導体部に接続される対向端子ランドが形成され、該
対向端子ランドと前記接続端子ランドとは異方性導電接
着剤を介して電気的に連結されている。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る複合型半導体装置の断面図、図2は同複合型半
導体装置の回路基板の平面図、図3は同複合型半導体装
置の回路基板の底面図、図4は同複合型半導体装置の支
持基板の底面図、図5は同複合型半導体装置の底面図で
ある。
【0007】図1〜図5に示すように、本発明の一実施
の形態に係る複合型半導体装置10は、絶縁シート11
の表裏に第1及び第2の導体回路パターン12、13が
それぞれ形成された回路基板14と、回路基板14の表
裏に固着された第1、第2の半導体素子15、16と、
回路基板14の裏面側に接合されて中央に、第2の半導
体素子16が入り込む開口部17を備える支持基板18
と、裏面側に設けられてこの複合型半導体装置10の外
部接続端子となる複数の半田ボール19とを有してい
る。以下、これらについて詳しく説明する。
【0008】前記回路基板14は、中央にポリイミド樹
脂テープ等からなる絶縁シート11が設けられ、図1、
図2に示すように、その表側中央には第1の素子搭載部
20が形成され、その周囲に第1の導体回路パターン1
2を構成する複数の内部リード21が形成され、内部リ
ード21の内側は第1の内側接続端子22となって、貴
金属めっきが行われている。内部リード21の外側は製
造時には外枠23と連結されて、図2に示すように、第
1の内側接続端子22のめっき処理が行われた後、エッ
チング処理によって外枠23から分離されている。回路
基板14の表面側4隅には中央の第1の素子搭載部20
に電気的に接続される第1の接地端子24が設けられて
いる。そして、絶縁シート11の周囲4方には、細長の
抜き孔25、26、27、27a、28、28aが形成
され、この部分まで内部リード21は延設されて、下部
の第2の導体回路パターン13を構成する各内部リード
29と超音波接合(図1に矢視aで示す)によって導通
部が形成されて電気的に連結されている。なお、図2に
示すように、第1の素子搭載部20は上下両側に延びて
外枠23に連結されて、接地極板として作用すると共
に、搭載された第1の半導体素子15の放熱を図るよう
になっている。なお、第1の導体回路パターン12と第
2の導体回路パターン13の一部は、図3(右側)に示
すように、スルーホール28tによって連結されている
ものもある。
【0009】回路基板14の裏面側には、図3に示すよ
うに、第2の導体回路パターン13を構成する多数の内
部リード29が設けられ、その周囲に設けられている外
枠30とは電気的に分離されている。内部リード29の
内側には貴金属めっきをなされた第2の内側接続端子3
1が設けられ、その内側には第2の素子搭載部32が設
けられている。各内部リード29の中間部又は外側部に
は一定の広さを有する接続端子ランド33がそれぞれ設
けられている。回路基板14の裏面側の四隅には、第2
の接地端子34が設けられているが、前記第1の接地端
子24とスルーホール35によってそれぞれ連結されて
いる。そして、第2の接地端子34は第2の素子搭載部
32にリード(図示せず)を介して連結され、これによ
って、第1、第2の素子搭載部20、32が接地されて
いる。
【0010】回路基板14の裏面側には、図1、図4に
示すように、中央に第2の内側接続端子31が露出する
開口部17(図4の右半分参照)を有する支持基板18
が接合されている。この開口部17の広さは、第2の導
体回路パターン13の第2の内側接続端子31が露出
し、内部の第2の半導体素子16を搭載した状態で、ワ
イヤボンディングができる広さとなっている。支持基板
18の厚みはワイヤボンディングを行った第2の半導体
素子16の上部、図1において第2のボンディングワイ
ヤ36の最下端が十分に隠れる厚みを有している。支持
基板18には、第2の導体回路パターン13に形成され
た接続端子ランド33に対応する部分には、対向端子ラ
ンド37aが設けられ、これに位置を合わせて対応して
支持基板18を貫通して貫通導体部の一例であるスルー
ホール37(図4右半分参照)が設けられている。この
スルーホール37は内側に導体めっきがなされ、その内
部は導体又は樹脂等の絶縁体が充填されている。
【0011】以上のように構成された回路基板14に支
持基板18が異方性導電接着剤を用いて接合された状態
で、回路基板14の表面側の第1の素子搭載部20には
第1の半導体素子15が、裏面側の第2の素子搭載部3
2には、第2の半導体素子16が搭載されている。そし
て、第1の半導体素子15のパッド部と第1の内側接続
端子22とは第1のボンディングワイヤ40によって電
気的に接合された状態で第1の封止樹脂41によって樹
脂封止されている。なお、異方性導電接着剤を用いて支
持基板18と回路基板14を接合することによって、対
向する接続端子ランド33と対向端子ランド37aが電
気的に接合され、その他の部分は接合はされているが電
気的に絶縁されていることになる。一方、回路基板14
の裏面側に接合された第2の半導体素子16は、そのパ
ッド部と第2の内側接続端子31とは第2のボンディン
グワイヤ36によって電気的に連結された状態で第2の
封止樹脂42によって樹脂封止されている。この第2の
封止樹脂42としては、トランスファマシンによるモー
ルド樹脂や、ポッティング処理による封止樹脂であって
もよいが、支持基板18の他側の面と同一平面を形成す
るように、その充填度合いを決めておく。
【0012】同一平面上になる支持基板18と第2の封
止樹脂42との上には、多数のリードを有する第3の導
体回路パターン43が設けられている。この第3の導体
回路パターン43を構成するリード45の端部にはエリ
アアレイ状に配置された半田ボール接続端子ランド44
を有している。従って、このリード45の一部は第2の
半導体素子16の上まで延設されて端部に半田ボール接
続端子ランド44を備え、更に、リード45の反対側の
端部又は中間部が前記したスルーホール37に電気的に
接合されている。このようにして支持基板18上にエリ
アアレイ状に形成された半田ボール接続端子ランド44
は、第2の導体回路パターン12の接続端子ランド33
に連結されている。
【0013】それぞれの半田ボール接続端子ランド44
には、半田ボール19が接合されて、この複合型半導体
装置10の外部接続端子を構成している。そして、半田
ボール接続端子ランド44以外の部分にはカバーレジス
トの一例であるソルダーレジスト膜46が形成されて、
第3の導体回路パターン43の保護を図っている。この
ように、第1、第2の半導体素子15、16を回路基板
14の表裏に配置し、その外部接続端子となる半田ボー
ル19を、支持基板18及び第2の封止樹脂42の同一
面にエリアアレイ状に配置したので、多数の端子を小さ
な面積内に配置することが可能となり、複合型半導体装
置10自体の小型化を図ることができる。なお、ここ
で、第2の封止樹脂42の表面は多少の凹凸があって
も、第3の導体回路パターン43を貼着する際に均され
ることになる。なお、図5に示す4隅の半田ボール19
は、第1及び第2の接地端子24、34及び外枠48に
連結されてアース端子を構成している。
【0014】前記実施の形態においては、第1、第2の
半導体素子15、16と第1、第2の導体回路パターン
12、13の第1、第2の内側接続端子22、31との
接合はワイヤボンディングによって行ったが、半導体素
子を直接接合するフリップチップボンディングによって
行う場合も本発明は適用される。また、前記実施の形態
において、第1〜第3の導体回路パターンはスタンピン
グ加工(プレス加工)又はエッチング加工によって形成
されることになる。
【0015】
【発明の効果】請求項1〜4記載の複合型半導体装置に
おいては、回路基板の表裏に第1、第2の半導体素子を
搭載すると共に、これらを第1及び第2の導体回路パタ
ーンによって連結し、更に回路基板の裏側に設けられた
支持基板に外部接続端子となる半田ボールに連結してい
るので、第1、第2の半導体素子の接続を内部で行うこ
とが可能であり、更には、支持基板の開口部となった部
分を樹脂封止し、その上には第3の導体回路パターンを
延設し、半田ボール接続端子ランドを設けたので、更に
小型で高密度のBGAタイプの複合型半導体装置を提供
できる。特に、請求項2記載の複合型半導体装置は、第
1〜第3の導体回路パターンの何れか1又は2以上は、
スタンピング加工又はエッチング加工によって形成され
ているので、従来の技術を組み合わせて複合型半導体装
置を製造できる。請求項3記載の複合型半導体装置は、
第1及び第2の導体回路パターンを連結する導通部は、
超音波接合によって形成されているので、複雑な加工を
要することなく、効率的に第1及び第2の導体回路パタ
ーンの接合を行うことができる。請求項4記載の複合型
半導体装置は、支持基板の一面側には、接続端子ランド
に向かい合い、しかも貫通導体部に接続される対向端子
ランドが形成され、対向端子ランドと接続端子ランドと
は異方性導電接着剤を介して電気的に連結されているの
で、回路基板に支持基板を接合するという簡単な作業に
よって、電気的接合と絶縁性を有する接着とを行うこと
ができ、製造作業の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る複合型半導体装置
の断面図である。
【図2】同複合型半導体装置の回路基板の平面図であ
る。
【図3】同複合型半導体装置の回路基板の底面図であ
る。
【図4】同複合型半導体装置の支持基板の底面図であ
る。
【図5】同複合型半導体装置の底面図である。
【符号の説明】
10 複合型半導体装置 11 絶縁シー
ト 12 第1の導体回路パターン 13 第2の導
体回路パターン 14 回路基板 15 第1の半
導体素子 16 第2の半導体素子 17 開口部 18 支持基板 19 半田ボー
ル 20 第1の素子搭載部 21 内部リー
ド 22 第1の内側接続端子 23 外枠 24 第1の接地端子 25 抜き孔 26 抜き孔 27 抜き孔 27a 抜き孔 28 抜き孔 28a 抜き孔 28t スルー
ホール 29 内部リード 30 外枠 31 第2の内側接続端子 32 第2の素
子搭載部 33 接続端子ランド 34 第2の接
地端子 35 スルーホール 36 第2のボ
ンディングワイヤ 37 スルーホール 37a 対向端
子ランド 40 第1のボンディングワイヤ 41 第1の封
止樹脂 42 第2の封止樹脂 43 第3の導
体回路パターン 44 半田ボール接続端子ランド 45 リード 46 ソルダーレジスト膜 48 外枠

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁シートの表裏に第1及び第2の導体
    回路パターンがそれぞれ形成され、しかも、前記絶縁シ
    ートに設けられた抜き孔を介して前記第1及び第2の導
    体回路パターンの導通部が形成された回路基板と、 前記回路基板の表面側に固着され、前記第1の導体回路
    パターンの各第1の内側接続端子とワイヤボンディング
    及び/又はフリップチップボンディングを行って電気的
    に連結された第1の半導体素子と、 前記第1の半導体素子及び前記第1の導体回路パターン
    を樹脂封止する第1の封止樹脂と、 前記回路基板の裏面側に固着され、前記第2の導体回路
    パターンの各第2の内側接続端子とはワイヤボンディン
    グ及び/又はフリップチップボンディングを行って電気
    的に連結された第2の半導体素子と、 中央部には前記第2の導体回路パターンの各第2の内側
    接続端子が露出する開口部を備え、一面側に前記第2の
    導体回路パターンに設けられた接続端子ランドに連結さ
    れる貫通導体部を備える支持基板と、 前記第2の半導体素子を樹脂封止して、前記開口部を前
    記支持基板の他面側に合わせて平面状に埋める第2の封
    止樹脂と、 平面状となった前記第2の封止樹脂、及び前記支持基板
    の他面側を覆い、しかも前記貫通導体部に接続されて、
    一部は内側に延び、一端にはエリアアレイ状に配置され
    た半田ボール接続端子ランドを備える多数のリードを備
    える第3の導体回路パターンと、 前記半田ボール接続端子ランドにそれぞれ接合された半
    田ボールと、 前記半田ボール接続端子ランド以外の前記第3の導体回
    路パターンの露出面及びその近傍を覆うカバーレジスト
    とを有することを特徴とする複合型半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1〜第3の導体回路パターンの何
    れか1又は2以上は、スタンピング加工又はエッチング
    加工によって形成されている請求項1記載の複合型半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の導体回路パターンを
    連結する前記導通部は、超音波接合によって形成された
    請求項1又は2記載の複合型半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記支持基板の一面側には、前記接続端
    子ランドに向かい合い、しかも前記貫通導体部に接続さ
    れる対向端子ランドが形成され、該対向端子ランドと前
    記接続端子ランドとは異方性導電接着剤を介して電気的
    に連結されていることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れか1項に記載の複合型半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6469393B2 (en) * 1998-04-16 2002-10-22 Sony Corporation Semiconductor package and mount board

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US6469393B2 (en) * 1998-04-16 2002-10-22 Sony Corporation Semiconductor package and mount board

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