JPS6064459A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6064459A
JPS6064459A JP17129183A JP17129183A JPS6064459A JP S6064459 A JPS6064459 A JP S6064459A JP 17129183 A JP17129183 A JP 17129183A JP 17129183 A JP17129183 A JP 17129183A JP S6064459 A JPS6064459 A JP S6064459A
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JP
Japan
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varistor
chips
chip
laminated
base
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Pending
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JP17129183A
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English (en)
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Kiyoyuki Tsurumiya
鶴宮 清行
Kazuo Yamanaka
和夫 山中
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6064459A publication Critical patent/JPS6064459A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/074Stacked arrangements of non-apertured devices
    • HELECTRICITY
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (/I)発明の技術分野 本発明は半導体装置に関し、特に装置基台上に複数個の
半導体チップを積層状に接着して柱状に形成された積層
半導体チッfk有する半導体装置における積層半導体チ
ップの保強構造に関するものである。
(ロ)技術の背景 例えば、レベルシフトダイオード、バリスタ、ツェナー
ダイオード等の半導体装置は、装置基台上に複数個の半
導体チップを4ft層状に接着して柱状に形成された積
j−半導体チ、fを設けて所望の特性が得られるように
構成ぢれる場合が多い。この棟の積層半導体チップは、
;i直方向に積層されたものと、逆方向に積層されたも
のとが一対になって並立して形成される場合が比較的多
い。゛また、この瑣層半4体チップの各チップ相互間に
はバンプと呼ばれる接着用電極材(展層と冗極の両方の
役目を兼有する材料)が介在配置&gれ、通常は熱圧着
によって各チップが導通可fitEに接着される。
このバンプ用材料としては、Au (金)、Ag(銀)
、はんだ等が使用されるが、特に高信頼性が要求される
半導体装置には、Au、Agが使用される場合が多い。
また、この積層半導体チップの段数(枚数)は必要に応
じて設定されるが(例えば、ツェナーダイオードのツェ
ナー電圧を順方向電圧で設定する等)、現状では2〜5
層程度に設定される場合が比較的多い。特に、バングと
してA、u、 Ag等の材料が使用された場合、各チッ
プ間の接着力が十分とはいえず、しかも段数が4層又は
5層(5段階)等の高層に形成された積層半導体チップ
は、製品検丘における落下試験の際や、又は半導体装置
が製品として組込まれた後に外部からの振動・衝′S等
を受けた場きに、各半導体チップが前記パン!の所から
剥離されて倒壊したシ、また最上層の半導体チップ上に
ワイヤt−ΔCンティングする際にポンディング圧力に
よって倒壊される場合がある。従って、この種の半導体
装置においては、Utt−半導体チップが上記の如き落
下試験、振動、衝撃等に対して十分に保護され得る構造
のものであることが望ましい。
(・)従来技術と問題点 第1図と斗2図は従来の半導体装置を説明するための図
でめυ、覗31図はこの種の半導体装置の一例として示
すバリスタのl1111面図、只2図は第1図に示すバ
リスタの等価回路図である。
これらの図において、符号10はバリスタ(半導体装置
)全体を示し、11は装置の基台を示す。
基台11は、通常はステムと呼ばれ、金属材料から平面
形状が円形に形成され、本体部11&と下部外周に突出
するフランジ部11bとが一体状に形成されている。基
台11上には、シリコン(Si)チップから形成された
複数個のバリスタチップ(半導体チップ)12をバング
13を介して積層状に熱圧着等により接着して柱状に形
成された一対の積層パリスタチッf(積層半導体チップ
)14と15が配役形成されている。この場合、績階パ
リスタチッ7’14と15は、第2図に示す14’、1
5’部分に相当するもので、・ぐリスタチツ7’12が
それぞれ順方向と逆方向に積み重ねて形成され、かつ5
N(5段階)に形成されている。
尚、バング13は、前述したように、接着用′屯・凧材
であシ、Au、Ag、はんだ等の材料から成り、接着と
逗極の両方の役割ft兼有するものである。
積層バリスタチップ14と15の外側部に柱状リード端
子16.17が基台11を上下方向に見通して配設され
ている。柱状リード端子16.17は基台11と適宜な
絶縁材(図示なし)を介して絶縁されて基台11に固定
されている。そして、柱状リード端子16.17は、基
台11の上方に突出するポスト部16a、17aが積層
バリスタチップ14.15とそれぞれポンディングワイ
ヤ18を介して電気的に接続され、基台11の下方に突
出する部分が外部す(11端子として形成されている。
この外部リード端子16b、17bは、第2図のP、部
に相当する。また、基台11の下面から下方に突出して
外部リード端子19が基台11の下面に植設されている
。この外部リード端子19は、基台11を介して積層バ
リスタチップ14.15の最下面とそれぞれ導通されて
おシ第2図の22部に相当する。ポンディングワイヤ1
8は、Au、At等の材料から細線又はりzン状に形成
されたもので、第1図に示すように、積層バリスタチッ
プ14,15それぞれの最上面と一本体ポス)16.1
7それぞれの上端面とに果僑状にデンディングされ、こ
れら相互間を電気的に接続している。そして、最終的に
は、第1図に一点鎖線で示すように、キャッジ20が基
台11のフランジllb上に溶着される。
しかしながら、この従来のバリスタ(半導体装置)10
は、積層バリスタチップ(M層半導体チップ)14.1
5の保龜対策が何ら施されておらず、また、パンツ13
の接着力(接着強度)が弱いため、ワイヤ18の?ンデ
ィング時にがンディング圧力によりて倒壊される場合が
あり、また、ビンディングワイヤ18は何ら補強的役割
を果すものではないため、組立後に訃ける落下試験、外
部からの機械的振動や衝撃に対して積層バリスタチップ
(積層半導体チップ)14.15が非常に倒壊され易い
という問題点がある。
に)発明の目的 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、積層半
導体チップの保瞠部材を設けることにより、簡易構造で
積層半導体チップの倒壊をきわめて良好に防止し得る半
導体装置′ff:提供することにある。
(ホ)発明の構成 そして、この目的を達成するために、本発明に依れば、
基台上に複数個の半導体チップを積層状に接着して柱状
に形成された積層半導体チップを有する半導体装置にお
いて、前記基台上に絶縁材料から成る筒体状保護部材を
固設し、該筒体状保護部材に形成した柱状中空穴内に前
記積層半導体テラfを収容することによって該積層半導
体チップの倒壊を防止するように構成したことを特徴と
する半導体装置が提供される。
(へ)発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第3図と第4図は本発明の詳細な説明するだめの図であ
シ、第3図はこの種の半導体装置の一例として示すバリ
スタ30の側面図、第4図は第3図の筒体状保護部材3
1の単体斜視図である。
尚、第3図において、前出の第1図(従来例)と同一部
品又は同一部分には同一符号が付されている。従って、
符号11は装置の基台(ステム)、11aとllbはそ
れぞれ基台11の本体部とフランジ部、12はバリスタ
チ、f(半導体チッ7’)、13はパン76(各チッフ
′12相互の接着用電4@月でAu、 Agsはんだ等
の材料から成り、接着と電極の両方の役割を兼有するも
の)、14.15は積層バリスタチップ(積層半導体チ
ップ)、16゜17は柱状り−P端子、16m、17a
は基台11の上方に突出した柱状リード端子16..1
7のポスト部、16b、17bは基台下方に突出した柱
状リード端子16.17の外部リード端子、18はボン
ディングワイヤ、19は外部リード端子、20はキャッ
プをそれぞれ示している。そして、これらの各部分及び
各部品は洩51図と全く同様に形成かつ構成されている
ため、ここではその説明を省略する。また、第3図に示
す本発明のバリスタ(半導体装11)30の等価回路は
前出の第2図に示す回路図と同様である。
さて、前出の第1図に示す従来のバリスタ(半導体装置
)10に対して、第3図に示す本発明のバリスタ(半導
体装置)30の主な相違は、基台11上に、積層バリス
タチップ(′fi層半導体tヮグ)14.15′t−保
護するための筒体状保護部材31を固着して設けたこと
Kある。この保護部材31は、絶縁材料、例えば、セラ
ミック、樹脂系材料等から、外形が第4図に示すように
直方体状のブロックに形成され、かつ上下方向に貫通す
る柱状中空穴31m、31bが穿設されている。そして
、第3図に示すように、これら中空穴31a。
31b内にそれぞれ積層パリスタチッ7’l 4 。
15が収容されている。中空穴31m、31bの断面形
状はパリスタチッ7’12の平面形状(この場合は長方
形に形成されている)に対応して長方形に形成されてい
る。そして、中空穴318゜31bの横断面形状の大き
さは、その内周面が、第3図に示すように、バリスタチ
ップ12の側方外周面と若干の望隙を介して隣接する程
度に設定するのが、バリスタチップ12の組込み作業が
容易であるため好ましいが、バリスタチップ12の側方
外周面に略接触する程度に設定してもよい。
また、中空穴31m、31bの扁さは、積層バリスタチ
ップ14.15の高さと略同等に設定されている。保護
部材31の組付順序は、基台11上の所定位置に予めI
!!LI設し、その後パリスタチッt12全中空穴31
a、31b内にkAみ復ねて組込む手順が一般的には好
ましい。この場合は各バリスタチップ12の組込み時に
分ける相互間の位置合せが容易であるという利点がある
。しかし、必要に応じて、バリスタチップ12を積層状
に配設後、保護部材31を基台11上に固設してもよい
、この場合は、逆に保護部材31の位置合せが容易であ
るという利点がある。このように、本実施例は、積層バ
リスタチップ14.15金包tdする面体状保護部材3
1t−基台ll上に固庸して設けることによシ、前述し
たような落ド試験、外部からの機械的振動、衝撃等によ
って、J)’〔I曽パリスタチッ7’14,15力E 
f11]壊されようとした場合でも中空穴31a、31
bの内周面にバリスタチップ12が支持されて、積層バ
リスタチップの柱状体がわずかに傾斜する程度にとどめ
られて倒壊を防止することができる。このようにut 
層バリスタチッ7’14,15の柱状体がわずかに傾斜
した程度では各パリスタチ、ゾ12相仏間は剥離されず
未だ完全に接着状態にあシ、積層バリスタチップ14.
15の電気的機能には何ら差し支えなく、またワイヤ1
8の切断も防止されるので、半導体装置30全体の電気
的機能は従前通シ正常に保たれる。従って、本実施例に
依れば、半導体装置の製品としての歩留シの向上、信頼
性の向上をもたらすることかできる。
(ト)発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明の半導体装置は、
積層半導体チップの側方外周を包囲して保護する筒体状
保頗部材を装置基台上に固着して設けることによシ、積
層半導体チップの積層組立の容易化、ワイヤポンディン
グ時における倒壊の防止、及び機械的振動−衝撃による
倒壊の防市を可能とし、製品としての歩留シの向上、信
頼性の向上を実現できるといった効果大なるものがある
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のこの1mの半導体装置の一例として示す
バリスタ(10)の側面図、第2図は第1図のバリスタ
の等価回路図、第3図は本発明に依るこの種の半導体装
置の一例として示す・々リスク(30)の側面図、第4
図は第3図のh体状保詭部材(31)の単体斜視図であ
る。 11・・・装置の基台、12・・・・々リスタチッグ(
半尋体チッf)、13・・・ノ々ンゾ(従層用電極材)
、14.15・・・積層ノ々リスタチ、ゾ(積層半導体
チップ)、16.17・・・柱状リード端子、18・・
・は?ンディングワイヤ、3()・・・本勺^明に依る
ツク1ノスタ(半導体装置)、31・・・筒体状保護部
材、31a。 31b・・・保護部材(31)に貫通して設けられた柱
状中空穴。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 n+i 之 第1図 第20 第3[1 254図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、基台上に複数個の半導体チップを積層状に接着して
    柱状に形成された積層半導体チップを有する半導体装置
    において、前記基台上に絶縁材料から成る筒体状保趙部
    材を固設し、該筒体状保腰部材に形成した柱状中空穴内
    に前記積層半導体チップを収容することによって該積層
    半導体チップの倒壊を防止するように構成したことを特
    徴とする半導体装置。
JP17129183A 1983-09-19 1983-09-19 半導体装置 Pending JPS6064459A (ja)

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JP17129183A JPS6064459A (ja) 1983-09-19 1983-09-19 半導体装置

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JP17129183A JPS6064459A (ja) 1983-09-19 1983-09-19 半導体装置

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JPS6064459A true JPS6064459A (ja) 1985-04-13

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ID=15920581

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JP17129183A Pending JPS6064459A (ja) 1983-09-19 1983-09-19 半導体装置

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