JP2002208656A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
き回し配線の長さの差を最小に構成した配線基板の片面
に、センターパッド半導体チップ2個を裏面同士を重ね
て固定し、各々のセンターパッドと対応するフィンガー
との間の接続を導電率の高い金属線で行ない、容量が2
倍で、半導体装置の厚み寸法を薄くすることである。 【解決手段】 第1の面と第2の面とに配線し、貫通穴
を備えた配線基板と、第1のセンターパッド半導体チッ
プの主面とを固定し、第1の半導体チップの裏面と第2
の半導体チップの裏面とを接合材で固定したあと金属線
で各半導体チップのパッドと対応する配線基板のフイン
ガ―とを接続し、封止樹脂で配線基板の片面を封止し、
配線基板の他方の片面は貫通穴近傍を埋めて封止して半
導体装置を得る。
Description
導体装置の大容量化、高速化、高機能化を実現し、か
つ、小型化を可能にする半導体装置に関する。
装化の要求に伴い、略半導体チップサイズに封止したC
SP(Chip Scale Packageまたは、
Chip Size Package )と呼ばれる小
型化された半導体装置が開発されている。これらのメモ
リ半導体装置や周辺回路半導体装置等の一つの半導体チ
ップを封止した半導体装置(単体半導体装置と言う。)
の小型化に加えて、よりプリント基板への半導体装置の
高密度実装を行なう為に、複数のメモリ半導体チップを
同一の封止材で封止する MCP(Multi Ch
ip Package)が開発されている。
封止する方法に関し、半導体チップを横に並べる方法で
は、実装基板面上の占有面積が広くなるために、2個の
周辺電極パッドを備えた半導体チップの各々の主面を同
方向に積層したSMCP(Stacked Multi
Chip Package)と、2個の周辺電極パッ
ドを備えた半導体チップの主面を上向きと下向きに背中
合わせに積層したSMCPが、特開平11−20472
0号公報に示されている。
体チップの主面を上向きにして、同方向に2個積層した
SMCPの断面図であり、図10は従来の周辺電極パッ
ドを備えた同一外形寸法の2個の半導体チップの主面を
上向きと下向きに背中合わせに積層したSMCPの断面
図を示す。図11は従来のSMCPに用いる配線基板の
平面図である。
た第1の半導体チップ1とその周辺電極パッド13配置
領域よりもサイズの小さい周辺電極パッド12を備えた
第2の半導体チップ2とが接着層7を介して固定されて
いる。第1の半導体チップ1の裏面を配線層4を片面に
形成した絶縁性基板3の配線層4が設けられた側の面
(表面)に接着層7を介して固定されている。実装用バ
ンプ10は絶縁性基板3の表面側に整列分布して設けら
れたランド部15がそれに対応して設けられた貫通穴1
1により絶縁性基板3の裏側から露出するランド15に
半田ペーストで接合されている。
極パッド13、12とフインガ―14とは金線8で超音
波熱圧着ワイヤボンデイング法を用いて電気的に接続し
ている。半導体チップ1、2と接合材7と金線8との全
てと絶縁性基板3と配線層4との片面所要部分とは樹脂
封止されている。
された絶縁性基板3の平面図である。配線層4はフイン
ガ―14と引き回し配線16および17とランド15と
を対応して連続して構成している。同図において、フィ
ンガー14は半導体チップ1,2の外周領域の2辺に配
置され、ランド15は半導体チップ1の配置領域面内に
中央2列とその両側に1列づつ外側に等ピッチで合計4
列に整列配置されている。この為に、中央側2列のラン
ド15とそれに対応して接続するフインガ―14とを連
結する引き回し配線17は、外側のランド15と対応す
るフインガ―14とを連結する引き回し配線16に比べ
て長いためインピーダンスに差を生じる欠点がある。
辺電極パッド13,12を備えた同一寸法の半導体チッ
プ1,2の主面を上向きと下向きに背中合わせに積層し
て構成すると、周辺電極パッドは上下反転配置したもの
でないと構成できない。しかも、第1の半導体チップ1
の周辺電極パッド13と各対応するフインガ―14との
接続に接着材7の厚み寸法よりも大きい直径の金属バン
プ6を用いる為にSMCPの厚み寸法がその分大きくな
る欠点がある。また、周辺電極パッド12,13を備え
た半導体チップ1,2と図11に示す配線基板3とで構
成するので、中央側2列のランド15とフインガ―14
とを連結する引き回し配線17の長さが外側2列のラン
ド15とフインガ―14とを連結する引き回し配線16
の長さより長くインピーダンスに配線基板上での差を生
じる欠点がある。
SMCPにおいては、実装基板に実装した時の実装基板
面上に配置する半導体装置の厚み方向の寸法が半導体チ
ップを積み重ねた為に厚くなる欠点があった。
の中央線近傍に沿って電極が単列若しくは複数列に配列
された(センターパッド配置の半導体チップと言う。)
例えば、同一寸法のDRAMチップを2段に重ねてメモ
リ容量を2倍にするSMCPは、ワイヤボンドするとワ
イヤが第2の半導体チップ2の外周辺に接触(チップエ
ッジショート)するので、構成できない欠点があった。
チップと同一寸法の周辺パッド配置の半導体チップとを
2段に重ねると、パッドが反転する為に同一ランド15
に接続する為の引き回し配線が複雑で長くなるために、
高速化、高機能化、高メモリ容量化の実現が出来なかっ
た。
されたもので、第1の目的は、センターパッド配置のメ
モリ半導体チップを2段に重ねてメモリ容量を2倍に
し、しかも厚み寸法の薄いMCPを得る事である。ま
た、第2の目的は、配線基板上に構成する電極パッドと
フインガ―との間の引き回し配線長の差を最小に構成
し、2段に重ねられた半導体チップ各々のセンターパッ
ドと対応するフィンガーとの間の配線を導電率の高い金
線で行ない、電極パッドとフインガ―との間の引き回し
配線のインピーダンス差を小さくする事である。
係る半導体装置は貫通穴を備え第1の面と第2の面とに
ランドとフインガ―と引き回し配線とスルーホールとを
配置した配線基板と、センターパッドを主面に配置した
第1の半導体チップとを、配線基板の第2の面の貫通穴
でセンターパッドを囲繞して接合材で固定し、第1の半
導体チップの裏面と第2の半導体チップの裏面とを接合
材で固定し、金線で各半導体チップのパッドと対応する
配線基板のフインガ―とを接続し、封止樹脂で金線と各
半導体チップと各接合材と貫通穴を埋め、さらに配線基
板の第1面に設けられたランド配置領域から外周領域ま
でを除きフインガ―を封止したものである。
ドに半田ボールを設けたものである。
半導体チップとが同一の半導体チップを用いるものであ
る。
ーパッドにボールボンドを行ない配線基板の第1面に設
けたフインガ―にステッチボンドを行ない接続すると共
に、配線基板の第2面に設けたフインガ―に金線でボー
ルボンドを行ない第2の半導体チップのパッドにステッ
チボンドを行ない電気的に接続したものである。
―を貫通穴の近傍に略平行に設け、ランドを等間隔で平
行に整列してフインガ―の外側に平行に配置し、配線基
板の第2面にフインガ―を配線基板の外周辺の近傍に略
平行に設け、ランドを等間隔で平行に整列してフインガ
―の内側に配置したものである。
近傍に略平行に設けたフインガ―と配線基板の外周辺に
沿ってその近傍に略平行に設けられたフインガ―との間
の領域にランドを等間隔で平行に整列して設けたもので
ある。
平面とを備え、第2の平面は外周領域を額縁状に囲繞す
る突起面とそれより低い段差低面との2面を備え、配線
基板の第1の平面と第2の面にはランドとフインガ―と
引き回し配線とスルーホールとを配置した配線基板とセ
ンターパッドを備えた半導体チップ2個を、裏面と裏面
とを接合材で固定し、半導体チップの第2の主面と突起
面と略同一平面に配置し、半導体チップの第1の主面と
配線基板の第2の平面における段差底面とを貫通穴で囲
繞して接合材で固定し、金線で半導体チップのセンター
パッドにボールボンドを行ない配線基板のフインガ―に
ステッチボンドして電気的に接続し、封止樹脂で金線と
各半導体チップと各接合材と配線基板の第2の面側を封
止し、配線基板の第1の平面に設けたランド配置領域か
ら外周領域までを除き前記フインガ―と貫通穴とを埋め
て封止したものである。
られたランドに半田ボールを設けたものである。
態1である半導体装置を示す。図において第1面20a
と第2面20bとを備えた配線基板20の貫通穴21は
第1の半導体チップ22のセンターパッド23配置領域
に一致させ、第1の半導体チップ22の主面22aに設
けられたセンターパッド23配置領域を除く部分を接着
材24aを介して配線基板20の第2面20b側に接着
し、第1の半導体チップ22の裏面22bと第2の半導
体チップ31の裏面31bとを接着材24bを介して接
着し、配線基板20と第1と第2の半導体チップ22,
31とは一体に固定している。
けられたセンターパッド23と対応する配線基板20の
第1面20aに設けられたフィンガー27とは金属線2
8を用いてセンターパッド23側にボールボンドを行な
い、配線基板20の中央部領域に設けた貫通穴21を通
過させ配線基板20の第1面20aに設けたフィンガー
27にステッチボンドして電気的に接続し、金属線28
と配線基板20の貫通穴21全てと配線基板20の第1
面20aのフインガ―23と引き回し配線29の一部と
を封止樹脂30で覆って封止している。
けられたセンターパッド32と、対応する配線基板20
の第2面20b側に設けられたフインガ―33とは、金
属線28を用いてフインガ―33側にボールボンドを行
ない、センターパッド32にステッチボンドして電気的
に接続し、金属線28と第2の半導体チップ31と第1
の半導体チップ22と接着剤24a、24bとフインガ
―33と引き回し配線34と配線基板20の第2面20
bの所定の部分を封止樹脂で覆っている。
為の半田ボールはマザーボード側に設けても良くまた予
め実施の形態1に示すように、外部電極ランド37に取
り付けておくことも出来る。半田ボール36は配線基板
20の第1面20a側に設けられた外部電極ランド37
に半田ペースト38で接続される。第2面に設けられた
フィンガー33は引き回し配線34と配線基板20に設
けられたスルーホール39と第1面20aに設けられた
外部電極ランド37と必要に応じて引き回し配線29と
外部電極ランド37と半田ペースト38とを介して電気
的に接続される。
線基板20について次に説明する。図2は配線基板20
の第1面20a側に配置される貫通穴21とフインガ―
27と外部電極ランド37と引き回し配線29とを示す
平面図である。(スルーホール39は37と29と27
とのいずれかと基板上の余裕のある部分で重ねて構成す
れば良く図示せず。)図において、半導体チップ22と
31とが背中合わせに固定される為にセンターパッド2
3とフインガ―27との関係位置が上下反転するために
半導体チップ22に設けられるセンターパッド23の配
置を基準として説明のために一例を付加して示してい
る。(金属線28は省略して図示せず。)
配置される貫通穴21とフインガ―33と外部電極ラン
ド37と引き回し配線34とを示した平面図である。図
3には、図2と同様にスルーホール39を省略して示
し、半導体チップ31に設けられるセンターパッド32
の配置を図2と関連付けて図示している。実施の形態1
に用いられる配線パタンを示す図2、図3に示したセン
ターパッドの配置例は、半導体チップの中心線に沿って
1列に配置されたものに限るものではない。半導体チッ
プ22の中心線近傍に分布して配置されていても、必要
なセンターパッドを貫通穴21で囲い込むように構成出
来ればよい。図4は、図2と図3とを1層に構成した場
合の平面図を示す。図4の配線パターンを配線基板の第
1面と第2面とに設けても良い。
成する方法を説明する。図2において、センターパッド
23の上方に図示したフインガ―27と外部電極ランド
37と引き回し配線29とを記号Y1で示す。また、セ
ンターパッド23の下方に図示したフインガ―27と外
部電極ランド37と引き回し配線29とを記号X1で示
す。
したフインガ―33と外部電極ランド37と引き回し配
線34とを記号Y2で示す。また、センターパッド32
の下方に表示したフインガ―33と外部電極ランド37
と引き回し配線34とを記号X2で示す。
ップ31を背中合わせに固定した時、図2に示すセンタ
ーパッド23の上下を反転さる場合と、左右を反転させ
て固定する場合の2通りがある。図2に示す配置状態の
上下を反転させると、X1がセンターパッド23の上方
にY1がセンターパッド23の下方に配置される事にな
る。この状態で、センターパッド23の上方にきたX1
と下方にきているY1とをお互い上と下に移動して外部
電極ランド37が一致するまで平行移動すると、図3で
示すフインガ―33と外部電極ランド37との配置が決
定する。ただし、このとき引き回し配線34はこのまま
の状態では配線基板20の第1面に設けた引き回し配線
29がフインガ―27と対応する外部電極ランド37と
を接続しているのに対して、フインガ―33と対応する
外部電極ランド37が反転している為にその接続が正常
に接続されないので、引き回し配線34は図3に示す様
に配線をし直す必要がある。
と図2の上下反転図とをパソコン上で外部電極ランド3
7を一致させるように上述した手順で重ね書きをして図
2の引き回し配線29で接続している外部電極ランド3
7に反転した図のフインガ―33を接続するように引き
回し配線34を外部電極ランド37ごとに配線しなお
す。このようにして図3に示す引き回し配線34を決定
する。
0の第1面20aに形成された図2のパターンと第2面
20bに形成された図3の2つのパターンを重ね合わせ
て図示している。図4に示すフインガ―27と33およ
び引き回し配線29と34さらに外部電極ランド37と
を配線基板の第1の面と第2の面とに形成すると、パタ
ーン形成用のマスクを1枚にする事が出来る。また配線
基板20を省略して1層の配線パターンで実施の形態1
よりも安価なSMCPを得る事も可能である。
フインガ―27,33とに接続する引き回し配線29,
34の長さは略等しく構成する事が出来る為に、インピ
ーダンスの差はなく略等しくなる。配線基板20に設け
るパターンは第1面20aと第2面20bとに図2と図
3に示す異なるパターンで構成しても、図4の同一パタ
ーンで構成しても良い。図4に示す同一パターンを設け
ることが、封止樹脂で封止する時の溶融封止樹脂の注入
圧力による半導体チップに掛る荷重を分散できるので、
より好ましい。
る。図5は実施の形態1の製造フロー図を示す。
第2面20b側に半導体チップ22の外周寸法と略同じ
寸法の粘着テープ若しくは液状接着樹脂等の半導体チッ
プを接着する為の(一般に用いられるダイボンド材であ
れば良い。)接着材24aを略貫通穴21の寸法だけ切
り抜いて除外したものを貼り付けまたは塗布して接着す
る。好ましくは接着材24aの厚み寸法が安定して構成
できるガラス繊維基材などの網組布基材若しくはポリイ
ミドテープやUVテープなどのテープ状基材の両面に接
着性材料をコーテイング若しくは張り合わせたもの若し
くは含侵させたものが好ましい。
導体チップ22を接着材24aで配線基板20の第2面
20b側に接着して固定する。このとき、半導体チップ
22のセンターパッド23全てを貫通穴21で囲繞して
接着する。この後、必要に応じて接着材24aを硬化す
る為の硬化工程(キュア工程)を追加しても良い。
置に一般に用いられる金属線28で、半導体チップ22
のセンターパッド23側にボールボンドと配線基板20
のフインガ―27側にステッチボンドとをワイヤボンド
法で行ない電気的に接続する。ワイヤボンド法とワイヤ
ボンド時における半導体チップ22と配線基板20との
固定方法等は従来一般に良く知られているので説明を省
略する。
と裏とを反転させて配線基板20の第1面20aを支持
ブロックで支持する。この時、支持ブロックの支持面に
は金属線28が当接して変形させたり外力が掛らないよ
うにその部分が当接しないように逃がし凹部を設けてい
るものを用いる。その後、半導体チップ22の裏面22
bに接着材24bを接着する 。
4bに半導体チップ31の裏面31bを接着して固定す
る。この後、必要に応じて接着材24aを硬化する為の
硬化工程(キュア工程)を追加しても良い。
8で、半導体チップ31のセンターパッド32側にステ
ッチボンドを、配線基板20のフインガ―33側にボー
ルボンドとをワイヤボンド法で行ない電気的に接続す
る。センターパッド32の配置間隔が狭い半導体チップ
31の場合に、あらかじめワイヤボンドをする前にセン
ターパッド32にボールボンドを行ないボールネック部
を切断しておいて、その切断されたボール上にステッチ
ボンドを行なっても良い。(これらの2重打ちワイヤボ
ンド方法に就いても従来良く知られているので詳細な説
明は省略する。)
状態を示す。図において第1の半導体チップ22と第2
の半導体チップ31と接着材24aと24bと金属線2
8と引き回し配線34と配線基板20の第2面側の所要
部分とを封止樹脂35で覆い、第1面20a側の所要部
分と貫通穴21とフインガ―27と金属線28とを封止
樹脂30で覆って封止する。封止する為に用いる封止金
型の上金型と下金型については一般に良く用いられるプ
ラスチックパッケージ用の金型やCSP用の金型やBG
A用の金型と基本的に異なることはないので改めて説明
する事を省略する。
0とを同時に封止する方法を説明したが、封止樹脂30
の封止を先に行ない、キュア工程を完了後、封止樹脂3
5での封止を行なう2回のステップ封止を行なうことも
勿論可能である。また、封止樹脂は、従来開発されてい
る樹脂封止材料であれば良い。さらにまた、封止方法に
ついても良く知られたトランスフアーモールド法のみに
限らず、封止樹脂30の封止をポッテイング法でおこな
ってもよい。(半田ボール36を取りつける必要がない
場合にはこの後個片化工程で個片に分離されて完成す
る。)
明する。図5(h)は半田ボール36を配線基板20の
第1面20a側に設けられている外部電極ランド37に
取りつけた状態を示す。半田ボール取りつけは、図5
(h)に示す半田ボール36が上向きに成るように配線
基板を支持して行なう。配線基板20の第1面20aを
上向きに、外部電極ランド37が最上面になるように支
持ブロックに載置して、外部電極ランド37に半田ペー
ストを半田マスクを用いてスキージで塗布する。その
後、半田ボール36を塗布された半田ペーストの上に載
置する。その状態で、半田リフロー炉を通して半田ペー
ストを溶融するいわゆる一連の半田リフロー法で、外部
電極ランド37と半田ボール36とを固定する。
線基板20に1つのSMCPを構成した図で説明した
が、配線基板20に複数の行と複数の列に亘ってマトリ
ックス状に複数のSMCPを構成することは容易に可能
でありより効率的である。実施の形態1に示すSMCP
の製造は、半田ボール付け工程完了までを配線基板20
に構成した複数のSMCP単位で行なう事が好ましい。
ール付けが必要でない場合は封止工程を完了した後、最
後に、配線基板20に形成された複数のSMCPを切り
離して個片化を行なう。個片化の方法は、図5(i)に
示すように、配線基板20の第2面20(b)側に設け
られた封止樹脂35の外周近傍を切断境界として、ドリ
ル加工若しくはシャー加工等の機械加工手段やダイシン
グブレードを用いた研磨による切断手段を用いてもよ
く、レーザー光による焼切り手段を用いて行なわれる。
示すセンターパッドを有する同一寸法のメモリ半導体チ
ップ2個を2段に重ねてメモリ容量を2倍にしたSMC
Pを容易にかつ安価に得る事ができる。上記一連の製造
フローの一例を示したが、図5aから図5fに示した工
程において、第1の半導体チップ22と第2の半導体チ
ップ31の接着材24bを介して固定する工程の後にセ
ンターパッド23とフインガ―27とセンターパッド3
2とフインガ―33との電気的な接続を金線でワイヤボ
ンド法で行なうようにしても実施の形態1に示すSMC
P型半導体装置が有する同様の効果を奏する。
おいて、SMCPの全体の厚みは、第2の半導体チップ
31の表面31aから封止樹脂35の上表面までの寸法
A1と2段に重ねた半導体チップ22,31と接着剤2
4bとの合計厚みBと第1の半導体チップ22の表面2
2aから半田ボール36の先端までの寸法D1+C1と
の和となる。
0の全体厚みは、第2の半導体チップ2の表面から封止
樹脂9の上表面までの寸法A2と2段重ねした半導体チ
ップ1,2と接着剤7との合計厚みBと第1の半導体チ
ップ1の表面から半田ボール10の先端までの寸法D2
+C2との和である。
m、配線基板の基材の厚みが0.1mm、配線層厚が
0.025mm、金線の直径が0.03mmの場合で、
図1と図10との全体厚み寸法を比較する。一般に行わ
れるワイヤボンドによるワイヤの立ち上がり部寸法はE
2=0.18mmである。ワイヤの最頭部から封止樹脂
上面までの寸法はF2=0.08mmである。そのため
A2=0.26mmとなる。 一方、図1において第2
の半導体チップ主面31aと金線28の下面までの隙間
を0.05mmとすればE1= 0.09mmとなり、
F1=0.08mm=F2とすると、A1=0.17m
mとなる。また、図10に示されるD2=0.085m
mであり、 C2=半田ボール直径+基材厚+配線厚=
0.45+0.1+0.025=0.575mmとなる。
1に示すように、D1=0.085mmであり、両面配
線のためにC1=0.45+0.1+0.025+0.0
25=0.6mmとなる。以上から明らかに、A1<A
2で、D1+C1<D2+C2である。この事から従来の
SMCPより実施の形態1のMCPの全体の厚さが0.
15mm低いことがわかる。図1と図10との比較で半
導体チップの厚みを同一として説明したが、一般に用い
られる半導体チップの厚み寸法は0.4mmでありメモ
リ半導体チップの厚みは0.3mmであるが、この厚み
を例えば0.25mmに薄く構成すると、全体の厚みを
従来のSMCPに対して、0.25mmから0.45m
m薄くする事もできる。現在の研磨技術においては半導
体チップの厚みを0.15mmに薄く形成することも可
能である。
して、D1+C1>E1+F1を満たす必要があるが、前
述したように、D1+C1=0.685mmで従来の図
10に示すA2=E2+F2=0.26mmをE1+F1
として構成したとしても、条件D1+C1>E1+F1を
十分満足する事ができる。
ーホールの配置位置は、外部電極ランドの中心とスルー
ホールの中心とを一致させて設けてもよく、お互いの中
心点を偏芯させて設けても外部電極ランド領域のどこに
設けても良い。また、引き回し配線29または34が配
置された領域のどこに設けても良い。さらに場合によっ
ては、フインガ―27または33が配置された領域のど
こに設けても良い。配線基板に設けるスルーホールの形
成位置には制限されない。
ッドを備えた半導体チップ2個を背中合わせに貼り付け
て構成するもので説明したが、第1の半導体チップにセ
ンターパッド半導体チップを用いて、周辺パッド半導体
チップでかつ寸法の異なる第2の半導体チップを用いて
も実施の形態1に述べたように厚み寸法の薄いSMCP
が同様に得られる。
が狭い場合は、ボールの大きさをコントロールする技術
が普及しているので、センターパッド側は全てボールボ
ンドで行ないメモリー容量を2倍にするSMCPを構成
した一例を説明する。図6は実施の形態2を示す断面
図。図7は実施の形態2に用いられる配線基板の平面図
であり、図8は、図7における矢視VIII−VIII
方向断面図を示す。
において、貫通穴41を備えていて、第1の平面40a
とその裏側には、外周領域を額縁状突起で囲繞した突起
面40bとその突起面より低い段差平面40cとの2面
で構成した第2の面とを備えた配線基板40を用いてい
る。第1の半導体チップ22の主面22aに配置したセ
ンターパッド23は低い段差平面40cに設けられた貫
通穴41で囲繞して残部を接合材24aで固定してい
る。第1の半導体チップ22の裏面22bと第2の半導
体チップ31の裏面31bとは接合材24bで固定して
いる。第1と第2の半導体チップ22,31とは配線基
板40の第2の面側に設けた額縁状突起で囲繞していて
その突起面40bと第2の半導体チップの主面31aと
は略同一面になるように構成する。
と第2の半導体チップ31のセンターパッド32とは金
属線28で接続されている。第1の半導体チップ22の
センターパッド23と配線基板の第1面40aに設けら
れたフインガ―27とは金属線28で接続さる。封止樹
脂45で金属線28と各半導体チップ22,31と各接
合材24a,24bと配線基板40の第2の面側40b
40cを封止し、第1の平面40a側は、第1の平面4
0aに設けられたランド配置領域から外周領域までを除
きフインガ―27と貫通穴41とを埋めて封止してい
る。
れる配線基板40の第1面40a側と第2面40b、4
0c側のパターンは、図4で示した実施の形態1に用い
られる配線基板20の第1面20aと第2面20bとに
設けるパターンと全く同様にフインガ―27,43と外
部電極ランド37と引き回し配線29、34となる。実
施の形態2に用いる配線基板40の第2面側には外周領
域を額縁状突起で囲繞した突起面40bとその突起面よ
り低い段差平面40cとの2面が構成されていて、図7
に示すフインガ―43とスルーホール49とを突起面4
0bに設ける。突起面40bに設ける配線パターンは具
体的には、パソコン上に第2面に設けるパターンを突起
面領域で切り取り突起面のパターンとすることで容易に
作成可能である。いずれにしても第1の面のパターンを
基に第2面のパターンを生成することはパソコン上で実
施の形態1で示した手順を用いると容易である。
くとも外部電極ランド37とスルーホール39と引き回
し配線29、43を備えている。パターン形成用のマス
クの種類を少なくするためには第1の平面40aと同様
のパターンを設けることが好ましい。フインガ―27,
43と外部電極ランド37とを形成したパターン用のマ
スクと、引き回し配線パターン用のマスクと分割してマ
スクを形成するとより効率的である。図7に示す第1の
平面と第2の平面とに同一パターンを設けるとより好ま
しい。
III方向の断面図において、配線基板40の第2の面
側に形成する突起面40bと低面40cの形成方法は、
突起面から底面領域を削除して形成する。好ましくは、
実施の形態の1に用いる配線基板の第2面にその外周を
囲繞する突起面を構成した同一基材のスペーサーを積層
して形成する。積層の仕方については、従来の積層基板
と異なることはなく説明を省略する。この実施の形態2
に用いられる配線基板においては、少なくともフインガ
―43とスルーホール49とを突起面に設ける。スルー
ホール49を設ける目的は、フインガ―43を低面40
cに設けた導通すべきフインガ―または配線34を介し
て外部電極ランド37と導通するためである。低面40
cに設けたスルーホール39については実施の形態1で
詳細に示したのであらためて説明することを省略する。
一であり重複する為に省略する。配線基板40と封止樹
脂45と金属線28との形状が実施の形態2では図1と
図6とで示すように異なる。特に、金属線28によるセ
ンターパッドとフインガ―との接続において、高容量化
または高機能化によってパッドとパッドとの間隔が狭く
配置された半導体チップのセンターパッド側には、ボー
ル径をパッド間隔に対応して小さく形成してボールボン
ドを行ない隣接するボール同士のショート不良を回避
し、半導体チップの主面31aと略同一面高さに形成し
た突起面に設けたフインガ―34にステッチボンドを行
なうことで、金属線と半導体チップとの接触によるショ
ート不良を回避する。
面40bの形状をほぼ等幅で示したが突起面の形状はこ
れに限るものではない。
がセンターパッドを囲繞するようにすると、並列分割で
も直列分割して設けても良い。さらに、センターパッド
であれば貫通穴は十字状であっても実施の形態1および
実施の形態2に示すSMCPと同様の効果を奏する。
強度を増す為に、若しくは、熱放散を良くする目的で、
必要に応じて必要な数のダミー外部電極ランドを追加し
て設けても実施の形態1および実施の形態2に示すSM
CPと同様の効果を奏する。
置としても良い。この場合、実装基板に実装した時に半
田ボール接続部分に生じる熱歪による半田接合部寿命を
実施の形態1および実施の形態2に例示したSMCPよ
り長くすることができる。
3が配置されない部分を有するときは、その部分に、ダ
ミーの配線銅箔で補強部を設けて配線基板の反りを少な
くすることも基板の機械的な強度を増すことも可能であ
る。
によっては、突起平面の4辺にフインガ―43を設ける
事も勿論可能である。
は、同一寸法の半導体チップ2個を背中合わせに貼り合
わせて構成するもので説明したが、寸法の異なる半導体
チップを用いても、センターパッドを備えた第1の半導
体チップを貫通穴を備える配線基板を用いて貫通穴でセ
ンターパッドを囲繞して接着固定すると、第2の半導体
装置は、寸法が異なっていても、周辺パッド配置の半導
体チップであっても実施の形態1および実施の形態2に
例示した半導体装置と同様の効果を奏する。
ているので、以下に示すような効果を奏する。
は、貫通穴を備え第1の面と第2の面とにランドとフイ
ンガ―と引き回し配線とスルーホールとを配置した配線
基板と、センターパッドを主面に配置した第1の半導体
チップとを、貫通穴でセンターパッドを囲繞して接合材
で固定し、半導体チップの裏面同士を固定し、金線等の
導電率の高い金属線で各半導体チップのパッドとフイン
ガ―とを接続して、封止樹脂で金属線と各半導体チップ
と各接合材と貫通穴を埋め、さらに配線基板の第1面の
第1面に設けられたランド配置領域から外周領域までを
除いてフインガ―を封止したのでSMCPの全体の厚み
を低くする事ができる。
ドに半田ボールを設けたので実装基板への実装が効率的
になる。
チップとが同一半導体チップであるので容量を2倍にで
きる。
ターパッドにボールボンドを行ない、配線基板の第1面
に設けたフインガ―にステッチボンドを行ない接続する
と共に、配線基板の第2面に設けたフインガ―に金属線
でボールボンドを行ない第2の半導体チップのパッドに
ステッチボンドを行ない接続したのでよりSMCPの高
さを低くする事ができる。
通穴の近傍に略平行に設け、ランドを等間隔で平行に複
列整列してフインガ―の外側に平行に配置し、配線基板
の第2面にフインガ―を配線基板の外周辺の近傍に略平
行に設け、ランドを等間隔で平行に複列整列してフイン
ガ―の内側に配置したのですべてのランドにフインガ―
から引き回す配線の長さを略一定にする事で略等インピ
ーダンスとすることが可能である。
略平行に設けたフインガ―と配線基板の外周辺に沿って
その近傍に略平行に設けられたフインガ―との間の領域
にランドを等間隔で平行に複列整列して設けたのですべ
ての配線を略等インピーダンスにすることが可能であ
る。さらに単層配線でも構成することが可能である。
おいては、貫通穴を備えた第1の平面と第2の平面とを
備え、第2の平面は外周領域を額縁状に囲繞する突起面
とその突起面より低い段差低面との2面を備え、配線基
板の第1の平面と第2の面にはランドとフインガ―と引
き回し配線とスルーホールとを配置した配線基板とセン
ターパッドを備えた半導体チップ2個を、半導体チップ
の裏面と裏面とを接合材で固定し、半導体チップの第2
の主面と突起面と略同一平面に配置し、半導体チップの
第1の主面と配線基板の第2の平面における段差底面と
を貫通穴で囲繞して接合材で固定し、金属線で半導体チ
ップのセンターパッドにボールボンドを行ない配線基板
のフインガ―にステッチボンドで電気的に接続し、封止
樹脂で金属線と各半導体チップと各接合材と配線基板の
第2の面側を封止し、配線基板の第1の平面に設けたラ
ンド配置領域から外周領域までを除きフインガ―と貫通
穴とを埋めて封止したので、安価にSMCが得られる。
ランドにさらに半田ボールを設けたので、実装基板への
実装が容易な半導体装置が得られる。
断面図。
配線基板の第1面に配置される配線パターンの平面図。
配線基板の第2面に配置される配線パターンの平面図。
配線基板の配線パターンの平面図。
図。
成を示す断面図。
配線基板の第2面に配置される配線パターンの平面図。
見た断面図である。
図。
断面図。
れる配線基板の配線パターンの平面図。
ド 24a、24b 接着材 27 配線基板の第1面に設けたフインガ― 28 金線 29 配線基板の第1面に設けた引き回し配線 30 配線基板の第1面側の封止樹脂 31 第2の半導体チップ 31a 第2の半導体チップの主面 31b 第2の半導体チップの裏面 32 第2の半導体チップ主面のセンターパッド 33 配線基板の第2面に設けたフインガ― 34 配線基板の第2面に設けた引き回し配線 35 配線基板の第2面側の封止樹脂 36 半田ボール 37 外部電極ランド(ランド) 39 スルーホール(電気的に導通するための貫通穴) 40 配線基板 40a 配線基板の第1の面 40b 配線基板の第2面の突起面 40c 配線基板の第2面の低面 41 貫通穴 43 配線基板の第2面の突起面に設けたフインガ― 49 配線基板の第2面の突起面に設けたスルーホール
Claims (8)
- 【請求項1】 貫通穴を備え第1の面と第2の面とにラ
ンドとフインガ―と引き回し配線とスルーホールとを配
置した配線基板と、センターパッドを主面に配置した第
1の半導体チップとを、前記配線基板の第2の面の貫通
穴で前記センターパッドを囲繞して接合材で固定し、前
記第1の半導体チップの裏面と第2の半導体チップの裏
面とを接合材で固定し、金属線で前記各半導体チップの
パッドと対応する前記配線基板のフインガ―とを接続
し、封止樹脂で前記金属線と各半導体チップと各接合材
と前記貫通穴を埋め、さらに前記配線基板の第1の面に
設けられたランド配置領域から外周領域までを除き前記
フインガ―を封止した半導体装置。 - 【請求項2】 前記配線基板の第1面に設けられたラン
ドに半田ボールを設けた請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記第1の半導体チップと第2の半導体
チップとが同一半導体チップである請求項1または請求
項2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 金線で前記第1の半導体チップのセンタ
ーパッドにボールボンドを行ない前記配線基板の第1面
に設けたフインガ―にステッチボンドを行ない接続する
と共に、前記配線基板の第2面に設けたフインガ―に金
線でボールボンドを行ない前記第2の半導体チップのパ
ッドにステッチボンドを行ない接続した請求項1ないし
請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記配線基板は、その第1面にフインガ
―を貫通穴の近傍に略平行に設け、ランドを等間隔で平
行に複列整列して前記フインガ―の外側に平行に配置
し、前記配線基板の第2面にフインガ―を前記配線基板
の外周辺の近傍に略平行に設け、ランドを等間隔で平行
に複列整列して前記フインガ―の内側に配置された請求
項1ないし請求項4のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記配線基板には、前記貫通穴に沿って
その近傍に略平行に設けたフインガ―と前記配線基板の
外周辺に沿ってその近傍に略平行に設けられたフインガ
―との間の領域に前記ランドを等間隔で平行に複列整列
して設けた請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の
半導体装置。 - 【請求項7】 第1の平面と第2の平面とを備え、前記
第2の平面は外周領域を額縁状に囲繞するフインガ―を
備えた突起面と前記突起面より低い段差で形成された低
面との2面で構成し、前記第1の平面と前記第2の低面
とには貫通穴とランドとフインガ―と引き回し配線とス
ルーホールとを備え、前記配線基板と裏面と裏面とを接
合材で固定したセンターパッドを備える第1と第2の半
導体チップ2個を、前記第1の半導体チップの主面を前
記配線基板の前記底面に前記貫通穴でセンターパッドを
囲繞して接合材で固定し、前記第2の半導体チップの主
面と前記突起面と略同一平面に配置し、金属線で前記半
導体チップの前記センターパッドにボールボンドを行な
い前記配線基板の前記フインガ―にステッチボンドを行
ない電気的に接続し、封止樹脂で前記金属線と前記各半
導体チップと前記各接合材と前記配線基板の第2の面側
を封止し、前記配線基板の第1の平面に設けたランド配
置領域から外周領域までを除き前記フインガ―と前記貫
通穴とを埋めて封止した半導体装置。 - 【請求項8】 前記配線基板の第1の平面に設けられた
ランドにさらに半田ボールを設けた請求項7に記載の半
導体装置。
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