JPH06268151A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH06268151A JPH06268151A JP5052205A JP5220593A JPH06268151A JP H06268151 A JPH06268151 A JP H06268151A JP 5052205 A JP5052205 A JP 5052205A JP 5220593 A JP5220593 A JP 5220593A JP H06268151 A JPH06268151 A JP H06268151A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- chip
- semiconductor chip
- semiconductor device
- electrode terminals
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルチチップモジュール型の半導体装置にお
いて占有面積のみならず実装高さも低くした高密度実装
の半導体装置を提供する。 【構成】 半導体チップ1の裏面の周縁部に凸部1aを
形成すると共に半導体チップ1の表面の電極端子を凸部
1aの裏面側に導出し、積み重ねて圧着することにより
形成する。
いて占有面積のみならず実装高さも低くした高密度実装
の半導体装置を提供する。 【構成】 半導体チップ1の裏面の周縁部に凸部1aを
形成すると共に半導体チップ1の表面の電極端子を凸部
1aの裏面側に導出し、積み重ねて圧着することにより
形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関する。さ
らに詳しくは、メモリモジュールなどのように、同じ回
路が形成された半導体チップを多数個配列し、共通の電
極端子を接続して使用するマルチチップモジュール型の
半導体装置に関する。
らに詳しくは、メモリモジュールなどのように、同じ回
路が形成された半導体チップを多数個配列し、共通の電
極端子を接続して使用するマルチチップモジュール型の
半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、同じ回路が形成された半導体素子
またはチップを多数個配列したモジュール型の半導体装
置がメモリ装置などに用いられている。これらの半導体
装置は最近の電子機器の機能の高度化、複雑化に伴って
同一パッケージ内に多数の素子またはチップを配列する
必要があり、たとえばメモリカードにおいては16個×4
列の64個が配列されている。しかも電子機器の小型化の
要請により実装面積を小さくする必要がある。
またはチップを多数個配列したモジュール型の半導体装
置がメモリ装置などに用いられている。これらの半導体
装置は最近の電子機器の機能の高度化、複雑化に伴って
同一パッケージ内に多数の素子またはチップを配列する
必要があり、たとえばメモリカードにおいては16個×4
列の64個が配列されている。しかも電子機器の小型化の
要請により実装面積を小さくする必要がある。
【0003】従来のマルチチップモジュール型の半導体
装置は図3に示すような構造になっている。
装置は図3に示すような構造になっている。
【0004】図3(a)は複数の半導体チップ21を、配
線基板などに一定間隔をおいて2次元的に配列したWB
方式のマルチチップモジュールであり、製造は容易であ
るが実装面積が大きくなる。
線基板などに一定間隔をおいて2次元的に配列したWB
方式のマルチチップモジュールであり、製造は容易であ
るが実装面積が大きくなる。
【0005】図3(b)は2個の半導体チップ21の裏面
(すなわち能動領域と反対側の面)どうしを接着し、樹
脂などで封入したものである。各々の半導体チップの表
側(能動領域部)からはリード線22が導出され、共通の
電極端子は接続されてパッケージの外部に導出されてい
る。
(すなわち能動領域と反対側の面)どうしを接着し、樹
脂などで封入したものである。各々の半導体チップの表
側(能動領域部)からはリード線22が導出され、共通の
電極端子は接続されてパッケージの外部に導出されてい
る。
【0006】前述の方法と比較すると同一面積あたりに
2倍の半導体チップが配列されることになるが、1個の
パッケージ内に半導体チップ2個分しか重ねられず、こ
れ以上の高集積化は、パッケージ厚さの肥大化を招き、
製造工法も複雑になる。。
2倍の半導体チップが配列されることになるが、1個の
パッケージ内に半導体チップ2個分しか重ねられず、こ
れ以上の高集積化は、パッケージ厚さの肥大化を招き、
製造工法も複雑になる。。
【0007】図3(c)に示される構造は半導体チップ
21の各電極端子に電気配線を可撓性フィルムで保持した
TAB23により接続され、各半導体チップ21に一端側が
接続されたTAB23の他端側で共通電極端子が接続され
ている。
21の各電極端子に電気配線を可撓性フィルムで保持した
TAB23により接続され、各半導体チップ21に一端側が
接続されたTAB23の他端側で共通電極端子が接続され
ている。
【0008】なお24はリード部保持用のフィルム、25は
チップ表面保護用樹脂である。
チップ表面保護用樹脂である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のマルチチップモ
ジュール型の半導体装置は、前述のような構造で形成さ
れている。しかし半導体チップを基板上に並べる構造で
は、平面的に配列しているため、実装面積が大きくなる
という問題がある。
ジュール型の半導体装置は、前述のような構造で形成さ
れている。しかし半導体チップを基板上に並べる構造で
は、平面的に配列しているため、実装面積が大きくなる
という問題がある。
【0010】さらに、2個のチップの裏面同士を接着す
る構造では、半導体チップ1個が搭載されたパッケージ
品の約1/2の実装面積で済むが、実装時にパッケージ
の面積が必要であると共に、2個以上の集積化を達成で
きない。
る構造では、半導体チップ1個が搭載されたパッケージ
品の約1/2の実装面積で済むが、実装時にパッケージ
の面積が必要であると共に、2個以上の集積化を達成で
きない。
【0011】また、TABにより各電極端子を接続し半
導体チップを積み重ねる構造では、2個以上積層するこ
とができるが、リード部分の積重ね接続工法が複雑にな
るとともに、フィルム、リード部により実装高さが高く
なり体積的に大きくなる。
導体チップを積み重ねる構造では、2個以上積層するこ
とができるが、リード部分の積重ね接続工法が複雑にな
るとともに、フィルム、リード部により実装高さが高く
なり体積的に大きくなる。
【0012】本発明では、かかる問題を解消しマルチチ
ップモジュール型半導体装置で実装の面積および体積の
両面から抑制することによって、小型で高集積の半導体
装置を提供することを目的とする。
ップモジュール型半導体装置で実装の面積および体積の
両面から抑制することによって、小型で高集積の半導体
装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
同じ種類の半導体チップが多数個配列され、共通の電極
端子がそれぞれ接続されるマルチチップモジュール型の
半導体装置であって、前記半導体チップ裏面の周縁部に
凸部が設けられると共に該半導体チップ表面の電極端子
が該凸部表面に導出され、前記半導体チップが積み重ね
られることにより前記共通の電極端子がそれぞれ接続さ
れてなることを特徴とするものである。
同じ種類の半導体チップが多数個配列され、共通の電極
端子がそれぞれ接続されるマルチチップモジュール型の
半導体装置であって、前記半導体チップ裏面の周縁部に
凸部が設けられると共に該半導体チップ表面の電極端子
が該凸部表面に導出され、前記半導体チップが積み重ね
られることにより前記共通の電極端子がそれぞれ接続さ
れてなることを特徴とするものである。
【0014】
【作用】本発明によれば、各半導体チップ裏面の周縁部
に凸部を設けると共に各半導体チップの電極端子を凸部
に導出しているため、複数個の半導体チップを直接積み
重ねることにより、半導体チップの能動領域が他の半導
体チップと接触することなく、しかも共通の電極端子は
相互に接続される。その結果、半導体チップの間隙を縮
小できるので、実装高さを小さくできると共に面積も半
導体チップの面積だけで済み、実装の面積および体積の
双方において最小の半導体装置がえられる。
に凸部を設けると共に各半導体チップの電極端子を凸部
に導出しているため、複数個の半導体チップを直接積み
重ねることにより、半導体チップの能動領域が他の半導
体チップと接触することなく、しかも共通の電極端子は
相互に接続される。その結果、半導体チップの間隙を縮
小できるので、実装高さを小さくできると共に面積も半
導体チップの面積だけで済み、実装の面積および体積の
双方において最小の半導体装置がえられる。
【0015】
【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明について説
明する。図1(a)は本発明の半導体装置の一実施例の
断面図であり(b)は(a)の部分拡大図、(c)は
(a)の平面図である。図2は半導体チップを積み重ね
たときの電極端子の接続例を説明する図である。
明する。図1(a)は本発明の半導体装置の一実施例の
断面図であり(b)は(a)の部分拡大図、(c)は
(a)の平面図である。図2は半導体チップを積み重ね
たときの電極端子の接続例を説明する図である。
【0016】図1(a)に示すように、半導体チップ1
の裏面(能動領域部でない側。図1(a)では下側)に
は凹部2が設けられることにより、半導体チップ1の裏
面の周縁部に凸部1aが形成されている。この凸部1a
を形成する理由は、半導体チップ1の能動領域部1cは
各電極などが形成されており、半導体チップ1を積み重
ねたばあいに、上側の半導体チップ1に接触して物理的
な損傷を与えないようにするためである。そのため図1
(b)に示すように、凸部1aの高さHは能動領域部1
cの盛上がり分あればよく、通常は5〜10μm程度に形
成される。また、半導体チップ1の凸部1aが形成され
た周縁部には半導体チップ1を貫通する上下方向の貫通
孔3が図1(c)に示すように、半導体チップ1の外周
に沿って8〜60個程度設けられており、その個数は半導
体チップの機能によって異なるが、直径は大体0.1 〜0.
5 mm程度が好ましい。余り大きいと端子数を多く取れな
くなり、またチップ面積も大きくなる。また余り小さい
と内部にメッキをできないからである。凹部2および貫
通孔3は共にHF−HNO3 系のエッチング液やアルカ
リ系のエッチング液などによるウェットエッチングまた
はレーザ光照射法などにより形成できる。
の裏面(能動領域部でない側。図1(a)では下側)に
は凹部2が設けられることにより、半導体チップ1の裏
面の周縁部に凸部1aが形成されている。この凸部1a
を形成する理由は、半導体チップ1の能動領域部1cは
各電極などが形成されており、半導体チップ1を積み重
ねたばあいに、上側の半導体チップ1に接触して物理的
な損傷を与えないようにするためである。そのため図1
(b)に示すように、凸部1aの高さHは能動領域部1
cの盛上がり分あればよく、通常は5〜10μm程度に形
成される。また、半導体チップ1の凸部1aが形成され
た周縁部には半導体チップ1を貫通する上下方向の貫通
孔3が図1(c)に示すように、半導体チップ1の外周
に沿って8〜60個程度設けられており、その個数は半導
体チップの機能によって異なるが、直径は大体0.1 〜0.
5 mm程度が好ましい。余り大きいと端子数を多く取れな
くなり、またチップ面積も大きくなる。また余り小さい
と内部にメッキをできないからである。凹部2および貫
通孔3は共にHF−HNO3 系のエッチング液やアルカ
リ系のエッチング液などによるウェットエッチングまた
はレーザ光照射法などにより形成できる。
【0017】この貫通孔3は図1(b)に示すように、
半導体チップ1の表面側の電極端子を裏面側に電気配線
で導出し、下側の半導体チップ1と接続するためのもの
で、貫通孔3の内部には絶縁膜4を介して導電膜5が無
電解メッキなどにより設けられている。絶縁膜4は半導
体チップ1と導電膜5とを絶縁するもので、CVD法や
酸化法などにより酸化ケイ素膜やチッ化ケイ素膜などが
堆積されることにより設けられる。また導電膜5は密着
性向上、拡散防止のため、下地金属としてのチタン、タ
ンタル、タングステン、ニッケルなどを0.1 〜5μm程
度設け、さらにその表面に酸化防止のため金などの金属
を0.05〜2μm程度設けるのが好ましい。この貫通孔3
内に導電膜5を設けることにより半導体チップ1を積み
重ねたモジュールを小型に形成できるが、半導体チップ
1の周囲に導電膜をはわせて半導体チップ表面の電極端
子を裏面側に導出することもできる。
半導体チップ1の表面側の電極端子を裏面側に電気配線
で導出し、下側の半導体チップ1と接続するためのもの
で、貫通孔3の内部には絶縁膜4を介して導電膜5が無
電解メッキなどにより設けられている。絶縁膜4は半導
体チップ1と導電膜5とを絶縁するもので、CVD法や
酸化法などにより酸化ケイ素膜やチッ化ケイ素膜などが
堆積されることにより設けられる。また導電膜5は密着
性向上、拡散防止のため、下地金属としてのチタン、タ
ンタル、タングステン、ニッケルなどを0.1 〜5μm程
度設け、さらにその表面に酸化防止のため金などの金属
を0.05〜2μm程度設けるのが好ましい。この貫通孔3
内に導電膜5を設けることにより半導体チップ1を積み
重ねたモジュールを小型に形成できるが、半導体チップ
1の周囲に導電膜をはわせて半導体チップ表面の電極端
子を裏面側に導出することもできる。
【0018】この半導体装置を製造するには、まずメモ
リセルなどからなる半導体回路を半導体ウェハの状態で
通常の製造プロセスにより形成する。
リセルなどからなる半導体回路を半導体ウェハの状態で
通常の製造プロセスにより形成する。
【0019】つぎに半導体ウェハの裏面側において、半
導体チップに切断した際に周縁部が幅300 〜800 μm程
度になるように、HF−HNO3 系やアルカリ系のエッ
チング液を用いてエッチングを施し、凹部2を形成す
る。引き続き、貫通孔3を形成する場所以外にマスキン
グし、同様にエッチングをして、半導体チップ1にした
際の周縁部に貫通孔3を形成する。
導体チップに切断した際に周縁部が幅300 〜800 μm程
度になるように、HF−HNO3 系やアルカリ系のエッ
チング液を用いてエッチングを施し、凹部2を形成す
る。引き続き、貫通孔3を形成する場所以外にマスキン
グし、同様にエッチングをして、半導体チップ1にした
際の周縁部に貫通孔3を形成する。
【0020】さらに貫通孔3の表面に、全面にCVD法
により酸化ケイ素などを堆積したり、酸化法により0.1
〜0.5 μm程度の厚さの絶縁膜4を設ける。
により酸化ケイ素などを堆積したり、酸化法により0.1
〜0.5 μm程度の厚さの絶縁膜4を設ける。
【0021】つぎに、貫通孔3内およびその上下面に無
電解メッキ法により導電膜5を設ける。この際、上下面
での導電膜5は絶縁膜4からはみ出ないようにマスキン
グすると共に、各貫通孔3を導電膜5が電極端子と接続
されるようにする。具体例としては、80〜90℃のNi−
P系メッキ液で無電解ニッケルメッキを行ってニッケル
層を0.1 〜2μmの厚さで形成し、つづいて80〜90℃で
無電解メッキにより0.1 〜1.0 μm程度のAuメッキを
最外層として形成する。そののち室温で約10分間純水洗
浄を行って導電膜5を形成した。
電解メッキ法により導電膜5を設ける。この際、上下面
での導電膜5は絶縁膜4からはみ出ないようにマスキン
グすると共に、各貫通孔3を導電膜5が電極端子と接続
されるようにする。具体例としては、80〜90℃のNi−
P系メッキ液で無電解ニッケルメッキを行ってニッケル
層を0.1 〜2μmの厚さで形成し、つづいて80〜90℃で
無電解メッキにより0.1 〜1.0 μm程度のAuメッキを
最外層として形成する。そののち室温で約10分間純水洗
浄を行って導電膜5を形成した。
【0022】このようにして半導体回路と導電膜が形成
された半導体ウエハをダイシングすることにより、各半
導体チップ1がえられる。この半導体チップ1を図1
(a)に示すように、同じ方向に積み重ねて150 〜250
℃の温度で熱圧着することにより、導電膜5の全部分が
接着して共通電極が接続されたマルチチップモジュール
を形成できる。なお、この接着時に超音波を印加するこ
とにより確実な接続がえられる。
された半導体ウエハをダイシングすることにより、各半
導体チップ1がえられる。この半導体チップ1を図1
(a)に示すように、同じ方向に積み重ねて150 〜250
℃の温度で熱圧着することにより、導電膜5の全部分が
接着して共通電極が接続されたマルチチップモジュール
を形成できる。なお、この接着時に超音波を印加するこ
とにより確実な接続がえられる。
【0023】ここで、データバスかアドレスバスのよう
な各半導体チップで共通な電極端子は半導体チップの同
じ位置に形成することにより、積み重ねて圧着すれば並
列に接続できるが、各半導体チップ固有の信号用電極端
子は別々に導出する必要がある。このばあいには、たと
えば図2(a)〜(d)に示すように、各半導体チップ
11〜14の固有電極端子(たとえば51a、52b、53c、54
d)をずらせて設け、その端子に相当する他の半導体チ
ップの導電膜(たとえば51aに対しては、52a、53a、
54a)の部分はその半導体チップとしてはどこにも接続
されていない端子とすることにより、積み重ねたのち、
図2(e)に示すように、各半導体チップ11、12、13、
14の固有電極端子51a、52b、53c、54dを同一面に導
出することができる。なお、図2において他の導電膜5
は各半導体チップ同士のそれぞれ共通の電極を示す。
な各半導体チップで共通な電極端子は半導体チップの同
じ位置に形成することにより、積み重ねて圧着すれば並
列に接続できるが、各半導体チップ固有の信号用電極端
子は別々に導出する必要がある。このばあいには、たと
えば図2(a)〜(d)に示すように、各半導体チップ
11〜14の固有電極端子(たとえば51a、52b、53c、54
d)をずらせて設け、その端子に相当する他の半導体チ
ップの導電膜(たとえば51aに対しては、52a、53a、
54a)の部分はその半導体チップとしてはどこにも接続
されていない端子とすることにより、積み重ねたのち、
図2(e)に示すように、各半導体チップ11、12、13、
14の固有電極端子51a、52b、53c、54dを同一面に導
出することができる。なお、図2において他の導電膜5
は各半導体チップ同士のそれぞれ共通の電極を示す。
【0024】なお、前記実施例では半導体チップの裏面
に凹部を設けることにより、周縁部に凸部を形成した
が、裏面に凹部を形成しないでスペーサを介在させても
よい。このばあい、通常の半導体または絶縁フィルムを
介在させて、貫通孔および導電膜を同様に設けてもよい
し、異方性導電接着フィルムを周縁部のみに介在させて
導電膜部分のみの導通を図ることもできる。
に凹部を設けることにより、周縁部に凸部を形成した
が、裏面に凹部を形成しないでスペーサを介在させても
よい。このばあい、通常の半導体または絶縁フィルムを
介在させて、貫通孔および導電膜を同様に設けてもよい
し、異方性導電接着フィルムを周縁部のみに介在させて
導電膜部分のみの導通を図ることもできる。
【0025】上述のような構造の半導体装置にすること
により、従来ではチップどうしの積重ね間隔が0.3 〜1.
0 mm程度必要であったのが、凸部の高さ5〜10μm程度
で充分であり、その結果、同一個数の半導体チップを積
み重ねると実装高さは従来の20〜50%程度になる。
により、従来ではチップどうしの積重ね間隔が0.3 〜1.
0 mm程度必要であったのが、凸部の高さ5〜10μm程度
で充分であり、その結果、同一個数の半導体チップを積
み重ねると実装高さは従来の20〜50%程度になる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、半導体チップの周縁部
に凸部を設け、積み重ねて圧着することによって、他の
チップとの接触を防止し共通電極端子の接続したマルチ
チップモジュール型の半導体装置がえられる。したがっ
て、占有面積のみならず、実装高さも大幅に低くなり、
高密度の実装ができ、小型の半導体装置がえられる。そ
の結果、メモリモジュールなど同一チップを多数接続す
る分野に利用でき、電子機器の小型化に大いに寄与す
る。
に凸部を設け、積み重ねて圧着することによって、他の
チップとの接触を防止し共通電極端子の接続したマルチ
チップモジュール型の半導体装置がえられる。したがっ
て、占有面積のみならず、実装高さも大幅に低くなり、
高密度の実装ができ、小型の半導体装置がえられる。そ
の結果、メモリモジュールなど同一チップを多数接続す
る分野に利用でき、電子機器の小型化に大いに寄与す
る。
【図1】本発明の半導体装置の一実施例の説明図であり
(a)は断面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)
は平面図である。
(a)は断面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)
は平面図である。
【図2】半導体チップを積み重ねたときの各チップ固有
の電極端子の接続例を説明する図である。
の電極端子の接続例を説明する図である。
【図3】従来のマルチチップモジュール型の半導体装置
のパッケージの例を示す概略説明図であり、(a)は2
次元型パッケージ、(b)は2枚のチップを貼り合わせ
たパッケージ、(c)はTABを用いた積層型パッケー
ジの例である。
のパッケージの例を示す概略説明図であり、(a)は2
次元型パッケージ、(b)は2枚のチップを貼り合わせ
たパッケージ、(c)はTABを用いた積層型パッケー
ジの例である。
1 半導体チップ 1a 凸部 5 導電膜
Claims (1)
- 【請求項1】 同じ種類の半導体チップが多数個配列さ
れ、共通の電極端子がそれぞれ接続されるマルチチップ
モジュール型の半導体装置であって、 前記半導体チップ裏面の周縁部に凸部が設けられると共
に該半導体チップ表面の電極端子が該凸部表面に導出さ
れ、前記半導体チップが積み重ねられることにより前記
共通の電極端子がそれぞれ接続されてなる半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052205A JPH06268151A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052205A JPH06268151A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268151A true JPH06268151A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12908280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5052205A Pending JPH06268151A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268151A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10209204A1 (de) * | 2002-03-04 | 2003-10-02 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil mit einem Stapel aus Halbleiterchips und Verfahren zur Herstellung desselben |
| JP2006179607A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008072150A (ja) * | 2007-12-03 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008159933A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 積層基板 |
| JP2017168533A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5052205A patent/JPH06268151A/ja active Pending
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