JP2005302871A - Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. - Google Patents
Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005302871A JP2005302871A JP2004114150A JP2004114150A JP2005302871A JP 2005302871 A JP2005302871 A JP 2005302871A JP 2004114150 A JP2004114150 A JP 2004114150A JP 2004114150 A JP2004114150 A JP 2004114150A JP 2005302871 A JP2005302871 A JP 2005302871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor device
- bonding pad
- bonding
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H10W90/24—
-
- H10W90/754—
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
【課題】 機能あるいはメモリ容量当たりの実装面積を低減した上で、積層した後の良品
率の向上が可能な積層半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 第1主面の端部に沿って設けられた第1のボンディングパッド13、及び
第1主面と相対向する第2主面に設けられて第1のボンディングパッド13と電気的接続
された外部接続端子17を有する第1の基板11と、主面の端部に沿って第2のボンディ
ングパッド22が設けられ、且つ第1の基板11上に固着された第2の基板21、及び第
2の基板21上に第2のボンディングパッド22を露出するようにフェイスダウンで載置
されて第2のボンディングパッド22と電気的接続された半導体チップ23を有する半導
体装置6と、第1のボンディングパッド13と第2のボンディングパッド22を電気的接
続するボンディングワイヤ31とを具備する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stacked semiconductor device capable of improving a non-defective product rate after being stacked, and a manufacturing method thereof, while reducing the mounting area per function or memory capacity.
SOLUTION: A first bonding pad 13 provided along an end of a first main surface and a second bonding surface provided opposite to the first main surface and electrically connected to the first bonding pad 13 are provided. A first substrate 11 having a connected external connection terminal 17, a second bonding pad 22 provided along the end of the main surface, and a second substrate 21 fixed on the first substrate 11. And a semiconductor device 6 having a semiconductor chip 23 mounted face down so as to expose the second bonding pad 22 on the second substrate 21 and electrically connected to the second bonding pad 22; A bonding wire 31 for electrically connecting the first bonding pad 13 and the second bonding pad 22 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、一個以上の半導体装置を積層して、三次元構造として実装密度の向上を図る
ことができる積層半導体装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a stacked semiconductor device in which one or more semiconductor devices are stacked to improve the mounting density as a three-dimensional structure, and a method for manufacturing the same.
近年、電子機器の機能の高度化、小型化、及び携帯化に伴い、実装基板上において半導
体装置の高密度な実装が要求されている。このような市場要求を満たすため、高集積化、
高機能化、メモリの大容量化が実現されたメモリLSI、ロジックLSI、あるいは、こ
れらを混載したLSI等で構成された複数の半導体チップをパッケージの基板上に積み重
ねた、所謂スタックMCP(Multi−Chip−Package)型のパッケージ構
造が採用された半導体装置(以下、積層半導体装置という)が提案されている(例えば、
特許文献1参照。)。
In recent years, with the advancement of functions, miniaturization, and portability of electronic devices, high-density mounting of semiconductor devices on a mounting substrate is required. To meet such market demands, high integration,
A so-called stack MCP (multi-chip) in which a plurality of semiconductor chips composed of a memory LSI, a logic LSI, or an LSI in which these functions are increased and a large memory capacity are stacked on a package substrate A semiconductor device (hereinafter referred to as a stacked semiconductor device) in which a chip-package type package structure is employed has been proposed (for example,
See
例えば、特許文献1では、図8の断面模式図に示すように、パッケージの基板111上
に、基板111に近い側(下側)に相対的に大きな半導体チップ123、基板111から
離れた側(上側)に相対的に小さな半導体チップ124が、それぞれの接触する面を接着
剤127で接着固定され、それぞれの半導体チップ123、124の上側に露出するボン
ディングパッド122と基板111上のボンディングパッド113がボンディングワイヤ
131で接続されている。このボンディングパッド113は、基板配線118、及び基板
111を貫通する開口114に配設された側面導体115を介して反対側のランド112
に接続され、このランド112は、更に半田ボール117に接続されている。基板111
の半導体チップ123、124の側は、モールド樹脂136により覆われている。
For example, in
The
The
このような積層半導体装置101の構造を採ることにより、単一の半導体チップ123
、124を搭載した半導体装置(図示略)に比較して、機能あるいはメモリ容量当たりの
実装面積を低減することが可能となる。また、半導体チップ123、124はチップ状態
で積層されるため、バーンインテストまでは実行されておらず、積層半導体装置となった
段階でバーンインテストを行って、良否判断がなされる。
By adopting such a stacked
, 124 can be reduced compared with a semiconductor device (not shown) mounted with a function or memory capacity. In addition, since the
しかしながら、このような積層半導体装置においては、搭載される半導体チップは通常
ダイソートを終了しているが、バーンインテストまでは終了していないため、バーンイン
テスト不良となる半導体チップを積層半導体装置の中に搭載している可能性がある。実際
、積層半導体装置のバーンインテストを行うと、積層半導体装置の良品率は、積層した半
導体チップそれぞれの良品率を掛け算する結果となり、積層半導体装置の良品率すなわち
歩留が大きく低下するという問題が発生する。
本発明は、機能あるいはメモリ容量当たりの実装面積を低減した上で、積層した後の良
品率の向上が可能な積層半導体装置及びその製造方法を提供する。
The present invention provides a stacked semiconductor device capable of improving the yield rate after being stacked while reducing the mounting area per function or memory capacity, and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の積層半導体装置は、第1主面の端部に沿
って設けられた第1のボンディングパッド、及び前記第1主面と相対向する第2主面に設
けられて前記第1のボンディングパッドと電気的接続された外部接続端子を有する第1の
基板と、主面の端部に沿って第2のボンディングパッドが設けられ、且つ前記第1の基板
上に固着された第2の基板、及び前記第2の基板上に前記第2のボンディングパッドを露
出するようにフェイスダウンで載置されて前記第2のボンディングパッドと電気的接続さ
れた半導体チップを有する半導体装置と、前記第1のボンディングパッドと前記第2のボ
ンディングパッドを電気的接続する接続手段とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stacked semiconductor device of one embodiment of the present invention includes a first bonding pad provided along an end portion of a first main surface, and a second facing the first main surface. A first substrate having an external connection terminal provided on a main surface and electrically connected to the first bonding pad; a second bonding pad provided along an end of the main surface; and the first substrate A second substrate fixed on the substrate, and placed face down so as to expose the second bonding pad on the second substrate and electrically connected to the second bonding pad. A semiconductor device having a semiconductor chip, and connection means for electrically connecting the first bonding pad and the second bonding pad are provided.
また、本発明の別の態様の積層半導体装置の製造方法は、主面の端部に沿って第2のボ
ンディングパッドが設けられた第2の基板の前記主面に、前記第2のボンディングパッド
を露出するように、半導体チップをフェイスダウンで載置し、且つ前記半導体チップと前
記第2のボンディングパッドを電気的接続して半導体装置を作製する工程と、前記半導体
装置の前記第2のボンディングパッドを用いてバーインテストを行い、前記半導体装置の
良品を選別する工程と、第1主面の端部に沿って設けられた第1のボンディングパッド、
及び前記第1主面と相対向する第2主面に設けられて前記第1のボンディングパッドに電
気的接続された外部接続端子を有する第1の基板の前記第1主面上に前記選別された半導
体装置の前記第2の基板を、前記第1の基板の前記第1のボンディングパッドが露出する
ように載置する工程と、前記半導体装置の第2のボンディングパッドと前記第1の基板の
第1のボンディングパッドとを電気的接続する工程とを有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a stacked semiconductor device, wherein the second bonding pad is provided on the main surface of a second substrate provided with a second bonding pad along an end of the main surface. A semiconductor chip is mounted face-down so as to expose the semiconductor chip, and the semiconductor chip and the second bonding pad are electrically connected to produce a semiconductor device; and the second bonding of the semiconductor device Performing a burn-in test using a pad and selecting a non-defective product of the semiconductor device; a first bonding pad provided along an end of the first main surface;
And the first main surface of the first substrate having an external connection terminal provided on the second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the first bonding pad. Placing the second substrate of the semiconductor device such that the first bonding pad of the first substrate is exposed, and forming the second bonding pad of the semiconductor device and the first substrate. And a step of electrically connecting the first bonding pad.
本発明によれば、機能あるいはメモリ容量当たりの実装面積を低減した上で、積層した
後の良品率の向上が可能な積層半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a stacked semiconductor device capable of improving the yield rate after being stacked and the manufacturing method thereof, while reducing the mounting area per function or memory capacity.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同
一の構成要素には同一の符号を付す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure shown below, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.
本発明の実施例1に係る積層半導体装置及びその製造方法について、図1乃至図5を参
照しながら説明する。図1は積層半導体装置の構造を模式的に示すもので、図1(a)は
その平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿う断面図、図2は積層半導体装置の
第1の基板の構造を模式的に示す平面図、図3は積層半導体装置の構成要素である半導体
装置の構造を模式的に示すもので、図3(a)はその斜視図、図3(b)は図3(a)の
B−B線に沿う断面図、図4は、半導体装置の第2の基板の構造を模式的に示す平面図、
図5は、積層半導体装置を製造する工程を示すフローチャートである。
A stacked semiconductor device and a manufacturing method thereof according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows the structure of a stacked semiconductor device. FIG. 1A is a plan view thereof, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 is a plan view schematically showing the structure of the first substrate of the stacked semiconductor device, FIG. 3 is a schematic view showing the structure of the semiconductor device that is a component of the stacked semiconductor device, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3A, and FIG. 4 is a plan view schematically showing the structure of the second substrate of the semiconductor device.
FIG. 5 is a flowchart showing a process for manufacturing a laminated semiconductor device.
まず、図1に示すように、本実施例の積層半導体装置1では、第1の基板11の第1主
面(上面)上に、複数の半導体装置6a、6b、6c、6dがそれぞれの一端部を図面上
の左側方向にずらして階段状に積層されて固定されている。また、各半導体装置6a、6
b、6c、6dのボンディングパッド(第2あるいは第3のボンディングパッド)22a
、22b、22c、22dが第1の基板11の上面に設けられたボンディングパッド(第
1のボンディングパッド)13a、13b、13c、13dにそれぞれ電気的に接続され
ている。この各ボンディングパッド13a、13b、13c、13dは、第1の基板11
上面の基板配線18により第2主面(下面)の外部接続端子となるランド12及び半田ボ
ール17にそれぞれ電気的に接続されている。そして、半導体装置6やボンディングワイ
ヤ(接続手段)31等はモールド樹脂36で覆われている。
First, as shown in FIG. 1, in the
b, 6c, 6d bonding pads (second or third bonding pads) 22a
, 22b, 22c, and 22d are electrically connected to bonding pads (first bonding pads) 13a, 13b, 13c, and 13d provided on the upper surface of the
The
第1の基板11は、図2に示すように、例えば、ガラスエポキシ材の単層基板で形成さ
れて、その上面の右辺側の端部(周縁部)には、右辺に平行に配列された複数列のボンデ
ィングパッド13と、このボンディングパッド13に連接して図面左側方向に伸びている
基板配線18とが配置されている。本明細書では、「列」とは辺に対して平行な方向をい
う。このボンディングパッド13a、13b、13c、13dの各列は、右辺と平行に設
けられている。また、このボンディングパッド13a、13b、13c、13dの列は、
積層する半導体装置6の数と同数、ここでは、4個の半導体装置6a、6b、6c、6d
を積層するために4列設け、その各列のボンディングパッド数は、各半導体装置6a、6
b、6c、6dのボンディングパッド22の数と同数設けている。また、このボンディン
グパッド13は、例えば、下地のCuの上にNi/AuあるいはSnAgメッキが施され
てボンディング性が確保されている。
As shown in FIG. 2, the
As many as the number of
Are stacked in four rows, and the number of bonding pads in each row corresponds to the number of
The same number of
一方、第1の基板11の下面には、ランド12が設けられ、このランド12は第1の基
板11の開口14側面に形成された側面導体15を介して基板配線18に電気的に接続さ
れている。このランド12には、半田ボール17が固着されている。
On the other hand, a
半導体装置6は、図3(a)に示すように、第2の基板21上に半導体チップ23がフ
ェイスダウンで載置され、第2の基板21と半導体チップ23との間の空間及び半導体チ
ップ23の周辺部が粘度の大きな樹脂からなるアンダフィル27で埋められて気密封止さ
れている。この半導体チップ23は、図3(b)に示すように、主面に複数個のバンプ電極
24が形成されている。
In the
この第2の基板21は、図4に示すように、ポリイミドあるいはガラスエポキシ材等か
ら形成され、その上面には、ボンディングパッド22、バンプ接続パッド29及び基板配
線28がそれぞれ形成されている。このボンディングパッド22は、第1の基板11のボ
ンディングパッド13の間隔に対応した配列間隔でもって、第2の基板21の一端周辺部
、例えば図面右側周縁部に、右辺と平行に一列に配列されている。
As shown in FIG. 4, the
またこのバンプ接続パッド29は、半導体チップ23のバンプ電極24に対応して配列
され、各バンプ接続パッド29は各ボンディングパッド22に基板配線28を介して接続
されている。ボンディングパッド22及びバンプ接続パッド29は、例えば、下地のCu
の上にNi/AuあるいはSnAgメッキが施されてボンディング性が確保されている。
The
Ni / Au or SnAg plating is applied on the surface to ensure bonding.
また、半導体チップ23は、図3に示すように、第2の基板21のボンディングパッド
22を露出するように第2の基板21上にフェイスダウンで載置され、半導体チップ23
のバンプ電極24と第2の基板21のバンプ接続パッド29表面にメッキされたSnAg
(図示略)とを熱圧着することにより固着される。
Further, as shown in FIG. 3, the
SnAg plated on the
It is fixed by thermocompression bonding (not shown).
そして、図1に示すように、最下層の半導体装置(第1の半導体装置)6aは、第2の
基板21aを下側にして第1の基板11上の所定位置に接着剤を介して固定され、そのボ
ンディングパッド22aが第1の基板11の最も左側の列のボンディングパッド13aに
接続されている。下から2番目の半導体装置(第2の半導体装置)6bは、最下層の半導
体装置6a上に第2の基板21bを下側にし、且つその第2の基板21bの一端部と下側
の半導体チップ23aの一端部とを位置合わせして接着剤を介して積層固定され、そのボ
ンディングパッド22bが第1の基板11の左側から2番目の列のボンディングパッド1
3bに接続されている。同様に下から3番目(第3)及び最上層(第4)の半導体装置6
c、6dが積層固定され、それらの半導体装置6c、6dのボンディングパッド22c、
22dが第1の基板11の3番目の列及び最も右側の列のボンディングパッド13c、1
3dにそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 1, the lowermost semiconductor device (first semiconductor device) 6a is fixed to a predetermined position on the
It is connected to 3b. Similarly, the third (fourth) and fourth (fourth)
c, 6d are laminated and fixed, and
22d is a
Each is connected to 3d.
次に、上記構造の積層半導体装置の製造方法を図5を参照して説明する。図5はウェハ
ダイソートから積層半導体装置のバーンインテストまでの工程を示す。まず、ウェハプロ
セスを終えた複数の半導体チップ23を、ウェハ状態でダイソータに掛けて、主にDC特
性等について良否判定を行い、不良半導体チップにマーキングを付す(ステップS11)
。次に良否判定後のウェハの裏面を研削して、一定の厚さにする(ステップS12)。そ
の後、ウェハをダイシングして半導体チップ23を個々に分離(個片化)する(ステップ
S13)。次に良品の半導体チップ23の電極パッドに例えばワイヤボンダを使用してA
uのスタッドバンプを形成し、バンプ電極24とする(ステップS14)。
Next, a manufacturing method of the laminated semiconductor device having the above structure will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows steps from wafer die sort to burn-in test of the laminated semiconductor device. First, a plurality of
. Next, the back surface of the wafer after the pass / fail judgment is ground to a certain thickness (step S12). Thereafter, the wafer is diced to separate (separate) the semiconductor chips 23 (step S13). Next, for example, a wire bonder is used for the electrode pads of the
U stud bumps are formed to form bump electrodes 24 (step S14).
その後、この半導体チップ23を、第2の基板21の所定位置にフェイスダウン状態に
して載置し、半導体チップ23のバンプ電極24と第2の基板21のバンプ接続パッド2
9とを熱圧着によりバンプボンディングを行い、更に半導体チップ23と第2の基板21
との間の空間にアンダフィル27を充填する(ステップS15)。この段階で、図3に示
すような第2の基板21の一端部の周辺部にボンディングパッド22が露出した半導体装
置6ができ上がる。
Thereafter, the
9 is subjected to bump bonding by thermocompression bonding, and the
この半導体装置6の一端部を、バーンインテスト装置(図示略)の、例えば、ソケット
(図示略)に差し込んで、ボンディングパッド22とソケットの端子との電気的な接続を
確保した状態で、バーンインテストを行い、良品を選別する(ステップS16)。選別さ
れた良品の第1番目の半導体装置6を、その第2の基板21を第1の基板11側(下側)
にして第1の基板11の所定の位置に接着材を介して載置し、この第1番目の半導体装置
6の上に第2番目の半導体装置6を、その第2の基板21を下側にして接着材を介して載
置し、以下同様にして、所定の数、例えば4個の良品の半導体装置6を積層する(ステッ
プS17)。
One end portion of the
The
ここで、それぞれの半導体装置6は、そのボンディングパッド22がワイヤボンディン
グできるように、第1の基板11に平行に階段状にずらして載置される。また、第1の基
板11は、複数個がシート状に配列された状態にある。
Here, each
積層された半導体装置6のボンディングパッド22と第1の基板11のボンディングパ
ッド13とは、ボンディングワイヤ31により接続される(ステップS18)。第1の基
板11上の半導体装置6、ボンディングワイヤ31等をモールド樹脂36により覆い、封
止する(ステップS19)。この段階のシート状の組立体は、個々の積層半導体1を個片
化する予定の位置にモールド樹脂36の区切りを入れるタイプでもよいし、モールド樹脂
36の区切りを入れないタイプでもよい。
The
第1の基板11上のランド12に半田ボール17を設ける(ステップS20)。その後
、リフローにより、半田ボール17は第1の基板11上のランド12に固着される(ステ
ップS21)。
複数個のシート状に配列された積層半導体装置1は、カットあるいはダイシングされ、
個々の積層半導体装置1に個片化される(ステップS22)。積層半導体装置1の製品と
しての、バーンインテストを実施して、最終的に良品である積層半導体装置1を選別する
(ステップS23)。
The
It is separated into individual stacked semiconductor devices 1 (step S22). A burn-in test is performed as a product of the stacked
なお、積層される半導体装置6は、例えば、メモリLSI、ロジックLSI、あるいは
、これらを混載したLSI等からなる同一種類であってもよいし、別種類のLSIであっ
てもよい。
Note that the
上述した実施例の積層半導体装置によれば、各半導体装置6は、図3に示すように、第
2の基板21上にフェイスダウンで載置され、第2の基板21の一端部の周辺部にボンデ
ィングパッド22が露出した構造を有している。そのため、半導体装置6の一端部を、バ
ーンインテスト装置の、例えば、ソケットに差し込んで、ボンディングパッド22とソケ
ットの端子との電気的な接続を確保した状態で、バーンインテストを行い、良品を選別す
ることができ、積層半導体装置の歩留まりを向上できる。例えば、個々の半導体チップの
バーンイン良品率を90%として、4層積層した積層半導体装置の最終的な良品率を計算
すると、従来では、0.9×0.9×0.9×0.9=0.66、すなわち66%となる
。一方、本実施例では、バーンイン良品率100%に近い半導体チップが積層されるので
、積層半導体装置の良品率はほぼ100%となる。
According to the stacked semiconductor device of the embodiment described above, each
また、良品率が向上するために、使用材料あるいは工程時間等の無駄をなくすことがで
きる。例えば、従来の積層半導体装置では約1/3が不良品となるのに対して、本実施例
では、約1/10の不良品で済み、従来に比べて約24%、材料あるいは製造時間の無駄
を省くことが可能である。
Further, since the yield rate is improved, it is possible to eliminate waste of materials used or process time. For example, in the conventional stacked semiconductor device, about 1/3 is a defective product, whereas in this embodiment, about 1/10 of the defective product is required, which is about 24% of the conventional material or manufacturing time. It is possible to eliminate waste.
また、従来の積層半導体装置では、上層の半導体チップは下層に配置した半導体チップ
より小さいことが必須であったが、本実施例では、下層に積層された半導体装置の半導体
チップより大きな半導体チップを上層に配置することが可能である。
Further, in the conventional stacked semiconductor device, it is essential that the upper semiconductor chip is smaller than the semiconductor chip disposed in the lower layer, but in this embodiment, a semiconductor chip larger than the semiconductor chip of the semiconductor device stacked in the lower layer is used. It is possible to arrange in the upper layer.
また、第2の基板を配置しているため、半導体チップの電極位置とボンディングパッド
との配線を容易に変更できる。すなわち、従来のボンディングワイヤが交差して、電気的
な接続が不可能、あるいは、第2の基板のボンディングパッドの好適な位置への接続が不
可能であったような場合でも、基板配線を変更して配置することにより、所望の位置に電
気的接続を取ることが可能となる。
Further, since the second substrate is disposed, the wiring between the electrode position of the semiconductor chip and the bonding pad can be easily changed. That is, even if the conventional bonding wires cross and cannot be electrically connected, or even when the connection to the preferred position of the bonding pad of the second substrate is impossible, the substrate wiring is changed. Thus, electrical connection can be established at a desired position.
本発明の実施例2に係る積層半導体装置について、図6及び図7を参照しながら説明す
る。図6は、積層半導体装置の構造を模式的に示す平面図、図7は、積層半導体装置の構
成要素である半導体装置の構造を模式的に示す斜視図である。上記実施例1の半導体装置
との違いは、半導体装置の第2の基板のボンディングパッドを、第2の基板の連続する2
辺にそれぞれ平行且つ周縁部に配列したことである。そして、この第2の基板とワイヤ接
続する第1の基板のボンディングパッドを、半導体装置のボンディングパッドに対応して
、第1の基板の連続する2辺にそれぞれ平行且つ周縁部に配列したことである。なお、上
記実施例1と同一構成部分には同一の符号を付している。
A stacked semiconductor device according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view schematically showing the structure of the stacked semiconductor device, and FIG. 7 is a perspective view schematically showing the structure of the semiconductor device that is a component of the stacked semiconductor device. The difference from the semiconductor device of the first embodiment is that the bonding pad of the second substrate of the semiconductor device is connected to the second continuous substrate of the second substrate.
They are arranged in parallel to the sides and at the peripheral edges. Then, the bonding pads of the first substrate that are wire-connected to the second substrate are arranged in parallel with the peripheral edges of the two continuous sides of the first substrate, corresponding to the bonding pads of the semiconductor device. is there. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the said Example 1. FIG.
まず、図6に示すように、本実施例の積層半導体装置2では、第1の基板41の第1主
面(上面)上に、複数の半導体装置7a、7b、7c、7dがそれぞれの連続する2つの
端部を図面上の左側及び上側方向にずらして階段状に積層されて固定されている。また、
各半導体装置7a、7b、7c、7dのボンディングパッド22a、22b、22c、2
2dが第1の基板41の上面に設けられたボンディングパッド13a、13b、13c、
13dにそれぞれ電気的に接続されている。この各ボンディングパッド13a、13b、
13c、13dは、実施例1と同様に、第1の基板41上面の基板配線18により第2主
面(下面)の外部接続端子となるランド(図示略)にそれぞれ電気的に接続される。
First, as shown in FIG. 6, in the stacked semiconductor device 2 of the present embodiment, a plurality of
2d are bonding
13d is electrically connected to each other. Each of these
Similarly to the first embodiment, 13c and 13d are electrically connected to lands (not shown) serving as external connection terminals on the second main surface (lower surface) by the
第1の基板41は、例えば、ガラスエポキシ材の単層基板で形成されて、その上面の右
辺側及び下辺側の周縁部に格子状(行列形状)に配列されたボンディングパッド13と、
このボンディングパッド13に連接して図面左側あるいは上側方向に伸びている基板配線
18とが配置されている。ただし、図面上の右辺及び下辺の交わる部分、すなわち図面右
下角部のボンディングパッド13は、基板配線18の密度が高くなるために、破線で示さ
れた一部を間引きして使用している。逆に、半導体装置7の第2の基板51のボンディン
グパッド22は、破線で示された一部が間引きされている。このボンディングパッド13
a、13b、13c、13dの各列は、右辺あるいは下辺と平行に設けられている。また
、各辺のボンディングパッド13a、13b、13c、13dの列数は積層する半導体装
置7a、7b、7c、7dの数に対応して設けられ、ここでは、4個の半導体装置7a、
7b、7c、7dを積層するために右辺側に4列、下辺側に4列設けている。また、各列
のボンディングパッド数は、少なくとも、各半導体装置7a、7b、7c、7dのボンデ
ィング数設けている。
The
A
Each column of a, 13b, 13c, and 13d is provided in parallel with the right side or the lower side. The number of
In order to stack 7b, 7c, and 7d, four rows are provided on the right side and four rows on the lower side. The number of bonding pads in each column is at least the number of bonding of each
半導体装置7は、図7に示すように、第2の基板51上に半導体チップ53がフェイス
ダウンで載置され、第2の基板51と半導体チップ53との間の空間及び半導体チップ5
3の周辺部が粘度の大きなアンダフィル27で埋められて気密封止されている。
As shown in FIG. 7, in the semiconductor device 7, the
3 is filled with an
この第2の基板51は、ポリイミドあるいはガラスエポキシ材等から形成され、その上
面には、ボンディングパッド22、バンプ接続パッド(図示略)及び基板配線28がそれ
ぞれ形成されている。このボンディングパッド22は、第1の基板51のボンディングパ
ッド13の間隔に対応した配列間隔でもって、第2の基板51の連続する2つの端部の周
辺部、例えば図面右側及び下側周縁部に、右辺あるいは下辺と平行に一列に配列されてい
る。
The
また、半導体チップ53は、図7に示すように、第2の基板51の右辺側のボンディン
グパッド22及び下辺側のボンディングパッド22を露出するように第2の基板51上に
フェイスダウンで載置され、半導体チップ53のバンプ電極(図示略)と第2の基板51
のバンプ接続パッド(図示略)表面にメッキされたSnAg(図示略)とを熱圧着するこ
とにより固着される。
Further, as shown in FIG. 7, the
It is fixed by thermocompression bonding SnAg (not shown) plated on the surface of the bump connection pad (not shown).
そして、図6に示すように、最下層の半導体装置(第1の半導体装置)7aは、第2の
基板51aを第1の基板41側にして第1の基板41上の所定位置に接着剤を介して固定
され、その右側周縁部のボンディングパッド22aが第1の基板41の右側周縁部の最も
左側の列のボンディングパッド13aに接続され、また、下側周縁部のボンディングパッ
ド22aが第1の基板41の下側周縁部の最も上側の列のボンディングパッド13aに接
続されている。
Then, as shown in FIG. 6, the lowermost semiconductor device (first semiconductor device) 7a has an adhesive at a predetermined position on the
第1の基板41側から2番目の半導体装置(第2の半導体装置)7bは、最下層の半導
体装置7a上に第2の基板51bを第1の基板41側にし、且つその第2の基板51bの
右側及び下側の一端部と下層側の半導体チップ53の同端部とを位置合わせして接着剤を
介して積層固定され、そのボンディングパッド22bが左側あるいは上側から2番目の列
のボンディングパッド13bに接続されている。同様に第1の基板41側から3番目(第
3)及び最上層(第4)の半導体装置7c、7dが積層固定され、それらの半導体装置7
c、7dのボンディングパッド22c、22dが左側あるいは上側から3番目の列及び最
も外側の列のボンディングパッド13c、13dにそれぞれ接続されている。
The second semiconductor device (second semiconductor device) 7b from the
The
次に、積層半導体装置2を製造する工程は、図5のステップS17において、第1の基
板41及び半導体装置7の第2の基板51のボンディングパッド22を、ワイヤボンディ
ングできるように、図面左側及び上側方向に、第1の基板41に平行に階段状にずらして
配置することが実施例1とは異なる。その他の工程では、ボンディングパッド13、22
が、第1あるいは第2の基板41、51の連続する2つの端部の周縁部に配列されている
ことを考慮した変更が必要である以外は、実施例1の工程と同様である。
Next, the manufacturing process of the laminated semiconductor device 2 includes the left side of the drawing and the left side of the drawing so that the
However, it is the same as the process of the first embodiment except that it is necessary to change in consideration that the first and
上述した実施例の積層半導体装置によれば、各半導体装置7は、図7に示すように、第
2の基板51上にフェイスダウンで載置され、第2の基板51の連続する2辺の端部の周
辺部にボンディングパッド22が露出した構造を有している。そのため、半導体装置7の
これらの端部をバーンインテスト装置(図示略)の、例えば、ソケット(図示略)に差し
込んで、ボンディングパッド22とソケットの端子との電気的な接続を確保した状態で、
バーンインテストを行い、良品を選別することができ、積層半導体装置の良品率を高く維
持できる。
According to the laminated semiconductor device of the embodiment described above, each semiconductor device 7 is placed face down on the
A burn-in test can be performed to select non-defective products, and the non-defective product rate of the stacked semiconductor device can be maintained high.
また、第1及び第2の基板41、51上にボンディングパッド13、22を連続する2
辺の端部の周辺部に平行に配列することにより、より多くのボンディングパッド13、2
2を形成することが可能となり、その結果、より多くの外部接続端子が必要な積層半導体
装置に適用することが可能である。
Further, the
By arranging in parallel to the peripheral part of the edge part of the side,
2 can be formed, and as a result, it can be applied to a stacked semiconductor device that requires more external connection terminals.
以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々変形して実施することができる。
As mentioned above, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change and implement variously.
例えば、上記実施例においては、第1の基板に複数個の半導体装置を積層する場合の例
を説明したが、積層する半導体装置は1個でも良い。
For example, in the above-described embodiment, an example in which a plurality of semiconductor devices are stacked on the first substrate has been described. However, one semiconductor device may be stacked.
また、上記実施例では、半導体装置の第2の基板の1つのボンディングパッドに対して
、積層半導体装置の第1の基板の1つのボンディングパッドが対応して、接続されるよう
に図示したが、この例にこだわる必要はなく、例えば、第2の基板の複数本のボンディン
グパッドと第1の基板の1つのボンディングパッドとを接続しても差し支えない。また、
両基板において、接続に使用しないボンディングパッドがあることは差し支えない。
In the above embodiment, the bonding pad of the first substrate of the stacked semiconductor device is connected to the bonding pad of the second substrate of the semiconductor device so as to be connected. There is no need to stick to this example. For example, a plurality of bonding pads on the second substrate may be connected to one bonding pad on the first substrate. Also,
In both substrates, there may be bonding pads that are not used for connection.
ステップS13で、半導体チップの個片化を行い、ステップS14で、個片化した半導
体チップにスタッドバンプを形成する例を示したが、工程の順序を入れ替えて、ウェハ上
の半導体チップにスタッドバンプを形成した後、半導体チップの個片化を実行してもよい
。
In step S13, the semiconductor chips are separated into individual pieces, and in step S14, the stud bumps are formed on the separated semiconductor chips. However, the order of the steps is changed, and the stud bumps are formed on the semiconductor chips on the wafer. After forming, semiconductor chips may be separated.
また、半導体チップの第2の基板への接続は、Auのスタッドバンプを使用する例で説
明したが、他の種類のバンプ、例えば、メッキにより作製したAuバンプ、SnPb半田
バンプ、PdフリーのSn系半田バンプ等を使用して接続することは可能である。また、
バンプに半田、導電ペースト、あるいは異方性導電樹脂等を介在させた接続法を採用する
ことも可能である。
In addition, the connection of the semiconductor chip to the second substrate has been described using an example of Au stud bumps, but other types of bumps, for example, Au bumps formed by plating, SnPb solder bumps, Pd-free Sn, are used. It is possible to connect using a system solder bump or the like. Also,
It is also possible to employ a connection method in which solder, conductive paste, anisotropic conductive resin, or the like is interposed between the bumps.
1、2、101 積層半導体装置
6、6a、6b、6c、6d、7、7a、7b、7c、7d 半導体装置
11、41 第1の基板
12、112 ランド
13、13a、13b、13c、13d、22、22a、22b、22c、22d、11
3、122 ボンディングパッド
14、114 開口
15、115 側面導体
16、116 ソルダレジスト
17、117 半田ボール
18、28、118 基板配線
21、21a、21b、21c、21d、51、51a、51b、51c、51d 第2
の基板
23、23a、23b、23c、23d、53、123、124 半導体チップ
24 バンプ電極
27 アンダフィル
29 バンプ接続パッド
31、131 ボンディングワイヤ
36、136 モールド樹脂
127 接着剤
111 基板
1, 2, 101
3, 122
Claims (5)
対向する第2主面に設けられて前記第1のボンディングパッドと電気的接続された外部接
続端子を有する第1の基板と、
主面の端部に沿って第2のボンディングパッドが設けられ、且つ前記第1の基板上に固着
された第2の基板、及び前記第2の基板上に前記第2のボンディングパッドを露出するよ
うにフェイスダウンで載置されて前記第2のボンディングパッドと電気的接続された半導
体チップを有する半導体装置と、
前記第1のボンディングパッドと前記第2のボンディングパッドを電気的接続する接続手
段と、
を具備することを特徴とする積層半導体装置。 A first bonding pad provided along an end portion of the first main surface, and an external provided on the second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the first bonding pad A first substrate having connection terminals;
A second bonding pad is provided along an end of the main surface, and the second substrate is fixed on the first substrate, and the second bonding pad is exposed on the second substrate. A semiconductor device having a semiconductor chip mounted face down and electrically connected to the second bonding pad,
Connection means for electrically connecting the first bonding pad and the second bonding pad;
A laminated semiconductor device comprising:
、前記第1の半導体装置の前記半導体チップ上には、主面の端部に沿って第3のボンディ
ングパッドが設けられ、且つ前記第1の半導体装置の前記半導体チップ上に固着された第
3の基板、及び前記第3の基板上に前記第3のボンディングパッドを露出するようにフェ
イスダウンで載置された半導体チップを有する第2の半導体装置が設けられ、前記接続手
段は、複数列のうちの1つの前記第1のボンディングパッド列と前記第1の半導体装置の
前記第2のボンディングパッドを電気的接続し、且つ複数列のうちの他の前記第1のボン
ディング列と前記第2の半導体装置の前記第3のボンディングパッドを電気的接続してい
ることを特徴とする請求項1に記載の積層半導体装置。 Further, a plurality of the first bonding pad rows are provided on the first substrate, and a third chip is formed on the semiconductor chip of the first semiconductor device along the end of the main surface. A bonding pad is provided, and is mounted face down so that the third substrate fixed on the semiconductor chip of the first semiconductor device and the third bonding pad are exposed on the third substrate. A second semiconductor device having a semiconductor chip placed thereon, wherein the connection means includes one first bonding pad row of a plurality of rows and the second bonding pad of the first semiconductor device. 2. The electrical connection is provided, and the other first bonding row of the plurality of rows and the third bonding pad of the second semiconductor device are electrically connected. Placing the stacked semiconductor device.
とする請求項1または請求項2に記載の積層半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1, wherein the bonding pad is provided along an adjacent end portion of the substrate.
とも前記半導体装置の前記ボンディングパッド数を有し、且つ前記第1の基板の前記第1
のボンディングパッド列の列数は、少なくとも前記半導体装置の数を有することを特徴と
する請求項3に記載の積層半導体装置。 The number of bonding pads of the first bonding pad row of the first substrate has at least the number of bonding pads of the semiconductor device, and the first number of the first substrate.
The stacked semiconductor device according to claim 3, wherein the number of bonding pad rows includes at least the number of the semiconductor devices.
前記第2のボンディングパッドを露出するように、半導体チップをフェイスダウンで載置
し、且つ前記半導体チップと前記第2のボンディングパッドを電気的接続して半導体装置
を作製する工程と、
前記半導体装置の前記第2のボンディングパッドを用いてバーインテストを行い、前記半
導体装置の良品を選別する工程と、
第1主面の端部に沿って設けられた第1のボンディングパッド、及び前記第1主面と相対
向する第2主面に設けられて前記第1のボンディングパッドに電気的接続された外部接続
端子を有する第1の基板の前記第1主面上に前記選別された半導体装置の前記第2の基板
を、前記第1の基板の前記第1のボンディングパッドが露出するように載置する工程と、
前記半導体装置の第2のボンディングパッドと前記第1の基板の第1のボンディングパッ
ドとを電気的接続する工程と、
を有することを特徴とする積層半導体装置の製造方法。 The main surface of the second substrate provided with a second bonding pad along the end of the main surface,
Mounting a semiconductor chip face down so as to expose the second bonding pad, and electrically connecting the semiconductor chip and the second bonding pad to produce a semiconductor device;
Performing a burn-in test using the second bonding pads of the semiconductor device and selecting non-defective products of the semiconductor device;
A first bonding pad provided along an end portion of the first main surface, and an external provided on the second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the first bonding pad The second substrate of the selected semiconductor device is placed on the first main surface of the first substrate having a connection terminal so that the first bonding pad of the first substrate is exposed. Process,
Electrically connecting a second bonding pad of the semiconductor device and a first bonding pad of the first substrate;
A method for manufacturing a laminated semiconductor device, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004114150A JP2005302871A (en) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004114150A JP2005302871A (en) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005302871A true JP2005302871A (en) | 2005-10-27 |
Family
ID=35334033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004114150A Pending JP2005302871A (en) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005302871A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147669A (en) * | 2006-12-09 | 2008-06-26 | Stats Chippac Ltd | Stacked integrated circuit package in package system |
| US7732908B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-06-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and semiconductor memory device |
| JP2010258160A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7855446B2 (en) | 2008-10-31 | 2010-12-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and semiconductor memory card |
| US7875499B2 (en) | 2007-09-27 | 2011-01-25 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing a stacked semiconductor apparatus |
| US7952186B2 (en) | 2007-03-19 | 2011-05-31 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor package land grid array substrate and plurality of first and second electrodes |
| US7952183B2 (en) | 2007-10-29 | 2011-05-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High capacity memory with stacked layers |
| US8053878B2 (en) | 2006-11-08 | 2011-11-08 | Panasonic Corporation | Substrate, semiconductor device using the same, method for inspecting semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device |
| US8274141B2 (en) | 2008-03-21 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory card and semiconductor memory device |
-
2004
- 2004-04-08 JP JP2004114150A patent/JP2005302871A/en active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8053878B2 (en) | 2006-11-08 | 2011-11-08 | Panasonic Corporation | Substrate, semiconductor device using the same, method for inspecting semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2012064983A (en) * | 2006-12-09 | 2012-03-29 | Stats Chippac Ltd | Stacked integrated circuit package-in-package system and method of manufacturing the same |
| JP2008147669A (en) * | 2006-12-09 | 2008-06-26 | Stats Chippac Ltd | Stacked integrated circuit package in package system |
| US7952186B2 (en) | 2007-03-19 | 2011-05-31 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor package land grid array substrate and plurality of first and second electrodes |
| US7875499B2 (en) | 2007-09-27 | 2011-01-25 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing a stacked semiconductor apparatus |
| US7732908B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-06-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and semiconductor memory device |
| US7944037B2 (en) | 2007-09-28 | 2011-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and semiconductor memory device |
| US7952183B2 (en) | 2007-10-29 | 2011-05-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High capacity memory with stacked layers |
| US8274141B2 (en) | 2008-03-21 | 2012-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory card and semiconductor memory device |
| US7855446B2 (en) | 2008-10-31 | 2010-12-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and semiconductor memory card |
| US8080868B2 (en) | 2008-10-31 | 2011-12-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and semiconductor memory card |
| US8288855B2 (en) | 2008-10-31 | 2012-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and semiconductor memory card |
| JP2010258160A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US8766412B2 (en) | 2009-04-23 | 2014-07-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and silane coupling agent |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7355274B2 (en) | Semiconductor package, manufacturing method thereof and IC chip | |
| TWI649849B (en) | Semiconductor package with high routing density patch | |
| US9871019B2 (en) | Flipped die stack assemblies with leadframe interconnects | |
| JP2009141312A (en) | Stacked chip package structure | |
| JP2002076057A5 (en) | ||
| CN105374793A (en) | Semiconductor package structure with bridge structure and manufacturing method thereof | |
| US9972606B2 (en) | Three-dimensional hybrid packaging with through-silicon-vias and tape-automated-bonding | |
| US7501707B2 (en) | Multichip semiconductor package | |
| US9917073B2 (en) | Reconstituted wafer-level package dram with conductive interconnects formed in encapsulant at periphery of the package | |
| US11362057B2 (en) | Chip package structure and manufacturing method thereof | |
| KR20220072169A (en) | Semiconductor package and method for fabricating the same | |
| US20200066682A1 (en) | Semiconductor package and method of manufacturing the same | |
| US10354978B1 (en) | Stacked package including exterior conductive element and a manufacturing method of the same | |
| JP2005302871A (en) | Multilayer semiconductor device and manufacturing method thereof. | |
| KR100618542B1 (en) | Manufacturing method of laminated package | |
| US20080150101A1 (en) | Microelectronic packages having improved input/output connections and methods therefor | |
| TWI550731B (en) | Chip packaging process and chip package | |
| CN112397497A (en) | Semiconductor package | |
| CN107546217A (en) | Method and structure for packaging and stacking pillar top interconnection | |
| JP2023175671A (en) | Semiconductor package and manufacturing method | |
| US20070164446A1 (en) | Integrated circuit having second substrate to facilitate core power and ground distribution | |
| CN101197354A (en) | Stacked package structure | |
| KR20090044496A (en) | Stack package | |
| JP2017017094A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
| US20250201685A1 (en) | Semiconductor package |