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JPH11204565A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH11204565A
JPH11204565A JP10006967A JP696798A JPH11204565A JP H11204565 A JPH11204565 A JP H11204565A JP 10006967 A JP10006967 A JP 10006967A JP 696798 A JP696798 A JP 696798A JP H11204565 A JPH11204565 A JP H11204565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
insulating base
wiring layer
semiconductor device
insulating
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.)
Withdrawn
Application number
JP10006967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Hosokawa
隆治 細川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10006967A priority Critical patent/JPH11204565A/en
Publication of JPH11204565A publication Critical patent/JPH11204565A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10W72/536
    • H10W72/5363
    • H10W72/5522
    • H10W74/00
    • H10W90/754

Landscapes

  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線可能エリアが広く複数の半導体素子が高
密度に搭載・実装され、反り等の変形が抑えられた半導
体装置を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体装置では、半導体チップ
と同程度の厚さの絶縁性樹脂フィルム11の両面にそれ
ぞれ銅配線層12が形成され、下面においてインナーリ
ード13群が配設されている。また、所定の位置に両面
の銅配線層12を導通するヴィアホール14が設けら
れ、下面の銅配線層12上には、はんだバンプ18が格
子状に配列されて設けられている。そして、上下2段の
半導体チップ16b、16aが搭載され、下段のチップ
はデバイスホール11a内に嵌め込まれてILBされ、
上段のチップは上面の銅配線層12にフリップチップ接
続されている。さらに、これらの接合部等を覆って樹脂
封止層17が設けられ、さらにその上に金属製のカバー
プレート19が一体的に配設されいる。
(57) [Problem] To provide a semiconductor device having a wide wiring area, a plurality of semiconductor elements mounted and mounted at high density, and suppressing deformation such as warpage. SOLUTION: In the semiconductor device of the present invention, a copper wiring layer 12 is formed on both surfaces of an insulating resin film 11 having a thickness similar to that of a semiconductor chip, and a group of inner leads 13 is provided on a lower surface. Further, via holes 14 are provided at predetermined positions for conducting the copper wiring layers 12 on both surfaces, and solder bumps 18 are arranged on the lower surface of the copper wiring layers 12 in a grid pattern. Then, the upper and lower two-stage semiconductor chips 16b and 16a are mounted, and the lower-stage chip is fitted into the device hole 11a and subjected to ILB.
The upper chip is flip-chip connected to the copper wiring layer 12 on the upper surface. Further, a resin sealing layer 17 is provided so as to cover these joints and the like, and a metal cover plate 19 is further integrally provided thereon.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に係わ
り、特に複数個の半導体素子が多積層で高密度実装され
た樹脂封止型の半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a resin-sealed semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are mounted in a multi-layer and at a high density.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、コストの低減と構成の簡略化
等を目的として、フィルムキャリアテープに半導体素子
を搭載し実装したTCP(テープキャリアパッケージ)
と呼ばれる半導体装置が知られており、フィルムキャリ
アテープとしては、絶縁樹脂フィルムの片面にのみ銅箔
等の配線パターンが設けられた1層配線テープが使用さ
れている。そしてこのようなTCPでは、接続端子数の
増加、外形の小型化、実装の容易性等の観点から、外部
接続端子として、はんだ等のボールを格子(アレイ)状
に配列したボールグリッドアレイ(以下、BGAと示
す。)と呼ばれる構造が採られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a TCP (tape carrier package) in which a semiconductor element is mounted on a film carrier tape and mounted for the purpose of reducing costs and simplifying the configuration.
As a film carrier tape, a single-layer wiring tape in which a wiring pattern such as a copper foil is provided only on one surface of an insulating resin film is used. In such a TCP, a ball grid array (hereinafter, referred to as an array) in which balls of solder or the like are arranged in a grid (array) as external connection terminals from the viewpoints of increasing the number of connection terminals, miniaturizing the outer shape, and facilitating mounting. , BGA) are employed.

【0003】従来からのテープキャリアタイプのBGA
(T−BGA)型半導体装置の構造の一例を、図7とそ
のD部を拡大した図8にそれぞれ示す。
Conventional tape carrier type BGA
An example of the structure of a (T-BGA) type semiconductor device is shown in FIG. 7 and FIG.

【0004】図において、符号1は、デバイスホール1
aを有する絶縁性樹脂フィルム(例えばポリイミド樹脂
フィルム)、符号2は、この絶縁性樹脂フィルム1の片
面(図では下面)に配設された銅箔等の配線層、符号3
は、この配線層2に一端が接続され、他端がデバイスホ
ール1aに突出するように配設されたインナーリード、
符号4は、フェースダウンに配置され、各電極端子が対
応するインナーリード3の先端部に電気的に接続(イン
ナーリードボンディング)された半導体チップ、符号5
は、この半導体チップ4とインナーリード3およびそれ
らの接合部を被覆し封止する樹脂封止層をそれぞれ示し
ている。また符号6は、配線層2の他端側のパッド上に
設けられたはんだ等のバンプ、符号7は、配線間の短絡
防止とはんだ等のバンプ6形成のために、配線層2上に
被覆されたソルダーレジスト層、符号8は、絶縁性樹脂
フィルム1の他主面(図では上面)上に接着剤層9を介
して接合された金属製等のスティフナー(形状保持
板)、符号10は、半導体チップ4の他主面側およびス
ティフナー8の他主面側に一体的に配設され、接着剤層
(図示を省略。)を介して接合された銅製等のカバープ
レートをそれぞれ示している。
In the figure, reference numeral 1 denotes a device hole 1
a, an insulating resin film (eg, a polyimide resin film) having a, reference numeral 2 denotes a wiring layer such as a copper foil disposed on one surface (the lower surface in the figure) of the insulating resin film 1;
Is an inner lead having one end connected to the wiring layer 2 and the other end protruding into the device hole 1a;
Reference numeral 4 denotes a semiconductor chip arranged face-down, and each electrode terminal is electrically connected (inner lead bonding) to the tip of the corresponding inner lead 3;
Indicates a resin sealing layer that covers and seals the semiconductor chip 4, the inner leads 3, and their joints. Reference numeral 6 denotes a bump made of solder or the like provided on a pad on the other end side of the wiring layer 2, and reference numeral 7 denotes a cover formed on the wiring layer 2 to prevent a short circuit between wirings and to form a bump 6 made of solder or the like. The reference numeral 8 denotes a solder resist layer formed, a reference numeral 8 denotes a stiffener (shape holding plate) made of metal or the like joined to the other main surface (the upper surface in the figure) of the insulating resin film 1 via an adhesive layer 9, and a reference numeral 10 denotes And a cover plate made of copper or the like, which is integrally provided on the other main surface side of the semiconductor chip 4 and the other main surface side of the stiffener 8 and is joined via an adhesive layer (not shown). .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半導体装置においては、以下に示す問題があった。
すなわち、絶縁性樹脂フィルム1の片面にのみ銅箔等の
配線層2が設けられた1層配線テープが使用されてお
り、配線層2が形成されているエリアが狭いため、はん
だ等のバンプ6が接続される配線パッド数の増加やパッ
ドピッチの縮小化の傾向に、十分に対応することができ
なかった。
However, such a semiconductor device has the following problems.
That is, a single-layer wiring tape in which the wiring layer 2 such as a copper foil is provided only on one surface of the insulating resin film 1 is used, and since the area where the wiring layer 2 is formed is narrow, the bump 6 made of solder or the like is used. However, it has not been possible to sufficiently cope with a tendency to increase the number of wiring pads to be connected and to reduce the pad pitch.

【0006】また、絶縁基材として、薄い(通常、厚さ
50〜 125μm )絶縁性樹脂フィルム1が使用されている
ばかりでなく、柔軟性に乏しいソルダーレジスト層7が
配線層2上に設けられているため、装置全体に反りが生
じやすかった。したがって、金属製等のスティフナー8
を接合して、補強および形状保持を図っているが、構造
が複雑となりコストがかかるという問題があった。
Further, as an insulating base material, a thin (usually thick
50 to 125 μm) Not only is the insulating resin film 1 used, but the solder resist layer 7 having poor flexibility is provided on the wiring layer 2, so that the entire device is likely to be warped. Therefore, stiffener 8 made of metal or the like is used.
Are joined to strengthen and maintain the shape, but there is a problem that the structure is complicated and the cost is high.

【0007】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、配線可能エリアが広くパッド数の増加
等に対応することができるうえに、複数の半導体素子が
高密度に搭載・実装され、反り等の変形が抑えられた半
導体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve these problems, and has a wide wiring area to cope with an increase in the number of pads. In addition, a plurality of semiconductor elements are mounted and mounted at high density. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device in which deformation such as warpage is suppressed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
デバイスホールを有する板状またはシート状の絶縁基材
と、この絶縁基材の両面にそれぞれ配設された配線層
と、厚さ方向に絶縁層を介し重ねて配設され、各電極端
子が前記絶縁基材の異なる面の配線層にそれぞれ接続さ
れた複数個の半導体素子と、外側に配置された絶縁基材
の外層配線層の端部に設けられた複数の外部接続端子と
を備えており、前記絶縁基材が、前記半導体素子のうち
でフェースダウンに配置された少なくとも1個の半導体
素子の厚さと等しいか、あるいはそれ以上の厚さを有
し、かつこのフェースダウンに配置された半導体素子
が、前記デバイスホール内に嵌め込まれていることを特
徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A plate-shaped or sheet-shaped insulating base having a device hole, wiring layers respectively disposed on both surfaces of the insulating base, and disposed in a thickness direction with an insulating layer interposed therebetween, and each electrode terminal is The semiconductor device includes a plurality of semiconductor elements respectively connected to wiring layers on different surfaces of the insulating base, and a plurality of external connection terminals provided at an end of the outer wiring layer of the insulating base arranged outside. Wherein the insulating base material has a thickness equal to or greater than the thickness of at least one semiconductor element arranged face-down among the semiconductor elements, and the semiconductor arranged face-down. An element is fitted in the device hole.

【0009】本発明において、デバイスホールを有する
板状またはシート状の絶縁基材としては、例えばポリイ
ミド樹脂フィルムのような絶縁性樹脂フィルムや、ガラ
スクロスにエポキシ系樹脂のような樹脂を含浸させたプ
リプレグを1層でまたは積層して成形したガラスクロス
−樹脂含浸基板等が挙げられる。このような絶縁基材の
厚さは、フェースダウンに配置されてデバイスホール内
に嵌め込まれる半導体素子の厚さと等しいか、あるいは
それ以上の厚さとし、 200〜 500μm とすることが好ま
しい。また、これらの絶縁基材に設けられるデバイスホ
ールの大きさおよび平面形状は、内部に嵌め込まれる半
導体素子の大きさや平面形状に対応して設定される。
In the present invention, as a plate-shaped or sheet-shaped insulating substrate having device holes, for example, an insulating resin film such as a polyimide resin film or a glass cloth impregnated with a resin such as an epoxy resin is used. A glass cloth-resin impregnated substrate formed by laminating a prepreg in one layer or by laminating may be used. The thickness of such an insulating substrate is preferably equal to or greater than the thickness of the semiconductor element arranged face-down and fitted in the device hole, and is preferably 200 to 500 μm. Further, the size and planar shape of the device holes provided in these insulating base materials are set in accordance with the size and planar shape of the semiconductor element fitted therein.

【0010】このような板状またはシート状の絶縁基材
の両面にそれぞれ配設される配線層は、例えばCu、C
u系合金、42アロイのようなNi系合金等から構成さ
れ、これらの金属の絶縁基材面への蒸着パターニング、
または絶縁基材の両面に設けられたCu箔または前記合
金箔をフォトエッチングすることにより形成される。ま
た、これら両面の配線層は、ヴィアホールを介して導通
することが望ましく、ヴィアホールの形成は、例えば、
ドリルでのパンチング(打ち抜き)等により絶縁基材を
貫通する孔を形成した後、孔の内壁面に銅や錫等のめっ
きを施すことにより行なわれる。
The wiring layers respectively provided on both sides of such a plate-shaped or sheet-shaped insulating base material include, for example, Cu, C
u-based alloys, Ni-based alloys such as 42 alloy, etc., and vapor deposition patterning of these metals on the insulating substrate surface,
Alternatively, it is formed by photo-etching a Cu foil or the alloy foil provided on both surfaces of the insulating base material. In addition, it is desirable that the wiring layers on both sides be electrically connected via the via hole.
After forming a hole penetrating the insulating base material by punching (punching) with a drill or the like, the inner wall surface of the hole is plated with copper, tin, or the like.

【0011】さらに本発明では、絶縁基材の片面側にお
いて、一端が配線層に接続され他端がデバイスホールに
突出したインナーリード群を設けることができるが、こ
のようなインナーリード群の形成も、前記した配線層と
同様にして行なうことができる。
Further, in the present invention, an inner lead group having one end connected to the wiring layer and the other end protruding into the device hole can be provided on one side of the insulating base. , Can be performed in the same manner as the above-described wiring layer.

【0012】本発明において、外部接続端子としては、
例えばPb/Sn系のはんだ等のバンプが挙げられ、最
外側に配置された絶縁基材の外層面に、格子状に配列し
て設けることが望ましい。はんだバンプの形成は、例え
ば、バンプを形成すべき基材上に所定の配列で形成され
た配線パッドに、印刷法等によりはんだフラックスを塗
布し、その上に球状のはんだボールを載せてリフローす
ることにより行なわれる。
In the present invention, as the external connection terminal,
For example, bumps such as Pb / Sn-based solder may be used, and it is desirable that the bumps are arranged in a grid pattern on the outer layer surface of the insulating substrate disposed on the outermost side. The solder bumps are formed, for example, by applying a soldering flux to the wiring pads formed in a predetermined arrangement on the substrate on which the bumps are to be formed by a printing method or the like, and placing a spherical solder ball thereon to reflow. It is done by doing.

【0013】本発明の半導体装置では、通常より厚く構
成された板状またはシート状の絶縁基材の両面に、それ
ぞれ配線層が形成されているうえに、デバイスホール内
に少なくとも1個の半導体素子が完全に嵌め込まれ、こ
の半導体素子に重ねて第2の半導体素子が配置されてい
るので、配線パッド数の増大やパッドピッチの縮小化に
十分に対応することができ、複数の半導体素子が高密度
に実装された小型の半導体装置が得られる。
In the semiconductor device of the present invention, a wiring layer is formed on both sides of a plate-shaped or sheet-shaped insulating base material which is thicker than usual, and at least one semiconductor element is provided in a device hole. Is completely fitted, and the second semiconductor element is disposed so as to overlap with the semiconductor element. Therefore, it is possible to sufficiently cope with an increase in the number of wiring pads and a reduction in pad pitch, and a plurality of A compact semiconductor device mounted at a high density can be obtained.

【0014】また、金属製等のスティフナーを設けなく
とも、装置全体に反りが生じることがなく、構造を簡素
化しコストの低減を図ることができる。
Further, even if a stiffener made of metal or the like is not provided, the entire device does not warp, and the structure can be simplified and the cost can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の半導体装置の第1の実施
例を断面的に示したものであり、図2は図1のA部を拡
大して示したものである。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.

【0017】これらの図において、符号11は、後述す
る半導体チップと同程度あるいはそれ以上の厚さ(約 5
00μm )を有し、中央部にデバイスホール11aを有す
るポリイミド樹脂フィルムのような絶縁性樹脂フィルム
を示し、この絶縁性樹脂フィルム11の両面には、それ
ぞれ銅配線層12が銅箔のフォトエッチング等により形
成されている。また、一方の主面(図では下面)におい
ては、一端が銅配線層12に接続され他端(先端)がデ
バイスホール11aに突出したインナーリード13群が
配設されている。ここで、これらのインナーリード13
は、後述する半導体チップの電極端子との接続を容易に
するために、ガルウィング形状にフォーミングされてい
る。
In these figures, reference numeral 11 denotes a thickness (about 5 mm) which is equal to or larger than a semiconductor chip described later.
), And an insulating resin film such as a polyimide resin film having a device hole 11a at the center thereof. A copper wiring layer 12 is formed on both surfaces of the insulating resin film 11 by photo-etching of a copper foil. Is formed. On one main surface (the lower surface in the figure), a group of inner leads 13 having one end connected to the copper wiring layer 12 and the other end (tip) projecting into the device hole 11a is provided. Here, these inner leads 13
Is formed in a gull-wing shape to facilitate connection with an electrode terminal of a semiconductor chip described later.

【0018】また、絶縁性樹脂フィルム11の所定の位
置には、それぞれヴィアホール14が設けられており、
これらのヴィアホール14を介して両面の銅配線層12
が導通されている。さらに、絶縁性樹脂フィルム11の
下面の銅配線層12の上には、配線間の短絡防止等のた
めに、ソルダーレジスト層15が形成されている。な
お、ヴィアホール14のランド(ヴィアランド)や前記
した銅配線層12のパッド表面およびインナーリード1
3の先端部には、接続を容易にするために、錫めっきや
金めっきを施しておくことが望ましい。
At predetermined positions of the insulating resin film 11, via holes 14 are provided, respectively.
Through these via holes 14, copper wiring layers 12 on both sides are formed.
Is conducted. Further, a solder resist layer 15 is formed on the copper wiring layer 12 on the lower surface of the insulating resin film 11 to prevent a short circuit between the wirings. The land (via land) of the via hole 14, the pad surface of the copper wiring layer 12 and the inner lead 1
It is desirable that tin tip or gold plating be applied to the tip of 3 in order to facilitate connection.

【0019】そして、このような配線フィルムに、それ
ぞれフェースダウンに配置された2個の半導体チップ1
6が、以下に示すように搭載され実装されている。すな
わち、各辺がデバイスホール11aの対応する辺より小
さく形成された下段の半導体チップ16aが、デバイス
ホール11a内に嵌め込まれており、この半導体チップ
16aの各電極端子とインナーリード13とが、金等の
バンプ13aを介して接続(インナーリードボンディン
グ)されている。また、上段の半導体チップ16bは、
各辺がデバイスホール11aの対応する辺より大きく形
成されており、このような半導体チップ16bがデバイ
スホール11aの直上に配置され、各電極端子とフィル
ム上面の銅配線層12とが、はんだバンプ12aにより
フリップチップ接続されている。そして、このように搭
載・実装された上下2段の半導体チップ16b、16a
の間には、適当な間隙が設けられている。なお、これら
の半導体チップ16b、16aの対向する面(片方また
は両方の面)に、直接保護絶縁層を設けた場合には、半
導体チップ間に適当な間隔をおくことなく、重ねて配置
しても良い。
Then, two semiconductor chips 1 arranged face down on such a wiring film, respectively.
6 is mounted and mounted as described below. That is, the lower semiconductor chip 16a in which each side is formed smaller than the corresponding side of the device hole 11a is fitted in the device hole 11a, and each electrode terminal of the semiconductor chip 16a and the inner lead 13 are connected to the metal. (Inner lead bonding) via bumps 13a. The upper semiconductor chip 16b is
Each side is formed to be larger than the corresponding side of the device hole 11a, such a semiconductor chip 16b is disposed immediately above the device hole 11a, and each electrode terminal and the copper wiring layer 12 on the upper surface of the film are connected to the solder bump 12a. For flip-chip connection. The two upper and lower semiconductor chips 16b, 16a thus mounted and mounted are
A suitable gap is provided between them. In the case where a protective insulating layer is directly provided on the opposing surfaces (one or both surfaces) of these semiconductor chips 16b, 16a, the semiconductor chips 16b, 16a are arranged in an overlapping manner without an appropriate interval between the semiconductor chips. Is also good.

【0020】また、これら上段および下段の半導体チッ
プ16b、16aの外側と、半導体チップとインナーリ
ード13およびフィルム上面の銅配線層12との接合部
の外側には、エポキシ樹脂等の樹脂封止層17が設けら
れている。この樹脂封止層17は、上下2段の半導体チ
ップ16b、16aの間隙にも介挿され、十分な絶縁が
保持されている。
A resin sealing layer of epoxy resin or the like is provided outside the upper and lower semiconductor chips 16b and 16a and outside the joint between the semiconductor chip and the inner leads 13 and the copper wiring layer 12 on the upper surface of the film. 17 are provided. The resin sealing layer 17 is interposed also in the gap between the upper and lower semiconductor chips 16b and 16a to maintain sufficient insulation.

【0021】さらに、フィルム下面の銅配線層12(ヴ
ィアランドおよび配線パッド)上には、外部接続端子で
あるはんだバンプ18が格子状に配列されて設けられて
おり、これらの一部は、絶縁性樹脂フィルム11に設け
られたヴィアホール14を介して、フィルム上面の銅配
線層12と電気的に接続されている。また、フィルム上
面の銅配線層12および上段の半導体チップ16bの上
には、銅製などの金属製のカバープレート19が一体的
に配設され、接着剤層19aを介して接着されている。
Further, on the copper wiring layer 12 (via land and wiring pad) on the lower surface of the film, solder bumps 18 as external connection terminals are provided in a grid pattern. It is electrically connected to the copper wiring layer 12 on the upper surface of the film via a via hole 14 provided in the conductive resin film 11. A cover plate 19 made of metal such as copper is integrally disposed on the copper wiring layer 12 on the upper surface of the film and the upper semiconductor chip 16b, and is adhered through an adhesive layer 19a.

【0022】このように構成される第1の実施例の半導
体装置においては、絶縁性樹脂フィルム11の両面にそ
れぞれ銅配線層12が形成され、基材の片面から両面に
拡大された配線エリアに、上下2段に重ねて配置された
半導体チップ16b、16aが実装されているので、チ
ップ数の増加によるバンプ接続用パッド数の増加やパッ
ドピッチの縮小に対応し、半導体チップが高密度実装さ
れた半導体装置が得られる。
In the semiconductor device of the first embodiment configured as described above, the copper wiring layers 12 are formed on both surfaces of the insulating resin film 11, respectively, and the wiring area is enlarged from one side to both sides of the base material. Since the semiconductor chips 16b and 16a which are arranged in the upper and lower two stages are mounted, the number of pads for bump connection is increased due to the increase in the number of chips and the pitch of the pads is reduced. Semiconductor device is obtained.

【0023】また、半導体チップと同程度あるいはそれ
以上の厚さを有する絶縁性樹脂フィルム11が使用され
ているので、スティフナーを設けなくとも、装置全体に
反りが生じることがなく、構造を簡素化しコストの低減
を図ることができる。
Further, since the insulating resin film 11 having a thickness equal to or larger than that of the semiconductor chip is used, the entire device does not warp without the stiffener, and the structure is simplified. Cost can be reduced.

【0024】さらに、2個の半導体素子チップが搭載さ
れているが、上段の半導体チップ16bの上面に銅製等
のカバープレート19が配設されているので、チップか
ら発生する熱がカバープレート19を伝導して放出しや
すく、良好な特性が発揮される。
Further, two semiconductor element chips are mounted, but since a cover plate 19 made of copper or the like is provided on the upper surface of the upper semiconductor chip 16b, heat generated from the chips causes the cover plate 19 to be heated. It is easy to conduct and release, exhibiting good characteristics.

【0025】次に、本発明の別の実施例を、図3乃至図
6に基づいてそれぞれ説明する。なお、これらの図にお
いて、図1および図2と同一の部分には同一の符号を付
して説明を省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these figures, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0026】第2の実施例の半導体装置においては、図
3および図4にそれぞれ示すように、絶縁性樹脂フィル
ム11のデバイスホール11a内に嵌め込まれ、フィル
ム下面のインナーリード13とインナーリードボンディ
ングされた下段の半導体チップ16aの上に、ほぼ同サ
イズの半導体チップ16bがフェースアップされて搭載
されており、絶縁性の接着ペースト20により接着され
ている。そして、この上段の半導体チップ16bも、デ
バイスホール11a内にほぼ埋め込まれており、その電
極端子とフィルム上面の銅配線層12とが、金線のよう
なボンディングワイヤ21により接続(ワイヤボンディ
ング)されている。
In the semiconductor device of the second embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor device is fitted into the device hole 11a of the insulating resin film 11 and is bonded to the inner lead 13 on the lower surface of the film. A semiconductor chip 16 b of substantially the same size is mounted face-up on the lower semiconductor chip 16 a, and is bonded with an insulating adhesive paste 20. The upper semiconductor chip 16b is also almost buried in the device hole 11a, and its electrode terminals and the copper wiring layer 12 on the upper surface of the film are connected (wire-bonded) by bonding wires 21 such as gold wires. ing.

【0027】このように構成される第2の実施例の半導
体装置においては、第1の実施例と同様に、半導体チッ
プが積層され高密度で実装されているうえに、装置に反
りが生じることがないので、スティフナーを設ける必要
がなく、構造が簡素化されている。また、上下2段に重
ねられて配置された半導体チップ16b、16aが、い
ずれも絶縁性樹脂フィルム11のデバイスホール11a
内にほぼ埋め込まれているので、より薄型でコンパクト
な半導体装置が得られる。
In the semiconductor device of the second embodiment configured as described above, similarly to the first embodiment, semiconductor chips are stacked and mounted at a high density, and the device is warped. There is no need to provide a stiffener, and the structure is simplified. Further, the semiconductor chips 16b and 16a which are arranged in a two-tiered manner in the upper and lower stages are all provided in the device holes 11a of the insulating resin film 11.
Since the semiconductor device is almost buried therein, a thinner and more compact semiconductor device can be obtained.

【0028】なお、第1および第2の実施例では、絶縁
基材としてポリイミド樹脂フィルム等の絶縁性樹脂フィ
ルム11が使用されているが、絶縁性樹脂フィルム11
の代わりに、ガラスクロスに樹脂を含浸させたプリプレ
グを積層して成形したガラスクロス−樹脂含浸基板を使
用することもできる。
In the first and second embodiments, the insulating resin film 11 such as a polyimide resin film is used as the insulating base material.
Alternatively, a glass cloth-resin impregnated substrate formed by laminating a prepreg in which a glass cloth is impregnated with a resin can be used.

【0029】第3の実施例の半導体装置においては、図
5および図6にそれぞれ示すように、後述する半導体チ
ップと同程度あるいはそれ以上の厚さ(約 500μm )を
有し、デバイスホール22aを有する第1のガラスクロ
ス−樹脂含浸基板(以下、単に絶縁基板と示す。)22
と、デバイスホールのない第2の絶縁基板23とが、間
に銅配線層(中間配線層)24を挟んで積層一体化され
ており、第1の絶縁基板22の上面および第2の絶縁基
板23の下面にも、それぞれ外層配線層(上配線層25
および下配線層26)が形成されている。そして、この
ような多層配線基板において、上配線層25と下配線層
26との間を導通する複数のヴィアホール14a、およ
び中間配線層24と下配線層26との間を導通する複数
のヴィアホール14bがそれぞれ設けられている。ま
た、第2の絶縁基板23の下面の下配線層26(ヴィア
ランドおよび配線パッド)上には、外部接続端子である
はんだバンプ18が格子状に配列されて設けられてい
る。
In the semiconductor device of the third embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, respectively, it has a thickness (about 500 μm) which is about the same as or larger than a semiconductor chip described later, and has a device hole 22a. A first glass cloth-resin impregnated substrate (hereinafter simply referred to as an insulating substrate) 22
And a second insulating substrate 23 having no device hole are laminated and integrated with a copper wiring layer (intermediate wiring layer) 24 interposed therebetween, and the upper surface of the first insulating substrate 22 and the second insulating substrate 23 also has an outer wiring layer (upper wiring layer 25).
And a lower wiring layer 26). In such a multilayer wiring board, a plurality of via holes 14a that conduct between the upper wiring layer 25 and the lower wiring layer 26, and a plurality of via holes that conduct between the intermediate wiring layer 24 and the lower wiring layer 26. Holes 14b are provided respectively. On the lower wiring layer 26 (via land and wiring pad) on the lower surface of the second insulating substrate 23, solder bumps 18 as external connection terminals are provided in a grid pattern.

【0030】そして、各辺が第1の絶縁基板22のデバ
イスホール22aの対応する辺より小さく形成された下
段の半導体チップ16aが、フェースダウンに配置され
てこのデバイスホール22a内に嵌め込まれており、そ
の電極端子と中間配線層24とがはんだバンプ24aに
よりフリップチップ接続されている。また、このように
実装された下段の半導体チップ16aの上方に、各辺が
デバイスホール22aより大きく形成された上段の半導
体チップ16bが、フェースダウンに配置されており、
その電極端子と上配線層25とがはんだバンプ25aに
よりフリップチップ接続されている。さらに、第2の絶
縁基板23の下方には、第3の半導体チップ27が配置
されており、その電極端子と下配線層26とがはんだバ
ンプ26aによりフリップチップ接続されている。な
お、その他の部分は、第1の実施例と同様に構成されて
いるので、説明を省略する。
The lower semiconductor chip 16a, each side of which is formed smaller than the corresponding side of the device hole 22a of the first insulating substrate 22, is arranged face down and fitted into the device hole 22a. The electrode terminals and the intermediate wiring layer 24 are flip-chip connected by solder bumps 24a. Further, above the lower semiconductor chip 16a mounted in this manner, the upper semiconductor chip 16b having each side formed larger than the device hole 22a is arranged face down,
The electrode terminals and the upper wiring layer 25 are flip-chip connected by solder bumps 25a. Further, a third semiconductor chip 27 is arranged below the second insulating substrate 23, and its electrode terminals and the lower wiring layer 26 are flip-chip connected by solder bumps 26a. Note that the other parts are configured in the same manner as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0031】このように構成される第3の実施例では、
第1の絶縁基板22の下に、デバイスホールのない第2
の絶縁基板23が中間配線層24を挟んで積層されてお
り、こうしてさらに拡大された配線エリアに、第3の半
導体チップ27が実装されているので、半導体チップが
より高密度に実装された半導体装置が得られる。また、
装置に反りが生じることがないので、スティフナーを設
ける必要がなく、構造を簡素化しコストの低減を図るこ
とができる。なお、この実施例では、第1および第2の
絶縁基材として、ガラスクロス−樹脂含浸フィルム基板
を使用したが、これらの片方または両方をポリイミド樹
脂フィルムのような絶縁性樹脂フィルムに代えることも
可能である。また、上下2段の半導体チップ16b、1
6aおよび第3の半導体チップ27の各実装において、
電極端子と配線層とがそれぞれフリップチップ接続され
ているが、3個の半導体チップのうちの1個または2個
以上を、ワイヤボンディングにより接続することもでき
る。
In the third embodiment configured as described above,
Under the first insulating substrate 22, the second
The insulating substrate 23 is laminated with the intermediate wiring layer 24 interposed therebetween, and the third semiconductor chip 27 is mounted on the wiring area further enlarged in this manner. A device is obtained. Also,
Since the device does not warp, there is no need to provide a stiffener, so that the structure can be simplified and the cost can be reduced. In this example, a glass cloth-resin impregnated film substrate was used as the first and second insulating base materials, but one or both of them may be replaced with an insulating resin film such as a polyimide resin film. It is possible. The upper and lower two-stage semiconductor chips 16b, 1
6a and the mounting of the third semiconductor chip 27,
Although the electrode terminals and the wiring layer are flip-chip connected, one or two or more of the three semiconductor chips can be connected by wire bonding.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、配線エリアが増大され、配線パッド数の増
加等に十分対応することができ、複数の半導体素子が高
密度に搭載・実装された半導体装置を得ることができ
る。また、反り等の変形が抑えられるので、スティフナ
ーを設ける必要がなく、構造を簡素化しコストの低減を
図ることができる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the wiring area is increased, it is possible to sufficiently cope with the increase in the number of wiring pads, etc., and a plurality of semiconductor elements are mounted and mounted at high density. Semiconductor device can be obtained. Further, since deformation such as warpage is suppressed, there is no need to provide a stiffener, so that the structure can be simplified and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の第1の実施例を示す断面
図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】図1におけるA部を拡大して示す図。FIG. 2 is an enlarged view showing a portion A in FIG. 1;

【図3】本発明の半導体装置の第2の実施例を示す断面
図。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図4】図3におけるB部を拡大して示す図。FIG. 4 is an enlarged view showing a portion B in FIG. 3;

【図5】本発明の半導体装置の第3の実施例を示す断面
図。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図6】図5におけるC部を拡大して示す図。FIG. 6 is an enlarged view of a portion C in FIG. 5;

【図7】従来からのT−BGA型半導体装置の構造を示
す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a conventional T-BGA type semiconductor device.

【図8】図7におけるD部を拡大して示す図。FIG. 8 is an enlarged view showing a portion D in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11………絶縁性樹脂フィルム 11a………デバイスホール 12………銅配線層 13………インナーリード 13a………金等のバンプ 14………ヴィアホール 15………ソルダーレジスト層 16………半導体チップ 17………樹脂封止層 18………はんだバンプ 19………カバープレート 21………ボンディングワイヤ 22………第1の絶縁基板(ガラスクロス−樹脂含浸基
板) 23………第2の絶縁基板 27………第3の半導体チップ
11: Insulating resin film 11a: Device hole 12: Copper wiring layer 13: Inner lead 13a: Bump such as gold 14: Via hole 15: Solder resist layer 16: … Semiconductor chip 17… Resin sealing layer 18… Solder bump 19… Cover plate 21… Bonding wire 22… First insulating substrate (glass cloth-resin impregnated substrate) 23… ... Second insulating substrate 27... Third semiconductor chip

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デバイスホールを有する板状またはシー
ト状の絶縁基材と、この絶縁基材の両面にそれぞれ配設
された配線層と、厚さ方向に絶縁層を介し重ねて配設さ
れ、各電極端子が前記絶縁基材の異なる面の配線層にそ
れぞれ接続された複数個の半導体素子と、外側に配置さ
れた絶縁基材の外層配線層の端部に設けられた複数の外
部接続端子とを備えており、前記絶縁基材が、前記半導
体素子のうちでフェースダウンに配置された少なくとも
1個の半導体素子の厚さと等しいか、あるいはそれ以上
の厚さを有し、かつこのフェースダウンに配置された半
導体素子が、前記デバイスホール内に嵌め込まれている
ことを特徴とする。
1. A plate-shaped or sheet-shaped insulating base having a device hole, wiring layers provided on both sides of the insulating base, and an insulating layer arranged in a thickness direction with an insulating layer interposed therebetween. A plurality of semiconductor elements in which each electrode terminal is connected to a wiring layer on a different surface of the insulating base, and a plurality of external connection terminals provided at an end of an outer wiring layer of the insulating base disposed outside Wherein the insulating base has a thickness equal to or greater than the thickness of at least one semiconductor element arranged face-down among the semiconductor elements, and The semiconductor element disposed in the device hole is fitted into the device hole.
【請求項2】 前記絶縁基材が、ポリイミド樹脂フィル
ムであることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating base is a polyimide resin film.
【請求項3】 前記絶縁基材が、ガラスクロス−樹脂含
浸基板であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating base is a glass cloth-resin impregnated substrate.
【請求項4】 前記絶縁基材の両面の配線層が、ヴィア
ホールを介して導通されていることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれか1項記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring layers on both surfaces of the insulating base are electrically connected via via holes.
【請求項5】 前記絶縁基材の片面側において、一端が
配線層に接続され他端が前記デバイスホールに突出した
インナーリード群が形成されており、これらのインナー
リードの先端部に、前記フェースダウンに配置された半
導体素子の電極が電気的に接続されていることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれか1項記載の半導体装置。
5. An inner lead group having one end connected to a wiring layer and the other end protruding into the device hole is formed on one side of the insulating base material. 5. The semiconductor device according to claim 1, wherein an electrode of the semiconductor element arranged down is electrically connected.
【請求項6】 前記外部接続端子が、Pb/Sn系のは
んだを主成分とするボール状のバンプであり、これらが
格子状に配設されていることを特徴とする請求項1乃至
5のいずれか1項記載の半導体装置。
6. The external connection terminal according to claim 1, wherein the external connection terminals are ball-shaped bumps mainly composed of Pb / Sn-based solder, and these are arranged in a lattice. The semiconductor device according to claim 1.
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