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JP2004022907A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法 Download PDF

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JP2004022907A JP2002177674A JP2002177674A JP2004022907A JP 2004022907 A JP2004022907 A JP 2004022907A JP 2002177674 A JP2002177674 A JP 2002177674A JP 2002177674 A JP2002177674 A JP 2002177674A JP 2004022907 A JP2004022907 A JP 2004022907A
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Takashi Sakuta
作田　孝
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Abstract

【課題】１つのメイン基板上に複数のチップを実装することによって構成される半導体装置において、メタルスパッタやエッチング処理を行わずに複数のチップ間を１０μｍ程度の線幅の配線で結線する。
【解決手段】この半導体装置は、複数の溝が形成された絶縁性を有するチップアダプタ１０と、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成され、チップアダプタの複数の溝にそれぞれ挿入された複数の半導体基板１１〜１３と、複数の半導体基板及びチップアダプタ上に形成され、複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線２０とを具備する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に半導体装置に関し、特に、パッケージ内に複数の半導体基板（以下、「チップ」ともいう）が実装されたシステムインパッケージ（Ｓｙｓｔｅｍｉｎ　Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる半導体装置に関する。さらに、本発明は、そのような半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パッケージ内に複数のチップが実装されたシステムインパッケージと呼ばれる半導体装置においては、例えば、１つのメイン基板上に複数のチップを実装し、これらのチップに設けられたパッド間を配線することにより、システムが構成される。その際に用いられる配線技術としては、ワイアボンディングが主流であるが、半導体装置を小型化するために、メタルスパッタ及びエッチング処理によって配線をパターン形成することにより１０μｍ程度の線幅の配線で結線する方法（マイクロコネクト）も考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メタルスパッタ及びエッチング処理を行う場合には、高価な装置やクリーンルームが必要になると共に、製造工程も複雑になってしまう。また、試作段階において少数のシステムインパッケージを製造する際にも、量産する場合と同様の高価な装置やクリーンルームが必要になってしまう。
【０００４】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、１つのメイン基板上に複数のチップを実装することによって構成される半導体装置において、メタルスパッタやエッチング処理を行わずに複数のチップ間を１０μｍ程度の線幅の配線で結線することにより、半導体装置を小型化すると共に、製造工程を簡素化して製造コストを削減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の観点に係る半導体装置は、複数の溝が形成された絶縁性を有するチップアダプタと、入出力パッド及び所定の回路が形成され、チップアダプタの複数の溝にそれぞれ挿入された複数の半導体基板と、複数の半導体基板及びチップアダプタ上に形成され、複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線とを具備する。
【０００６】
ここで、配線が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを複数の半導体基板及びチップアダプタ上に塗布することによって形成されたものであっても良い。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係る半導体装置は、メイン基板と、入出力パッド及び所定の回路が形成され、メイン基板上に固定された複数の半導体基板と、メイン基板の所定の領域に形成された絶縁体と、複数の半導体基板及び絶縁体又はメイン基板上に形成され、複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線とを具備する。
【０００８】
ここで、配線が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを複数の半導体基板及び絶縁体又はメイン基板上に塗布することによって形成されたものであっても良い。
【０００９】
本発明の第１の観点に係る半導体装置の製造方法は、入出力パッド及び所定の回路が形成された複数の半導体基板を、絶縁性を有するチップアダプタに形成された複数の溝にそれぞれ挿入するステップ（ａ）と、複数の半導体基板及びチップアダプタ上に配線を形成し、複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続するステップ（ｂ）とを具備する。
【００１０】
ここで、ステップ（ｂ）が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを複数の半導体基板及びチップアダプタ上に塗布することによって配線を形成することを含んでも良い。
【００１１】
また、本発明の第２の観点に係る半導体装置の製造方法は、入出力パッド及び所定の回路が形成された複数の半導体基板をメイン基板上に固定するステップ（ａ）と、メイン基板の所定の領域に絶縁体を形成するステップ（ｂ）と、複数の半導体基板及び絶縁体又はメイン基板上に配線を形成し、複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続するステップ（ｃ）とを具備する。
【００１２】
ここで、ステップ（ｃ）が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを複数の半導体基板及び絶縁体又はメイン基板上に塗布することによって配線を形成することを含んでも良い。
【００１３】
本発明によれば、複数の溝が形成された絶縁性を有するチップアダプタを用いるか、あるいは、メイン基板上に絶縁体を形成することにより、チップアダプタ又は絶縁体の高さと複数の半導体基板の高さとを揃え、インクジェット方式のプリンタ等を用いて、複数のチップ間に１０μｍ程度の線幅の配線を容易に形成することができる。これにより、半導体装置を小型化すると共に、製造工程を短縮して製造コストを削減することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の平面図であり、図２は、図１に示す２−２における断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、この半導体装置は、複数の溝が形成された絶縁性を有するチップアダプタ１０と、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成され、チップアダプタ１０の複数の溝にそれぞれ挿入された複数のチップ（ＬＳＩ）１１〜１９と、これらのＬＳＩ及びチップアダプタ１０上に形成され、複数のＬＳＩ間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線２０とを含んでいる。
【００１６】
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、絶縁基板に、ＬＳＩ１１〜１９の厚さとほぼ等しい深さを有する複数の溝をそれぞれ形成することにより、チップアダプタ１０を作成する。次に、これらのＬＳＩを、チップアダプタ１０に形成された複数の溝にそれぞれ挿入して固定する。各々のＬＳＩには、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成されており、図２に示すように、入出力パッドＰが上側を向くように、これらのＬＳＩが配置される。このようにして、各々のＬＳＩの高さとチップアダプタ１０の高さとの間に、なるべく段差を与えないようにする。
【００１７】
次に、インクジェット方式のプリンタを用いて、配線２０を印刷によって形成する。即ち、導電性材料を含むインクをＬＳＩ１１〜１９及びチップアダプタ１０上に塗布することにより、１０μｍ程度の線幅を有する配線２０を形成する。導電性材料としては、例えば、導電性ポリマやＡｇ−Ｐｄ（銀−パラジウム）合金を用いることができる。なお、Ａｇ−Ｐｄ合金を用いる場合には、印刷工程の後に、焼成工程を設けることが望ましい。配線２０の形成により、複数のＬＳＩ間において、入出力パッド同士が電気的に接続される。
【００１８】
本実施形態においては、配置・配線プログラムを用いて設計された半導体装置のパターンデータを、印刷による配線の形成にも利用している。これにより、コンピュータによって自動的にプリンタを操作することが可能となり、配線を形成するためのコストを省き、工程を大幅に短縮することができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の一部を示す断面図である。
図３に示すように、この半導体装置は、メイン基板３０と、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成され、メイン基板３０上に固定された複数のチップ（ＬＳＩ）１２及び１３と、メイン基板３０の所定の領域に形成された絶縁体４０と、複数のＬＳＩ及び絶縁体４０上に形成され、複数のＬＳＩ間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線５０とを含んでいる。なお、メイン基板３０は、絶縁性を有していても導電性を有していてもかまわない。
【００２０】
本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、メイン基板３０上において、ＬＳＩ１１〜１９の厚さとほぼ等しい厚さを有する絶縁体４０を所定の領域に形成する。例えば、ＬＳＩ１２及び１３の厚さが４００μｍである場合には、絶縁体４０の厚さも、ほぼ４００μｍとする。
次に、ＬＳＩ１２及び１３を、メイン基板３０上において絶縁体４０が形成されてない領域に固定する。なお、絶縁体を形成する工程とＬＳＩを固定する工程との順序は、逆にしても良い。各々のＬＳＩには、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成されており、図３に示すように、入出力パッドＰが上側を向くように、これらのＬＳＩが配置される。このようにして、各々のＬＳＩの高さと絶縁体４０の高さとの間に、なるべく段差を与えないようにする。
【００２１】
次に、インクジェット方式のプリンタを用いて、配線５０を印刷によって形成する。即ち、導電性材料を含むインクをＬＳＩ１２及び１３と絶縁体４０上に塗布することにより、１０μｍ程度の線幅を有する配線５０を形成する。配線５０の形成により、複数のＬＳＩ間において、入出力パッド同士が電気的に接続される。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の一部を示す断面図である。本発明の第３の実施形態においては、絶縁体に滑らかなスロープを設けている点が、第２の実施形態と異なっている。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態においては、メイン基板６０上において、ＬＳＩ１２及び１３の近傍における所定の領域のみに絶縁体７０が形成されている。
従って、配線８０は、これらのＬＳＩ及び絶縁体７０上のみならず、メイン基板６０上にも形成されることになる。そのため、メイン基板６０は、絶縁性を有する必要がある。
【００２４】
本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、ＬＳＩ１２及び１３を、メイン基板６０上の所定の領域に固定する。各々のＬＳＩには、入出力パッドＰ及び所定の回路が形成されており、図４に示すように、入出力パッドＰが上側を向くように、これらのＬＳＩが配置される。次に、メイン基板６０上において、これらのＬＳＩの近傍における所定の領域のみに絶縁体７０を形成する。
【００２５】
次に、インクジェット方式のプリンタを用いて、配線８０を印刷によって形成する。即ち、導電性材料を含むインクを、ＬＳＩ１２及び１３と、絶縁体７０と、メイン基板６０の上に塗布することにより、１０μｍ程度の線幅を有する配線８０を形成する。配線８０の形成により、複数のＬＳＩ間において、入出力パッド同士が電気的に接続される。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、１つのメイン基板上に複数のチップを実装することによって構成される半導体装置において、メタルスパッタやエッチング処理を行わずに複数のチップ間を１０μｍ程度の線幅の配線で結線することができる。これにより、半導体装置を小型化すると共に、製造工程を短縮して製造コストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図２】図１に示す２−２における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の一部を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　チップアダプタ
１１〜１９　ＬＳＩ
２０、５０、８０　配線
３０、６０　メイン基板
４０、７０　絶縁体

Claims (8)

  1. 複数の溝が形成された絶縁性を有するチップアダプタと、
    入出力パッド及び所定の回路が形成され、前記チップアダプタの複数の溝にそれぞれ挿入された複数の半導体基板と、
    前記複数の半導体基板及び前記チップアダプタ上に形成され、前記複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線と、
    を具備する半導体装置。
  2. 前記配線が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを前記複数の半導体基板及び前記チップアダプタ上に塗布することによって形成されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  3. メイン基板と、
    入出力パッド及び所定の回路が形成され、前記メイン基板上に固定された複数の半導体基板と、
    前記メイン基板の所定の領域に形成された絶縁体と、
    前記複数の半導体基板及び前記絶縁体又は前記メイン基板上に形成され、前記複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続する配線と、
    を具備する半導体装置。
  4. 前記配線が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを前記複数の半導体基板及び前記絶縁体又は前記メイン基板上に塗布することによって形成されたことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
  5. 入出力パッド及び所定の回路が形成された複数の半導体基板を、絶縁性を有するチップアダプタに形成された複数の溝にそれぞれ挿入するステップ（ａ）と、
    前記複数の半導体基板及び前記チップアダプタ上に配線を形成し、前記複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続するステップ（ｂ）と、を具備する半導体装置の製造方法。
  6. ステップ（ｂ）が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを前記複数の半導体基板及び前記チップアダプタ上に塗布することによって前記配線を形成することを含む、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
  7. 入出力パッド及び所定の回路が形成された複数の半導体基板をメイン基板上に固定するステップ（ａ）と、
    前記メイン基板の所定の領域に絶縁体を形成するステップ（ｂ）と、
    前記複数の半導体基板及び前記絶縁体又は前記メイン基板上に配線を形成し、前記複数の半導体基板間において入出力パッド同士を電気的に接続するステップ（ｃ）と、
    を具備する半導体装置の製造方法。
  8. ステップ（ｃ）が、インクジェット方式のプリンタを用いて導電性材料を含むインクを前記複数の半導体基板及び前記絶縁体又は前記メイン基板上に塗布することによって前記配線を形成することを含む、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
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KR100810889B1 (ko) * 2006-12-27 2008-03-10 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자 및 그 제조방법
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