JP2010021347A - Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010021347A JP2010021347A JP2008180250A JP2008180250A JP2010021347A JP 2010021347 A JP2010021347 A JP 2010021347A JP 2008180250 A JP2008180250 A JP 2008180250A JP 2008180250 A JP2008180250 A JP 2008180250A JP 2010021347 A JP2010021347 A JP 2010021347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- filler
- region
- semiconductor device
- resin
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【目的】フィラー添加樹脂を用いたパッケージ化によっても半導体チップ表面を損傷することのない多層チップ型半導体装置及びその製造方法を提供する。
【構成】複数段に積層された複数の半導体チップと、該複数の半導体チップのうちで対向する上段半導体チップと下段半導体チップとの組合せ毎に設けられてこれら双方を接着する少なくとも1つの接着材層と、該複数の半導体チップの全てを封止する1つのフィラー添加樹脂領域と、を備える半導体装置であり、該上段半導体チップ及び該下段半導体チップの両接着面間に挟まれ且つ該接着材層の少なくとも1部に沿って形成されているフィラー無添加樹脂領域をさらに含む。
【選択図】図2[Objective] To provide a multilayer chip type semiconductor device which does not damage the surface of a semiconductor chip even by packaging using a filler-added resin, and a method for manufacturing the same.
[Structure] At least one adhesive that is provided for each combination of a plurality of semiconductor chips stacked in a plurality of stages and an upper semiconductor chip and a lower semiconductor chip facing each other among the plurality of semiconductor chips. A semiconductor device comprising a layer and one filler-added resin region that seals all of the plurality of semiconductor chips, and sandwiched between both adhesive surfaces of the upper and lower semiconductor chips and the adhesive It further includes a filler-free resin region formed along at least a portion of the layer.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、1つのパッケージ内に複数の半導体チップを多段に積層した多層チップ型半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer chip type semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked in a single package and a method for manufacturing the same.
従来、多層チップ型半導体装置において、パッケージ化のための成形樹脂内に含まれるフィラーが、チップを接着する接着剤層の端部に押し込まれ、半導体チップを損傷させる問題があった。成形樹脂は、パッケージ化された半導体装置の堅牢性や熱放出性能を維持するために、通常、エポキシ樹脂にシリカ等の粒子状のフィラーが添加されたフィラー添加樹脂が用いられる。 Conventionally, in a multilayer chip type semiconductor device, there has been a problem that a filler contained in a molding resin for packaging is pushed into an end portion of an adhesive layer to which the chip is bonded, thereby damaging the semiconductor chip. In order to maintain the fastness and heat release performance of the packaged semiconductor device, a filler-added resin obtained by adding a particulate filler such as silica to an epoxy resin is usually used as the molding resin.
図1の右側に示された断面図を参照すると、従来の3つのチップが積層された半導体装置の断面が示されている。ここで、チップ1とチップ3とは接着剤としてのDBフィルム2を介して積層されている。この時、DBフィルム2はチップ1の側部の大きさに合わせてダイシング、すなわち切断されるが、切断後にはDBフィルム2がチップ1の側面から横方向に収縮して隙間ができる現象が避けられない。このような状態で、半導体装置を加圧されたフィラー添加樹脂10で充填してパッケージ化を行った場合、フィラー添加樹脂10に含まれるフィラー10’の一部がDBフィルム2の隙間に押し込まれることになる。そして、図中の領域Aに模式的に示されるように、充填後の固化収縮時にはフィラー10’のエッジが、半導体チップ3の表面に食い込むように押圧されてチップ3表面に傷を与えてしまう現象が発生する(図1の左側に示された写真参照)。
Referring to the cross-sectional view shown on the right side of FIG. 1, a cross-section of a conventional semiconductor device in which three chips are stacked is shown. Here, the
かかる問題を解決するために、特許文献1は,成形樹脂に含まれるフィラーの大きさをチップ間の接着剤層の厚さよりも大きくすることで、フィラーが接着剤層の端部に押し込まれることなく、半導体チップの損傷防止ができるとしている。
しかしながら、上記した技術では、成形樹脂中のフィラーの粒子径の均一化を図る管理が難しいのみならず、実際には小径のフィラーや大径のフィラーのエッジがチップ間の隙間に入り込む場合があり、半導体チップをなお損傷させていた。 However, with the above-described technology, it is difficult to manage the uniform particle diameter of the filler in the molding resin, and in fact, the edge of the small-diameter filler or the large-diameter filler may enter the gap between the chips. The semiconductor chip was still damaged.
本発明の目的は、フィラー添加樹脂を用いたパッケージ化によっても半導体チップ表面を損傷することのない多層チップ型半導体装置及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a multilayer chip type semiconductor device that does not damage the surface of the semiconductor chip even by packaging using a filler-added resin, and a method for manufacturing the same.
本発明による多層チップ型半導体装置は、 複数段に積層された複数の半導体チップと、該複数の半導体チップのうちで対向する上段半導体チップと下段半導体チップとの組合せ毎に設けられてこれら双方を接着する少なくとも1つの接着材層と、該複数の半導体チップの全てを封止する1つのフィラー添加樹脂領域と、を備える半導体装置であって、 該上段半導体チップ及び該下段半導体チップの両接着面間に挟まれ且つ該接着材層の周縁の少なくとも1部に沿って形成されているフィラー無添加樹脂領域をさらに含むことを特徴とする。 A multilayer chip type semiconductor device according to the present invention is provided for each combination of a plurality of semiconductor chips stacked in a plurality of stages and an upper semiconductor chip and a lower semiconductor chip that are opposed to each other. A semiconductor device comprising at least one adhesive layer to be bonded and one filler-added resin region for sealing all of the plurality of semiconductor chips, wherein both bonding surfaces of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip It further includes a filler-free resin region sandwiched between and formed along at least a part of the periphery of the adhesive layer.
本発明による製造方法は、複数の半導体チップを含む半導体装置を製造する製造方法であって、該複数の半導体チップのうちの上段半導体チップと下段半導体チップとの組合せ毎に双方を接着材層を介して接着することよって、該複数の半導体チップを複数段に積層する積層工程と、該上段半導体チップ及び該下段半導体チップの両接着面間に挟まれ且つ該接着材層の周縁の少なくとも1部に沿って形成された隙間領域にフィラー無添加樹脂を充填する充填工程と、該フィラー無添加樹脂が充填された複数段の半導体チップの全てをフィラー添加樹脂で封止することによって成形する成形工程と、を含むことを特徴とする。 A manufacturing method according to the present invention is a manufacturing method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of semiconductor chips, and an adhesive layer is provided for each combination of an upper semiconductor chip and a lower semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips. And laminating the plurality of semiconductor chips in a plurality of stages, and sandwiching between both adhesion surfaces of the upper and lower semiconductor chips and at least a part of the periphery of the adhesive layer A filling step of filling the gap region formed along the filler with additive-free resin, and a molding step of molding by sealing all of the plurality of semiconductor chips filled with the filler-free resin with filler-added resin It is characterized by including these.
本発明による多層チップ型半導体装置及びその製造方法によれば、フィラー添加樹脂を用いたパッケージ化によっても半導体チップ表面を損傷することがない。 According to the multilayer chip type semiconductor device and the method for manufacturing the same according to the present invention, the surface of the semiconductor chip is not damaged even by packaging using a filler-added resin.
本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
<第1の実施例>
図2は、第1の実施例であり、本発明による多層チップ型半導体装置の断面を示している。本実施例における半導体装置は、多段積層の例として2段積層される上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3を含む半導体装置である。上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3の各々は、かかる積層前に予め所望の半導体素子が既に形成されている半導体チップであり、上面が例えば4角形の平板形状をなしている。半導体チップ1の裏面と半導体チップ3の表面の双方が接着面として接着剤層2を介して接合され、半導体チップ3の裏面とリードフレーム5の表面の双方が接着面として接着剤層4を介して接合されている。上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3は、また、外部から半導体装置の側部に伸張するリードフレーム11とポンデイングワイヤ8及び9を介して各々電気的に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
FIG. 2 shows a cross section of a multilayer chip type semiconductor device according to the present invention, which is a first embodiment. The semiconductor device in the present embodiment is a semiconductor device including an
リードフレーム5は、上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3の内部配線を果たすと共にこれを搭載及び固定するためのダイパッド機能を果たす薄板のフレームである。リードフレーム11は、上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3上の端子と結線されて外部端子となるアウターリード機能を果たすフレームである。
The
接着剤層2は、上段半導体チップ1と略同一の大きさを備えるが、その切断時の収縮に起因して僅かに上段半導体チップ1の大きさより小さく隙間領域16を上段半導体チップ1の4角形の周縁に沿って形成している。接着剤層2及び4の材料としては、例えばイミド系の樹脂からなる比較的に弾性の低いフィルムタイプの材料が用いられ得る。
The
隙間領域16には、フィラー無添加樹脂領域7が形成されている。フィラー無添加樹脂領域7は、隙間領域16をフィラー無添加樹脂で充填することで、下段半導体チップ3の表面と接着剤層2の端面(切断面)に接合する。フィラー無添加樹脂領域7は、さらに、その充填量に依存して上段半導体チップ1の裏面を越えてその側部にまで伸張してもよい。充填後のフィラー無添加樹脂領域7の形状は、上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3の両接着面に上下に挟まれると共に、接着材層2の周縁に沿って環状に形成される。また、図2に図示されように、その断面形状は、上段半導体チップ1の4角形の周縁から外方向に裾野形状をなしている。
A filler-
半導体装置全体は、外部接続のために一部が露出するリードフレーム11を除いて、全体がフィラー添加樹脂により充填することでフィラー添加樹脂領域10を含む形状に成形され、例えば上面4角形の平版状にされる。フィラー添加樹脂領域10に用いる材料しては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とし、例えばシリカ粒子であるフィラーを80〜90重量%程度含むものがある。本実施例におけるフィラー粒子の径や形状は、半導体装置全体の堅牢性や放熱特性のみを基にして選択することができる。
The entire semiconductor device is formed into a shape including a filler-added
図3は、図2に示された多層チップ型半導体装置のパッケージ化処理における製造方法を示している。前提として、複数の半導体チップの各々は、別工程にて予め製造されているものとする。また、複数の半導体チップの各々には何らかのウエハコートが施されていてもよい。 FIG. 3 shows a manufacturing method in the packaging process of the multilayer chip type semiconductor device shown in FIG. As a premise, each of the plurality of semiconductor chips is manufactured in advance in a separate process. In addition, some wafer coating may be applied to each of the plurality of semiconductor chips.
ステップS1において、複数の半導体チップを接着剤層を挟んで積層する(積層工程)。接着剤層としては、例えば、ポリイミド等のフィルムの両面に粘着剤が塗布された弾性及び接着性を備える両面接着フィルムが用いられ得る。接着剤層をフィルム材料にて実現した場合には、当該フィルム材料を上段半導体チップに接着した後に、上段の半導体チップと共に適切な大きさにダイシング、すなわち切断される。 In step S1, a plurality of semiconductor chips are stacked with an adhesive layer interposed therebetween (stacking step). As the adhesive layer, for example, a double-sided adhesive film having elasticity and adhesiveness in which a pressure-sensitive adhesive is applied to both sides of a film such as polyimide can be used. When the adhesive layer is realized by a film material, the film material is bonded to the upper semiconductor chip and then diced, that is, cut into an appropriate size together with the upper semiconductor chip.
次に、ステップS2において、リードフレームと複数の半導体チップとの間をアルミ線や金線等の適切なワイヤ材料で電気的に接続するリフロー処理をしてワイヤーボンディングを実施する(ワイヤーボンディング工程)。ワイヤーボンディング工程は、後述するステップ3のフィラー無添加樹脂を注入する充填工程の後に実施されてもよい。ワイヤーボンディング工程を充填工程より先に行うのは、フィラー無添加樹脂がパッド部分に付着するとボンディングが不可能になるからである。従って、上段半導体チップへのフィラー無添加樹脂の這い上がり現象が予想されない場合には、上段半導体チップへのワイヤーボンディング工程を充填工程より後で行うことも可能である。
Next, in step S2, wire bonding is performed by performing a reflow process for electrically connecting the lead frame and the plurality of semiconductor chips with an appropriate wire material such as an aluminum wire or a gold wire (wire bonding step). . A wire bonding process may be implemented after the filling process which inject | pours the filler additive-free resin of
次に、ステップS3において、フィラー無添加樹脂を上段の半導体チップの周縁部に注入することで隙間領域を充填する(充填工程)。注入後には、フィラー無添加樹脂の硬化特性に従って適切な温度及び時間の熱処理を施すことで注入したフィラー無添加樹脂が硬化される。 Next, in step S3, the gap region is filled by injecting filler-free resin into the peripheral portion of the upper semiconductor chip (filling step). After the injection, the injected filler-free resin is cured by performing a heat treatment at an appropriate temperature and time according to the curing characteristics of the filler-free resin.
次に、ステップS4において、フィラー無添加樹脂注入及びワイヤーボンディングがなされた複数の半導体チップの全てを、フィラー添加樹脂で封止する樹脂成形によってパッケージ化する(成形工程)。樹脂成形の方法は、硬化前のフィラー添加樹脂を半導体装置が設置された金型内に投入する通常のパッケージ方法により実施し得る。 Next, in step S4, all of the plurality of semiconductor chips subjected to filler-free resin injection and wire bonding are packaged by resin molding that is sealed with filler-added resin (molding process). The resin molding method can be performed by a normal packaging method in which a filler-added resin before curing is put into a mold in which a semiconductor device is installed.
図4は、図3に示された充填工程におけるフィラー無添加樹脂の注入方法の具体例を示している。複数の注入導管20が半導体装置の上部から下方に垂直に伸張し、その吐出口が上段半導体チップ1の側部近傍に来るように配置される。フィラー無添加樹脂21は注入導管20を伝って上段半導体チップ1の周縁に注入される。注入されたフィラー無添加樹脂21は適切な熱処理により硬化される。フィラー無添加樹脂21は、例としてチップコート剤、例えばJCR(ジャンクションコートレジン)−6134などの樹脂が用いられ得る。
FIG. 4 shows a specific example of the method of injecting the filler-free resin in the filling step shown in FIG. A plurality of
実際にJCR−6134を用いた実験では、上段半導体チップ1の1側面当たりに注入導管20が1〜2箇所程度あれば、その界面活性効果により上段半導体チップ1の周縁全体に十分に広がってゆき隙間領域21を完全に充填する結果が得られている。尚、フィラー無添加樹脂21として用いる材料は、このJCR−6134に限られず、隙間領域16を充填することが可能な性質を有する共に、他の半導体部材に悪影響を与えないと共に十分な耐熱特性を有する多様な材料が用いられ得る。
Actually, in an experiment using JCR-6134, if there are about one or two
尚、複数の注入導管20の形状及び配置としては、使用されるフィラー無添加樹脂21の粘性特性に依存して、例えば、上段半導体チップ1の端部に向けて上部から斜め下方に伸張する、あるいは側部から横方向に伸張する等の多様な形状や配置が用いられてもよい。
In addition, as the shape and arrangement of the plurality of
また、上記した如くフィラー無添加樹脂21を離散した箇所で注入する形態に代えて、注入導管20を上段半導体チップの周縁に沿って周回又は往復移動させることで、連続してフィラー無添加樹脂を注入するようにしてもよい。また、複数の吐出口を有する注入導管20を用いて同時に複数箇所に注入することで、注入に要する時間を短縮して製造プロセスの効率化を図るようにしてもよい。
Moreover, instead of the form in which the filler-
以上の第1の実施例において、本発明が適用されることで、フィラーが接着剤層の端部に形成された隙間領域に入り込むことが阻止され、半導体チップの損傷を防止することができる。また、パッケージを構成する成形樹脂の種類が限定されないのみならず、成形樹脂中のフィラーの管理も必要ないためコスト的にも優れている。 In the first embodiment described above, by applying the present invention, the filler is prevented from entering the gap region formed at the end of the adhesive layer, and the semiconductor chip can be prevented from being damaged. Further, not only the type of molding resin constituting the package is not limited, but also management of the filler in the molding resin is not necessary, so that the cost is excellent.
図5A及び図5Bは、各々が第1の実施例の変形例であり、本発明による多層チップ型半導体装置の平面を示している。これら2つの変形例は、ダイスカットの結果、上段半導体チップと下段半導体チップの縁が揃っていたりして、下段半導体チップの表面が出ない箇所、すなわち隙間領域がない箇所がある形態を示している。 5A and 5B are each a modification of the first embodiment and show a plane of a multilayer chip type semiconductor device according to the present invention. These two modifications show a form in which, as a result of dicing, the edges of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip are aligned, and there are places where the surface of the lower semiconductor chip does not come out, that is, there are no gap areas. Yes.
図5Aを参照すると、上段半導体チップ1と下段半導体チップ3とが同じ大きさで双方が少しだけずらされて積層された場合が示されている。この場合、フィラー無添加樹脂領域7が上段半導体チップ1の周縁に沿って環状に形成される必要はなく、上段半導体チップ1の1つの辺の隙間領域16にのみ注入されるだけでよい。
Referring to FIG. 5A, there is shown a case where the
図5Bを参照すると、上段半導体チップ1と下段半導体チップ3の各々の縦辺の長さが同じであって且つ上段半導体チップ1の横辺の長さが下段半導体チップ3の横辺に比して短い場合が示されている。この場合、フィラー無添加樹脂領域7が上段半導体チップ1の周縁に沿って環状に形成される必要はなく、上段半導体チップ1の両端の2つの縦辺の隙間領域16にのみ注入されるだけでよい。
<第2の実施例>
第1の実施例に従った実験結果では、フィラー無添加樹脂が注入時に広がり過ぎて、ワイヤーボンディングのための導体接合部位を被覆してしまう不都合な現象があった。本第2の実施例ではかかる不都合を回避する形態が説明される。
Referring to FIG. 5B, the lengths of the vertical sides of the
<Second embodiment>
In the experimental results according to the first example, there was an inconvenient phenomenon that the filler-free resin spreads too much at the time of injection and covers the conductor bonding portion for wire bonding. In the second embodiment, a mode for avoiding such inconvenience will be described.
図6は、第2の実施例であり、本発明による多層チップ型半導体装置の断面を示している。本実施例における半導体装置は、第1の実施例と同様に、積層された例として2つの上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3を含む半導体装置である。上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3の各々は、積層前に予め所望機能を備える半導体素子が既に形成されている半導体チップであり、上面が例えば4角形の平板形状をなしている。上段半導体チップ1の裏面と下段半導体チップ3の表面との双方が接着面として接着剤層2を介して接合され、下段半導体チップ3の裏面とリードフレーム5の表面との双方が接着面として接着剤層4を介して接合されている。上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3は、また、外部から半導体装置の側部に伸張するリードフレーム11とポンデイングワイヤ8及び9を介して各々電気的に接続されている。
FIG. 6 is a second embodiment, and shows a cross section of a multilayer chip type semiconductor device according to the present invention. The semiconductor device in the present embodiment is a semiconductor device including two
フィラー無添加樹脂領域7が、ほぼ第1の実施例の場合と同様にして、上段半導体チップ1及び下段半導体チップ3の両接着面に上下に挟まれると共に、接着材層2の周縁に沿って環状に形成される。しかし、本第2の実施例において、フィラー無添加樹脂領域7の断面形状は、上段半導体チップ1の4角形の周縁から外方向に裾野形状をなしているものの、その最遠端がウエハコート12により堰止められた形状をなしている。
The filler-
ウエハコート12は、その断面形状において、下段半導体チップ3の上面上でフィラー無添加樹脂領域7を環状に囲む位置に設けられている。ウエハコート12は、また、下段半導体チップ3の上面上でワイヤーボンディングのための領域を開口する断面形状を有する。ウエハコート12の材料は、例えばポリイミド等の通常のコート材が用いられ得る。
The
図7は、図6に示された多層チップ型半導体装置の平面図を示している。ここで、下段半導体チップ3の表面に、隙間領域16の周囲を囲むようにウエハコート12が設けられている。ウエハコート12の形状は、下段半導体チップ3上で該フィラー無添加樹脂を環状に囲む形状にパターニングされている。本第2の実施例においても、第1の実施例の場合と同様に、接着剤層2の端部に形成される隙間領域16の部分にフィラー無添加樹脂が注入される。これにより、成形樹脂であるフィラー添加樹脂に含まれるフィラーが隙間領域16に入り込むことが防止される。
FIG. 7 is a plan view of the multilayer chip type semiconductor device shown in FIG. Here, the
さらに、第2の実施例においては、フィラー添加樹脂の注入時に流れ出た樹脂がウエハコート12の縁で堰き止められ、ボンディングパッドの部分や下段半導体チップ3より下方にあるリードフレームの部分などの必要の無い箇所に流れでることがない。ウエハコート12は、下段半導体チップの製造時に設けられる必要がある。下段半導体チップ上に設けられるウエハコート12の形状は、下段半導体チップ3上で該フィラー無添加樹脂を環状に囲む形状にパターニングされ、上段半導体チップの大きさに相当する部分を露出すると共に、ワイヤーボンディングのための領域を露出するように形成される。この露出パターンは、通常のレジストパターンを用いたフォトリソグラフィ技術を用いて実施され得る。
Further, in the second embodiment, the resin that flows out when the filler-added resin is injected is blocked by the edge of the
尚、本第2の実施例に対する変形例として、上段半導体チップと下段半導体チップの縁が揃って下段半導体チップの表面が出ない箇所がある形態も想定される(図5A及び図5B参照)。この場合には、ウエハコート12の形状は、下段半導体チップの表面が出ることで形成されるだろう隙間領域に隣接するようにパターニングされる。例えば、上段半導体チップの1つの縦辺に沿って堰を形成する如くして、ボンディングパッドの部分や下段半導体チップより下方にあるリードフレームの部分などの必要の無い箇所にフィラー添加樹脂が流れでることがない形状にパターニングされていれば足りることになる。
As a modification of the second embodiment, there may be a form in which the edges of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip are aligned and the surface of the lower semiconductor chip does not come out (see FIGS. 5A and 5B). In this case, the shape of the
以上の第2の実施例において、フィラーが接着剤層の端部に形成された隙間領域に入り込むことが阻止され半導体チップの損傷が防止されると共に、フィラー無添加樹脂領域が必要とされる場所だけに保持される。これにより、フィラー無添加樹脂の使用量が最小で済むと共に、ボンディングパッドの部分に流れてワイヤ強度のトラブルを起こしたり、チップの下のリードフレームの部分に流れてリフロー強度低下等のトラブルを起こしたりしない。また、パッケージを構成する成形樹脂の種類は限定されず、成形樹脂中のフィラーの管理も必要ないためコスト的にも優れている。 In the second embodiment described above, the filler is prevented from entering the gap region formed at the end of the adhesive layer to prevent the semiconductor chip from being damaged, and the filler-free resin region is required. Only retained. This minimizes the amount of filler-free resin used, and causes troubles in wire strength by flowing to the bonding pad area, and troubles such as reflow strength reduction by flowing in the lead frame area under the chip. Do not do. Further, the type of molding resin constituting the package is not limited, and management of the filler in the molding resin is not necessary, so that the cost is excellent.
以上の第1及び第2の実施例では4角形のチップが2段積みされた2層チップパッケージの例を示したが、本発明の適用において、積層する段数や、チップの形状、大きさ及びチップの種類の制限は無く、例えば複数チップの一部にスペーサ用チップを備えるタイプの多層チップ型半導体装置に対しても本発明は有効である。 In the first and second embodiments described above, an example of a two-layer chip package in which quadrangular chips are stacked in two stages is shown. However, in the application of the present invention, the number of stacked layers, chip shape, size, and There is no restriction on the type of chip. For example, the present invention is effective for a multilayer chip type semiconductor device in which a spacer chip is provided in a part of a plurality of chips.
1 上段半導体チップ
3 下段半導体チップ
2、4 接着剤層
5、11 リードフレーム
7 フィラー無添加樹脂領域
8、9 ボンディングワイヤ
10 フィラー添加樹脂領域
12 ウエハコート
16 隙間領域
20 注入導管
21 フィラー無添加樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記上段半導体チップ及び前記下段半導体チップの両接着面間に挟まれ且つ前記接着材層の周縁の少なくとも1部に沿って形成されているフィラー無添加樹脂領域をさらに含むことを特徴とする半導体装置。 A plurality of semiconductor chips stacked in a plurality of stages, and at least one adhesive layer provided for each combination of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip facing each other among the plurality of semiconductor chips, A filler-added resin region for sealing all of the plurality of semiconductor chips, and a semiconductor device comprising:
A semiconductor device further comprising a filler-free resin region sandwiched between both bonding surfaces of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip and formed along at least a part of the periphery of the adhesive layer .
前記複数の半導体チップのうちの上段半導体チップと下段半導体チップとの組合せ毎に双方を接着材層を介して接着することよって、前記複数の半導体チップを複数段に積層する積層工程と、
前記上段半導体チップ及び前記下段半導体チップの両接着面間に挟まれ且つ前記接着材層の周縁の少なくとも1部に沿って形成された隙間領域にフィラー無添加樹脂を充填する充填工程と、
前記フィラー無添加樹脂が充填された複数段の半導体チップの全てをフィラー添加樹脂で封止することによって成形する成形工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 A manufacturing method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of semiconductor chips,
A lamination step of laminating the plurality of semiconductor chips in a plurality of stages by bonding both via an adhesive layer for each combination of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips;
A filling step of filling a gap region formed between at least one part of the periphery of the adhesive layer and sandwiched between both adhesive surfaces of the upper semiconductor chip and the lower semiconductor chip with a filler-free resin;
A molding step of molding by sealing all of the plurality of semiconductor chips filled with the filler-free resin with filler-added resin,
The manufacturing method characterized by including.
The manufacturing method according to claim 5, further comprising a forming step of forming in advance a wafer coat region that annularly surrounds the gap region on the lower semiconductor chip prior to the stacking step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008180250A JP2010021347A (en) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008180250A JP2010021347A (en) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010021347A true JP2010021347A (en) | 2010-01-28 |
Family
ID=41705955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008180250A Pending JP2010021347A (en) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010021347A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013537365A (en) * | 2010-09-09 | 2013-09-30 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Semiconductor chip device having a polymer filler groove |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003324182A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Fujitsu Ltd | Flip chip bonding method and flip chip bonding structure |
JP2004165283A (en) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JP2006054359A (en) * | 2004-08-13 | 2006-02-23 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JP2007095747A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2008091408A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sharp Corp | Semiconductor device, and its manufacturing method |
JP2009152341A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
-
2008
- 2008-07-10 JP JP2008180250A patent/JP2010021347A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003324182A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Fujitsu Ltd | Flip chip bonding method and flip chip bonding structure |
JP2004165283A (en) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JP2006054359A (en) * | 2004-08-13 | 2006-02-23 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JP2007095747A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2008091408A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Sharp Corp | Semiconductor device, and its manufacturing method |
JP2009152341A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013537365A (en) * | 2010-09-09 | 2013-09-30 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Semiconductor chip device having a polymer filler groove |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202205748U (en) | Semiconductor storage device | |
TWI405274B (en) | Clipless and wireless semiconductor die package and method for making the same | |
US11894358B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5563917B2 (en) | Circuit device and manufacturing method thereof | |
TW201208016A (en) | Method of assembling semiconductor device with heat spreader | |
TW201511213A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPWO2007023852A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR20050119414A (en) | Stacked package comprising two edge pad-type semiconductor chips and method of manufacturing the same | |
JP6961337B2 (en) | Semiconductor device | |
US20150235994A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing a semiconductor device | |
US8304918B2 (en) | Method for manufacturing electronic device and electronic device | |
JP6213554B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5983249B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor module | |
CN103367264B (en) | A package carrier board capable of avoiding glue overflow | |
TW200406810A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of manufacturing the same | |
TW201401459A (en) | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
WO2018113290A1 (en) | Semiconductor element and method for manufacturing same | |
JP2010021347A (en) | Multilayer chip type semiconductor device and method of manufacturing the same | |
TW201114008A (en) | Fabricating method of back-to-back chip assembly with flip-chip and wire-bonding connections and its structure | |
JP3997903B2 (en) | Circuit board and semiconductor device | |
CN111276407B (en) | Semiconductor packaging structure and manufacturing method thereof | |
TWI270194B (en) | Multi-die IC package and manufacturing method | |
CN112310006A (en) | Encapsulated package with carrier, laminate and components therebetween | |
TW201628150A (en) | Semiconductor device | |
CN110534495A (en) | A kind of copper folder bonding packaging structure designed with copper step and aperture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110624 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120501 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120911 |