專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及疊層了多個(gè)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體器件中，為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的大容量化和多功能化等，通常使用疊層了多個(gè)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體芯片疊層型(多芯片封裝)的半導(dǎo)體器件，如下述文獻(xiàn)中所記述的半導(dǎo)體器件。
特開(kāi)平4-116859號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)2000-58743號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1的圖2中，記載了一種半導(dǎo)體器件的技術(shù)，即，將半導(dǎo)體存儲(chǔ)器用的第1、第2半導(dǎo)體芯片錯(cuò)開(kāi)地疊層在引線框架的芯片焊盤上。該半導(dǎo)體器件中，第1半導(dǎo)體芯片固定在芯片焊盤上，為了避開(kāi)設(shè)置在該第1半導(dǎo)體芯片表面端部的電極焊盤，將第2半導(dǎo)體芯片錯(cuò)開(kāi)地固定在第1半導(dǎo)體芯片上。第1、第2半導(dǎo)體芯片表面的電極焊盤由引線(金屬細(xì)線)連接到引線框架的外部端子上，用樹(shù)脂將這些全部密封。
專利文獻(xiàn)2的圖的圖1中，記載了半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的技術(shù)，即，在用于疊層的大致同一尺寸的第1及第2半導(dǎo)體芯片間插入絕緣墊片，由此，能夠與隱藏在第2半導(dǎo)體芯片下的第1半導(dǎo)體芯片表面的電極焊盤進(jìn)行引線鍵合(引線連接)。

發(fā)明內(nèi)容
為了與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的大容量化等需求對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)已有的半導(dǎo)體芯片中的大容量化等，必須進(jìn)行多芯片的封裝，必要時(shí)不只2個(gè)，需要疊層3個(gè)、4個(gè)及其以上數(shù)量的半導(dǎo)體芯片。
但是，如專利文獻(xiàn)1所述的半導(dǎo)體器件，將多個(gè)半導(dǎo)體芯片呈階梯狀錯(cuò)開(kāi)疊層時(shí)，封裝的橫幅變大。
另外，如專利文獻(xiàn)2所記載的半導(dǎo)體器件，在各半導(dǎo)體芯片間插入絕緣墊片后疊層多個(gè)半導(dǎo)體芯片時(shí)，封裝的高度(厚度)變大。
本發(fā)明解決了上述以往技術(shù)的問(wèn)題，提供即使增加了半導(dǎo)體芯片的疊層數(shù)，也能夠使半導(dǎo)體器件縱橫尺寸小型化的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中具有結(jié)構(gòu)相同的第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片。各半導(dǎo)體芯片表面上形成沿著第1邊形成的第1電極焊盤，沿著與上述第1邊相對(duì)的第2邊形成的第2電極焊盤，沿著上述第2電極焊盤形成且與上述第1電極焊盤電連接的第3電極焊盤。上述第1半導(dǎo)體芯片設(shè)置在芯片焊盤上。
在上述第1半導(dǎo)體芯片上設(shè)置有上述第2半導(dǎo)體芯片，露出上述第1半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出端部；設(shè)置有墊片，露出上述第2半導(dǎo)體芯片的上述第1、第2及第3電極焊盤；在上述墊片上設(shè)置有上述第3半導(dǎo)體芯片；在上述第3半導(dǎo)體芯片上設(shè)置有上述第4半導(dǎo)體芯片，露出上述第3半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出端部。
上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間電連接，并且上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間電連接，上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤與外部端子電連接，并且上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤與外部端子電連接。用樹(shù)脂密封上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、上述芯片焊盤、上述墊片及上述外部端子，露出上述外部端子的一部分。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法是具有結(jié)構(gòu)相同的第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、芯片焊盤及設(shè)施在其附近的第1及第2外部端子的半導(dǎo)體器件的制造方法。上述各半導(dǎo)體芯片表面上形成沿著第1邊形成的第1電極焊盤，沿著與上述第1邊相對(duì)的第2邊形成的第2電極焊盤，沿著上述第2電極焊盤形成且與上述第1電極焊盤電連接的第3電極焊盤。
該制造方法包括將上述第1半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述芯片焊盤上的工序；將上述第2半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述第1半導(dǎo)體芯片表面上、露出上述第1半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤并突出端部的工序；將墊片固定在上述第2半導(dǎo)體芯片的表面上、露出上述第2半導(dǎo)體芯片的上述第1、第2及第3電極焊盤的工序；將上述第3半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述墊片上的工序；將上述第4半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述第3半導(dǎo)體芯片的表面上、露出上述第3半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤并突出端部的工序。
還包括用引線連接上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤、用引線連接上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤、用引線將上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤與上述第1外部端子連接、用引線將上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤與上述第2外部端子連接的工序；用樹(shù)脂密封上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、上述芯片焊盤、上述墊片及上述第1、第2外部端子并露出上述第1、第2外部端子一部分的工序。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制造方法，通過(guò)在第2半導(dǎo)體芯片和第3半導(dǎo)體芯片之間插入墊片，不錯(cuò)開(kāi)第3半導(dǎo)體芯片就能露出第2半導(dǎo)體芯片上的第1電極焊盤。錯(cuò)開(kāi)和墊片這兩種方法都使用，能夠防止半導(dǎo)體器件的平面面積增大，而且能將厚度控制在最小限度，還能與半導(dǎo)體芯片的第1及第2邊的兩端連接。


是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略剖面圖。
是圖1中半導(dǎo)體芯片20-1的概略擴(kuò)大結(jié)構(gòu)圖。
是表示圖1中第1、第2半導(dǎo)體芯片20-1、20-2的電連接狀態(tài)的擴(kuò)大平面圖。
是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略剖面圖。
是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的半導(dǎo)體器件中，具有結(jié)構(gòu)相同的第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片。各半導(dǎo)體芯片表面上形成沿著第1邊形成的第1電極焊盤，沿著與上述第1邊相對(duì)的第2邊形成的第2電極焊盤，沿著上述第2電極焊盤形成且與上述第1電極焊盤電連接的第3電極焊盤。上述第1半導(dǎo)體芯片設(shè)置在芯片焊盤上。
在上述第1半導(dǎo)體芯片上設(shè)置上述第2半導(dǎo)體芯片，露出上述第1半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出端部；設(shè)置墊片，露出上述第2半導(dǎo)體芯片的上述第1、第2及第3電極焊盤；在上述墊片上設(shè)置上述第3半導(dǎo)體芯片；在上述第3半導(dǎo)體芯片上設(shè)置上述第4半導(dǎo)體芯片，露出上述第3半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出端部。
上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間由引線電連接，并且上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間由引線電連接，上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤由引線與外部端子電連接，并且上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤由引線與外部端子電連接。用樹(shù)脂密封上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、上述芯片焊盤、上述墊片及上述外部端子，露出上述外部端子的一部分。
(實(shí)施例1的結(jié)構(gòu))
圖1為表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略剖面圖。
該半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件中，在引線框架10的芯片搭載用芯片焊盤11上錯(cuò)開(kāi)地疊層了第1、第2、第3、第4這4層半導(dǎo)體芯片20-1～20-4，中間插入了絕緣性墊片30，而且都容納在該芯片焊盤11內(nèi)，整體由樹(shù)脂密封部件40密封。
引線框架10的芯片搭載用芯片焊盤11與例如比未圖示的框架主體低兩個(gè)芯片厚度的支撐片連接而被支撐，是厚度例如為125～150μm左右的大致方形。芯片焊盤11的第1端部11a的附近設(shè)置了多個(gè)第1外部端子12，由未圖示的支撐片連接而支撐在框架主體上。與第1端部11a相對(duì)的第2端部11b的附近設(shè)置了多個(gè)第2外部端子13。各外部端子12、13由厚度例如為125～150μm左右的引線片構(gòu)成，其內(nèi)側(cè)為內(nèi)部引線部，外部為外部引線部。各外部端子12、13的高度設(shè)定為第3半導(dǎo)體芯片20-3背面的高度與第2半導(dǎo)體芯片20-2表面的高度之間。
搭載在芯片焊盤11上的各第1～第4半導(dǎo)體芯片20-1～20-4為由硅等形成的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等集成電路芯片，具有大致相同的外形尺寸，是厚度例如為290μm左右且比芯片焊盤11面積小的方形。各半導(dǎo)體芯片20-1～20-4的表面上，在相對(duì)的兩端的第1邊20-1a～20-4a及第2邊20-1b～20-4b附近分別埋設(shè)了作為外部引出電極的多個(gè)電極焊盤，這些電極焊盤從半導(dǎo)體芯片表面的開(kāi)口部露出。
第1半導(dǎo)體芯片20-1的背面由粘合劑固定在芯片焊盤11上，在橫向錯(cuò)開(kāi)的第2半導(dǎo)體芯片20-2的背面由粘合劑等固定在上述第1半導(dǎo)體芯片20-1的表面上。第3半導(dǎo)體芯片20-3的背面隔著非導(dǎo)電性硅等絕緣性墊片30由粘合劑等固定在第2半導(dǎo)體芯片20-2表面上，在橫向錯(cuò)的第4半導(dǎo)體芯片20-4的背面由粘合劑等固定在上述第3半導(dǎo)體芯片20-3的表面上。絕緣性墊片30是厚度例如為各半導(dǎo)體芯片20-1～20-4的一半(150μm)左右且面積比各半導(dǎo)體芯片20-1～20-4小的如方形。
芯片焊盤11、第1、第2半導(dǎo)體芯片20-1、20-2、墊片30及第3、第4半導(dǎo)體芯片20-3、20-4的疊層狀態(tài)是，例如，以容納在芯片焊盤11表面的兩端部11a、11b內(nèi)的方式，固定第1半導(dǎo)體芯片20-1。以作為其端部的第1邊20-2a從作為第1半導(dǎo)體芯片20-1的端部的第1邊20-1a突出來(lái)，而且露出第1半導(dǎo)體芯片20-1表面的第2邊20-1b附近的電極焊盤的方式，將第2半導(dǎo)體芯片20-2固定在該第1半導(dǎo)體芯片20-1表面上。墊片30以露出第2半導(dǎo)體芯片20-2表面的兩邊20-2a、20-2b附近的電極焊盤的方式由粘合劑等固定在該第2半導(dǎo)體芯片20-2的表面上。第3半導(dǎo)體芯片20-3以作為其端部的第1邊20-3a平面上看(即俯視)時(shí)與作為第2半導(dǎo)體芯片20-1端部的第1邊20-1a重合的方式由粘合劑等固定在墊片30上。第4半導(dǎo)體芯片20-4以作為其端部的第1邊20-4a在芯片焊盤11的端部11a以內(nèi)，且從作為第3半導(dǎo)體芯片20-3端部的第1邊20-3a突出，且露出第3半導(dǎo)體芯片20-3表面的第2邊20-3b附近的電極焊盤的方式，固定在該第3半導(dǎo)體芯片20-3的表面上。
例如，第1半導(dǎo)體芯片20-1由引線31與第2半導(dǎo)體芯片20-2及第2外部端子13連接，第2半導(dǎo)體芯片20-2由引線31與第1外部端子12連接，第3半導(dǎo)體芯片20-3由引線31與第4半導(dǎo)體芯片20-4及第2外部端子13連接。
這些芯片焊盤11、第1～第4半導(dǎo)體芯片20-1～20-4、墊片30、引線31以及外部端子12、13由樹(shù)脂密封部件40密封，為了取出電極，露出作為外部端子12、13一部分的外部引線部分。
圖2(a)、(b)為圖1中半導(dǎo)體芯片(如第1半導(dǎo)體芯片20-1)的概略擴(kuò)大結(jié)構(gòu)圖，圖2(a)是其擴(kuò)大平面圖(俯視圖)，圖2(b)為圖2(a)中A1-A2線擴(kuò)大剖面圖。
第1半導(dǎo)體芯片20-1具有大致方形的半導(dǎo)體(如硅)等襯底21-1，該襯底21-1內(nèi)形成由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等集成電路構(gòu)成的內(nèi)部電路22-1。襯底21-1內(nèi)的第1邊20-1a附近和第2邊20-1b附近分別形成第1輸入輸出電路23-1和第2輸入輸出電路24-1。輸入輸出電路23-1、24-1是將外部的輸入電壓(如5.0V)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部電壓(如3.3V)等的接口電路。該內(nèi)部電路22-1及輸入輸出電路23-1、24-1上形成布線25-1，通過(guò)該布線25-1與內(nèi)部電路22-1和輸入輸出電路23-1、24-1電連接。
在布線25-1上，沿著第1邊20-1a形成外部連接用的多個(gè)第1電極焊盤26-1，沿著與之相對(duì)的第2邊20-1b形成外部連接用的多個(gè)第2電極焊盤27-1，在多個(gè)第1電極焊盤26-1和多個(gè)第2電極焊盤27-1之間、在靠近該多個(gè)第2電極焊盤27-1的部位沿著多個(gè)第2電極焊盤27-1形成半導(dǎo)體芯片間連接用的多個(gè)第3電極焊盤28-1。各電極焊盤26-1、27-1、28-1是將布線25-1的端部放大形成的。多個(gè)第1電極焊盤26-1及多個(gè)第2電極焊盤27-1是對(duì)外部進(jìn)行信號(hào)輸入輸出的焊盤，與設(shè)置在各輸入輸出電路23-1、24-1內(nèi)的、未圖示的保護(hù)元件連接，實(shí)施靜電放電(ESD)等對(duì)策。
多個(gè)第1電極焊盤26-1通過(guò)布線25-1與第1輸入輸出電路23-1電連接，該第1輸入輸出電路23-1通過(guò)布線25-1與多個(gè)第3電極焊盤28-1中規(guī)定的焊盤28-1a電連接。多個(gè)第3電極焊盤28-1中其他的焊盤28-1b通過(guò)布線25-1與第2輸入輸出電路24-1電連接，該第2輸入輸出電路24-1通過(guò)布線25-1與多個(gè)第2電極焊盤27-1電連接。來(lái)自多個(gè)第1電極焊盤26-1的輸入信號(hào)通過(guò)第1輸入輸出電路23-1輸入到多個(gè)第3電極焊盤28-1a，來(lái)自多個(gè)第2電極焊盤27-1的輸入信號(hào)通過(guò)第2輸入輸出電路24-1輸入到其他多個(gè)第3電極焊盤28-1b。
布線25-1上由用于保護(hù)芯片的絕緣膜29-1覆蓋。各電極焊盤26-1、27-1、28-1從絕緣膜29-1表面的開(kāi)口部露出。
雖然沒(méi)有圖示，其他第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片20-2～20-4也是與第1半導(dǎo)體芯片20-1一樣，由襯底21-2～21-4、內(nèi)部電路22-2～22-4、第1輸入輸出電路23-2～23-4、第2輸入輸出電路24-2～24-4、布線25-2～25-4、第1電極焊盤26-2～26-4、第2電極焊盤27-2～27-4、第3電極焊盤28-2～28-4以及絕緣膜29-2～29-4構(gòu)成。
圖3為表示圖1中第1、第2半導(dǎo)體芯片20-1、20-2的電連接狀態(tài)的擴(kuò)大平面圖。
第2半導(dǎo)體芯片20-2中的多個(gè)第1電極焊盤26-2由多個(gè)引線31與多個(gè)第1外部端子12電連接，多個(gè)第3電極焊盤28-2a、28-2b由多個(gè)引線31與下側(cè)的第1半導(dǎo)體芯片20-1中的多個(gè)第3電極焊盤28-1a、28-1b電連接，多個(gè)第2電極焊盤27-1由多個(gè)引線31與多個(gè)第2外部端子13電連接。
上側(cè)的第2半導(dǎo)體芯片20-2與下側(cè)的第1半導(dǎo)體芯片20-1的信號(hào)的收發(fā)通過(guò)多個(gè)第3電極焊盤28-2、28-1進(jìn)行。由第1外部端子12輸入到上側(cè)第1電極焊盤26-2的信號(hào)通過(guò)第1輸入輸出電路23-2以及第3電極焊盤28-2a、28-1a輸入到下側(cè)的第1半導(dǎo)體芯片20-1的內(nèi)部電路22-1，進(jìn)行規(guī)定的電處理。由第2外部端子13輸入到下側(cè)第2電極焊盤27-1的信號(hào)通過(guò)第2輸入輸出電路24-1以及第3電極焊盤28-1b、28-2b輸入到上側(cè)的第2半導(dǎo)體芯片20-2的內(nèi)部電路22-2，進(jìn)行規(guī)定的電處理。通過(guò)第3電極28-1、28-2輸入到內(nèi)部電路22-1、22-2時(shí)，不通過(guò)第2輸入輸出電路24-1、24-2而直接輸入。由此，各半導(dǎo)體芯片20-1、20-2中的耗電，比通過(guò)各輸入輸出電路24-1、24-2輸入信號(hào)時(shí)少。
第3、第4半導(dǎo)體芯片20-3、20-4的電連接狀態(tài)及動(dòng)作未圖示，其與第1、第2半導(dǎo)體芯片20-1、20-2的電連接狀態(tài)及動(dòng)作相同。
(實(shí)施例1的制造方法)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件例如由下面的制造工序制造。
事先準(zhǔn)備第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片20-1～20-4和將芯片焊盤11降低兩個(gè)芯片厚度的引線框架。
首先，在芯片粘貼工序中，將第1半導(dǎo)體芯片20-1的背面用粘合劑等固定在芯片焊盤11上。將第2半導(dǎo)體芯片20-2的背面用粘合劑等固定在第1半導(dǎo)體芯片20-1的表面上，露出第1半導(dǎo)體芯片20-1的第2及第3電極焊盤27-1、28-1，并且突出第2半導(dǎo)體芯片20-2端部的第1邊20-2a。用粘合劑等將墊片30固定在第2半導(dǎo)體芯片20-2的表面上，露出第2半導(dǎo)體芯片20-2的第1、第2及第3電極焊盤26-2、27-2、28-2。
將第3半導(dǎo)體芯片20-3的背面用粘合劑等固定在非導(dǎo)電性硅等的墊片30上，使作為第2半導(dǎo)體芯片20-2端部的第1邊20-2a與作為第3半導(dǎo)體芯片20-3端部的第1邊20-3a俯視時(shí)重合。將第4半導(dǎo)體芯片20-4的背面用粘合劑等固定在第3半導(dǎo)體芯片20-3的表面上，露出第3半導(dǎo)體芯片20-3的第2、第3電極焊盤27-3、28-3，并且使作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a在芯片焊盤11端部11a的內(nèi)側(cè)，且從作為第3半導(dǎo)體芯片20-3端部的第1邊20-3a突出來(lái)。
接著，在引線鍵合工序中，用引線31連接第1半導(dǎo)體芯片20-1的第3電極28-1和第2半導(dǎo)體芯片20-2的第3電極28-2，用引線31連接第3半導(dǎo)體芯片20-3的第3電極焊盤28-3和第4半導(dǎo)體芯片20-4的第3電極焊盤28-4。第2半導(dǎo)體芯片20-2的第1電極焊盤26-1和第4半導(dǎo)體芯片20-4的第1電極焊盤26-4用引線31連接到第1外部端子12的內(nèi)部引線部，第1半導(dǎo)體芯片20-1的第2電極焊盤27-1和第3半導(dǎo)體芯片20-3的第2電極焊盤27-3用引線31連接到第2外部端子13的內(nèi)部引線部。
在樹(shù)脂密封工序中，將搭載半導(dǎo)體芯片20-1～20-4的引線框架10放入模具中，通過(guò)傳遞模塑法等，將熔融的樹(shù)脂注入到模具中，用樹(shù)脂密封芯片焊盤11、半導(dǎo)體芯片20-1～20-4、墊片30、引線31以及外部端子12、13的內(nèi)部引線部，露出外部端子12、13的外部引線部，形成樹(shù)脂密封部件40。
然后，從模具中取出用樹(shù)脂密封部件40密封的引線框架10，切斷樹(shù)脂密封部件40的毛刺和引線框架10的連接部等的多余部分，對(duì)外部端子12、13中露出的外部引線部的前端進(jìn)行彎曲等加工后，完成制造工序。
(實(shí)施例1的效果)本實(shí)施例1中，具有以下(1)～(5)的效果。
(1)在第2半導(dǎo)體芯片20-2和第3半導(dǎo)體芯片20-3之間插入墊片30，不錯(cuò)開(kāi)第3半導(dǎo)體芯片20-3就能露出第2半導(dǎo)體芯片20-2上的第1電極焊盤26-1。錯(cuò)開(kāi)和墊片這兩種方法都使用，能夠防止半導(dǎo)體器件的平面面積增大，而且能將厚度控制在最小限度，還能與半導(dǎo)體芯片20-1～20-4的第1邊20-1a～20-4a及第2邊20-1b～20-4b的兩端連接。
(2)上側(cè)的半導(dǎo)體芯片20-2、20-4與下側(cè)的半導(dǎo)體芯片20-1、20-3的信號(hào)的收發(fā)通過(guò)多個(gè)第3電極焊盤28-1～28-4進(jìn)行。通過(guò)第3電極焊盤28-1～28-4輸入到內(nèi)部電路22-1～22-4時(shí)，不通過(guò)第2輸入輸出電路24-1～24-4而直接輸入。因此，各半導(dǎo)體芯片20-1～20-4中的耗電，比通過(guò)各輸入輸出電路24-1～24-4輸入信號(hào)時(shí)少。
(3)使用與半導(dǎo)體芯片20-1～20-4同樣材料的墊片30，樹(shù)脂密封后熱的應(yīng)力變得均勻，能夠期望提高半導(dǎo)體器件的成品率。
(4)將作為第2及第3半導(dǎo)體芯片20-2、20-3端部的第1邊20-2a、20-3a重合地設(shè)置，能夠保持第3半導(dǎo)體芯片20-3的疊層平衡，能夠提高機(jī)械強(qiáng)度。
(5)使芯片焊盤11的端部11a從作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a突出來(lái)，能夠降低從作為第3半導(dǎo)體芯片20-3端部的第1邊20-3a突出來(lái)的作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a上的應(yīng)力，能夠提高機(jī)械強(qiáng)度。
圖4為表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略剖面圖，與表示實(shí)施例1的圖1中的元件相同的元件用相同的符號(hào)表示。
本實(shí)施例2的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件與實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的不同點(diǎn)在于墊片30的厚度與外部端子12、13的厚度幾乎相同，墊片30與外部端子12、13的設(shè)置位置幾乎相同，作為第1半導(dǎo)體芯片20-1端部的第1邊20-1a與作為第3半導(dǎo)體芯片20-3端部的第1邊20-3a是以俯視時(shí)重合的方式固定的，而且作為第2半導(dǎo)體芯片20-2端部的第1邊20-2a與作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a是以俯視時(shí)重合的方式固定的。其他結(jié)構(gòu)及制造方法與實(shí)施例1一樣。
在本實(shí)施例2中，具有與實(shí)施例1的效果(1)、(2)、(3)、(5)相同的效果，而且還具有下面的(6)、(7)效果。
(6)由于墊片30與外部端子12、13的厚度幾乎相同，墊片30與外部端子12、13的設(shè)置位置幾乎相同，所以半導(dǎo)體芯片20-1～20-4幾乎設(shè)置在半導(dǎo)體器件的中央，樹(shù)脂密封時(shí)熔融樹(shù)脂的流動(dòng)也能夠均勻。
(7)作為第1及第3半導(dǎo)體芯片20-1、20-3端部的第1邊20-1a、20-3a是以低視時(shí)重合的方式設(shè)置的，而且作為第2及第4半導(dǎo)體芯片20-2、20-4端部的第1邊20-2a、20-4a是以低視時(shí)重合的方式設(shè)置的，所以能夠?qū)雽?dǎo)體器件的平面面積降到最小。
圖5(a)、(b)為表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件的概略結(jié)構(gòu)圖，圖(a)為整體剖面圖，圖(b)為芯片焊盤部分的平面圖，與表示實(shí)施例1的圖1中的元件相同的元件用相同的符號(hào)表示。
本實(shí)施例3的半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件與實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的不同點(diǎn)在于在從第1外部端子12到內(nèi)側(cè)的距離為L(zhǎng)的位置與從第2外部端子13到內(nèi)側(cè)的距離為L(zhǎng)的位置之間，設(shè)置了芯片焊盤11，以及在該芯片焊盤11上、半導(dǎo)體芯片20-1、20-2……重合的區(qū)域設(shè)置了多個(gè)縫狀的通孔14。通孔14的形狀可以采用方形、圓形、三角形、星形等各種形狀。其他結(jié)構(gòu)及制造方法與實(shí)施例1相同。
在本實(shí)施例3中，除了實(shí)施例1的效果之外，由于在芯片焊盤11中半導(dǎo)體芯片20-1、20-2……重合的區(qū)域設(shè)置了通孔14，所以具有以下效果。
在安裝半導(dǎo)體器件時(shí)，熱膨脹會(huì)引起應(yīng)力。如圖5所示，作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a從芯片焊盤11的端部11a突出來(lái)時(shí)，其應(yīng)力有集中到該突出部的傾向。但在芯片焊盤11上設(shè)置通孔14時(shí)，應(yīng)力集中到該通孔14附近。在芯片焊盤11上設(shè)置通孔14和不設(shè)置時(shí)，半導(dǎo)體器件整體的應(yīng)力不會(huì)變，但是設(shè)置通孔14時(shí)，能夠使應(yīng)力發(fā)生的場(chǎng)所集中到通孔14附近。而且，在多個(gè)半導(dǎo)體芯片20-1、20-2……疊層的部分(即重合區(qū)域)設(shè)置通孔14時(shí)，由于對(duì)多個(gè)半導(dǎo)體芯片20-1、20-2……產(chǎn)生應(yīng)力，所以即使應(yīng)力集中到通孔14附近，也能夠降低施加在每個(gè)芯片的應(yīng)力，半導(dǎo)體芯片20-1、20-2……就不會(huì)破裂。由此，通過(guò)設(shè)置通孔14，即使作為第4半導(dǎo)體芯片20-4端部的第1邊20-4a從芯片焊盤11的端部11a突出來(lái)，也能夠防止由于該突出部的應(yīng)力集中而產(chǎn)生的破壞，得到與實(shí)施例1同樣的效果。
這種通孔14設(shè)置在實(shí)施例2的芯片焊盤11上時(shí)，也能夠有同樣的作用和效果。
另外，本實(shí)施例3中，由于在與第1外部端子12的距離為L(zhǎng)的內(nèi)側(cè)和與第2外部端子13的距離為L(zhǎng)的內(nèi)側(cè)的中央設(shè)置了芯片焊盤11，所以結(jié)構(gòu)均勻，機(jī)械強(qiáng)度得到提高。
本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例1～3，可以有各種變形。例如，引線框架10、半導(dǎo)體芯片20-1～20-4、墊片30等的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、制造方法等還可以有各種改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，具有第1半導(dǎo)體芯片，表面上形成有沿著第1邊形成的第1電極焊盤、沿著與上述第1邊相對(duì)的第2邊形成的第2電極焊盤、以及沿著上述第2電極焊盤形成且與上述第1電極焊盤電連接的第3電極焊盤；第2、第3及第4半導(dǎo)體芯片，具有與上述第1半導(dǎo)體芯片相同的結(jié)構(gòu)，其中在芯片焊盤上設(shè)置有上述第1半導(dǎo)體芯片，在上述第1半導(dǎo)體芯片上設(shè)置有上述第2半導(dǎo)體芯片，露出了上述第1半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出了端部，設(shè)置有墊片，露出了上述第2半導(dǎo)體芯片的上述第1、第2及第3電極焊盤，在上述墊片上設(shè)置有上述第3半導(dǎo)體芯片，在上述第3半導(dǎo)體芯片上設(shè)置有上述第4半導(dǎo)體芯片，露出了上述第3半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤，并且突出了端部，上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間電連接，并且上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間電連接，上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤與外部端子電連接，并且上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤與外部端子電連接，用樹(shù)脂密封了上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、上述芯片焊盤、上述墊片及上述外部端子，露出了上述外部端子的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片上分別設(shè)置了內(nèi)部電路、第1輸入輸出電路以及第2輸入輸出電路；上述第1電極焊盤由多個(gè)焊盤構(gòu)成，這些焊盤與上述第1輸入輸出電路連接，對(duì)外部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，上述第2電極焊盤由多個(gè)焊盤構(gòu)成，這些焊盤與上述第2輸入輸出電路連接，對(duì)外部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，上述第3電極焊盤由兩種焊盤構(gòu)成，一種與上述內(nèi)部電路連接，并且通過(guò)上述第1輸入輸出電路與上述第1電極焊盤連接，與其他上述半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，另一種與上述內(nèi)部電路連接，并且通過(guò)上述第2輸入輸出電路與上述第2電極焊盤連接，與其他上述半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述墊片由非導(dǎo)電性硅構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述墊片的厚度與上述外部端子的厚度大致相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，被上述樹(shù)脂密封的上述外部端子的高度在上述第3半導(dǎo)體芯片背面的高度與上述第2半導(dǎo)體芯片表面的高度之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，俯視時(shí)，上述第1半導(dǎo)體芯片的端部與上述第3半導(dǎo)體芯片的端部重合，且上述第2半導(dǎo)體芯片的端部與上述第4半導(dǎo)體芯片的端部也重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，俯視時(shí)，上述第2半導(dǎo)體芯片的端部與上述第3半導(dǎo)體芯片的端部重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述芯片焊盤的端部從上述第4半導(dǎo)體芯片的端部突出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述芯片焊盤上設(shè)置有通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間由引線連接，并且上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間由引線連接，上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤由引線與上述外部端子連接，并且上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤由引線與其他的上述外部端子連接。
11.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述半導(dǎo)體器件具有第1半導(dǎo)體芯片，表面上形成有沿著第1邊形成的第1電極焊盤、沿著與上述第1邊相對(duì)的第2邊形成的第2電極焊盤、以及沿著上述第2電極焊盤形成且與上述第1電極焊盤電連接的第3電極焊盤；第2、第3及第4半導(dǎo)體芯片，具有與上述第1半導(dǎo)體芯片相同的結(jié)構(gòu)；以及芯片焊盤及設(shè)置在其附近的第1及第2外部端子，所述半導(dǎo)體器件的制造方法包括將上述第1半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述芯片焊盤上的工序，將上述第2半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述第1半導(dǎo)體芯片的表面上、露出上述第1半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤并突出端部的工序，將墊片固定在上述第2半導(dǎo)體芯片的表面上、露出上述第2半導(dǎo)體芯片的上述第1、第2及第3電極焊盤的工序，將上述第3半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述墊片上的工序，將上述第4半導(dǎo)體芯片的背面固定在上述第3半導(dǎo)體芯片的表面上、露出上述第3半導(dǎo)體芯片的上述第2及第3電極焊盤并突出端部的工序，用引線將上述第1及第2半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間連接、用引線將上述第3及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第3電極焊盤之間連接、用引線將上述第2及第4半導(dǎo)體芯片的上述各第1電極焊盤與上述第1外部端子連接、用引線將上述第1及第3半導(dǎo)體芯片的上述各第2電極焊盤與上述第2外部端子連接的工序，用樹(shù)脂密封上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片、上述芯片焊盤、上述墊片及上述第1、第2外部端子并露出上述第1、第2外部端子的一部分的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，上述第1、第2、第3、第4半導(dǎo)體芯片上分別設(shè)置了內(nèi)部電路、第1輸入輸出電路以及第2輸入輸出電路；上述第1電極焊盤由多個(gè)焊盤構(gòu)成，這些焊盤與上述第1輸入輸出電路連接，對(duì)外部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，上述第2電極焊盤由多個(gè)焊盤構(gòu)成，這些焊盤與上述第2輸入輸出電路連接，對(duì)外部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，上述第3電極焊盤由兩種焊盤構(gòu)成，一種與上述內(nèi)部電路連接，并且通過(guò)上述第1輸入輸出電路與上述第1電極焊盤連接，與其他上述半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，另一種與上述內(nèi)部電路連接，并且通過(guò)上述第2輸入輸出電路與上述第2電極焊盤連接，與其他上述半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在固定上述第3半導(dǎo)體芯片的工序中，以俯視時(shí)上述第3半導(dǎo)體芯片的端部與上述第1半導(dǎo)體芯片的端部重合的方式將上述第3半導(dǎo)體芯片固定在上述第2半導(dǎo)體芯片上；在固定上述第4半導(dǎo)體芯片的工序中，以俯視時(shí)上述第4半導(dǎo)體芯片的端部與上述第2半導(dǎo)體芯片的端部重合的方式將上述第4半導(dǎo)體芯片固定在上述第3半導(dǎo)體芯片上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在固定上述第3半導(dǎo)體芯片的工序中，以俯視時(shí)上述第3半導(dǎo)體芯片的端部與上述第2半導(dǎo)體芯片的端部重合的方式將上述第3半導(dǎo)體芯片固定在上述第2半導(dǎo)體芯片上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11～14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在固定上述第4半導(dǎo)體芯片的工序中，以使上述芯片焊盤的端部從上述第4半導(dǎo)體芯片的端部突出來(lái)的方式將上述第4半導(dǎo)體芯片固定在上述第3半導(dǎo)體芯片上。
16.根據(jù)權(quán)利要求11～15中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，上述墊片由非導(dǎo)電性硅構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求11～16中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，上述墊片的厚度與上述第1、第2外部端子的厚度大致相同。
18.根據(jù)權(quán)利要求11～17中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，由上述樹(shù)脂密封的上述第1、第2外部端子的高度在上述第3半導(dǎo)體芯片背面的高度與上述第2半導(dǎo)體芯片表面的高度之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求11～18中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，上述芯片焊盤上設(shè)置了通孔。
全文摘要
本發(fā)明謀求半導(dǎo)體芯片疊層型半導(dǎo)體器件中縱橫尺寸的小型化。在引線框架(10)的芯片搭載用芯片焊盤(11)上錯(cuò)開(kāi)地疊層了第1、第2、第3、第4這4層半導(dǎo)體芯片(20－1～20－4)，中間插入了絕緣性墊片(30)，而且都容納在該芯片焊盤(11)內(nèi)，整體由樹(shù)脂密封部件(40)密封。上側(cè)的半導(dǎo)體芯片(20－2、20－4)與下側(cè)的半導(dǎo)體芯片(20－1、20－3)之間的信號(hào)的收發(fā)通過(guò)由引線(31)連接的多個(gè)電極焊盤進(jìn)行。第2及第3半導(dǎo)體芯片(20－2、20－3)端部的第1邊(20－2a、20－3a)重合設(shè)置。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1858907SQ200610068050
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日
發(fā)明者吉田裕一 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社