JP3349058B2 - 複数のicチップを備えた半導体装置の構造 - Google Patents
複数のicチップを備えた半導体装置の構造Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一つのICチップ
の上面に、別のICチップを積み重ねて接続することに
よって、集積度を高めるようにした半導体装置に関する
ものである。
の上面に、別のICチップを積み重ねて接続することに
よって、集積度を高めるようにした半導体装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】最近、ICチップを使用した半導体装置
における集積度を高めるために、一つのICチップの上
面に、別のICチップを積み重ね、この別のICチップ
を前記一つのICチップに対して、当該別のICチップ
の周囲に沿って適宜ピッチの間隔で設けた複数個のバン
プにて電気的に接続することが提案されている。
における集積度を高めるために、一つのICチップの上
面に、別のICチップを積み重ね、この別のICチップ
を前記一つのICチップに対して、当該別のICチップ
の周囲に沿って適宜ピッチの間隔で設けた複数個のバン
プにて電気的に接続することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一つの上面に
積み重ねた別のICチップを、その周囲に沿って設けた
複数個のバンプにて、前記一つのICチップに対して電
気的に接続するように構成した場合、前記別のICチッ
プのうち前記各バンプより内側の中心部分には、前記一
つのICチップとの間に隙間ができ、換言すると、前記
別のICチップと、その周囲に設けた各バンプにて一つ
のICチップに対して支持されていることにより、この
別のICチップは、当該別のICチップのうち前記各バ
ンプより内側の中心部分に一つのICチップに向かう方
向の外力を受けたときにおいて、前記中心部分が一つの
ICチップに接近するように湾曲変形し易く形態になっ
ており、また、前記一つのICチップも、当該一つのI
Cチップのうち前記各バンプより内側の中心部分に別の
ICチップに向かう方向の外力を受けたときにおいて、
前記中心部分が別のICチップに接近するように湾曲変
形し易い形態になっているから、前記別のICチップ又
は一つのICチップに割れが発生するばかりか、これら
両ICチップのうち互いに対向する面に形成されている
各種の回路素子にダメージを及ぼすことが多発すると言
う問題があり、特に、これらの問題は、前記一つのIC
チップの上面に積み重ね接続する別のICチップにおけ
る大型化に比例して増大するのであった。
積み重ねた別のICチップを、その周囲に沿って設けた
複数個のバンプにて、前記一つのICチップに対して電
気的に接続するように構成した場合、前記別のICチッ
プのうち前記各バンプより内側の中心部分には、前記一
つのICチップとの間に隙間ができ、換言すると、前記
別のICチップと、その周囲に設けた各バンプにて一つ
のICチップに対して支持されていることにより、この
別のICチップは、当該別のICチップのうち前記各バ
ンプより内側の中心部分に一つのICチップに向かう方
向の外力を受けたときにおいて、前記中心部分が一つの
ICチップに接近するように湾曲変形し易く形態になっ
ており、また、前記一つのICチップも、当該一つのI
Cチップのうち前記各バンプより内側の中心部分に別の
ICチップに向かう方向の外力を受けたときにおいて、
前記中心部分が別のICチップに接近するように湾曲変
形し易い形態になっているから、前記別のICチップ又
は一つのICチップに割れが発生するばかりか、これら
両ICチップのうち互いに対向する面に形成されている
各種の回路素子にダメージを及ぼすことが多発すると言
う問題があり、特に、これらの問題は、前記一つのIC
チップの上面に積み重ね接続する別のICチップにおけ
る大型化に比例して増大するのであった。
【0004】本発明は、この問題を解消できるようにし
た半導体装置の構造を提供することを技術的課題とする
ものである。
た半導体装置の構造を提供することを技術的課題とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明に係る半導体装置は、「一つのICチップ
の上面に別のICチップを積み重ね、これら両チップに
は、前記別のICチップの周囲に沿うように適宜間隔で
バンプを設け、前記別のICチップを、前記一つのIC
チップに対して、その間に介挿した導電粒子入り接着フ
ィルムにて、前記各バンプが当該接着フィルムを圧縮変
形するように接着して成り、前記一つのICチップが前
記別のICチップに相対する面のうち前記各バンプより
内側の中心部分に、少なくとも一つ以上の捨てバンプを
設け、前記別のICチップが前記一つのICチップに相
対する面のうち前記各バンプより内側の中心部分にも、
少なくとも一つ以上の捨てバンプを設ける。」と言う構
成にした。
るため本発明に係る半導体装置は、「一つのICチップ
の上面に別のICチップを積み重ね、これら両チップに
は、前記別のICチップの周囲に沿うように適宜間隔で
バンプを設け、前記別のICチップを、前記一つのIC
チップに対して、その間に介挿した導電粒子入り接着フ
ィルムにて、前記各バンプが当該接着フィルムを圧縮変
形するように接着して成り、前記一つのICチップが前
記別のICチップに相対する面のうち前記各バンプより
内側の中心部分に、少なくとも一つ以上の捨てバンプを
設け、前記別のICチップが前記一つのICチップに相
対する面のうち前記各バンプより内側の中心部分にも、
少なくとも一つ以上の捨てバンプを設ける。」と言う構
成にした。
【0006】
【発明の作用・効果】このように構成することにより、
両ICチップが、当該両ICチップのうち各バンプより
内側の中心部分に外力を受けて、前記各中心部分が互い
に接近するように湾曲変形しても、この湾曲変形を、前
記各中心部分に少なくとも一つ以上設けた捨てバンプと
接着フィルムとにて小さい値にとどめることができる
か、前記の湾曲変形を皆無にすることができるのであ
る。
両ICチップが、当該両ICチップのうち各バンプより
内側の中心部分に外力を受けて、前記各中心部分が互い
に接近するように湾曲変形しても、この湾曲変形を、前
記各中心部分に少なくとも一つ以上設けた捨てバンプと
接着フィルムとにて小さい値にとどめることができる
か、前記の湾曲変形を皆無にすることができるのであ
る。
【0007】従って、本発明によると、一つのICチッ
プの上面に、接着フィルムを介して別のICチップを積
み重ねて、両ICチップにおけるバンプの相互間を、接
着フィルム内の導電粒子を介して電気的に接続する場合
において、両ICチップを大きくしても、これら両IC
チップに及ぶ外力のために、両ICチップが割れるこ
と、及び、両ICチップにおける回路素子にダメージを
及ぼすことを確実に低減できる効果を有する。
プの上面に、接着フィルムを介して別のICチップを積
み重ねて、両ICチップにおけるバンプの相互間を、接
着フィルム内の導電粒子を介して電気的に接続する場合
において、両ICチップを大きくしても、これら両IC
チップに及ぶ外力のために、両ICチップが割れるこ
と、及び、両ICチップにおける回路素子にダメージを
及ぼすことを確実に低減できる効果を有する。
【0008】特に、「請求項2」に記載したように、前
記捨てバンプを、電気接続用バンプに構成することによ
り、両ICチップの相互間を電気的に接続するバンプの
一部を利用して両ICチップの湾曲変形を小さく又は皆
無にできるから、バンプの数を多くすることを回避でき
る利点がある。
記捨てバンプを、電気接続用バンプに構成することによ
り、両ICチップの相互間を電気的に接続するバンプの
一部を利用して両ICチップの湾曲変形を小さく又は皆
無にできるから、バンプの数を多くすることを回避でき
る利点がある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1〜図6の図面について説明する。この図において、符
号1は、平面において略矩形に形成したチップマウント
部1aと、このチップマウント部1aにおける四つの各
辺から外向きに延びる複数本のリード端子1bとを備え
た金属板製のリードフレームを示す。
1〜図6の図面について説明する。この図において、符
号1は、平面において略矩形に形成したチップマウント
部1aと、このチップマウント部1aにおける四つの各
辺から外向きに延びる複数本のリード端子1bとを備え
た金属板製のリードフレームを示す。
【0010】符号2は、前記リードフレーム1における
チップマウント1aの上面にダイボンディングされる一
つのICチップを示し、この一つのICチップ2は、平
面視において矩形状に形成され、その上面には、中心部
分に図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素
子の多数個が形成されていると共に、外側の部分に、外
部への接続用電極パッド1aの複数個が周囲に沿って適
宜間隔で形成され、この外部への接続用電極パッド1a
の内側に、複数個の接続用電極パッド1bが周囲に沿っ
て適宜間隔で形成されている。
チップマウント1aの上面にダイボンディングされる一
つのICチップを示し、この一つのICチップ2は、平
面視において矩形状に形成され、その上面には、中心部
分に図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素
子の多数個が形成されていると共に、外側の部分に、外
部への接続用電極パッド1aの複数個が周囲に沿って適
宜間隔で形成され、この外部への接続用電極パッド1a
の内側に、複数個の接続用電極パッド1bが周囲に沿っ
て適宜間隔で形成されている。
【0011】また、符号4は、前記一つのICチップ2
の上面に積み重ねられる別のICチップを示し、この別
のICチップ4は、前記一つのICチップ2よりも小さ
い寸法の矩形状に形成され、その下面には、中心部分に
図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素子の
多数個が形成されていると共に、外側の部分に、接続用
電極パッド4aの複数個が、当該別のICチップ4にお
ける周囲に沿って適宜間隔で形成され、この各接続用電
極パッド4aの各々には、一つのICチップ2に向かっ
て突出するバンプ4bが設けられ、更に、前記別のIC
チップ4の下面のうちその周囲における前記各接続用電
極パッド4aよりも内側の中心部分には、少なくとも一
つ以上(本実施形態では四個)の捨てバンプ3が、前記
一つのICチップ2に向かって突出するように設けられ
ている。
の上面に積み重ねられる別のICチップを示し、この別
のICチップ4は、前記一つのICチップ2よりも小さ
い寸法の矩形状に形成され、その下面には、中心部分に
図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素子の
多数個が形成されていると共に、外側の部分に、接続用
電極パッド4aの複数個が、当該別のICチップ4にお
ける周囲に沿って適宜間隔で形成され、この各接続用電
極パッド4aの各々には、一つのICチップ2に向かっ
て突出するバンプ4bが設けられ、更に、前記別のIC
チップ4の下面のうちその周囲における前記各接続用電
極パッド4aよりも内側の中心部分には、少なくとも一
つ以上(本実施形態では四個)の捨てバンプ3が、前記
一つのICチップ2に向かって突出するように設けられ
ている。
【0012】更にまた、符号5は、前記一つのICチッ
プ2における上面と、前記別のICチップ4の下面との
間に介挿した接着フィルムを示し、この両接着フィルム
5には、導電粒子が混入されている。そして、前記一つ
のICチップ2を、前記リードフレーム1におけるチッ
プマウント部1aの上面に、図3に示すように、一つの
ICチップ2をダイボンディングしたのち、この一つの
ICチップ2の上面に対して、別のICチップ4を、そ
の間に接着フィルム5を挟んで押圧する。
プ2における上面と、前記別のICチップ4の下面との
間に介挿した接着フィルムを示し、この両接着フィルム
5には、導電粒子が混入されている。そして、前記一つ
のICチップ2を、前記リードフレーム1におけるチッ
プマウント部1aの上面に、図3に示すように、一つの
ICチップ2をダイボンディングしたのち、この一つの
ICチップ2の上面に対して、別のICチップ4を、そ
の間に接着フィルム5を挟んで押圧する。
【0013】この押圧により、前記接着フィルム5は、
両ICチップ2,4に対して接着するから、この接着フ
ィルム5を介して両ICチップ2,4を互いに接着でき
るのであり、これと同時に、この接着フィルム5のうち
別のICチップ4における各接続用電極パッド4aに設
けたバンプ4bに該当する部分が、このバンプ4bに
て、図4及び図5に示すように、部分的に強く圧縮変形
されることになり、この強く圧縮変形される部分では、
これに混入した導電粒子が互いに接触することになり、
その結果、前記接着フィルム5のうち前記のように強く
圧縮変形される部分が、厚さ方向についてのみ導電性を
呈することになるから、前記別のICチップ4における
各接続用電極パッド4aと、前記一つのICチップ2の
上面に設けられている各接続用電極パッド2bとの相互
間を、前記接着フィルム5を介して電気的に接続するこ
とができる。
両ICチップ2,4に対して接着するから、この接着フ
ィルム5を介して両ICチップ2,4を互いに接着でき
るのであり、これと同時に、この接着フィルム5のうち
別のICチップ4における各接続用電極パッド4aに設
けたバンプ4bに該当する部分が、このバンプ4bに
て、図4及び図5に示すように、部分的に強く圧縮変形
されることになり、この強く圧縮変形される部分では、
これに混入した導電粒子が互いに接触することになり、
その結果、前記接着フィルム5のうち前記のように強く
圧縮変形される部分が、厚さ方向についてのみ導電性を
呈することになるから、前記別のICチップ4における
各接続用電極パッド4aと、前記一つのICチップ2の
上面に設けられている各接続用電極パッド2bとの相互
間を、前記接着フィルム5を介して電気的に接続するこ
とができる。
【0014】この状態で、前記接着フィルム5を乾燥・
硬化することにより、両ICチップ2,4を、その間を
電気的に接続した状態のもとで、一体的に結合できるの
である。この場合において、前記別のICチップ4は、
その周囲に設けた各バンプ4bを介して一つのICチッ
プ2に対して支持されると言う形態になっていることに
より、前記別のICチップ4における下面のうちその周
囲の各接続用電極パッド4aよりも内側の中心部分に捨
てバンプ3が設けられていないときには、前記別のIC
チップ4のうち前記各バンプより内側の中心部分に一つ
のICチップ2に向かう方向の外力を受けたときにおい
て、前記中心部分が一つのICチップ2に接近するよう
に容易に湾曲変形することになるから、当該別のICチ
ップ4又は一つのICチップ2に割れが発生したり、こ
れら両ICチップ2,4のうち互いに対向する面に形成
されている各種の回路素子にダメージを及ぼしたりする
ことが多発するのである。
硬化することにより、両ICチップ2,4を、その間を
電気的に接続した状態のもとで、一体的に結合できるの
である。この場合において、前記別のICチップ4は、
その周囲に設けた各バンプ4bを介して一つのICチッ
プ2に対して支持されると言う形態になっていることに
より、前記別のICチップ4における下面のうちその周
囲の各接続用電極パッド4aよりも内側の中心部分に捨
てバンプ3が設けられていないときには、前記別のIC
チップ4のうち前記各バンプより内側の中心部分に一つ
のICチップ2に向かう方向の外力を受けたときにおい
て、前記中心部分が一つのICチップ2に接近するよう
に容易に湾曲変形することになるから、当該別のICチ
ップ4又は一つのICチップ2に割れが発生したり、こ
れら両ICチップ2,4のうち互いに対向する面に形成
されている各種の回路素子にダメージを及ぼしたりする
ことが多発するのである。
【0015】これに対し、前記したように、別のICチ
ップ4における下面のうちその周囲の各接続用電極パッ
ド4aよりも内側の中心部分に捨てバンプ3を設けると
言う構成にすることにより、両ICチップ2,4が、当
該両ICチップ2,4のうちその周囲における各バンプ
4bより内側の中心部分に外力を受けて、前記中心部分
が互いに接近するように湾曲変形しても、この湾曲変形
を、前記中心部分に貼着した軟質フィルム5及び捨てバ
ンプ3にて小さい値にとどめることができるか、或い
は、前記の湾曲変形を皆無にすることができるのであ
る。
ップ4における下面のうちその周囲の各接続用電極パッ
ド4aよりも内側の中心部分に捨てバンプ3を設けると
言う構成にすることにより、両ICチップ2,4が、当
該両ICチップ2,4のうちその周囲における各バンプ
4bより内側の中心部分に外力を受けて、前記中心部分
が互いに接近するように湾曲変形しても、この湾曲変形
を、前記中心部分に貼着した軟質フィルム5及び捨てバ
ンプ3にて小さい値にとどめることができるか、或い
は、前記の湾曲変形を皆無にすることができるのであ
る。
【0016】なお、前記実施の形態は、一つのICチッ
プ2の別のICチップ4との相互間をその周囲において
電気的に接続する各バンプ4bを、別のICチップ4に
おける各接続用電極パッド4a側に設ける一方、前記両
ICチップ2,4の湾曲変形を小さく規制するか皆無に
するための捨てバンプ3を、別のICチップ4側に設け
た場合を示したが、本発明はこれに限らず、前記バンプ
4bを、一つのICチップ2における各接続用電極パッ
ド2b側に設けたり、或いは、一つのICチップ2にお
ける各接続用電極パッド2bと別のICチップ4におけ
る各接続用電極パッド4aとの両方に設けるようにして
も良く、また、前記捨てバンプ3を、一つのICチップ
2側に貼着したり、或いは、両ICチップ2,4の両方
に設けるように構成しても良いことは言うまでもない。
プ2の別のICチップ4との相互間をその周囲において
電気的に接続する各バンプ4bを、別のICチップ4に
おける各接続用電極パッド4a側に設ける一方、前記両
ICチップ2,4の湾曲変形を小さく規制するか皆無に
するための捨てバンプ3を、別のICチップ4側に設け
た場合を示したが、本発明はこれに限らず、前記バンプ
4bを、一つのICチップ2における各接続用電極パッ
ド2b側に設けたり、或いは、一つのICチップ2にお
ける各接続用電極パッド2bと別のICチップ4におけ
る各接続用電極パッド4aとの両方に設けるようにして
も良く、また、前記捨てバンプ3を、一つのICチップ
2側に貼着したり、或いは、両ICチップ2,4の両方
に設けるように構成しても良いことは言うまでもない。
【0017】更にまた、前記捨てバンプ3を、前記別の
ICチップ4の周囲に設けた各バンプ4bと同様に、両
ICチップ2,4の相互間を電気的に接続するものに構
成しても良いのである。このようにして、一つのICチ
ップ2をリードフレーム1にダイボンディングし、この
一つのICチップ2に対して別にICチップ4を固着す
ると、図6に示すように、前記一つのICチップ2にお
ける周囲の各接続用電極パッド1aと、リードフレーム
1における各リード端子1bとの間を細い金属線6にて
ワイヤボンディングしたのち、前記両ICチップ2,4
の全体を、二点鎖線で示すように、熱硬化性合成樹脂の
トランスファ成形によるパッケージ体7にて密封する。
ICチップ4の周囲に設けた各バンプ4bと同様に、両
ICチップ2,4の相互間を電気的に接続するものに構
成しても良いのである。このようにして、一つのICチ
ップ2をリードフレーム1にダイボンディングし、この
一つのICチップ2に対して別にICチップ4を固着す
ると、図6に示すように、前記一つのICチップ2にお
ける周囲の各接続用電極パッド1aと、リードフレーム
1における各リード端子1bとの間を細い金属線6にて
ワイヤボンディングしたのち、前記両ICチップ2,4
の全体を、二点鎖線で示すように、熱硬化性合成樹脂の
トランスファ成形によるパッケージ体7にて密封する。
【0018】次いで、前記各リード端子1bを、リード
フレーム1から切り離したのち、図6に二点鎖線で示す
ように、折り曲げることにより、半導体装置の完成品に
するのである。
フレーム1から切り離したのち、図6に二点鎖線で示す
ように、折り曲げることにより、半導体装置の完成品に
するのである。
【図1】本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図2】図1の縦断正面図である。
【図3】リードフレームに対して一つのICチップを固
着した状態を示す縦断正面図である。
着した状態を示す縦断正面図である。
【図4】前記一つのICチップに対して別のICチップ
を固着した状態を示す縦断正面図である。
を固着した状態を示す縦断正面図である。
【図5】図4の要部拡大図である。
【図6】半導体装置の縦断正面図である。
1 リードフレーム 1b リード端子 2 一つのICチップ 2a,2b 接続用電極パッド 3 捨てバンプ 4 別のICチップ 4a 接続用電極パッド 4b バンプ 5 接着フィルム 6 金属線 7 パッケージ体
Claims (2)
- 【請求項1】一つのICチップの上面に別のICチップ
を積み重ね、これら両チップには、前記別のICチップ
の周囲に沿うように適宜間隔でバンプを設け、前記別の
ICチップを、前記一つのICチップに対して、その間
に介挿した導電粒子入り接着フィルムにて、前記各バン
プが当該接着フィルムを圧縮変形するように接着して成
り、 前記一つのICチップが前記別のICチップに相対する
面のうち前記各バンプより内側の中心部分に、少なくと
も一つ以上の捨てバンプを設け、前記別のICチップが
前記一つのICチップに相対する面のうち前記各バンプ
より内側の中心部分にも、少なくとも一つ以上の捨てバ
ンプを設けたことを特徴とする複数のICチップを備え
た半導体装置の構造。 - 【請求項2】捨てバンプの一部又は全部を、電気接続用
のバンプに構成したことを特徴とする請求項1に記載し
た複数のICチップを備えた半導体装置の構造。
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