(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する基板と、この基板の上記凹部内に搭載されワイヤまたは突起電極により上記基板に接続された第一の半導体チップと、上記基板の上記凹部周縁に配設された熱可塑性樹脂よりなる異方性導電フィルムと、裏面に突起電極を有し、上記基板上に上記凹部を覆うように搭載された第二の半導体チップを備え、上記第二の半導体チップは、上記突起電極及び上記異方性導電フィルムにより上記基板にフリップチップ接続されており、上記第一の半導体チップは、上記異方性導電フィルムにより封止されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第一の半導体チップを基板の凹部内に載置し、上記第一の半導体チップの端子と上記基板の端子を接続する工程、
上記基板の上記凹部周縁に熱可塑性樹脂よりなる異方性導電フィルムを貼り付ける工程、
第二の半導体チップ裏面の所定箇所に突起電極を形成する工程、
上記第二の半導体チップを上記基板の上記凹部を覆うように載置し、上記突起電極及び上記異方性導電フィルムにより上記第二の半導体チップを上記基板にフリップチップ接続すると共に、上記異方性導電フィルムにて上記第一の半導体チップを封止する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを異方性導電フィルムを用いたフリップチップ接続により基板に接続した半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の一般的な半導体装置の封止方法を示す断面図である。図において、２は半導体チップ、３は半導体チップ２の端子（図示せず）とパッケージ７の端子（図示せず）を接続するワイヤ、８はキャップ、９は封止剤をそれぞれ示している。この従来方法は、半田や樹脂等の封止剤９を用いてキャップ８をパッケージ７に固定するものであり、キャップ８をパッケージ７上に載せた状態でキュアすることにより封止が完了する。また、図４は従来の他の半導体装置の封止方法を示す断面図である。図において、１は基板、３は半導体チップ２の端子と基板１の端子を接続するワイヤ、４は外部用の半田ボール、１０はポッティング剤を示している。この従来方法では、ワイヤ・ウエッジボンディングを行った半導体チップ２をポッティング剤１０により封止し、外部からの応力に対する強度を確保している。
【０００３】
さらに、図５は特開平１１−５４６４８号広報にて提示された複数の半導体チップを搭載したマルチチップモジュールを示している。図において、２は半導体チップ、５はバンプ、６は異方性導電フィルム（Anisotropic conductive film ）、１１はパッケージ基板、１２は外部バンプ、２２はマザーチップである。この例では、マザーチップ２２と半導体チップ２、及びマザーチップ２２とパッケージ基板１１が異方性導電フィルム６を用いてフリップチップ接続されており、フリップチップの接続部に対して封止材を用いた封止を行わなくて済むため、封止工程を簡略化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すような従来の封止方法では、キュア中にキャップ８のずれが生じることがあり、封止が完全に行われないという問題があった。また、図４に示す従来方法では、ポッティング剤１０の硬化に時間を要するという問題があった。さらに、ポッティング剤１０の量が少ない場合にはワイヤ３が露出し、量が多い場合には他の部分に流れてしまうという問題があり、厳密な調整が必要であった。さらに、これらの従来の封止方法では、半導体チップ２の実装と封止はそれぞれ別の工程で作業が行われており、コスト高となっていた。また、半導体装置に封止用のスペースを確保する必要があるため、半導体装置の小型化が困難であった。
また、特開平１１−５４６４８号広報にて提示されたマルチチップモジュールでは、マザーチップ２２の実装後でなければマザーチップ２２に実装された半導体チップ２の良否が判定できないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、半導体装置の実装工程及び封止工程を簡略化しコストの低減を図ると共に、半導体装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる半導体装置は、凹部を有する基板と、この基板の上記凹部内に搭載されワイヤまたは突起電極により基板に接続された第一の半導体チップと、基板の凹部周縁に配設された熱可塑性樹脂よりなる異方性導電フィルムと、裏面に突起電極を有し、基板上に凹部を覆うように搭載された第二の半導体チップを備え、第二の半導体チップは、突起電極及び異方性導電フィルムにより基板にフリップチップ接続されており、第一の半導体チップは、異方性導電フィルムにより封止されているものである。
【０００７】
また、本発明に係わる半導体装置の製造方法は、第一の半導体チップを基板の凹部内に載置し、第一の半導体チップの端子と基板の端子を接続する工程と、基板の凹部周縁に熱可塑性樹脂よりなる異方性導電フィルムを貼り付ける工程と、第二の半導体チップ裏面の所定箇所に突起電極を形成する工程と、第二の半導体チップを基板の凹部を覆うように載置し、突起電極及び異方性導電フィルムにより第二の半導体チップを基板にフリップチップ接続すると共に、異方性導電フィルムにて第一の半導体チップを封止する工程を含んで製造するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１である半導体装置を示す断面図である。図において、１は凹部１ａを有する基板、２ａは基板１の凹部１ａ内に搭載された第一の半導体チップで、本実施の形態では第一の半導体チップ２ａの端子（図示せず）と基板１の端子（図示せず）はワイヤ３にて接続されている。また、２ｂは裏面に突起電極であるバンプ５を有し、基板１上に凹部１ａを覆うように搭載された第二の半導体チップ、４は基板１の裏面に形成された外部用の半田ボール、６は基板１の凹部１ａ周縁に配設された熱可塑性樹脂よりなるフィルムで、本実施の形態では異方性導電フィルム（Anisotropic conductive film ）を用いている。
本実施の形態は、基板１の凹部１ａ内に搭載された第一の半導体チップ２ａと、基板１上に凹部１ａを覆うように搭載された第二の半導体チップ２ｂを備えた半導体装置において、第二の半導体チップ２ｂをバンプ５及び異方性導電フィルム６により基板１にフリップチップ接続すると共に、第一の半導体チップ２ａを異方性導電フィルム６により封止するものである。
【０００９】
本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。まず、第一の半導体チップ２ａを基板１の凹部１ａ内に載置し、第一の半導体チップ２ａの端子と基板１の端子をワイヤ３にて接続する。次に、基板１の凹部１ａ周縁の所定箇所に異方性導電フィルム６を貼り付ける。続いて、第二の半導体チップ２ｂ裏面の所定箇所にバンプ５を形成する。その後、第二の半導体チップ２ｂを基板１の凹部１ａを覆うように載置し、バンプ５を基板１の凹部１ａ周縁に設けられた端子（図示せず）に整合した状態で加熱及び加圧する。これにより、熱可塑性樹脂よりなる異方性導電フィルム６が軟化し、フィルム内の導電性粒子同士が接触するため、第二の半導体チップ２ｂのバンプ５が基板１の端子に電気的に接続される。その後、異方性導電フィルム６は硬化し、第二の半導体チップ２ｂは基板１に機械的に接続された状態となる。その結果、バンプ５及び異方性導電フィルム６により第二の半導体チップ２ｂが基板１にフリップチップ接続されると共に、異方性導電フィルム６にて第一の半導体チップ２ａが封止される。
【００１０】
本実施の形態における半導体チップ２ａは、外部からの応力に弱いワイヤ・ウエッジボンディングにより基板１に接続されており、封止が必要である。本実施の形態によれば、基板１と半導体チップ２ｂの接続を完了すると同時に、半導体チップ２ａの封止を完了することができるため、従来の実装工程と封止工程が簡略化され、コストを低減することができる。また、封止用のスペースを確保する必要がないため、半導体装置の小型化が図られる。さらに、半導体チップ２ａの良否を確認後、半導体チップ２ｂを実装することができるため、複数の半導体チップを搭載する半導体装置としては高い歩留まりで製造できる。
【００１１】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２である半導体装置を示す断面図である。図において、２ｃは第一の半導体チップ、５ｃは第一の半導体チップ２ｃの裏面に形成された突起電極であるバンプである。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。本実施の形態は、第一の半導体チップ２ｃがバンプ５ｃにより基板１の端子（図示せず）に接続されていること以外は上記実施の形態１と同様の構造及び製造方法である。
上記実施の形態１では、外部からの応力に弱いワイヤ・ウエッジボンディングにより基板１に接続された第一の半導体チップ２ａを封止するために本発明を適用したが、本実施の形態のようにフリップチップ接続が用いられた第一の半導体チップ２ｃを封止する際にも同様に適用することができ、工程の簡略化によるコスト低減、半導体装置の小型化等の効果が得られる。
【００１２】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２では、第二の半導体チップ２ｂと基板１の接続及び第一の半導体チップ２ａ（２ｃ）の封止に用いる熱可塑性樹脂よりなるフィルムとして異方性導電フィルム６を用いたが、非導電性フィルム（Non conductive film ）を用いる半導体装置の場合にも本発明は適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板の凹部内に搭載された第一の半導体チップと、基板上に凹部を覆うように搭載された第二の半導体チップを備えた半導体装置において、第二の半導体チップを突起電極及び熱可塑性樹脂よりなるフィルムにより基板にフリップチップ接続すると共に、第一の半導体チップをフィルムにより封止するようにしたので、従来の実装工程と封止工程が簡略化され、コストを低減することができる。さらに、封止用のスペースを確保する必要がないため、半導体装置の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１である半導体装置を示す断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態２である半導体装置を示す断面図である。
【図３】  従来の半導体装置を示す断面図である。
【図４】  従来の他の半導体装置を示す断面図である。
【図５】  従来の他の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  基板、１ａ  凹部、２  半導体チップ、
２ａ、２ｃ  第一の半導体チップ、２ｂ  第二の半導体チップ、
３  ワイヤ、４  半田ボール、５、５ｃ  バンプ、６  異方性導電フィルム、
７  パッケージ、８  キャップ、９  封止剤、１０  ポッティング剤、
１１  パッケージ基板、１２  外部バンプ、２２  マザーチップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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