(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ；
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードと、前記半導体チップの中で最下部に配置された一つの半導体チップに取り付けられた前記インナーリードのみから延長されて基板に実装されるアウタリードとからなる複数のリードフレーム；
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ；及び
前記アウタリードと各突出部が露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤を含み、
前記封止剤から露出した各リードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージ。
【請求項２】
前記各突出部は、半田ペーストまたは伝導性エポキシを介して取り付けられることを特徴とする請求項１記載のスタックパッケージ。
【請求項３】
少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ；
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードだけからなる複数のリードフレーム；
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ；
前記各リードフレームの突出部だけが露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤；及び、
前記複数のリードフレームの最下部に配置されて前記封止剤から露出したリードフレームの突出部にマウントした半田ボールを含み、
前記半田ボールをマウントしないリードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ、特に一つのパッケージが少なくとも二つの半導体チップを積層(stack)してなるスタックパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メモリーチップの容量増大化が盛んに進行されている。現在、１２８Ｍ
ＤＲＡＭの量産段階にあり、２５６Ｍ ＤＲＡＭの量産も近い。
【０００３】
一般に、メモリーチップの容量増大、則ち高集積化の達成方法として、限定された半導体チップの空間内に多数のセルを製造できる技術が開示されている。しかし、このような方法は精密な微細線幅を要求する等、高難度の技術及び多くの開発時間を必要とする。よって、最近、より容易に高集積化が達成できるスタッキング(Stacking)技術が開発され、これに関する研究が盛んに進められている。
【０００４】
半導体業界におけるスタッキングとは、少なくとも二つの半導体チップを垂直に積上げてメモリー容量を倍加させる技術である。こうしたスタッキングによれば、例えば２個の６４Ｍ  ＤＲＡＭ素子を積層して１２８Ｍ ＤＲＡＭを、また２個の１２８Ｍ ＤＲＡＭ素子を積層して２５６Ｍ  ＤＲＡＭを構成できる。
【０００５】
前記のスタッキングによるパッケージの典型的な例を、図１を参照しながら説明する。
同図に示すように、ボンディングパッドを上面に配置した半導体チップ１に、リードフレーム２のインナーリード２１を接着剤で取り付ける。インナーリード２１とボンディングパッドは金属ワイヤ３によって連結している。リードフレーム２のアウタリード２２が左右両側に突出するように全体を封止剤４でモールドする。
【０００６】
このような一つのパッケージ上に同一構造のパッケージを積層する。すなわち、上部に積層されたパッケージのアウタリード２２は、下部パッケージのリードフレーム２の中間に接合されて電気的に連結している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のスタックパッケージは、全体厚さが厚すぎるという欠点がある。また、上部パッケージの電気的信号は、上部パッケージのアウタリードを通じて下部パッケージのリードフレームを経ねばならないので、電気的な信号経路が長すぎるという欠点もある。特に、上下部パッケージのリードをハンダ付けで接合するが、このハンダ付け不良によって接続不良が頻繁に引き起こされるという問題があった。
【０００８】
これを解消するため、図２に示すスタックパッケージが提示された。同図に示すように、上下部半導体チップ１ｂ、１ａの各裏面は接着剤により接着されている。上部半導体チップ１ｂの上面に上部リードフレーム２ｂのインナーリード２１ｂを取り付け、金属ワイヤ３ｂによりインナーリード２１ｂとボンディングパッドとを電気的に連結している。また、下部半導体チップ１ａの下面に下部リードフレーム２ａのインナーリード２１ａを取り付け、金属ワイヤ３ａによりインナーリード２１ａとボンディングパッドとを電気的に連結している。上部リードフレーム２ｂのアウタリード２２ｂは下部リードフレーム２ａの中間部にボンディングされており、下部リードフレーム２ａのアウタリード２２ａは両側に突出するように、全体を封止剤４でモールドしている。
【０００９】
前記の従来のスタックパッケージは、電気的信号の伝達経路を短くすることが可能である。しかし、上下部リードフレーム２ａ、２ｂの連結した部分が封止剤４の内部に位置しているため、ある一つの半導体チップに不良が発生すると、２個の半導体チップとも不良として処理されるという問題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、電気的信号の伝達経路の短縮と共に、半導体チップを容易に分離できるようにすることで、ある一つの半導体チップに不良が発生しても、全体の半導体チップを廃棄しなくていいスタックパッケージを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明によるスタックパッケージは次のような構成からなる。
すなわち、少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ；
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードと、前記半導体チップの中で最下部に配置された一つの半導体チップに取り付けられた前記インナーリードのみから延長されて基板に実装されるアウタリードとからなる複数のリードフレーム；
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ；及び
前記アウタリードと各突出部が露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤を含み、
前記封止剤から露出した各リードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージである。
【００１２】
また、本発明は、少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ；
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードだけからなる複数のリードフレーム；前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ；前記各リードフレームの突出部だけが露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤；及び、前記複数のリードフレームの最下部に配置されて前記封止剤から露出したリードフレームの突出部にマウントした半田ボールを含み、前記半田ボールをマウントしないリードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージである。ここで、リードフレームは、アウターリードを持たず、その代わりにリードフレームで上部に延長された突出部を下向きに配置し、この突出部に基板に実装される半田ボールをマウントするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の上述の様な構造によれば２個のパッケージが積層される。すなわち、各リードフレームのインナーリードで上部に向かって形成された突出部を互いに連結したり、または下部に向かって形成された突出部を互いに連結したりし、各リードフレームが電気的に連結したスタックパッケージを形成する。
【００１４】
本発明の構成によれば、各リードフレームに形成される突出部間の連結によってパッケージが積層されることにより、ある一つの半導体チップに不良が発生しても、突出部間の連結を分離するだけで各パッケージを容易に分離できるので、他の半導体チップは使用が可能となる。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を実施例をあげて説明する。
［実施例１］
図３乃至図１２は、本発明によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、各図の（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。以下の説明では各添付図に（ａ）、（ｂ）を省略して説明する。
まず、図３に示すように、インナーリード３１とアウタリード３２とからなるリードフレーム３０を製作する。インナーリード３１には下向き突出部３３と上向き突出部３４とをそれぞれ形成する。より詳しくは、下向き突出部３３はインナーリード３１の内側部分に形成され、上向き突出部３４はアウタリード３２につながるインナーリード３１の外側部分に形成される。全体的に見れば、上向き突出部３４が、リードフレーム３０の中間に形成されるわけである。
【００１６】
続いて、図４に示すように、両リードフレーム３０の上向き突出部３４間に半導体チップ４０を進入させ、図５に示すように、各インナーリード３１上に半導体チップ４０を搭載する。その後、半導体チップ４０のボンディングパッドと各リードフレーム３０のインナーリード３１とが金属ワイヤ５０によって連結される。
【００１７】
続いて、図６に示すように、全体を封止剤６０でモールドする。この時、封止剤６０からアウタリード３２は両側に、各突出部３３、３４は下部及び上部に、それぞれ露出するようにモールドする。このような構造により、多数のパッケージが積層できる一つのスタックパッケージが完成する。
【００１８】
則ち、図７に示すように、前記のような工程にて製造したもう一つのパッケージの向きを反転して、２個のパッケージを積層する。ここで、基板に直接実装されないパッケージ、すなわち上部パッケージのリードフレームはアウタリードを持たないこととする。すると、図８に示すように、リードフレーム３０の各上向き突出部３４同士が互いに接触することにより、各リードフレーム３０が電気的に連結する。特に、各突出部３４は、図９に示すように、半田ペーストや伝導性エポキシのような伝導性樹脂７０を用いて接着する。
【００１９】
以上、２個のパッケージを積層したものを説明したが、本発明のスタックパッケージは、同一構造のパッケージを積層し続けることが可能である。
すなわち、図１０に示すように、前記と同様な構造のパッケージを、前述した２個のパッケージが積層されたスタックパッケージの上部に、反転せずに積層させる。すると、図１１に示すように、各下向き突出部３３が互いに接触するので、各パッケージのリードフレーム３０が電気的に連結する。
【００２０】
このように、３個のパッケージを積層したものまで説明したが、引き続き、同様な構造のパッケージを、反転して積層し、さらにその上部に反転せずに積層させることができる。
【００２１】
最終的に、図１２に示すように、最下部に配置したパッケージのアウタリード３２を基板に実装できるように、Ｊ字形にフォーミングする。
【００２２】
［実施例２］
図１３は、本発明の実施例２によるスタックパッケージを示す断面図であって、同図に示すように、上述した構造からなる３個のパッケージが積層されたことは実施例１と同様である。但し、最下部に配置したパッケージのリードフレーム３０も、上部に積層された他のパッケージのリードフレーム３０のようにアウタリードを持たない。その代りに、最下部に配置したパッケージは、上向き突出部３４が封止剤６０から下向きに露出するように配置した状態となる。露出した上向き突出部３４に基板実装のための半田ボール８０をマウントする。このようなパッケージは実装面積を実施例１より低減できるという利点がある。
【００２３】
本発明によるスタックパッケージを実施するための好適な実施例について、図示して説明したが、本発明は前記の実施例に限らず、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱しない範囲で多様に実施・変更ができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、積層されたパッケージ間の電気的信号の伝達経路を短縮させると共に、各リードフレーム間の電気的接触面を封止剤外部に位置させることができる。従って、ある一つのパッケージ内の半導体チップに不良が発生しても、スタックパッケージ内の半導体チップ全体を不良処理しなくていい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスタックパッケージの１つの型を示す断面図である。
【図２】従来のスタックパッケージの別の型を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図６】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図７】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図８】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図９】図8における上向き突出部付近の拡大図である。
【図１０】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図１１】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図１２】本発明の実施例１によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図１３】本発明の実施例２による別のスタックパッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
３０        リードフレーム
３１        インナーリード
３２        アウタリード
３３、３４  突出部
４０        半導体チップ
５０        金属ワイヤ
６０        封止剤
８０        半田ボール
【図１】
0003680092.tif 000002
【図２】
0003680092.tif 000003
【図３】
0003680092.tif 000004
【図４】
0003680092.tif 000005
【図５】
0003680092.tif 000006
【図６】
0003680092.tif 000007
【図７】
0003680092.tif 000008
【図８】
0003680092.tif 000009
【図９】
0003680092.tif 000010
【図１０】
0003680092.tif 000011
【図１１】
0003680092.tif 000012
【図１２】
0003680092.tif 000013
【図１３】
0003680092.tif 000014