(57)【要約】【課題】従来の積層パッケージは、半導体素子が樹脂で完全に覆われているため、パッケージ厚が厚く、放熱性も悪く、ダイパッドシフトによる金線見え或いは、金線と半導体素子の接触による特性不良等の信頼性低下を招いている。そこで、これらの課題を解決し、信頼性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置は、積層された半導体素子２ａ、２ｂと、インナーリード５を有するリードフレームと、半導体素子２ａ、２ｂ同士およびそれらとリードフレームのインナーリード５を接続した第１および第２のワイヤ６と、リードフレームのインナーリード５、半導体素子２ａ、２ｂ、第１のワイヤ６、第２のワイヤ６を封止する封止樹脂体１とを備え、半導体素子２ａの裏面、およびリードフレームの一部は露出している。【選択図】図１
2006261509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子に並設されて前記半導体素子にワイヤにより電気的に接続されたインナーリードを有するリードフレームと、前記複数の半導体素子、前記インナーリードおよび前記ワイヤを封止する封止樹脂とを備え、前記複数の半導体素子の最上位または最下位のものの積層方向と反対側となる裏面は露出したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
それぞれ表面にボンディングパッドを有する複数の半導体素子が積層された半導体素子群と、前記半導体素子群に並設されたインナーリードを有するリードフレームと、一の前記半導体素子の前記ボンディングパッドと別の前記半導体素子の前記ボンディングパッドとをスタッドバンプを介して電気的に接続した第１のワイヤと、前記ボンディングパッドと前記リードフレームのインナーリードを接続した第２のワイヤと、前記リードフレームのインナーリード、前記半導体素子群、前記第１のワイヤ、前記第２のワイヤを封止する樹脂とを備え、前記半導体素子群のうちの最上位または最下位の半導体素子の積層方向と反対側となる裏面、および前記リードフレームの一部は露出したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
リードフレームの封止樹脂体から露出したアウターリードは、最上位の半導体素子の裏面が上になるように、リード加工された請求項１の半導体装置。
【請求項４】
インナーリードとこれに連結されたアウターリードを有するリードフレームを金属板により型抜きして、裏面に粘着テープを貼り付けた、リードフレームを準備する第１工程と、前記粘着テープに複数個の半導体素子を積層する第２の工程と、前記半導体素子のボンディングパッドと前記リードフレームの前記インナーリードを第２のワイヤーにより電気的に接続し、その後、一つの前記半導体素子のボンディングパッド上にスタッドバンプを形成し、別の前記半導体素子のボンディングパッドに電気的に接続した第１のワイヤをスタッドバンプに接続する第３の工程と、前記リードフレームの前記アウターリードと前記粘着テープを封止金型に型締めし、その状態で樹脂封止する第４の工程と、前記粘着テープを剥離して、樹脂封止された部分より突出している前記アウターリードを曲げ加工する第５の工程を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信分野、ＤＶＤ、オーディオ等で半導体素子を複数積層して使用されるシステム化された半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の多機能化、小型化、高密度化に対応するために、半導体装置等の半導体部品の高密度、高機能化、システム化が要求され、それに伴って、半導体部品に対してもシステム化され且つ薄型である事が要望されている。
【０００３】
以下、従来の半導体装置について説明する。
【０００４】
一般にシステム化に用いられる半導体装置はダイパッド上に半導体素子を積層し、電気的接続はリードを介すか、または半導体素子同士を直接接続するよう構成されている。
【０００５】
図９は従来の半導体装置の断面図である。
【０００６】
図９に示すように、従来の半導体装置はダイパッド４に接着剤３を塗布して、その上に半導体素子２ａを固着している。更にその上に半導体素子２ｂを接着テープ８で固着している。その半導体素子２ａおよび２ｂには金属細線６が接続され、複数本のインナーリード５とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極間の接続には半導体素子２ｂ上にスタッドバンプ９を形成し、金属細線６で半導体素子同士を接続させている。複数本のインナーリード５と一体的に連結された複数本のアウターリード７は封止樹脂体１から導出され、ダイパッド４、半導体素子２ａおよび２ｂ、金属細線６、接着剤３、接着テープ８、インナーリード５は封止樹脂体１で封止されている。封止樹脂体１は４辺形の平板状に形成されているとともに、アウターリード７は封止樹脂体１の４辺からそれぞれ引き出されている半導体装置である。
【特許文献１】特開平０８−３４００８１号
【特許文献２】特開平０６−３７２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の半導体装置では、ダイパッド４、半導体素子２ａおよび２ｂ、インナーリード５、接着剤３、接着テープ８、金属細線６を封止樹脂体１で完全に覆うように封止成形している構造のため、半導体素子２を複数個積層するとパッケージ厚が厚くなり、薄型化が困難であり、放熱性が悪く、ダイパッド４が封止樹脂体１の中にあるために、ダイパッドシフトの不具合、例えば金線見えあるいは金線と半導体素子の接触による特性不良等を起こす。更に封止樹脂体１の上下バランスにも悪影響を及ぼすため、半導体装置に反りが生じ信頼性低下を招いている。
【０００８】
本発明は、半導体素子の裏面を露出する事により、上記課題を解決するもので、薄型化でき、放熱性を良好にし、かつダイパッドシフトの不具合を解消することができる、信頼性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の半導体装置は、積層された複数の半導体素子と、複数の半導体素子に並設されて半導体素子にワイヤにより電気的に接続されたインナーリードを有するリードフレームと、複数の半導体素子、インナーリードおよびワイヤを封止する封止樹脂とを備え、複数の半導体素子の最上位または最下位のものの積層方向と反対側となる裏面は露出したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明の半導体装置は、それぞれ表面にボンディングパッドを有する複数の半導体素子が積層された半導体素子群と、半導体素子群に並設されたインナーリードを有するリードフレームと、一の半導体素子のボンディングパッドと別の半導体素子のボンディングパッドとをスタッドバンプを介して電気的に接続した第１のワイヤと、ボンディングパッドとリードフレームのインナーリードを接続した第２のワイヤと、リードフレームのインナーリード、半導体素子群、第１のワイヤ、第２のワイヤを封止する樹脂とを備え、半導体素子群のうちの最上位または最下位の半導体素子の積層方向と反対側となる裏面、およびリードフレームの一部は露出したことを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成において、リードフレームの封止樹脂体から露出したアウターリードは、最上位の半導体素子の裏面が上になるように、リード加工されたものである。
【００１２】
この発明の半導体装置の製造方法は、インナーリードとこれに連結されたアウターリードを有するリードフレームを金属板により型抜きして、裏面に粘着テープを貼り付けた、リードフレームを準備する第１工程と、粘着テープに複数個の半導体素子を積層する第２の工程と、半導体素子のボンディングパッドとリードフレームのインナーリードを第２のワイヤーにより電気的に接続し、その後、一つの半導体素子のボンディングパッド上にスタッドバンプを形成し、別の半導体素子のボンディングパッドに電気的に接続した第１のワイヤをスタッドバンプに接続する第３の工程と、リードフレームのアウターリードと粘着テープを封止金型に型締めし、その状態で樹脂封止する第４の工程と、粘着テープを剥離して、樹脂封止された部分より突出しているアウターリードを曲げ加工する第５の工程を含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置およびその製造方法によれば、リードフレーム状態に粘着テープを貼り付ける工法によって、粘着テープに直接半導体素子を接着させ、ダイパッドを無くす事が出来るため、ダイパッドシフトの不具合がなくなる。更に半導体素子と封止樹脂体の密着性が良好になり、信頼性の向上を図る事ができる。樹脂封止後にリードフレームに貼り付けていた粘着テープを剥がす事により、半導体素子裏面、さらにはインナーリード裏面が封止樹脂より露出することで、放熱性の向上を図る事ができる。また、複数の半導体素子を積層しても薄型化、多ピン化が図れ、更に逆カットベンド工法により、実装時の取り付け高さを低くする事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は第１の実施形態による半導体装置の断面図である。図１に示すように、第１の実施形態による半導体装置は、裏面が露出した半導体素子２ａの上に裏面に接着剤として接着テープ８を貼り付けた半導体素子２ｂが接着され、半導体素子２ａと半導体素子２ｂにはワイヤとして例えば金属細線６が接続され、複数本のインナーリード５とそれぞれ電気的に接続されている。また、半導体素子２ｂにスタッドバンプ９が形成され、電極間の接続をスタッドバンプ９を介し半導体素子２ａと半導体素子２ｂを金属細線６で接続している。各インナーリード５と一体的に連結された各アウターリード７は封止樹脂体１から導出され、複数個積層された半導体素子２ａ、半導体素子２ｂ、接着テープ８、金属細線６、およびインナーリード５が封止樹脂を用いた封止樹脂体１で全体を完全に覆うように封止されている。封止樹脂体１は４辺形の平板状に成形されているとともに、アウターリード７は封止樹脂体１の４辺からそれぞれ引き出されている。
【００１６】
図２は第２の実施形態による半導体装置の断面図である。第２の実施形態は前述の第１の実施形態と殆ど変わらないが、図２にもあるように、半導体素子２ａの裏面が上になるようにリード加工する事により、第１の実施形態よりも実装時の取り付け高さを低くする事ができる。
【００１７】
次に図１および図２に示した半導体装置を製造する方法を図３から図８までの断面図に基づいて説明する。
【００１８】
図３および図４はダイボンディング工程を説明する工程断面図である。図３に示すようにコレット１１を使い、半導体素子２ａをリードフレーム裏面に貼り付けてある粘着テープ１０に直接接着する。図４においては、あらかじめダイシング工程で裏面に接着テープ８を貼り付けた半導体素子２ｂを半導体素子２ａ上にコレット１１を使い固着する。
【００１９】
図５および図６はワイヤーボンディング工程を説明する工程断面図である。図５に示すように半導体素子２ａのボンディングパッドに金属細線６を接続し、複数本のインナーリード５とそれぞれ電気的に接続する。図６は半導体素子２ｂのボンディングパッドにスタッドバンプ９を形成し、半導体素子２ａと半導体素子２ｂを金属細線６で電気的に接続する。この時、金属細線６の低ループ化、配線の簡素化が可能である。または、半導体素子２ｂのボンディングパッドに金属細線６を接続し、複数本のインナーリード５とそれぞれ電気的に接続する。
【００２０】
図７は封止工程を説明する工程断面図である。図７に示すように各インナーリード５と一体的に連結された各アウターリード７は封止樹脂体１から導出され、複数個積層された半導体素子２、接着テープ８、金属細線６、インナーリード５が封止樹脂体１で封止されている。これは、リードフレームのアウターリード７と粘着テープ１０を封止金型に型締めし、その状態で樹脂封止する。封止樹脂体１は４辺形の平板状に形成されているとともに、アウターリード７は、封止樹脂体１の４辺から、それぞれ引き出されている。
【００２１】
図８は封止成形後にリードフレーム裏面に貼り付けていた粘着テープ１０をテープ剥がし機等（図示せず）で剥がす事により、半導体素子２ａの裏面、および各インナーリード５の裏面が露出される事になる。さらに樹脂封止された部分より突出しているアウターリード７を曲げ加工する。
【００２２】
以上のようにして、図１および図２に示す半導体装置を完成させる事ができる。
【００２３】
この発明の実施の形態の半導体装置およびその製造方法によれば、リードフレーム裏面に粘着テープ１０を貼り付け、半導体素子２ａを直接粘着テープ１０に接着させる。更に複数の積層される半導体素子の裏面にあらかじめ接着テープ８を貼り付けておき、半導体素子２ａ上に接着させる。この時、直接粘着テープ１０に半導体素子２ａを接着する事で、ダイパッドを必要とせず、更には、ディスペンサーによる接着剤塗布工程を無くす事が出来る。
【００２４】
また半導体素子２ａ、２ｂに金属細線６が接続され、複数本のインナーリード５とそれぞれ電気的に接続され、半導体素子２ａ、２ｂ同士の電極間はスタッドバンプ９を介して接続する。そして複数本のインナーリード５と一体的に連結された複数本のアウターリード７は封止樹脂体１から導出され、半導体素子２ａ、２ｂ、インナーリード５、金属細線６、積層された半導体素子２ｂの裏面の接着テープ８は封止樹脂体１で、少なくとも１つの半導体素子２ａの裏面が露出するように封止する。封止樹脂体１は４辺形に平板状に形成されているとともに、アウターリード７は封止樹脂体１の４辺からそれぞれ引き出されている。封止成形後に、リードフレームの裏面に貼り付けていた粘着テープ１０を剥がす。この時、封止樹脂体１から粘着テープ１０に接着していた、半導体素子２ａの裏面、およびインナーリード５の裏面が露出されるため、放熱性が向上され、またダイパッドが無いことで、複数の積層された半導体素子２ａ、２ｂにおいても、薄型・多ピン化が図れる。
【００２５】
更に、半導体素子２ａの裏面が上になるようにリード加工する事によって実装時の取り付け高さを低くする事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかる半導体装置およびその製造方法は、半導体素子を複数個積層すなわちマルチ積層にしても薄型化、多ピン化、放熱性の良化等を図る事ができ、通信分野、ＤＶＤ、オーディオ等に使用させるシステム化された半導体装置およびその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図３】第１および第２の実施形態のダイボンディング工程を示す断面図である。
【図４】第１および第２の実施形態の半導体素子を積層するダイボンディング工程を示す断面図である。
【図５】第１および第２の実施形態のワイヤーボンディング工程を示す断面図である。
【図６】第１および第２の実施形態の積層された半導体素子のワイヤーボンディング工程を示す断面図である。
【図７】第１および第２の実施形態の封止工程を示す断面図である。
【図８】第１および第２の実施形態の粘着テープを剥がした状態を示す断面図である。
【図９】従来の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    封止樹脂体
２ａ、２ｂ    半導体素子
３    接着剤
４    ダイパッド
５    インナーリード
６    金属細線
７    アウターリード
８    接着テープ
９    スタッドバンプ
１０  粘着テープ
１１  コレット
【図１】
2006261509.tif 000003
【図２】
2006261509.tif 000004
【図３】
2006261509.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006261509.tif 000008
【図７】
2006261509.tif 000009
【図８】
2006261509.tif 000010
【図９】
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