(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤショートが発生し難いチップスタック構造の半導体装置の提供。【解決手段】第１の面２ａにチップ搭載部及びワイヤ接続パッド５を有し第２の面２ｂに下地電極６を有する製品形成部を複数有する配線母基板を準備する工程、チップ搭載部に下段の半導体チップ１７を固定し、電極とパッド５をワイヤ２０で接続する工程、それらを選択的に覆うように絶縁性樹脂２１を塗布しかつ表面を平坦面２２として硬化させて被覆樹脂層２１を形成する工程、平坦面２２上に上段の半導体チップ２４を固定し、電極とパッド５をワイヤ２６で接続する工程、被覆樹脂層２１及び半導体チップ２４並びにワイヤ２６を覆うように絶縁性の樹脂層を形成する工程、前記下地電極６に外部電極端子４を形成する工程、配線母基板と樹脂層を縦横に切断して製品形成部を個片化する工程とを有する半導体装置の製造方法。【選択図】図２
2006040983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）製品形成部をマトリックス状に有する配線基板であり、前記製品形成部の第１の面に半導体チップ搭載部及びワイヤ接続パッドを有し、前記製品形成部の前記第１の面の反対面となる第２の面に前記各ワイヤ接続パッドに電気的に接続される複数の下地電極を有する配線母基板を準備する工程と、
（ｂ）前記製品形成部の前記半導体チップ搭載部に、半導体チップを電極を有する面が露出する状態で固定する工程と、
（ｃ）前記半導体チップの所定の前記電極と所定の前記ワイヤ接続パッドを導電性のワイヤで接続する工程と、
（ｄ）前記ワイヤ接続パッドを覆うことなく前記半導体チップ及び前記ワイヤを覆うように絶縁性樹脂を塗布する工程と、
（ｅ）前記塗布された前記絶縁性樹脂の表面に接触面が平坦となる治具を接触させて上面の所定領域が平坦面となる被覆樹脂層を形成する工程と、
（ｆ）前記被覆樹脂層の前記平坦面上に、電極を有する面が露出する状態で半導体チップを固定する工程と、
（ｇ）前記平坦面上の半導体チップの所定の前記電極と所定の前記ワイヤ接続パッドを導電性のワイヤで接続する工程と、
（ｈ）前記被覆樹脂層及び前記被覆樹脂層上の前記半導体チップ並びにワイヤを覆うように前記配線母基板の第１の面上に絶縁性の樹脂層を形成する工程と、
（ｉ）前記配線母基板の第２の面の前記下地電極に外部電極端子を形成する工程と、
（ｊ）前記製品形成部を個片化するように前記配線母基板及び前記樹脂層を切断する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｅ）と前記工程（ｆ）との間に、
（ｋ）前記被覆樹脂層の前記平坦面上に、電極を有する面が露出する状態で半導体チップを固定する工程、
（ｌ）前記平坦面上の半導体チップの所定の前記電極と所定の前記ワイヤ接続パッドを導電性のワイヤで接続する工程、
（ｍ）前記平坦面上の前記半導体チップ及び前記ワイヤを覆うように絶縁性樹脂を塗布する工程、
（ｎ）前記塗布された前記絶縁性樹脂の表面に接触面が平坦となる治具を接触させて上面の所定領域が平坦面となる被覆樹脂層を形成する工程、を１乃至複数回行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記配線母基板を準備する工程において、前記半導体チップ搭載部の搭載面よりも一段高いダムを前記半導体チップ搭載部を囲むように設けておき、
前記絶縁性樹脂を塗布する工程では塗布した前記絶縁性樹脂の流出を前記ダムで停止させることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配線母基板を準備する工程において、前記ワイヤ接続パッドに複数本のワイヤが接続できる大きさに形成しておき、
前記ワイヤ接続パッドには、前記各半導体チップに接続されるワイヤをそれぞれ接続することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
電極が中央に沿って配列されるセンターパッド構造の半導体チップを前記配線母基板のチップ搭載部に固定し、
センターパッド構造の半導体チップ及び／又は電極が周辺に配置される周辺パッド構造の半導体チップを前記被覆樹脂層の前記平坦面上に固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に係わり、例えば、パッケージ内に複数の半導体チップを積層した半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、デジタル・カメラ等の携帯電子装置は、その携帯性からより小型・軽量化が図られている。このため、これら電子装置（電子機器）に組み込む半導体装置を始めとする電子部品はさらなる小型・軽量化が図られている。また、電子装置のアプリケーションの高機能化に伴いメモリ容量も増大の傾向にある。このようなことから、複数の半導体チップを積み重ねて容量増大を図った半導体装置、いわゆるチップスタック構造の半導体装置が提案されている。
【０００３】
チップスタック構造の一つは、開口を設けた配線基板に電極が下面となる状態（以下、フェイスダウンと呼称）で半導体チップ（下段）を固定し、この下段半導体チップ上に電極が上面となる状態（以下、フェイスアップと呼称）で半導体チップ（上段）を固定する。下段半導体チップはチップの中央に沿って電極を配列させたセンターパッド構造となり、各電極は開口に対面している。開口部分に対面する電極とベース基板の下面の配線はワイヤで接続され、かつモールド樹脂で覆われている。また、上段の半導体チップの電極とベース基板の上面の配線はワイヤで接続され、かつモールド樹脂で覆われている。ベース基板の下面には複数のバンプ電極が設けられている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
チップスタック構造の他の一つは、配線基板の上面にフリップチップ接続によってＬＳＩチップを固定するとともに、このＬＳＩチップ上に他のＬＳＩチップをフェイスアップ状態で固定し、上段のＬＳＩチップの電極と配線基板の上面の配線を金属細線によって接続した構造になっている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
チップスタック構造の他の一つは、基板の上面にフェイスアップ状態で半導体チップ（下段）を固定する。この半導体チップの電極と基板の上面の配線はワイヤで接続される。この半導体チップの上面側には下面に絶縁層を有する半導体チップ（上段）がフェイスアップ状態で接着層を介して重ねて固定されている。下段の半導体チップのワイヤは前記接着層中に位置する。また、上段の半導体チップの電極と基板の上面の配線はワイヤで接続されている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８５６０９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７６３号公報
【特許文献３】特開２００２−２２２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
メモリ容量の増大を図る一手法として前述のようなチップスタック構造の採用がある。  特許文献１に記載のチップスタック構造は、配線基板に開口が設けられているため、この開口に半導体チップの電極を対面させなければならず、制約となる。また、ワイヤ長が下段半導体チップと上段半導体チップで差があるため、インダクタンス（Ｌ）が異なり、特性合わせ込みが困難となる。例えば、ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭのような高速動作品への適用は難しい。
【０００８】
特許文献２に記載のチップスタック構造は、下段チップはフリップ・チップ接続（フェイスダウン）であり、上段チップはワイヤ接続であることから、半導体チップの電極に接続される配線長さが大きく異なり、特性合わせ込みが困難となる。
【０００９】
特許文献３に記載のチップスタック構造は、上段チップを接着層に押し込んで積層するため、接着層中のワイヤが押し下げられ、ショート等の不良が発生しやすい。
本発明の目的は、ワイヤショートが発生し難いチップスタック構造の半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、特性合わせ込みが良好なチップスタック構造の半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明の半導体装置の製造方法は、
（ａ）製品形成部をマトリックス状に有する配線基板であり、前記製品形成部の第１の面に半導体チップ搭載部及びワイヤ接続パッドを有し、前記製品形成部の前記第１の面の反対面となる第２の面に前記各ワイヤ接続パッドに電気的に接続される複数の下地電極を有する配線母基板を準備する工程と、
（ｂ）前記製品形成部の前記半導体チップ搭載部に、半導体チップを電極を有する面が露出する状態で固定する工程と、
（ｃ）前記半導体チップの所定の前記電極と所定の前記ワイヤ接続パッドを導電性のワイヤで接続する工程と、
（ｄ）前記ワイヤ接続パッドを覆うことなく前記半導体チップ及び前記ワイヤを覆うように絶縁性樹脂を塗布する工程と、
（ｅ）前記塗布された前記絶縁性樹脂の表面に接触面が平坦となる治具を接触させて上面の所定領域が平坦面となる被覆樹脂層を形成する工程と、
（ｆ）前記被覆樹脂層の前記平坦面上に、電極を有する面が露出する状態で半導体チップを固定する工程と、
（ｇ）前記平坦面上の半導体チップの所定の前記電極と所定の前記ワイヤ接続パッドを導電性のワイヤで接続する工程と、
（ｈ）前記被覆樹脂層及び前記被覆樹脂層上の前記半導体チップ並びにワイヤを覆うように前記配線母基板の第１の面上に絶縁性の樹脂層を形成する工程と、
（ｉ）前記配線母基板の第２の面の前記下地電極に外部電極端子を形成する工程と、
（ｊ）前記製品形成部を個片化するように前記配線母基板及び前記樹脂層を切断する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
電極が中央に沿って配列されるセンターパッド構造の半導体チップを前記配線母基板のチップ搭載部に固定し、センターパッド構造の半導体チップ及び／又は電極が周辺に配置される周辺パッド構造の半導体チップを前記被覆樹脂層の前記平坦面上に固定する。
【発明の効果】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
前記（１）の手段によれば、（ａ）下段チップをフェイスアップ状態で接続した後ワイヤボンディングを行い、その後ワイヤを保護するように被覆樹脂層を形成することから、隣接するワイヤ間のショート不良を防止することができる。この結果、半導体装置の信頼性が向上する。
【００１３】
（ｂ）被覆樹脂層の表面を平坦化し、この平坦面に上段チップを固定することから高精度に上段チップを固定することができる。
（ｃ）下段チップ及び上段チップを同一種類の半導体チップとすれば、下段チップと上段チップに接続されるワイヤの長さが下段チップと上段チップで略同じ長さとなることから、特性の合わせ込みが良好に行えることになる。この結果、高速製品に対しても本発明を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１５】
図１乃至図１８は本発明の実施例１であるチップスタック構造の半導体装置及びその製造方法に係わる図である。図１乃至図３は半導体装置の構造に係わる図であり、図４乃至図１８は半導体装置の製造方法に係わる図である。本実施例１では、電極配列がセンターパッド構造となる半導体チップをフェイスアップ状態で二段に重ねる例について説明する。
【００１６】
本実施例１の半導体装置１は、外観的には、図１乃至図３に示すように、四角形状の配線基板２と、この配線基板２の第１の面２ａ上に形成された絶縁性樹脂からなる封止体３（図１及び図２参照）と、配線基板２の第１の面２ａと反対面となる第２の面２ｂに形成された複数の外部電極端子４（図２及び図３参照）とからなっている。外部電極端子４は、特に限定はされないが、図３に示すように、配線基板２の両側にそれぞれ３列ずつ設けられている。
【００１７】
配線基板２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板からなり、図１及び図２に示すように、第１の面２ａにはワイヤ接続パッド５が両側に一列ずつ設けられ、第２の面２ｂには下地電極６が設けられている。ワイヤ接続パッド５及び下地電極６から外れる第１の面２ａ及び第２の面２ｂは絶縁膜（ソルダーレジスト膜）７，８で覆われている。また、図２に示すように、配線基板２の中層には導体層９が設けられている。この導体層９は、配線基板２内を上下に亘って延在するように設けられた導体１０によってワイヤ接続パッド５や下地電極６に接続されている。下地電極６の表面には半田ボールが取り付けられて外部電極端子４が形成されている。従って、所定のワイヤ接続パッド５は導体１０，導体層９及び導体１０を介して所定の外部電極端子４に電気的に接続されることになる。また、ワイヤ接続パッド５はその配列方向に直交する方向に長く延在する長方形となっている。２列一対のワイヤ接続パッド５の内側寄りに下段チップに接続されるワイヤが接続され、外側寄りに上段チップに接続されるワイヤが接続されるようになる。
【００１８】
配線基板２の第１の面２ａには半導体チップ搭載領域を囲むように矩形枠状に突出したダム１５が形成されている。このダム１５の内側の配線基板面（第１の面２ａ）には接着体１６によって下段の半導体チップ１７が搭載されている。接着体１６は、例えば、接着剤によって形成される。下段の半導体チップ１７は電極が上面となるフェイスアップ状態で配線基板２に固定されている。下段の半導体チップ１７の電極と２列一対のワイヤ接続パッド５の各ワイヤ接続パッド５の内側寄りの部分は、図２及び図１に示すように、導電性のワイヤ２０で接続されている。
【００１９】
また、前記ダム１５の内側の領域には絶縁性樹脂からなる被覆樹脂層２１が形成されている。この被覆樹脂層２１は下段の半導体チップ１７及びこの半導体チップ１７の電極に接続されるワイヤ２０を覆っている。
【００２０】
一方、前記被覆樹脂層２１の中央は窪み、平坦面２２が形成されている。この平坦面２２は、下段の半導体チップ１７よりも大きい寸法になっている。平坦面２２には接着体２３によって上段の半導体チップ２４が固定されている。接着体２３は、例えば、両面が接着性を有する両面テープで形成されている。本実施例１では、上段の半導体チップ２４は下段の半導体チップ１７と同じメモリを形成する半導体チップであり、電極配列も同じになっている（図８及び図１４参照）。従って、図１及び図２に示すように、上段の半導体チップ２４の各電極２５と、２列一対のワイヤ接続パッド５の各ワイヤ接続パッド５の外側寄りの部分は導電性のワイヤ２６で接続されている。
【００２１】
さらに、配線基板２の第１の面２ａには上段の半導体チップ２４及びワイヤ２６をも含めて完全に覆う絶縁性樹脂からなる封止体３が形成されている。半導体装置１はその製造において、配線基板２の元となる配線母基板を使用し、この配線母基板の第１の面に形成した封止体３の元となる樹脂層を縦横に切断して形成されることから、図１及び図２に示すように、配線基板２と封止体３の大きさは同一寸法になっている。
【００２２】
つぎに、本実施例１の半導体装置１の製造方法について、図４乃至図１８を参照しながら説明する。半導体装置１の製造では、図４に示すように、配線母基板３０が準備される。
【００２３】
配線母基板３０は、図４に示すように、その平面方向に区画された製品形成部３１を複数有する構造になっている。配線母基板３０は、例えば、厚さ２００μｍ程度のガラスエポキシ樹脂板からなっている。
【００２４】
製品形成部３１は、縦横にマトリックス状に整列配置されている。製品形成部３１は前述した１個の半導体装置１が製造される部分である。図４において各製品形成部３１の境界を点線で示してある。境界線は通常メッキ仕様が電解メッキのため、メタルで構成されるメッキ線が境界線となっている。なお、以降の説明においては、主としてこの単一の製品形成部３１で半導体装置の製造方法について説明する。また、配線母基板３０は、第１の面及び第１の面の反対面となる第２の面を有する配線基板からなり、製造工程の最終段階で製品形成部の境界で切断される。この切断によって配線母基板３０は配線基板２となる。そこで、製品形成部３１においても製品形成部３１の第１の面を第１の面２ａと呼称し、第２の面を第２の面２ｂと呼称することにする。
【００２５】
図５は製品形成部３１の第１の面２ａに枠状に突出したダム１５を形成した平面図である。製品形成部３１の構造は、既に説明した配線基板２と同一の構造である。即ち、配線母基板３０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板からなり、図５に示すように、製品形成部３１の第１の面２ａの中央に長方形のチップ搭載領域３３を有している。チップ搭載領域３３の長辺の外側には、それぞれワイヤ接続パッド５が一列並んで複数配置されている。ワイヤ接続パッド５は、長方形となり、チップ搭載領域３３の短辺方向に沿って延在している。そして、細長いワイヤ接続パッド５の内側寄りと外側寄りにそれぞれワイヤを接続できるようになっている。内側寄りには下段チップに接続されるワイヤが接続され、外側寄りには上段に接続されるワイヤが接続されるようになっている。
【００２６】
製品形成部３１の第２の面２ｂには、図６に示すように、下地電極６が設けられている。この下地電極６の表面には、前述のように外部電極端子４が形成される。下地電極６はワイヤ接続パッド５の各列の反対面に３列配置されている。
【００２７】
図６に示すように、ワイヤ接続パッド５及び下地電極６から外れる第１の面２ａ及び第２の面２ｂは絶縁膜（ソルダーレジスト膜）７，８で覆われている。また、配線母基板３０の中層には導体層９が設けられている。この導体層９は、配線母基板３０内を上下に亘って延在するように設けられた導体１０によってワイヤ接続パッド５や下地電極６に接続されている。
【００２８】
ダム１５は、前述の被覆樹脂層２１をディスペンサ等で塗布した際、樹脂の流れを停止させる障壁（ダム）として作用する。ダム１５は、例えば、スクリーン印刷等で形成され、２０μｍ程度の高さである。このダム１５は、図７に示すように、配線母基板３０の第１の面２ａに設けられるソルダーレジスト膜７を選択的に除去し、この除去部の段差部分をダムとして使用してもよい。
【００２９】
つぎに、ダム１５の内側のチップ搭載領域３３に電極１８が上面となるフェイスアップ状態でメモリを構成する半導体チップ（下段の半導体チップ）１７を搭載する。図８は製品形成部３１の第１の面２ａに下段の半導体チップ１７を固定（チップボンディング）し、かつワイヤボンディングした状態の平面図である。また、図９は図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。下段の半導体チップ１７は接着体１６によって配線母基板３０に固定する。接着体１６は、例えば、接着剤である。
【００３０】
つぎに、下段の半導体チップ１７の上面中央の各電極１８と、配線母基板３０の第１の面２ａの各ワイヤ接続パッド５を導電性のワイヤ２０で接続する。この際、ワイヤ２０の高さ（ループ高さ）が低くなるように、第１ボンディング点はワイヤ接続パッド５が選択され、第２ボンディング点は電極１８となる。また、第１ボンディング点は細長いワイヤ接続パッド５の内側寄りの領域が選択される。
【００３１】
つぎに、図１０及び図１１に示すように、前記ダム１５の内側の領域には絶縁性樹脂２１ａを塗布する。流動状態にある絶縁性樹脂２１ａはその表面張力によって矩形のダム１５内で盛り上がる。そして、下段の半導体チップ１７及びワイヤ２０を覆うことになる。そこで、図１２に示すように、治具３４の下面を絶縁性樹脂２１ａに接触させる。
【００３２】
治具３４は下面側に突出する凸部３５を有するとともに、この凸部３５の先端面は平坦面３６になっている。凸部３５は長方形となり、前述の上段の半導体チップ２４よりも大きくなり、かつ絶縁性樹脂２１ａの塗布領域よりも小さくなっている。この結果、絶縁性樹脂２１ａの上部は、治具３４の接触によって窪み３７が形成され、かつ窪み３７の底面は平坦面２２となる。治具３４の接触動作は絶縁性樹脂２１ａが硬化しない状態で行われ、かつ治具３４によってワイヤ２０を押し付けないように行う。この結果、ワイヤ２０は変形することはなく、隣接するワイヤ２０に近接したり、あるいは接触することはなく、ショート不良は発生しなくなる。ワイヤ２０が変形しない状態で、絶縁性樹脂２１ａは硬化処理され、図１３に示すように、硬化した被覆樹脂層２１を形成する。図１３において点々を付さない長方形領域が平坦面２２となる窪み３７である。
【００３３】
つぎに、図１４及び図１５に示すように、被覆樹脂層２１の上部に形成された窪み３７の平坦面２２上に接着体２３を介して半導体チップ（上段の半導体チップ）２４を固定する。本実施例１では、上段の半導体チップ２４は下段の半導体チップ１７と同じものであり、メモリを構成している。従って、上段の半導体チップ２４は下段の半導体チップ１７と同一寸法であり、かつ電極２５の配列（含む機能）も同じである。接着体２３は、例えば、両面が接着性を有する薄い両面テープで形成されている。薄い両面テープを使用する結果、作業も容易であるとともに、半導体装置１の薄型化も可能になる。
【００３４】
つぎに、図１４及び図１５に示すように、上段の半導体チップ２４の上面中央の各電極２５と、配線母基板３０の第１の面２ａの各ワイヤ接続パッド５を導電性のワイヤ２６で接続する。この際、ワイヤ２６の高さ（ループ高さ）が低くなるように、第１ボンディング点はワイヤ接続パッド５が選択され、第２ボンディング点は電極２５となる。また、第１ボンディング点は細長いワイヤ接続パッド５の外側寄りの領域が選択される。
【００３５】
つぎに、図１６に示すように、配線母基板３０の第１の面２ａ全体に絶縁性樹脂を一定の厚さ形成して上段の半導体チップ２４及びワイヤ２６をも含み全体を覆う樹脂層４０を形成する。樹脂層４０は、例えば、トランスファモールディング法によって形成する。図１７は単一の製品形成部３１の断面図である。配線母基板３０の第１の面２ａ上に形成された樹脂層４０によって、被覆樹脂層２１，上段の半導体チップ２４及びワイヤ２０，２６は完全に覆われている。ここで、厚さ方向の寸法の一例を挙げると、配線母基板３０は厚さ２００μｍ、接着体１６は厚さ１０μｍ、下段の半導体チップ１７の厚さは１２０μｍ、下段の半導体チップ１７と上段の半導体チップ２４との間の被覆樹脂層２１の厚さは２００μｍ、接着体２３（テープ）の厚さは１０μｍ、上段の半導体チップ２４の厚さは１２０μｍ、上段の半導体チップ２４上の樹脂層４０の厚さは２５０μｍである。上段の半導体チップ２４に接続されるワイヤ２６の半導体チップ２４からの高さは１５０μｍ程度である。従って、外部電極端子４を形成しない状態での厚さは、全体で０.９１ｍｍと薄くなる。
【００３６】
つぎに、図１８に示すように、配線母基板３０を裏返し、第２の面２ｂが上面となる状態で下地電極６の表面に突出した外部電極端子４をそれぞれ形成する。例えば、直径４５０μｍ程度の半田ボールを取り付け、その後、リフロー（再加熱処理）によって半球状に形成することによって高さ３５０μｍ程度の外部電極端子４を形成する。
【００３７】
つぎに、図示しないが、配線母基板３０を各製品形成部３１の境界線で切断（分割）して、図１乃至図３で示す半導体装置１を複数製造する。なお、この分割によって、配線母基板３０は分割されて配線基板２となり、樹脂層４０は分割されて封止体３になる。
【００３８】
図１９（ａ）乃至図１９（ｃ）は本実施例１の半導体装置の製造方法の変形例１を示す断面図である。変形例１は、図１９（ａ）に示すように、実施例１と同様に配線母基板３０の第１の面２ａに搭載された下段の半導体チップ１７及びワイヤ２０を選択的に覆うように絶縁性樹脂２１ａを形成する。つぎに、図１９（ａ）に示すように、上段の半導体チップ２４を絶縁性樹脂２１ａの上に置き、ついで下面が平坦面となる治具５０でゆっくりと上段の半導体チップ２４を所定高さとなるように絶縁性樹脂２１ａに押し付けて一部を潜り込ませ、ついで絶縁性樹脂２１ａを硬化処理する。硬化処理後は治具５０を取り除く。
【００３９】
この変形例１は、上段の半導体チップ２４を絶縁性樹脂２１ａを形成した後、実施例１の場合のような窪みを形成することなく、直接上段の半導体チップ２４を治具５０を利用して絶縁性樹脂２１ａに一部潜らせ、絶縁性樹脂２１ａを硬化させると同時にその硬化によって上段の半導体チップ２４を被覆樹脂層２１で固定するものであり、工程数の低減により、製造コストの低減を図ることができる。
【００４０】
図２０（ａ）乃至図２０（ｃ）は本実施例１の半導体装置の製造方法の変形例２を示す断面図である。変形例１では、絶縁性樹脂２１ａに上段の半導体チップ２４を押し付ける治具５０は下面が平坦面となる治具を使用したが、変形例２の場合は、治具５０ａはその下面に上段の半導体チップ２４が嵌まり込むような溝５１を設け、溝５１によって上段の半導体チップ２４の固定位置を決めるようになっている。これにより、以後のワイヤボンディングがし易くなる。なお、上段の半導体チップ２４の位置決めをさらによくするため、治具５０ａの下面に半導体チップ２４よりも僅かに大きい四角形の窪みを設け、この窪み内に半導体チップ２４を入れて半導体チップ２４の位置決めをするようにしてもよい。この場合、四角形の窪みは上方に向かうにつれて窪みの幅が徐々に小さくなるように窪みの４辺の内壁は斜面としておけば、半導体チップ２４の位置決めをさらに正確に行うことができる。
【００４１】
本実施例１によれば、以下の効果を有する
（１）下段チップ（下段の半導体チップ）１７をフェイスアップ状態で接続した後ワイヤボンディングを行い、その後ワイヤを保護するように被覆樹脂層２１を形成することから、隣接するワイヤ間のショート不良を防止することができる。この結果、半導体装置１の信頼性が向上する。
【００４２】
（２）絶縁性樹脂２１ａの表面を平坦化し、この平坦面２２に上段チップ（上段の半導体チップ）２４を固定することから高精度に上段チップ２４を固定することができる。
【００４３】
（３）下段チップ１７及び上段チップ２４はフェイスアップ状態で搭載できる。また、下段チップ１７は電極配列がセンターパッド構造でも組み込みが可能である。さらに、下段チップ１７及び上段チップ２４は同一種類の半導体チップとなっていることから、下段チップ１７と上段チップ２４に接続されるワイヤ２０，２６の長さが略同じ長さとなり、特性の合わせ込みが良好に行えることになる。この結果、高速製品に対しても本発明を適用することができる。
【００４４】
（４）被覆樹脂層２１を形成するための絶縁性樹脂２１ａの段階で治具５０，５０ａを用いて上段チップ２４の下部を絶縁性樹脂２１ａに潜り込ませ、絶縁性樹脂２１ａの硬化によって形成する被覆樹脂層２１で上段チップ２４を固定する方法の採用により、半導体装置１の製造コストの低減が図れる。
【実施例２】
【００４５】
図２１及び図２２は本発明の実施例２である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置に係わる図であり、図２１は半導体装置の一部を切り欠いた平面図、図２２は図２１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００４６】
実施例２による半導体装置１は、図２１及び図２２に示すように、下段の半導体チップ１７は電極配列がセンターパッド構造であり、上段の半導体チップ２４は電極配列が周辺パッド構造である。下段の半導体チップ１７は実施例１と同様なセンターパッド構造である。上段の半導体チップ２４は長方形からなる半導体チップの短辺に沿って電極２５を配列させた構造になっている。従って、これら電極とワイヤ２０，２６を介して接続されるワイヤ接続パッド５は、四角形の配線基板２の各辺に沿って配列されている。これ以外の構造部分は実施例１の半導体装置１と同じである。
【００４７】
実施例２では、周辺パッド構造の上段の半導体チップ２４のサイズが、センターパッド構造の下段の半導体チップ１７のサイズ以下の場合適用できる。下段となるスペーサチップのサイズが小さく成り過ぎた場合、スペーサチップ上に配置されるチップが十分に安定配置出来なくなる。このような場合に本実施例は有効な構造である。
【実施例３】
【００４８】
図２３及び図２４は本発明の実施例３である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置に係わる図であり、図２３は半導体装置の一部を切り欠いた平面図、図２４は図２３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００４９】
実施例３の半導体装置１は、配線基板２の第１の面２ａ側に２段に組み込む半導体チップはその電極配列がいずれも周辺パッド配列の例である。実施例３の半導体装置１は、下段の半導体チップ１７及び上段の半導体チップ２４の電極配列が周辺パッド配列であることを除き、他の部分は実施例１の半導体装置１と同じ構造になっている。
実施例３の構造は、通常チップスタック及びスペーサチップ使用不可の場合有効な構造である。
【実施例４】
【００５０】
図２５及び図２６は本発明の実施例４である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置に係わる図であり、図２５は半導体装置の一部を切り欠いた平面図、図２６は図２５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００５１】
本実施例４の半導体装置１は、下段の半導体チップ１７と上段の半導体チップ２４との間に中段の半導体チップ５５をスタックした例である。下段の半導体チップ１７及び中段の半導体チップ５５はセンターパッド構造、上段の半導体チップ２４は周辺パッド構造である。下段の半導体チップ１７を覆う被覆樹脂層２１の平坦面２２上に中段の半導体チップ５５を接着体５６で固定する。中段の半導体チップ５５はフェイスアップ状態で固定される。中段の半導体チップ５５の電極はワイヤ５７でワイヤ接続パッド５に接続される。下段の半導体チップ１７及び中段の半導体チップ５５並びにワイヤボンディング構造は実施例１と同様である。即ち、下段の半導体チップ１７の電極に接続されるワイヤ２０はチップの外側の細長いワイヤ接続パッド５の内側寄りに接続され、中段の半導体チップ５５の電極に接続されるワイヤ５７はチップの外側の細長いワイヤ接続パッド５の外側寄りに接続される。
【００５２】
中段の半導体チップ５５上には被覆樹脂層２１と同様の被覆樹脂層５８が形成される。この被覆樹脂層５８上には上段の半導体チップ２４が固定されるため、被覆樹脂層５８の上面側にも窪み５９が設けられる。窪み５９の底は平坦面６０となっている。中段の半導体チップ５５に接続されるワイヤ５７は被覆樹脂層５８内を延在する。前記平坦面６０上に上段の半導体チップ２４が接着体２３を介して固定される。上段の半導体チップ２４の電極２５は配線基板２の第１の面２ａに設けられたワイヤ接続パッド５にワイヤ２６を介して接続されている。配線基板２の第１の面２ａには封止体３が形成されている。配線基板２の第１の面２ａ側において、上段の半導体チップ２４及びワイヤ２６を含め全体は封止体３で覆われている。
【００５３】
実施例４では、さらなる半導体チップのスタック化が可能になり、より機能の増大、容量の増大を図ることができる。実施例４では、中段の半導体チップ５５を一段積層した例としたが、さらに中段の半導体チップ５５を複数段搭載することも可能である。
【００５４】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明は少なくとも、小型で高集積度の半導体装置の製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１である半導体装置の一部を切り欠いた平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】本実施例１の半導体装置の底面図である。
【図４】本実施例１の半導体装置の製造方法で使用する配線母基板の模式的斜視図である。
【図５】前記配線母基板の製品形成部の第１の面を示す平面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図７】前記製品形成部の他の構造例を示す断面図である。
【図８】本実施例１の半導体装置の製造において、製品形成部の第１の面にチップボンディングし、かつワイヤボンディングした状態の平面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１０】本実施例１の半導体装置の製造において、製品形成部に搭載された半導体チップ等を被覆樹脂層で覆った状態を示す平面図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１２】前記被覆樹脂層の表面を平坦面化する状態を示す断面図である。
【図１３】前記被覆樹脂層の表面が平坦面化された製品形成部の平面図である。
【図１４】前記平坦面上にチップボンディングし、かつワイヤボンディングした状態の平面図である。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１６】配線母基板の第１の面に絶縁性の樹脂層を形成した状態を示す斜視図である。
【図１７】前記樹脂層に覆われた製品形成部の断面図である。
【図１８】製品形成部の第２の面に外部電極端子を形成した状態を示す断面図である。
【図１９】本実施例１の半導体装置の製造方法の変形例１を示す断面図である。
【図２０】本実施例１の半導体装置の製造方法の変形例２を示す断面図である。続電極に至る配線構造を示す説明図である。
【図２１】本発明の実施例２である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の平面図である。
【図２２】図２１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図２３】本発明の実施例３である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の平面図である。
【図２４】図２３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図２５】本発明の実施例４である半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の平面図である。
【図２６】図２５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…半導体装置、２…配線基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…封止体、４…外部電極端子、５…ワイヤ接続パッド、６…下地電極、７，８…絶縁膜（ソルダーレジスト膜）、９…導体層、１０…導体、１５…ダム、１６…接着体、１７…半導体チップ（下段の半導体チップ）、１８…電極、２０…ワイヤ、２１…被覆樹脂層、２１ａ…絶縁性樹脂、２２…平坦面、２３…接着体、２４…半導体チップ（上段の半導体チップ）、２５…電極、２６…ワイヤ、３０…配線母基板、３１…製品形成部、３３…チップ搭載領域、３４…治具、３５…凸部、３６…平坦面、３７…窪み、４０…樹脂層、５０…治具、５１…溝、５５…中段の半導体チップ、５６…接着体、５７…ワイヤ、５８…被覆樹脂層、５９…窪み、６０…平坦面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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