(57)【要約】【課題】半導体装置を薄型化することができる技術を提供する。【解決手段】絶縁層１０１（第１絶縁層）と、絶縁層１０１上に所定のパターンで形成された複数の配線１０２（第１導電路）とを支持基板としてチップ（半導体チップ）１０３を固着し、チップ１０３の主面（第１主面）１０３ａに形成された複数のチップ電極（第１電極）１０５と、前記複数の配線１０２とをワイヤ（導電性部材）１０６でそれぞれ電気的に接続して、絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６を絶縁層１０１と主成分が共通する材料で構成される絶縁層（第２絶縁層）１０７で被覆する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１絶縁層を準備する工程と、
（ｂ）前記第１絶縁層の一方の面に複数の第１導電路を有する第１導電層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１絶縁層および前記第１導電層に、互いに反対側に位置する第１主面と第２主面とを有する半導体チップの前記第２主面を固着する工程と、
（ｄ）前記半導体チップの前記第１主面に形成された複数の第１電極と前記複数の第１導電路とを各々導電性部材を介して電気的に接続する工程と、
（ｅ）前記第１絶縁層、前記第１導電層、前記半導体チップ、および前記導線性部材を第２絶縁層で被覆する工程とを有し、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層を構成する材料の主成分が共通していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程では、
予めシート状に形成された前記第２絶縁層を前記第１絶縁層と貼り合せることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に所定のパターンで形成された複数の第１導電路を有する第１導電層と、
互いに反対側に位置する第１主面と第２主面とを有し、前記第２主面が前記第１絶縁層および前記第１導電層に固着された半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１主面に形成された複数の第１電極と前記複数の第１導電路とを各々電気的に接続する導電性部材と、
前記第１絶縁層、前記第１導電層、前記半導体チップ、および前記導線性部材を覆うように形成された第２絶縁層とを備え、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層を構成する材料の主成分が共通し、
前記第１導電層、前記半導体チップ、および前記導線性部材は前記第１絶縁層および前記第２絶縁層に挟まれた状態で封止されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記第２絶縁層の前記半導体チップと対向する面の反対面には、金属層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記第２絶縁層の前記半導体チップと対向する面の反対面には所定のパターンで形成された複数の第２導電路を有する第２導電層が形成され、
前記第１導電路と前記第２導電路とは前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置上に積層して搭載された第２の半導体装置とを有し、
前記第１の半導体装置および第２の半導体装置はそれぞれ、
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に所定のパターンで形成された複数の第１導電路を有する第１導電層と、
互いに反対側に位置する第１主面と第２主面とを有し、前記第２主面が前記第１絶縁層および前記第１導電層に固着された半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１主面に形成された複数の第１電極と前記複数の第１導電路とを電気的に接続する導電性部材と、
前記第１絶縁層、前記第１導電層、前記半導体チップ、および前記導線性部材を覆うように形成される第２絶縁層とを備え、
前記第１の半導体装置の前記第１絶縁層と前記第２絶縁層を構成する材料の主成分が共通し、
前記第２の半導体装置の前記第１絶縁層と前記第２絶縁層を構成する材料の主成分が共通し、
前記第１の半導体装置の前記第２絶縁層の面であって、前記第１の半導体装置の前記半導体チップと対向する面の反対面には所定のパターンで形成された複数の第２導電路を有する第２導電層が形成され、
前記第１の半導体装置の前記第１導電路と前記第２導電路とは前記第１の半導体装置の前記第２絶縁層に形成されたスルーホールを介して電気的に接続され、
前記第２の半導体装置の前記第１導電路と、前記第１の半導体装置の前記第２導電路が電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置技術に関し、特に、モバイル型の半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−２１７３５３号公報（特許文献１）または特開２００１−２２３３１７号公報（特許文献２）には、導電箔に分離溝を形成した後、回路素子を実装し、この導電箔を支持基板として絶縁性樹脂を被着し、反転した後、今度は絶縁性樹脂を支持基板として導電箔を研磨して導電路として分離する方法が記載されている。この方法によれば、支持基板を採用することなく導電路、回路素子が絶縁性樹脂に支持された回路装置が実現できるとされている。
【特許文献１】特開２００１−２１７３５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２３３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
携帯電話や携帯用コンピュータなどモバイル型の電子機器の普及に伴い、これらに搭載される半導体装置パッケージには小型化、薄型化、軽量化が要求される。
【０００４】
本発明者は半導体装置を小型化、薄型化することができる技術について検討を行い以下の課題を見出した。
【０００５】
小型の半導体装置パッケージとして、ＣＳＰ（Chip Size Package）がある。ＣＳＰは、例えば以下のような製造方法により製造される。
【０００６】
まず、エポキシ樹脂などのコア材を準備し、該コア材の両面に銅箔などを接着する。次に前記銅箔をエッチングして所定の電極、ダイパッドなどを形成する。次に前記コア材の表面から裏面に貫通する孔部を形成し、該孔部をメッキすることで、スルーホールを形成し、前記コア材の表面電極と下面電極を電気的に接続する。
【０００７】
次に、半導体チップを前記ダイパッドに固着して、半導体チップの主面に形成されたチップ電極と、コア材表面に形成された電極とをワイヤボンディングなどにより電気的に接続する。次に、前記コア材の裏面電極が露出するように、前記半導体チップ、ワイヤ、コア材をレジンまたはエポキシ樹脂などの封止体により封止する。最後に必要に応じてダイシングを行い、パッケージを個片化してＣＳＰが完成する。
【０００８】
上記方法によれば、リード端子が半導体装置側面から導出されないので、リード端子を有する半導体装置パッケージと比較して実装面積を小さくすることができる。しかし、支持基板としてのコア材の厚さが必要となるため、薄型化には適さないという問題がある。
【０００９】
また、特開２００１−２１７３５３号公報（特許文献１）または特開２００１−２２３３１７号公報（特許文献２）に記載されているように、導電箔に分離溝を形成した後、回路素子を実装し、この導電箔を支持基板として絶縁性樹脂を被着し、反転した後、今度は絶縁性樹脂を支持基板として導電箔を研磨して導電路として分離する小型半導体装置の製造方法がある。
【００１０】
上記方法によれば、導電箔を支持基板として製造するので、コア材を用いる場合と比較して薄型化することができる。しかし、上記方法は支持基板としての導電箔を加工することにより導電路（すなわち、電極端子または信号配線）を形成するので、導電路の配置ピッチを細密化するためには、導電箔にある程度の厚さが必要となる。
【００１１】
また上記方法では、半導体チップをトランスファーモールド、インジェクションモールドなどにより封止するので、ボンディングワイヤの露出を防止するため、封止樹脂を必要最低限の厚さよりも厚くする必要がある。
【００１２】
また、上記方法により半導体装置の小型化をすすめると、構成部材の熱膨張率の差により、リークパス（絶縁性が破壊されリーク電流が流れる経路）が発生する可能性があるため、所望の特性が得られなくなり、実装信頼性が低下するという問題がある。
【００１３】
ところで、近年、携帯電話など電子機器の多機能化が進んでおり、小さい実装面積に多くの半導体装置を搭載する技術が要求されている。小さい実装面積に多くの半導体装置を実装する方法として、複数の半導体装置パッケージを積層する方法が有効である。
【００１４】
しかし、上記した特開２００１−２１７３５３号公報（特許文献１）または特開２００１−２２３３１７号公報（特許文献２）に記載されている半導体装置を例えば２個積層する場合、２層目の半導体装置の導電路を実装基板の端子に接続することが困難である。
【００１５】
本発明の目的は、半導体装置を薄型化することができる技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の半導体装置を積層することができる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、次のとおりである。
【００１８】
すなわち、本発明は第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に所定のパターンで形成された複数の第１導電層とを支持基板として半導体チップを固着し、前記半導体チップの第１主面に形成された複数の第１電極と、前記複数の第１導電層とを導電性部材でそれぞれ電気的に接続して、前記第１絶縁層、前記第１導電層、前記半導体チップ、および前記導電性部材を前記第１絶縁層と主成分が共通する材料で構成される第２絶縁層で被覆するものである。
【発明の効果】
【００１９】
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以下のとおりである。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、半導体装置を薄型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２２】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２３】
本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の、または対応する符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の上面の絶縁層を透過して見た平面図、図２は図１に示す半導体装置の半導体チップおよびボンディングワイヤを透過して見た平面図、図３は図１および図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は図３に示す半導体装置の一部（端部近傍）を拡大した要部断面図である。なお、図１および図２では本実施の形態１の半導体装置の構造を分かりやすくするため、上面の絶縁層を取り除いた状態で示している。
【００２５】
図１〜図４において、本実施の形態１の半導体装置１００は、絶縁層（第１絶縁層）１０１と、絶縁層１０１上に、例えば図２に示すように、所定のパターンで形成された複数の配線（第１導電路）１０２を有する導電層（第１導電層）と、半導体チップ１０３を備えている。
【００２６】
絶縁層１０１はソルダレジスト（プリント回路基板の絶縁性を保護するために回路配線上を被覆する材料）として用いられる材料で構成されている。絶縁層１０１を構成する材料は例えばポリイミド樹脂と比較して、熱可塑性が高い。このような材料として、例えばアクリレート系樹脂を主成分とする樹脂を例示することができる。絶縁層１０１の厚さ（上面１０１ａから下面１０１ｂまでの距離）はチップ１０３の厚さよりも薄く形成されている。
【００２７】
配線１０２は、電気信号などを伝達するための導電路である。配線１０２を構成する材料としては、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）、これらの合金、これらを積層したもの、あるいはこれらの表面に金（Ａｕ）などを形成したものなどを例示することができる。
【００２８】
チップ１０３は互いに反対側に位置する主面（第１主面）１０３ａ、および主面（第２主面）１０３ｂを有し、主面１０３ｂが絶縁層１０１と複数の配線１０２とに接着剤１０４を介して固着されている。また、チップ１０３の主面１０３ａには、複数のチップ電極（第１電極）１０５が形成されている。接着剤１０４にはダイアタッチフィルムまたはペースト材を用いることができる。
【００２９】
図１に示すように複数のチップ電極１０５と複数の配線１０２とは、各々ワイヤ（導電性部材）１０６を介して電気的に接続されている。ワイヤ１０６は電極１０５と配線１０２間で電気信号などを伝達する導電性部材であって、例えば金（Ａｕ）などで構成される。
【００３０】
また、半導体装置１００は絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６の上面を覆うように形成された絶縁層（第２絶縁層）１０７を備えている。チップ１０３およびワイヤ１０６は絶縁層１０１と絶縁層１０７に挟まれた状態で封止されている。
【００３１】
絶縁層１０７を絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６の上面を覆うように形成することにより、配線１０２、チップ１０３およびワイヤ１０６を絶縁層１０１と絶縁層１０７に挟まれた状態で封止することができる。
【００３２】
半導体装置１００は、チップ１０３およびワイヤ１０６を絶縁層１０１と絶縁層１０７に挟まれた状態で封止することにより、半導体装置１００を薄型化することができる。この理由については、半導体装置１００の製造方法を説明する際に詳述する。
【００３３】
半導体装置１００の絶縁層１０７は、絶縁層１０１と同様にソルダレジストとして用いられる材料で構成されている。すなわち、ポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性が高い樹脂が用いられる。例えばアクリレート系樹脂を主成分とする樹脂で構成する。絶縁層１０７をソルダレジストとして用いられる材料で構成することにより、半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。この理由については、半導体装置１００の製造方法を説明する際に詳述する。
【００３４】
また、絶縁層１０７を構成する材料と、絶縁層１０１を構成する材料とは、主成分が共通する。ここで、主成分について説明する。ソルダレジストとして用いられる樹脂は、一般に主たる原料に様々な副原料を添加して製造される。本実施の形態１で説明に用いる主成分とは、前記した主たる原料を指し、添加される副原料は含まれない。
【００３５】
したがって、半導体装置１００の絶縁層１０１および絶縁層１０７には、主たる原料（主成分）として例えば、アクリレート系樹脂などポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性が高い樹脂が共通して用いられている。絶縁層１０１と絶縁層１０７を構成する材料の主成分が共通するので、絶縁層１０１と絶縁層１０７との密着性を向上させることが可能となる。
【００３６】
絶縁層１０１と絶縁層１０７との密着性を向上させることにより、絶縁層１０１と絶縁層１０７との接合部からの吸湿を防止または抑制することができるので、半導体装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。
【００３７】
好ましくは、絶縁層１０１と絶縁層１０７の構成材料が同一である方が良い。ここで、構成材料が同一とは、前記主たる原料、および添加される前記副原料が共通することを指し、微量に混入する不純物の濃度が異なる程度の場合、構成材料が同一であると擬制することができる。
【００３８】
絶縁層１０１と絶縁層１０７の構成材料を同一とすることにより、主成分のみが共通する場合と比較して、絶縁層１０１と絶縁層１０７との接合面の密着性を更に向上させることができる。このため、絶縁層１０１と絶縁層１０７との接合部からの吸湿を防止または抑制することができるので、半導体装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、半導体装置１００の絶縁層１０１には、絶縁層１０１の下面１０１ｂから配線１０２の下面１０２ｂまで貫通する孔部１０８が複数形成されている。孔部１０８が形成される平面上の位置は、図２に示すように配線１０２の一部である端子１０９が形成される位置と重なる。配線１０２の下面１０２ｂであって、孔部１０８が形成された箇所では、配線１０２の一部である端子１０９が露出している。端子１０９は、半導体装置１００の外部接続端子となる。また、端子の形状は、図２に示すようにその平面形状が円形で形成されている。しかし、本実施の形態１では、これに限らず、四角形で形成されていても良い。
【００４０】
半導体装置１００は配線１０２の下面１０２ｂ側に外部接続端子１０９を有するので、リード端子を有する半導体装置と比較して実装面積を小さくすることができる。
【００４１】
本実施の形態１の半導体装置１００は、図１〜図４に示した構造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。
【００４２】
例えば、図５に示すように外部接続端子１０９の下面１０２ｂに導電性の接続材料を形成することができる。図５は本実施の形態１の第１の変形例を示す断面図であり、上記図３に対応するものである。図５より明らかなように、図５に示す半導体装置１００の平面構造は図１および図２に示す半導体装置１００と同様である。
【００４３】
図５において、半導体装置１００の外部接続端子１０９には、導電性の接続材料（スタンドオフ）である半田（例えば半田ボール）１０が接続されている。半導体装置１００は絶縁層１０１にソルダレジストとして用いる材料を用いているので、各外部接続端子１０９上に半田１０を的確に接続でき、また、外部接続端子１０９に対応した数の半田１０を確実に形成することができる。
【００４４】
なお、図５ではスタンドオフの形状をボール状としたが、これに限定されるものではない。スタンドオフの形成方法を適宜選択することにより種々変更可能である。
【００４５】
図１〜図４に示す半導体装置１００を電子機器の実装基板などに実装する場合、実装基板上に形成されたランドに予め塗布された半田ペーストを外部接続端子１０９に接続することにより実装される。一方、図５に示す半導体装置１００は、既に外部接続端子に半田９が接続されているので、前記ランドに予め半田ペーストを塗布しておかなくとも良い。
【００４６】
図６は本実施の形態１の第２の変形例を示す断面図である。図６において、半導体装置１００の絶縁層１０７の上面１０７ａ上には金属層１１が形成されている。図６に示す半導体装置１００は絶縁層１０７の上面１０７ａに金属層１１を形成することにより、放熱性を向上させることが可能となる。
【００４７】
金属層１１の材料としては、例えば、ＣｕまたはＮｉ、これらの合金、これらを積層したもの、あるいはこれらの表面にＡｕなどをメッキ形成したものなど、放熱性向上の観点または以下に説明する機械強度向上の観点から適宜選択することができる。
【００４８】
また、図１〜図４に示す半導体装置１００はコア材となる剛性の高い樹脂（例えばガラスエポキシ樹脂）などを用いないので、半導体装置１００の機械的強度は、構成部材のうち最も高い剛性を有するチップ１０３により決定される。図６に示す半導体装置１００は金属層１１を形成することにより、半導体装置１００の機械的強度を向上させることができる。
【００４９】
次に、本実施の形態１の半導体装置の製造方法について説明する。図７は本実施の形態１の半導体装置の製造方法において、シート状の絶縁層を準備する工程を示す断面図、図８は図７に示す絶縁層上に導電路を形成する工程を示す断面図、図９は半導体チップを実装する工程を示す断面図、図１０はチップ電極と導電路とを電気的に接続する工程を示す断面図、図１１は半導体チップ等を被覆する工程を示す断面図である。
【００５０】
（ａ）まず、図７に示すように絶縁層１０１を準備する。絶縁層１０１は前述の通り、ソルダレジストとして用いられる材料で構成されている。絶縁層１０１は薄い（チップ１０３の厚さよりも薄い）シート状に形成されている。
【００５１】
（ｂ）次に図８に示すように絶縁層１０１の上面１０１ａに所定のパターンで配線１０２を形成する。図８に示した絶縁層１０１および配線１０２の平面構造は、図２に実線で示した絶縁層１０１および配線１０２に対応する。配線１０２の形成方法は、例えば銅などの導電性材料を所望のパターンで印刷することにより形成することができる。印刷により形成する場合は、例えばインクジェット技術を用いる。また、メッキ法により形成することもできる。また、本実施の形態１では、絶縁膜１０１を準備してから、絶縁膜１０１の上面１０１ａに所定のパターンで配線１０２を形成しているが、既に配線１０２が形成された絶縁膜１０１を準備してから次の製造工程に進んでもより。このとき、配線１０２は、絶縁膜１０１の上面１０１ａにＣｕ箔を形成した後、エッチングにてパターン形成する方法でもよい。
【００５２】
配線１０２の材料に銅を用いる場合、配線１０２の上面１０２ａにニッケルまたは金などの金属層（図示は省略）を形成することが好ましい。特に後工程で、導電性部材であるワイヤ１０６が接続される箇所に形成する事が好ましい。更に好ましくは、金属層の最上層には、ワイヤ１０６と同じ材料を用いると良い。形成方法としてはメッキ法を例示することができる。
【００５３】
配線１０２の上面１０２ａのうちワイヤ１０６が接続される箇所に金属層を形成することにより、ワイヤ１０６と配線１０２との接続を容易にすることができる。また、ワイヤ１０６と配線１０２との接続強度を向上させることができる。
【００５４】
（ｃ）次に図９に示すように、絶縁層１０１および配線１０２上の所定の位置に接着剤１０４を介して半導体チップ１０３の主面１０３ｂを固着する。本実施の形態１で説明する半導体装置１００のチップ１０３は主面１０３ａにチップ電極１０５が形成されており、主面１０３ｂには電極が形成されていない。
【００５５】
また、図１および図２に示すように配線１０２の一部である外部接続端子１０９の平面上の位置がチップ固着領域内に配置されている。このため、接着剤１０４は絶縁性の接着剤を用いることが好ましい。
【００５６】
主面１０３ｂに裏面電極を有するチップ１０３を固着する場合には、接着剤１０４には導電性の接着剤を用いることもできる。この場合は、配線１０２の配置、または接着剤１０４の配置を調整し、主面１０３ａに形成されるチップ電極１０５と電気的に接続される配線１０２が接着剤１０４とは絶縁されるようにしておく。
【００５７】
半導体装置１００は後述の（ｅ）被覆工程により、チップ１０３を封止する前に配線１０２を形成するので、配線１０２の厚さ（絶縁層１０１との接触面からチップ１０３方向の距離）を薄くすることができる。
【００５８】
また、チップ１０３を封止する前に配線１０２を形成するので、回路基板に配線を形成する技術を適用して配線１０２を形成することができる。配線１０２の形成に回路基板に配線を形成する技術を適用することにより、配線の引き回しが容易となる。このため、配線の寸法、あるいは配線の配置ピッチを微細化することができる。
【００５９】
（ｄ）次に図１０に示すようにチップ１０３の主面１０３ａに形成されたチップ電極１０５と配線１０２とをボンディングワイヤ１０６を介して電気的に接続する。接続に際して、導電性部材であるワイヤ１０６と導電路である配線１０２を先に接続した後、ワイヤ１０６とチップ電極１０５を接続することが好ましい。
【００６０】
ワイヤ１０６と配線１０２を先に接続することにより、ワイヤ１０６の平面上の位置をチップ１０３の側面（主面１０３ａおよび主面１０３ｂと交差する面）に近づけることができる。ワイヤ１０６の平面上の位置をチップ１０３の側面に近づけると、ワイヤ１０６とチップ１０３との間の隙間が小さくなる。このため、次工程である被覆工程でチップ１０３を封止する際に、半導体装置１００の内部に残留する気体を少なくすることができるので、絶縁層１０７とチップ１０３との密着性を向上させることができる。
【００６１】
（ｅ）次に図１１に示すように絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６を絶縁層１０７で被覆する。被覆工程では、予めシート状に形成された絶縁層１０７を絶縁層１０１と貼り合せる方法が好ましい。
【００６２】
詳しくは、シート状に形成された絶縁層１０７の下側の面１０７ｂをチップ１０３の主面１０３ａに対向させた状態で絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６上に戴置する。次に、絶縁層１０１と絶縁層１０７の間にある気体を外部に排出しながら加熱する。すなわち減圧しながら加熱する。
【００６３】
絶縁層１０７は加熱されることにより軟化して、絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６に密着する。この時、ワイヤ１０６とチップ１０３の側面との距離を近づけてあるので、残留気体領域（ボイド）の生成を防止あるいは抑制することができる。
【００６４】
なお、絶縁層１０７を絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６に密着させる際、絶縁層１０７の上面１０７ａをチップ１０３よりも剛性の低い押圧部材で押圧しても良い。押圧部材で押圧することにより密着性を向上させることができる。
【００６５】
絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６に密着させた後、冷却することにより、絶縁層１０１と絶縁層１０７の貼り合せが終了する。絶縁層１０７をこのような被覆工程を行う装置として真空ラミネータまたは真空プレスラミネータを用いる事ができる。
【００６６】
シート状に形成された絶縁層１０７を絶縁層１０１と貼り合せ、チップ１０３が絶縁層１０１および絶縁層１０７に挟まれた状態で封止することにより、絶縁層１０７の厚さを薄くすることが可能となる。
【００６７】
例えば、半導体チップ１０３およびワイヤ１０６をトランスファーモールドまたはインジェクションモールドなど、金型を用いて封止する方法で封止する場合、チップ１０３の上部の絶縁層の厚さを薄くしすぎると、ワイヤ１０６が封止体の外部に露出してしまうおそれがある。この場合、ワイヤ１０６を露出させないためのマージン分を加算した厚みで、絶縁層を形成する必要があるので、半導体装置全体の厚さが厚くなってしまう。
【００６８】
しかし、本実施の形態１の半導体装置１００は、予めシート状に形成された絶縁層１０７を絶縁層１０１と貼り合せるので、絶縁層１０７の厚さを薄くしてもワイヤ１０６が絶縁層１０７の外部に露出することを防止することができる。絶縁層１０７の厚さを薄くすることができれば、半導体装置１００を薄型化することができる。
【００６９】
また、前述の通り、絶縁層１０７には例えばアクリレート系樹脂などポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性の高い樹脂を用いている。このため、前記減圧しながら加熱する工程において、絶縁層１０７が軟化し易くなる。絶縁層１０７が軟化し易くなることにより、前記貼り合せる方法において、絶縁層１０７の密着性を向上させることができる。したがって半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
ところで、予めシート状に形成された絶縁層１０７を絶縁層１０１と貼り合せることにより、チップなどを封止する方法の場合、絶縁層１０１と絶縁層１０７との界面が生じる。そして、絶縁層１０１と絶縁層１０７に全く異なる材料を用いると、熱サイクルにより前記界面が剥離するおそれがある。
【００７１】
しかし、前述の通り、絶縁層１０７を構成する材料と、絶縁層１０１を構成する材料とは、主成分が共通する。このため、絶縁層１０１と絶縁層１０７との界面の接合強度を向上させることができるので、前記界面の剥離を防止することが可能となる。前記界面の剥離を防止することにより、半導体装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。
【００７２】
すなわち、本実施の形態１の半導体装置１００は、主成分が共通する絶縁層１０１と絶縁層１０７とを予めシート状に形成し、貼り合せることによりチップ１０３、配線１０２、ワイヤ１０６を封止することにより、半導体装置１００の厚さを薄型化しつつ、かつ、信頼性を向上させることが可能となる。
【００７３】
また、前述の通り、半導体装置１００は絶縁層１０１にも例えばアクリレート系樹脂などポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性の高い樹脂を用いている。このため、絶縁層１０１も軟化し易くなるので、絶縁層１０１と絶縁層１０７の界面の接合強度を更に向上させることができる（加熱の程度によっては、界面が完全に癒着して一体構造となる場合もある）。このため、絶縁層１０１と絶縁層１０７との密着性を更に向上させることが可能となる。
【００７４】
また、半導体装置１００は絶縁層１０１および、絶縁層１０７にポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性の高い樹脂を用いている。このため、実装時のリフロー工程や、実装後のチップ１０３の発熱などにより、熱ストレスが加わっても、チップ１０３と絶縁層１０１、７が剥離してしまう問題を防止または抑制することができるので、信頼性を向上させることができる。
【００７５】
（ｆ）次に図２から図４に示すように、絶縁層１０１に、絶縁層１０１の下面１０１ｂから配線１０２の下面１０２ｂまで貫通する孔部１０８を複数形成する。孔部１０８を形成することにより、配線１０２の一部である外部接続端子１０９が露出する。絶縁層１０１にはソルダレジストとして用いられる材料を使用するので、加工性が良く、レーザ加工等により容易に孔部１０８を形成することができる。
【００７６】
なお、孔部１０８を形成する工程は、前記（ｅ）被覆工程の後に限定されない。前記（ｂ）絶縁層１０１の上面１０１ａに所定のパターンで配線１０２を形成する工程（図８に示す工程）の後であれば、任意のタイミングで形成することができる。また、孔部１０８をレーザ加工により形成することができるので、例えば、プリント配線基板に実装する際に、孔部１０８を形成することもできる。
【００７７】
また、本実施の形態１の製造方法によれば、複数の半導体装置１００をアレイ状に配列して、同時に製造することもできる。このような場合、孔部１０８形成後に個片化することにより、半導体装置１００が完成する。
【００７８】
以上の工程で、図１〜図４に示す半導体装置１００は完成するが、以下に図５および図６に示した変形例の製造方法も示す。
【００７９】
（ｇ）図５に示す半導体装置１００は、複数の孔部１０８の各々にスタンドオフである半田１０を形成する例である。図５に示すように半田１０を形成する方法としては、例えば以下のような方法が例示できる。まず、孔部１０８を形成した後、半導体装置１００を反転し、複数の孔部１０８の各々に半田ボールを戴置する。その後、リフローにより、半田ボールを外部接続端子１０９と接合して図５に示す半導体装置１００が完成する。
【００８０】
また、例えば、半導体装置１００を反転した後、印刷法またはメッキ法により半田を形成することもできる。この場合、半田１０の形状は図５に示すような球状ではなく、例えば円柱状など、所望の形状にすることができる。
【００８１】
半導体装置１００は絶縁層１０１にソルダレジストに用いられる材料を使用するので、複数の外部端子１０９の各々が短絡することなく、確実に半田１０を形成することができる。半田１０は半導体装置１００を例えばプリント配線基板に実装する際には、外部接続端子として機能する。
【００８２】
図６に示す半導体装置１００は絶縁層１０７の上面１０７ａ上に、金属層１１を形成する例である。絶縁層１０７の上面１０７ａ上に金属層１１を形成する方法としては、以下のような方法が例示できる。前述の（ｅ）被覆工程の前に予め絶縁層１０７の一方の面１０７ａに金属層１１をメッキ法または印刷法により形成しておく。
【００８３】
次に、金属層１１を形成した面１０７ａと反対側の面１０７ｂがチップ１０３の主面１０３ａと対向させた状態で、絶縁層１０７を絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６上に戴置する。以降、前述の（ｅ）と同様の方法で絶縁層１０７を絶縁層１０１と貼り合せることにより、絶縁層１０７の上面１０７ａ上に金属層１１を形成することができる。
【００８４】
なお、図６では、チップ１０３の上部にのみ金属層１１を被覆する例について説明したが、メッキ法、あるいは印刷法によって、絶縁層１０７ａの上面１０７ａ全体を覆うように金属層１１を形成することもできる。
【００８５】
また、半導体装置１００は予めシート状に形成した絶縁層１０７を絶縁層１０１などと貼り合せるため、絶縁層１０７をポッティングなどにより形成する場合と比較して、絶縁層１０７の上面１０７ａの平坦度を向上させることができる。
【００８６】
このため、絶縁層１０７を絶縁層１０１などと貼り合せた後でも、例えば印刷法により金属層１１を形成することができる。
【００８７】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、電子機器の回路基板に、半導体装置を単層で実装する半導体装置の例について説明した。本実施の形態２では電子機器の回路基板に積層して実装する半導体装置の例について説明する。なお、本実施の形態２では、積層する半導体装置の例として、上層と下層に同種の半導体装置を並列接続して積層するケースを例として説明する。
【００８８】
図１２は本発明の実施の形態２の半導体装置が積層された状態を示す断面図、図１３は図１２に示す下層の半導体装置２００の絶縁層上部に形成された配線層を示す平面図、図１４は図１２に示す半導体装置２００の一部（端部近傍）を拡大して示す要部拡大断面図である。
【００８９】
図１２において、本実施の形態２の半導体装置３００は、半導体装置２００の上部（最上層）に半導体装置１００が接続され、積層されている。すなわち、半導体装置３００は第１の半導体装置である半導体装置２００の上層に第２の半導体装置である半導体装置１００が積層されている。最上層に積層される半導体装置１００は前記実施の形態１で説明した図５に示す半導体装置と同じ半導体装置である。
【００９０】
半導体装置の下層に積層される半導体装置２００について説明する。なお、半導体装置２００は前記実施の形態１で説明した半導体装置１００と同様の構成を備えている。
【００９１】
図１２から図１４に示す絶縁層２０１、配線２０２、チップ２０３、接着剤２０４、チップ電極２０５、ワイヤ２０６、絶縁層２０７、孔部２０８、端子２０９はそれぞれ、前記実施の形態１で説明した半導体装置１００の絶縁層２０１、配線２０２、チップ２０３、接着剤２０４、チップ電極２０５、ワイヤ２０６、絶縁層２０７、孔部２０８、端子２０９に対応する。
【００９２】
本実施の形態２では、半導体装置１００と共通する特徴については説明を省略し、半導体装置１００と異なる特徴について説明する。
【００９３】
半導体装置２００は、絶縁層２０７のチップ２０３と対向する面２０７ｂの反対面である上面２０７ａ上に、例えば図１３に示すような所望のパターンで形成された複数の配線（第２導電路）２１２を備えている。配線２１２は、電気信号などを伝達するための導電路である。配線２１２は絶縁層２０７の上面２０７ａ上に直接形成されている。半導体装置２００は、配線２１２を備えることにより、機械的強度を向上させることができる。
【００９４】
また、配線２１２のパターンの内、チップ搭載領域のパターンは、図２に示す半導体装置１００の配線１０２のパターンと同じになるように配置されている。特に半導体装置１００の外部接続端子１０９の平面上の位置と、これに対応する配線２１２の一部である端子２１７の平面上の位置がそれぞれ同じ位置となるように配置されている。
【００９５】
半導体装置２００は配線２１２のパターンを上層に積層される半導体装置１００の外部接続端子と同じ位置に配置することにより、半導体装置２００の上部に、同じ端子パターンを有する半導体装置を積層することができる。
【００９６】
図１２に示すように、配線２１２は半導体装置１００の外部接続端子１０９と半田１０を介して電気的に接続される。配線２１２を構成する材料としては、ＣｕまたはＮｉ、これらの合金、これらを積層したもの、あるいはこれらの表面にＡｕなどを形成したものなどを例示することができる。
【００９７】
また、図１４に示すように半導体装置２００は、配線２１２の上面２１２ａから配線２０２の上面２０２ａまで貫通する複数の孔部２１３を備えている。孔部２１３は絶縁層２０７に形成されている。孔部２１３は半導体装置の外周領域であって、チップ２０３が戴置されていない領域に形成されている。導体２１４の材料は、例えば半田ペーストまたはＣｕ等を例示することができる。
【００９８】
半導体装置２００は、孔部２１３の側壁に形成される導体２１４を備えている。配線２１２と配線２０２は、導体２１４を介して電気的に接続されている。すなわち、孔部２１３および導体２１４は配線２１２と配線２０２を電気的に接続するスルーホールとして機能する。
【００９９】
半導体装置１００の外部接続端子１０９は、半田１０、配線２１２、導体２１４、配線２０２を介して半導体装置２００の複数の外部接続端子（すなわち、半導体装置３００の外部接続端子）２０９と、各々電気的に接続されている。
【０１００】
半導体装置１００の外部端子１０９と、半導体装置２００の外部端子２０９との電気的接続をスルーホールを介して行うことにより、半導体装置３００の平面外形寸法を小型化することができる。また、各スルーホールの配置ピッチを細密化することができるので、外部接続端子の数を多くすることができる。
【０１０１】
また、半導体装置３００は、配線２１２を絶縁層２０７の上面２０７ａ上に直接形成するので、半導体装置１００と半導体装置２００とを電気的に接続する回路を形成するためのコア材を用いる必要がない。すなわち、半導体装置３００は回路基板を形成するためのコア材を必要としないので、薄型化することができる。
【０１０２】
また、半導体装置２００は、配線２１２の上部に絶縁層２１５を備えている。絶縁層２１５は配線２１２を被覆するように形成されている。すなわち、配線２１２は絶縁層２０７と絶縁層２１５とに挟まれるように封止されている。絶縁層２１５は保護膜として機能するので、配線２１２の損傷を防止することができる。
【０１０３】
なお、配線２１２の保護の観点からは、絶縁層２１５を備えることが好ましいが、絶縁膜１５を備えていなくても良い。この場合、配線２１２が損傷する可能性があるが、製造工程を簡略化することができる。
【０１０４】
絶縁層２１５は絶縁層２０１または絶縁層２０７と同様にソルダレジストとして用いられる材料で構成されている。また、絶縁層２０７を構成する材料と、絶縁層２１５を構成する材料とは、主成分が共通する。主成分を共通とすることにより、絶縁層２０７と絶縁層２１５との密着性を向上させることができることは前記実施の形態１で述べた通りである。
【０１０５】
また、絶縁層２１５には、絶縁層２１５の上面２１５ａから配線２１２の上面２１２ａまで貫通する孔部２１６が複数形成されている。孔部２１６が形成される平面上の位置は、図１３に示すように配線２１２の一部である端子２１７が形成される位置と重なる。配線２１２の上面２１２ａであって、孔部２１６が形成された箇所では、配線２１２の一部である端子２１７が露出している（図１２は積層された状態を示す図なので、端子２１７は半田１０に被覆されている）。
【０１０６】
端子２１７は、半導体装置１００を半導体装置２００上に接続する際のランドとして機能する。
【０１０７】
半導体装置３００は、下層の半導体装置２００の配線２１２の上面２０２ａ側に端子２１７を有するので、上層の半導体装置１００を積層しても、実装面積を小さくすることができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態２では、積層する最上層の半導体装置として、絶縁層１０７の上部に配線２１２が形成されていない半導体装置１００を用いるケースを例として説明したが、最上層の半導体装置として半導体装置２００のように配線２１２を備えたものを用いても良い。すなわち、複数の半導体装置が積層される半導体装置において、全ての層の半導体装置の主たる構成を同一とする。
【０１０９】
このようにすると、最上層用の半導体装置と下層用の半導体装置を区別する必要がなくなるので、製造工程上の自由度を向上させることができる。
【０１１０】
ここで、前記主たる構成が同一とは、絶縁層２１５に孔部２１６を形成するか否かに関わらない。全ての層の半導体装置に絶縁層２１５を形成する場合は、最上層の半導体装置の絶縁層２１５には孔部２１６を形成しないことが好ましい。他方、全ての層の半導体装置に絶縁層２１５を形成しない場合は、全ての構成が同一であって良い。
【０１１１】
半導体装置２００は、絶縁層２１５にソルダレジストとして用いられる材料で構成されるため、前記実施の形態１で述べたように、レーザ等により容易に孔部２１６を形成することができる。このため、半導体装置を積層する段階で、必要に応じて孔部２１６を形成することができる。
【０１１２】
次に、本実施の形態２の半導体装置の製造方法について図１２から図１４を用いて説明する。なお、半導体装置３００の最上層に積層される半導体装置１００は、前記実施の形態１で説明した半導体装置１００と同様の製造方法により得られるので、説明は省略し、半導体装置２００の製造方法と、半導体装置２００の上層に半導体装置１００を積層する方法について説明する。
【０１１３】
半導体装置２００の製造方法は前記実施の形態１で説明した半導体装置１００の製造方法と（ｆ）絶縁層２０１に、絶縁層２０１の下面２０１ｂから配線２０２の下面２０２ｂまで貫通する孔部２０８を複数形成する工程までは略同様であるので、前記実施の形態１で説明した工程と異なる部分について説明する。半導体装置２００の製造方法は、前記（ａ）から（ｆ）の工程に加え、以下の工程を有している。
【０１１４】
（ｈ）図１４に示す絶縁層２０７のチップ２０３と対向する面２０７ｂの反対面２０７ａ上に配線２１２を形成する。配線２１２は例えば、図１３に示すような所望のパターンで形成される。絶縁層２０７の上面２０７ａ上に配線２１２を形成する方法としては、以下のような方法が例示できる。
【０１１５】
（ａ）から（ｄ）工程は前記実施の形態１で説明した製造方法と同様の製造方法により図１０に示す構造を得る。そして、前記実施の形態１で説明した（ｅ）被覆工程の前に予めシート状の絶縁層２０７の一方の面２０７ａに配線２１２をメッキ法または印刷法により形成しておく。
【０１１６】
次に、配線２１２を形成した面２０７ａと反対側の面２０７ｂがチップ２０３の主面２０３ａと対向させた状態で、絶縁層２０７を絶縁層２０１、配線２０２、チップ２０３、およびワイヤ２０６上に戴置する。以降、前述の（ｅ）と同様の方法で絶縁層２０７を絶縁層２０１と貼り合せることにより、絶縁層２０７の上面２０７ａ上に配線２１２を形成することができる。
【０１１７】
半導体装置２００は、前記（ｅ）被覆工程の前に予め配線２１２を所望のパターンで形成するので、回路基板に配線を形成する技術を適用して配線２０２を形成することができる。配線２の形成に回路基板に配線を形成する技術を適用することにより、配線の引き回しが容易となる。このため、配線の寸法、あるいは配線の配置ピッチを微細化することができる。
【０１１８】
また、予めシート状に形成した絶縁層２０７を絶縁層２０１と貼り合せるので、絶縁層２０７の厚さを薄くすることができる。
【０１１９】
（ｉ）予め配線２１２を形成したシート状の絶縁層２０７と絶縁層２０１等とを、前記（ｅ）被覆工程で説明した方法によって、貼り合せた後、絶縁層２０７にスルーホールを形成する。まず、絶縁層２０７に配線２１２の上面２１２ａから配線２０２の上面２０２ａまで貫通する孔部２１３を形成する。
【０１２０】
配線２１２の孔部２１３が形成される平面上の位置には、配線２１２を形成する際に予め孔を形成しておくことが望ましい。配線２１２に予め孔を形成しておけば、絶縁層２０７は加工性の高い材料なので、レーザ等により容易に孔部２１３を形成することができる。
【０１２１】
次に、孔部２１３に導体２１４を充填する。例えば半田ペースト等を孔部２１３の側壁の全面を覆うように充填し、スルーホールが完成する。孔部２１３と、孔部２１３内の導体２１４を併せた物をスルーホールとみなすことができる。なお、導体２１４の充填方法としては、Ｃｕメッキを用いることもできる。
【０１２２】
（ｊ）次に配線２１２の上部に絶縁層２１５を形成する。絶縁層２１５を形成することにより、配線２１２を保護することができる。絶縁層２１５は配線２１２の全面が、絶縁層２０７と絶縁層２１５とで挟まれた状態となるように形成される。絶縁層２１５の形成方法としては例えば以下の方法を例示できる。
【０１２３】
前記（ｅ）被覆工程で説明したように、予めシート状に形成した絶縁層２１５を絶縁層２０７、配線２１２、および導体２１４を被覆するように戴置する。その後、前記（ｅ）で説明した方法と同様に絶縁層２１５と絶縁層２０７を貼り合せ、配線２１２等を封止する。このように形成すれば、絶縁層２１５表面の平坦性を向上させることができることは既に述べた通りである。
【０１２４】
絶縁層２１５は絶縁層２０７のようにワイヤ１０６を被覆する訳ではない。このため、絶縁層２１５の形成は、ポッティング法により行うことができる。すなわち、絶縁層２１５を形成する際には前記（ｅ）被覆工程で説明したようにワイヤ２０６の露出等を考慮する必要がないので、ポッティング法でも絶縁層２１５の厚さを薄くすることができる。
【０１２５】
（ｋ）次に、絶縁層２１５の上面２１５ａに複数の孔部２１６を形成する。孔部２１６は絶縁層２１５の上面２１５ａから配線２１２の上面２１２ａまで貫通するように形成される。孔部２１６を形成する平面上の位置は、配線２１２の一部である端子２１７の平面上の位置に対応する。端子２１７は、導体装置２００の上層に積層される半導体装置１００の外部接続端子１０９と接続される。
【０１２６】
孔部２１６を形成することにより、端子２１７が露出する。ここで、端子２１７の表面に酸化防止用の表面処理を施しておくことが好ましい。このような表面処理としては、例えば、Ｎｉ−Ａｕメッキなどを例示することができる。端子２１７の表面をＡｕ層で覆うことにより、端子２１７の表面に酸化膜が発生するのを抑制できるため、半導体装置１００を上層に積層する際に接続不良を防止することができる。
【０１２７】
次に、前記実施の形態１で説明した（ｆ）工程と同様に、絶縁層２０１に、絶縁層２０１の下面２０１ｂから配線１０２の下面２０２ｂまで貫通する孔部２０８を複数形成する。
【０１２８】
なお、孔部２０８を形成する工程は、前記（ｋ）工程の後に限定されない。前記（ｂ）絶縁層２０１の上面２０１ａに所定のパターンで配線２０２を形成する工程（図８に示す工程）の後であれば、任意のタイミングで形成することができる。また、孔部２０８をレーザ加工により形成することができるので、例えば、プリント配線基板に実装する際に、孔部２０８を形成することもできる。
【０１２９】
表面処理を行うことにより、図１２〜図１４に示す半導体装置２００が完成する。なお、更に必要に応じて、前記実施の形態１の（ｇ）で説明したスタンドオフである半田１０を適宜形成しても良いことは言うまでもない。
【０１３０】
また、本実施の形態２の製造方法によれば、複数の半導体装置２００をアレイ状に配列して、同時に製造することもできる。このような場合、表面処理後に個片化することにより、半導体装置２００が完成する。
【０１３１】
次に、本実施の形態２で説明した半導体装置２００の上層に、前記実施の形態１で説明した半導体装置１００を積層する半導体装置３００の製造方法について説明する。
【０１３２】
まず、図１２〜図１３に示す第１の半導体装置である半導体装置２００を準備する。併せて前記実施の形態１で説明した、第２の半導体装置である半導体装置１００を準備する。半導体装置１００には、前記実施の形態１で説明した（ｇ）の方法により、予めスタンドオフである半田１０を形成しておくことが好ましい。
【０１３３】
次に、半導体装置２００上の所定の位置に、半導体装置１００を戴置する。ここで、所定の位置とは、半導体装置１００の複数の外部接続端子１０９に各々形成された半田１０が、対応する半導体装置２００の複数の端子２１７にそれぞれ接触するように配置される位置である。
【０１３４】
次に、リフローを行い、複数の半田１０と複数の端子２１７とをそれぞれ電気的に接続し、半導体装置３００が完成する。
【０１３５】
半導体装置３００は複数の半導体装置を積層しているが、個々の半導体装置に回路配線用の基板コア材を用いていないため、薄型化することができる。
【０１３６】
なお、本実施の形態２では、半導体装置２００の上層に、半導体装置１００を積層する２層の半導体装置を例に説明したが、半導体装置３００は２層に限定されない。例えば、３層に積層する場合は、少なくとも最下層と中間層に半導体装置２００を用いれば、３層構造とすることができる。
【０１３７】
この場合であっても、個々の半導体装置には回路配線用の基板コア材を用いないので、３層構造としても薄型化することができることは言うまでもない。
【０１３８】
（実施の形態３）
前記実施の形態２では電子機器の回路基板に積層して実装する半導体装置において、上層と下層に同種の半導体装置を並列接続して積層する例について説明した。本実施の形態３では、異なる種類の半導体装置を積層する例について説明する。
【０１３９】
図１５は本実施の形態３の２層に積層される半導体装置５００の内、下層に配置される第１の半導体装置２００の半導体チップ実装状態を示す平面図、図１６は本実施の形態３の２層に積層される半導体装置５００の内、下層に配置される第１の半導体装置２００の半導体チップ上部に形成された配線を示す平面図、図１７は本実施の形態３の２層に積層される半導体装置５００の内、上層に配置される第２の半導体装置４００の半導体チップ実装状態を示す平面図、図１８は図１５から図１７に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【０１４０】
図１８において、本実施の形態３の半導体装置５００は、半導体装置２００の上部（最上層）に半導体装置４００が接続され、積層されている。すなわち、半導体装置５００は第１の半導体装置である半導体装置２００の上層に第２の半導体装置である半導体装置３００が積層されている。
【０１４１】
本実施の形態３の半導体装置５００と前記実施の形態２の半導体装置３００との相違点は、半導体装置２００と半導体装置４００とは異なる種類の半導体チップを実装している点である。すなわち、半導体装置５００は異なる種類の半導体装置を積層して構成されている。
【０１４２】
ただし、半導体装置２００と半導体装置４００との主たる相違点は、各半導体装置が備えるチップの内部回路構造およびチップ電極の数であるので、その他の部分は共通する。
【０１４３】
したがって、図１５から図１８に示す半導体装置４００の絶縁層４０１、配線４０２、チップ４０３、接着剤４０４、チップ電極４０５、ワイヤ４０６、絶縁層４０７、孔部４０８、端子４０９は、図１２から図１４に示す絶縁層２０１、配線２０２、チップ２０３、接着剤２０４、チップ電極２０５、ワイヤ２０６、絶縁層２０７、孔部２０８、端子２０９にそれぞれ対応する。
【０１４４】
図１８に示す半導体装置２００の配線２０２の配置パターンは、例えば、前記実施の形態１で説明した図２に示すように所定のパターンで形成されている。
【０１４５】
半導体装置２００のチップ２０３は、例えば、図１５に示すように実装されている。ここで、半導体装置２００の外部接続用端子２０９の数は、半導体装置２００のチップ２０３に形成されるチップ電極２０５の数よりも多い。
【０１４６】
図１５において、外部接続端子２０９の内、一部の端子２０９は、ワイヤ２０６を介して、半導体装置２００のチップ２０３のチップ電極２０５と電気的に接続されている。また、外部接続端子２０９の内、半導体装置２００のチップ２０３のチップ電極２０５に接続されていない端子２０９は、図１８に示す半導体装置２００の上層に積層される半導体装置４００の外部接続端子となる。すなわち、端子２０９の一部は半導体装置４００の端子４０９と電気的に接続される。
【０１４７】
詳しくは、端子２０９は図１８に示すように、半田１０、端子２１７、配線２１２、導体２１４、および配線２０２を介して電気的に接続される。つまり半導体装置５００は、上層の半導体装置と下層の半導体装置とをスルーホール（孔部２１３および導体２１４）を介して電気的に接続している。このため、半導体装置の外形寸法を小型化することができる。また、各スルーホールの配置ピッチを細密化することができるので、外部接続端子の数を多くすることができる。
【０１４８】
また、半導体装置５００は、下層の半導体装置２００の外部接続用端子２０９の数をチップ電極２０５の数よりも多くすることにより、上層の半導体装置４００の回路配線を、半導体装置２００の回路配線と独立したものとすることができる。このため、回路設計上の自由度を向上させることができる。
【０１４９】
また、半導体装置５００にも回路基板を形成するためのコア材を用いないので、薄型化することが出来ることは既に述べた通りである。
【０１５０】
（実施の形態４）
前記実施の形態３では、個々の半導体パッケージに区別された半導体装置を積層する例について説明した。本実施の形態４では単一のパッケージ内に複数の半導体チップを積層して封止する例について説明する。
【０１５１】
図１９は本実施の形態４の半導体装置の上層に積層される半導体チップの実装状態を示す平面図、図２０は図１９に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図１９に示す半導体装置６００の絶縁層６０１、配線６０２、チップ６０３、接着剤６０４、チップ電極６０５、ワイヤ６０６、絶縁層６０７、孔部６０８、端子６０９、配線６１２、孔部６１３、導体６１４は、図１２から図１４に示す絶縁層２０１、配線２０２、チップ２０３、接着剤２０４、チップ電極２０５、ワイヤ２０６、絶縁層２０７、孔部２０８、端子２０９、配線２１２、孔部２１３、導体２１４にそれぞれ対応する。
【０１５２】
図２０において、半導体装置６００は一つのパッケージ内に複数の半導体チップを有している。具体的には、下層に配置される第１の半導体チップであるチップ６０３と、チップ３の上層に積層される第２の半導体チップであるチップ６１８とを備えている。
【０１５３】
チップ６１８は絶縁膜７の上部に接着剤６１９を介して接続されている。なお、接着剤６１９は接着剤６０４と同様なものを用いることができる。
【０１５４】
チップ６１８の接着剤６１９に接していない主面６１８ａには複数（図１９参照）のチップ電極６２０が形成されている。また、各チップ電極６２０は、ワイヤ６２１を介して絶縁層６０７上に形成された配線６１２に電気的に接続されている。また、配線６１２は前記実施の形態２で説明したようにスルーホールである導体６１４を介して配線６０２に電気的に接続されている。
【０１５５】
ここで、半導体装置６００のチップ６１８のチップ電極６２０はワイヤ６２１、配線６１２、導体６１４、配線６０９を介して外部接続端子６０２に接続されている。すなわち、チップ電極６２０と外部接続端子６０９との間には、前記実施の形態２または３で説明したような半田１０が介在していない。
【０１５６】
半導体装置６００は、上層のチップ６２０が、前記実施の形態２または前記実施の形態３で説明した半導体装置３００、または半導体装置５００のように半田１０を介さずに外部接続端子に接続されている。このため、半導体装置３００または半導体装置５００と比較して更に薄型化することができる。
【０１５７】
また、前記実施の形態１から前記実施の形態３までで説明した半導体装置と同様に半導体装置６００も回路配線を形成するためのコア材を用いていない。このため半導体装置６００は複数の半導体チップを積層した構造でありながら、薄型化することができる。
【０１５８】
また、半導体装置６００は絶縁層６０７、配線６１２、チップ６１８、孔部６１３、導体６１４、およびワイヤ６２１の上面を覆うように形成された絶縁層（第２絶縁層）６２２を備えている。チップ６１８、ワイヤ６２１、配線６１２は絶縁層７と絶縁層６２２に挟まれるように封止されている。このため、絶縁層６２２の厚さを薄く事ができる。
【０１５９】
ここで、絶縁層６２２は絶縁層６０１、絶縁層６０７と同様にソルダレジストとして用いられる樹脂で構成する。例えば、アルキレート系樹脂を主成分とする材料で構成される。絶縁層６２２をソルダレジストとして用いられる材料で構成することにより、半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。
【０１６０】
また、絶縁層６０７を構成する材料と、絶縁層６２２を構成する材料とは、主成分が共通する。したがって、半導体装置６００の絶縁層６２２、絶縁層６０１および絶縁層６０７には、主たる原料（主成分）として例えば、アクリレート系樹脂などポリイミド系樹脂と比較して熱可塑性が高い樹脂が共通して用いられている。
【０１６１】
絶縁層６２２と絶縁層６０７を構成する材料の主成分が共通するので、絶縁層６２２と絶縁層６０７との密着性を向上させることが可能となる。絶縁層６２２と絶縁層６０７との密着性を向上させることにより、絶縁層６２２と絶縁層６０７との接合部からの吸湿を防止または抑制することができるので、半導体装置６００の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１６２】
なお、半導体装置６００の製造方法のうち、前記実施の形態１から前期実施の形態３で説明した半導体装置と異なる部分は絶縁層６１７の上部にチップ６１８を固着する工程、チップ電極６２０と配線６１２とを電気的に接続する工程、および絶縁層６２２で、チップ６１８および配線６１２を被覆する工程である。
【０１６３】
絶縁層６１７の上部にチップ６１８を固着する工程は、前記実施の形態１で説明した（ｃ）絶縁層１０１および配線１０２上の所定の位置に接着剤１０４を介して半導体チップ１０３の主面１０３ｂを固着する工程と同様に固着する。
【０１６４】
また、チップ電極６２０と配線６１２とを電気的に接続する工程は、前記実施の形態１で説明した（ｄ）チップ１０３の主面１０３ａに形成されたチップ電極１０５と配線１０２とをボンディングワイヤ１０６を介して電気的に接続する工程と同様に接続する。このため、ワイヤ６２１と配線６１２とを先に接続した後、チップ電極６２０とワイヤ６２１を接続することが好ましい。
【０１６５】
また、絶縁層６２２で、チップ６１８および配線６１２を被覆する工程は、前記実施の形態１で説明した（ｅ）絶縁層１０１、配線１０２、チップ１０３、およびワイヤ１０６を絶縁層１０７で被覆する工程と同様に被覆する。すなわち、予めシート状に形成した絶縁層６２２をチップ６１８の上部に戴置した後、減圧しながら加熱して、絶縁層６１７と絶縁層６２２とを貼り合せる。
【０１６６】
上記工程により、前記実施の形態１で説明した対応する項目で説明した効果が得られる。
【０１６７】
以上、本発明者によってなされた発明を発明に実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の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。
【０１６８】
例えば、実施の形態２では、同種の半導体チップを有する複数の半導体装置を並列に接続する例について説明したが、図２１に示す半導体装置７００のように、半導体装置の外周部に形成した半導体１０を介して電気的に接続する積層構造としても良い。
【０１６９】
図２１は実施の形態２の応用例である半導体装置の積層構造を示す断面図である。
【０１７０】
図２１において、半導体装置７００は複数の半導体装置１００が積層されている。半導体装置７００が備える半導体装置１００は外周部に積層用の半田１０を有している点、および上層の半導体装置の絶縁層１０１に孔部１０８が形成されていない点以外は、図１から図４で説明した半導体装置１００と同じ半導体装置である。
【０１７１】
上層の半導体装置１００の配線１０２と、下層の半導体装置の配線１０２とはチップ１０３が搭載されていない平面上の領域に形成された半田１０を介して電気的に接続されている。半導体装置７００は、上層の半導体装置１００の配線１０２と、下層の半導体装置１００の配線１０２とが、スルーホールを介して接続されていないので、実施の形態２または実施の形態３で説明した半導体装置と比較すると外形寸法は大きくなる。
【０１７２】
また、各半田１０の配置ピッチはスルーホールほど細密化することができないので、外部接続端子の数は、実施の形態２または実施の形態３で説明した半導体装置よりは少なくなる。
【０１７３】
しかし、半導体装置７００は上層の半導体装置と下層の半導体装置とをチップ１０３が搭載されていない平面上の領域に形成された半田１０を介して接続するので、実施の形態２または実施の形態３で説明した半導体装置よりもさらに薄型化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明は、半導体装置、特に、モバイル型の電子機器に搭載する半導体装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の上面の絶縁層を透過して見た平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の半導体チップおよびボンディングワイヤを透過して見た平面図である。
【図３】図１および図２に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図３に示す半導体装置の一部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の第１の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の第２の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において、シート状の絶縁層を準備する工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において、図７に示す絶縁層上に導電路を形成する工程を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において、半導体チップを実装する工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において、チップ電極と導電路とを電気的に接続する工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法において、半導体チップ等を被覆する工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の半導体装置が積層された状態を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す下層の半導体装置の絶縁層上部に形成された配線層を示す平面図である。
【図１４】図１２に示す半導体装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３の２層に積層される半導体装置の内、下層に配置される第１の半導体装置の半導体チップ実装状態を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３の２層に積層される半導体装置の内、下層に配置される第１の半導体装置の半導体チップ上部に形成された配線を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３の２層に積層される半導体装置の内、上層に配置される第２の半導体装置の半導体チップ実装状態を示す平面図である。
【図１８】図１５から図１７に示すＢ―Ｂ線に沿った断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４の２層に積層される半導体装置の内、上層に配置される第２の半導体装置の半導体チップ実装状態を示す平面図である。
【図２０】図１９に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２の応用例である半導体装置の積層状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１００  半導体装置（第２の半導体装置）
２００  半導体装置（第１の半導体装置）
３００  半導体装置
４００  半導体装置（第２の半導体装置）
５００  半導体装置
６００  半導体装置
７００  半導体装置
１０１、２０１、４０１、５０１、６０１  絶縁層（第１絶縁層）
１０１ａ、２０１ａ、４０１ａ、５０１ａ、６０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ、４０１ｂ、５０１ｂ、６０１ｂ  面
１０２、２０２、４０２、５０２、６０２  配線（第１導電路）
１０２ａ、２０２ａ、４０２ａ、５０２ａ、６０２ａ、１０２ｂ、２０２ｂ、４０２ｂ、５０２ｂ、６０２ｂ  面
１０３、２０３、４０３、５０３  チップ（半導体チップ）
６０３  チップ（第１の半導体チップ）
６１８  チップ（第２の半導体チップ）
１０３ａ、２０３ａ、４０３ａ、５０３ａ、６０３ａ  主面（第１主面）
１０３ｂ、２０３ｂ、４０３ｂ、５０３ｂ、６０３ｂ  主面（第２主面）
１０４、２０４、４０４、５０４、６０４、６１９  接着剤
１０５、２０５、４０５、５０５、６０５、６２０  電極（第１電極）
１０６、２０６、４０６、５０６、６０６、６２１  ワイヤ（導電性部材）
１０７、２０７、４０７、５０７、６０７  絶縁層（第２絶縁層）
１０８、２０８、４０８、５０８、６０８  孔部
１０９、２０９、４０９、５０９、６０９  端子
１０  半田
１１  金属層
２１２  配線（第２導電路）
２１３  孔部（スルーホール）
２１４  導体（スルーホール）
２１５  絶縁層
２１６  孔部
２１７  端子
６２２  絶縁層（第３絶縁層）
【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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