(57)【要約】【課題】  ワイヤボンドやフリップチップ接続等の接続時での接続不良を軽減できる配線基板およびそれを用いた半導体装置並びにそれを用いたパッケージスタック半導体装置を提供する。【解決手段】  絶縁基板１３の中央部に半導体チップ搭載用の貫通孔部１３ｃを設ける。絶縁基板１３の一面に、上記接続のためのターミナル部５を設ける。外部接続用端子のランド部６を絶縁基板１３に設ける。絶縁基板１３の両面に、それぞれ、ターミナル部５とランド部６とを電気的に接続するための各配線パターン４、４’を設ける。配線パターン４’が設置された絶縁基板１３上の、ターミナル部５に対応した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターン９を形成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の中央部に半導体チップ搭載用の貫通孔部と、
絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、半導体チップに対しワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、
上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、
上記第一面の反対面である第二面に半導体装置間接続用ランド部と、
上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、
上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
半導体チップ搭載用に、耐熱性のフィルムが、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
半導体チップ搭載用に、金属箔が、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
支持パターンの形状は、ターミナル部の形状に対応していることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の配線基板。
【請求項５】
支持パターンは、ランド部と接続されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の配線基板。
【請求項６】
配線パターンを多層にて有していることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の配線基板。
【請求項７】
支持パターンは、並設された各ターミナル部に沿って帯状に形成されている請求項１ないし６の何れか１項に記載の配線基板。
【請求項８】
絶縁基板の厚さは、０．２ｍｍ未満である請求項１ないし７の何れか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の配線基板に対し半導体チップが搭載され、
配線基板と半導体チップとの間の電気的接続を行うボンディングワイヤ部が設けられ、
上記半導体チップの回路形成面および上記ボンディングワイヤ部を封止する樹脂封止部が設けられ、
半導体チップを外部と接続するための導電部材がランド部上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
半導体チップが複数個、平面的にまたは立体的に配線基板上に搭載されていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
ランド部上に形成される外部接続用端子部による接続部の設定された高さに基づく大きさの補強用突出部が、１個または複数個、配線基板におけるランド部が形成された表面上で、上記ランド部を配置していない外周辺部に形成されていることを特徴とする請求項９または１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項９または１１に記載の半導体装置が、複数、はんだ接合により互いに積層されていることを特徴とするパッケージスタック半導体装置。
【請求項１３】
外部に露出する半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点は、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点より低く設定されていることを特徴とする請求項１２記載のパッケージスタック半導体装置。
【請求項１４】
互いに隣り合う半導体装置間の空隙に、固定用樹脂が注入されていることを特徴とする請求項１２または１３記載のパッケージスタック半導体装置。
【請求項１５】
各半導体装置の外部接続用端子の配置は、少なくとも共通する外部接続用端子については互いの位置を考慮して設定されていることを特徴とする請求項１２ないし１４の何れか１項に記載のパッケージスタック半導体装置。
【請求項１６】
少なくとも２つの各半導体装置の外形寸法は、互いに異なるように設定されていることを特徴とする請求項１２ないし１５の何れか１項に記載のパッケージスタック半導体装置。
【請求項１７】
外部接続用端子が外部に露出する半導体装置の外形寸法は、他の半導体装置の外形寸法より大きいことを特徴とする請求項１６記載のパッケージスタック半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、高密度実装に適した、ほぼチップサイズにまで小型化された半導体装置、およびそのための配線基板、並びに、上記半導体装置を複数有するパッケージスタック半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化の要求に対応するものとして、また、組立工程の自動化に適合するものとして、ＱＦＰ（Quad Flat Package)型やＢＧＡ（Ball Grid Allay)型のＣＳＰ（Chip Size Package)式半導体装置が広く用いられている。
【０００３】
これらの半導体装置においては、その中に搭載されている半導体チップ（半導体素子）の信号処理の高速化・高機能化により、外部接続用端子の数がより多く必要になってきている。このような場合、各外部接続用端子を半導体装置の底面に２次元的にそれぞれ配置したＢＧＡ型が多く採用されている。
【０００４】
このＢＧＡ型の半導体装置の一つに、半導体チップの回路形成面を上にして、半導体チップと配線基板とをワイヤボンド方式にて結線し、上記配線基板上の配線パターンを経由して、上記半導体チップを外部接続用端子と導通させているものが、従来知られている。
【０００５】
そのような従来の樹脂封止型半導体装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。このような構造の半導体装置は、図２０に示すように、Ｃｕ箔により配線パターンが形成された、配線基板６７上に半導体チップ５２を搭載し、半導体チップ５２と配線基板６７とをＡｕワイヤ５３により接続し、トランスファーモールド法により封止して樹脂封止部６１を形成し、外部接続用端子６０として、はんだボールをリフロー処理によりランド部５６上に形成したものである。
【０００６】
また、このような半導体装置の内、携帯機器等へのメモリ等の付加価値や容量の増大のために、１つの半導体装置内に複数の半導体チップを搭載した半導体装置が知られている。例えば、複数個の半導体チップを横に配列し搭載したマルチチップモジュールがあるが、半導体チップを横に並べて配列するために搭載する半導体チップの総面積よりも小さな半導体装置の作製は不可能である。
【０００７】
そこで、複数個の半導体チップを積層させ、１つの半導体装置内に搭載することにより実装密度を高めている構造の半導体装置（以下、スタックドパッケージという）が知られている。
【０００８】
このようなスタックドパッケージとしては、特許文献２に開示されたものが挙げられる。上記スタックドパッケージは、図２１に示すように、電気絶縁性を有する配線基板６７上に各半導体チップ５２ａ、５２ｂを表面側に搭載し、上記配線基板６７の裏面側のランド部５６上にマトリックス状に外部接続用端子６０をそれぞれ備えた、半導体チップ５２ａ、５２ｂとほぼ同サイズのＣＳＰ構造を有するものである。
【０００９】
このような構造の半導体装置の製造方法は以下の通りである。まず、配線基板６７上に第一の半導体チップ５２ｂを、その回路形成面を上にしてダイボンドし、その上に第二の半導体チップ５２ａをダイボンドする。その後、各半導体チップ５２ａ、５２ｂと配線基板６７のターミナル部５５とをワイヤボンド法によるＡｕワイヤ５３で接続する。さらに、各半導体チップ５２ａ、５２ｂおよびＡｕワイヤ５３をトランスファーモールド法による樹脂封止部６１により封止し、外部接続用端子６０として、はんだボールをリフローによりランド部５６上に形成して、前記半導体装置が得られる。
【００１０】
上記の半導体装置に搭載する半導体チップ５２ａ、５２ｂの種類および外部接続用端子６０の引き出し位置等から、前述の半導体装置のように１層の配線パターンを有する配線基板６７では、配線引回しが不可能になることがあるから、図２２に示すように、両面にＣｕからなる配線パターンをそれぞれ有する、多層の配線基板６８が使用されることがある。
【００１１】
多層の配線基板６８では、基材である絶縁基板６３の半導体チップ５２の搭載面（以下、Ａ面という）側だけではなく、外部接続用端子６０の形成面（以下、Ｂ面という）にも配線パターンが形成され、通常、ソルダーレジスト５７によって保護されている。
【特許文献１】特開平９−１２１００２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記従来では、図２３に示すように、半導体チップ５２とターミナル部５５とをワイヤボンドにより接続する時に、上記ターミナル部５５に対し絶縁基板６３の厚さ方向に接続のために荷重を印加すると、上記絶縁基板６３が変形することにより、十分な荷重を上記ターミナル部５５に印加できず、ワイヤボンド性が低下して、半導体チップ５２とターミナル部５５との間において電気的な接続不良を生じ易いという問題を生じている。
【００１３】
すなわち、図２０に示すように、片面のみに配線パターンを有する配線基板６７の場合、通常、配線基板６７のＢ面は、配線パターンおよび配線パターンの保護のためのソルダーレジストが形成されていないので、平坦なものである。
【００１４】
よって、片面のみに配線パターンを有する配線基板６７の場合、上記Ｂ面が、平坦であるから、ワイヤボンドを行うときに、ワイヤボンダーのステージ上に上記Ｂ面を下にして置き、ターミナル部５５に対し荷重を印加しても、荷重が十分にステージにて支持されるので、荷重位置の配線基板６７が変形することは防止されている。
【００１５】
一方、図２２に示す半導体装置に用いる多層の配線基板６８の場合には、配線基板６８のＢ面にも配線パターンが形成され、その上にソルダーレジスト５７が塗布されている。このような場合、Ｂ面上には配線パターンの有無、ソルダーレジスト５７の有無により凸部が生じる。
【００１６】
配線基板６８における絶縁基板６３の基板厚が０．２ｍｍ以上程度と比較的厚い場合には、この凸部の形成は何ら問題にならない。しかし、基板厚が０．２ｍｍ未満、特に０．１ｍｍ以下になると、絶縁基板６３の剛性が低下してくるために、半導体装置の組立時に以下のような問題が生じる。
【００１７】
具体的には、絶縁基板６３上に半導体チップ５２をダイボンドして搭載した後、ワイヤボンド法によって、半導体チップ５２と配線基板６８のターミナル部５５との間の電気的接続を行う。
【００１８】
このとき、この絶縁基板６３のＡ面に配置された半導体チップ５２の裏面となる、Ｂ面上に凸部があると、図２３に示すように、ワイヤボンド時に矢印（絶縁基板６３の厚さ方向）の方向に荷重をワイヤボンド用のターミナル部５５に印加すると、絶縁基板６３が厚さ方向に変形する。これにより、上記従来では、ワイヤボンド時に十分な荷重を印加できなくなり、ワイヤボンド性が低下して、半導体チップ５２と配線基板６８間の電気的な接続不良を生じ易いという問題を招来している。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の配線基板は、以上の課題を解決するために、絶縁基板の中央部に半導体チップ搭載用の貫通孔部と、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、半導体チップに対しワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面の反対面である第二面に半導体装置間接続用ランド部と、上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、ターミナル部とランド部とを電気的に接続するための配線パターンを第一面と第二面とにそれぞれ設けたことにより、例えば、入出力端子の数が多い半導体チップを搭載した場合でも、ターミナル部とランド部とを、上記各配線パターンにより確実に接続できる。
【００２１】
その上、上記構成では、絶縁基板の周辺部に、複数、それぞれ並設されたターミナル部へのワイヤボンド接続時にターミナル部が絶縁基板の厚さ方向に荷重されて押圧されても、各ターミナル部に対面した位置に上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに設けられた支持パターンにより支持されて、上記絶縁基板の変形を軽減できるので、ワイヤボンド時やフリップチップ接続時の荷重を確保でき、従来より、ワイヤボンド接続での接続信頼性を向上できる。
【００２２】
上記の貫通孔部を有する配線基板においては、半導体チップ搭載用に、耐熱性のフィルムが、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていてもよい。上記構成によれば、上記フィルムにより、半導体チップを貫通孔部に搭載し易くなる。
【００２３】
上記の貫通孔部を有する配線基板においては、半導体チップ搭載用に、金属箔が、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていてもよい。上記構成によれば、上記金属箔により、半導体チップを貫通孔部に搭載し易くなると共に、上記金属箔によって、半導体チップの裏面側の保護、電磁波遮蔽および放熱性向上を図れる。
【００２４】
上記配線基板においては、支持パターンの形状は、ターミナル部の形状に対応していることが望ましい。上記構成によれば、ワイヤボンド時やフリップチップ接続時における、支持パターンによる絶縁基板の変形を、より確実に回避することが可能となる。
【００２５】
上記配線基板では、支持パターンは、ランド部と接続されていてもよい。上記構成によれば、支持パターンを配線パターンとしても用いることができて、配線基板の作製を簡素化できる。
【００２６】
上記配線基板においては、配線パターンを多層にて有していてもよい。上記構成によれば、配線パターンを多層にて有することにより、例えば、半導体チップの入出力端子の数が増大化しても、ターミナル部とランド部との間での配線パターンでの接続を確保できる。
【００２７】
上記配線基板では、支持パターンは、並設された各ターミナル部に沿って帯状に形成されていることが望ましい。上記構成によれば、各ターミナル部に対するワイヤボンド時やフリップチップ接続時における、絶縁基板の支持パターンでの支持をより確実化できて、ワイヤボンドやフリップチップ接続での接続信頼性を向上できる。
【００２８】
上記配線基板においては、絶縁基板の厚さは、０．２ｍｍ未満であってもよい。上記構成によれば、絶縁基板の厚さが０．２ｍｍ未満と薄いときに、上記支持パターンを設けることによる上述した効果をより明確に発揮できる。
【００２９】
本発明の半導体装置は、前記の課題を解決するために、ワイヤボンド法により接続されるターミナル部を備えた上記配線基板に対し半導体チップが搭載され、配線基板と半導体チップとの間の電気的接続を行うボンディングワイヤ部が設けられ、上記半導体チップの回路形成面および上記ボンディングワイヤ部を封止する樹脂封止部が設けられ、半導体チップを外部と接続するための導電部材がランド部上に形成されていることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、ターミナル部に対応した位置に支持パターンを有する配線基板を用いたことにより、ボンディングワイヤ部によるワイヤボンドの接続信頼性を向上できて、信頼性を改善することができる。
【００３１】
本発明の他の半導体装置は、前記の課題を解決するために、フリップチップ接続される上記配線基板に対し、半導体チップが、配線基板と半導体チップとの間をフリップチップ接続により電気的に接続して搭載され、上記半導体チップの回路形成面を封止する樹脂封止部が設けられ、半導体チップを外部と接続するための導電部材がランド部上に形成されていることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、ターミナル部に対応した位置に支持パターンを有する配線基板を用いたことにより、フリップチップ接続の接続信頼性を向上できて、信頼性を改善することができる。
【００３３】
上記半導体装置においては、半導体チップが複数個、平面的にまたは立体的に配線基板上に搭載されていてもよい。上記構成によれば、絶縁基板の両面に配線パターンを有しているので、半導体チップを複数備えて、上記各半導体チップの入出力端子の数が増大しても、容易に対応でき、かつ、上記各半導体チップの外部との電気的接続に関する信頼性を向上できる。
【００３４】
本発明のさらに他の半導体装置は、前記の課題を解決するために、上記何れかの配線基板を有し、ランド部上に形成される外部接続用端子部による接続部の設定された高さに基づく大きさの補強用突出部が、１個または複数個、配線基板におけるランド部が形成された表面上で、上記ランド部を配置していない外周辺部に形成されていることを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、複数の半導体装置を互いに、配線基板の厚さ方向に積層して、隣り合う各半導体装置間を外部接続用端子により互いに電気的に接続したとき、上記補強用突出部を設けたことにより、上記両者間での電気的接続を維持できるので、各半導体装置間での接続信頼性を向上できる。
【００３６】
本発明のパッケージスタック半導体装置は、前記の課題を解決するために、上記半導体装置が、複数、はんだ接合により互いに積層されていることを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、半導体装置を、複数、例えば、配線基板の厚さ方向に互いに重ね合わせ、各半導体装置の外部接続用端子をはんだ接合により接続することにより、各半導体装置を互いに積層させて接続することができる。
【００３８】
その上、上記構成では、ワイヤボンドの接続信頼性が向上した配線基板を有する半導体装置を用いているので、接続信頼性を向上できる。
【００３９】
上記パッケージスタック半導体装置においては、外部に露出する半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点は、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点より低く設定されていてもよい。
【００４０】
上記構成によれば、各半導体装置を積層して互いに電気的に接続するときには、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点に合わせてリフロー処理することにより、上記接続が可能となる。一方、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置の外部接続用端子を、例えば外部の実装基板との電気的な接続には、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点より低い温度設定でできるので、他の各半導体装置間でのはんだの溶融を抑制できて、それらの間での電気的接続を確保できる。
【００４１】
上記パッケージスタック半導体装置では、互いに隣り合う半導体装置間の空隙に、固定用樹脂が注入されていてもよい。上記構成によれば、固定用樹脂により、各半導体装置の変形や振動を抑制できて、より信頼性を改善できる。
【００４２】
上記パッケージスタック半導体装置においては、各半導体装置の外部接続用端子の配置は、少なくとも共通する外部接続用端子については互いの位置を考慮して設定されていることが望ましい。
【００４３】
上記構成によれば、少なくとも共通する外部接続用端子については互いの位置を考慮して設定することにより、互いに積層される各半導体装置間の電気的な接続を確実化でき、かつ、作製を容易化できる。
【００４４】
上記パッケージスタック半導体装置においては、少なくとも２つの各半導体装置の外形寸法は、互いに異なるように設定されていてもよい。
【００４５】
上記構成によれば、外形寸法の大きな半導体装置には、入出力端子数の多いロジック回路用の半導体チップを配し、上記半導体装置より外形寸法の小さい半導体装置には、入出力端子数の少ないメモリー回路用の半導体チップを配することができる。
【００４６】
上記パッケージスタック半導体装置では、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置の外形寸法は、他の半導体装置の外形寸法より大きいことが好ましい。
【００４７】
上記構成によれば、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置には、入出力端子数が多い、ロジック回路用の半導体チップを配し、他の半導体装置には、入出力端子数がロジック回路用の半導体チップより少ないメモリー回路用の半導体チップを配することができる。
【００４８】
これにより、上記構成では、端子数を多く設定できる、外形寸法の大きい半導体装置を外部に露出して配置できるので、互いに積層された各半導体装置と外部との電気的接続を確実化できる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の配線基板は、以上のように、絶縁基板の中央部に半導体チップ搭載用の貫通孔部と、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、半導体チップに対しワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面の反対面である第二面に半導体装置間接続用ランド部と、上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されている構成である。
【００５０】
それゆえ、上記構成は、ワイヤボンド時にターミナル部が押圧されても、支持パターンにより絶縁基板の変形が軽減されるので、従来より、ワイヤボンド等での接続信頼性を向上できるという効果を奏する。
【００５１】
本発明の半導体装置は、以上のように、上記配線基板を有する構成である。それゆえ、上記構成は、従来より、ワイヤボンドやフリップチップ接続での接続信頼性を向上できる薄型の半導体装置を提供できるという効果を奏する。
【００５２】
本発明のパッケージスタック半導体装置は、以上のように、上記半導体装置を積層した構成である。それゆえ、上記構成は、露出しているランド部上に形成された外部接続用端子を用いて、各半導体装置を互いに積層しても、各半導体装置間の電気的な接続を確実化できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明の実施の各形態について図１ないし図１９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００５４】
〔第一の実施の形態〕
図１に本発明の第一の実施の形態に係る半導体装置の断面図、図２に上記半導体装置に用いた、本発明に係る第一の実施の形態の配線基板のＡ面〔図２（ａ）を参照〕、およびＢ面〔図２（ｂ）を参照〕の配線パターンを示す。
【００５５】
本第一の実施の形態に係る半導体装置は、図１に示すように、上記配線基板１と、半導体チップ２と、Ａｕワイヤ（ボンディングワイヤ部）３と、ソルダーレジスト７と、外部接続用端子部１０と、樹脂封止部１１とを有するものである。上記半導体チップ２としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)やメモリ等の集積回路（ＬＳＩ:Large Scaled Integrated circuit）が挙げられる。
【００５６】
上記半導体チップ２は、配線基板１上にダイボンドにより搭載されている。Ａｕワイヤ３は、ワイヤボンド法により配線基板１上のターミナル部５と半導体チップ２とを電気的接続を行うものである。樹脂封止部１１は、トランスファーモールド法により、上記半導体チップ２およびＡｕワイヤ３を封止樹脂によって覆うことにより保護するためのものである。
【００５７】
外部接続用端子部（導電部材）１０は、半導体チップ２の搭載部位の面（以下、Ａ面１３ａという）とは反対面（以下、Ｂ面１３ｂという）に形成された、後述するランド部６上に、はんだボールをリフロー処理により形成してなるものである。
【００５８】
上記配線基板１には、図１および図２に示すように、例えば、基材厚０．０６ｍｍのガラスエポキシ材からなる絶縁基板１３に対し、半導体チップ２を外部と接続するための、導電性のランド部６が複数、上記半導体チップ２の入出力端子の数に合わせて、例えばマトリクス状に、それぞれ、Ｂ面１３ｂ上に形成されている。
【００５９】
また、配線基板１には、半導体チップ２の搭載部位の面である、Ａ面１３ａの周辺部に、半導体チップ２の上面端子と電気的に接続される、ワイヤボンド用の導電性、例えばＣｕ箔からなるターミナル部５が、複数、半導体チップ２の入出力端子の数に合わせて、それぞれ、並設されている。
【００６０】
さらに、配線基板１のＡ面１３ａ上には、ランド部６と、それに対応するターミナル部５とをそれぞれ電気的に接続するための配線パターン４が、導電性金属箔、例えばＣｕ箔により形成されている。このため、配線パターン４の先端部と、ランド部６とを電気的に接続するために、上記先端部とランド部との間の絶縁基板１３にスルーホール部８が形成されており、そのスルーホール部８に、銀や金等によるメッキまたは導電性ペーストが充填された接続部１７が形成されている。
【００６１】
また、配線基板１における、Ａ面１３ａの反対面であるＢ面１３ｂ上には、Ａ面１３ａ上での配線パターン４では配線しきれない、ランド部６と、それに対応するターミナル部５とをそれぞれ電気的に接続するための配線パターン４’が、導電性金属箔、例えばＣｕ箔により形成されている。
【００６２】
この配線パターン４’を、Ａ面１３ａ上の配線パターン４を介して、対応するランド部６に接続するために、絶縁基板１３には、スルーホール部８ａが、上記配線パターン４’に応じて穿設されている。このスルーホール部８ａでは、図示しないが、導電体、例えばＣｕからなるハトメや、上記メッキや導電性ペースト等により、スルーホール部８ａに達する配線パターン４および配線パターン４’を互いに電気的に接続するようになっている。よって、Ａ面１３ａの配線パターン４は、前記ターミナル部５から、上記スルーホール部８ａを介して対応するランド部６への配線パターンも含むものとなっている。
【００６３】
そして、配線基板１では、絶縁基板１３のＢ面１３ｂ上における、各ターミナル部５が形成されている位置に相対する位置（対面する位置）に、ランド部６や配線パターン４’の高さに基づく高さ、より好ましくは同じ高さを有する支持パターン９が、二辺部の全ターミナル部５と一辺部毎にそれぞれ相対する略帯状のダミーパターンとして形成されている。また、上記支持パターン９を、Ｂ面１３ｂ上に形成された凸部の内、最もＢ面１３ｂ上にて高いものに応じて、より好ましくは合わせて形成してもよい。
【００６４】
このような支持パターン９は、配線パターン４’をエッチング等により形成するときに、Ａ面１３ａ上のターミナル部５を形成するためのエッチングパターンを援用して、同時に作製でき、かつ、高さを合わせることも容易にできることから、ランド部６や配線パターン４’と同様な素材であることが好ましい。
【００６５】
このような配線基板１は、絶縁基板１３のＡ面１３ａ上に、半導体チップ２を搭載し、その半導体チップ２の上面（下面は絶縁基板１３にダイボンドされる）の回路形成面の各入出力端子（図示せず）と、絶縁基板１３の各ターミナル部５とがワイヤボンド法を用いたＡｕワイヤ３によりそれぞれ電気的に接続されるものである。
【００６６】
通常、ワイヤボンド法は、ワイヤボンダーのステージ上に配線基板１を吸着により固定したり、クランパーによる挟持によって配線基板１を押圧して固定したりすることにて行われる。配線基板１が十分な剛性を有しているときは、配線基板１のＢ面１３ｂに配線パターン４’等による凹凸があり十分な固定ができなくとも、ワイヤボンド接続のときに配線基板１に対し荷重を印加した場合に、上記配線基板１が変位することは防止されており、十分に電気的接続信頼性の高いワイヤボンド接続が得られる。
【００６７】
一方、本第一の実施の形態に記載の配線基板１のように、絶縁基板１３の基板厚が、例えば０．０６ｍｍと薄く、上記絶縁基板１３の剛性が小さい場合には、各ターミナル部５の部分を十分に固定できないと、ワイヤボンド法により荷重を絶縁基板１３上の各ターミナル部５に対し印加したとき、上記絶縁基板１３が厚さ方向に変位し、荷重不良のため十分なワイヤボンド接続が得られない。
【００６８】
このような配線基板１でも、片面つまりＡ面１３ａにのみ配線パターン４が形成されている場合、Ｂ面１３ｂが平坦であるため、上記配線基板１の絶縁基板１３の厚さが薄い場合でも、ワイヤボンダーへの絶縁基板１３の固定が十分にできるため、ワイヤボンド性の低下は回避されている。
【００６９】
しかしながら、本第一の実施の形態では、配線基板１の基板厚は薄く、かつ、Ｂ面１３ｂ上にも配線パターン４’等が形成されているため、配線基板１のＢ面１３ｂ上に凹凸が生じている。仮に、配線基板１の全域を固定できないとしても、ワイヤボンドされるターミナル部５に相対するＢ面１３ｂは最低限固定する必要がある。
【００７０】
そこで、本発明に係る配線基板１は、各ターミナル部５に相対する位置のＢ面１３ｂに、Ｂ面１３ｂ上に形成された配線パターン４’等の高さを考慮して形成された支持パターン９を有しているので、上記のようなワイヤボンド時において、上記荷重を上記支持パターン９にて支えることができて、荷重時の絶縁基板１３の変形（弾性変形または塑性変形）を防止できる。
【００７１】
このことから、上記配線基板１では、ワイヤボンド時に荷重を、設定値に正確に印加できるので、Ａｕワイヤ３とターミナル部５との電気的な接続を確実化できる。
【００７２】
なお、配線基板１において、ターミナル部５に相対するＢ面１３ｂの位置に形成される支持パターン９は、押圧位置での絶縁基板１３の変形を防止するように上記絶縁基板１３をワイヤボンダーのステージ上で支持できるものであればよく、前述のダミーパターンに限定されるものではなく、ランド部６と接続させた配線パターン４’を用いてもよく、また、図２（ｃ）に示すように、形成された支持パターン９は、複数に、例えば、各ターミナル部５の配列に応じて分割されて形成されていてもよい。
【００７３】
〔第二の実施の形態〕
図３に、本発明に係る第二の実施の形態の半導体装置の断面図（ａ）、上面図（ｂ）、下面図（ｃ）を示す。本第二の実施の形態の半導体装置は、図３に示すように、配線基板１上の各ターミナル部５に対し、半導体チップ２を、例えば異方性導電膜１９により、フリップチップ接続して、配線基板１と半導体チップ２との間を電気的に接続し、かつ互いに固定したものである。
【００７４】
上記半導体装置では、外部接続用端子部１０は、半導体チップ２の搭載面と同一面つまりＡ面１３ａの外部接続用端子の各ランド部６上に、はんだボールをリフロー接続して形成されている。このため、Ａ面１３ａには、各ターミナル部５と、各ランド部６とを電気接続するための各配線パターン４が形成されている。  本第二の実施の形態に係る配線基板１には、例えば０．１ｍｍ以下のガラスエポキシ材からなる絶縁基板１３のＢ面１３ｂ上に、半導体装置間の接続用に、半導体装置間接続用ランド部６’が、上記各ランド部６の対面する位置に、それぞれ形成されている。上記の対面する、ランド部６と、半導体装置間接続用ランド部６’とは、スルーホール部８の接続部１７を介して、電気的に互いに接続されている。よって、相対する位置にある各ランド部６、６’は、それぞれ、同じ電気信号を有するように配線されている。
【００７５】
また、配線基板１では、絶縁基板１３における、半導体チップ２をフリップチップ接続する領域の反対側の面であるＢ面１３ｂに、フリップチップ接続時の圧力が半導体チップ２と配線基板１の各ターミナル部５との間の各接続点に十分にかかるように、前述と同様な支持パターン９が、半導体装置間接続用ランド部６’を考慮、つまりその高さを考慮して形成されており、よって、フリップチップ接続時における、上記Ｂ面１３ｂの平坦性を確保している。
【００７６】
これにより、上記構成は、上記支持パターン９を設けたことによって、半導体チップ２と配線基板１の各ターミナル部５との電気的な接続を確実化できるものとなっている。
【００７７】
〔第三の実施の形態〕
図４に、本発明の第三の実施の形態に係る半導体装置の断面図（ａ）、上面図（ｂ）、下面図（ｃ）を示す。なお、上記の第二および第三の各実施の形態と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与して、それらの説明を必要がないかぎり省いた。
【００７８】
本第三の実施の形態の半導体装置では、図４、図６および図７に示すように、半導体チップ２の搭載用としての、貫通孔部１３ｃが形成された配線基板１と、半導体チップ２をＡｕワイヤ３により接続され、Ａｕワイヤ３および半導体チップ２の回路形成面が樹脂封止部１１により封止され、外部接続用端子部１０は、樹脂封止面と同一面に形成されている。
【００７９】
図４に示す第三の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を以下に図５に基づいて説明する。まず、絶縁基板１３のほぼ中央部に、半導体チップ２の搭載用の、略矩形に穿設された貫通孔部１３ｃを形成した配線基板１を用いる。このような貫通孔部１３ｃを有する配線基板１の片面に対し、接着剤面を備えたフィルム１２を上記接着剤面により貼り付ける。
【００８０】
続いて、上記貫通孔部１３ｃの部分のフィルム１２上に半導体チップ２を搭載する。このとき、半導体チップ２の各入出力端子の形成面の反対面（以下、背面という）が上記接着面に接着されている。
【００８１】
その後、ワイヤボンド法により、半導体チップ２と絶縁基板１３のターミナル部５との間をＡｕワイヤ３によって電気的に接続し、半導体チップ２の回路形成面とＡｕワイヤ３とを覆うように樹脂封止した樹脂封止部１１を形成する。
【００８２】
外部接続用端子のランド部６上に、はんだペースト印刷後、リフローを実施し、外部接続用端子部１０を形成する。次に、ダイシング切断装置を用いて、個々の半導体装置に分割する。個片に分割後、ピックアップしてトレイに収納する。
【００８３】
以下、上記工法をさらに具体的に説明する。図５に本第三の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の各工程を示す。図６に上記半導体装置に用いる両面配線の配線基板１の断面図を、図７に両面の配線パターン４の例を示す。
【００８４】
配線基板１の絶縁基板１３は、厚さ０．０６ｍｍ〜０．１ｍｍのガラスクロス入りエポキシ材で、半導体チップ搭載部分である貫通孔部１３ｃをルーター・金型等で穴あけ加工する。
【００８５】
上記配線基板１は、Ｃｕからなる各配線パターン４、４’を両面に有し、両面の、互いに対応する各配線パターン４、４’はスルーホール部８の接続部１７によって接続されている。さらに、絶縁基板１３における、各ターミナル部５の形成面に、外部接続用端子であるランド部６が、その反対面に、半導体装置間接続用ランド部６’がそれぞれ形成されている。
【００８６】
そして、ワイヤボンド用の各ターミナル部５が形成されている反対側の面には、前述と同様な支持パターン９を配置し、ワイヤボンド性を向上させている。
【００８７】
ランド部６は、例えば、０．５ｍｍピッチで配列され、その径が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。両面の各ランド部６、６’間の接続を行うスルーホール部８は、図６中に示すように、ランド部６下にあるパッドオン構造でもよいし、ランド部６と別の位置に配置し配線パターン４により接続を行った構造でもよい。上記各ランド部６、６’およびワイヤボンド用のターミナル部５以外の配線は、ソルダーレジスト７が塗布され保護されている。配線基板１の仕上がり厚さは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度となる。
【００８８】
次に、上記半導体装置の製造方法について説明すると、図５に示すように、上記絶縁基板１３の両面に各配線パターン４、４’を有する配線基板１の、半導体チップ搭載用の貫通孔部１３ｃに、半導体チップ２を搭載できるように予めフィルム１２を貼り付けておき、上記貫通孔部１３ｃ内のフィルム１２上に半導体チップ２を搭載する。フィルム１２は、半導体装置の組立の各工程での熱履歴に対して十分な耐熱性を有するものが望ましい。また、フィルム１２は、半導体チップ２を固定し、また、絶縁基板１３に容易に貼り付けるために、片面に接着成分を備えたものが望ましい〔図５（ａ）参照〕。
【００８９】
次に、配線基板１と、半導体チップ２との間をワイヤボンド法すなわちＡｕワイヤ３により接続する。半導体装置を薄型にするために、超低ループのワイヤボンド法を用いる。ワイヤボンド法を用いると半導体チップ２と配線基板１との接続に柔軟性を備えさせることができる。
【００９０】
フリップチップボンディング法やシングルポイントボンディング法等の他の接続方法を用いたときは、半導体チップ２の種類毎に配線基板１の設計を行う必要があるが、ワイヤボンド法を用いるとチップシュリンク等による半導体チップ２のパッドピッチの変更や、メモリ等の端子配列が標準化された半導体チップ２等で、新たな基板設計を行う必要が無い〔図５（ｂ）参照〕。
【００９１】
次に、半導体チップ２およびＡｕワイヤ３を樹脂封止して樹脂封止部１１を形成する。従来より用いられているトランスファーモールド法を用いて、半導体チップ２の回路形成面を片面封止する。封止方法は特にトランスファーモールド法でなくてもよく、ポッティングにより描画法やスクリーンマスクを用いた印刷法で実施してもよい〔図５（ｃ）参照〕。
【００９２】
外部接続用端子部１０の形成は、配線基板１のモールド封止面と同一の面上のランド部６上に、はんだペーストを印刷後、リフローにより半球状に形成させて成される。また、外部接続用端子部１０の形成は、はんだペーストの代わりに、はんだボールを用いて、通常のＢＧＡと同様のボール搭載法で実施してもよい〔図５（ｄ）参照〕。
【００９３】
外部接続用端子部１０の形成後、ダイシングにより半導体装置を個片化する〔図５（ｅ）参照〕。半導体装置を個片化する方法は、ダイシング法に限定されるものではなく、ルーターや金型による切断も可能である。また、配線基板１の個々の半導体装置装置間に予めスリットを形成しておき、そのスリットから切断する方法も有効である。本第三の実施の形態の半導体装置においては、外部接続用端子部１０の厚みを０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度に設定することで、厚み約０．２ｍｍ〜０．３ｍｍでの製造が可能である。
【００９４】
〔第四の実施の形態〕
本発明に係る第四の実施の形態としての積層半導体装置（以下、パッケージスタック半導体装置という）について以下に説明する。
【００９５】
本第二および第三の実施の各形態に係る半導体装置は、ランド部６や半導体装置間接続用ランド部６’を配線基板１の両面に露出してそれぞれ有するために、半導体チップ２のサイズや種類に関係なく、半導体装置の外形サイズおよび外部接続用端子部１０の配置を、互いに考慮して、例えば統一することにより、各半導体装置を互いに積層し、各半導体装置間を電気的に接続することで、２個以上の各半導体装置を、１個の前記パッケージスタック半導体装置として使用することができる。
【００９６】
上記パッケージスタック半導体装置は、図８に示すように、最上段に位置する半導体装置２１1 から順に外部接続用端子部１０を上（投入口に向けて）にして、各半導体装置２１1 〜２１3 をパッケージスタック化用トレイ１４に収納し、リフロー処理により、互いに、はんだ接続されたものである。このようなパッケージスタック半導体装置は、このまま１個の積層半導体装置として使用してもよいし、リフロー接続後に、はんだ接続部以外の半導体装置２１1 〜２１3 間の空隙部に、後述する固定用の樹脂を注入することで、より信頼性の高いものとすることが可能になる。
【００９７】
また、予め、各半導体装置２１1 …の組立時、パッケージスタック半導体装置の何段目として使用されるかが決まっている場合には、最下段（つまり、外部接続用端子部１０が露出していて、外部と接続される半導体装置）に使用される半導体装置２１N （Ｎは積層数）の外部接続用端子部１０には通常用いられるＳｎ−Ｐｂのはんだを使用し、２段目以上に使用される各半導体装置２１1 〜２１N-1 には、上記Ｓｎ−Ｐｂのはんだの融点より、高融点のはんだを使用するのが好ましい。
【００９８】
これにより、各半導体装置２１…を積層して互いに電気的に接続するときのリフロー処理を、高融点のはんだに合わせた温度条件で実施し、最下段の半導体装置２１N への実装基板搭載時のリフロー処理を通常の条件で実施することで、各半導体装置２１1 〜２１N-1 間の接続を行っているはんだの溶融・流失を最小限に抑制できる。
【００９９】
また、図９に示すように、半導体装置２１…を個片化する前にフレーム状態の集合半導体装置２２のまま、半導体装置２１…の積層を行うこともできる。このまま個片に、図９中破線にて示した切断線にて切断してもよいし、個片化を行う前に各フレーム間に固定用の樹脂の注入を行うと、切断部分に各半導体装置２１…間の空隙が無くなり、より安定した切断に効果的である。
【０１００】
上記半導体装置２１を４個使用し、パッケージスタックを行ったパッケージスタック半導体装置の断面図を図１０（ａ）に示す。また、図１０（ｂ）に固定用樹脂１５を注入した形態の断面図を示す。同じ半導体チップ２を搭載した半導体装置２１を互いに積層した場合、各半導体装置２１…の外部接続用端子部１０の配列を、チップセレクト用端子を除いて、同じ位置に設定しておくと、上段の半導体装置２１の信号を下段の半導体装置２１の半導体装置間接続用ランド部６’を介して外部基板と接続できる。
【０１０１】
パッケージスタック半導体装置として使用するとき、それぞれの半導体装置２１を識別するために、各半導体装置２１…にチップセレクト用端子をそれぞれ設けることが望ましい。
【０１０２】
配線基板１に、互いに積層する半導体装置２１…の数と同じ数以上のチップセレクト用端子を、配線基板１に配置しておくと、ワイヤ接続の変更のみで同一の配線基板１を用いて製造した半導体装置２１同士での積層が可能である。図１１（ｂ）に４段の積層の場合の一例を示す（仮に、最下段の半導体装置２１より順に第１段、第２段…とする）。
【０１０３】
同じタイプの半導体チップ２を有する半導体装置２１をパッケージスタックする場合は積層毎に新たな基板設計を行う必要が無く、ワイヤボンド位置の変更のみで積層位置を変えることができる。ワイヤボンド法以外のフリップチップ接続法やインナーリードボンド法等を用いて半導体チップ２と配線基板１との間の電気的接続を行う方法では、ワイヤボンド法のように同じ配線基板１を用いて接続端子を変更することはできない。
【０１０４】
一方、配線基板１側のチップセレクト端子接続用のターミナル部５付近の配線２３を、図１１（ａ）のように設定すると、各半導体装置２１…の配線基板１に切欠部や貫通穴部を設け、配線２３を切断することで、パッケージスタック位置を設定することができる。
【０１０５】
半導体装置２１をチップセレクトＡとして使用するときには、図中のターミナル部５Ａにワイヤボンドを行い、Ｃ部の配線２３を切断する。一方、チップセレクトＢとして使用するときにも、ターミナル部５Ａに接続し、Ｄ部の配線２３を切断する。これにより、同一の半導体チップ２と配線基板１を用いて作製した半導体装置２１同士を積層させても、電気的、外観的共に判別可能になる。配線基板１への切欠部や貫通穴部の加工は、配線基板１への加工時に行ってもよいし、半導体装置２１を個片化させるときに行ってもよいし、半導体装置２１の個片化後に行ってもよい。
【０１０６】
このような配線基板１を用いると、積層する各半導体装置２１の個数より少ない端子数でチップの識別が可能になり、ワイヤボンドのためのターミナル部５の数を減らすことが可能になる。また、半導体装置２１の外観も異なるために容易に識別が可能になる。
【０１０７】
チップサイズが大きく異なるが、端子の配列が似通ったチップが存在するとき、図１２に示すような配線基板１を用い、チップ搭載部の貫通孔部１３ｃの大きさを変えることにより、新たな基板設計を省いて、同一の配線基板１に対する、用いることができる半導体チップ２の種類を増加させることが可能となる。
【０１０８】
半導体チップ２のサイズが小さいときは、図中の中央の実線内を、貫通孔部１３ｃとして穴あけ加工し、配線基板１の内側のワイヤボンド用のターミナル部５を用いる。一方、半導体チップ２のサイズが大きい場合には、上記実線で示した貫通孔部１３ｃの外形寸法より大きい外形寸法を有する、破線内を貫通孔部１３ｃとして穴あけ加工し外側のターミナル部５を用いればよい。
【０１０９】
図１３に示すように、配線基板１において、外部接続用端子部１０のためのランド部６を配置していない外周辺部に、ランド部６上に形成される外部接続用端子部１０による接続部の、設定された大きさ（高さ）に基づく、大きさの補強用端子（補強用突出部）１６を、１個または複数個配置しておくと、積層後の半導体装置２１間および半導体装置２１と実装基板との間の接続信頼性の向上に有効である。
【０１１０】
次に、ロジック回路のための半導体チップ２と、メモリー回路のための半導体チップ２のように、外部接続用端子部１０の数が大きく異なり、それらの外形寸法も相違する場合の積層形態を図１４（ａ）ないし図１４（ｃ）に示す。上記積層形態に関する、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は側面図、図１４（ｃ）は上面図である。
【０１１１】
ロジック回路のための半導体チップ２と、メモリー回路のための半導体チップ２との組み合わせのように、端子配列や端子数が大きく異なる各半導体チップ２を互いに積層するときは、例えば図７に示す配線基板１と、それより外形寸法の大きな、例えば図１６に示すような配線基板１を組み合わせて用いればよい。
【０１１２】
ロジック回路のための半導体チップ２は、外部接続用端子部１０の数が、メモリー回路のための半導体チップ２と比較して多くなるために、図１５に示すように、上記半導体チップ２を有する半導体装置においては、四辺部にそれぞれ外部接続用端子部１０が有する配線基板１が用いられる。四辺部の内、二辺部の各外部接続用端子部１０は、ロジック回路専用の端子として、残りの二辺部の各外部接続用端子部１０は、メモリー回路とロジック回路の共通の外部接続用端子部１０およびメモリー回路専用の外部接続用端子部１０とする。
【０１１３】
パッケージスタック後の半導体装置の構造は、図１４（ａ）ないし図１４（ｃ）に示すように、最下段にロジック回路のための半導体チップ２を有する配線基板１の半導体装置２１4 を、２段目以上は、メモリー回路のための半導体チップ２を有する配線基板１の各半導体装置２１1 〜２１3 を、互いに積層させて有するものとなる。メモリー回路のための配線基板１の外部接続用端子部１０は、ロジック回路の配線基板１を介して外部の実装基板と接続される。
【０１１４】
本発明に係る半導体装置の他の製造方法として、配線基板１の、半導体チップ搭載部の貫通孔部１３ｃの片側（Ｂ面１３ｂ側）の開口を、配線パターン４に用いるのと同じＣｕ箔２０でふさいだ配線基板１を用いたものが挙げられる。この配線基板１の断面図を図１６（ｂ）に示す。上述した製造方法で使用したフィルム１２に代えて、Ｃｕ箔２０を用いる。また、このＣｕ箔２０は、ワイヤボンド用のターミナル部５の裏面にも配置され、ワイヤボンド性向上のための役割も果たしている。
【０１１５】
まず、貫通孔部１３ｃのＣｕ箔２０上に半導体チップ２を搭載し、半導体チップ２と配線基板１のターミナル部５とをワイヤボンド法であるＡｕワイヤ３により接続した後、半導体チップ２の回路形成面およびＡｕワイヤ３を樹脂により封止する。続いて、前述と同様に外部接続用端子であるランド部６に対し、リフロー処理により、外部接続用端子部１０を形成する。
【０１１６】
その後、フレーム状の配線基板１をダイシング接続用のフィルムに貼り付け、切断を行う。ダイシング切断により個片化された半導体装置の半導体チップ２の裏面には、Ｃｕ箔２０が残ることになる。このようなＣｕ箔２０は、フィルム１２の取り付けを省けるという、半導体装置の組み立て上のメリットだけではなく、半導体チップ２の裏面側の保護、電磁波遮蔽および放熱性向上等の効果を発揮するものである。
【０１１７】
本発明に係る半導体装置のさらに他の製造方法として、チップ供給装置付きワイヤボンダーを用いる方法を例えば図５に基づいて説明する以下の通りである。まず、上記製造方法では、ワイヤボンダーのステージ部に固定された配線基板１の、半導体チップ搭載位置の貫通孔部１３ｃのステージ露出部分に半導体チップ２を供給し、真空吸着により半導体チップ２をステージに固定し、ワイヤボンドを実施する。上記半導体装置に用いる半導体チップ２の厚さは、例えば１５０μｍ以下と薄いため、ワイヤボンド以降の樹脂封止までの工程での搬送は、Ａｕワイヤ３による支持のみで可能である。
【０１１８】
上記の第一ないし第三の実施の各形態においては、配線基板１の材質として、ガラスエポキシ材を用いた例を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えばポリイミド、ＢＴ（ビスマレイド・トリアジン）レジン、アラミド等の樹脂を用いることもできる。
【０１１９】
〔第五の実施の形態〕
図１７に、本発明の第五の実施の形態に係る半導体装置の断面図を示す。上記半導体装置は、上記の第三の実施の形態に係る半導体装置内に、２つの各半導体チップ２ａ、２ｂを搭載した構造を有するものである。上記半導体装置では、用いる各半導体チップ２ａ、２ｂの厚さは、上記第三の実施の形態に示した半導体チップ２の厚さより薄いものを用いている。
【０１２０】
第五の実施の形態に係る半導体装置では、前記第三の実施の形態と同様に、第一の半導体チップ２ａをフィルム１２上に搭載した後、裏面に熱圧着タイプのフィルムを貼り付けた第二の半導体チップ２ｂを、第一の半導体チップ２ａの回路形成面にダイボンドした後、各半導体チップ２ａ、２ｂをワイヤボンド法のＡｕワイヤ３により配線基板１と接続を行い、樹脂封止、外部接続用端子部１０の取り付け、切断を行う。
【０１２１】
第二の半導体チップ２ｂは、配線基板１に対し直接ワイヤボンドしてもよいし、第二の半導体チップ２ｂから第一の半導体チップ２ａにワイヤボンドし、第一の半導体チップ２ａを介して配線基板１との電気的接続を行ってもよい。このような積層は、２段に限定されず、３段目以降も同等な方法で実施可能である。
【０１２２】
また、半導体チップ２は積層するのではなく、図１８のように２次元的に平面上に並設するように配置してもよいし、図１９のように、平面上に並設された各半導体チップ２ａ、２ｃに対し、さらに他の半導体チップ２ｂ、２ｄを積層してもよい。また、本発明で用いる配線基板１において、配線パターン４の層数は、２層に限定されることはなく、それ以上の多層になっている配線基板１を用いてもよい。
【０１２３】
本発明の配線基板は、以上の課題を解決するために、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、ワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、絶縁基板に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面と第一面の反対面である第二面とに、ターミナル部とランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴としている。
【０１２４】
本発明の他の配線基板は、以上の課題を解決するために、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、ワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面の反対面である第二面に、半導体装置間接続用ランド部と、上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴としている。
【０１２５】
本発明のさらに他の配線基板は、以上の課題を解決するために、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設された、フリップチップ接続用のターミナル部と、上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面の反対面である第二面に、半導体装置間接続用ランド部と、上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、接続信頼性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴としている。
【０１２６】
本発明のさらに他の配線基板は、以上の課題を解決するために、絶縁基板の中央部に半導体チップ搭載用の貫通孔部と、絶縁基板の第一面の周辺部に、複数それぞれ並設され、半導体チップに対しワイヤボンド法により接続されるターミナル部と、上記第一面に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面の反対面である第二面に半導体装置間接続用ランド部と、上記第一面と第二面とに、ターミナル部とランド部および半導体装置間接続用ランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有し、上記第二面における、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド性を向上させるための支持パターンが、上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されていることを特徴としている。
【０１２７】
上記構成によれば、ターミナル部とランド部とを電気的に接続するための配線パターンを第一面と第二面とにそれぞれ設けたことにより、例えば、入出力端子の数が多い半導体チップを搭載した場合でも、ターミナル部とランド部とを、上記各配線パターンにより確実に接続できる。
【０１２８】
その上、上記構成では、絶縁基板の周辺部に、複数、それぞれ並設されたターミナル部へのワイヤボンド時やフリップチップ接続時にターミナル部が絶縁基板の厚さ方向に荷重されて押圧されても、各ターミナル部に対面した位置に上記第二面に設けられた配線パターンと同じ高さに設けられた支持パターンにより支持されて、上記絶縁基板の変形を軽減できるので、ワイヤボンド時やフリップチップ接続時の荷重を確保でき、従来より、ワイヤボンドやフリップチップ接続での接続信頼性を向上できる。
【０１２９】
上記の貫通孔部を有する配線基板においては、半導体チップ搭載用に、耐熱性のフィルムが、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていてもよい。上記構成によれば、上記フィルムにより、半導体チップを貫通孔部に搭載し易くなる。
【０１３０】
上記の貫通孔部を有する配線基板においては、半導体チップ搭載用に、金属箔が、貫通孔部における第二面側の開口を覆うように設けられていてもよい。上記構成によれば、上記金属箔により、半導体チップを貫通孔部に搭載し易くなると共に、上記金属箔によって、半導体チップの裏面側の保護、電磁波遮蔽および放熱性向上を図れる。
【０１３１】
上記配線基板においては、支持パターンの形状は、ターミナル部の形状に対応していることが望ましい。上記構成によれば、ワイヤボンド時やフリップチップ接続時における、支持パターンによる絶縁基板の変形を、より確実に回避することが可能となる。
【０１３２】
上記配線基板では、支持パターンは、ランド部と接続されていてもよい。上記構成によれば、支持パターンを配線パターンとしても用いることができて、配線基板の作製を簡素化できる。
【０１３３】
上記配線基板においては、配線パターンを多層にて有していてもよい。上記構成によれば、配線パターンを多層にて有することにより、例えば、半導体チップの入出力端子の数が増大化しても、ターミナル部とランド部との間での配線パターンでの接続を確保できる。
【０１３４】
上記配線基板では、支持パターンは、並設された各ターミナル部に沿って帯状に形成されていることが望ましい。上記構成によれば、各ターミナル部に対するワイヤボンド時やフリップチップ接続時における、絶縁基板の支持パターンでの支持をより確実化できて、ワイヤボンドやフリップチップ接続での接続信頼性を向上できる。
【０１３５】
上記配線基板においては、絶縁基板の厚さは、０．２ｍｍ未満であってもよい。上記構成によれば、絶縁基板の厚さが０．２ｍｍ未満と薄いときに、上記支持パターンを設けることによる上述した効果をより明確に発揮できる。
【０１３６】
本発明の半導体装置は、前記の課題を解決するために、ワイヤボンド法により接続されるターミナル部を備えた上記配線基板に対し半導体チップが搭載され、配線基板と半導体チップとの間の電気的接続を行うボンディングワイヤ部が設けられ、上記半導体チップの回路形成面および上記ボンディングワイヤ部を封止する樹脂封止部が設けられ、半導体チップを外部と接続するための導電部材がランド部上に形成されていることを特徴としている。
【０１３７】
上記の構成によれば、ターミナル部に対応した位置に支持パターンを有する配線基板を用いたことにより、ボンディングワイヤ部によるワイヤボンドの接続信頼性を向上できて、信頼性を改善することができる。
【０１３８】
本発明の他の半導体装置は、前記の課題を解決するために、フリップチップ接続される上記配線基板に対し、半導体チップが、配線基板と半導体チップとの間をフリップチップ接続により電気的に接続して搭載され、上記半導体チップの回路形成面を封止する樹脂封止部が設けられ、半導体チップを外部と接続するための導電部材がランド部上に形成されていることを特徴としている。
【０１３９】
上記の構成によれば、ターミナル部に対応した位置に支持パターンを有する配線基板を用いたことにより、フリップチップ接続の接続信頼性を向上できて、信頼性を改善することができる。
【０１４０】
上記半導体装置においては、半導体チップが複数個、平面的にまたは立体的に配線基板上に搭載されていてもよい。上記構成によれば、絶縁基板の両面に配線パターンを有しているので、半導体チップを複数備えて、上記各半導体チップの入出力端子の数が増大しても、容易に対応でき、かつ、上記各半導体チップの外部との電気的接続に関する信頼性を向上できる。
【０１４１】
本発明のさらに他の半導体装置は、前記の課題を解決するために、絶縁基板の第一面に、半導体チップと接続されるターミナル部と、絶縁基板に、外部接続用端子のランド部と、上記第一面と第一面の反対面である第二面とに、ターミナル部とランド部とを電気的に接続するためにそれぞれ設けられた配線パターンとを有する配線基板が設けられ、ランド部上に形成される外部接続用端子部による接続部の設定された高さに基づく大きさの補強用突出部が、１個または複数個、配線基板におけるランド部が形成された表面上で、上記ランド部を配置していない外周辺部に形成されていることを特徴としている。
【０１４２】
上記構成によれば、複数の半導体装置を互いに、配線基板の厚さ方向に積層して、隣り合う各半導体装置間を外部接続用端子により互いに電気的に接続したとき、上記補強用突出部を設けたことにより、上記両者間での電気的接続を維持できるので、各半導体装置間での接続信頼性を向上できる。
【０１４３】
本発明のパッケージスタック半導体装置は、前記の課題を解決するために、上記半導体装置が、複数、はんだ接合により互いに積層されていることを特徴としている。
【０１４４】
上記構成によれば、半導体装置を、複数、例えば、配線基板の厚さ方向に互いに重ね合わせ、各半導体装置の外部接続用端子をはんだ接合により接続することにより、各半導体装置を互いに積層させて接続することができる。
【０１４５】
その上、上記構成では、ワイヤボンドの接続信頼性が向上した配線基板を有する半導体装置を用いているので、接続信頼性を向上できる。
【０１４６】
上記パッケージスタック半導体装置においては、外部に露出する半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点は、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点より低く設定されていてもよい。
【０１４７】
上記構成によれば、各半導体装置を積層して互いに電気的に接続するときには、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点に合わせてリフロー処理することにより、上記接続が可能となる。一方、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置の外部接続用端子を、例えば外部の実装基板との電気的な接続には、他の半導体装置の外部接続用端子における、はんだの融点より低い温度設定でできるので、他の各半導体装置間でのはんだの溶融を抑制できて、それらの間での電気的接続を確保できる。
【０１４８】
上記パッケージスタック半導体装置では、互いに隣り合う半導体装置間の空隙に、固定用樹脂が注入されていてもよい。上記構成によれば、固定用樹脂により、各半導体装置の変形や振動を抑制できて、より信頼性を改善できる。
【０１４９】
上記パッケージスタック半導体装置においては、各半導体装置の外部接続用端子の配置は、少なくとも共通する外部接続用端子については互いの位置を考慮して設定されていることが望ましい。
【０１５０】
上記構成によれば、少なくとも共通する外部接続用端子については互いの位置を考慮して設定することにより、互いに積層される各半導体装置間の電気的な接続を確実化でき、かつ、作製を容易化できる。
【０１５１】
上記パッケージスタック半導体装置においては、少なくとも２つの各半導体装置の外形寸法は、互いに異なるように設定されていてもよい。
【０１５２】
上記構成によれば、外形寸法の大きな半導体装置には、入出力端子数の多いロジック回路用の半導体チップを配し、上記半導体装置より外形寸法の小さい半導体装置には、入出力端子数の少ないメモリー回路用の半導体チップを配することができる。
【０１５３】
上記パッケージスタック半導体装置では、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置の外形寸法は、他の半導体装置の外形寸法より大きいことが好ましい。
【０１５４】
上記構成によれば、外部接続用端子が外部に露出する半導体装置には、入出力端子数が多い、ロジック回路用の半導体チップを配し、他の半導体装置には、入出力端子数がロジック回路用の半導体チップより少ないメモリー回路用の半導体チップを配することができる。
【０１５５】
これにより、上記構成では、端子数を多く設定できる、外形寸法の大きい半導体装置を外部に露出して配置できるので、互いに積層された各半導体装置と外部との電気的接続を確実化できる。
【０１５６】
（発明の効果）
本発明の配線基板は、以上のように、絶縁基板の周辺部上に、ワイヤボンドやフリップチップ接続用のターミナル部が、複数それぞれ並設され、上記ターミナル部の形成面とは反対面の、上記各ターミナル部にそれぞれ対面した位置に、ワイヤボンド時等の接続信頼性を向上させるための支持パターンが、上記反対面に設けられた配線パターンと同じ高さに形成されている構成である。
【０１５７】
それゆえ、上記構成は、ワイヤボンド時等にターミナル部が押圧されても、支持パターンにより絶縁基板の変形が軽減されるので、従来より、ワイヤボンド等での接続信頼性を向上できるという効果を奏する。
【０１５８】
本発明の半導体装置は、以上のように、上記配線基板を有する構成である。それゆえ、上記構成は、従来より、ワイヤボンドやフリップチップ接続での接続信頼性を向上できる薄型の半導体装置を提供できるという効果を奏する。
【０１５９】
本発明のパッケージスタック半導体装置は、以上のように、上記半導体装置を積層した構成である。それゆえ、上記構成は、露出しているランド部上に形成された外部接続用端子を用いて、各半導体装置を互いに積層しても、各半導体装置間の電気的な接続を確実化できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明の半導体装置、およびそのための配線基板、並びに、上記半導体装置を複数有するパッケージスタック半導体装置は、高密度実装に適した、ほぼチップサイズにまで小型化できると共に、ワイヤボンド等での接続信頼性を向上できるので、上記半導体装置を用いる通信分野、画像表示分野および計算機分野に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明に係る第一の実施の形態に関する配線基板およびそれを用いた半導体装置の断面図である。
【図２】上記配線基板の両面に関する説明図であって、（ａ）は、Ａ面での配置の説明図を示し、（ｂ）は、Ｂ面での配置の説明図を示し、（ｃ）は、Ｂ面での配置の変形例を示す説明図を示す。
【図３】本発明に係る第二の実施の形態の配線基板およびそれを用いた半導体装置の説明図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は下面図を示す。
【図４】本発明に係る第三の実施の形態の配線基板およびそれを用いた半導体装置の説明図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は下面図を示す。
【図５】上記半導体装置の製造工程を示す各工程図である。
【図６】上記半導体装置に用いる配線基板の概略断面図である。
【図７】上記配線基板の説明図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図である。
【図８】本発明に係るパッケージスタック半導体装置の説明図である。
【図９】上記パッケージスタック半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【図１０】上記パッケージスタック半導体装置の他の例を示す説明図であって、（ａ）は半導体装置を４層に積層したものの概略断面図であり、（ｂ）は上記各半導体装置間に固定用樹脂を注入したもの概略断面図である。
【図１１】上記パッケージスタック半導体装置において、各半導体装置のチップセレクトの様子を示す説明図であって、（ａ）は、半導体装置にセレクト用の配線を示す、上記半導体装置の要部平面図であり、（ｂ）は、上記半導体装置においてターミナル部にチップセレクト機能を付与した例を示す上記半導体装置の要部平面図である。
【図１２】上記配線基板の他の変形例を示す概略平面図である。
【図１３】上記配線基板のさらに他の変形例を示す概略平面図である。
【図１４】上記パッケージスタック半導体装置の他の変形例を示す説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図１５】上記パッケージスタック半導体装置に用いる配線基板の平面図である。
【図１６】上記配線基板のさらに他の変形例を示す説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は、上記（ａ）の矢視断面図である。
【図１７】上記半導体装置のさらに他の変形例の断面図である。
【図１８】上記半導体装置のさらに他の変形例の断面図である。
【図１９】上記半導体装置のさらに他の変形例の断面図である。
【図２０】従来の半導体装置の断面図である。
【図２１】従来の他の半導体装置の断面図である。
【図２２】従来のさらに他の半導体装置の断面図である。
【図２３】上記半導体装置のワイヤボンド時の絶縁基板の変形を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１    配線基板
２    半導体チップ
３    Ａｕワイヤ
４    配線パターン
４’  配線パターン
５    ターミナル部
６    ランド部
６’  半導体装置間接続用ランド部
７    ソルダーレジスト
８    スルーホール部
９    支持パターン
１０    外部接続用端子部
１１    樹脂封止部
１２    フィルム
１３    絶縁基板
１３ａ  Ａ面（第一面）
１３ｂ  Ｂ面（第二面）
１３ｃ  貫通孔部
１４    パッケージスタック化用トレイ
２０    Ｃｕ箔
【図１】
2005150771.tif 000003
【図２】
2005150771.tif 000004
【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】
2005150771.tif 000010
【図９】
2005150771.tif 000011
【図１０】
2005150771.tif 000012
【図１１】
2005150771.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005150771.tif 000015
【図１４】
2005150771.tif 000016
【図１５】
2005150771.tif 000017
【図１６】
2005150771.tif 000018
【図１７】
2005150771.tif 000019
【図１８】
2005150771.tif 000020
【図１９】
2005150771.tif 000021
【図２０】
2005150771.tif 000022
【図２１】
2005150771.tif 000023
【図２２】
2005150771.tif 000024
【図２３】
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