(57)【要約】【課題】  同一若しくは略同一のチップ面積の半導体チップを簡易に積層可能な構造の積層型半導体装置を提供する。【解決手段】  第１半導体チップ１の表面とダイパッド３の裏面を接着し、第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３の表面を接着し、第１半導体チップ１の電極パッド５ａとインナリード６の表面をワイヤ７ａで接続し、第２半導体チップ２の電極パッド５ｂとインナリード６の表面をワイヤ７ｂで接続し、ダイパッド３の面積が、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２のチップ面積より小さく、電極パッド５ａが第１半導体チップ１の表面のダイパッド３の裏面との接着面以外の領域に設けられ、電極パッド５ａと接続するワイヤ７ａが、第１半導体チップ１の表面と第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３の外側面に囲まれた凹入空間１２を通過して斜め上方から第１半導体チップ１の電極パッド５ａに向けて進入している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップをダイボンディング部材の表裏両面に夫々搭載する積層型半導体装置であって、
前記ダイボンディング部材の裏面側に搭載される第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面とを対向させて接着し、
前記ダイボンディング部材の表面側に搭載される第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面とを対向させて接着し、
前記第１半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続し、
前記第２半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続して形成され、
前記ダイボンディング部材の表面及び裏面の各面積が、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの各チップ面積より小さく、
前記第１半導体チップの前記電極パッドが、前記第１半導体チップの表面の前記ダイボンディング部材の裏面との接着面以外の領域に設けられ、
前記第１半導体チップの前記電極パッドと接続する前記ワイヤが、前記第１半導体チップの表面と前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の外側面に囲まれた凹入空間を通過して斜め上方から前記第１半導体チップの前記電極パッドに向けて進入していることを特徴とする積層型半導体装置。
【請求項２】
前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの各チップ面積が同じまたは略同じであることを特徴とする請求項１に記載の積層型半導体装置。
【請求項３】
前記第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面が、接着剤または接着テープにより接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型半導体装置。
【請求項４】
前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面が、接着剤または接着テープにより接着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の積層型半導体装置。
【請求項５】
前記ダイボンディング部材が、吊りリードで支持される矩形状のダイパッドであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の積層型半導体装置。
【請求項６】
前記ダイボンディング部材が、矩形状のダイパッドを備えず前記ダイパッドを支持するための吊りリードだけで形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の積層型半導体装置。
【請求項７】
前記第１半導体チップの前記電極パッドが、前記第１半導体チップの表面の周縁部に複数配置され、
前記ダイパッドが、前記第１半導体チップの前記複数の電極パッドによって包囲される最大矩形領域より小さいことを特徴とする請求項５に記載の積層型半導体装置。
【請求項８】
前記吊りリードが、前記第１半導体チップの前記電極パッドに重ならない位置に設けてあることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の積層型半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の積層型半導体装置の製造方法であって、
前記ダイボンディング部材の裏面側に、前記第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面とを対向させて接着する第１ダイボンディング工程と、
前記第１ダイボンディング工程の後に、前記第１半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続する第１ワイヤリング工程と、
前記第１ワイヤリング工程の後に、前記ダイボンディング部材の表面側に、前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面とを対向させて接着する第２ダイボンディング工程と、
前記第２ダイボンディング工程の後に、前記第２半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続する第２ワイヤリング工程と、を順次実行することを特徴とする積層型半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１ワイヤリング工程において、前記ワイヤを前記電極パッドの表面から外側斜め上方に向けて延伸するように接続することを特徴とする請求項９に記載の積層型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、半導体装置及びその組み立て技術に関し、より詳細には、複数の同一チップ面積、若しくは、類似したチップ面積の半導体チップをパッケージ内に積層して搭載した積層型半導体装置、及び、当該積層型半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリ容量の増加、及び、メモリとロジックの混載等、半導体チップの高集積化が加速する中で、制限された面積でそれらを実現するために、複数の半導体チップを同一パッケージ内において積層する積層型半導体装置が増加してきている。
【０００３】
特に、メモリの容量の増加に関しては、同一チップを積層するのが主流であり、また、メモリとロジックの混載する場合でも、類似したチップ面積を積層することがある。こうした同一チップ面積、若しくは、類似チップ面積の半導体チップを積層した積層型半導体装置として、以下の特許文献１の図８、或いは、特許文献２の図１に開示されている第１の従来構造が用いられている。
【０００４】
第１の従来構造は、例えば、図５に代表的に示すように、リードフレームのダイパッド２３の表裏両面に、１つの半導体チップ２１をダイパッド２３の表面へ、また、他の半導体チップ２２をダイパッド２３の裏面へ背中合わせで、接着剤２４ａ，２４ｂにて夫々接着固定され、各半導体チップ２１，２２とリードフレームのインナリード２６への接続は、ダイパッド２３の表面の半導体チップ２１の電極パッド２５ａはインナリード２６の表面へ、ダイパッド２３の裏面の半導体チップ２２の電極パッド２５ｂはインナリード２６の裏面へ夫々接続される構造となっている。
【０００５】
上記第１の従来構造の積層型半導体装置は、以下に示すような製造方法で製造される。先ず初めに、リードフレームのダイパッド２３の表面に接着剤２４ａを塗布して第１の半導体チップ２１を搭載し固定する。次に、第１の半導体チップ２１を搭載したリードフレームを裏返し、ダイパッド２３の裏面に接着剤２４ｂを塗布して第２の半導体チップ２２を搭載し固定する。 次に、第１の半導体チップ２１の電極パッド２５ａとインナリード２６の表面との間でワイヤ２７ａにて両者を接続する。次に、第１の半導体チップ２１とインナリード２６をワイヤで接合されたリードフレームを裏返し、第２の半導体チップ２２の電極パッド２５ｂとインナリード２６の裏面との間でワイヤ２７ｂにて両者を接続する。その後、半導体チップ２１，２２、ダイパッド２３、インナリード２６、及び、ワイヤ２７ａ，２７ｂを樹脂で封止し、リードフレームの外枠から分離する。
【０００６】
ところで、上記第１の従来構造の積層型半導体装置には、以下に示すような問題があり、種々の改良が試みられている。
【０００７】
即ち、上記第１の従来構造の積層型半導体装置は、図５に示すように、第１の半導体チップ２１と第２の半導体チップ２２がダイパッド２３を挟んで背中合わせとなっているため、夫々の半導体チップをダイパッドに搭載して固定し、更に、インナリードへのワイヤの接続を行うためには、製造工程中にリードフレームを数回に亘って裏返す必要があるため、製造工程が複雑となり製造コスト高騰の要因となっていた。
【０００８】
更に、一方の半導体チップを搭載して固定し、インナリードへの接続を行うためには、他方の半導体チップの素子面及びワイヤ部が、リードフレームの下側に位置するため、その下側の半導体チップの素子面へのキズ、ワイヤ部の変形を防ぐ必要が有り、半導体チップの取り扱いを十分に慎重に行う必要があった。
【０００９】
そこで、上記第１の従来構造の積層型半導体装置の問題点を解決するために、以下に示す第２の従来構造の積層型半導体装置（特許文献１参照）、及び、第３の従来構造の積層型半導体装置（特許文献２参照）が、夫々に提案されている。
【００１０】
第２及び第３の従来構造の積層型半導体装置は、何れも、ダイパッドの裏面側に搭載する半導体チップを背中合わせで接着固定せずに、当該半導体チップの表面とダイパッドの裏面を対向させて、つまり、ダイパッドの表面側に搭載する半導体チップと同じ側に表面を向けて搭載することで、製造工程中にリードフレームを数回に亘って裏返すことを回避している。
【００１１】
上記第２の従来構造の積層型半導体装置は、図６に示すように、リードフレームのダイパッド３３の表裏両面に、ダイパッド３３より小さい第１の半導体チップ３１をダイパッド３３の表面へ、また、ダイパッド３３より大きい第２の半導体チップ３２をダイパッド３３の裏面へ、夫々の素子面を上側に揃えて夫々接着固定され、各半導体チップ３１，３２とリードフレームのインナリード３６への接続は、ダイパッド３３の表裏両面の各半導体チップ３１，３２の各電極パッド３５ａ，３５ｂが、夫々ワイヤ３７ａ，３７ｂを介してインナリード３６の表面へ接続される構造となっている。
【００１２】
上記第２の従来構造の積層型半導体装置は、以下に示すような製造方法で製造される。先ず初めに、リードフレームのダイパッド３３の裏面（下面）に接着テープ３４ｂを貼付したものを用意し、ダイパッド３３の裏面に第２の半導体チップ３２を熱圧着して搭載する。次に、ダイパッド３３の表面（上面）に接着剤３４ａを塗布して第１の半導体チップ３１を搭載し固定する。次に、第１の半導体チップ３１の電極パッド３５ａとインナリード３６の表面（上面）との間をワイヤ３７ａにて接続し、第２の半導体チップ３２の電極パッド３５ｂとインナリード３６の表面（上面）との間をワイヤ３７ｂにて接続する。その後、半導体チップ３１，３２、ダイパッド３３、インナリード３６、及び、ワイヤ３７ａ，３７ｂを樹脂で封止し、リードフレームの外枠から分離する。
【００１３】
上記第３の従来構造の積層型半導体装置は、図７に示すように、リードフレームのダイパッド４３の表裏両面に、チップ周縁部に電極パッドを配置した第１の半導体チップ４１をダイパッド４３の表面へ、また、チップ中央に電極パッドを配置した第２の半導体チップ４２をダイパッド４３の裏面へ、夫々の素子面を上側に揃えて接着固定され、各半導体チップ４１，４２とリードフレームのインナリード４６への接続は、ダイパッド４３の表裏両面の各半導体チップ４１，４２の各電極パッド４５ａ，４５ｂが、夫々ワイヤ４７ａ，４７ｂを介してインナリード４６の表面へ接続される構造となっている。
【００１４】
上記第３の従来構造の積層型半導体装置は、以下に示すような製造方法で製造される。先ず初めに、リードフレームの中央に開口部を有するダイパッド４３の裏面（下面）に、同様に中央に開口部を有する接着テープ４４ｂを貼付し、ダイパッド４３の裏面に第２の半導体チップ４２の素子面（表面）を対向させて接着する。このとき、チップ中央に配置された第２の半導体チップ４２の電極パッド４５ａが、ダイパッド４３の開口部内に露出する。次に、第２の半導体チップ４２の電極パッド４５ｂとインナリード４６の表面（上面）との間を、ダイパッド４３の上側を跨ぎダイパッド４３の開口部を通過するワイヤ４７ａにて接続する。次に、ダイパッド４３の表面（上面）に非導電性の接着剤４４ａを塗布するとともに、ダイパッド４３の開口部内を充填し、ダイパッド４３の表面に第１の半導体チップ４１を搭載し固定する。次に、第１の半導体チップ４１の電極パッド４１ａとインナリード４６の表面（上面）との間をワイヤ４７ａにて接続する。その後、半導体チップ４１，４２、ダイパッド４３、インナリード４６、及び、ワイヤ４７ａ，４７ｂを樹脂で封止し、リードフレームの外枠から分離する。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−３１７４８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２００６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した第２及び第３の従来構造による積層型半導体装置では、以下に示すような問題点がある。即ち、第２の従来構造による積層型半導体装置では、ダイパッドの表面側に搭載する半導体チップをダイパッドの裏面側に搭載する半導体チップより小さくして、ダイパッドを両半導体チップの中間的な大きさとすることで、裏面側に搭載する半導体チップの電極パッド上方のワイヤ接続に要する空間的余裕を確保しているため、同じチップ面積の半導体チップをダイパッドの表裏両面に搭載した積層型半導体装置を実現することができない。
【００１７】
更に、第３の従来構造による積層型半導体装置では、ダイパッドの裏面側に搭載する半導体チップの電極パッドをチップ中央に配置する必要があり、半導体チップの設計に制約ができ、チップ周縁部に電極パッドを配置した同種の半導体チップを積層することができない。極端に言えば、チップ周縁部に電極パッドを配置した同じ半導体チップを積層することができない。また、ダイパッドの表面とダイパッドの表面側に搭載する半導体チップの裏面間に、ダイパッドの裏面側に搭載する半導体チップとインナリードを接続するワイヤが通過し、ワイヤも長く撓み易くなるため、当該間隔を相当に確保する必要が生じることから、２つの半導体チップを積層した厚みが大きくなる。従って、パッケージの厚みに制約がある場合は、当該間隔が狭くなり、ワイヤがダイパッドの表面或いは上側の半導体チップの裏面と接触する虞がある。
【００１８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、同一若しくは略同一のチップ面積の半導体チップを簡易に積層可能な構造の積層型半導体装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するための本発明に係る積層型半導体装置は、半導体チップをダイボンディング部材の表裏両面に夫々搭載する積層型半導体装置であって、前記ダイボンディング部材の裏面側に搭載される第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面とを対向させて接着し、前記ダイボンディング部材の表面側に搭載される第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面とを対向させて接着し、前記第１半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続し、前記第２半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続して形成され、前記ダイボンディング部材の表面及び裏面の各面積が、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの各チップ面積より小さく、前記第１半導体チップの前記電極パッドが、前記第１半導体チップの表面の前記ダイボンディング部材の裏面との接着面以外の領域に設けられ、前記第１半導体チップの前記電極パッドと接続する前記ワイヤが、前記第１半導体チップの表面と前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の外側面に囲まれた凹入空間を通過して斜め上方から前記第１半導体チップの前記電極パッドに向けて進入していることを第１の特徴とする。
【００２０】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第１の特徴に加えて、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの各チップ面積が同じまたは略同じであることを第２の特徴とする。
【００２１】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第１または第２の特徴に加えて、前記第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面が、接着剤または接着テープにより接着されていることを第３の特徴とする。
【００２２】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第１乃至第３の何れかの特徴に加えて、前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面が、接着剤または接着テープにより接着されていることを第４の特徴とする。
【００２３】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第１乃至第４の何れかの特徴に加えて、前記ダイボンディング部材が、吊りリードで支持される矩形状のダイパッドであることを第５の特徴とする。
【００２４】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第１乃至第４の何れかの特徴に加えて、前記ダイボンディング部材が、矩形状のダイパッドを備えず前記ダイパッドを支持するための吊りリードだけで形成されていることを第６の特徴とする。
【００２５】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第５の特徴に加えて、前記第１半導体チップの前記電極パッドが、前記第１半導体チップの表面の周縁部に複数配置され、前記ダイパッドが、前記第１半導体チップの前記複数の電極パッドによって包囲される最大矩形領域より小さいことを第７の特徴とする。
【００２６】
更に、本発明に係る積層型半導体装置は、上記第５乃至第７の何れかの特徴に加えて、前記吊りリードが、前記第１半導体チップの前記電極パッドに重ならない位置に設けてあることを第８の特徴とする。
【００２７】
上記何れかの特徴を備えた積層型半導体装置によれば、ダイボンディング部材の表面及び裏面の各面積が、第１半導体チップと第２半導体チップの各チップ面積より小さいため、ダイボンディング部材の厚みと、ダイボンディング部材と各半導体チップを接着する接着材料の厚みを足した厚みに等しい高さの凹入空間が、ダイボンディング部材の裏面側に搭載される第１半導体チップの周縁部に形成され、第１半導体チップの表面の周縁部に形成された電極パッドが当該凹入空間に露出し、ワイヤが当該凹入空間を通過して斜め上方から第１半導体チップの電極パッドに向けて進入して接続するため、ワイヤがダイボンディング部材の表面側に搭載される第２半導体チップの周縁部に干渉されず電極パッドとインナリード間を接続できる。この結果、同一若しくは略同一のチップ面積の半導体チップを積層する積層型半導体装置を提供することができる。
【００２８】
また、第１半導体チップと第２半導体チップの何れの電極パッドもチップ表面の周縁部に配置することができるため、電極パッドとインナリード間を接続するワイヤ長が短くなり、ワイヤの撓み等に起因する接触不良を低減でき、ワイヤに寄生する誘導成分を軽減でき、寄生誘導成分に起因するノイズを低減でき電気的特性の向上が図れる。
【００２９】
尚、本発明の記載において、チップ表面或いは半導体チップの表面とは、半導体チップの基板に対して半導体素子等の回路素子が形成されている側の表面を意味する。従って、半導体チップの裏面は、半導体チップの表面とは反対側の面を意味する。また、チップ表面の周縁部とは、半導体チップの各端辺からチップ中心部に向けて後退した領域を意味する。
【００３０】
特に、上記第３の特徴の積層型半導体装置によれば、第１半導体チップの表面とダイボンディング部材の裏面を接着する接着材料として、接着剤または接着テープを使用して上記作用効果を奏することができる。また、接着材料は、第１半導体チップの表面に絶縁性の保護膜が被覆されているので、導電性材料と絶縁性材料の両方の使用が可能である。
【００３１】
特に、上記第４の特徴の積層型半導体装置によれば、第２半導体チップの裏面とダイボンディング部材の表面を接着する接着材料として、接着剤または接着テープを使用して上記作用効果を奏することができる。また、接着材料は導電性材料と絶縁性材料の両方の使用が可能である。更に、接着テープのテープ材質が絶縁性の場合は、第２半導体チップの裏面全面に接着テープを貼付することで、第２半導体チップの裏面が導電性である場合における第１半導体チップの電極パッドと接続するワイヤが第２半導体チップの裏面に接触することによる短絡不良を防止できる。
【００３２】
特に、上記第８の特徴の積層型半導体装置によれば、ワイヤが吊りリードに干渉されることなく第１半導体チップの電極パッドに接続することができ、上記作用効果を奏することができる。
【００３３】
更に、本発明に係る積層型半導体装置の製造方法は、上記第１の特徴の積層型半導体装置の製造方法であって、前記ダイボンディング部材の裏面側に、前記第１半導体チップの表面と前記ダイボンディング部材の裏面とを対向させて接着する第１ダイボンディング工程と、前記第１ダイボンディング工程の後に、前記第１半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続する第１ワイヤリング工程と、前記第１ワイヤリング工程の後に、前記ダイボンディング部材の表面側に、前記第２半導体チップの裏面と前記ダイボンディング部材の表面とを対向させて接着する第２ダイボンディング工程と、前記第２ダイボンディング工程の後に、前記第２半導体チップの表面に形成された１または複数の電極パッドと、対応するインナリードの表面側とをワイヤで接続する第２ワイヤリング工程と、を順次実行することを第１の特徴とする。
【００３４】
上記第１の特徴の積層型半導体装置の製造方法によれば、第１ワイヤリング工程時には、ダイボンディング部材の表面側に第２半導体チップが接着されていないので、第１半導体チップの電極パッドの上方が開放されている状態で、容易にワイヤを電極パッドに接続することができ、上述の作用効果を奏する本発明に係る積層型半導体装置を製造することができる。
【００３５】
更に、本発明に係る積層型半導体装置の製造方法は、上記第１の特徴に加えて、前記第１ワイヤリング工程において、前記ワイヤを前記電極パッドの表面から外側斜め上方に向けて延伸するように接続することを第２の特徴とする。
【００３６】
上記第２の特徴の積層型半導体装置の製造方法によれば、第１ワイヤリング工程において第１半導体チップの電極パッドと接続されたワイヤが、凹入空間の高さ内を通過でき、第１ワイヤリング工程に続く第２ダイボンディング工程において、第２半導体チップの裏面とダイボンディング部材の表面とを対向させて接着する際に、第１半導体チップの電極パッドと接続されたワイヤが第２半導体チップの裏面と接触して、第２半導体チップの裏面とダイボンディング部材の表面との接着不良、或いは、ワイヤの接続不良が生じるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る積層型半導体装置、及び、その製造方法（以下、適宜「本発明装置」及び「本発明方法」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
〈第１実施形態〉
図１に示すように、本発明装置１１は、同一チップ面積の２つの半導体チップ１，２をダイパッド３（ダイボンディング部材に相当）の表裏両面に夫々搭載して１つの樹脂パッケージ内に封止した積層型半導体装置である。図１（Ａ）は、本発明装置１１の樹脂封止部分の内部構造をパッケージ上面より透視した平面透視図であって、ダイパッド３の表面側に搭載される第２半導体チップ２の一部（図面上の上半分）を破砕して、第２半導体チップ２の裏面側に位置するダイパッド３とダイパッド３の裏面側に搭載される第１半導体チップ１を露出させた状態を模式的に示す一部破砕平面透視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すＸ−Ｘ’断面における本発明装置１１の断面構造を模式的に示す縦断面図である。
【００３９】
図１に示すように、本発明装置１１は、ダイパッド３の裏面側に搭載される第１半導体チップ１の表面とダイパッド３の裏面とを対向させて接着し、ダイパッド３の表面側に搭載される第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３の表面とを対向させて接着し、第１半導体チップ１の表面周縁部に形成された１または複数の電極パッド５ａと対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ａで接続し、第２半導体チップ２の表面周縁部に形成された１または複数の電極パッド５ｂと対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ｂで接続して形成されている。
【００４０】
ダイパッド３は、第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２より小さい矩形状で、図１に示す例では、４隅において吊りリード９によって支持されている。インナリード６は樹脂封止部分より外側は、図示しないアウタリードとして、吊りリード９とともに、樹脂封止前にはリードフレームの外枠（図示せず）に接続して支持されている。ダイパッド３、インナリード６、及び、吊りリード９を含むリードフレームは、４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ合金系材料や、Ｃｕ合金系材料等の公知の金属材料を使用して形成されている。
【００４１】
本発明装置１１に搭載する第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２は、チップ表面の周縁部に、夫々の電極パッド５ａ，５ｂを各別に配置している。ダイパッド３の縦横の各寸法は、第１半導体チップ１の縦横の各寸法に対して、第１半導体チップ１のチップ端辺から電極パッド５ａの最もチップ内部寄りの位置までの距離にワイヤボンディング時の位置合わせ精度等を考慮したマージンを追加した長さの２倍以上短くなっている。これにより、第１半導体チップ１の表面とダイパッド３の裏面とを対向させて接着した場合に、第１半導体チップ１の表面周縁部に配置された各電極パッド５ａがダイパッド３によって遮蔽されることがなく、ワイヤボンディング可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、ダイパッド３を４隅で支持する４本の吊りリード９の位置、つまり、第１半導体チップ１の表面の４隅には、電極パッド５ａを配置しておらず、電極パッド５ａが吊りリード９によって遮蔽されることがなく、ワイヤボンディング可能となる。尚、第１半導体チップ１の表面の４隅に電極パッド５ａが配置されている場合には、他の電極パッド５ａの間隔が大きく空いている個所に、吊りリード９の位置を合わせればよい。
【００４３】
図１（Ｂ）に示すように、本発明装置１１では、同一チップ面積の２つの半導体チップ１，２を、それより面積小さいダイパッド３の表裏両面に接着することで、第１半導体チップ１の表面と第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３の外側面に囲まれた凹入空間１２がダイパッド３の吊りリード９を除く周囲に形成され、第１半導体チップ１の電極パッド５ａと接続するワイヤ７ａが、凹入空間１２を通過して斜め上方から電極パッド５ａに向けて進入しているため、ワイヤ７ａがその上方に位置する第２半導体チップ２の裏面に干渉されずに、電極パッド５ａとワイヤボンディング可能となる。
【００４４】
次に、本発明装置１１の製造方法について説明する。先ず、図２（Ａ）に示すように、ダイパッド３の裏面側に、第１半導体チップ１の表面とダイパッド３の裏面とを対向させて、接着剤４ａを塗布して貼り合せた後に硬化させて接着する（第１ダイボンディング工程）。本実施形態で使用する接着剤４ａとしては、例えば、有機樹脂系接着材料を使用できるが、導電性接着材料と絶縁性接着材料の両方の使用が可能である。
【００４５】
引き続き、図２（Ｂ）に示すように、第１半導体チップの表面周縁部に形成された電極パッド５ａと、対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ａで接続する（第１ワイヤリング工程）。このとき、ワイヤ７ａを電極パッド５ａの表面から外側斜め上方に向けて延伸するように接続する。本実施形態では、ワイヤ７ａが、次工程の第２ダイボンディング工程によって形成される凹入空間１２を通過する角度で電極パッド５ａに進入してワイヤリングする必要があり、例えば、超音波ワイヤボンディング等のウェッジボンディング法を使用することができる。
【００４６】
引き続き、図２（Ｃ）に示すように、ダイパッド３の表面側に、第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３の表面とを対向させて、接着剤４ｂを塗布して貼り合せた後に硬化させて接着する（第２ダイボンディング工程）。本実施形態で使用する接着剤４ｂとしては、例えば、有機樹脂系接着材料を使用できるが、導電性接着材料と絶縁性接着材料の両方の使用が可能であり、第１ダイボンディング工程で使用する接着剤４ａと同じ接着剤を使用できる。
【００４７】
引き続き、図２（Ｄ）に示すように、第２半導体チップ２の表面周縁部に形成された電極パッド５ｂと、対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ｂで接続する（第２ワイヤリング工程）。ここで、インナリード６の表面側とワイヤ７ｂの接続点を、第１ワイヤリング工程におけるインナリード６の表面側とワイヤ７ａの接続点より、外側（アウタリード寄り）にすることで、既存のワイヤ７ａに干渉されずに、ワイヤ７ｂをインナリード６の表面側にワイヤボンディング可能となる。
【００４８】
引き続き、半導体チップ１，２、ダイパッド３、インナリード６、及び、ワイヤ７ａ，７ｂを樹脂８で封止し成型する。その後、樹脂成型された本発明装置１１をリードフレームの外枠（図示せず）から切断して分離する。
【００４９】
〈第２実施形態〉
次に、本発明装置の第２実施形態について説明する。図３に示すように、第２実施形態の本発明装置１１ａは、同一チップ面積の２つの半導体チップ１，２を非矩形状のダイボンディング部材１３の表裏両面に夫々搭載して１つの樹脂パッケージ内に封止した積層型半導体装置である。図３は、本発明装置１１ａの樹脂封止部分の内部構造をパッケージ上面より透視した平面透視図であって、ダイボンディング部材１３の表面側に搭載される第２半導体チップ２の一部（図面上の上半分）を破砕して、第２半導体チップ２の裏面側に位置するダイボンディング部材１３とダイボンディング部材１３の裏面側に搭載される第１半導体チップ１を露出させた状態を模式的に示す一部破砕平面透視図である。
【００５０】
図３に示すように、本発明装置１１ａは、ダイボンディング部材１３の裏面側に搭載される第１半導体チップ１の表面とダイボンディング部材１３の裏面とを対向させて接着し、ダイボンディング部材１３の表面側に搭載される第２半導体チップ２の裏面とダイボンディング部材１３の表面とを対向させて接着し、第１半導体チップ１の表面周縁部に形成された１または複数の電極パッド５ａと対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ａで接続し、第２半導体チップ２の表面周縁部に形成された１または複数の電極パッド５ｂと対応するインナリード６の表面側とをワイヤ７ｂで接続して形成されている。
【００５１】
ダイボンディング部材１３は、第１実施形態におけるダイパッド３と同じ機能を奏するもので、本実施形態では、４本の吊りリード９が、パッケージの中心部に向かって幅広の状態で延伸し、ダイパッド３が存在した矩形領域内で「Ｘ」字形状を呈し、Ｘ字状の各端部で、各吊りリード９によって支持されている。吊りリード９及びインナリード６は第１実施形態と同じである。また、ダイボンディング部材１３、インナリード６、及び、吊りリード９を含むリードフレームは、４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ合金系材料や、Ｃｕ合金系材料等の公知の金属材料を使用して形成されている。
【００５２】
本発明装置１１ａに搭載する第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２は、第１実施形態と同様に、チップ表面の周縁部に、夫々の電極パッド５ａ，５ｂを各別に配置している。ここで、Ｘ字状のダイボンディング部材１３に外接する矩形の縦横の各寸法は、第１半導体チップ１の縦横の各寸法に対して、第１半導体チップ１のチップ端辺から電極パッド５ａの最もチップ内部寄りの位置までの距離にワイヤボンディング時の位置合わせ精度等を考慮したマージンを追加した長さの２倍以上短くなっている。しかし、第１実施形態と異なり、Ｘ字状のダイボンディング部材１３に外接する矩形は、第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２より大きくすることができる。つまり、第１半導体チップ１の表面に配置する電極パッド５ａの位置を、ダイボンディング部材１３と重ならないようにすればよく、ダイボンディング部材１３の大きさ及び形状は、電極パッド５ａの配置に合わせて適宜変更可能である。
【００５３】
本発明装置１１ａにおいても、第１実施形態と同様に、同一チップ面積の２つの半導体チップ１，２を、ダイボンディング部材１３の表裏両面に接着することで、第１半導体チップ１の表面と第２半導体チップ２の裏面とダイボンディング部材１３の外側面に囲まれた凹入空間１２がダイボンディング部材１３の吊りリード９を除く周囲に形成され、第１半導体チップ１の電極パッド５ａと接続するワイヤ７ａが、凹入空間１２を通過して斜め上方から電極パッド５ａに向けて進入しているため、ワイヤ７ａがその上方に位置する第２半導体チップ２の裏面に干渉されずに、電極パッド５ａとワイヤボンディング可能となる。更に、本発明装置１１ａの製造方法は、第１実施形態と同様であるので、重複する説明は割愛する。
【００５４】
〈別実施形態〉
以下に、本発明装置の別実施形態について説明する。
【００５５】
〈１〉上記各実施形態では、第１ダイボンディング工程において、第１半導体チップ１の表面とダイパッド３（或いは、ダイボンディング部材１３）の裏面とを対向させて、接着剤４ａを塗布して貼り合せた後に硬化させて接着する場合を想定したが、図４に示すように、接着剤４ａに代えて、接着剤が塗布されたポリイミドテープ等の接着テープ１０ａを用いるのも好ましい。この場合、ダイパッド３（或いは、ダイボンディング部材１３）の裏面に予め、ダイパッド３（或いは、ダイボンディング部材１３）と同形状の接着テープ１０ａを貼付してものを準備しておき、第１半導体チップ１の表面を接着テープ１０ａ面に熱圧着して接着するようにすることで、工程の簡略化は図れる。
【００５６】
また同様に、第２ダイボンディング工程において、第２半導体チップ２の裏面とダイパッド３（或いは、ダイボンディング部材１３）の表面とを対向させて、接着剤４ｂを塗布して貼り合せた後に硬化させて接着する場合を想定したが、接着剤４ｂに代えて、接着剤が塗布されたポリイミドテープ等の接着テープ１０ｂを用いてもよい。
【００５７】
〈２〉上記各実施形態では、２つの半導体チップ１，２が同一チップ面積の場合を想定したが、各チップ面積は完全に一致している必要はなく、同じダイパッド３（或いは、ダイボンディング部材１３）より大きく、樹脂封止可能な大きさである限りにおいて、略同一の面積であってもよい。
【００５８】
また、２つの半導体チップ１，２は全く同じ半導体チップである必要はなく、例えば、一方がロジックデバイスで、他方がメモリデバイスであってもよい。この場合、２つの半導体チップ１，２の夫々の電極パッド５ａ，１ｂで入力或いは出力する信号が異なる場合は、夫々に対して専用に設けられたインナリード６とワイヤ７ａ，７ｂによって接続するようにすればよい。
【００５９】
〈３〉上記各実施形態では、吊りリード９が４本の場合を例に説明したが、吊りリード９は、２本または３本、或いは、５本以上であっても構わない。
【００６０】
〈４〉上記各実施形態では、インナリード６に接続するアウタリードの加工形状については、特に言及していなかったが、本発明装置は、ＤＩＰ、ＳＩＰ、ＺＩＰ、ＳＯＪ、ＳＳＯＰ、ＴＳＯＰ、ＱＦＰ、ＴＱＦＰ、ＳＯＮ、ＱＦＮ等の種々のパッケージ形状及びアウタリードの形状に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る積層型半導体装置及び積層型半導体装置の製造方法は、複数の同一チップ面積、若しくは、類似したチップ面積の半導体チップをパッケージ内に積層して搭載した積層型半導体装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る積層型半導体装置の第１実施形態における樹脂封止部分の内部構造を模式的に示す一部破砕平面透視図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）
【図２】本発明に係る積層型半導体装置の製造方法の各工程途中における積層型半導体装置の断面構造を模式的に示す工程断面図
【図３】本発明に係る積層型半導体装置の第２実施形態における樹脂封止部分の内部構造を模式的に示す一部破砕平面透視図
【図４】本発明に係る積層型半導体装置の別実施形態における樹脂封止部分の断面構造を模式的に示す縦断面図
【図５】第１の従来構造の積層型半導体装置の断面構造を模式的に示す縦断面図
【図６】第２の従来構造の積層型半導体装置の断面構造を模式的に示す縦断面図
【図７】第３の従来構造の積層型半導体装置の断面構造を模式的に示す縦断面図
【符号の説明】
【００６３】
１１，１１ａ：    本発明に係る積層型半導体装置
１：              第１半導体チップ
２：              第２半導体チップ
３：              ダイパッド（ダイボンディング部材）
４ａ，４ｂ：      接着剤
５ａ：            第１半導体チップの電極パッド
５ｂ：            第２半導体チップの電極パッド
６：              インナリード
７ａ，７ｂ：      ワイヤ
８：              樹脂
９：              吊りリード
１０ａ，１０ｂ：  接着テープ
１２：            凹入空間
１３：            ダイボンディング部材
２１，３１，４１：  ダイパッドの表面側に搭載される半導体チップ
２２，３２，４２：  ダイパッドの裏面側に搭載される半導体チップ
２３，３３，４３：  ダイパッド
２４ａ，２４ｂ，３４ａ，４４ａ：  接着剤
２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂ：  電極パッド
２６，３６，４６：  インナリード
２７ａ，２７ｂ，３７ａ，３７ｂ，４７ａ，４７ｂ：  ワイヤ
２８，３８，４８：  樹脂
３４ｂ，４４ｂ：  接着テープ
【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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