(57)【要約】      （修正有）【課題】一括モールド技術を採用できる薄型の積層型半導体装置の製造技術の提供。【解決手段】下面にバンプ電極２０を有する配線基板１０と、枠状の積層用配線基板１３と接続用バンプ電極１４とからなり接続用バンプ電極が配線基板の上面に接続されるスペーサと、スペーサの枠内の配線基板上に積層固定される複数の半導体チップ２４，２７と、スペーサの枠内に形成され半導体チップ及び接続手段を覆う樹脂封止体１９と、積層用配線基板と配線基板間の接続用バンプ電極から外れた空間を埋める封止体に連なる樹脂とからなる第１の半導体装置と、下面にバンプ電極を有する配線基板３６と、配線基板の上面に固定されかつ電極が配線基板の配線に接続される半導体チップ４２，４４と、半導体チップ及び接続手段を覆う封止体３７とからなり、バンプ電極はスペーサの上面の配線に接続されている第２の半導体装置を積層する。【選択図】図２
2007123705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下面に所定パターンの配線を有し、前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される配線基板と、
前記配線基板の上面に固定され、かつ電極が接続手段を介して前記配線に電気的に接続される半導体チップと、
前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う絶縁性の樹脂からなる封止体と、
前記配線基板の下面に設けられ、前記配線に電気的に接続されるバンプ電極とを有する第１の半導体装置と、
上下面に所定パターンの配線を有し、前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される配線基板と、
前記配線基板の上面に固定され、かつ電極が接続手段を介して前記配線に電気的に接続される半導体チップと、
前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う絶縁性の樹脂からなる封止体と、
前記配線基板の下面に設けられ、前記配線に電気的に接続されるバンプ電極とを有する第２の半導体装置とを有し、
前記第２の半導体装置は前記第１の半導体装置に重ねられ、前記第２の半導体装置の前記バンプ電極は前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面の前記配線に電気的に接続されてなる積層型半導体装置であって、
前記第１の半導体装置は前記半導体チップを囲む枠状のスペーサを有し、
前記スペーサは、上下面に所定パターンの配線を有し前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される枠状の配線基板と、前記枠状の配線基板の下面の前記配線に接続される接続用バンプ電極とからなり、
前記接続用バンプ電極は前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面の前記配線に電気的に接続され、
前記枠状配線基板の上面の前記配線には前記第２の半導体装置の前記バンプ電極が電気的に接続され、
前記封止体を形成する樹脂は、前記枠状のスペーサの枠内側領域、及び前記スペーサの下面と前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面との間の前記接続用バンプ電極から外れた空間を埋めていることを特徴とする積層型半導体装置。
【請求項２】
前記封止体を形成する樹脂は、前記枠状のスペーサの枠内側領域、及び前記スペーサの下面と前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面との間の前記接続用バンプ電極から外れた空間を埋め、かつ前記スペーサの枠の外周面をも覆う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の半導体装置の前記配線基板の上面には複数の半導体チップが重ねて固定されるともに、前記各半導体チップの前記電極は前記配線基板の前記配線に接続手段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配線基板の上面には複数の半導体チップが重ねて固定されるともに、前記各半導体チップの前記電極は前記配線基板の前記配線に接続手段を介して電気的に接続されてい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４】
第１の半導体装置上に第２の半導体装置を積層して積層型半導体装置を製造する方法であって
前記第１の半導体装置は、
（ａ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続されてなる製品形成部を縦横に整列配置した配線基板を準備する工程、
（ｂ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続される枠状の配線基板と、前記枠状の配線基板の第２の面の前記配線に接続される接続用バンプ電極とからなるスペーサを準備する工程、
（ｃ）前記各製品形成部の前記配線基板の第１の面に前記スペーサを重ね、前記配線基板の前記配線に前記スペーサの前記バンプ電極を接続させる工程、
（ｄ）前記各製品形成部の前記スペーサの枠内の前記配線基板の第１の面に半導体チップを固定するとともに、前記半導体チップの電極を接続手段を介して前記配線基板の前記第１の面の前記配線に電気的に接続する工程、
（ｅ）前記枠状のスペーサの内側領域及び前記スペーサと前記配線基板の第１の面との間の前記バンプ電極から外れた空間領域を絶縁性の樹脂で埋めて前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う工程、
（ｆ）前記各製品形成部の前記配線基板の第２の面の前記配線にバンプ電極を形成する工程、
（ｇ）前記配線基板及び前記樹脂層を前記各製品形成部の境界線で切断して前記製品形成部を個片化する工程によって製造し、
前記第２の半導体装置は、
（ｈ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続されてなる製品形成部を縦横に整列配置した配線基板を準備する工程、
（ｉ）前記各製品形成部の前記配線基板の第１の面に半導体チップを固定するとともに、前記半導体チップの電極を接続手段を介して前記配線基板の前記第１の面の前記配線に電気的に接続する工程、
（ｊ）前記配線基板の第１の面全体に絶縁性の樹脂からなる樹脂層を形成して前記半導体チップ及び前記接続手段を前記樹脂層で覆う工程、
（ｋ）前記各製品形成部の前記配線基板の第２の面の前記配線にバンプ電極を形成する工程、
（ｌ）前記配線基板及び前記樹脂層を前記各製品形成部の境界線で切断して前記製品形成部を個片化する工程によって製造し、
（ｍ）前記第１の半導体装置の第１の面上に前記第２の半導体装置を重ね、前記第２の半導体装置の前記バンプ電極を前記第１の半導体装置の第１の面の前記配線に接続する工程、
を有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５】
前記工程（ｄ）では、前記各スペーサの枠内の前記配線基板の第１の面に複数の半導体チップを重ねてかつ絶縁的に固定するとともに、前記各半導体チップの前記電極を前記配線基板の前記配線に接続手段を介して電気的に接続し、
前記工程（ｉ）では、前記各製品形成部の前記配線基板の第１の面に複数の半導体チップを重ねてかつ絶縁的に固定するとともに、前記各半導体チップの前記電極を前記配線基板の前記配線に接続手段を介して電気的に接続することを特徴とする請求項４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製造方法に係わり、例えば、バンプ電極（ボール電極）を介して複数の半導体装置を積層してなる積層型半導体装置の製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の集積度向上及び小型・軽量化を図るためのパッケージ構造として、ＢＧＡ（Ball Grid Array）構造が知られている。この半導体装置は、配線基板上に半導体素子（半導体チップ）を固定し、かつ半導体チップの電極と配線基板の導体層を導電性の接続手段で接続し、かつ半導体チップ及び接続手段等を絶縁性の樹脂からなる封止体で覆った構造になっている。また、生産性を向上させるために、いわゆる一括モールド方法を採用した製造方法も採用されている。この製造方法では、半導体装置を製造する製品形成部を縦横に配列した配線基板（配線母基板）が準備される。その後、各製品形成部に半導体チップを固定するとともに、半導体チップの電極と配線基板の配線を接続手段で接続し、さらに絶縁性樹脂で配線母基板全体を覆い、ついで配線母基板を樹脂毎縦横に切断して複数の半導体装置を製造する。
【０００３】
一方、半導体装置の集積度及び小型化の向上を図る一つの方法として、ＩＣ等が形成された半導体チップを積層したり、あるいはパッケージ毎半導体装置を積層する手法（システム・イン・パッケージ：ＳｉＰ）が採用されている（例えば、特許文献１、非特許文献１）。
【０００４】
非特許文献１には、半導体装置を２段積層した積層型半導体装置が開示されている。下段及び上段の半導体装置は、それぞれ配線基板の上面に半導体チップを配置固定する構造であり、半導体チップは封止体で覆われ、かつ配線基板の下面にはバンプ電極が形成された構造になっている。また、下段及び上段の半導体装置は封止体内に複数の半導体チップを重ねた構造（スタック構造）となっている。上段の半導体装置において、配線基板上にスタックされた各半導体チップの電極はワイヤを介して配線基板に接続されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３６６７号公報
【非特許文献１】工業調査会発行「電子材料」2005年１月号、p28-p32
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は一括モールド技術を採用して製造したＢＧＡ型半導体装置を使用し、半田ボールでパッケージ・オン・パッケージの積層品（積層型半導体装置）の製造について検討した。
【０００７】
ＢＧＡ型半導体装置は、配線基板の上面に半導体チップを固定する構造になっている。この場合、電極が上面となる状態で半導体チップを配線基板に固定し、電極と配線基板の配線を導電性のワイヤで接続する接続手段、または半導体チップの電極を配線基板の配線（ランド）に重なるように接続（フリップ・チップ接続）する接続手段が採用される。また、半導体チップ及びワイヤ等を絶縁性の樹脂からなる封止体（パッケージ）で覆い、封止体の下面に露出する配線部分にバンプ電極（半田ボール電極）が形成されている。
【０００８】
このようなパッケージ構造の半導体装置を積層（パッケージ・オン・パッケージ：ＰｏＰ）して積層型半導体装置を製造した場合、最下段の半導体装置に半導体チップを２以上積層（スタック）すると、封止体が厚くなるため、積層に使用されるバンプ電極一層では上下の半導体装置を確実に接続することが困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、一括モールド技術を採用できる積層型半導体装置の製造技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、薄型でかつ安価な積層型半導体装置及びその製造技術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。
【００１１】
（１）積層型半導体装置は、
上下面に所定パターンの配線を有し、前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される配線基板と、
前記配線基板の上面に重ねてかつ絶縁的に固定され、かつ電極が接続手段を介して前記配線に電気的に接続される複数の半導体チップと、
前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う絶縁性の樹脂からなる封止体と、
前記配線基板の下面に設けられ、前記配線に電気的に接続されるバンプ電極とを有する第１の半導体装置と、
上下面に所定パターンの配線を有し、前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される配線基板と、
前記配線基板の上面に重ねてかつ絶縁的に固定され、かつ電極が接続手段を介して前記配線に電気的に接続される複数の半導体チップと、
前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う絶縁性の樹脂からなる封止体と、
前記配線基板の下面に設けられ、前記配線に電気的に接続されるバンプ電極とを有する第２の半導体装置とを有し、
前記第２の半導体装置は前記第１の半導体装置に重ねられ、前記第２の半導体装置の前記バンプ電極は前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面の前記配線に電気的に接続されてなる積層型半導体装置であって、
前記第１の半導体装置は前記複数の半導体チップを囲む枠状のスペーサを有し、
前記スペーサは、上下面に所定パターンの配線を有し前記上下面の前記配線の一部は前記上下面間を貫通する配線で接続される枠状の配線基板と、前記枠状の配線基板の下面の前記配線に接続される接続用バンプ電極とからなり、
前記接続用バンプ電極は前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面の前記配線に電気的に接続され、
前記枠状配線基板の上面の前記配線には前記第２の半導体装置の前記バンプ電極が電気的に接続され、
前記封止体を形成する樹脂は、前記枠状のスペーサの枠内側領域、及び前記スペーサの下面と前記第１の半導体装置の前記配線基板の上面との間の前記接続用バンプ電極から外れた空間を埋めていることを特徴とする。
【００１２】
このような積層型半導体装置は、以下の工程を有する製造方法で製造される。
第１の半導体装置上に第２の半導体装置を積層して積層型半導体装置を製造する方法であって
前記第１の半導体装置は、
（ａ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続されてなる製品形成部を縦横に整列配置した配線基板を準備する工程、
（ｂ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続される枠状の配線基板と、前記枠状の配線基板の第２の面の前記配線に接続される接続用バンプ電極とからなるスペーサを準備する工程、
（ｃ）前記各製品形成部の前記配線基板の第１の面に前記スペーサを重ね、前記配線基板の前記配線に前記スペーサの前記バンプ電極を接続させる工程、
（ｄ）前記各製品形成部の前記スペーサの枠内の前記配線基板の第１の面に複数の半導体チップを重ねてかつ絶縁的に固定するとともに、前記各半導体チップの電極を接続手段を介して前記配線基板の前記第１の面の前記配線に電気的に接続する工程、
（ｅ）前記枠状のスペーサの内側領域及び前記スペーサと前記配線基板の第１の面との間の前記バンプ電極から外れた空間領域を絶縁性の樹脂で埋めて前記半導体チップ及び前記接続手段を覆う工程、
（ｆ）前記各製品形成部の前記配線基板の第２の面の前記配線にバンプ電極を形成する工程、
（ｇ）前記配線基板及び前記樹脂層を前記各製品形成部の境界線で切断して前記製品形成部を個片化する工程によって製造し、
前記第２の半導体装置は、
（ｈ）第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面に所定パターンの配線を有し、前記第１及び第２の面の前記配線の一部は前記第１及び第２の面間を貫通する配線で接続されてなる製品形成部を縦横に整列配置した配線基板を準備する工程、
（ｉ）前記各製品形成部の前記配線基板の第１の面に複数の半導体チップを重ねてかつ絶縁的に固定するとともに、前記各半導体チップの前記電極を前記配線基板の前記第１の面の前記配線に接続手段を介して電気的に接続する工程、
（ｊ）前記配線基板の第１の面全体に絶縁性の樹脂からなる樹脂層を形成して前記半導体チップ及び前記接続手段を前記樹脂層で覆う工程、
（ｋ）前記各製品形成部の前記配線基板の第２の面の前記配線にバンプ電極を形成する工程、
（ｌ）前記配線基板及び前記樹脂層を前記各製品形成部の境界線で切断して前記製品形成部を個片化する工程によって製造し、
（ｍ）前記第１の半導体装置の第１の面上に前記第２の半導体装置を重ね、前記第２の半導体装置の前記バンプ電極を前記第１の半導体装置の第１の面の前記配線に接続する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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）下段となる第１の半導体装置においては、配線基板の第１の面に枠状のスペーサをバンプ電極を介して固定し、スペーサの枠内に複数の半導体チップを重ねて固定した構造になっている。また、枠内を覆うように設けられる封止体を形成する絶縁性の樹脂は、スペーサと配線基板との間の前記バンプ電極から外れる空間を埋め尽くす構造となっている。従って、封止体内に２段に半導体チップを重ねる結果、封止体の厚さが厚くなっても、スペーサを構成する積層用配線基板の厚さを厚くしたり、あるいはバンプ電極を大きくすることによって複数の半導体チップの積層化が可能になる。また、隣接する接続用バンプ電極間は空間となっていることから、第１の半導体装置の製造におけるモールド（トランスファモールディング）時、溶けた樹脂がこの接続用バンプ電極間の空間を通って隣の製品形成部の金型によるキャビティ（窪み）に流入する。従って、封止体内に多段に半導体チップを搭載する構造であっても、効率的に封止体形成（樹脂層形成）が行える結果、第１の半導体装置の薄型化が可能になり、この結果、積層型半導体装置の薄型化が達成できる。
【００１４】
（ｂ）積層用基板としてスペーサ付き基板を使用した構造となっているが、このスペーサは第１の半導体装置の製造時にはスペーサを取り付けた配線基板を使用して第１の半導体装置を製造することになり、積層時は、単に第１の半導体装置に第２の半導体装置を積層するだけであることから、第１の半導体装置に対する第２の半導体装置の積層の歩留りが向上する。このことは、第１の半導体装置の封止体内に３段、４段等と多数の半導体チップを積層した場合でも積層型半導体装置としては、第１の半導体装置と、第２の半導体装置の積層であることから、積層歩留りは半導体チップの積層数に関係なく高めることができる。
【００１５】
（ｃ）スペーサは強度を向上させる補強部材となることから、温度変化による製品反りも小さくなり、積層型半導体装置の信頼性が高くなる。
【００１６】
（ｄ）スペーサを構成する積層用配線基板の厚さを変えることで積層型半導体装置の厚さの調整が可能となる。積層用配線基板の厚さを厚くすることによって、第１の半導体装置における半導体チップのスタック数の増大を図ることができる。また、半導体チップのスタック数を増大させても、積層用配線基板の厚さが厚くなることから、第１の半導体装置の上面と、第２の半導体装置の下面との間隔は一定に維持されることになり、第２の半導体装置のバンプ電極の大きさを変える必要もなくなる。
【００１７】
（ｅ）第１の半導体装置の封止体形成を、トランスファモールディングによる一括モールド技術を採用して形成することができるため、第１の半導体装置の製造コストを低く抑えることができるため、積層型半導体装置の製造コストが安価となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
図１乃至図１４は本発明の実施例１の積層型半導体装置に係わる図であり、図１乃至図６は積層型半導体装置の構造に係わる図であり、図７乃至図１４は積層型半導体装置の製造方法に係わる図である。
【００２０】
本実施例１の積層型半導体装置１は、図１に示すように、平面的には四角形となっている。また、その断面構造は、図２に示すように、下段となる第１の半導体装置１０と、この第１の半導体装置１０上に積層される上段となる第２の半導体装置３５とからなっている。
【００２１】
図４は、積層型半導体装置１を構成する第１の半導体装置１０と第２の半導体装置３５を分離して示す断面図である。また、図３は積層型半導体装置１の断面図の一部を拡大して示す図である。積層型半導体装置１の構造説明において、図３及び図４に各部を示す符号を記すが、他の図では符号の指し示す位置が不明瞭となることから一部の符号は省略する。
【００２２】
図４に示すように、外観的には、第１の半導体装置１０は配線基板１１と、この配線基板１１の第１の面１１ａ（図では上面）に固定された枠状のスペーサ１２と、このスペーサ１２の枠の内側に形成された封止体１９と、配線基板１１の第２の面１１ｂ（図では下面）に設けられた複数のバンプ電極２０とからなっている。また、第２の半導体装置３５は配線基板３６と、この配線基板３６の第１の面３６ａ（図では上面）に設けられた封止体３７と、配線基板３６の第２の面３６ｂ（図では下面）に設けられた複数のバンプ電極３８とからなっている。
【００２３】
図１に示すように、第２の半導体装置３５の封止体３７は四角形である。封止体３７の下に位置する配線基板３６は封止体３７と同様に四角形であり、同じ寸法で封止体３７に一致して重なっている。第２の半導体装置３５は、その製造において製造の最終段階で配線基板（配線母基板）と、この配線母基板の第１の面に形成した一定厚さの樹脂層を縦横に切断し、配線母基板から配線基板３６を形成し、樹脂層から封止体３７を形成することによる。また、第２の半導体装置３５の下側に位置する第１の半導体装置１０も四角形となっている。即ち、第１の半導体装置１０の配線基板１１も第２の半導体装置３５の配線基板３６と同じ程度の寸法になる四角形となっている。スペーサ１２の外形は配線基板１１の外形よりも僅かに小さい寸法になっている。第１及び第２の半導体装置１０，３５の配線基板１１，３６は、特に限定はされないが、実施例では正方形になっている。
【００２４】
第１の半導体装置１０を構成する配線基板１１は、例えば、ガラス・エポキシ樹脂からなっている。図４及び図３に示すように、配線基板１１の第１の面１１ａ（図では上面）及び第２の面１１ｂ（図では下面）に所定パターンの配線２１，２２を有している。これら配線２１，２２の少なくとも一部は配線基板１１の上下面間を貫通する配線２３で接続されている。
【００２５】
配線２２にはバンプ電極２０が設けられている。このバンプ電極２０は、例えば、半田ボール（ＰｂＳｎ半田ボールまたはＰｂフリー半田ボール）によって形成されたものである。バンプ電極２０は、四角形の配線基板１１の第２の面１１ｂに各辺に沿って、特に限定はされないが、３列配置された構造になり、ＢＧＡ構造を形成している。
【００２６】
配線基板１１の上面に設けられる配線２１の一部は、ワイヤを固定するためのワイヤ接続パッド２１ａ、接続用バンプ電極を接続するバンプ電極接続パッド２１ｂ、半導体チップの電極を接続するフリップ・チップ接続パッド２１ｃを形成する。
【００２７】
スペーサ１２は、積層用配線基板１３と、この積層用配線基板１３の一面（図では下面）に形成された接続用バンプ電極１４とからなっている（図１０（ｃ）参照）。
【００２８】
積層用配線基板１３は、例えば、ガラス・エポキシ樹脂からなり、図３に示すように、第１の面（図では上面）及び第２の面（図では下面）に所定パターンの配線１５，１６を有している。これら配線１５，１６の少なくとも一部は積層用配線基板１３の上下面間を貫通する配線１７で接続されている。
【００２９】
配線１６の表面には接続用バンプ電極１４が設けられている。この接続用バンプ電極１４は、例えば、半田ボール（ＰｂＳｎ半田ボールまたはＰｂフリー半田ボール）によって形成されたものである。接続用バンプ電極１４は、四角形枠からなる積層用配線基板１３の第２の面（図では下面）に、特に限定はされないが、２列配置された構造になっている。
【００３０】
また、図４及び図３に示すように、矩形枠状の積層用配線基板１３に囲まれる配線基板１１の上面には、第１の半導体チップ２４が固定されている。この第１の半導体チップ２４は一面に複数の電極２５を有している。そして、図３に示すように、これら電極２５がフリップ・チップ接続によって配線基板１１の第１の面１１ａに設けられた配線２１のフリップ・チップ接続パッド２１ｃに電気的に接続されることによって、第１の半導体チップ２４は配線基板１１に固定される。また、第１の半導体チップ２４と配線基板１１との間の隙間は絶縁性樹脂からなるアンダーフィル樹脂層２６で塞がれている。
【００３１】
第１の半導体チップ２４の上面には第２の半導体チップ２７が絶縁性樹脂からなる接着材２８で接続されている。第２の半導体チップ２７の上面には、図示しないが四角形の半導体チップの周縁に沿って電極が設けられている。これら電極は、導電性のワイヤ２９によって配線基板１１の第１の面１１ａに設けられた配線２１のワイヤ接続パッド２１ａに接続されている。半導体チップの電極と配線基板の配線を接続する接続手段は、前述のように第１の半導体チップ２４の場合はフリップ・チップ接続であり、第２の半導体チップ２７の場合はワイヤ接続である。
【００３２】
また、図４に示すように、矩形枠状の積層用配線基板１３に囲まれる配線基板１１の上面側には絶縁性の樹脂で形成される封止体１９が形成されている。この封止体１９は第１及び第２の半導体チップ２４，２７及びワイヤ２９を完全に覆うように、積層用配線基板１３の枠の内側全域に設けられている。封止体１９を形成する樹脂は、図３に示すように、積層用配線基板１３の下面側に設けられ、配線基板１１の第１の面１１ａに形成された配線２１のバンプ電極接続パッド２１ｂに接続された接続用バンプ電極１４を外れた空間領域をも埋め込んでいる。このように、配線基板１１とスペーサ１２との間では、隣接する接続用バンプ電極１４と接続用バンプ電極１４との間は樹脂で埋め尽くされている結果、封止体１９内に気泡（ボイド）が発生しなくなる。
【００３３】
従って、封止体１９による耐湿性が向上し、ワイヤ２９及び半導体チップ２４，２７の水分浸入に伴う腐食を防止することができる。また、積層型半導体装置１を実装基板に半田のリフロー（再加熱処理）によって実装する際、封止体１９内には気泡がないことから、気泡内に溜まった水分が実装時の熱によって膨張して爆発する実装不良が発生しなくなり、実装特性の良好な積層型半導体装置１になる。
【００３４】
また、封止体１９はスペーサ１２の上面よりも高く形成される。この理由については後述する。封止体１９は、例えば、エポキシ樹脂で形成されている。
【００３５】
一方、第２の半導体装置３５は、図４に示すように、四角形の配線基板３６を有する。この配線基板３６は、第１の半導体装置１０の配線基板１１と略同じ大きさになっている。第１の半導体装置１０上に第２の半導体装置３５を積層することから、第２の半導体装置３５の配線基板３６は、積層型半導体装置１の小型化を図るためには配線基板１１の大きさ以下の大きさが望ましい。配線基板３６は、例えばガラス・エポキシ樹脂からなっている。
【００３６】
図４及び図３に示すように、配線基板３６の第１の面３６ａ（図では上面）及び第２の面３６ｂ（図では下面）に所定パターンの配線３９，４０を有している。これら配線３９，４０の少なくとも一部は配線基板３６の上下面間を貫通する配線４１で接続されている。配線４０にはバンプ電極３８が設けられている。このバンプ電極３８は、例えば、半田ボール（ＰｂＳｎ半田ボールまたはＰｂフリー半田ボール）によって形成されたものである。バンプ電極３８は、四角形の配線基板３６の第２の面３６ｂに各辺に沿って、特に限定はされないが、２列配置された構造になり、ＢＧＡ構造を形成している。
【００３７】
また、図４及び図３に示すように、配線基板３６の第１の面３６ａには、第３の半導体チップ４２が絶縁性の接着材４３を介して固定されている。さらに、第３の半導体チップ４２の上面には、第３の半導体チップ４２よりも小さい第４の半導体チップ４４が絶縁性の接着材４５を介して固定されている。第４の半導体チップ４４の周辺には第３の半導体チップ４２の外周部分が露出し、この露出部分には図示しない電極が配置されている。そして、これら露出する電極は導電性のワイヤ４６によって配線基板３６の第１の面３６ａに設けられた配線３９に接続されている。また、第４の半導体チップ４４の上面の外周部分には、図示しない電極が配置されている。そして、これらの電極も導電性のワイヤ４７によって配線基板３６の第１の面３６ａに設けられた配線３９に接続されている。ワイヤ４６とワイヤ４７はショート不良を起こすことのないように所定間隔を保つようにワイヤボンディングされている。
封止体３７は第３の半導体チップ４２，第４の半導体チップ４４及びワイヤ４６，４７を覆っている。
【００３８】
積層型半導体装置１は、図４に示すように、第１の半導体装置１０上に第２の半導体装置３５を重ね、かつ第２の半導体装置３５のバンプ電極３８を一次的に加熱（リフロー）し、バンプ電極３８を第１の半導体装置１０のスペーサ１２の上面の配線１５上に電気的に接続することによって、図２に示すような積層型の半導体装置（積層型半導体装置１）となる。積層型半導体装置１は、各種の実装基板にリフローで実装されて使用される。
【００３９】
また、図２に示すように、第１の半導体装置１０の封止体１９の上面は、スペーサ１２の上面よりも高くなっている。これは、例えば、スペーサ１２の上面と封止体１９の上面の高さを同じにした場合、封止体１９の上面と配線基板１１との間隔が大きくなる。この大きい間隔は有効利用されない空間となる。そこで、実施例では、スペーサ１２の上面よりも封止体１９の上面を高くして、前記有効利用されない空間の高さを小さくしている。この結果、封止体１９の上面とスペーサ１２の上面の高さの差だけ、第１の半導体装置１０と第２の半導体装置３５を近づけることができ、積層型半導体装置１の薄型化が達成できる。
【００４０】
ここで、図５及び図６を参照しながら、積層型半導体装置１の寸法の一例について説明する。図５は積層型半導体装置１の各部の寸法を表記する模式図であり、図６は図５の一部を示す模式図である。
【００４１】
図５に示すように、積層型半導体装置１の高さａは１．４３ｍｍである。第１の半導体装置１０においては、配線基板１１の厚さｆが０．２５ｍｍ、バンプ電極２０の高さｇが０．１５ｍｍ、スペーサ１２の取り付け高さｅが０．３５ｍｍである。また、第２の半導体装置３５においては、配線基板３６の厚さｃが０．１３ｍｍ、封止体３７の厚さｂが０．４ｍｍ、バンプ電極３８の取り付け高さｄが０．１５ｍｍである。第１の半導体装置１０の四角形枠（正方形枠）からなる積層用配線基板１３の内側の一辺の長さｔは９．０ｍｍ、積層用配線基板１３の外周の一辺の長さｓは１１．８ｍｍである。第２の半導体装置３５の正方形である配線基板３６及び封止体３７の一辺の長さｒは１２．０ｍｍである。
【００４２】
また、配線基板１１、積層用配線基板１３及び配線基板３６は多層配線基板であり、配線基板１１は４層構造であり、積層用配線基板１３は２層構造であり、配線基板３６は２層構造である。第１の半導体チップ２４、第２の半導体チップ２７、第３の半導体チップ４２及び第４の半導体チップ４４の厚さは共に０．１ｍｍである。
【００４３】
また、第１の半導体装置１０のバンプ電極２０は、０．２５ｍｍ直径のボールを０．４ｍｍピッチで５２１個配置した構造になっている。第２の半導体装置３５のバンプ電極３８は、０．２５ｍｍ直径のボールを０．５ｍｍピッチで１６８個配置した構造になっている。
【００４４】
図６に示すように、第１の半導体装置１０において、封止体１９の厚さｈは０．４３ｍｍ、積層用配線基板１３の厚さｋは０．２０ｍｍ、接続用バンプ電極１４の接続高さｍは完成値で０．１５ｍｍである。スペーサ１２の上面と封止体１９の上面との段差ｊは０．０８ｍｍ、封止体１９の上面周縁側の段差位置から積層用配線基板１３の内周面までの距離ｎは０．１５ｍｍである。第１の半導体装置１０の封止体１９の上面と第２の半導体装置３５の配線基板３６の下面との間隔ｉは０．０７ｍｍである。２列に配置される接続用バンプ電極１４の間の隙間ｏは、スペーサ１２を配線基板１１に固定した際の半田ボールの潰れ具合によっても異なるが、例えば、０．１５ｍｍ程度である。この結果、枠状のスペーサ１２の枠方向に沿っても、高さｍ、幅ｏの空間が所定間隔で複数並ぶことになる。そして、この高さｍ、幅ｏの空間には封止体１９を形成する樹脂が空間を密閉するように充填されることになる。
【００４５】
また、第１の半導体装置１０において、第２の半導体チップ２７の上面を基準とするワイヤ２９のループ高さｑは０．１２ｍｍであり、ワイヤ２９のループ頂点と封止体１９の上面との距離ｐは０．０８ｍｍである。
【００４６】
つぎに、積層型半導体装置１の製造方法について、図７乃至図１４を参照して説明する。図７乃至図１０は第１の半導体装置１０の製造方法を示す図であり、図１１乃至図１３は第２の半導体装置３５の製造方法を示す図であり、図１４は第１の半導体装置１０に第２の半導体装置３５を積層する状態を示す図である。図７乃至図１４においては、図５と同様に模式図で説明する。
【００４７】
第１の半導体装置１０を製造する場合、図７（ａ）に示すように配線基板（配線母基板１１ｆ）が準備される。この配線母基板１１ｆは、図４で説明した配線基板１１が縦横に整列配置され、その外周に配線基板構造とならない枠部１１ｇが設けられた構造になっている。配線母基板１１ｆの状態では、前記配線基板１１に対応する部分を製品形成部５０と呼称する。従って、図７（ａ）に示すように、配線母基板１１ｆは、矩形状の枠部１１ｇの内側に、製品形成部５０が３列７行の数配列されたパターンになっている。製品形成部５０の構造説明については省略する。また、図７（ｂ）及び（ｃ）、図８、図９では、製品形成部５０を拡大した状態で示す。図７（ｂ）及び（ｃ）、図８、図９の各図において左右に配した一点鎖線間が製品形成部５０に相当する。
【００４８】
第１の半導体装置１０の製造においては、図７（ｂ）に示すように、配線母基板１１ｆの第１の面１１ａに既にその構造を説明したスペーサ１２を固定する。
【００４９】
スペーサ１２は、図１０（ａ）〜（ｃ）の製造方法によって製造される。図１０（ａ）に示すように配線基板（配線母基板１３ｆ）が準備される。この配線母基板１３ｆは、図４で説明した積層用配線基板１３が縦横に整列配置された構造になっている。図１０（ａ）において３行７列に整列配置された四角形部分（正方形部分）が、既に説明したスペーサ１２の四角形枠体となる積層用配線基板１３の内周縁である。ここでは、四角形部分（正方形部分）を開口１３ｇと呼称する。開口１３ｇと開口１３ｇとの中間点間の寸法で、開口１３ｇと開口１３ｇとの中間位置で切断を行うことによって積層用配線基板１３を形成することができる。従って、単一の開口１３ｇを含む部分が積層用配線基板部分１３ｈとなる。積層用配線基板部分１３ｈは３列７行配置されることにる。マトリックス状に配置された一群の積層用配線基板部分１３ｈの外周には、配線基板構造とならない枠部１３ｉが設けられた構造になっている。図１０（ｂ）及び（ｃ）では、積層用配線基板部分１３ｈを拡大した状態で示す。図１０（ｂ）では左右に配した一点鎖線間が積層用配線基板部分１３ｈである。
【００５０】
つぎに、図１０（ｂ）に示すように、配線母基板１３ｆの一面の各積層用配線基板部分１３ｈに前述の接続用バンプ電極１４をリフローによって形成する。接続用バンプ電極１４は、正方形の開口１３ｇの外側に２列または４列に接続用バンプ電極１４を形成する。開口１３ｇと開口１３ｇの間の配線母基板１３ｆ部分には、図１０（ｂ）に示すように、接続用バンプ電極１４を４列接続する。また、配線母基板１３ｆの外周縁に沿う開口１３ｇ部分の配線母基板１３ｆ部分には接続用バンプ電極１４を２列形成する。
【００５１】
つぎに、配線母基板１３ｆを縦横に切断して、図１０（ｃ）に示すスペーサ１２を製造する。配線母基板１３ｆの切断は積層用配線基板部分１３ｈの境界を切断することによって行われる。切断位置は、例えば、図１０（ｂ）では一点鎖線で示す位置である。
【００５２】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、四角形枠のスペーサ１２の内側の配線母基板１１ｆの第１の面１１ａに第１の半導体チップ２４をフリップ・チップ接続する。第１の半導体チップ２４の下面の電極２５は、配線母基板１１ｆの第１の面１１ａに設けられた図示しないフリップ・チップ接続パッド２１ｃに電気的に接続される（図３参照）。
【００５３】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、フリップ・チップ接続された第１の半導体チップ２４の下面と配線母基板１１ｆの第１の面１１ａとの隙間に絶縁性樹脂を充填してアンダーフィル樹脂層２６を形成する（図３参照）。
【００５４】
つぎに、図８（ａ）に示すように、フリップ・チップ接続した第１の半導体チップ２４の上面に絶縁性の接着材２８を介して第２の半導体チップ２７を固定する。この第２の半導体チップ２７は上面に図示しない電極を有している。電極は、例えば、四角形の第２の半導体チップ２７の各辺に沿って配置されている。
【００５５】
つぎに、図８（ｂ）に示すように、第２の半導体チップ２７の上面の図示しない電極と、配線母基板１１ｆの第１の面１１ａに設けられたワイヤ接続パッド２１ａを導電性のワイヤ２９で電気的に接続する（図３参照）。このワイヤボンディング時、ワイヤループを低くし、第２の半導体チップ２７の上面から０．１２ｍｍの高さ以下にする。
【００５６】
つぎに、図８（ｃ）に示すように、トランスファモールディング装置の金型の下型５５と上型５６との間に、スペーサ１２、第１の半導体チップ２４及び第２の半導体チップ２７を取り付けた配線母基板１１ｆをクランプ（型締め）し、金型の図示しないゲートから溶融状態の絶縁性の樹脂５８を金型で形成されるキャビティ５７内に圧入させて樹脂層５９を形成する。キャビティ５７は、図８（ｃ）に示すように、枠構造のスペーサ１２の枠内では厚く、スペーサ１２部分では薄くなり、上型５６がスペーサ１２の上面に接触するようになる。これにより、第１の半導体チップ２４、第２の半導体チップ２７及びワイヤ２９を覆う樹脂層５９部分の上面はスペーサ１２の上面よりも一段高くなる。また、下型５５は部分的に下方に突出し、隣接する製品形成部５０間のスペーサ１２間に延在する。しかし、この突出部６０はスペーサ１２の下面より下方に突出することがないことから、この突出部６０の下面側の隙間を通って樹脂５８は隣接する製品形成部５０側に流れ込み、配線母基板１１ｆの第１の面１１ａ側全体に樹脂層５９が形成される。樹脂層５９は、例えば、エポキシ樹脂で形成する。
【００５７】
また、溶融した樹脂５８がキャビティ５７内を流れる間、スペーサ１２の下面の接続用バンプ電極１４から外れる空間を樹脂５８が満たしていくことから、厚いキャビティ部分は勿論として薄いキャビティ部分、さらには接続用バンプ電極１４が存在する空間部分に形成される樹脂層５９には気泡（ボイド）が発生し難くなる。金型で樹脂５８のキュアー処理を行って樹脂を硬化させた後、配線母基板１１ｆを金型から取り出す。
【００５８】
つぎに、図９（ａ）に示すように、配線母基板１１ｆの第２の面１１ｂを上面にした状態で各製品形成部５０の配線２２上にバンプ電極２０を形成する（図３参照）。このバンプ電極２０は例えば、直径０．２５ｍｍの半田ボール（ＰｂＳｎ半田ボールまたはＰｂフリー半田ボール）を取り付け、かつリフローしてバンプ電極（ボール電極）とする。バンプ電極２０はＰｂフリー半田ボールの場合、その組成がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕとなり、溶融温度は２２０℃である。
【００５９】
つぎに、図９（ｂ）に示すように、ダイシング用シート６５に配線母基板１１ｆを貼り付けて支持させる。ダイシング用シート６５は樹脂層５９の表面側に貼り付けられる。その後、図９（ｂ）に示すように、ダイシングブレード６６で配線母基板１１ｆを樹脂層５９共々縦横に切断する。この切断によって、配線母基板１１ｆは配線基板１１になり、樹脂層５９は封止体１９になり、第１の半導体装置１０が形成される。ダイシングブレード６６による切断では、ダイシング用シート６５の途中深さまでの切断としておくことによって、形成された各第１の半導体装置１０はダイシング用シート６５に支持された状態となる。
【００６０】
つぎに、ダイシング用シート６５から各第１の半導体装置１０を剥がすことによって、図９（ｃ）に示す第１の半導体装置１０が複数製造される。上記一連の工程によって、図５及び図６に示す寸法構成の第１の半導体装置１０を製造することができる。
【００６１】
つぎに、図１１乃至図１３に示すように、第２の半導体装置３５を製造する。図１１は配線基板準備からワイヤボンディング工程までを示す断面図、図１２は樹脂層形成工程から個片化工程までを示す断面図である。
【００６２】
第２の半導体装置３５を製造する場合、図１１（ａ）に示すように配線基板（配線母基板３６ｆ）が準備される。この配線母基板３６ｆは、図４で説明した配線基板３６が縦横に整列配置され、その外周に配線基板構造とならない枠部３６ｇが設けられた構造になっている。配線母基板３６ｆの状態では、前記配線基板３６に対応する部分を製品形成部７０と呼称する。従って、図１１（ａ）に示すように、配線母基板３６ｆは、矩形状の枠部３６ｇの内側に、製品形成部７０が３列７行の数配列されたパターンになっている。製品形成部７０の構造説明については省略する。また、図１１（ｂ）及び（ｃ）、図１２では、製品形成部７０を拡大した状態で示す。図１１（ｂ）及び（ｃ）、図１２の各図において左右に配した一点鎖線間が製品形成部７０に相当する。
【００６３】
第２の半導体装置３５の製造においては、図１１（ｂ）に示すように、配線母基板３６ｆの各製品形成部７０の第１の面３６ａに絶縁性の接着材４３を介して第３の半導体チップ４２を固定する。つぎに、第３の半導体チップ４２の上面に、第３の半導体チップ４２よりも小さい第４の半導体チップ４４を絶縁性の接着材４５を介して固定する。この第４の半導体チップ４４の固定においては、第３の半導体チップ４２の上面周縁近傍に設けられた図示しない電極に重ならないように固定する。この結果、図示はしないが、第４の半導体チップ４４の周辺に第３の半導体チップ４２の外周部分が露出することになる。そして、この外周部分には電極が露出することになる。
【００６４】
つぎに、図示しない常用のワイヤボンディング装置により、第３の半導体チップ４２の上面の図示しない電極と配線母基板３６ｆの図示しない配線３９（図３参照）を導電性のワイヤ４６で電気的に接続する。また、同様に第４の半導体チップ４４の上面の図示しない電極と配線母基板３６ｆの図示しない配線３９（図３参照）を導電性のワイヤ４７で電気的に接続する。この際、当然のこととして、ワイヤ４６とワイヤ４７がショート不良を起こすことのないように所定間隔を保つようにワイヤボンディングする。ワイヤは、例えば、金線を使用する。第４の半導体チップ４４の電極に接続されたワイヤ４７のループ高さは０．１２ｍｍ以下に抑えられる。
【００６５】
つぎに、図１２（ａ）に示すように、図示しない常用のトランスファモールディング装置によって、配線母基板３６ｆの第１の面３６ａ側に一定厚さの樹脂層７１を形成し、第３の半導体チップ４２、第４の半導体チップ４４及びワイヤ４６，４７を覆う。この樹脂層７１の上面とワイヤ４７のループ頂部との間隔は少なくとも０．０８ｍｍとし、０．０８ｍｍの厚さの樹脂でワイヤ４７を覆うようにする。これは、耐湿性を向上させるためである。樹脂層７１は、例えば、絶縁性のエポキシ樹脂で形成する。
【００６６】
つぎに、図１２（ｂ）に示すように、配線母基板３６ｆの第２の面３６ｂを上面の状態にした後、配線母基板３６ｆの各製品形成部７０の配線４０（図３参照）上にバンプ電極３８を形成する。このバンプ電極３８は、例えば、直径０．２５ｍｍの半田ボール（ＰｂＳｎ半田ボールまたはＰｂフリー半田ボール）を取り付け、かつリフローしてバンプ電極（ボール電極）とする。バンプ電極３８はＰｂフリー半田ボールの場合、その組成がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕとなり、溶融温度は２２０℃である。
【００６７】
つぎに、図１２（ｃ）に示すように、ダイシング用シート７５を樹脂層７１の表面に貼り付けて配線母基板３６ｆを支持させる。その後、図１２（ｃ）に示すように、ダイシングブレード７６で配線母基板３６ｆを樹脂層７１共々縦横に切断する。この切断によって、配線母基板３６ｆは配線基板３６になり、樹脂層７１は封止体３７になり、第２の半導体装置３５が形成される。ダイシングブレード７６による切断では、ダイシング用シート７５の途中深さまでの切断としておくことによって、形成された各第２の半導体装置３５はダイシング用シート７５に支持された状態となる。
【００６８】
つぎに、ダイシング用シート７５から各第２の半導体装置３５を剥がすことによって、図１３に示す第２の半導体装置３５が複数製造される。上記一連の工程によって、図５及び図６に示す寸法構成の第２の半導体装置３５を製造することができる。
【００６９】
つぎに、図１４に示すように、第１の半導体装置１０上に第２の半導体装置３５を重ね、かつ第２の半導体装置３５のバンプ電極３８を一次的に加熱（リフロー）し、バンプ電極３８を第１の半導体装置１０のスペーサ１２の上面の配線１５上に電気的に接続することによって、図２に示すような積層型の半導体装置（積層型半導体装置１）を製造することができる。この製造方法によれば、図５及び図６に示す寸法例の積層型半導体装置１を製造することができる。
【００７０】
図１５は実施例１の変形例１である積層型半導体装置の断面図である。変形例１の積層型半導体装置１は、実施例１の積層型半導体装置１にあって、上段の第２の半導体装置３５において、配線基板３６上に搭載する半導体チップを一段構成としたものである。即ち、配線基板３６の第１の面３６ａに第３の半導体チップ４２のみを搭載した構造になっている。この結果、変形例１の積層型半導体装置１は、図５で示す封止体３７の厚さｂは０．３０ｍｍとなり、実施例１の２段チップ積層構造に比較して０．１０ｍｍ薄くすることができる。この結果、変形例１の積層型半導体装置１は、実施例１の積層型半導体装置１に比較して０．１０ｍｍ薄型化できる。
【００７１】
図１６は実施例１の変形例２である積層型半導体装置の断面図である。変形例２の積層型半導体装置１は、変形例１と同様に上段の第２の半導体装置３５は配線基板３６に一段半導体チップ（第３の半導体チップ４２）を搭載した構造である。そして、半導体チップを２段積層する下段の第１の半導体装置１０においては、下段の半導体チップ（第１の半導体チップ２４）を配線基板１１の第１の面１１ａに絶縁性の接着材８０を介して固定し、第１の半導体チップ２４の上面周縁近傍の図示しない電極と配線基板１１の第１の面１１ａの配線２１のワイヤ接続パッド２１ａを導電性のワイヤ８１で電気的に接続した構造になっている。このように、本発明の積層型半導体装置１では、積層する半導体装置においては、半導体チップの電極と配線基板の配線との接続手段はフリップ・チップ接続は勿論のことワイヤ接続でも適用することができる。変形例２の積層型半導体装置１も上段の第２の半導体装置３５では半導体チップは一段構成であることから、実施例１の積層型半導体装置１に比較して０．１０ｍｍ薄型化できる。
【００７２】
本実施例１によれば以下の効果を有する。
（１）下段となる第１の半導体装置１０においては、配線基板１１の第１の面１１ａに枠状のスペーサ１２を接続用バンプ電極１４を介して固定し、スペーサ１２の枠内に複数の半導体チップ（第１の半導体チップ２４，２７）を重ねて固定した構造になっている。また、スペーサ１２の枠内の半導体チップ及びワイヤ２９等を覆うように設けられる封止体１９を形成する絶縁性の樹脂は、スペーサ１２と配線基板１１との間の接続用バンプ電極１４から外れる空間を埋め尽くす構造となっている。従って、封止体１９内に２段に半導体チップを重ねる結果、封止体１９の厚さが厚くなっても、スペーサ１２を構成する積層用配線基板１３の厚さを厚くしたり、あるいはバンプ電極を大きくすることによって複数の半導体チップの積層化が可能になる。また、隣接する接続用バンプ電極１４間は空間となっていることから、第１の半導体装置１０の製造におけるモールド（トランスファモールディング）時、溶けた樹脂５８がこの接続用バンプ電極１４間の空間を通って隣の製品形成部の金型によるキャビティ（窪み）に流入する。従って、封止体内に多段に半導体チップを搭載する構造であっても、効率的に封止体形成（樹脂層形成）が行える結果、第１の半導体装置１０の薄型化が可能になり、この結果、積層型半導体装置１の薄型化が達成できる。
【００７３】
（２）積層用基板としてスペーサ１２を取り付けた配線基板１１を使用した構造となっているが、このスペーサ１２は第１の半導体装置１０の製造時にはスペーサ１２を取り付けた配線基板１１（配線母基板１１ｆ）を使用して第１の半導体装置１０を製造することになり、積層時は、単に第１の半導体装置１０に第２の半導体装置３５を積層するだけであることから、第１の半導体装置１０に対する第２の半導体装置３５の積層の歩留りが向上する。このことは、第１の半導体装置１０の封止体１９内に３段、４段等と多数の半導体チップを積層した場合でも積層型半導体装置１としては、第１の半導体装置１０と、第２の半導体装置３５の積層であることから、積層歩留りは半導体チップの積層数に関係なく高めることができる。
【００７４】
（３）スペーサ１２は強度を向上させる補強部材となることから、温度変化による製品反りも小さくなり、積層型半導体装置１の信頼性が高くなる。
【００７５】
（４）スペーサ１２を構成する積層用配線基板１３の厚さを変えることで積層型半導体装置１の厚さの調整が可能となる。積層用配線基板１３の厚さを厚くすることによって、第１の半導体装置１０における半導体チップのスタック数の増大を図ることができる。また、半導体チップのスタック数を増大させても、積層用配線基板１３の厚さが厚くなることから、第１の半導体装置１０の上面と、第２の半導体装置３５の下面との間隔は一定に維持されることになり、第２の半導体装置３５のバンプ電極３８の大きさを変える必要もなくなる。
【００７６】
（５）第１の半導体装置１０の封止体形成を、トランスファモールディングによる一括モールド技術を採用して形成することができるため、第１の半導体装置１０の製造コストを低く抑えることができるため、積層型半導体装置１の製造コストが安価となる。
【実施例２】
【００７７】
図１７は本発明の実施例２である積層型半導体装置の断面図である。また、図１８は実施例２の半導体装置の製造方法において樹脂層形成状態を示す断面図である。
【００７８】
実施例２では、実施例１の積層型半導体装置１において、図１７に示すように、スペーサ１２の枠の外周面をも封止体１９を形成する樹脂５８で覆う構造になっている。即ち、積層型半導体装置１の状態では、封止体１９を形成する樹脂５８は、枠状のスペーサ１２の枠内側領域、及びスペーサ１２の下面と第１の半導体装置１０の配線基板１１の上面との間の接続用バンプ電極１４から外れた空間を埋め、かつスペーサ１２の枠の外周面をも覆う構造になっている。
【００７９】
実施例２の積層型半導体装置１の製造においては、実施例１の樹脂層５９の形成時、図１８に示すような金型で樹脂層５９を形成する。下型５５は実施例１の場合と同じであるが、上型５６は、隣接するスペーサ１２及びその間の部分では、図１８に示すように、平坦面８２でスペーサ１２に接触する構造になっている。従って、樹脂の圧入時、溶融した樹脂５８は隣接するスペーサ１２間にも流入して隣接するスペーサ１２の間の空間を埋めることになる。
【００８０】
配線母基板１１ｆを縦横に切断して複数の第１の半導体装置１０を形成する工程では、ダイシングブレードによって隣接するスペーサ１２の中間で樹脂５８及び配線母基板１１ｆを切断する。これにより、図１７に示す第１の半導体装置１０を製造することができる。実施例２によれば、トランスファモールディング装置における金型構造が単純になり、金型製造コストの低減から積層型半導体装置１の製造コストの低減が達成できる。
【００８１】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例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。
【００８２】
前記実施例では枠状のスペーサ１２の内外を樹脂が通過できる空間を形成するため、スペーサ１２の積層用配線基板１３の下面に接続用バンプ電極１４を形成して前記空間を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スペーサ１２は、第１の半導体装置１０の配線２１と第２の半導体装置３５のバンプ電極３８（配線４０）を電気的に接続する配線構造を有し、かつ配線基板１１に固定した状態でスペーサ１２の枠の内外を貫通する空間を複数有する構造であればよい。この場合、前記空間は封止体１９を形成するときの樹脂５８が流動できる大きさの空間としておく必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例１である積層型半導体装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２の一部を示す拡大断面図である。
【図４】実施例１の積層型半導体装置を構成する第１の半導体装置及び第２の半導体装置を分離して示す断面図である。
【図５】実施例１の積層型半導体装置の各部の寸法を表記する模式図である。
【図６】図５の一部を示す模式図である。
【図７】前記第１の半導体装置の製造方法において、配線基板準備から第１段の半導体チップ搭載工程までを示す断面図である。
【図８】前記第１の半導体装置の製造方法において、第２段の半導体チップ搭載工程から樹脂層形成工程までを示す断面図である。
【図９】前記第１の半導体装置の製造方法において、バンプ電極形成工程から個片化によって第１の半導体装置を形成する工程までを示す断面図である。
【図１０】前記第１の半導体装置を構成するスペーサを製造する方法を示す各工程の断面図である。
【図１１】前記第２の半導体装置の製造方法において、配線基板準備からワイヤボンディング工程までを示す断面図である。
【図１２】前記第２の半導体装置の製造方法において、樹脂層形成工程から個片化工程までを示す断面図である。
【図１３】前記第２の半導体装置の製造方法において製造された第２の半導体装置の断面図である。
【図１４】前記第１の半導体装置に前記第２の半導体装置を積層する状態を示す模式的断面図である。
【図１５】実施例１の変形例１である積層型半導体装置の断面図である。
【図１６】実施例１の変形例２である積層型半導体装置の断面図である。
【図１７】本発明の実施例２である積層型半導体装置の断面図である。
【図１８】実施例２の半導体装置の製造方法において樹脂層形成状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…積層型半導体装置、１０…第１の半導体装置、１１…配線基板、１１ａ…第１の面、１１ｂ…第２の面、１１ｆ…配線母基板、１１ｇ…枠部、１２…スペーサ、１３…積層用配線基板、１３ｆ…配線母基板、１３ｇ…開口、１３ｈ…積層用配線基板部分、１３ｉ…枠部、１４…接続用バンプ電極、１５，１６，１７…配線、１９…封止体、２０…バンプ電極、２１，２２，２３…配線、２１ａ…ワイヤ接続パッド、２１ｂ…バンプ電極接続パッド、２１ｃ…フリップ・チップ接続パッド、２４…第１の半導体チップ、２５…電極、２６…アンダーフィル樹脂層、２７…第２の半導体チップ、２８…接着材、２９…ワイヤ、３５…第２の半導体装置、３６…配線基板、３６ａ…第１の面、３６ｂ…第２の面、３６ｆ…配線母基板、３６ｇ…枠部、３７…封止体、３８…バンプ電極、３９，４０，４１…配線、４２…第３の半導体チップ、４３…接着材、４４…第４の半導体チップ、４５…接着材、４６，４７…ワイヤ、５０…製品形成部、５５…下型、５６…上型、５７…キャビティ、５８…樹脂、５９…樹脂層、６０…突出部、６５…ダイシング用シート、６６…ダイシングブレード、７０…製品形成部、７１…樹脂層、７５…ダイシング用シート、７６…ダイシングブレード、８０…接着材、８１…ワイヤ、８２…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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