(57)【要約】【課題】  ＢＧＡパッケージ積層後の全体のパッケージ高さを低く抑えると共に、上下のＢＧＡパッケージの接続部位を低い位置とすることで、補強用の樹脂を充填しやすくした半導体装置を提供する。【解決手段】  ハンダボール端子を有するパッケージ１０及び２０を積層してなる半導体装置において、上側パッケージ２０のハンダボール端子２４が下側パッケージ１０の側面電極１５と接続されており、前記上側パッケージの底面と前記下側パッケージの天面とが接触していることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダボール端子を有するパッケージを積層してなる半導体装置であって、上側パッケージのハンダボール端子が下側パッケージの側面電極と接続されており、前記上側パッケージの底面と前記下側パッケージの天面とが接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記上側パッケージのハンダボール端子は、当該パッケージの底面の周囲に沿って設けられており、
前記下側パッケージの側面電極は、前記上側パッケージのハンダボール端子と対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記下側パッケージの側面電極は、前記上側パッケージのハンダボール端子が接触可能な半円筒状のスルーホール構造であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、特に積層構造のＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージの半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機を始めとする携帯端末機器の普及により、ＬＳＩにも小型化、薄型化や、更には実装密度の向上などの要求が高まっている。そこで、単位面積当りの実装密度を向上させるべく、ＢＧＡパッケージ同士を複数積層させたＰｏＰ（Ｐａｃｋａｇｅ  ｏｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造の半導体装置がある。
【０００３】
このＰｏＰ構造は、ＣＰＵとメモリの組み合わせなど、種類やメーカが異なるＬＳＩのパッケージ同士を一つに組み合わせることが可能であり、また、それぞれＢＧＡの状態のままで検査をすることができるので、積層後の歩留り率が良好となっている。
【０００４】
一方、パッケージ内部で半導体チップを積層するチップスタック型のＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）がある。このＳｉＰでは、既存のパッケージと同等サイズを維持しつつ、内部に複数のＬＳＩチップを積層内蔵することにより、トータル的に実装密度を向上させて装置の小形化や薄型化に貢献できる技術として用いられている。
【０００５】
しかしながら、このＳｉＰは、大容量メモリＬＳＩの様に、同一メーカのチップを積層内蔵する用途であれば問題はないものの、ＣＰＵとワークメモリ（ＤＲＡＭ）との組み合わせなど、異なるメーカのチップを組み合わせる場合には、ウェハー状態での検査しかできないものである。よって、このＳｉＰは、保証範囲の線引きが困難であり、技術的には可能であっても、ビジネスとしては成立し得ない場合が多い。
【０００６】
これに対して、上述したＰｏＰは、個々のチップをそれぞれパッケージに納めた上で、パッケージ自体を積層する構造であるので、ＳｉＰよりも実装効率は低下するものの、保証範囲の分担が明確であり、異なるメーカのＬＳＩを組み合わせやすいために、コスト要求が高く、メモリの組み換えなど多品種展開への対応も可能であることから、民生用に特に普及している。
【０００７】
したがって、ＰｏＰの課題の一つである積層構造に伴うパッケージ高さの問題（実装効率の低下）については、ＳｉＰとの対比においてコストや扱いやすさとのトレードオフとなっている。なお、かかるＰｏＰに関連する技術として特許文献１（特に図４参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−０３７２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、パッケージ同士を積層させる構造のＰｏＰは、パッケージ内部でチップを積層するＳｉＰと比較すると、上側パッケージのハンダボールが、下側パッケージ基板上のランドと接続する構造であるので、積層後のパッケージ高さが大きくなるという問題がある。
【００１０】
また、携帯端末機器への組み込みに使用する場合には、落下などの機械的ストレスへの対処として、ＢＧＡのハンダボール接続部の周囲に補強目的で樹脂を充填させることが多いが、ＰｏＰの場合には、上下のパッケージの接続部位が高い位置にあり、補強目的の樹脂を充填しづらいという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ＢＧＡパッケージ積層後の全体のパッケージ高さを低く抑えると共に、上下のＢＧＡパッケージの接続部位を低い位置とすることで、補強用の樹脂を充填しやすくした半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による半導体装置は、ハンダボール端子を有するパッケージを積層してなる半導体装置であって、上側パッケージのハンダボール端子が下側パッケージの側面電極と接続されており、前記上側パッケージの底面と前記下側パッケージの天面とが接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下側パッケージの基板側面において上側パッケージとの接続を行う様にしたので、ＰｏＰ積層後のパッケージ高さを低くすることができ、また、上下パッケージの接続部位が低い位置になるので、補強用の樹脂を充填しやすくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の断面構造を示す図である。
【図２】図１の下側パッケージの底面図である。
【図３】図１の上側パッケージの底面図である。
【図４】本発明の実施の形態における上下パッケージの接続方法を説明するための図である。
【図５】本発明に関連するＢＧＡパッケージ積層構造の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明するが、その前に、図５を参照しつつ本発明に関連するＢＧＡパッケージ積層構造の例について説明する。図５は、かかる積層構造の断面図であり、下側ＢＧＡパッケージ１０と上側ＢＧＡパッケージ２０とによる積層構造となっている。
【００１６】
下側ＢＧＡパッケージ１０では、プリント基板１１の上に半導体チップ１２が実装されており、この半導体チップの内部回路とプリント基板１１の内部回路とは電気的に接続されている。また、半導体チップ１２は保護のためにオーバーモールド樹脂１３で覆われている。プリント基板１１の下面には、装置のプリント基板との接続用にハンダボール端子１４が設けられており、プリント基板内部の回路と接続されている。
【００１７】
また、下側ＢＧＡパッケージ１０と組み合わせる上側ＢＧＡパッケージ２０についても、同様に、プリント基板２１の上に半導体チップ２２が実装されており、この半導体チップの内部回路とプリント基板２１の内部回路とは電気的に接続されている。また、半導体チップ２２は保護のためにオーバーモールド樹脂２３で覆われている。プリント基板２１の下面には、装置のプリント基板との接続用にハンダボール端子２４が設けられており、プリント基板内部の回路と接続されている。
【００１８】
そして、下側ＢＧＡパッケージ１０の上面には、上側ＢＧＡパッケージ２０との接続のために接続用パッド５５が、パッケージ２０のハンダボール端子２４に対応する位置に設けられている。これら対応するハンダボール端子２４と接続用パッド５５とが接続されることにより、図示する如き積層構造の半導体装置が構成されるのである。
【００１９】
かかる図５に示した積層構造では、上下のパッケージの接続部位が高い位置にあり、よって補強目的の樹脂を充填しづらいことは前述したとおりである。
【００２０】
そこで、本発明では、図１にその断面図を示す如く、下層パッケージ１０の基板側面において上層パッケージ２０との接続を行う様にしたので、ＰｏＰ積層後のパッケージ高さを低くすることができ、また、上下パッケージの接続部位が低い位置になるので、補強用の樹脂を充填しやすくなっている。なお、図１において、図５と同等部分は同一符号により示している。
【００２１】
図１において、下側ＢＧＡパッケージ１０では、プリント基板１１の上に半導体チップ１２が実装されており、この半導体チップの内部回路とプリント基板１１の内部回路とは電気的に接続されている。また、半導体チップ１２は保護のためにオーバーモールド樹脂１３で覆われている。プリント基板１１の下面には、装置のプリント基板との接続用にハンダボール端子１４が設けられており、プリント基板内部の回路と接続されている。
【００２２】
また、下側ＢＧＡパッケージ１０と組み合わせる上側ＢＧＡパッケージ２０についても、同様に、プリント基板２１の上に半導体チップ２２が実装されており、この半導体チップの内部回路とプリント基板２１の内部回路とは電気的に接続されている。また、半導体チップ２２は保護のためにオーバーモールド樹脂２３で覆われている。プリント基板２１の下面には、装置のプリント基板との接続用にハンダボール端子２４が設けられており、プリント基板内部の回路と接続されている。
【００２３】
以上の説明は図５の例と同様であるが、本発明では、上下パッケージ１０，２０の接続部位の構造が相違している。すなわち、図１に示す様に、上側ＢＧＡパッケージ２０として、下側ＢＧＡパッケージ１０よりは外形寸法が大きく、そのハンダボール端子２４は、図３の底面図に示す様に、外周縁に沿って１列に複数配置されている。そして、下側パッケージ１０のハンダボール端子１４としては、図２の底面図に示す様に、一般的な端子配列となっている。
【００２４】
更に、この下側パッケージ１０の側面には、半円筒状のスルーホールによる側面電極１５が複数形成されており、この側面電極１５の各々と、上側ＢＧＡパッケージ２０のハンダボール端子２４の各々とが対応して設けられており、これら両パッケージを積層した時に、図１に示す様に、これら対応する電極１５とハンダボール端子２４とが合致して接触する様になっている。すなわち、下側パッケージ１０の側面に形成された半円筒状のスルーホールの各々に、上側ＢＧＡパッケージ２０の対応するハンダボール端子２４が嵌合して、両者が電気的に接続されるようになっている。
【００２５】
これら上下パッケージ１０及び２０の組み合わせ方法の手順について、図４に示している。図４（ａ）〜（ｃ）に示す治具５１を用いて、上側パッケージ２０のハンダボール端子２４に、通常の転写工法でハンダペーストまたはフラックスペースト５２を転写する。
【００２６】
しかる後に、図４（ｄ）に示す様に、上側パッケージ２０のハンダボール端子２４の位置が、下側パッケージ１０の側面における半円筒状のスルーホール１５の位置と合致する様に位置合わせを行って、両パッケージを積層する。この状態で、両パッケージをリフロー炉内で加熱して、ハンダを溶融させ、図４（ｅ）に示す様に、上側パッケージ２０のハンダボール端子２４と、下側パッケージ１０の側面電極である半円筒状のスルーホール１５とをハンダ接続するのである。
【００２７】
この様に、本発明では、下側パッケージの基板側面に、上側パッケージとの接続用電極を設けることにより、上側パッケージのハンダボールが下側パッケージのランド上に載るのではなく、下側パッケージの基板側面と接触する様になるので、上側パッケージの底面は下側パッケージの天面に接触する位置まで低下することができる。よって、ＰｏＰ積層後のパッケージ高さを小さく抑えることができることになる。
【００２８】
かかる構造とすることにより、ＰｏＰ構造の課題とされていた組み立て後の積層高さが大となり上下パッケージの接続部位が高すぎて、補強用の樹脂を充填塗布しにくいといった問題が、解決可能となる。
【００２９】
本発明は、小型軽薄化が必要でかつ安価であることが要求される装置、例えば、携帯電話機などの携帯端末やノート型のＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの民生用の携帯機器向けのＬＳＩでの利用が考えられる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  下側パッケージ
１１，２１  プリント基板
１２，２２  半導体チップ
１３，２３  モールド樹脂
１４，２４  ハンダボール端子
１５  半円筒状のスルーホール（側面電極）
２０  上側パッケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013153028.tif 000005
【図４】
2013153028.tif 000006
【図５】
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