(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面の第一の辺に沿って配列した複数の第一のパッド、及び、前記主面の第一の辺に対向する第二の辺に沿って配列した複数の第二のパッドを有する第一の半導体素子と、
複数の第三のパッド、複数の第四のパッド、及び、前記複数の第三のパッドと複数の第四のパッドとを電気的に接続する複数の第一の配線を有する第二の半導体素子と、
前記第一及び第二の半導体素子の一方を載置し、その一方に他方の半導体素子を積層させた基板と、
前記基板の四辺に沿って配列する複数の電極と、
前記複数の第一のパッドの一部の複数パッドを、前記基板の四辺のうちの前記複数の第一のパッドと対向する第三の辺に沿って配列する複数の電極とを電気的に接続し、前記複数の第二のパッドの一部の複数パッドと前記基板の四辺のうちの前記複数の第二のパッドと対向する第四の辺に沿って配列する複数の電極とを電気的に接続し、前記第四のパッドと前記基板の四辺のうちの前記第一及び第二の辺以外の互い対向する二辺にそれぞれ沿って配列する複数の電極とを電気的に接続する複数の第二の配線と、
前記複数の第一のパッドの一部を除く第一のパッド及び前記複数の第二のパッドの一部を除く第二のパッドと前記複数の第三のパッドとを電気的に接続する複数の第三の配線と、
を備えた半導体装置。
【請求項２】
第一の半導体素子が、前記第一の辺に沿って配列した複数の第５のパッドと、前記第二の辺に沿って配列した複数の第６のパッドとを、さらに有した、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
第一及び第二の半導体素子並びに基板を封止するモールド樹脂を備え、
基板は、一方の半導体素子を載置するダイパッドであり、
前記基板の四辺に沿って配列する複数の電極各々は、一部が前記モールド樹脂内で封止され、残りの一部が外部に露出する複数のリード電極であり、さらに、
前記複数の第二及び第三の配線各々は、前記モールド樹脂に封止される金線である、請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対向する主面二辺に沿って配列したパッドを持つ半導体素子を、半導体素子を載置する基板主面の全ての外周辺に沿って配列した電極を持つパッケージに容易にアセンブリすることができる半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積み重ねＭＣＭ構造の半導体装置においては、上側の半導体素子にダミー配線を形成し、このダミー配線を介して、下側の半導体素子の電気信号を、外部接続端子であるリードへ接続する構造にしている。これにより、下側の半導体素子の電気信号の引き回しを、上側の半導体素子で行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２００９１号公報（第１−４頁、第１−６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年パッド配置の最適化による半導体素子の面積縮小や、ウエハテストにおける半導体素子の多数個同測を目的としてパッドを対向する主面二辺に配列した半導体素子が製造されるようになっている。当初から主面二辺にパッドを持つように設計された半導体素子以外に、当初は主面四辺に沿ってパッドを配列するように設計および製造されＱＦＰにアセンブリされた半導体素子の中にも、半導体素子の面積縮小やウエハテストにおける多数個同測実現を目的として対向する主面２辺に沿ってパッドを配列するように設計変更されるものが現れてきた。このような半導体素子は既にＱＦＰとして出荷され回路基板に使用されているため、半導体素子のパッド配列が変わっても従来製品との互換性を維持するためにＱＦＰにアセンブリする必要がある。
【０００５】
しかし、従来の半導体装置は、下側半導体素子の電気信号の引き回しを上側の半導体素子で行うことによりアセンブリのための高価な多層基板を不要にできるが、この技術からは近年要求が高まっている対向する二辺にパッドを持つ半導体素子をＱＦＰ等の外周四辺に電極を持つパッケージに容易にアセンブリするための最適なパッドレイアウトや配線方法等を知ることはできない。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、対向する主面二辺に沿って配列したパッドを持つ半導体素子を、半導体素子を載置する基板主面の全ての外周辺に沿って配列した電極を持つＱＦＰ等のパッケージにアセンブリした半導体装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る半導体装置は、主面の第一の辺に沿って配列した複数の第一のパッド、及び、前記主面の第一の辺に対向する第二の辺に沿って配列した複数の第二のパッドを有する第一の半導体素子と、
複数の第三のパッド、複数の第四のパッド、及び、前記複数の第三のパッドと複数の第四のパッドとを電気的に接続する複数の第一の配線を有する第二の半導体素子と、
前記第一及び第二の半導体素子の一方を載置し、その一方に他方の半導体素子を積層させた基板と、
前記基板の四辺に沿って配列する複数の電極と、
前記複数の第一のパッドの一部の複数パッドを、前記基板の四辺のうちの前記複数の第一のパッドと対向する第三の辺に沿って配列する複数の電極とを電気的に接続し、前記複数の第二のパッドの一部の複数パッドと前記基板の四辺のうちの前記複数の第二のパッドと対向する第四の辺に沿って配列する複数の電極とを電気的に接続し、前記第四のパッドと前記基板の四辺のうちの前記第一及び第二の辺以外の互い対向する二辺にそれぞれ沿って配列する複数の電極とを電気的に接続する複数の第二の配線と、
前記複数の第一のパッドの一部を除く第一のパッド及び前記複数の第二のパッドの一部を除く第二のパッドと前記複数の第三のパッドとを電気的に接続する複数の第三の配線と、
を備えたものである。
【０００８】
また、本願発明に係る半導体装置は、第一の半導体素子が、前記第一の辺に沿って配列した複数の第５のパッドと、前記第二の辺に沿って配列した複数の第６のパッドとを、さらに有したものである。
また、本願発明に係る半導体装置は、第一及び第二の半導体素子並びに基板を封止するモールド樹脂を備え、基板は、一方の半導体素子を載置するダイパッドであり、前記基板の四辺に沿って配列する複数の電極各々は、一部が前記モールド樹脂内で封止され、残りの一部が外部に露出する複数のリード電極であり、さらに、前記複数の第二及び第三の配線各々は、前記モールド樹脂に封止される金線であるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
図１はこの発明の実施の形態１による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す平面図（ａ）、及びそのII−II断面図（ｂ）である。図において、１は半導体装置、２ａはパッド４ａを対向する主面二辺に沿って配列した第一の半導体素子、２ｂは第二の半導体素子で、第二の半導体素子２ｂは、第一の半導体素子２ａのパッド４ａと第三の配線である金線６ｂで電気的に接続されたパッド４ｂと、第一の半導体素子２ａおよび第二の半導体素子２ｂを載置する基板であるダイパッド３の外周辺に沿って配列した電極であるインナーリード５と第二の配線である金線６ｃで電気的に接続されたパッド４ｃと、パッド４ｂとパッド４ｃとを接続する第一の配線であるアルミ配線８からなる。なお、アルミ配線８はスパッタリング等により第二の半導体装置２ｂの層間膜（図示せず）中に形成したものである。６ａは、半導体素子２ａのパッド４ａとパッド４ａが配列されている半導体素子２ａの辺に隣接するダイパッド３の外周辺に沿って配列するインナーリード５とを接続する金線、７は半導体素子２ａ、２ｂや金線６ａ，６ｂを保護するためのモールド樹脂である。
【００１０】
次にこの半導体装置１のアセンブリ方法について説明する。ダイボンダー（図示せず）を使い第一の半導体素子２ａとダイパッド３を接着剤（図示せず）で接着する。次に同じくダイボンダーで半導体素子２ｂと半導体素子２ａを接着剤で接着する。次にワイヤーボンダーを使い、パッド４ａとインナーリード５、パッド４ａとパッド４ｂ、パッド４ｃとインナーリード５をそれぞれ金線６ａ、６ｂ、６ｃで接続する。次に半導体素子２ａ、２ｂを載置したダイパッド３をモールド装置の金型（図示せず）に入れ、図中のモールド樹脂注入方向と記載した方向よりモールド樹脂７を流し込み成型する。最後にインナーリード５のモールド樹脂７から突出した部分をリード加工装置（図示せず）で切断及び成型し、半導体装置１は完成する。前記のとおり、この発明の実施の形態１による半導体装置は既存のアセンブリ技術で製造することが可能である。
【００１１】
この発明の実施の形態１の半導体装置１によれば、パッド４ａと第一の半導体素子２ａ主面のパッド４ａが配列していない辺に隣接する基板３主面の外周辺に沿って配列した電極５との電気的接続を、バッド４ｂ、アルミ配線８、及びパッド４ｃを経由して行うため、パッド４ｂを接続すべきパッド４ａと接続し易い位置に配置し、パッド４ｃを接続すべき電極５と接続し易い位置に配置すれば、対向する主面二辺に沿って配列したパッド４ａを持つ半導体素子２ａを、基板３主面の全外周辺に沿って配列した電極５を持つパッケージに容易にアセンブリすることができる。なお、アルミ配線８はほとんど配線レイアウト上の制約が無いので、接続すべきパッド４ｂとパッド４ｃはどのような位置関係でも構わない。
【００１２】
なお、実施の形態１の第二の半導体素子２ｂはパッド４ｂ、４ｃおよびアルミ配線８だけを形成した専用の半導体素子としているが、他の機能を実現するための回路を持った半導体素子にパッド４ｂ、４ｃおよびアルミ配線８を形成し、第二の半導体素子２ｂとしても構わない。これにより半導体素子２ｂをより有効に利用することができる。
【００１３】
実施の形態２.
図２はこの発明の実施の形態２による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す透視平面図である。図１と同一または相当の部分には同一符号を付してその説明を省略する。実施の形態１の半導体装置１が、第一の半導体素子２ａの上に第二の半導体素子２ｂを載置したものであるのに対し、この実施の形態２の半導体装置１は、第二の半導体素子２ｂの上に第一の半導体素子２ａを載置したものである。本構造にすることにより、第二の半導体素子２ｂの面積が第一の半導体素子２ａの面積より大きい場合にも、第二の半導体素子２ｂを経由して第一の半導体素子２ａのパッド４ａとインナーリード５との接続が実現できる。
【００１４】
実施の形態３.
図３はこの発明の実施の形態３による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す平面図である。図１と同一または相当の部分には同一符号を付してその説明を省略する。実施の形態３の半導体装置１は、半導体素子２ａの対向する二辺にパッド４ａをそれぞれ２列配列したものである。本構造にすることによりウエハテストにおけるプロービングの容易性をそこなうことなく、より多くのパッド４ａを半導体素子２ａ上に設けることができる。なお、各辺にパッド４ａを３列以上配置しても構わず、これにより配置可能なパッド数をより増加させることができる。
【００１５】
実施の形態４.
図４はこの発明の実施の形態４による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す透視平面図（ａ）、及びそのIII−III断面図（ｂ）である。実施の形態４は、発明の構成をＢＧＡ（Ｂall Ｇrid Array）に適用したもので、３は半導体素子２ａ、２ｂを載置する基板であるガラスエポキシ基板、５はガラスエポキシ基板に設けられた電極、９はハンダボールである。本発明によればＢＧＡにおいても、対向する主面二辺に沿って配列したパッドを持つ半導体素子を容易にアセンブリできる。
【００１６】
【発明の効果】
本願発明に係る半導体装置は、主面の対向する二辺に沿って配列したパッドを備える第一の半導体素子主面のパッドと第一の半導体素子主面のパッドが配列していない辺に隣接する基板主面の外周辺に沿って配列した電極との電気的接続を、複数のパッドと複数のパッド相互を電気的に接続する第一の配線を主面に備えた第二の半導体素子の第一の配線を経由して行うものであるため、対向する主面二辺に沿って配列したパッドを持つ半導体素子を、半導体素子を載置する基板主面の全外周辺に沿って配列した電極を持つパッケージに容易にアセンブリすることができる。
【００１７】
また、本願発明に係る半導体装置は、第一の半導体素子が主面の対向する二辺それぞれに、辺に沿って二列以上に配列したパッドを備えたものであるため、半導体素子の多パッド化にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す平面図（ａ）及びそのII−III断面図（ｂ）である。
【図２】この発明の実施の形態２による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態３による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態４による半導体装置のモールド樹脂の上半分を破断して示す透視平面図（ａ）及びそのIII−III断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１                    半導体装置
２ａ                  第一の半導体素子
２ｂ                  第二の半導体素子
３                    基板
４ａ、４ｂ、４ｃ      パッド
５                    電極
６ａ、６ｃ            第二の配線
６ｂ                  第三の配線
８                    第一の配線
【図１】
0004031333.tif 000002
【図２】
0004031333.tif 000003
【図３】
0004031333.tif 000004
【図４】
0004031333.tif 000005