(57)【要約】【課題】ワイヤーボンディング方式を採用する必要がなく、従ってワイヤーボンディング方式の作用に起因する問題がない、積層された複数個の半導体素子（６、１０１４）を供えた半導体装置を提供する。【解決手段】各半導体素子自体と共に、基板（２）と最下層半導体素子（６）との間及び各半導体素子間に配設されている絶縁性接着フィルム（４、８、１２）に、独特な電気的接続手段を配設することによって、ワイヤーボンディング方式の必要性を回避する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に積層された複数個の半導体素子と、該基板と最下層半導体素子との間及び積層された該半導体素子間に配設された絶縁性接着フィルムとから構成され、該基板の表面には複数個の導電性接続パッドが配設され、該半導体素子の表面には複数個の電極が配設されている半導体装置において、
該半導体素子の各々には、表面及び裏面の双方に露呈した複数個の両面露呈導電性接続部材が配設されており、該絶縁性接着フィルムの各々には、その上層側の該半導体素子の該両面露呈導電性接続部材とその下層側の該基板に配設された該導電性接続パッド又はその下層側の該半導体素子の該両面露呈導電性接続部材とを電気的に接続する介在手段が配設されており、該半導体素子の表面に配設された該電極は該両面露呈導電性接続部材及び該介在手段を介して該基板に配設された該導電性接続パッドに電気的に接続されている、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
該絶縁性接着フィルムの該介在手段は、表面及び裏面の双方に露呈した両面露呈導電性介在部材手段を含んでいる、請求項1記載の半導体装置。
【請求項３】
該絶縁性接着フィルムの該介在手段は、更に、表面にのみ露呈した表面露呈導電性介在部材と、該表面露呈導電性介在部材と該両面露呈導電性介在部材とを接続する導電性配線とを含んでいる、請求項2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、一般にスタックタイプと称されている、積層された複数個の半導体素子を備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の小型電子機器用の半導体装置として、下記特許文献1及び2に開示されている如く、外部接続端子としてリードを有するリード型或いははんだボールを有するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）型の基板上に複数個の半導体素子を積層した形態の半導体装置が広く実用に供されている。基板と最下層の半導体素子との間及び各半導体素子間には絶縁性接着フィルムが配設されており、基盤及び複数個の半導体素子は絶縁性接着フィルムを介して相互に接合されている。各半導体素子の表面に配設された電極と基板の表面に配設された導電性接続パッドとの電気的接続には、各半導体素子の表面から基板の表面まで延在する複数本のワイヤーを使用するワイヤーボンディング方式が採用されている。
【特許文献１】特開２００１−１１８８７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
然るに、積層された複数個の半導体素子を備えた従来の半導体装置には、（１）半導体素子間の短絡を回避するためにワイヤーをアーチ状に配設することが必要であり、それ故に通常は金製であるワイヤーを比較的多量に使用することが必要であり、製造コストが比較的高価になる、（２）積層された複数個の半導体素子と共にアーチ状に配設された複数本のワイヤーを封止樹脂で封止して所謂パッケージにせしめると、アーチ状に配設されたワイヤーに起因してパッケージ全体の容積が比較的大きくなってしまう、という問題が存在する。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ワイヤーボンディング方式を採用する必要がなく、従ってワイヤーボンディング方式の作用に起因する上述したとおりの問題がない、新規且つ改良され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】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討の結果、各半導体素子自体と共に、基板と最下層半導体素子との間及び各半導体素子間に配設されている絶縁性接着フィルムに、独特な電気的接続手段を配設することによって、ワイヤーボンディング方式の必要性を回避することができ、上記技術的課題を達成することができることを見出した。
【０００６】
即ち、本発明によれば、上記技術的課題を達成することができる半導体装置として、基板と、該基板上に積層された複数個の半導体素子と、該基板と最下層半導体素子との間及び積層された該半導体素子間に配設された絶縁性接着フィルムとから構成され、該基板の表面には複数個の導電性接続パッドが配設され、該半導体素子の表面には複数個の電極が配設されている半導体装置において、
該半導体素子の各々には、表面及び裏面の双方に露呈した複数個の両面露呈導電性接続部材が配設されており、該絶縁性接着フィルムの各々には、その上層側の該半導体素子の該両面露呈導電性接続部材とその下層側の該基板に配設された該導電性接続パッド又はその下層側の該半導体素子の該両面露呈導電性接続部材とを電気的に接続する介在手段が配設されており、該半導体素子の表面に配設された該電極は該両面露呈導電性接続部材及び該介在手段を介して該基板に配設された該導電性接続パッドに電気的に接続されている、ことを特徴とする半導体装置が提供される。
【０００７】
好適には、該絶縁性接着フィルムの該介在手段は、表面及び裏面の双方に露呈した両面露呈導電性介在部材手段を含んでおり、そして更に該絶縁性接着フィルムの該介在手段は、更に、表面にのみ露呈した表面露呈導電性介在部材と、該表面露呈導電性介在部材と該両面露呈導電性介在部材とを接続する導電性配線とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体装置においては、各半導体素子の電極と基板の導電性接続パッドとが、各半導体素子に配設された両面露呈導電性接続部材及び絶縁性接着フィルムに配設された介在手段を介して電気的に接続され、それ故にワイヤーボンディング方式を採用する必要性が回避され、ワイヤーボンディング方式の採用に起因する上述したとおりの問題が存在しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された半導体装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２を参照して説明すると、図示の半導体装置は、漸次に積層された基板２、絶縁性接着フィルム４、半導体素子６、絶縁性接着フィルム８、半導体素子１０、絶縁性接着フィルム１２及び半導体素子１４を具備している。
【００１１】
基板２の表面には１０個の導電性接続パッド１６ａ乃至１６Ｊが配設されている。また、パッド１６ａ乃至１６ｊの各々から外方に延出しているリード１８ａ乃至１８ｊも配設されている。
【００１２】
基板２と半導体素子６との間に介在せしめられ、基板２と半導体素子６とを相互に接合しているフィルム４には、基板２の表面に配設されているパッド１６ａ乃至１６ｊに夫々対応して、１０個の両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊが配設されている。後の説明から明確に理解される如く、両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊは、フィルム４の上層側の半導体素子６と下層側の基板２との間の電気的接続介在手段を構成する。両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊは、フィルム４を厚さ方向に貫通しており、それらの上面はフィルム４の表面に露呈し、それらの下面はフィルム４の裏面に露呈している。従って、両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊは、夫々、基板２に配設されているパッド１６ａ乃至１６ｊに電気的に接続されている。
【００１３】
半導体素子６には、その表面に６個の電極２２ａ乃至２２ｆが配設されている。半導体素子６には、更に、フィルム４に配設されている両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊに夫々対応して、１０個の両面露呈導電性接続部材２４ａ乃至２４ｊも配設されている。電極２２ａ乃至２２ｆは、夫々、両面露呈導電性接続部材２４ａ乃至２４ｆに電気的に接続されている。両面露呈導電性接続部材２４ａ乃至２４ｊは、半導体素子６を厚さ方向に貫通しており、それらの上面は半導体素子６の表面に露呈し、それらの下面は半導体素子６の下面に露呈している。従って、両面露呈導電性接続部材２４ａ乃至２４ｊは、夫々、フィルム４の両面露呈導電性介在部材２０ａ乃至２０ｊに電気的に接続させている。
【００１４】
半導体素子６と半導体素子１０との間に介在せしめられ、半導体素子６と半導体素子１０とを相互に接合しているフィルム８には、７個の両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ及び２６ｉと共に、３個の表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊが配設されている。両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ及び２６ｉは、フィルム８を厚さ方向に貫通しており、それらの上面はフィルム８の表面に露呈し、それらの下面はフィルム８の裏面に露呈している。従って、両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ及び２６ｉは、半導体素子６の両面露呈導電性接続部材２４ａ、２４ｃ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ、２４ｈ及び２４ｉに電気的に接続されている。一方、３個の表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊはフィルム８の表面にのみ配設されており、フィルム８の表面には露呈しているが裏面には露呈していない。従って、表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊは、半導体素子６の両面露呈導電性接続部材２４ｂ、２４ｄ及び２４ｊには電気的に接続されていない。フィルム８の表面には、更に、表面露呈導電性介在部材２８ｂと両面露呈導電性介在部材２６ｈとを電気的に接続する導電性配線３０、表面露呈導電性介在部材２８ｄと両面露呈導電性介在部材２６ｉとを電気的に接続する導電性配線３２、及び表面露呈導電性介在部材２８ｊと両面露呈導電性介在部材２６ｆとを電気的に接続する導電性配線３４も配設されている。フィルム８に形成されている両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ及び２６ｉ、表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊ及び導電性配線３０、３２及び３４は、フィルム８の上層側の半導体素子１０と下層側の半導体素子６との電気的接続介在手段を構成する。
【００１５】
半導体素子１０には、その表面に６個の電極３６ａ乃至３６ｆが配設されている。半導体素子１０には、更に、フィルム８に配設されている両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ及び２６ｈ並びに表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊに夫々対応して、９個の両面露呈導電性接続部材３８ａ乃至３８ｈ及び３８ｊも配設されている。電極３６ａ乃至３６ｆは、夫々、両面露呈導電性接続部材３８ａ乃至３８ｆに電気的に接続されている。両面露呈導電性接続部材３８ａ乃至３８ｈ及び３８ｊは、半導体素子１０を厚さ方向に貫通しており、それらの上面は半導体素子１０の表面に露呈し、それらの下面は半導体素子１０の下面に露呈している。従って、両面露呈導電性接続部材３８ａ乃至３８ｈ及び３８ｊは、夫々、フィルム８の両面露呈導電性介在部材２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、及び２６ｈ並びに表面露呈導電性介在部材２８ｂ、２８ｄ及び２８ｊに電気的に接続させている。
【００１６】
半導体素子１０と半導体素子１４との間に介在せしめられ、半導体素子１０と半導体素子１４とを相互に接合しているフィルム１２には、６個の両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｈ及び４０ｊと共に、３個の表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃが配設されている。両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｈ及び４０ｊは、フィルム１２を厚さ方向に貫通しており、それらの上面はフィルム１２の表面に露呈し、それらの下面はフィルム１２の裏面に露呈している。従って、両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｈ及び４０ｊは、半導体素子１０の両面露呈導電性接続部材３８ｄ乃至３８ｈ及び３８ｊに電気的に接続されている。一方、３個の表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃはフィルム１２の表面にのみ配設されており、フィルム１２の表面には露呈しているが裏面には露呈していない。従って、表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃは、半導体素子１０の両面露呈導電性接続部材３８ａ乃至３８ｃには電気的に接続されていない。フィルム１２の表面には、更に、表面露呈導電性介在部材４２ａと両面露呈導電性介在部材４０ｇとを電気的に接続する導電性配線４４、表面露呈導電性介在部材４２ｂと両面露呈導電性介在部材４０ｊとを電気的に接続する導電性配線４６、及び表面露呈導電性介在部材４２ｃと両面露呈導電性介在部材４０ｈとを電気的に接続する導電性配線４８も配設されている。フィルム１２に形成されている両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｈ及び４０ｊ、表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃ及び導電性配線４４、４６及び４８は、フィルム１２の上層側の半導体素子１４と下層側の半導体素子１０との間の電気的接続介在手段を構成する。
【００１７】
半導体素子１４には、その表面に６個の電極５０ａ乃至５０ｆが配設されている。半導体素子１４には、更に、フィルム１２に配設されている表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃ及び両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｆに夫々対応して、６個の両面露呈導電性接続部材５２ａ乃至５２ｆも配設されている。電極５０ａ乃至５０ｆは、夫々、両面露呈導電性接続部材５２ａ乃至５２ｆに電気的に接続されている。両面露呈導電性接続部材５２ａ乃至５２ｆは、半導体素子１４を厚さ方向に貫通しており、それらの上面は半導体素子１４の表面に露呈し、それらの下面は半導体素子１４の下面に露呈している。従って、両面露呈導電性接続部材５２ａ乃至５２ｆは、夫々、フィルム１２の表面露呈導電性介在部材４２ａ乃至４２ｃ及び両面露呈導電性介在部材４０ｄ乃至４０ｆに電気的に接続させている。
【００１８】
上述したとおりであるので、図示の半導体装置においては、基板２のパッド１６ａには半導体素子６の電極２２ａ及び半導体素子１０の電極２６ａが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｂには半導体素子６の電極２２ｂ、半導体素子１０の電極２６ｂ及び半導体素子１４の電極５０ｃが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｃには半導体素子６の電極２２ｃ及び半導体素子１０の電極２６ｃが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｄには半導体素子６の電極２２ｄが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｅには半導体素子６の電極２２ｅ、半導体素子１０の電極２６ｅ及び半導体素子１４の電極５０ｅが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｆには半導体素子６の電極２２ｆ及び半導体素子１４の電極５０ｂが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｇには半導体素子１４の電極５０ａが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｈには半導体素子１０の電極２６ｂが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｉには半導体素子１０の電極２６ｆ及び半導体素子１４の電極５０ｄが電気的に接続され、基板２のパッド１６ｊには半導体素子１０の電極２６ｆ及び半導体素子１４の電極５０ｆが電気的に接続される。基板２のパッド１６ａ乃至１６ｊに半導体素子６、８及び１０の電極２２ａ乃至２２ｆ、２６ａ乃至２６ｆ及び５０ａ乃至５０ｆを電気的に接続するためにワイヤーボンディング方式を採用する必要はない。半導体装置には、図１に二点鎖線で図示する如く、必要に応じて封止樹脂５４を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従って構成された半導体装置の斜面図。
【図２】図１に示す半導体装置の分解斜面図。
【符号の説明】
【００２０】
２：基板
４、８、１２：絶縁性接着フィルム
６、１０，１４：半導体素子
２０ａ乃至２０ｊ：両面露呈導電性介在部材（介在手段）
２２ａ乃至２２ｆ：電極
２４ａ乃至２４ｊ：両面露呈導電性接続部材
２６ａ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ、２６ｉ：表面露呈導電性介在部
材
２８ｂ、２８ｄ、２８ｊ：表面露呈導電性介在部材（介在手段）
３０、３２、３４：配線（介在手段）
３６ａ乃至３６ｆ：電極
３８ａ乃至３８ｆ：両面露呈導電性接続部材
４０ｄ乃至４０ｈ、４０ｊ：両面露呈導電性介在部材（介在手段）
４２ａ乃至４２ｃ：表面露呈導電性介在部材
４４、４６、４８：配線（介在手段）
５０ａ乃至５０ｆ：電極
５２ａ乃至５２ｆ：両面露呈導電性接続部材
５４：封止樹脂
【図１】
2009164418.tif 000003
【図２】
2009164418.tif 000004