(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路および前記集積回路と外部との間で複数のバンプを介して信号の授受を行う複数のチップ電極が形成された半導体チップを有する半導体装置であって、前記チップ電極が、前記半導体チップとサイズの異なる他の半導体チップに形成されたチップ電極と、前記各半導体チップの中心点を基準に全体的に連続する同一の升目形状および同一のピッチに形成され、これら複数のチップ電極それぞれの上に前記バンプが形成され、前記半導体チップのバンプは、一主面に形成されたリードと前記リードに接続され前記一主面と対向する他の主面まで伸びるスルーホール配線とを有する樹脂基板の前記リードに接続され、前記スルーホール配線は、樹脂基板の前記一主面から前記他の主面まで一直線上に伸びており、さらに前記樹脂基板の前記他の主面には前記スルーホール配線と接続される複数のバンプが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、前記チップ電極はアルミニウムで形成されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体チップおよびそれを用いた半導体装置に関し、特に、半導体チップに形成されたチップ電極のレイアウトに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の多機能化に伴ってそれに用いられる半導体チップはますます多品種になり、チップサイズも多種多様となっている。そして、チップ外周に沿って形成されている場合、半導体チップ９０，１００のサイズが異なればそれぞれのチップ電極９１，１０１のレイアウトはピッチおよびサイズともに異なっている（図９）。
【０００３】
なお、半導体チップのチップ電極のレイアウトについて詳しく記載している例としては、たとえば、日刊工業新聞社発行、「ＣＭＯＳデバイスハンドブック」（昭和62年 9月29日発行）、P482〜P486がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにチップ電極のレイアウトが区々であることから、半導体チップが搭載されるリードフレームなどのチップ接続材はこれに合わせて多くのパターンを用意する必要がある。したがって、半導体チップの種類が増加するに比例してチップ接続材の種類も増加し、標準化を行うことが困難になる。
【０００５】
これでは、チップ接続材一つ当たりのコストが上昇し、延いてはこのチップ接続材を用いた半導体装置自体のコストアップを招来することになる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、異なるチップサイズの半導体チップを相互に共通のチップ接続材を適用することのできる技術を提供することにある。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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、次のとおりである。
【０００９】
すなわち、本発明の半導体装置は、集積回路および前記集積回路と外部との間で複数のバンプを介して信号の授受を行う複数のチップ電極が形成された半導体チップを有する半導体装置であって、前記チップ電極が、前記半導体チップとサイズの異なる他の半導体チップに形成されたチップ電極と、前記各半導体チップの中心点を基準に全体的に連続する同一の升目形状および同一のピッチに形成され、これら複数のチップ電極それぞれの上に前記バンプが形成され、前記半導体チップのバンプは、一主面に形成されたリードと、前記リードに接続され前記一主面と対向する他の主面まで伸びるスルーホール配線とを有する樹脂基板の前記リードに接続され、前記スルーホール配線は、樹脂基板の前記一主面から前記他の主面まで一直線上に伸びており、さらに前記樹脂基板の前記他の主面には前記スルーホール配線と接続される複数のバンプが設けられているものである。
【００１０】
本発明の半導体装置に用いられる半導体チップはバンプを介したフリップチップ接続またはボンディングワイヤを介したワイヤ接続により電気的に接続することができる。チップ電極はアルミニウムで形成することができる。
【００１２】
上記した手段によれば、相互にサイズの異なる半導体チップに形成されたチップ電極を同じ配置としているので、異なるチップサイズの半導体チップに対して共通のチップ接続材を適用することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態である半導体チップを示す平面図、図２は図１の半導体チップを用いて構成された半導体装置を示す断面図、図３は図２の半導体装置を概略的に示す斜視図である。
【００１５】
図１（ａ）に示す場合において、所定の集積回路の形成された（Ｐx1×Ｐy1）サイズの半導体チップ１０には、集積回路と外部との間で信号の授受を行うためのたとえばＡｌ（アルミニウム）からなるチップ電極１１が中央寄りにおいて升目状に複数形成されている。このチップ電極１１は、横方向にはＡ1,Ａ2,・・・Ａn のピッチで、縦方向にはＢ1,Ｂ2,・・・Ｂn のピッチでそれぞれ配置されている。
【００１６】
これに対し、図１（ｂ）に示す場合において、半導体チップ２０は図１（ａ）よりも小さい（Ｐx2×Ｐy2）サイズを有している。しかしながら、半導体チップ２０のチップ電極２１は半導体チップ１０のそれと同じ配置となっている。つまり、図１（ａ）に示す場合と同じように、チップ電極２１はチップ中央寄りにその外形に対応した升目状に配列され、横方向にＡ1,Ａ2,・・・Ａn の、縦方向にＢ1,Ｂ2,・・・Ｂn のピッチをもって形成され、さらにチップ電極１１と同一のサイズとなっている。但し、電極サイズは相互に異なっていてもよい。
【００１７】
このように半導体チップ１０のチップ電極１１と半導体チップ２０のチップ電極２１とが半導体チップの中心点を基準にして相互に同一のレイアウト形状および同一のピッチで形成されているので、図１（ａ),（ｂ）中の二点鎖線で示すようにチップサイズは異なっていてもそれぞれのチップ電極１１，２１は位置的に完全に一致することになる。
【００１８】
図１（ａ）の半導体チップ１０が用いられた半導体装置１ａを図２（ａ）および図３（ａ）に、図１（ｂ）の半導体チップ２０が用いられた半導体装置１ｂを図２（ｂ）および図３（ｂ）にそれぞれ示す。なお、便宜上、図３においてモールド封止部分は省略されている。また、図示する場合には、ＢＧＡ（Ball Grid Array)タイプの半導体装置１ａ，１ｂであるが、たとえばＣＳＰ（Chip Size Package)など他のタイプの半導体装置であってもよい。
【００１９】
図２（ａ）および図３（ａ）に示す半導体装置１ａでは、接着樹脂２８によって半導体チップ１０がパッケージ基板３に搭載されて熱硬化性の樹脂４でモールド封止されており、パッケージ基板３に設けられたバンプ５を介して半導体チップ１０とプリント基板とが電気的に接続される。
【００２０】
たとえばエポキシ樹脂で形成されたパッケージ基板３の一方面にはたとえばＣｕ（銅）によるリード（チップ接続材）６が形成されており、このリード６はパッケージ基板３を貫通して形成されたスルーホール７内の導電性を有するコンタクトメタル８を介して他方面の全域にわたって設けられたたとえばＰｂ／Ｓｎ（鉛／スズ）からなるバンプ５と電気的に接続されている。そして、半導体チップ２はバンプ２９により前記したリード６とフリップチップ接続されている。したがって、このような半導体装置１ａが実装されれば、半導体チップ２はバンプ２９、リード６、コンタクトメタル８およびバンプ５を介してプリント基板と電気的に接続される。パッケージ基板３の両面はバンプ５を残して絶縁性の保護マスク１５が被着されており、装置内部を外的雰囲気から遮断している。
【００２１】
半導体チップ２０が封止された図２（ｂ）、図３（ｂ）の半導体装置１ｂも、このような半導体装置１ａと同様な構造を有している。
【００２２】
なお、実施の形態２に示す場合を含め、チップ接続材としてのリード６はパッケージ基板３に印刷されているものであるが、板状金属を打ち抜いたりエッチングして形成されるリードフレームを適用してもよい。
【００２３】
ここで、前述のように、半導体チップ１０と半導体チップ２０とは、そのチップサイズが異なっているもののチップ電極１１，２１は半導体チップの中心点を基準に一致する配置となっている。したがって、図３（ａ),（ｂ）に示すように、相互に同一の位置でバンプ接続することが可能になる。
【００２４】
このように、相互にサイズの異なる半導体チップ１０，２０に形成されたチップ電極１１，２１を同一のレイアウト形状、同一のピッチとすることにより、異なるチップサイズの半導体チップ１０，２０に対して同一のフリップチップ接続を行うことが可能になる。したがって、種々の仕様の半導体チップ１０，２０のバンプ位置にあわせたパッケージ基板３を用意する必要がなくなってその標準化を図ることができ、半導体装置１ａ，１ｂのコスト低減を図ることが可能になる。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は本発明の他の実施の形態である半導体チップを用いて構成された半導体装置を示す断面図、図５は図４の要部を破断して示す斜視図である。
【００２６】
図示する場合において、図４（ａ）および図５（ａ）には前述した図１（ａ）の半導体チップ１０が、図４（ｂ）および図５（ｂ）には図１（ｂ）の半導体チップ２０がそれぞれ搭載される。
【００２７】
本実施の形態においても、半導体チップ１０がパッケージ基板３に搭載されて熱硬化性の樹脂４でモールド封止されており、バンプ５を介して半導体チップ１０とプリント基板とが電気的に接続される。
【００２８】
そして、半導体チップ２はボンディングワイヤ９によりリード６とワイヤ接続されている。なお、半導体チップ２０が封止された図４（ｂ）、図５（ｂ）の半導体装置１ｂも半導体装置１ａと同様な構造である。
【００２９】
このように、半導体チップとリード６とをワイヤ接続した場合には、図５（ａ),（ｂ）に示すように、リード６のボンディング位置からそれぞれのチップ電極１１，２１までの距離は相互に等しくなり、相互に同一のボンディングパターンで接続することが可能になる。なお、ＴＡＢのようにリードを直接接続する場合には、半導体チップ１０と半導体チップ２０とに用いられるリードが同一形状のものになる。
【００３０】
したがって、異なるチップサイズの半導体チップ１０，２０に対して共通のチップ接続材を適用することが可能になり、種々の仕様の半導体チップ１０，２０にあわせて個々に用意する必要がなくなってその標準化を図ることができる。これにより、チップ接続材のコント数を最小限に抑えることでコストアップを抑えることができ、このチップ接続材を用いた半導体装置１ａ，１ｂのコスト低減を図ることが可能になる。
【００３１】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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言うまでもない。
【００３２】
たとえば、本実施の形態においては、チップ電極１１，２１は半導体チップ１０，２０の中央寄りにおいて、チップ外形と平行の四角形をなすように形成されているが、これに限定されるものではない。つまり、図６の半導体チップ３０，４０に示すように、チップ電極１１，２１の配列形状を９０°回転させたチップ電極３１，４１の配列形状としたり、図７の半導体チップ５０，６０に示すように、チップ電極１１，２１の配列形状から中央部を取り去ったチップ電極５１，６１の配列形状、あるいは、図８の半導体チップ７０，８０に示すように、十文字型のチップ電極７１，８１の配列形状とすることなどが考えられる。
【００３３】
さらに、以上の説明では、主として本発明者によってなされた発明をＢＧＡに適用した場合について説明したが、既に述べたように、他の種々の形態の半導体装置に適用することが可能である。特に、ＴＡＢ、ＫＧＤ、ＣＳＰなど小型パッケージの標準化、およびチップ接続材の標準化に有利である。
【００３４】
【発明の効果】
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以下のとおりである。
【００３５】
(1).本発明によれば、半導体チップをフリップチップ接続した場合、異なるチップサイズの半導体チップに対して同一のフリップチップ接続を行うことが可能になる。したがって、種々の仕様の半導体チップのバンプ位置にあわせたチップ接続材を有するパッケージ基板を用意する必要がなくなってその標準化を図ることができる。
【００３６】
(2).また、本発明によれば、半導体チップをワイヤ接続した場合、異なるチップサイズの半導体チップに対して共通のサイズのチップ接続材を適用することが可能になる。したがって、種々の仕様の半導体チップにあわせて異なるサイズのチップ接続材を用意する必要がなくなってその標準化を図ることができる。
【００３７】
(3).前記した(1) および(2) により、チップ接続材のコント数を最小限に抑えることでコストアップを抑えることができ、延いてはチップ接続材を用いた半導体装置のコスト低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ),（ｂ）は本発明の一実施の形態である半導体チップを示す平面図である。
【図２】（ａ),（ｂ）は図１の半導体チップを用いて構成された半導体装置を示す断面図である。
【図３】（ａ),（ｂ）は図２の半導体装置の概略を示す斜視図である。
【図４】（ａ),（ｂ）は本発明の実施の形態２による半導体装置を示す断面図である。
【図５】（ａ),（ｂ）は図４の要部を破断して示す斜視図である。
【図６】（ａ),（ｂ）は本発明の一変形例である半導体チップを示す平面図である。
【図７】（ａ),（ｂ）は本発明の他の変形例である半導体チップを示す平面図である。
【図８】（ａ),（ｂ）は本発明のさらに他の変形例である半導体チップを示す平面図である。
【図９】（ａ),（ｂ）は本発明者が検討対象とした半導体チップを示す平面図である。
【符号の説明】
１ａ  半導体装置
１ｂ  半導体装置
２    半導体チップ
３    パッケージ基板
４    樹脂
５    バンプ
６    リード（チップ接続材）
７    スルーホール
８    コンタクトメタル
９    ボンディングワイヤ
１０  半導体チップ
１１  チップ電極
１５  保護マスク
２０  半導体チップ
２１  チップ電極
２８  接着樹脂
２９  バンプ
３０  半導体チップ
３１  チップ電極
４０  半導体チップ
４１  チップ電極
５０  半導体チップ
５１  チップ電極
６０  半導体チップ
６１  チップ電極
７０  半導体チップ
７１  チップ電極
８０  半導体チップ
８１  チップ電極
９０  半導体チップ
９１  チップ電極
１００  半導体チップ
１０１  チップ電極
【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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