專利名稱：半導(dǎo)體裝置和采用其的半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置和采用該半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體模塊。
技術(shù)背景為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化和高密度安裝化，在一個(gè)封裝內(nèi)層疊多個(gè)半導(dǎo)體元件進(jìn)行密封的疊層型多芯片封裝已經(jīng)實(shí)用化了 。在疊層型多芯片封裝中，在具有外部連接端子的電路基板、引線框架等的電路基材上順序?qū)盈B多個(gè)半導(dǎo)體元件。在多個(gè)半導(dǎo)體元件和電路基材的連接中適用引線接合時(shí)，為了使半導(dǎo)體元件能夠與金屬引線連接，在面朝上的狀態(tài)下層疊 半導(dǎo)體元件。在現(xiàn)有的層疊型多芯片封裝中，必然要將與最上部的半導(dǎo)體元件連接 的金屬引線配置為通過(guò)超過(guò)多個(gè)半導(dǎo)體元件的層疊厚度的部分。用樹脂密 封具有這樣的疊層結(jié)構(gòu)和引線布線形狀的多個(gè)半導(dǎo)體元件時(shí)，需要使密封 樹脂的厚度僅按引線布線向最上部的半導(dǎo)體元件的形狀的量加厚。這樣， 在現(xiàn)有的疊層型多芯片封裝中，引線布線對(duì)于最上部的半導(dǎo)體元件的形狀 成為使封裝厚度加厚的原因。在特開2001 - 036000號(hào)公報(bào)中，記載了配置2個(gè)半導(dǎo)體元件以使各自 的焊盤形成面彼此相對(duì)的半導(dǎo)體封裝。但是，其中在半導(dǎo)體元件的接合焊盤形成面上形成絕緣層，還在絕緣層的表面上形成金屬布線，用焊料球在 這些金屬布線之間連接。因此，不能使半導(dǎo)體封裝本身的厚度足夠薄。而且，安裝板和半導(dǎo)體封裝的連接通過(guò)在2個(gè)半導(dǎo)體元件之間的間隙中配置 接合引線來(lái)實(shí)施。這一點(diǎn)也使半導(dǎo)體封裝的厚度有變厚的傾向。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的半導(dǎo)體裝置包括電路基板，其包括具有第 1連接焊盤的第1主表面、具有第2連接焊盤并在所述第1主表面相反側(cè) 的第2主表面、以貫通所迷第1連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第1開口部、 和以貫通所述第2連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第2開口部；第1半導(dǎo)體 元件，其裝載在所述電路基板的所述第1主表面上，具有在所迷第2開口 部?jī)?nèi)露出的第l電極焊盤；笫2半導(dǎo)體元件，其裝載在所述電路M的所 述第2主表面上，具有在所述第1開口部?jī)?nèi)露出的第2電極焊盤；第l連 接部件，其以電連接所述第1連接焊盤和所述第2電極焊盤的方式，通過(guò) 所述第1開口部配置；笫2連接部件，其以電連接所述第2連接焊盤和所 述第l電極焊盤的方式，通過(guò)所述第2開口部配置；以及密封部，其與所 述第1及第2連接部件和所述電路基板的一部分一起密封所述第1和第2 半導(dǎo)體元件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面的半導(dǎo)體裝置包括電路基板，其包括具有第 1連接焊盤的第1主表面、具有第2連接焊盤并在所述第1主表面相反側(cè) 的第2主表面、以貫通所述第l連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第l開口部、 和以貫通所述第2連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第2開口部；第l元件組， 其包括具有電極焊盤的多個(gè)半導(dǎo)體元件，所述多個(gè)半導(dǎo)體元件以所迷電極 焊盤在所述第2開口部?jī)?nèi)露出的方式，階梯狀地層疊在所述電路基板的所 述第l主表面上；第2元件組，其包括具有電極焊盤的多個(gè)半導(dǎo)體元件， 所述多個(gè)半導(dǎo)體元件以所迷電極焊盤在所迷笫1開口部?jī)?nèi)露出的方式，階 梯狀地層疊在所述電路基板的所述第2主表面上；第1連接部件，其以電 連接所述第1連接焊盤和構(gòu)成所述第2元件組的所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的所述電極焊盤的方式，通過(guò)所述第l開口部配置；第2連接部件，其以電連 接所述第2連接焊盤和構(gòu)成所述第1元件組的所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的所述 電極焊盤的方式，通過(guò)所述笫2開口部配置；以及密封部，其與所迷第1 及笫2連接部件和所述電路基板的一部分一起密封所述第1和第2元件組。 根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)方面的半導(dǎo)體模塊包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方 面的半導(dǎo)體裝置，層疊所述多個(gè)半導(dǎo)體裝置。


圖l是示出才艮據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖2是圖1中示出的半導(dǎo)體裝置的平面圖。 圖3是圖1中示出的半導(dǎo)體裝置的背面圖。圖4是示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中采用的M面板的平面圖。圖5A到圖5C是放大示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中在電路基板的第 1主表面上裝載半導(dǎo)體元件的階段的圖。圖6A到圖6C是放大示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中在電路基板的笫 2主表面上裝載半導(dǎo)體元件的階段的圖。圖7A和圖7B是放大示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中引線接合階段的圖8是示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中在14SL面板的裝置形成區(qū)域中 安裝半導(dǎo)體元件的狀態(tài)的平面圖。圖9是示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中對(duì)基板面板的裝置形成區(qū)域進(jìn) 行樹脂密封的狀態(tài)的平面圖。圖10是示出在半導(dǎo)體裝置的制造工序中在基板面板的裝置形成區(qū)域 中形成外部連接端子的狀態(tài)的平面圖。圖ll是示出根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。圖12是示出在安裝板的表面和背面兩面上多聯(lián)安裝了圖11中示出的 半導(dǎo)體模塊的模塊結(jié)構(gòu)的平面圖。圖13是圖12中示出的模塊結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照

實(shí)施本發(fā)明的方式。圖1、圖2和圖3是示出根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)的圖。圖l是其剖面圖、圖2是平面 圖，圖3是背面圖。在這些圖中示出的半導(dǎo)體裝置1包括可以兩面安裝的 電路基板2。電路基板2是在例如樹脂基板、陶資141、玻璃基板等的絕 緣基板、半導(dǎo)體a等的內(nèi)部、表面等上設(shè)置了布線網(wǎng)(未圖示)的電路 基板。作為電路基板2的代表例，可列舉使用了玻璃環(huán)氧樹脂、BT樹脂(馬 來(lái)酰亞胺.三溱樹脂)等的印刷布線^。電路基板2包括作為第1元件裝載面的第1主表面(A面)2a、在第 l主表面2a相反側(cè)的作為第2元件裝載面的第2主表面(B表面)2b。第 1主表面2a的中央部附近是元件裝載區(qū)域。同樣地，第2主表面2b的中 央部附近是元件裝載區(qū)域。這樣，電路基板2的表面和背面兩面都可以裝 載半導(dǎo)體元件，具有與半導(dǎo)體元件的兩面安裝相對(duì)應(yīng)的布線網(wǎng)。而且，在電路基板2的第l和笫2主表面2a、 2b上分別設(shè)置外部連接 用連接盤(land)3、 4。這些連接盤3、 4形成在除了通過(guò)后述的密封部進(jìn) 行密封的區(qū)域之外的外側(cè)區(qū)域上。分別沿電路基板2相對(duì)的兩邊(外形邊) 設(shè)置。在第2主表面2b —側(cè)的連接盤4上設(shè)置焊料凸起等外部連接端子5。 此外，多級(jí)層疊半導(dǎo)體裝置1而沒(méi)有模塊化時(shí)，也可以不需要第l主表面 2a —側(cè)的連接盤3。在電路M 2的第1主表面2a上設(shè)置至少一部分通過(guò)布線網(wǎng)與連接盤 3、 4電連接的第1連接焊盤6。第1連接焊盤6設(shè)置在第1主表面2a的元 件裝載區(qū)域與電路基板2相對(duì)的兩個(gè)外形邊中的一個(gè)邊(第l外形邊)之 間?；境芍本€狀地排列第1連接焊盤6，以使其與電路基板2的第1外 形邊平行。第1連接焊盤6如后所述，在對(duì)第2半導(dǎo)體元件等進(jìn)行引線接 合時(shí)起連接部的作用。在電路基板2的第2主表面2b上設(shè)置至少一部分通過(guò)布線網(wǎng)與連接盤 3、 4電連接的第2連接焊盤7。笫2連接焊盤7設(shè)置在第2主表面2b的元9件裝載區(qū)域與電路基板2相對(duì)的兩個(gè)外形邊中的另一個(gè)邊(第2外形邊) 之間?；境芍本€狀地排列第2連接焊盤7，以使其與電路基板2的第2 外形邊平行。第2連接焊盤7如后所述，在對(duì)第l半導(dǎo)體元件等進(jìn)行引線 接合時(shí)起連接部的作用。電路基板2具有貫通笫1連接焊盤6附近的第1開口部8和貫通笫2 連接焊盤7附近的第2開口部9。第l開口部8設(shè)置在電路基板2的笫1 外形邊與第1連接焊盤6的形成區(qū)域之間，具有沿第1連接焊盤6的排列 方向的長(zhǎng)形。笫2開口部9設(shè)置在電路基板2的第2外形邊與第2連接焊 盤7的形成區(qū)域之間，具有沿第2連接焊盤7的排列方向的長(zhǎng)形。這些開 口部8、 9如后所述，作為電連接電路基板2和半導(dǎo)體元件的連接部件的設(shè) 置區(qū)域。在電路M 2的第1主表面2a上通過(guò)第1粘結(jié)材料層11粘結(jié)第1半 導(dǎo)體元件10。第1半導(dǎo)體元件10具有設(shè)置在與含晶體管的集成電路的形 成面相同面上的第1電極焊盤12。第1電極焊盤12沿第1半導(dǎo)體元件10 的一邊基本成一列排列。即，第1半導(dǎo)體元件10具有單側(cè)焊盤結(jié)構(gòu)。而且， 第1半導(dǎo)體元件10，以具有第1電極焊盤12的電極形成面與第1主表面 (上表面)2a相對(duì)的方式，以面向下的狀態(tài)裝載在電路基板2的第l主表 面2a上。將第l半導(dǎo)體元件IO設(shè)置為沿第1電極焊盤12的形成區(qū)域的邊(焊 盤排列邊)在第2開口部9一側(cè)。而且，將第1半導(dǎo)體元件10設(shè)置為第1 電極焊盤12在第2開口部9內(nèi)露出。由此，防止相對(duì)于第1主表面(上表 面)2a以面向下狀態(tài)設(shè)置的第1半導(dǎo)體元件10的電極焊盤12被電路基板 2所覆蓋。在第2開口部9內(nèi)露出的第1電極焊盤12使第l半導(dǎo)體元件10 的電極形成面與笫l主表面(上表面)2a相對(duì)之后，可以進(jìn)行引線接合等。在電路基板2的第2主表面2b上通過(guò)第2粘結(jié)材料層14粘結(jié)第2半 導(dǎo)體元件13。第2半導(dǎo)體元件13具有設(shè)置在與含晶體管的集成電路的形 成面相同面上的笫2電極焊盤15。第2電極焊盤15沿第2半導(dǎo)體元件13 的一邊基本成一列排列。第2半導(dǎo)體元件13與第1半導(dǎo)體元件10同樣也具有單側(cè)焊盤結(jié)構(gòu)。而且，第2半導(dǎo)體元件13，以具有第2電極焊盤15 的電極形成面與第2主表面(上表面)2b相對(duì)的方式，以面向上的狀態(tài)裝 載在電路基板2的第2主表面2b上。將第2半導(dǎo)體元件13設(shè)置為沿第2電極焊盤15的形成區(qū)域的邊(焊 盤排列邊)在笫1開口部8—側(cè)。而且，將第2半導(dǎo)體元件13設(shè)置為第2 電極焊盤15在第l開口部8內(nèi)露出。由此，防止相對(duì)于第2主表面(下表 面)2b以面向上狀態(tài)設(shè)置的第2半導(dǎo)體元件13的電極焊盤15被電路J4！ 2所覆蓋。在第1開口部8內(nèi)露出的第2電極焊盤15使第2半導(dǎo)體元件13 的電極形成面與第2主表面(下表面)2b相對(duì)之后，可以進(jìn)行引線接合等。這樣，將笫1半導(dǎo)體元件10和第2半導(dǎo)體元件13設(shè)置為各自的電極 形成面通過(guò)電路基板2相對(duì)，并且各自的焊盤排列邊的設(shè)置成相反的方向 (相對(duì)于電路M2的表面方向相反側(cè))。而且，使第1電極焊盤12在第 2開口部9內(nèi)露出，并且使第2電極焊盤15在第2開口部9相反側(cè)的第1 開口部8內(nèi)露出。由此，不用使密封厚度增加到通過(guò)電路基板2層疊的第 1和第2半導(dǎo)體元件10、 13的厚度以上，就可以連接電極焊盤12、 15和 電路基板2。而且，在第1半導(dǎo)體元件10上通過(guò)第3粘結(jié)材料層18粘結(jié)具有單側(cè) 排列結(jié)構(gòu)的第3電極焊盤16的第3半導(dǎo)體元件17。第3半導(dǎo)體元件17， 以其電極形成面與第i半導(dǎo)體元件10的電極形成面相反側(cè)的面(背面(圖 中是上面))相對(duì)的方式，以面向下的狀態(tài)在笫1半導(dǎo)體元件10上層疊。 這些半導(dǎo)體元件10、 17,以電極焊盤12、 16彼此接近的方式，方向一致 地層疊。第3半導(dǎo)體元件17,以第3電極焊盤16露出的方式，與第l半 導(dǎo)體元件10中心位置錯(cuò)開階梯狀地層疊。第3電極焊盤16與第1電極焊 盤12相同，在第2開口部9內(nèi)露出。第1半導(dǎo)體元件10和第3半導(dǎo)體元件17構(gòu)成裝栽在電路基板2的第 1主表面2a上的第1元件組。構(gòu)成笫1元件組的半導(dǎo)體元件的數(shù)量不限于 2個(gè)，也可以是3個(gè)或3個(gè)以上。第1元件組由多個(gè)半導(dǎo)體元件構(gòu)成。但 是，裝載在電路基板2的第1主表面2a上的半導(dǎo)體元件的數(shù)量可以是1個(gè)。圖1中示出的半導(dǎo)體裝置1可以具有在電路J4！ 2的第1主表面2a 上僅裝載第1半導(dǎo)體元件10的結(jié)構(gòu)。在第2半導(dǎo)體元件13上(立體看，在下側(cè))通過(guò)第4粘結(jié)材料層21 粘結(jié)具有單側(cè)排列結(jié)構(gòu)的第4電極焊盤19的第4半導(dǎo)體元件20。第4半 導(dǎo)體元件20，以其電極形成面與第2半導(dǎo)體元件13的電極形成面相反側(cè) 的面(背面(圖中是下面))相對(duì)的方式，以面向上的狀態(tài)在第2半導(dǎo)體 元件13上層疊。這些半導(dǎo)體元件13、 20，以電極焊盤15、 19彼此接近的 方式，方向一致地層疊。第4半導(dǎo)體元件20，以第4電極焊盤19露出的 方式，與第2半導(dǎo)體元件13中心位置錯(cuò)開階梯狀地層疊。第4電極焊盤 19與第2電極焊盤15相同，在第1開口部8內(nèi)露出。第2半導(dǎo)體元件13和第4半導(dǎo)體元件20構(gòu)成裝載在電路M 2的第 2主表面2b上的第2元件組。構(gòu)成第2元件組的半導(dǎo)體元件的數(shù)量不限于 2個(gè)，也可以是3個(gè)或3個(gè)以上。第2元件組由多個(gè)半導(dǎo)體元件構(gòu)成。但 是，裝載在電路M 2的第2主表面2b上的半導(dǎo)體元件的數(shù)量可以是1 個(gè)。圖1中示出的半導(dǎo)體裝置1可以具有在電路基板2的第2主表面2b 上僅裝載第2半導(dǎo)體元件13的結(jié)構(gòu)。在第1半導(dǎo)體元件10上層疊第3半導(dǎo)體元件17的3層疊層結(jié)構(gòu)、還 在第2半導(dǎo)體元件13上層疊第4半導(dǎo)體元件20的4層疊層結(jié)構(gòu)中，密封 層厚度與通過(guò)電路^12層疊的多個(gè)半導(dǎo)體元件(第l到第3半導(dǎo)體元件 10、 13、 17，或者第1到第4半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20)的厚度相同。 而且，能夠連接多個(gè)半導(dǎo)體元件的電極焊盤和電路基板2。對(duì)于第1到第4 半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20，例如適用如NAND型閃存的存儲(chǔ)器元件， 但是不限于此。第l開口部8提供在電路基板2的第l主表面2a上設(shè)置的第l連接焊 盤6與第2和第4半導(dǎo)體元件13、 20的電極焊盤15、 19的連接空間。在 第i開口部8中設(shè)置第1連接部件。笫1連接焊盤6與第2半導(dǎo)體元件13 的電極焊盤15通過(guò)經(jīng)由第l開口部8設(shè)置的笫l金屬引線(An引線等) 22電連接。第2電極焊盤15，通過(guò)利用第1開口部8，與在裝載有第2半導(dǎo)體元件13的電路基板2的第2主表面2b相反側(cè)的第1主表面2a上設(shè)置 的第l連接焊盤6通過(guò)第l金屬引線22電連接。第4半導(dǎo)體元件20的電極焊盤19也通過(guò)經(jīng)由第1開口部8設(shè)置的第 1金屬引線22與笫1連接焊盤6電連接。在第2電極焊盤15和第4電極 焊盤19的電特性、信號(hào)特性等相等的情形下，可以通過(guò)第1金屬引線22 順序連接第4電極焊盤19、第2電極焊盤15和第1連接焊盤6。該情形下 的金屬引線22可以通過(guò)分別實(shí)施引線接合工序進(jìn)行連接，也可以通過(guò)1 根金屬引線22順序連接第4電極悴盤19、第2電極焊盤15和第1連接焊 盤6。第2開口部9提供在電路基板2的第2主表面2b上設(shè)置的第2連接焊 盤7與第l和第3半導(dǎo)體元件10、 17的電極焊盤12、 16的連接空間。在 第2開口部9中設(shè)置第2連接部件。第2連接焊盤7與第1半導(dǎo)體元件10 的電極焊盤12通過(guò)經(jīng)由第2開口部9設(shè)置的第2金屬引線(Au引線等) 23電連接。第1電極焊盤12，通過(guò)利用第2開口部9，與在裝載有第l半 導(dǎo)體元件10的電路J412的第1主表面2a相反側(cè)的第2主表面2b上設(shè)置 的第2連接焊盤7通過(guò)第2金屬引線23電連接。第3半導(dǎo)體元件17的電極焊盤16也通過(guò)經(jīng)由第2開口部9設(shè)置的第 2金屬引線23與第2連接焊盤7電連接。在第1電極焊盤12和第3電極 焊盤16的電特性、信號(hào)特性等相等的情形下，可以通過(guò)笫2金屬引線23 順序連接第3電極焊盤16、第1電極焊盤12和第2連接焊盤7。該情形下 的金屬引線23可以通過(guò)分別實(shí)施引線接合工序進(jìn)行連接，也可以通過(guò)1 根金屬引線23順序連接第3電極焊盤16、第1電極焊盤12和第2連接焊 盤7。圖l和圖2中示出的半導(dǎo)體裝置1具有作為電連接電路基板2的連接 焊盤6、 7和半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20的電極焊盤12、 15、 16、 19的連 接部的金屬引線(接合引線)22、 23。連接部件不限于金屬引線。連接部 件也可以是金屬布線層等。即，連接焊盤6、 7和電極焊盤12、 15、 16、 19的電連接不限于引線接合，可以適用采用金屬布線層的連接結(jié)構(gòu)等。第1到第4半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20與第l和第2金屬引線22、 23、電路基板2等的一部分共同由環(huán)氧樹脂等的密封樹脂24密封。密封樹 脂24，以連接盤3、 4、外部連接端子5等露出的方式，在除了電路1412 的端子形成區(qū)域之外的區(qū)域上形成。由此構(gòu)成半導(dǎo)體裝置1。將密封樹脂 24形成為在電路基板2的第l主表面2a —側(cè)露出第3半導(dǎo)體元件17的背 面，在第2主表面2b—側(cè)露出笫4半導(dǎo)體元件20的背面。第3和第4半 導(dǎo)體元件13、 20的背面也不必必須露出，也可以由密封樹脂24覆蓋。如上所述，因?yàn)榈?和第2金屬引線22、 23分別設(shè)置在開口部8、 9 內(nèi)，所以能夠使密封樹脂24的厚度與通過(guò)電路a 2層疊的半導(dǎo)體元件 10、 13、 17、 20的厚度相同。從而，在通過(guò)引線接合等電連接層疊的半導(dǎo) 體元件IO、 13、 17、 20和電路基板2之后，能夠使密封樹脂24的厚度減 薄。通過(guò)使第3和笫4半導(dǎo)體元件13、 20的背面(構(gòu)成第l和第2元件組 的半導(dǎo)體元件中，分別位于最上級(jí)的半導(dǎo)體元件的背面)露出，使密封樹 脂24的厚度成為最小。因?yàn)槊芊鈽渲?4的厚度不受引線形狀的影響，因此可以根據(jù)電路J4！ 2的厚度和多個(gè)半導(dǎo)體元件的厚度的總厚度設(shè)定。從而，可以實(shí)現(xiàn)包括多 個(gè)半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20的半導(dǎo)體裝置1的小型'薄型化。在由密封 樹脂24覆蓋第3和第4半導(dǎo)體元件13、 20的背面的情形下，因?yàn)榭梢詫?密封樹脂24的厚度設(shè)定在可以覆蓋第3和第4半導(dǎo)體元件13、 20的范圍 內(nèi)，因此能夠抑制密封樹脂24的厚度的增加。從而，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置 1的薄型化。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置1例如如下所述來(lái)制作。參照?qǐng)D4到圖10 說(shuō)明半導(dǎo)體裝置l的制作工序。首先，如圖4所示，準(zhǔn)備具有連接盤3(4) 以及第1和第2開口部8、 9的電路基板2。其中，電路J412，在半導(dǎo)體 裝置1的制作工序中，作為具有多個(gè)裝置形成區(qū)域的基板面板(電路基板 面板)31提供。圖4示出了電路狄2的笫l主表面2a?；迕姘?1具有多個(gè)與1個(gè)電路H12 (和采用其的半導(dǎo)體裝置l) 相當(dāng)?shù)难b置形成區(qū)域32。其中，采用在縱向上連接多個(gè)三聯(lián)結(jié)構(gòu)的裝置形成區(qū)域32的基板面板31。雖然在圖4中省略了圖示，但是在電路1412 的表面和背面兩面上分別形成連接焊盤6、 7。接下來(lái)，如圖5和圖6所示，進(jìn)行半導(dǎo)體元件的安裝工序和連接工序。 圖5和圖6放大示出了基板面板31中的1個(gè)電路基板2(裝置形成區(qū)域32 )。 根據(jù)這些圖說(shuō)明半導(dǎo)體元件的裝載工序和連接工序。此外，實(shí)際的工序是 對(duì)于基板面板31的多個(gè)電路基板2 (裝置形成區(qū)域32 )順序進(jìn)行半導(dǎo)體元 件的安裝工序和連接工序。首先，如圖5A所示，在電路基板2 (裝置形成區(qū)域32)的第1主表 面2a的中央附近形成粘結(jié)材料層11。接下來(lái)，如圖5B所示，在電路M 2的第1主表面2a上通過(guò)粘結(jié)材料層11裝載第1半導(dǎo)體元件10。接下來(lái)， 如圖5C所示，在第1半導(dǎo)體元件10上層疊第3半導(dǎo)體元件17。第1和第 3半導(dǎo)體元件10、 17的方向一致，中心位置錯(cuò)開階梯狀地層疊。而且，將 第l和第3半導(dǎo)體元件10、 17設(shè)置為覆蓋第2開口部9。接下來(lái)，如圖6A所示，在電路基板2 (裝置形成區(qū)域32)的第2主 表面2b的中央附近形成粘結(jié)材料層14。接下來(lái)，如圖6B所示，在電路基 板2的第2主表面2b上通過(guò)粘結(jié)材料層14裝載笫2半導(dǎo)體元件13。接下 來(lái)，如圖6C所示，在第2半導(dǎo)體元件13上層疊第4半導(dǎo)體元件20。第2 和第4半導(dǎo)體元件13、 20的方向一致，中心位置錯(cuò)開階梯狀地層疊。而且， 將第2和第4半導(dǎo)體元件13、 20設(shè)置為覆蓋第l開口部8。接下來(lái)，如圖7A所示，對(duì)在電路14l2的第2主表面2b上裝載的第 2和第4半導(dǎo)體元件13、 20,從電路基板2的第1主表面2a —側(cè)通過(guò)第1 開口部8進(jìn)行引線接合工序。即，通過(guò)包括Au引線等的第l金屬引線(接 合引線)22電連接在電路基板2的第1主表面2a上設(shè)置的第1連接焊盤6 和在電路基板2的第2主表面2b上裝載的第2和第4半導(dǎo)體元件13、 20 的電極焊盤15、 19。接下來(lái)，如圖7B所示，倒置電路J412，對(duì)在第l主表面2a上裝載 的第1和第3半導(dǎo)體元件10、 17,從電路基板2的第2主表面2b —側(cè)通 過(guò)第2開口部9進(jìn)行引線接合工序。即，通過(guò)包括Au引線等的第2金屬引線(接合引線)23電連接在電路基板2的第2主表面2b上設(shè)置的第2 連接焊盤7和在電路基板2的第l主表面2a上裝載的第l和第3半導(dǎo)體元 件IO、 17的電極焊盤12、 16。在圖8中示出通過(guò)進(jìn)行圖5A到圖5C、圖6A到圖6C和圖7A到圖 7B中示出的各工序，在基敗面板31的裝置形成區(qū)域32 (電路基板2)上 分別裝載多個(gè)半導(dǎo)體元件(10、 13、 17、 20)的狀態(tài)。在圖8中，分別通 過(guò)金屬引線(22、23 )電連接在各裝置形成區(qū)域32上裝栽的半導(dǎo)體元件(10、 13、 17、 20)和電路基板2。接下來(lái)，如圖9所示，以將電路14l2的表面和背里兩面2a、 2b包括 起來(lái)進(jìn)行樹脂模制的方式，例如注射模制密封樹脂24。其中，將三聯(lián)結(jié)構(gòu) 的裝置形成區(qū)域32的表面和背面兩面包括起來(lái)進(jìn)行注射模制。從半導(dǎo)體裝 置1的厚度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將密封樹脂24形成為使最外層的半導(dǎo)體元件 17、 20的背面露出。但是，在提高半導(dǎo)體裝置l的可靠性方面，用密封樹 脂24覆蓋最外層的半導(dǎo)體元件17、 20的背面也是有效的。然后，如圖10所示，在電路基板2的第2主表面(背面)2b —側(cè)設(shè) 置的連接盤4上接合作為外部連接端子5的焊料球。然后，沿著各裝置形 成區(qū)域32切斷進(jìn)行了半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20的裝栽工序、用金屬引 線22、 23進(jìn)行連接的工序、用密封樹脂24進(jìn)行密封的工序、外部連接端 子5的形成工序的a面板31,制作單個(gè)化的半導(dǎo)體裝置1。上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置1能夠直接作為半導(dǎo)體封裝使用。該情形 下，電路基板2的厚度為100pm，各半導(dǎo)體元件10、 13、 17、 20的厚度 為60frni，各粘結(jié)材料層ll、 14、 18、 21的厚度為10jim時(shí)，密封樹脂24 的厚度可以為與各構(gòu)成要素的疊層厚度相當(dāng)?shù)?80nm。即使考慮外部連接 端子5的裝配高度(例如320fim )，半導(dǎo)體裝置1的總高度也可以為例如 500拜左右。半導(dǎo)體裝置1除了單個(gè)地作為半導(dǎo)體封裝使用外，還可以進(jìn)行多級(jí)層 疊作為半導(dǎo)體模塊使用。圖11示出了層疊多個(gè)半導(dǎo)體裝置1的結(jié)構(gòu)(POP 結(jié)構(gòu))的半導(dǎo)體^t塊41。圖11示出了層疊4個(gè)半導(dǎo)體裝置1的狀態(tài)。通過(guò)順序連接在電路基板2的第1主表面2a —側(cè)設(shè)置的連接盤3和在第2 主表面2b —側(cè)形成的外部連接端子5來(lái)進(jìn)行多個(gè)半導(dǎo)體裝置1之間的電連 接。即，順序連接位于下級(jí)側(cè)的半導(dǎo)體裝置1的連接盤3和位于上級(jí)側(cè)的 半導(dǎo)體裝置1的外部連接端子5。圖12和圖13示出了在安裝板42的表面和背面兩面上分別以4聯(lián)狀態(tài) 安裝4級(jí)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊41的半導(dǎo)體模塊43。即，在安裝板42的表面 上安裝4個(gè)4級(jí)層疊半導(dǎo)體裝置1構(gòu)成的半導(dǎo)體^=莫塊41。在安^！ 42的 背面上也安裝4個(gè)同樣的半導(dǎo)體模塊41。從而在安裝板42上安裝8個(gè)半 導(dǎo)體模塊41，半導(dǎo)體裝置1的總數(shù)為32個(gè)。這樣，半導(dǎo)體模塊可以具有 多級(jí).多聯(lián)安裝半導(dǎo)體裝置1的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體沖莫塊41、 43可以基于半導(dǎo)體裝置1的薄型化、連接高度的降低 等而薄型化。在圖11中示出的半導(dǎo)體模塊41中，在層疊4級(jí)密封樹脂24 的厚度為38(Him、總高度為500fiin的半導(dǎo)體裝置1時(shí)，其高度(模塊高度) 可以為1.7mm左右。半導(dǎo)體模塊41、 43不限于層疊多個(gè)裝載有NAND型 閃存的半導(dǎo)體裝置1。在半導(dǎo)體模塊中可以適用層疊裝載有邏輯元件的半 導(dǎo)體裝置和裝載有NAND型閃存的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)、進(jìn)一步層疊裝載有 DRAM的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)等各種方式。此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，可以適用于在電路基板的兩面上 分別裝栽半導(dǎo)體元件，并且連接電路基板和半導(dǎo)體元件的各種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo) 體裝置。這樣的半導(dǎo)體裝置也包含在本發(fā)明中。本發(fā)明的實(shí)施方式可以在 本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)擴(kuò)展或者變更，該擴(kuò)展、變更的實(shí)施方式也包 含在本發(fā)明的技術(shù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括電路基板，其包括具有第1連接焊盤的第1主表面、具有第2連接焊盤并在所述第1主表面相反側(cè)的第2主表面、以貫通所述第1連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第1開口部、和以貫通所述第2連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第2開口部；第1半導(dǎo)體元件，其裝載在所述電路基板的所述第1主表面上，具有在所述第2開口部?jī)?nèi)露出的第1電極焊盤；第2半導(dǎo)體元件，其裝載在所述電路基板的所述第2主表面上，具有在所述第1開口部?jī)?nèi)露出的第2電極焊盤；第1連接部件，其以電連接所述第1連接焊盤和所述第2電極焊盤的方式，通過(guò)所述第1開口部配置；第2連接部件，其以電連接所述第2連接焊盤和所述第1電極焊盤的方式，通過(guò)所述第2開口部配置；以及密封部，其與所述第1及第2連接部件和所述電路基板的一部分一起密封所述第1和第2半導(dǎo)體元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的半導(dǎo)體裝置，其中所述電路基板具有在除了由所述第2主表面的所述密封部密封的區(qū)域 之外的區(qū)域形成的外部連接端子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中所述第1連接焊盤設(shè)置在所述電路基板的第1外形邊與所述電路基板 的所述第1主表面上的所述第1半導(dǎo)體元件的裝載區(qū)域之間，所迷第2連 接焊盤設(shè)置在與所述第1外形邊相對(duì)的所述電路基板的第2外形邊與所述 電路基板的所迷第2主表面上的所述第2半導(dǎo)體元件的裝載區(qū)域之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置，其中所述第1開口部設(shè)置在所述電路基板的所述第1外形邊與所述第1連 接焊盤之間，所述第2開口部設(shè)置在所述電路基板的所述第2外形邊與所述第2連接焊盤之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的半導(dǎo)體裝置，還包括具有第3電極焊盤的第3半導(dǎo)體元件，所述第3半導(dǎo)體元件以所述第 3電極焊盤在所述笫2開口部?jī)?nèi)露出的方式與所述第1半導(dǎo)體元件層疊， 并且所迷第3電極焊盤與所述第2連接焊盤電連接。
6. 根椐權(quán)利要求5的半導(dǎo)體裝置，其中通過(guò)所述笫2連接部件順序電連接所述第2連接焊盤、所述第1電極 焊盤和所述笫3電極焊盤。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，還包括具有第4電極焊盤的第4半導(dǎo)體元件，所述第4半導(dǎo)體元件以所述第 4電極焊盤在所述第1開口部?jī)?nèi)露出的方式與所述第2半導(dǎo)體元件層疊， 并且所述第4電極焊盤與所述第1連接焊盤電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置，其中通過(guò)所述笫1連接部件順序電連接所述第1連接焊盤、所述第2電極 焊盤和所述第4電極焊盤。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第l和第2連接部件包括金屬引線。
10. —種半導(dǎo)體裝置，包括電路基板，其包括具有第1連接焊盤的第1主表面、具有第2連接焊 盤并在所述第1主表面相反側(cè)的第2主表面、以貫通所述第1連接焊盤的 附近的方式設(shè)置的第1開口部、和以貫通所述第2連接焊盤的附近的方式 設(shè)置的笫2開口部；第1元件組，其包括具有電極焊盤的多個(gè)半導(dǎo)體元件，所述多個(gè)半導(dǎo) 體元件以所述電極焊盤在所述第2開口部?jī)?nèi)露出的方式，階梯狀地層疊在 所述電路基板的所述第1主表面上；第2元件組，其包括具有電極焊盤的多個(gè)半導(dǎo)體元件，所述多個(gè)半導(dǎo) 體元件以所述電極焊盤在所述第l開口部?jī)?nèi)露出的方式，階梯狀地層疊在 所述電路基板的所述第2主表面上；第1連接部件，其以電連接所述第1連接焊盤和構(gòu)成所述第2元件組 的所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的所述電極焊盤的方式，通過(guò)所述笫l開口部配置；第2連接部件，其以電連接所述笫2連接焊盤和構(gòu)成所述第1元件組 的所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的所述電極焊盤的方式，通過(guò)所述笫2開口部配置； 以及密封部，其與所述第1及第2連接部件和所述電路基板的一部分一起 密封所述第l和第2元件組。
11. 才艮據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體裝置，其中所述電路基板具有在除了由所述笫2主表面的所述密封部密封的區(qū)域 之外的區(qū)域形成的外部連接端子。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體裝置，其中 所迷第1和第2連接部件包括金屬引線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體裝置，其中所述密封部以構(gòu)成所述第1和第2元件組的所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中分 別位于最上級(jí)的所述半導(dǎo)體元件的背面露出的方式形成。
14. 一種包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求l的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體模塊，其特征在于層疊所述多個(gè)半導(dǎo)體裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體模塊，其中所述多個(gè)半導(dǎo)體裝置的所述電路基板具有在除了由所述第1主表面 的所述密封部密封的區(qū)域之外的區(qū)域形成的笫l連接盤、在除了由所述笫 2主表面的所述密封部密封的區(qū)域之外的區(qū)域形成的第2連接盤、和在所 述第2連接盤上設(shè)置的外部連接端子；以及所述多個(gè)半導(dǎo)體裝置通過(guò)順序連接位于下級(jí)側(cè)的所述半導(dǎo)體裝置的所 述第1連接盤和位于上級(jí)側(cè)的所述半導(dǎo)體裝置的所述外部連接端子來(lái)電連 接。
16. 4艮據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體模塊，其中所述半導(dǎo)體裝置包括具有第3電極焊盤的第3半導(dǎo)體元件，所述第3半導(dǎo)體元件以所述第3電極焊盤在所述第2開口部?jī)?nèi)露出的方式與所述第 1半導(dǎo)體元件層疊，并且所述笫3電極焊盤與所述第2連接焊盤電連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體模塊，其中通過(guò)所述第2連接部件順序電連接所述第2連接焊盤、所述第1電極 焊盤和所述第3電極焊盤。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體模塊，其中所述半導(dǎo)體裝置包括具有第4電極焊盤的第4半導(dǎo)體元件，所述第4 半導(dǎo)體元件以所述第4電極焊盤在所述第1開口部?jī)?nèi)露出的方式與所述第 2半導(dǎo)體元件層疊，并且所述第4電極烊盤與所述第1連接焊盤電連接。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的半導(dǎo)體模塊，其中通過(guò)所述第1連接部件順序電連接所述第1連接焊盤、所述笫2電極 焊盤和所述第4電極焊盤。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體模塊，其中 所述笫1和第2連接部件包括金屬引線。
全文摘要
本發(fā)明提供了半導(dǎo)體裝置和采用其的半導(dǎo)體模塊，半導(dǎo)體裝置包括包括具有第1連接焊盤的第1主表面、具有第2連接焊盤的第2主表面、以貫通第1連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第1開口部、和以貫通第2連接焊盤的附近的方式設(shè)置的第2開口部的電路基板。在電路基板的第1主表面上以面向下的狀態(tài)裝載第1半導(dǎo)體元件。第1電極焊盤在第2開口部?jī)?nèi)露出，通過(guò)第2開口部與第2連接焊盤連接。在電路基板的第2主表面上以面向上的狀態(tài)裝載第2半導(dǎo)體元件。第2電極焊盤在第1開口部?jī)?nèi)露出，通過(guò)第1開口部與第1連接焊盤連接。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101257013SQ200810092028
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者松島良二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝