JP2000315765A - 半導体装置とそれに用いる配線基板 - Google Patents

半導体装置とそれに用いる配線基板

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の半導体素子を配線基板に少ないスペー
スで搭載可能として、半導体素子の高密度実装が可能な
半導体装置を提供する。 【解決手段】 配線基板６０は、ランド部７２と貫通穴
５２の開口縁部に形成された第１ボンディング（ＢＤ）
部５６とを備えた第１配線パターン（ＷＰ）５８が一方
の面に形成される。第１半導体素子６４は配線基板６０
の他方の面に電極端子形成面を対向させて、第１電極端
子６２が貫通穴５２の内側となるように搭載され、貫通
穴５２を通して第１電極端子６２と第１ＢＤ部５６とが
第１ボンディングワイヤ（ＢＷ）６６で接続される。第
２ＷＰ２０は配線基板６０の他方の面に形成され、第２
ＢＤ部１８を備え、配線基板６０を貫通するスルーホー
ルビア２２によって第１ＷＰ５８と接続される。第２半
導体素子１２は第１半導体素子６４の背面に電極端子形
成面を上にして搭載され、電極端子形成面の周縁部に形
成された第２電極端子１４と第２ＢＤ部１８とが第２Ｂ
Ｗ１６により接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板の外部接
続端子が形成された面の裏面に半導体素子を搭載して成
る半導体装置とそれに使用される配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、配線基板の外部接続端子が形成さ
れた面の裏面に半導体素子を搭載して成る半導体装置と
しては、本願出願人が出願した特開平１０−７４８６１
号に開示された半導体装置がある。この半導体装置５０
の概要構造を図８を用いて説明する。配線基板６０は、
貫通穴５２を有すると共に、一方の面（図８中の下面）
に、ランド部７２と貫通穴５２の開口縁部に形成された
第１ボンディング部５６とを備えた第１配線パターン５
８が形成されている。そしてこのランド部７２に外部接
続端子５４が接合されている。第１半導体素子６４は、
この配線基板６０の他方の面（図８中の上面）に電極端
子形成面を対向させて、この電極端子形成面に形成され
た第１電極端子６２が貫通穴５２の内側となるように接
着剤（一例としてエポキシ系）７４で接着されて搭載さ
れ、貫通穴５２を通して第１電極端子６２と第１ボンデ
ィング部５６とが第１ボンディングワイヤ６６により電
気的に接続されている。そして、貫通穴５２内部および
ボンディングワイヤ６６がポッティング剤等の樹脂６８
を用いて封止されている。なお、７０は、配線基板６０
の外部接続端子５４が形成された面に、この外部接続端
子５４を取り付けるランド部７２と第１ボンディング部
５６のみが露出するように塗布形成されたソルダレジス
ト層である。また、第１半導体素子６４は一例として、
第１電極端子６２が周縁部に形成されたペリフェラル型
半導体素子である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
はさらなる半導体素子の高密度実装化が半導体装置に対
して望まれるようになってきており、上記構造の半導体
装置では１つの半導体素子しか搭載できず、高密度化に
対応できないという課題がある。
【０００４】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、複数の半導体素子を配
線基板に少ないスペースで搭載可能として、半導体素子
の高密度実装が可能な半導体装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１記載の半導体装置は、貫通穴を有
すると共に、ランド部と前記貫通穴の開口縁部に形成さ
れた第１ボンディング部とを備えた第１配線パターンが
一方の面に形成された配線基板と、該配線基板の前記ラ
ンド部に接合された外部接続端子と、該配線基板の他方
の面に電極端子形成面を対向させて、該電極端子形成面
に形成された第１電極端子が前記貫通穴の内側となるよ
うに搭載され、貫通穴を通して第１電極端子と前記第１
ボンディング部とが第１ボンディングワイヤにより電気
的に接続された第１半導体素子と、前記貫通穴内部の第
１ボンディングワイヤを封止する樹脂と、前記配線基板
の他方の面に形成され、第２ボンディング部を備えると
共に、配線基板を貫通するスルーホールビアによって前
記第１配線パターン、前記第１ボンディング部または前
記外部接続端子と電気的に接続された第２配線パターン
と、前記第１半導体素子の背面に電極端子形成面を上に
して搭載され、該電極端子形成面の周縁部に形成された
第２電極端子と前記第２ボンディング部とが第２ボンデ
ィングワイヤにより電気的に接続された第２半導体素子
とを有し、前記第１半導体素子、第２半導体素子および
第２ボンディングワイヤを樹脂封止して成ることを特徴
とする。これによれば、第１半導体素子と第２半導体素
子とが積層された構造で配線基板に搭載することができ
るから、２つの半導体素子を配線基板に少ないスペース
で搭載可能として、半導体素子の高密度実装が可能とな
る。
【０００６】また、請求項２記載の半導体装置は、前記
配線基板の他方の面に形成され、第３ボンディング部を
備えると共に、配線基板を貫通するスルーホールビアに
よって前記第１配線パターン、前記第１ボンディング部
または前記外部接続端子と電気的に接続された第３配線
パターンと、前記第２半導体素子の電極端子形成面に、
周縁部に第３電極端子が形成された電極端子形成面を上
にして搭載され、該第３電極端子と前記第３ボンディン
グ部とが第３ボンディングワイヤにより電気的に接続さ
れた第３半導体素子とを有し、前記第３ボンディングワ
イヤは、前記第１半導体素子、第２半導体素子および第
２ボンディングワイヤと共に樹脂封止されていることを
特徴とする。これによれば、第１半導体素子、第２半導
体素子および第３半導体素子が積層された構造で配線基
板に搭載することができるから、３つの半導体素子を配
線基板に少ないスペースで搭載可能として、半導体素子
のさらなる高密度実装が可能となる。
【０００７】また、請求項３記載の配線基板は、貫通穴
が形成され、一方の面に、外部接続端子接続用のランド
部と前記貫通穴の開口縁部に形成された第１ボンディン
グ部とを備えた第１配線パターンが形成され、他方の面
に、第２ボンディング部を備えると共に、前記一方の面
から前記他方の面に貫通するスルーホールビアによって
前記第１配線パターン、前記第１ボンディング部または
前記外部接続端子と電気的に接続された第２配線パター
ンが形成されて成ることを特徴とする。この配線基板を
用いることによって、複数の半導体素子を少ないスペー
スで搭載可能として、半導体素子のさらなる高密度実装
が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、従来例で説明した半導体装置５０と同じ構成
については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 （第１の実施の形態）半導体装置１０は、次の構成要素
を有する。第１半導体素子６４は、図２に示すように外
形が方形（正方形や直方形）に形成され、第１電極端子
６２が電極端子形成面Ａ上の周縁部、具体的には４つの
各縁部に列状（一例として２列）に配列されて形成され
たペリフェラル型の半導体素子である。なお、第１電極
端子６２は１列でも良いし、また第１半導体素子６４の
対向する１組の縁部に形成されるものでも良い。また、
後述するように電極端子形成面Ａ上の中央部に形成され
るものでも良い。
【０００９】第２半導体素子１２は、基本構成は第１半
導体素子６４と同様であり、第２電極端子１４が電極端
子形成面に配列されて形成されている。しかしながら、
後述するようにその第２電極端子１４を第２ボンディン
グワイヤ１６で配線基板６０の第２ボンディング部１８
と電気的に接続させる必要があるため、第２電極端子１
４が周縁部に配列されたペリフェラル型の半導体素子が
望ましい。中央部に第２電極端子１４が形成されている
と、ボンディング距離が長くなり、第２ボンディングワ
イヤ１６を張ることが困難になるからである。
【００１０】配線基板６０は図１や図３に示すように、
第１半導体素子６４に形成された第１電極端子６２の位
置に対応して貫通穴５２が形成されている。そして一方
の面（図１中の下面、図３中の前面）には、ランド部７
２と貫通穴５２の開口縁部に形成された第１ボンディン
グ部５６とを備えた第１配線パターン５８が形成されて
いる。このランド部７２に外部接続端子５４が接合され
ている。そして、さらに本実施の形態の配線基板６０の
場合には、他方の面（図１中の上面、図３中の後面）
に、第２ボンディンブ部１８を備えると共に、配線基板
６０を貫通するスルーホールビア２２によって第１配線
パターン５８、第１ボンディング部５６または外部接続
端子５４と電気的に接続された第２配線パターン２０が
形成されている。
【００１１】そして半導体装置１０は、図１に示すよう
に、配線基板６０の他方の面（図１中の上面）に、まず
第１電極端子６２を有する第１半導体素子６４が、電極
端子形成面Ａを配線基板６０の他方の面に対向させ、第
１電極端子６２が貫通穴５２の内側となるように接着剤
７４で接着されて搭載される。そして、貫通穴５２から
覗く第１電極端子６２と第１ボンディング部５６とが貫
通穴５２を通して第１ボンディングワイヤ６６により電
気的に接続され、貫通穴５２内部および第１ボンディン
グワイヤ６６がポッティング剤等の樹脂材料６８を用い
て樹脂封止されている。ここまでの構成は従来の半導体
装置５０と同様である。
【００１２】そして本実施の形態の特徴部分は、さらに
第１半導体素子６４の背面（図１中の上面）に、電極端
子形成面の周縁部に第２電極端子１４が形成された第２
半導体素子１２が、電極端子形成面を上にして、双方の
半導体素子６４，１２の背面同士が接着剤２４で接着さ
れて搭載されている。また、第２半導体素子１２の第２
電極端子１４は第２ボンディングワイヤ１６で配線基板
６０の他方の面に形成された第２ボンディング部１８に
電気的に接続される。そして、第１半導体素子６４、第
２半導体素子１２および第２ボンディングワイヤ１６
が、モールド剤等の封止用の樹脂２６を用いて封止され
る構造にある。なお、本実施の形態では配線基板６０の
他方の面が全体的に樹脂封止されているが、少なくとも
第１半導体素子６４、第２半導体素子１２および第２ボ
ンディングワイヤ１６が封止される構造であれば良い。
【００１３】（第２の実施の形態）本実施の形態の半導
体装置２８の基本的な構成は、第１の実施の形態の半導
体装置１０と略同様であり、同じ構成については同じ符
号を付し、詳細な説明は省略する。相違する点は、図４
に示すように第１半導体素子６４の第１電極端子６２が
周縁部ではなく、中央部に形成されており、配線基板６
０の貫通穴５２もそれに対応して配線基板６０の中央部
に形成され、その形成個数が図４や図５に示すように１
個になっている点であり、他の構成は同じである。な
お、図５は図４の配線基板６０側から見た構成を説明す
るための説明図であり、図６は図４の第２半導体素子１
２側から見た構成を説明するための説明図である（な
お、樹脂モールドされる前の状態を示す）。
【００１４】（第３の実施の形態）本実施の形態の半導
体装置３０では、図７に示すように、第１の実施の形態
の半導体装置１０や第２の実施の形態の半導体装置２８
の第２半導体素子１２上にさらにもう一つ、第３半導体
素子３２を搭載している。図７には、一例として第１の
実施の形態の半導体装置１０に第３半導体素子３２を搭
載した構成を示すが、第２の実施の形態の半導体装置２
８にも同様に適用できる。
【００１５】詳細な構成は、第２半導体素子１２の第２
電極端子１４が形成された面（電極端子形成面）の中央
部に、第２電極端子１４と干渉しない小さな外形に形成
され、周縁部に第３電極端子３４を有する第３半導体素
子３２がその電極端子形成面を上にして、背面が接着剤
３６で接着されて搭載されている。そして、配線基板６
０は、その他方の面に、さらに第３半導体素子３２の第
３電極端子３４と第３ボンディングワイヤ３８で電気的
に接続される第３ボンディング部４０を備えると共に、
配線基板６０を貫通するスルーホールビア２２によって
第１配線パターン５８、第１ボンディング部５６または
外部接続端子５４と電気的に接続される第３配線パター
ン４２が形成されている。なお、第３半導体素子３２の
第３電極端子３４の中に、供給される信号や電源が第２
半導体素子１２の第２電極端子１４と共通のものがある
場合には、この第３電極端子３４に接続される第３配線
パターンは、第２半導体素子１２用の第２ボンディング
部１８や第２配線パターン２０と接続される場合もあ
る。そして、第３ボンディングワイヤ３８は、第１半導
体素子６４、第２半導体素子１２および第２ボンディン
グワイヤ１６と共に樹脂２６で封止される。
【００１６】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、例えばさらに第３の実施の形態の
半導体装置３０の第３半導体素子３２上にさらに１また
は２以上の半導体素子を積み重ねることも考えられる
等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得
るのはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置または配線基板
を用いると、複数の半導体素子を積層した構造で、配線
基板に搭載することができるから、複数の半導体素子を
配線基板に少ないスペースで搭載可能として、半導体素
子の高密度実装が可能となる。しかも、従来から一般的
に行われているワイヤボンディング法を用いて実現でき
るため、新規な設備投資も少なくてすみ、低コストで半
導体装置を製造できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る配線基板とそれを用いた半導体装
置の第１の実施の形態の構成を説明するための正面断面
図である。
【図２】図１の第１半導体素子の電極端子形成面の第１
電極端子の配置を示す平面図である。
【図３】図１の配線基板の外部接続端子側から見た平面
図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の第２の実施の形態の
構成を説明するための正面断面図である。
【図５】図４の半導体装置を配線基板側から見た平面図
である。
【図６】図４の半導体装置を第２半導体素子側から見た
平面図である（モールドする前の状態）。
【図７】本発明に係る半導体装置の第３の実施の形態の
構成を説明するための正面断面図である。
【図８】従来の半導体装置の構造を示す正面断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 半導体装置 １２ 第２半導体素子 １４ 第２電極端子 １６ 第２ボンディングワイヤ １８ 第２ボンディング部 ２０ 第２配線パターン ２２ スルーホールビア ２４ 接着剤 ２６ 樹脂封止剤 ５２ 貫通穴 ５４ 外部接続端子 ５６ 第１ボンディング部 ５８ 第１配線パターン ６０ 配線基板 ６２ 第１電極端子 ６４ 第１半導体素子 ６６ 第１ボンディングワイヤ ６８ 樹脂 ７２ ランド部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 貫通穴を有すると共に、ランド部と前記
    貫通穴の開口縁部に形成された第１ボンディング部とを
    備えた第１配線パターンが一方の面に形成された配線基
    板と、 該配線基板の前記ランド部に接合された外部接続端子
    と、 該配線基板の他方の面に電極端子形成面を対向させて、
    該電極端子形成面に形成された第１電極端子が前記貫通
    穴の内側となるように搭載され、貫通穴を通して第１電
    極端子と前記第１ボンディング部とが第１ボンディング
    ワイヤにより電気的に接続された第１半導体素子と、 前記貫通穴内部の第１ボンディングワイヤを封止する樹
    脂と、 前記配線基板の他方の面に形成され、第２ボンディング
    部を備えると共に、配線基板を貫通するスルーホールビ
    アによって前記第１配線パターン、前記第１ボンディン
    グ部または前記外部接続端子と電気的に接続された第２
    配線パターンと、 前記第１半導体素子の背面に電極端子形成面を上にして
    搭載され、該電極端子形成面の周縁部に形成された第２
    電極端子と前記第２ボンディング部とが第２ボンディン
    グワイヤにより電気的に接続された第２半導体素子とを
    有し、 前記第１半導体素子、第２半導体素子および第２ボンデ
    ィングワイヤを樹脂封止して成ることを特徴とする半導
    体装置。
  2. 【請求項２】 前記配線基板の他方の面に形成され、第
    ３ボンディング部を備えると共に、配線基板を貫通する
    スルーホールビアによって前記第１配線パターン、前記
    第１ボンディング部または前記外部接続端子と電気的に
    接続された第３配線パターンと、 前記第２半導体素子の電極端子形成面に、周縁部に第３
    電極端子が形成された電極端子形成面を上にして搭載さ
    れ、該第３電極端子と前記第３ボンディング部とが第３
    ボンディングワイヤにより電気的に接続された第３半導
    体素子とを有し、 前記第３ボンディングワイヤは、前記第１半導体素子、
    第２半導体素子および第２ボンディングワイヤと共に樹
    脂封止されていることを特徴とする請求項１記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項３】 貫通穴が形成され、 一方の面に、外部接続端子接続用のランド部と前記貫通
    穴の開口縁部に形成された第１ボンディング部とを備え
    た第１配線パターンが形成され、 他方の面に、第２ボンディング部を備えると共に、前記
    一方の面から前記他方の面に貫通するスルーホールビア
    によって前記第１配線パターン、前記第１ボンディング
    部または前記外部接続端子と電気的に接続された第２配
    線パターンが形成されて成ることを特徴とする配線基
    板。
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