JP2002076250A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
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- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 1ループあたりのワイヤーの長さを短くし、
以て、自重によるワイヤーの垂れや、封止時のワイヤー
の倒れなどの不具合をなくした半導体装置を提供する。 【解決手段】 基板1上に複数の半導体チップ2、3を
積層した半導体装置において、前記半導体チップ2、3
間に、ワイヤーボンディング用のワイヤーを中継配線す
るための配線層7を設けたことを特徴とする。
以て、自重によるワイヤーの垂れや、封止時のワイヤー
の倒れなどの不具合をなくした半導体装置を提供する。 【解決手段】 基板1上に複数の半導体チップ2、3を
積層した半導体装置において、前記半導体チップ2、3
間に、ワイヤーボンディング用のワイヤーを中継配線す
るための配線層7を設けたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に係わ
り、特に、複数の半導体チップを積層した半導体装置に
関する。
り、特に、複数の半導体チップを積層した半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図7に従来の技術を示す。高密度実装技
術の一つとして、基板上に複数の半導体チップを積層実
装するスタック実装と呼ばれる技術が用いられている。
術の一つとして、基板上に複数の半導体チップを積層実
装するスタック実装と呼ばれる技術が用いられている。
【0003】スタック実装では、通常、基板と積層され
た半導体チップとの接続は、ワイヤーボンディングによ
り行われる。このため、上に積み重ねた半導体チップ
が、下の半導体チップのボンディングパッドに干渉しな
いように、チップサイズの大きい順に半導体チップが積
層される。
た半導体チップとの接続は、ワイヤーボンディングによ
り行われる。このため、上に積み重ねた半導体チップ
が、下の半導体チップのボンディングパッドに干渉しな
いように、チップサイズの大きい順に半導体チップが積
層される。
【0004】基板上のボンディングパッドは、最下層の
半導体チップの周囲に設けられるので、チップサイズが
小さい上層の半導体チップほど、基板上のボンディング
パッドまでの距離が長くなる。このため、上層と下層の
チップサイズが異なるほど、上層の半導体チップのボン
ディングパッドと基板上のボンディングパッドとの距離
が長くなる。特に、1ループあたりのワイヤーが長くな
るとワイヤーの強度が低下し、自重によるワイヤーの垂
れや、封止時のワイヤーの倒れなどの不具合が発生し、
歩留まりが悪化するという欠点があった。
半導体チップの周囲に設けられるので、チップサイズが
小さい上層の半導体チップほど、基板上のボンディング
パッドまでの距離が長くなる。このため、上層と下層の
チップサイズが異なるほど、上層の半導体チップのボン
ディングパッドと基板上のボンディングパッドとの距離
が長くなる。特に、1ループあたりのワイヤーが長くな
るとワイヤーの強度が低下し、自重によるワイヤーの垂
れや、封止時のワイヤーの倒れなどの不具合が発生し、
歩留まりが悪化するという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、1ループあたりの
ワイヤーの長さを短くし、以て、自重によるワイヤーの
垂れや、封止時のワイヤーの倒れなどの不具合をなくし
て、歩留まりを向上せしめた新規な半導体装置を提供す
ることにある。
した従来技術の欠点を改良し、特に、1ループあたりの
ワイヤーの長さを短くし、以て、自重によるワイヤーの
垂れや、封止時のワイヤーの倒れなどの不具合をなくし
て、歩留まりを向上せしめた新規な半導体装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。
【0007】即ち、本発明に係わる半導体装置の第1態
様は、基板上に複数の半導体チップを積層した半導体装
置において、前記半導体チップ間に、ワイヤーボンディ
ング用のワイヤーを中継配線するための配線層を設けた
ことを特徴とするものであり、叉、第2態様は、前記配
線層には、中継用のボンディングパッドが設けられてい
ることを特徴とするものであり、叉、第3態様は、前記
配線層には、少なくとも二つの中継用のボンディングパ
ッドと、前記二つの中継用のボンディングパッド間を接
続する接続配線とが設けられていることを特徴とするも
のであり、叉、第4態様は、前記配線層に設けられた二
つの中継用のボンディングパッドは、この配線層の上部
に積層された半導体チップを挟むようにして配設されて
いることを特徴とするものであり、叉、第5態様は、前
記配線層には、中継用のボンディングパッドと、この中
継用のボンディングパッドに接続し、且つ、この配線層
を貫通するビヤホールとが設けられていることを特徴と
するものであり、叉、第6態様は、前記配線層のビヤホ
ールと前記配線層の下側に設けられた半導体チップのボ
ンディングパッドとが接続されていることを特徴とする
ものであり、叉、第7態様は、前記配線層は、半導体チ
ップ上に形成した再配線層であることを特徴とするもの
である。
様は、基板上に複数の半導体チップを積層した半導体装
置において、前記半導体チップ間に、ワイヤーボンディ
ング用のワイヤーを中継配線するための配線層を設けた
ことを特徴とするものであり、叉、第2態様は、前記配
線層には、中継用のボンディングパッドが設けられてい
ることを特徴とするものであり、叉、第3態様は、前記
配線層には、少なくとも二つの中継用のボンディングパ
ッドと、前記二つの中継用のボンディングパッド間を接
続する接続配線とが設けられていることを特徴とするも
のであり、叉、第4態様は、前記配線層に設けられた二
つの中継用のボンディングパッドは、この配線層の上部
に積層された半導体チップを挟むようにして配設されて
いることを特徴とするものであり、叉、第5態様は、前
記配線層には、中継用のボンディングパッドと、この中
継用のボンディングパッドに接続し、且つ、この配線層
を貫通するビヤホールとが設けられていることを特徴と
するものであり、叉、第6態様は、前記配線層のビヤホ
ールと前記配線層の下側に設けられた半導体チップのボ
ンディングパッドとが接続されていることを特徴とする
ものであり、叉、第7態様は、前記配線層は、半導体チ
ップ上に形成した再配線層であることを特徴とするもの
である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体装置は、基
板上に複数の半導体チップを積層した半導体装置におい
て、前記半導体チップ間に、ワイヤーボンディング用の
ワイヤーを中継配線するための配線層を設けたことを特
徴とするものである。
板上に複数の半導体チップを積層した半導体装置におい
て、前記半導体チップ間に、ワイヤーボンディング用の
ワイヤーを中継配線するための配線層を設けたことを特
徴とするものである。
【0009】本発明は、このように構成したので、1ル
ープあたりのワイヤーの長さを短くする事ができ、その
結果、ワイヤーの強度低下を防ぐことができ、不具合の
発生を防止することが可能になった。
ープあたりのワイヤーの長さを短くする事ができ、その
結果、ワイヤーの強度低下を防ぐことができ、不具合の
発生を防止することが可能になった。
【0010】
【実施例】以下に、本発明に係わる半導体装置の具体例
を図面を参照しながら詳細に説明する。
を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】(第1の具体例)図1は、本発明に係わる
半導体装置の第1の具体例を示す断面図であって、この
図1には、基板1上に複数の半導体チップ2、3を積層
した半導体装置において、前記半導体チップ2、3間
に、ワイヤーボンディング用のワイヤー14a、14b
を中継配線するための配線層7を設けたことを特徴とす
る半導体装置が示され、又、前記配線層7には、中継用
のボンディングパッド71a、71bが設けられている
ことを特徴とする半導体装置が示されている。
半導体装置の第1の具体例を示す断面図であって、この
図1には、基板1上に複数の半導体チップ2、3を積層
した半導体装置において、前記半導体チップ2、3間
に、ワイヤーボンディング用のワイヤー14a、14b
を中継配線するための配線層7を設けたことを特徴とす
る半導体装置が示され、又、前記配線層7には、中継用
のボンディングパッド71a、71bが設けられている
ことを特徴とする半導体装置が示されている。
【0012】以下に、第1の具体例を更に詳細に説明す
る。
る。
【0013】第1の具体例では、樹脂を基材として銅配
線による電気回路を内蔵したプリント配線基板1上に、
集積回路を内蔵した半導体チップ2、銅箔層をポリイミ
ドで挟んだポリイミドテープ7、同じく集積回路を内蔵
した半導体チップ3の順に、それぞれ接着剤4で積層し
て実装される。
線による電気回路を内蔵したプリント配線基板1上に、
集積回路を内蔵した半導体チップ2、銅箔層をポリイミ
ドで挟んだポリイミドテープ7、同じく集積回路を内蔵
した半導体チップ3の順に、それぞれ接着剤4で積層し
て実装される。
【0014】プリント配線基板1、半導体チップ2、半
導体チップ3は、それぞれ内蔵された回路と外部回路と
の接続用として、ワイヤーボンディングが可能なボンデ
ィングパッド11a〜11d、ボンディングパッド21
a、21b、ボンディングパッド31a、31bをそれ
ぞれ有する。また、ポリイミドテープ7には、内蔵した
銅箔層により、ワイヤーボンディング用の中継パッド7
1a、71bが設けられている。
導体チップ3は、それぞれ内蔵された回路と外部回路と
の接続用として、ワイヤーボンディングが可能なボンデ
ィングパッド11a〜11d、ボンディングパッド21
a、21b、ボンディングパッド31a、31bをそれ
ぞれ有する。また、ポリイミドテープ7には、内蔵した
銅箔層により、ワイヤーボンディング用の中継パッド7
1a、71bが設けられている。
【0015】そして、プリント配線基板1、半導体チッ
プ2、半導体チップ3にそれぞれ内蔵された回路を電気
的に相互に接続することで、所望の動作が得られる。
プ2、半導体チップ3にそれぞれ内蔵された回路を電気
的に相互に接続することで、所望の動作が得られる。
【0016】このように構成された半導体装置におい
て、プリント配線基板1と半導体チップ2は、それぞれ
ボンディングパッド11b、11cとボンディングパッ
ド21a、21bとをワイヤー12a、12bとでそれ
ぞれ接続することでり、内蔵された回路が電気的に接続
される。
て、プリント配線基板1と半導体チップ2は、それぞれ
ボンディングパッド11b、11cとボンディングパッ
ド21a、21bとをワイヤー12a、12bとでそれ
ぞれ接続することでり、内蔵された回路が電気的に接続
される。
【0017】プリント配線基板1と半導体チップ3も同
様に、それぞれボンディングパッド11a、11dとボ
ンディングパッド31a、31bとをワイヤー14a、
14bでそれぞれ接続することにより、内蔵された回路
が電気的に接続される。この場合、ワイヤー14a、1
4bは、半導体チップ3のボンディングパッド31a、
31bからポリイミドテープ7の中継パッド71a、7
1bに一旦接続し、更に、プリント配線基板1のボンデ
ィングパッド11a、11dへそれぞれ接続するように
配線する。
様に、それぞれボンディングパッド11a、11dとボ
ンディングパッド31a、31bとをワイヤー14a、
14bでそれぞれ接続することにより、内蔵された回路
が電気的に接続される。この場合、ワイヤー14a、1
4bは、半導体チップ3のボンディングパッド31a、
31bからポリイミドテープ7の中継パッド71a、7
1bに一旦接続し、更に、プリント配線基板1のボンデ
ィングパッド11a、11dへそれぞれ接続するように
配線する。
【0018】なお、3個以上のボンディングパッドを飛
び石状に接続するワイヤーの配線はステッチングと呼ば
れ、ワイヤーボンディングにおいては、一般的な技術で
ある。
び石状に接続するワイヤーの配線はステッチングと呼ば
れ、ワイヤーボンディングにおいては、一般的な技術で
ある。
【0019】(第2の具体例)図2は、本発明に係わる
半導体装置の第2の具体例を示す断面図であって、この
図2には、配線層7には、少なくとも二つの中継用のボ
ンディングパッド71a、71bと、前記二つの中継用
のボンディングパッド71a、71b間を接続する接続
配線72とが設けられていることを特徴とする半導体装
置が示され、又、前記配線層7設けられた二つの中継用
のボンディングパッド71a、71bは、この配線層7
の上部に積層された半導体チップ3を挟むようにして配
設されていることを特徴とする半導体装置が示されてい
る。
半導体装置の第2の具体例を示す断面図であって、この
図2には、配線層7には、少なくとも二つの中継用のボ
ンディングパッド71a、71bと、前記二つの中継用
のボンディングパッド71a、71b間を接続する接続
配線72とが設けられていることを特徴とする半導体装
置が示され、又、前記配線層7設けられた二つの中継用
のボンディングパッド71a、71bは、この配線層7
の上部に積層された半導体チップ3を挟むようにして配
設されていることを特徴とする半導体装置が示されてい
る。
【0020】以下に、第2の具体例を更に詳細に説明す
る。
る。
【0021】この第2の具体例は、図1の半導体装置に
おいて、ポリイミドテープ7の内層に配線72を設ける
ことで、任意の中継パッド71同士を電気的に接続でき
るようにしたものである。
おいて、ポリイミドテープ7の内層に配線72を設ける
ことで、任意の中継パッド71同士を電気的に接続でき
るようにしたものである。
【0022】第2の具体例では、例えば、半導体チップ
3のボンディングパッド31aと、半導体チップ3を挟
んで反対側のプリント配線基板1上のボンディングパッ
ド11dとを、ポリイミドテープ7の内層配線72を通
して接続する。このように構成することで、第1の具体
例で得られる効果に加えて、プリント配線基板1と半導
体チップ3間のワイヤー配線(この場合、73a、14
b)の引き回しの自由度が向上するという効果が得られ
る。
3のボンディングパッド31aと、半導体チップ3を挟
んで反対側のプリント配線基板1上のボンディングパッ
ド11dとを、ポリイミドテープ7の内層配線72を通
して接続する。このように構成することで、第1の具体
例で得られる効果に加えて、プリント配線基板1と半導
体チップ3間のワイヤー配線(この場合、73a、14
b)の引き回しの自由度が向上するという効果が得られ
る。
【0023】(第3の具体例)図3、図4は、本発明に
係わる半導体装置の第3の具体例を示す断面図であっ
て、これらの図には、配線層8には、中継用のボンディ
ングパッド81c、81dと、この中継用のボンディン
グパッド81c、81dに接続し、且つ、この配線層8
を貫通するビヤホール82a、82bとが設けられてい
ることを特徴とする半導体装置が示され、又、前記配線
層8のビヤホール82a、82bと前記配線層8の下側
に設けられた半導体チップ2のボンディングパッド21
a、21bとが接続されていることを特徴とする半導体
装置が示され、又、前記配線層8は、半導体チップ2上
に形成した再配線層であることを特徴とする半導体装置
が示されている。
係わる半導体装置の第3の具体例を示す断面図であっ
て、これらの図には、配線層8には、中継用のボンディ
ングパッド81c、81dと、この中継用のボンディン
グパッド81c、81dに接続し、且つ、この配線層8
を貫通するビヤホール82a、82bとが設けられてい
ることを特徴とする半導体装置が示され、又、前記配線
層8のビヤホール82a、82bと前記配線層8の下側
に設けられた半導体チップ2のボンディングパッド21
a、21bとが接続されていることを特徴とする半導体
装置が示され、又、前記配線層8は、半導体チップ2上
に形成した再配線層であることを特徴とする半導体装置
が示されている。
【0024】以下に、第3の具体例を更に詳細に説明す
る。
る。
【0025】図3の具体例は、再配線技術により半導体
チップ2上に、新たにポリイミドとアルミの層を積層し
て形成した再配線層8を設け、ポリイミドテープ7の代
わりとした例である。
チップ2上に、新たにポリイミドとアルミの層を積層し
て形成した再配線層8を設け、ポリイミドテープ7の代
わりとした例である。
【0026】この第3の具体例では、第1の具体例と同
様に、再配線層8上に中継パッド81a〜81dを設け
ると共に、半導体チップ2のボンディングパッド21
a、21b上の再配線層8にビアホール82a、82b
を設けて、ボンディングパッド21a、21bの配線を
それぞれ再配線層8の表面に引き出すようにし、再配線
層8上のボンディングパッド81c、81dからボンデ
ィングワイヤー12a、12bでそれぞれプリント配線
板1上のボンディングパッド11b、21cに配線する
ようにしたものである。
様に、再配線層8上に中継パッド81a〜81dを設け
ると共に、半導体チップ2のボンディングパッド21
a、21b上の再配線層8にビアホール82a、82b
を設けて、ボンディングパッド21a、21bの配線を
それぞれ再配線層8の表面に引き出すようにし、再配線
層8上のボンディングパッド81c、81dからボンデ
ィングワイヤー12a、12bでそれぞれプリント配線
板1上のボンディングパッド11b、21cに配線する
ようにしたものである。
【0027】再配線層8は、半導体チップ2がウェハの
状態で行うので、第1の具体例の半導体装置に比べて後
工程の組立作業が簡単になるという効果がある。
状態で行うので、第1の具体例の半導体装置に比べて後
工程の組立作業が簡単になるという効果がある。
【0028】図4は、再配線層8の内層に配線83を設
けることで、任意の中継パッド81a、81b同士を電
気的に接続できるようにした例である。
けることで、任意の中継パッド81a、81b同士を電
気的に接続できるようにした例である。
【0029】このように構成すること、上記した効果に
加えて、プリント配線基板1と半導体チップ3間のワイ
ヤー配線の引き回しの自由度を向上させることが出来
る。
加えて、プリント配線基板1と半導体チップ3間のワイ
ヤー配線の引き回しの自由度を向上させることが出来
る。
【0030】(第4の具体例)図5、図6は、本発明の
半導体装置の第4の具体例を示す断面図である。
半導体装置の第4の具体例を示す断面図である。
【0031】図5は、半導体チップ2がセルベースIC
である場合の例である。
である場合の例である。
【0032】セルベースICは、予め半導体チップ内に
メモリやゲートアレイなどの汎用的な集積回路を設けて
おき、用途に応じて回路間やボンディングパッドへの接
続を後から行うことができるセミカスタムLSIであ
る。内部の集積回路とボンディングパッドとの接続には
自由度があるため、ある程度任意の位置に、未使用のボ
ンディングパッドを設けることができる。図5は、そう
した未使用のボンディングパッド21a、21bを中継
パッドとして使用した例であり、図1〜図4に示したも
のに比べて構造が簡易で、組立作業が簡単になるという
効果がある。
メモリやゲートアレイなどの汎用的な集積回路を設けて
おき、用途に応じて回路間やボンディングパッドへの接
続を後から行うことができるセミカスタムLSIであ
る。内部の集積回路とボンディングパッドとの接続には
自由度があるため、ある程度任意の位置に、未使用のボ
ンディングパッドを設けることができる。図5は、そう
した未使用のボンディングパッド21a、21bを中継
パッドとして使用した例であり、図1〜図4に示したも
のに比べて構造が簡易で、組立作業が簡単になるという
効果がある。
【0033】図6は、図5の半導体装置において、半導
体チップ2の任意の未使用ボンディングパッド21a、
21b同士を接続配線22で接続した例である。この場
合も、プリント配線基板1と半導体チップ3間のワイヤ
ー配線の引き回しの自由度が向上する効果が得られる。
体チップ2の任意の未使用ボンディングパッド21a、
21b同士を接続配線22で接続した例である。この場
合も、プリント配線基板1と半導体チップ3間のワイヤ
ー配線の引き回しの自由度が向上する効果が得られる。
【0034】
【発明の効果】本発明に係わる半導体装置は、上述のよ
うに構成したので、1ループあたりのワイヤー長さを短
くできるから、ワイヤーの強度が低下することを防ぐこ
とができ、従って、従来発生したような不具合がなくな
り、歩留まりが向上する。
うに構成したので、1ループあたりのワイヤー長さを短
くできるから、ワイヤーの強度が低下することを防ぐこ
とができ、従って、従来発生したような不具合がなくな
り、歩留まりが向上する。
【図1】本発明に係わる半導体装置の第1の具体例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】本発明に係わる半導体装置の第2の具体例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】本発明に係わる半導体装置の第3の具体例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図4】第2の具体例の変形例を示す断面図である。
【図5】本発明に係わる半導体装置の第4の具体例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図6】第4の具体例の変形例を示す断面図である。
【図7】従来例を示す断面図である。
1 プリント配線基板 2、3 半導体チップ 4 接着剤 7 ポリイミドテープ(配線層) 8 再配線層(配線層) 11a〜11d プリント配線基板のボンディングパッ
ド 12a、12b、14a、14b、73a ワイヤー 21a、21b、31a、31b 半導体チップのボン
ディングパッド 71a、71b、81a、81b、81c、81d 配
線層のボンディングパッド 72 配線層の接続配線 83 再配線層の接続配線 82a、82b 配線層のビヤホール
ド 12a、12b、14a、14b、73a ワイヤー 21a、21b、31a、31b 半導体チップのボン
ディングパッド 71a、71b、81a、81b、81c、81d 配
線層のボンディングパッド 72 配線層の接続配線 83 再配線層の接続配線 82a、82b 配線層のビヤホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/12
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に複数の半導体チップを積層した
半導体装置において、 前記半導体チップ間に、ワイヤーボンディング用のワイ
ヤーを中継配線するための配線層を設けたことを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項2】 前記配線層には、中継用のボンディング
パッドが設けられていることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。 - 【請求項3】 前記配線層には、少なくとも二つの中継
用のボンディングパッドと、前記二つの中継用のボンデ
ィングパッド間を接続する接続配線とが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記配線層に設けられた二つの中継用の
ボンディングパッドは、この配線層の上部に積層された
半導体チップを挟むようにして配設されていることを特
徴とする請求項3記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記配線層には、中継用のボンディング
パッドと、この中継用のボンディングパッドに接続し、
且つ、この配線層を貫通するビヤホールとが設けられて
いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
の半導体装置。 - 【請求項6】 前記配線層のビヤホールと前記配線層の
下側に設けられた半導体チップのボンディングパッドと
が接続されていることを特徴とする請求項5記載の半導
体装置。 - 【請求項7】 前記配線層は、半導体チップ上に形成し
た再配線層であることを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれかに記載の半導体装置。
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