JP2013021216A - 積層型半導体パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型で組立て性等に優れるパッケージ構造を保ちつつ、パッケージとしての製造歩留りを向上させることを可能にした積層型半導体パッケージを提供する。
【解決手段】実施形態の積層型半導体パッケージ1は、配線基板2上に積層された第1および第2のモジュール6、7を具備する。第1および第2のモジュール6、7は、それぞれインターポーザ8、13上に搭載された複数の半導体チップ9、14と封止樹脂層11、16とを備える。インターポーザ8と配線基板2とは、金属ワイヤ、印刷配線層、または金属バンプにより電気的に接続されている。インターポーザ13と配線基板2とは、金属ワイヤまたは印刷配線層により電気的に接続されている。第1および第2のモジュール6、7は、第3の封止樹脂層20により封止されている。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態の積層型半導体パッケージ1は、配線基板2上に積層された第1および第2のモジュール6、7を具備する。第1および第2のモジュール6、7は、それぞれインターポーザ8、13上に搭載された複数の半導体チップ9、14と封止樹脂層11、16とを備える。インターポーザ8と配線基板2とは、金属ワイヤ、印刷配線層、または金属バンプにより電気的に接続されている。インターポーザ13と配線基板2とは、金属ワイヤまたは印刷配線層により電気的に接続されている。第1および第2のモジュール6、7は、第3の封止樹脂層20により封止されている。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、積層型半導体パッケージに関する。
NAND型フラッシュメモリ等のメモリチップを内蔵する半導体記憶装置では、小型・高容量化を実現するために、配線基板上に薄厚化したメモリチップを多段に積層して搭載した構造が適用されている。半導体チップの薄厚化技術によって、メモリチップ等の半導体チップの積層数は増加する傾向にある。また、メモリチップ等の半導体チップの積層構造としては、予めパッケージした半導体チップを多段に積層した構造、いわゆるPOP(Package on Package)構造が知られている。
半導体チップを多段に積層して封止した半導体パッケージは、半導体チップの積層数が増加するにつれて組立歩留りや検査歩留りが低下しやすい。半導体チップの電気的特性の検査は、一般的に半導体パッケージを組立てた後にも実施されるため、1つの半導体チップの初期不良や不具合により半導体パッケージ全体が不良と見なされることになる。半導体パッケージとしての不良は、半導体チップの積層数が増加するにつれて生じやすくなる。POP構造は予め良品と判定されたものを組立てるため、高い歩留りを期待できる反面、パッケージ(POP)全体としての厚さが厚くなりやすい。
本発明が解決しようとする課題は、薄型で組立て性等に優れるパッケージ構造を保ちつつ、パッケージとしての製造歩留りを向上させることを可能にした積層型半導体パッケージを提供することにある。
実施形態による積層型半導体パッケージは、外部接続端子を備える第1の面と、内部接続端子を備える第2の面とを有する配線基板と、配線基板の第1の面上に配置された第1のモジュールと、第1のモジュール上に積層された第2のモジュールとを具備する。第1のモジュールは、第1のインターポーザと、第1のインターポーザ上に搭載された複数の第1の半導体チップと、第1のインターポーザと複数の第1の半導体チップとを電気的に接続する第1の接続部材と、複数の第1の半導体チップを第1の接続部材と共に封止するように、第1のインターポーザ上に形成された第1の封止樹脂層とを備える。第2のモジュールは、第2のインターポーザと、第2のインターポーザ上に搭載された複数の第2の半導体チップと、第2のインターポーザと複数の第2の半導体チップとを電気的に接続する第2の接続部材と、複数の第2の半導体チップを第2の接続部材と共に封止するように、第2のインターポーザ上に形成された第2の封止樹脂層とを備える。第1のインターポーザと配線基板の内部接続端子とは、金属ワイヤ、印刷配線層、または金属バンプを備える第3の接続部材により電気的に接続されている。第2のインターポーザと配線基板の内部接続端子とは、金属ワイヤまたは印刷配線層を備える第4の接続部材により電気的に接続されている。第1および第2のモジュールは、配線基板の前記第2の面上に形成された第3の封止樹脂層により第3および第4の接続部材と共に封止されている。
以下、実施形態の積層型半導体パッケージについて、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態の積層型半導体パッケージの構成を示す断面図である。積層型半導体パッケージ1は配線基板2を具備している。配線基板2は、例えば絶縁樹脂基板の表面や内部に配線網3を設けたものであり、具体的にはガラス−エポキシ樹脂やBT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)等の絶縁樹脂を使用したプリント配線板(多層プリント基板等)が適用される。配線基板2は、外部接続端子の形成面となる第1の面2aと、半導体チップを有するモジュールの実装面となる第2の面2bとを有している。
図1は第1の実施形態の積層型半導体パッケージの構成を示す断面図である。積層型半導体パッケージ1は配線基板2を具備している。配線基板2は、例えば絶縁樹脂基板の表面や内部に配線網3を設けたものであり、具体的にはガラス−エポキシ樹脂やBT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)等の絶縁樹脂を使用したプリント配線板(多層プリント基板等)が適用される。配線基板2は、外部接続端子の形成面となる第1の面2aと、半導体チップを有するモジュールの実装面となる第2の面2bとを有している。
配線基板2の第1の面2aには、外部接続端子4が形成されている。積層型半導体パッケージ1でBGAパッケージを構成する場合、外部接続端子4は半田ボール、半田メッキ、Auメッキ等からなる突起端子で構成される。また、積層型半導体パッケージ1でLGAパッケージを構成する場合には、外部接続端子4として金属ランドが設けられる。配線基板2の第2の面2bには、内部接続端子5が設けられている。内部接続端子5は、半導体チップを備えるモジュールとの接続時に接続部(接続パッド)として機能するものであり、配線基板2の配線網3を介して外部接続端子4と電気的に接続されている。
配線基板2の第2の面2b上には第1のモジュール6が配置されており、さらにその上には第2のモジュール7が積層されている。第1のモジュール6は、第1のインターポーザ8と、第1のインターポーザ8上に搭載された複数の第1の半導体チップ9と、第1のインターポーザ8と第1の半導体チップ9とを電気的に接続する第1の接続部材10と、第1の半導体チップ9を第1の接続部材10と共に封止するように、第1のインターポーザ8上に形成された第1の封止樹脂層11とを備えている。
第1のインターポーザ8としては、例えばシリコンインタポーザやインターポーザ基板(配線基板)等が使用される。第1のインターポーザ8は、支持基板を利用して形成した配線層等であってもよい。第1のインターポーザ8上には、複数の第1の半導体チップ9が階段状に積層されて搭載されている。第1の半導体チップ9は、それぞれ外形辺に沿って配列された電極パッド(図示せず)を有しており、これら電極パッドが露出するように階段状に積層されている。第1の半導体チップ9の具体例としては、NAND型フラッシュメモリのようなメモリチップが挙げられるが、これに限られるものではない。
第1の半導体チップ9の電極パッドと第1のインターポーザ8とは、第1の接続部材10としての金属ワイヤを介して電気的に接続されている。第1の接続部材10には、金属ワイヤに代えて印刷配線層を適用してもよく、また後述する他の実施形態で示すように、貫通電極もしくは貫通電極と金属ワイヤとの組合せ等を適用してもよい。印刷配線層は、例えばインクジェット法やスクリーン印刷法等を使用して、導電性ペーストを所望の配線パターンに応じて塗布することにより形成される。第1のインターポーザ8上には、第1の半導体チップ9を第1の接続部材10と共に封止するように、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなる第1の封止樹脂層11が例えばモールド成形されている。
第1のモジュール6は、第1の封止樹脂層11が配線基板2の第2の面2bと第1の接着剤層12を介して接着されている。すなわち、第1のモジュール6は第1のインターポーザ8が紙面上方、第1の封止樹脂層11が紙面下方となるように配置されている。ここで、上方および下方は積層型半導体パッケージ1を実装する際の実装ボード上における位置関係に対応するものである。第1のモジュール6は、配線基板2側に配置される第1の封止樹脂層11が第1の接着剤層12を介して接着されている。第1の接着剤層12としては、接着剤フィルムや接着剤ペースト等が用いられる。
第1のモジュール6は、第1のインターポーザ8の第1の半導体チップ9が搭載された第1の面とは反対側の第2の面が上方を向くように配置されている。第1のインターポーザ8の第2の面には、第1の面に設けられた内部端子(図示せず)、すなわち第1の接続部材10と接続された内部端子と電気的に接続された外部端子(接続端子/図示せず)が設けられている。外部端子は図示を省略した第1のインターポーザ8の表面配線や内部配線を介して内部端子と電気的に接続されている。
第2のモジュール7は第1のモジュール6と同様な構成を備えている。すなわち、第2のモジュール7は、第2のインターポーザ13と、第2のインターポーザ13上に搭載された複数の第2の半導体チップ14と、第2のインターポーザ13と第2の半導体チップ14とを電気的に接続する第2の接続部材15と、第2の半導体チップ14を第2の接続部材15と共に封止するように、第2のインターポーザ13上に形成された第2の封止樹脂層16とを備えている。第2のインターポーザ13、第2の半導体チップ14、第2の接続部材15、および第2の封止樹脂層16の構成や配置状態等は、第1のモジュール6と同様とされている。
第2のモジュール7は、第2の封止樹脂層16が第1のモジュール6の第1のインターポーザ8の第2の面と第2の接着剤層17を介して接着されている。すなわち、第2のモジュール7は第1のモジュール6と同様に、第2のインターポーザ13が紙面上方、第2の封止樹脂層16が紙面下方となるように配置されている。第2のモジュール7は、第1のモジュール6側に配置される第2の封止樹脂層16が第2の接着剤層17を介して接着されている。第2の接着剤層17は第1の接着剤層12と同様である。
第2のモジュール7は第1のモジュール6と同様に、第2のインターポーザ13の第2の半導体チップ14が搭載された第1の面とは反対側の第2の面が上方を向くように配置されている。第2のインターポーザ13の第2の面には、第1の面に設けられた内部端子(図示せず)、すなわち第2の接続部材15と接続された内部端子と電気的に接続された外部端子(接続端子/図示せず)が設けられている。外部端子は図示を省略した第2のインターポーザ13の表面配線や内部配線を介して内部端子と電気的に接続されている。
第1のインターポーザ8の第2の面(紙面上面)に設けられた外部端子は、第3の接続部材18を介して配線基板2の内部接続端子5と電気的に接続されている。第2のインターポーザ13の第2の面(紙面上面)に設けられた外部端子は、第4の接続部材19を介して配線基板2の内部接続端子5と電気的に接続されている。第3および第4の接続部材18、19としては、例えば金属ワイヤが用いられる。また、金属ワイヤに代えて印刷配線層を適用してもよい。第2のモジュール7は第1のインターポーザ8の外部端子が露出するように、第1のモジュール6上にずらして配置されている。
配線基板2の第2の面2b上には、第1および第2のモジュール6、7を第3および第4の接続部材18、19と共に封止するように、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなる第3の封止樹脂層20が例えばモールド成形されている。このように、第1のインターポーザ8上に複数の第1の半導体チップ9を搭載して構成した第1のモジュール6と、第2のインターポーザ13上に複数の第2の半導体チップ14を搭載して構成した第2のモジュール7とを、外部接続端子4を有する配線基板2上に積層することによって、第1の実施形態の積層型半導体パッケージ1が構成されている。
第1および第2のモジュール6、7におけるインターポーザ8、13上への半導体チップ9、14の搭載数は4〜8個とすることが好ましい。このような半導体チップ9、14の搭載数であれば、半導体チップ9、14の組立て歩留りや検査歩留りを高めることができる。そして、予めモジュール6、7の段階で電気的特性を検査し、電気的特性が合格と判定されたモジュール6、7のみを配線基板2上に搭載することで、積層型半導体パッケージ1の製造歩留りを向上させることができる。さらに、各モジュール6、7内に複数の半導体チップ9、14を積層しているため、半導体チップを個々にパッケージしたものを積層した場合に比べて、積層型半導体パッケージ1を薄型化することが可能になる。
加えて、第1の実施形態の積層型半導体パッケージ1においては、各モジュール6、7をインターポーザ8、13が上方となるように配線基板2上に配置しているため、インターポーザ8、13の第2の面側に設けられた接続端子を、配線基板2の内部接続端子5との接続に利用することができる。従って、接続端子に複雑な形状を適用したり、またインターポーザと配線基板との接続に特別な配線構造等を適用することなく、通常のワイヤボンディングや印刷配線等を利用して、各モジュール6、7と配線基板2とを電気的に接続することができる。これによって、積層型半導体パッケージ1の製造コストの増加等を抑制することができる。すなわち、薄型で半導体チップ9、14の増加に対応させた積層型半導体パッケージ1を低コストで歩留りよく提供することが可能となる。
ところで、積層型半導体パッケージ1は樹脂封止したモジュール6、7を、さらに第3の封止樹脂層20で樹脂封止した構造、すなわちモールドインモールド構造を有している。このため、積層型半導体パッケージ1には反りが生じやすくなるおそれがある。積層型半導体パッケージ1の反りには、第1および第2の封止樹脂層11、16と第3の封止樹脂層20の樹脂厚比や弾性率比が影響すると考えられる。すなわち、モールドインモールド構造の積層型半導体パッケージ1においては、インターポーザ8、13や半導体チップ9、14の上下両面に封止樹脂が存在することになるため、樹脂厚比や弾性率比によっては反りが生じやすくなるものと考えられる。
そこで、積層型半導体パッケージ1においては、第3の封止樹脂層20の第2のモジュール7上における樹脂厚T1を、第1のモジュール6における第1の封止樹脂層11の第1の半導体チップ9上における樹脂厚T2、および第2のモジュール7における第2の封止樹脂層16の第2の半導体チップ14上における樹脂厚T2に対して、T1≧T2の条件を満足させることが好ましい。これによって、第3の封止樹脂層20の樹脂厚T1とモジュール6、7における封止樹脂層11、16の樹脂厚T2とのバランスがよくなり、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。
図2はモジュール6、7における封止樹脂層11、16の樹脂厚T2に対する第3の封止樹脂層20の樹脂厚T1の比(T1/T2)と積層型半導体パッケージ1の反り量との関係を示している。図2から明らかなように、T1/T2比を1以上(T1≧T2)とすることによって、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。T1/T2比は1〜2の範囲とすることが好ましく、1〜1.5の範囲とすることがより好ましい。
封止樹脂層11、16、20の樹脂厚T1、T2は、封止樹脂(モールド樹脂)に含まれるフィラーの径や、ワイヤボンディングを適用する場合にはワイヤ高さ等に応じて設定される。このため、樹脂厚T1、T2の具体的な値は、それぞれ70〜200μmの範囲とすることが好ましい。このような樹脂厚T1、T2を満足させた上で、T1/T2比を1〜2の範囲、さらには1〜1.5の範囲とすることが好ましい。例えば、封止樹脂層11、16の樹脂厚T2を100μm前後としたとき、T1/T2比を1〜1.5の範囲とすることによって、積層型半導体パッケージ1の厚さをあまり増加させることなく、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。
さらに、積層型半導体パッケージ1においては、第3の封止樹脂層20の弾性率E1を、第1および第2の封止樹脂層11、16の弾性率E2に対して、E1≧E2の条件を満足させることが好ましい。これによって、第1および第2のモジュール6、7に基づく積層型半導体パッケージ1の反りを、第3の封止樹脂層20により抑え込むことができる。すなわち、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。
図3は第1および第2の封止樹脂層11、16の弾性率E2を25GPaとした場合に、第3の封止樹脂層20の弾性率E1を変化させたときの積層型半導体パッケージ1の反り量を示している。図3から明らかなように、E1/E2比を1以上(E1≧E2)とすることによって、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。ここで、封止樹脂層11、16、20の弾性率E1、E2は、常温での弾性率を示すものである。
第1および第2の封止樹脂層11、16の弾性率E2は、半導体チップ9、14の保持性等を考慮すると22GPa以上とすることが好ましく、さらに25GPa以上とすることがより好ましい。このような封止樹脂層11、16の弾性率E2を満足させた上で、第3の封止樹脂層20の弾性率E1をE1≧E2の条件を満足させるために、第3の封止樹脂層20の弾性率E1は25〜30GPaの範囲とすることが好ましく、25〜28GPaの範囲とすることがより好ましい。
封止樹脂層11、16、20の弾性率E1、E2は、封止樹脂を形成する樹脂組成物に添加するフィラーの種類、フィラーの充填量等により調整することができる。ただし、封止樹脂層11、16、20をモールド成形するにあたって、封止樹脂の弾性率が高すぎるとモールド成形性等が低下するため、封止樹脂層11、16、20の弾性率E1、E2は30GPa以下とすることが好ましい。第1および第2の封止樹脂層11、16と第3の封止樹脂層20とは、同種の絶縁樹脂で構成することが好ましいが、必ずしもその限りではない。別種の絶縁樹脂を使用する場合には、樹脂間の密着性を高める手法(例えばプラズマ洗浄等による接触面の密着性向上)を適用することが好ましい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図4を参照して説明する。図4に示す積層型半導体パッケージ21は、第1の実施形態における第1のモジュール6、すなわち配線基板2とワイヤボンディング等により電気的に接続されるモジュール6に代えて、配線基板2との接続にフリップチップ接続(FC接続)を適用した第1のモジュール22を用いている。第2の実施形態による積層型半導体パッケージ21は、第1のモジュール22の構成および接続方式を除いて、第1の実施形態による積層型半導体パッケージ1と同一の構成を備えている。
次に、第2の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図4を参照して説明する。図4に示す積層型半導体パッケージ21は、第1の実施形態における第1のモジュール6、すなわち配線基板2とワイヤボンディング等により電気的に接続されるモジュール6に代えて、配線基板2との接続にフリップチップ接続(FC接続)を適用した第1のモジュール22を用いている。第2の実施形態による積層型半導体パッケージ21は、第1のモジュール22の構成および接続方式を除いて、第1の実施形態による積層型半導体パッケージ1と同一の構成を備えている。
第2の実施形態の積層型半導体パッケージ21における第1のモジュール22は、第1のインターポーザ8と、第1のインターポーザ8上に搭載された複数の第1の半導体チップ9と、第1のインターポーザ8と第1の半導体チップ9とを電気的に接続する第1の接続部材10と、第1の半導体チップ9を第1の接続部材10と共に封止するように、第1のインターポーザ8上に形成された第1の封止樹脂層11とを備えている。ここまでの構成は第1の実施形態における第1のモジュール6と同様であり、インターポーザ8や第1の接続部材10の具体的な構成も第1の実施形態と同様とすることが好ましい。
第1のモジュール22は、第1のインターポーザ8が紙面下方、第1の封止樹脂層11が紙面上方となるように配置されている。第1のインターポーザ8の第1の半導体チップ9が搭載された第1の面とは反対側の第2の面には、FC接続用の金属バンプ23が設けられている。金属バンプ23は半田ボール、半田メッキ、Auメッキ等で構成されている。第1のモジュール22は、第1のインターポーザ8の第2の面に設けられた金属バンプ23を介して、配線基板2の内部接続端子5と電気的および機械的にFC接続されている。第1のモジュール22の第1のインターポーザ8と配線基板2との間には、アンダーフィル樹脂24が充填されている。
第2のモジュール7は、第1の実施形態と同様に、第2のインターポーザ13が紙面上方、第2の封止樹脂層16が紙面下方となるように配置されている。第2のモジュール7は、第2の封止樹脂層16が第1のモジュール22の第1の封止樹脂層11と接着剤層25を介して接着されている。第2のモジュール7は第1の実施形態と同様に、第2のインターポーザ13の第2の面(紙面上面)に設けられた外部端子が配線基板2の内部接続端子5と接続部材19を介して電気的に接続されている。
配線基板2の第2の面2b上には、第1および第2のモジュール22、7を接続部材19と共に封止するように、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなる第3の封止樹脂層20が例えばモールド成形されている。このように、第1のインターポーザ8上に複数の第1の半導体チップ9を搭載して構成した第1のモジュール22と、第2のインターポーザ13上に複数の第2の半導体チップ14を搭載して構成した第2のモジュール7とを、外部接続端子4を有する配線基板2上に積層すると共に、第1のモジュール22を配線基板2とFC接続することで、第2の実施形態の積層型半導体パッケージ21が構成されている。
第2の実施形態における第1および第2のモジュール22、7は、第1の実施形態と同様に、インターポーザ8、13上への半導体チップ9、14の搭載数を4〜8個とすることが好ましい。そして、第1の実施形態と同様に、電気的特性が合格と判定されたモジュール22、7のみを配線基板2上に搭載することで、積層型半導体パッケージ21の製造歩留りを向上させることができる。さらに、積層型半導体パッケージ21を薄型化することが可能になる。加えて、通常のFC接続やワイヤボンディング等を利用して、各モジュール22、7と配線基板2とを電気的に接続することができため、積層型半導体パッケージ21の製造コストの増加等を抑制することができる。
第2の実施形態による積層型半導体パッケージ21においても、第1の実施形態と同様に、モジュール22、7における封止樹脂層11、16の樹脂厚T2に対する第3の封止樹脂層20の樹脂厚T1の比(T1/T2)を1以上(T1≧T2)とすることが好ましい。また、封止樹脂層11、16の弾性率E2に対する第3の封止樹脂層20の弾性率E1の比(E1/E2)を1以上(E1≧E2)とすることが好ましい。樹脂厚T1、T2や弾性率E1、E2の具体的な値も、第1の実施形態と同様とすることが好ましい。これらによって、積層型半導体パッケージ21の反りを抑制することができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図5を参照して説明する。図5に示す積層型半導体パッケージ31は、第1および第2のモジュール6、7における半導体チップ9、14間を貫通電極32で接続し、それぞれ最上段の半導体チップ9、14とインターポーザ8、13とを金属ワイヤ33で電気的に接続していることを除いて、第1の実施形態による積層型半導体パッケージ1と同一構成を備えている。
次に、第3の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図5を参照して説明する。図5に示す積層型半導体パッケージ31は、第1および第2のモジュール6、7における半導体チップ9、14間を貫通電極32で接続し、それぞれ最上段の半導体チップ9、14とインターポーザ8、13とを金属ワイヤ33で電気的に接続していることを除いて、第1の実施形態による積層型半導体パッケージ1と同一構成を備えている。
このように、第1および第2のモジュール6、7におけるインターポーザ8、13と半導体チップ9、14との電気的な接続には、貫通電極32と金属ワイヤ33との組合せを適用してもよい。貫通電極32を適用する場合でも、インターポーザ8、13上への半導体チップ9、14の搭載数は4〜8個とすることが好ましい。そして、第1の実施形態と同様に、電気的特性が合格と判定されたモジュール6、7のみを配線基板2上に搭載することで、積層型半導体パッケージ31の製造歩留りを向上させることができる。さらに、積層型半導体パッケージ31の薄型化や製造コストの低減等を実現することができる。
第3の実施形態による積層型半導体パッケージ31においても、第1の実施形態と同様に、モジュール6、7における封止樹脂層11、16の樹脂厚T2に対する第3の封止樹脂層20の樹脂厚T1の比(T1/T2)を1以上(T1≧T2)とすることが好ましい。また、封止樹脂層11、16の弾性率E2に対する第3の封止樹脂層20の弾性率E1の比(E1/E2)を1以上(E1≧E2)とすることが好ましい。樹脂厚T1、T2や弾性率E1、E2の具体的な値も、第1の実施形態と同様とすることが好ましい。これらによって、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図6を参照して説明する。図6に示す積層型半導体パッケージ41は、第3の実施形態と同様に、第1および第2のモジュール22、7における半導体チップ9、14間を貫通電極32で接続し、それぞれ最上段の半導体チップ9、14とインターポーザ8、13とを金属ワイヤ33で電気的に接続していることを除いて、第2の実施形態による積層型半導体パッケージ21と同一構成を備えている。
次に、第4の実施形態による積層型半導体パッケージについて、図6を参照して説明する。図6に示す積層型半導体パッケージ41は、第3の実施形態と同様に、第1および第2のモジュール22、7における半導体チップ9、14間を貫通電極32で接続し、それぞれ最上段の半導体チップ9、14とインターポーザ8、13とを金属ワイヤ33で電気的に接続していることを除いて、第2の実施形態による積層型半導体パッケージ21と同一構成を備えている。
このように、FC接続するモジュール22におけるインターポーザ8と半導体チップ9との電気的な接続に、貫通電極32と金属ワイヤ33との組合せを適用することも可能である。図6に示す積層型半導体パッケージ41においても、第1ないし第3の実施形態と同様に、積層型半導体パッケージ41の製造歩留りを向上させることができる。さらに、積層型半導体パッケージ41の薄型化や製造コストの低減等を実現することができる。
第4の実施形態による積層型半導体パッケージ41においても、第1の実施形態と同様に、モジュール22、7における封止樹脂層11、16の樹脂厚T2に対する第3の封止樹脂層20の樹脂厚T1の比(T1/T2)を1以上(T1≧T2)とすることが好ましい。また、封止樹脂層11、16の弾性率E2に対する第3の封止樹脂層20の弾性率E1の比(E1/E2)を1以上(E1≧E2)とすることが好ましい。樹脂厚T1、T2や弾性率E1、E2の具体的な値も、第1の実施形態と同様とすることが好ましい。これらによって、積層型半導体パッケージ1の反りを抑制することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1,21,31,41…積層型半導体パッケージ、2…配線基板、4…外部接続端子、5…内部接続端子、6,22…第1のモジュール、7…第2のモジュール、8…第1のインターポーザ、9…第1の半導体チップ、10…第1の接続部材、11…第1の封止樹脂層、12…第1の接着剤層、13…第2のインターポーザ、14…第2の半導体チップ、15…第2の接続部材、16…第2の封止樹脂層、17…第2の接着剤層、18…第3の接続部材、19…第4の接続部材、20…第3の封止樹脂層、22…金属バンプ、23…アンダーフィル樹脂、32…貫通電極、33…金属ワイヤ。
Claims (5)
- 外部接続端子を備える第1の面と、内部接続端子を備える第2の面とを有する配線基板と、
第1のインターポーザと、前記第1のインターポーザ上に搭載された複数の第1の半導体チップと、前記第1のインターポーザと前記複数の第1の半導体チップとを電気的に接続する第1の接続部材と、前記複数の第1の半導体チップを前記第1の接続部材と共に封止するように、前記第1のインターポーザ上に形成された第1の封止樹脂層とを備え、前記配線基板の前記第2の面上に配置された第1のモジュールと、
第2のインターポーザと、前記第2のインターポーザ上に搭載された複数の第2の半導体チップと、前記第2のインターポーザと前記複数の第2の半導体チップとを電気的に接続する第2の接続部材と、前記複数の第2の半導体チップを前記第2の接続部材と共に封止するように、前記第2のインターポーザ上に形成された第2の封止樹脂層とを備え、前記第1のモジュール上に積層された第2のモジュールと、
前記第1のインターポーザと前記配線基板の前記内部接続端子とを電気的に接続する金属ワイヤ、印刷配線層、または金属バンプを備える第3の接続部材と、
前記第2のインターポーザと前記配線基板の前記内部接続端子とを電気的に接続する金属ワイヤまたは印刷配線層を備える第4の接続部材と、
前記第1および第2のモジュールを前記第3および第4の接続部材と共に封止するように、前記配線基板の前記第2の面上に形成された第3の封止樹脂層と
を具備することを特徴とする積層型半導体パッケージ。 - 請求項1記載の積層型半導体パッケージにおいて、
前記第1のモジュールは、前記第1の封止樹脂層が前記配線基板の前記第2の面と第1の接着剤層を介して接着されていると共に、前記第3の接続部材としての前記金属ワイヤまたは前記印刷配線層は、前記第1のインターポーザの前記第1の半導体チップが搭載された第1の面とは反対側の第2の面に設けられた接続端子と接続されており、
前記第2のモジュールは、前記第2の封止樹脂層が前記第1のインターポーザの前記第2の面と第2の接着剤層を介して接着されていると共に、前記第4の接続部材は前記第2のインターポーザの前記第2の半導体チップが搭載された第1の面とは反対側の第2の面に設けられた接続端子と接続されていることを特徴とする積層型半導体パッケージ。 - 請求項1記載の積層型半導体パッケージにおいて、
前記第1のモジュールは、前記第1のインターポーザの前記第1の半導体チップが搭載された第1の面とは反対側の第2の面に設けられた、前記第1の接続部材としての前記金属バンプを介して、前記配線基板と電気的および機械的に接続されており、
前記第2のモジュールは、前記第2の封止樹脂層が前記第1の封止樹脂層と接着剤層を介して接着されていると共に、前記第4の接続部材は前記第2のインターポーザの前記第2の半導体チップが搭載された第1の面とは反対側の第2の面に設けられた接続端子と接続されていることを特徴とする積層型半導体パッケージ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の積層型半導体パッケージにおいて、
前記第3の封止樹脂層の前記第2のモジュール上における樹脂厚をT1、前記第1の封止樹脂層の前記第1の半導体チップ上における樹脂厚、および前記第2の封止樹脂層の前記第2の半導体チップ上における樹脂厚をT2としたとき、前記第3の封止樹脂層はT1≧T2の条件を満足することを特徴とする積層型半導体パッケージ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の積層型半導体パッケージにおいて、
前記第3の封止樹脂層の弾性率をE1、前記第1および第2の封止樹脂層の弾性率をE2としたとき、前記第3の封止樹脂層はE1≧E2の条件を満足することを特徴とする積層型半導体パッケージ。
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