JPH05183102A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH05183102A
JPH05183102A JP4000632A JP63292A JPH05183102A JP H05183102 A JPH05183102 A JP H05183102A JP 4000632 A JP4000632 A JP 4000632A JP 63292 A JP63292 A JP 63292A JP H05183102 A JPH05183102 A JP H05183102A
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semiconductor element
electrode
lsi
flexible film
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Hiroaki Fujimoto
博昭 藤本
Kenzo Hatada
賢造 畑田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、高密度、高速のマルチチップモジュー
ルを得る。 【構成】 可とう性フィルム11とこの主面に形成され
たリード14、15からなるフィルムキャリアの独立し
たインナーリードの両面に複数のLSIチップ19、2
0をそれぞれ接合し、LSIチップが互いに表面を向い
あわせて実装されたマルチチップモジュールを得る。 【効果】 小型、高密度、高速のマルチチップモジュー
ルを得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークステーションや
コンピュータ等に用いるマルチチップモジュールの実装
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ワークステーションやコンピュー
ターに対する小型化の要求は益々強くなっている。これ
らの要求に答えるためLSIの実装においてはLSIを
直接実装するマルチチップモジュールの開発が盛んに行
なわれている。
【0003】以下図面を参照しながら、上記したマルチ
チップモジュールについて説明する。(図3)は従来の
TABパッケージの断面図、(図4)は従来のTABパ
ッケージを用いたマルチチップモジュールの断面図を示
すものである。(図3)(図4)において、1はTAB
パッケージされたLSIチップ、2は金バンプ、3はT
ABパッケージのインナーリード、4はTABパッケー
ジのフィルム、5はTABパッケージのアウターリー
ド、6はTABパッケージの保護樹脂、7は回路基板、
8は回路基板野電極、9は回路基板の外部電極、10は
マルチチップモジュールの外部リードである。
【0004】以上のように構成された製造方法と構造に
ついて説明する。まず(図3)に示したTABパッケー
ジについて説明する。TABパッケージは、フィルム4
とフィルム4に支持されたインナーリード3及びアウタ
ーリード5よりなるいわゆるフィルムキャリアとLSI
チップ1より構成されている。このTABパッケージの
製造方法は、まず始めに、フィルムキャリアのインナー
リード3と金バンプ2を有したLSIチップ1の金バン
プを位置合わせし、一致させる。インナーリード3は、
銅よりなり表面にSn,Au等が鍍金されている。次
に、加熱された加圧ツールによりインナーリード3の表
面を加圧し、インナーリード3をを金バンプ2に押し当
て、インナーリード3と金バンプ2を一括で接合する。
次に、LSIチップ1の表面に保護樹脂6を形成しTA
Bパッケージを得るものである。
【0005】次にこのTABパッケージを用いた従来の
マルチチップモジュールについて図4とともに説明す
る。セラミック、シリコン等よりなり周囲に外部リード
10を有した回路基板7の電極8とTABパッケージの
アウターリード5を位置合わせし、半田づけ等によりア
ウターリード5と電極8を接続する。以下同様の方法で
複数のTABパッケージを、回路基板7に搭載しマルチ
チップモジュールを得る。
【0006】マルチチップモジュールに搭載されるLS
Iは、例えば、マイクロプロセッサーや、メモリー等で
あり、機器の性能が向上するにしたがいLSIチップ間
の信号の伝送については、高速性が要求される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、TABパッケージされたLSIチップ
が、回路基板上に平面的に実装されているため、下記に
示すような課題を有している。 (1)モジュールの
面積が大きく小型化が図れない。
【0008】(2)LSIチップ間の距離が長いため高
速化が図れない。 (3)LSIチップ間での接続点が多いため信頼性が低
い。
【0009】(4)回路基板が非常に大きいためコスト
の高いものである。 本発明は上記問題点に鑑み、小型、高速、低コストなマ
ルチチップモジュールを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置及びその製造方法は、開口部を
有する可とう性フィルム上に形成され前記開口部より異
なる長さで突出したリード群の表面に少なくとも1個以
上の第1の半導体素子の電極が接合され、前記リード群
の前記第1の半導体素子が接合されていないリードの裏
面に少なくとも1個以上の第2の半導体素子の電極が接
合されている構成を備えたものである。
【0011】また、第1の半導体素子の電極が接合され
たリードと、第2の半導体素子の電極が接合されたリー
ドの1部が可とう性フィルム上で接続されている構成を
備えたものである。
【0012】そして、開口部を有する可とう性フィルム
上に形成され前記開口部より異なる長さで突出したリー
ド群の表面に少なくとも1個以上の第1の半導体素子を
接合する工程、前記リード群の前記第1の半導体素子が
接合されていないリードの裏面に少なくとも1個以上の
第2の半導体素子を接合する工程を備えたものである。
また、開口部を有する可とう性フィルム上に形成され
前記開口部より異なる長さで突出したリード群の表面に
第1の半導体素子の電極を一括で接合する工程、前記リ
ード群の前記第1の半導体素子が接合されていないリー
ドの裏面に前記第1の半導体素子より大きい第2の半導
体素子の電極を1本ずつ順次接合する工程を備えたもの
である。
【0013】そして、開口部を有する可とう性フィルム
上に形成され前記開口部より異なる長さで突出したリー
ド群の表面に第1の半導体素子の電極を接合する工程、
前記第1の半導体素子をバーンインテストする工程、前
記バーンインテストでの良品の前記第1の半導体素子が
接合されている領域の前記リード群の前記第1の半導体
素子が接合されていないリードの裏面に第2の半導体素
子の電極を接合する工程を備えたものである。
【0014】また、リードと半導体素子の電極を、突起
電極を介して接合することを備えたものである。
【0015】
【作用】本発明は上記した構成によって、可とう性フィ
ルムの開口部に突出したリード、(いわゆるTABパッ
ケージのフィルムキャリアのインナーリード)の表裏
に、複数のLSIチップを、LSIチップの表面が向か
い合うように重なった状態で接続し、また、各々のLS
Iチップに接続されたリードは可とう性フィルム上で接
続しているため、小型、高速、低コストマルチチップモ
ジュールを得ることができる。
【0016】
【実施例】以下本発明の一実施例のマルチチップモジュ
ールの製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。
【0017】(図1)は本発明の実施例における可とう
性フィルムの平面図を示すものであり、(図2)は本発
明のマルチチップモジュールの工程別断面図を示すもの
である。図1、図2において、11は可とう性フィル
ム、12はスプロケットホール、13は開口部a、14
はLSIチップ1に接続するインナーリード、15は、
LSIチップ2に接続するインナーリード、16は可と
う性フィルム上の導体配線、17はアウターリード、1
8は開口部b、19はLSIチップa、20は突起電
極、21はLSIチップb、22は突起電極を示すもの
である。
【0018】以下本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1に示したのは、いわゆるTABパ
ッケージのフィルムキャリアであり、この構成ついて説
明する。ポリイミド、ポリエステル等よりなる可とう性
フィルム11には、搬送のためのスプロケットホール1
2、LSIチップ挿入のための開口部a、アウターリー
ド支持のための開口部bを有している。可とう性フィル
ム11の厚みは、50μm〜125μm程度である。ま
た開口部a13は後に接続するLSIチップより大きく
形成する。これらはすべて、金型を用いて打ち抜きによ
り形成する。次に導体配線について説明する。可とう性
フィルム11上には、導体配線16、導体配線より延在
した、インナーリード14、15、アウターリード17
が形成されている。これらは、可とう性フィルム11に
銅箔をはりつけた後フォトエッチングにより形成する。
また導体配線16の厚みは、18μm〜35μm程度で
ある。開口部13に突出したインナーリード14、15
は後に寸法の異なるLSIチップと接合する部分であ
り、LSIチップの電極と対応する位置に形成されてい
る。また、表面には、Sn,Au等の鍍金が施されてい
る。インナーリード14、15のリード幅は通常、30
μm〜100μm程度である。また、インナーリード1
4及び15の一部、例えば電源線等は、導体配線16の
部分で一体化され電気的に接続されている。
【0019】次にこのフィルムキャリアを用いた、マル
チチップモジュールの製造方法について図2とともに説
明する。まず始めに図2aに示すように、突起電極20
を有したLSIチップa19の突起電極20とインナー
リード14を位置合わせする。突起電極20は、Au,
Cu等よりなりその寸法は、厚みが10μm〜30μ
m、径が30μm〜100μm程度である。次に図2b
に示すように加圧ツール23によりインナーリード14
を加圧、加熱しインナーリード14とLSIチップa1
9の突起電極20を一括で接合する。接合は、突起電極
20が,Auで、インナーリード14の表面がSnの場
合は、Au−Snの合金で行なわれる。この場合、加熱
温度は300℃から400℃、加圧力は、突起電極あた
り10グラムから50グラム程度で良好な接続が得られ
る。次に図2cに示すように、LSIチップa19と反
対の面に次に接合するLSIチップb21を配置し、L
SIチップb21の突起電極22とインナーリード15
を位置合わせした後、ボンディングツール25により、
インナーリード15を1本ずつ、加圧加熱し、インナー
リード15と突起電極22を接合する。接合は、Au−
Sn合金または、Au−Auの拡散等により行なう。ま
た、ボンディングツール25には、超音波振動を印可す
ることもできる。その場合は、ボンディングツール25
の加熱温度をより低く設定することができ、耐熱性の低
いデバイスのボンディングに適している。ボンディング
の条件は、加熱温度200℃から350℃、加圧力は突
起電極あたり10グラムから100グラム程度である。
また、LSIチップの突起電極とインナーリードの接合
におおいて、ステージを加熱し、LSIチップを加熱し
てもよい。次に図2dに示すように、アウターリード1
7の部分で可とう性フィルム11を切断し、マルチチッ
プモジュールを得るものである。本実施例では、突起電
極の形成は、LSIチップ側に形成した例について述べ
たが、転写バンプ方式などによりインナーリード側に形
成する方法を用いてもよい。この場合のLSIチップの
接合方法は、突起電極が、LSIチップ側に形成された
場合と同様の方法で容易に行なうことが出来る。またL
SIチップの接合終了後に、樹脂を用いてLSIチップ
表面の保護を行なうこともできる。LSIチップa19
と、LSIチップb21に接続された、インナーリード
14、15の一部は、前述したように、導体配線16部
で接続されており、この状態で回路を構成することが出
来る。また、LSIチップa19を接続した後、特性検
査、バーンインテストを行なった後、良品のLSIチッ
プa19が接続された領域のみに、次のLSIチップb
21を接合することによりマルチチップモジュールの歩
留まりを高くすることが出来、低コスト化を図ることが
出来る。これは、例えば、LSIチップa19がメモリ
ー、LSIチップb21が、マイクロプロセッサーであ
るような、CPUモジュールの場合に特に有効な手段で
ある。
【0020】以上のように本実施例によれば、フィルム
キャリアの電気的に独立したインナーリドの両面に複数
個のLSIチップを接続し、可とう性フィルム上で一部
のリードを接続することにより、小型、高密度、低コス
トのマルチチップモジュールを得ることができる。ま
た、最初に搭載した、LSIチップの良品のみに次のL
SIチップを搭載することにより、非常に歩留まりの高
いマルチチップモジュールを得ることが出来る。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明はフィルムキャリア
の電気的に独立したしたインナーリードの両面に複数個
のLSIチップを接続し、可とう性フィルム上で一部の
リードを接続することによりフィルムキャリア上でマル
チチップモジュールを得る構成であるため、従来のよう
に回路基板上に平面的にTABパッケージされたLSI
チップを実装していく方法とは異なりLSIチップを積
層する構造であるため、非常に小型、高密度にすること
が出来るとともに、実装したLSIチップ間の距離が非
常に短いため信号の伝はん速度が早くなり、高速のマル
チチップモジュールを得ることが出来る。また、最初に
接合したした、LSIチップの良品のみに次のLSIチ
ップを接合することにより、非常に歩留まりが高く、低
コストのマルチチップモジュールを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるフィルムキャリ
アの上面図
【図2】本発明のマルチチップモジュルノ1実施例にお
ける工程別断面図
【図3】従来のTABパッケージの断面図
【図4】従来のマルチチップモジュールの断面図
【符号の説明】
1 TABパッケージされたLSIチップ 2 金バンプ 3 インナーリード 4 フィルム 5 アウターリード 6 保護樹脂 7 回路基板 8 回路基板の電極 9 回路基板の外部電極 10 外部リード 11 可とう性フィルム 12 スプロケットホール 13 開口部A 14 LSIチップaに接続するインナーリード 15 LSIチップbに接続するインナーリード 16 可とう性フィルム上の導体配線 17 アウターリード 18 開口部B 19 LSIチップa 20 突起電極 21 LSIチップb 22 突起電極 23 加圧ツール 24 ステージ 25 ボンディングツール

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開口部を有する可とう性フィルム上に形成
    され、前記開口部より異なる長さで突出したリード群の
    表面に少なくとも1個以上の第1の半導体素子の電極が
    接合され、前記リード群の前記第1の半導体素子が接合
    されていないリードの裏面に少なくとも1個以上の第2
    の半導体素子の電極が接合されていることを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】第1の半導体素子の電極が接合されたリー
    ドと、第2の半導体素子の電極が接合されたリードの1
    部が可とう性フィルム上で接続されていることを特徴と
    請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】リードと半導体素子の電極が突起電極を介
    して接合されていることを特徴とする請求項1及び2記
    載の半導体装置。
  4. 【請求項4】開口部を有する可とう性フィルム上に形成
    され前記開口部より異なる長さで突出したリード群の表
    面に少なくとも1個以上の第1の半導体素子を接合する
    工程、前記リード群の前記第1の半導体素子が接合され
    ていないリードの裏面に少なくとも1個以上の第2の半
    導体素子を接合する工程よりなることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】リードと半導体素子の電極を突起電極を介
    して接合することを特徴とする請求項4記載の半導体装
    置の製造方法。
  6. 【請求項6】開口部を有する可とう性フィルム上に形成
    され前記開口部より異なる長さで突出したリード群の表
    面に第1の半導体素子の電極を一括で接合する工程、前
    記リード群の前記第1の半導体素子が接合されていない
    リードの裏面に前記第1の半導体素子より大きい第2の
    半導体素子の電極を1本ずつ順次接合する工程よりなる
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】リードと半導体素子の電極を突起電極を介
    して接合することを特徴とする請求項6記載の半導体装
    置の製造方法。
  8. 【請求項8】開口部を有する可とう性フィルム上に形成
    され前記開口部より異なる長さで突出したリード群の表
    面に第1の半導体素子の電極を接合する工程、前記第1
    の半導体素子をバーンインテストする工程、前記バーン
    インテストでの良品の前記第1の半導体素子が接合され
    ている領域の前記リード群の前記第1の半導体素子が接
    合されていないリードの裏面に第2の半導体素子の電極
    を接合する工程よりなることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  9. 【請求項9】リードと半導体素子の電極を突起電極を介
    して接合することを特徴とする請求項8記載の半導体装
    置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980012371A (ko) * 1996-07-16 1998-04-30 사와무라 시꼬 반도체 집적회로에 내부리드의 무범프 접속방법
US6509631B2 (en) 2000-05-26 2003-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and liquid crystal module
US7112468B2 (en) 1998-09-25 2006-09-26 Stmicroelectronics, Inc. Stacked multi-component integrated circuit microprocessor

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