JP4556732B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、２つの半導体チップとリード部材とを接続し、これらをモールド樹脂で封止してなるマルチチップパッケージ構造を有する半導体装置及びその製造方法に関する。

図５は、この種のマルチチップパッケージ構造を有する半導体装置の一般的な構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。また、この図５において、（ａ）は（ｂ）中のＥ−Ｅ線に沿った概略断面図である。

図５に示されるように、この半導体装置は、２つの半導体チップとして比較的面積が大きく発熱量が小さい第１の半導体チップ１０と、比較的面積が小さく発熱量が大きい第２の半導体チップ２０とを有する。

そして、これら両半導体チップ１０、２０は、電気絶縁性のダイマウント材７１を介して重ね合わせられて積層固定されている。すなわち、スタック構造とすることにより、小型化・高密度化に適した半導体装置が実現されている。ここで、面積の大きい第１の半導体チップ１０の上に面積の小さい第２の半導体チップを積層することで、各半導体チップ１０、２０に対するワイヤボンディングを可能としている。

このようなチップサイズおよび発熱量の大小関係にある両半導体チップ１０、２０においては、第１の半導体チップ１０は、たとえば、発熱量が小さいマイコン、メモリー素子などの素子が形成されたものであり、第２の半導体チップ２０は、発熱量が大きいパワーＭＯＳ素子や電源ＩＣ、アナログドライバーＩＣなどが形成されたものである。

また、積層された両半導体チップ１０、２０は、導電性接着剤７０を介して、放熱性を有するチップ搭載部としてのリードフレームのアイランド３０に、搭載され固定されている。

さらに、アイランド３０の周囲には、リード部材としてのリードフレームのリード部４０が設けられており、各半導体チップ１０、２０とリード部４０とは、金やアルミニウムなどからなるボンディングワイヤ６０により結線され電気的に接続されている。

そして、これら両半導体チップ１０、２０、アイランド３０、リード部４０およびボンディングワイヤ６０は、モールド樹脂５０により封止されている。このような半導体装置は、アイランド３０上に両半導体チップ１０、２０を積層した形で搭載し、ワイヤボンディングを行った後、モールド樹脂５０による封止を行うことで製造できる。

ところで、この図５に示される半導体装置においては、上段に配置された発熱量の大きい第２の半導体チップ２０の熱は、ダイマウント材７１および第１の半導体チップ１０を介してアイランド３０に放熱される。

このような放熱経路では、発熱量の大きい第２の半導体チップ２０の熱がアイランド３０に直接放熱できないこと、また、ダイマウント材７１が絶縁材料であるためにその熱伝導率が小さい（たとえば、０．３〜０．５Ｗ／ｍＫ程度）。

このことから、上段の第２の半導体チップ２０の放熱性が不十分となったり、上段の第２の半導体チップ２０のもらい熱により、下段の第１の半導体チップ１０の温度が上昇したりするという問題が発生する。

一方で、特許文献１には、積層された両半導体チップの間に、金属やセラミック、樹脂などからなるスペーサを介在させることにより、２つの半導体チップのサイズに制約を受けずに、各半導体チップにおけるワイヤボンディングを容易にするという技術が提案されている。
特開２００２−３４３９２８号公報

本発明者は、上記特許文献１に記載されている技術に基づいて、面積が小さく発熱量が大きい第２の半導体チップ２０を下段、面積が大きく発熱量が小さい第１の半導体チップ１０を上段とすることで、特に発熱量の大きな第２の半導体チップ２０の放熱性を向上させることを検討した。

図６は、上記特許文献１に記載されている技術に基づいて、本発明者が試作した試作品としての半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。なお、この図６において、（ａ）は（ｂ）中のＦ−Ｆ線に沿った概略断面図である。

この図６に示される半導体装置においては、面積が小さく発熱量が大きい第２の半導体チップ２０を下段として直接アイランド３０に放熱できるようにし、面積が大きく発熱量が小さい第１の半導体チップ１０を、スペーサＫを介して第２の半導体チップ２０の上段に配置している。

この場合、スペーサＫとその上下に位置する各半導体チップ１０、２０とは、電気絶縁性のダイマウント材７１を介して固定される。そして、このスペーサＫによって両半導体チップ１０、２０の間隔が確保されるため、面積の大きい第１の半導体チップ１０を上段としても、下段の第２の半導体チップ２０に対するワイヤボンディングが適切に行われている。

しかしながら、この図６に示される半導体装置においても、次に述べるような問題が発生する。

下段の第２の半導体チップ２０のサイズに比べて、上段の第１の半導体チップ１０のサイズが極端に大きい場合、たとえば、互いに相似形状をなす両半導体チップ１０、２０において一辺の長さの比としてのチップサイズ比が１．５以上である場合には、上段の第１の半導体チップ１０の固定が不安定になる。

そのため、上段の第１の半導体チップ１０に対してワイヤボンドがうまくできない、リードフレームの搬送時に第１の半導体チップ１０が剥がれる、モールド成形において第１の半導体チップ１０が剥がれる等の工程上の問題が生じる。

また、上段の第１の半導体チップ１０の放熱に関しても、その主な放熱経路がスペーサＫと下段の第２の半導体チップ２０であり、放熱面積が小さいことや、絶縁性のダイマウント材料のため放熱が不十分であることや、また、下段の第２の半導体チップ１０からのもらい熱については解消されないといった問題がある。

ちなみに、２つの半導体チップ１０、２０をアイランド３０上に平面的に並列配置すれば、上記した放熱に関する問題は解消されるが、スタック構造による小型化という利点がなくなってしまう。このように、従来では、小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することは困難であった。

本発明は、上記したような問題に鑑みてなされたものであり、２つの半導体チップとリード部材とを接続し、これらをモールド樹脂で封止してなる半導体装置において、両半導体チップを積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１の半導体チップ（１０）と、第２の半導体チップ（２０）と、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、第１の半導体チップ（１０）、第２の半導体チップ（２０）、チップ搭載部（３０）およびリード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置において、次に述べるような点を特徴としている。

すなわち、請求項１に記載の発明においては、チップ搭載部（３０）の上に第２の半導体チップ（２０）が搭載され、チップ搭載部（３０）における第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）の周囲部に熱的に接続され、第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）から第２の半導体チップ（２０）よりも上方まで突出する放熱性を有する突出部（３３）が設けられており、
チップ搭載部は、リードフレームのアイランド（３０）であるとともに、アイランド（３０）の一面（３１）が第２の半導体チップ（２０）の搭載面であり、
アイランド（３０）の外周部には、アイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）が連結されており、
突出部（３３）は、吊りリード（４１）の一部が曲げられることによりアイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出するように形成された突出部（３３）であり、
アイランド（３０）の一面（３１）には凹部（３２）が形成されており、第２の半導体チップ（２０）は、凹部（３２）内に配置されてアイランド（３０）の一面（３１）に搭載されており、
第１の半導体チップ（１０）は、第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わされて配置されるとともに第２の半導体チップ（２０）上にて吊りリード（４１）の突出部（３３）に支持されており、
さらに、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とは、ボンディングワイヤ（６０）により電気的に接続され、
第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とを接続するボンディングワイヤ（６０）は、リード部材（４０）を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていることを特徴としている。

それによれば、下段の第２の半導体チップ（２０）は、チップ搭載部であるリードフレームのアイランド（３０）から放熱され、また、上段の第１の半導体チップ（１０）は、突出部（３３）からアイランド（３０）を介して放熱され、両半導体チップ（１０、２０）の適切な放熱が図れる。

また、上段の第１の半導体チップ（１０）と下段の第２の半導体チップ（２０）とは、放熱経路が並列で別々であることから、従来のように第１の半導体チップと第２の半導体チップとの間で直列に熱的な接続がなされることはないため、両半導体チップ（１０、２０）同士のもらい熱も大幅に抑制できる。

また、突出部（３３）は、下段の第２の半導体チップ（２０）の周囲に位置するため、その上段に位置する第１の半導体チップ（１０）の周囲部に位置することになる。その結果として、突出部（３３）は、上段の第１の半導体チップ（１０）の周辺部を支持することになるため、第１の半導体チップ（１０）の支持は安定する。

よって、請求項１に記載の発明によれば、２つの半導体チップ（１０、２０）とリード部材（４０）とを接続し、これらをモールド樹脂（５０）で封止してなる半導体装置において、両半導体チップ（１０、２０）を積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することができる。
また、請求項１に記載の発明では、アイランド（３０）の一面（３１）に凹部（３２）を形成し、下段の第２の半導体チップ（２０）は、凹部（３２）内に配置しているから、下段の第２の半導体チップ（２０）が凹部（３２）に入り込んでいる分、上段の第１の半導体チップ（１０）との間隔を広くすることができる。つまり、積層配置された上下の半導体チップ（１０、２０）の間隔を、制約の範囲内で極力広くすることができ、当該間隔にてボンディングワイヤなどを行う場合に好ましい。
また、請求項１に記載の発明では、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とを、ボンディングワイヤ（６０）により電気的に接続している。
ところで、下段の第２の半導体チップ（２０）は上述したようにアイランド（３０）に直接に支持され、上段の第１の半導体チップ（１０）はその周辺部を突出部（３３）にて支持されているので、両半導体チップ（１０、２０）をともに安定に保持できる。そのため、両半導体チップ（１０、２０）に対して安定してワイヤボンディングを行うことができる。
さらに、請求項１に記載の発明では、下段の第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とを接続するボンディングワイヤ（６０）は、リード部材（４０）を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ（２０）を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されている。
一般に、ボンディングワイヤ（６０）においては、１次ボンディング側の部分の方が比
較的高く、２次ボンディング側の部分の方が比較的低いループ形状となる。
そこで、請求項１に記載の発明のようにすれば、第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とを接続するボンディングワイヤ（６０）のうち、第２の半導体チップ（２０）側の部分の高さを低くすることができるので、その分、上下の半導体チップ（１０、２０）の間隔の必要寸法を小さくすることができ、小型化のために好ましい。

また、請求項２に記載の発明では、第１の半導体チップ（１０）と、第２の半導体チップ（２０）と、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、第１の半導体チップ（１０）、第２の半導体チップ（２０）、チップ搭載部（３０）およびリード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置において、
チップ搭載部（３０）の上に第２の半導体チップ（２０）が搭載され、
チップ搭載部（３０）における第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）の周囲部に接続され、第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）から第２の半導体チップ（２０）よりも上方まで突出する突出部（３３）が設けられており、
チップ搭載部は、リードフレームのアイランド（３０）であるとともに、アイランド（３０）の一面（３１）が第２の半導体チップ（２０）の搭載面であり、
アイランド（３０）の外周部には、アイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）が連結されており、
突出部（３３）は、吊りリード（４１）の一部が曲げられることによりアイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出するように形成された突出部（３３）であり、
アイランド（３０）の一面（３１）には凹部（３２）が形成されており、第２の半導体チップ（２０）は、凹部（３２）内に配置されてアイランド（３０）の一面（３１）に搭載されており、
第１の半導体チップ（１０）は、第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わされて配置されるとともに第２の半導体チップ（２０）上にて吊りリード（４１）の突出部（３３）に支持されており、
さらに、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とは、ボンディングワイヤ（６０）により電気的に接続され、
第２の半導体チップ（２０）とリード部材（４０）とを接続するボンディングワイヤ（６０）は、リード部材（４０）を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていることを特徴としている。
このように構成された請求項２に記載の発明においても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の半導体装置において、第２の半導体チップ（２０）におけるボンディングワイヤ（６０）と接続される面は、リード部材（４０）におけるボンディングワイヤ（６０）と接続される面よりも高さが低くなっていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置においては、各半導体チップ（１０、２０）と接続されるリード部材としては、リードフレームのリード部（４０）からなるものにできる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置において、第２の半導体チップ（２０）は、第１の半導体チップ（１０）よりも面積が小さく発熱量が大きいものであることを特徴としている。

それによれば、比較的面積が小さく発熱量が大きな第２の半導体チップ（２０）は、チップ搭載部（３０、８０）から直接放熱され、効果的な放熱が可能になる。また、第１の半導体チップ（１０）は、凸部（３３、３４、８３、８４）からチップ搭載部（３０、８０）を介して放熱されるが、第１の半導体チップ（１０）は比較的発熱量が小さいため、このような放熱経路であっても、十分な放熱性が確保される。
さらに、請求項６に記載の発明では、第１の半導体チップ（１０）と、第２の半導体チップ（２０）と、第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ第１の半導体チップ（１０）および第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、第１の半導体チップ（１０）、第２の半導体チップ（２０）、チップ搭載部（３０）およびリード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置の製造方法において、
チップ搭載部をなすアイランド（３０）、リード部材をなすリード部（４０）、およびアイランド（３０）の外周部に連結されてアイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）をパターニングされたリードフレームを用意し、
アイランド（３０）のうち第２の半導体チップ（２０）の搭載面をなす一面（３１）に凹部（３２）を形成するとともに、吊りリード（４１）の一部を曲げることによりアイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出する突出部（３３）を形成し、
アイランド（３０）の凹部（３２）内に第２の半導体チップ（２０）を配置してアイランド（３０）の一面（３１）上に第２の半導体チップ（２０）を搭載し、
次に、リード部（４０）を１次ボンディング側としてリード部（４０）とボンディングワイヤ（６０）の一端側とのワイヤボンディングを行った後に、第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側として第２の半導体チップ（２０）の上面とボンディングワイヤ（６０）の他端側とのワイヤボンディングを行い、
次に、第１の半導体チップ（１０）を、第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わせて配置するとともに第２の半導体チップ（２０）上にて吊りリード（４１）の突出部（３３）に支持させ、
次に、第１の半導体チップ（１０）とリード部（４０）との間を別のボンディングワイヤ（６０）によりワイヤボンディングし、
次に、リードフレーム、第１の半導体チップ（１０）、第２の半導体チップ（２０）および両ボンディングワイヤ（６０）をモールド樹脂（５０）により封止することを特徴としている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。また、上記各手段でいう上下関係は、後述する実施形態の各図における上下方向に相当するものであり、天地方向を示すものではない。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置１００の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。また、図１において、（ａ）は（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。

［構成等］
本実施形態の半導体装置１００は、大きくは、第１の半導体チップ１０と、第２の半導体チップ２０と、これら両半導体チップ１０、２０を搭載する放熱性を有するチップ搭載部３０と、チップ搭載部３０の周囲に設けられ各半導体チップ１０、２０に電気的に接続されたリード部材４０と、両半導体チップ１０、２０、チップ搭載部３０およびリード部材４０を封止するモールド樹脂５０とを備えて構成されている。

第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０は、本例では、図１に示されるように、矩形板状をなすものであり、たとえば、シリコン半導体などの半導体基板にトランジスタなどの素子を半導体プロセス技術を用いて形成したＩＣチップとして構成されている。

本実施形態では、第１の半導体チップ１０と第２の半導体チップ２０とでは、第１の半導体チップ１０は比較的面積が大きく且つ発熱量が小さいものであり、第２の半導体チップ２０は比較的面積が小さく発熱量が大きいものである。

たとえば、互いに相似形状をなす両半導体チップ１０、２０において、サイズの大きな第１の半導体チップ１０の一辺の長さは、サイズの小さな第２の半導体チップの一辺の長さの１．５倍程度である。

このようなチップサイズおよび発熱量の大小関係にある両半導体チップ１０、２０においては、第１の半導体チップ１０は、たとえば、発熱量が小さいマイコン、メモリー素子などの素子が形成されたものであり、第２の半導体チップ２０は、発熱量が大きいパワーＭＯＳ素子や電源ＩＣ、アナログドライバーＩＣなどが形成されたものである。

そして、これら第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０は、チップ搭載部３０に搭載されており、チップ搭載部３０の周囲に設けられたリード部材４０と電気的に接続されている。

ここでは、チップ搭載部３０は、リードフレームのアイランド３０であり、リード部材４０は、リードフレームのリード部４０からなるものである。

このようなリードフレームとしては、Ｃｕや４２アロイ合金などの金属からなる素材板をエッチングやプレス加工などにより、アイランド３０およびリード部４０を有するパターンに形成し、モールド樹脂５０による封止後に、カットやフォーミングされる一般的なものを採用できる。

また、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０とリード部４０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されている。このボンディングワイヤ６０は、ＡｕやＡｌなどからなり、半導体分野において通常採用されるワイヤボンディング方法により形成されるものである。

ここで、図１に示されるように、本実施形態では、チップ搭載部であるアイランド３０の一面３１が第２の半導体チップ２０の搭載面であり、このアイランド３０の一面３１の上に第２の半導体チップ２０が搭載されている。

さらに、本実施形態では、図１（ａ）に示されるように、アイランド３０の一面３１には、ハーフエッチング加工やプレス加工などによって凹部３２が形成されており、第２の半導体チップ２０は、この凹部３２内に配置されている。

また、第２の半導体チップ２０の搭載面であるアイランド３０の一面３１の周囲部には、放熱性を有する凸部３３が設けられている。この凸部３３は、チップ搭載部であるアイランド３０に熱的に接続され、アイランド３０の一面３１から第２の半導体チップ３０よりも上方まで突出している。

そして、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０の上部に重ね合わされて配置されるとともに、上記凸部３３上に支持されている。

具体的に、本実施形態では、図１に示されるように、アイランド３０の外周部には、アイランド３０の外方へ延びる吊りリード４１が連結されている。この吊りリード４１は、リードフレームのカット工程の前までに、アイランド３０をリードフレームのフレーム部に連結して一体化させておくためのものである。

そして、この吊りリード４１には、その一部を曲げることによりアイランドの一面３１から上方へ突出するように形成された突出部３３が形成され、この吊りリード４１の突出部３３が上記凸部３３として構成されている。

こうして、第２の半導体チップ２０は、アイランド３０の一面３１に搭載されるとともに、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０上に積層された形で、凸部としての吊りリード４１の突出部３３に支持されている。つまり、第１の半導体チップ１０は、突出部３３を介してアイランド３０上に搭載されている。

また、図１（ｂ）に示されるように、もともと吊りリード４１は、アイランド３０の外周に存在するものであるため、吊りリード４１の突出部３３もアイランド３０の外周に位置している。

本例では、４本の吊りリード４１が矩形板状のアイランド３０の各隅部に一体に連結され、各吊りリード４１に形成された突出部３３によって、第１の半導体チップ１０の四隅部が支持されている。

ここで、この吊りリード４１を曲げることにより形成された突出部３３は、リードフレームのディプレス成形を行うことなどにより作成することができる。

また、そのディプレス成形においては、図１（ａ）に示される上段の第１の半導体チップ１０の下面と下段の第２の半導体チップ２０の上面との間隔ｈが、２００μｍ以上となるようなディプレス深さとする。

つまり、ディプレス成形においては、第２の半導体チップ２０の厚さに加えて２００μｍ以上の深さを持つディプレス深さを実現するように、成形を行うが、１回のディプレス成形で可能なディプレスの最大加工限界は０．５ｍｍ程度であるため、下段チップが厚い場合には、複数回の成形を行って深いディプレスを設けるようにすればよい。

このような第１の半導体チップ１０と吊りリード４１の突出部３３との間、および、第２の半導体チップ２０とアイランド３０との間は、図１（ａ）に示されるように、それぞれダイマウント材７０を介して接着固定されている。

このダイマウント材７０は、通常の半導体ＩＣで採用されるもので、たとえば、エポキシ系樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン系樹脂などの熱伝導性に優れた樹脂からなり、具体的には、導電性接着剤などからなる。本例では、ダイマウント材は、エポキシ系樹脂にＡｇフィラーを混合させた銀ペーストからなるものにできる。

また、図１（ａ）に示されるように、本実施形態では、第１の半導体チップ１０とリード部４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、第１の半導体チップ１０を１次ボンディング側とし、リード部４０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されている。

一方、第２の半導体チップ２０とリード部４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部４０を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されている。

そして、図１に示されるように、本半導体装置１００においては、第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０、アイランド３０およびリード部４０、さらにはボンディングワイヤ６０が、モールド樹脂５０により封止されている。

このモールド樹脂５０は、エポキシ系樹脂などの半導体装置分野において通常用いられるあるいは用いられる可能性のあるモールド材料であって、たとえば金型を用いたトランスファーモールド法などにより成形されるものである。

なお、リード部材４０としてのリードフレームのリード部４０のうちモールド樹脂５０内の部位であるインナーリードにおいてボンディングワイヤ６０との接続がなされ、それとは反対側の端部がアウターリードとしてモールド樹脂５０から突出している。

そして、本半導体装置１００は、このアウターリードにて外部基材へはんだ付けなどにより実装可能となっている。このように、本半導体装置１００は、マルチチップ構造を有するＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）として構成されている。

［製造方法等］
上記図１に示される半導体装置１００は、次のようにして製造することができる。

まず、アイランド３０、リード部４０および吊りリード４１がパターニングされたリードフレームを用意し、ディプレス成形を行って、各吊りリード４１に突出部３３を形成する。

次に、アイランド３０の一面３１上にダイマウント材７０を介して第２の半導体チップ２０を搭載し、リード部４０を１次ボンディング側、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行い、第２の半導体チップ２０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

続いて、第２の半導体チップ２０の上に第１の半導体チップ１０を重ね合わせ、吊りリード４１の突出部３３の上に、第１の半導体チップ１０をダイマウント材７０を介して搭載する。

次に、第１の半導体チップ１０を１次ボンディング側、リード部４０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行い、第１の半導体チップ１０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

なお、この上段の第１の半導体チップ１０におけるワイヤボンディングでは、第１の半導体チップ１０は、その周辺部が凸部としての突出部３３にて支持されてはいるものの、それ以外の部分は支持されていないため、第１の半導体チップ１０へのダメージを抑制すべく低衝撃のボンディングを行うことが好ましい。

この低衝撃のワイヤボンディングは、たとえば、ワイヤボンディング装置におけるボンダーヘッドによる第１の半導体チップ１０への接触時の衝撃を、弱めるようにボンダーヘッドによる加重を小さくすることなどにより、行う。

その後、これらリードフレーム、各半導体チップ１０、２０およびボンディングワイヤ６０が一体化されたものを、金型に設置し、トランスファーモールド法により、モールド樹脂５０による封止を行う。こうして、上記図１に示される本実施形態の半導体装置１００ができあがる。

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、第１の半導体チップ１０と、第２の半導体チップ２０と、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０を搭載する放熱性を有するチップ搭載部３０と、チップ搭載部３０の周囲に設けられ第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０に電気的に接続されたリード部材４０と、第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０、チップ搭載部３０およびリード部材４０を封止するモールド樹脂５０とを備える半導体装置において、次のような点を特徴とする半導体装置１００が提供される。

すなわち、本半導体装置１００は、チップ搭載部３０の上に第２の半導体チップ２０が搭載され、チップ搭載部３０における第２の半導体チップ２０の搭載面３１の周囲部に熱的に接続され当該搭載面３１から第２の半導体チップ２０よりも上方まで突出する放熱性を有する凸部３３が設けられており、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０の上部に重ね合わされて配置されるとともに凸部３３上に支持されていることを特徴としている。

特に、本実施形態では、チップ搭載部は、リードフレームのアイランド３０であるとともに、このアイランド３０の一面３１が第２の半導体チップ２０の搭載面であり、アイランド３０の外周部には、アイランド３０の外方へ延びる吊りリード４１が連結されており、吊りリード４１には、その一部が曲げられることによりアイランド３０の一面３１から上方へ突出するように形成された突出部３３が形成され、この突出部３３が前記凸部として構成されていることも特徴のひとつである。

それによって、第２の半導体チップ２０は、アイランド３０の一面３１に搭載され、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０上にて吊りリード４１の突出部３３に支持されているものにできる。

また、本実施形態の半導体装置１００においては、各半導体チップ１０、２０と電気的に接続されるリード部材は、リードフレームのリード部４０からなるものであることも特徴のひとつである。

このような特徴点を有する本実施形態の半導体装置１００によれば、下段の第２の半導体チップ２０は、チップ搭載部としてのアイランド３０から放熱され、また、上段の第１の半導体チップ１０は、凸部としての吊りリード４１の突出部３３からアイランド３０を介して放熱され、両半導体チップ１０、２０の適切な放熱が図れる。

また、上段の第１の半導体チップ１０と下段の第２の半導体チップ２０とは、放熱経路が並列で別々であることから、従来のように第１の半導体チップと第２の半導体チップとの間で直列に熱的な接続がなされることはないため、両半導体チップ１０、２０同士のもらい熱も大幅に抑制できる。

特に、第１の半導体チップ１０と第２の半導体チップ２０とで放熱経路が並列であるため、両半導体チップ１０、２０のチップ搭載部３０および凸部３３への固定を行うために、熱伝導性の悪い電気絶縁性のダイマウント材を用いる必要はなく、比較的熱伝導性のよい導電性接着剤（たとえば、１．３Ｗ／ｍＫ程度）をダイマウント材７０として採用できる。そのため、本実施形態では、各半導体チップ１０、２０の放熱性を充分に確保することができる。

また、凸部としての突出部３３は、第２の半導体チップ２０の周囲に位置するため、その上段に位置する第１の半導体チップ１０の周囲部に位置することになる。その結果として、突出部３３は、第１の半導体チップ１０の周辺部を支持することになるため、第１の半導体チップ１０の支持は安定する。

よって、本実施形態によれば、２つの半導体チップ１０、２０とリード部材４０とを接続し、これらをモールド樹脂５０で封止してなる半導体装置１００において、両半導体チップ１０、２０を積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することができる。

さらに、本実施形態の半導体装置１００においては、アイランド３０の一面３１には凹部３２が形成されており、第２の半導体チップ２０は、この凹部３２内に配置されていることも特徴のひとつである。

それによれば、下段の第２の半導体チップ２０が凹部３２に入り込んでいる分、上段の第１の半導体チップ１０との間隔を広くすることができる。つまり、積層配置された上下の半導体チップ１０、２０の間隔を、制約の範囲内で極力広くすることができ、当該間隔にてボンディングワイヤなどを行う場合に好ましい。

また、本実施形態の半導体装置１００においては、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０とリード部材としてのリードフレームのリード部４０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されていることも特徴のひとつである。

上述したように、下段の第２の半導体チップ２０はチップ搭載部としてのアイランド３０に直接に支持され、上段の第１の半導体チップ１０はその周辺部を凸部としての突出部３３にて支持されているので、両半導体チップ１０、２０ともに安定に保持される。そのため、ボンディングワイヤ６０を用いた電気的接続を行うにあたって、両半導体チップ１０、２０に対して安定してワイヤボンディングを行うことができる。

また、本実施形態の半導体装置１００においては、第２の半導体チップ２０とリード部材４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部材４０を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていることも特徴のひとつである。

一般に、ボンディングワイヤ６０においては、１次ボンディング側の部分の方が比較的高く、２次ボンディング側の部分の方が比較的低いループ形状となる。

そこで、このようなボンディング順序とすれば、第２の半導体チップ２０とリード部材４０とを接続するボンディングワイヤ６０のうち、第２の半導体チップ２０側の部分の高さを低くすることができるので（図１（ａ）参照）、その分、上下の半導体チップ１０、２０の間隔を小さくすることができ、小型化のために好ましい。

さらに、本実施形態の半導体装置１００においては、第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０よりも面積が小さく発熱量が大きいものであることも特徴のひとつである。

それによれば、比較的面積が小さく発熱量が大きな第２の半導体チップ２０は、チップ搭載部であるアイランド３０から直接放熱され、効果的な放熱が可能になる。また、第１の半導体チップ１０は、凸部である吊りリード４１の突出部３３からアイランド３０を介して放熱されるが、第１の半導体チップ１０は比較的発熱量が小さいため、このような放熱経路であっても、十分な放熱性が確保される。

（第２実施形態）
本実施形態の半導体装置は、チップ搭載部としてアイランドを用いるとともに、上記第１実施形態とは凸部を変形したものである。

図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置２００の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。また、図２において、（ａ）は（ｂ）中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。

図２に示されるように、本実施形態の半導体装置２００も、第１の半導体チップ１０と、第２の半導体チップ２０と、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０を搭載する放熱性を有するチップ搭載部３０と、チップ搭載部３０の周囲に設けられ第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０に電気的に接続されたリード部材４０と、第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０、チップ搭載部３０およびリード部材４０を封止するモールド樹脂５０とを備える。

そして、この半導体装置２００において、チップ搭載部３０の上に第２の半導体チップ２０が搭載され、チップ搭載部３０における第２の半導体チップ２０の搭載面３１の周囲部に熱的に接続され当該搭載面３１から第２の半導体チップ２０よりも上方まで突出する放熱性を有する凸部３４が設けられており、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０の上部に重ね合わされて配置されるとともに凸部３４上に支持されていることを特徴としている。

特に、本実施形態では、図２に示されるように、チップ搭載部は、リードフレームのアイランド３０であるとともに、アイランド３０の一面３１が第２の半導体チップ２０の搭載面であり、前記凸部は、アイランド３０の一面３１の周辺部に熱的に接続された別部材３４として構成されている。

それによって、第２の半導体チップ２０は、アイランド３０の一面３１に搭載され、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０上にて別部材３４に支持されているものにできる。

ここで、別部材３４とアイランド３０との間、および、別部材３４と第１の半導体チップ１０との間は、導電性接着剤などからなる熱伝導性のよいダイマウント材７０を介して接着固定されている。

この別部材３４の材質は、Ｓｉやセラミック、Ｃｕ合金やＦｅ合金などの放熱性の良い材料とする。別部材３４は、矩形板状のアイランド３０の各隅部に設けられており、それによって、第１の半導体チップ１０の四隅部が別部材３４にて支持されている。

ここでは、別部材３４は、四角柱形状をなすものとすることができる。この場合、たとえば、別部材３４の幅は、上段の第１の半導体チップ１０の固定を安定化させるため、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ以上とし、また、別部材３４の高さ、下段の第２の半導体チップ２０のボンディングワイヤ６０が上段の第１の半導体チップ１０に接触しないように、第２の半導体チップ２０の厚さ＋２００μｍ程度とする。

この図２に示される本実施形態の半導体装置２００は、次のようにして製造することができる。

アイランド３０、リード部４０および吊りリード４１がパターニングされたリードフレームを用意し、アイランド３０の一面３１上にダイマウント材７０を介して第２の半導体チップ２０および別部材３４を搭載する。そして、上記同様、第２の半導体チップ２０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

続いて、第２の半導体チップ２０の上に第１の半導体チップ１０を重ね合わせ、別部材３４の上に、第１の半導体チップ１０をダイマウント材７０を介して搭載する。次に、上記同様、低衝撃のワイヤボンディングを行い、第１の半導体チップ１０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

その後、これらリードフレーム、各半導体チップ１０、２０およびボンディングワイヤ６０が一体化されたものを、モールド樹脂５０によって封止することにより、上記図２に示される本実施形態の半導体装置２００ができあがる。

ところで、本実施形態の半導体装置２００によっても、チップ搭載部をアイランド３０、リード部材をリードフレームのリード部４０、第２の半導体チップ２０の搭載面をアイランド３０の一面３１、凸部を別部材３４として、上記第１実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。

つまり、本実施形態によっても、２つの半導体チップ１０、２０とリード部材４０とを接続し、これらをモールド樹脂５０で封止してなる半導体装置２００において、両半導体チップ１０、２０を積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することができる。

さらに、本実施形態の半導体装置２００においても、上記第１実施形態と同様に、以下に述べるような各特徴点を有している。

・アイランド３０の一面３１には凹部３２が形成されており、第２の半導体チップ２０は、この凹部３２内に配置されていること。

・第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０とリード部材としてのリードフレームのリード部４０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されていること。

・第２の半導体チップ２０とリード部材４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部材４０を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていること。

・第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０よりも面積が小さく発熱量が大きいものであること。そして、これら各特徴点による作用効果についても、上記第１実施形態に述べたものと同様である。

（第３実施形態）
本実施形態の半導体装置は、チップ搭載部として上記アイランドに代えてヒートシンクを用いたものである。

図３は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置３００の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。また、この図３において、（ａ）は（ｂ）中のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。

図３に示されるように、本実施形態の半導体装置３００も、第１の半導体チップ１０と、第２の半導体チップ２０と、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０を搭載する放熱性を有するチップ搭載部８０と、チップ搭載部８０の周囲に設けられ第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０に電気的に接続されたリード部材４０と、第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０、チップ搭載部８０およびリード部材４０を封止するモールド樹脂５０とを備える。

そして、この半導体装置３００において、チップ搭載部８０の上に第２の半導体チップ２０が搭載され、チップ搭載部８０における第２の半導体チップ２０の搭載面８１の周囲部に熱的に接続され当該搭載面８１から第２の半導体チップ２０よりも上方まで突出する放熱性を有する凸部８３が設けられており、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０の上部に重ね合わされて配置されるとともに凸部８３上に支持されていることを特徴としている。

特に、本実施形態では、図３に示されるように、チップ搭載部は、ヒートシンク８０であるとともに、ヒートシンク８０の一面８１が第２の半導体チップ２０の搭載面であり、ヒートシンク８０は、一面８１の周辺部の一部が当該一面８１から上方へ突出するように成形された突出部８３を備え、この突出部８３が前記凸部として構成されている。

それによって、第２の半導体チップ２０は、ヒートシンク８０の一面８１に搭載され、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０上にてヒートシンク８０の突出部８３に支持されているものにできる。

このように、本実施形態の半導体装置３００は、チップ搭載部として上記アイランドに代えて、より放熱性に優れたヒートシンク８０を用いたものであり、より高い放熱性が要求されるヒートシンク付きのリードフレームを用いたパワーパッケージとして構成されている。

ここで、ヒートシンク８０としては、Ｃｕなどの一般的なヒートシンク材料からなる板材を採用することができ、このヒートシンク８０は、リードフレームの吊りリード４１に対して、かしめや溶接、接着などにより固定されている。

また、ヒートシンク８０における上記突出部８１の形成は、たとえば、エッチング加工やプレス加工などにより行うことができる。ここでは、凸部としてのヒートシンク８０の突出部８３は、矩形板状のヒートシンク８０の各隅部に設けられており、それによって、第１の半導体チップ１０の四隅部が突出部８３にて支持されている。

ここで、ヒートシンク８０の突出部８３と第１の半導体チップ１０との間は、導電性接着剤などからなる熱伝導性のよいダイマウント材７０を介して接着固定されている。

また、図示例では、ヒートシンク８０の突出部８３は四角柱形状をなすものであるが、このような四角柱形状の突出部８３は、上記第２実施形態にて述べた四角柱形状の別部材（上記図２参照）と同じような幅や高さとすることができる。

この図３に示される本実施形態の半導体装置３００は、次のようにして製造することができる。

リード部４０および吊りリード４１がパターニングされたリードフレーム、および、突出部８３が形成されたヒートシンク８０を用意し、このリードフレームとヒートシンク８０とを上記したように、かしめや溶接、接着などにより一体に固定する。それにより、ヒートシンク付きのリードフレームができあがる。

そして、ダイマウント材７０を介して第２の半導体チップ２０をヒートシンク８０の一面８１上に搭載する。そして、上記同様、第２の半導体チップ２０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

続いて、第２の半導体チップ２０の上に第１の半導体チップ１０を重ね合わせ、ヒートシンク８０の突出部８３の上に、第１の半導体チップ１０をダイマウント材７０を介して搭載する。次に、上記同様、低衝撃のワイヤボンディングを行い、第１の半導体チップ１０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

その後、これらヒートシンク付きのリードフレーム、各半導体チップ１０、２０およびボンディングワイヤ６０が一体化されたものを、モールド樹脂５０によって封止することにより、上記図３に示される本実施形態の半導体装置３００ができあがる。

ところで、本実施形態の半導体装置３００によっても、チップ搭載部をヒートシンク８０、リード部材をリードフレームのリード部４０、第２の半導体チップ２０の搭載面をヒートシンク８０の一面８１、凸部をヒートシンク８０の突出部８３として、上記第１実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。

つまり、本実施形態によっても、２つの半導体チップ１０、２０とリード部材４０とを接続し、これらをモールド樹脂５０で封止してなる半導体装置３００において、両半導体チップ１０、２０を積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することができる。

なお、図示しないが、本実施形態においても、ヒートシンク８０の一面８１には凹部が形成され、第２の半導体チップ２０は、この凹部内に配置されていてもよい。それにより、下段の第２の半導体チップ２０が当該凹部に入り込む分、上段の第１の半導体チップ１０との間隔を広くでき、上下の半導体チップ１０、２０の間隔を広く確保することができ、好ましい。

さらに、本実施形態の半導体装置３００においても、上記第１実施形態と同様に、以下に述べるような各特徴点を有している。

・第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０とリード部材としてのリードフレームのリード部４０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されていること。

・第２の半導体チップ２０とリード部材４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部材４０を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていること。

・第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０よりも面積が小さく発熱量が大きいものであること。そして、これら各特徴点による作用効果についても、上記第１実施形態に述べたものと同様である。

（第４実施形態）
本実施形態の半導体装置は、チップ搭載部として上記第３実施形態と同様、ヒートシンクを用いるとともに、上記第３実施形態とは凸部を変形したものである。

図４は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置４００の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。また、この図４において、（ａ）は（ｂ）中のＤ−Ｄ線に沿った概略断面図である。

図４に示されるように、本実施形態の半導体装置４００も、第１の半導体チップ１０と、第２の半導体チップ２０と、第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０を搭載する放熱性を有するチップ搭載部８０と、チップ搭載部８０の周囲に設けられ第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０に電気的に接続されたリード部材４０と、第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０、チップ搭載部８０およびリード部材４０を封止するモールド樹脂５０とを備える。

そして、この半導体装置４００において、チップ搭載部８０の上に第２の半導体チップ２０が搭載され、チップ搭載部８０における第２の半導体チップ２０の搭載面８１の周囲部に熱的に接続され当該搭載面８１から第２の半導体チップ２０よりも上方まで突出する放熱性を有する凸部８４が設けられており、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０の上部に重ね合わされて配置されるとともに凸部８４上に支持されていることを特徴としている。

特に、本実施形態では、図４に示されるように、チップ搭載部は、ヒートシンク８０であるとともに、ヒートシンク８０の一面８１が第２の半導体チップ２０の搭載面であり、凸部は、ヒートシンク８０の一面８１の周辺部に熱的に接続された別部材８４として構成されている。

つまり、上記第３実施形態の半導体装置３００では、凸部がヒートシンク８０と一体に成形された突出部８３であったのに対し、本実施形態の半導体装置４００では、凸部をヒートシンク８０とは別体の別部材８４としている。

それによって、第２の半導体チップ２０は、ヒートシンク８０の一面８１に搭載され、第１の半導体チップ１０は、第２の半導体チップ２０上にて別部材８４に支持されているものにできる。

ここで、別部材８４とヒートシンク８０との間、および、別部材８４と第１の半導体チップ１０との間は、導電性接着剤などからなる熱伝導性のよいダイマウント材７０を介して接着固定されている。なお、別部材８４とヒートシンク８０とは、かしめなどにより固定されてもよい。

この別部材８４の材質は、上記第２実施形態の別部材（上記図２参照）と同様に、Ｓｉやセラミック、Ｃｕ合金やＦｅ合金などの放熱性の良い材料とする。そして、この別部材８４は、矩形板状のヒートシンク８０の各隅部に設けられており、それによって、第１の半導体チップ１０の四隅部が別部材８４にて支持されている。

ここでは、別部材８４は、四角柱形状をなすものとすることができるが、この場合、たとえば、別部材８４の幅や高さは、上記第２実施形態にて述べた四角柱形状の別部材（上記図２参照）と同じような幅や高さとすることができる。

また、本実施形態の半導体装置４００では、好ましい形態として、ヒートシンク８０の一面８１には、エッチングやプレスなどにより凹部８２が形成されており、第２の半導体チップ２０は、この凹部８２内に配置されている。

それによれば、上述したのと同様に、下段の第２の半導体チップ２０が当該凹部８２に入り込む分、上段の第１の半導体チップ１０との間隔を広くでき、上下の半導体チップ１０、２０の間隔を広く確保することができ、好ましい。

この図４に示される本実施形態の半導体装置４００は、次のようにして製造することができる。

リード部４０および吊りリード４１がパターニングされたリードフレーム、および、突出部８３が形成されたヒートシンク８０を用意し、このリードフレームとヒートシンク８０とを一体に固定し、ヒートシンク付きのリードフレームを形成する。

そして、ヒートシンク８０の一面８１上にダイマウント材７０を介して第２の半導体チップ２０および別部材８４を搭載する。そして、上記同様、第２の半導体チップ２０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

続いて、第２の半導体チップ２０の上に第１の半導体チップ１０を重ね合わせ、別部材８４の上に、第１の半導体チップ１０をダイマウント材７０を介して搭載する。次に、上記同様、低衝撃のワイヤボンディングを行い、第１の半導体チップ１０とリード部４０とをボンディングワイヤ６０により結線する。

その後、これらヒートシンク付きのリードフレーム、各半導体チップ１０、２０およびボンディングワイヤ６０が一体化されたものを、モールド樹脂５０によって封止することにより、上記図４に示される本実施形態の半導体装置４００ができあがる。

ところで、本実施形態の半導体装置４００によっても、チップ搭載部をヒートシンク８０、リード部材をリードフレームのリード部４０、第２の半導体チップ２０の搭載面をヒートシンク８０の一面８１、凸部をヒートシンク８０に接合された別部材８４として、上記第１実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。

つまり、本実施形態によっても、２つの半導体チップ１０、２０とリード部材４０とを接続し、これらをモールド樹脂５０で封止してなる半導体装置４００において、両半導体チップ１０、２０を積層することによる小型化と放熱性の確保との両立を適切に実現することができる。

さらに、本実施形態の半導体装置４００においても、上記第１実施形態と同様に、以下に述べるような各特徴点を有している。

・第１の半導体チップ１０および第２の半導体チップ２０とリード部材としてのリードフレームのリード部４０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されていること。

・第２の半導体チップ２０とリード部材４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部材４０を１次ボンディング側とし、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていること。

・第２の半導体チップ２０は、第１の半導体チップ１０よりも面積が小さく発熱量が大きいものであること。そして、これら各特徴点による作用効果についても、上記第１実施形態に述べたものと同様である。

また、図４に示される例では、ヒートシンク８０とリード部４０のインナーリードとが重なった状態でワイヤボンディングが行われている。つまり、オーバーラップボンディングが行われている。

このように、オーバーラップボンディングを行うことにより、ボンディングワイヤ６０のワイヤ長を短くすることが可能であり、それによってワイヤのループ高さを低くでき、下段の第２の半導体チップ２０のボンディングワイヤ６０が上段の第１の半導体チップ１０に接触するのを回避しやすくできるため、好ましい。なお、このオーバーラップボンディングは、上記第３実施形態においても適用可能である。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、上段の第１の半導体チップ１０と下段の第２の半導体チップ２０とでは、第１の半導体チップ１０は比較的面積が大きく且つ発熱量が小さいものであり、第２の半導体チップ２０は比較的面積が小さく発熱量が大きいものであったが、これら第１および第２の半導体チップ１０、２０における面積および発熱量の大小関係は上記実施形態の関係に限定されるものではない。

たとえば、上段の第１の半導体チップの方が下段の第２の半導体チップよりも面積が小さく発熱量が大きいものであってもよいし、第１の半導体チップと第２の半導体チップとで面積および発熱量が同等であってもよい。また、両半導体チップの形状も上記図示例のような矩形板状に限定されない。

また、上記実施形態では、下段の第２の半導体チップ２０とリード部４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、リード部４０を１次ボンディング側、第２の半導体チップ２０を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成され、第１の半導体チップ１０とリード部４０とを接続するボンディングワイヤ６０は、その逆のボンディング順序により形成されている。

しかし、第２の半導体チップ２０とリード部４０とを接続するボンディングワイヤ６０を、第２の半導体チップ１０を１次ボンディング側、リード部４０を２次ボンディング側として形成してもよいし、さらには、すべてのボンディングワイヤ６０のボンディング順序を同じとしてもよい。

要するに、本発明は、第１の半導体チップと、第２の半導体チップと、第１および第２の半導体チップを搭載する放熱性を有するチップ搭載部と、チップ搭載部の周囲に設けられ第１および第２の半導体チップに電気的に接続されたリード部材と、第１、第２の半導体チップ、チップ搭載部およびリード部材を封止するモールド樹脂とを備える半導体装置に適用可能なものである。

そして、本発明は、このような半導体装置において、チップ搭載部上に第２の半導体チップを搭載し、チップ搭載部における第２の半導体チップの搭載面の周囲部に熱的に接続され当該搭載面から第２の半導体チップよりも上方まで突出する放熱性を有する凸部を設け、第１の半導体チップを、第２の半導体チップの上部に重ね合わされて配置するとともに凸部上に支持したことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。 本発明の第３実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。 本発明の第４実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。 マルチチップパッケージ構造を有する従来の半導体装置の一般的な構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。 本発明者の試作品としての半導体装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た概略平面図である。

符号の説明

１０…第１の半導体チップ、２０…第２の半導体チップ、
３０…チップ搭載部としてのリードフレームのアイランド、
３１…第２の半導体チップの搭載面としてのアイランドの一面、
３２…アイランドの一面の凹部、
３３…凸部としての吊りリードの突出部、
３４…別部材、
４０…リード部材としてのリードフレームのリード部、４１…吊りリード、
５０…モールド樹脂、６０…ボンディングワイヤ、
８０…チップ搭載部としてのヒートシンク、
８１…第２の半導体チップの搭載面としてのヒートシンクの一面、
８２…ヒートシンクの一面の凹部、
８３…凸部としてのヒートシンクの突出部、
８４…別部材。

Claims (6)

1. 第１の半導体チップ（１０）と、
   第２の半導体チップ（２０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、
   前記チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）、前記第２の半導体チップ（２０）、前記チップ搭載部（３０）および前記リード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置において、
   前記チップ搭載部（３０）の上に前記第２の半導体チップ（２０）が搭載され、
   前記チップ搭載部（３０）における前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）の周囲部に熱的に接続され、前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）から前記第２の半導体チップ（２０）よりも上方まで突出する放熱性を有する突出部（３３）が設けられており、
   前記チップ搭載部は、リードフレームのアイランド（３０）であるとともに、前記アイランド（３０）の一面（３１）が前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面であり、
   前記アイランド（３０）の外周部には、前記アイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）が連結されており、
   前記突出部（３３）は、前記吊りリード（４１）の一部が曲げられることにより前記アイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出するように形成された突出部（３３）であり、
   前記アイランド（３０）の一面（３１）には凹部（３２）が形成されており、前記第２の半導体チップ（２０）は、前記凹部（３２）内に配置されて前記アイランド（３０）の一面（３１）に搭載されており、
   前記第１の半導体チップ（１０）は、前記第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わされて配置されるとともに前記第２の半導体チップ（２０）上にて前記吊りリード（４１）の前記突出部（３３）に支持されており、
   さらに、前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）と前記リード部材（４０）とは、ボンディングワイヤ（６０）により電気的に接続され、
   前記第２の半導体チップ（２０）と前記リード部材（４０）とを接続する前記ボンディングワイヤ（６０）は、前記リード部材（４０）を１次ボンディング側とし、前記第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 第１の半導体チップ（１０）と、
   第２の半導体チップ（２０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、
   前記チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）、前記第２の半導体チップ（２０）、前記チップ搭載部（３０）および前記リード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置において、
   前記チップ搭載部（３０）の上に前記第２の半導体チップ（２０）が搭載され、
   前記チップ搭載部（３０）における前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）の周囲部に接続され、前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面（３１）から前記第２の半導体チップ（２０）よりも上方まで突出する突出部（３３）が設けられており、
   前記チップ搭載部は、リードフレームのアイランド（３０）であるとともに、前記アイランド（３０）の一面（３１）が前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面であり、
   前記アイランド（３０）の外周部には、前記アイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）が連結されており、
   前記突出部（３３）は、前記吊りリード（４１）の一部が曲げられることにより前記アイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出するように形成された突出部（３３）であり、
   前記アイランド（３０）の一面（３１）には凹部（３２）が形成されており、前記第２の半導体チップ（２０）は、前記凹部（３２）内に配置されて前記アイランド（３０）の一面（３１）に搭載されており、
   前記第１の半導体チップ（１０）は、前記第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わされて配置されるとともに前記第２の半導体チップ（２０）上にて前記吊りリード（４１）の前記突出部（３３）に支持されており、
   さらに、前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）と前記リード部材（４０）とは、ボンディングワイヤ（６０）により電気的に接続され、
   前記第２の半導体チップ（２０）と前記リード部材（４０）とを接続する前記ボンディングワイヤ（６０）は、前記リード部材（４０）を１次ボンディング側とし、前記第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側としてワイヤボンディングを行うことにより形成されていることを特徴とする半導体装置。
3. 前記第２の半導体チップ（２０）における前記ボンディングワイヤ（６０）と接続される面は、前記リード部材（４０）における前記ボンディングワイヤ（６０）と接続される面よりも高さが低くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記リード部材は、リードフレームのリード部（４０）からなるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
5. 前記第２の半導体チップ（２０）は、前記第１の半導体チップ（１０）よりも面積が小さく発熱量が大きいものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
6. 第１の半導体チップ（１０）と、
   第２の半導体チップ（２０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）を搭載する放熱性を有するチップ搭載部（３０）と、
   前記チップ搭載部（３０）の周囲に設けられ前記第１の半導体チップ（１０）および前記第２の半導体チップ（２０）に電気的に接続されたリード部材（４０）と、
   前記第１の半導体チップ（１０）、前記第２の半導体チップ（２０）、前記チップ搭載部（３０）および前記リード部材（４０）を封止するモールド樹脂（５０）とを備える半導体装置の製造方法において、
   前記チップ搭載部をなすアイランド（３０）、前記リード部材をなすリード部（４０）、および前記アイランド（３０）の外周部に連結されて前記アイランド（３０）の外方へ延びる吊りリード（４１）をパターニングされたリードフレームを用意し、
   前記アイランド（３０）のうち前記第２の半導体チップ（２０）の搭載面をなす一面（３１）に凹部（３２）を形成するとともに、前記吊りリード（４１）の一部を曲げることにより前記アイランド（３０）の一面（３１）から上方へ突出する突出部（３３）を形成し、
   前記アイランド（３０）の前記凹部（３２）内に前記第２の半導体チップ（２０）を配置して前記アイランド（３０）の一面（３１）上に前記第２の半導体チップ（２０）を搭載し、
   次に、前記リード部（４０）を１次ボンディング側として前記リード部（４０）とボンディングワイヤ（６０）の一端側とのワイヤボンディングを行った後に、前記第２の半導体チップ（２０）の上面を２次ボンディング側として前記第２の半導体チップ（２０）の上面と前記ボンディングワイヤ（６０）の他端側とのワイヤボンディングを行い、
   次に、前記第１の半導体チップ（１０）を、前記第２の半導体チップ（２０）の上面の全面と重ね合わせて配置するとともに前記第２の半導体チップ（２０）上にて前記吊りリード（４１）の前記突出部（３３）に支持させ、
   次に、前記第１の半導体チップ（１０）と前記リード部（４０）との間を別のボンディングワイヤ（６０）によりワイヤボンディングし、
   次に、前記リードフレーム、前記第１の半導体チップ（１０）、前記第２の半導体チップ（２０）および前記両ボンディングワイヤ（６０）を前記モールド樹脂（５０）により封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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