KR100805092B1 - Stacked multi-chip package and the fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 적층형 다중칩 패키지는, 일반적인 재배치 기술을 응용하여 웨이퍼 상의 칩 내에서 전기적 특성이 중요하게 작용되는 패드에는 플립칩 접속을 적용하기 위한 재배선 및 범핑패드를 형성하고, 동시에 나머지 패드에는 와이어 본딩 접속을 적용하기 위한 와이어 본딩패드를 형성하며, 이때 제1유전체층을 형성할 때에는 와이어 본딩패드가 위치할 방향으로 반도체칩 상면 가장자리에 제1유전체층이 존재하지 않도록 홈을 형성하고, 제2유전체층을 형성할 때에는 와이어 본딩패드 부분도 유전체층이 존재하지 않도록 노출시켜 기존의 다중칩 패키지에 사용되는 스페이서 없이도 와이어 본딩 접속이 용이한 공간을 확보하여 패키지 두께를 줄일 수 있는 구조를 제공한다.The multilayer multichip package according to the present invention applies a general repositioning technique to form redistribution and bumping pads for applying a flip chip connection to pads in which electrical characteristics are important in a chip on a wafer, and simultaneously wires to the remaining pads. A wire bonding pad is formed to apply a bonding connection. In this case, when the first dielectric layer is formed, a groove is formed so that the first dielectric layer does not exist at the edge of the upper surface of the semiconductor chip in the direction in which the wire bonding pad is to be located, and the second dielectric layer is formed. When forming, the wire bonding pad portion is also exposed so that the dielectric layer does not exist to provide a structure that can reduce the package thickness by securing a space for easy wire bonding connection without the spacer used in the existing multi-chip package.
Description
도 1 은 종래의 적층형 다중칩 패키지 구조를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional stacked multi-chip package structure,
도 2a 내지 도 2f 는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지의 제조단계 중 재배선 공정의 각 단계를 도시한 단면도,2A to 2F are cross-sectional views illustrating each step of a redistribution process in a manufacturing step of a stacked multi-chip package according to an embodiment of the present invention;
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지의 제조단계 중 재배선 공정 후 와이어 본딩 단계를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view illustrating a wire bonding step after a redistribution process in a manufacturing step of a stacked multi-chip package according to an embodiment of the present invention;
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지 구조를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a stacked multi-chip package structure according to an embodiment of the present invention;
도 4a 는 도 4 의 A부분을 확대한 단면도, 4A is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 4;
도 4b 는 도 4 의 B부분을 확대한 단면도 및 밑에서 본 저면도,
도 4c 는 도 4 의 B부분을 밑에서 본 사시도, 4B is an enlarged cross-sectional view and a bottom view of a portion B of FIG. 4;
4C is a perspective view from below of part B of FIG. 4;
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지 구조를 도시한 단면도, 5 is a cross-sectional view illustrating a stacked multi-chip package structure according to another embodiment of the present invention;
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지 구조를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a stacked multi-chip package structure according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30: 인쇄회로기판 30a: 기판패드30:
40: 제1재배선칩 41: 제1반도체칩40: first wiring chip 41: first semiconductor chip
41a: 제1칩패드 43: 제1보호막(제1유전체층)41a: first chip pad 43: first protective film (first dielectric layer)
45: 제2보호막(제2유전체층) 47: 제1재배선45: second protective film (second dielectric layer) 47: the first rewiring
47a: 제1본딩패드 50: 제2재배선칩47a: first bonding pad 50: second wiring chip
51: 제2반도체칩 51a: 제2칩패드51:
53: 제1보호막(제1유전체층) 55: 제2보호막(제2유전체층)53: first protective film (first dielectric layer) 55: second protective film (second dielectric layer)
57: 제2재배선 60: 본딩와이어57: second wiring 60: bonding wire
70: 접착부재 80: 범프70: adhesive member 80: bump
90: 봉지재90: encapsulant
s1: 제1홈, 제2영역 s2: 제2홈, 제1영역s1: first groove, second region s2: second groove, first region
본 발명은 적층형 다중칩 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동종 간의 칩 혹은 이종 간의 칩을 적층시켜 하나의 패키지 안에 구현하는 적층형 다중칩 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stacked multi-chip package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a stacked multi-chip package and a method for manufacturing the stacked multi-chip package to implement a chip between the heterogeneous or heterogeneous chips in one package.
최근 전자기기의 경박단소화 추세에 따라 반도체 소자를 탑재하는 패키징 기술의 고기능 및 고밀도실장이 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 최근 반도체 소자 칩을 최소한의 공간 내에 패키징하는 다중칩 패키지류나 칩 스케일 패키지류가 주류를 이루고 있는 실정이다. In recent years, with the trend of light and short reduction of electronic devices, high-performance and high-density packaging of packaging technology for mounting semiconductor devices is required. Recently, multi-chip packages or chip-scale packages that package semiconductor device chips in a minimal space have become mainstream.
도 1 은 종래의 적층형 다중칩 패키지를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional stacked multi-chip package.
도면을 참조하면, 솔더마스크가 도포되지 않은 기판패드(10a)를 가지는 인쇄회로기판(10)의 상면에 접착부재(11)를 개재하여 제1재배선칩(14)을 부착시키고, 제1재배선칩(14) 위에 접착부재(11)를 개재하여 제1재배선칩(14)의 와이어 본딩 공간을 확보하기 위한 스페이서(12)를 부착시키고, 이 스페이서(12) 위에 접착부재(11)를 개재하여 제2재배선칩(15)을 적층시킨다. Referring to the drawings, the first rewiring
스페이서(12)를 통하여 확보된 공간을 이용하여 제1재배선칩의 패드(14a)와 인쇄회로기판의 기판패드(10a)를 본딩와이어(13)로 접속 연결한다. 또한, 제2재배선칩의 패드(15a)와 인쇄회로기판의 기판패드(10a)를 본딩와이어(13)로 접속 연결한다. 그 다음, 본딩와이어(13)와 적층된 칩(14, 15)을 보호하기 위하여 봉지재(18)로 몰딩한다. The
그런데, 종래의 적층형 다중칩 패키지 구조에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional stacked multi-chip package structure has the following problems.
첫째, 제1재배선칩(14)의 와이어 본딩 접속에 필요한 공간 확보를 위하여 스페이서(12)를 사용하게 됨으로써, 이 스페이서(12)의 두께만큼 전체 패키지의 두께가 증가하게 되는 문제가 있다. 또한, 제2재배선칩(15)이 와이어 본딩 접속되면서 제2재배선칩(15) 위쪽으로 본딩와이어(13)가 돌출되고, 몰딩(18) 공정 시에는 이 돌출된 부분을 완전히 덮어야하기 때문에 돌출된 본딩와이어 높이 이상으로 패키지 두께가 증가하게 된다. First, since the
둘째, 적층된 칩(14, 15)이 본딩와이어(13)로 접속되기 때문에 제2재배선칩(15)의 경우 상대적으로 본딩와이어(13)의 길이가 길어지게 되어, 고속의 디지털 소자나 고주파의 통신소자 등을 적층할 경우에는 전기적으로 문제가 발생할 소지가 있다. Second, since the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, The present invention is to solve the above problems,
첫째, 상·하부에 적층된 칩이 동종 혹은 이종의 칩인지 여부에 관계없이, 그리고 상·하부에 적층된 칩의 크기나 본딩패드의 배치에 관계없이 칩을 고밀도로 적층할 수 있어 패키지를 소형화하는 데 그 목적이 있다.First, regardless of whether the chips stacked on the top and bottom are the same type or heterogeneous chips, and regardless of the size of the chips stacked on the top and bottom or the placement of the bonding pads, the chips can be stacked at a high density, making the package compact. Its purpose is to.
둘째, 짧은 배선길이를 가지는 플립칩 접속을 함으로써 전기적 특성이 개선된 패키지를 제공하는 데 그 목적이 있다.Secondly, the purpose of the present invention is to provide a package having improved electrical characteristics by performing flip chip connection having a short wiring length.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 적층형 다중칩 패키지는, 기판패드를 구비한 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 위에 고정되며, 상면에 제1칩패드가 마련된 제1반도체칩과, 상기 제1칩패드와 전기 접속되는 제1재배선을 구비한 제1재배선칩; 상기 제1재배선칩 위에 범프를 통해 플립칩 접속하는 제2재배선칩; 및 상기 제1재배선 상에 마련된 제1본딩패드와 상기 인쇄회로기판의 기판패드를 전기 접속시키는 본딩와이어를 포함하며, 상기 제2재배선칩의 저면에 다수의 홈이 형성되고, 상기 홈이 형성된 공간을 통해 상기 본딩와이어의 궤적이 지나가는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stacked multi-chip package including a printed circuit board having a substrate pad; A first rewiring chip fixed on the printed circuit board, the first semiconductor chip having a first chip pad provided on an upper surface thereof, and a first rewiring chip electrically connected to the first chip pad; A second rearrangement chip connected to the flip chip through bumps on the first rearrangement chip; And bonding wires electrically connecting a first bonding pad provided on the first rewiring to a substrate pad of the printed circuit board, wherein a plurality of grooves are formed on a bottom surface of the second rewiring chip, and the grooves are formed. The trajectory of the bonding wire passes through the space.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 적층형 다중칩 패키지는, 기판패드를 구비한 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 위에 고정되며, 상면에 제1칩패드가 마련된 제1반도체칩과, 상기 제1칩패드와 전기 접속되는 제1재배선을 구비한 제1재배선칩; 상기 제1재배선칩 위에 범프를 통해 플립칩 접속하는 제2재배선칩; 및 상기 제1재배선 상에 마련된 제1본딩패드와 상기 인쇄회로기판의 기판패드를 전기 접속시키는 본딩와이어를 포함하며, 상기 제2재배선칩의 저면 가장자리부에 상방으로 단차가 형성되고, 상기 단차가 형성된 공간을 통해 상기 본딩와이어의 궤적이 지나가는 것을 특징으로 한다.In addition, the stacked multi-chip package according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a printed circuit board having a substrate pad; A first rewiring chip fixed on the printed circuit board, the first semiconductor chip having a first chip pad provided on an upper surface thereof, and a first rewiring chip electrically connected to the first chip pad; A second rearrangement chip connected to the flip chip through bumps on the first rearrangement chip; And bonding wires electrically connecting the first bonding pads provided on the first rewiring lines to the substrate pads of the printed circuit board, wherein a step is formed upwardly at an edge of the bottom surface of the second rewiring chip. The trajectory of the bonding wire passes through the formed space.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 적층형 다중칩 패키지의 제조방법은, 웨이퍼를 이루는 복수 개의 반도체칩 상면에 제1유전체층을 도포하는 1단계; 상기 제1유전체층 가운데, 각 반도체칩에 마련된 칩패드에 해당되는 영역과, 각 반도체칩의 상면 가장자리부에 해당되는 제1영역을 오픈시키는 2단계; 상기 칩패드 및 상기 제1유전체층 위에 금속배선을 패턴 형성하는 3단계; 상기 3단계를 거친 웨이퍼 위에 제2유전체층을 도포하는 4단계; 상기 제2유전체층 가운데, 상기 금속배선 상에 형성될 본딩패드에 해당되는 제2영역과, 상기 제2영역과 이어지는 상기 제1영역과, 상기 금속배선 상에 형성될 범핑패드에 해당되는 제3영역을 오픈시키는 5단계; 상기 5단계를 거친 웨이퍼를 절단하여 복수 개의 재배선칩으로 개별화하는 6단계; 개별화된 제1재배선칩을 인쇄회로기판 위에 고정시키는 7단계; 상기 제1재배선칩 위에, 상기 제1재배선칩과 동종 또는 이종의 개별화된 제2재배선칩을 범프를 이용하여 플립칩 접속하는 8단계; 및 상기 7단계와 상기 8단계 사이에 또는 상기 8단계 이후에, 상기 제1재배선칩의 금속배선 상에 형성된 본딩패드와 상기 인쇄회로기판의 기판패드를 와이어 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a method of manufacturing a stacked multi-chip package according to another aspect of the present invention for achieving the above object, the first step of applying a first dielectric layer on the upper surface of the plurality of semiconductor chips constituting the wafer; Opening a region corresponding to a chip pad provided in each semiconductor chip and a first region corresponding to an upper edge portion of each semiconductor chip among the first dielectric layers; Forming a metal wiring pattern on the chip pad and the first dielectric layer; 4 steps of applying a second dielectric layer on the wafer after the three steps; Among the second dielectric layers, a second region corresponding to a bonding pad to be formed on the metal wiring, the first region connected to the second region, and a third region corresponding to a bumping pad to be formed on the metal wiring 5 steps to open the; 6 steps of cutting the wafers passed through the five steps and individualizing the plurality of redistribution chips; Fixing the individualized first rewiring chip on the printed circuit board; An eighth step of flip-chip connecting the second rewiring chip of the same type or different type to the first rewiring chip using bumps on the first rewiring chip; And wire bonding a bonding pad formed on the metal wiring of the first rewiring chip and the substrate pad of the printed circuit board between the seventh and eighth steps or after the eighth step. .
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 적층형 다중칩 패키지에 관한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of a stacked multi-chip package according to the present invention.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지 구조를 도시한 단면도이고, 도 4a 는 도 4 의 A부분을 확대한 단면도이며, 도 4b 는 도 4 의 B부분을 확대한 단면도 및 밑에서 본 저면도이고, 도 4c 는 도 4 의 B부분을 밑에서 본 사시도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a stacked multi-chip package structure according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 4, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of part B of FIG. 4 and from below. This is a bottom view, and FIG. 4C is a perspective view of the B part of FIG. 4 viewed from the bottom.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지는 인쇄회로기판(30), 제1재배선칩(40), 제2재배선칩(50), 본딩와이어(60)를 포함하여 이루어진다. Referring to the drawings, the stacked multi-chip package according to an embodiment of the present invention comprises a printed
제1재배선칩(40)은 제1반도체칩(41), 제1보호막(43), 제1재배선(47) 및 제2보호막(45)를 포함한다. 제1반도체칩(41)의 상면(활성면)에는 제1칩패드(41a)가 배열되고, 제1반도체칩(41) 상에는 제1칩패드(41a)가 노출되도록 패터닝된 제1보호막(43)이 형성된다. 제1보호막(43) 상에는 제1재배선(47)이 패턴 형성되며, 이 제1재배선(47)은 노출된 제1칩패드(41a)와 전기적으로 연결된다. 제1보호막(43) 및 제1재배선(47) 상에는 제1본딩패드(47a) 및 범핑패드(47b)가 노출되도록 패터닝된 제2보호막(45)이 형성된다. 여기서, 제1 및 제2보호막(43, 45)은 유전체 물질로 이루어질 수도 있고, 제1재배선(47)은 금속 물질로 이루어질 수도 있다. The first rewiring
제2재배선칩(50)은 제2반도체칩(51), 제1보호막(53), 제2재배선(57) 및 제2보호막(55)를 포함하며, 제1재배선칩(40) 위에 범프(80)를 통해 플립칩 접속된다. 제2반도체칩(51)의 저면(활성면)에는 제2칩패드(51a)가 배열되고, 제2반도체칩(51) 상에는 제2칩패드(51a)가 노출되도록 패터닝된 제1보호막(53)이 형성된다. 제1보호막(53) 상에는 제2재배선(57)이 패턴 형성되며, 이 제2재배선(57)은 노출된 제2칩패드(51a)와 전기적으로 연결된다. 제1보호막(53) 및 제2재배선(57) 상에는 범핑패드(57b)가 노출되도록 패터닝된 제2보호막(55)이 형성된다. 여기서, 제1 및 제2보호막(53, 55)은 유전체 물질로 이루어질 수도 있고, 제2재배선(57)은 금속 물질로 이루어질 수도 있다. 제2재배선칩(50)은 제1재배선칩(40)과 동일한 구조와 크기를 가질 수도 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않고, 제1재배선칩(40)과 제2재배선칩(50)은 동종 또는 이종 칩일 수도 있다.The second rewiring
제1재배선칩(40)과 제2재배선칩(50)의 접속은 범프(80)를 통해 이루어지는데, 범프(80)는 제1재배선(47) 상에 마련된 범핑패드(47b)와 제2재배선(57) 상에 마련된 범핑패드(57b)를 전기적으로 연결시킨다. 이러한 범프(80)는 Au, Ni, Cu 등으로 이루어진 금속범프일 수도 있고, 솔더범프일 수도 있다. 범핑공정은 통상의 공정이 적용되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. The
인쇄회로기판(30)의 상면에는, 기판패드(30a)가 배열되고, 제1재배선칩(40)의 저면(비활성면)이 접착부재(70)에 의해 고정된다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않고, 인쇄회로기판(30)에 제1재배선칩(40)을 고정하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.The
본딩와이어(60)는 도전성 와이어로서 제1재배선칩의 제1재배선(47) 상에 마련된 제1본딩패드(47a)와 인쇄회로기판의 기판패드(30a)를 전기 접속시킨다. 이러한 본딩와이어(60)는 접촉 손상되기 쉬우므로 제2재배선칩의 제1보호막(53), 제2보 호막(55) 및 제2재배선(57)과 각각 이격되어 있는 것이 바람직하다.The
도 4b 및 도 4c 를 참조하면, 제2재배선칩(50)의 저면에는 다수의 홈(s1, s2)이 형성되어 있고, 도 4a 및 도 4c 에 나타낸 바와 같이, 상기 홈(s1, s2)이 형성된 공간을 통해 본딩와이어(60)의 궤적이 지나간다. 4B and 4C, a plurality of grooves s1 and s2 are formed on the bottom surface of the
좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 홈(s1, s2)은, 제2칩패드(51a)와 전기 접속된 제2재배선(57) 상에 마련된 제2본딩패드(57a)에 해당되는 영역에 형성된 제1홈(s1)과, 이 제1홈(s1)과 이어져 외곽 방향으로 가장자리까지 더 깊이 형성된 제2홈(s2)을 포함하여 이루어져 있다. In more detail, the grooves s1 and s2 are formed in regions corresponding to the
이때, 도 4a 에서 본딩와이어(60)의 궤적을 고려해 볼 때, 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 제1홈(s1)과 제2홈(s2)이 연결된 형상은 평면상 일자형인 것이 바람직하다.At this time, considering the trajectory of the
상기 제1홈(s1)이 형성된 부분에는 제2재배선(57) 또는 제2본딩패드(57a)가 노출되어 있다. 제2본딩패드가 존재하는 경우에는 제2본딩패드(57a)가 노출되고, 제2본딩패드가 존재하지 않는 경우에는 제2재배선(57)이 노출된다. 또한, 상기 제2홈(s2)이 형성된 부분에는 제2반도체칩(51)의 저면이 노출될 수도 있다.A
이에 따라, 종래의 적층형 다중칩 패키지에서 와이어 본딩 공간 확보를 위해 필요로 했던 스페이서가 불필요하게 되고, 적층된 칩 간의 간격을 줄일 수 있어, 패키지의 소형화가 가능해진다.As a result, the spacers required for securing the wire bonding space in the conventional stacked multi-chip package become unnecessary, and the space between the stacked chips can be reduced, thereby miniaturizing the package.
도 4 에서는 제2칩패드(51a)와 제2재배선(57)과 범프(80)가 전기적으로 연결된 듯이 도시하였지만, 재배선 패턴 형상에 따라 달라진다. 즉, 제2칩패드(51a)와 제2재배선(57)과 범프(80)가 서로 전기적으로 연결될 수도 있고, 제2재배선(57)과 범프만 전기적으로 연결되고, 제2칩패드는 별도의 제2재배선과 전기 접속될 수도 있다. 이는 제1재배선칩(40)의 경우도 그러하다. In FIG. 4, although the
도 4 를 참조하면, 적층형 다중칩 패키지는 인쇄회로기판(30)의 적어도 일면에 접촉하면서 제1 및 제2재배선칩(40, 50)과, 본딩와이어(60)와, 범프(80)를 봉지하는 봉지재(90)를 더 포함하고 있다. Referring to FIG. 4, the stacked multi-chip package encapsulates the first and
또한, 제1재배선칩(40)은 접착부재(70)에 의해 인쇄회로기판(30) 위에 고정되어 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않는다.In addition, the
한편, 도 5 를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지는 상기 실시예에서의 제1재배선칩(40)과 제2재배선칩(50) 외에 제3재배선칩(140)과 제4재배선칩(150)을 더 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 5, the stacked multi-chip package according to another embodiment of the present invention may include a
제3재배선칩(140)은 제2재배선칩(50) 위에 고정되며, 상면에 제3칩패드가 마련된 제3반도체칩과, 상기 제3칩패드와 전기 접속되는 제3재배선을 구비하고 있다. 이러한 제3재배선칩(140)은 제1 또는 제2 또는 제4재배선칩과 동종 또는 이종 칩일 수 있다. 또한, 제4재배선칩(150)은 제3재배선칩(140) 위에 범프를 통해 플립칩 접속하고 있다. 또한, 본딩와이어(160)는 상기 제3재배선 상에 마련된 제3본딩패드와, 인쇄회로기판(30)에 형성된 기판패드를 전기 접속시킨다. 이때, 제3재배선칩과 전기 접속된 본딩와이어(160)는 제1재배선칩과 전기 접속된 본딩와이어(60)와 동일한 기판패드를 공유할 수도 있고, 별도의 기판패드에 접속될 수도 있다. 또한, 제3 재배선칩(140)은 접착부재에 의해 제2재배선칩(50) 위에 고정될 수도 있다.The
도 5 를 계속해서 보면, 제4재배선칩(150)의 저면에 다수의 홈이 형성되고, 상기 홈이 형성된 공간을 통해 본딩와이어(160)의 궤적이 지나가도록 되어 있다. 이에 관한 내용은 도 4a 및 도 4b 에서 설명한 내용과 동일하므로, 자세한 언급은 생략하기로 한다.5, a plurality of grooves are formed on the bottom surface of the
한편, 도 6 을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층형 다중칩 패키지는 도 4 에 나타낸 실시예에서의 제1재배선칩(40)과 제2재배선칩(50) 외에 제5재배선칩(120)을 더 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 6, the stacked multi-chip package according to another embodiment of the present invention may include a fifth rewiring chip in addition to the first and
제5재배선칩(120)은 인쇄회로기판(30)과 제1재배선칩(40) 사이에 위치하며, 하면에 제5칩패드가 마련된 제5반도체칩과, 상기 제5칩패드와 전기 접속되는 제5재배선과, 상기 제5재배선 상에 마련된 칩범핑패드를 구비하고, 상기 칩범핑패드가 범프를 통해 상기 인쇄회로기판(30)에 마련된 기판범핑패드와 전기 접속되어 있다. 또한, 제1재배선칩(40)은 접착부재에 의해 제5재배선칩(120) 위에 고정될 수도 있다. 또한, 제5재배선칩(120)과 인쇄회로기판(30) 사이에 언더필(underfill) 물질(200)이 충진되어 있다.The
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 적층형 다중칩 패키지는, 기판패드를 구비한 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 위에 고정되며, 상면에 제1칩패드가 마련된 제1반도체칩과, 상기 제1칩패드와 전기 접속되는 제1재배선을 구비한 제1재배선칩; 상기 제1재배선칩 위에 범프를 통해 플립칩 접속하는 제2재배선칩; 및 상기 제1재배선 상에 마련된 제1본딩패드와 상기 인쇄회로기판의 기판패드를 전기 접속시키는 본딩와이어를 포함하며, 상기 제2재배선칩의 저면 가장자리부에 상방으로 단차가 형성되고, 상기 단차가 형성된 공간을 통해 상기 본딩와이어의 궤적이 지나가는 것을 특징으로 한다. On the other hand, a stacked multi-chip package according to another aspect of the present invention, a printed circuit board having a substrate pad; A first rewiring chip fixed on the printed circuit board, the first semiconductor chip having a first chip pad provided on an upper surface thereof, and a first rewiring chip electrically connected to the first chip pad; A second rearrangement chip connected to the flip chip through bumps on the first rearrangement chip; And bonding wires electrically connecting the first bonding pads provided on the first rewiring lines to the substrate pads of the printed circuit board, wherein a step is formed upwardly at an edge of the bottom surface of the second rewiring chip. The trajectory of the bonding wire passes through the formed space.
이전 실시예들과 달리, 제2재배선칩의 저면에 다수의 홈이 아니라 상방으로 단차가 형성되어 있다. 본 실시예에 대한 도면은 별도로 도시하진 않았지만, 도 4 및 도 4a 를 참조할 수 있다. Unlike the previous embodiments, a step is formed upward in the bottom of the second rewiring chip instead of a plurality of grooves. Although the drawings for this embodiment are not separately illustrated, reference may be made to FIGS. 4 and 4A.
상기 제2재배선칩은, 제2칩패드가 마련된 제2반도체칩과, 상기 제2반도체칩 상에 형성되고 상기 제2칩패드를 선택적으로 노출시키는 제1보호막과, 상기 제2칩패드 및 상기 제1보호막 상에 패턴 형성된 제2재배선과, 상기 제2재배선 상에 형성된 제2보호막을 포함할 수도 있다.The second rewiring chip may include a second semiconductor chip provided with a second chip pad, a first passivation layer formed on the second semiconductor chip and selectively exposing the second chip pad, the second chip pad and the second chip. The second protective wiring patterned on the first protective film and the second protective film formed on the second wiring may be included.
이때, 상기 제2재배선칩은 상기 제1재배선칩과 동일한 구조와 크기를 가질 수도 있다. 또한, 상기 제2칩패드와 전기 접속된 제2재배선 상에 마련된 제2본딩패드가 노출되도록 제1단차가 형성되고, 상기 제2반도체칩이 노출되도록 제2단차가 형성될 수도 있다. In this case, the second rewiring chip may have the same structure and size as the first rewiring chip. In addition, a first step may be formed to expose the second bonding pad provided on the second rewiring electrically connected to the second chip pad, and a second step may be formed to expose the second semiconductor chip.
이하에서는, 도 2a 내지 도 2f 와, 도 3 및 도 4 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 다중칩 패키지를 제조하는 방법에 대하여 단계별로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a stacked multi-chip package according to an embodiment of the present invention will be described step by step with reference to FIGS. 2A to 2F and FIGS. 3 and 4.
도 2a 는 웨이퍼를 이루는 복수 개의 반도체칩(41) 상면, 즉 웨이퍼 전면(全面),에 포토센시티브(photo-sensitive)한 제1유전체층(43)을 도포하는 1단계 공정을 나타낸다. 각 반도체칩(41)의 상면에는 칩패드(41a)가 형성되어 있다. FIG. 2A shows a one-step process of applying a photo-sensitive first
도 2b 는 제1유전체층(43) 가운데, 각 반도체칩에 마련된 칩패드(41a)에 해당되는 영역과, 각 반도체칩(41)의 상면 가장자리부에 해당되는 제1영역(s2)을 오픈시키는 2단계 공정을 나타낸다. 여기서, 상기 칩패드(41a)에 해당되는 영역은 이후 공정에서 패터닝될 금속배선과 칩패드와의 접촉을 위한 공간이다. 또한, 제1영역(s2)은 이후 공정에서 와이어 본딩 공간을 확보하기 위한 공간이다. 상기 영역들을 오픈시키는 공정으로는 일반적인 포토리소그래피(photo-lithograpy) 공정이 이용될 수 있다.FIG. 2B shows two regions of the
도 2c 는 칩패드(41a) 및 제1유전체층(43) 위에 금속배선(47)을 패턴 형성하는 3단계 공정을 나타낸다. 이때, 제1영역(s2)에는 금속배선(47)이 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 금속배선 형성 공정으로는 일반적인 스퍼터링법, 화학기상증착법, 증발법 또는 도금법 등이 이용될 수 있다. FIG. 2C illustrates a three-step process of forming a
도 2d 는 상기 3단계를 거친 웨이퍼 전면(全面)에 포토센시티브한 제2유전체층(45)을 도포하는 4단계 공정을 나타낸다. 제2유전체층(45)을 이루는 물질은 제1유전체층(43)을 이루는 물질과 동일한 물질을 사용하는 것이 바람직하다.FIG. 2D shows a four-step process of applying a photosensitive second
도 2e 는 제2유전체층(45) 가운데, 금속배선(47) 상에 형성될 본딩패드에 해당되는 제2영역(s1)과, 이 제2영역(s1)과 이어지는 상기 제1영역(s2)과, 금속배선 상에 형성될 범핑패드에 해당되는 제3영역을 오픈시키는 5단계 공정을 나타낸다. 여기서, 제2영역(s1)은 이후 공정에서 와이어 본딩 공간을 확보하기 위한 공간이다. 상기 영역들을 오픈시키는 공정으로는 일반적인 포토리소그래피(photo-lithograpy) 공정이 이용될 수 있다.FIG. 2E shows a second region s1 corresponding to a bonding pad to be formed on the
도 2f 는 상기 5단계에서 오픈된 제3영역에 범핑패드(47b)를 형성한 후, 이 범핑패드 위에 금속 범프(80)를 형성하는 공정을 나타낸다. 이러한 범핑 공정으로는 일반적인 전기도금법, 볼 어태치(ball-attach)법, 스크린 프린팅법이 이용될 수 있다. 2F illustrates a process of forming a
도시하진 않았지만, 상기 5단계 또는 상기 범핑 공정을 거친 웨이퍼를 절단하여 복수 개의 재배선칩으로 개별화하는 6단계 공정이 있다. 상기 6단계 전까지 같은 웨이퍼 상에서 한꺼번에 제조공정을 실시함으로써 제조시간 및 제조비용을 크게 절감할 수 있다. 이를 웨이퍼 레벨 패키지 기술이라고도 한다.Although not shown, there is a six-step process of cutting the wafers subjected to the five-step or the bumping process and individualizing the plurality of redistribution chips. By performing the manufacturing process on the same wafer at the same time before the six steps, manufacturing time and manufacturing cost can be greatly reduced. This is also known as wafer level package technology.
도 3 은 상기 범핑 공정을 하지 않은 상태에서 개별화된 제1재배선칩(40)을 인쇄회로기판(30) 위에 고정시키는 7단계 공정 후, 제1재배선칩(40)의 금속배선(47) 상에 형성된 본딩패드(47a)와 인쇄회로기판의 기판패드(30a)를 와이어 본딩하는 공정을 나타낸다. 와이어 본딩 공정은 하기하는 8단계 공정 이후에 행해질 수도 있다. 또한, 7단계 공정에서 제1재배선칩(40)은 접착부재(70)에 의해 인쇄회로기판(30) 위에 고정될 수 있다. 3 shows a seven-step process of fixing the individualized
도 4 는 제1재배선칩(40) 위에, 제1재배선칩(40)과 동종 또는 이종으로서 상기 범핑 공정 후 개별화된 제2재배선칩(50)을 범프(80)를 이용하여 플립칩 접속하는 8단계 공정을 나타낸다. 제1재배선칩(40)과 제2재배선칩(50)이 동일한 구조와 크기를 갖는 경우에는, 상술한 도 2a 내지 도 2e 에서 나타낸 공정에 의해 제1재배선칩(40)과 같은 웨이퍼에서 개별화된 재배선칩을 사용할 수도 있다. 한편, 인쇄회로기판(30)에 적층된 제1재배선칩(40)과, 제2재배선칩(50)과, 본딩와이어(60)을 보 호하기 위해 봉지재(90)를 이용하여 봉지한다. FIG. 4 illustrates a flip chip connecting the
상기 와이어 본딩 단계를 상기 7단계와 상기 8단계 사이에 실시할 때, 상기 제1 및 제2영역(s2, s1)을 통해 와이어의 궤적이 지나갈 수 있도록 얼라인(alingn)시키는 것이 바람직하다.When the wire bonding step is performed between the seventh and eighth steps, it is preferable to align the wire trajectory through the first and second regions s2 and s1 so that the trace of the wire may pass.
본 발명에 의하면, 기존의 웨이퍼 레벨 패키지 기술에 사용되는 재배선 기술을 응용한 플립칩 접속과 와이어 본딩 접속방법을 병행하여 동종 간 혹은 이종 간의 칩을 적층함으로써, 종래의 스페이서와 와이어 본딩 방법을 이용한 다중칩 패키지와 비교하여 다수의 칩을 더 얇은 두께로 실장 할 수 있으며, 전기적으로 중요한 패드에 대해서는 짧은 배선 길이를 가지는 플립칩 접속이 제공되어 전기적 특성을 효과적으로 개선할 수 있다.According to the present invention, by stacking chips of the same type or different types in parallel with the flip chip connection and the wire bonding connection method using the rewiring technology used in the existing wafer level package technology, the conventional spacer and the wire bonding method are used. Compared to multichip packages, many chips can be mounted at a thinner thickness, and flip-chip connections with short wiring lengths are provided for electrically important pads, effectively improving electrical characteristics.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is merely exemplary, and the present invention may encompass various modifications and equivalent other embodiments that can be made by those skilled in the art. Will understand.
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