JP3122586U - 積層チップパッケージ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】積層チップパッケージ構造を提供する。
【解決手段】積層チップパッケージ構造は、リードフレームと、第一チップと、第二チップと、電気的接続素子と、成形材料と、からなる。リードフレームは、複数の支承脚と複数のリードからなる。第一チップは、第一接合素子によりリードフレームの一側に配置され、支承脚を部分的に覆蓋し、これらの支承脚は、第一チップ周縁から第一チップに延伸し、第一チップの支承となる。第二チップは、第二接合素子により、リードフレームの第一チップの反対側に配置され、支承脚を部分的に覆蓋し、第一チップ、第二チップ、及び、一部が覆蓋された支承脚は、共同で開放式の型流れトレンチを定義する。電気的接続素子は、リードにより第一、第二チップに電気的に接続される。成形材料は、第一、第二チップ、電気的接続素子、及び、一部のリードフレームを被覆し、成形材料は型流れトレンチに流れて、第一、第二チップ、及び、一部の支承脚を充分に覆蓋する。支承脚は、ダイパッドの代わりとなり、成形工程時の好ましい型流れが得られ、高い信頼度を得る。
【選択図】図４B

Description

本考案は、チップパッケージ構造に関するものであって、特に、積層チップパッケージ構造に関するものである。

半導体製造工程技術の進歩と集積回路の密度の不断の増加に伴って、パッケージ素子のリードも次第に多くなり、速度も速さが求められ、体積が小さく、速度が速く、高密度のパッケージ素子を製作する趨勢にある。

一般の積層チップパッケージ構造１０は、図１で示されるように、主に、チップ１１、チップ１２、接着パッド１３、複数のリード１４、複数のピン１５、及び、ゲル体１６、からなる。チップ１１、チップ１２は、接着パッド１３上方に順に畳置され、リード１４はチップ１１、チップ１２上の各ボンディングパッド１７とピン１５に連接され、ゲル体１６はチップ１１、１２、及び、一部のピン１５を包覆し、積層チップパッケージ構造１０は、露出したピン１５により、回路板上に溶接され、各チップ１１は所定の功能を実行する。

必要時、複数の相同尺寸のチップを設置し、図２は、相同尺寸の積層チップパッケージ構造２０を示す図であり、チップ２１、チップ２２、めっき層２３、リード２４、及び、ピン２５、からなる。チップ２１は、リード２４によりピン２５と電気的に接続し、チップ２１頂面上に、一部のリード２４を包覆するめっき層２３を設置する。チップ２２はその上に設置されると共に、リード２４によりピン２５と電気的に接続する。但し、このパッケージ構造２０中、めっき層２３の増加により、構造全体の厚さも増加し、電子製品の軽薄短小の趨勢に反する。改善方法として、図３で示されるように、パッケージ構造３０は、主に、相同面積のチップ３１、３２をそれぞれ接着パッド３３の頂面と底面に貼設し、リード３４により、チップ３１、３２上のボンディングパッドとピン３５を電気的に接続して、パッケージ構造の厚さを減少させる。しかし、このパッケージ構造３０中、接着パッド３３頂面のチップ３２とリード３４のパッケージ後、更に、接着パッド３３底面のチップ３１とリード３４の設置が必要であり、パッケージは二回の成形でやっと完成するので、時間コストが増加し、また、製品の歩留まり率も悪い。

上述の問題を解決するため、本考案は、積層チップパッケージ構造を提供し、支承脚によりダイパッドを代替し、リードフレームとパッケージ体の接触面積を減少させ、熱応力（thermal stress）による層間剥離（delamination）現象を防止することを目的とする。

本考案は、積層チップパッケージ構造を提供し、支承脚とチップが共同で開放式の型流れトレンチを定義し、成形工程時の好ましい型流れが得られ、工程が簡潔になり、信頼度を向上させる、生産コストを減少させることをもう一つの目的とする。

本考案は、積層チップパッケージ構造を提供し、粘着方式を利用して、チップを積層パッケージ構造に設置し、製造工程が簡単で、製造効率を増加させ、製品歩留まり率を向上し、パッケージ構造の厚さを効果的に減少させることを更なる目的とする。

上述の目的を達成するために、本考案の実施例による積層チップパッケージ構造は、リードフレームと、第一チップと、第二チップと、電気的接続素子と、成形材料と、からなる。リードフレームは、複数の支承脚と複数のリードからなる。第一チップは、第一接合素子によりリードフレームの一側に配置され、支承脚を部分的に覆蓋し、これらの支承脚は、第一チップ周縁から第一チップに延伸し、第一チップの支承となる。第二チップは、第二接合素子により、リードフレームの第一チップの反対側に配置され、支承脚を部分的に覆蓋し、第一チップ、第二チップ、及び、一部が覆蓋された支承脚は、共同で開放式の型流れトレンチを定義する。電気的接続素子は、リードにより第一、第二チップに電気的に接続される。成形材料は、第一、第二チップ、電気的接続素子、及び、一部のリードフレームを被覆し、成形材料は型流れトレンチに流れて、第一、第二チップ、及び、一部の支承脚を充分に覆蓋する。

本考案の積層チップパッケージ構造は、熱応力による層間剥離現象を防止する、成形工程時の好ましい型流れが得られる、工程が簡潔になる、信頼度が向上する、生産コストが減少する、製造効率が増加する、パッケージ構造の厚さが効果的に減少する、という利点がある。

図４A、及び、図４Bは、本考案の積層チップパッケージ構造の上視図、及び、断面図である。本実施例中、積層チップパッケージ構造１００は、図４Aで示されるように、第一チップ１２０、第二チップ１２２、リードフレーム１１０、電気的接続素子１３０、１３０’、及び、成形材料（molding compound）１５０（図４Bで示される）、からなる。図で示されるように、リードフレーム１１０は複数の支承脚１１２、及び、複数のリード１１４を有する。第一チップ１２０は、第一接合素子を利用し、公知の適当な方式、例えば、粘貼方式により、リードフレーム１１０の一側上に設置され、例えば、第一チップ１２０と支承脚１１２の一側間で、一部の支承脚１１２を覆蓋し、支承脚１１２は、第一チップ１２０周縁から第一チップ１２０に延伸して支承となる。第二チップ１２２は第二接合素子を利用し、公知の適当な方式、例えば、粘貼方式により、リードフレーム１１０のもう一側上に設置され、例えば、第一チップ１２０の相対位置で、一部の支承脚１１２を覆蓋し、第一チップ１２０、第二チップ１２２と一部が覆蓋された支承脚１１２は、共同で、開放式の型流れトレンチ１６０を定義して、成形工程で使用する。また、接合素子を利用した貼設方式は、パッケージ構造１００の厚さと製造工程の複雑さを減少させることができる。実施例中、第一接合素子、第二接合素子はテープ（tape）と粘着剤のどちらかで、エポキシ（epoxy）でもよい。リード１１４は第一チップ１２０と第二チップ１２２に相対する周縁に位置し、更に、第一チップ１２０と第二チップ１２２上に、複数のボンディングパッド１２４、１２４’を設置し（図４Bで示される）、電気的接続素子１３０、１３０’がリード１１４上に電気的に接続しやすい。つまり、電気的接続素子１３０は、第一チップ１２０上のボンディングパッド１２４とリード１１４に電気的に接続する。電気的接続素子１３０’は、第二チップ１２２上のボンディングパッド１２４’とリード１１４と電気的に接続する。実施例中、電気的接続素子１３０、１３０’は、複数のリード線からなり、ワイヤーボンディング（wire bonding）の方式で、第一チップ１２０、第二チップ１２２、及び、リード１１４に電気的に接続する。実施例中、リード線は金（Au）、銅（Cu）、或いは、アルミ（Al）材質からなる。支承脚１１２とボンディングパッドの位置、尺寸、数目は図示したものに制限されず、上述の効果を得て、リードフレーム１１０の支承脚１１２を第一チップ１２０、第二チップ１２２の支承脚１１２に安定して承載できるメカニズムであればよい。

図４Bは、図４Aで示される積層チップパッケージ構造のAA’の断面図である。図で示されるように、支承脚１１２の両側はそれぞれ、第一接合素子１４０と第二接合素子１４２を利用し、第一チップ１２０と第二チップ１２２を公知の適当な方式でその上に設置する。電気的接続素子１３０、１３０’、例えば、複数のリード線は、第一チップ１２０、第二チップ１２２上のボンディングパッド１２４、１２４’とリードフレーム１１０上のリード１１４を電気的に接続する。公知の適当な方式、例えば、成形により、例えば、エポキシにより構成される成形材料１５０は、第一チップ１２０、第二チップ１２２、電気的接続素子１３０、１３０’と一部のリードフレーム１１０を包覆し、成形材料１５０は開放式の型流れトレンチ１６０に流れ、第一チップ１１０、第二チップ１２２、及び、一部の支承脚１１２を充分に包覆する。開放式の型流れトレンチ１６０の設計により、成形時、空気が容易に排出でき、型流れがよく、パッケージ構造１００の内部素子と外界の気密隔離して、外界の衝撃や汚染から防止する。露出したリードフレーム１１０、例えば、リード１１４の部分は、回路板に溶接され、第一チップ１２０、第二チップ１２２の所定の功能を実行する。

図５Aと図５Bは、本考案のもう一つの実施例による積層チップパッケージ構造の上視図と断面図である。このパッケージ構造２００と上述の構造が異なるのは、ボンディングパッドのチップ上の設置位置と対応する支承脚の形式である。異なるチップの功能によって、ボンディングパッドの設置位置が異なり、本実施例中、ボンディングパッド２２４、２２４’は、それぞれ、第一チップ２２０、第二チップ２２２の同一側の両端に設置され、支承脚２１２は棒状の設計、例えば、櫛状構造で、チップ上のボンディングパッド２２４、２２４’を設置しない両端は、第一チップ２２０周縁から、第一チップ２２０に延伸して支承となる。電気的接続素子２３０は、第一チップ２２０上のボンディングパッド２２４とリード２１４を電気的に接続する。電気的接続素子２３０’は、第二チップ２２２上のボンディングパッド２２４’とリード２１４を電気的に接続する。第一チップ２２０、第二チップ２２２と一部の支承脚２１２は、開放式の型流れトレンチ１６２を定義し、成形時に使用する。パッケージの方式は前の実施例とほぼ相同であり、ここに詳述しない。図５Bは、図５AのBB’の断面図である。

上述のように、本考案の特徴は、異なる功能のチップ上のボンディングパッドの設置位置の違い、支承脚の設置方式が異なるが、どれも、チップ周縁からチップの複数の支承脚に延伸して承載を提供する。この他、本考案の特徴は、二チップは相同の功能、或いは、異なる功能のチップで、二チップの大小の差異も特に制限を受けない。本考案の特徴は、粘着方式により、積層したいチップを支承脚の両側に設置し、製造工程の複雑さとパッケージ構造の厚さを大幅に減少させる。

上述のように、本考案の積層チップパッケージ構造は、支承脚によりダイパッドを代替し、チップは、支承脚の支承により、リードフレーム上に承載され、リードフレームと成形材料の接触面積を大幅に減少させる。また、チップと支承脚により、開放式の型流れトレンチを定義し、成形時の型流れが好ましく、また、効果的に、リードフレームと成形材料の熱膨張係数（coefficient of thermal expansion）の差異により生じる熱応力（thermal stress）を低下させ、リードフレームと成形材料の層間剥離（delamination）現象を防止して、製品の信頼度を確保する。この他、積層チップパッケージ構造中、粘着方式によりチップを設置し、その製造工程は簡単で、製造効率を上昇させ、製品の歩留まりを増加し、パッケージ構造の厚さを効果的に減少させる。

本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本考案の保護範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知技術によるチップパッケージ構造を示した断面図である。 公知技術によるチップパッケージ構造を示した断面図である。 公知技術によるチップパッケージ構造を示した断面図である。 本考案の実施例による積層チップパッケージ構造の上視図である。 図４AのAA’による断面図である。 本考案の実施例による積層チップパッケージ構造の上視図である。 図５AのBB’による断面図である。

符号の説明

１０、２０、３０、１００、２００…パッケージ構造
１１、１２、２１、２２、３１、３２…チップ
１３、３３…接着パッド
１４、２４、３４…リード
１５、２５、３５…ピン
１６…ゲル体
１７、３６、１２４、１２４’、２２４、２２４’…ボンディングパッド
２３…めっき層
１１０…リードフレーム
１１２、２１２…支承脚
１１４、２１４…リード
１２０、２２０…第一チップ
１２２、２２２…第二チップ
１３０、１３０’、２３０、２３０’…電気的接続素子
１４０…第一接合素子
１４２…第二接合素子
１５０…成形材料
１６０、１６２…開放式の型流れトレンチ

Claims (14)

1. 積層チップパッケージ構造であって、リードフレームと、第一チップと、第二チップと、電気的接続素子と、成形材料とからなり、
   前記リードフレームは、複数の支承脚と複数のリードからなり、
   前記第一チップは、第一接合素子により、前記リードフレームの一側に配置され、前記支承脚を部分的に覆蓋し、これらの支承脚は、前記第一チップ周縁から第一チップに延伸し、前記第一チップの支承となり、
   前記第二チップは、第二接合素子により、前記リードフレームの前記第一チップの反対側に配置され、前記支承脚を部分的に覆蓋し、前記第一チップ、前記第二チップ、及び、前記の一部が覆蓋された支承脚は、共同で開放式の型流れトレンチを定義し、
   前記電気的接続素子は、前記リードにより前記第一、第二チップに電気的に接続され、
   前記成形材料は、前記第一、第二チップ、前記電気的接続素子、及び、前記一部のリードフレームを被覆し、前記成形材料は前記型流れトレンチに流れて、前記第一、第二チップ、及び、前記一部の支承脚を充分に覆蓋することを特徴とする積層チップパッケージ構造。
2. 前記第一接合素子は、前記第一チップと前記支承脚の一側間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
3. 前記第二接合素子は、前記第二チップと前記支承脚のもう一側間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
4. 前記第一接合素子は、テープと粘着剤のどちらかであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
5. 前記第二接合素子は、テープと粘着剤のどちらかであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
6. 前記第一接合素子は、エポキシであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
7. 前記第二接合素子は、エポキシであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
8. 前記電気的接続素子は、複数のリードであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
9. 前記リード線は、金（Au）、銅（Cu）、或いは、アルミ（Al）材質からなることを特徴とする請求項８に記載の積層チップパッケージ構造。
10. 更に、前記第一チップ上、及び、前記第二チップ上に設置される複数のボンディングパッドを有することを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
11. 前記電気的接続素子は、前記第一チップ、及び、前記第二チップ上のこれらのボンディングパッドに電気的に接続されることを特徴とする請求項１０に記載の積層チップパッケージ構造。
12. 前記成形材料は、エポキシであることを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
13. 前記リードは、前記第一チップと前記第二チップの周縁に相対して位置することを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。
14. 前記支承脚は、前記第一チップの周縁から内に延伸して櫛形状を形成することを特徴とする請求項１に記載の積層チップパッケージ構造。