JP3680092B2 - スタックパッケージ - Google Patents
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Description
本発明は、半導体パッケージ、特に一つのパッケージが少なくとも二つの半導体チップを積層(stack)してなるスタックパッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、メモリーチップの容量増大化が盛んに進行されている。現在、128M
DRAMの量産段階にあり、256M DRAMの量産も近い。
【0003】
一般に、メモリーチップの容量増大、則ち高集積化の達成方法として、限定された半導体チップの空間内に多数のセルを製造できる技術が開示されている。しかし、このような方法は精密な微細線幅を要求する等、高難度の技術及び多くの開発時間を必要とする。よって、最近、より容易に高集積化が達成できるスタッキング(Stacking)技術が開発され、これに関する研究が盛んに進められている。
【0004】
半導体業界におけるスタッキングとは、少なくとも二つの半導体チップを垂直に積上げてメモリー容量を倍加させる技術である。こうしたスタッキングによれば、例えば2個の64M DRAM素子を積層して128M DRAMを、また2個の128M DRAM素子を積層して256M DRAMを構成できる。
【0005】
前記のスタッキングによるパッケージの典型的な例を、図1を参照しながら説明する。
同図に示すように、ボンディングパッドを上面に配置した半導体チップ1に、リードフレーム2のインナーリード21を接着剤で取り付ける。インナーリード21とボンディングパッドは金属ワイヤ3によって連結している。リードフレーム2のアウタリード22が左右両側に突出するように全体を封止剤4でモールドする。
【0006】
このような一つのパッケージ上に同一構造のパッケージを積層する。すなわち、上部に積層されたパッケージのアウタリード22は、下部パッケージのリードフレーム2の中間に接合されて電気的に連結している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のスタックパッケージは、全体厚さが厚すぎるという欠点がある。また、上部パッケージの電気的信号は、上部パッケージのアウタリードを通じて下部パッケージのリードフレームを経ねばならないので、電気的な信号経路が長すぎるという欠点もある。特に、上下部パッケージのリードをハンダ付けで接合するが、このハンダ付け不良によって接続不良が頻繁に引き起こされるという問題があった。
【0008】
これを解消するため、図2に示すスタックパッケージが提示された。同図に示すように、上下部半導体チップ1b、1aの各裏面は接着剤により接着されている。上部半導体チップ1bの上面に上部リードフレーム2bのインナーリード21bを取り付け、金属ワイヤ3bによりインナーリード21bとボンディングパッドとを電気的に連結している。また、下部半導体チップ1aの下面に下部リードフレーム2aのインナーリード21aを取り付け、金属ワイヤ3aによりインナーリード21aとボンディングパッドとを電気的に連結している。上部リードフレーム2bのアウタリード22bは下部リードフレーム2aの中間部にボンディングされており、下部リードフレーム2aのアウタリード22aは両側に突出するように、全体を封止剤4でモールドしている。
【0009】
前記の従来のスタックパッケージは、電気的信号の伝達経路を短くすることが可能である。しかし、上下部リードフレーム2a、2bの連結した部分が封止剤4の内部に位置しているため、ある一つの半導体チップに不良が発生すると、2個の半導体チップとも不良として処理されるという問題があった。
【0010】
従って、本発明の目的は、電気的信号の伝達経路の短縮と共に、半導体チップを容易に分離できるようにすることで、ある一つの半導体チップに不良が発生しても、全体の半導体チップを廃棄しなくていいスタックパッケージを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明によるスタックパッケージは次のような構成からなる。
すなわち、少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ;
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードと、前記半導体チップの中で最下部に配置された一つの半導体チップに取り付けられた前記インナーリードのみから延長されて基板に実装されるアウタリードとからなる複数のリードフレーム;
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ;及び
前記アウタリードと各突出部が露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤を含み、
前記封止剤から露出した各リードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージである。
【0012】
また、本発明は、少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ;
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードだけからなる複数のリードフレーム;前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ;前記各リードフレームの突出部だけが露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤;及び、前記複数のリードフレームの最下部に配置されて前記封止剤から露出したリードフレームの突出部にマウントした半田ボールを含み、前記半田ボールをマウントしないリードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージである。ここで、リードフレームは、アウターリードを持たず、その代わりにリードフレームで上部に延長された突出部を下向きに配置し、この突出部に基板に実装される半田ボールをマウントするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の上述の様な構造によれば2個のパッケージが積層される。すなわち、各リードフレームのインナーリードで上部に向かって形成された突出部を互いに連結したり、または下部に向かって形成された突出部を互いに連結したりし、各リードフレームが電気的に連結したスタックパッケージを形成する。
【0014】
本発明の構成によれば、各リードフレームに形成される突出部間の連結によってパッケージが積層されることにより、ある一つの半導体チップに不良が発生しても、突出部間の連結を分離するだけで各パッケージを容易に分離できるので、他の半導体チップは使用が可能となる。
【0015】
【実施例】
次に、本発明を実施例をあげて説明する。
[実施例1]
図3乃至図12は、本発明によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、各図の(a)は断面図、(b)は斜視図である。以下の説明では各添付図に(a)、(b)を省略して説明する。
まず、図3に示すように、インナーリード31とアウタリード32とからなるリードフレーム30を製作する。インナーリード31には下向き突出部33と上向き突出部34とをそれぞれ形成する。より詳しくは、下向き突出部33はインナーリード31の内側部分に形成され、上向き突出部34はアウタリード32につながるインナーリード31の外側部分に形成される。全体的に見れば、上向き突出部34が、リードフレーム30の中間に形成されるわけである。
【0016】
続いて、図4に示すように、両リードフレーム30の上向き突出部34間に半導体チップ40を進入させ、図5に示すように、各インナーリード31上に半導体チップ40を搭載する。その後、半導体チップ40のボンディングパッドと各リードフレーム30のインナーリード31とが金属ワイヤ50によって連結される。
【0017】
続いて、図6に示すように、全体を封止剤60でモールドする。この時、封止剤60からアウタリード32は両側に、各突出部33、34は下部及び上部に、それぞれ露出するようにモールドする。このような構造により、多数のパッケージが積層できる一つのスタックパッケージが完成する。
【0018】
則ち、図7に示すように、前記のような工程にて製造したもう一つのパッケージの向きを反転して、2個のパッケージを積層する。ここで、基板に直接実装されないパッケージ、すなわち上部パッケージのリードフレームはアウタリードを持たないこととする。すると、図8に示すように、リードフレーム30の各上向き突出部34同士が互いに接触することにより、各リードフレーム30が電気的に連結する。特に、各突出部34は、図9に示すように、半田ペーストや伝導性エポキシのような伝導性樹脂70を用いて接着する。
【0019】
以上、2個のパッケージを積層したものを説明したが、本発明のスタックパッケージは、同一構造のパッケージを積層し続けることが可能である。
すなわち、図10に示すように、前記と同様な構造のパッケージを、前述した2個のパッケージが積層されたスタックパッケージの上部に、反転せずに積層させる。すると、図11に示すように、各下向き突出部33が互いに接触するので、各パッケージのリードフレーム30が電気的に連結する。
【0020】
このように、3個のパッケージを積層したものまで説明したが、引き続き、同様な構造のパッケージを、反転して積層し、さらにその上部に反転せずに積層させることができる。
【0021】
最終的に、図12に示すように、最下部に配置したパッケージのアウタリード32を基板に実装できるように、J字形にフォーミングする。
【0022】
[実施例2]
図13は、本発明の実施例2によるスタックパッケージを示す断面図であって、同図に示すように、上述した構造からなる3個のパッケージが積層されたことは実施例1と同様である。但し、最下部に配置したパッケージのリードフレーム30も、上部に積層された他のパッケージのリードフレーム30のようにアウタリードを持たない。その代りに、最下部に配置したパッケージは、上向き突出部34が封止剤60から下向きに露出するように配置した状態となる。露出した上向き突出部34に基板実装のための半田ボール80をマウントする。このようなパッケージは実装面積を実施例1より低減できるという利点がある。
【0023】
本発明によるスタックパッケージを実施するための好適な実施例について、図示して説明したが、本発明は前記の実施例に限らず、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱しない範囲で多様に実施・変更ができる。
【0024】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、積層されたパッケージ間の電気的信号の伝達経路を短縮させると共に、各リードフレーム間の電気的接触面を封止剤外部に位置させることができる。従って、ある一つのパッケージ内の半導体チップに不良が発生しても、スタックパッケージ内の半導体チップ全体を不良処理しなくていい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のスタックパッケージの1つの型を示す断面図である。
【図2】従来のスタックパッケージの別の型を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図4】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図5】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図6】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図7】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図8】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図9】図8における上向き突出部付近の拡大図である。
【図10】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図11】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図12】本発明の実施例1によるスタックパッケージの製造工程を順次示す図であって、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【図13】本発明の実施例2による別のスタックパッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
30 リードフレーム
31 インナーリード
32 アウタリード
33、34 突出部
40 半導体チップ
50 金属ワイヤ
60 封止剤
80 半田ボール
Claims (3)
- 少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ;
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードと、前記半導体チップの中で最下部に配置された一つの半導体チップに取り付けられた前記インナーリードのみから延長されて基板に実装されるアウタリードとからなる複数のリードフレーム;
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ;及び
前記アウタリードと各突出部が露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤を含み、
前記封止剤から露出した各リードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージ。 - 前記各突出部は、半田ペーストまたは伝導性エポキシを介して取り付けられることを特徴とする請求項1記載のスタックパッケージ。
- 少なくとも二つを上下に配置した半導体チップ;
前記各半導体チップのボンディングパッドの形成面に取り付けられ、上下部に向かって一対の一体成型により形成された突出部を有するインナーリードだけからなる複数のリードフレーム;
前記各リードフレームのインナーリードと半導体チップのボンディングパッドとを電気的に連結する金属ワイヤ;
前記各リードフレームの突出部だけが露出するように、前記各半導体チップを個別にモールドする封止剤;及び、
前記複数のリードフレームの最下部に配置されて前記封止剤から露出したリードフレームの突出部にマウントした半田ボールを含み、
前記半田ボールをマウントしないリードフレームの上部に向かう突出部と下部に向かう突出部とが互いに接触するように順次向きを反転させながら積層することにより、各リードフレームが電気的に連結したことを特徴とするスタックパッケージ。
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