JP4294161B2 - スタックパッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ、特に少なくとも2個以上の半導体チップを積層して一つのパッケージからなるスタックパッケージ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、メモリチップ容量の増大化が盛んに進められている。現在においては、128MDRAMの量産段階にあり、256MDRAMの量産も視野に入っている。
【0003】
一般的に、メモリチップ容量の増大、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形成する技術が開示されている。このような方法は、精密な微細線幅が要求される等、高い難度の技術及び長い開発時間が必要である。したがって、最近においては、簡単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、これに対する研究が盛んに行なわれいる。
【0004】
半導体業界におけるスタッキングとは、少なくとも二つ以上の半導体チップを垂直に積上げてメモリ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級DRAM素子を積層して128M級DRAMを形成し、あるいは2個の128M級DRAM素子を積層して256M級DRAMを構成することができる。
【0005】
スタッキングには、上述した様な半導体素子レベルでのスタッキング以外にもパッケージレベルでのスタッキングとモジュールレベルでのスタッキングなどがある。
【0006】
パッケージレベルでのスタッキングは、製造されたパッケージを2〜3層またはその以上に積上げてスタッキングする方式であって、費用面で非常に有利なスタックパッケージが構成できる。こうしたパッケージレベルでのスタックパッケージは、予め注文型で作られたパッケージを、その該当リード同士が一対一になるように連結する方式、及び標準パッケージを、サイドレール(side rail )またはこれと類似しているアクセサリーを用いて連結する方式がある。
【0007】
前記の様なパッケージレベルでのスタッキングによるパッケージの典型的な例を図1及び図2に示す。これを簡単に説明すれば次の通りである。同図に示すように、上部パッケージ1の下面と下部パッケージ1′の上面とを当接させて積層される。そして、各パッケージ1、1′の両側に突出したリード1a、1a′を連結している。図示の例では、2個のパッケージが積層された構造であるが、その以上に積層することもできる。また、積層された各パッケージのリードは、サイドレールまたはこれと類似する補助アクセサリーにより連結することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなパッケージレベルでのスタックパッケージは、2個以上のパッケージを積層して構成するので、パッケージの見かけ(容積)が大きくなり、取扱が難しく、かつ追加工程〔主にモールド(molding)とフォーミング(forming)工程で追加されるか、変形される〕の問題がある。特に、フォーミング工程以後にもリードをさらに変形させ、スタックできる場合がある。しかしながら、この場合、リード幅または空間によって作業条件が劣ることになり、スタックできないことがある。
【0009】
一方、前記の様なパッケージレベルでのスタックパッケージが持つ諸問題点を解決するために、一つのパッケージ内に少なくとも2個以上の半導体チップを備えて構成したスタックパッケージが、特開昭62−8529号、特開昭62−131555号、特開昭62−119952号及び特開昭63−121445号の各公報に開示されているが、これらは各々次の様な問題を有している。
【0010】
前記特開昭62−8529号及び特開昭62−131555号公報記載のスタックパッケージは、TABの両側に半導体チップを搭載した構造を持つ。このような構造では、半導体チップの一側に配置されたボンディングパッドとリードフレームが金属ワイヤによって連結する先行ワイヤボンディング工程を行った後、他側のボンディングパッドとリードフレームが金属ワイヤによって連結する後続ワイヤボンディング工程が行なわれる。ところが、後続ワイヤボンディング工程時において、先行工程で予め連結した状態の金属ワイヤに傷つける場合が多かった。
【0011】
前記、特開昭63−124450号公報記載のスタックパッケージは、2段のリードフレームを封止剤でモールドする構造を持つ。ところで、現在用いられているモールド方法のトランスファーモールド方法では、前記構造を持つスタックパッケージを大量に製造することが難いという問題がある。
【0012】
前記、特開昭62−119952号公報記載のスタックパッケージは、パッケージ内部でリードフレームを接合して一体とする構造を持つ。ところで、モールド前に、リードフレーム間を連結するためのリードフレームの成形が難いという問題がある。また、この様な構造は、パッケージ厚が厚くなるので、高集積化に逆行するという問題がある。
【0013】
本発明は前記問題を解決するために創案されたものであり、その目的は、一般の樹脂モールド型半導体パッケージを製造する技術と材料をそのまま用い、少なくとも2個以上の半導体チップを一つのパッケージで構成し、高集積化がなされて容量が倍加しても、パッケージの見かけが大きくならず、また、製造費用が低減でき、量産性が良好であり、電気的な特性が優秀なスタックパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスタックパッケージは、中央部に沿って複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ面に接着され且つ前記ボンディングパッドと金属ワイヤにより接続されたインナーリードを有しアウターリードの無い第1リードフレームと、中央部に沿って複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ面に接着され且つ前記ボンディングパッドと金属ワイヤにより接続されたインナーリードとアウターリードとを有する第2リードフレームとを備え、1つ以上の前記第1リードフレームと1つの第2リードフレームとが、それぞれのインナーリード同士の接触面を介して積層して電気的に接合され、且つ前記第2リードフレームのアウターリードが露出するように全体を封止材でモールドして一体化されたスタックパッケージであって、前記第1リードフレームの幅は、前記第2リードフレームの幅より狭く形成され、且つ前記第1リードフレームのインナーリード端部は、前記第2リードフレームのアウターリードに重なって前記封止材から露出して外端部を構成すると共に、前記外端部と前記アウターリードとの接触部位に、電気的な接続を補助する半田ジョイントが形成され、且つ、前記インナーリード同士の接触面には加熱圧着により接合可能な伝導性接着物質がコーティングされるとともに、前記伝導性接着物質がコーティングされる領域は、前記外端部から封止材内部に亘って形成される。
【0015】
ここで、第1及び第2半導体チップは、これらのボンディングパッド形成面が向き合うように配置したり、あるいはその裏面が当接するように配置することができる。また、ボンディングパッド形成面は、上部または下部に向かうように配置する事もできる。そして、それぞれのリードフレームのインナーリードは、金属ワイヤとのショート防止のため、適切にアップセット及び/又はダウンセットする事もできる。
【0016】
第2リードフレームに連結する第1リードフレームの外端部には、第2リードフレームとのより広い接触面積を確保するための、半円型、円形または四角形の接続孔を形成する。
【0017】
上述した様な構造からなるスタックパッケージを製造する方法は、次の通りである。まず、中央部に多数のボンディングパッドを一定間隔に配列した少なくとも2個以上の半導体チップを製造及び用意する。各半導体チップの外部への信号伝達経路をなす2個のリードフレームを作製及び用意する。各半導体チップのボンディングパッド形成面に、各リードフレームのインナーリードを取り付ける。各リードフレームのインナーリードとボンディングパッドとが金属ワイヤにより電気的に連結する。第1リードフレームのリード端部と第2リードフレームのリードとが接触される接続面の間に、伝導性接着物質をコーティングした後、各々を当接して伝導性接着物質の鎔融点温度で加熱し接合させる。第2リードフレームのアウターリードが露出するように、全体を封止剤でモールドする。前記封止剤から露出した前記第1リードフレームの前記リード端部が接続する、前記アウターリード部分に半田ジョイントを形成する。
【0018】
以上のような本発明によれば、一つのパッケージ内に少なくとも2個以上の半導体チップが形成できるので、パッケージの高集積化を図ることができ、また、一般の樹脂モールド型半導体パッケージの製造工程を用いて製造できるので、製造費用を低減することができるとともに、大量生産が容易になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。先ず、各図に示す符号10及び10′は半導体チップ、20及び20′はリードフレーム、30及び30′は接着テープ、40及び40′は金属ワイヤ、50は封止剤、60は伝導性接着物質である。
【0020】
図3及び図4に示すように、2個の半導体チップ10、10′は、そのボンディングパッド10a、10a′形成面が対向するように、一定間隔を維持して上下に配置される。第1及び第2半導体チップ10、10′のボンディングパッド形成面10a、10a′、すなわち上部に配置された第1半導体チップ10の下部面と、下部に配置された第2半導体チップ10′の上部面とに、第1及び第2リードフレーム20、20′を接着テープ30、30′でそれぞれ取り付ける。また、第1及び第2リードフレーム20、20′のインナーリード21、21′が、金属ワイヤ40、40′により該当ボンディングパッド10a、10a′に電気的に連結される。そして、第1リードフレーム20の外側のリード端部(以下外端部と称す)と第2リードフレーム20′のアウターリード22′が露出するように、全体を封止剤50でモールドする。
【0021】
各半導体チップ10、10′のボンディングパッド10a、10a′は、図7及び図8に示すように、各半導体チップ10、10′の中央部に、その長さ方向に沿って一定間隔に形成する。
【0022】
そして、図5及び図6に示すように、第1リードフレーム20はアウターリードがない複数のインナーリード21のみを持つ。これに対し、第2リードフレーム20′はインナーリード21′と、これから延びて封止剤50の外側に突出するアウターリード22′とを持つ。一方、同図で説明しない符号23及び23′は各リードフレーム20、20′を連結するダムバー(dambar)である。
【0023】
この様な第1及び第2リードフレーム20、20′は、図3に示すように、その各インナーリード21、21′が接触することにより電気的に連結される。これにより、所定の電気信号が一つの経路を構成する各リードフレーム20、20′を通じて、各半導体チップ10、10′の該当ボンディングパッド10a、10a′で入出力が行なわれる。
【0024】
また、第1リードフレーム20のインナーリード21は部分的にアップセットされ、第2リードフレーム20′のインナーリード21′は部分的にダウンセットされて、所定の大きさの空間を提供することになる。この空間は、リードフレーム20、20′と金属ワイヤ40、40′との間のショート発生を防止する。
【0025】
一方、前記構造のスタックパッケージが所望の動作特性を持つには、各リードフレーム20、20′間の電気的接続の信頼性が確保される必要がある。このために、本発明では、各インナーリード21、21′の接触面に伝導性接着物質60を挟み込む。また、図3及び図12に示すように、封止剤50から露出した第1リードフレーム20のインナーリード21の外端部21aと第2リードフレーム20′が接触する部分に半田ジョイント60′を融着させる。さらに、第1リードフレーム20のインナーリード21の外端部21aに、図13、図14及び図15に示すように、半円型、四角形または円形の接続孔21bを形成する。この接続孔21bは、前記半田ジョイント60′またはインジウムメッキ時に、外端部21aの表面積を広げるように作用し、これにより、両リードフレーム20、20′間の電気的な接続をより確実なものとする。
【0026】
以下、前記構造を持つ実施例1によるスタックパッケージの製造方法を、図16に示すフロー図を参照して説明する。本発明のスタックパッケージの製造方法は、一般の樹脂モールド型半導体パッケージを製造する方法と同様な工程及び材料をそのまま用いることになる。したがって、他のスタックパッケージに比べて製造費用が著しく低減するという利点がある。
【0027】
かかる方法として、まず、中央部に多数のボンディングパッドが一定間隔に形成された、少なくとも2個以上の半導体チップを製造及び用意する段階を含む。また、各半導体チップの外部への信号伝達経路をなす2個のリードフレームを作製及び用意する。各半導体チップのボンディングパッド形成面に、各リードフレームのインナーリードを取り付ける。各リードフレームのインナーリードとボンディングパッドとが金属ワイヤにより電気的に連結される。第1リードフレームの外端部と第2リードフレームが接触する部分に、伝導性接着物質をコーティングした後、各々を当接して伝導性接着物質の溶融点温度で加熱,圧着し接合させる。第2リードフレームのアウターリードが露出するように、全体を封止剤でモールドする。次に、第1及び第2リードフレームのダムバーを同時に切断し、リードメッキを行なった後、第2リードフレームのアウターリードが所定形状に曲折して形成する段階を行うと、図3に示す様なスタックパッケージが完成する。前記方法を段階的にその特徴部分だけを重点的に説明すると次の通りである。
【0028】
まず、第1及び第2リードフレーム20、20′は、図5及び図6に示すように、それぞれの形状が互いに異なる。則ち、前述したように、本発明のスタックパッケージでは、アウターリードは第2リードフレーム20′のものを用いるために、第1リードフレーム20にはアウターリードがないインナーリードとダムバー23のみとなる。また、具体的には図示しないが、第1リードフレーム20のサイドレール孔は、これをかえした時、第2リードフレーム20′のサイドレール孔と一致するように製作する。モールド工程に用いる孔は、第1及び第2リードフレーム20、20′を一致させるために同一径で製作する。トリム/フォーミング工程に用いる孔は、作業途中の干渉防止のために、第1リードフレーム20の孔が、第2リードフレーム20′の孔よりも十分に大きく製作する。そして、第1及び第2リードフレーム20、20′のアップセット及び/またはダウンセットは、ともに6〜8mil程度を与える。また、モールド時、第1リードフレーム20と第2リードフレーム20′のミスマッチを考慮して、第1リードフレーム20の幅を第2リードフレーム20′の幅よりも約3mil程度小さく製作する。
【0029】
上述したように、半導体チップ10、10′とリードフレーム20、20′を用意した後、図5及び図6に示すように、各リードフレーム20、20′に半導体チップ10、10′をそれぞれ取り付けるダイ接着工程を行う。
【0030】
この後、半導体チップ10、10′とリードフレーム20、20′のインナーリード21、21′とが、金属ワイヤ40、40′により電気的に接続するワイヤボンディング工程を行う。この際、第1リードフレーム20はリバースワイヤボンディングを、第2リードフレーム20′は正常なワイヤボンディングを行う。その理由は、本実施例1によるスタックパッケージで、各半導体チップ10、10′が、そのボンディングパッド10a、10a′の形成面が向き合うように配置されるからである。すなわち、もし、各半導体チップ10、10′に対するワイヤボンディングをともに正常に行なうと、各半導体チップ10、10′の同パッドを同リードフレームに連結できないからである。
【0031】
換言すれば、本実施例1によるリードフレーム間の連結は、上下に配置したリードフレーム間の連結である。このため、パッケージが所望の機能を持つには、ワイヤボンディング後に半導体チップを積層したとき、各半導体チップのある1個のボンディングパッドに連結するリードフレームが、上下に重なるように配置される必要がある。そうでないと、同一機能を有するリードフレームを電気的に連結させることができない。この様な本実施例1でのワイヤボンディングの一例を、図7及び図8に示している。ここで、図7の場合が、上部に配置する第1リードフレームのリバースワイヤボンディング状態で、図8の場合が下部に配置する第2リードフレームの正常なワイヤボンディング状態である。この図に示すように、図7ではボンディングパッド1番とリードa番が連結し、図8ではボンディングパッド1番とリードf′番を連結している。したがって、ワイヤボンディング後、各ボンディングパッド形成面が向き合うように、各半導体チップ10、10′を配置すると、各半導体チップ10、10′のボンディングパッド1番に連結した第1リードフレームのリードa番と第2リードフレームのリードf′番とが上下に重なることになる。
【0032】
上記の様なワイヤボンディング後、第1及び第2リードフレームの重なる部分を電気的に接続する工程を行う。本発明のスタックパッケージでのリード間の接続は、パッケージの電気的特性及び信頼性を左右する決定的な要因である。このようなリード間の接続方法には、次の様な3種類がある。第1に、モールド時のクランプによるジョイント形成方法がある。これは、リード対リード接続のための別の工程を行わず、モールド時の温度及びクランプ圧力条件で、モールドと同時に各リードを電気的に接続することである。
(1) 1次実験結果によれば、前記モールド時の温度及び圧力条件でもある程度の電気的な接続が実現される。
(2) 前記(1) の方法を補完するために、クランプ領域の表面粗度を増加させたリードフレームを用いる方法がある。
(3) クランプ領域の表面を超音波またはプラズマで洗浄し、電気的に活性化させる方法もある。
(4) クランプ領域にインジウムをメッキしたり、或いはSn/Ag、Sn/Pb、またはAgの好適な半田付け材料を介在させ、モールドクランプにより半田付けする方法がある。ここで、望ましい温度は150〜200℃である。
(5) 前記(4) の方法と類似しており、クランプ領域に等方性の伝導性エポキシまたは非等方性の伝導性エポキシを塗布し、モールドクランプ時ジョイントを形成する方法もある。
【0033】
第2に、モールド前にジョイントを形成する方法がある。これは、モールド前に別のリード対リードの接続段階を行い、各リードを電気的に接続させる方法として好適である。このような方法には、(1) 加熱及び機械的な圧力により電気的に接続させる方法がある。
(2) 前記(1) 方法を補完するために、ジョイント領域の表面粗度を増加させたリードフレームを用いて機械的に加圧して接続させる方法もある。
(3) ジョイント領域の表面を超音波またはプラズマで洗浄し、電気的に活性化させた後、機械的に加圧する方法がある。
(4) ジョイント領域にインジウムをメッキしたり、或いはSn/Ag、Sn/Pb、又はAgの様な好適な半田付け材料を介在させ、機械的に加圧する方法がある。
(5) ジョイント領域に等方性の伝導性エポキシまたは非等方性の伝導性エポキシを塗布し、ジョイントを形成する方法もある。
この様な方法等で、ジョイント領域は、パッケージのアウターラインまたはインナーラインになることもでき、特に(4)の方法では200〜260℃の熱を加えながら加圧するのが望ましい。
【0034】
第3に、モールド後に半田ジョイントを形成する方法がある。
(1) 1次実験結果によれば、モールド後にインジウムメッキを行うと、各リードの境界面にインジウムフィレット(fillet)が形成されることがわかる。このインジウムフィレットが電気的な接続を補助する作用をする。この様なインジウムフィレットは、半田浸漬(dipping)によっても各リードの境界面に形成される。
(2) 他の方法として、半田ペーストを各リードの境界面に塗布した後、リフローさせてジョイントを形成することができる。
(3) 前記(2) の方法と同様に、伝導性エポキシを用いてジョイントを形成することができる。
(4) 前記(1),(2),(3) の方法を組み合わせてジョイントを形成することができる。
(5) ジョイント領域を増加させるために、第1リードフレームの端部に、半円形、円形及び四角形の接続孔を形成する方法がある。
【0035】
前記各方法のいずれかを選択して、各リードフレームを電気的に接続させた後にモールド工程を行う。図9に示すように、下部に配置する第2リードフレーム20′に第1リードフレーム20をひっくりかえして搭載する。この様なモールド工程は、2個のリードフレームが搭載される点を除けば、一般の樹脂モールド型パッケージにおけるモールド工程と同様である。ここで、各リードフレームが重なるとき、半導体チップを含んだ金属ワイヤを傷つけないように、各リードフレームにダウンセットを与えたが、ワイヤショートを防止するために、ダウンセットの深さを調節する必要がある。
【0036】
モールド工程が完了してからトリム工程を行う。図10に示すように、現在使用中の(一般の樹脂モールド型半導体パッケージで使用中の)メカニズムをそのまま用い、2個の重なったダムバー23を切断する。図で符号70は切削工具である。ここで、各リードフレームのミスマッチを考慮して、第1リードフレーム20の幅が第2リードフレーム20′の幅よりも約3mil程度小さく製作したにも拘わらず、ミスマッチの発生する場合は、適切なセンターラインを基準にして工具を製作する。
【0037】
この後、半田浸漬や電気メッキのような一般の方法にてリードメッキを行う。次に、封止剤から露出した第2リードフレーム20′のアウターリード22′を、所定の、所望形状で形成するフォーミング工程を行う。この様なフォーミング工程も、図11に示すように、現在用いているメカニズムをそのまま適用する。図で符号80はフォーミング工具である。
【0038】
以上説明したように、本発明によるスタックパッケージは、一般の樹脂モールド型半導体パッケージの製造工程及び材料をそのまま用いて製造ができる。
【0039】
一方、本発明に用いる第1及び第2リードフレーム20、20′は、例えば、Fe−Ni系合金もしくはCu合金等で形成される。第1及び第2金属ワイヤ40、40′は、Al、AuまたはCu等の材質を用いる。また、封止剤50としては、フェノール系硬化剤、シリコンゴムまたはエポキシ系樹脂を用いることができ、さらにカップリング剤、着色剤等を少量添加する事も出来る。
【0040】
そして、本実施例1では、封止剤50の外側に突出した第2リードフレーム20のアウターリード22′が断面L字型に曲がった例を示しているが、この様な形状に限らず、任意の方向及び形状で曲折可能であり、例えばSOJやDIP形で形成する事も出来る。
【0041】
また、本実施例1では、第1及び第2半導体チップ10、10′は、そのボンディングパッド形成面が向き合うように対向、配置された例を示しているが、これに限らない。例えば、図17に示すように、第1及び第2半導体チップ10、10′は、その裏面(ボンディングパッド形成面と反対面)が当接するように配置する事もでき、また、図18に示すように、それぞれのボンディングパッド形成面とも上部に向けて配置することができる。さらに、図19に示すように、それぞれのボンディングパッド形成面ともに下部に向けて配置する事も出来る。
【0042】
以上の実施例2乃至4におけるスタックパッケージは、半導体チップ10、10′の配置方向と、これにより第1及び第2リードフレーム20、20′のアップセット及び/またはダウンセット形態が変わることを除き、他の構成は前述した実施例1の場合と同様であり、製造方法も同様である。よって、各構成要素に同符号を付けて、これに対する具体的な説明は省略する。
【0043】
図20は、本発明の実施例5によるスタックパッケージの断面図である。このスタックパッケージは、前述した各実施例等とは異なり、3個の半導体チップ10、10′、10″を一つのパッケージとして構成したことを特徴とする。
【0044】
図20に示すように、各半導体チップ10、10′、10″は、そのボンディングパッド形成面を上部に向けて垂直に積層する。各半導体チップ10、10′、10″のボンディングパッド形成面には、第1、第2及び第3リードフレーム20、20′、20″を接着テープ30、30′、30″で取り付ける。各半導体チップ10、10′、10″のボンディングパッドと該リードフレーム20、20′、20″とが、金属ワイヤ40、40′、40″により電気的に連結される。そして、全体を封止剤50でモールドする。
【0045】
また、各半導体チップ10、10′、10″は、その中央部に多数のボンディングパッドを一定間隔に配列する。第1及び第2リードフレーム20、20′は封止剤50に形成されるインナーリード21、21′だけからなるのに対し、第3リードフレーム20″は、封止剤50に形成されるインナーリード21″と、これから延出して封止剤50の外側に突出するアウターリード22″とからなる。第1及び第2リードフレーム20、20′のインナーリード21、21′は、第3リードフレーム20″のインナーリード21″に電気的に連結され、同パッドの信号が一つの経路を通じて入出力される。また、各リードフレーム20、20′、20″は、ワイヤボンディングの空間確保のために、適切にアップセット及び/またはダウンセットされる。則ち、第1及び第2リードフレーム20、20′のインナーリード21、21′は、全体的にアップセットされ、第3リードフレーム20″のインナーリード21″は、部分的にダウンセットされる。
【0046】
その他の細部の構成は前述した実施例1と同様で、製造方法も3個の半導体チップに適用されるという点を除き、実施例1と同様なので、ここでは具体的な説明を省略する。
【0047】
尚、本発明によるスタックパッケージ及びその製造方法を実施するための好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限らず、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者においては、請求項に記載された本発明の要旨から逸脱しない範囲で多様に実施・変更ができることは当然である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、少なくとも2個以上の半導体チップを一つのパッケージで構成することにより、メモリ容量を倍増させながらパッケージ容量の小型化を図ることができる。
【0049】
また、一般の樹脂モールド型半導体パッケージを製造する工程と材料をそのまま用いて製造できるので、パッケージ開発は勿論、大量生産に適用することが容易であり、製造費用を著しく低減することができる。
【0050】
さらに、本発明によるスタックパッケージは、取り扱いやすく、特に構造上において、外部との電気的な信号伝達経路が短いため、電気的特性が優れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来スタックパッケージの一例を示す断面図である。
【図2】従来スタックパッケージの他の例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断面図である。
【図4】実施例1によるパッケージの内部構造を説明するために一部を切開して示した斜視図である。
【図5】実施例1によるパッケージに用いられる第1リードフレーム(上部リードフレーム)の構造を示す斜視図である。
【図6】実施例1によるパッケージに用いられる第2リードフレーム(下部リードフレーム)の構造を示す斜視図である。
【図7】実施例1における第1リードフレームと半導体チップとのリバースワイヤボンディング状態を概略的に示す平面図である。
【図8】実施例1における第2リードフレームと半導体チップとのワイヤボンディング状態を概略的に示す平面図である。
【図9】実施例1によるパッケージのトランスファモールド状態を概略的に示す斜視図である。
【図10】実施例1によるパッケージのトリム工程を示す斜視図である。
【図11】実施例1によるパッケージのフォーミング工程を示す斜視図である。
【図12】実施例1によるパッケージにおける第1及び第2リードフレーム間の連結状態を示す斜視図である。
【図13】実施例1によるパッケージにおける第1及び第2リードフレーム間の連結状態の他の例を示す斜視図である。
【図14】実施例1によるパッケージにおける第1及び第2リードフレーム間の連結状態の他の例を示す斜視図である。
【図15】実施例1によるパッケージにおける第1及び第2リードフレーム間の連結状態の他の例を示す斜視図である。
【図16】実施例1によるスタックパッケージの製造工程図である。
【図17】本発明の実施例2によるスタックパッケージの断面図である。
【図18】本発明の実施例3によるスタックパッケージの断面図である。
【図19】本発明の実施例4によるスタックパッケージの断面図である。
【図20】本発明の実施例5によるスタックパッケージの断面図である。
【符号の説明】
10、10′、10″ 半導体チップ
10a、10′a、10″a ボンディングパッド
20、20′、20″ リードフレーム
21、21′、21″ インナーリード
21a インナーリードの外端部
22′、22″ アウターリード
23 ダムバー
30、30′、30″ 接着テープ
40、40′、40″ 金属ワイヤ
50 封止剤
60 伝導性接着物質
60′ 半田ジョイント
Claims (11)
- 中央部に沿って複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ面に接着され且つ前記ボンディングパッドと金属ワイヤにより接続されたインナーリードを有しアウターリードの無い第1リードフレーム、及び中央部に沿って複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ面に接着され且つ前記ボンディングパッドと金属ワイヤにより接続されたインナーリードとアウターリードとを有する第2リードフレームとを備え、1つ以上の前記第1リードフレームと1つの第2リードフレームとが、それぞれのインナーリード同士の接触面を介して積層して電気的に接合され、且つ前記第2リードフレームのアウターリードが露出するように全体を封止材でモールドして一体化されたスタックパッケージであって、
前記第1リードフレームの幅は、前記第2リードフレームの幅より狭く形成され、且つ前記第1リードフレームのインナーリードの外側の端部は、前記第2リードフレームのアウターリードに重なって前記封止材から露出して外端部を構成すると共に、前記外端部と前記アウターリードとの接触部位に、電気的な接続を補助する半田ジョイントが形成され、且つ、前記インナーリード同士の接触面には加熱圧着により接合可能な伝導性接着物質がコーティングされるとともに、前記伝導性接着物質がコーティングされる領域は、前記外端部から封止材内部に亘って形成されることを特徴とするスタックパッケージ。 - 前記伝導性接着物質は、Sn半田、Sn/Ag半田、Sn/Pb半田、Ag半田の一つであ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。
- 前記伝導性接着物質は、等方性(isotropic)または非等方性(anisotropic)の伝導性エポキシであ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。
- 前記第1リードフレームのインナーリードの前記外端部に、前記第2リードフレームとの接触面積の広がりのため、接続孔を形成す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。
- 前記接続孔は、半円形、円形、四角形の一つであることを特徴とする請求項4記載のスタックパッケージ。
- 複数の半導体チップを準備する段階、インナーリードを有しアウターリードが無い一つ以上の第1リードフレーム、及びインナーとアウターリードとを持つ一つの第2リードフレームを準備する段階、前記複数の半導体チップのそれぞれのボンディングパッド形成面に、前記第1リードフレームないしは第2リードフレームを取り付ける段階、前記各半導体チップのボンディングパッドと当該リードフレームのインナーリードとを金属ワイヤで電気的に連結する段階、前記第1リードフレームのリードと第2リードフレームのリードとの接続面の間に、伝導性接着物質をコーティングし、これらを当接した状態で伝導性接着物質の溶融点温度で加熱圧着し、各リードフレームを電気的に連結する段階、前記第2リードフレームのアウターリードと、前記伝導性接着物質により概アウターリードに加熱圧着された前記第1リードフレームの端部が露出するように、全体を封止剤でモールドする段階、前記封止剤から露出した前記第1リードフレームの前記端部が接続する、前記アウターリード部分に半田ジョイントを形成する段階、前記各リードフレームのダムバーを切断する段階、及び、前記封止剤から露出したアウターリードが所定形状で曲がる段階を含むことを特徴とするスタックパッケージの製造方法。
- 前記伝導性接着物質として、Sn半田、Sn/Ag半田、Sn/Pb半田又はAg半田を用い、これを加熱する温度は200乃至260℃であることを特徴とする請求項6記載のスタックパッケージの製造方法。
- 前記伝導性接着物質として、等方性または非等方性の伝導性エポキシを用いることを特徴とする請求項6記載のスタックパッケージの製造方法。
- 複数の半導体チップを準備する段階、インナーリードを有しアウターリードが無い一つ以上の第1リードフレーム、及びインナーリードとアウターリードとを持つ一つの第2リードフレームを準備する段階、前記複数の半導体チップのそれぞれのボンディングパッド形成面に、前記第1リードフレームないしは第2リードフレームを取り付ける段階、前記各半導体チップのボンディングパッドと当該リードフレームのインナーリードとを金属ワイヤで電気的に連結する段階、前記第1リードフレームのリードと第2リードフレームのリードとの接続面の間に伝導性接着物質をコーティングする段階、前記第2リードフレームのアウターリードと伝導性接着物質をコーティングされた前記第1リードフレームの接続面の端部が露出するように、全体を封止剤でモールドすると同時に、モールド時の温度及びリードをクランプする圧力により前記第1リードフレームと第2リードフレームとの接続面を電気的に連結する段階、前記封止剤から露出した前記第1リードフレームの前記端部が接続する前記アウターリード部分に半田ジョイントを形成する段階、前記各リードフレームのダムバーを切断する段階、及び、前記封止剤から露出したアウターリードが所定形状で曲がる段階を含むことを特徴とするスタックパッケージの製造方法。
- 前記伝導性接着物質は、Sn半田、Sn/Ag半田、Sn/Pb半田又はAg半田から選択されることを特徴とする請求項9記載のスタックパッケージの製造方法。
- 前記伝導性接着物質は、等方性または非等方性の伝導性エポキシであることを特徴とする請求項9記載のスタックパッケージの製造方法。
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