JP4527437B2 - マルチチップbgaパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、マルチチップBAGパッケージに関するものであって、さらに詳細にはスイチングノイズが減少するようデカップリングコンデンサが採用され、信号伝達特性が向上するよう再配線構造の改善された、マルチチップBAGパッケージに関するものである。
再配線チップをパッケージングする技術のうちマルチチップパッケージは、2つ以上の再配線チップをリードフレームや基板上に実装する技術である。特にこのうち、BGA(ball grid array)パッケージは、再配線チップが付着された基板底面に外部と電気的接続が可能となるよう配置された導電性ボール(conductive ball)が使われる。
図1は、従来のマルチチップBGAパッケージM1の一例を概略的に表した断面図である。図1に示された通り、従来のマルチチップパッケージM1は、下部及び上部再配線チップ10、20、相互接続バンプ(interconnection bump)5、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー(bonding wire)3、及び封止材4を備える。
下部及び上部再配線チップ10、20は、それぞれの活性面(active layer)が互いに向かい合うように離隔配置される。再配線チップ10、20はそれぞれ半導体チップ11、21、第1絶縁層13、23、再配線14、24及び第2絶縁層17、27を含む。
半導体チップ11、21には、センターパッド型半導体チップとしてその活性面上に中央線を沿って一列にチップパッド(chip pad)12、22が配列され、チップパッド12、22が露出されるよう、主にシリコン窒化膜から構成された保護層(passivation layer;図示せず)が形成されている。
チップパッド12、22が露出されるよう保護層に第1絶縁層13、23が形成される。下部第1絶縁層13、23上に再配線14、24が形成され、チップパッド12、22とそれぞれ電気的に接続される。再配線14、24は、チップパッド12、22の配列方向に直角に延びて交互にチップの左右端部まで達している。
第1絶縁層13、23及び再配線14、24上には、バンプパッド15、25が露出されるように第2絶縁層17、27が形成される。下部チップ10の第2絶縁層17はボンドパッド16を露出させる。
相互接続バンプ5は、上部及び下部のバンプパッド15、25間に融着され、下部及び上部の再配線14、24を電気的に接続する。
基板1の上面は、下部チップ10の後面に接着固定される。基板1の底面には導電性ボール2が配置され外部とマルチチップBGAパッケージM1とを電気的に接続する。
ボンディングワイヤー3は、下部チップ10のボンドパッド16と基板1とを電気的に接続する。封止材4は基板1の上面に備えられ、チップ10、20、ボンディングワイヤー3を封止する。
しかしながら、このような従来のマルチチップBGAパッケージには問題点がある。例えば、再配線チップでのスイッチング速度が高速化されることによって、再配線チップの電源電圧の変動により同時スイッチングノイズ(simultaneous switching noise)が生じ、再配線チップの速度遅延、雑音性揺動の増加、並びに時間歪みの増加を引き起こす以外にも、誤動作などが発生する問題がある。さらに、グラウンド配線にケーブルシールド(cable shield)が接続されると、コモンモード放射(common-mode radiation)が生じ、深刻なEMI(Electro Magnetic Interference)問題を引き起こす。しかも、従来のマルチチップBGAパッケージの複雑な相互接続(interconnection)構造による寄生インダクタンス(parasitic inductance)は電気信号伝達特性を悪化させる問題点がある。
本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたものであって、スイチッングノイズが減少するように改善し、かつ信号伝達特性を向上させることにより、電気的特性が全般的に向上されるマルチチップBGAパッケージを提供することにその目的がある。
前記の目的を達成するために、本発明によるマルチチップBGAパッケージは、第1及び第2再配線チップを含む。第1再配線チップは第1半導体チップ、第1再配線及び第1電極板を含む。第1半導体チップには第1電源チップパッド及び第1接地チップパッドを含んだ第1チップパッドが設けられている。第1再配線は、第1チップパッドと電気的に接続される。第1半導体チップの第1電極板は、第1電源チップパッドまたは第1接地チップパッドと電気的に接続される。
第1再配線チップと向き合う第2再配線チップは第2半導体チップ、第2再配線及び第2電極板を含む。第2半導体チップには第1電源チップパッドと電気的に接続された第2電源チップパッド及び第1接地チップパッドと電気的に接続された第2接地チップパッドが設けられている。第2再配線は第2チップパッドと電気的に接続される。第2半導体チップの第2電極板は、第2電源チップパッドまたは第2接地チップパッドと電気的に接続される。
特に第1電極板が第1電源チップパッドと接続されると、第2電極板と第2接地チップパッドとが接続されるか、または第1電極板が第1接地チップパッドと接続すると第2電極板と第2電源チップパッドとが接続される。
マルチチップBGAパッケージは、複数個の第1相互接続バンプ、基板、複数個のボンディングワイヤー及び複数個の導電性ボールをさらに含む。第1相互接続バンプは、第1及び第2再配線間に介在され相互電気的に接続される。基板は、第1再配線チップを支持固定する。ボンディングワイヤーは、第1再配線を基板と電気的に接続する。導電性ボールは基板下部に配置され基板を外部と電気的に接続する。
本発明のもう一つの実施例によれば、第1再配線チップは第1半導体チップに形成され第1電極板を支持する第1絶縁層をさらに含む。第1絶縁層は、第1電極板が第1電源チップパッドまたは第1接地チップパッドと接触できる第1露出部を含む。しかも、第1電極板は第1再配線と同じ層に配置され、第1再配線を含んだ第1スロット(slot)が形成されている。
特に第1再配線は、その第1スロットの幅とその第1再配線の幅との比率に従ってインピーダンス制御(impedance control)がなされるコプラナー導波管(coplanar waveguide; CPW)を含む。
本発明のもう一つの実施例によれば、第2再配線チップは第2半導体チップに形成され第2電極板を支持する第2絶縁層をさらに含む。第2絶縁層は、第2電極板が第2電源チップパッドまたは第2接地チップパッドと接触できる第2露出部を含む。しかも、第2電極板は、第2再配線と同じ層に配置され、第2再配線を含む第2スロット(slot)が形成されている。特に第2再配線は、その第2スロットの幅とその第2再配線の幅との比率によってインピーダンス制御(impedance control)がなされるコプラナー導波管(coplanar waveguide; CPW)を含む。
本発明の1実施例によると、第1再配線チップは第1電極板を基準として第2電極板の反対側に配置される第3電極板をさらに含み、第3電極板は、第1電源チップパッドまたは第1接地チップパッドと電気的に接続される。第1電極板が第1電源チップパッドと接続されると第3電極板と第1接地チップパッドとが接続されるか、または第1電極板が第1接地チップパッドと接続されると第3電極板と第1電源チップパッドとが接続される。
本発明のさらに他の実施例によると、第2再配線チップは第2電極板を基準として第1電極板の反対側に配置される第4電極板をさらに含み、第4電極板は第2電源チップパッドまたは第2接地チップパッドと電気的に接続される。
本発明のもう一つの実施例によれば、マルチチップBGAパッケージは第1再配線と第2再配線との間に複数個の第2相互接続バンプを含み、第2相互接続バンプは、第1再配線と第2再配線とを電気的に接続させて第1相互接続バンプと隣接して位置する。
本発明の1実施例によるマルチチップBGAパッケージは第1再配線チップ、第2再配線チップ、複数個の第1相互接続バンプ、複数個の第2相互接続バンプ、基板、複数個のボンディングワイヤー及び複数個の導電性ボールを含む。
第1再配線チップは、第1チップパッドを有する第1半導体チップ、及び第1チップパッドと電気的に接続された第1再配線を含む。第1再配線は、第1バンプパッド、第3バンプパッド並びにボンドパッドを含む。第1再配線チップと向き合う第2再配線チップも同様に第2チップパッドを有する第2半導体チップ、及び第2チップパッドと電気的に接続された第2再配線を含む。第2再配線は、第2バンプパッド及び第4バンプパッドを含む。
第1相互接続バンプは第1及び第2バンプパッドを電気的に接続する。同様に、第2相互接続バンプは第3及び第4バンプパッドを電気的に接続する。基板は第1再配線チップを支持する。ボンディングワイヤーは第1再配線と基板とを電気的に接続する。導電性ボールは基板と外部とを電気的に接続する。
本発明の1実施例によると、第1及び第2再配線チップ間に複数個のダミーボール(dummy ball)をさらに含むことを特徴とする。
本発明によるマルチチップBAGパッケージによると、次のような発明の効果を奏する。
先ず、再配線層にデカップリングコンデンサの電極板を備える構成では、マルチチップBGAパッケージの厚さが増加せず、かつ再配線チップ内の電源電圧変動により生じる同時スイッチノイズが低減される。従って、動作速度の向上とともに、ロジックフォールト(logic fault)の減少により、システムが安定的に動作できる利点がある。
また、再配線チップでの同時スイッチノイズが低減されることによって、電磁波の発生が抑制される。従って、システムの安全性が向上される利点がある。
さらに、それぞれ上下再配線チップ上に配置される一対の再配線内に2つ以上のバンプが備えられる構成では、電気信号の伝達経路上のインダクタンス及び抵抗が低減される。従って、再配線チップの電気信号伝達特性が向上する利点がある。
結論的に、上記のような構成を有するマルチチップBGAパッケージによって、軽薄短小化される高速大容量のメモリ装置が可能となる。
次は、本発明の望ましい実施例を添付された図面を参照して詳細に説明するが、本発明の原理を例示するための望ましい実施例に関して図示し説明するものであって、これによって、本発明の構成及び作用が限定されるものではない。むしろ、添付された特許請求の範囲における思想及び範疇を逸脱することがなく、本発明に関する多様な変更及び修正が可能であることを当業者はよく理解するだろう。従って、そうしたあらゆる適宜な変更と修正並びに均等物をも本発明の範囲に属するものとみなされるべきであろう。
<第1実施例>
図2は、本発明の第1実施例による、マルチチップBGAパッケージM2を示した断面図である。図2に示したように、マルチチップBGAパッケージM2は、第1及び第2再配線チップ30、40、第1相互接続バンプ5、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー3及び封止材4を含む。
第1及び第2再配線チップ30、40はそれぞれの活性面が互いに向かい合うように離隔配置される。
第1再配線チップ30は、第1半導体チップ31、第1絶縁層33、第1再配線34、第1電極板37並びに第2絶縁層38を含む。
第1半導体チップ31は、センターパッド型半導体チップとして、活性面上に中央に一列に第1チップパッド32が配列される。第1チップパッド32は、活性面に形成されたシリコン窒化膜の保護層(passivation layer;図示せず)を貫通する。第1チップパッド32は通常アルミニウムからなる。
以下では第1再配線チップ30を製造する方法を説明する。
まず、第1チップパッド32が設けられた第1半導体チップ31を準備する。
第1チップパッド32が露出されるように第1絶縁層33を形成する段階を行う。保護層に液状の絶縁物質を所定厚さにコーティングした後、所定温度で1次硬化させて第1絶縁層33を形成する。第1チップパッド32が露出されるように1次硬化された絶縁物質をパターニングした後、2次硬化させる。
その次に、第1絶縁層33及び第1チップパッド32上にスパッタリング(sputtering)方法により、第1金属基底層(under barrier metal layer; UBM層)(図示せず)を形成する段階を行う。第1金属基底層は、接着性向上及び拡散防止のためにクロム(Cr)、チタニウム(Ti)または銅(Cu)のような金属から形成される。
その次に、第1金属基底層上に第1再配線34及び第1電極板37を形成するメッキ段階を行う。第1金属基底層にメッキレジスト(plating resist)(図示せず)を被覆し紫外線またはレーザーなどを用いてパターンを形成する。レジストパターンに銅またはニッケルのような金属をメッキし、所望するパターンで第1再配線34及び第1電極板37が同時に形成される。特に、第1再配線34及び第1電極板37は互いに離隔して形成されるため、図面でのような離隔空間D1が設けられる。このとき、第1相互接続バンプ5及びボンディングワイヤー3との接着力を強化させるために、第1再配線34及び第1電極板37上にもう一つの金属基底層を加えることもできる。
その次に、第1金属基底層を部分的に除去するエッチング段階を行う。前述したメッキが完了すると、そのメッキレジストを除去して第1再配線34及び第1電極板37をマスク(mask)にして第1金属基底層を蝕刻する。本工程完了のあと、第1再配線34は第1チップパッド32と電気的に接続される。第1電極板37は第1チップパッド32中の接地チップパッドと電気的に接続されるが、これは図3aにより詳細に説明される。
その次に、第2絶縁層38を形成する段階を行う。第1再配線34及び第1電極板37上に液状の絶縁物質をコーティングした後これを1次硬化する。第1バンプパッド35及び第1ボンディングパッド36が露出されるように硬化された絶縁物質をパターニングする。第1再配線34の露出される部分を2次硬化させる。
一方、第2再配線チップ40は第2半導体チップ41、第3絶縁層43、第2バンプパッド45、第2電極板46並びに第4絶縁層47を含む。
第2半導体チップ41は、センターパッド型半導体チップとして、活性面上に中央に一列に第2チップパッド42が配列される。第2チップパッド42は、活性面を被覆しているシリコン窒化膜の保護層(passivation layer;図示せず)を貫通する。第2チップパッド42は、通常アルミニウムからなる。
以下では、第2再配線チップ40を製造する方法を説明する。
まず、公知されたウエハー製造工程を経て第2チップパッド42が設けられた第2半導体チップ41を準備する。
その次に、第2半導体チップ41上に第3絶縁層43を形成する段階を行う。保護層に液状の絶縁物質を所定厚さにコーティングした後、所定温度で1次硬化させる。1次硬化された絶縁物質は、第2チップパッド32が露出されるようにパターニングされた後2次硬化させる。
その次に、第3絶縁層43及び第2チップパッド42上にスパッタリング方法により第2金属基底層(図示せず)を形成する段階を行う。
第2金属基底層上に第2電極板46及び第2バンプパッド45を形成する段階を行う。第2金属基底層上にメッキレジストを被覆してパターンを形成する。銅またはニッケルのような金属をメッキして第2バンプパッド45及び第2電極板46とに同時に所定のパターンが形成されるようにする。このとき、第1相互接続バンプ5との接着力を強化させるためにさらに他の金属基底層を加えることもできる。
その次に、第2金属基底層を部分的に蝕刻する段階を行う。前述したメッキが完了しレジストを取り除くと、引き続き第2バンプパッド45及び第2電極板46をマスクにして第2金属基底層を蝕刻する。エッチング工程後、第2バンプパッド45は第2金属基底層を介して対応する第2チップパッド42と電気的に接続される。第2電極板46はまた第2チップパッド42のうちの第2電源チップパッドと電気的に接続されるが、これは図3Bで詳細に説明される。特に、第2バンプパッド45と第2電極板46とは図2において離隔空間D2で示されている通り互いに離隔されている。
その次に、第4絶縁層47を形成する段階を行う。第2バンプパッド45及び第2電極板46上に液状の絶縁物質をコーティングした後、これを1次硬化し第4絶縁層46を形成する。第2バンプパッド45を露出させる露出部が形成されるように1次硬化された絶縁物質をパターニングした後2次硬化させる。
第1相互接続バンプ5は、対応する第1及び第2バンプパッド35、45を電気的に接続する。
基板1の上面には第1再配線チップ30の非活性面が接着固定される。
基板1の底面には導電性ボール2が配置され外部とマルチチップBGAパッケージM2とを電気的に接続させる。
ボンディングワイヤー3は第1再配線チップ30の第1ボンドパッド36と基板1とを電気的に接続する。封止材4は基板1の上面に形成され第1及び第2半導体チップ30、40及びボンディングワイヤー3を封止する。
図3Aは、第1再配線チップ(図2の30)の再配線を示した平面図であり、図3Bは、第2再配線チップ(図2の40)の再配線を示した平面図である。図2は、図3A及び3BにおいてのII−II′に対する断面図である。また、図3Cは、図3AのT部分に対する平面図であり、図3Dは、図3CのIIID−IIID′に対する断面図である。
図3A及び図3Bに示された図面符号「P」、「G」及び「S」はそれぞれ電源(Vdd)、接地(Vss)及び信号(signal)に該当する配線を示す。こうした符号はこれ以降の図面にも同じように適用される。
図3Aに示したように、第1再配線チップ30は第1再配線34及び第1電極板37を含む。第1再配線34及び第1電極板37は互いに離隔して形成される。離隔空間D1は図3Aには説明の便宜のため図示しておらず、図3C及び図3Dにて詳細に説明される。これ以降の図面においても離隔空間の図示は省略する。
第1再配線34は、第1バンプパッド35、第1ボンドパッド36並びに第1相互接続線39を含む。
第1バンプパッド35は、中心線C1と平行した方向に一列に配列され、対応する第1チップパッド(図2の32)と電気的に接続される。第1バンプパッド35は、第1電源バンプパッド35a、第1接地バンプパッド35b及び第1信号バンプパッド35cを含む。
第1電源バンプパッド35aは、第1電源チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子(power terminal)と電気的に接続される。類似して、第1接地バンプパッド35bは、第1接地チップパッド(図示せず)及び外部の接地端子(ground terminal)と電気的に接続される。同様に、第1信号バンプパッド35cは、第1信号チップパッド(図示せず)及び外部の接地端子と電気的に接続される。
本実施例においては、説明の便宜上、第1電源バンプパッド35a、第1接地バンプパッド35b並びに第1信号バンプパッド35cは均等比率になるようにしたが、こうした比率は半導体チップの種類によって異ならせることができる。また、配列順序もまた半導体チップの種類によって異ならせることができる。
ボンディングワイヤー3は、図2に図示したように、第1ボンドパッド36と電気的に物理的に接続される。第1ボンドパッド36は第1再配線チップ30の両端に沿って配置されるので、すなわち、図3AのA1及びA2方向に先部分に隣接するように形成される。第1ボンドパッド36は第1電源ボンドパッド36a、第1接地ボンドパッド36b及び第1信号ボンドパッド36cを含む。
第1相互接続線39は、第1電源接続線39A、第1接地接続線39B及び第1信号接続線39cを含む。第1電源接続線39Aは、第1電源バンプパッド35a及び第1電源ボンドパッド36aと電気的に接続される。類似して、第1接地接続線39Bは、第1接地バンプパッド35b及び第1接地ボンドパッド36bと電気的に接続される。同様に、第1信号接続線39cは、第1信号バンプパッド35c及び第1信号ボンドパッド36cと電気的に接続される。
特に、第1電極板37は、第1接地バンプパッド35bと電気的に接続され、第1電源バンプパッド35a及び第1信号バンプパッド35cとは絶縁されている。従って、前述した段階において、適切なメッキレジストパターンが構成されることで、第1再配線34と第1電極板37とが同時に形成される。これにより、第1電極板37は接地電極板となる。第1電極板37は第1接地バンプパッド35b、第1接地ボンドパッド36b並びに第1接地接続線39Bと一体に形成されることが望ましい。この場合、第1接地バンプパッド上に配置される第1バンプ(図2の5)は第1電極板37と直接接触するので互い電気的に接続される。
図3Bに示されたように、第2再配線チップ40は第2バンプパッド45及び第2電極板46を含む。第2バンプパッド45は図2においての対応する第1バンプ5と接続される。従って、第1バンプ5は第1及び第2バンプパッド35、45を電気的に接続する。
第2バンプパッド45を中心線C2と平行した方向に一列に配置させることによって、第2バンプパッド45は対応する第2チップパッド(図2の42)と電気的に接続される。第2バンプパッド45は、第1電源バンプパッド35a、第1接地バンプパッド35b及び第1信号バンプパッド35cにそれぞれ対応し、かつこれらのそれぞれと互いに電気的に接続される第2電源バンプパッド45a、第2接地バンプパッド45b及び第2信号バンプパッド45cを含む。図3A及び図3Bにおいて、第2再配線チップ40の角F1が第1再配線チップ30の角E1に合わされるようにする。
第2電源バンプパッド45aは、第2電源チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。類似して、第2接地バンプパッド45bは、第2接地チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。第2信号バンプVMパッド45cは、第2信号チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。
第2電極板46は第2電源バンプパッド45aと電気的に接続されており、第2接地バンプパッド21b及び第2信号バンプパッド21cとは絶縁されている。従って、第2電極板46及び第2バンプパッド45を形成する段階において、第2電源バンプパッド45aと第2電極板46との間に電気的接続部が設けられるように、メッキレジストのパターンが構成されなければならない。これにより、第2電極板46は電源電極板となる。第2電極板46は第2電源バンプパッド45aと一体に形成されることが望ましい。この場合、第2電源バンプパッド45aと接触する第1バンプ(図2の5)は第2電極板46と互いに電気的に接続される。
図3Cは、図3AのT部分に対する平面図である。図3Cに示されたように、第1再配線34及び第1電極板37は、離隔空間Dに互いに分離されており、電気的に絶縁されている状態である。図3Cにおいては、信号線を小文字Cで表示する。電源線及び接地線の二つのうちいずれかは第1電極板37と互いに離隔して形成される。従って、残り一つの線は電源電極板又は接地電極板になるために電極板と電気的に接続される。
図3Dは、図3CのIIID-IIID′に対する断面図である。図3Dに示されたように、第1信号接続線39cは第1電極板37と同一平面上に形成される。第1信号接続線39cはまた第1電極板37のスロット(slot)Y内に配置される。従って、第1信号接続線39cはコプラナー導波管(coplanar waveguide;CPW)となる。すなわち、第1信号接続線39cの厚さt1と関係がなく第1信号接続線39cの幅W1とスロット幅W2との比率によって第1信号接続線39cのインピーダンスが変化可能である。従ってマルチチップBGAパッケージM2の設計の際、幅W1とスロット幅W2との比率を適切に設定することによって、第1信号接続線39cに対するインピーダンス制御(impedance control)が可能となる。これにより、信号伝送特性が向上され得る。
このように、第1電極板37及び第2電極板46が相互結合されコンデンサが設けられる。すなわち、第1電極板37及び第2電極板46がデカプリングキャパシタ(decoupling capacitor)を形成する。こうしたデカプリングキャパシタは電源配線及びグラウンド配線に発生する電圧揺動(voltage fluctuation)による同時スイッチングノイズ(simultaneous switching noise)を減少させる。従って、再配線チップの電源供給(power delivery)特性が向上しシステムが安定的に動作できるようになる。
その上、第1電極板37は第1再配線34と同一層に形成され、第2電極板46は第2バンプパッド45と同一層に形成されるため、デカップリングコンデンサが内蔵されながらもマルチチップBGAパッケージの厚さが増加されないため、薄形化の可能なマルチチップBGAパッケージが提供される。
一方、第1乃至第4絶縁層33、38、43、47としては誘電膜であることが望ましい。第2及び第4絶縁層38、47の代わりに一つの層の誘電膜が第1及び第2電極板37、46間に介在され得る。こうした誘電膜は、前述した如きデカップリングコンデンサの効率性向上のために、5酸化タンタル(Ta)と共に誘電率が高く且つ比較的に薄形であることが望ましい。
また、歪みの防止と、絶縁層との接着力向上のために、第1及び第2電極板37、46はその表面に突出した凸部を含み、その凸部が蜂の巣ようなメッシュ(mesh)形態を有することもできる。
第1電極板37は前述したデカップリングコンデンサの効率性向上のために、第1再配線チップ30上で第1再配線34を取り除く残り部分に広く形成されることが望ましい。類似して、第2電極板46も第2再配線チップ40上で第2バンプパッド45を取り除く残り部分に広く形成されることが望ましい。
一方、本実施例とは反対に、第1電極板37が第1電源バンプパッド35aと電気的に接続され、第1接地バンプパッド35b及び第1信号バンプパッド35cとは絶縁される。同様に、第2電極板46が第2接地バンプパッド45bと電気的に接続され、第2電源バンプパッド45b及び第2信号バンプパッド45cとは絶縁されることもありうる。すなわち、本実施例では電極板が基板を基準に、「基板−接地電極板−電源電極板」に積層される構成であるが、基板を基準に「基板−電源電極板−接地電極板」に積層される構成を有することもできる。
好ましくは、第1半導体チップ31と第2半導体チップ41とが形態及び大きさ面において互いに同一となる、本発明によるマルチチップBGAパッケージM2がセイム・ダイ・スタック(same die stack)構造を有するようにする。
<第2実施例>
図4は、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージM3を示した断面図である。本発明の実施例を説明するにあたって、先に説明され図示されたマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素については重複説明を省略する。
図4で示された通り、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージM3は、第20及び第3再配線チップ40、100、第1相互接続バンプ5、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー3及び封止材4を備える。
本実施例において第1相互接続バンプ5、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー3及び封止材4は第1実施例の場合と同様なので、これについての説明は省略する。また、第20再配線チップ40は、第2電極板46が第2チップパッド42中の第2接地チップパッド(図示せず)と電気的に接続され接地電極板となることを除いては前述した第2再配線チップと同様なのでその説明を省略する。
第3再配線チップ100は、第3半導体チップ101、第5絶縁層103、第1接続部104、第3電極板105、第6絶縁層106、第2接続部107、第2再配線108、第4電極板111及び第7絶縁層112を含む。
第3半導体チップ101には、センターパッド型半導体チップとしてその活性面上に中央線を沿って第3チップパッド102が配列される。第3チップパッド102は活性面を覆うシリコン窒化膜の保護層(passivation layer;図示せず)を貫通する。第3チップパッド102は通常アルミニウムからなる。
以下では、第3再配線チップ100を製造する方法を説明する。
まず、公知されたウエハー製造工程にて第3チップパッド102が設けられた第3半導体チップ101を準備する。
その次に、第3半導体チップ101上に第5絶縁層103及び第3金属基底層(図示せず)を連続的に形成する段階を行う。これらの段階は第1実施例の第1再配線チップ30の場合と同じなので、その説明を省略する。
その次に、メッキレジスト(図示せず)を被覆しパターンを形成した後、銅またはニッケルのような金属をメッキして第3金属基底層上に第1接続部104及び第3電極板105を形成する。
その次に、第3金属基底層を部分的に蝕刻する段階を行う。前述したメッキが完了しメッキレジストを取り除いた後、第1接続部104及び第3電極板105をマスクにするエッチング工程により第3金属基底層を部分的に除去する。エッチング工程後、第1接続部104は第3金属基底層を通して対応する第3チップパッド102と電気的に接続される。第3電極板105は第3チップパッド102の接地パッドと電気的に接続されるが、これは図5bにて詳細に説明される。ここで、第1接続部104と第3電極板105とは互いに離隔して形成され、図面からは離隔空間D3で表示される。
その次に、第6絶縁層106を形成する段階を行う。第1接続部104及び第3電極板105上に液状の絶縁物質を所定厚さにコーティングした後、所定温度で1次硬化させて第6絶縁層106を形成する。第1接続部104が露出されるように1次硬化された絶縁物質をパターニングした後2次硬化させる。
その次に、銅またはニッケルをメッキして第6絶縁層106に第2接続部107を形成する段階を行う。しかし、第3電極板105が第1接続部104の接地接続部と電気的に接続される場合には、第2接続部107を形成する段階を省略することもできる。
その次に、第1接続部104、第6絶縁層106及び第2接続部107上にスパッタリング方法により第4金属基底層(図示せず)を形成する段階を行う。
その次に、第4金属基底層上に第2再配線108及び第4電極板111を形成する段階を行う。第4金属基底層上に適切なメッキレジストを被覆してパターンを形成する。その後、レジストパターン内に銅またはニッケルをメッキして第2再配線108及び第4電極板111を所望のパターンに形成する。このとき、第1相互接続バンプ5及びボンディングワイヤー3との接着力を強化させるためにもう一つの金属基底層を追加することもできる。
その次に、第4金属基底層を蝕刻する段階を進行する。パターンされたメッキレジストを除去し、第2再配線108及び第4電極板111をマスクにするエッチング工程により第4金属基底層を部分的に除去する。エッチング工程完了後、第2再配線108は第4金属基底層を通して対応する第1接続部104と電気的に接続される。第4電極板111はまた第3チップパッド102の電源チップパッドと電気的に接続されるが、これは図5Aにて詳細に説明される。
ここで、第2再配線108と第4電極板111とは互いに離隔して形成され、図面からは離隔空間D4で表示される。
その次に、第7絶縁層112を形成する段階を行う。第2再配線108及び第4電極板111上に液状の絶縁物質をコーティングした後、これを1次硬化して第7絶縁層112を形成する。第3バンプパッド109及び第2ボンドパッド110が露出されるように第7絶縁層112をパターニングした後、第7絶縁層112を2次硬化させる。
図5Aは、第3再配線チップ(図4の100)の再配線を示した平面図であり、図5Bは図4におけるVB-VB′に対する断面図である。参考に、図4は図5A及び図5BにおけるIV−IV′に対する断面図である。
図5Aに示された通り、第3再配線チップ100は第2再配線108及び第4電極板111を含む。第2再配線108は第3バンプパッド109、第2ボンドパッド110及び第2接続線108cを含む。
第3バンプパッド109は、第3電源バンプパッド109A、第3接地バンプパッド109B及び第3信号バンプパッド109cを含む。第3バンプパッド109は、図3Aの第1バンプパッド35と同様なので、その説明を省略する。
第2ボンドパッド110は、ボンディングワイヤー(図4の3)と電気的、物理的に接続される部分である。第3再配線チップ100上において、第2ボンドパッド110は両先端に沿って形成されるが、言い換えれば、A3方向及びA4方向の端部に配置される。第2ボンドパッド110は、第2電源ボンドパッド110a、第2接地ボンドパッド110b及び第2信号ボンドパッド110cを含み、島形状に配置される。
第2電源ボンドパッド110aは第4電極板111と電気的に接続される。第2接地ボンドパッド110bは図4の第2接続部107と電気的に接続される。第2信号ボンドパッド110cは第2接続線108cと電気的に接続される。
第2接続線108cは、その一端が第3信号バンプパッド109cと電気的に接続され、その他端は第2信号ボンドパッド110cと電気的に接続される。すなわち、第2接続線108cは中心線C3から始まり第3信号バンプパッド109cの両端まで交互に延長される。
第4電極板111は、第3電源バンプパッド109Aと電気的に接続されており、第3接地バンプパッド109B及び第3信号バンプパッド109cとは絶縁されている。従って、第2再配線108と第4電極板111とが形成される段階において、第4電極板111と第3電源バンプパッド109Aとの間に電気的な接続部が設けられるように、メッキレジストパターンが構成されなければならない。これにより、第4電極板111は電源電極板となる。第4電極板111は、第3電源バンプパッド109A及び第2電源ボンドパッド110aと一体に形成されることが望ましい。従って、第3電源バンプパッド109A上に配置された第1バンプ(図4の5)は第4電極板111と電気的に接続される。
図5Bに示されたように、第3再配線チップ100は第1接続部104、第3電極板105及び第2接続部107を含む。
第1接続部104は、第1電源接続部104a、第1接地接続部104b、第1信号接続部104cを含む。第1電源接続部104a、第1接地接続部104b、第1信号接続部104cは各々第3チップパッド102の第1電源チップパッド102a、第1接地チップパッド102b、第1信号チップパッド102cと電気的に接続される。第3電極板105は、第1接地接続部104bと電気的に接続されており、第1接地接続部104b及び第1信号接続部104cと絶縁されている。従って、第1接続部104及び第3電極板105を形成する段階において、第3電極板105と第1接地接続部104bとの間に電気的接続部が設けられるように、メッキレジストパターンが構成されるべきである。これにより、第3電極板105は接地電極板となる。第3電極板105は第1接地接続部104bと一体に形成されることが望ましい。
第2接続部107は、第2接地ボンドパッド110bに対応されるように第3再配線チップ100上下の端部に間隔をおいて配置される。第4金属基底層は第3電極板105上に形成された第2接続部107と電気的に接続される。
ちなみに、図5Aの再配線構造と図5Bの再配線構造とが互いに対応するように、図5の角F2は、図5Aの角E2に合わせられる。
前述した通り、本実施例によるマルチチップBGAパッケージは、第1実施例に比べてデカップリングコンデンサがさらに追加される。従って、第1実施例にて充分なデカップリングコンデンサが不足した場合においても、本実施例ではデカップリングコンデンサの確保が可能となる。
また、第1実施例では、第1再配線(図3aの34)が第1電源接続線39A、第1接地接続線39B及び第1信号接続線39cを全て含むのに反して、本実施例の第2再配線(図5Aの108)は第2接続線108cに対してのみ接続されている。従って、本実施例による第4電極板111の面積が第1実施例による第1電極板37の面積よりも広くなるので、デカップリングコンデンサの効果がさらに向上する。
本実施例では、すべて3つの電極板を採用したが、必要に応じて3ケ以上の電極板を採用することも可能である。但し、複数個の板を用いた場合、隣接した二つの板のうち一つは、電源板でなければならなく、他の電極板は接地電極板となることが望ましい。本実施例においては、電極板が基板を基準に「基板−接地板−電源板−接地板」に積層される構成であるが、「基板−電源板−接地板−電源板」に積層される構成を有することもできる。
<第3実施例>
図6は、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージM4を示した断面図である。本発明の実施例を説明するにあたって、先に説明し図示されたマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同様の参照符号を与えて引用する。
図6にて示された通り、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージM4は、第4及び第5再配線チップ200、300、第1相互接続バンプ5、第2相互接続バンプ6、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー3及び封止材4を備える。
本実施例において、第1相互接続バンプ5、基板1、導電性ボール2、ボンディングワイヤー3及び封止材4は第1実施例の場合と同様のため、これに関する説明は省略する。
第4再配線チップ200は、第2実施例の第3再配線チップと類似するように、第3半導体チップ101、第5節年層103、第1接続部104、第3電極板105、第6絶縁層106、及び第2接続部107を含む。第3再配線チップと異なり、第4再配線チップは第3再配線208、第5電極板211及び第8絶縁層205をさらに含む。
以下では、第4再配線チップ200を製造する方法を説明する。
第3半導体チップ101が設けられる段階から第4金属基底層を蝕刻する段階までは第2実施例の第3再配線チップ100と同一であり、第3再配線208及び第5電極板211を形成する工程は、図4に示された第2実施例の第2再配線108及び第4電極板111を形成する工程と同様である。
その次の工程として、第8絶縁層205を形成する段階を行う。第3再配線208及び第5電極板211上に液状の絶縁物質をコーティングした後、これを1次硬化して第8絶縁層205を形成する。第3及び第4バンプパッド109、209及び第2ボンドパッド110を露出させる露出部が形成されるよう1次硬化された絶縁物質をパターニングする。第3再配線208の露出部を2次硬化させる。
第5再配線チップ300は、第5半導体チップ301、第5チップパッド302、第9絶縁層303、第4再配線304、第6電極板307及び第10絶縁層308を含む。
以下では、第5再配線チップ300を製造する方法を説明する。
まず、第5チップパッド302が設けられた第5半導体チップ301を準備する。
そして、公知されたウエハー製造方法により第9絶縁層303を形成する段階を行う。第5半導体チップ301上に液状の絶縁物質を所定厚さにコーティングした後、所定温度で1次硬化させて第9絶縁層303を形成する。第5チップパッド302が露出されるように1次硬化された絶縁物質をパターニングした後2次硬化させる。
その次に、第9絶縁層303及び露出された第5チップパッド302上にスパッタリング方法により第5金属基底層(図示せず)を形成する段階を行う。
その次に、第5金属基底層上に第4再配線304及び第6電極板307を形成する段階を行う。
第5金属基底層上にメッキレジスト(図示せず)を塗布する。レジストパターン内に銅またはニッケルのような金属をメッキし、第4再配線304及び第6電極板307は所望のパターンを提供する。
その次に、第5金属基底層を蝕刻する段階を行う。メッキレジストを除去した後、第4再配線304及び第6電極板307をマスクにして第5金属基底層を部分的に取り除く。エッチング工程完了後、第4再配線304は第5金属基底層を通して第5チップパッド302と電気的に接続される。第6電極板307は第5チップパッド302中の接地チップパッド(図示せず)と電気的に接続されるが、これは図7bにて詳細に説明される。ここで、第4再配線304及び第6電極板307は互いに離隔して形成されており、図面からは離隔空間D5で表示される。
その次に、第10絶縁層308を形成する段階を行う。第4再配線304及び第6電極板307上に液状の絶縁物質をコーティングした後、これを1次硬化して第10絶縁層308を形成する。第5バンプパッド305及び第6バンプパッド306を露出させる露出部が形成されるよう1次硬化された絶縁物質をパターニングする。その後、露出部を2次硬化させる。
第2相互接続バンプ6は、第4及び第6バンプパッド209、306に介在され、第4及び第6バンプパッド209、306と電気的に接続される。従って、第3再配線208とボンディングワイヤー3とが電気的に接続される接点から第3チップパッド102までの電気信号の伝達経路上に2つのバンプ5、6が配置される。同様に、第4再配線304上にも2つ個のバンプ5、6が配置される。
図7Aは、第4再配線チップ(図6の200)の再配線を示した平面図であり、図7Bは、第5再配線チップ(図6の300)の再配線を表した平面図である。図6は、図7A及び図7BでのVI−VI′に対する断面図である。
図7Aに示された通り、第4再配線チップ200は第3再配線208及び第5電極板211を含む。第3再配線208は、第3バンプパッド109、第2ボンドパッド110、第3接続線208c、第4バンプパッド208d及び第4バンプパッド209を含む。
第3バンプパッド109及び第2ボンドパッド110は、図5Aに示された第2実施例の第3再配線チップ100の場合と同様である。
第3接続線208cはその一端が第3信号バンプパッド109cと電気的に接続され、その他端は第4バンプパッド209と電気的に接続される。すなわち、第3接続線208cは、中心線C5から始まり第4再配線チップ200のA5方向及びA6方向の端部まで交互に延長される。
類似するように、第4接続線208dはその一端が第4バンプパッド209と電気的に接続され、その他端は第2信号ボンドパッド110cと電気的に接続される。
第4バンプパッド209は第3信号バンプパッド109cと第2信号ボンドパッド110cとの間に配置され、この二つとそれぞれ電気的に接続される。第4バンプパッド209上には第2バンプ(図6の6)が配置され、第2バンプ6と電気的に接続される。
第5電極板211は、第3電源バンプパッド109Aと電気的に接続されており、第3接地バンプパッド109B及び第1信号バンプパッド109cとは絶縁されている。従って、第3再配線208と第5電極板211とが形成される段階において、第5電極板211と第3電源バンプパッド109Aとの間に電気的な接続部が設けられるよう、メッキレジストパターンが構成されなければならない。これにより、第5電極板211は電源電極板となる。第5電極板211は第3電源バンプパッド109A及び第2電源ボンドパッド110aと一体に形成されることが望ましい。従って、第3電源バンプパッド109A上に配置された第1バンプ(図6の5)は第5電極板211と互いに電気的に接続される。
図7Bにて示されたように、第5再配線チップ300は第4再配線304及び第6電極板307を含む。
第4再配線304は、第5バンプパッド305、第6バンプパッド306、第5接続線304cを含む。
第5及び第6バンプパッド305、306はそれぞれ図7Aの第3及び第4バンプパッド109、209に対応するように、第5再配線チップ300上に配置される。
第5接続線304cは、図7Aの第3接続線208cに対応するように第5再配線チップ50上に配置される。第5接続線304cの一端は第5信号バンプパッド305cと電気的に接続され、第5接続線304cの他端は第6バンプパッド306と電気的に接続される。第6バンプパッド306上には第2バンプ(図6の6)が配置される。従って、第2バンプ6は、第6バンプパッド306と第4バンプパッド209とを電気的に接続させる。
第5接続線304c及び第6バンプパッド306を除き、第6電極板307は図3Bの第2電極板46と同様なので、その説明を省略する。
図7Aにおける再配線構造と図7Bでの再配線構造とが互いに対応するように、図7Bの角F3は、図7Aの角E3と合わせられるようにする。
このように、本実施例のパッケージM4は、第2実施例に比べて第4バンプパッド209、第6バンプパッド306及び第2相互接続バンプ6がさらに備える。従って、第3再配線(図6の208)とボンディングワイヤー3との接点N1から第3及び第5チップパッド102、302までそれぞれのインダクタンス及び抵抗が低減される。
図8Aは、図6にて第2バンプ6が除去された状態における接点N1から接点N5までに対するインダクタンスを示した回路図であり、図8Bは図6での接点N1から接点N5までに対するインダクタンスを示した回路図である。ここで、インダクタンスL1は、接点N1から接点N2までのインダクタンス値である。同様に、インダクタンスL2は接点N2から接点N3までのインダクタンス値である。インダクタンスL3は、接点N3から接点N5までのインダクタンス値である。インダクタンスL4は、接点N2から接点N4までのインダクタンス値である。インダクタンスL5は、接点N4から接点N5までのインダクタンス値である。
図8Aは、対向する2つの再配線チップ間に、第1バンプ5だけが融着され第2実施例の場合と類似した場合である。この場合に、接点N1から接点N3までのインダクタンスL10は次の通りである。
Figure 0004527437
ここで、インダクタンスL10は、第3再配線チップ(図4の100)に含まれた再配線に対するインダクタンスと見ることができる。
この場合、接点N1から接点N5までのインダクタンスL20は次の通りである。
Figure 0004527437
ここで、インダクタンスL20は、図4の第20再配線チップ401に含まれた再配線に対するインダクタンスと見ることができる。
図8Bは、対向する2つの再配線チップ間に第1及び第2バンプ5、6が融着される本実施例のような場合である。この場合に、接点N1から接点N3までのインダクタンスL30は次の通りである。
Figure 0004527437
ここで、インダクタンスL30は、図6の第4再配線チップ200に含まれた再配線に対するインダクタンスである。
この場合、接点N1から接点N5までのインダクタンスL40は次の通りである。
Figure 0004527437
ここで、インダクタンスL40は、図6の第5再配線チップ300に含まれた再配線に対するインダクタンスである。
ところが、図6を参照して、第3及び第4再配線208、304の材質と形状が互いに同一であれば、インダクタンスL5はインダクタンスL2と同じようになる。また、実際において、第1及び第2バンプ5、6に対するインダクタンスは接点N2から接点N3までのインダクタンスに比べて非常に小さいため、第1及び第2バンプ5、6に対するインダクタンスL3及びL4は無視することができる。これにより、インダクタンスL20、L30及びL40は、それぞれインダクタンスL21、L31及びL41に転換が可能で、その式は次の通りである。
Figure 0004527437
Figure 0004527437
Figure 0004527437
数1及び数6において、L10 > L3であり、数5及び数7において、L21 > L41であるので、本実施例の再配線構造によってインダクタンス値が低減されることが分かる。抵抗成分も同様に見られる。
従って、本発明によるマルチチップBGAパッケージにおいて一対の再配線チップ間におけるスタブ(stub)現象が減少し、信号入出力の高速化の可能な高速半導体装置の具現が可能となる。
こうした形態のインダクタンス減少は、電源線または接地線に適用されたときに最も効果が大きい。これに対しては下記の第4実施例にて後述される。
本実施例では、第3、第5及び第6電極板105、211、307を含むデカップリングコンデンサが設けられる場合を想定した。しかし、このようなデカップリングコンデンサが排除されても、第4バンプパッド209、第6バンプパッド306及び第2相互接続バンプ6がさらに備わった構成だけであっても、インダクタンス及び抵抗が減少され半導体の動作特性が向上され得るということは、本発明が属する分野における通常の知識を有する者にとっては自明なことであろう。
一方、図7Aにおける第3及び第4接続線208c、208dと、図7Bにおける第5接続線304cとは第1実施例にて前述したコプラナー導波管となることもできる。さらに、図6で示されたように、第3及び第4接続部208c、208dを含む第3再配線208が第3電極板105上に配置されるため、第3及び第4接続線208c、208dはコンダクター・バックド・コプラナー導波管(conductor backed;CPW)となることもできる。従って、第3及び第4接続線208c、208dから発生する熱に対する熱の放出効果が向上する。
<第4実施例>
図9Aは、本発明の第4実施例によるマルチチップBGAパッケージの第6再配線チップ60の再配線を示した平面図であり、図9Bは、本発明の第4実施例によるマルチチップBGAパッケージの第7再配線チップ70の再配線を示した平面図である。
本発明の実施例を説明するにあたって、先に説明され図示されたマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同じ参照符号を与えて引用する。
本実施例では、第3実施例と比較して再配線形態が変更された事項について説明する。こうした再配線形態の変更による些細な変更事項は詳細に説明されない。
図9Aに示されたように、第6再配線チップ60は、第6半導体チップ(図示せず)、第1センターパッド61、第6接続線62、第7接続線67、第7バンプパッド64、第1ラージパッド66及び第7電極板63を含む。第6半導体チップは、第3半導体チップ(図6の101)と同様である。
第1センターパッド61は中心線C7を沿って第6再配線チップ60上に一列に配列される。第1センターパッド61は、第1電源センターパッド61a、第1接地センターパッド61b及び第1信号センターパッド61cを含む。
第1電源センターパッド61aは、第6半導体チップ(図示せず)の第6電源チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。類似して、第1接地センターパッド61bは、第6半導体チップ(図示せず)の第6接地チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。同様に、第1信号センターパッド61cは、第6半導体チップ(図示せず)の第6信号チップパッド(図示せず)及び外部の電源端子と電気的に接続される。
第6接続線62は、第7電源接続線62a、第7接地接続線62b及び第7信号接続線62cを含む。
第6電源接続線62aはその一端が第1電源センターパッド61aと電気的に接続され、その他端は第7電源バンプパッド64aと電気的に接続される。これと類似して、第6接地接続線62bはその一端が第1接地センターパッド61bと電気的に接続され、その他端は第7接地バンプパッド64bと電気的に接続される。
第7接続線67はその一端が第7信号バンプパッド64cと電気的に接続され、その他端は第1信号ラージパッド66cと電気的に接続される。
第7バンプパッド64は、第7電源バンプパッド64a、第7接地バンプパッド64b及び第7信号バンプパッド64cを含む。第7バンプパッド64上には、第3実施例と同じ第1相互接続バンプ(図6の5)が配置され第7バンプパッド64と電気的に接続される。
第7電源バンプパッド64aは、第6電源接続線62aと電気的に接続される。第7接地バンプパッド64bは第6接地接続線62bと電気的に接続される。第7信号バンプパッド64cは、第6信号接続線62cと第7接続線62との間に配置され、第6信号接続線62c及び第7接続線62と電気的に接続される。
第7バンプパッド64は、第6再配線チップ60の中心線C7に対してそれぞれ互いに異なる高さ、すなわち、H1乃至H4を有するため、第6接続線は長さ面において互いに異なる。
第1ラージパッド66は、第1電源ラージパッド66a、第1接地ラージパッド66b及び第1信号ラージパッド66cを含む。第1ラージパッド66は、図7Aにおける第4バンプパッド209と第2信号ボンドパッド110cの機能とが結合された形態の複合パッドである。従って、第1ラージパッド66はボンディングワイヤーだけではなく、第2相互接続バンプ(図6の6)とつながり合って電気的に接続される。第1ラージパッド66の適切な機能確保のために、その形状は楕円形であることが望ましい。
第1電源ラージパッド66aは、第6再配線チップ上において両先端部に距離を置いて配置され、第7電極板63と電気的に接続される。従って、第1電源ラージパッド66aが第7電極板63と一体に形成されるようにすることが望ましい。第1接地ラージパッド66b及び第1信号ラージパッド66cも、第6再配線チップ60上において両端部に距離を置いて配置される。第1信号ラージパッド66cは第7接続線67と電気的に接続される。
第7電極板63は図7Aの第5電極板211と形状においては若干差異があるものの、その機能が同一であるため、その詳細な説明を省略する。
図9Bに図示したように、第7再配線チップ70は、第7半導体チップ(図示せず)、第2センターパッド71、第8接続線72、第9接続線77、第8バンプパッド74、第9バンプパッド76及び第8電極板73を含む。ここで、第7半導体チップは図6の第5半導体チップ301と同一である。
第2センターパッド71は、第2電源センターパッド71a、第2接地センターパッド71b及び第2信号センターパッド71cを含み、第7半導体チップの対応するチップパッドと電気的に接続される。第2電源センターパッド71a、第2接地センターパッド71b及び第2信号センターパッド71cはそれぞれ図9Aの第1センターパッド61に対応するように中心線C8に平行した方向に第7再配線チップ70上に一列に配列される。
第8接続線72は、第8電源接続線72a、第8接地接続線72b及び第8信号接続線72cを含む。第8電源接続線72a、第8接地接続線72b及び第8信号接続線72cは、それぞれ図9Aの第6接続線62に対応するよう、第7再配線チップ70上に形成される。
第9接続線77は、図9Aの第7接続線67に対応するように第7再配線チップ70上に形成される。
第8バンプパッド74は、第8電源バンプパッド74a、第8接地バンプパッド74b及び第8信号バンプパッド74cを含む。第8バンプパッド74は図9Aの第7バンプパッド64に対応するように、第7再配線チップ70上に形成される。第8バンプパッド74上には、図6の第1相互接続バンプ5が配置され第8バンプパッド74と電気的に接続される。従って、第8バンプパッド74は、第1バンプ5を媒介として第7バンプパッド64と互いに電気的に接続される。
第9バンプパッド76は、第9接地バンプパッド76b及び第9信号バンプパッド76cを含む。第9接地バンプパッド76b及び第9信号バンプパッド76cはそれぞれ図9Aの第1接地ラージパッド66b及び第1信号ラージパッド66cに対応するように、第7再配線チップ70上に形成される。第9バンプパッド76上には、図6の第2相互接続バンプ(図6の6)が配置され、この二つが互いに電気的に接続される。従って、第9バンプパッド76は第2バンプ6を媒介として第1ラージパッド(図9Aの66)と互いに電気的に接続される。
第8電極板73は、図7Bの第6電極板53と若干の形状差はあるが、その機能は同一したものと見なされるため説明を省略する。
第6及び第7再配線チップ60、70の再配線構造が対応するために、第6及び第7再配線チップ60、70をマルチチップBGAパッケージ内に実装する際、角E4と角F4とが互いに合わされるようにする。
半導体製造工程上のプロセスの安全性及び迅速性のために、第6及び第7再配線チップ60、70上のそれぞれの再配線は互いに対称となるようにすることが望ましい。
前述の図6にて説明した通り、第3実施例では、信号線にのみ適用された第2相互接続バンプ6を提供している。しかし、本実施例によって、第2バンプ6は信号線だけでなく接地線にも適用が可能である。従って、電気パスインダクタンスを極力減少させることができる。第2バンプは電源線にも適用され得る。
特に、9A及び9Bに図示されたように、本実施例では第7及び第8バンプパッド64、74がそれぞれ中心線C7及びC8に対して段差を有する構造を持つ。このような構造により、上記バンプパッドに形成された第1相互接続バンプもまたジグザグ方式により配置される。従って、第1バンプ5が中心線C8と平行した方向に沿って一列に配列されるときより、一層粗密に各再配線が配置され得る。すなわち、性能の低下のないチップとパッケージの小型化が可能となる。
<第5実施例>
図10Aは、本発明の第5実施例によるマルチチップBGAパッケージ中から第8再配線チップ80の再配線を概略的に示した平面図であり、図10Bは、本発明の第5実施例によるマルチチップBGAパッケージ中から第9再配線チップ90の再配線を概略的に示した平面図である。
本発明の実施例を説明するにあたって、先に説明され図示されたマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同じ参照符号を与えて引用する。
本実施例では、第4実施例と比較して再配線形態が変更された事項について説明する。こうした再配線形態の変更による些細な変更事項については説明を省略する。
図10Aに図示したように、第8再配線チップ80は、第4実施例における第6再配線チップ60と同一であるため説明を省略する。
図10Bに示された通り、第9再配線チップ90は、第2センターパッド71、第8接続線72、第8バンプパッド74、第9接地バンプパッド76b及び第9電極板93を含む。
第2センターパッド71、第8接続線72、第8バンプパッド74及び第9接地バンプパッド76bは第4実施例の第7再配線チップ70と同一であるため説明を省略する。また、第9電極板93は、その形状が第4実施例の第8電極板73と若干差異はあるものの、その機能は第4実施例の第8電極板73と同一であるため説明を省略する。
第8及び第9再配線チップ80、90の再配線構造が対応するように、第8及び第9再配線チップ80、90をマルチチップBGAパッケージ内に実装する際、角E5と角F5とが互いに合わされるようにする。
<第6実施例>
図11Aは、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージのうち第10再配線チップ150の再配線を概略的に示した平面図であり、図11Bは、本発明の一実施例によるマルチチップBGAパッケージのうち第11再配線チップ160の再配線を概略的に示した平面図である。
本発明の実施例を説明するにあたって、先に説明され図示されたマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同じ参照符号を与えて引用する。
本実施例では、第4実施例と比較して再配線チップの活性面上に配置された再配線形態が変更された事項について説明する。こうした再配線形態の変更による些細な変更事項についての説明は省略する。
図11Aに示されたように、第10再配線チップ150は、第1センターパッド61、第2ラージパッド156、第6接続線62、第7バンプパッド64、第10接続線157及び第10電極板153を含む。
第1センターパッド61、第6接続線62、第7バンプパッド64は第4実施例と同一であるため説明を省略する。また、第10電極板153はその形状が第4実施例の第7電極板63と若干差異はあるものの、その機能は第4実施例の第7電極板63と同一であるため説明を省略する。
第2ラージパッド156は、第2電源ラージパッド156a、第2接地ラージパッド156b及び第2信号ラージパッド156cを含む。第2ラージパッド156は、第10再配線チップ150上の4端部のそれぞれに配置される。第2ラージパッド156は、対応する第1センターパッド61の最も近い端部に配置される。例えば、図11Aで示されたように、Q1部分に該当する第2ラージパッド156は左側端部に、Q2部分に該当する第2ラージパッド156は第4実施例と共に上下側端部に、Q3部分に該当する第2ラージパッド156は右側端部にそれぞれ配置される。
第10接続線157はその一端が第7信号バンプパッド64cと電気的に接続され、その他端は第7信号ラージパッド156cと電気的に接続される。
図11Bに示されたように、第11再配線チップ160は、第2センターパッド71、第8接続線72、第11接続線167、第8バンプパッド74、第10バンプパッド166及び第11電極板163を含む。
第2センターパッド71、第8接続線72及び第8バンプパッド74は第4実施例と同一であるため説明を省略する。また、第11電極板163はその形状が第4実施例の第8電極板73と若干差異はあるものの、その機能は第4実施例の第8電極板73と同一であるため説明を省略する。
第11接続線167は、図11Aの第10接続線157に対応するように第11再配線チップ160上に配置される。
第10バンプパッド166は、第10接地バンプパッド166bと第10信号バンプパッド166cとを含む。第10接地バンプパッド166b及び第10信号バンプパッド166cはそれぞれ図11Aの第2接地ラージパッド156b及び第2信号ラージパッド156cに対応するように、第11再配線チップ160上に配置される。
第10及び第11再配線チップ150、160のそれぞれの再配線間の対応条件が満足されるように、第10及び第11再配線チップ150、160をマルチチップBGAパッケージ内に実装する時、図11aの角E6と図11bの角F6とが互いに合わされるようにする。
半導体製造工程上のプロセスの安全性及び迅速性のために、第10及び第11再配線チップ150、160をマルチチップBGAパッケージ内に実装する時、角D6と角F6とが互いに合わされるようにする。
半導体製造工程上のプロセスの安全性及び迅速性のために、第10及び第11再配線チップ150、160上のそれぞれの再配線は互いに対称となるようすることが望ましい。
このように、本実施例では、第2ラージパッド(図11aの156)と、これに対応する第10バンプパッド(図11bの166)とが採用される構成によって、第2ラージパッド156及び第10バンプパッド166が第10及び第11再配線チップ150、160上において、4端部のいずれにも近接に配置される。従って、図6に示されたように第2相互接続バンプ6が、第2ラージパッド156と第10バンプパッド166との間に融着される。
第2バンプ6が上部再配線チップ、すなわち第11再配線チップ160を支持するための受け台の役割を行うため、第10再配線チップ150に対する第11再配線チップ160の姿勢安全性が向上される。また、Q1部分及びQ3部分における信号線の長さが短くなり、その信号線のインダクタンス及び抵抗が減少するため、信号伝達特性が向上される。
<第7実施例>
図12Aは、本発明の第7実施例によるマルチチップBGAパッケージ中から第12再配線チップ170の再配線を概略的に示した平面図であり、図12Bは、本発明の第7実施例によるマルチチップBGAパッケージ中から第13再配線チップ180の再配線を概略的に示した平面図である。
本発明の実施例を説明するにあたって、上記にて説明し図示したマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同じ参照符号を与えて引用する。
本実施例では、第6実施例と比較して再配線形態における、変更された事項について説明する。こうした再配線形態の変更による些細な変更事項については説明を省略する。
図12Aに示された通り、第12再配線チップ170は、第1センターパッド61、第2ラージパッド156、第6接続線62、第10接続線157、第7バンプパッド64、第12電極板173及び第1ダミーパッド177を含む。ここで、符号「d」はダミーパッドを示す。
第1センターパッド61、第2ラージパッド156、第6接続線62、第10接続線157及び第7バンプパッド64は、第6実施例の第10再配線チップ150と同一であるためその説明を省略する。また、第12電極板173は、その形状が第6実施例の第10電極板153と若干差異はあるものの、その機能は第6実施例の第10電極板153と同一である為その説明を省略する。
第1ダミーパッド177は、第12再配線チップ170の4角のそれぞれの付近に配置される。換言すると、二つの第1ダミーパッド177は、各角の先に向かって形成される。第1ダミーパッド177は、所定の離隔空間によって第12電極板173と絶縁される。第1ダミーパッド177上には、ダミーボール(dummy ball;図示せず)がさらに配置され、第1ダミーパッド177はそのダミーボールとつながり合って融着される。
図12Bに示されたように、第13再配線チップ180は、第2センターパッド71、第8接続線72、第11接続線167、第8バンプパッド74、第10バンプパッド166、第13電極板183及び第2ダミーパッド187を含む。
第2センターパッド71、第8接続線72、第11接続線167、第8バンプパッド74及び第10バンプパッド166は第6実施例と同一あるためその説明を省略する。また、第13電極板183は、その形状が第6実施例の第11電極板163と若干差異はあるものの、その機能は第6実施例の第11電極板163と同一であるためその説明を省略する。
第2ダミーパッド187は、図12Aの第1ダミーパッド177に対応するように第13再配線チップ180上に配置される。第2ダミーパッド187が第13電極板183と絶縁されるように、第2ダミーパッド187と第13電極板183との間には所定の離隔空間が設けられる。第2ダミーパッド187上には、そのダミーボールが配置され、第2ダミーパッド187はそのダミーボールと互いにつながり合っている。こうしたダミーボールは第12再配線チップ170に対し、第13再配線チップ180を支持するための受け台の役割を行う。
第12及び第13再配線チップ170、180それぞれの再配線構造が対応するように、第12及び第13再配線チップ170、180をマルチチップBGAパッケージ内に実装する時、角E7と角F7とが互いに合わされるようにする。
半導体製造工程上のプロセスの安全性及び迅速性のために、第12及び第13再配線チップ170、180上のそれぞれの再配線は互いに対称となるようにすることが望ましい。
このように、本実施例では、第1及び第2ダミーパッド177、128が採用される構成として、第12再配線チップ170に対し、第13再配線チップ180の姿勢の安全性が一層向上する。
<第8実施例>
図13は、本発明の第8実施例によるマルチチップBGAパッケージM5を概略的に示した断面図である。
本発明の実施例を説明するにあたって、上記にて説明し図示したマルチチップBGAパッケージの構成要素と同じ構成及び機能を有する構成要素に対しては同じ参照符号を与えて引用する。
本実施例では、第3実施例と比較して再配線チップの積層形態が変更された事項について説明する。こうした積層形態の変更による些細な変更事項についてはその説明を省略する。
図13で示された通り、本実施例によるマルチチップBGAパッケージM5は、第1マルチチップ400、第2マルチチップ500、基板800、ボンディングワイヤー3、第2ボンディングワイヤー600、第2封止材700及び導電性ボール900を備える。
第1マルチチップ400は、第4及び第5再配線チップ200、300、そして第1及び第2バンプ56を含む。第4及び第5再配線チップ200、300、そして第1及び第2バンプ56も第3実施例と同一であるためその説明を省略する。
第2マルチチップ500は、第1マルチチップ400と同一であるか、対応する構造を有する。第2マルチチップ500の底面は、第1マルチチップ400の上面に接着固定される。
基板800は、その第1マルチチップ400の底面を支持固定する。基板800の底面には外部とマルチチップBGAパッケージM5とを電気的に接続する第2導電性ボール900が配置される。
ボンディングワイヤー3は、第1マルチチップ400の第4再配線チップ200と基板800とを互いに電気的に接続する。第2ボンディングワイヤー600は第2マルチチップ500と基板800とを電気的に接続する。第2封止材700は、基板800の上面に形成され、第1及び第2マルチチップ400、500、ボンディングワイヤー3、第2ボンディングワイヤー600を封止する。
このように、本実施例では、第2マルチチップ500がさらに採用されることによって、基板1が占める単位面積あたり設けられる半導体チップの数量が増加する。
従来のマルチチップBGAパッケージの一例を示した断面図である。 本発明の1実施例によるマルチチップBGAパッケージを示した断面図である。 本発明の第1実施例によるマルチチップBGAパッケージの第1再配線チップを示した平面図である。 本発明の第1実施例よるマルチチップBGAパッケージの第2再配線チップを示した平面図である。 図3AのT部分に対する拡大平面図である。 図3CのIIID−IIID′に対する断面図である。 本発明の第2実施例によるマルチチップBGAパッケージを示す断面図である。 本発明の第2実施例によるマルチチップBGAパッケージの第3再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 図4でのVB-VB′に対する断面図である。 本発明の第3実施例によるマルチチップBGAパッケージを示した断面図である。 本発明の第3実施例によるマルチチップBGAパッケージの第4再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第3実施例によるマルチチップBGAパッケージの第5再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 図6において第2バンプが除去された状態における接点N1から接点N5までに対するインダクタンスを示した回路図である。 図6における接点N1から接点N5までに対するインダクタンスを示した回路図である。 本発明の第4実施例によるマルチチップBGAパッケージの第6再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第4実施例によるマルチチップBGAパッケージの第7再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第5実施例によるマルチチップBGAパッケージの第8再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第5実施例によるマルチチップBGAパッケージの第9再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第6実施例によるマルチチップBGAパッケージの第10再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第6実施例によるマルチチップBGAパッケージの第11再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第7実施例によるマルチチップBGAパッケージの第12再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第7実施例によるマルチチップBGAパッケージの第13再配線チップに対する再配線を示した平面図である。 本発明の第8実施例によるマルチチップBGAパッケージを示した断面図である。
符号の説明
1 基板
2 導電性ボール
3 ボンディングワイヤー
4 封止材
5 第1バンプ
6 第2バンプ
102 第3チップパッド
105 第3電極板
109 第3バンプパッド
110 第2ボンディングパッド
200 第4再配線チップ
208 第3再配線
209 第4バンプパッド
300 第5再配線チップ
302 第5チップパッド
304 第4再配線
305 第5バンプパッド
306 第6バンプパッド
307 第6電極板

Claims (31)

  1. 第1電極板と結合された第1半導体チップと、第2電極板と結合された第2半導体チップと、前記第1半導体チップと結合された第1再配線と、前記第2半導体チップと結合された第2再配線と、前記第1及び第2再配線を電気的に接続する複数個の第1相互接続バンプとを含むマルチチップパッケージにおいて、
    前記第1及び第2電極板は、前記第1及び第2半導体チップ間にデカップリングコンデンサを提供するように配置され、前記第1電極板は前記第1再配線と同一平面上に形成され、前記第1半導体チップ、第1電極板及び第1再配線は第1再配線チップを構成し、前記第2半導体チップ、第2電極板及び第2再配線は第2再配線チップを構成することを特徴とするマルチチップBGAパッケージ。
  2. 前記第1半導体チップは第1チップパッドをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  3. 前記第1チップパッドは、第1電源チップパッドを含むことを特徴とする請求項2に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  4. 前記第1チップパッドは第1接地チップパッドを含むことを特徴とする請求項2に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  5. 前記第1再配線は前記第1半導体チップ上に形成され、前記第1チップパッドと電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  6. 前記第1電極板は、前記第1半導体チップ上に形成され、前記第1チップパッドと電気的に接続されることを特徴とする請求項5に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  7. 前記第2半導体チップは、前記第1チップパッドと電気的に接続される第2チップパッドをさらに含むことを特徴とする請求項に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  8. 前記第1電極板は第1電源チップパッドと接続され、前記第2電極板は第2接地チップパッドと接続されることを特徴とする請求項に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  9. 第1電極板は第1接地チップパッドと接続され、前記第2電極板は第2電源チップパッドと接続されることを特徴とする請求項に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  10. 前記第1再配線チップを支持固定する基板を更に含むことを特徴とする請求項に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  11. 前記第1再配線と前記基板とを電気的に接続する複数個のボンディングワイヤーを更に含むことを特徴とする請求項10に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  12. 前記基板下部に配置され前記基板を外部と電気的に接続させる導電性ボールをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  13. 前記第1再配線チップは、前記半導体チップ上に形成され前記第1電極板を有する第1絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  14. 前記第1絶縁層は、前記第1チップパッドと第1電極板とが互いに接触するようにする第1露出部を含むことを特徴とする請求項13に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  15. 前記第1電極板は、第1スロットを含むことを特徴とする請求項14に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  16. 前記第1再配線は前記第1スロット内に配置されることを特徴とする請求項15に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  17. 前記第1再配線は、インピーダンスを制御するコプラナー導波管を含むことを特徴とする請求項16に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  18. 前記インピーダンスは、前記第1スロットの幅と前記第1再配線の幅との比率により制御されることを特徴とする請求項17に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  19. 前記第2再配線チップは前記第2半導体チップ上に形成され、前記第2電極板を含む第2絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  20. 前記第2絶縁層は、前記第2チップパッドと第2電極板とが互いに接触するようにする第2露出部を含むことを特徴とする請求項19に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  21. 前記第2電極板は、前記第2再配線と同一平面上に形成されることを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  22. 前記第2電極板は第2スロットを含むことを特徴とする請求項21に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  23. 前記第2再配線は、前記第2スロット内に配置されることを特徴とする請求項22に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  24. 前記第2再配線はインピーダンスを制御するコプラナー導波管を含むことを特徴とする請求項23に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  25. 前記インピーダンスは、前記第2スロットの幅と前記第2再配線との幅の比率によって制御されることを特徴とする請求項24に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  26. 前記第1再配線チップは、前記第1電極板を基準に前記第2電極板の反対側に配置され、前記第1チップパッドと電気的に接続される第3電極板をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  27. 前記第2再配線チップは、前記第2電極板を基準に前記第1電極板の反対側に配置され、前記第2チップパッドと電気的に接続される第4電極板をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  28. 前記第1相互接続バンプから離隔して配置され、前記第1及び第2再配線を電気的に接続する複数個の第2相互接続バンプをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  29. 第1チップパッドを含み第1電極板と結合された第1半導体チップと、前記第1半導体チップ上に形成され、第1バンプパッド、第3バンプパッド及びボンドパッドを備え、前記第1チップパッドと電気的に接続され、前記第1電極板と同一平面上に形成される第1再配線と、を含む第1再配線チップと、
    第2チップパッドを含み第2電極板と結合された第2半導体チップと、前記第2半導体チップ上に形成され、第2バンプパッド及び第4バンプパッドを含み、前記第2チップパッドと電気的に接続される第2再配線と、を含み、前記第1再配線チップと対向して前記第1及び第2電極板が、前記第1及び第2半導体チップ間にデカップリングコンデンサを提供するように配置される第2再配線チップと、
    前記第1及び第2バンプパッド間に介され前記第1及び第2バンプパッドを電気的に接続する複数個の第1相互接続バンプと、
    前記第3及び第4バンプパッド間に介され前記第3及び第4バンプパッドを電気的に接続する複数個の第2相互接続バンプと、
    前記第1再配線チップを支持固定する基板と、
    前記ボンドパッドにそれぞれ配置され前記第1再配線と基板とを電気的に接続する複数個のボンディングワイヤーと、
    前記基板の下部に配置され前記基板と外部とを電気的に接続する複数個の導電性ボールと、
    を含むことを特徴とするマルチチップBGAパッケージ。
  30. 前記第1及び第2再配線チップ間に複数個のダミーボールをさらに含むことを特徴とする請求項29に記載のマルチチップBGAパッケージ。
  31. 第1チップパッドが露出されるように、第1半導体チップ上に第1絶縁層を形成する段階と、
    前記第1絶縁層上に第1金属基底層をスパッタリングする段階と、
    前記第1金属基底層の同一平面上に第1電極板及び第1再配線をメッキする段階と、
    前記第1金属基底層を部分的に除去する段階と、
    前記第1金属基底層を介して前記第1再配線とそれに対応する第1チップパッドとを接続する段階と、
    第1チップパッドのうち、第1接地チップパッドを第1電極板と接続して第1再配線チップを形成する段階と、
    第2チップパッドが露出されるように、第2半導体チップ上に第2絶縁層を形成する段階と、
    前記第2絶縁層上に第2金属基底層をスパッタリングする段階と、
    前記第2金属基底層の同一平面上に第2電極板及び第2再配線をメッキする段階と、
    前記第2金属基底層を部分的に除去する段階と、
    前記第2金属基底層を介して前記第2再配線とそれに対応する第2チップパッドとを接続する段階と、
    第2チップパッドのうち、第2電源チップパッドを第2電極板と接続して第2再配線チップを形成する段階と、
    第1半導体チップに結合された第1電極板と、第2半導体チップに結合された第2電極板とを、第1及び第2半導体チップ間にデカップリングコンデンサを提供するように前記第1及び第2再配線間に第1相互接続バンプを介して配置する段階と、
    を含むことを特徴とする、マルチチップBGAパッケージ製造方法。
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100415279B1 (ko) * 2001-06-26 2004-01-16 삼성전자주식회사 칩 적층 패키지 및 그 제조 방법
JP4395166B2 (ja) * 2004-06-07 2010-01-06 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 コンデンサを内蔵した半導体装置及びその製造方法
US7898092B2 (en) 2007-11-21 2011-03-01 Alpha & Omega Semiconductor, Stacked-die package for battery power management
US7884454B2 (en) 2005-01-05 2011-02-08 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd Use of discrete conductive layer in semiconductor device to re-route bonding wires for semiconductor device package
US7485969B2 (en) * 2005-09-01 2009-02-03 Micron Technology, Inc. Stacked microelectronic devices and methods for manufacturing microelectronic devices
US7829989B2 (en) * 2005-09-07 2010-11-09 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd. Vertical packaged IC device modules with interconnected 3D laminates directly contacts wafer backside
US7605476B2 (en) * 2005-09-27 2009-10-20 Stmicroelectronics S.R.L. Stacked die semiconductor package
US7509608B1 (en) 2006-01-30 2009-03-24 Xilinx, Inc. Integrated system noise management—clock jitter
US7428717B1 (en) 2006-01-30 2008-09-23 Xilinx, Inc. Integrated system noise management—system level
US7412668B1 (en) 2006-01-30 2008-08-12 Xilinx, Inc. Integrated system noise management—decoupling capacitance
US7412673B1 (en) * 2006-01-30 2008-08-12 Xilinx, Inc. Integrated system noise management—bounce voltage
JP2007305667A (ja) * 2006-05-09 2007-11-22 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
US7732930B2 (en) * 2006-09-06 2010-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device, relay chip, and method for producing relay chip
KR100881182B1 (ko) * 2006-11-21 2009-02-05 삼성전자주식회사 웨이퍼 사이에 형성된 디커플링 커패시터, 그 디커플링커패시터를 포함하는 웨이퍼 스택 패키지, 및 그 패키지제조 방법
JP4897451B2 (ja) * 2006-12-04 2012-03-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
KR100876889B1 (ko) 2007-06-26 2009-01-07 주식회사 하이닉스반도체 반도체 패키지 및 이를 이용한 멀티칩 반도체 패키지
US7884457B2 (en) * 2007-06-26 2011-02-08 Stats Chippac Ltd. Integrated circuit package system with dual side connection
JP2009038142A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Elpida Memory Inc 半導体積層パッケージ
CN101140889B (zh) * 2007-10-16 2010-05-12 天津大学 自动焊球封装植球方法与装置
KR101494591B1 (ko) 2007-10-30 2015-02-23 삼성전자주식회사 칩 적층 패키지
KR101006518B1 (ko) * 2007-10-31 2011-01-07 주식회사 하이닉스반도체 스택 패키지
KR101465948B1 (ko) * 2007-12-27 2014-12-10 삼성전자주식회사 웨이퍼 레벨 스택 패키지 및 웨이퍼 레벨 스택 패키지 제조방법
KR20090118747A (ko) * 2008-05-14 2009-11-18 삼성전자주식회사 관통 전극을 가지는 반도체 칩 패키지 및 인쇄회로기판
US7846772B2 (en) * 2008-06-23 2010-12-07 Headway Technologies, Inc. Layered chip package and method of manufacturing same
US7868442B2 (en) * 2008-06-30 2011-01-11 Headway Technologies, Inc. Layered chip package and method of manufacturing same
US20100019392A1 (en) * 2008-07-25 2010-01-28 Tan Gin Ghee Stacked die package having reduced height and method of making same
KR101065165B1 (ko) * 2008-09-11 2011-09-19 알파 앤드 오메가 세미컨덕터, 인코포레이티드 반도체 장치 패키지의 본드 와이어 재 루트를 위한 디스크리트 도전층을 사용한 반도체 장치
US8310061B2 (en) * 2008-12-17 2012-11-13 Qualcomm Incorporated Stacked die parallel plate capacitor
US9257375B2 (en) 2009-07-31 2016-02-09 Alpha and Omega Semiconductor Inc. Multi-die semiconductor package
US8164199B2 (en) 2009-07-31 2012-04-24 Alpha and Omega Semiconductor Incorporation Multi-die package
US8264067B2 (en) * 2009-10-09 2012-09-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Through silicon via (TSV) wire bond architecture
KR101046394B1 (ko) 2010-02-03 2011-07-05 주식회사 하이닉스반도체 스택 패키지
KR101123800B1 (ko) 2010-03-18 2012-03-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체 패키지
JP5696367B2 (ja) * 2010-03-30 2015-04-08 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
US20130181359A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 TW Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods and Apparatus for Thinner Package on Package Structures
KR20140049199A (ko) * 2012-10-16 2014-04-25 삼성전자주식회사 반도체 패키지
KR102053349B1 (ko) * 2013-05-16 2019-12-06 삼성전자주식회사 반도체 패키지
KR102164545B1 (ko) * 2014-09-11 2020-10-12 삼성전자 주식회사 반도체 패키지, 및 이를 포함하는 패키지 온 패키지 장치 및 모바일 장치
KR102320046B1 (ko) * 2014-09-19 2021-11-01 삼성전자주식회사 캐스케이드 칩 스택을 갖는 반도체 패키지
CN106298724B (zh) * 2015-06-25 2019-05-10 台达电子工业股份有限公司 塑封型功率模块
KR102413441B1 (ko) * 2015-11-12 2022-06-28 삼성전자주식회사 반도체 패키지
US10115709B1 (en) 2017-07-07 2018-10-30 Micron Technology, Inc. Apparatuses comprising semiconductor dies in face-to-face arrangements
KR101922885B1 (ko) * 2017-12-22 2018-11-28 삼성전기 주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
US11024590B2 (en) 2017-12-29 2021-06-01 Seagate Technology Llc And placement of de-coupling capacitors for PDN design
KR102589736B1 (ko) * 2018-03-26 2023-10-17 삼성전자주식회사 반도체 칩 및 이를 포함하는 반도체 패키지
DE102019126433A1 (de) * 2019-03-14 2020-09-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Übertragungsleitungsstrukturen für Millimeterwellensignale
US11515609B2 (en) * 2019-03-14 2022-11-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Transmission line structures for millimeter wave signals
US10991648B1 (en) * 2019-11-07 2021-04-27 Nanya Technology Corporation Redistribution layer structure and semiconductor package
KR20210099452A (ko) * 2020-02-04 2021-08-12 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 패키지
JP7286574B2 (ja) * 2020-03-16 2023-06-05 株式会社東芝 半導体装置及び半導体パッケージ
US11171121B2 (en) * 2020-03-31 2021-11-09 Micron Technology, Inc. Semiconductor devices with redistribution structures configured for switchable routing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232559A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品実装体
JPH11111768A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH11177020A (ja) * 1997-12-11 1999-07-02 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体実装構造およびその実装方法
JP2000332055A (ja) * 1999-05-17 2000-11-30 Sony Corp フリップチップ実装構造及び実装方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3577037A (en) * 1968-07-05 1971-05-04 Ibm Diffused electrical connector apparatus and method of making same
US5530288A (en) * 1994-10-12 1996-06-25 International Business Machines Corporation Passive interposer including at least one passive electronic component
US6023408A (en) * 1996-04-09 2000-02-08 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Floating plate capacitor with extremely wide band low impedance
US6441487B2 (en) * 1997-10-20 2002-08-27 Flip Chip Technologies, L.L.C. Chip scale package using large ductile solder balls
JP3547303B2 (ja) 1998-01-27 2004-07-28 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
EP1176637A4 (en) 1999-01-22 2006-09-13 Hitachi Ltd INTEGRATED SEMICONDUCTOR CIRCUIT AND MANUFACTURE THEREOF
KR100343444B1 (ko) 1999-10-07 2002-07-11 박종섭 멀티칩 비지에이 패키지 및 제조방법
JP3287346B2 (ja) * 1999-11-29 2002-06-04 カシオ計算機株式会社 半導体装置
US6376914B2 (en) * 1999-12-09 2002-04-23 Atmel Corporation Dual-die integrated circuit package
US6801422B2 (en) * 1999-12-28 2004-10-05 Intel Corporation High performance capacitor
US6560117B2 (en) * 2000-06-28 2003-05-06 Micron Technology, Inc. Packaged microelectronic die assemblies and methods of manufacture
JP4505983B2 (ja) 2000-12-01 2010-07-21 日本電気株式会社 半導体装置
JP3798620B2 (ja) 2000-12-04 2006-07-19 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US6770069B1 (en) * 2001-06-22 2004-08-03 Sciton, Inc. Laser applicator
US6730540B2 (en) * 2002-04-18 2004-05-04 Tru-Si Technologies, Inc. Clock distribution networks and conductive lines in semiconductor integrated circuits

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232559A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品実装体
JPH11111768A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH11177020A (ja) * 1997-12-11 1999-07-02 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体実装構造およびその実装方法
JP2000332055A (ja) * 1999-05-17 2000-11-30 Sony Corp フリップチップ実装構造及び実装方法

Also Published As

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