JPH09246465A - Loc型半導体チップの積層チップパッケージ - Google Patents

Loc型半導体チップの積層チップパッケージ

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JPH09246465A
JPH09246465A JP8347854A JP34785496A JPH09246465A JP H09246465 A JPH09246465 A JP H09246465A JP 8347854 A JP8347854 A JP 8347854A JP 34785496 A JP34785496 A JP 34785496A JP H09246465 A JPH09246465 A JP H09246465A
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JP
Japan
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chip
lead
lead frame
chip package
layered
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Application number
JP8347854A
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English (en)
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Mintetsu An
ミン 哲 安
Doshu Tei
道 秀 鄭
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージの厚さを低減し、かつ、パッケー
ジの組立工程を簡略化させることができる積層チップパ
ッケージを提供する。 【解決手段】 電極ボンディングパッド212を有する
上部チップ210と、上部チップ210の上側に延設さ
れて電極ボンディングパッド212に連結されるリード
220を有する上部リードフレームとを含む上部構造3
00と、電極ボンディングパッド112を有する下部チ
ップ110と、下部チップ110の上側に延設されて電
極ボンディングパッド112に連結される内部リード1
20と外部リード330とを有する下部リードフレーム
とを含む下部構造200と、内部リード120と上部チ
ップ210との間に介在して両者を接着する絶縁フィル
ム150とを含み、かつ、リード220が折曲されて内
部リード120の上面に直接接触し上部構造300と下
部構造200とが電気的に接続されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は積層チップパッケー
ジに関し、より詳細には、LOC(Lead On Chip)技術を
用いてチップが相互に電気的に連結されるように積層す
ることにより、従来の半導体組立装置をそのまま利用す
ることができると同時に、積層チップパッケージの厚さ
を低減させることができる、複数のLOC型半導体チッ
プを用いた積層チップパッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】いわゆるLOC技術ではリードフレーム
のダイパッドを使用しない。その代わりに、リードフレ
ームの内部リード部分をチップの活性面の上側まで延長
して、内部リードをパッケージングするチップの活性面
に接着させ、チップの電極ボンディングパッドを対応す
る内部リード部分に各々電気的に連結する。また、積層
チップパッケージ技術では、一つのパッケージ胴体内に
複数の半導体チップを3次元的に積層する。この技術は
主にDRAMパッケージのメモリ容量を増加させる方法
として使用されている。
【0003】図9は従来の積層チップパッケージを示す
断面図である。図9を参照すると、パッケージ100で
は、下部チップ10及び上部チップ20が対向して実装
されており、チップ10、20それぞれに対応する内部
リード30、40は、各々ポリイミドテープ50、60
によりチップ10、20の活性面に接着されている。ま
た、チップ10、20の電極ボンディングパッド(図示
せず)とこれらに対応する内部リード30、40とは、
各々ボンディングワイヤ70、80により電気的に連結
されている。チップ10、20と、内部リード30、4
0、及びボンディングワイヤ70、80は、パッケージ
胴体90により外部環境から保護されている。
【0004】また、下部チップ10に電気的に連結され
た内部リード30は、外部リード35と一体で形成され
ている。この外部リード35はパッケージ胴体90から
突出し、これによってパッケージが印刷回路基板のよう
な外部電子システムに実装されることができるように、
実装に適した形に折曲されている。さらに、チップ1
0、20相互の電気的な連結のため、上部チップ20に
電気的に連結された内部リード40は、YAGレーザに
より下部チップ10に電気的に連結された内部リード3
0に結合されている。
【0005】しかし、従来の積層チップパッケージで
は、ボンディングワイヤ70、80間の機械的な接触に
よる電気的な短絡を防止するために、上部チップと下部
チップとの間に充分なスペースを確保しなければならな
い。このため、積層チップパッケージの薄型化が図れな
いといった欠点を有している。また、リードフレームリ
ードが数回折曲されるので、積層チップパッケージの組
立工程が複雑になるといった問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パッ
ケージの厚さを低減することかできる、LOC型チップ
を用いた積層チップパッケージを提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、積層チップパッケージの組
立工程を簡略化させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による積層チップパッケージは、半導体チッ
プの活性面の中央部に配列された複数の電極ボンディン
グパッドを有する上部チップと、上部チップの上側に延
設され、対応する前記電極ボンディングパッドに各々電
気的に連結されるリードを有する上部リードフレームと
を含む上部構造と、半導体チップの活性面の中央部に配
列された複数の電極ボンディングパッドを有する下部チ
ップと、下部チップの上側に延設され、対応する前記電
極ボンディングパッドに各々電気的に連結される内部リ
ード、及び積層チップパッケージを外部回路素子に電気
的に連結する外部リードを有する下部リードフレームと
を含む下部構造と、下部リードフレームの内部リードと
上部チップとの間に介在して両者を接着する絶縁フィル
ムとを含み、かつ、上部リードフレームのリードが、下
部リードフレームの内部リードの上面に直接接触するよ
うに折曲されることにより、上部構造と下部構造とが電
気的に接続されてなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照として本
発明をより詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明の一実施例によるLOC型
積層チップパッケージを示す平面図であり、図2は、図
1の積層チップパッケージのブロック回路図であり、図
3は、図1の積層チップパッケージを線A−Aに沿って
切断して得られた断面図であり、図4は、図3の積層チ
ップパッケージの下部構造を示す平面図であり、図5
は、図3の積層チップパッケージの上部構造を示す平面
図である。
【0010】図1乃至図5を参照すると、本発明による
パッケージ400は、2つの16MDRAMを積層する
ことにより実現することができる。下部構造の内部リー
ド120と上部構造300の内部リード220の間の電
気的連結部分310は、接合部分のリードの表面に導電
性物質を塗布して熱圧着することにより形成することが
できる。また、はんだリフロー方法、導電性接着剤を使
用する方法やYAGレーザを利用する方法などを利用し
て形成することもできる。
【0011】下部構造200の外部リード330は、内
部リード120、220に電気的に連結されており、下
部構造の内部リード120と一体として形成される。ま
た、外部リード330を除く上部構造及び下部構造30
0、200はエポキシ成形樹脂により封止されてパッケ
ージ胴体360を形成する。
【0012】上部構造300と下部構造200との機械
的接触を防止するため、下部構造200の内部リード1
20の上面と上部構造300のチップ210の下面との
間には、ポリイミドよりなる絶縁フィルム150が介在
される。ポリイミド絶縁フィルム150は両面接着性フ
ィルムである。介在された絶縁フィルム150は、下部
構造200のボンディングワイヤ140と上部構造30
0のチップ210の下面とが機械的に接触しないように
所定の厚さを有している。
【0013】下部構造200では、内部リード120が
チップ110の活性面の上側まで延び、ポリイミドテー
プ130によりチップ110の活性面に接着される。チ
ップ110の中心部に配列された電極ボンディングパッ
ド112は、ボンディングワイヤ140により対応する
内部リード120に各々電気的に連結される。
【0014】一方、上部構造300では、内部リード2
20がチップ210の活性面の上側まで延び、ポリイミ
ドテープ230によりチップ210の活性面に接着され
る。チップ210の中心部に配列された電極ボンディン
グパッド212は、ボンディングワイヤ240により対
応する内部リード220に各々電気的に連結される。上
部構造のリードフレームリードは切断されて、リードフ
レームのガイドレールから分離されており、絶縁テープ
160により支持されている。上部構造300の内部リ
ード220の先端部は、下部構造200の内部リード1
20と各々電気的に連結されるように下向きに折曲され
ている。
【0015】積層されるチップがメモリ素子である場
合、このメモリ素子のピン配置は図1に示した通りであ
り、積層されたチップの電気的な連結は図2に示したよ
うにして達成することができる。メモリ素子の特定メモ
リセルをアドレス指定するためのアドレス信号A0〜A
11及びデータ入出力信号DQ0〜3はそれぞれ、2つ
のメモリチップ110、210の両方に共通に接続され
ている。供給電力信号VCC、VSS及び制御信号W
E、OE、CASも両方のチップに共通に接続されてい
る。制御信号RAS0、RAS1は、積層された2つの
メモリチップから一つを選択するためのものである。上
部構造300に使われるメモリチップ210において
は、RAS0がワイヤにより該当リードに連結され、R
AS1は下部構造200のメモリチップ110に連結さ
れる。例えば、下部構造を示した図4からわかるよう
に、ピン5(RAS0)に対応するリードは電極ボンデ
ィングパッド112にワイヤボンディングされていず、
ピン6(RAS1)に対応するリードだけがメモリチッ
プ110の対応する電極ボンディングパッド112に連
結されている。一方、図5の上部構造では、ボンディグ
ワイヤを用いたピン5、6と電極ボンディングパッド2
12との連結が図4の場合と反対であることがわかる。
しかし、ピン5、6が連結される電極ボンディングパッ
ド212の位置は同一である。もちろん、RASを1つ
だけ使用し制御信号CASをCAS0、CAS1とし
て、積層されたメモリチップを選択することも可能であ
る。これにより、32MDRAMを一つのパッケージ素
子として提供することが可能であるので、メモリ容量の
増加を実現することができる。
【0016】図6のAからDまで及び図7のAからCま
では、本発明による一連のパッケージ製造工程を断面図
によって示したものである。
【0017】まず、下部構造に使用されるリードフレー
ムを用意する。このリードフレームはストリップ形態で
構成されており、リードフレームリードの裏面には、半
導体チップとの接続のための絶縁性接着剤が取り付けら
れている。リードは、リードの上面に取り付けられてい
る絶縁フィルムにより支持されている(図6A)。この
LOC型リードフレームに半導体チップを取り付けた
後、ボンディングワイヤを用いてリードフレームリード
をチップに電気的に連結する(図6B)。
【0018】上部構造に使用されるリードフレームで
は、リードの裏面に絶縁性接着剤が取り付けられてい
る。その上面には絶縁テープが取り付けられている。し
かし、このリードフレームはストリップ形態ではなく、
リードフレームのガイドレールから分離された状態のも
のである。多数のリードは上面の絶縁テープにより支持
されている。また、リードの端部は下部構造のリードに
電気的に連結されるように折曲されている(図6C)。
リードの下部に半導体チップを取り付けた後、チップを
ワイヤによりリードに電気的に接続する(図6D)。
【0019】上部構造の半導体チップと下部構造のリー
ドとは、所定の厚さを有する前記縁絶フィルムを用いて
結合される。熱圧着機410を用いて上部構造のリード
と下部構造のリードとをボンディングすることにより、
積層された半導体チップ間を電気的に連結する(図7
A、図7B)。熱圧着される部分には予めSn−Pb合
金を塗布しておくことが好ましい。そして、上部構造の
リードと下部構造のリードとは、YAGレーザにより接
着するか、またははんだリフロー法により接続してもよ
い。
【0020】積層された上部構造及び下部構造に成形樹
脂を用いてパッケージ胴体を形成した後、下部構造のリ
ードをガイドレールから切断し、所望の形、例えばJ字
型に折曲すると、本発明による積層チップパッケージが
得られる(図7C)。
【0021】図8は、本発明の他の実施例による積層チ
ップパッケージを示す断面図である。積層チップパッケ
ージ500の下部構造は、図6A及び図6Bを参照しな
がら説明した手順と同様の手順で製造される。上部構造
は、図6C及び図6Dを参照しながら説明した工程によ
り得られる。また、チップを積層するほどリードフレー
ムのリードの長さはそれだけ長くなる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リードフレームリードの折曲回数を減らすことができ
る。また、パッケージの上部構造と下部構造との間に生
じ得る電気的な相互干渉を最小限に抑えることができる
とともに、積層の高さも最小限度のものに抑えてパッケ
ージの薄形化を図ることができる。さらに、本発明によ
れば、単一チップパッケージの製造に用いられる従来の
ワイヤボンディング、ダイボンディング技術はそのまま
利用することができるので、積層されたパッケージ素子
の信頼性を向上させることができるとともに、製造費用
を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるLOC型積層チップパ
ッケージを示す平面図である。
【図2】図1の積層チップパッケージのブロック回路図
である。
【図3】図1の線A−Aに沿って切断した断面図であ
る。
【図4】図3のパッケージの下部構造を示す平面図であ
る。
【図5】図3のパッケージの上部構造を示す平面図であ
る。
【図6】本発明による積層チップパッケージの上部構造
と下部構造とを各々組み立てる工程を示した断面図であ
る。
【図7】組み立てた上部構造と下部構造とを結合して本
発明による積層チップパッケージを製造する工程を示し
た断面図である。
【図8】本発明の他の実施例による積層チップパッケー
ジを示す断面図である。
【図9】従来の積層チップパッケージを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
110、210 チップ 112、212 電極ボンディングパッド 120、220 内部リード 130、230 ポリイミドテープ 140、240 ボンディングワイヤ 150 絶縁フィルム 160 絶縁テープ 200 下部構造 300 上部構造 310 電気的連結部分 330 外部リード 360 パッケージ胴体 400 パッケージ 410 熱圧着機 500 積層チップパッケージ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの活性面の中央部に配列さ
    れた複数の電極ボンディングパッドを有する上部チップ
    と、前記上部チップの上側に延設され、対応する前記電
    極ボンディングパッドに各々電気的に連結されるリード
    を有する上部リードフレームとを含む上部構造と、 半導体チップの活性面の中央部に配列された複数の電極
    ボンディングパッドを有する下部チップと、前記下部チ
    ップの上側に延設され、対応する前記電極ボンディング
    パッドに各々電気的に連結される内部リード、及び積層
    チップパッケージを外部回路素子に電気的に連結する外
    部リードを有する下部リードフレームとを含む下部構造
    と、 前記下部リードフレームの内部リードと前記上部チップ
    との間に介在して両者を接着する絶縁フィルムとを含
    み、かつ、 前記上部リードフレームのリードが、下部リードフレー
    ムの内部リードの上面に直接接触するように折曲される
    ことにより、前記上部構造と前記下部構造とが電気的に
    接続されている積層チップパッケージ。
  2. 【請求項2】 前記絶縁フィルムがポリイミドフィルム
    である、請求項1に記載の積層チップパッケージ。
  3. 【請求項3】 前記上部チップの活性面と前記下部チッ
    プの活性面が、間に介在させたポリイミドテープによっ
    て、前記上部リードフレームのリードと前記下部リード
    フレームの内部リードとにそれぞれ接着される、請求項
    1に記載の積層チップパッケージ。
  4. 【請求項4】 前記上部リードフレームの前記リードが
    上部リードフレームのガイドレール部分から切り離され
    ている、請求項1に記載の積層チップパッケージ。
  5. 【請求項5】 前記上部構造と前記下部構造との電気的
    接続が熱圧着法によって行われている、請求項1に記載
    の積層チップパッケージ。
  6. 【請求項6】 前記熱圧着されるリード表面には予めS
    n−Pb合金が塗布されている、請求項5に記載の積層
    チップパッケージ。
  7. 【請求項7】 前記電極ボンディングパッドがボンディ
    ングワイヤによって前記上部リードフレームのリード又
    は前記下部リードフレームの内部リードに電気的に連結
    されている、請求項1に記載の積層チップパッケージ。
  8. 【請求項8】 前記絶縁フィルムが、前記下部チップの
    電極ボンディングパッドと前記下部リードフレームの内
    部リードとを連結している前記ボンディングワイヤと、
    前記上部チップの下面とが機械的に接触しないように形
    成されている、請求項7に記載の積層チップパッケー
    ジ。
  9. 【請求項9】 前記絶縁フィルムが両面接着性ポリイミ
    ドフィルムである、請求項8に記載の積層チップパッケ
    ージ。
  10. 【請求項10】 前記上部構造と前記下部構造とが一つ
    のパッケージ胴体によって封止されている、請求項1に
    記載の積層チップパッケージ。
  11. 【請求項11】 前記下部構造の外部リードが前記パッ
    ケージ胴体から突出してJ字状に折曲されている、請求
    項10に記載の積層チップパッケージ。
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