JPH0964247A - 金属の回路基板を有するチップスケールのパッケージ - Google Patents

金属の回路基板を有するチップスケールのパッケージ

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JPH0964247A
JPH0964247A JP7310873A JP31087395A JPH0964247A JP H0964247 A JPH0964247 A JP H0964247A JP 7310873 A JP7310873 A JP 7310873A JP 31087395 A JP31087395 A JP 31087395A JP H0964247 A JPH0964247 A JP H0964247A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量生産および歩留りの向上に寄与すること
ができるばかりではなく、チップの上部に位置した金属
回路基板を通じてチップの熱を容易に放出することにあ
る。 【解決手段】本発明は大きさが半導体ベアーチップの大
きさと類似であるながらも使用者にはノウングットダイ
に供給可能であり、表面の実装技術をそのままに適用す
ることができる、所謂チップスケールのパッケージ（Ｃ
ｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）として、その製
造費用が廉価であり、またその製造工程も簡単な構造を
有する新たな形態のチップスケールのパッケージを提供
するが、その中央に、またはチップ端部の部分にボンデ
ィングパッドを有する半導体チップと、半導体チップと
の電気的な連結のための回路パターンと実装パッドを有
する金属回路基板と、このような回路板を半導体チップ
と接着させるためのテープと、半導体チップのボンディ
ングパッドと回路板を電気的に連結するためのボンディ
ングワイヤと、半導体チップを外部から保護するための
封止を具備した構造となっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップスケールの
半導体パッケージに関するもので、より具体的には金属
リードフレーム、プラスチック組立工程を利用すること
ができる新たな形態のチップスケールのパッケージに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】多数個のベアーチップ（ｂａｒｅ ｃｈ
ｉｐ；ウェーハから分離されたが、まだパッケージされ
なかった半導体チップ）をモジュール化して特定の基板
に実装するマルチチップモジュール（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈ
ｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）から重要なことは実装の前に半導
体チップの特性を知らなければならないこと、即ち実装
する半導体チップがノウングッドダイ（ＫＧＤ；Ｋｎｏ
ｗｎ Ｇｏｏｄ Ｄｉｅ）でなければならないことであ
る。ところが、ＫＧＤはベアーチップ状態から特性を検
査しなければならないので、ＫＧＤの保障方法や検査方
法およびその費用面においてもまだ問題点が多い。
【０００３】このような背景から登場した新たな実装概
念がこのＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅまたはＣｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）であ
る。このようなチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）の
パッケージ形態は主にボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）のパッケージであり、パッケ
ージの大きさは殆んどチップの大きさと等しくしたもの
である。このため、ベアーチップと殆んど同じ大きさで
あるにもかかわらず、使用者にはノウングッドダイに供
給可能であり、その上に従来の表面実装技術（ＳＭＴ：
ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）をそのままに使用することができて電子機器の小形
化、薄型化、多機能化を推進することができる。また、
チップスケールのパッケージを個人用のコンピュータに
採用するとＣＤ−ＲＯＭドライブ等も内装することがで
き、ノートブックＰＣにもマルチメディア機能を搭載す
ることができるという有利な点がある。
【０００４】図５は従来の米国Ｔｅｓｓｅｒａ社から開
発したＴＣＣ（Ｔｅｓｓｅｒａ Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ
Ｃｈｉｐ，以下ＴＣＣという）パッケージの断面図であ
る。これは、例えば「Ｐ．Ａ． Ｇａｒｇｉｎｉ ａｎ
ｄ Ｇ． Ｈ． Ｐａｒｋｅｒ：″Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＴｏｗａｒｄｓＴ
ｈｅ Ｙｅａｒ ２０００″， ＳＥＭＩＣＯＮ／ＫＡ
ＮＳＡＩ−ＫＹＯＴＯ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＳＥＭ
ＩＮＡＲ ９２ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓ，Ｊｕｎｅ
１１−１２，ｐｐ １６−１２」に公知されているよう
な高密度の実装と多機能の応用のため、所謂マイクロボ
ールグリッドアレイパッケージ（μ−ＢＧＡ）の一種と
して、その基本の構造は半導体チップ１のボンディング
パッド２とアレイバンプ３を電気的に連結するパターン
となっており、銅（Ｃｕ）とポリイミドからなったフレ
キシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）回路基板５に弾性重合体
７を利用して半導体チップ１を接着したものである。チ
ップのパッドピッチは既存の基板に実装しやすいように
変換されて、素子の信号を外部または外部の信号を素子
に電気的に導通させる。弾性重合体７はシリコン樹脂か
ら構成される弾性体である。ボンディングリード８とチ
ップのボンディングパッド２をサーモソニックＴＡＢ
（Ｔｈｅｒｍｏｓｏｎｉｃ Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）と類似に内部リードボンディン
グ方法を使用して電気的に連結した後に、外部の環境か
ら保護するためにシリコン９によって封止する。
【０００５】ここで、フレキシブル回路基板５は銅とポ
リイミドから構成されており、アレイバンプ３はニッケ
ルに金をコーティングして０．１ｍｍの高さとなってい
る。ＴＣＣからは平均で電気的な連結の長さが１．０ｍ
ｍ〜１．５ｍｍであるので、インダクタンスとキャパシ
タンスおよび信号の遅延が大変極小であり、基板の実装
時に高密度の実装が可能であるという長所がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＴ
ＣＣにおいてはその価格が高価であるアレイバンプ３、
フレキシブル回路基板５等を使用しているので、その製
造費用が増加され、チップ１のボンディングパッド２と
ボンディングリード８を連結するための半導体チップの
整列とボンディングリードの連結方法がＴＡＢと類似で
あるので、ワイヤボンディングによる連結方式に比べそ
の量産性の側面から難しさが多大であるという問題点が
あった。
【０００７】したがって、本発明の目的は製造費用が廉
価で大量生産が可能なチップスケールのパッケージを提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために請求項１記載の第１の発明からはボンディング
パッドをと有する半導体チップと、この半導体チップと
の電気的な連結のための回路パターンと外部との電気的
な連結のための実装パッドを有する回路板と、この回路
板を半導体チップと接着させるテープと、半導体チップ
のボンディングパッドと回路板を電気的に連結するワイ
ヤと、半導体チップを外部から保護するための封止樹脂
を具備しており、前記回路板の実装パッドを有する一つ
の面が封止樹脂の外部に露出されているチップスケール
のパッケージを具現して既存に使用してあった金属リー
ドフレーム、プラスチック組立工程をそのままに利用す
ることができる。従って、製造費用が廉価で大量生産が
可能にできる。
【０００９】請求項２記載の第２の発明は、前記回路板
の実装パッドは前記パッケージを外部回路に実装すると
きソルダリングされることを要旨とする。
【００１０】請求項３記載の第３の発明は、前記回路板
は熱伝導性が優秀な金属から構成されたことを要旨とす
る。従って、効率的な熱放出が行なわれる。
【００１１】請求項４記載の第４の発明は、前記封止は
前記回路基板に形成されている実装パッドが半導体チッ
プの表面の一部が露出されるように形成されていること
を要旨とする。
【００１２】請求項５記載の第５の発明は、前記回路板
はその端部が高く、その中央部が低いように段差が形成
され、上方向に段差が形成された端部領域に実装パッド
が具備されていることを要旨とする。従って、パッケー
ジを外部端子と電気的に連結できる。
【００１３】請求項６記載の第６の発明は、前記回路板
の下方向に段差が形成された中央部には孔が開けられて
おり、回路パターンが具備されており、前記回路板と半
導体チップの電気的な連結は前記第１面の回路パターン
と前記半導体チップのボンディングパッドを前記孔を通
じて連結するワイヤによって行なわれることを要旨とす
る。従って、チップに電気的に連結できる。
【００１４】請求項７記載の第７の発明は、前記回路板
はその端部が低く、その中央部が高いように段差が形成
されており、上方向に段差が形成された中央部の領域に
実装パッドが形成されており、前記回路板の大きさは前
記半導体チップの大きさよりもっと小さいことを要旨と
する。
【００１５】請求項８記載の第８の発明は、前記回路板
の下方向に段差が形成された端部の領域には回路パター
ンが具備されており、前記回路板と半導体チップの電気
的な連結は前記第２面の回路パターンと前記半導体チッ
プのボンディングパッドを連結するワイヤによって行な
われることを要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【００１７】図１は本発明によるチップスケールのパッ
ケージの一つの実施形態の断面図である。半導体チップ
１０をポリイミドテープ１４を利用して金属回路基板１
２に付着させてから、金またはアルミニウムワイヤ１６
を利用して電気的に連結し外部環境から保護するために
封止樹脂１８により封止する。このとき、封止は回路基
板の表面中の実装パッドが形成されている部分が外部に
露出されるように実施する。
【００１８】ここで、半導体チップ１０と金属回路基板
１２の電気的な連結は既存のプラスチックパッケージか
ら使用してあったワイヤボンディング方法と同様に金ま
たはアルミニウムワイヤを使用する。そして、封止樹脂
１８に使用される物質は従来プラスチックパッケージか
ら使用するものと同一の熱硬化性樹脂であるエポキシモ
ールディングコンパウンド（ＥＭＣ）を使用することが
でき、またはチップオンボード（ＣＯＢ；Ｃｈｉｐ Ｏ
ｎ Ｂｏａｒｄ）も使用することもできる。
【００１９】金属回路基板１２は効率的な熱放出が行な
われるように金属薄膜となっており、例えば絶縁性の物
質を塗布した薄い銅板を使用することができる。
【００２０】本発明によるパッケージの金属回路基板１
２は図１乃至図３に図示のような形態をもつことができ
る。即ち、基板１２の端部に図中上方向に（図１）また
は下方向に（図３）段差を形成する。図中上方向に段差
が形成された領域にはパッケージを外部端子と電気的に
連結させるための実装パッド１９が形成されており、封
止時にその部分が外部に露出されるように封止を行な
う。一方、図中下方向に段差が形成された領域にはワイ
ヤを通じて金属回路基板１２をチップに連結させて回路
パターンがその表面に形成されている。
【００２１】上記金属回路基板１２を以下に示す如くよ
り詳細に説明する。
【００２２】図２を参照すると、金属回路基板１２は薄
い銅板上に絶縁物質を塗布してから、その上にチップと
の電気的な連結のための回路パターン１７と外部端子と
パッケージを電気的に連結させるための実装パッド１９
を配線した形態からなっている。本発明による回路基板
の一つの具現によると、図２に図示のように、回路基板
１２は、その端部面に図中上方向に段差が形成されてお
り、下方向に段差が形成されている中心部には孔が形成
されている。上方向に段差が形成された端部面にはパッ
ケージを外部端子と連結させるための実装パッド（図示
せず）がその表面に具備されており、下方向に段差が形
成された中心部にはホールおよび前記基板に対応するボ
ンディングパッドの有するチップ１０に電気的に連結さ
せるための回路パターンが形成されている。フレキシブ
ル回路基板１２は接着剤テープ１４によってチップ１０
に接着されている。
【００２３】上記の如く得られたパッケージをモールデ
ィングコンパウンドを利用して、実装パッド１９が形成
されている図中上方向に段差が形成された端部領域が露
出されるようにして封止を行なう。
【００２４】実装パッド１９は外部回路にＣＳＰが実装
されるときソルダリングされる部分として、本発明のＣ
ＳＰを外部回路基板に実装する方法および既存のプラス
チックパッケージと同一に進行される。即ち、外部回路
基板のチップ実装位置にソルダペースト（ｓｏｌｄｅｒ
ｐａｓｔｅ）を塗布した後、ＣＳＰを載置してからソ
ルダリフロー（ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｆｌｏｗ）すること
によってＣＳＰの実装が行なわれる。
【００２５】図３を参照すると、半導体チップ２０はポ
リイミドテープ２４によって所定の回路パターンが形成
されている金属回路基板２２に付着されている。図３に
図示のパッケージにおいて、金属回路基板はチップより
その大きさが小さい。チップ２０と回路基板２２の電気
的な連結はワイヤ２６によって行なわれており、封止樹
脂２８によって半導体チップは外部から保護される。図
１と関連させて説明したように、チップ２０と回路板２
２の電気的な連結はプラスチックパッケージ工程から使
用したものと同一のワイヤボンディング方法を使用して
行なうことができ、封止樹脂およびエポキシモールディ
ングコンパウンドを使用するとか、ＣＯＢから使用した
ことをそのままに適用することができる。
【００２６】封止は外部端子との電気的な連結のための
実装パッドが形成されている基板の表面部分が露出され
るようにして行なう。
【００２７】図４は図３に図示の本発明のチップスケー
ルのパッケージに使用される金属回路基板の平面図であ
る。金属回路基板２２は熱放出を極大化するために薄い
銅板上に絶縁物質として薄い膜を塗布してから、その上
に回路パターン３４を配線し実装パッド３６を形成させ
た状態からなっている。実装パッド３６は前記実施形態
のように外部回路に実装されるときソルダリングされる
部分である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明のように本発明によるチップ
スケールのパッケージは既存に使用中である組立工程を
そのままに利用することができ、チップと金属回路基板
を付着する工程、金線連結工程、封止工程によって完了
されて、その工程が大変簡単にして大量生産および歩留
り向上に寄与することができる。
【００２９】また、既存のチップスケールパッケージ方
式から使用するフレキシブル回路、アレイバンパ、ＴＡ
Ｂボンディング等その単価が高価である材料および工程
が必要ではないので、廉価に製造することができるとい
う長所がある。
【００３０】特に、チップの上部に位置した金属回路基
板を通じてチップから発生した熱を容易に放出すること
ができてパッケージの熱放出の能力を極大化することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるチップスケールのパッケージの一
つの実施形態の断面図である。
【図２】本発明によるチップスケールのパッケージに使
用される金属回路基板の平面図である。
【図３】本発明によるチップスケールのパッケージのま
た他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明によるチップスケールのパッケージに使
用される金属回路基板の平面図である。
【図５】従来のチップスケールのパッケージの断面図で
ある。
【符号の説明】
１０，２０ 半導体チップ １２，２２ 金属回路基板 １４，２４ ポリイミドテープ １６，２６ ボンディングワイヤ １８，２８ 封止樹脂 ３４ 回路パターン ３６ 実装パッド

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボンディングパッドを有する半導体チッ
    プと、 前記半導体チップとの電気的な連結のための回路パター
    ンと外部端子との接続のための実装パッドとを有する回
    路板と、 前記回路板を前記半導体チップと接着させるテープと、 前記半導体チップのボンディングパッドと前記回路板を
    電気的に連結するワイヤと、 前記半導体チップを外部から保護するための封止を具備
    したチップスケールのパッケージ。
  2. 【請求項２】 前記回路板の実装パッドは前記パッケー
    ジを外部回路に実装するときソルダリングされることを
    特徴とする請求項１記載のチップスケールのパッケー
    ジ。
  3. 【請求項３】 前記回路板は熱伝導性が優秀な金属から
    構成されたことを特徴とする請求項１記載のチップスス
    ケールのパッケージ。
  4. 【請求項４】 前記封止は前記回路基板に形成されてい
    る実装パッドが半導体チップの表面の一部が露出される
    ように形成されていることを特徴とする請求項１記載の
    チップスケールのパッケージ。
  5. 【請求項５】 前記回路板はその端部が高く、その中央
    部が低いように段差が形成され、上方向に段差が形成さ
    れた端部領域に実装パッドが具備されていることを特徴
    とする請求項１または請求項４記載のチップスケールの
    パッケージ。
  6. 【請求項６】 前記回路板の下方向に段差が形成された
    中央部には孔が開けられて、回路パターンが具備されて
    おり、前記回路板と半導体チップの電気的な連結は前記
    第１面の回路パターンと前記半導体チップのボンディン
    グパッドを前記孔を通じて連結するワイヤによって行な
    われることを特徴とする請求項５記載のチップスケール
    のパッケージ。
  7. 【請求項７】 前記回路板はその端部が低く、その中央
    部が高いように段差が形成されており、上方向に段差が
    形成された中央部の領域に実装パッドが形成されてお
    り、前記回路板の大きさは前記半導体チップの大きさよ
    りもっと小さいことを特徴とする請求項１または請求項
    ４記載のチップスケールのパッケージ。
  8. 【請求項８】 前記回路板の下方向に段差が形成された
    端部の領域には回路パターンが具備されており、前記回
    路板と半導体チップの電気的な連結は前記第２面の回路
    パターンと前記半導体チップのボンディングパッドを連
    結するワイヤによって行なわれることを特徴とする請求
    項７記載のチップスケールのパッケージ。
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