KR100365053B1 - Semiconductor package and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
이 발명은 반도체패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 별도의 부자재, 예를 들면 고가의 섭스트레이트 등을 이용하지 않음으로써, 가격을 절감하고, 방열 성능을 향상시키는 동시에 각종 수분에 의한 영향을 최소화하며, 웨이퍼 레벨에서 다수의 반도체패키지를 모두 완성할 수 있도록, 상면 내주연(內週緣)에 다수의 입출력패드가 형성된 반도체칩과; 상기 입출력패드의 내측인 상기 반도체칩의 상면에 본드핑거 및 볼랜드를 가지며 형성된 다수의 회로패턴과; 상기 입출력패드, 본드핑거 및 볼랜드를 제외한 상기 반도체칩 및 회로패턴 상면에 코팅된 커버코트와; 상기 반도체칩의 입출력패드와 상기 회로패턴중 본드핑거를 상호 전기적으로 접속하는 다수의 전기적 접속수단과; 상기 반도체칩의 입출력패드 및 전기적 접속수단에 봉지재가 봉지되어 형성된 봉지부와; 상기 회로패턴중 커버코트 외측으로 노출된 볼랜드에 융착된 다수의 도전성볼을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a semiconductor package and a method of manufacturing the same, and does not use a separate subsidiary material, for example, an expensive substrate, thereby reducing costs, improving heat dissipation performance and minimizing the effects of various moisture. A semiconductor chip having a plurality of input / output pads formed on an inner circumferential surface of the upper surface to complete all of the plurality of semiconductor packages at a wafer level; A plurality of circuit patterns having a bond finger and a ball land on an upper surface of the semiconductor chip which is inside the input / output pad; A cover coat coated on an upper surface of the semiconductor chip and the circuit pattern except for the input / output pad, bond finger, and borland; A plurality of electrical connection means for electrically connecting the input / output pads of the semiconductor chip and the bond fingers of the circuit patterns; An encapsulation portion encapsulated in an input / output pad and an electrical connection means of the semiconductor chip; It characterized in that it comprises a plurality of conductive balls fused to the ball land exposed to the outside of the cover pattern of the circuit pattern.
Description
본 발명은 반도체패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 웨이퍼스케일 칩싸이즈(Wafer Scale Chip Size) 반도체패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a wafer scale chip size semiconductor package and a method for manufacturing the same.
통상 칩싸이즈 반도체패키지는 박층 구조의 섭스트레이트와 볼 배열(Ball Array) 방식을 이용하여 패키지의 크기를 반도체칩의 크기에 가깝게 만든 것을 말한다. 이러한 칩싸이즈 반도체패키지는 빠른 속도로 동작하면서도 실장에 필요한 면적에 대해서는 최소의 면적만을 필요로 하고, 또한 공간과 속도의 조건을 만족시켜야 하는 통신기기, 셀룰러 폰, 노트북, 무선 시스템 등의 요구를 충족시킬 수 있도록 함으로써, 최근 급속하게 이용되고 있는 추세이다.In general, a chip size semiconductor package refers to a package having a size close to that of a semiconductor chip by using a thin layer structure and a ball array method. These chip-sized semiconductor packages operate at a high speed but require only a minimum area for mounting and meet the requirements of communication devices, cellular phones, laptops, wireless systems, etc., which must satisfy space and speed requirements. It is a trend that is being used rapidly in recent years.
이러한 칩싸이즈 반도체패키지(100')(이하, 단순히 반도체패키지(100')로 칭함)가 도1에 도시되어 있으며, 이를 참조하여 종래의 구조를 간단히 설명하기로 한다.Such a chip size semiconductor package 100 '(hereinafter, simply referred to as a semiconductor package 100') is shown in FIG. 1, and a conventional structure will be briefly described with reference to this.
먼저, 상면의 둘레 주변에는 다수의 입출력패드(1a')가 형성된 반도체칩(1')이 구비되어 있다. 이러한 반도체칩(1')을 엣지패드(Edge Pad)형 반도체칩이라고도 한다.First, a semiconductor chip 1 'having a plurality of input / output pads 1a' formed around the periphery of the upper surface. Such a semiconductor chip 1 'is also called an edge pad type semiconductor chip.
상기 반도체칩(1')의 상면 즉, 입출력패드(1a')의 내측으로는 일정두께의접착수단(2')이 접착되어 있고, 상기 접착수단(2') 상면에는 통상의 섭스트레이트(10')가 접착되어 있다. 즉, 표면에 미세하고 복잡한 도전성 회로패턴(12')이 형성되어 있고, 상기 회로패턴(12')은 커버코트(11')에 의해 코팅되어 있다. 여기서, 상기 회로패턴(12')은 하기할 도전성와이어(30')에 의해 연결되는 본드핑거(13')와, 하기할 도전성볼(40')이 융착되는 볼랜드(12a')로 구분할 수 있다. 즉, 상기 반도체칩(1')의 입출력패드(1a')를 향하는 둘레에는 다수의 본드핑거(13')가 형성되어 있고, 이 본드핑거(13')는 각각의 볼랜드(12a')에 모두 연결되어 있다. 또한, 상기 볼랜드(12a')는 상기 커버코트(11')에 의해 오픈되어 있다.An adhesive means 2 'having a predetermined thickness is adhered to an upper surface of the semiconductor chip 1', that is, an input / output pad 1a ', and a normal substrate 10 is attached to the upper surface of the adhesive means 2'. ') Is glued. That is, a fine and complicated conductive circuit pattern 12 'is formed on the surface, and the circuit pattern 12' is coated by a cover coat 11 '. Here, the circuit pattern 12 ′ may be divided into a bond finger 13 ′ connected by a conductive wire 30 ′ to be described below, and a ball land 12 a ′ where the conductive ball 40 ′ to be welded is fused. . That is, a plurality of bond fingers 13 'are formed at the periphery of the semiconductor chip 1' toward the input / output pad 1a ', and the bond fingers 13' are formed on each of the ball lands 12a '. It is connected. In addition, the ball land 12a 'is opened by the cover coat 11'.
한편, 상술한 바와 같이 상기 반도체칩(1')의 입출력패드(1a')와 인쇄회로기판(10')의 본드핑거(13')는 골드와이어 또는 알루미늄와이어와 같은 도전성와이어(30')로 상호 접속되어 있으며, 상기 반도체칩(1')의 측면 및 상면의 일정 영역, 상기 도전성와이어(30'), 상기 섭스트레이트(10')의 본드핑거(13') 등은 봉지재로 봉지되어 일정 형상의 봉지부(50')를 이루고 있다.Meanwhile, as described above, the I / O pad 1a 'of the semiconductor chip 1' and the bond finger 13 'of the printed circuit board 10' are made of conductive wire 30 'such as gold wire or aluminum wire. Interconnected portions of the semiconductor chip 1 ', the predetermined region of the side and the upper surface, the conductive wire 30', the bond finger 13 'of the substrates 10', and the like are encapsulated with an encapsulant and fixed. A sealing portion 50 'is formed.
또한, 상기 섭스트레이트(10')의 볼랜드(12a')에는 모두 솔더볼과 같은 도전성볼(40')이 각각 융착되어 차후 마더보드에 실장 가능한 상태로 되어 있다. 물론, 상기 마더보드에의 실장시에는 상기 도1에 도시된 반도체패키지가 뒤집힌 채로 실장된다.In addition, all of the conductive balls 40 'such as solder balls are fused to the ball lands 12a' of the substrates 10 ', so that they can be mounted on the motherboard later. Of course, when the motherboard is mounted on the motherboard, the semiconductor package shown in FIG. 1 is mounted upside down.
따라서, 상기와 같은 반도체패키지(100')는 반도체칩(1')의 신호가 입출력패드(1a'), 도전성와이어(30'), 회로패턴(12')의 본드핑거(13') 및 볼랜드(12a'), 도전성볼(40')을 통하여 마더보드로 전달되며, 마더보드의 전기적 신호는 그 역으로 전달된다.Accordingly, in the semiconductor package 100 ', the signal of the semiconductor chip 1' is connected to the input / output pad 1a ', the conductive wire 30', the bond finger 13 'and the borland of the circuit pattern 12'. 12a ', it is transmitted to the motherboard through the conductive ball 40', the electrical signal of the motherboard is transmitted to the reverse.
그러나 이러한 종래의 반도체패키지는 별도의 부자재인 고가의 섭스트레이트를 반듯이 이용하여야 함으로써, 반도체패키지의 전체적인 가격이 고가로 되는 단점이 있다. 참고로 상기 섭스트레이트 및 이를 반도체칩의 표면에 부착하기 위한 접착수단의 가격은 전체 반도체패키지 가격의 대략 50% 이상을 차지한다.However, such a conventional semiconductor package must use an expensive substratum, which is a separate subsidiary material, so that the overall price of the semiconductor package becomes expensive. For reference, the cost of the substrate and the adhesive means for attaching the substrate to the surface of the semiconductor chip is approximately 50% or more of the total semiconductor package price.
또한, 반도체패키지의 일면에 접착수단을 이용하여 섭스트레이트를 부착시킴으로써 상기 섭스트레이트가 부착된 쪽의 방열 성능이 저하될 뿐만 아니라, 상기 섭스트레이트 및 이를 부착하는 접착수단의 흡습성이 높아 고온의 환경에서 계면박리 현상이 쉽게 발생하는 단점이 있다.In addition, by attaching the substrate to one surface of the semiconductor package by using the adhesive means, the heat dissipation performance of the side to which the substrate is attached is not only lowered, but also the hygroscopicity of the substrate and the adhesive means for attaching the substrate is high in a high temperature environment. There is a disadvantage that the interfacial peeling phenomenon occurs easily.
더불어, 상기 접착수단 및 섭스트레이트의 구성 요소중 수지층은 소정의 탄성을 가지게 되는데, 이 탄성으로 인하여 도전성와이어의 일단이 상기 섭스트레이트의 본드핑거에 양호하게 본딩되지 않는 경우도 빈번하게 발생한다.In addition, the resin layer among the components of the bonding means and the substrate has a predetermined elasticity, and this elasticity often occurs when one end of the conductive wire is not well bonded to the bond finger of the substrate.
또한, 종래의 반도체패키지는 통상 스트립 또는 매트릭스 타입의 섭스트레이트에 낱개의 반도체칩이 부착된 후 모든 제조 공정이 진행됨으로써, 웨이퍼 스케일의 제조 공정에 비해 그 작업성이 나쁘고 또한 생산성도 현저히 저하되는 문제가 있다.In addition, the conventional semiconductor package is a problem that the workability is worse and the productivity is significantly reduced compared to the wafer-scale manufacturing process, since all the manufacturing process is carried out after each semiconductor chip is attached to a substrate or strip type matrix. There is.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 부자재, 예를 들면 고가의 섭스트레이트 등을 이용하지 않음으로써, 가격을 절감하고, 방열 성능을 향상시키는 동시에 각종 수분에 의한 영향을 최소화하며, 와이어 본딩 불량을 최소화할 수 있는 반도체패키지를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to reduce the cost and improve heat dissipation performance by not using a separate subsidiary material, for example, an expensive substrate At the same time to minimize the effects of various moisture, and to provide a semiconductor package that can minimize the wire bonding failure.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 레벨에서 다수의 반도체패키지를 모두 완성함으로써, 생산성을 극대화할 수 있는 반도체패키지의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor package that can maximize productivity by completing a plurality of semiconductor packages at the wafer level.
도1은 종래의 반도체패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor package.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 반도체패키지를 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views showing a semiconductor package according to the present invention.
도3a 내지 도3j는 도2a에 도시된 반도체패키지의 제조 방법을 도시한 순차 설명도이다.3A to 3J are sequential explanatory diagrams showing a method of manufacturing the semiconductor package shown in FIG. 2A.
도4는 도3f의 일부 평면도이다.4 is a partial plan view of FIG. 3F.
도5a 내지 도5h는 도2b에 도시된 반도체패키지의 제조 방법을 도시한 순차 설명도이다.5A to 5H are sequential explanatory diagrams showing the manufacturing method of the semiconductor package shown in FIG. 2B.
- 도면중 주요 부호에 대한 설명 --Description of the main symbols in the drawings-
11,12; 본 발명에 의한 반도체패키지11,12; Semiconductor package according to the present invention
1; 반도체칩 1a; 입출력패드One; Semiconductor chip 1a; I / O pad
2; 접착수단 3; 회로패턴2; Bonding means 3; Circuit pattern
3a; 본드핑거(Bond Finger) 3b; 볼랜드(Ball Land)3a; Bond Finger 3b; Ball Land
4; 커버코트(cover Coat) 5; 도전성볼4; Cover coat 5; Conductive ball
6; 접속수단 7; 봉지부6; Connection means 7; Encapsulation
w; 웨이퍼(Wafer) cf; 구리박막w; Wafer cf; Copper thin film
f; 필름f; film
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지는 상면 내주연(內週緣)에 다수의 입출력패드가 형성된 반도체칩과; 상기 입출력패드의 내측인 상기 반도체칩의 상면에 본드핑거 및 볼랜드를 가지며 형성된 다수의 회로패턴과; 상기 입출력패드, 본드핑거 및 볼랜드를 제외한 상기 반도체칩 및 회로패턴 상면에 코팅된 커버코트와; 상기 반도체칩의 입출력패드와 상기 회로패턴중 본드핑거를 상호 전기적으로 접속하는 다수의 전기적 접속수단과; 상기 반도체칩의 입출력패드 및 전기적 접속수단에 봉지재가 봉지되어 형성된 봉지부와; 상기 회로패턴중 커버코트 외측으로 노출된 볼랜드에 융착된 다수의 도전성볼을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the semiconductor package according to the present invention includes a semiconductor chip having a plurality of input / output pads formed on an inner circumferential edge of an upper surface thereof; A plurality of circuit patterns having a bond finger and a ball land on an upper surface of the semiconductor chip which is inside the input / output pad; A cover coat coated on an upper surface of the semiconductor chip and the circuit pattern except for the input / output pad, bond finger, and borland; A plurality of electrical connection means for electrically connecting the input / output pads of the semiconductor chip and the bond fingers of the circuit patterns; An encapsulation portion encapsulated in an input / output pad and an electrical connection means of the semiconductor chip; It characterized in that it comprises a plurality of conductive balls fused to the ball land exposed to the outside of the cover pattern of the circuit pattern.
여기서, 상기 봉지부와 반도체칩의 측면은 동일면일 수 있다.The side surfaces of the encapsulation portion and the semiconductor chip may be the same surface.
또한, 상기 전기적 접속수단은 회로패턴중 본드핑거가 입출력패드의 상면에 직접 본딩되어 형성된 것일 수도 있다.In addition, the electrical connection means may be formed by bonding the bond finger directly on the upper surface of the input and output pad of the circuit pattern.
또한, 상기 회로패턴과 반도체칩 사이에는 접착수단이 더 개재(介在)될 수도 있다.In addition, an adhesive means may be further interposed between the circuit pattern and the semiconductor chip.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지의 제조 방법은 상면에 다수의 입출력패드가 형성된 반도체칩이 다수 형성된 웨이퍼를 준비하고, 상기 웨이퍼의 상면에 구리박막을 형성하는 단계와; 상기 구리박막의 상면에 회로패턴이 나타난 필름을 형성하는 단계와; 상기 웨이퍼에 에칭용액을 제공하여 상기 구리박막이 본드핑거 및 볼랜드로 이루어진 회로패턴이 되도록 하는 단계와; 상기 본드핑거 및 볼랜드를 제외한 회로패턴 및 각 반도체칩의 입출력패드를 제외한 상면에 커버코트를 형성하는 단계와; 상기 각 반도체칩의 입출력패드와 회로패턴중 본드핑거를 전기적 접속수단으로 연결하는 단계와; 상기 각 반도체칩의 입출력패드와 전기적 접속수단에 봉지재를 충진하여 봉지부를 형성하는 단계와; 상기 회로패턴중 볼랜드에 도전성볼을 융착하는 단계와; 상기 웨이퍼에서 낱개의 반도체칩으로 싱귤레이션하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the method for manufacturing a semiconductor package according to the present invention in order to achieve the above object comprises the steps of preparing a wafer having a plurality of semiconductor chips having a plurality of input and output pads formed on the upper surface, and forming a copper thin film on the upper surface of the wafer; Forming a film having a circuit pattern on an upper surface of the copper thin film; Providing an etching solution to the wafer such that the copper thin film becomes a circuit pattern made of a bond finger and a ball land; Forming a cover coat on an upper surface of the circuit pattern excluding the bond finger and the borland and an input / output pad of each semiconductor chip; Connecting the bond fingers of the input / output pads and the circuit patterns of the semiconductor chips with electrical connection means; Forming an encapsulation part by filling an encapsulant in the input / output pad and the electrical connection means of each semiconductor chip; Fusing a conductive ball to a ball land of the circuit pattern; And singulating a single semiconductor chip from the wafer.
여기서, 상기 구리박막은 접착수단에 의해 웨이퍼의 상면에 부착될 수 있다.Here, the copper thin film may be attached to the upper surface of the wafer by the adhesive means.
또한, 상기 구리박막은 진공증착(Vacuum Evaporation), 스퍼터링(Sputtering) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나에 의해 형성될 수도 있다.In addition, the copper thin film may be formed by any one of vacuum evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition (CVD).
또한, 상기 필름은 감광성 드라이 필름을 열과 압력으로 상기 구리박막 표면에 밀착 도포한 후 회로패턴이 나타난 마스터 필름을 이용하여 빛을 조사한 후 현상하여 형성될 수 있다.In addition, the film may be formed by applying a photosensitive dry film in close contact with the surface of the copper thin film with heat and pressure and then irradiating light using a master film having a circuit pattern.
또한, 상기 필름은 회로패턴이 나타난 실크스크린에 의해 잉크를 구리박막의 표면에 회로패턴 부분만 인쇄하여 형성될 수도 있다.In addition, the film may be formed by printing only the circuit pattern portion on the surface of the copper thin film by the silk screen in which the circuit pattern appeared.
더불어, 상기 전기적 접속수단은 상기 본드핑거를 상기 반도체칩의 입출력패드 상면에 직접 리드본딩하여 형성될 수도 있다.In addition, the electrical connection means may be formed by directly bonding the bond finger on the upper surface of the input / output pad of the semiconductor chip.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 반도체패키지 및 그 제조 방법에 의하면 종래와 같은 고가의 섭스트레이트를 채택하지 않음으로써, 전체적인 반도체패키지의 가격을 저가로 할 수 있는 장점이 있다.As described above, the semiconductor package and the method of manufacturing the same according to the present invention have the advantage that the price of the overall semiconductor package can be reduced by not adopting the expensive substrate as in the prior art.
또한, 반도체칩의 열이 금속성의 회로패턴에 직접 전달되어 외부로 방출됨으로써, 종래에 비하여 방열성능이 월등히 향상되고, 또한 수분을 흡수하는 자재(예를 들면 섭스트레이트)가 없음으로써, 수분에 의한 악영향이 제거되는 장점이 있다.In addition, since the heat of the semiconductor chip is directly transmitted to the metallic circuit pattern and released to the outside, the heat dissipation performance is significantly improved compared to the conventional one, and since there is no material (for example, a substrate) that absorbs moisture, There is an advantage that the adverse effect is eliminated.
더불어, 회로패턴중 본드핑거가 경도(硬度)가 큰 반도체칩 상면에 직접 위치됨으로써 도전성와이어를 이용한 와이어 본딩 중 상,하로 진동이 발생하지 않게 됨으로써, 와이어 본딩 불량률이 현저히 저하되는 장점이 있다.In addition, since the bond finger of the circuit pattern is directly positioned on the upper surface of the semiconductor chip having a high hardness, vibration does not occur up and down during wire bonding using conductive wires, and thus the wire bonding defect rate is remarkably lowered.
또한, 본 발명은 다수의 반도체칩이 형성된 웨이퍼 상태에서 모든 패키징 공정이 완료됨으로써, 작업성이 우수하고 또한 생산성도 높은 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of excellent workability and high productivity since all the packaging processes are completed in the state where a plurality of semiconductor chips are formed.
이하 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art can easily implement the present invention.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 반도체패키지(11,12)를 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views showing semiconductor packages 11 and 12 according to the present invention.
먼저 도2a의 반도체패키지(11)를 참조한다.First, the semiconductor package 11 of FIG. 2A is referred to.
도시된 바와 같이 상면 내주연(內週緣)에 다수의 입출력패드(1a)가 형성된반도체칩(1)이 구비되어 있다.As illustrated, a semiconductor chip 1 having a plurality of input / output pads 1a formed on an inner circumferential surface of the upper surface is provided.
상기 반도체칩(1)의 상면으로서 상기 입출력패드(1a)의 내측면에는 본드핑거(3a) 및 볼랜드(3b)를 갖는 다수의 회로패턴(3)이 형성되어 있다. 상기와 같은 회로패턴(3)은 주지된 바와 같이 반도체칩(1)의 상면에 직접 진공증착(Vacuum Evaporation), 스퍼터링(Sputtering) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)와 같은 방법에 의해 형성될 수 있다.A plurality of circuit patterns 3 having a bond finger 3a and a ball land 3b are formed on an inner surface of the input / output pad 1a as an upper surface of the semiconductor chip 1. As is well known, the circuit pattern 3 may be formed on the upper surface of the semiconductor chip 1 by a method such as vacuum evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition (CVD).
여기서, 상기 본드핑거(3a)는 모두 상기 입출력패드(1a)와 인접하는 위치에 형성되어 있고, 그것에 연결되어서는 볼랜드(3b)가 반도체칩(1)의 상면에 어레이(Array)되어 있다.Here, the bond fingers 3a are all formed at positions adjacent to the input / output pads 1a, and the ball lands 3b are arrayed on the upper surface of the semiconductor chip 1 when connected thereto.
상기 반도체칩(1)의 입출력패드(1a), 회로패턴(3)중 본드핑거(3a) 및 볼랜드(3b)를 제외한 상기 반도체칩(1) 및 회로패턴(3)의 상면에는 절연성 수지인 커버코트(4)가 코팅되어 있다. 상기 커버코트(4)는 주지된바와 같이 상기 회로패턴(3)을 외부환경으로부터 보호하는 역할을 한다.A cover made of an insulating resin on the upper surface of the semiconductor chip 1 and the circuit pattern 3 except for the bond finger 3a and the borland 3b of the input / output pad 1a and the circuit pattern 3 of the semiconductor chip 1. The coat 4 is coated. The cover coat 4 serves to protect the circuit pattern 3 from the external environment as is well known.
이어서, 상기 반도체칩(1)의 입출력패드(1a)와 상기 회로패턴(3)중 본드핑거(3a)는 도전성와이어(예를 들면, 골드와이어(Au Wire) 또는 알루미늄와이어(Al Wire))와 같은 전기적 접속수단(6)에 의해 상호 접속되어 있다.Subsequently, the bond fingers 3a of the input / output pads 1a and the circuit patterns 3 of the semiconductor chip 1 may be formed of conductive wires (for example, gold wires or aluminum wires). They are interconnected by the same electrical connecting means 6.
또한, 상기 반도체칩(1)의 입출력패드(1a) 및 전기적 접속수단(6)은 에폭시몰딩컴파운드(Epoxy Molding Compound) 또는 글럽탑(Glop Top)과 같은 봉지재로 봉지되어 일정 형태의 봉지부(7) 내측에 위치되어 있다.In addition, the input / output pad 1a and the electrical connection means 6 of the semiconductor chip 1 are encapsulated with an encapsulant such as an epoxy molding compound or a glove top, so that a certain encapsulation portion ( 7) It is located inside.
여기서, 상기 봉지부(7)의 측면과 상기 반도체칩(1)의 측면은 동일 평면을이룬다. 물론, 상기 반도체칩(1)의 측면 및 하면은 모두 공기중에 직접 노출되어 있다.Here, the side surface of the encapsulation portion 7 and the side surface of the semiconductor chip 1 are coplanar. Of course, both the side and bottom surfaces of the semiconductor chip 1 are directly exposed to air.
마지막으로, 상기 회로패턴(3)중 커버코트(4) 외측으로 노출된 볼랜드(3b)에는 솔더볼(Solder Ball)과 같은 도전성볼(5)이 융착됨으로써, 차후 마더보드(Mother Board)에 실장 가능한 형태로 되어 있다.Lastly, conductive balls 5 such as solder balls are fused to the ball lands 3b exposed to the outside of the cover coat 4 of the circuit pattern 3, so that they can later be mounted on a motherboard. In form.
다음으로 도2b의 반도체패키지(12)를 참조한다. 여기서 상기 도2b의 반도체패키지(12)는 도2a의 반도체패키지(11)와 유사한 구조이므로 그 차이점만을 설명하기로 한다.Next, reference is made to the semiconductor package 12 of FIG. 2B. Here, since the semiconductor package 12 of FIG. 2B has a structure similar to that of the semiconductor package 11 of FIG. 2A, only the differences will be described.
도시된 바와 같이 상기 반도체칩(1)과 회로패턴(3) 사이에는 접착수단(2)이 더 개재될 수 있다. 즉, 도2a의 반도체패키지(11)에서는 회로패턴(3)이 반도체칩(1) 상면에서 진공증착, 스퍼터링, CVD와 같은 방법에 의해 직접 형성된 것이지만, 도2b의 반도체패키지(12)에서는 접착수단(2) 상면에서 진공증착, 스퍼터링, CVD와 같은 방법에 의해 회로패턴(3)이 형성된 것이다.As shown, an adhesive means 2 may be further interposed between the semiconductor chip 1 and the circuit pattern 3. That is, in the semiconductor package 11 of FIG. 2A, the circuit pattern 3 is directly formed by a method such as vacuum deposition, sputtering, or CVD on the upper surface of the semiconductor chip 1, but in the semiconductor package 12 of FIG. (2) The circuit pattern 3 is formed on the upper surface by a method such as vacuum deposition, sputtering, or CVD.
더불어, 상기 전기적 접속수단(6)은 상기 반도체칩(1)의 입출력패드(1a) 상면까지 상기 본드핑거(3a)가 연장되고, 이 연장된 본드핑거(3a)가 상기 입출력패드(1a)에 직접 리드본딩되어 형성될 수도 있다. 즉, 도2a의 반도체패키지(11)는 전기적 접속수단(6)으로서 도전성와이어가 이용되었으나, 도2b의 반도체패키지(12)는 전기적 접속수단(6)으로서 회로패턴(3)중 본드핑거(3a)가 직접 이용된 것이다.In addition, the bonder 3a extends to the upper surface of the input / output pad 1a of the semiconductor chip 1, and the extended bond finger 3a extends to the input / output pad 1a. It may be formed by direct lead bonding. That is, although the conductive package is used as the electrical connecting means 6 in the semiconductor package 11 of FIG. 2A, the bond finger 3a of the circuit pattern 3 is used as the electrical connecting means 6. ) Is used directly.
도3a 내지 도3j는 도2a에 도시된 반도체패키지(11)의 제조 방법을 도시한 설명도이고, 도4는 도3f의 일부 평면도이며, 도5a 내지 도5h는 도2b에 도시된 반도체패키지(12)의 제조 방법을 도시한 설명도이다.3A to 3J are explanatory views showing a method of manufacturing the semiconductor package 11 shown in FIG. 2A, FIG. 4 is a partial plan view of FIG. 3F, and FIGS. 5A to 5H are the semiconductor packages shown in FIG. It is explanatory drawing which showed the manufacturing method of 12).
이를 참조하여 본 발명을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to this, the present invention will be described sequentially as follows.
1. 구리박막 형성 단계로서, 상면에 다수의 입출력패드(1a)가 형성된 반도체칩(1)이 다수 형성된 원형의 웨이퍼(w)를 준비하고, 상기 웨이퍼(w)의 상면에 일정 두께의 구리박막(cf)을 형성한다.(도3a,3b,3c 참조)1. As a copper thin film forming step, a circular wafer w having a plurality of semiconductor chips 1 having a plurality of input / output pads 1a formed thereon is prepared, and a copper thin film having a predetermined thickness on the upper surface of the wafer w. (cf) (see Figures 3a, 3b, 3c).
이때, 상기 구리박막(cf)은 진공증착(Vacuum Evaporation), 스퍼터링(Sputtering) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 중 어느 한 방법에 의해 형성될 수 있다.In this case, the copper thin film cf may be formed by any one of vacuum evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition (CVD).
즉, 진공 상태에서 열을 이용하여 소스(Source, 예를 들면 구리(Cu))의 물질을 웨이퍼(w)의 상면에 증착(보통 E-Beam이나, 필라멘트 증착을 이용)하는 진공증착 방법을 이용하거나, 아르곤 이온을 구리(Cu)에 부딪히게 하여 구리 원자가 웨이퍼(w) 표면에 적층되도록 하는 스퍼터링 방법을 이용하거나, 또는 구리원자가 포함된 가스를 다른 가스와 반응시키고 이때 얻어진 구리가 웨이퍼(w)에 적층되도록 하는 CVD 방법을 이용할 수 있다.That is, a vacuum deposition method in which a material of a source (for example, copper (Cu)) is deposited on the upper surface of the wafer (when using E-Beam or filament deposition) using heat in a vacuum state is used. Alternatively, a sputtering method in which argon ions collide with copper (Cu) so that copper atoms are deposited on the surface of the wafer (w), or a gas containing copper atoms is reacted with another gas, and the copper obtained at this time is the wafer (w). A CVD method can be used to be deposited on.
한편, 상기한 방법 외에도 상기 구리박막(cf)은 웨이퍼(w) 표면에 접착수단(2)이 개재되어 부착될 수도 있으며, 이러한 방법이 비용적으로 유리하다.(도5a 참조)On the other hand, in addition to the above-described method, the copper thin film cf may be attached to the surface of the wafer w with an adhesive means 2 interposed therebetween, and this method is advantageous in terms of cost.
2. 필름 형성 단계로서, 상기 구리박막(cf) 상면에 회로패턴이 나타난 필름(f)을 형성한다.(도3d 참조, 도5b 참조)2. As a film forming step, a film f in which a circuit pattern appears on the upper surface of the copper thin film cf is formed (see FIG. 3D and FIG. 5B).
즉, 상기 필름(f)은 감광성이 있는 드라이 필름을 열과 압력으로 구리박막(cf) 표면에 밀착 도포한 후 회로패턴이 나타나 있는 마스터 필름을 이용하여 빛을 조사한 후, 현상을 거쳐 소정 회로패턴 모양의 필름(f)을 형성할 수 있다.That is, the film (f) is applied to the surface of the copper thin film (cf) by applying a photosensitive dry film in close contact with the heat and pressure, and then irradiated with light using a master film having a circuit pattern, and then developed a predetermined circuit pattern shape Film (f) can be formed.
또한, 상기 필름(f)은 회로패턴이 나타나 있는 실크스크린에 의해 잉크를 구리박막(cf)의 표면에 회로패턴 부분만 인쇄하는 방법을 이용할 수도 있다.In addition, the film f may use a method of printing only the circuit pattern portion on the surface of the copper thin film cf by the silk screen on which the circuit pattern appears.
3. 구리박막의 회로패턴화 단계로서, 상기 웨이퍼(w)에 에칭용액을 제공하여 상기 구리박막(cf)이 부분적으로 에칭됨으로써, 본드핑거(3a) 및 볼랜드(3b)를 갖는 소정 회로패턴(3)이 형성되도록 한다.(도3e 참조, 도5c 참조) 이러한 공정이 완료된 후에는 상기 필름(f)을 박리하여 제거한다.3. A circuit patterning step of a copper thin film, wherein the copper thin film cf is partially etched by providing an etching solution to the wafer w, whereby a predetermined circuit pattern having a bond finger 3a and a ball land 3b ( 3) is formed (see FIG. 3E and FIG. 5C). After this process is completed, the film f is peeled off and removed.
4. 커버코트 형성 단계로서, 상기 본드핑거(3a) 및 볼랜드(3b)를 제외한 회로패턴(3) 및 각 반도체칩(1)의 입출력패드(1a)를 제외한 상면에 절연성 수지인 커버코트(4)를 코팅한다.(도3f 및 도5d 참조) 상기와 같이 커버코트(4)가 코팅된 상태는 도4에 더욱 자세하게 도시되어 있다. 즉, 반도체칩(1)의 입출력패드(1a) 및 그 근처의 영역과, 회로패턴(3)중 본드핑거(3a) 및 볼랜드(3b)를 제외한 영역에는 절연성의 커버코트(4)가 코팅된다.4. A cover coat forming step, wherein the cover coat 4 is an insulating resin on the upper surface of the circuit pattern 3 except for the bond fingers 3a and the borland 3b and the input / output pads 1a of each semiconductor chip 1. (See FIGS. 3F and 5D) The state in which the cover coat 4 is coated as described above is shown in more detail in FIG. That is, an insulating cover coat 4 is coated on the region of the input / output pad 1a and the vicinity of the semiconductor chip 1 and the regions except for the bond fingers 3a and the ball lands 3b of the circuit pattern 3. .
5. 전기적 접속단계로서, 상기 각 반도체칩(1)의 입출력패드(1a)와 회로패턴(3)중 본드핑거(3a)를 도전성와이어를 이용하여 상호 전기적으로 접속한다.(도3g)5. In the electrical connection step, the input / output pads 1a of the semiconductor chips 1 and the bond fingers 3a of the circuit patterns 3 are electrically connected to each other using conductive wires (Fig. 3G).
또한, 상기 방법 외에 상기 본드핑거(3a)를 상기 반도체칩(1)의입출력패드(1a) 상면까지 연장한 후, 이를 입출력패드(1a) 표면에 직접 리드본딩할 수도 있다.(도5e 참조)In addition to the above method, the bond finger 3a may be extended to the upper surface of the input / output pad 1a of the semiconductor chip 1 and then directly bonded to the surface of the input / output pad 1a (see FIG. 5E).
6. 봉지부 형성 단계로서, 상기 각 반도체칩(1)의 입출력패드(1a)와 전기적 접속수단(6)에 봉지재를 충진함으로써, 상기 전기적 접속수단(6) 등이 외부 환경으로부터 보호되도록 한다.(도3h 및 도5f 참조)6. In the step of forming the encapsulation part, the encapsulant is filled in the input / output pad 1a and the electrical connection means 6 of each semiconductor chip 1 so that the electrical connection means 6 and the like are protected from the external environment. (See Figures 3H and 5F)
7. 도전성볼 융착 단계로서, 상기 회로패턴(3)중 볼랜드(3b)에 솔더볼과 같은 도전성볼(5)을 융착한다.(도3i 및 5g 참조)7. Conductive ball fusion step, in which the conductive balls 5 such as solder balls are fused to the ball lands 3b of the circuit pattern 3 (see FIGS. 3i and 5g).
8. 싱귤레이션 단계로서, 상기 웨이퍼(w)에서 낱개의 반도체칩(1)으로 각각 싱귤레이션함으로써, 낱개의 반도체패키지(11,12)를 제공한다.(도3j 및 5h 참조)8. As a singulation step, by singulating each of the semiconductor chips 1 from the wafer w, individual semiconductor packages 11 and 12 are provided (see Figs. 3J and 5H).
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modified embodiments may be possible without departing from the scope and spirit of the present invention.
따라서, 본 발명에 의한 반도체패키지 및 그 제조 방법에 의하면 종래와 같은 고가의 섭스트레이트를 채택하지 않음으로써, 전체적인 반도체패키지의 가격을 저가로 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the semiconductor package and the manufacturing method thereof according to the present invention, there is an effect that the price of the overall semiconductor package can be lowered by not adopting the expensive substrate as in the prior art.
또한, 반도체칩의 열이 금속성의 회로패턴에 직접 전달되어 외부로 방출됨으로써, 종래에 비하여 방열성능이 월등히 향상되고, 또한 수분을 흡수하는 자재(예를 들면 섭스트레이트)가 없음으로써, 수분에 의한 악영향이 제거되는 효과도 있다.In addition, since the heat of the semiconductor chip is directly transmitted to the metallic circuit pattern and released to the outside, the heat dissipation performance is significantly improved compared to the conventional one, and since there is no material (for example, a substrate) that absorbs moisture, It also has the effect of eliminating adverse effects.
더불어, 회로패턴중 본드핑거가 경도(硬度)가 큰 반도체칩 상면에 직접 위치됨으로써 도전성와이어를 이용한 와이어 본딩 중 상,하로 진동이 발생하지 않게 됨으로써, 와이어 본딩 불량률이 현저히 저하되는 효과가 있다.In addition, since the bond finger of the circuit pattern is directly positioned on the upper surface of the semiconductor chip having a high hardness, vibration does not occur up and down during wire bonding using conductive wires, thereby reducing the wire bonding defect rate.
또한, 본 발명은 다수의 반도체칩이 형성된 웨이퍼 상태에서 모든 패키징 공정이 완료됨으로써, 작업성이 우수하고 또한 생산성도 높은 효과가 있다.In addition, according to the present invention, all the packaging processes are completed in a wafer state in which a plurality of semiconductor chips are formed, thereby providing excellent workability and high productivity.
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