KR100422608B1 - Stack chip package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층 칩 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드의 내측 말단 부분이 철(凸)자 형상을 갖는 단위 반도체 칩 패키지를 이용함으로써, 적층 칩 패키지의 크기를 감소시킬 수 있는 적층 칩 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a stacked chip package, and more particularly, to a stacked chip package capable of reducing the size of the stacked chip package by using a unit semiconductor chip package having an inner end portion of a lead having an iron shape. It is about.
반도체 소자의 발달과 함께 반도체 소자의 패키징(packaging) 기술은 소형화 및 박형화로 진행되고 있으며, 기능적인 측면에서는 다기능화되고 있다. 특히 메모리 반도체 칩의 경우에 용량이 점점 증가함에 따라 반도체 칩의 크기가 점점 증가하고 있는 추세에 따라서 여러 형태의 반도체 칩 패키지가 개발 적용되고 있다. 특히 단위 반도체 칩 패키지 적층 기술을 이용하여 고밀도화시킨 적층 칩 패키지의 개발도 진행되고 있다. 이러한 적층 칩 패키지의 일 실시예를 소개하면 다음과 같다.BACKGROUND With the development of semiconductor devices, the packaging technology of semiconductor devices has been progressed to miniaturization and thinning, and in terms of functional aspects, they have become multifunctional. In particular, in the case of a memory semiconductor chip, various types of semiconductor chip packages have been developed and applied in accordance with a trend in which the size of the semiconductor chip is gradually increasing as the capacity is increased. In particular, development of a multilayer chip package having a high density by using a unit semiconductor chip package stacking technology is also in progress. An embodiment of such a stacked chip package is described as follows.
도 1은 종래 기술에 의한 적층 칩 패키지를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a laminated chip package according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 적층 칩 패키지(200)는 단위 반도체 칩 패키지(100) 복수 개, 예컨대 4개가 적층되어 있는 구조를 갖고 있다. 적층 칩 패키지(200)의 각 단위 반도체 칩 패키지(100)는 반도체 칩(110)의 하면과 다이패드(120)의 상면이 접착제(도시 안됨)에 의해 접착되어 있고, 그 반도체 칩(110)상에 형성된 본딩패드(도시 안됨)와 그에 대응되는 내부리드(130)가 금선(145)에 의해 전기적으로 연결되어 있으며, 내부리드(130)와 일체형으로 형성된 외부리드(140)가 "J"자 형상을 갖고 있고, 반도체 칩(110)과 다이패드(120)와 내부리드(130)들이 성형 수지(180)에 의해 봉지되어 있는 구조이다. 단위 반도체 칩 패키지(100)들은 외부리드(140)들이 전도성 접착제(190)에 의해 접합되어 전기적으로 연결되어 있다.Referring to FIG. 1, the
그런데, 반도체 칩의 크기가 커지면 패키지의 크기를 증가시키기 않고서는 패키지의 신뢰성을 확보하기가 매우 어렵다. 따라서, 단위 반도체 칩 패키지의 크기가 증가되고 그에 따라 적층 칩 패키지의 크기도 증가하며 적층 면적도 증가하게 된다. 즉, 패키지 및 기판의 경박단소화에 역행하게 되는 것이다.However, as the size of the semiconductor chip increases, it is very difficult to secure the reliability of the package without increasing the size of the package. Therefore, the size of the unit semiconductor chip package is increased, thereby increasing the size of the stacked chip package and the stacking area. In other words, the thickness of the package and the substrate is reversed.
따라서 본 발명의 목적은 반도체 칩 패키지의 크기를 증가시키지 않으면서도 기존의 적층 칩 패키지가 가지고 있는 여러 장점들을 제공해 주는 적층 칩 패키지를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multilayer chip package that provides various advantages of a conventional multilayer chip package without increasing the size of the semiconductor chip package.
도 1은 종래 기술에 따른 적층 칩 패키지의 일 실시예를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a stacked chip package according to the prior art.
도 2내지 도 5는 본 발명에 따른 적층 칩 패키지에 사용되는 단위 반도체 칩 패키지의 제조 공정도.2 to 5 are manufacturing process diagrams of the unit semiconductor chip package used in the stacked chip package according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 적층 칩 패키지의 일 실시예를 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a stacked chip package according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 적층 칩 패키지의 다른 실시예를 나타낸 단면도.7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a stacked chip package according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,110 : 반도체 칩 11 : 본딩 패드10,110 semiconductor chip 11: bonding pad
20 : 리드 프레임 21 : 리드20: lead frame 21: lead
30 : 절연성 접착 필름 32,145 : 본딩 와이어30: insulating adhesive film 32145: bonding wire
34 : 수지 봉지재 36,190 : 솔더34: resin encapsulant 36,190: solder
40 ; 절단 장치 50,100 : 단위 반도체 칩 패키지40; Cutting device 50100: unit semiconductor chip package
60 : 절연층 70,200 : 적층 칩 패키지60:
130 : 내부 리드 140 : 외부 리드130: internal lead 140: external lead
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적층 칩 패키지는 복수 개의 본딩 패드를 갖는 반도체 칩, 리드의 내측 말단부가 철(凸)자 형상을 갖고 있으며 마주보는 내측 리드간 소정의 공간을 갖는 리드 프레임, 반도체 칩을 고정시켜주기 위하여 리드 말단부의 두께가 얇아진 부분의 하면과 반도체 칩의 하면에 부착되는 절연성 접착 테이프, 본딩 패드와 상기 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어, 및 리드 프레임의 측면이 노출되도록 하며 외부로부터의 환경을 보호하기 위한 수지 봉지재를 갖는 수직으로 적층된 복수의 단위 반도체 칩 패키지; 단위 반도체 칩 패키지의 각각의 리드에 부착되어 수직으로 전기적인 연결을 이루도록 하는 접합 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The stacked chip package according to the present invention for achieving the above object is a semiconductor chip having a plurality of bonding pads, a lead frame having an inner end portion of the lead has an iron shape and has a predetermined space between the opposite inner lead, In order to fix the semiconductor chip, the lower surface of the thinned portion of the lead end portion and the insulating adhesive tape attached to the lower surface of the semiconductor chip, the bonding wire electrically connecting the bonding pad and the lead frame, and the side of the lead frame are exposed. A plurality of vertically stacked unit semiconductor chip packages having a resin encapsulant for protecting the environment from the outside; And bonding means attached to each lead of the unit semiconductor chip package to form a vertical electrical connection.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적층 칩 패키지를 보다 상세하게설명하고자 한다.Hereinafter, a multilayer chip package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2내지 도 5는 본 발명에 따른 적층 칩 패키지에 사용되는 단위 반도체 칩 패키지의 제조 공정도이다.2 to 5 are manufacturing process diagrams of the unit semiconductor chip package used in the stacked chip package according to the present invention.
본 발명에 따른 적층 칩 패키지를 구현하기 위한 단위 반도체 칩 패키지는 다음과 같이 제조된다. 도 2내조 도 5를 참조하기로 한다. 먼저, 복수의 본딩 패드(11)를 갖는 반도체 칩(10)과 리드(21)의 내측 말단이 철(凸)자 형상을 갖는 리드 프레임(20)을 준비한다. 철(凸)자 형상의 리드(21)를 갖는 리드 프레임(20)은 일반적인 리드 프레임에 대한 하프-에칭(half-etching)법 또는 기계적인 펀칭법 등을 진행하여 만들어질 수 있다.The unit semiconductor chip package for implementing the stacked chip package according to the present invention is manufactured as follows. Reference will be made to FIG. 2 and FIG. 5. First, a
그리고, 일반적인 리드 온 칩(lead on chip) 기술에서 사용되는 절연성의 접착 필름(30)을 반도체 칩(10)의 하면과 리드(21)의 내측 말단의 하면에 부착시킴으로써 반도체 칩(10)을 리드(21)에 고정시킨다. 이때, 절연성 접착 필름(30)과 부착되는 리드(21)부분은 철(凸)자 형상에서 두께가 감소된 부분이다. 반도체 칩(10)이 리드(21)에 고정되면, 금선과 같은 전도성의 금속선인 본딩 와이어(32)를 본딩 패드(11)와 리드(21)에 각각 접합시켜 전기적으로 상호 연결시킨다.Then, the
그리고, 와이어 본딩된 부분과 반도체 칩(10)을 감싸도록 하여 에폭시 성형수지와 같은 수지 봉지재(34)로 봉지한다. 다음에, 절단 장치(40)를 이용하여 리드(21)를 절단한다. 이 절단되고 남은 리드(21) 부분이 외부 접속 단자의 역할을 하게 된다. 절단까지 완료되면, 단위 반도체 칩 패키지(50)의 제조가 완료된다.Then, the wire bonded portion and the
도 6은 본 발명에 따른 적층 칩 패키지의 일 실시예를 나타낸 단면도이고,도 7은 본 발명에 따른 적층 칩 패키지의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a stacked chip package according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a stacked chip package according to the present invention.
도 6과 도 7을 참조하면, 상기한 작업에 의해 제조되는 단위 반도체 칩 패키지(50)를 이용하여 적층 칩 패키지(70)를 제조하기 위해, 동일한 기능의 단위 반도체 칩 패키지(50)를 수직으로 적층하는 작업을 진행하게 된다. 준비된 단위 반도체 칩 패키지(50)의 리드(21) 하면에 리플로우 솔더링(reflow soldering)을 위해 접합수단인 솔더(solder;36)를 도포하고, 이 단위 반도체 칩 패키지(50)들을 리드(21)와 리드(21)가 전기적으로 연결되도록 하여 수직으로 적층한다. 이러한 상태를 유지하기 위하여 소정의 치공구를 이용하여 적층된 상태를 고정시킨 후에 리플로우 퍼니스(reflow furnace)를 통과시켜 리플로우하므로써, 외부 단자인 리드(21)를 상하로 전기적으로 상호 연결되는 상태를 만들어 주면 적층 칩 패키지(70)가 된다. 리드와 리드의 접합부분에는 저융점 금속(Sn, Solder Alloy 등)을 미리 도금하여 상하 단위 반도체 칩 패키지의 접합부가 저온에서 직접 리플로우 솔더링 될 수 있도록 하거나, 솔더 볼을 이용할 수 있다.6 and 7, in order to manufacture the
이상과 같은 적층 칩 패키지는 각각의 단위 반도체 칩 패키지의 리드 상하면에 외부 단자 역할을 하는 수단들을 선택적 또는 모두 형성시켜 줄 수 있기 때문에 적층하기에 용이하고, 적층 칩 패키지를 구성한 다음에라도 리드 상하면을 이용하여 테스트가 가능하게 된다. 만약, 최상층의 단위 반도체 칩 패키지의 경우 리드가 노출되어 전기적인 단락의 가능성이 있을 경우에는 도 7에서와 같이 적층 칩 패키지(70)의 리드를 보호하도록 리드(21) 외벽에 절연층(60)이 형성된 구조를 갖도록 하는 것도 가능하다.The multilayer chip package as described above is easy to stack because it can selectively or all the means serving as an external terminal on the upper and lower leads of each unit semiconductor chip package. Test is possible. In the case of the uppermost unit semiconductor chip package, if the lead is exposed and there is a possibility of an electrical short, as shown in FIG. 7, the
이상과 같은 적층 칩 패키지는 종래에 적층 칩 패키지를 제조하기 위하여 단위 반도체 칩 패키지의 리드들을 수직으로 전기적으로 연결할 때, 리드가 "J"자 형상 등으로 굴곡되어 상하 접합되었기 때문에 수직 높이가 상승되었으나, 리드가 굴곡된 부분이 없고, 또한 리드 내측 말단부가 철(凸)자 형상을 갖고 있음으로 해서 리드 하면보다 내측에서 반도체 칩의 실장이 일어나기 때문에 수직 높이가 크게 감소될 수 있다. 또한, 리드들이 외부로 노출되어 있기 때문에 열 방출 또는 방열 효과가 우수하다. 전체적인 리드의 길이도 축소되어 전기적 경로가 짧아지기 때문에 전기적 특성이 향상되어 고속 소자에 실장할 수도 있게 된다.In the multilayer chip package as described above, when the leads of the unit semiconductor chip package are electrically connected vertically in order to manufacture the multilayer chip package, the vertical height is increased because the leads are bent in a “J” shape or the like and vertically joined. Since the lead is not bent and the inner end portion of the lead has an iron shape, the vertical height can be greatly reduced because mounting of the semiconductor chip occurs inside the lower surface of the lead. In addition, since the leads are exposed to the outside, the heat dissipation or heat dissipation effect is excellent. The overall lead length is also shortened to shorten the electrical path, which improves the electrical characteristics and can be mounted on high-speed devices.
따라서 본 발명에 의한 적층 칩 패키지 구조에 따르면, 종래 적층 칩 패키지보다 수직 높이를 감소시켜 패키지 크기 감소를 가능하게 하고, 리드의 굴곡 공정 등과 같은 공정이 생략될 수 있어 그 제조 공정을 진행하는 것이 용이해져 생산에 소요되는 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 비용 절감의 효과를 볼 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있는 이점(利點)이 있다.Therefore, according to the stacked chip package structure according to the present invention, it is possible to reduce the package size by reducing the vertical height than the conventional stacked chip package, it is possible to skip the process such as the bending process of the lead, it is easy to proceed with the manufacturing process As well as saving the time required for production, the cost reduction effect can be seen, which has the advantage of improving productivity.
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