KR100639203B1 - Method for stacking a semiconductor device with plastic package and a semiconductor device with bga package - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라스틱 패키지를 갖는 제1 반도체 장치와 BGA 패키지를 갖는 제2 반도체 장치를 적층하는 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 다수개의 외부 리드를 구비한 플라스틱 패키지를 갖는 제1 반도체 장치와 다수개의 솔더 볼을 구비한 BGA 패키지를 갖는 제2 반도체 장치를 적층하는 방법에 있어서, 상기 플라스틱 패키지의 외부 리드들의 리드 숄더(lead shoulder)부 각각에, 대응되는 상기 BGA 패키지의 솔더 볼 각각을 접착시키는 단계; 및 상기 솔더 볼에 대해 리플로우를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 플라스틱 패키지와 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치를 용이하게 다층 적층할 수 있다. 또한 패키지의 구조 및 제조 공정이 단순하여 품질 및 생산성이 우수하다.The present invention discloses a method of laminating a first semiconductor device having a plastic package and a second semiconductor device having a BGA package. Disclosed is a method of stacking a first semiconductor device having a plastic package having a plurality of external leads and a second semiconductor device having a BGA package having a plurality of solder balls. Bonding each of the solder balls of the corresponding BGA package to each of the lead shoulder portions; And performing a reflow on the solder balls. According to such a structure of this invention, the semiconductor device which has a plastic package and a BGA package can be easily laminated | multilayer laminated | stacked. In addition, the package structure and manufacturing process is simple, it is excellent in quality and productivity.
플라스틱 패키지, BGA 패키지, 반도체 칩, 저층, 솔더 볼Plastic Package, BGA Package, Semiconductor Chip, Low Layer, Solder Ball
Description
도 1은 종래의 볼 그리드 어레이 패키지의 제조 방법을 설명하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure explaining the manufacturing method of the conventional ball grid array package.
도 2는 종래의 플라스틱 패키지의 제조 방법을 설명하는 도면.2 is a view for explaining a manufacturing method of a conventional plastic package.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면.3 is a view for explaining a lamination method for a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면.4 is a diagram for explaining a lamination method for a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면.Fig. 5 is a diagram for explaining a lamination method for a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면.Fig. 6 is a diagram for explaining a lamination method for a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 장치의 적층 방법에 관한 것으로서, 특히 플라스틱 패키지 를 갖는 반도체 장치와 비지에이 패키지를 갖는 반도체 장치를 적층하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of laminating semiconductor devices, and more particularly, to a method of laminating a semiconductor device having a plastic package and a semiconductor device having a visual package.
전자제품의 소형화, 경량화, 고기능화, 대용량화 등의 추세에 따라 여러 유형의 반도체 장치 패키지가 개발되었는데, 이 중 대표적인 것이 플라스틱(plastic) 패키지와 볼 그리드 어레이(ball grid array : 이하, "BGA"라고 함) 패키지이다. Various types of semiconductor device packages have been developed according to the trend of miniaturization, light weight, high functionality, and large capacity of electronic products. Among them, plastic packages and ball grid arrays (hereinafter referred to as "BGA") ) Package.
먼저 도 1은 종래의 볼 그리드 어레이(ball grid array : 이하, "BGA"라고 함) 패키지의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 먼저 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이 인쇄 회로 기판(102) 위에 에폭시와 같은 접착제(104)를 도포하여 반도체 칩(106)을 부착시킨다. 본 명세서에서 "부착"은 용접, 접착제 등에 의해 물리적으로 연결되어 있는 경우를 가리키고, "접착"은 단순히 붙어있는 경우를 가리키는 용어로 구별되어 사용된다. 다음에는 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 인쇄 회로 기판(102)과 반도체 칩(106)의 전기적 연결을 위하여 금(gold) 등으로 된 와이어(108)를 본딩한다. 다음에는 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 칩(106)을 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 에폭시 몰딩 화합물(epoxy molding compound)(110)을 사용하여 몰딩(molding)을 실시한다. 다음에는 도 1d에 도시되어 있는 바와 같이 인쇄 회로 기판(102)의 아랫면(112)에 형성되어 있는 볼 랜드(116)에 플럭스(flux)를 사용하여 솔더 볼(118)을 부착시킨다. 도 1e는 솔더 볼(118)이 부착된 인쇄 회로 기판(102)의 저면도이다. First, FIG. 1 is a view for explaining a method of manufacturing a conventional ball grid array package (hereinafter, referred to as "BGA"). First, as illustrated in FIG. 1A, an
도 2는 종래의 플라스틱 패키지의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 먼저 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 리드프레임(202a)에 에폭시(204)를 사용하여 반도체 칩(206)을 부착시킨다. 다음에는 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이 외부 회로와의 연결을 위한 리드프레임(202b, 202c)과 반도체 칩(206)과의 전기적 연결을 위하여 금(gold) 등으로 이루어진 와이어(208)를 본딩한다. 다음에는 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이 에폭시 몰딩 화합물(210)을 사용하여 리드프레임(202b, 202c)의 일부만이 노출되도록 하여 몰딩하므로써 반도체 칩(206)을 외부의 충격으로부터 보호한다. 다음에는 리드프레임(202b, 202c)의 댐버(dambar)(도시되지 않음)를 제거하는 절단(trim) 공정을 통해 각각의 리드(lead)를 전기적으로 분리해 주고, 도 2d에 도시되어 있는 바와 같이 제형(form) 공정을 통해 리드(212)의 형상을 만들어 준다. 2 is a view for explaining a manufacturing method of a conventional plastic package. First, as illustrated in FIG. 2A, the
한편 요즘에는 제한된 영역을 갖는 마더 보드(mother board)에 반도체 장치를 더욱 고밀도로 실장하거나, 반도체 장치의 성능을 최소한의 경비로 업그레이드하기 위한 노력으로 패키지된 반도체 장치를 적층하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 추세에 따라 가장 대표적인 반도체 장치의 패키지인 플라스틱 패키지, BGA 패키지를 갖는 반도체 장치를 여러 조합에 대해 효율적으로 적층하는 방법이 필요하게 되었다. On the other hand, nowadays, researches on the method of stacking the packaged semiconductor device in an effort to mount the semiconductor device more densely on a mother board having a limited area or to upgrade the performance of the semiconductor device at a minimum cost are actively conducted. It's going on. According to this trend, there is a need for a method of efficiently stacking a semiconductor device having a plastic package and a BGA package, which are the packages of the most representative semiconductor devices, in various combinations.
본 발명은 이와 같은 필요에 따라 도출된 것으로서, 플라스틱 패키지의 반도체 장치와 BGA 패키지의 반도체 장치를 필요한 만큼 용이하게 적층하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made according to such a need, and an object thereof is to provide a method of easily stacking semiconductor devices in a plastic package and semiconductor devices in a BGA package as necessary.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수개의 외부 리드를 구비한 플라스틱 패키지를 갖는 제1 반도체 장치와 다수개의 솔더 볼을 구비한 BGA 패키지를 갖는 제2 반도체 장치를 적층하는 방법에 있어서, 상기 플라스틱 패키지의 외부 리드들의 리드 숄더(lead shoulder)부 각각에, 대응되는 상기 BGA 패키지의 솔더 볼 각각을 접착시키는 단계; 및 상기 솔더 볼에 대해 리플로우를 수행하는 단계;를 포함하는 반도체 장치의 적층 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for laminating a first semiconductor device having a plastic package having a plurality of external leads and a second semiconductor device having a BGA package having a plurality of solder balls. Bonding each of the solder balls of the corresponding BGA package to each of the lead shoulder portions of the outer leads of the plastic package; And performing a reflow on the solder balls.
바람직하게는, 상기 솔더 볼 접착 단계 이전에 상기 플라스틱 패키지의 리드 숄더부에 솔더 페이스트(solder paste)를 도팅하는 단계가 더 포함된다. 또한 상기 제2 반도체 장치에서 솔더 볼은 상기 제2 반도체 장치를 구성하는 인쇄 회로 기판의 에지(edge)에 부착된다. Preferably, prior to the solder ball bonding step further comprises the step of doping a solder paste (solder paste) in the lead shoulder portion of the plastic package. In the second semiconductor device, a solder ball is attached to an edge of a printed circuit board constituting the second semiconductor device.
또한, 본 발명은, 다수개의 외부 리드를 구비한 플라스틱 패키지를 갖는 제1 반도체 장치와 다수개의 솔더 볼을 구비한 BGA 패키지를 갖는 제2 반도체 장치를 적층하는 방법에 있어서, 상기 플라스틱 패키지의 외부 리드들의 리드 숄더(lead shoulder)부 각각에, 대응되는 상기 BGA 패키지의 솔더 볼 각각을 접착시키는 단계; 상기 솔더 볼에 대해 열압착을 수행하는 단계;를 포함하는 반도체 장치의 적층 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method of laminating a first semiconductor device having a plastic package having a plurality of external leads and a second semiconductor device having a BGA package having a plurality of solder balls, the external lead of the plastic package Bonding each of the solder balls of the corresponding BGA package to each of the lead shoulder portions of the field; And performing thermocompression bonding on the solder balls.
바람직하게는, 상기 솔더 볼 접착 단계 이전에 상기 리드 숄더부에 LOC 테이프를 접착시키는 단계가 더 포함된다. Preferably, the step of adhering the LOC tape to the lead shoulder portion prior to the solder ball bonding step is further included.
게다가, 본 발명은, 플라스틱 패키지를 갖는 제1 반도체 장치와, 양면에 볼 랜드(ball land)가 형성되어 있는 인쇄 회로 기판을 이용하여 형성된 BGA 패키지를 갖는 제2 반도체 장치를 적층하는 방법에 있어서, 상기 BGA 패키지의 인쇄 회로 기판에서 윗면의 볼 랜드에 솔더 볼을 부착시키는 단계; 상기 BGA 패키지 윗면의 솔더 볼에 상기 플라스틱 패키지의 외부 리드를 접착하는 단계; 및 상기 솔더 볼에 대해 리플로우를 수행하는 단계;를 포함하는 반도체 장치의 적층 방법을 제공한다.Furthermore, the present invention relates to a method of laminating a first semiconductor device having a plastic package and a second semiconductor device having a BGA package formed by using a printed circuit board having ball lands formed on both surfaces thereof. Attaching a solder ball to a ball land on an upper surface of the printed circuit board of the BGA package; Bonding an outer lead of the plastic package to a solder ball on an upper surface of the BGA package; And performing a reflow on the solder balls.
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이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 플라스틱 패키지와 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치들을 다양한 조합으로 적층할 수 있다. 또한, 패키지의 구조 및 제조 공정이 단순하여 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the configuration of the present invention as described above, semiconductor devices having a plastic package and a BGA package can be stacked in various combinations. In addition, the structure and manufacturing process of the package can be simplified to improve quality and productivity.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 여기서, 설명의 일관성을 위하여 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 나타내는 것으로 한다.(Example)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar elements for the sake of consistency of description.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면으로서, 플라스틱 패키지를 갖는 반도체 장치 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치를 적층하는 경우이다. FIG. 3 is a view for explaining a stacking method of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, in which a semiconductor device having a BGA package is stacked on a semiconductor device having a plastic package.
먼저 도 3a와 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 플라스틱 패키지를 갖는 반도체 장치(301)에서 패키지로부터 돌출되어 있는 외부 리드의 리드 숄더(lead shoulder)부(304)에 전기적 특성이 우수한 솔더 페이스트(solder paste)(306)를 도팅한다. 솔더 페이스트는 미세한 크기를 갖는 마이크로 솔더 볼과 플럭스(flux)로 이루어져 있다. 다음에는 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 장치(302)는 BGA 패키지를 가지고 있으며, 반도체 장치(302)를 구성하는 인쇄 회로 기판(308)의 아랫면의 볼 랜드(ball land)(310)에 부착되어 있는 솔더 볼(312)을 솔더 페이스트(306)에 접착시키고, 솔더 볼(312)에 대해 리플로우를 수행한다. 리드 숄더부(304)에 솔더 페이스트(306)를 도팅하고 솔더 볼(312)을 리플로우(reflow)하는 대신에 리드 온 칩(lead on chip : 이하, "LOC"라고 함) 테이프를 부착한 후에 솔더 볼(312)에 대해 열압착을 수행하여도 된다. 한편 반도체 장치(301)의 리드 숄더부(304)에 반도체 장치(302)의 솔더 볼(312)을 부착시키기 위해서는 솔더 볼(312)이 반도체 장치(302)의 에지에 형성되어 있어야 한다. First, in the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면으로서, BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(401) 위에 플라스틱 패키지를 갖는 반도체 장치(402)를 적층하는 경우이다. FIG. 4 is a view for explaining a stacking method of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, in which a
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 장치(401)를 구성하는 인쇄 회로 기판(404)은 양면에 볼 랜드(406, 408)가 형성되어 있다. 인쇄 회로 기판(404)의 윗면에 형성되어 있는 볼 랜드(406)는 반도체 장치(402)와의 적층을 위하여 사용되고, 아랫면에 형성되어 있는 볼 랜드(408)는 마더 모듈(도시되어 있지 않음)에 실장하기 위하여 사용된다. 솔더 볼(410)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 인쇄 회로 기판(404)의 윗면 볼 랜드(406)와 반도체 장치(402)의 리드(414) 사이에 부착되어 인쇄 회로 기판(404)과 리드(414)를 전기적으로 연결한다. 솔더 볼(412)은 인쇄 회로 기판(404)의 아랫면 볼 랜드(408)에 부착되어 적층된 반도체 장치(400)를 마더 보드(도시되어 있지 않음)에 실장한다. As shown in FIG. 4,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면으로서 플라스틱 패키지를 갖는 반도체 장치(501) 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(502)를 적층하고, 다시 반도체 장치(502) 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(503)를 적층하는 경우이다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 장치(502)의 인쇄 회로 기판(505)은 양면에 솔더 볼(510, 512)을 부착하기 위한 볼 랜드(507, 508)가 형성되어 있으며, 반도체 장치(503)의 인쇄 회로 기판(506)은 아랫면에만 솔더 볼을 부착하기 위한 볼 랜드(509)가 형성되어 있다. 솔더 볼(510, 512)을 부착시키는 방법은 도 3을 참조하여 이미 설명한 바와 같다. FIG. 5 is a view for explaining a stacking method of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. The
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 반도체 장치의 적층 방법을 설명하는 도면으로서 플라스틱 패키지를 갖는 반도체 장치(601) 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(602)를 적층하고, 반도체 장치(602) 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(603)를 적층하고, 다시 반도체 장치(603) 위에 BGA 패키지를 갖는 반도체 장치(604)를 적층한 경우이다. FIG. 6 is a view for explaining a stacking method of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. The semiconductor device 602 having a BGA package is stacked on the semiconductor device 601 having a plastic package, and the semiconductor device 602 is stacked. This is the case where the semiconductor device 603 having the BGA package is stacked on top, and the semiconductor device 604 having the BGA package is stacked on the semiconductor device 603 again.
인쇄 회로 기판(608)은 양면에 솔더 볼을 부착하기 위한 볼 랜드(614, 616)를 구비하고, 인쇄 회로 기판(610) 역시 양면에 볼 랜드(618, 620)를 구비하고 있다. 그러나 인쇄 회로 기판(612)은 반도체 칩이 장착되는 윗면에만 볼 랜드(622)가 구비되어도 된다. 반도체 장치(603) 위에 반도체 장치(604)를 적층할 때는 인쇄 회로 기판(610, 612)의 윗면이 서로 마주보도록 하여 각자의 윗면에 부착된 솔더 볼(628, 630)을 접착시킨 후, 솔더 볼(628, 630)에 대해 리플로우 또는 열압착을 수행하여 솔더 볼(628, 630)을 서로 부착시킨다. The printed circuit board 608 includes ball lands 614 and 616 for attaching solder balls to both sides, and the printed circuit board 610 also includes ball lands 618 and 620 on both sides. However, the printed circuit board 612 may be provided with the ball land 622 only on the upper surface on which the semiconductor chip is mounted. When the semiconductor device 604 is stacked on the semiconductor device 603, the upper surfaces of the printed circuit boards 610 and 612 face each other to bond the solder balls 628 and 630 attached to the upper surfaces thereof, and then the solder balls. Reflow or thermocompression is performed on 628 and 630 to attach solder balls 628 and 630 to each other.
여기서 설명된 실시예들은 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 따라서 당업자들은 본 발명의 범위 안에서 다양한 변형이나 변경이 가능함을 주목하여야 한다. 본 발명의 범위는 원칙적으로 후술하는 특허청구범위에 의하여 정하여진다.The embodiments described herein are merely intended to enable those skilled in the art to easily understand and practice the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. Therefore, those skilled in the art should note that various modifications or changes are possible within the scope of the present invention. The scope of the invention is defined in principle by the claims that follow.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 플라스틱 패키지, BGA 패키지를 갖는 반도체 장치의 여러 조합을 용이하게 다층 적층할 수 있다. 또한 패키지의 구조 및 제조 공정이 단순하여 품질 및 생산성이 우수하다.According to the configuration of the present invention as described above, various combinations of a semiconductor package having a plastic package and a BGA package can be easily laminated in multiple layers. In addition, the package structure and manufacturing process is simple, it is excellent in quality and productivity.
Claims (9)
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- 2002-07-08 KR KR1020020039236A patent/KR100639203B1/en not_active IP Right Cessation
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