KR100668098B1 - 반도체 마이크로 디바이스 - Google Patents

반도체 마이크로 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR100668098B1
KR100668098B1 KR1020050019017A KR20050019017A KR100668098B1 KR 100668098 B1 KR100668098 B1 KR 100668098B1 KR 1020050019017 A KR1020050019017 A KR 1020050019017A KR 20050019017 A KR20050019017 A KR 20050019017A KR 100668098 B1 KR100668098 B1 KR 100668098B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chip
sensor chip
support
die pad
die
Prior art date
Application number
KR1020050019017A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060043502A (ko
Inventor
히로시 오타니
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20060043502A publication Critical patent/KR20060043502A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100668098B1 publication Critical patent/KR100668098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49503—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad
    • H01L23/49513—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad having bonding material between chip and die pad
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
    • A47J37/067—Horizontally disposed broiling griddles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49503—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/02—Selection of specific materials, e.g. heavy bottoms with copper inlay or with insulating inlay
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05553—Shape in top view being rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05554—Shape in top view being square
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/3201—Structure
    • H01L2224/32012—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad
    • H01L2224/32014—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad the layer connector being smaller than the bonding area, e.g. bond pad
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/3205—Shape
    • H01L2224/32052—Shape in top view
    • H01L2224/32055—Shape in top view being circular or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H01L2924/143—Digital devices
    • H01L2924/1433—Application-specific integrated circuit [ASIC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19043—Component type being a resistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30105—Capacitance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

직사각형 모양의 실리콘 마이크로 구조체 칩과, 실리콘 구조체 칩을 고정하는 다이패드를 구비한 리드프레임으로, 해당 다이패드가 상기 실리콘 구조체 칩과 접촉하는 접점부를 포함하고 있는 리드프레임과, 상기 실리콘 구조체 칩과 상기 리드프레임의 일부를 밀봉하는 수지밀봉재를 포함하는 반도체 마이크로 디바이스로서, 상기 리드프레임의 다이패드는 상기 구조체 칩과 접촉하지 않도록 상기 접점부보다 낮은 비접점부를 구비하고 있으며, 해당 비접점부가 적어도 실리콘 구조체 칩의 대각부위에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 마이크로 디바이스를 제공한다. 본 발명의 반도체 마이크로 디바이스는, 상기 비접점부와 상기 실리콘 구조체 칩의 간극에 상기 수지밀봉재가 충전되어 다이패드와 구조체 칩이 수지에 의해 접착되고 있다.
다이패드, 리드프레임, 구조체 칩, 함몰부

Description

반도체 마이크로 디바이스{SEMICONDUCTOR MICRO DEVICE}
도1은 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 개략도를 도시한다.
도2a는 본 발명의 실시예1에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도2b는 도2a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도3a는 본 발명의 실시예1의 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도3b은 도3a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도4a는 본 발명의 실시예2에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도4b은 도4a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도5a는 본 발명의 실시예2의 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도5b는 도5a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도6a는 본 발명의 실시예2의 다른 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도6b은 도6a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도7a는 본 발명의 실시예3에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도7b은 도7a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도8a는 본 발명의 실시예3의 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도8b는 도8a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도9a는 본 발명의 실시예3의 다른 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도9b은 도9a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도10a는 본 발명의 실시예4에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도10b은 도10a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도11a는 본 발명의 실시예4의 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도11b은 도11a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선의 단면도이다.
도12a는 본 발명의 실시예5에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도12b는 도12a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
도13a는 본 발명의 실시예5의 변형예에 관한 마이크로 디바이스의 다이패드 및 센서 칩의 윗면도이다.
도13b은 도13a에 도시하는 마이크로 디바이스의 A-A선에서의 단면도이다.
본 발명은 실리콘 마이크로 구조체 칩을 구비한 수지밀봉형의 반도체 마이크로 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 구조체 칩에 부하되는 열변형(thermal strain)을 완화할 수 있는 마이크로 디바이스에 관한 것이다.
미세가동부품을 구비한 실리콘 마이크로 구조체 칩에는, 자동차나 항공기등의 가속도를 감지하는 가속도 센서나 각(角)가속도 센서, 미세가공기술을 살린 정전 액튜에이터등이 있다. 예를 들면 가속도 센서용의 센서 칩에서는 캔틸레버로 지지된 가동부와, 가동부에 근접하여 배치된 고정부를 구비하고 있으며, 가속상태가 되면 센서 칩의 가동부가 미동하고, 가동부와 고정부간의 미소한 거리변화를 저항변화로서 감지하여 가속도를 검출하도록 되어있다.
이들의 구조체 칩은 칩 장착대에 접착되어 사용되고 있다. 보통은 구조체 칩과 장착대는 선팽창계수가 다른 재질로 형성되어 있다. 그 때문에 디바이스의 온도가 상승하면, 구조체 칩과 장착대의 열팽창에 차이가 생겨 구조체 칩에 인장 또는 압축응력이 생기므로 칩이 삐뚤어지는, 즉 열변형을 일으키는 경우가 있다. 구조체 칩의 소형화에 의해 구조체 칩이 미소한 열변형이라도 오작동하게 되는 중 대한 문제를 일으킬 가능성이 높다.
일본국 특허공개2001-208627호 공보에는, 칩의 열변형 문제를 해결하는 방법이 개시되어 있다. 즉 글라스 받침대와 실리콘 다이어프램으로 이루어지는 센서 칩을, 밀폐된 글라스위에 고정한 반도체 압력검출장치에 있어서, 센서 칩 또는 밀폐된 글라스 중 어느것에 센서 칩의 접착측 면적보다도 작은 면적의 원형볼록부를 형성하고, 이 볼록부의 표면을 접착면으로 한다. 센서 칩과 밀폐된 글라스는 볼록부를 형성하지 않은 경우에 비해 접착면적이 작아진다. 따라서, 센서 칩이 접착면으로부터 직접적으로 받는 열변형이 감소한다. 또한 볼록부 표면에 고정된 영역이외의 비고정된 칩 영역은 밀폐된 글라스와 접촉하지 않으므로 열변형을 받지 않는다.
일본국 특개평6-289048호 공보에는 실리콘판의 가동전극층을 2장의 글라스재 고정전극층 사이에 삽입하여 구성한 센서 칩과, 해당 센서 칩을 고정하는 알루미나 기판을 포함하는 용량식 가속도 센서가 개시되고 있다. 이 문헌의 센서에도 열변형을 억제하기 위해 센서 칩 또는 기판 중 어느 곳에 센서 칩의 접착측 면적보다도 작은 면적의 볼록부를 형성 하는 것이 개시되어 있다. 또한 볼록부 대신에 센서 칩의 접착측 면적보다도 작은 면적의 스페이서를 센서 칩과 기판사이에 끼우는 형태도 개시되어 있다. 센서 칩은 볼록부 또는 스페이서를 통해 접착되므로 접착면적이 작아져 센서 칩에 부하되는 열변형을 감소할 수 있다.
이 문헌에 관한 발명의 다른 형태로서는, 센서 칩과 기판 사이의 접착층에 천연고무계 접착제등을 이용하는 것이 개시되고 있으며 접착층이 내부응력을 완화 시켜 센서 칩의 열변형을 억제할 수 있도록 되어 있다.
최근의 반도체 마이크로 디바이스는, 취급의 간편함으로부터 수지밀봉한 IC칩의 형태로 제공하는 것이 요구되고 있다. IC칩형의 마이크로 디바이스는, 실리콘재 센서 칩을 금속재 리드프레임의 다이패드상에 고정하고, 수지밀봉재에 의해 몰드하여 제조된다. 이와같은 반도체 마이크로 디바이스는, 구조체 칩 전체가 다이패드 또는 수지밀봉재에 접촉하고 있기 때문에 종래의 수지밀봉의 마이크로 디바이스에 비하여 구조체 칩에 부하되는 열변형의 상태나 분포가 더욱 복잡해져 종래의 방법으로는 충분한 열변형의 완화나 제거를 할 수 없었다.
또한 일반적인 수지밀봉형 마이크로 디바이스에서는, 리드프레임이 동박막으로 형성되고 반도체칩이 실리콘으로 형성되어 있다. 따라서, 리드프레임의 선팽창계수와 반도체칩 센서의 선팽창계수와의 차이가 약 5배나 달한다. 이 차이는 특허문헌1(일본국 특허공개2001-208627호 공보) 및 특허문헌2(일본국 특개평6-289048호 공보)에서 사용한 칩 장착대와 센서 칩의 선팽창 계수의 차이를 크게 윗돌고 있으며, 센서 칩에 생기는 열변형이 더욱 큰 것을 의미한다. 그 때문에 종래기술을 모방하여 볼록부를 형성하면 열변형을 실질적으로 제거하기 위해서는 볼록부 표면의 접착 면적을 상당히 작게 해야 한다. 그렇게 하면 센서 칩의 다이본드가 안전하게 행해지지 않기 때문에 제조도중 칩상태가 불안하게 되어 불량품의 발생률이 상승한다는 우려가 있었다.
그래서 본 발명은 센서 칩의 열변형의 영향이 적으며 고성능에서 신뢰성이 높은 수지밀봉형 반도체 마이크로 디바이스를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한 본 발명은 제조과정에 있어서 다이본드가 확실하게 행해지는 형태의 리드프레임을 구비한 반도체 마이크로 디바이스를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
본 발명은 직사각형의 실리콘 마이크로 구조체 칩과, 상기 실리콘 구조체 칩을 고정하는 다이패드를 구비한 리드프레임으로서, 해당 다이패드가 상기 실리콘 구조체 칩과 접촉하는 접점부를 포함하는 리드프레임과, 적어도 구조체 칩과 리드프레임의 일부를 밀봉하는 수지밀봉재를 포함하는 반도체 마이크로 디바이스이다. 리드프레임의 다이패드에는 구조체 칩을 설치하기 위한 다이본드영역이 있고, 다이본드영역은 실리콘 구조체 칩과 접촉하지 않는 비접점부를 구비하고 있다.
여기서 접점부라 함은 실리콘 구조체 칩을 지지하는 부분으로, 이 부분에 실리콘 구조체 칩이 다이본드에 의해 고정된다.
또한 비접점부라 함은 접점부보다도 낮게 되어있는 단차부분으로, 실리콘 구조체 칩을 접점부에 다이본드했을 때에도 칩과 접촉하지 않는 부분이다. 이 비접점부와 실리콘 구조체 칩 사이의 공간은, 수지밀봉 처리시에 수지에 의해 충전된다. 완성된 반도체 마이크로 디바이스에서는, 실리콘 구조체 칩은 접점부와, 비접점부와 칩사이에 충전된 수지밀봉재에 의해 칩 전체를 지지하면서 고정되고 있다.
본 발명에 있어서, 다이패드의 접점부는 직사각형의 실리콘 구조체 칩의 대 각선방향으로 형성되어 있으면 칩의 열변형이 커지는 경향이 있음을 발견했다. 그래서 본 발명에서 사용하는 리드프레임의 다이패드는, 실리콘 구조체 칩의 대각선상에 대응하는 영역에 형성하는 접점부의 면적을 줄이도록 설계된다. 즉, 본 발명에 사용하는 다이패드는, 실리콘 구조체 칩의 대각선상에 대응하는 영역의 일부 또는 전부분에 비접점부가 형성되어 있다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스는 가동부를 갖는 직사각형의 실리콘 마이크로 구조체 칩과, 상기 실리콘 구조체 칩을 고정하는 다이패드를 구비한 리드프레임과, 실리콘 구조체 칩 및 리드프레임의 일부를 밀봉하는 수지밀봉재를 포함하고 있으며, 다이패드는 실리콘 구조체 칩과 접촉하여 해당 칩을 지지하는 접점부와, 실리콘 구조체 칩과 접촉하지 않는 비접점부를 갖고 있다. 이 반도체 마이크로 디바이스에서는, 비접점부는 적어도 실리콘 구조체 칩의 대각선상에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 비접점부와 상기 실리콘 구조체 칩과의 사이에는, 수지밀봉재가 충전되어 있다.
동박판 등으로 이루어지는 리드프레임은 프레스가공이나 에칭 가공에 의해 성형된다. 리드프레임은 다이패드와 인너 리드와 아우터 리드를 구비하고 있다. 실리콘 구조체 칩 등의 반도체칩은, 다이패드에 다이본드 되며 또한 와이어본딩 등에 의해 인너 리드와 전기적으로 주고받을 수 있다. 아웃 리드는 반도체 마이크로 디바이스를 부착하는 소켓 및 전극의 규격에 적합하도록 프레스가공 및 절곡가공된다.
수지밀봉재는, 절연성, 고주파특성, 강도, 접착강도, 내습성 및 성형성에 뛰 어나며, 특히 고온하에서 그것들의 특성에 뛰어난 수지가 선택된다. 수지밀봉재로서 에폭시 수지를 이용할 수 있다.
비접점부가 실리콘 구조체 칩의 네 구석부분에 대응하는 위치에 형성되어 있으면, 실리콘 구조체 칩의 대각선상에 생기는 열변형을 보다 더 줄일 수 있기 때문에 바람직하다.
접점부를 칩의 중앙부와 대응하는 위치에 형성하면, 실리콘 구조체 칩의 중앙부가 자체 중량에 의해 늘어뜨려져 실리콘 구조체 칩 전체를 만곡시키는 것을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
실리콘 구조체 칩은 일반적으로는 와이어본딩용 본딩패드를 구비하고 있으며 다른 반도체칩과 또는 인너 리드와, 와이어본딩에 의해 접속되어 있다. 본 발명에서 다이패드의 비접점부는 실리콘 구조체 칩의 본딩패드가 형성되는 위치와 대응하는 위치에는 형성되지 않는 것이 바람직하다. 와이어본딩 중에 실리콘 구조체 칩이 받는 응력을 접점부에 의해 지지함으로써 와이어본딩 중에 실리콘 구조체 칩이 만곡하는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 또한 와이어본딩중의 칩의 동요를 저감하여 본딩 미스나 와이어 절단에 의한 불량품 발생을 억제하는 효과를 기대할 수 있기 때문에 바람직하다.
접점부와 비접점부는 다이본드 후에 실리콘 구조체 칩을 안정되게 지지 할 수 있도록 설계되어 있어야 한다. 접점부의 바람직한 형성 위치는, 칩의 네 구석부, 칩 옆부, 칩 중앙부등, 칩의 밸런스를 취하기 쉬운 위치인 것이 바람직하다. 열변형의 영향을 저감하기 위해 접점부의 면적을 작게 해도 칩을 안정되게 지지할 수 있기 때문이다.
접점부는 가늘고 긴 대들보형, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 점형등 임의 형상으로 형성 할 수 있으며 또한 그것들의 형상을 조합한 혼합형상으로 형성할 수도 있다.
비접점부는 함몰부나 절개부로 할 수 있다. 함몰부는 실리콘 구조체 칩을 다이본드하는 측의 다이패드 표면에 함몰을 형성하고 다이패드의 두께를 얇게 한 부분이다. 드라이에칭, 습식에칭 등의 에칭기술이나, 금형에 의한 프레스등의 종래 알려져 있는 기술에 의해 형성된다. 실리콘 구조체 칩을 다이패드에 다이본드 하면, 실리콘 구조체 칩과 함몰부가 부분적으로 이격된 상태가 된다. 그 후 수지밀봉재에 의해 몰드 가공하면 실리콘 구조체 칩과 함몰부의 부분적으로 이격된 부분을 지나 함몰부에 수지밀봉재가 충전되어 함몰부와 칩은 수지밀봉재를 통해 접합된다.
함몰부의 바닥이 열팽창에 의해 신장했을 경우에는, 수지밀봉재를 통해 실리콘 구조체 칩에 열변형이 전파된다. 그러나 열변형은 금속보다도 연질인 수지밀봉재를 통해 전파하는 사이에 완화되며 실리콘 구조체 칩에 도달 할 때에는 충분히 작아지고 있다. 따라서 함몰부를 형성한 반도체 마이크로 디바이스에서는 함몰부를 설치하지 않은 것에 비해 확실하게 열변형의 영향을 줄일 수 있다. 다이패드에 함몰부를 형성한 리드프레임은 종래의 리드프레임과 거의 동등한 강도를 유지할 수 있다.
절개부는 펀칭이나 에칭 등에 의해 다이패드에 설치한 관통개구이다. 절개부는 열변형의 원인이 되는 금속부분을 제거하여 형성되므로 실리콘 구조체 칩에 가해지는 열변형을 억제하는 데 매우 효과적이다. 그러나 리드프레임은 매우 얇은 금속판으로 형성되어 있으므로 다이패드에 절개부를 설치함으로써 리드프레임의 강도가 과도하게 저하될 염려가 있다. 몰드가공을 함으로써 절개부가 수지밀봉재로 충전되면 절개부에 의한 강도저하를 수지가 보충하므로 최종제품의 단계에서는 아무런 문제가 없다. 따라서 몰드가공전의 제조공정중에, 리드프레임이 변형되지 않을 정도의 강도를 부여하도록 설계하는 것이 바람직하다. 예를 들면 절개부가 쉽게 변형되지 않도록 보강부를 설치하거나, 몰드가공할 때까지 부판에 의해 리드프레임을 지지함으로써 다이패드의 강도 문제를 해결할 수 있다. 만약 리드프레임이 어느 정도의 두께나 또는 강도가 높은 재료로 형성되어 있으면, 절개부가 형성되어도 충분한 강도를 유지할 수 있으므로 절개부를 형성하는 데 적합하다.
(실시예1)
수지밀봉형 반도체 마이크로 디바이스(1)의 개략도를, 도1a 및 도1b에 도시한다. 실리콘 구조체 칩으로서 가동부를 가지는 센서 칩(2)과, 반도체칩(ASIC)(7)은 리드프레임의 다이패드(31)상에 다이본드 되어 있다. 센서 칩(2)과 반도체칩(7)은 각각의 표면에 설치된 본딩패드(21)(71)를 통해 와이어(33)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 반도체칩(7)은 와이어(33)에 의해 리드프레임의 인너 리드에 전기적으로 접속되어 있다. 센서 칩(2), 반도체칩(7), 다이패드(31) 및 인너 리드(32)는 수지밀봉재(9)에 의해 몰드되어 외부로부터 밀폐되고 있다.
도 2a는 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 제1실시예로서, 반도체칩(7) 및 인너 프레임(32)을 생략하고, 센서 칩(2) 및 다이패드(31)에 대해 도시하고 있다.
다이패드(31)의 표면에는 센서 칩(2)을 지지하는 접점부(4)와, 두께의 절반정도를 에칭하여 형성한 함몰부(5)가 형성되어 있다.
접점부(4)는 센서 칩(2)의 중심에 위치하는 원형의 중앙지지부(41)와, 중앙지지부(41)로부터 4방향으로 뻗는 4개의 대들보형 지지부(42)로 이루어진다. 중앙지지부(41)는 이 예에서는 원형으로 되어 있지만, 사각형 등의 다각형, 타원형 등 임의 형상으로 할 수 있다. 대들보형 지지부(42)는 이 예에서는 센서 칩(2)의 옆부에 대략 직교하는 4방향으로 뻗고 있지만 이에 한정되지 않고, 센서 칩(2)의 대각선방향으로 형성해야만 임의 방향으로 뻗어 형성할 수 있다. 변형예로서는 중앙지지부(41)로부터 3방향으로 뻗는 3개의 대들보형 지지부(42)를 형성할 수도 있다.
도 2a에서는 대략 직사각형의 함몰부(5)는 가로 2 ×세로 2로 배치되고, 함몰부(5)와 함몰부(5) 사이에 대들보형 지지부(42)가 배치되어 있다. 4개의 함몰부(5)가 형성된 영역의 거의 중심에 중앙지지부(41)가 위치하고 있기 때문에 각 함몰부(5)의 하나의 코너부는 부채모양으로 자른 형상이 된다.
4개의 함몰부(5)가 형성된 영역의 최대 치수는, 센서 칩(2)의 치수보다도 더 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 가장자리부와 다이패드(31)의 이격 거리를 길게 할 수 있기 때문에 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 더욱 낮게 할 수 있다. 도 2a에 도시한 것과 같이 다이패드 위쪽에서 관찰하면, 구조체 칩 주위를 둘러싸도록 함몰부(5)의 일부가 보인다. 몰드가공시에는 수지밀봉재가 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극으로부터 함몰부(5)내로 침입하여 함몰부와 센서 칩(2)사이를 충전한다.
함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 2b는 도 2a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 중앙지지부(41)에 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 2b에 있어서, 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)과 센서 칩(2)사이에 끼우는 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼워진다. 그리고, 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼운 만큼, 함몰부(5)의 바닥(51)에서 센서 칩(2)에 전파하는 열변형이 완화된다. 따라서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 칩에 부하되는 열변형을 줄일 수 있는 효과가 높아진다. 그러나 함몰부(5)의 깊이를 깊게 하면 에칭에 필요한 시간과 비용이 높아진다. 칩에 부하되는 열변형의 허용범위가 되도록 함몰부(5)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스의 제조공정은, 와이어프레임의 다이패드(31)에 소정의 함몰부(5)와 접점부(4)를 형성하는 것과, 다이패드(31)의 접점부(4)의 일부 또는 전부분에 구조체 칩(센서 칩;2)을 다이본드 하는 것과, 센서 칩(2)과 다이패드(31)와 인너 리드(32)의 일부를 수지밀봉재(9)에 의해 몰드가공하는 것을 포함하고 있다.
센서 칩(2)을 다이본드 하는 공정에 있어서, 예를 들면 센서 칩(2)을 중앙지지부(41)와만 다이본드 해도 좋다. 이때 4개의 대들보형 지지부(42)는 센서 칩(2)이 수평이 되도록 센서 칩(2)의 바닥부를 지지한다.
몰드가공하는 공정에서는 수지밀봉재(9)는 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극에 충전된다. 또한 몰드가공후에는 대들보형 지지부(42)와 센서 칩(2) 사이도, 수지밀봉재에 의해 고정된다.
도 3a에는 본 실시예의 변형예로서, 다이패드(31)에 함몰부(5) 대신에 절개부(6)를 형성한 마이크로 디바이스(1)를 도시한다. 여기서는 접점부(4)를 도 2a와 동일한 형상으로 하고 있다. 다이패드(31)의 표면에는 대략 직사각형의 절개부(6)가 4개소에 형성되어 있다. 절개부(6)는 펀칭, 커팅, 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여서 형성할 수 있다.
도 3b은, 도 3a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 중앙지지부(41)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 절개부(6)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 3b에서 알 수 있는 것과 같이 절개부(6)는 센서 칩(2)에 열변형을 주지 않아도 2의 형태에 비해 센서 칩(2)의 성능이 보다 안정된다. 그러나 이 형태에서는 접점부(4)가 완전히 투조(透彫)되어 리드프레임의 강도가 약해진다. 따라서 센서 칩(2)의 다이본드 공정등의 리드프레임에 부하가 걸리는 공정에서는 취급상 주위를 요한다.
(실시예2)
도 4a는 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 제2실시예로서, 반도체칩(7) 및 인너 프레임(32)을 생략하고, 센서 칩(2) 및 다이패드(31)에 대해 도시하고 있다. 이 실시예에서 사용하는 센서 칩(2)은 와이어본딩에 의해 다른 반도체칩(7)과 통전할 수 있는 형상을 가지고 있다. 도시한 센서 칩(2)에서는 직사각형의 센서 칩(2)이 있는 한 변을 따라, 센서 칩(2)의 윗면에 와이어본딩용의 본딩패드(21)가 4개 형성되어 있다.
다이패드(31)의 표면에는 센서 칩(2)을 지지하는 접점부(4)와, 두께의 절반 정도를 에칭하여 형성한 함몰부(5)가 형성되어 있다.
접점부(4)는 2개의 부분으로 구성되어 있다. 한 부분은 센서 칩의 가장자리를 구성하는 4변중 본딩패드(21)가 형성된 한변(도 4a에서는 칩 오른쪽 변)의 바닥부를 지지하는 패드지지부(43)이다. 나머지 한 부분은 센서 칩(2)의 상기 한 변과 대향하는 대변(도 4a에서는 칩 왼쪽변)의 바닥부를 지지하는 대변지지부(44)이다.
패드지지부(43)는 센서 칩(2)의 본딩패드(21)에 걸리는 응력을 지지할 수 있으므로 와이어본딩시의 응력에 의해 칩이 기울어지는 것을 효과적으로 억제한다.
대변지지부(44)는 패드지지부(43)와 협동하여 센서 칩(2)의 다이본드로부터 몰드가공할 때까지 센서 칩(2)을 안정되게 지지한다.
도 4a에서는 대략 직사각형의 함몰부(5)가 형성되어 있다. 함몰부(5)의 가로치수, 즉 패드지지부(43)와 대변지지부(44)의 거리는 센서 칩의 가로치수보다도 짧다. 이에 따라 센서 칩(2)의 좌우 가장자리부를 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정할 수 있다. 함몰부(5)의 세로치수는 센서 칩(2)의 세로치수 보다도 크게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 윗변 및 밑변과, 다이패드(31)와의 이격 거리를 길게 할 수 있으므로, 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 4a에 도시한 것과 같이 다이패드 위쪽에서 관찰하면 구조체 칩의 상하변의 바깥쪽에 함몰부의 일부가 보인다. 몰드 가공시에는 수지밀봉재가 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극으로부터 함몰부(5)내로 침입하여 함몰부와 센서 칩(2) 사이를 충전한다.
함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 4b는 도 4a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 4b에 있어서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 함몰부(5)의 바닥부(51)과 센서 칩(2) 사이에 끼우는 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼워진다. 그리고 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼운 만큼 함몰부(5)의 바닥부(51)으로부터 센서 칩(2)에 전파하는 열변형이 완화된다. 따라서, 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 칩에 부하되는 열변형을 경감하는 효과가 높아진다. 그러나 함몰부(5)의 깊이를 깊게 하면 에칭에 필요한 시간과 비용이 높아진다. 칩에 부하되는 열변형의 허용범위가 되도록 함몰부(5)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스의 제조공정은, 와이어프레임의 다이패드(31)에 소정의 함몰부(5)와 접점부(4)을 형성하는 것과, 다이패드(31)의 접점부(4)의 일부 또는 전부분에 구조체 칩(센서 칩)(2)을 다이본드 하는 것과, 센서 칩(2)을 다른 반도체 칩(7) 등과 와이어본딩하는 공정과, 센서 칩(2)과 다이패드(31)와 인너 리드(32)를 수지밀봉재(9)에 의해 몰드가공 하는 것을 포함하고 있다.
센서 칩(2)을 다이본드 하는 공정에 있어서, 센서 칩(2)은 보통은 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에 대 본드 된다. 이에 따라 몰드가공의 공정까지 센서 칩(2)은 안정되게 지지된다.
몰드가공하는 공정에서는 수지밀봉재(9)는 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극에 충전된다.
도 5a에는 본 실시예의 변형예로서 다이패드(31)에 함몰부(5) 대신에 절개부(6)를 형성한 마이크로 디바이스(1)를 도시한다. 여기서는 접점부(4)를 도 4a와 같은 형상으로 하고 있다. 다이패드(31)의 표면에는 대략 직사각형의 절개부(6)가 형성되어 있다. 절개부(6)는 펀칭, 커팅, 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 5b는 도 5a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드 지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 절개부(6)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 5b에서 알 수 있는 것과 같이 절개부(6)는 센서 칩(2)에 열변형을 일으키지 않아 도 4a의 형태에 비해 센서 칩(2)의 성능이 더욱 안정된다. 그러나 이 형태에서는 절개부(6)에 의해 리드프레임의 강도가 약해진다. 따라서 센서 칩(2)의 다이본드 공정등의 리드프레임에 부하가 걸리는 공정에서는 취급에 주의를 요한다.
도 6a 및 도 6b에는 본 실시예의 마이크로 디바이스(1)의 다른 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예에서는, 비접점부는 함몰부(5)와 절개부(6)로 구성되어 있다. 비접점부는 세로방향의 상하부분이 절개부(6)이며 그것들의 절개부(6) 사이에 함몰부(5)가 형성되어 있다. 접점부(4)는 도 4a 및 도 5a와 같이 패드지지부(43)와 대변지지부(44)로 구성되어 있다. 이 형태의 특징은 도 4a와 비교하면 절개부(6)가 있어서 열변형 저감효과가 높은 것과, 도 5a와 비교하면 함몰부(5)가 있어서 리드프레임 강도가 강한 것이다.
비접점부에 있어서의 절개부(6)와 함몰부(5)의 배치는 도 6a에 도시하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면 가로방향의 좌우 부분에 절개부(6)를 형성하고 그것들의 절개부(6) 사이에 함몰부(5)를 형성하는 형태로 할 수 있다. 또한 절개부(6)와 함몰부(5)를 스트라이프 모양으로 배치하는 형태로 할 수도 있다. 또한 함몰부(5)를 세로방향과 가로방향으로 형성한 격자상으로 하고, 함몰부(5)로 둘러싸인 영역을 절개부(6)로 할 수도 있다.
(실시예3)
도 7a는 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 제3실시예로서 반도체칩(7) 및 인너 프레임(32)을 생략하고, 센서 칩(2) 및 다이패드(31)에 대해 도시하고 있다. 이 실시예에서 사용하는 센서 칩(2)은 도 1a와 같이 다른 반도체칩(7)과 와이어본딩에 의해 통전할 수 있는 형상을 가지고 있다. 도시한 센서 칩(2)에서는 직사각형의 센서 칩의 한 변을 따라 센서 칩(2) 윗면에 와이어본딩용의 본딩패드(21)가 4개 형성되어 있다.
다이패드(31)의 표면에는 센서 칩(2)을 지지하는 접점부(4)와 두께의 절반 정도를 에칭하여 형성한 함몰부(5)가 형성되어 있다.
접점부(4)는 2개의 부분으로 구성되어 있다. 한 부분은 센서 칩의 가장자리를 구성하는 4변중, 본딩패드(21)가 형성된 한 변(도 7a에서는 칩 오른쪽 변)의 바닥부를 지지하는 패드지지부(43)이다. 나머지 한 부분은 센서 칩(2)의 상기 한 변과 대향하는 대변(도 7a에서는 칩 왼쪽 변) 바닥부의 거의 중심부분을 지지하는 대변지지부(44)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 비교하면 대변지지부(44)의 형상이 다르다.
패드지지부(43)는 센서 칩(2)의 본딩패드(21)에 걸리는 응력을 지지할 수 있으므로 와이어본딩시의 응력에 의해 칩이 기울어지는 것을 효과적으로 억제한다.
대변지지부(44)는 패드지지부(43)와 협동하여 센서 칩(2)의 다이본드로부터 몰드가공할 때까지 센서 칩(2)을 안정되게 지지한다. 본 실시예의 대변지지부(44)는 도 4의 실시예에 비하면 면적이 작아지고 있으므로 센서 칩(2)의 안정 지성은 어느 정도 떨어지지만 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 7a에서 함몰부(5)는 대략 직사각형의 왼쪽변 상에 작은 대략 직사각형의 돌출부(대변지지부(44))가 돌출한 형상으로 형성되고 있다. 함몰부(5)의 최소 가로치수 즉 패드지지부(43)와 대변지지부(44)의 거리는 센서 칩의 가로치수보다도 짧아지고 있다. 이에 따라 센서 칩(2)의 좌우 가장자리부를 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정할 수 있다. 함몰부의 최대 가로치수는 대향지지부(44)를 제외한 경우의 가로 치수이며, 도 7a에서는 칩의 가로치수와 거의 같은 정도로 되어 있다. 그러나 최대 가로치수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 센서 칩(2)을 다이본드 했을 때 함몰부(5)의 왼쪽 가장자리부 중 대변지지부(44)가 형성되지 않은 부분과, 센서 칩(2) 사이가 이격되도록 최대 가로치수를 변경할 수 있다. 이와같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 왼쪽 변과 다이패드(31)를 일부 이격할 수 있으므로 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
함몰부(5)의 세로치수는 센서 칩(2)의 세로치수보다도 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 윗변 및 밑변과, 다이패드(31)와의 이격 거리를 길게 할 수 있으므로 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 7a에 도시하는 것과 같이 다이패드 위쪽에서 관찰하면 구조체 칩 상하변의 바깥쪽 및 왼쪽 변 바깥쪽의 일부(대향지지부(44)와 접촉하지 않는 부분)에 함몰부의 일부가 보이고 있다. 몰드가공시에는 수지밀봉재가 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극으로부터 함몰부(5) 내로 침입하여 함몰부와 센서 칩(2) 사이를 충전한다.
함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 7b는 도 7a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 7b에 있어서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)과 센서 칩(2) 사이에 끼우는 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼워진다. 그리고 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼운 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)으로부터 센서 칩(2)에 전파하는 열변형이 완화된다. 따라서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 칩에 부하되는 열변형을 경감하는 효과가 높아진다. 그러나 함몰부(5)의 깊이를 깊게 하면 에칭에 요하는 시간과 비용이 높아진다. 칩에 부하되는 열변형의 허용범위가 되도록 함몰부(5)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스의 제조공정은 와이어프레임의 다이패드(31)에 소정의 함몰부(5)와 접점부(4)를 형성하는 것과, 다이패드(31)의 접점부(4)의 일부 또는 전부분에 구조체 칩(센서 칩)(2)을 다이본드 하는 것과, 센서 칩(2)을 다른 반도체 칩(7) 등과 와이어본딩 하는 것과, 센서 칩(2)과 다이패드(31)와 인너 리드(32)를 수지밀봉재(9)에 의해 몰드가공 하는 것을 포함하고 있다.
센서 칩(2)을 다이본드하는 공정에 있어서, 센서 칩(2)은 보통은 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에 다이본드한다. 이에 따라 몰드가공의 공정까지 센서 칩(2)은 안정되게 지지된다.
몰드가공하는 공정에서는 수지밀봉재(9)는 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극에 충전된다.
도 8a에는 본 실시예의 변형예로서 다이패드(31)에 함몰부(5) 대신에 절개부(6)를 형성한 마이크로 디바이스(1)를 도시한다. 여기서는 접점부(4)를 도 7a와 같은 형상으로 하고 있다. 다이패드(31)의 표면에는 절개부(6)가 형성되어 있다. 절개부(6)는 펀칭, 커팅, 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 8b는 도 8a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 절개부(6)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 8b에서 알 수 있는 바와 같이 절개부(6)는 센서 칩(2)에 열변형을 일으키지 않아 도 7a의 형태에 비해 센서 칩(2)의 성능이 더욱 안정된다. 그러나, 이 형태에서는 접점부(4)가 완전히 투조되어 리드프레임의 강도가 약해진다. 따라서 센서 칩(2)의 다이본드공정 등의 리드프레임에 부하가 걸리는 공정에서는 취급에 주의를 요한다.
도 9a 및 도 9b에는 본 실시예의 마이크로 디바이스(1)의 다른 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예에서는 비접점부는 함몰부(5)와 절개부(6)로 구성되어 있다. 비접점부는 세로방향의 상하부분이 절개부(6)이며 그것들의 절개부(6)사이에 함몰부(5)가 형성되어 있다. 접점부(4)는 도 7a 및 도 8a와 마찬가지로 패드지지부(43)와 대변지지부(44)로 구성되어 있다. 이 형태의 특징은 도 7a와 비교하면 절개부(6)가 있어서 열변형 저감효과가 높은 것과, 도 8a와 비교하면 함몰부(5)가 있어서 리드프레임 강도가 강한 것이다. 특히 함몰부(5)가 대향지지부(44)와 연속하는 형태가 바람직하다. 대향지지부(44)는 돌출한 절편(切片)모양으로 형성되어 있으므로 강도가 낮아지기 쉽지만 함몰부(5)와 연속함으로써 보강할 수 있다.
비접점부에 있어서의 절개부(6)와 함몰부(5)의 배치는 도 9a에 도시하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면 가로방향의 좌우 부분에 절개부(6)를 형성하고 그것들의 절개부(6)의 사이에 함몰부(5)를 형성하는 형태로 할 수 있다. 또한 절개부(6)와 함몰부(5)를 스트라이프 모양으로 배치하는 형태로 할 수 있다. 또한 함몰부(5)를 세로방향과 가로방향으로 형성한 격자상으로 하며, 함몰부(5)로 둘러싸인 영역을 절개부(6)로 할 수도 있다.
(실시예4)
도 10a는 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 제4실시예로서, 반도체 칩(7) 및 인너 프레임(32)을 생략하고, 센서 칩(2) 및 다이패드(31)에 대해 도시하고 있다. 이 실시예에서 사용하는 센서 칩(2)은 도 1과 같이 다른 반도체 칩(7)과 와이어본딩에 의해 통전할 수 있는 형상을 가지고 있다. 도시한 센서 칩(2)에서는 직사각형의 센서 칩(2)의 한 변을 따라 센서 칩(2) 윗면에 와이어본딩용의 본딩패드(21)가 4개 형성되어 있다.
다이패드(31)의 표면에는 센서 칩(2)을 지지하는 접점부(4)와 두께의 절반 정도를 에칭하여 형성한 함몰부(5)가 형성되어 있다. 접점부(4)는 3개의 부분으로 구성되어 있다. 제1부분은 센서 칩의 가장자리를 구성하는 4변 중 본딩패드(21)가 형성된 센서 칩(2)의 한 변(도 10a에서는 칩 오른쪽 변)의 바닥부를 지지하는 패드 지지부(43)이다. 제2부분은 센서 칩(2)의 상기 한 변과 대향하는 대변(도 10a에서는 칩 왼쪽 변)의 바닥부를 지지하는 대변지지부(44)이다. 제3부분은 센서 칩(2)의 중심에 위치하는 원형의 중앙지지부(41)이다.
패드지지부(43)는 센서 칩(2)의 본딩패드(21)에 걸리는 응력을 지지할 수 있으므로 와이어본딩시의 응력에 의해 칩이 기울어지는 것을 효과적으로 억제한다.
대변지지부(44)와 중앙지지부(41)는 패드지지부(43)와 협동하여 센서 칩(2)의 다이본드로부터 몰드가공할 때까지 센서 칩(2)을 안정되게 지지한다.
또한 중앙지지부(41)는 센서 칩(2)이 만곡하는 것을 방지하는 데도 효과적이다. 이 형태는 특히 센서 칩(2)의 치수가 비교적 클 경우나, 센서 칩(2)의 두께가 얇아 용이하게 만곡되기 쉬울 경우에 적합하다. 중앙지지부(41)는 이 예에서는 원형으로 되어 있지만 사각형 등의 다각형, 타원형 등 임의 형상으로 할 수 있다.
다이패드(31)표면의 패드지지부(43)와 대변지지부(44) 사이에는 중앙지지부(4)를 제외한 영역에 함몰부(5)가 형성되어 있다. 함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 10a에서는 외형을 대략 직사각형으로 한 함몰부(5)와, 함몰부(5)의 대략 중앙에 형성한 중심지지부(41)가 형성되어 있다. 함몰부(5)의 가로 치수, 즉 패드지지부(43)와 대변지지부(44)의 거리는 센서 칩의 가로 치수보다도 짧다. 이에 따라 센서 칩(2)의 좌우 가장자리를 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정할 수 있다. 함몰부(5)의 세로치수는 센서 칩(2)의 세로치수보다도 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 윗변 및 밑변과 다이패드(31)의 이격 거리를 길게 할 수 있으므로 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 10a에 도시하는 것과 같이 다이패드 위쪽에서 관찰하면 구조체 칩의 상하변의 바깥쪽에 함몰부의 일부가 보인다. 몰드가공시에는 수지밀봉재가 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극으로부터 함몰부(5)내로 침입하여 함몰부와 센서 칩(2)의 사이를 충전한다.
함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
중앙지지부(41)는 이 예에서는 함몰부(5)의 중앙에 한 개 형성되어 있지만 이에 한정되지 않고 예를 들면 면적이 작은 중앙지지부(41)를 여러 개 이격하여 형성할 수 있다. 이들의 중앙지지부(41)는 센서 칩(2)의 밸런스를 취하기 쉽도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 10b은 도 10a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43), 대변지지부(44) 및 중앙지지부(41)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 10b에 있어서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)과 센서 칩(2) 사이에 끼우는 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼워진다. 그리고 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼운 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)으로부터 센서 칩(2)에 전파하는 열변형이 완화된다. 따라서 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 칩에 부하되는 열변형을 경감하는 효과가 높아진다. 그러나 함몰부(5)의 깊이를 깊게 하면 에칭에 필요한 시간과 비용이 높아진다. 칩에 부하되는 열변형의 허용범위가 되도록 함몰부(5)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스의 제조공정은, 와이어프레임의 다이패드(31)에 소정의 함몰부(5)와 접점부(4)를 형성하는 것과, 다이패드(31)의 접점부(4)의 일부 또는 전부분에 구조체 칩(센서 칩)(2)을 다이본드 하는 것과, 센서 칩(2)을 다른 반도체칩(7) 등과 와이어본딩 하는 공정과, 센서 칩(2)과 다이패드(31)와 인너 리드(32)를 수지밀봉재(9)에 의해 몰드가공 하는 것을 포함하고 있다.
센서 칩(2)을 다이본드 하는 공정에 있어서 센서 칩(2)은 3개의 지지부(4) 중 적어도 2개에 대 패드 되지만 특히 패드지지부(43)가 다이패드되는 것이 바람직하다. 이에 따라 와이어본딩 공정에 있어서, 센서 칩(2)을 보다 안정되게 유지할 수 있다.
다이본드 하는 지지부의 조합예로서는, 패드 지지부(43)와 대변지지부(44)에 다이본드 하는 방법, 패드지지부(43)와 중앙지지부(41)에 다이본드 하는 방법, 또는, 패드지지부(43)와 대변지지부(44)와 중앙지지부(41)에 다이본드 하는 방법 중 어느 하나를 선택할 수도 있다. 어떤 조합이라도 센서 칩(2)은 몰드가공공정까지 안정되게 지지된다.
몰드가공하는 공정에서 수지밀봉재(9)는 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극에 충전된다.
도 11a에는 본 실시예의 마이크로 디바이스(1)의 변형예가 도시되어 있다.
이 변형예에서 비접점부는 함몰부(5)와 절개부(6)로 구성되고 있으며 함몰부(5)의 일부에 중앙지지부(41)가 형성되어 있다. 비접점부는 세로방향의 상하 부분이 절개부(6)이며, 그것들의 절개부(6)의 사이에 함몰부(5)가 형성되어 있다. 절개부(6)는 펀칭, 커팅, 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 접점부(4)는 도 10과 같이 패드 지지부(43)와 대변지지부(44)와 중앙지지부(41)로 구성되어 있다.
도 11b는 도 11a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 그 A-A단면도이고, 이 단면에서 센서 칩(2)은, 다이패드(31)의 패드지지부(43), 대변지지부(44) 및 중앙지지부(41)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5) 및 절개부(6)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 11a에 도시한 형태의 특징은 도 10a와 비교하면, 절개부(6)가 있어서 열변형 저감효과가 높은 것이다.
비접점부에 있어서의 절개부(6)와 함몰부(5)의 배치는 도 11a에 도시한 것에 한정되지 않으며, 예를 들면 가로방향의 좌우 부분에 절개부(6)을 형성하고, 그것들의 절개부(6) 사이에 함몰부(5)를 형성하는 형태로 할 수 있다. 또한 절개부(6)와 함몰부(5)를 스트라이프 모양으로 배치하는 형태로 할 수도 있다. 또한, 함몰부(5)를 세로방향과 가로방향으로 형성한 격자상으로 하고, 함몰부(5)로 둘러싸인 영역을 절개부(6)로 할 수도 있다.
(실시예5)
도 12a는 본 발명에 관한 반도체 마이크로 디바이스의 제5실시예이며, 반도체칩(7) 및 인너 프레임(32)을 생략하고 센서 칩(2) 및 다이패드(31)에 대해 도시하고 있다. 이 실시예에서 사용하는 센서 칩(2)은 도 1과 같이 다른 반도체 칩(7)과 와이어본딩에 의해 통전할 수 있는 형상을 가지고 있다. 도시한 센서 칩(2)에서는 직사각형의 센서 칩(2)의 한 변을 따라 센서 칩(2) 윗면에 와이어본딩용의 본딩패드(21)가 4개 형성되어 있다.
다이패드(31)의 표면에 센서 칩(2)을 지지하는 접점부(4)과, 두께의 절반 정도를 에칭하여 형성한 함몰부(5)가 형성되어 있다.
접점부(4)는 3개의 부분으로 구성되어 있다. 제1부분은 센서 칩의 가장자리를 구성하는 4변중, 본딩패드(21)가 형성된 센서 칩(2)의 한변(도 12a에서는 칩 오른쪽 변)의 바닥부를 지지하는 패드지지부(43)이다. 제2부분은 센서 칩(2)의 상기 한 변과 대향하는 대변(도 12a에서는 칩 왼쪽 변)의 바닥부 거의 중심부분만을 지지하는 대변지지부(44)이다. 제3부분은 센서 칩(2)의 중심에 위치하는 원형의 중앙지지부(41)이다.
패드지지부(43)는 센서 칩(2)의 본딩패드(21)에 걸리는 응력을 지지할 수 있으므로, 와이어본딩시의 응력에 의해 칩이 기울어지는 것을 효과적으로 억제한다.
대변지지부(44)와 중앙지지부(41)는 패드 지지부(43)와 협동하여 센서 칩(2)의 다이본드로부터 몰드가공할 때까지 센서 칩(2)을 안정되게 지지한다.
또한 중앙지지부(41)는 센서 칩(2)이 만곡하는 것을 방지하는 데도 효과적이다. 이 형태는 특히, 센서 칩(2)의 치수가 비교적 클 경우나, 센서 칩(2)의 두께가 얇아서 용이하게 만곡되기 쉬울 경우에 적합한다. 중앙지지부(41)는 이 예에서는 원형으로 되어 있지만, 사각형 등의 다각형, 타원형 등 임의 형상으로 할 수 있다.
본 실시예의 대변지지부(44)는 도 10a의 실시예에 비하면 면적이 작아지고 있으므로, 센서 칩(2)의 안정 지지성은 어느 정도 떨어지지만 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 12a에서는 함몰부(5)의 외형은 대략 직사각형의 왼쪽 변상에 작은 대략 직사각형의 돌출부(대변지지부(44))가 돌출한 형상으로 형성되어 있다. 함몰부(5)의 대략 중앙에는 중심지지부(41)가 형성되어 있다. 함몰부(5)의 최소 가로치수, 즉 패드지지부(43)와 대변지지부(44)의 거리는, 센서 칩의 가로치수보다도 짧아지고 있다. 이에 따라 센서 칩(2)의 좌우 가장자리를, 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에서 다이본드(8)에 의하여 고정할 수 있다. 함몰부의 최대 가로치수는 대향지지부(44)를 제외한 경우의 가로치수이며, 도 12a에서는 칩의 가로치수와 거의 동일한 정도로 되어 있다. 그러나, 최대 가로치수는 이에 한정되지 않고, 센서 칩(2)을 다이본드 했을 때 함몰부(5)의 왼쪽 가장자리부중 대변지지부(44)가 형성되지 않는 부분과, 센서 칩(2) 사이가 이격하도록 최대 가로치수를 변경할 수 있다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 왼쪽 변과 다이패드(31)를 일부 이격할 수 있으므로, 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
함몰부(5)의 가로치수는 센서 칩(2)의 세로치수보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 센서 칩(2)의 윗변 및 밑변과, 다이패드(31)의 이격 거리를 길게할 수 있으므로, 센서 칩(2)에 부하되는 열변형을 보다 낮게 할 수 있다.
도 12a에 도시하는 것과 같이 다이패드 위쪽에서 관찰하면, 구조체 칩 상하 변의 바깥쪽 및 왼쪽 변의 바깥쪽의 일부(대향지지부(44)와 접촉하지 않는 부분)에 함몰부의 일부가 보이고 있다. 몰드가공시에는 수지밀봉재가 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극으로부터 함몰부(5)내로 침입하여 함몰부와 센서 칩(2)의 사이를 충전한다.
함몰부(5)는 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
중앙지지부(41)는 이 예에서는 함몰부(5)의 중앙에 한 개 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고 예를 들면 면적이 작은 중앙지지부(41)를 다수 이격하여 형성할 수도 있다. 이들의 중앙지지부(41)는 센서 칩(2)의 밸런스를 취하기 쉽도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 12b은 도 12a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43), 대변지지부(44) 및 중앙지지부(41)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5)에는 수지밀봉재(9)가 충전되고 있다.
도 12b에 있어서, 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 함몰부(5)의 바닥(51)과 센서 칩(2)의 사이에 끼우는 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼워진다. 그리고, 수지밀봉재(9)의 두께가 두꺼운 만큼, 함몰부(5)의 바닥(51)으로부터 센서 칩(2)에 전파하는 열변형이 완화된다. 따라서, 함몰부(5)의 깊이가 깊은 만큼 칩에 부하되는 열변형을 경감하는 효과가 높아진다. 그러나 함몰부(5)의 깊이를 깊게 하면 에칭에 필요한 시간과 비용이 높아진다. 칩에 부하되는 열변형의 허용범위가 되도록 함몰부(5)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 마이크로 디바이스의 제조공정은, 와이어프레임의 다이패드(31)에 소정의 함몰부(5)와 접점부(4)를 형성하는 것과, 다이패드(31)의 접점부(4)의 일부 또는 전부분에 구조체 칩(센서 칩)(2)을 다이본드 하는 것과, 센서 칩(2)을 다른 반도체 칩(7) 등과 와이어본딩 하는 공정과, 센서 칩(2)과 다이패드(31)와 인너 리드(32)를 수지밀봉재(9)에 의해 몰드가공 하는 것을 포함하고 있다.
센서 칩(2)을 다이본드 하는 공정에 있어서, 센서 칩(2)은 3개의 지지부(4) 중, 적어도 2개에 대 패드 되지만 특히, 패드지지부(43)가 다이패드 되는 것이 바람직하다. 이에 따라 와이어본딩 공정에 있어서, 센서 칩(2)을 보다 안정되게 유지할 수 있다.
다이본드 하는 지지부의 조합의 예로서는, 패드지지부(43)와 대변지지부(44)에 다이본드 하는 방법, 패드지지부(43)와 중앙지지부(41)에 다이본드 하는 방법, 또는 패드지지부(43)와 대변지지부(44)와 중앙지지부(41)에 다이본드 하는 방법중 어느 하나를 선택할 수도 있다. 어떠한 조합이라도 센서 칩(2)은, 몰드가공의 공정까지 안정되게 지지된다.
몰드가공하는 공정에서는, 수지밀봉재(9)는 함몰부(5)와 센서 칩(2)의 간극에 충전된다.
도 13a에는 본 실시예의 마이크로 디바이스(1)의 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예에서 비접점부는 함몰부(5)와 절개부(6)로 구성되고 있으며 함몰부(5)의 일부에 중앙지지부(41)가 형성되어 있다. 비접점부는 세로방향의 상하 부분이 절개부(6)이며 그것들의 절개부(6) 사이에 함몰부(5)가 형성되어 있다. 절개부(6)는 펀칭, 커팅, 드라이에칭, 습식에칭 등의 기존에 알려진 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 접점부(4)는, 도 12와 마찬가지로 패드지지부(43)와 대변지지부(44)와 중앙지지부(41)로 구성되어 있다.
도 13b는 도 13a의 마이크로 디바이스를 수지밀봉한 후의 A-A단면도이며, 이 단면에서 센서 칩(2)은 다이패드(31)의 패드지지부(43), 대변지지부(44) 및 중앙지지부(41)에서 다이본드(8)에 의하여 고정되어 있다. 또한 함몰부(5) 및 절개부(6)에는 수지밀봉재(9)가 충전되어 있다.
도 13a에 도시한 형태의 특징은 도 12a와 비교하면 절개부(6)가 있어서 열변형 저감효과가 높은 것이다. 특히 함몰부는 대향지지부(44)와 연속하는 형태가 바람직하다. 대향지지부(44)는 돌출한 절편모양으로 형성되어 있으므로 강도가 낮아지기 쉽지만 함몰부(5)와 연속함으로써 보강할 수 있다.
비접점부에 있어서의 절개부(6)와 함몰부(5)의 배치는 도 13a에 도시한 것에 한정되지 않으며, 예를 들면 횡방향의 좌우부분에 절개부(6)를 형성하고, 그것들의 절개부(6) 사이에 함몰부(5)를 형성하는 형태로 할 수 있다. 또한 절개부(6)와 함몰부(5)를 스트라이프 모양으로 배치하는 형태로 할 수도 있다. 또한 함몰부(5)를 세로방향과 가로방향으로 형성한 격자상으로 하며, 함몰부(5)로 둘러싸인 영역을 절개부(6)로 할 수도 있다.
본 발명에 의하면 칩의 대각선상의 접점부의 면적을 줄임으로써, 칩에 부하되는 열변형을 감소시켜 신뢰성이 높은 반도체 마이크로 디바이스를 얻을 수 있다.
비접점부는 수지밀봉처리에 의해 충전되므로, 최종제품의 반도체 마이크로 디바이스내에 있어서의 실리콘 구조체 칩은, 접점부뿐만 아니라 수지밀봉재에 의해도 지지된다. 그 때문에 수지밀봉하지 않고 비접점부에 공극을 가진 상태의 반도체 마이크로 디바이스에 비하면, 실리콘 구조체 칩의 내충격성이 향상된다.
본 발명은 바람직한 실시예 및 첨부된 도면과 관련하여 설명했지만, 여러가지 변화나 변경은 당업자에 있어서 자명하다. 이러한 변화나 변경은 첨부한 청구범위에 의해 정의되며, 벗어나지 않는 한 본 발명의 범위내에 있다고 이해해야 한다.

Claims (3)

  1. 반도체 마이크로 디바이스에 있어서,
    이 마이크로 디바이스는,
    직사각형 모양의 실리콘 마이크로 구조체 칩과,
    상기 실리콘 구조체 칩을 고정하는 다이패드를 구비한 리드프레임이며, 해당 다이패드가, 상기 실리콘 구조체 칩과 접촉하는 접점부를 포함하고 있는 리드프레임과,
    상기 실리콘 구조체 칩과 상기 리드프레임의 일부를 밀봉하는 수지밀봉재를 포함하고 있으며,
    상기 리드프레임의 다이패드는 상기 실리콘 구조체 칩과 접촉하지 않도록 상기 접점부보다 낮게 된 비접점부를 구비하고 있으며, 이 비접점부는 적어도 실리콘 구조체 칩의 대각부위에 대응하는 위치에 형성되고 있고,
    상기 비접점부와 상기 실리콘 구조체 칩의 간극에 상기 수지밀봉재가 충전되어 다이패드와 구조체 칩이 수지에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 마이크로 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비접점부는 상기 실리콘 구조체 칩의 네 구석부분에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 마이크로 디바이스.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 실리콘 구조체 칩은 와이어본딩용의 본딩패드를 구비하고 있으며,
    상기 비접점부는 상기 본딩패드에 대응하는 위치에 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체 마이크로 디바이스.
KR1020050019017A 2004-05-13 2005-03-08 반도체 마이크로 디바이스 KR100668098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00143035 2004-05-13
JP2004143035A JP2005327830A (ja) 2004-05-13 2004-05-13 半導体マイクロデバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060043502A KR20060043502A (ko) 2006-05-15
KR100668098B1 true KR100668098B1 (ko) 2007-01-11

Family

ID=35308607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050019017A KR100668098B1 (ko) 2004-05-13 2005-03-08 반도체 마이크로 디바이스

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050253208A1 (ko)
JP (1) JP2005327830A (ko)
KR (1) KR100668098B1 (ko)
CN (1) CN100433302C (ko)
DE (1) DE102005011863A1 (ko)
TW (1) TWI281730B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI251939B (en) * 2005-05-24 2006-03-21 Siliconware Precision Industries Co Ltd Lead-frame type semiconductor package and lead frame thereof
US7304395B2 (en) * 2005-07-05 2007-12-04 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor chip package
DE102008005153A1 (de) * 2008-01-18 2009-07-23 Robert Bosch Gmbh Druckmessmodul
JP4961398B2 (ja) * 2008-06-30 2012-06-27 株式会社日立製作所 半導体装置
CN101930961B (zh) * 2009-06-22 2012-08-22 南茂科技股份有限公司 封装结构
DE102010001075A1 (de) * 2010-01-21 2011-07-28 Robert Bosch GmbH, 70469 Niederdrucksensor
US20150268261A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 Trw Automotive U.S. Llc Circuit mounting apparatus and method using a segmented lead-frame
CN104949668B (zh) * 2015-06-19 2017-10-20 北京信息科技大学 一种微型三自由度单循环式pmma气流陀螺
TWI563601B (en) * 2015-11-26 2016-12-21 Phoenix Pioneer Technology Co Ltd Package device and its lead frame and manufacturing method of lead frame

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006710B1 (ko) * 1987-02-25 1996-05-22 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 면실장형 반도체집적회로장치 및 그 제조방법과 그 실장방법
US5233222A (en) * 1992-07-27 1993-08-03 Motorola, Inc. Semiconductor device having window-frame flag with tapered edge in opening
JPH06132444A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Hitachi Ltd 半導体装置
JP3281994B2 (ja) * 1993-06-10 2002-05-13 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 樹脂封止型半導体装置
TW393744B (en) * 1998-11-10 2000-06-11 Siliconware Precision Industries Co Ltd A semicondutor packaging
TW428295B (en) * 1999-02-24 2001-04-01 Matsushita Electronics Corp Resin-sealing semiconductor device, the manufacturing method and the lead frame thereof
JP3420153B2 (ja) * 2000-01-24 2003-06-23 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP3813788B2 (ja) * 2000-04-14 2006-08-23 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置及びその製造方法
ATE263431T1 (de) * 2000-09-08 2004-04-15 Asm Tech Singapore Pte Ltd Werkzeug und verfahren zum einkapseln elektronischer teile
JP2003017646A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法
DE10134586A1 (de) * 2001-07-17 2003-02-06 Siemens Ag Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Dehnungsbeanspruchung
CN1466201A (zh) * 2002-06-28 2004-01-07 矽品精密工业股份有限公司 芯片座具凹部的半导体封装件
US6927483B1 (en) * 2003-03-07 2005-08-09 Amkor Technology, Inc. Semiconductor package exhibiting efficient lead placement
TWI245429B (en) * 2003-12-23 2005-12-11 Siliconware Precision Industries Co Ltd Photosensitive semiconductor device, method for fabricating the same and lead frame thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN1697160A (zh) 2005-11-16
CN100433302C (zh) 2008-11-12
DE102005011863A1 (de) 2005-12-15
TW200537652A (en) 2005-11-16
KR20060043502A (ko) 2006-05-15
JP2005327830A (ja) 2005-11-24
TWI281730B (en) 2007-05-21
US20050253208A1 (en) 2005-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100668098B1 (ko) 반도체 마이크로 디바이스
EP2075221B1 (en) Mechanical isolation for MEMS devices
US7615835B2 (en) Package for semiconductor acceleration sensor
CN102714200B (zh) 用于微机电系统设备的具有声学气道的基于引脚框的预塑模封装
US7540190B2 (en) Semiconductor device with acceleration sensor
US20010001550A1 (en) Integral stress isolation apparatus and technique for semiconductor devices
JP2009500841A (ja) 半導体デバイス
EP1134806A2 (en) Stress reducing lead-frame for plastic encapsulation
JP4835058B2 (ja) センサパッケージ
US20050253240A1 (en) Micromechanical component and corresponsing production method
JP2005140720A (ja) 加速度センサ
US8836099B2 (en) Leadless package housing having a symmetrical construction with deformation compensation
JP5974595B2 (ja) 半導体センサ及びその製造方法
US20070277607A1 (en) Semiconductor acceleration sensor
KR101573367B1 (ko) 압저항형 세라믹 압력센서
US20180374800A1 (en) Embedded vibration management system
CN115557461A (zh) 一种微机电系统封装结构
US20080157297A1 (en) Stress-Resistant Leadframe and Method
JP5541208B2 (ja) 力学量センサ
CN218561115U (zh) 一种微机电系统封装结构
JP2007178374A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3410752B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100979238B1 (ko) 반도체 패키지
WO2010104064A1 (ja) Ｍｅｍｓセンサ
JP6863215B2 (ja) Ｍｅｍｓ発振器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee