KR100830347B1 - Direct chip attaching package, manufacturing method thereof and stacked direct chip attaching package - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디렉트 칩 어태치 패키지에 관한것이다. 본 발명에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지는 상면에 본딩패드가 있는 반도체 칩, 상기 반도체 칩 가장자리의 스크라이브 라인에 형성된 비아홀에 채워진 전도선, 상기 본딩패드와 상기 반도체 칩 상면의 상기 전도선 일단을 전기적으로 연결시키는 상면 재배치선과 상기 반도체 칩 하면의 상기 전도선 일단에 연결된 하면 재배치선을 포함하는 재배치선, 몰딩재 및 솔더볼들을 포함한다. 본 발명에 의한 상기 패키지는 두 개의 반도체 칩 또는 세 개의 반도체 칩을 스택킹하는 것이 가능하여 보드(Board)에 패키지가 점유하는 공간이 작아 보드(Board)디자인이 용이하고, 스택된 디렉트 칩 어태치 패키지의 두께가 매우 얇다.The present invention relates to a direct chip attach package. The direct chip attach package according to the present invention includes a semiconductor chip having a bonding pad on an upper surface thereof, a conductive line filled in a via hole formed in a scribe line at an edge of the semiconductor chip, and electrically connecting one end of the bonding pad and the upper surface of the semiconductor chip to an upper surface thereof. It includes a repositioning line, a molding material and solder balls including an upper surface repositioning line to be connected and a lower surface relocation line connected to one end of the conductive line of the lower surface of the semiconductor chip. The package according to the present invention is capable of stacking two semiconductor chips or three semiconductor chips, so that the space occupied by the package on the board is small, so that the board design is easy, and the stacked direct chip attach The package is very thin.

웨이퍼 레벨 시에스피(WL-CSP), 패키지. 스택, 디렉트 칩 어태치 패키지Wafer Level SIP (WL-CSP), Package. Stack, Direct Chip Attach Package

Description

디렉트 칩 어태치 패키지, 그 제조방법 및 스택트 디렉트 칩 어태치 패키지{Direct chip attaching package, manufacturing method thereof and stacked direct chip attaching package}Direct chip attach package, manufacturing method and stacked direct chip attach package TECHNICAL FIELD

도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a wafer level chip scale package according to the prior art.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.2 to 9 are diagrams for explaining a method of manufacturing a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 구조를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 구조를 도시한 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a direct chip attach package according to a modified example of the embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 스택된 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating a stacked structure of a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

120: 나이트라이드층, 150: 본딩패드, 160: 반도체 칩, 220: 전도선, 120: nitride layer, 150: bonding pad, 160: semiconductor chip, 220: conductive line,

230: 상면 재배치선(redistribution line), 240: 하면 재배치선, 230: top redistribution line, 240: bottom relocation line,

310,320: 절연물질, 330: 에폭시 몰딩 복합재(epoxy molding compound), 310,320 insulation material, 330 epoxy molding compound,                 

410: 솔더볼(solder ball), 515: 범프(Bump)410: solder ball, 515: bump

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 특히 스택에 유리한 디렉트 칩 어태치 패키지(DCAP : Direct Chip Attaching Package)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor packages, and more particularly to a direct chip attach package (DCAP) that is advantageous for a stack.

최근의 전자제품들은 제품의 크기는 소형화되면서 처리용량은 대용량화를 추고하고 있다. 따라서 이에 사용되는 반도체 칩 패키지 또한 경박단소화되는 경향을 보이고 있다. 그결과 BGA(ball grid array) 패키지에서 반도체 칩 크기의 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WL-CSP : wafer level chip scale package)의 형태로 발전되었다. In recent years, electronic products have been increasing in size while being smaller in size. Therefore, the semiconductor chip package used for this also tends to be light and thin. As a result, it has evolved from a ball grid array (BGA) package to a wafer level chip scale package (WL-CSP).

도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 반도체 칩 상면에는 나이트라이드층(20)이 형성되어 있으며, 상기 나이트라이드층(20) 사이에 본딩패드(50)가 형성되어 있다. 상기 반도체 칩의 본딩패드(50)에는 재배치선(redistribution line)이 연결되어 있고 상기 재배치선의 다른 일부분은 솔더볼(70)과 연결되어 있다. 상기 나이트라이드층(20)과 상기 재배치선(60) 사이에는 제1절연층(30)이 형성되어 있으며, 상기 재배치선(60) 및 상기 제1절연층(30) 상부에는 제2절연층(40)이 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view illustrating a wafer level chip scale package according to the prior art. Referring to FIG. 1, a nitride layer 20 is formed on an upper surface of a semiconductor chip, and a bonding pad 50 is formed between the nitride layers 20. A redistribution line is connected to the bonding pad 50 of the semiconductor chip, and another portion of the redistribution line is connected to the solder ball 70. A first insulating layer 30 is formed between the nitride layer 20 and the repositioning line 60, and a second insulating layer is disposed on the repositioning line 60 and the first insulating layer 30. 40) is formed.

상기 재배치선(60)은 상기 반도체 칩(10)과 상기 솔더볼(70)을 전기적으로 연결시키는 기능을 수행하며, 또한, 솔더볼(70)의 위치에 따라 적절하게 배치될 수 있다. 상기 재배치선(60)을 통하여 반도체 칩(10)과 연결된 솔더볼(70)은 외부연결단자로서의 기능을 수행한다. The relocation line 60 performs a function of electrically connecting the semiconductor chip 10 and the solder ball 70, and may be appropriately disposed according to the position of the solder ball 70. The solder ball 70 connected to the semiconductor chip 10 through the rearrangement line 60 functions as an external connection terminal.

상기 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지는 재배치선(60)을 적절치 배치함으로서, 솔더볼(70)의 위치를 손쉽게 조정할 수 있고 반도체 칩 크기의 패키지를 형성하는데 유용하다. 그러나, 보드(Board,미도시)에 실장시 솔더볼(70)과 재배치라인(60)및 실리콘의 열팽창계수(CTE : Coefficient of Thermal Expansion) 에 의한 능동 회로(active circuit)가 손상될수 있으며, 솔더볼에 함유된 방사선의 일종인 알파레이(α-ray)에 의해 신뢰성이 떨어진다. 또한, uSMD(micro Surface Mount Device), UltraCSP(ultra chip scale package), MiniBGA(mini ball grid array)등을 포함한 상기 웨이퍼 레벨 CSP는 스택패키지를 구성하는 것이 어렵다. 그리고 만약 재배치선( Redistribution Line)이 없는 웨이퍼 레벨CSP를 원한다면, 솔더볼(70)의 위치가 본드패드의 위치와 일정해야한다. 왜냐하면 솔더볼(70)을 보드(Board)에 붙이기 위해서는 최소 500um이상의 간격이 필요하기 때문이다.The wafer-level chip scale package can be easily adjusted to position the solder ball 70 by appropriately disposing the repositioning line 60 and is useful for forming a package of a semiconductor chip size. However, when mounted on a board (not shown), the solder ball 70, the relocation line 60, and the active circuit due to the coefficient of thermal expansion (CTE) of the silicon may be damaged. Reliability is lowered by alpha ray which is a kind of radiation contained. In addition, the wafer level CSP including a micro surface mount device (uSMD), an ultra chip scale package (UlCSP), a mini ball grid array (MiniBGA), etc., is difficult to construct a stack package. And if a wafer level CSP without a redistribution line is desired, the position of the solder ball 70 should be consistent with the position of the bond pad. This is because at least 500um of spacing is required to attach the solder balls 70 to the board.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액츄얼 회로의 보호 및 신뢰성을 확보할 수 있고 웨이퍼 레벨에서 칩을 적층할 수 있는 반도체 패키지를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a semiconductor package capable of securing protection and reliability of an actual circuit and stacking chips at a wafer level.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 반도체 패키지의 제조방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the semiconductor package.                         

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 반도체 패키지의 스택된 반도체 패키지를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a stacked semiconductor package of the semiconductor package.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지는 상면에 본딩패드가 있는 반도체 칩, 상기 반도체 칩 가장자리의 스크라이브 라인에 형성된 비아홀에 도전성 물질로 채워진 전도선, 상기 본딩패드와 상기 반도체 칩 상면의 상기 전도선 일단을 전기적으로 연결시키는 상면 재배치선과 상기 반도체 칩 하면의 상기 전도선 일단에 연결된 하면 재배치선을 포함하는 재배치선, 상기 본딩패드, 상기 재배치선을 몰딩하는 몰딩재 및 상기 재배치선에 형성된 솔더볼들을 포함한다.In order to solve the above technical problem, a direct chip attach package according to the present invention includes a semiconductor chip having a bonding pad on an upper surface thereof, a conductive line filled with a conductive material in a via hole formed in a scribe line at an edge of the semiconductor chip, the bonding pad, and the A relocation line including an upper surface relocation line electrically connecting one end of the conductive line on the upper surface of the semiconductor chip and a lower surface relocation line connected to one end of the conductive line on the lower surface of the semiconductor chip, the bonding pad, a molding material for molding the relocation line, and the It includes solder balls formed on the relocation line.

상기 솔더볼들은 하면 재배치선에 형성된 것이 바람직하다. The solder balls are preferably formed on the lower surface relocation line.

또한, 상기 전도선의 지름은 0.02mm내지 0.3mm의 범위로 형성되고, 상기 전도선의 깊이는 60um 내지 300um의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the diameter of the conductive wire is preferably formed in the range of 0.02mm to 0.3mm, the depth of the conductive wire is preferably formed in the range of 60um to 300um.

상기 몰딩재는 BCB, 폴리이미드 및 현상(Develop)이 가능한 유전물질로 이루어진 물질군 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 사용하는 것이 바람직하다.As the molding material, it is preferable to use any one material selected from the group consisting of BCB, polyimide, and a developable dielectric material.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 제조방법은 상면에 본딩패드가 있는 반도체 칩을 구비한 웨이퍼를 준비한 후 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인에 전도선을 형성한다. 이어서, 상기 웨이퍼 상면에 상기 전도선과 상기 본딩패드를 연결하는 상면 재배치선을 형성하고, 상기 본딩패드 및 상기 상면 재배치선을 몰딩시킨다. 계속하여 상기 웨이퍼 하면을 그라인 딩시키고, 상기 웨이퍼 하면에 상기 전도선과 연결되는 하면 재배치선을 형성한 후 상기 웨이퍼 하면의 상기 하면 재배치선을 몰딩시킨다. 그리고, 상기 하면 재배치선 또는 상기 상면 재배치선에 솔더볼을 형성하고, 상기 반도체 칩을 단일화시킨다.In the method of manufacturing a direct chip attach package according to the present invention for solving the above technical problem, a conductive line is formed on a scribe line of the wafer after preparing a wafer having a semiconductor chip having a bonding pad on an upper surface thereof. Subsequently, an upper surface rearrangement line connecting the conductive line and the bonding pad is formed on the upper surface of the wafer, and the bonding pad and the upper surface rearrangement line are molded. Subsequently, the lower surface of the wafer is ground, a lower surface rearrangement line connected to the conductive line is formed on the lower surface of the wafer, and the lower surface rearrangement line of the lower surface of the wafer is molded. Then, solder balls are formed on the lower surface relocation line or the upper surface relocation line to unify the semiconductor chip.

여기서, 상기 전도선을 형성하는 단계는 상기 스크라이브 라인에 하나의 쌍으로 형성되는 다수개의 비아홀을 형성하는 단계와 상기 비아홀을 도전성 물질로 채우는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The forming of the conductive line may include forming a plurality of via holes formed in a pair in the scribe line and filling the via holes with a conductive material.

또한, 그라인딩된 상기 웨이퍼의 두께는 50um 내지 300um의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the thickness of the ground wafer is preferably formed in the range of 50um to 300um.

상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 적층된 디렉트 칩 어태치 패키지들은 상기의 디렉트 칩 어태치 패키지들이 상하로 스택된 구조이다.      In order to solve the above technical problem, the stacked direct chip attach packages according to the present invention have a structure in which the direct chip attach packages are stacked up and down.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present embodiment is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only this embodiment is intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Shapes of the elements in the drawings may be exaggerated parts to emphasize a more clear description, elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same element.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 먼저 도 2와 같이 상면에 본딩패드(150)가 있는 다수개의 반도체 칩을 구비한 웨이퍼(110)를 준비한다. 상기 반도체 칩의 상면에는 나이트라이드층(120)이 형성되어 있으며 상기 나이트라이드층(120)에는 상기 반도체 칩 동작시의 전기적신호가 입출력되는 통로인 본딩패드(150)가 있다. 또한 상기 반도체 칩들은 스크라이브 라인(170)을 기준으로 하여 나누어져 있다. 이어서, 도 3에서와 같이 스크라이브 라인(170)에 하나의 쌍으로 형성되는 다수개의 비아홀(210)을 형성한다. 상기 비아홀(210)은 에칭기술 또는 레이저 시스템을 사용하여 형성된다. 계속하여, 도 4에서와 같이 상기 비아홀(도 3의 210) 내부를 도전물질로 채워서 웨이퍼(110)의 스크라이브 라인(170)에 전도선(220)을 형성한다. 상기 도전물질로는 은 에폭시 페이스트(Ag Epoxy paste), 솔더 페이스트(solder paste), 또는 Ag, Au, Ni를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 페이스트 재료는 스크린 프린팅 장비를 이용하여 상기 비아홀 내부를 채울수 있고, 상기 Ag, Au, Ni은 스퍼터링(Sputtering) 또는 일렉트로 플랜팅(electroless planting), 무전해도금방법을 사용하여 비아홀 표면에 코팅할수 있다.2 to 9 illustrate a method of manufacturing a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 2, a plurality of semiconductor chips having a bonding pad 150 on an upper surface thereof are illustrated. The prepared wafer 110 is prepared. The nitride layer 120 is formed on an upper surface of the semiconductor chip, and the nitride layer 120 has a bonding pad 150 that is a passage through which an electrical signal when the semiconductor chip operates. In addition, the semiconductor chips are divided based on the scribe line 170. Subsequently, as shown in FIG. 3, a plurality of via holes 210 formed as a pair are formed in the scribe line 170. The via hole 210 is formed using an etching technique or a laser system. Subsequently, as shown in FIG. 4, the conductive layer 220 is formed in the scribe line 170 of the wafer 110 by filling the via hole 210 of FIG. 3 with a conductive material. As the conductive material, it is preferable to use silver epoxy paste, solder paste, or Ag, Au, or Ni. The paste material may be filled into the via hole using a screen printing apparatus, and the Ag, Au, and Ni may be coated on the via hole surface using sputtering, electroless planting, or electroless plating. .

도 5a는 웨이퍼(110) 상면에 상기 전도선(220)과 상기 본딩패드(150)를 연결하는 상면 재배치선(230)을 형성하는 단계를 도시한 단면도이고 도 5b는 도 5a의 평면도를 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상면 재배치선(230)은 반도체 칩 상면의 본딩패드(150)에 연결되어 반도체 칩과 전도선(220)을 전기적으로 연결시키는 기능을 수행한다. 또한, 다수개의 반도체 칩이 스택될때 솔더볼(미도시) 과 연결되는 부분으로서 기능할 수 있고 솔더볼의 위치에 따라 적절하게 배치된다.이 부분에 대해서는 도 12의 설명부분을 참조한다. 상면 재배치선(230)으로 사용되는 물질로는 TiW과 Cu의 합금, Cr과Cu Al과 Ni의 합금 또는 Al,Ni 및 Cu의 합금인 것이 바람직하다.5A is a cross-sectional view illustrating a step of forming a top rearrangement line 230 connecting the conductive line 220 and the bonding pad 150 to an upper surface of the wafer 110, and FIG. 5B is a plan view of FIG. 5A. will be. 5A and 5B, the rearrangement line 230 is connected to the bonding pad 150 of the upper surface of the semiconductor chip to electrically connect the semiconductor chip and the conductive line 220. In addition, when a plurality of semiconductor chips are stacked, the semiconductor chip may function as a portion connected to solder balls (not shown), and may be appropriately disposed according to the position of the solder balls. The material used as the upper surface repositioning line 230 is preferably an alloy of TiW and Cu, an alloy of Cr and Cu Al and Ni, or an alloy of Al, Ni and Cu.

이어서 도 6과 같이 반도체 칩 상부에 있는 본딩패드(150), 나이트라이드층(120), 상면 재배치선(230) 및 전도선(220)을 몰딩시킨다. 몰딩재(310)로는 절연물질인 BCB, 폴리이미드 및 현상이 가능한 유전물질로 이루어진 물질군 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물질을 사용하여 웨이퍼를 코팅(Coating)시킨후 마스크(Mask) 를 사용하여 범프가 붙을 자리와 스크라이브 라인을 현상(Developing)한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6, the bonding pad 150, the nitride layer 120, the top rearrangement line 230, and the conductive line 220 are formed on the semiconductor chip. As the molding material 310, it is preferable to use any one material selected from the group consisting of BCB, polyimide, and a developing dielectric material. After coating the wafer using the material, a mask is used to develop a spot and a scribe line to which the bump is attached.

또한, 상기 몰딩재로는 능동 회로(active circuit)의 보호에 더 효과적인 에폭시(EMC: epoxy molding compound)를 사용할 수 있는데, 이 경우에는 웨이퍼 전면에 에폭시를 트랜스퍼 몰딩(Transfer molding)한후 후속공정에서 소잉작업을 진행함으로서 작업공정이 간단하여 생산비 절감을 할 수 있다. 그러나, 에폭시로 몰딩하였을때는 하나의 반도체 칩 패키지로서 사용할 수는 있지만 반도체 칩을 적층할 수 없는 단점이 있다. 왜냐하면, 에폭시는 에칭(Etching)하기가 어렵기 때문이다.As the molding material, an epoxy molding compound (EMC), which is more effective for protecting an active circuit, may be used. In this case, an epoxy molding compound may be transferred to the entire surface of the wafer and then sawed in a subsequent process. As the work progresses, the work process is simple and production cost can be reduced. However, when molded with epoxy, although it can be used as a single semiconductor chip package, there is a disadvantage in that semiconductor chips cannot be stacked. This is because epoxy is difficult to etch.

이어서, 도 7과 같이 웨이퍼(110)의 두께를 얇게 하기 위하여 웨이퍼 하면을 그라인딩하는 공정을 진행한다. 그라인딩된 웨이퍼의 두께는 50um 내지 300um의 범위로 형성되는 것이 바람직하며, 그라인딩한 후의 웨이퍼 하면에는 전도선(220)이 드러나도록 한다. 이 공정을 진행함으로서, DCAP가 스택되었을때의 두께는 매우 얇아진다.Subsequently, in order to reduce the thickness of the wafer 110 as illustrated in FIG. 7, the process of grinding the lower surface of the wafer is performed. The thickness of the ground wafer is preferably formed in the range of 50um to 300um, and the conductive line 220 is exposed on the bottom surface of the wafer after grinding. By going through this process, the thickness when the DCAP is stacked becomes very thin.

계속하여, 도 8과 같이 웨이퍼 하면에 상기 전도선(220)과 연결되는 하면 재배치선(240)을 형성한다. 하면 재배치선(240)은 솔더볼(미도시)과 전기적으로 접촉되는 부분으로서, 솔더볼의 위치에 따라 적절하게 배치된다. 하면 재배치선(230)으로 사용되는 물질로는 상면재배치선과 동일한 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 8, a lower surface rearrangement line 240 connected to the conductive line 220 is formed on the lower surface of the wafer. The lower rearrangement line 240 is a portion in electrical contact with the solder ball (not shown), and is appropriately disposed according to the position of the solder ball. The material used as the lower surface rearrangement line 230 is preferably the same as the upper surface rearrangement line.

도 9는 웨이퍼 하면의 상기 하면 재배치선 및 상기 전도선을 몰딩시키고, 솔더볼을 형성하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 절연물질인 BCB, 폴리이미드 또는 현상이 가능한 유전물질을 사용하여 하면 재배치선(240) 및 반도체 칩 하면을 몰딩시킨다. 이어서, 솔더볼을 부착하고자 하는 위치에 상기 절연물질을 현상하여 하면 재배치선 일부가 노출되도록 한다. 이어서, 상기 노출된 하면 재배치선(240)에 솔더볼을 부착시킨다. 상기 솔더볼 부착방법은 솔더볼 마운팅 장비를 이용하거나 또는 스크린 프린팅(screen printing)공정으로 진행할 수 있다. 이어서 웨이퍼의 스크라이브 라인을 따라 웨이퍼 소잉공정을 진행함으로써, 도 10과 같은 DCAP를 형성할 수 있다.FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of molding the lower surface rearrangement line and the conductive line on a lower surface of a wafer and forming a solder ball. Referring to FIG. 9, BCB, polyimide, or a developable dielectric material, which is an insulating material, is used to mold the bottom rearrangement line 240 and the bottom surface of the semiconductor chip. Subsequently, when the insulating material is developed at the position where the solder ball is to be attached, a portion of the relocation line is exposed. Subsequently, a solder ball is attached to the exposed lower surface redistribution line 240. The solder ball attaching method may be performed using a solder ball mounting apparatus or a screen printing process. Subsequently, the wafer sawing process is performed along the scribe line of the wafer, thereby forming a DCAP as shown in FIG. 10.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 구조를 도시한 단면도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 DCAP는 상면에 본딩패드(150)가 있는 반도체 칩(160), 상기 반도체 칩 가장자리의 전도선(220), 상기 본딩패드(150)와 전도선(220)을 전기적으로 연결시키는 상면 재배치선(230)과 상기 반도체 칩 하면의 전도선(220)의 일단에 연결된 하면 재배치선(240)으로 구성되는 재배치선, 상기 하면 재배치선(240)에 연결된 솔더볼(410) 및 몰딩재(310,320)를 포함한다.10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, a DCAP according to the present invention includes a semiconductor chip 160 having a bonding pad 150 on an upper surface thereof, a conductive line 220 at an edge of the semiconductor chip, and a bonding pad 150 and a conductive line 220. A relocation line composed of an upper surface repositioning line 230 electrically connecting the lower surface repositioning line 230 and a lower surface repositioning line 240 connected to one end of the conductive line 220 of the lower surface of the semiconductor chip, and a solder ball 410 connected to the lower surface repositioning line 240. ) And molding materials 310 and 320.

상기 전도선(220)은 상기 반도체 칩 가장자리의 스크라이브 라인에 비아홀을 형성한 후 상기 비아홀에 도전성물질이 채워짐으로서 형성된 것이다. 상기 전도선의 지름은 0.02mm 내지 0.3mm의 범위로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 전도선의 깊이는 60um 내지 300um의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.The conductive line 220 is formed by forming a via hole in the scribe line at the edge of the semiconductor chip and then filling the via hole with a conductive material. The diameter of the conductive wire is preferably formed in the range of 0.02mm to 0.3mm, the depth of the conductive wire is preferably formed in the range of 60um to 300um.

상기 재배치선(230,240)은 전기적 연결수단의 기능을 수행하며 솔더볼의 위치에 따른 적절한 배치 구조를 갖는다. 능동 회로의 보호 및 α-ray 보호에 의한 신뢰성 확보를 위하여 솔더볼(410)이 반도체 칩의 하면에 부착시에는 하면 재배치선(240)에 솔더볼(410)이 부착된다. 반면에, 디렉트 칩 어태치 패키지가 다수개의 적층된 형태로 구성될때 필요에 따라서 상면 재배치선(230)에 범프(도 12의 515)가 부착될 수도 있다. 상기 재배치선의 재료로는 본 발명에 따른 DCAP 제조방법에서 상술한 내용을 참조한다.The redistribution lines 230 and 240 perform a function of electrical connection means and have a proper arrangement structure according to the position of the solder ball. When the solder ball 410 is attached to the lower surface of the semiconductor chip in order to secure reliability by protection of the active circuit and α-ray protection, the solder ball 410 is attached to the lower surface redistribution line 240. On the other hand, when the direct chip attach package is configured in a plurality of stacked forms, bumps 515 of FIG. 12 may be attached to the top rearrangement line 230 as necessary. As the material of the relocation vessel, refer to the above-mentioned contents in the method for manufacturing a DCAP according to the present invention.

상기 몰딩재(310 및 320)는 상기 반도체 칩의 상면 및 하면을 몰딩시켜 상기 반도체 칩을 절연시키고 외부로 부터의 충격을 줄이는 기능을 수행한다. 즉, 반도체 칩 상면의 본딩패드(150), 나이트라이드층(120) 및 상면 재배치선(230)을 몰딩시키고 또한, 반도체 칩 하면의 하면 재배치선(240)을 몰딩시킨다. 상기 몰딩재의 재료로는 BCB, 폴리이미드 또는 현상이 가능한 유전물질을 사용하는 것이 바람직하다. The molding members 310 and 320 mold the upper and lower surfaces of the semiconductor chip to insulate the semiconductor chip and reduce impact from the outside. That is, the bonding pad 150, the nitride layer 120, and the upper surface rearrangement line 230 of the upper surface of the semiconductor chip are molded, and the lower surface rearrangement line 240 of the lower surface of the semiconductor chip is molded. As the material of the molding material, it is preferable to use BCB, polyimide, or developable dielectric material.

상기 솔더볼(410)은 상기 하면 재배치선(240)에 부착된다. 그러나, 도 12에 서 설명될 스택된 DCAP에서는 필요에따라 상면 재배치선(230)에 범프(Bump,도 12의 515)가 부착될 수도 있다. 상기 범프는 외부단자로서의 기능을 수행한다. 상기 범프의 재료로는 솔더 혹은 Au, Ni등 전도성 물질을 사용하는 것이 바람직하다. The solder ball 410 is attached to the bottom rearrangement line 240. However, in the stacked DCAP to be described with reference to FIG. 12, bumps 515 of FIG. 12 may be attached to the top rearrangement line 230 as necessary. The bump functions as an external terminal. It is preferable to use solder or a conductive material such as Au or Ni as the material of the bump.

도 11은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 구조를 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 구조와 다른 점을 설명하기로 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지와 비교하면, 반도체 칩(110) 상면을 몰딩시키는 몰딩재(330)로서 에폭시가 사용된다. 에폭시는 BCB 또는 폴리이미드와 비교하여 볼때 절연성 및 외부충격으로 부터의 보호기능이 뛰어나고, 작업공정 시간이 단축되는 장점이 있다. 그러나, 스택된 구조로 사용할 수가 없고, 단일 패키지로서만 사용할 수 있다. 왜냐하면, 에폭시는 에칭(Etching)하기 어렵기 때문이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a direct chip attach package according to a modification of an embodiment of the present invention, and will be described with respect to differences from the structure of the direct chip attach package according to an embodiment of the present invention. Compared with the direct chip attach package according to the exemplary embodiment of the present invention, epoxy is used as the molding material 330 for molding the upper surface of the semiconductor chip 110. Epoxy has the advantage of excellent insulation and protection from external impact and short work time compared to BCB or polyimide. However, it cannot be used as a stacked structure, and can only be used as a single package. This is because epoxy is difficult to etch.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디렉트 칩 어태치 패키지의 스택된 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 도 12를 참조하면, 두개의 DCAP가 스택된 구조이다. 하부에 있는 DCAP(520)는 솔더볼이 하면 재배치라인에 부착되어 있고, 상부에 있는 DCAP(510)는 범프(515)가 하면 재배치라인에 부착되어 있다. 그러나 상부에 있는 DCAP(510)의 하면 재배치라인에 부착된 범프(515)가 상면 재배치라인에 부착된 구조로 하부에 있는 DCAP(520)에 스택될 수 있다.12 is a cross-sectional view illustrating a stacked structure of a direct chip attach package according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, two DCAPs are stacked. The lower DCAP 520 is attached to the relocation line if the solder ball, the upper DCAP 510 is attached to the relocation line if the bump 515. However, the bump 515 attached to the lower surface relocation line of the upper DCAP 510 may be stacked on the lower DCAP 520 in a structure attached to the upper surface rearrangement line.

DCAP를 스택하는 방법으로는 웨이퍼 레벨에서 다수개의 DCAP가 있는 두개의 웨이퍼를 스택시킨 후에 블레이드(미도시)를 사용하여 소잉공정을 진행할 수 있다. 또한, 다른 방법으로는 소잉공정에 의해 단일화된 DCAP를 스택할 수 있다.As a method of stacking DCAP, two wafers having a plurality of DCAPs can be stacked at a wafer level, and then a sawing process may be performed using a blade (not shown). Alternatively, the DCAP may be stacked by a sawing process.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 DCAP는 두 개의 반도체 칩 또는 세 개의 반도체 칩을 스택킹하는 것이 가능하여 보드(Board)에 패키지가 점유하는 점유공간이 작아 보드 디자인(Board Design)을 하는데 용이하다. 또한, 재배치선 공정후의 백그라운드 기술을 사용하기 때문에 스택된 DCAP의 두께가 매우 얇다.As described above, the DCAP according to the present invention is capable of stacking two semiconductor chips or three semiconductor chips, so that the occupied space occupied by the package on the board is small, so that it is easy to perform board design. In addition, the stacked DCAP is very thin because it uses background technology after the relocation line process.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a)상면에 본딩패드가 있는 반도체 칩을 구비한 웨이퍼를 준비하는 단계;(a) preparing a wafer having a semiconductor chip having a bonding pad on the top surface thereof; (b)상기 스크라이브 라인에 다수개의 비아홀을 형성하는 단계(b) forming a plurality of via holes in the scribe line (c) 상기 비아홀을 스크린 프린팅법에 의해 페이스트 상태의 도전성 물질로 채워 전도선을 형성하는 단계;(c) filling the via holes with a conductive material in a paste state by screen printing to form conductive lines; (d) 상기 웨이퍼 상면의 상기 전도선과 상기 본딩패드를 연결하는 상면 재배치선을 형성하는 단계;(d) forming a top rearrangement line connecting the conductive line and the bonding pad of the upper surface of the wafer; (e)상기 본딩패드 및 상기 상면 재배치선을 몰딩시키는 단계;(e) molding the bonding pad and the upper surface repositioning line; (f)상기 웨이퍼 하면을 그라인딩하여 상기 전도선의 일단을 노출시키는 단계;(f) grinding the lower surface of the wafer to expose one end of the conductive line; (g)상기 웨이퍼 하면의 상기 노출된 전도선의 상기 일단에 연결되는 하면 재배치선을 형성하는 단계;(g) forming a lower surface rearrangement line connected to the one end of the exposed conductive line on the lower surface of the wafer; (h) 상기 웨이퍼 하면의 상기 하면 재배치선을 몰딩시키는 단계;(h) molding the lower surface relocation line on the lower surface of the wafer; (i) 상기 하면 재배치선에 솔더볼을 형성하는 단계; 및(i) forming solder balls on the lower surface relocation line; And (j) 상기 반도체 칩을 단일화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디렉트 칩 어태치 패키지 제조방법.(j) a method for manufacturing a direct chip attach package, comprising the step of unifying the semiconductor chip. 삭제delete 제 6항에 있어서 상기 비아홀은 에칭 혹은 레이저 장비를 이용하여 가공하는 것을 특징으로 하는 디렉트 칩 어태치 패키지 제조 방법The method of claim 6, wherein the via hole is processed using etching or laser equipment. 제 6항에 있어서, 그라인딩된 상기 웨이퍼의 두께는 50um 내지 300um의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 디렉트 칩 어태치 패키지 제조방법.The method of claim 6, wherein the ground wafer has a thickness in a range of 50 μm to 300 μm. 제 6항에 있어서, 상기 재배치선을 몰딩시키는 단계 이후에,      The method of claim 6, wherein after molding the repositioning line, 도전성 범프에 의해 상기 상면 재배치선에 전기적으로 연결되는 다른 패키지를 적층시키는 단계를 더 포함하는 디렉트 칩 어태치 패키지 제조방법.And stacking another package electrically connected to the top surface repositioning line by a conductive bump.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10135270A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Casio Comput Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
KR20000043574A (en) * 1998-12-29 2000-07-15 김영환 Semiconductor package and fabrication method thereof
KR20010018694A (en) * 1999-08-21 2001-03-15 윤종용 Manufacturing method for three demensional stack chip package

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10135270A (en) * 1996-10-31 1998-05-22 Casio Comput Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
KR20000043574A (en) * 1998-12-29 2000-07-15 김영환 Semiconductor package and fabrication method thereof
KR20010018694A (en) * 1999-08-21 2001-03-15 윤종용 Manufacturing method for three demensional stack chip package

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