KR100900239B1 - Stack package and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스택 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 스택 패키지 형성시 비용 증가 및 수율 손실을 최소화시킬 수 있는 스택 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a stack package and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a stack package and a method for manufacturing the same that can minimize the increase in cost and yield loss in forming the stack package.
반도체 산업에서 집적회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되고 있다. 예컨데, 소형화에 대한 요구는 칩 크기에 근접한 패키지에 대한 기술 개발을 가속화시키고 있으며, 실장 신뢰성에 대한 요구는 실장작업의 효율성 및 실장 후의 기계적·전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키징 기술에 대한 중요성을 부각시키고 있다. In the semiconductor industry, packaging technology for integrated circuits is continuously developed to meet the demand for miniaturization and mounting reliability. For example, the demand for miniaturization is accelerating the development of technologies for packages that are close to chip size, and the demand for mounting reliability highlights the importance of packaging technologies that can improve the efficiency of mounting operations and mechanical and electrical reliability after mounting. I'm making it.
또한, 전기·전자 제품의 소형화와 더불어 고성능화가 요구됨에 따라, 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다. In addition, as miniaturization of electric and electronic products and high performance is required, various technologies for providing a high capacity semiconductor module have been researched and developed.
고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 방법으로서는 메모리 칩의 고집적화를 들 수 있으며, 이러한 고집적화는 한정된 반도체 칩의 공간 내에 보다 많은 수의 셀을 집적해 넣는 것에 의해 실현될 수 있다. As a method for providing a high capacity semiconductor module, there is a high integration of a memory chip, which can be realized by integrating a larger number of cells in a limited space of the semiconductor chip.
그러나, 이와 같은 메모리 칩의 고집적화는 정밀한 미세 선 폭을 요구하는 등, 고난도의 기술과 많은 개발 시간을 필요로 한다. 따라서, 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 다른 방법으로서 스택(Stack) 기술이 제안되었다. However, such high integration of the memory chip requires a high level of technology and a lot of development time, such as requiring a fine fine line width. Therefore, a stack technology has been proposed as another method for providing a high capacity semiconductor module.
상기와 같은 스택기술은 스택된 2개의 칩을 하나의 패키지 내에 내장시키는 방법과, 패키징된 2개의 단품의 패키지를 스택하는 방법이 있다. 그러나, 상기와 같이 2개의 단품의 패키지를 스택하는 방법은 전기·전자 제품의 소형화되는 추세와 더불어 그에 따른 반도체 패키지의 높이의 한계가 있다.Such a stacking technique includes a method of embedding two stacked chips in one package, and a method of stacking two packaged packages. However, the method of stacking two single packages as described above has a limit of height of the semiconductor package with the trend of miniaturization of electrical and electronic products.
따라서, 하나의 패키지의 2∼3개의 반도체 칩들을 탑재시키는 적층 패키지(Stack Package) 및 스택 패키지(Multi Chip Package)에 대한 연구가 최근 들어 활발하게 진행되고 있다. Therefore, research on a stack package and a stack package for mounting two or three semiconductor chips in one package has been actively conducted in recent years.
여기서, 상기 스택 패키지는, 통상, 여러 개의 반도체 칩들을 기판 상에 단순 나열하여 패키징하는 방법과 두 개 이상의 반도체 칩들을 적층 구조로 쌓아 올려 패키징하는 방법이 있다. Here, the stack package generally includes a method of simply arranging and packaging a plurality of semiconductor chips on a substrate, and a method of packaging by stacking two or more semiconductor chips in a stacked structure.
상기와 같은 스택 패키지는 일반적으로 반도체 칩 내에 상기 반도체 칩을 관통하는 홀을 형성하고, 상기 관통된 홀 내에 전도성 물질을 채워 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via : TSV)라는 관통 전극을 형성하며, 상기 관통 전극을 매개로 상부와 하부 반도체 칩 간을 연결하는 방식으로 구현하고 있다. Such a stack package generally forms a hole penetrating the semiconductor chip in the semiconductor chip, and forms a through electrode called a through silicon via (TSV) by filling a conductive material in the penetrated hole. The upper and lower semiconductor chips are connected to each other via electrodes.
한편, 상기와 같은 스택 패키지는 상부 및 하부 반도체 칩 간을 단순히 연결만 시켜서는 밀도를 향상시킨 스택 패키지로서의 올바른 메모리 동작을 구현할 수 없기 때문에, 각 반도체 칩 간을 스택시, 상부 및 하부 반도체 칩을 각각의 반도체 칩이 갖는 각각의 상이한 신호 별로 구분될 수 있도록 각각의 반도체 칩 내에 각 재배선(Redistribution Layer : RDL)을 형성하고, 상기 재배선을 각 반도체 칩에 형성된 관통 전극 및 그에 맞는 전극단자와 연결되도록 하여, 반도체 칩을 구분하고 있다.On the other hand, since the stack package as described above cannot implement correct memory operation as a stack package having improved density by simply connecting the upper and lower semiconductor chips, the upper and lower semiconductor chips are stacked when each semiconductor chip is stacked. Each redistribution layer (RDL) is formed in each semiconductor chip so as to be distinguished by each different signal of the semiconductor chip of the semiconductor chip, and the redistribution is connected to a through electrode formed in each semiconductor chip and an electrode terminal corresponding thereto. In this way, semiconductor chips are divided.
그러나, 자세하게 도시하고 설명하지는 않았지만, 전술한 바와 같은 종래의 스택 패키지에서, 각각의 반도체 칩 내에 서로 상이한 재배선을 형성하여 각 반도체 칩의 신호를 구별하는 방법은 각 반도체 칩 별로 상기 재배선을 형성하기 위한 별도의 패터닝(Patterning) 공정을 수행해야 하며, 또한, 그에 따른, 상기 패터닝을 위한 마스크를 별도로 형성해야 한다.However, although not shown and described in detail, in the conventional stack package as described above, a method of distinguishing signals of each semiconductor chip by forming different redistributions within each semiconductor chip is performed by forming the redistribution lines for each semiconductor chip. A separate patterning process must be performed, and accordingly, a mask for the patterning must be separately formed.
더욱이, 공정 수행에 있어서도 반도체 칩들이 스택되는 스택 위치에 따라 마스크의 위치를 바꿔가면서 패터닝 공정을 수행해야 하므로 양산성 저하 및 비용이 증가하게 된다.Furthermore, in performing the process, the patterning process must be performed while changing the position of the mask according to the stack position in which the semiconductor chips are stacked, thereby decreasing productivity and increasing cost.
또한, 각각의 반도체 칩 간을 스택시에는 각 웨이퍼의 굿-다이(Good-Die)의 수량 차이에 따라 최소 수율로 고정되므로, 굿-다이의 수율이 각 서로 상이한 웨이퍼를 사용하는 현 상황에서는 수율 손실이 불가피하게 발생하게 된다.In addition, since stacking between semiconductor chips is fixed at the minimum yield according to the difference in the quantity of good-die of each wafer, the yield of the good-die is different in the present situation in which wafers having different yields are used. Loss inevitably occurs.
본 발명은 스택 패키지 형성시, 양산성 저하 및 비용 증가를 방지할 수 있는 스택 패키지 및 그의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a stack package and a method of manufacturing the stack package which can prevent a decrease in productivity and an increase in cost in forming a stack package.
또한, 본 발명은 스택 패키지 형성시, 수율 손실을 최소화시킬 수 있는 스택 패키지 및 그의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a stack package and a method for manufacturing the stack package that can minimize the yield loss in stack package formation.
본 발명에 따른 스택 패키지는, 전극단자를 갖는 기판; 상기 기판 상에 스택되며, 각각 칩 선택용 패드들 및 관통 전극이 구비되고, 상기 관통 전극들에 의해 서로 전기적으로 연결된 다수의 반도체 칩; 및 상기 반도체 칩을 포함한 기판의 일면을 밀봉하는 봉지제;를 포함하며, 상기 스택된 각 반도체 칩의 상기 각 칩 선택용 패드들은 상기 반도체 칩의 가장자리를 따라 형성된 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선에 의해 상기 기판의 전극단자와 연결되는 것을 특징으로 한다.A stack package according to the present invention includes a substrate having an electrode terminal; A plurality of semiconductor chips stacked on the substrate and provided with chip selection pads and through electrodes, respectively, and electrically connected to each other by the through electrodes; And an encapsulant for sealing one surface of the substrate including the semiconductor chip, wherein each of the chip selection pads of each of the stacked semiconductor chips has a nano-sized line width formed along an edge of the semiconductor chip. It is characterized in that connected to the electrode terminal of the substrate by.
상기 관통전극들은 상기 반도체 칩들의 상기 칩 선택용 패드를 제외한 나머지 패드들에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.The through electrodes are connected to the remaining pads except for the chip selection pad of the semiconductor chips, respectively.
상기 반도체 칩은 적어도 2개 내지 4개가 스택된 것을 특징으로 한다.At least two to four semiconductor chips are stacked.
상기 금속 재배선은 구리 또는 금 및 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The metal redistribution is characterized in that consisting of copper or gold and alloys thereof.
상기 금속 재배선은 구리 또는 금이 코팅된 절연 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The metal rewiring is made of an insulating material coated with copper or gold.
상기 나노 크기의 선폭은 1∼9㎚의 크기로 이루어진 것을 특징으로 한다.The nano-size line width is characterized by consisting of a size of 1 ~ 9nm.
또한, 본 발명에 따른 스택 패키지의 제조방법은, 제1 및 제2전극단자를 갖는 기판 상에 제1 및 제2칩 선택용 패드를 갖는 제1반도체 칩을 부착하는 단계; 상기 제1 및 제2칩 선택용 패드와 상기 제2전극단자 간을 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결하는 단계; 상기 제1반도체 칩 상에 제3 및 제4칩 선택용 패 드를 갖는 제2반도체 칩을 부착하는 단계; 상기 제3칩 선택용 패드와 제1전극단자 및 제4칩 선택용 패드와 제2전극단자를 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결하는 단계; 상기 제2반도체 칩 상에 제5 및 제6칩 선택용 패드를 갖는 제3반도체 칩을 부착하는 단계; 상기 제5칩 선택용 패드와 제2전극단자 및 제6칩 선택용 패드와 제1전극단자를 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결하는 단계; 상기 제3반도체 칩 상에 제7 및 제8칩 선택용 패드를 갖는 제4반도체 칩을 부착하는 단계; 상기 제7 및 제8칩 선택용 패드와 상기 제1전극단자 간을 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결하는 단계; 및 상기 제1, 제2, 제3 및 제4반도체 칩을 포함한 기판의 일면을 봉지제로 밀봉하는 단계;를 포함한다.In addition, a method of manufacturing a stack package according to the present invention includes attaching a first semiconductor chip having first and second chip selection pads on a substrate having first and second electrode terminals; Connecting the first and second chip selection pads and the second electrode terminal to each other by metal redistribution having a nano-sized line width; Attaching a second semiconductor chip having third and fourth chip selection pads on the first semiconductor chip; Connecting the third chip selection pad, the first electrode terminal, the fourth chip selection pad and the second electrode terminal to each other by metal redistribution having a nanoscale line width; Attaching a third semiconductor chip having a fifth and a sixth chip selection pad on the second semiconductor chip; Connecting the fifth chip selection pad, the second electrode terminal, the sixth chip selection pad, and the first electrode terminal to each other by metal redistribution having a nanoscale line width; Attaching a fourth semiconductor chip having seventh and eighth chip selection pads on the third semiconductor chip; Connecting the seventh and eighth chip selection pads and the first electrode terminal to each other by metal redistribution having a nano-sized line width; And sealing one surface of the substrate including the first, second, third and fourth semiconductor chips with an encapsulant.
상기 제1 및 제2전극단자는 전원 및 그라운드(Ground) 단자로 형성한다.The first and second electrode terminals are formed of a power source and a ground terminal.
상기 제1, 제2, 제3 및 제4반도체 칩은 관통 전극이 형성되어 각 반도체 칩 간이 전기적 연결이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The first, second, third and fourth semiconductor chips are characterized in that through electrodes are formed to electrically connect the semiconductor chips.
상기 제1, 제3, 제5 및 제7칩 선택용 패드는 전원패드로 형성한다.The first, third, fifth and seventh chip selection pads are formed of power pads.
상기 제2, 제4, 제6 및 제8칩 선택용 패드는 그라운드(Ground)패드로 형성한다.The second, fourth, sixth, and eighth chip selection pads may be ground pads.
상기 금속 재배선은 구리 또는 금 및 이들의 합금으로 형성한다.The metal redistribution is formed of copper or gold and alloys thereof.
상기 금속 재배선은 구리 또는 금이 코팅된 절연 물질로 형성한다.The metal redistribution is formed of an insulating material coated with copper or gold.
상기 금속 재배선은 잉크 젯 프린팅(Ink Jet Printing) 방식으로 형성한다.The metal redistribution is formed by ink jet printing.
상기 금속 재배선은 상기 각 반도체 칩의 가장자리를 따라 형성한다.The metal redistribution is formed along an edge of each semiconductor chip.
상기 나노 크기의 선폭은 1∼9㎚의 크기로 형성한다.The nano-size line width is formed to a size of 1 ~ 9nm.
본 발명은 스택 패키지 형성시, 전원 및 그라운드 단자를 갖는 기판 상에 상기 전원 및 그라운드 단자와 대응되는 전원 및 그라운드 칩 선택용 패드를 갖는 적어도 둘 이상의 반도체 칩을 스택하고, 상기 반도체 칩의 각 칩 선택용 패드와 상기 기판의 각 전극단자 간을 상기 스택되는 각 반도체 칩의 가장자리를 따라 각 신호에 맞도록 구리 또는 금으로 이루어진 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결함으로써, 각각의 반도체 칩 내에 서로 상이한 재배선을 형성하여 각 반도체 칩의 신호를 구별하고, 상기 재배선을 형성하기 위한 별도의 패터닝(Patterning) 공정 및 그에 따른, 마스크를 별도로 형성하지 않아도 됨에 따른 전체 스택 패키지의 양산성 저하 및 비용 증가를 방지할 수 있다.According to the present invention, when forming a stack package, at least two or more semiconductor chips having power and ground chip selection pads corresponding to the power and ground terminals are stacked on a substrate having power and ground terminals, and each chip of the semiconductor chips is selected. The pads and the respective electrode terminals of the substrate are connected to each other in each semiconductor chip by connecting metal nanowires having a nano-sized line width made of copper or gold to match each signal along the edges of the stacked semiconductor chips. A separate patterning process for forming different redistributions to distinguish the signals of each semiconductor chip, and thus forming the redistributions, and thus lowering the mass productivity and cost of the entire stack package by eliminating the need for a separate mask. The increase can be prevented.
또한, 본 발명은 스택 패키지 형성시, 기판과 연결하기 위해 굿-다이 만을 사용하여 기판과 연결되는 칩 선택용 패드 부분에 관통 전극을 형성하는 종래와 달리, 상기와 같이 각 반도체 칩 간이 연결되는 신호에 따라 연결되는 칩 선택용 패드 부분에는 관통 전극을 형성하지 않고 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선만으로 기판과 전기적으로 연결함으로써, 각각의 반도체 칩 간을 스택시 수율이 각 서로 상이한 각 웨이퍼에의 굿-다이(Good-Die)의 수량 차이에 따라 최소 수율로 고정됨에 따른 수율 손실을 최소화시킬 수 있다.In addition, the present invention is different from the conventional method of forming a through electrode in the chip selection pad portion connected to the substrate using only a good-die to connect to the substrate when forming a stack package, the signal is connected between each semiconductor chip as described above The chip selection pad portion connected to the substrate is electrically connected to the substrate using only a metal redistribution line having a nano-sized line width without forming a through electrode, so that the yield between stacks of semiconductor chips is different from each other. Yield loss can be minimized as the minimum yield is fixed according to the difference in the quantity of good-die.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
자세하게, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 설명하기 위해 도시한 평면도로서 이를 설명하면 다음과 같다.In detail, FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a stack package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating the stack package according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지(100)는, 전원 및 그라운드(Ground) 단자(118a, 118b)를 포함하는 전극단자(118a, 118b, 118c)로 이루어진 기판(102) 상에 상기 기판(102)의 전원 및 그라운드 단자(118a, 118b)와 대응되는 전원 및 그라운드 칩 선택용 패드(106a, 106b, 108a, 108b, 110a, 110b, 112a, 112b)를 포함하는 본딩패드(106a, 106b, 106c, 108a, 108b, 108c, 110a, 110b, 110c, 112a, 112b, 112c)를 갖는 적어도 둘 이상의 반도체 칩(106, 108, 110, 112)이, 예컨대, 적어도 2개 내지 4개의 반도체 칩들(106, 108, 110, 112)이 스택된 구조를 갖는다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
또한, 상기 적어도 둘 이상의 반도체 칩(106, 108, 110, 112)을 포함한 기판(102)의 일면이 상기 적어도 둘 이상의 반도체 칩(106, 108, 110, 112)을 외부의 스트레스로 부터 보호하기 위해 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 봉지제(114)로 밀봉된다.In addition, one surface of the
여기서, 적어도 둘 이상의 상기 반도체 칩(106, 108, 110, 112)의 상기 다수의 전원 및 그라운드 칩 선택용 패드(106a, 106b, 108a, 108b, 110a, 110b, 112a, 112b)는 각 반도체 칩(106, 108, 110, 112)의 신호에 맞도록 상기 반도체 칩(106, 108, 110, 112)의 가장자리를 따라 형성된 구리 또는 금 및 이들의 합금으로 이루어진 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)에 의해 상기 기판(102)의 전원 및 그라운드 전극단자(118a, 118b)와 전기적으로 연결된다.Here, the plurality of power and ground
또한, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)은 구리 또는 금이 코팅된 절연 물질로 형성된다.In addition, the
이때, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)에 의해 전기적으로 연결되지 않는 상기 반도체 칩(106, 108, 110, 112)들의 나머지 본딩패드(106c, 108c, 110c, 112c)는 상기 반도체 칩(106, 108, 110, 112) 내에 형성된 관통 전극(V1, V2, V3, V4)에 의해 각각 연결된다.In this case, the
여기서, 상기 금속 재배선(111)의 나노 크기의 선폭은 1∼9㎚의 범위를 갖는다.Here, the nano-size line width of the
또한, 상기 기판(102) 타면의 볼 랜드(도시안됨)에는 실장수단으로서 솔더 볼과 같은 다수의 외부 접속 단자(116)가 구비된다.In addition, a ball land (not shown) on the other surface of the
구체적으로, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이고, 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.Specifically, FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a stack package according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4E illustrate a method of manufacturing a stack package according to an exemplary embodiment of the present invention. As a plan view for each process, which will be described below.
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 상면에 전원 및 그라운드 단자와 같은 각각 제1 및 제2전극단자(118a, 118b)를 갖는 기판(102) 상에 상기 기판(102)에의 전원 및 그라운드 단자와 대응되는 전원 및 그라운드 패드와 같은 각각 제1 및 제2칩 선택용 패드(106a, 106b)를 갖는 제1반도체 칩(106)을 부착한다.Referring to FIGS. 3A and 4A, a power source and a ground terminal corresponding to the
그런 다음, 상기 제1 및 제2칩 선택용 패드(106a, 106b)와 상기 제2전극단 자(118b) 간을 상기 제1반도체 칩(106)의 가장자리를 따라 잉크 젯 프린팅 방식으로 형성시키며, 구리 또는 금 및 이들의 합금으로 이루어진 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)을 이용하여 전기적으로 연결한다.Then, between the first and second
또한, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)은 구리 또는 금이 코팅된 절연 물질로 형성한다.In addition, the
여기서, 상기 금속 재배선(111)의 나노 크기 선폭은 1∼9㎚의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.Here, the nano-size line width of the
이때, 상기 제1반도체 칩(106)의 전원 및 그라운드 패드와 같은 상기 제1 및 제2칩 선택용 패드(106a, 106b) 이외의 나머지 본딩패드(106c) 부분 내에는 제1관통 전극(V1)을 형성하고, 상기 제1관통 전극(V1)을 매개로 상기 기판(102)과 전기적으로 연결한다.At this time, the first through electrode (V1) in the remaining portion of the bonding pad (106c) other than the first and second chip selection pad (106a, 106b), such as the power supply and ground pad of the
도 3b 및 도 4b를 참조하면, 상기 제1반도체 칩(106) 상에 전원 및 그라운드 패드로 이루어진 각각의 제3 및 제4칩 선택용 패드(108a, 108b)를 갖는 제2반도체 칩(108)을 부착한다. 그런 다음, 상기 제3칩 선택용 패드(108a)와 제1전극단자(118a), 그리고, 상기 제4칩 선택용 패드(108b)와 제2전극단자(118b) 간을 각각 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)으로 연결한다.3B and 4B, a
이때, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)에 의한 연결은 상기 제1반도체 칩(106)과 기판(102) 간을 연결하는 방식과 동일한 방식인 잉크 젯 프린팅 방식으로 형성한다.In this case, the connection by the
또한, 상기 제2반도체 칩(108) 상의 상기 제3 및 제4칩 선택용 패드(108a, 108b) 이외의 나머지 본딩패드(108c) 부분 내에는 제2관통 전극(V2)이 형성되어, 상기 제2반도체 칩(108)과 상기 제1반도체 칩(106) 및 상기 제2반도체 칩(108)과 상기 제1반도체 칩(106)과 연결된 기판(102) 간이 상기 제1반도체 칩(106)의 제1관통 전극(V1) 및 상기 제2반도체 칩(108)의 제2관통 전극(V2)에 의해 전기적으로 연결된다. In addition, a second through electrode V2 is formed in the remaining portion of the
도 3c 및 도 4c를 참조하면, 상기 제2반도체 칩(108) 상에 전원 및 그라운드 패드로 이루어진 각각의 제5 및 제6칩 선택용 패드(110a, 110b)를 갖는 제3반도체 칩(110)을 부착한다. 그런 다음, 상기 제5칩 선택용 패드(110a)와 제2전극단자(118b) 및 제6칩 선택용 패드(110b)와 제1전극단자(118a)를 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)으로 연결한다.3C and 4C, a
이때, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)에 의한 연결은 상기 제2반도체 칩(108)과 기판(102) 간을 연결하는 방식과 동일한 방식인 잉크 젯 프린팅 방식으로 형성한다.In this case, the connection by the
또한, 상기 제3반도체 칩(110) 상의 상기 제5 및 제6칩 선택용 패드(110a, 110b) 이외의 나머지 본딩패드(110c) 부분 내에도 제3관통 전극(V3)이 형성되며, 상기 제1 및 제2 반도체 칩(106, 108)의 제1 및 제2관통 전극(V1, V2)과 연결되어, 상기 제3반도체 칩(110)과 제1 및 제2 반도체 칩(106, 108), 그리고, 상기 제3반도체 칩(110)과 상기 기판(102) 간이 상기 제1 및 제2 반도체 칩(106, 108)의 제1 및 제2관통 전극(V1, V2) 및 상기 제3반도체 칩(110)의 제3관통 전극(V3)에 의해 전기적으로 상호 연결된다.In addition, a third through electrode V3 is formed in the remaining portion of the
도 3d 및 도 4d를 참조하면, 상기 제3반도체 칩(110) 상에 전원 및 그라운드 패드로 이루어진 각각의 제7 및 제8칩 선택용 패드(112a, 112b)를 갖는 제4반도체 칩(112)을 부착한다. 그런 다음, 상기 제7 및 제8칩 선택용 패드(112a, 112b)와 상기 제1전극단자(118a) 간을 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)으로 연결한다.3D and 4D, a
이때, 상기 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선(111)에 의한 연결은 상기 제3반도체 칩(110)과 기판(102) 간을 연결하는 방식과 동일한 방식인 잉크 젯 프린팅 방식으로 형성하고, 그리고, 상기 제4반도체 칩(112) 상의 상기 제7 및 제8칩 선택용 패드(112a, 112b) 이외의 나머지 본딩패드(112c) 부분 내에도 제4관통 전극(V3)이 형성되어, 상기 제1, 제2 및 제3반도체 칩(106, 108, 110)의 제1, 제2 및 제3관통 전극(V1, V2, V3)과 연결되어, 상기 제4반도체 칩(112)과 제1, 제2 및 제3반도체 칩(106, 108, 110), 그리고, 상기 제4반도체 칩(112)과 상기 기판(102) 간이 상기 제1, 제2 및 제3반도체 칩(106, 108, 110)의 제1, 제2 및 제3관통 전극(V1, V2, V3) 및 상기 제4반도체 칩(112)의 제4관통 전극(V4)에 의해 전기적으로 연결된다.At this time, the connection by the
도 3e 및 도 4e를 참조하면, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4반도체 칩(106, 108, 110, 112)을 포함한 기판(102)의 일면을 상기 반도체 칩(106, 108, 110, 112)들을 외부의 스트레스로부터 보호하기 위해 EMC와 같은 봉지제(114)로 밀봉하고, 상기 기판(102) 타면의 볼 랜드(도시안됨)에는 실장수단으로서 솔더 볼과 같은 다수의 외부 접속 단자(116)를 부착하여 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지(100)를 형 성한다.3E and 4E, one surface of the
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 스택 패키지 및 그의 제조방법은, 각각의 반도체 칩 내에 서로 상이한 재배선을 형성하여 각 반도체 칩의 신호를 구별하고, 상기 재배선을 형성하기 위한 별도의 패터닝(Patterning) 공정 및 그에 따른, 마스크를 별도로 형성하며, 스택되는 반도체 칩들의 위치에 따라 마스크를 이동하여 제조하는 종래의 스택 패키지와 달리, 상기와 같이 전원 및 그라운드 단자를 갖는 기판 상에 상기 전원 및 그라운드 단자와 대응되는 전원 및 그라운드 칩 선택용 패드를 갖는 적어도 둘 이상의 반도체 칩을 스택하고, 상기 반도체 칩의 각 칩 선택용 패드와 상기 기판의 각 전극단자 간을 상기 스택되는 각 반도체 칩의 가장자리를 따라 각 신호에 맞도록 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선으로 연결함으로써, 그에 따른 전체 스택 패키지의 양산성 저하 및 비용 증가를 방지할 수 있다.As described above, the stack package and the method of manufacturing the same according to the present invention form different redistribution within each semiconductor chip to distinguish signals of the semiconductor chips, and separate patterning for forming the redistribution. Unlike a conventional stack package in which a process and a mask are separately formed and manufactured by moving a mask according to positions of stacked semiconductor chips, the power and ground terminals may be formed on a substrate having power and ground terminals as described above. Stacking at least two semiconductor chips having corresponding power supply and ground chip selection pads, and between each chip selection pad of the semiconductor chip and each electrode terminal of the substrate, along each edge of the stacked semiconductor chips The entire stack package accordingly by connecting them with a metal redistribution with nanoscale line widths to fit The mass production can be prevented from degradation and increased costs.
또한, 기판과 연결하기 위해 굿-다이 만을 사용하여 기판과 연결되는 칩 선택용 패드 부분에 관통 전극을 형성하는 종래와 달리, 상기와 같이 각 반도체 칩 간이 연결되는 신호에 따라 연결되는 칩 선택용 패드 부분에는 관통 전극을 형성하지 않고 나노 크기의 선폭을 갖는 금속 재배선만으로 기판과 전기적으로 연결함으로써, 각각의 반도체 칩 간을 스택시 수율이 각 서로 상이한 각 웨이퍼에의 굿-다이(Good-Die)의 수량 차이에 따라 최소 수율로 고정됨에 따른 수율 손실을 최소화시킬 수 있다.In addition, unlike the conventional method of forming a penetrating electrode in the chip selection pad portion connected to the substrate using only a good-die to connect with the substrate, as described above, the chip selection pad connected according to the signal connected between the semiconductor chips. The parts are electrically connected to the substrate only by metal redistribution having a nano-sized line width without forming through-electrodes, so that the yield between stacks of semiconductor chips is good-die to each wafer having different yields. Yield loss can be minimized as the minimum yield is fixed according to the difference in quantity.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들에서는 특정 실시예에 관련하고 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.In the above-described embodiments of the present invention, the present invention has been described and described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto, and the scope of the following claims is not limited to the scope of the present invention. It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 설명하기 위해 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a stack package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 설명하기 위해 도시한 평면도.2 is a plan view illustrating a stack package according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.3A to 3E are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a stack package according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도.Figures 4a to 4e is a plan view for each process for explaining the manufacturing method of the stack package according to an embodiment of the present invention.
Claims (16)
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KR1020080014582A KR100900239B1 (en) | 2008-02-18 | 2008-02-18 | Stack package and method of fabricating the same |
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