KR101538540B1 - 반도체 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패키지의 두께를 줄일 수 있는 반도체 디바이스 및 그 제조 방법을 제공에 관한 것이다.
일례로, 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이; 상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이; 상기 제 2 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이; 상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이; 상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 도전성 와이어; 및 상기 제 1 반도체 다이와 상기 제 3 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이와 상기 제 4 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 솔더볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스를 개시한다.

Description

반도체 디바이스 및 그 제조 방법{Semiconductor device and fabricating method thereof}
본 발명은 반도체 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기전자 제품의 소형화와 더불어 고성능화가 요구됨에 따라, 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다. 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 방법으로서는 메모리 칩의 용량 증대, 다시 말해, 메모리 칩의 고집적화를 들 수 있으며, 이러한 고집적화는 한정된 반도체 칩의 공간 내에 보다 많은 수의 셀을 집적해 넣는 것에 의해 실현될 수 있다.
이와 같이 고용량의 반도체 모듈을 제공하기 위한 방법으로 반도체 다이를 적층(stack)하는 기술이 제안되었다. 일례로, 회로기판 위에 다수의 반도체 다이를 적층하고, 각각의 반도체 다이는 도전성 와이어를 통해 회로기판과 전기적으로 연결시킨다. 이때, 상기 도전성 와이어를 본딩하기 위해서는 각각의 반도체 다이 사이에 최소한의 높이가 요구되며, 이에 따라 패키지의 크기가 커지는 문제점이 발생한다.
한국공개특허공보 10-2010-0025750(2010.03.10)
본 발명은 와이어 본딩을 위한 공간을 확보하여 패키지의 두께를 줄일 수 있는 반도체 디바이스 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 반도체 디바이스는 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이; 상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이; 상기 제 2 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이; 상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이; 상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 도전성 와이어; 및 상기 제 1 반도체 다이와 상기 제 3 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이와 상기 제 4 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 솔더볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 본드 패드는 상기 제 1 반도체 다이의 일측에 형성되고, 상기 제 2 반도체 다이는 상기 제 1 반도체 다이의 타측으로 돌출될 수 있다.
또한, 상기 제 3 반도체 다이는 상기 제 1 반도체 다이의 위치와 대응되게 상기 제 2 반도체 다이에 부착되고, 상기 제 4 반도체 다이는 상기 제 2 반도체 다이의 위치와 대응되게 상기 제 3 반도체 다이에 부착될 수 있다.
또한, 상기 제 3 본드 패드는 상기 제 1 본드 패드와 대응되는 위치에 형성되며, 상기 제 3 본드 패드와 상기 제 1 본드 패드는 서로 마주볼 수있다.
또한, 상기 제 4 본드 패드는 상기 제 2 본드 패드와 대응되는 위치에 형성되며, 상기 제 4 본드 패드와 상기 제 2 본드 패드는 서로 마주볼 수 있다.
또한, 상기 도전성 와이어는 상기 배선 패턴과 상기 제 1 본드 패드에 본딩된 제 1 도전성 와이어; 및 상기 배선 패턴과 상기 제 2 본드 패드에 본딩된 제 2 도전성 와이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더볼은 상기 제 1 본드 패드와 상기 제 3 본드 패드에 용착된 제 1 솔더볼; 및 상기 제 2 본드 패드와 상기 제 4 본드 패드에 용착된 제 2 솔더볼을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착 부재의 두께는 1~50 ㎛로 형성될 수 있다.
또한, 상기 회로기판의 상부에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이, 제 2 반도체 다이, 제 3 반도체 다이, 제 4 반도체 다이, 도전성 와이어 및 솔더볼을 인캡슐레이션하는 인캡슐란트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 4 반도체 다이의 상부는 상기 인캡슐란트를 통해 외부로 노출될 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 반도체 디바이스의 제조 방법은 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판을 준비하는 회로기판 준비 단계; 상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 반도체 다이를 상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 1 반도체 다이 부착 단계; 상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 2 반도체 다이 부착 단계; 상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이에 도전성 와이어를 본딩하는 와이어 본딩 단계; 상기 제 1 본드 패드 및 상기 제 2 본드 패드에 솔더볼을 용착하는 솔더볼 용착 단계; 하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드를 노출시키도록 상기 제 3 반도체 다이를 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 3 반도체 다이 부착 단계; 및 하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 4 반도체 다이를 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 4 반도체 다이 부착 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 반도체 다이 부착 단계에서 상기 제 1 본드 패드는 상기 제 1 반도체 다이의 일측에 형성되고, 상기 제 2 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 2 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 타측으로 돌출되게 부착할 수 있다.
또한, 상기 제 3 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 3 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 위치와 대응되도록 상기 제 2 반도체 다이에 부착하고, 상기 제 4 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 4 반도체 다이를 상기 제 2 반도체 다이의 위치와 대응되도록 상기 제 3 반도체 다이에 부착할 수 있다.
또한, 상기 와이어 본딩 단계에서는 상기 배선 패턴과 상기 제 1 본드 패드에 제 1 도전성 와이어를 본딩하고, 상기 배선 패턴과 상기 제 2 본드 패드에 제 2 도전성 와이어를 본딩할 수 있다.
또한, 상기 솔더볼 용착 단계에서는 상기 제 1 본드 패드에 제 1 솔더볼을 용착하고, 상기 제 2 본드 패드에 제 2 솔더볼을 용착할 수 있다.
또한, 상기 제 3 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 3 본드 패드가 상기 제 1 솔더볼에 전기적으로 연결되도록 부착할 수 있다.
또한, 상기 제 4 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 4 본드 패드가 상기 제 2 솔더볼에 전기적으로 연결되도록 부착할 수 있다.
또한, 상기 접착 부재의 두께는 1~50 ㎛로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 4 반도체 다이 부착 단계 이후에는 상기 제 1 반도체 다이, 제 2 반도체 다이, 제 3 반도체 다이, 제 4 반도체 다이, 도전성 와이어 및 솔더볼을 인캡슐란트로 인캡슐레이션하는 인캡슐레이션 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 4 반도체 다이의 상부는 상기 인캡슐란트를 통해 외부로 노출될 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 반도체 디바이스의 제조 방법은 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판을 준비하는 회로기판 준비 단계; 상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 반도체 다이를 상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 1 반도체 다이 부착 단계; 상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 2 반도체 다이 부착 단계; 상기 제 1 본드 패드 및 상기 제 2 본드 패드에 솔더볼을 용착하는 솔더볼 용착 단계; 상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이에 도전성 와이어를 본딩하는 와이어 본딩 단계; 하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드를 노출시키도록 상기 제 3 반도체 다이를 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 3 반도체 다이 부착 단계; 및 하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 4 반도체 다이를 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 4 반도체 다이 부착 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더볼 용착 단계에서는 상기 제 1 본드 패드에 제 1 솔더볼을 용착하고, 상기 제 2 본드 패드에 제 2 솔더볼을 용착할 수 있다.
또한, 상기 와이어 본딩 단계에서는 상기 배선 패턴과 상기 제 1 솔더볼에 제 1 도전성 와이어를 본딩하고, 상기 배선 패턴과 상기 제 2 솔더볼에 제 2 도전성 와이어를 본딩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스는 제 1 반도체 다이 내지 제 4 반도체 다이를 서로 엇갈리게 적층하여 도전성 와이어의 본딩을 위한 공간을 확보함으로써, 패키지의 두께를 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스(100)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 제 4 반도체 다이(150), 도전성 와이어(160), 솔더볼(170) 및 인캡슐란트(180)를 포함한다.
상기 회로기판(110)은 일반적인 인쇄회로기판으로, 절연층과 절연층의 상면에 형성된 다수의 배선 패턴(111)을 포함한다. 물론, 상기 회로기판(110)의 하면에도 다수의 배선 패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 배선 패턴은 관통 비아를 통해서 회로기판(110)의 상면에 형성된 배선 패턴(111)과 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 반도체 다이(120)는 상기 회로기판(110)의 상면에 안착된다. 상기 제 1 반도체 다이(120)는 기본적으로 실리콘 재질로 구성되며 그 내부에 다수의 반도체 소자들이 형성된 메모리 칩일 수 있다. 이러한 제 1 반도체 다이(120)는 상기 회로기판(110)에 접착 부재(10)를 통해서 부착된다. 상기 접착 부재(10)는 통상의 액상 에폭시 접착제로 형성될 수 있으며, 상기 접착 부재(10)의 두께는 약 1~50㎛로 매우 얇게 형성된다. 또한, 상기 제 1 반도체 다이(120)의 상면에는 적어도 하나의 제 1 본드 패드(121)가 형성되며, 상기 제 1 본드 패드(121)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 일측에 형성된다.
상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 상면에 안착된다. 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 동일한 형태의 반도체 다이일 수 있다. 또한, 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 본드 패드(121)를 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이(120)의 상면에 안착되며, 접착 부재(10)를 통해서 상기 제 1 반도체 다이(120)에 부착된다. 즉, 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 일측에 형성된 제 1 본드 패드(121)를 외부로 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출되어 상기 제 1 반도체 다이(120)에 적층된다. 다시 말해, 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 대응되는 위치에서 수평방향으로 일정거리 이동하여 상기 제 1 반도체 다이(120)에 적층된 것으로 볼 수 있다. 또한, 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에는 적어도 하나의 제 2 본드 패드(131)가 형성되며, 상기 제 2 본드 패드(131)는 상기 제 2 반도체 다이(130)의 타측에 형성된다. 즉, 상기 제 2 본드 패드(131)와 상기 제 1 본드 패드(121)는 서로 반대측에 위치한다.
상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에 안착된다. 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 상기 제 2 반도체 다이(130)와 동일한 형태의 반도체 다이일 수 있다. 또한, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 2 본드 패드(131)를 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에 안착되며, 접착 부재(10)를 통해서 상기 제 2 반도체 다이(130)에 부착된다. 또한, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 위치와 대응되도록 상기 제 2 반도체 다이(130)에 적층된다. 따라서, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 2 반도체 다이(130)에 의해 외부로 노출된 상기 제 1 본드 패드(121)의 상부를 덮도록 상기 제 2 반도체 다이(130)에 안착된다. 또한, 상기 제 3 반도체 다이(140)의 하면에는 적어도 하나의 제 3 본드 패드(141)가 형성된다. 상기 제 3 본드 패드(141)는 상기 제 1 본드 패드(121)와 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 제 3 본드 패드(141)와 상기 제 1 본드 패드(121)는 서로 마주보게 위치한다.
상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 3 반도체 다이(140)의 상면에 안착된다. 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130) 및 제 3 반도체 다이(140)와 동일한 형태의 반도체 다이일 수 있다. 또한, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 3 반도체 다이(140)에 의해 외부로 노출된 상기 제 2 본드 패드(131)의 상부를 덮도록 상기 제 3 반도체 다이(140)의 상면에 안착되며, 접착 부재(10)를 통해서 상기 제 3 반도체 다이(140)에 부착된다. 즉, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 2 반도체 다이(130)의 위치와 대응되도록 상기 제 3 반도체 다이(140)에 적층된다. 따라서, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출된다. 다시 말해, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 3 반도체 다이(140)와 대응되는 위치에서 수평방향으로 일정거리 이동하여 상기 제 3 반도체 다이(130)에 적층된 것으로 볼 수 있다. 또한, 상기 제 4 반도체 다이(150)의 하면에는 적어도 하나의 제 4 본드 패드(151)가 형성된다. 상기 제 4 본드 패드(151)는 상기 제 2 본드 패드(131)와 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 제 4 본드 패드(151)와 상기 제 2 본드 패드(131)는 서로 마주보게 위치한다.
상기와 같이, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 제 3 반도체 다이(140)는 동일한 위치에 위치하고, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 제 3 반도체 다이(140)로부터 수평방향으로 일정거리 이동되어 위치한다. 따라서, 상기 제 1 반도체 다이(120) 내지 제 4 반도체 다이(150)가 적층된 단면은 지그재그 형태로 서로 엇갈리게 적층되어 있다.
상기 도전성 와이어(160)는 상기 회로기판(110)과 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 제 2 반도체 다이(130)를 전기적으로 연결한다. 상기 도전성 와이어(160)는 제 1 도전성 와이어(161) 및 제 2 도전성 와이어(152)를 포함한다.
상기 제 1 도전성 와이어(161)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)에 본딩되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 1 도전성 와이어(161)의 일측은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121)에 본딩되고, 상기 제 1 도전성 와이어(161)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 또한, 상기 제 1 도전성 와이어(161)는 상기 제 2 반도체 다이(130)에 의해 외부로 노출된 상기 제 1 반도체 다이(120)의 일측에 본딩된다. 여기서, 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)는 동일한 위치에 위치하고 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출되어 적층되므로, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140) 사이에는 상기 제 2 반도체 다이(130)가 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출된 만큼 공간이 형성된다. 따라서, 상기 제 1 도전성 와이어(161)를 상기 제 1 반도체 다이(120)에 본딩할 수 있다.
일반적으로, 다수의 반도체 다이를 적층하려면, 각각의 반도체 다이 사이에는 와이어 본딩을 위해 최소한의 높이인 약 50㎛이상 이격되도록 적층해야 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스(100)는 제 1 내지 제 4 반도체 다이(120,130,140,150)를 서로 엇갈리게 적층함으로써, 제 1 내지 제 4 반도체 다이(120,130,140,150) 사이를 이격시키지 않더라도 와이어 본딩을 위한 공간을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스(100)는 다수의 반도체 다이를 적층하더라도 그 두께를 줄일 수 있으므로, 패키지의 소형화가 가능하다.
상기 제 2 도전성 와이어(162)는 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)에 본딩되어, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 2 도전성 와이어(162)의 일측은 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 본딩되고, 상기 제 2 도전성 와이어(162)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 또한, 상기 제 2 도전성 와이어(162)는 상기 제 3 반도체 다이(140)에 의해 외부로 노출된 상기 제 2 반도체 다이(130)의 타측에 본딩된다. 여기서, 상기 제 2,4 반도체 다이(130,150)는 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)의 타측으로 돌출되어 적층되므로, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150) 사이에는 상기 제 2,4 반도체 다이(130,150)가 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)의 타측으로 돌출된 만큼 공간이 형성된다. 따라서, 상기 제 2 도전성 와이어(162)를 상기 제 2 반도체 다이(130)에 본딩할 수 있다.
상기 솔더볼(170)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140) 및 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결한다. 상기 솔더볼(170)은 제 1 솔더볼(171) 및 제 2 솔더볼(172)을 포함한다.
상기 제 1 솔더볼(171)은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 상기 제 3 반도체 다이(140)의 제 3 본드 패드(141)에 용착되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 제 1 솔더볼(171)은 상기 제 1 도전성 와이어(161)가 본딩된 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121)에 용착된다. 따라서, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 1 솔더볼(171) 및 상기 제 1 도전성 와이어(161)를 통해서 상기 회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 솔더볼(172)은 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131) 및 상기 제 4 반도체 다이(150)의 제 4 본드 패드(151)에 용착되어, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 제 2 솔더볼(172)은 상기 제 2 도전성 와이어(162)가 본딩된 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 용착된다. 따라서, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 2 솔더볼(172) 및 상기 제 2 도전성 와이어(162)를 통해서 상기 회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 인캡슐란트(180)는 상기 회로기판(110)의 상면에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(180)는 상기 도전성 와이어(160) 및 상기 솔더볼(170)도 함께 인캡슐레이션한다. 상기 인캡슐란트(180)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다. 상기 인캡슐란트(180)는 상기 회로기판(110)의 최상부에 위치하는 제 4 반도체 다이(150)의 상면을 덮도록 형성된다. 또한, 상기 인캡슐란트(180)는 상기 제 4 반도체 다이(150)의 상면을 외부로 노출시키도록 형성될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스(100)는 제 1 내지 제 4 반도체 다이(120,130,140,150)를 서로 엇갈리게 적층함으로써, 도전성 와이어의 본딩을 위한 공간을 확보하여 패키지의 두께를 줄일 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 2에 도시된 반도체 디바이스(200)는 도 1에 도시된 반도체 디바이스(100)와 거의 유사하다. 따라서, 여기서는 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스(200)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 제 4 반도체 다이(150), 도전성 와이어(260), 솔더볼(270) 및 인캡슐란트(280)를 포함한다.
상기 솔더볼(270)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140) 및 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결한다. 상기 솔더볼(270)은 제 1 솔더볼(271) 및 제 2 솔더볼(272)을 포함한다.
상기 제 1 솔더볼(271)은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 상기 제 3 반도체 다이(140)의 제 3 본드 패드(141)에 용착되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 여기서, 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)는 동일한 위치에 위치하고 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출되어 적층되므로, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140) 사이에는 상기 제 2 반도체 다이(130)가 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출된 만큼 공간이 형성된다. 따라서, 상기 제 1 솔더볼(271)은 상기 제 1 본드 패드(121) 및 제 3 본드 패드(141)에 용착될 수 있다.
상기 제 2 솔더볼(272)은 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131) 및 상기 제 4 반도체 다이(150)의 제 4 본드 패드(151)에 용착되어, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결한다. 여기서, 상기 제 2,4 반도체 다이(130,150)는 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)의 타측으로 돌출되어 적층되므로, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 제 4 반도체 다이(150) 사이에는 상기 제 2,4 반도체 다이(130,150)가 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)의 타측으로 돌출된 만큼 공간이 형성된다. 따라서, 상기 제 2 솔더볼(272)은 상기 제 2 본드 패드(131) 및 제 4 본드 패드(151)에 용착될 수 있다.
상기 도전성 와이어(260)는 상기 회로기판(110)과 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결한다. 상기 도전성 와이어(260)는 제 1 도전성 와이어(261) 및 제 2 도전성 와이어(262)를 포함한다.
상기 제 1 도전성 와이어(261)는 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 1 도전성 와이어(261)의 일측은 상기 제 1 솔더볼(271)에 본딩되고, 상기 제 1 도전성 와이어(261)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 여기서, 상기 제 1 솔더볼(271)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결하므로, 상기 제 1 도전성 와이어(261)는 제 1,3 반도체 다이(120,140)와 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다.
상기 제 2 도전성 와이어(262)는 상기 제 2,4 반도체 다이(130,150)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 2 도전성 와이어(262)의 일측은 상기 제 2 솔더볼(272)에 본딩되고, 상기 제 2 도전성 와이어(262)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 여기서, 상기 제 2 솔더볼(272)은 상기 제 2 반도체 다이(130)와 제 4 반도체 다이(150)를 전기적으로 연결하므로, 상기 제 2 도전성 와이어(262)는 제 2,4 반도체 다이(130,150)와 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다.
상기 인캡슐란트(280)는 상기 회로기판(110)의 상면에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(280)는 상기 도전성 와이어(260) 및 상기 솔더볼(270)도 함께 인캡슐레이션한다. 상기 인캡슐란트(280)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 반도체 디바이스(300)는 도 1에 도시된 반도체 디바이스(100)와 거의 유사하다. 따라서, 여기서는 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스(300)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 도전성 와이어(360), 솔더볼(370) 및 인캡슐란트(380)를 포함한다. 즉, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스(300)는 상기 도 1에 도시된 반도체 디바이스(100)에서 제 4 반도체 다이(150)가 적층되지 않은 상태를 나타낸다.
상기 도전성 와이어(360)는 상기 회로기판(110)과 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 상기 도전성 와이어(360)는 제 1 도전성 와이어(361) 및 제 2 도전성 와이어(362)를 포함한다.
상기 제 1 도전성 와이어(361)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)에 본딩되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 1 도전성 와이어(361)의 일측은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121)에 본딩되고, 상기 제 1 도전성 와이어(261)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다.
상기 제 2 도전성 와이어(362)는 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)에 본딩되어, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 2 도전성 와이어(362)의 일측은 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 본딩되고, 상기 제 2 도전성 와이어(362)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다.
상기 솔더볼(370)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 상기 솔더볼(370)은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 상기 제 3 반도체 다이(140)의 제 3 본드 패드(141)에 용착되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 솔더볼(370)은 상기 제 1 도전성 와이어(361)가 본딩된 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121)에 용착된다. 따라서, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 솔더볼(370) 및 상기 제 1 도전성 와이어(361)를 통해서 상기 회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 인캡슐란트(380)는 상기 회로기판(110)의 상면에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130) 및 제 3 반도체 다이(140)를 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(380)는 상기 도전성 와이어(360) 및 상기 솔더볼(370)도 함께 인캡슐레이션한다. 상기 인캡슐란트(380)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다. 상기 인캡슐란트(380)는 상기 회로기판(110)의 최상부에 위치하는 제 3 반도체 다이(140)의 상면을 덮도록 형성된다. 또한, 상기 인캡슐란트(380)는 상기 제 3 반도체 다이(140)의 상면을 외부로 노출시키도록 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 반도체 디바이스(400)는 도 2에 도시된 반도체 디바이스(200)와 거의 유사하다. 따라서, 여기서는 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스(400)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 도전성 와이어(460), 솔더볼(470) 및 인캡슐란트(480)를 포함한다. 즉, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 디바이스(400)는 상기 도 2에 도시된 반도체 디바이스(200)에서 제 4 반도체 디바이스(150)가 적층되지 않은 상태를 나타낸다.
상기 솔더볼(470)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 상기 솔더볼(470)은 제 1 솔더볼(471) 및 제 2 솔더볼(472)을 포함한다.
상기 제 1 솔더볼(471)은 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 상기 제 3 반도체 다이(140)의 제 3 본드 패드(141)에 용착되어, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 상기 제 2 솔더볼(472)은 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 용착된다.
상기 도전성 와이어(460)는 상기 회로기판(110)과 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130) 및 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결한다. 상기 도전성 와이어(460)는 제 1 도전성 와이어(461) 및 제 2 도전성 와이어(462)를 포함한다.
상기 제 1 도전성 와이어(461)는 상기 제 1,3 반도체 다이(120,140)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 1 도전성 와이어(461)의 일측은 상기 제 1 솔더볼(471)에 본딩되고, 상기 제 1 도전성 와이어(461)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 여기서, 상기 제 1 솔더볼(471)은 상기 제 1 반도체 다이(120)와 제 3 반도체 다이(140)를 전기적으로 연결하므로, 상기 제 1 도전성 와이어(461)는 제 1,3 반도체 다이(120,140)와 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다.
상기 제 2 도전성 와이어(462)는 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 상기 제 2 도전성 와이어(462)의 일측은 상기 제 2 솔더볼(472)에 본딩되고, 상기 제 2 도전성 와이어(462)의 타측은 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)에 본딩된다. 또한, 상기 제 2 도전성 와이어(462)는 상기 제 2 솔더볼(472) 없이 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 배선 패턴(131)에 직접적으로 본딩될 수 있다.
상기 인캡슐란트(480)는 상기 회로기판(110)의 상면에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130) 및 제 3 반도체 다이(140)를 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(480)는 상기 도전성 와이어(460) 및 상기 솔더볼(470)도 함께 인캡슐레이션한다. 상기 인캡슐란트(480)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법은 회로기판 준비 단계(S1), 제 1 반도체 다이 부착 단계(S2), 제 2 반도체 다이 부착 단계(S3), 와이어 본딩 단계(S4), 솔더볼 용착 단계(S5), 제 3 반도체 다이 부착 단계(S6), 제 4 반도체 다이 부착 단계(S7) 및 인캡슐레이션 단계(S8)를 포함한다. 이하에서는 도 5의 각 단계들을 도 5a 내지 도 5h를 참조하여 설명하도록 한다.
상기 회로기판 준비 단계(S1)는 본 발명의 기본이 되는 회로기판(110)을 준비하는 단계이다.
도 6a를 참조하면, 상기 회로기판 준비 단계(S1)에서는 절연층과 상기 절연층의 상면에 형성된 다수의 배선 패턴(111)을 포함하는 회로기판(110)을 준비한다.
상기 제 1 반도체 다이 부착 단계(S2)는 상기 회로기판(110)의 상면에 제 1 반도체 다이(120)를 부착하는 단계이다.
도 6b를 참조하면, 상기 제 1 반도체 다이 부착 단계(S2)에서는 상면에 제 1 본드 패드(121)가 형성된 제 1 반도체 다이(120)를 상기 회로기판(110)의 상면에 접착 부재(10)를 사용하여 부착한다. 상기 본드 패드(121)는 제 1 반도체 다이(120)의 일측에 형성된다. 여기서, 상기 제 1 반도체 다이(120)는 기본적으로 실리콘 재질로 구성되며 그 내부에 다수의 반도체 소자들이 형성된 메모리 칩일 수 있다.
상기 제 2 반도체 다이 부착 단계(S3)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 상면에 제 2 반도체 다이(130)를 부착하는 단계이다.
도 6c를 참조하면, 상기 제 2 반도체 다이 부착 단계(S3)에서는 상면에 제 2 본드 패드(131)가 형성된 제 2 반도체 다이(130)를 상기 제 1 반도체 다이(120)의 상면에 접착 부재(10)를 사용하여 부착한다. 또한, 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 본드 패드(121)를 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이(120)에 부착된다. 즉, 상기 제 2 반도체 다이(130)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 일측에 형성된 제 1 본드 패드(121)를 외부로 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출되어 상기 제 1 반도체 다이(120)에 적층된다.
상기 와이어 본딩 단계(S4)는 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)과 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)를 도전성 와이어(160)로 본딩하는 단계이다.
도 6d를 참조하면, 상기 와이어 본딩 단계(S4)에서는 상기 배선 패턴(111)과 상기 제 1 본드 패드(121)를 제 1 도전성 와이어(161)로 본딩하여, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 와이어 본딩 단계(S4)에서는 상기 배선 패턴(111)과 상기 제 2 본드 패드(131)를 제 2 도전성 와이어(162)로 본딩하여, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다.
상기 솔더볼 용착 단계(S5)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 솔더볼(170)을 용착하는 단계이다.
도 6e를 참조하면, 상기 솔더볼 용착 단계(S5)에서는 상기 제 1 본드 패드(121)에 제 1 솔더볼(171)을 용착하고, 상기 제 2 본드 패드(131)에 제 2 솔더볼(172)을 용착한다. 상기 제 1 솔더볼(171)은 제 1 반도체 다이(120) 및 회로기판(110)과 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 솔더볼(172)은 제 2 반도체 다이(130) 및 회로기판(110)과 전기적으로 연결된다.
상기 제 3 반도체 다이 부착 단계(S6)는 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에 제 3 반도체 다이(140)를 부착하는 단계이다.
도 6f를 참조하면, 상기 제 3 반도체 다이 부착 단계(S6)에서는 하면에 제 3 본드 패드(141)가 형성된 제 3 반도체 다이(140)를 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에 접착 부재(10)를 사용하여 부착한다. 또한, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 2 본드 패드(131)를 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이(130)의 상면에 부착된다. 더불어, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 1 반도체 다이(120)와 대응되는 위치에 안착된다. 또한, 상기 제 3 반도체 다이 부착 단계(S6)에서는 상기 제 3 반도체 다이(140)의 제 3 본드 패드(141)에 상기 제 1 솔더볼(171)을 용착시킨다. 따라서, 상기 제 3 반도체 다이(140)는 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 회로기판(110)과 전기적으로 연결된다.
상기 제 4 반도체 다이 부착 단계(S7)는 상기 제 3 반도체 다이(140)의 상면에 제 4 반도체 다이(150)를 부착하는 단계이다.
도 6g를 참조하면, 상기 제 4 반도체 다이 부착 단계(S7)에서는 하면에 제 4 본드 패드(151)가 형성된 제 4 반도체 다이(150)를 상기 제 3 반도체 다이(140)의 상면에 접착 부재(10)를 사용하여 부착한다. 또한, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 2 반도체 다이(130)와 대응되는 위치에 안착된다. 따라서, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 타측으로 돌출된다. 즉, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 3 반도체 다이(140)와 대응되는 위치에서 수평방향으로 일정거리 이동하여 상기 제 3 반도체 다이(130)에 부착된다. 또한, 상기 제 4 반도체 다이 부착 단계(S7)에서는 상기 제 4 반도체 다이(150)의 제 4 본드 패드(151)에 상기 제 2 솔더볼(172)을 용착시킨다. 따라서, 상기 제 4 반도체 다이(150)는 상기 제 2 반도체 다이(130) 및 회로기판(110)과 전기적으로 연결된다.
상기 인캡슐레이션 단계(S8)는 상기 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 인캡슐란트(180)로 인캡슐레이션하는 단계이다.
도 6h를 참조하면, 상기 인캡슐레이션 단계(S8)에서는 상기 회로기판(110)의 상부에 적층된 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 인캡슐란트(180)로 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(180)는 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 제 2 반도체 다이(130)에 전기적으로 연결된 도전성 와이어(160) 및 솔더볼(170)도 함께 인캡슐레이션한다. 상기 인캡슐란트(180)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조된 반도체 디바이스(100)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 제 4 반도체 다이(150), 도전성 와이어(160), 솔더볼(170) 및 인캡슐란트(180)를 포함한다.
또한, 상기와 같은 제조 방법에서 제 4 반도체 다이(150)를 부착하지 않은 채로 회로기판(110)의 상부를 인캡슐란트(180)로 인캡슐레이션하여 반도체 디바이스를 완성할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법은 회로기판 준비 단계(S1), 제 1 반도체 다이 부착 단계(S2), 제 2 반도체 다이 부착 단계(S3), 솔더볼 용착 단계(S14), 와이어 본딩 단계(S15), 제 3 반도체 다이 부착 단계(S6), 제 4 반도체 다이 부착 단계(S7) 및 인캡슐레이션 단계(S8)를 포함한다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법은 도 5에 도시된 반도체 디바이스의 제조 방법과 비교하여, 솔더볼 용착 단계(S14)와 와이어 본딩 단계(S15)의 순서만 다르고 나머지는 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는 솔더볼 용착 단계(S14)와 와이어 본딩 단계(S15)에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 솔더볼 용착 단계(S14)는 상기 제 1 반도체 다이(120)의 제 1 본드 패드(121) 및 상기 제 2 반도체 다이(130)의 제 2 본드 패드(131)에 솔더볼(270)을 용착하는 단계이다.
도 8d를 참조하면, 상기 솔더볼 용착 단계(S14)에서는 상기 제 1 본드 패드(121)에 제 1 솔더볼(271)을 용착하고, 상기 제 2 본드 패드(131)에 제 2 솔더볼(272)을 용착한다. 따라서, 상기 제 1 솔더볼(271)은 제 1 반도체 다이(120)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 솔더볼(272)은 제 2 반도체 다이(130)에 전기적으로 연결된다.
상기 와이어 본딩 단계(S15)는 상기 솔더볼(270)과 상기 회로기판(110)의 배선 패턴(111)을 도전성 와이어(260)로 본딩하는 단계이다.
도 8e를 참조하면, 상기 와이어 본딩 단계(S15)에서는 상기 제 1 솔더볼(271)과 상기 배선 패턴(111)을 제 1 도전성 와이어(261)로 본딩하여, 상기 제 1 반도체 다이(120)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 와이어 본딩 단계(S15)에서는 상기 제 2 솔더볼(272)과 상기 배선 패턴(111)을 제 2 도전성 와이어(262)로 본딩하여, 상기 제 2 반도체 다이(130)와 상기 회로기판(110)을 전기적으로 연결한다.
더불어, 도 8h를 참조하면, 상기 인캡슐레이션 단계(S8)에서는 상기 회로기판(110)의 상부에 적층된 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140) 및 제 4 반도체 다이(150)를 인캡슐란트(280)로 인캡슐레이션한다. 또한, 상기 인캡슐란트(280)는 상기 제 1 반도체 다이(120) 및 제 2 반도체 다이(130)에 전기적으로 연결된 도전성 와이어(260) 및 솔더볼(270)도 함께 인캡슐레이션한다.
따라서, 상기와 같은 방법으로 제조된 반도체 디바이스(200)는 회로기판(110), 제 1 반도체 다이(120), 제 2 반도체 다이(130), 제 3 반도체 다이(140), 제 4 반도체 다이(150), 도전성 와이어(260), 솔더볼(270) 및 인캡슐란트(280)를 포함한다.
또한, 상기와 같은 제조 방법에서 제 4 반도체 다이(150)를 부착하지 않은 채로 회로기판(110)의 상부를 인캡슐란트(280)로 인캡슐레이션하여 반도체 디바이스를 완성할 수도 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 반도체 디바이스 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 반도체 디바이스 110: 회로기판
120: 제 1 반도체 다이 130: 제 2 반도체 다이
140: 제 3 반도체 다이 150: 제 4 반도체 다이
160: 도전성 와이어 170: 솔더볼
180: 인캡슐란트

Claims (23)

  1. 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판;
    상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이;
    상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이;
    상기 제 2 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이;
    상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착되며, 하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이;
    상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 도전성 와이어; 및
    상기 제 1 반도체 다이와 상기 제 3 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이와 상기 제 4 반도체 다이를 전기적으로 연결하는 솔더볼을 포함하고,
    상기 도전성 와이어는
    상기 배선 패턴과 상기 제 1 본드 패드에 본딩된 제 1 도전성 와이어; 및
    상기 배선 패턴과 상기 제 2 본드 패드에 본딩된 제 2 도전성 와이어를 포함하며,
    상기 회로기판의 상부에 형성되며, 상기 제 1 반도체 다이, 제 2 반도체 다이, 제 3 반도체 다이, 제 4 반도체 다이, 도전성 와이어 및 솔더볼을 인캡슐레이션하는 인캡슐란트를 더 포함하고,
    상기 제 4 반도체 다이의 상부는 상기 인캡슐란트를 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 본드 패드는 상기 제 1 반도체 다이의 일측에 형성되고,
    상기 제 2 반도체 다이는 상기 제 1 반도체 다이의 타측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 반도체 다이는 상기 제 1 반도체 다이의 위치와 대응되게 상기 제 2 반도체 다이에 부착되고,
    상기 제 4 반도체 다이는 상기 제 2 반도체 다이의 위치와 대응되게 상기 제 3 반도체 다이에 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 본드 패드는 상기 제 1 본드 패드와 대응되는 위치에 형성되며, 상기 제 3 본드 패드와 상기 제 1 본드 패드는 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 본드 패드는 상기 제 2 본드 패드와 대응되는 위치에 형성되며, 상기 제 4 본드 패드와 상기 제 2 본드 패드는 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더볼은
    상기 제 1 본드 패드와 상기 제 3 본드 패드에 용착된 제 1 솔더볼; 및
    상기 제 2 본드 패드와 상기 제 4 본드 패드에 용착된 제 2 솔더볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 부재의 두께는 1~50 ㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 상면에 다수의 배선 패턴이 형성된 회로기판을 준비하는 회로기판 준비 단계;
    상면에 제 1 본드 패드가 형성된 제 1 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 반도체 다이를 상기 회로기판의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 1 반도체 다이 부착 단계;
    상면에 제 2 본드 패드가 형성된 제 2 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 1 본드 패드를 외부로 노출시키도록 상기 제 2 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 2 반도체 다이 부착 단계;
    상기 회로기판과 상기 제 1 반도체 다이 및 상기 제 2 반도체 다이에 도전성 와이어를 본딩하는 와이어 본딩 단계;
    상기 제 1 본드 패드 및 상기 제 2 본드 패드에 솔더볼을 용착하는 솔더볼 용착 단계;
    하면에 제 3 본드 패드가 형성된 제 3 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드를 노출시키도록 상기 제 3 반도체 다이를 상기 제 2 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 3 반도체 다이 부착 단계; 및
    하면에 제 4 본드 패드가 형성된 제 4 반도체 다이를 준비하고, 상기 제 2 본드 패드의 상부를 덮도록 상기 제 4 반도체 다이를 상기 제 3 반도체 다이의 상면에 접착 부재로 부착하는 제 4 반도체 다이 부착 단계를 포함하고,
    상기 와이어 본딩 단계에서는 상기 배선 패턴과 상기 제 1 본드 패드에 제 1 도전성 와이어를 본딩하고, 상기 배선 패턴과 상기 제 2 본드 패드에 제 2 도전성 와이어를 본딩하고,
    상기 제 4 반도체 다이 부착 단계 이후에는 상기 제 1 반도체 다이, 제 2 반도체 다이, 제 3 반도체 다이, 제 4 반도체 다이, 도전성 와이어 및 솔더볼을 인캡슐란트로 인캡슐레이션하는 인캡슐레이션 단계를 더 포함하며,
    상기 제 4 반도체 다이의 상부는 상기 인캡슐란트를 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 다이 부착 단계에서 상기 제 1 본드 패드는 상기 제 1 반도체 다이의 일측에 형성되고,
    상기 제 2 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 2 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 타측으로 돌출되게 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 3 반도체 다이를 상기 제 1 반도체 다이의 위치와 대응되도록 상기 제 2 반도체 다이에 부착하고,
    상기 제 4 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 4 반도체 다이를 상기 제 2 반도체 다이의 위치와 대응되도록 상기 제 3 반도체 다이에 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 솔더볼 용착 단계에서는 상기 제 1 본드 패드에 제 1 솔더볼을 용착하고, 상기 제 2 본드 패드에 제 2 솔더볼을 용착하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 3 본드 패드가 상기 제 1 솔더볼에 전기적으로 연결되도록 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 4 반도체 다이 부착 단계에서는 상기 제 4 본드 패드가 상기 제 2 솔더볼에 전기적으로 연결되도록 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 접착 부재의 두께는 1~50 ㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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