KR19980044251A - Structure of Chip Size Semiconductor Package and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 다수의 입/출력 패드가 형성된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 입/출력 패드에 형성된 범프와, 상기 입/출력 패드 내측으로 접착된 테이프와, 상기 테이프 상에 접착되어 범프 상면까지 뻗어 위치되었고 그 범프와는 연결 수단에 의해 전기적으로 연결된 리드와, 상기 리드 내측에 입/출력 수단으로서 융착된 솔더 볼과, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 감싼 봉지 수단으로 이루어져 반도체 칩의 크기와 패키지의 크기를 거의 동일하게 제작하여 실장시 그 실장 밀도를 극대화시키고 또한 반도체 칩을 외부에 직접 노출시킴으로서 그 반도체 칩의 방열 능력을 향상 시키고, 플립 칩 기술을 이용함으로서 배선 길이를 짧게 하여 반도체 칩의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법.The present invention relates to a structure of a chip sized semiconductor package and a method of manufacturing the same, wherein the semiconductor chip has a plurality of input / output pads formed thereon, bumps formed on the input / output pads of the semiconductor chip, and are bonded to the inside of the input / output pad. A tape, a lead bonded to the tape and extending to the upper surface of the bump, the bump being electrically connected by a connecting means, a solder ball fused as an input / output means inside the lead, the tape, the lead and It is made of encapsulation means covering part of solder ball to make the size of the semiconductor chip and the package almost the same, maximizing the mounting density when mounting, and also exposing the semiconductor chip to the outside directly to improve the heat dissipation ability of the semiconductor chip. Chip can shorten wiring length by using flip chip technology Structure of sized semiconductor package and manufacturing method thereof.

Description

칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법Structure of Chip Size Semiconductor Package and Manufacturing Method Thereof

본 발명은 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 반도체 칩의 크기와 상기 반도체 칩을 감싸는 패키지의 크기를 거의 동일하게 제작하여 메인 보드에 실장시 그 실장 밀도를 극대화 시키고 또한 반도체 칩을 외부의 공기에 직접 노출시킴으로서 그 반도체 칩의 방열 능력을 향상시키고, 플립 칩 기술을 이용함으로서 배선 길이 등을 짧게 하여 반도체 칩의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a chip size semiconductor package and a method of manufacturing the same. More specifically, the size of the semiconductor chip and the size of the package surrounding the semiconductor chip are manufactured to be substantially the same, and the mounting density thereof when the package is mounted on the main board. The chip size semiconductor package can maximize the heat dissipation ability of the semiconductor chip by exposing the semiconductor chip directly to the outside air and improve the performance of the semiconductor chip by shortening the wiring length by using the flip chip technology. It relates to a structure and a method of manufacturing the same.

일반적으로 반도체 패키지는 각종 전자 회로 및 배선이 적층되어 형성된 단일 소자, 집적 회로 등의 반도체 칩을 먼지, 습기, 전기적, 기계적 부하 등의 각종 외부 환경으로 부터 보호하고 상기 반도체 칩의 성능을 최적화, 극대화 시키기 위해 리드 프레임 등을 이용해 메인 보드로의 신호 입/출력 단자를 형성하고 봉지 수단을 이용하여 봉지한 것을 말한다.In general, a semiconductor package protects a semiconductor chip such as a single device or an integrated circuit formed by stacking various electronic circuits and wirings from various external environments such as dust, moisture, electrical and mechanical loads, and optimizes and maximizes the performance of the semiconductor chip. In order to achieve this, the signal input / output terminals to the main board are formed using a lead frame and the like is sealed using a sealing means.

이러한 종래의 일반적인 리드 프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지(Quad Flat Package 형)가 도 1A 및 도 1B에 도시되어 있다.Such a conventional lead frame and a semiconductor package (Quad Flat Package type) using the same are shown in FIGS. 1A and 1B.

도 1A에 도시된 바와 같이, 종래의 리드 프레임은 반도체 칩이 탑재되는 반도체 칩 탑재판(140')과, 상기 반도체 칩 탑재판(140')을 지지 및 고정시키는 다수개의 타이 바(110')와, 반도체 칩의 외부 단자인 각 입/출력 패드로부터 전도성 와이어에 의해 연결되는 다수의 내부 리드(130')와, 상기 내부 리드(130')로부터 연장되어 절곡되는 외부 리드(120')와, 상기 내부 리드(130')와 외부 리드(120')를 경계 짓는 댐바(150')로 구성된다.As shown in FIG. 1A, a conventional lead frame includes a semiconductor chip mounting plate 140 ′ on which a semiconductor chip is mounted, and a plurality of tie bars 110 ′ supporting and fixing the semiconductor chip mounting plate 140 ′. A plurality of internal leads 130 'connected by conductive wires from respective input / output pads, which are external terminals of the semiconductor chip, external leads 120' extending from the internal leads 130 ', and bent; It consists of a dam bar 150 'which borders the inner lead 130' and the outer lead 120 '.

상기한 리드 프레임을 이용한 종래의 반도체 패키지는 도 1B에 도시된 바와 같이, 각종 전기 전자의 회로 소자 및 배선이 적층되고 다수의 입/출력 패드(240')가 그 표면에 형성된 반도체 칩(210')과, 상기 반도체 칩(210')이 접착제(145')에 의해 부착 고정된 반도체칩 탑재판(140')과, 상기 반도체 칩 탑재판(140')을 지지 및 고정시키는 타이 바(110')와, 상기 반도체 칩(210')의 입/출력 단자인 입/출력 패드(240')로 부터 전도성 와이어(230')에 의하여 연결되는 다수의 내부 리드(130')와, 상기 반도체 칩(210'), 전도성 와이어(230'), 내부 리드(130')를 감싸는 봉지 수단(220')과, 상기 내부 리드(130')로 부터 연장되어 봉지 수단(220')의 외측면에 네 방향으로 나와 위치되어 외부 연결 단자(핀) 구실을 하는 다수의 외부 리드(120')로 구성되어 있다.In the conventional semiconductor package using the lead frame, as illustrated in FIG. 1B, a circuit chip and wirings of various electric and electronic devices are stacked and a plurality of input / output pads 240 ′ are formed on a surface thereof. ), A semiconductor chip mounting plate 140 'to which the semiconductor chip 210' is attached and fixed by an adhesive 145 ', and a tie bar 110' for supporting and fixing the semiconductor chip mounting plate 140 '. ), A plurality of internal leads 130 ′ connected by the conductive wire 230 ′ from an input / output pad 240 ′ that is an input / output terminal of the semiconductor chip 210 ′, and the semiconductor chip ( 210 '), the encapsulation means 220' surrounding the conductive wire 230 ', the inner lead 130', and extending from the inner lead 130 'to the outer surface of the encapsulation means 220' in four directions. It is composed of a plurality of external leads (120 ') which are positioned to come out and serve as an external connection terminal (pin).

그러나 이와 같은 종래의 반도체 패키지는 반도체 칩 탑재판(140')의 크기가 반도체 칩(210')의 크기보다 훨씬 더 큰 영역을 점유하고 있으며, 메인 보드로 신호를 인출하기 위한 내, 외부 리드(130',120')들이 상기 반도체 칩 탑재판(140')과 일정한 거리를 두고 제작되며, 반도체 패키지의 외부 리드(120')들을 반도체 패키지의 좌우 측면 두방향 또는 전후좌우 측면의 네 방향으로 완전히 돌출되어 형성되어 있기 때문에 이러한 반도체 패키지들을 메인 보드 상에 실장할 경우 상기 반도체 패키지들이 메인 보드의 영역을 상당히 많이 차지하게 되어 실장 밀도를 감소시킴은 물론 메인 보드내에 형성되는 전기적 패턴의 설계 여유도를 감소시키는 문제점이 있다. 즉 반도체 칩(210') 자체의 크기보다 그 반도체 칩(210')을 감싸는 봉지 수단(220')의 크기와 밖으로 돌출된 외부 리드(120')의 크기가 훨씬 크게 형성됨으로서 메인 보드에 실장시 그 실장 공간을 많이 차지하게 된다는 것이다.However, such a conventional semiconductor package occupies a region in which the size of the semiconductor chip mounting plate 140 'is much larger than that of the semiconductor chip 210', and includes internal and external leads for drawing signals to the main board. 130 'and 120' are fabricated at a predetermined distance from the semiconductor chip mounting plate 140 ', and the external leads 120' of the semiconductor package are completely formed in two directions in the left and right sides of the semiconductor package or in four directions of the front, rear, left, and right sides of the semiconductor package. Since the semiconductor packages are protruded and formed on the main board, the semiconductor packages occupy a large area of the main board, thereby reducing the mounting density and reducing the design margin of the electrical patterns formed in the main board. There is a problem to reduce. That is, the size of the encapsulation means 220 'surrounding the semiconductor chip 210' and the size of the external lead 120 'protruding outward are much larger than the size of the semiconductor chip 210' itself. It takes up a lot of mounting space.

한편, 반도체 칩(210')을 감싸는 봉지 수단(220')의 량이 반도체 칩(210')의 크기에 비해 상대적으로 많기 때문에 반도체 칩(210')의 열방출 능력이 불량하고 따라서 반도체 칩(210')의 전기적 성능을 대폭 감소시키는 원인이 되고 있는 것이다. 즉, 반도체 칩(210')의 집적도와 설계 기술은 발달하여 그 전기적 성능이 나날이 발전하고 있지만 그 반도체 칩(210')을 감싸는 패키지가 그 전기적 성능을 저해하고 있는 것이다.On the other hand, since the amount of encapsulation means 220 'surrounding the semiconductor chip 210' is relatively large compared to the size of the semiconductor chip 210 ', the heat dissipation capability of the semiconductor chip 210' is poor and thus the semiconductor chip 210 It is a cause of drastically reducing the electrical performance of '). In other words, the integration and design technology of the semiconductor chip 210 'have been developed and its electrical performance has been improved day by day, but the package surrounding the semiconductor chip 210' has hindered its electrical performance.

또한, 상기 반도체 칩에서 전기적 신호가 메인 보드로 전달되기 까지는 전도성 와이어(230'), 내부 리드(130'), 외부 리드(120') 등의 긴 배선들을 통과하게 되는데 이와 같이 배선의 길이가 길어지게 되면 상기 배선에서 발생되는 인덕턴스, 크로스토크 등의 전기 저항 증가로 인해 신호가 지연되거나 감소되고, 또한 각종 전기적 노이즈가 침투하기 쉬어 반도체 칩의 전기적 성능이 더욱 감소되는 원인이 되는 것이다.In addition, until the electrical signal is transmitted from the semiconductor chip to the main board, the wires pass through long wires such as the conductive wire 230 ', the inner lead 130', and the outer lead 120 '. If it is, the signal is delayed or reduced due to an increase in electrical resistance such as inductance, crosstalk, etc. generated in the wiring, and various electrical noises are easily penetrated, causing further reduction in electrical performance of the semiconductor chip.

이러한 종래의 반도체 패키지로는 현재 진행되고 있는 초소형, 초박형의 전자 제품이나 최첨단 우주 산업 등에 요구되는 반도체 칩의 집적 용량은 대형화되지만 최종 반도체 패키지의 크기는 더욱 소형화, 경량화 시키고자 하는 요구에 부응할 수 없는 것이다.Such a semiconductor package can meet the demand for increasing the integrated capacity of semiconductor chips required for ultra-small, ultra-thin electronic products or the advanced space industry. It is not there.

따라서 본 발명의 목적은, 반도체 칩의 크기와 상기 반도체 칩을 감싸는 패키지의 크기를 거의 동일하게 제작하여 메인 보드에 실장시 그 실장 밀도를 극대화시키고 또한 반도체 칩을 외부의 공기에 직접 노출시킴으로서 그 반도체 칩의 방열 능력을 향상시키고, 플립 칩 기술을 이용함으로서 배선 길이 등을 짧게 하여 반도체 칩의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to make the size of the semiconductor chip and the size of the package surrounding the semiconductor chip almost the same to maximize the mounting density when mounted on the main board and to expose the semiconductor chip directly to the outside air SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a structure of a chip size semiconductor package and a method of manufacturing the same, which can significantly improve the performance of a semiconductor chip by improving the heat dissipation capability of the chip and shortening the wiring length by using flip chip technology.

도 1A 및 1B는 종래의 일반적인 리드 프레임과 이를 이용한 반도체 패키지를 나타낸 평면도 및 단면도이다.1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a conventional general lead frame and a semiconductor package using the same.

도 2A 및 2B는 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지를 나타낸 단면도 및 평면도이다.2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view showing a chip size semiconductor package according to the present invention.

도 3A 내지 3F는 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 제조 방법을 나타낸 상태도이다.3A to 3F are state diagrams illustrating a method for manufacturing a chip size semiconductor package according to the present invention.

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100:반도체 칩110:입/출력 패드(Pad)100: semiconductor chip 110: input / output pad (Pad)

120:범프(Bump)200:테이프(Tape)120: Bump 200: Tape

300:리드(Lead)310:덴트(Dent)300: Lead 310: Dent

400:솔더 볼(Solder Ball)500:봉지 수단400: Solder Ball 500: Sealing means

550:이방성 전도 필름550: anisotropic conductive film

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조는, 집적 회로와 그 표면에는 다수의 입/출력 패드가 형성된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 각 입/출력 패드에 형성된 범프와, 상기 반도체 칩 상면에 입/출력 패드 내측으로 접착된 테이프와, 상기 테이프 상에 접착되어 범프 상면까지 방사상으로 뻗어 위치되었고 그 범프와는 연결 수단에 의해 전기적으로 연결된 리드와, 상기 테이프 상의 리드에 입/출력 수단으로서 융착된 솔더 볼과, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 감싼 봉지 수단으로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a structure of a chip size semiconductor package according to the present invention includes a semiconductor chip having a plurality of input / output pads formed on an integrated circuit and a surface thereof, bumps formed on each input / output pad of the semiconductor chip; A tape adhered to an upper surface of an input / output pad on the upper surface of the semiconductor chip, a lead adhered on the tape to the upper surface of the bump, the lead is radially positioned and electrically connected to the bump by a connecting means, and a lead on the tape. It is characterized by consisting of a solder ball fused as an input / output means, and sealing means wrapped around a portion of the tape, lead and solder ball.

여기서, 상기 범프는 골드 또는 솔더로 형성하며, 상기 테이프는 양면접착테이프로 된 것을 사용하고, 전기적으로 절연성인 것을 사용한다. 또한 상기 솔더 볼이 융착되는 리드의 내측에 덴트를 형성하고, 상기 봉지 수단은 접착성 폴리이미드 필름으로 하며, 상기 연결 수단은 이방성 전도 필름을 사용하여 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.Here, the bumps are formed of gold or solder, and the tape is a double-sided adhesive tape, and electrically insulating. In addition, a dent is formed inside the lead to which the solder balls are fused, the sealing means is an adhesive polyimide film, and the connecting means may achieve the object of the present invention by using an anisotropic conductive film.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 제조 방법은, 반도체 칩의 표면에 위치된 다수의 입/출력 패드에 범프를 형성하는 범프 형성 단계와, 상기 반도체 칩의 범프 내측 영역에 테이프를 접착하는 테이프 접착 단계와, 상기 테이프 상에 방사상의 리드를 범프와 전기적으로 연결하며 접착시키는 리드 안착 단계와, 상기 반도체 칩 상의 외측으로 돌출된 리드를 절단하는 절단 단계와, 상기 리드의 내측에 솔더 볼을 융착하는 솔더 볼 융착 단계와, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 봉지 수단으로 감싸는 봉지 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a chip size semiconductor package according to the present invention includes a bump forming step of forming bumps on a plurality of input / output pads positioned on a surface of a semiconductor chip, and a bump inner region of the semiconductor chip. A tape bonding step of adhering the tape to the tape, a lead seating step of electrically connecting the radial lead to the bumps on the tape, and a cutting step of cutting the lead protruding outwardly on the semiconductor chip; A solder ball fusion step for fusion welding the solder ball on the inside, and the sealing step of wrapping a portion of the tape, lead and solder ball with sealing means.

여기서, 상기 리드 안착 단계는 범프 주위에 이방성 전도 필름을 먼저 도포한 후 실시하고, 상기 봉지 단계는 접착성 폴리이미드 용액을 도포하여 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.Here, the lead seating step may be performed after first applying an anisotropic conductive film around the bumps, and the sealing step may be achieved by applying an adhesive polyimide solution.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시 할 수 있을 정도로 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조와 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a structure and a manufacturing method of a chip size semiconductor package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As follows.

도 2A 및 2B는 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지를 나타낸 단면도 및 평면도이다.2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view showing a chip size semiconductor package according to the present invention.

먼저 도 2A의 단면도에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조는, 하단부에 각종 전자 회로 소자 및 배선이 적층된 집적 회로 및 그 상단 표면에 다수의 입/출력 패드(110 ; Input/Output Pad)가 형성된 반도체 칩(100)이 위치되어 있고, 상기 반도체 칩(100)의 각 입/출력 패드(110)에는 골드(Au) 또는 솔더(Solder)를 이용하여 형성한 둥근 언덕 형태의 범프(120 ; Bump)가 위치 되어 있다.First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2A, the structure of the chip size semiconductor package according to the present invention includes an integrated circuit having various electronic circuit elements and wirings stacked on a lower end thereof, and a plurality of input / output pads 110 on an upper surface thereof. A semiconductor chip 100 having a / Output Pad formed thereon, and each of the input / output pads 110 of the semiconductor chip 100 has a rounded hill shape formed using Au or solder. Bump 120 is located.

상기 반도체 칩(100) 상면에는 입/출력 패드(110) 내측으로 전기적으로 절연성을 갖고 있으며 접착성이 있으며, 범프(120)의 높이와 비슷하게 양면 테이프가 접착되어 있고, 상기 테이프(200) 상에는 다시 범프(120) 상면까지 연장되어 그 범프(120)와 연결 수단에 의해 전기적으로 연결된 리드(300 ; Lead)가 위치되어 있다.The upper surface of the semiconductor chip 100 is electrically insulated and adhesive inside the input / output pad 110, and double-sided tape is adhered to the height of the bump 120, and the tape 200 is again on the tape 200. A lead 300 extending to the upper surface of the bump 120 and electrically connected to the bump 120 by a connecting means is positioned.

또한, 상기 테이프(200) 상의 리드(300) 내측에는 메인 보드(Main Board ; 도시되지 않음) 입/출력 수단으로서 다수의 솔더 볼(400)이 융착되어 있으며, 상기 테이프(200), 리드(300) 및 솔더 볼(400)의 일부를 봉지 수단(500)이 감싸고 있는 구조를 한다.In addition, a plurality of solder balls 400 are fused to the inside of the lead 300 on the tape 200 as a main board (not shown) input / output means, and the tape 200 and the lead 300 are connected to each other. And a portion of the solder ball 400 has a structure in which the encapsulation means 500 is wrapped.

여기서 상기 범프(120)는 반도체 패키지의 리드(300)쪽으로 반도체 칩(100)의 입/출력 패드(110)를 연결해 주는 수단이 되는 것이며, 종래의 전도성 와이어 본딩에 비해 그 거리가 짧고 또 범프(120)와 리드(300)의 줄을 맞추어(Alignment) 단시간내에 연결이 가능하기 때문에 최근 주로 사용되는 것이다. 또한 그 재료로는 순수한 골드가 가장 양호하며 다음으로 종래의 솔더 등을 이용하여 실시할 수도 있다.Here, the bump 120 serves as a means for connecting the input / output pad 110 of the semiconductor chip 100 to the lead 300 of the semiconductor package. The bump 120 has a shorter distance than the conventional conductive wire bonding. Since the connection between the lead 120 and the lead 300 can be performed within a short time, it is mainly used recently. In addition, pure gold is the best as the material, and can also be carried out using a conventional solder or the like.

한편, 상기 범프(120)와 리드(300)의 연결 수단은 널리 주지된 바와 같이 플립 칩(Flip Chip) 기술에 주로 사용되는 열 압착 본딩(Thermocompression Bonding) 또는 이방성 전도 필름(550, ACF ; Anisotropic Conductive Film)을 사용할 수 있다.On the other hand, the connecting means of the bump 120 and the lead 300 is a thermocompression bonding or anisotropic conductive film (550, ACF; Anisotropic Conductive) mainly used in flip chip technology as is widely known Film) can be used.

또한 상기 솔더 볼(400)이 융착되는 리드(300)의 내측에는 화학적인 에칭(Etching) 또는 스탬핑(Stamping) 방법으로서 덴트(310 ; Dent, 움푹 패인곳)가 형성되어 있다. 상기 리드(300)의 덴트(310)는 솔더 볼(400)과의 접착 면적을 넓게 하여 그 융착 강도를 크게 해주며, 또한 고온의 솔더 융착 과정에서 그 표면 장력에 의해 각각의 덴트(310)에서 둥글게 모이는 성질을 이용하여 솔더 볼(400) 간의 쇼트도 방지해 주는 역할을 하는 것이다.In addition, a dent 310 (Dent) is formed inside the lead 300 to which the solder ball 400 is fused as a chemical etching or stamping method. The dent 310 of the lead 300 increases the adhesion area with the solder ball 400 to increase the fusion strength, and also in each dent 310 by the surface tension during the high temperature solder fusion process. By using a round gathering property to serve to prevent the short between the solder ball 400.

그리고 상기 테이프(200), 리드(300) 및 솔더 볼(400)의 일부를 감싼 봉지 수단(500)은 접착성이 우수한 폴리이미드 필름(Polyimide Film)으로 되어 있다.The encapsulation means 500 surrounding the tape 200, the lead 300, and the solder ball 400 is made of a polyimide film having excellent adhesion.

이를 좀더 구체적으로 설명하기 위해, 도 2B에 나타낸 칩 싸이즈 반도체 패키지의 평면도를 참조하면, 반도체 칩(100)의 사각 주변부에 다수의 입/출력 패드(110)가 형성되어 있고 그 상면에는 리드(300)가 위치되며 그 리드(300)의 내측으로 솔더 볼(400)이 융착되어 반도체 칩(100)의 입/출력 수단으로 이용되고 있음을 알 수 있다. 여기서 상기 솔더 볼(400)의 위치는 그 리드(300)의 모양을 여러 가지로 절곡하여 형성함으로서 어레이(Array) 형태로 형성하는 것이 가능하며, 점선으로 표시한 입/출력 패드(110) 및 범프(120)는 리드(300)에 가리워져 실제 보이는 곳이 아니며, 편의상 봉지 수단(500)은 제거하고 도시하였다.In order to explain this in more detail, referring to the plan view of the chip size semiconductor package shown in FIG. 2B, a plurality of input / output pads 110 are formed at a rectangular periphery of the semiconductor chip 100, and the lead 300 is formed on an upper surface thereof. ) Is located and the solder ball 400 is fused to the inside of the lead 300 is used as the input / output means of the semiconductor chip 100. Here, the solder ball 400 may be formed in an array form by bending the shape of the lead 300 in various ways, and the input / output pads 110 and bumps indicated by dotted lines. 120 is not actually visible because it is hidden by the lid 300, for convenience, the sealing means 500 is removed and shown.

상기의 구조에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지에 의하면, 반도체 칩(100)의 입/출력 패드(110)로 부터 메인 보드로의 신호가 전달되기 까지 범프(120), 리드(300) 및 솔더 볼(400)을 통과하게 됨으로 그 전체 배선 길이가 종래에 비해 단축됨을 알 수 있을 것이다. 또한 상기 봉지 수단(500)로 쓰인 폴리이미드 필름은 반도체 칩(100)의 상면만에 도포되어 있음으로서 반도체 칩(100)의 크기와 패키지의 크기가 거의 동일하고, 또한 반도체 칩(100)의 대부분이 공기 중에 직접 노출되는 구조로서 열방출 능력이 우수함을 알 수 있기도 하다.As can be seen from the above structure, according to the chip size semiconductor package according to the present invention, the bump 120 and the lead until a signal is transmitted from the input / output pad 110 of the semiconductor chip 100 to the main board. By passing through the 300 and the solder ball 400 will be seen that the overall wiring length is shortened compared to the prior art. In addition, since the polyimide film used as the encapsulation means 500 is applied only to the upper surface of the semiconductor chip 100, the size of the semiconductor chip 100 and the package size are almost the same, and most of the semiconductor chip 100 is used. It can be seen that the heat release ability is excellent as the structure directly exposed to the air.

도 3A 내지 3F는 본 발명에 의한 칩 싸이즈 반도체 패키지의 제조 방법을 나타낸 상태도로서 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.3A to 3F are state diagrams illustrating a method of manufacturing a chip size semiconductor package according to the present invention.

1. 범프 형성 단계 ; 반도체 칩(100)의 표면에 위치된 다수의 입/출력 패드(110)에 골드 또는 솔더를 이용하여 범프(120)를 형성한다.1. bump formation step; The bumps 120 are formed on the plurality of input / output pads 110 positioned on the surface of the semiconductor chip 100 using gold or solder.

2. 테이프 접착 단계 ; 상기 반도체 칩(100)의 범프(120) 내측 영역에 접착성이 우수하고 전기적으로 절연성이 있는 양면 테이프를 접착한다.2. tape bonding step; The double-sided tape having excellent adhesiveness and electrical insulation is adhered to the inner region of the bump 120 of the semiconductor chip 100.

3. 리드 안착 단계 ; 상기 테이프(200) 상에는 어레이 형태로서 다수의 덴트(310)가 형성된 리드(300)를 방사상으로 범프(120) 위치까지 연장하여 접착시키며 그 범프(120)와 정렬하여 연결 수단에 의해 전기적으로 접속을 시킨다.3. Lead seating step; On the tape 200, the leads 300 having a plurality of dents 310 formed thereon in an array form are radially extended to the bumps 120, and aligned with the bumps 120 to be electrically connected by the connecting means. Let's do it.

4. 절단 단계 ; 상기 반도체 칩(100) 상의 외측으로 돌출된 리드(300)를 절단한다.4. cutting step; The lead 300 protruding outward on the semiconductor chip 100 is cut.

5. 솔더 볼 융착 단계 ; 상기 리드(300)의 내측에 어레이 형태로 형성된 다수의 덴트(310)에 솔더 볼(400)을 위치시켜 놓고 고온에서 융착시킨다.5. solder ball fusion step; The solder balls 400 are placed on the plurality of dents 310 formed in an array form inside the leads 300 and fused at high temperatures.

6. 봉지 단계 ; 상기 테이프(200), 리드(300) 및 솔더 볼(400)의 일부를 접착성 폴리이미드 용액 등의 봉지 수단(500)을 이용하여 도포한다.6. encapsulation step; A portion of the tape 200, the lead 300, and the solder ball 400 are applied using a sealing means 500 such as an adhesive polyimide solution.

여기서 상기 범프(120)와 리드(300)를 전기적으로 연결하는 연결 수단은 플립 칩 기술로서 퍼니스(Furnace, 화로) 내에서 범프(120)를 리플로우(Reflow)시켜 연결하거나, 이방성 전도 필름(550)을 이용하여 실시하는데 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Here, the connecting means for electrically connecting the bump 120 and the lead 300 is a flip chip technology, by reflowing the bump 120 in a furnace (furnace), or anisotropic conductive film 550 It is carried out using), which will be described in detail as follows.

반도체 칩(100)의 입/출력 패드(110)에 열 압착 본딩이나 초음파 본딩을 이용해 골드 또는 솔더를 미리 접합시켜 범프(120)를 형성시킨 후 상기 리드(300)와 범프(120)의 위치를 정확히 정렬시키 후 퍼니스에 넣어 일정 온도까지 상승시켜 범프(120)를 리드(300)에 리플로시키는 방법을 이용하거나, 최근에 많이 사용되는 이방성 전도 필름(550)을 이용한 접착 방법을 이용한다.After bonding the gold or solder to the input / output pad 110 of the semiconductor chip 100 using thermal bonding bonding or ultrasonic bonding to form a bump 120, the positions of the leads 300 and the bumps 120 may be adjusted. After aligning correctly, the furnace is heated up to a predetermined temperature to reflow the bump 120 into the lead 300, or an adhesive method using an anisotropic conductive film 550, which is frequently used recently.

여기서 이방성 전도 필름(550)이란, 일반적인 접착 필름과 전도용금속알갱이가 혼합된 것으로 상기 접착 필름의 두께는 약 50㎛ 정도이고 전도용금속알갱이의 지름은 약 5㎛ 정도이다. 또한 상기 전도용금속알갱이의 표면은 얇은 폴리머(Polymer)로 코팅되어 있으며, 이러한 이방성 전도 필름(550)의 소정 영역에 열 또는 압력을 가하게 되면 그 부분의 전도용금속알갱이를 감싸고 있는 폴리머가 녹게 되면서 그 전도용금속알갱이가 서로 연결되어 전도성을 갖게 되고 그외의 부분은 확실한 절연성을 유지하는 특성을 가지고 있기 때문에 상호 접착될 물체의 얼라인먼트(Alignment) 위치 조절이 용이하다. 따라서, 이러한 이방성 전도 필름(550)은 현재 TAB(Tape Automated Bonding)의 OLB(Outer Lead Bonding)용이나 COG(Chip On Glass)용으로 상업화되어 널리 사용중에 있는 물질이다. 이와 같은 특징의 플립 칩 기술 및 이방성 전도 필름(550)을 상기 반도체 칩(100)의 입/출력 패드(110)에 형성된 범프(120)와 리드(300)의 전기적 접착에 이용하는 경우에는 먼저 상기 입/출력 패드(110)에 형성된 범프(120) 주변에 그 이방성 전도 필름(550)을 접착시킨 후 리드(300)와 범프(120)의 위치를 정렬시킨 다음 그대로 위에서 리드(300)를 내리누르면서 열 압착을 가하게 되면 입/출력 패드(110)와 리드(300)가 전기적으로 접착하게 되는 것이다.Here, the anisotropic conductive film 550 is a mixture of a general adhesive film and conductive metal grains. The thickness of the adhesive film is about 50 μm and the diameter of the conductive metal grains is about 5 μm. In addition, the surface of the conductive metal grains are coated with a thin polymer (Polymer), and when heat or pressure is applied to a predetermined region of the anisotropic conductive film 550, the polymer surrounding the conductive metal grains of the portion is melted and the conductive Since the metal grains are connected to each other to become conductive and the other parts have a characteristic of maintaining a certain insulating property, it is easy to adjust the alignment position of the objects to be bonded to each other. Accordingly, the anisotropic conductive film 550 is a material that is commercially available for outer lead bonding (OLB) or chip on glass (COG) of tape automated bonding (TAB). When the flip chip technology and the anisotropic conductive film 550 having the above characteristics are used for the electrical bonding between the bump 120 and the lead 300 formed on the input / output pad 110 of the semiconductor chip 100, After adhering the anisotropic conductive film 550 around the bumps 120 formed on the output pad 110, align the positions of the leads 300 and the bumps 120, and then press down the leads 300 as they are. When the compression is applied, the input / output pad 110 and the lead 300 are electrically bonded to each other.

한편 상기 솔더 볼 융착 단계는 리드(300)의 내측에 형성된 덴트(310) 부분에 솔더 볼(400)을 위치시켜 놓고 고온에서 리플로를 실시하여 용이하게 융착 시킬 수 있으며, 봉지 단계에서는 메인 보드로의 입/출력 수단이 되는 솔더 볼(400)을 제외한 나머지 부분 즉, 테이프(200), 리드(300) 및 솔더 볼(400)의 일부를 접착성 폴리이미드 용액 등을 도포 하여 건조시킴으로서 봉지를 행하는 것이다.Meanwhile, in the solder ball fusion step, the solder ball 400 is placed on the dent 310 formed inside the lead 300, and the solder ball 400 can be easily fused by reflow at a high temperature. Encapsulation is carried out by applying an adhesive polyimide solution or the like to dry the remaining portions except the solder balls 400 serving as the input / output means of the tape 200, the leads 300, and the solder balls 400. will be.

본 발명은 비록 이상에서와 같은 실시예들에 한하여만 설명하였지만, 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상에서 벗어남 없이 여러 가지의 변형과 수정이 이루어질 수 있을 것이다.Although the present invention has been described only in the above-described embodiments, various modifications and changes may be made without departing from the scope and spirit of the present invention.

따라서 본 발명은, 집적 회로와 그 표면에는 다수의 입/출력 패드가 형성된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 각 입/출력 패드에 형성된 범프와, 상기 반도체 칩 상면의 입/출력 패드 내측으로 접착된 테이프와, 상기 테이프 상에 접착되어 범프 상면까지 방사상으로 뻗어 위치되었고 그 범프와는 연결 수단에 의해 전기적으로 연결된 리드와, 상기 테이프 상의 리드 내측에 입/출력 수단으로서 융착될 솔더 볼과, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 감싼 봉지 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하여 반도체 칩의 크기와 상기 반도체 칩을 감싸는 패키지의 크기를 거의 동일하게 제작하여 메인 보드에 실장시 그 실장 밀도를 극대화시키고 또한 반도체 칩을 외부의 공기에 직접 노출시킴으로서 그 반도체 칩의 방열 능력을 향상시키고, 플립 칩 기술을 이용함으로서 배선 길이 등을 짧게 하여 반도체 칩의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides a semiconductor chip including a plurality of input / output pads formed on an integrated circuit and a surface thereof, a bump formed on each input / output pad of the semiconductor chip, and an inner side of the input / output pad of the upper surface of the semiconductor chip. A tape, a lead bonded onto the tape and radially extending to the bump top surface, the bump being electrically connected by a connecting means, a solder ball to be fused as an input / output means inside the lead on the tape, and the tape And a sealing means covering a part of the lead and the solder ball, so that the size of the semiconductor chip and the size of the package surrounding the semiconductor chip are made almost the same to maximize the mounting density when mounting on the main board. Direct exposure to outside air improves the heat dissipation capability of the semiconductor chip and utilizes flip chip technology. It is to provide a structure of a chip size semiconductor package and a method of manufacturing the same, which can shorten the wiring length and the like, thereby greatly improving the performance of the semiconductor chip.

Claims (10)

집적 회로와 그 표면에는 다수의 입/출력 패드가 형성된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 각 입/출력 패드에 형성된 범프와, 상기 반도체 칩 상면의 입/출력 패드 내측으로 접착된 테이프와, 상기 테이프 상에 접착되어 범프 상면까지 방사상으로 뻗어 위치되었고 그 범프와는 연결 수단에 의해 전기적으로 연결된 리드와, 상기 테이프 상의 리드 내측에 입/출력 수단으로서 융착된 솔더 볼과, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 감싼 봉지 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.A semiconductor chip having a plurality of input / output pads formed on an integrated circuit and a surface thereof, a bump formed on each input / output pad of the semiconductor chip, a tape bonded into an input / output pad of an upper surface of the semiconductor chip, and the tape A lead bonded to and positioned radially to the top of the bump and electrically connected to the bump by a connecting means, a solder ball fused as an input / output means inside the lead on the tape, the tape, lead and solder ball The structure of the chip size semiconductor package, characterized in that consisting of a sealing means wrapped around. 청구항 1에 있어서, 상기 범프는 골드와 솔더중 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of a chip size semiconductor package according to claim 1, wherein the bump is formed of one of gold and solder. 청구항 1에 있어서, 상기 테이프는 양면접착테이프로 된 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of a chip size semiconductor package according to claim 1, wherein the tape is a double-sided adhesive tape. 청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테이프는 전기적으로 절연성인 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of a chip size semiconductor package according to any one of claims 1 to 3, wherein the tape is electrically insulating. 청구항 1에 있어서, 상기 솔더 볼이 융착되는 리드의 내측에는 덴트가 형성된 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of the chip size semiconductor package according to claim 1, wherein a dent is formed inside the lead to which the solder ball is fused. 청구항 1에 있어서, 상기 봉지 수단은 접착성 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of a chip size semiconductor package according to claim 1, wherein the sealing means is an adhesive polyimide film. 청구항 1에 있어서, 상기 연결 수단은 이방성 전도 필름인 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 구조.The structure of a chip size semiconductor package according to claim 1, wherein the connecting means is an anisotropic conductive film. 반도체 칩의 표면에 위치된 다수의 입/출력 패드에 범프를 형성하는 범프 형성 단계와, 상기 반도체 칩의 범프 내측 영역에 테이프를 접착하는 테이프 접착 단계와, 상기 테이프 상에 방사상의 리드를 범프와 전기적으로 연결하며 접착시키는 리드 안착 단계와, 상기 반도체 칩 상의 외측으로 돌출된 리드를 절단하는 절단 단계와, 상기 리드의 내측에 솔더 볼을 융착하는 솔더 볼 융착 단계와, 상기 테이프, 리드 및 솔더 볼의 일부를 봉지 수단으로 감싸는 봉지 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 제조 방법.A bump forming step of forming bumps on a plurality of input / output pads located on the surface of the semiconductor chip, a tape bonding step of adhering the tape to the bump inner region of the semiconductor chip, and bumping radial leads on the tape; A lead seating step of electrically connecting and bonding, a cutting step of cutting a lead protruding outward on the semiconductor chip, a solder ball fusion step of fusion of a solder ball inside the lead, and the tape, lead and solder ball Method for manufacturing a chip size semiconductor package, characterized in that it comprises a step of encapsulating a portion of the sealing means. 청구항 8에 있어서, 상기 리드 안착 단계는 범프 주위에 이방성 전도 필름을 도포한 후 실시하는 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지의 제조 방법.The method of claim 8, wherein the lead seating step is performed after applying an anisotropic conductive film around the bumps. 청구항 8에 있어서, 상기 봉지 단계는 접착성 폴리이미드 용액을 도포하여 실시하는 것을 특징으로 하는 칩 싸이즈 반도체 패키지 제조 방법.The method of claim 8, wherein the encapsulating is performed by applying an adhesive polyimide solution.
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