KR200182574Y1 - 적층형 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탭 테이프를 이용하여 하나의 패키지내에 두 개 이상의 반도체 칩을 내장시킨 적층형 패키지에 관한 것이다. 본 고안의 적층형 패키지는 상부면 중심부에 2열로 본딩패드들이 배열되어 있는 두 개 이상의 반도체 칩들이 상기 반도체 칩들 상부에 각각 부착되는 탭 테이프의 개재하에 적층되어 있고, 상기 반도체 칩의 본딩패드들은 상기 탭 테이프 내의 중심부로부터 인접된 가장자리까지 연장·배치되게 구비된 다수의 금속패턴들과 각각 접속되어 있으며, 상기 적층된 반도체 칩들의 양 측면은 상기 각 금속패턴들의 가장자리 부분에 형성된 범프들을 통해 상기 금속패턴들과 접속되는 사이드 레일에 의해 감싸져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

적층형 패키지
본 고안은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탭 테이프를 이용하여 하나의 패키지내에 두 개 이상의 반도체 칩을 내장시킨 적층형 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 공지된 반도체 소자의 제조 공정을 통해 얻어진 반도체 칩들은 칩 절단, 칩 부착, 와이어 본딩, 몰딩 및 드림/포밍 등 일련의 어셈블리(Assembly) 공정을 거쳐 패키지화된다.
도 1 은 상기한 어셈블리 공정을 통해 제작된 전형적인 반도체 패키지를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 반도체 칩(1)은 다운-셋(down-set)된 리드 프레임(Lead Frame)의 다이 패드(Die Pad : 2a) 상에 접착제(3)의 개재하에 부착·고정되어 있고, 상기 반도체 칩(1)과 리드 프레임의 인너 리드(Inner Lead : 2b)는 금속 와이어(4)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 이와 같이된 반도체 칩(1), 인너 리드(2b) 및 금속 와이어(4)를 포함하는 공간적 면적이 에폭시 수지와 같은 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)에 의해 밀봉되어 대략 장방형의 패키지 몸체(5)가 형성되어 있으며, 패키지 몸체(5)의 외측으로는 기판에의 실장을 위한 아웃 리드(Out Lead : 2c)가 돌출되어져 있다.
그러나, 상기와 같은 반도체 패키지는 하나의 패키지에 하나의 반도체 칩이 내장되기 때문에 패키지의 용량을 증대시키는데, 그 한계가 있으며, 아울러, 모듈 제조시에는 각각의 반도체 칩들을 기판 상에 실장시켜야 하기 때문에 실장 면적을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 문제들을 해결하기 위하여 최근에는 패키지들을 적층하여 적층형 패키지를 제작하고 있으나, 이 경우에는 반도체 칩들의 구동시에 발생되는 열이 패키지의 외부로 용이하게 방출되지 못함으로써, 반도체 칩의 오동작이 발생되는 문제점이 있었다.
게다가, 종래에는 외부 회로와의 뢰전기적 신호 전달 경로를 이루는 부품과 반도체 칩간을 금속 와이어를 이용하여 전기적으로 접속시키고 있기 때문에, 패키지의 전기적 수행 능력이 좋지 못한 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 안출된 것으로, 칩 상태로 두 개 이상의 반도체 칩들을 적층시켜 패키지의 용량 증대는 물론 실장 면적을 감소시키고, 아울러, 전기적 접속 수단으로서 솔더 범프를 이용하여 패키지의 전기적 수행 능력을 향상시킨 적층형 패키지를 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1 은 종래의 반도체 패키지를 도시한 도면.
도 2 는 본 고안의 실시예에 따른 적층형 패키지를 도시한 도면.
도 3 은 본 고안의 실시예에 따른 탭 테이프를 설명하기 위한 평면도.
도 4 는 도 3 의 A 부분에 대한 상세도.
도 5 는 본 고안의 다른 실시예에 따른 히트 싱크가 부착된 적층형 패키지를 도시한 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 반도체 칩 12 : 본딩패드
20 : 탭 테이프 22a,22b : 접착성 물질
24 : 금속패턴 26 : 전극패드
30 : Au 범프 40 : 사이드 레일
40a : 사이드 레일의 탑 부분 40b : 사이드 레일의 바텀 부분
40c : 사이드 레일의 측면 부분 42 : Au 금속막
44 : Ni 금속막 46 : Cu 금속막
50 : 히트 싱크
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 적층형 패키지는, 상부면 중심부에 2열로 본딩패드들이 배열되어 있는 두 개 이상의 반도체 칩들이 상기 반도체 칩들 상부에 각각 부착되는 탭 테이프의 개재하에 적층되어 있고, 상기 반도체 칩의 본딩패드들은 상기 탭 테이프 내의 중심부로부터 인접된 가장자리까지 연장·배치되게 구비된 다수의 금속패턴들과 각각 접속되어 있으며, 상기 적층된 반도체 칩들의 양 측면은 상기 각 금속패턴들의 가장자리 부분에 형성된 범프들을 통해 상기 금속패턴들과 접속되는 사이드 레일에 의해 감싸져 있는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 하나의 패키지에 두 개 이상의 반도체 칩들을 내장시킴으로써 패키지의 용량을 증대시킬 수 있음은 물론 실장 면적을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상사하게 설명하도록 한다.
도 2 및 도 4 는 본 고안의 실시예에 따른 적층형 패키지를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2 는 본 고안의 실시예에 따른 적층형 패키지를 도시한 도면이고, 도 3 은 본 고안의 실시예에 따른 탭 테이프를 설명하기 위한 평면도이며, 도 4 는 도 3 의 A 부분에 대한 상세도이다.
우선, 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 고안의 적층형 패키지는 상부면 중심부에 2열로 본딩패드들(12)이 배열되어 있는 반도체 칩들(10)이 금속패턴이 구비된 탭 테이프(20)에 의해 두 개 이상이 적층되어 있다. 여기서, 탭 테이프(20)는 상·하부에 에폭시 계열의 열가소성 수지, 접착성 유리 또는 접착 테이프 중에서 선택되는 하나의 접착성 물질(22a, 22b)이 구비되고, 이 접착성 물질들(22a, 22b) 사이에는 Cu와 같은 전도성 금속으로된 금속패턴(24)이 개재된 형태이다.
또한, 도 3 에 도시된 바와 같이, 탭 테이프(20)는 반도체 칩과의 부착시에 상기 반도체 칩의 본딩패드들과 맞닿는 부분에 상기 본딩패드들과의 전기적 접속을 위해 전극패드들(26)이 구비되어 있으며, 이러한 전극패드들(26)은 인접된 가장자리까지 연장·배치되는 금속패턴들(24)과 각각 연결되어 있다.
따라서, 반도체 칩과 탭 테이프간의 부착시에는 그들간의 정렬을 통해 별도의 접속 수단 없이도 본딩패드들과 전극패드들간이 전기적으로 접속되며, 아울러, 반도체 칩들의 적층시에는 접착제의 사용없이 탭 테이프만을 개재시켜 다수의 반도체 칩들을 적층시킬 수 있게 된다.
계속해서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 탭 테이프(20)의 개재하에 적층된 반도체 칩들(10)은 그의 양측면이 외부 회로와의 전기적 접속을 이루게 되는 사이드 레일(40)에 의해 감싸져 있고, 이 사이드 레일(40)과 각 탭 테이프(20)의 금속패턴(24)간에는 Au 범프(30)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
여기서, 사이드 레일(40)은 20 내지 100mil 정도의 두께로 구비되며, 그의 탑(Top) 부분(40a)과 바텀(Bottom) 부분(40b)은 각각 최상부에 배치된 탭 테이프(20)의 상부면 및 최하부에 배치된 반도체 칩(10)의 하부면과 밀착되어 있고, 측면 부분(40c)은 탭 테이프(20)의 개재하에 적층된 반도체 칩들(10)과 소정 간격 이격되어 있고, 특히, Au 범프(30)에 의해 탭 테이프(20)의 각 금속패턴들(24)과 접속되는 부분은 돌출된 형태로 되어 있다. 그리고, Au 범프(30)는 탭 테이프의 금속패턴(24)과 사이드 레일(40)간의 전기적 접속을 위해 구비되는 것으로, 그 그 크기는 금속패턴의 단면적과 동일한 80㎛×80㎛ 내지 150㎛×150㎛이고, 높이는 10 내지 30㎛ 정도이다.
한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 사이드 레일(40)은 Au 범프(30)와 접속되는 측면 돌출부들 각각에 Au, Ni 및 Cu의 금속막(42, 44, 46)이 적층되어 있으며, 이때, Au 금속막(42)은 산화 방지를 위해 Au 범프(30)와 부착되는 부분에 0.1 내지 0.2mil의 두께로 배치되고, Cu 금속막(46)은 전기 전도를 위해 내측 부분, 즉, 사이드 레일(40)과 접촉되는 부분에 1 내지 2mil의 두께로 배치되며, Ni 금속막(44)은 상기 Au 금속막(42)과 Cu 금속막(44)간의 접착을 위해 그들 사이에 0.1 내지 0.3mil의 두께로 배치된다.
따라서, 각 반도체 칩들(10)은 그들의 본딩패드들(12)과 각각 접속되어 있는 탭 테이프(20)의 전극패드(26)와 상기 전극패드(26)와 연결되어 있는 금속패턴(24) 및 상기 금속패턴(24)의 가장자리에 형성되어져 있는 Au 범프(30)를 통해 사이드 레일(40)의 Cu 금속막(46)과 전기적으로 접속된다.
한편, 본 고안의 실시예에 따른 적층형 패키지는 효율적인 열 방출을 위하여 요철 모양 또는 직사각형 모양으로된 히트 싱크(Heat Sink)를 부착시킬 수도 있으며, 도 5 에 도시된 바와 같이, 히트 싱크(50)는 탭 테이프(20)의 개재하에 적층된 반도체 칩들(10)을 감싸고 있는 사이드 레일의 탑 부분(40a)에 부착된다.
이상에서와 같이, 본 고안의 적층형 패키지는 하나의 패키지에 두 개의 이상의 반도체 칩을 내장시킴으로써 패키지의 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 실장 면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 전기적 신호 전달 경로를 이루는 사이드 레일과 탭 테이프의 금속패턴들간을 솔더 범프를 이용하여 전기적으로 접속시킴으로써, 패키지의 전기적 수행 능력을 향상시킬 수 있다.
게다가, 사이드 레일의 탑 부분에 히트 싱크를 부착시킴으로써, 반도체 칩들에서 발생되는 열을 용이하게 방출시켜 반도체 칩들의 오동작을 방지할 수 있다.
한편, 여기에서는 본 고안의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

Claims (13)

  1. 상부면 중심부에 2열로 본딩패드들이 배열되어 있는 두 개 이상의 반도체 칩들이 상기 반도체 칩들 상부에 각각 부착되는 탭 테이프의 개재하에 적층되어 있고, 상기 반도체 칩의 본딩패드들은 상기 탭 테이프 내의 중심부로부터 인접된 가장자리까지 연장·배치되게 구비된 다수의 금속패턴들과 각각 접속되어 있으며, 상기 적층된 반도체 칩들의 양 측면은 상기 각 금속패턴들의 가장자리 부분에 형성된 범프들을 통해 상기 금속패턴들과 접속되는 사이드 레일에 의해 감싸져 있는 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탭 테이프는 접착성 물질들 사이에 금속패턴이 개재된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접착성 물질은 에폭시 계열의 열가소성 수지, 접착성 유리 또는 접착 테이프 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 금속패턴은 전도성이 우수한 Cu 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 금속패턴은 상기 반도체 칩의 본딩패드와 접속되는 부분에 전극패드가 구비된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 Au 범프인 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 Au 범프는 크기가 80㎛×80㎛ 내지 150㎛×150㎛이고, 높이는 10 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 사이드 레일은 두께가 20 내지 100mil인 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  9. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 사이드 레일은 솔더 범프와 접속되는 부분에 Au 금속막, Ni 금속막 및 Cu 금속막이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 Au 금속막은 솔더 범프와 접속되는 부분에 0.1 내지 0.2mil 정도의 두께로 배치된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 Cu 금속막은 사이드 레일과 접촉되는 부분에 1 내지 2mil 정도의 두께로 배치된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 Ni 금속막은 Au 금속막과 Cu 금속막 사이에 0.1 내지 0.3mil 두께로 배치된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 사이드 레일의 탑 부분에 히트 싱크가 부착된 것을 특징으로 하는 적층형 패키지.
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