KR20080114031A - Stack package - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 스택 패키지를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional stack package.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a stack package according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.3A to 3F are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a stack package according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
210 : 제1반도체 칩 212 : 제1본딩 패드210: first semiconductor chip 212: first bonding pad
214 : 제1범프 220 : 제1기판214: first bump 220: first substrate
222 : 코아 물질 224 : 제1회로 배선222
226 : 제2회로 배선 228 : 제1절연막226: second circuit wiring 228: first insulating film
230 : 제2반도체 칩 232 : 제2본딩 패드230: second semiconductor chip 232: second bonding pad
234 : 제2범프 240 : 제2기판234: second bump 240: second substrate
242 : 코아층 244 : 금속 배선242: core layer 244: metal wiring
246 : 제2절연막 250 : 매립재246: second insulating film 250: buried material
260 : 제3범프 270 : 접착 부재260: third bump 270: adhesive member
280 : 봉지부 290 : 외부접속단자280: encapsulation 290: external connection terminal
본 발명은 스택 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기적 특성이 우수하고 크기가 작은 스택 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a stack package, and more particularly, to a stack package having excellent electrical characteristics and a small size.
반도체 집적 회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 효율성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되어 왔다. 최근에 들어서는 전기/전자 제품의 소형화 및 고성능화가 요구됨에 따라 "스택"에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있다. Packaging technologies for semiconductor integrated circuits have been continuously developed to meet the demand for miniaturization and mounting efficiency. Recently, as the miniaturization and high performance of electric / electronic products are required, various technologies for the "stack" have been developed.
반도체 산업에서 말하는 "스택"이란 적어도 2개 이상의 칩 또는 패키지를 수직으로 쌓아 올리는 기술을 일컫는 것으로서, 이러한 스택 기술에 의하면, 메모리 소자의 경우는 반도체 집적 공정에서 구현 가능한 메모리 용량 보다 2배 이상의 메모리 용량을 갖는 제품을 구현할 수 있고, 또한, 실장 면적 사용의 효율성을 높일 수 있다. The term "stack" in the semiconductor industry refers to a technology for stacking at least two chips or packages vertically. According to this stack technology, a memory device has twice as much memory capacity as a memory capacity that can be realized in a semiconductor integrated process. It is possible to implement a product having a, and also to increase the efficiency of the use of the mounting area.
도 1은 종래의 스택 패키지를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a conventional stack package.
도시된 바와 같이, 중앙부에 캐버티(134)가 형성되고, 상면 양측 가장자리 및 하면 양측 중앙부에 접속 패드(132)를 구비한 기판(120) 상에 중앙부에 제1본딩 패드(112)를 구비한 제1반도체 칩(110)이 플립 칩 본딩된다. 상기 제1반도체 칩(110) 상에는 접착제(114)를 매개로 상면에 제2본딩 패드(122)가 구비된 제2반도체 칩(120)이 부착되어 있다. 상기 제1반도체 칩(110)의 제1본딩 패드(112) 및 상기 제2반도체 칩(120)의 제2본딩 패드(122)는 각각 기판(130) 하면 및 상면에 구비 된 접속 패드(132)와 제1 및 제2금속 와이어(140a, 140b)로 연결되어 있다. 상기 제2금속 와이어(140b)는 상기 제2반도체 칩(120) 상에 형성된 지지층(150)에 의해 고정되어 있다. 상기 기판(130)의 캐버티(134) 하부 및 상기 기판(130)의 상부에는 봉지부(160)가 형성되어 있으며, 상기 기판(130)의 하부에는 솔더볼로 이루어진 외부접속단자(170)가 부착된다. As shown, the
상기 종래의 스택 패키지는 각 반도체 칩과 기판 간의 신호 연결이 금속 와이어에 의해 이루어지므로 속도가 느려지고, 전기적 연결을 위해 많은 수의 금속 와이어가 사용되어 각 칩의 전기적 특성 열화가 발생한다. In the conventional stack package, since the signal connection between each semiconductor chip and the substrate is made by metal wires, the speed is slowed, and a large number of metal wires are used for the electrical connection, thereby deteriorating the electrical characteristics of each chip.
그리고, 상기 상부 및 하부 반도체 칩과 상기 기판을 연결하는 금속 와이어의 길이 차이로 인해 스택 패키지의 전기적인 특성을 좌우하는 RLC 값이 서로 상이하게 되어 신호 전달의 지연(Delay) 및 노이즈 현상이 발생하고, 이로 인해, 서로 상이한 전기적인 연결에 의해 고속으로 동작시 오동작이 발생하게 되어 고속동작이 요구되는 제품에 적용이 불가능하다.In addition, due to the difference in the length of the metal wires connecting the upper and lower semiconductor chips and the substrate, the RLC values that influence the electrical characteristics of the stack package are different from each other, resulting in delay and noise of signal transmission. Therefore, malfunction occurs when operating at high speed due to different electrical connections, and thus it is not applicable to a product requiring high speed operation.
또한, 금속 와이어를 형성하기 위해 기판에 추가 면적이 요구되고, 각 반도체 칩과 기판 간의 형성된 금속 와이어를 위한 갭(gap)이 요구되므로 패키지의 크기가 커진다. In addition, an additional area is required for the substrate to form the metal wire, and a gap for the metal wire formed between each semiconductor chip and the substrate is required, thereby increasing the size of the package.
본 발명은 전기적 특성이 우수하고 크기가 작은 스택 패키지를 제공한다. The present invention provides a stack package having excellent electrical characteristics and a small size.
본 발명에 따른 스택 패키지는, 제1기판; 상기 제1기판 상에 플립 칩 본딩된 제1반도체 칩; 상기 제1반도체 칩 상에 배치되고, 상기 제1기판과 전기적으로 연결된 제2기판; 및 상기 제2기판 상에 플립 칩 본딩된 제2반도체 칩을 포함하는 것을 특징으로 한다. Stack package according to the present invention, the first substrate; A first semiconductor chip flip-bonded on the first substrate; A second substrate disposed on the first semiconductor chip and electrically connected to the first substrate; And a second semiconductor chip flip-bonded on the second substrate.
상기 제1기판과 제2기판은 범프에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.The first substrate and the second substrate is characterized in that connected by the bump.
상기 범프는 상기 플립 칩 본딩된 상기 제1반도체 칩의 높이보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.The bump has a thickness greater than a height of the flip chip bonded first semiconductor chip.
상기 제2기판은 배선을 형성하기 위하여 코아 물질 상에 금속층을 형성하고 식각 공정을 진행하여 범프와 전기적 연결을 위한 부분만을 남긴 인쇄회로 기판인 것을 특징으로 한다.The second substrate may be a printed circuit board that forms a metal layer on a core material and forms an etch process so as to form wiring, leaving only a portion for electrical connection with the bump.
상기 제2기판은 내부에 금속 배선이 형성되고, 전기적 연결을 위해 상기 금속 배선의 일부분이 외부로 노출된 패턴 테이프인 것을 특징으로 한다.The second substrate may be formed of a metal wiring therein, and a portion of the metal wiring may be a pattern tape exposed to the outside for electrical connection.
상기 제1기판과 상기 제1반도체 칩 사이에 개재된 매립재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a buried material interposed between the first substrate and the first semiconductor chip.
상기 제2기판과 상기 제2반도체 칩 사이에 개재된 매립재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a buried material interposed between the second substrate and the second semiconductor chip.
상기 제1기판 상에 상기 제1반도체 칩, 제2기판 및 제2반도체 칩을 덮도록 형성된 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an encapsulation part formed on the first substrate to cover the first semiconductor chip, the second substrate, and the second semiconductor chip.
상기 제1기판에 부착된 외부접속단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It further comprises an external connection terminal attached to the first substrate.
상기 제1반도체 칩의 하면과 상기 제2기판의 하면 사이에 개재된 접착 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an adhesive member interposed between the lower surface of the first semiconductor chip and the lower surface of the second substrate.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 반도체 칩들을 범프를 이용한 플립 칩 본딩 방식으로 각 대응하는 기판 상에 부착한 후, 상기 기판들을 범프를 매개로 부착하는 구조로 스택 패키지를 형성한다. According to the present invention, a stack package is formed by attaching semiconductor chips onto each corresponding substrate by a flip chip bonding method using bumps, and then attaching the substrates via bumps.
따라서, 스택 패키지의 상하부 반도체 칩 간의 전기적인 연결을 동일하게 함을 물론 신호의 연결 경로를 짧게 할 수 있어, 신호 지연이나 노이즈로 인한 오동작을 최소화할 수 있다. Therefore, the electrical connection between the upper and lower semiconductor chips of the stack package may be the same, and the signal connection path may be shortened, thereby minimizing malfunction due to signal delay or noise.
이에 따라, 고속 동작이 요구되는 제품 적합한 스택 패키지를 형성할 수 있다. Accordingly, a stack package suitable for a product requiring high speed operation can be formed.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지 및 그의 제조 방법을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a stack package and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a stack package according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스택 패키지는 제1기판(220) 상에 제1반도체 칩(210)이 플립 칩 본딩 되고, 상기 제1반도체 칩(210) 상에 상기 제1기판(220)과 전기적으로 연결된 제2기판(240)이 배치되며, 상기 제2기판(240) 상에는 제2반도체 칩(230)이 플립 칩 본딩되어 구성된다. As shown, in the stack package according to the present invention, the
상기 제1기판(220)은 내부에 코아 물질(222)이 구비되고, 상기 코아 물질(222)의 상부 및 하부에는 제1 및 제2회로 패턴(224, 226)이 배치되며, 상기 제1 및 제2회로 패턴(224, 226)은 접속 패드 및 볼랜드로 이용된다. 상기 제1기판(220)의 코아 물질(222) 및 제1 및 제2회로 패턴(224, 226) 상에는 절연을 위하여 솔더 레지스트로 이루어진 제1절연막(228)이 형성된다. The
상기 제1반도체 칩(210)은 상면에 상기 제1기판(220) 중앙부의 제1회로 패턴(224)과 대응하는 위치에 제1본딩 패드(212)가 구비된다. 상기 제1반도체 칩(210)의 제1본딩 패드(212) 상에는 제1범프(214)가 형성되며, 상기 제1반도체 칩(210)은 상기 제1범프(214)가 상기 제1기판(220)의 제1회로 패턴(224)에 부착되도록 상기 제1기판(220) 상에 플립 칩 본딩된다. 상기 제1반도체 칩(210)과 상기 제1기판(220) 사이에는 상기 제1범프(214)를 보호하기 위하여 매립재가 형성될 수 있다. The
상기 제2기판(240)은 배선을 형성하기 위하여 코아 물질 상에 금속층을 형성하고 식각 공정을 진행하여 범프와 전기적 연결을 위한 부분만을 남긴 인쇄회로 기판이다. 상기 제2기판(240)은 코아층(242)과 금속 배선(224) 및 상기 금속 배선(224)의 절연 및 산화 방지를 위하여 금속 배선(224)을 덮는 제2절연막(246)으로 이루어지며, 상기 제1기판(220)의 제1회로 패턴(224)과 대응하는 부분의 상기 코아층(242) 및 제2절연막(246)은 패터닝되어 일부 금속 배선(224)의 상하부가 노출된다. The
즉, 상기 제1기판(220)의 제1회로 패턴(224) 중 상기 제1기판(220)에 부착된 제1반도체 칩(210)의 외측으로 구비된 제1회로 패턴(224)과 대응하는 위치의 금속 배선(224)의 상하부는 외부로 노출된다. 상기 제2기판(240)은 내부에 금속 배선이 형성되고, 전기적 연결을 위해 상기 금속 배선의 일부분이 외부로 노출되도로 패터닝된 테이프로 이루어진 패턴 테이프가 사용될 수 있다. That is, the
상기 제2반도체 칩(230)은 상면에 상기 제2기판(240)의 금속 배선(224)과 대응하는 위치에 제2본딩 패드(232)가 구비된다. 상기 제2반도체 칩(230)의 제2본딩 패드(230) 상에는 제2범프(234)가 형성되며, 상기 제2반도체 칩(210)은 상기 제2범프(234)가 상기 제2기판(240)의 금속 배선(224) 상면에 부착되도록 상기 제2기판(240) 상에 플립 칩 본딩된다. The
상기 제2기판(240)과 상기 제2반도체 칩(230) 사이에는 상기 제2범프(234)를 보호하기 위하여 매립재(250)가 구비되며, 상기 제2기판(240)의 금속막(244) 하면에는 상기 제1반도체 칩(210)와 제1범프(214)의 높이합 보다 높은 두께를 갖는 제3범프(260)가 형성된다. A buried
상기 제2반도체 칩(230)이 부착된 제2기판(240)은 상기 제1반도체 칩(210) 상에 배치되도록 상기 제1기판(220) 상에 상기 제3범프(260)를 매개로 실장된다. 상기 제3범프(260)는 상기 제1기판(220) 상에 부착된 제1반도체 칩(210)의 외측에 배치된 제1회로 배선(224)에 부착된다. 상기 제1반도체 칩(210)과 제2기판(240) 사이에는 접착력 강화를 위하여 접착 부재(270)가 개재된다. 상기 제1기판(220)과 상기 제2기판(240) 사이에는 상기 제1 및 제3범프(214, 260)을 보호하기 위하여 매립재가 형성될 수 있다.The
상기 제1기판(220)의 상면에는 상기 제1반도체 칩(210), 제2기판(240) 및 제2반도체 칩(230)을 덮도록 봉지부(280)가 형성되며, 상기 제1기판(220)의 제2회로 배선(226)에는 솔더볼로 이루어진 외부접속단자(290)가 부착된다. An
이와 같이, 본 발명에 따른 스택 패키지는 반도체 칩들을 범프를 이용한 플립 칩 본딩 방법으로 각 대응하는 기판 상에 부착한 후, 상기 기판들을 범프를 매개로 부착하는 구조로 형성되어 스택 패키지의 상하부 반도체 칩 간의 전기적인 연결을 동일하게 함을 물론 짧게 할 수 있어,신호 지연이나 노이즈로 인한 오동작을 최소화할 수 있다. As described above, the stack package according to the present invention is formed in a structure in which semiconductor chips are attached to each corresponding substrate by a flip chip bonding method using bumps, and then the substrates are attached via bumps to form upper and lower semiconductor chips of the stack package. The electrical connection between the two parts can be made the same, of course, and can be shortened, thereby minimizing malfunction due to signal delay or noise.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 스택 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 공정별 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a stack package according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 내부에 코아 물질(222)이 배치되고, 상기 코아 물질(222)의 상하면에 다수의 제1 및 제2회로 패턴(224, 226)이 구비되며, 상기 코아 물질(222) 및 제1 및 제2회로 패턴(224, 226) 상에 제1절연막(228)이 형성된 제1기판(220) 상에 상면에 다수의 제1본딩 패드(212)를 구비하고, 상기 제1본딩 패드(212) 상에 제1범프(214)가 형성된 제1반도체 칩(210)을 플립 칩 본딩한다. Referring to FIG. 3A, a
상기 제1반도체 칩(210)은 제1본딩 패드(212) 상에 형성된 제1범프(214)를 상기 제1기판(220)의 중앙부 제1회로 패턴(224)에 대응하도록 부착함으로써 제1기판(220)과 전기적으로 연결된다. The
도 3b를 참조하면, 코아층(242) 상에 금속막을 형성한 후, 상기 제1기판(220)에 부착된 제1반도체 칩(210)의 외측으로 형성되어 있는 제1회로 패턴과 대응하는 위치에 상기 금속막이 잔류하도록 패터닝하여 금속 배선(244)을 형성한다. 그런 다음, 상기 금속 배선(244)을 덮도록 상기 코아층(242) 및 금속 배선(244)의 일부분 상에 제2절연막(246)을 형성한 후, 상기 금속 배선(244)의 상하면를 노출되도록 상기 제2절연막(246) 및 코아층(242)을 식각하여 제2기판(240)을 완성한다.Referring to FIG. 3B, after the metal layer is formed on the
도 3c를 참조하면, 상기 제2기판(240) 상에 상면에 다수의 제2본딩 패드(232)가 구비되고, 상기 제2본딩 패드(232) 상에 제2범프(234)가 형성된 제2반도체 칩(230)을 상기 제2범프(234)가 상기 제2기판(240)의 금속 배선(244) 상면에 부착되도록 플립 칩 본딩한다. Referring to FIG. 3C, a plurality of
도 3d를 참조하면, 상기 제2기판(240)과 제2반도체 칩(230) 사이에 상기 제2범프(234)를 보호하기 위하여 매립재(250)를 형성한다. 그런 다음, 상기 제2기판(240)의 금속 배선(244) 하면으로 상술한 제1반도체 칩 및 그에 부착된 제1범프의 높이합 보다 높은 높이로 제3범프(260)를 형성한다.Referring to FIG. 3D, a buried
도 3e를 참조하면, 상기 제1반도체 칩(210)이 부착된 제1기판(220) 상에 상기 제2반도체 칩(230)이 부착된 제2기판(240)을 상기 제3범프(260)가 상기 제1기판(220)의 제1회로 패턴(224)에 부착되도록 실장한다. 이때, 상기 제1반도체 칩(210)의 하면과 상기 제2기판(240)의 하면 사이에는 접착성 테이프 또는 접착재로 이루어진 접착 부재(270)를 개재하여 제1반도체 칩(210)과 상기 제2기판(240)을 안정적으로 부착한다. Referring to FIG. 3E, the
도 3f를 참조하면, 상기 제1기판(220) 상에 제1반도체 칩(210), 제2반도체 칩(230) 및 제2기판(240)을 덮도록 봉지부(280)를 형성한다. 그런 다음, 상기 제1기판(220) 하부의 제2회로 패턴(226)에 바람직하게 솔더볼로 이루어진 외부접속단자(290)를 형성하여 스택 패키지의 제조를 완료한다.Referring to FIG. 3F, an
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.
이상에서와 같이, 본 발명은 반도체 칩들을 범프를 이용한 플립 칩 본딩 방법으로 각 대응하는 기판 상에 부착한 후, 상기 기판들을 범프를 매개로 부착하는 구조로 스택 패키지를 형성함으로써, 스택 패키지의 상하부 반도체 칩 간의 전기적인 연결을 동일하게 함을 물론 신호의 연결 경로를 짧게 할 수 있어, 신호 지연이나 노이즈로 인한 오동작을 최소화할 수 있다. As described above, according to the present invention, the semiconductor chips are attached onto each corresponding substrate by a flip chip bonding method using bumps, and then the stack packages are formed by attaching the substrates via bumps, thereby forming a stack package. The electrical connection between the semiconductor chips can be the same, and the signal connection path can be shortened, thereby minimizing malfunction due to signal delay or noise.
이에 따라, 고속 동작이 요구되는 제품 적합한 스택 패키지를 형성할 수 있다. Accordingly, a stack package suitable for a product requiring high speed operation can be formed.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070063183A KR20080114031A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Stack package |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070063183A KR20080114031A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Stack package |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20080114031A true KR20080114031A (en) | 2008-12-31 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070063183A KR20080114031A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Stack package |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20080114031A (en) |
-
2007
- 2007-06-26 KR KR1020070063183A patent/KR20080114031A/en not_active Application Discontinuation
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