KR20100053189A - Semiconductor package - Google Patents

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KR20100053189A
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor package is provided to prevent the thickness of a semiconductor package from increasing due to the lamination of semiconductor chips by applying a step type window design. CONSTITUTION: A circuit pattern(111) is situated on one side of a first substrate(110). A window penetrated from one side of the first substrate and throughout another side, is formed. A circuit pattern(121) is located on one side of a second substrate(120). A window penetrated from one side of the second substrate and throughout another side, is formed. The second substrate comprises a step part which is exposed to the window of the first substrate. The step part comprises a die bonding area(122) and a wire bonding area.

Description

반도체 패키지{Semiconductor package} Semiconductor Package {Semiconductor package}

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 칩의 적층 가능성을 높이면서도 두께가 얇은 고밀도 칩의 기능을 구현할 수 있는 반도체 패키지에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor package, and more particularly, to a semiconductor package capable of implementing a function of a thin high density chip while increasing the possibility of stacking semiconductor chips.

반도체 기술이 비약적으로 발전하고 반도체 산업이 대중화되면서 일상생활에서 접할 수 있는 모든 전자제품에서 반도체의 역할이 매우 중요하게 되었다. 반도체 산업은 고기능이면서 좀 더 작고 얇은 반도체를 만들기 위한 방향으로 발전되어 왔다. 그 큰 흐름 중 하나는 부피가 작으면서도 고기능성 패키지 개발을 위하여 패키지 형태를 발전시키고, 반도체 칩 적층 방법을 개발하는 방법으로 진행되어져 왔다. With the rapid development of semiconductor technology and the popularization of the semiconductor industry, the role of semiconductors has become very important in all electronic products that can be encountered in everyday life. The semiconductor industry has evolved toward making smaller, thinner semiconductors that are highly functional. One of the big trends has been to develop a package form and develop a semiconductor chip stacking method for the development of a high-performance package with a small volume.

따라서, 반도체 칩의 적층 가능성을 높이면서도 두께가 얇은 고밀도 칩의 기능을 구현하기 위한 반도체 기판 및 반도체 패키징 방법이 필요하다. 특히, 고밀도의 반도체 칩을 수용하기 위한 새로운 형태의 기판의 개발이 필요하다. 따라서, 본 발명은 반도체 패키지 관련 분야에 넓게 적용이 가능하다. Accordingly, there is a need for a semiconductor substrate and a semiconductor packaging method for implementing the functions of a thin high density chip while increasing the possibility of stacking semiconductor chips. In particular, it is necessary to develop a new type of substrate for accommodating high density semiconductor chips. Therefore, the present invention can be widely applied to a semiconductor package related field.

종래의 적층 반도체 패키지의 형태는 반도체 기판 위에 반도체 칩을 여러 가 지 형태 및 방향으로 쌓고 와이어 본딩(wire bonding)을 하거나, 하나 혹은 복수 개의 반도체 칩이 적층 된 패키지를 쌓아 좀 더 큰 용량의 반도체 패키지를 만들거나, 상면과 바닥면에 관계없이 양면을 동시에 사용하여 적층하는 방법들이 있을 수 있다.The conventional stacked semiconductor package has a larger capacity semiconductor package by stacking semiconductor chips in various shapes and directions on a semiconductor substrate and performing wire bonding, or by stacking a package in which one or more semiconductor chips are stacked. There may be a method of making or laminating using both sides simultaneously regardless of the top and bottom surfaces.

또한, 고밀도 반도체 칩의 입출력 단자를 확보하기 위한 고밀도의 미세 피치 패턴(Fine pitch pattern)이 구현된 반도체 기판 재료의 개발과 동시에 고밀도 패턴의 와이어 본딩 작업이 가능한 와이어 본딩 장비 및 금 와이어 등과 같은 부품 개발이 동시에 이루어져야 한다. In addition, the development of semiconductor substrate materials with high-density fine pitch patterns to secure input and output terminals of high-density semiconductor chips, as well as development of components such as wire bonding equipment and gold wires that enable wire bonding of high-density patterns. This must be done at the same time.

하지만, 이러한 문제는 장비 및 재료분야에서 동시 발전이 이루어져야 하고 가격 경쟁력 또한 필요하기 때문에 많은 시간을 필요로 한다. However, this problem requires a lot of time because of simultaneous development in equipment and materials field and price competitiveness.

본 발명은, 와이어 본딩 영역의 확보가 용이하고 반도체 칩의 적층으로 인한 두께의 증가를 최소화할 수 있는 반도체 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a semiconductor package that can easily secure a wire bonding region and can minimize an increase in thickness due to stacking of semiconductor chips.

본 발명은, 적어도 일면에 회로 패턴이 배치되고, 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성되는 제1 기판; 및 적어도 일면에 회로 패턴이 배치되고, 상기 제1 기판에 적층되는 것으로 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성되는 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판의 윈도우가 상기 제2 기판의 윈도우보다 크고, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판의 윈도우에 노출되는 단차부를 구비하는 반도체 패키지를 제공한다. The present invention provides a display device comprising: a first substrate having a circuit pattern disposed on at least one surface thereof and a window penetrating from one surface to the other surface; And a second substrate having a circuit pattern disposed on at least one surface thereof and stacked on the first substrate to form a window penetrating from one surface to the other surface, wherein the window of the first substrate is larger than the window of the second substrate. It provides a semiconductor package having a stepped portion that is large and the second substrate is exposed to the window of the first substrate.

상기 단차부가, 반도체 칩이 안착되는 다이 안착부, 및 상기 제 2 기판의 상기 회로 패턴으로부터 연장되어 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되도록 본딩 와이어가 연결되는 와이어 본딩부가 배치될 수 있는 와이어 본딩 영역을 구비할 수 있다. The stepped portion may include a die seating portion on which a semiconductor chip is seated, and a wire bonding region in which a wire bonding portion may be disposed, the wire bonding portion being extended from the circuit pattern of the second substrate to be electrically connected to the semiconductor chip. can do.

상기 제2 기판의 상기 다이 안착부의 반대면에 상기 제2 기판이 상기 반도체 칩과 본딩 와이어에 의하여 전기적으로 연결되도록 하는 와이어 본딩부가 구비될 수 있다. A wire bonding part may be provided on an opposite surface of the die mounting part of the second substrate to electrically connect the second substrate to the semiconductor chip by a bonding wire.

복수개의 상기 반도체 칩이 적층될 수 있다. A plurality of the semiconductor chips may be stacked.

상기 반도체 칩이, 상기 다이 안착부에 안착되는 제1 반도체칩, 상기 제1 반 도체 칩의 상기 다이 안착부와 접촉되는 면의 반대면인 제1면에 적층되는 제2 반도체칩, 및 상기 제1 반도체 칩의 상기 제1면의 반대면인 제2면의 상기 제2 기판의 윈도우에 의하여 형성되는 공간으로 적층되는 제3 반도체칩을 구비할 수 있다. The semiconductor chip is stacked on a first surface of the first semiconductor chip that is seated on the die seat, a first surface that is opposite to a surface of the first semiconductor chip that is in contact with the die seat, and the second The third semiconductor chip may be stacked in a space formed by the window of the second substrate on the second surface, which is the surface opposite to the first surface of the first semiconductor chip.

상기 다이 안착부에 안착되는 제1 반도체칩이 플립 칩 본딩에 의하여 상기 제2 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. The first semiconductor chip seated on the die mounting part may be electrically connected to the second substrate by flip chip bonding.

상기 반도체 칩과 상기 본딩 와이어를 포함하여 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 외부로 노출된 면을 감싸는 몰딩부를 더 구비할 수 있다. The display device may further include a molding part including the semiconductor chip and the bonding wire to surround surfaces exposed to the outside of the first substrate and the second substrate.

상기 제2 기판의 상기 제1 기판이 적층되는 면의 반대 면에 적어도 하나 이상 배치되는 솔더 볼을 더 구비할 수 있다. At least one solder ball may be further disposed on a surface opposite to a surface on which the first substrate of the second substrate is stacked.

상기 솔더 볼이 배치되는 면에 형성되는 윈도우가 일자, 십자, 정사각형, 직사각형, 및 원형 중의 적어도 어느 하나가 조합된 형상이 될 수 있다. A window formed on a surface on which the solder balls are disposed may have a shape in which at least one of a straight line, a cross, a square, a rectangle, and a circle is combined.

상기 제2 기판에 안착된 상기 반도체 칩의 높이가 상기 제1 기판보다 낮거나 같을 수 있다. The height of the semiconductor chip seated on the second substrate may be lower than or equal to the first substrate.

본 발명의 다른 측면은, 반도체 패키지가 복수개 적층되는 반도체 패키지를 제공한다. Another aspect of the present invention provides a semiconductor package in which a plurality of semiconductor packages are stacked.

본 발명에 따른 반도체 패키지에 의하면, 와이어 본딩 영역의 확보가 용이하고 반도체 칩의 적층으로 인한 두께의 증가를 최소화할 수 있다. According to the semiconductor package according to the present invention, it is possible to easily secure the wire bonding region and minimize the increase in thickness due to the stacking of the semiconductor chips.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설 명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention according to a preferred embodiment.

도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 반도체 패키지(10)의 일 단면이 도시되어 있다. 도 2에는 반도체 패키지(10)에서 반도체 칩이 장착된 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)이 개략적으로 도시되어 있다. 도 7에는 제2 기판(120)에 형성되는 다양한 윈도우 형상이 도시되어 있다. 1 shows a cross section of a semiconductor package 10, which is a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 schematically shows a first substrate 110 and a second substrate 120 on which semiconductor chips are mounted in the semiconductor package 10. 7 illustrates various window shapes formed on the second substrate 120.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 패키지(10)는 제1 기판(110); 및 제2 기판(120)을 구비한다. 제1 기판(110)에는 적어도 일면에 회로 패턴(111)이 배치되고, 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성될 수 있다. 제2 기판(120)에는 적어도 일면에 회로 패턴(121)이 배치되고, 제1 기판(110)에 적층되는 것으로 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성될 수 있다. Referring to the drawings, the semiconductor package 10 according to the present invention includes a first substrate 110; And a second substrate 120. The circuit pattern 111 may be disposed on at least one surface of the first substrate 110, and a window penetrated from one surface to the other surface may be formed. A circuit pattern 121 is disposed on at least one surface of the second substrate 120, and a window penetrating from one surface to the other surface by being stacked on the first substrate 110 may be formed.

이때, 본 발명에서는 제1 기판(110)의 윈도우가 제2 기판(120)의 윈도우보다 크고, 제2 기판(120)이 제1 기판(110)의 윈도우에 노출되는 단차부(122, 123a)를 구비할 수 있다. In this case, in the present invention, the windows of the first substrate 110 are larger than the windows of the second substrate 120, and the step portions 122 and 123a exposing the second substrate 120 to the windows of the first substrate 110. It may be provided.

본 발명에 따른 반도체 패키지(10)는 단차를 이용한 계단식 윈도우 디자인을 적용함으로써, 반도체 칩(140)과 와이어 본딩에 의한 전기적 연결을 위한 와이어 본딩부를 위한 충분한 공간 확보 및 반도체 칩들(141, 142)의 적층으로 인한 두께 증가를 최소화할 수 있다. The semiconductor package 10 according to the present invention applies a stepped window design using a step, thereby securing sufficient space for the wire bonding unit for the electrical connection by the semiconductor chip 140 and the wire bonding and of the semiconductor chips 141 and 142. The increase in thickness due to lamination can be minimized.

즉, 본 발명에서는 2 이상의 기판들(110, 120)을 적층하고, 기판들(110, 120)에 양면을 관통하는 윈도우가 형성되고, 윈도우에 의하여 형성되는 기판들(110, 120) 두께에 의하여 형성되는 공간 내부에 반도체 칩(140)이 수납되도록 할 수 있다. That is, in the present invention, two or more substrates 110 and 120 are stacked, and windows that penetrate both surfaces are formed on the substrates 110 and 120, and the thickness of the substrates 110 and 120 formed by the window is increased. The semiconductor chip 140 may be accommodated in the space to be formed.

이때, 제2 기판(120)에는 제1 기판(110)과의 윈도우 크기 차에 의하여 노출되는 단차부(122, 123a)가 형성될 수 있다. 따라서, 2 이상의 기판들(110, 120)의 적층에 따른 단차부(122, 123a)에 와이어 본딩부(123)가 배치될 수 있는 공간이 확보될 수 있으며, 그로 인하여 와이어 본딩을 위한 본딩 거리가 짧아질 수 있다. In this case, the stepped portions 122 and 123a may be formed on the second substrate 120 by the window size difference with the first substrate 110. Therefore, a space in which the wire bonding portion 123 may be disposed may be secured in the stepped portions 122 and 123a according to the stacking of two or more substrates 110 and 120, thereby resulting in a bonding distance for wire bonding. Can be shortened.

또한, 2 이상의 기판들(110, 120)의 적층되므로, 각각의 기판들(110, 120)에 형성되는 회로 패턴들(111, 121)에 의하여, 기판들(110, 120)의 각 층에 형성되는 회로 패턴들(111, 121)을 여유 있게 사용할 수 있다. 따라서, 복수개의 반도체 칩들(141, 142)이 적층되더라도, 적층된 반도체 칩들(141, 142)을 효율적으로 사용하기 위한 충분한 회로 배선을 이용할 수 있다. In addition, since two or more substrates 110 and 120 are stacked, the circuit patterns 111 and 121 formed on the respective substrates 110 and 120 are formed in each layer of the substrates 110 and 120. The circuit patterns 111 and 121 can be used with ease. Therefore, even if a plurality of semiconductor chips 141 and 142 are stacked, sufficient circuit wiring for efficiently using the stacked semiconductor chips 141 and 142 can be used.

이때, 단차부(122, 123a)에는 다이 안착부(122), 및 와이어 본딩 영역(123a)이 포함될 수 있다. 다이 안착부(122)는 반도체 칩이 안착되는 영역이다. 와이어 본딩 영역(123a)은 제 2 기판(120)의 회로 패턴(121)으로부터 연장되어 반도체 칩(140)과 전기적으로 연결되도록 본딩 와이어(115)가 연결되는 와이어 본딩부(123)가 배치될 수 있는 영역이다. In this case, the step portions 122 and 123a may include the die seating portion 122 and the wire bonding region 123a. The die mounting part 122 is an area where the semiconductor chip is seated. The wire bonding area 123 may be disposed to extend from the circuit pattern 121 of the second substrate 120 to be electrically connected to the semiconductor chip 140 so that the bonding wire 115 is connected. Area.

또한, 제2 기판(120)에는 다이 안착부가 위치되는 면의 반대면에 제2 기판(120)이 반도체 칩(140)과 본딩 와이어(115)에 의하여 전기적으로 연결되도록 하는 배면 와이어 본딩부(124)가 구비될 수 있다. In addition, the second wire 120 has a back wire bonding part 124 which is electrically connected to the second substrate 120 by the semiconductor chip 140 and the bonding wire 115 on the opposite side of the surface on which the die seating part is located. ) May be provided.

이때, 본딩 와이어(115)가 제2 기판(120)의 윈도우를 통하여 반도체 칩(140)의 다이 안착부(122)에 부착되는 면의 윈도우를 통하여 노출되는 면에 마련되는 본 딩 패드(미도시)와 배면 와이어 본딩부(124)를 전기적으로 연결할 수 있다. In this case, a bonding pad 115 is provided on a surface of the bonding wire 115 exposed through the window of the surface attached to the die seat 122 of the semiconductor chip 140 through the window of the second substrate 120. ) And the back wire bonding unit 124 may be electrically connected.

이에 따라, 반도체 칩(140)의 적층에 따라 더 많이 필요한 회로 배선들을 더욱 효율적으로 이용할 수 있게 된다. Accordingly, more necessary circuit wirings may be more efficiently used according to the stacking of the semiconductor chips 140.

한편, 기판들(110, 120)이 적층되는 개수는 적층되어 실장되는 반도체 칩(140)의 요구 수준에 따라 결정될 수 있으며, 적층되는 기판들(110, 120)의 개수는 제한되지 아니한다. 또한, 적층되는 반도체 칩(140)의 개수에도 특별한 제약이 없으며, 실장되는 반도체 칩(140)의 크기에 의하여 단자부(122, 123a)의 넓이 및 형상 등의 설계가 변경될 수 있다. The number of stacked substrates 110 and 120 may be determined according to a required level of the semiconductor chip 140 stacked and mounted, and the number of stacked substrates 110 and 120 is not limited. In addition, there is no particular limitation on the number of stacked semiconductor chips 140, and designs such as the width and shape of the terminal parts 122 and 123a may be changed by the size of the semiconductor chips 140 to be mounted.

이때, 반도체 칩(140)은 기판의 상면 방향으로 적층되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 하면 방향으로도 적층되거나, 상면 방향 및 하면 방향 양면으로도 적층될 수 있다. 따라서, 반도체 칩(140)의 적층 밀도를 높일 수 있다. In this case, the semiconductor chip 140 is preferably stacked in the upper surface direction of the substrate, but the present invention is not limited thereto. The semiconductor chip 140 may also be stacked in the lower surface direction, or may be stacked in both the upper surface direction and the lower surface direction. Therefore, the stacking density of the semiconductor chip 140 can be increased.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 윈도우의 형상은 반도체 칩(140)의 활용에 따라 다양한 형태의 설계가 가능하다. 윈도우의 형상은 일자형(71), 십자형(72), 정사각형(73), 직사각형(74), 및 원형(미도시)이 될 수 있다. 또한, 윈도우의 형상은 일자형, 십자형, 정사각형, 직사각형, 및 원형(미도시) 중의 2 이상이 조합된 형상이 될 수 있다. 그 일 실시예로 십자와 정사각형의 조합(75), 십자와 직사각형의 조합(미도시), 십자와 원형의 조합(미도시)에 의한 형상이 가능하다. Meanwhile, as shown in FIG. 7, the shape of the window may be designed in various forms according to the utilization of the semiconductor chip 140. The shape of the window may be straight (71), cross (72), square (73), rectangle (74), and round (not shown). In addition, the shape of the window may be a combination of two or more of straight, cross, square, rectangular, and circular (not shown). In one embodiment, a shape may be formed by a combination 75 of crosses and squares, a combination of crosses and rectangles (not shown), and a combination of crosses and circles (not shown).

즉, 솔더 볼(160)이 배치되는 면에 형성되는 윈도우가 일자, 십자, 정사각형, 직사각형, 및 원형 중의 적어도 어느 하나가 조합된 형상으로 이루어질 수 있 다. 따라서, 다양한 설계에 의한 반도체 칩(140)에도 본 발명에 따른 반도체 패키지(10)가 적용될 수 있다. That is, the window formed on the surface on which the solder balls 160 are disposed may be formed in a shape in which at least one of a date, a cross, a square, a rectangle, and a circle is combined. Therefore, the semiconductor package 10 according to the present invention may be applied to the semiconductor chip 140 having various designs.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지(10)는 반도체 칩(140)과 본딩 와이어(115)를 포함하여 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 외부로 노출된 면의 적어도 일부를 감싸는 몰딩부(150)를 더 구비할 수 있다. 이에 따라, 기판들(110, 120)에 형성된 회로 패턴(111, 121), 반도체 칩(140), 및 본딩 와이어(115) 들을 보호할 수 있다. In addition, the semiconductor package 10 according to the present invention includes a semiconductor chip 140 and a bonding wire 115 to cover at least a portion of the surface exposed to the outside of the first substrate 110 and the second substrate 120. The molding unit 150 may be further provided. Accordingly, the circuit patterns 111 and 121, the semiconductor chip 140, and the bonding wires 115 formed on the substrates 110 and 120 may be protected.

또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지(10)는 제2 기판(120)의 제1 기판(110)이 적층되는 면의 반대 면에 적어도 하나 이상 배치되는 솔더 볼(160)을 더 구비할 수 있다. 솔더 볼(160)은 반도체 패키지(10)를 외부와 연결하는 외부 접속 단자의 기능을 수행할 수 있다. In addition, the semiconductor package 10 according to the present disclosure may further include at least one solder ball 160 disposed on a surface opposite to a surface on which the first substrate 110 of the second substrate 120 is stacked. The solder ball 160 may function as an external connection terminal connecting the semiconductor package 10 to the outside.

도 3에는 반도체 칩(340)이 제2 기판(320)에 안착되는 면과 그 반대면에 각각 적층되는 반도체 패키지(30)가 도시되어 있다. 3 illustrates a semiconductor package 30 in which the semiconductor chip 340 is stacked on the surface on which the semiconductor chip 340 is mounted, and on the opposite surface thereof.

도면을 참조하면, 반도체 패키지(30)는 반도체 칩(340)이 제2 기판(320)에 안착되는 면과 그 반대면으로 각각 적층될 수 있다. 그 일 실시예로서, 반도체 칩(340)이 제1 반도체칩(341), 제2 반도체칩(342), 및 제3 반도체칩(343)을 구비하여 3층 이상으로 적층될 수 있다. Referring to the drawings, the semiconductor package 30 may be stacked on the surface on which the semiconductor chip 340 is seated on the second substrate 320 and on the opposite surface thereof. As an example, the semiconductor chip 340 may be stacked in three or more layers including the first semiconductor chip 341, the second semiconductor chip 342, and the third semiconductor chip 343.

제1 반도체칩(341)은 다이 안착부(322)에 안착될 수 있다. 제2 반도체칩(342)은 제1 반도체 칩(341)의 다이 안착부(322)와 접촉되는 면의 반대면인 제1면에 적층될 수 있다. 제3 반도체칩(343)은 제1 반도체 칩(341)의 제1면의 반대면 인 제2면의 제2 기판(320)의 윈도우에 의하여 형성되는 공간으로 적층될 수 있다. The first semiconductor chip 341 may be mounted on the die mounting part 322. The second semiconductor chip 342 may be stacked on a first surface that is opposite to a surface of the first semiconductor chip 341 that is in contact with the die seating portion 322. The third semiconductor chip 343 may be stacked into a space formed by a window of the second substrate 320 on the second surface, which is the opposite surface of the first surface of the first semiconductor chip 341.

따라서, 제3 반도체 칩(343)이 제2 기판(320)의 윈도우에 의하여 형성되는 공간 내부에 배치될 수 있도록 함으로써, 반도체 칩(340)의 적층으로 인한 두께 증가를 최소화할 수 있게 된다. Accordingly, by allowing the third semiconductor chip 343 to be disposed in a space formed by the window of the second substrate 320, the increase in thickness due to the stacking of the semiconductor chips 340 may be minimized.

이때, 제2 기판(320)의 다이 안착부(322)의 반대면에 제2 기판(320)이 제3 반도체 칩(343)과 본딩 와이어(315)에 의하여 전기적으로 연결되도록 하는 배면 와이어 본딩부(324)가 구비되는 것이 바람직하다. In this case, a back wire bonding part for allowing the second substrate 320 to be electrically connected to the third mounting surface 322 of the second substrate 320 by the third semiconductor chip 343 and the bonding wire 315. 324 is preferably provided.

이때, 본딩 와이어(315)가 제2 기판(320)의 윈도우를 통하여 반도체 칩(340)의 다이 안착부(322)에 부착되는 면의 윈도우를 통하여 노출되는 면에 마련되는 본딩 패드(미도시)와 배면 와이어 본딩부(324)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 반도체 칩(340)의 적층에 따라 더 많이 필요한 회로 배선들을 더욱 효율적으로 이용할 수 있게 된다. In this case, a bonding pad (not shown) is provided on the surface of the bonding wire 315 exposed through the window of the surface attached to the die seating portion 322 of the semiconductor chip 340 through the window of the second substrate 320. And the back wire bonding portion 324 may be electrically connected. Accordingly, more necessary circuit wirings may be more efficiently used according to the stacking of the semiconductor chips 340.

이때, 적층된 기판들(310, 320, 330)은 제1 기판(310), 제2 기판(320), 및 제3 기판(330)을 구비할 수 있으며, 3층 이상으로 적층될 수 있다. 여기서, 적층된 기판들(310, 320, 330)의 단면에서 각각의 기판들이 적층되는 부분에는 각각 단차부가 구비될 수 있으며, 각 단차부에는 와이어 본딩부가 포함되는 와이어 본딩 영역이 구비될 수 있다. In this case, the stacked substrates 310, 320, and 330 may include a first substrate 310, a second substrate 320, and a third substrate 330, and may be stacked in three or more layers. Here, in the cross-section of the stacked substrates 310, 320, and 330, a portion where each substrate is stacked may be provided with a stepped portion, and each step may be provided with a wire bonding region including a wire bonding portion.

다만, 각각의 기판들이 적층되는 부분에 모든 단층부에 와이어 본딩 영역이 있어야 하는 것은 아니며, 설계 상 와이어 본딩이 필요한 층에서만 선별적으로 와이어 본딩 영역이 구비될 수 있다. However, wire bonding areas are not required to be formed in every single layer in a portion where each of the substrates are stacked, and a wire bonding area may be selectively provided only in a layer requiring wire bonding.

또한, 반도체 칩(340)은 제4 반도체 칩(344)을 더 구비할 수 있으며, 반도체 패키지(30)는 실시예에 따라서 3층 이상 복수 층으로 적층되는 반도체 칩(340)을 포함할 수 있게되어, 하나의 패키지 내에 포함되는 반도체 칩(340)의 집적도를 향상시킬 수 있으며, 반도체 칩(340)이 적층되는 개수가 늘어나도 반도체 패키지(30)의 두께 증가를 최소화할 수 있게 된다. In addition, the semiconductor chip 340 may further include a fourth semiconductor chip 344, and the semiconductor package 30 may include the semiconductor chip 340 stacked in three or more layers according to an embodiment. As a result, the degree of integration of the semiconductor chip 340 included in one package may be improved, and the increase in the thickness of the semiconductor package 30 may be minimized even when the number of stacked semiconductor chips 340 is increased.

한편, 도 3에 도시된 반도체 패키지(30)는 도 1에 도시된 반도체 패키지(10)에 대하여, 제2 기판(320)에 장착되는 제2 반도체 칩(342) 및 제3 반도체 칩(343) 각각이 제1 반도체 칩(341)의 양면에 적층되는 실시예로서, 도 1의 반도체 패키지(10)에서와 동일한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조번호를 사용하고 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다. Meanwhile, the semiconductor package 30 illustrated in FIG. 3 includes a second semiconductor chip 342 and a third semiconductor chip 343 mounted on the second substrate 320 with respect to the semiconductor package 10 illustrated in FIG. 1. As an embodiment in which each is stacked on both sides of the first semiconductor chip 341, the same components as in the semiconductor package 10 of FIG.

또한, 도 4 내지 도 5에 도시된 반도체 패키지들(40, 50, 60) 각각은 도 1에 도시된 반도체 패키지(10)에 대한 변형 실시예들로서, 도 1 및 도 3의 반도체 패키지(10, 30)에서와 동일한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조번호를 사용하고 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다. In addition, each of the semiconductor packages 40, 50, and 60 illustrated in FIGS. 4 to 5 is a modified embodiment of the semiconductor package 10 illustrated in FIG. 1, and the semiconductor package 10 of FIGS. The same reference numerals are used for the same components as in 30, and detailed descriptions thereof are omitted.

도 4에는 다이 안착부(422)에 안착되는 반도체 칩(440)이 플립 칩 본딩에 의하여 제2 기판(420)과 전기적으로 연결되는 반도체 패키지(40)가 도시되어 있다. 즉, 반도체 패키지(40)에서 다이 안착부(422)에 안착되는 제1 반도체칩(441)이 플립 칩 본딩에 의하여 제2 기판(420)과 전기적으로 연결될 수 있다. 4 illustrates a semiconductor package 40 in which the semiconductor chip 440 mounted on the die mounting part 422 is electrically connected to the second substrate 420 by flip chip bonding. That is, the first semiconductor chip 441 seated on the die mounting part 422 in the semiconductor package 40 may be electrically connected to the second substrate 420 by flip chip bonding.

따라서, 반도체 칩(440)이 안착되는 다이 안착부(422)가 구비되는 제2 기판(420)에는 와이어 본딩을 위한 와이어 본딩 영역에 필요한 공간이 필요 없는 형 태로 응용이 가능하다. Accordingly, the second substrate 420 having the die mounting part 422 on which the semiconductor chip 440 is mounted may be applied in a form that does not require a space required for the wire bonding region for wire bonding.

즉, 본 실시예에 따른 반도체 패키지(40)에서는 와이어 본딩과 플립 칩 본딩 타입이 복합된 복합 적층 디자인이 가능하다. 따라서, 플립 칩 본딩에 의한 장점의 활용이 가능하게 된다. That is, in the semiconductor package 40 according to the present exemplary embodiment, a complex multilayer design in which wire bonding and flip chip bonding types are combined is possible. Therefore, the advantage of the flip chip bonding can be utilized.

도 5에는 적층되는 반도체 칩(540)의 높이가 기판(510) 높이 보다 높지 아니한 반도체 패키지(50)가 도시되어 있다. 즉, 본 실시예에 의한 반도체 패키지(50)에서는 제2 기판(520)에 안착된 반도체 칩(540)의 높이가 제1 기판(510)보다 낮거나 같은 것이 바람직하다. 5 illustrates a semiconductor package 50 in which the height of the stacked semiconductor chips 540 is not higher than the height of the substrate 510. That is, in the semiconductor package 50 according to the present exemplary embodiment, the height of the semiconductor chip 540 mounted on the second substrate 520 may be lower than or equal to that of the first substrate 510.

이에 따라, 반도체 칩(540)이 적층되어도 반도체 패키지(50)의 두께가 증가되지 아니하고도, 반도체 패키지를 형성할 수 있게 된다. Accordingly, even when the semiconductor chips 540 are stacked, the semiconductor package 50 can be formed without increasing the thickness of the semiconductor package 50.

도 6에는 2 개의 반도체 패키지(61, 62)가 적층되어 형성되는 적층 반도체 패키지(60)가 도시되어 있다. 이를 위하여, 각각의 반도체 패키지(61, 62)에는 노출된 기판의 상면에 솔더 볼(616, 626)이 접촉될 수 있는 볼 랜드(617, 627)가 구비될 수 있다. FIG. 6 illustrates a stacked semiconductor package 60 in which two semiconductor packages 61 and 62 are stacked. To this end, each of the semiconductor packages 61 and 62 may be provided with ball lands 617 and 627 in which solder balls 616 and 626 may contact the upper surface of the exposed substrate.

또한, 각각의 반도체 패키지(61, 62)의 상부 몰딩부(615, 625) 각각이 솔더 볼(616, 626)이 접촉될 수 있는 볼 랜드(617, 627)가 노출될 수 있도록 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다. In addition, each of the upper molding parts 615 and 625 of each of the semiconductor packages 61 and 62 is formed in a trapezoidal shape so that the ball lands 617 and 627 to which the solder balls 616 and 626 may contact are exposed. Can be.

한편, 본 발명에 따른 반도체 패키지들(10, 30, 40, 50, 60)은 아래와 같은 공정에 의하여 제조될 수 있다. 이때, 반도체 패키지 제조 방법은 반도체 칩과 기판의 적층, 와이어 본딩 및/또는 플립 칩 본딩, 및 몰딩 공정을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 공정은 여러 가지 순서와 조합이 가능하며, 적층의 수준 및 작업의 용이성 등에 의하여 결정될 수 있다. Meanwhile, the semiconductor packages 10, 30, 40, 50, and 60 according to the present invention may be manufactured by the following process. In this case, the method of manufacturing a semiconductor package may include stacking a semiconductor chip and a substrate, wire bonding and / or flip chip bonding, and a molding process. At this time, each process can be a variety of orders and combinations, it can be determined by the level of stacking and ease of operation.

반도체 패키지 제조 방법의 일 실시예로서, 상면 반도체 칩의 적층, 상면 와이어 본딩, 상면 몰딩, 하면 반도체 칩 부착, 하면 와이어 본딩, 및 하면 몰딩의 공정을 구비할 수 있다. 이때, 반도체 패키지는 나열된 공정의 순서에 의하여 제조될 수 있다. According to one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor package, a process of laminating a top semiconductor chip, a top wire bonding, a top molding, a bottom semiconductor chip attachment, a bottom wire bonding, and a bottom molding may be provided. In this case, the semiconductor package may be manufactured by the order of the listed processes.

다른 실시예로서, 상면 및 하면 반도체 칩 적층, 상면 와이어 본딩, 상면 보호 캡 설치, 하면 와이어 본딩, 및 몰딩의 공정을 구비할 수 있다. 이때, 반도체 패키지는 나열된 공정의 순서에 의하여 제조될 수 있다. In another embodiment, the steps of stacking top and bottom semiconductor chips, top wire bonding, top protection cap installation, bottom wire bonding, and molding may be provided. In this case, the semiconductor package may be manufactured by the order of the listed processes.

다른 실시예로서, 상면 플립 칩 본딩, 상면 반도체 칩 적층, 상면 와이어 본딩, 상면 몰딩, 하면 반도체 칩 부착, 하면 와이어 본딩, 및 하면 몰딩의 공정을 구비할 수 있다. 이때, 반도체 패키지는 나열된 공정의 순서에 의하여 제조될 수 있다. In another embodiment, a process of top flip chip bonding, top semiconductor chip stacking, top wire bonding, top molding, bottom semiconductor chip attachment, bottom wire bonding, and bottom molding may be provided. In this case, the semiconductor package may be manufactured by the order of the listed processes.

다른 실시예로서, 상면 플립 칩 본딩, 하면 반도체 칩 적층, 하면 와이어 본딩, 하면 보호 캡 설치, 상면 반도체 칩 적층, 상면 와이어 본딩, 및 몰딩의 공정을 구비할 수 있다. 이때, 반도체 패키지는 나열된 공정의 순서에 의하여 제조될 수 있다. In another embodiment, a process of top flip chip bonding, bottom semiconductor chip stacking, bottom wire bonding, bottom protection cap installation, top semiconductor chip stacking, top wire bonding, and molding may be provided. In this case, the semiconductor package may be manufactured by the order of the listed processes.

다른 실시예로서, 상면 플립 칩 본딩, 상면 반도체 칩 적층, 상면 와이어 본딩, 상면 몰딩, 하면 반도체 칩 부착, 하면 와이어 본딩, 및 하면 몰딩의 공정을 구비할 수 있다. 이때, 반도체 패키지는 나열된 공정의 순서에 의하여 제조될 수 있다. In another embodiment, a process of top flip chip bonding, top semiconductor chip stacking, top wire bonding, top molding, bottom semiconductor chip attachment, bottom wire bonding, and bottom molding may be provided. In this case, the semiconductor package may be manufactured by the order of the listed processes.

한편, 상면과 하면 동시 몰딩 공정인 경우에는 와이어 본딩 작업이 우선 진행된 면을 보호 캡을 설치한 후에 이후 공정을 진행하는 것이 바람직하다. On the other hand, in the case of the simultaneous molding process of the upper surface and the lower surface, it is preferable to proceed with the subsequent process after the protective cap is installed on the surface where the wire bonding operation is first performed.

본 발명에 따르면, 단차식 와이어 본딩 영역 설계의 적용에 의하여, 고용량 및 얇은 반도체 칩의 다층 적층으로 인해 고밀도가 된 출력 단자와 접속할 수 있는 와이어 본딩 영역이 기판의 적층 배수만큼 증가하게 된다. 따라서, 단층에 와이어 본딩 영역이 형성된 경우에 비하여 공간 효율을 높임과 동시에 와이어 본딩 거리의 증가를 최소화 함으로써, 불량률 감소 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, by applying the stepped wire bonding area design, the wire bonding area which can be connected to the output terminal which becomes denser due to the multilayer stacking of the high capacity and thin semiconductor chip is increased by the stacking factor of the substrate. Therefore, as compared with the case where the wire bonding region is formed in the single layer, the space efficiency is increased and the increase in the wire bonding distance is minimized, thereby reducing the defect rate and improving the reliability.

또한, 반도체 칩이 부착되는 면과 솔더 볼 부착면 모두 와이어 본딩 영역으로 확보함으로써, 기존 단면을 이용한 다층 적층의 경우에 비하여 와이어 본딩 영역의 밀집도를 낮출 수 있으므로, 적층의 적용 범위를 확대할 수 있으며 와이어 본딩으로 인한 불량률을 감소시킬 수 있다. In addition, by securing both the surface where the semiconductor chip is attached and the surface where the solder ball is attached to the wire bonding area, the density of the wire bonding area can be lowered as compared with the case of the multilayer lamination using the conventional cross section, and thus the application range of the lamination can be expanded. The failure rate due to wire bonding can be reduced.

또한, 적층되는 기판의 반도체 칩 안착 부분에 단차가 형성되고 그 사이에 적층되므로 반도체 칩의 적층 숫자가 많아지더라도 일반 적층 방법에 비하여 적층 두께만큼 감소되는 효과가 있으므로, 보다 얇은 반도체 패키지의 제작이 가능하게 된다. In addition, since a step is formed in the semiconductor chip seating portion of the substrate to be stacked and stacked therebetween, even if the number of stacking of semiconductor chips increases, there is an effect that the thickness is reduced as compared with the general stacking method. It becomes possible.

또한, 기판에 형성되는 위도우의 공간에도 반도체 칩이 적층될 수 있으므로, 일반 적층 방법에 비하여 최소 1층의 두께 감소 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the semiconductor chip may be stacked in the space of the widow formed on the substrate, a thickness reduction effect of at least one layer may be obtained as compared with the general lamination method.

또한, 기판이 단차식 윈도우를 가지므로, 반도체 칩의 적층 시에 일반 적층 방법보다 경쟁력을 가지게 되고, 다층으로 기판을 적층할 수 있게 되어, 고밀도 반 도체 칩을 적용하더라고 미세 피치 패턴을 구현할 필요가 없으므로, 기판 제작 시에 불량률을 낮출 수 있다. 또한, 향후 미세 피치 패턴 기술이 안정화 된다면, 본 발명에 따른 단차식 윈도우 기판은 미세 피치 패턴을 적층 면 패턴에 구현함으로써, 그 효과를 배가시킬 수 있다. In addition, since the substrate has a stepped window, it becomes more competitive than general lamination methods when stacking semiconductor chips, and it is possible to stack substrates in multiple layers, so that a fine pitch pattern needs to be implemented even when a high density semiconductor chip is applied. Therefore, the defective rate can be lowered at the time of manufacturing the substrate. In addition, if the fine pitch pattern technology is stabilized in the future, the stepped window substrate according to the present invention can implement the fine pitch pattern on the laminated surface pattern, it can double the effect.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it is merely an example, and those skilled in the art may realize various modifications and equivalent other embodiments therefrom. I can understand. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 반도체 패키지의 일 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a semiconductor package according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 반도체 패키지에서 반도체 칩이 장착된 제1 기판 및 제2 기판을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 2 schematically illustrates a first substrate and a second substrate on which a semiconductor chip is mounted in the semiconductor package of FIG. 1.

도 3은 반도체 칩이 제2 기판에 안착되는 면과 그 반대면에 각각 적층되는 실시예를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating an embodiment in which a semiconductor chip is stacked on a surface on which a semiconductor chip is seated on a second substrate and on an opposite surface thereof.

도 4는 다이 안착부에 안착되는 반도체 칩이 플립 칩 본딩에 의하여 제2 기판과 전기적으로 연결되는 실시예를 도시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment in which a semiconductor chip seated on a die seat is electrically connected to a second substrate by flip chip bonding.

도 5는 적층되는 반도체 칩의 높이가 기판 높이 보다 높지 아니하는 실시예를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment in which the height of the stacked semiconductor chips is not higher than the substrate height.

도 6은 2 개의 반도체 패키지가 적층되어 형성되는 적층 반도체 패키지를 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a stacked semiconductor package in which two semiconductor packages are stacked.

도 7은 다양한 윈도우 형상을 개략적으로 도시한 도면이다. 7 is a diagram schematically illustrating various window shapes.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 반도체 패키지, 110: 제1 기판, 10: semiconductor package, 110: first substrate,

120: 제2 기판, 140: 반도체 칩, 120: second substrate, 140: semiconductor chip,

122, 다이 안착부, 123a: 와이어 본딩 영역, 122, die seat, 123a: wire bonding area,

113, 123: 와이어 본딩부.113, 123: wire bonding portion.

Claims (11)

적어도 일면에 회로 패턴이 배치되고, 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성되는 제1 기판; 및 A first substrate on which at least one circuit pattern is disposed, wherein a window penetrated from one surface to the other surface is formed; And 적어도 일면에 회로 패턴이 배치되고, 상기 제1 기판에 적층되는 것으로 일면으로부터 다른 일면으로 관통된 윈도우가 형성되는 제2 기판을 구비하고, A second substrate having a circuit pattern disposed on at least one surface thereof and stacked on the first substrate to form a window penetrating from one surface to the other surface; 상기 제1 기판의 윈도우가 상기 제2 기판의 윈도우보다 크고, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판의 윈도우에 노출되는 단차부를 구비하는 반도체 패키지.The semiconductor package of claim 1, wherein the window of the first substrate is larger than the window of the second substrate and the second substrate is exposed to the window of the first substrate. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 단차부가, The stepped portion, 반도체 칩이 안착되는 다이 안착부, 및 A die mounting portion on which the semiconductor chip is seated, and 상기 제 2 기판의 상기 회로 패턴으로부터 연장되어 상기 반도체 칩과 전기적으로 연결되도록 본딩 와이어가 연결되는 와이어 본딩부가 배치될 수 있는 와이어 본딩 영역을 구비하는 반도체 패키지.And a wire bonding region in which a wire bonding portion may be disposed to extend from the circuit pattern of the second substrate to be electrically connected to the semiconductor chip. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 기판의 상기 다이 안착부의 반대면에 상기 제2 기판이 상기 반도체 칩과 본딩 와이어에 의하여 전기적으로 연결되도록 하는 와이어 본딩부가 구비되는 반도체 패키지.And a wire bonding part provided at an opposite surface of the die mounting part of the second substrate to electrically connect the second substrate to the semiconductor chip by a bonding wire. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 복수개의 상기 반도체 칩이 적층되는 반도체 패키지.A semiconductor package in which a plurality of the semiconductor chip is stacked. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 반도체 칩이, The semiconductor chip, 상기 다이 안착부에 안착되는 제1 반도체칩, A first semiconductor chip seated on the die mounting part; 상기 제1 반도체 칩의 상기 다이 안착부와 접촉되는 면의 반대면인 제1면에 적층되는 제2 반도체칩, 및 A second semiconductor chip stacked on a first surface opposite to a surface of the first semiconductor chip which is in contact with the die seating portion; 상기 제1 반도체 칩의 상기 제1면의 반대면인 제2면의 상기 제2 기판의 윈도우에 의하여 형성되는 공간으로 적층되는 제3 반도체칩A third semiconductor chip stacked in a space formed by a window of the second substrate on a second surface that is the opposite surface of the first surface of the first semiconductor chip 을 구비하는 반도체 패키지.A semiconductor package having a. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 다이 안착부에 안착되는 제1 반도체칩이 플립 칩 본딩에 의하여 상기 제2 기판과 전기적으로 연결되는 반도체 패키지.And a first semiconductor chip seated on the die seating portion is electrically connected to the second substrate by flip chip bonding. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 반도체 칩과 상기 본딩 와이어를 포함하여 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 외부로 노출된 면을 감싸는 몰딩부를 더 구비하는 반도체 패키지.And a molding part including the semiconductor chip and the bonding wire to surround surfaces exposed to the outside of the first substrate and the second substrate. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제2 기판의 상기 제1 기판이 적층되는 면의 반대 면에 적어도 하나 이상 배치되는 솔더 볼을 더 구비하는 반도체 패키지.And at least one solder ball disposed on a surface opposite to a surface on which the first substrate of the second substrate is stacked. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 솔더 볼이 배치되는 면에 형성되는 윈도우가 일자, 십자, 정사각형, 직사각형, 및 원형 중의 적어도 어느 하나가 조합된 형상인 반도체 패키지.And a window formed on a surface on which the solder ball is disposed, in which at least one of a straight line, a cross, a square, a rectangle, and a circle is combined. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제2 기판에 안착된 상기 반도체 칩의 높이가 상기 제1 기판보다 낮거나 같은 반도체 패키지.And a height of the semiconductor chip seated on the second substrate is lower than or equal to the first substrate. 제2항 내지 제10항 중의 어느 한 항의 반도체 패키지가 복수개 적층되는 반도체 패키지.A semiconductor package in which a plurality of semiconductor packages of any one of claims 2 to 10 are stacked.
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