KR930010086B1 - 반도체 집적회로장치 - Google Patents

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사또루 기시다
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미쓰비시 뎅끼 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 집적회로장치
제 1a 도와 제 1b 도는 이 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 집적회로장치의 단면도와 평면도를 각각 표시하는 도면.
제 2a 도는 제 1 실시예에서 사용되는 배선필름의 구조를 표시하는 단면도.
제 2b 도는 배선필름의 변형예를 표시하는 단면도.
제 3 도는 이 발명의 제 2 실시예를 표시하는 단면도.
제 4 도는 이 발명의 제 3 실시예를 표시하는 단면도.
제 5 도는 이 발명의 제 4 실시예를 표시하는 단면도.
제 6 도는 이 발명의 제 5 실시예를 표시하는 단면도.
제 7 도는 제 6 실시예를 표시하는 단면도.
제 8 도는 종래의 반도체장치의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 반도체칩 3 : 제 1 배선필름
11, 21 : 전극패드 31, 32 : 제 2 단자
3 : 배선필름 51 : 필름본체
이 발명은 반도체 집적회로장치에 관한 것이고 특히 복수의 반도체칩을 다층으로 구성한 장치에 관한 것이다.
제 8 도는 종래의 반도체장치의 사시도이다.
표시된 장치는 패키기(package)(81)와 거기에 수용되어 있는 LSI칩(82)으로 구성된다. LSI칩(82)는 그의 표면상에 다수의 전극패드(83)를 가지고 있고 패키기(81)는 전극패드(83)에 대응하는 다수의 핀(84)을 가지고 있다. LSI칩(82)의 각 전극패드(83)는 와이어(85)를 통하여 대응하는 핀(84)에 전기적으로 접속되어 있다. 동작시에 있어서는 핀(84)은 이 반도체장치 외부의 회로에 전기적으로 접속되어 외부회로에서의 입력신호가 핀(84)과 와이어(85)를 통하여 LSI칩(82)의 전극패드(83)에 전송된다.
한편 LSI칩(82)에서의 출력신호가 전극패드(83), 와이어(85) 그리고 핀(84)을 통하여 외부회로에 출력된다. 복수의 LSI칩이 이러한 방법으로 구성되는 종래의 반도체장치에서 사용될때 각 LSI칩(82)이 수용되는 복수의 패키기(81)는 단일 기판상에 배치되고 핀(84)을 통하여 패키기(81)사이 및 반도체장치와 외부회로사이를 전기적으로 접속되었다. 결과로서 패키기(81)의 설치는 큰 면적을 필요하고 그리고 그러한 반도체장치가 사용되는 전기장치의 대형화를 초래한다.
비록 LSI칩(82)이 패키기(81)에 수용되지 않고 사용되더라도 복수의 LSI칩(82)이 평면에 필연적으로 배치되어야 하기 때문에 그들의 설치에 요구되는 큰 면적의 문제가 있다. 이 발명은 이러한 문제를 해소하는 목적으로 고안되었다.
따라서 복수의 반도체칩이 비치되었어도 큰 면적을 점유함이 없이 장치될 수 있는 반도체 집적회로장치를 제공하는 것이 이 발명의 목적이다. 이 발명에 따라 반도체 집적회로장치는 각 복수의 전극패드를 가지고 다층구조를 형성하는 그러한 수단으로 배치되는 복수의 반도체칩이고 대응하는 반도체칩을 설치하기 위해 적용되고 반도체칩과 대응하게 배치되는 복수의 배선필름, 상기 배선필름의 각각에 제공되는 복수의 제 1 단자와 배선필름에 대응하는 반도체칩의 복수의 전극패드에 각 접속되고 각 배선필름의 상기 제 1 단자 외부에 설치되고 대응하는 제 1 단자에 전기적으로 접속되는 복수의 제 2 단자로 구성된다.
[실시예]
이 발명의 실시예는 첨부도면에 의거하여 설명된다.
제 1a 도에 표시된 반도체 집적회로장치는 제 1 반도체칩(1)과 제 2 반도체칩(2)을 포함하고 제 1 반도체칩 밑에 곧바로 제 2 의 반도체칩이 배치되어 있다. 복수의 전극패드(11, 21)는 반도체칩(1, 2)의 각 상면(1a, 2a)에 주변에 따라 형성되어 있다.
제 1 반도체칩(1)의 위에 제 1 반도체칩보다 더 큰 면적을 가지고 제 1 배선필름(3)이 배치되고 있다. 더욱 제 1 배선필름(3)보다 더 큰 면적을 가지는 제 2 배선필름(4)이 제 1 과 제 2 반도체칩(1, 2)사이에 배치된다. 복수의 제 1 단자(31)는 제 1 반도체칩(1)의 전극패드(11)의 그러한 것에 대응하는 위치에 제 1 배선필름(3)의 하면 (3b)상에 형성된다.
각 제 1 단자(31)는 도전성 접착제의 방법에 의해 또는 납땜에 의해 제 1 반도체칩(1)상의 대응하는 전극패드(11)에 접속된다. 제 1 단자(31)에 대응하는 복수의 제 2 단자(32)는 제 1 배선필름(3)의 상면(3a)에 주변을 따라 형성되고 대응하는 제 1 과 제 2 단자(31, 32)는 배선필름(3)의 배선(33)을 통하여 서로가 전기적으로 접속되어 있다.
한편 복수의 제 1 단자(41)는 반도체칩(2)의 전극패드(21)의 그러한 것들에 대응하는 위치에서 제 2 배선필름(4)의 하면(4b)상에 형성되고 제 1 단자(41)의 각각은 납땜 또는 도전성 접착제에 의해 제 2 반도체칩(2)의 대응하는 전극패드(21)에 연결된다.
제 1 단자(41)에 대응하는 복수의 제 2 단자(42)는 제 2 배선필름(4)의 상면(4a)상에 주변을 따라 형성되고 대응하는 제 1 과 제 2 단자(41, 42)는 배선필름(4)의 배선(43)을 통하여 서로가 접속된다.
제 1 반도체칩(1)의 하면 (1b)은 접착제(5)의 수단에 의해 제 2 배선필름(4)의 상면(4a)에 접속된다. 제 2 배선필름(4)이 제 1 배선필름(3)보다 더 큰 면적을 가지기 때문에 제 2 배선필름(4)의 상면(4a)상에 제공되는 제 2 단자(42)는 제 1b 도에 표시된 것과 같이 제 1 배선필름(3)의 상면(3a)상에 제공되는 제 2 단자(32) 외측에 위치하고 있다. 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)의 제 2 단자(32, 42)는 이 반도체 집적회로장치의 외부단자를 형성한다.
이리하여 구성된 반도체 집적회로장치는 외부회로 또는 기판에 접속되는 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)상에 각각 형성되는 제 2 단자(32, 42)에 의해 사용된다.
따라서 예를 들면 외부회로에서 제 1 배선필름(3)의 제 2 단자(32)에 입력되는 신호는 배선(33) 및 제 1 단자(31)를 통하여 제 1 반도체칩(1)의 전극패드(11)에 전송된다.
한편 제 1 반도체칩(1)의 전극패드(11)에서 출력된 신호는 제 1 배선필름(3)의 제 2 단자(32) 및 배선(33)을 통하여 외부회로등에 전송된다. 동일하게 제 2 반도체칩(2)의 입출력신호도 제 2 배선필름(4)의 제 2 단자(42), 배선(43) 그리고 제 1 단자(41)를 통하여 외부회로등 사이에서 전송된다.
제 2a 도는 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)의 구체적인 구조예를 표시한다. 표시되는 이 배선필름은 포리이미드로 만들어진 필름본체(51)를 가지고 있다. 이 필름본체(51)의 하면(51b)에 소정의 패턴으로 제공되는 동박(52b)이 접합되어 있다. 이 동박(52b)의 1단부에는 제 1 단자로서 작동하는 땜납범프(53b)가 형성되어 있고 기타부분의 동박(52b)은 포리-이미드와 같은 전기 절연물로 만들어진 피막(54)에 의해 피복되어 있다. 도박(52b)의 타단부가 위치하는 필름본체(51)에는 필름본체(51)의 상면(51a)에서 하면(51b)까지 관통하는 관통구멍(55)이 형성되어 이 관통구멍(52)내에 도금금속(56)이 묻혀있다. 필름본체(51)의 상면(51a)에 관통구멍(55)위에 동박(52)이 접합되고 이 동박(52)상에 제 2 의 단자(32)로서 작동하는 땜납범프(53a)가 형성되어 있다.
즉 제 1 과 제 2 단자로서 작동하는 필름본체(51)표리의 쌍방의 범프(53a, 53b)는 배선을 구성하는 동박(52a, 52b)과 도금금속(56)을 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같이 배선필름은 다음과 같이 작성된다.
우선 포리이미드로 만들어진 필름본체(51)의 하면(51b)에서 단자를 내고 싶은 장소에 펀치등에 의해 관통구멍(55)이 형성된다.
다음에 이 필름본체(51)의 상면(51a)에 동작(52)이 접합되고 사진제판기술과 에칭기술을 이용하여 동박(52a)을 패턴으로 한다. 패터닝은 관통구멍(55)위에 위치하는 동박(52a)의 그러한 부분들이 제거되지 않도록 실행되어야 한다.
그후 필름본체(51)의 상면(51a)측에 단자를 내고 싶은 장소의 동박(52a)을 남기고 다른 부분의 동박(52a)의 표면상을 전기 절연물로 되는 피막(54)으로 덮어 동박을 전극으로서 전기도금을 한다. 필름본체(51)의 하면(51b)에는 피막(54)으로 덮혀져 있지 않기 때문에 관통구멍(55)을 통하여 동박(52a)의 하면상에 도금금속(56)이 축적되어 차차 관통구멍(55)이 도금금속에 의해 메워진다. 이 관통구멍(55)내의 도금금속(56)이 필름본체(51)의 하면(51b)에 도달되었을때 도금은 종료된다.
이번에는 필름본체(51)의 하면(51b)에 동박(52b)이 접착되어 사진제판기술과 에칭기술에 의해 패턴이 된다. 이때 관통구멍(55)내에는 도금금속(56)이 필름본체(51)의 하면(51b)까지 도달하였기 때문에 이 하면(51b)에 접착된 동박(52b)과 관통구멍(55)내의 도금금속(56)이 전기적으로 서로 접속된다.
최후에 필름본체(51)의 하면(51b)상에 단자를 내고 싶은 장소 이외의 동박(52b)의 표면상에 피막(54)을 형성한 후에 필름본체(51)의 상면(51a) 및 하면(51b)에 단자를 내고 싶은 장소의 동박(52b)상에 땜납범프(53a, 53b)가 형성된다.
더욱 제 1 의 단자로서 작동하는 그러한 땜납범프(53b)와 이것에 접속되는 제 2 의 단자로서 작동하는 그러한 땜납범프(53a)를 필름본체(51)의 서로 다른 면에 형성하지 않고 필요에 따라 제 2b 도에 표시한 것과 같이 필름본체(51)의 동일면에 형성하여도 좋다.
제 3 도는 이 발명의 제 2 실시예를 표시한다.
이 실시예에 있어서는 제 1 과 제 2 반도체칩(1, 2)은 같은 신호를 취급하는 전극패드(11, 21)를 가지고 있다. 전극패드(11, 21)에 전기적으로 접속되는 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)의 제 2 단차(32, 42)가 같은 위치에 배치되어 서로가 접속되어 있다. 제 2 단자(32, 42)사이의 접합을 용이하게 하기 위해 제 1 배선필름(3)의 제 2 단자(32)는 배선필름(3)의 하면(3b)상에 설정되고 하향으로 향하게 된다. 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)의 제 2 단자(32, 42)는 땜납 또는 도전성 접착제에 의해 서로가 접합된다.
더욱 제 1 과 제 2 반도체칩(1, 2)의 외부단자(34)가 제 1 배선필름(3)의 상면(3a)에 형성되어도 좋고 필요에 따라 서로가 접합된 제 2 단자(32, 42)에 접속되어도 좋다.
더욱 제 1 과 제 2 배선필름(3, 4)이 이 실시예에 있어서와 같이 몇개의 제 2 단자(32, 42)로 서로가 접합될때에는 제 1 반도체칩(1)의 하면(1b)은 접착제로 제 2 배선필름(4)의 상면(4a)에 접합되지 않아도 된다.
제 4 도는 이 발명의 제 3 실시예를 표시하고 있다.
이 실시예에 있어서와 같이 반도체칩의 수는 2개로 한정될 필요는 없다.
예를 들면 제 4 도에 표시한 실시예는 각 배선필름(3, 4, 7)상에 설치되는 3개의 반도체칩(1, 2, 6)을 포함하고 다층구조를 형성하게 서로가 적층된다. 표시된 실시예에서 제 2 와 제 3 배선필름(4, 7)의 제 2 단자(42, 72)는 서로가 접속되고 양 반도체칩(2, 6)의 외부단자(44)는 그곳위에 형성된다.
만약 제 1 배선필름(3)이 그 외부단자(44)의 직상에 위치되면 열릴부분(35)이 외부단자(44)위의 제 1 배선필름(3)에 설정되고 그 외부단자(44)는 열린부분(35)을통하여 밖으로 나오게 된다.
동일하게 만약 제 1 과 제 3 배선필름(3, 7)의 제 2 단자(32, 72)가 서로 접속되면 열린부분(45)은 제 2 배선필름(4)에 설정되고 단자(32, 72)사이의 접속은 이 열린부분(45)을 통하여 이루어진다.
제 5 도는 이 발명의 제 4 실시예를 표시한다.
이 실시예에서는 접속단자(46)는 제 1 과 제 2 단자(41, 42)에서 독립하여 제 2 배선필름(4)에 설정되고 그곳을 통하여 확장한다.
제 1 배선필름(3)의 제 2 단자와 제 3 배선필름(7)의 제 2 단자(72)는 이 접속단자(46)를 통하여 서로가 접속된다.
더욱 제 1 배선필름(3)은 역시 거기를 통하여 확장하는 접속단자(36)를 포함하고 제 2 배선필름(4)의 제 2 단자(42)는 이 접속단자(36)에 접속되고 이 단자를 통하여 밖으로 나온다.
제 6 도는 이 발명의 제 5 실시예를 표시한다.
이 실시예에서는 Cu 또는 Al와 같이 고열도전율(high heat conductivity)을 가지는 재료로 형성되는 방열판(8, 9)은 반도체칩(1, 2)의 각 하면(1b, 2b)에 접합되고 방열판(8)과 제 2 배선필름(4)은 접착제(5)로 서로가 접속된다.
이것은 반도체 집적회로장치의 방열성을 향상하게 한다. 더욱 방열판(8, 9)이 전기적 도전재로 형성되는 경우에는 반도체칩(1, 2)이 각 하면(1b, 2b)상에 전극을 가질때 전위는 방열판(8, 9)을 통하여 반도체칩(1, 2)에 제공될 수가 있다.
제 7 도는 이 발명의 제 6 실시예를 표시한다.
이 실시예에 있어서는 서로 적층되는 제 1, 제 2, 제 3 반도체칩(1, 2, 6)은 수지(10)로 봉지되어 있다. 각 반도체칩(1, 2, 6)이 설치되는 제 1, 제 2 그리고 제 3 배선필름(3, 4, 7)도 역시 수지(10)로 봉지되어 있다. 밖으로 나오게할 필요가 있는 단자(34, 44)는 각각 핀(12, 13)의 1단이 접속되어 이들 핀(12, 13)의 타단이 수지(10)의 외부에 끌려나와 있다.
상기 실시예에서는 2 또는 3개의 반도체칩이 적층된 예를 표시했으나 더욱 더 많은 반도체칩을 적층할 수도 있다.
더욱 각 반도체칩은 같은 방향을 향할 필요가 없고 뒤집인 반도체칩이 포함되어도 좋다.
더욱 한개의 배선필름의 양면에 각각 제 1 및 제 2 의 반도체칩의 전극패드가 접합하여도 좋다.
또 반도체칩으로서는 IC칩, LSI칩등 각종의 칩이 적용된다.

Claims (13)

  1. 각기 복수의 전극패드(11, 21, 61)를 가지고 다층구조를 형성하도록 배치된 복수의 반도체칩(1, 2, 6)과 ; 상기 반도체칩(1, 2, 6)에 대응하여 배치되고 상기 대응하는 반도체칩을 탑재하기 위해 사용되어지는 상하부 및 중간 배선필름으로 이루어진 복수의 배선필름(3, 4, 7)과 ; 상기 배선필림(3, 4, 7) 각각에 설치되고 상기 배선필름에 대응하는 상기 반도체칩의 복수의 전극패드(11, 21, 61)에 각각 접속되는 복수의 제 1 단자(31, 41, 71)와 ; 각 배선필름(3, 4, 7)의 상기 제 1 단자(31, 41, 71)의 외부에 제공되어 있고 상기 대응하는 제 1 단자에 전기적으로 접속된 복수의 제 2 단자(32, 42, 72)로 구성하는 반도체 집적회로장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 서로다른 배선필름에 제공되어 있고 같은 신호를 취급하는 상기 제 2 단자(32, 72)는 서로가 전기적으로 접속되는 반도체 집적회로장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 단자(32, 72)는 동일한 면에서 배치되는 반도체 집적회로장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 배선필름(3)은 상기 하부 배선필름(7)의 상기 제 2 단자(72)의 외부로 나오는 열린부분(45)을 통하여 상기 하부 배선필름(7)의 상기 제 2 단자의 바로 위에 제공되어 있는 반도체 집적회로장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 배선필름(4)은 상기 상부와 하부 배선필름(3, 7)의 제 2 단자(32, 72)가 서로 접속하는 열린부분(45)을 가지는 반도체 집적회로장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 배선필름(4)을 통하여 연장되어 있고 그리고 상기 하부 배선필름(7)의 제 2 단자(72)의 상방향의 외부로 인출되는 접속단자(46)를 부가한 반도체 집적회로장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배선필름(4, 7)상에 설치되는 면과 대향하는 상기 반도체칩(2, 6)의 일측면에 접합되는 방열판(8, 9)을 부가하는 반도체 집적회로장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 방열판(8, 9)에 접합되는 상기 반도체칩의 표면에 형성되는 전극을 부가하되, 상기 방열판(8, 9)이 전기적 도전재로 만들어진 반도체 집적회로장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상시 방열판(8, 9)은 Cu로 만들어진 반도체 집적회로장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상시 방열판(8, 9)은 Al로 만들어진 반도체 집적회로장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 반도체칩(1, 2, 6)과 상기 복수의 배선필름(3, 4, 7)을 적소에서 성형하는 수지(10)를 부가하는 반도체 집적회로장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 핀(12, 13)을 부가하되, 각 핀(12, 13)의 일단이 외부로 인출되는 제 2 단자(34, 44)의 하나의 단부에 접속되고, 그리고 각 핀(12, 13)의 타단이 상기 수지(10)의 밖으로 나오도록한 반도체 집적회로장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 배선필름(3, 4, 7) 각각은 포리이미드로 만들어진 필름본체를 포함하는 반도체 집적회로장치.
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