KR940003374B1 - 반도체소자 패키지 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반도체소자 패키지

제1도는 본 발명의 실시예를 표시한 실장상태의 단면도.

제2도는 바닥면쪽의 리이드패턴을 표시한 평면도.

제3도는 위면쪽의 리이드패턴을 표시한 평면도.

제4도는 제조방법의 일예를 표시한 개략 단면도.

제5도는 종래예의 실장상태를 표시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 필름기판 (20) : 리이드패턴

(21) : 관통구멍 (22) : 랜드부

(30) : 반도체소자 (50) : 봉지수지

(70) : 범프 (80) : 배선회로기판

(82) : 배선회로 (P) : 반도체소자 패키지

본 발명은, 반도체소자 패키지에 관한 것으로서, 상세하게는, IC, LSI 등의 반도체소자를 배선회로기판등에 실장할 때에, 배선접속이나 취급을 용이하게 하거나, 또는 반도체소자를 외부환경으로부터 보호하거나 하는 것을 목적으로 하여, 기판에 탑재된 반도체소자를 수지에 의해서 봉입해두는 반도체소자 패키지에 관한 것이다.

반도체소자 패키지는, 매우 미소한 반도체소자를, 배선회로등의 외부회로위에 실장하기 위하여 사용하는 것이다. 일반적인 반도체패키지의 구조로서는, DIP 구조나 플렛팩구조 또는 칩캐리어구조 등, 여러가지 구조의 것이 제조되어 있다.

제5도는, 종래의 반도체소자 패키지중, 필름플랫팩식이라고 호칭되는 패키지의 구조를 나타내고 있다. 이 반도체소자 패키지(P)에 있어서는, 폴리이미드수지 등으로 이루어진 필름기판(1)의 표면에 Cu등의 도체금속박층으로 이루어진 리이드패턴(2)이 형성되어, 리이드패턴(2)에 의해서 둘러싸인 필름기판(1) 중앙부에 땜납등의 수단으로 반도체소자(3)가 탑재고정되어 있다. 반도체소자(3)의 각 전극과 리이드패턴(2)은 본딩와이어(4)등에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 필름기판(1)의 반도체소자(3) 탑재부분은 에폭시수지등의 봉지수지(5)로 씌워져 있다.

필름기판(1)의 바깥둘레는 봉지수지(5)의 밖으로 연장되어 있으며, 각 리이드패턴(2)의 외주단부가, 배선회로기판(8)의 배선회로(8a)에 땜납등의 수단으로 접속되므로서, 전기적인 접속이 이루어지는 동시에, 기계적으로도 반도체소자 패키지(P)의 배선회로기판(8)으로의 탑재고정이 되어 있다.

배선회로기판(8)에 복수의 반도체소자(3)를 실장하려면, 각각의 반도체소자(3)를 수용한 반도체소자 패키지(P)를 평면적으로 일정한 간격을 두고 배열한 상태로서, 배선회로기판(8)의 배선회로(8a)위에 접속탑재하고 있었다. 이와 같이, 종래의 반도체소자 패키지는, 반도체소자를 필름기판의 1면에 탑재하는 것뿐이었다.

그러나, 배선회로기판(8)의 고밀도화나 소형화가 진행됨에 따라, 배선회로기판(8)위에 실장하는 반도체소자 패키지(P)의 소형화가 요망되고 있으나, 종래의 반도체소자 패키지(P)는, 이하의 이유로 그 소형화가 곤란하기 때문에, 실장면에 차지하는 면적이 비교적 넓고, 이 넓은 점유면적 때문에, 배선회로기판(8) 전체의 소형화를 저해하고 있다고 하는 문제가 있었다.

즉, 반도체소자 패키지(P)에 탑재하는 반도체소자(3) 자체는, 고집적화 또는 소형화가 도모되고 있는데 대하여, 반도체소자 패키지(P)는, 반도체소자(3)와 리이드패턴(2)의 접속 및 리이드패턴(2)과 배선회로(8a)의 접속을 가능하게 하기 위하여, 일정이상의 크기가 아무리해도 필요하며, 반도체소자 패키지(P)의 평면적인 치수를 작게 하는 일에는 한계가 있었기 때문이다. 배선회로기판(8)에 복수의 반도체소자 패키지(P)를 실장하는 경우에는, 또, 각각의 반도체소자 패키지(P)마다 충분한 간격을 두고 배선회로(8a)위에 배치하지 않으면, 리이드패턴(2)과 배선회로(8a)와의 접속작업을 할 수 없기 때문에, 지나치게 큰 스페이스가 필요하게 되어, 배선회로기판(8) 전체의 소형화를 크게 저해하고 있었다.

그래서, 본 발명은, 배선회로기판등에 복수의 반도체소자 패키지를 실장할때의 실장효율을 높이고, 배선회로기판등의 고밀도화 및 소형화를 도모할 수 있는 반도체소자 패키지를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 반도체소자 패키지는, 필름기판의 양면에 각각 반도체소자가 탑재되어서, 이들 반도체소자의 각 전극이 필름기판의 양면에 각각 형성된 리이드패턴에 접속되고, 적어도 일부의 리이드패턴이 필름기판을 관통하는 광통구멍에 의해서, 필름기판의 한쪽 면으로부터 다른쪽 면으로 접속되어 있는 동시에, 필름기판 양면의 각 반도체소자와 봉지수지로 일체적으로 봉입되어 있다.

필름기판은, 폴리이미드수지등의 합성수지필름재료로 이루어지고, 통상적인 필름플랫팩식 패키지등에서 사용되어 있는 것과 마찬가지의 것이다. 반도체소자로서는, 통상적인 IC, LSI, 또는 그 외의 전자소자를 자유로이 사용할 수 있다. 필름기판의 양면에 탑재되는 반도체소자의 조합방법도 임의이나, 예를 들면, 마이크로컴퓨터칩과 메모리를 필름기판의 양면에 탑재하는 일 등이다. 필름기판의 양면에 반도체소자를 탑재하는 수단은, 통상적인 패키지 구조와 마찬가지로, 땜납범프나 접착등의 수단을 채용할 수 있다.

리이드패턴은, Cu등의 통상적인 도체금속층으로 이루어지고, 에칭등의 통상적인 회로 형성수단으로 패턴이 형성되어 있다. 또한, 종래의 반도체소자가 패키지에서는, 필름기판의 한쪽면에만 반도체소자가 탑재되어 있으므로, 리이드패턴도 반도체소자가 탑재된 면에만 형성해두면 되지만, 본 발명에서는, 필름기판의 양면에 반도체소자를 탑재하고 있으므로, 리이드패턴도 필름기판의 양면에 형성된다.

리이드패턴과 반도체소자를 전기적으로 접속하는 수단은, 와이어본딩 접속이나 범프접속등의 통상적인 접속수단을 채용할 수 있다.

리이드패턴은, 중앙쪽에서 반도체소자의 전극과 접속되는 동시에, 바깥둘레쪽에서는 배선회로기판의 배선회로등의 외부회로에 접속할 수 있도록 되어 있다. 리이드패턴중, 외부회로에 접속하는 쪽의 면에서는, 종래의 반도체소자 패키지와 마찬가지의 패턴구조로 형성해두면 되나, 외부회로에 접촉하지 않는 반대쪽의 면에 형성된 리이드패턴은, 필름기판을 관통하는 관통구멍을 거쳐서, 외부회로와의 접촉면에 형성된 랜드부로 접속해두고, 이 랜드부로 외부회로에 대면시켜서 접속하도록 하고 있다. 이 관통구멍이나 랜드부의 구체적인 구조나 형성수단은, 통상적인 회로형성과 마찬가지의 구조 및 수단이 적용된다.

필름기판의 양면에 탑재된 반도체소자의 전극끼리를 배선접속하는 경우, 각각의 리이드패턴을 거쳐서 외부회로에 일단 접속한 후, 외부회로상에서 서로 접속하도록 하여도 되나, 필름기판위에서, 필름기판을 관통하는 관통구멍을 개재해서 안팎의 리이드패턴을 접속하도록 하는 것도 할 수 있다.

필름기판의 양면에 탑재된 반도체소자 및 리이드패턴의 대부분은, 봉지수지에 의해서 일체적으로 봉입되어 있다. 봉지수지로서는, 에폭시수지등, 통상적인 반도체소자 패키지와 마찬가지의 수지재료가 사용되고, 구체적인 봉지구조나 봉지수단도, 통상적인 패키지 기술을 적용할 수 있다.

1매의 필름기판의 양면에 각각 반도체소자를 탑재하도록 해두면, 종래와 같은 평면치수의 반도체소자 패키지에, 2배 개수의 반도체소자를 탑재할 수 있어, 반도체소자의 탑재밀도를 2배로 할 수 있다.

필름기판의 양면에 반도체소자를 탑재하면, 각각의 면에 형성된 리이드패턴을, 배선회로기판등의 외부회로에 접속하지 않으면 안되나, 본 발명에서는, 리이드패턴이, 필름기판을 관통하는 관통구멍에서 필름기판의 한쪽면으로부터 다른쪽면으로 접속되어 있으므로, 양면의 리이드패턴을, 모두 동일 외부회로면에 접속하는 일이 가능하다.

또, 필름기판의 양면에 탑재된 반도체소자의 전극끼리 접속하는 경우에도, 필름기판을 관통하여 형성된 관통구멍에서 양면의 리이드패턴끼리 접속하면 된다.

2개의 반도체소자에 대해서, 동일 필름기판 및 봉지수지를 사용하게 되므로, 각각의 반도체소자 패키지를 사용하는데 비해서, 재료코스트 및 제조코스트가 반감되고, 제조시간도 단축된다.

이어서, 본 발명을, 실시예를 표시한 도면을 참조하면서, 이하에 상세히 설명한다.

제1도는, 반도체소자 패키지를 배선회로기판에 탑재한 상태를 표시하고 있다. 반도체소자 패키지(P)는 필름기판(10)의 양면에 리이드패턴(20), (23)이 형성되고, 각 리이드패턴(20), (23)의 중앙부분에는, 각각 범프(70)을 개재해서 반도체소자(30)가 탑재접속되어 있다. 상부면쪽의 리이드패턴(20)은, 일부의 리이드패턴(20)이, 외주단부 근처에서 필름기판(10)을 관통하는 관통구멍(21)을 거쳐서, 반대면쪽에 형성된 랜드부(22)에 접속되어 있다. 또, 남은 리이드패턴(20)은, 상기와 마찬가지의 관통구멍(21)을 개재해서, 반대면쪽의 리이드패턴(23)에 접속되어 있다. 필름기판(10) 양면의 반도체소자(30), (30) 및 리이드패턴(20), (23)의 중앙부분은 봉지수지(50)에 의해서 일체적으로 봉입되어 있다. 봉지수지(50)는, 상기한 상하의 리이드패턴(20), (23)을 연결하는 관통구멍(21)도 덮고 있다. 봉지수지(50)의 밖으로 연장된 필름기판(10) 및 리이드패턴(20), (23)은 도면 중 아래쪽으로 절곡된 후, 재차 수평방향으로 절곡되어 있으며, 이 필름기판(10)의 바깥둘레의 다리형상부(11)를 배선회로기판(80)에 탑재접속하도록 되어 있다.

배선회로기판(80)은, 글래스에폭시수지등으로 이루어진 절연층(81)의 표면에, Cu등의 도체금속층으로 이루어진 배선회로(82)가 패턴형성되어 있다. 이 배선회로(82)위에 반도체소자 패키지(P)의 필름기판(10)의 다리형상부(11)를 탑재해서, 다리형상부(11) 이면의 리이드패턴(23) 또는 랜드부(22)를 땜납접속등의 수단으로 배선회로(82)에 접속한다.

제2도는, 반도체소자 패키지(P)의 하부면쪽의 리이드패턴(23)의 형상의 일예를 표시하고 있으며, 각 리이드패턴(23)은, 반도체소자(30)의 바깥가장자리의 각각의 전극형성위치로부터, 필름기판(10)의 4방으로 돌출형성된 다리형상부(11)의 외주단부까지 형성되어 있다.

다리형상부(11)의 외주단부에서는, 리이드패턴(23) 사이에, 반대면쪽의 리이드패턴(20)에 관통구멍(21)에 의해서 접속되어 있는 랜드부(22)가 형성되어 있다.

리이드패턴(23)의 도중에는, 반대면쪽의 리이드패턴(20)과 접속하기 위한 관통구멍(21)이 형성되어 있다.

제3도는, 상기한 바와 같은 리이드패턴 구조를, 필름기판(10)의 상부면쪽으로부터 본 상태를 표시하고 있다. 상부면쪽의 리이드패턴(20)은, 그 일부의 리이드패턴(20)에 대해서는, 반도체소자(30)의 바깥가장자리의 각각의 전극형성위치로부터 다리형상부(11)의 바깥둘레 근처까지 형성되고, 여기에서 관통구멍(21)을 거쳐서 반대면쪽의 랜드부(22)로 연결되어 있다. 남은 리이드패턴(20)에 대해서는, 반도체소자(30)의 전극형성위치로부터 약간 떨어진 관통구멍(21)을 거쳐서 반대면쪽의 리이드패턴(23)으로 연결되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 반도체소자 패키지(P)는, 기본적으로는 통상적인 반도체소자 패키지 제조기술을 그대로 이용하여 제조할 수 있다.

제4도는 필름기판(10)에 반도체소자(30)를 탑재고정하는데에 바람직한 방법을 표시하고 있다.

반도체소자(30)은 필름기판(10)의 리이드패턴(20), (23)에 범프 접속하는 경우, 반도체소자(30)의 전극과 리이드패턴(20), (23)을 범프(70)을 개재해서 가압 및 가열하지 않으면 안된다. 그래서, 필름기판(10)의 양면에 탑재하는 반도체소자(30)의 치수에 대소(大小)를 붙여두고, 먼저, 작은 쪽의 반도체소자(30)를 통상적인 방법으로, 범프(70)를 사이에 끼워서 필름기판(10)의 리이드패턴(23)에 가압 및 가열해서 접속고정한다.

다음에, 큰쪽의 반도체소자(30)를 탑재접속할 때에는, 제4도에 표시한 바와 같이, 작은 쪽의 반도체소자(30)가 알맞게 들어가는 크기의 오목한 곳(91)이 형성된 받침대(90)를 사용하여, 작은쪽의 반도체소자(30)보다도 바깥둘레부분의 필름기판(10)에 받침대(90)의 위면이 당접하는 것 같은 상태에서, 필름기판(10)의 상부면쪽의 리이드패턴(20)에 범프를 개재해서 큰쪽의 반도체소자(30)를 탑재하고, 받침대(90)와의 사이에서 가압하면서 가열하여 접속고정한다. 이렇게하면, 앞서 탑재접속한 반도체소자(30)가 장애로 되지 않고, 양면의 반도체소자(30)를 모두 확실하게 탑재접속할 수 있다.

이상으로 설명한 본 발명의 반도체패키지는 1매의 필름기판의 양면에 반도체소자가 탑재되고, 1개의 반도체소자 패키지에 적어도 2개의 반도체소자가 봉입되도록 되어 있어, 종래의 반도체소자 패키지에 비해서, 동일면적의 외부회로상에, 2배 개수 이상의 반도체소자를 실장하는 일이 가능하게 되어, 실장밀도의 대폭적인 향상을 실현할 수 있다. 특히 개개의 반도체소자 패키지마다 외부회로를 배선형성하거나, 반도체소자 패키지의 탑재접속작업을 행할 필요가 없으므로, 배선회로기판등의 배선회로형성이 간단하게 되어, 반도체소자 패키지의 탑재접속작업의 수고도 반감한다.

반도체소자 패키지내에서 필름기판 양면의 리이드패턴을 관통구멍을 통해 접속하므로서, 반도체소자끼리의 배선접속을 행할 수 있으므로, 일일이 외부회로상에서 반도체소자끼리 배선접속하는데 비하여, 배선거리가 대단히 짧아지고, 접속도 확실히 행하여지므로, 신호전달의 신뢰성이나 안전성등과 같은 배선접속 성능이 대폭적으로 향상한다.

복수개의 반도체소자로서, 필름기판이나 봉지수지등이 공용되게 되므로, 재료코스트가 반감하는 동시에, 제조시간도 단축되어, 전체의 제조코스트를 크게 삭감할 수 있다.

Claims (1)

1. 필름기판(10)의 양면에 각각 반도체소자(30), (30)가 탑재되어서, 이들 반도체소자의 각 전극이, 필름기판(10)의 양면에 각각 형성된 리이드패턴(20), (23)에 접속되고, 적어도 일부의 리이드패턴이, 필름기판(10)을 관통하는 관통구멍(21)에 의해서, 필름기판(10)의 한 쪽면으로부터 다른 쪽면으로 접속되어 있는 동시에 필름기판(10) 양면의 각 반도체소자(30), (30)가 봉지수지로 일체적으로 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 패키지.

Images