TW546789B - Dual-chip structure without die pad - Google Patents

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TW546789B TW089118278A TW89118278A TW546789B TW 546789 B TW546789 B TW 546789B TW 089118278 A TW089118278 A TW 089118278A TW 89118278 A TW89118278 A TW 89118278A TW 546789 B TW546789 B TW 546789B
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Chien-Ping Huang
Chin-Yuan Hung
Chang-Fu Chen
Jenn-Shyh Yu
Jui-Hsiang Hung
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Siliconware Precision Industries Co Ltd
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Description

546789 五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明是有關於一種雙晶片結構，且特別是有關於一 種無晶片座之雙晶片結構。 【發明背景】 在對積體電路（Integrated Circuit， 1C)晶粒（die) 進行封裝（packaging)的製程，必須使用到一導線架 (lead frame)來提供一用以固定晶粒的晶片座（die pad)。 此導線架上係包括有多個引腳（lead)，用以提供晶粒與外 部電路的電性連接。在傳統作法中，為了提高晶片之實用 價值，一種雙晶片結構的封裝方法已揭露於美國專利案號 5, 527, 740 中。 請參照第1圖，其所繪示乃傳統雙晶片結構之剖面 圖。在封裝件1 0 0中，晶粒1 〇 2與1 0 4係分別透過黏著劑 (adhesive) 10 6與108固定於晶片座109上。金線110與112 係用以使晶粒1 0 2與内引腳（i η n e r 1 e a d ) 11 4和11 6電性連 接，而金線11 8與1 2 0則是用以使晶粒1 〇 4與内引腳1 1 4與 116電性連接。膠體（pi as tic mo ld)122内包括有晶片座 109、晶粒102與104、金線110、112、118與120、以及内 引腳1 14與116。 然而，當將傳統之雙晶片結構應用於小型外引腳封裝 (Thin Small Outline Package, TS0P)中時，因為膠面 124與晶粒表面126的距離L太小，於灌膠成模（molding) 時，在膠面1 24與晶粒表面1 26間的模流變得緩慢，很可能
546789 五、發明說明（2) 產生回流效應而有孔洞（vo i d)產生。 所以，在傳統作法中，為了減少孔洞的產生，必須將 晶粒102與104磨薄至6 mil ( = 0· 15mm)。但是，將晶粒1〇2 與1 0 4磨薄的薄晶處理將會增加製造成本，並且，磨薄後 的晶粒1 02與1 04將更不易處理（handl ing)，使得不良率因 此而提高。
另外，因為晶粒102及104、與晶片座109的熱膨脹係 數（Coefficient of Thermal Expansion, CTE)不相同。 在第1圖中，因為晶粒102與104係透過黏著劑106與1〇8固 定於晶片座1 0 9上。所以，在封裝過程中所造成的溫度變 化，容易使得晶粒1 02及1 04與晶片座1 〇9之間因為其熱脹 冷縮的速度不同而會有熱應力（thermal stress)產生。由 於熱應力的影響，將使得晶粒丨〇2與1〇4產生脫層或破裂的 f月形。晶粒1 〇 2與1 〇 4的厚度越薄，其產生脫層與破裂的情 形將更為嚴重。 除此之外，於封裝過程中，因為傳統之雙晶片結構丨 =片座109僅由二支或四支的支撐架（supp〇rt bar)所支
’在灌膠成模之時，容易因為晶片座109的上下 1、ΛΛ的模流不同’而造成晶片座109與晶粒丨〇2及 之„⑴。atlng)現象，所以極可能產生金線 二、外露的情形。因此，金線弧度㈣ 文仔不良率更加提高。
第6頁 546789 五、發明說明（3) 【發明目的及概述】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種無晶片座之 雙晶片結構。因為不會使用到晶片座，所以可以使得晶粒 表面與膠面的距離增加。因此，本發明不需要將晶粒磨 薄，即可達到大幅降低孔洞產生的機率，。且製造過程 中，將有效改善傳統作法中於製造過程中的之晶片座晃動 或飄移的現象，避免金線外露，與晶粒脫層或破裂的情 形。 根據本發明的目的，提出一種無晶片座（di e pad)之 雙晶片結構，包括：一導線架、一第一晶粒（d i e )、一第 一金線與一第二金線、一第二晶粒，一第三金線與一第四 金線，以及一膠體（plastic mold)。導線架係包括一第一 内引腳及一第二内引腳。第一晶粒之一第一面係固定於第 一内引腳與第二内引腳上。第一金線與一第二金線係用以 使第一晶粒分別與第一内引腳和第二内引腳電性連接。另 外，第二晶粒係固定於第一晶粒之第一面上，且第二晶粒 位於第一内引腳與第二内引腳之間。而第三金線與第四金 線則是分別使第二晶粒用以與第一内引腳與第二内引腳電 性連接。膠體内則包括有第一晶粒、第二晶粒、第一金 線、第二金線、第三金線、第四金線、第一内引腳及第二 内引腳。 根據本發明的另一目的，提出一種無晶片座之雙晶片 結構，包括：一導線架、一第一晶粒、一第一金線、一第 二金線、一第二晶粒、一第三金線、一第四金線與一膠
546789 五、發明說明（4) 體。導線架係包括一第一支撐架（support bar)、一第二 支撐架、一第一内引腳及一第二内引腳，第一支撐架與第 二支撐架係位於第一内引腳與第二内引腳之間。第一晶粒 之一第一面係固定於第一支撐架與第二支撐架上，且第一 晶粒位於第一内引腳與第二内引腳之間。第一金線與一第 二金線係用以使第一晶粒分別與第一内引腳和第二内引腳 電性連接。此外，第二晶粒係固定於第一晶粒之該第一面 上，且第二晶粒係位於第一支撐架與第二支撐架之間。而 第三金線與一第四金線則是用以使第二晶粒分別與第一内 引腳與第二内引腳電性連接。膠體内則是包括有第一晶 粒、第二晶粒、第一金線、第二金線、第三金線、與第四 金線、第一支撐架、第二支撐架、及第一内引腳與第二内 引腳。 根據本發明的再一目的，提出一種無晶片座之雙晶片 結構，包括：一導線架、一第一晶粒、一第一金線、一第 二金線、一第二晶粒、一第三金線、一第四金線以及一膠 體。導線架係包括一第一匯流排（b u s b a r )、一第二匯流 排、一第一内引腳及一第二内引腳，第一匯流排與第二匯 流排係位於第一内引腳與第二内引腳之間。第一晶粒之一 第一面係固定於第一匯流排與第二匯流排上，且第一晶粒 位於該第一内引腳與第二内引腳之間第一金線與一第二金 線係用以使第一晶粒分別與第一内引腳和第二内引腳電性 連接。而第二晶粒則是固定於第一晶粒之第一面上，且第 二晶粒位於第一匯流排與第二匯流排之間。另外，第三金
546789 五、發明說明（5) 線一第四金線係用以使第二晶粒分別與第一内引腳與第二 内引腳電性連接。而膠體内則是包括有第一晶粒、第二晶 粒、第一金線、第二金線、第三金線、與第四金線、第一 匯流排、第二匯流排、及第一内引腳與第二内引腳。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 【圖式之簡單說明】 第1圖繪示乃傳統雙晶片結構之剖面圖。 第2圖繪示依照本發明一第一實施例的一種無晶片座 之雙晶片結構的剖面圖。 第3A〜3B圖繪示乃本發明之第二實施例之使用支撐架 (support bar )的無晶片座的雙晶片結構的剖面圖與上視 圖。 第4圖繪示乃對應至第3A〜3B圖的另一無晶片座的雙晶 片結構的剖面圖。 第5 A〜5B圖繪示乃本發明之第三實施例之使用匯流排 (bus bar)的無晶片座的雙晶片結構的剖面圖與上視圖。 第6圖繪示乃對應至第5A〜5B圖的另一無晶片座的雙晶 片結構的剖面圖。 【圖式標號說明】 1 0 0、2 0 0 :封裝件
546789 五、發明說明（6) 102、104、202、204 > 302、304、502、504 ；晶粒 106 ^108 >206 >208 ^217 ^306 ^308 ^309 >506 ^ 5 0 8、5 0 9 :黏著劑 1 0 9 :晶片座 110 、 112 、 118 、 120 、 210 、 212 、 218 、 220 、 310 、 312、318、32 0、510、512、518、52 0 :金線 114 、116 、214 、216 、314 、316 、514 、516 :内引腳 122、222、322、522 :膠體 124 、 226 :膠面 126、224 ·晶粒表面 5 2 6 :接地金線 5 2 8 :電源金線 【較佳實施例】 在本發明之較佳實施例中，提中一種無晶片座之雙晶 片結構’可以使二個晶粒（die)之一第一晶粒直接固定於 引腳（lead)上，或是固定於支撐架（supp〇rt bar)上，或 者是匯流排（bus bar)上。而第二晶粒係固定於第一晶粒 上。如此一來，因不需使用到晶片座，所以可使得晶粒表 面與膠面的距離增加。將本發明應用於小型外引腳封裝 (Thin Small Outline Package， TS0P)中時，不需將晶粒 磨薄，即可達到高良率的需求。其實施方式如下所述。 實例一：
第10頁 546789 五、發明說明（7) 請參照第2圖，其所繪示依照本發明一第一實施例的 一種無晶片座之雙晶片結構的剖面圖。其中，第2圖所繪 示之二晶粒係為背對背配置。在封裝件2〇〇中，晶粒202係 分別透過黏著劑（adhesive)206與208固定於内引腳（inner lead)21 4與216上。金線2 10與212係用以使晶粒202與内引 腳214和216電性連接。而晶粒204則是透過黏著劑217固定 於晶粒202之背面，使晶粒204之背面與晶粒202之背面相 連接。金線2 18與22 0則是用以使晶粒204與内引腳2 14與 216電性連接。膠體（plastic mold )222内包括有晶粒202 與2 04、金線210、212、218與2 20、以及内引腳21 4與 216 ° 本發明之無晶片座之雙晶片結構的製造方法如下：首 先，晶粒2 0 2以黏著劑2 0 6及2 0 8固定於内引腳2 1 4和21 6 上。接著，對晶粒202和内引腳214與216進行銲線（wire bonding)。然後，將晶粒2〇4以黏著劑217固定於晶粒202 背面上。接著，對晶粒2〇4和内引腳21 4與216進行銲線。 最後’再對晶粒202與204進行封膠（encapsulated)以形成 封裝件2 0 0。其中，上述之黏著劑可為不導電膠、樹脂或 高分子材料膠帶（polyimide tape)。 因為本發明不需使用到晶片座，所以不需將晶粒經過 特殊之薄晶處理，即可提高晶粒表面2 2 4與膠面2 2 6之距離 L’ ，以有效地降低在灌膠成模（m〇丨d i ng)過程中孔洞 (void)產生的機率；且金線弧度（wire ι00ρ)的容忍幅度 亦因晶粒表面224與膠面226之距離L，的增加而提高，因此
546789
不需對金線弧度做特別的控制，金線外露的情形亦 改善。另外’因為晶粒202係直接固定於内引線214盥心、 上，所以，纟灌膠成模的過程中，將不會有如同傳統 中，晶粒202及204或飄移的情形產生。結合以上之優點， ^ f明之無晶片座的雙晶片結構的產品良率將因此二大為
舉例來說，以小型外引腳封裝（Thin Small 〇utUne Package，TSOP)之晶片為例，其厚度約為39 miu。在第】 圖之傳統之雙晶片結構中，為了加大晶粒表面丨2 6與膠面 124的距離，必須將晶粒1〇2與1〇4磨薄至6mUs左右。/而晶 片座109的厚度係為5mils，黏著劑1〇6與ι〇8的厚度為1 m i 1 ’且金線1 1 0之最高點與晶粒表面丨2 6的距離為6 m丨1 s。 ，此’晶粒表面126至膠面124的距離則為i〇 mi ls。而在 第2圖之本發明的無晶片座之雙晶片結構中，因為不需要 將晶粒20 2與204磨薄，所以可使用厚度為8 mi ls之晶粒。 此時’晶粒表面224至膠面22 6的距離則為
8-8-1)/2二11 mils，且金線218之最高點與晶粒表面 224的距離可增至7 mi 。因為不需將晶粒2〇2與2〇4磨 薄’所以使得晶粒2 0 2與2 0 4破裂且難以處理的情形減少。 而且’因為晶粒表面2 2 4至膠面2 2 6的距離L，增加，更使得 產生孔洞（v 〇 i d )與金線外露的機會降低。 就另一方面來說，因為晶粒2 0 2與2 04係僅透過黏著劑 2 1 7相連，而且晶粒2 〇 2與2 0 4的熱膨脹係數相等，故而其 熱騰冷縮的速度一樣快。因此，本發明之雙晶片結構受熱
第12頁 546789 五、發明說明（9) 應力所產生的影響將會比傳統作法小。 地解決傳統作法中晶粒102與1〇4與晶%明將有效 脹係數不同所產生的熱應力的問題。也就曰9之間的熱膨 :敎：：202與204不會在溫度升高或降低：過程當J造： 為”，、應力的影響而產生破裂損壞或脫層的情形 而且，在灌模成形的過程當中，因為晶片 地固：於内引腳2“與206上’所以晶片2〇2不會因為^ 的影響，而有晃動或飄移的現象（fl〇ati 此、將"· 易有金線外露之情;兄，將使得本發明之良率大為;、將不 實例二： 睛參照第3A〜3B圖，其所繪示乃本發明之第二實施例 之使用支撐架（support bar)的無晶片座的雙晶片結構的 剖面圖與上視圖。其中，第3A~3B圖所繪示之二晶粒係背 對背配置。依照本發明上述實例一所揭露之精神，晶粒除 了直接固定於内引腳上之外，晶粒更可以固定於導線架 (leadframe)的支撐架上。如第3A〜3B圖所示，晶粒3〇2係 分別透過黏著劑306與308固定於支撐架3〇5與307上。金線 3 1 0與3 1 2係用以使晶粒3 0 2與内引腳3 1 4和3 1 6電性連接。 而晶粒3 0 4則是透過黏著劑3 0 9固定於晶粒3 0 2之背面，使 晶粒304之背面係與晶粒3 02之背面相連接。金線318與320 則是用以使晶粒304與内引腳31 4與316電性連接。膠體322 内包括有晶粒302與304、金線310、312、318與320、支撐 架305與307、以及内引腳314與316。
第13頁 546789
其中，與導線架324相連之支撐架30 5與3 〇7係可為 條形，用以支撐晶粒30 2與304。 、… 另外，雖然第3A〜3B圖係以二晶粒304與3〇6是背對背 配置為例做說明，然而依照第3A〜3B圖之本發明之精神^ 可使用於一晶粒為面對面式之架構中。請參照第4圖，其 所繪示乃對應至第3A〜3B圖的另一無晶片座的雙晶片結& 的剖面圖。與第3A〜3B圖最大的不同點是，晶粒3 〇4之背面 係透過黏著劑3 0 9固定於晶粒3 0 2之正面上。 實例三： 請參照第5A〜5B圖，其所繪示乃本發明之第三實施例 之使用匯流排（bus bar)的無晶片座的雙晶片結構的剖面 圖與上視圖。其中’第5 A〜5 B圖所繪示之二晶粒係背對背 配置’而匯流排則包括有接地匯流排（g r 〇 u n d b u s b a r )與 電源匯流排（power bus bar)。依照本發明上述實例一所 揭露之精神，晶粒除了直接固定於内引腳上之外，晶粒更 可以固定於導線架的匯流排上。如第5A〜5B圖所示，晶粒 5 〇 2係分別透過黏著劑5 〇 6與5 0 8固定於匯流排5 0 5與5 0 7 上。金線510與512係用以使晶粒5 0 2與内引腳51 4和51 6電 性連接。而晶粒5 0 4則是透過黏著劑5 0 9固定於晶粒5 〇 2之 背面，使晶粒504之背面係與晶粒5 〇2之背面相連接。金線 518與520則是用以使晶粒504與内引腳51 4與516電性連 接。膠體522内包括有晶粒502與504、金線510、512、518 與520、匯流排505與507以及内引腳514與516。
546789 五、發明說明（11) 其中，與導線架524相連之匯流排5 0 5與5 07係可為長 條形，匯流排5 0 5可為接地匯流排，而匯流排5 0 7可為電源 匯流排。匯流排505與507係用以支撐晶粒502與504。而 且，與晶粒504相連之接地金線526與電源金線528係分別 與匯流排50 5與50 7相連。 另外，雖然第5A〜5B圖係以二晶粒504與5 0 6是背對背 配置為例做說明，然而依照第5 A〜5 B圖之本發明之精神亦 可使用於二晶粒為面對面式之架構中。請參照第6圖，其 所繪示乃對應至第5 A〜5 B圖的另一無晶片座的雙晶片結構 的剖面圖。與第5A〜5B圖最大的不同點是，晶粒5〇4之背面 係透過黏著劑5 0 9固定於晶粒5 〇 2之正面上。 發明效果 本發明上述實施例所揭 因為不會使用到晶片座，所 距離增加。因此，本發明不 幅降低孔洞產生的機率，且 在製造過程中，將有效改善 晶片座晃動或飄移的現象， 綜上所述，雖然本發明 然其並非用以限定本發明， 本發明之精神和範圍内，當 本發明之保護範圍當視後附 準。 露之無晶片座之雙晶片結構， 以可以使得晶粒表面與膠面的 需要將晶粒磨薄，即可達到大 避免金線外露的情形。甚至， 傳統作法中於製造過程中的之 與晶粒脫層或破裂的情形。 已以一較佳實施例揭露如上， 任何熟習此技藝者，力τ ’ 1 A h π有在不脫離 可作各種之更動與潤飾， 之申請專利範圍所界定者為
546789 圖式簡單說明
第16頁

Claims (1)

  1. 546789 案號 89118278 六、申請專利範圍 間； 修正
    撐架與 與該第 該第一 二晶粒 一晶粒 係與該 該第一 粒、該 線、與 第一内 5. 該第一 架與該 6· 該第二7· 該第一8. 第一晶粒，該第〜晶較之 該第二支撐架上，I亥第 二内引腳之間；y 第一金線與一第二金線，用 内引腳和該第二内弓丨卿電性 第二晶粒’係固定於4 y '項弟一 係位於該第一支撐架與該第 與該第二晶粒係為昔姐二 ^ 月對背配 第一晶粒之背面相連接· 第三金線與一第四金線’，用 内引腳與該第二内引腳電性 膠體（plastic mold)，該膠 第二晶粒、該第一金線、該 該第四金線、該第一支撐架 引腳與該第二内弓|腳。 如申請專利範圍第4項所述 曰日粒係透過一黏著劑（a d h e s 第二支撐架上。 如申請專利範圍第4項所述 晶粒係一透過黏著劑固定於 如申請專利範圍第4項所述 支撐架與該第二支撐架係為 種無晶片座（die pad)之 背面係 粒係位 固定於 於該第 以使該第 連接， 晶粒之 二支撐 置，該 以使該 連接； 體内包 第二金 、該第 之雙晶 i ve )固 之雙晶 該第一 之雙晶 長條形 雙晶片 遠背面 架之間 第二晶 第二晶 以及 括有該 線 該第一支 一内引腳 粒分別與 上，該第 ，且該第 极之背面 粒分別與 第 曰曰 、 該 第 —一 L 金 支撐 架 \ 及該 結 構 其 中， 於 該 第 —. 支轉 結 構 其 中， 粒 上 〇 結 構 其 中， 構 J 包 括 •
    TW0241(030206)CRF.ptc 第18頁 546789
    一導線架，包括一第一匯流排（bus ba〇、一 流排、-第：内引腳及一第二内引腳’該第一匯流排盘該 第二匯流排係位於該第一内引腳與該第二内引腳之門了 μ 一第一晶粒，該第一晶粒之一背面係固定於該&丄 流排與該第二匯流排上”㈣一晶粒係位於該 腳 與該第二内引腳之間； Ή W 該第= 電：:：該第，分別與 一第二晶粒， 二晶粒係位於該第 晶粒與為苐二晶粒 與該第一晶粒之背 係固定於該第一晶粒 一匯流排與該第二匯 係為背對背配置，該 面相連接； 之該背面上，該第 流排之間，該第一 第二晶粒之背面係 一第三金線與一第四金線，用以使該第二晶八 邊第一内引腳與該第二内引腳電性連接；以及广別轉 一膠體（Pi as tic mold)，該膠體内包括有該第一曰 粒、該第二晶粒、該第一金線、該第二金線、該第二二 線、與該第四金線、該第一匯流排、該第二匯g :金 第一内引腳與該第二内引腳。 、及該 —9·如申請專利範圍第8項所述之雙晶片結構，其 該第一晶粒係透過一黏著劑（adheS i ve)固定於、， 排與該第二匯流排上。 匯流 10·如申請專利範圍第8項所述之雙晶片結構，其 中，該第二晶粒係一透過黏著劑固定於該第一晶粒上。 11，如申請專利範圍第8項所述之雙晶片結構，其
    546789 案號 89Π8278 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 中，該第一匯流排係為接地匯流排（ground bus bar) 該第二匯流排係為電源匯流排（p 〇 w e r b u s b a r)。 IB TW0241(030206)CRF.ptc 第20頁
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