KR19990061323A - Semiconductor package - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 반도체 패키지는, 단차부를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판과, 상기 기판의 가이드 홈 내에 탑재된 제 1 반도체 칩과, 상기 제 1 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 가이드 홈 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 1 금속 와이어와, 상기 제 1 반도체 칩 상의 소정 부분에 탑재되며, 상기 제 1 반도체 칩 보다 작은 사이즈를 갖는 제 2 반도체 칩과, 상기 제 2 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 상기 가이드 홈 내에 형성된 단차부 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 2 금속 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 반도체 칩과 상기 제 1 및 제 2 금속 와이어를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 상기 기판의 가이드 홈 내부에 봉지된 성형 수지 및, 상기 기판 하면의 금속 패드에 부착된 금속 핀으로 이루어져, 하나의 패키지 내에 2개(혹은 그 이상)의 반도체 칩이 실장되는 구조를 가지게 되므로, 기존의 경우에 비해 제품의 소형화를 이룰 수 있게 되어, 고밀도 실장이 가능한 고신뢰성의 반도체 패키지를 구현할 수 있게 된다.The semiconductor package according to the present invention includes a substrate having a multi-layered structure including a guide groove having a stepped portion, a first semiconductor chip mounted in a guide groove of the substrate, a bonding pad on an upper surface of the first semiconductor chip, and an upper surface of the guide groove. A first metal wire electrically connecting the land pads, a second semiconductor chip mounted on a predetermined portion on the first semiconductor chip and having a smaller size than the first semiconductor chip, and a bonding pad on an upper surface of the second semiconductor chip; And a second metal wire for electrically connecting the land pads on the upper surface of the stepped portion formed in the guide groove, the first and second semiconductor chips, and the first and second metal wires to protect from the external environment. Molded resin encapsulated inside the guide groove of the substrate and metal pins attached to the metal pads on the lower surface of the substrate, Since more) of have a structure in which a semiconductor chip assembly, it is possible compared to the conventional case can be achieved the miniaturization of the product, it is possible to implement high-density mounting of the semiconductor package capable of high reliability.
Description
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고밀도 실장이 가능하도록 설계된 PGA 구조의 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package, and more particularly, to a semiconductor package having a PGA structure designed to enable high density mounting.
전자기기의 경박단소화 추세에 따라 반도체 소자를 기판에 실장하는 패키징(packaging) 기술도 고기능, 고밀도 실장 기술이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 최근에는 기존의 QFP(quad flat package) 기술보다 한걸음 더 발전된 형태로서, 동일 크기의 바디 사이즈에 면격자 상태로 500핀을 배열하더라도 외부 단자의 피치를 1.27mm로 확보할 수 있고, 프린트 기판과의 실장이 용이한 PGA(pin grid array)나 BGA(ball grid array) 패키지 기술이 등장하게 되었다.In accordance with the trend of lighter and shorter electronic devices, packaging technology for mounting semiconductor devices on a substrate also requires high-performance and high-density packaging technology. In response to these demands, it is a step further than the conventional quad flat package (QFP) technology. Even if 500 pins are arranged in the same body size with a lattice lattice, the pitch of the external terminals can be secured to 1.27 mm. In addition, PGA (ball grid array) or BGA (ball grid array) package technology, which is easy to mount with a printed board, has emerged.
이중, 본 발명과 직접적으로 관련되는 PGA 패키지는 주로 인쇄회로기판(printed circuit board:이하, PCB라 한다) 상면의 랜드 패드와 반도체칩을 선연결한 후, 그 위에 성형수지를 봉지하고, PCB 하면의 금속 패드에 핀을 부착(attach)하는 방식으로 제조되는데, 도 1에는 이와 관련된 종래의 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도가 제시되어 있다.Among the PGA packages directly related to the present invention, a land pad and a semiconductor chip on the upper surface of a printed circuit board (hereinafter referred to as PCB) are connected in advance, and then a plastic resin is encapsulated thereon, It is manufactured by attaching a pin to a metal pad of Fig. 1 is a cross-sectional view showing a conventional PGA package structure related thereto.
도 1을 참조하면, 종래의 PGA 패키지는 크게, PCB 기판(10) 상에 반도체 칩(16)이 탑재되고, 반도체 칩(16) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 기판(10) 상면에 형성되어 있는 랜드 패드(12)가 금속 와이어(18)에 의해 전기적으로 연결되며, 반도체 칩(16)과 금속 와이어(18)는 성형 수지(예컨대, 에폭시 수지)(20)에 의해 봉지(encapsulation)되고, 기판(10) 상면의 랜드 패드와 일체로 연결된 기판(10) 하면의 금속 패드(14)에는 핀(22)이 솔더링되는 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, in the conventional PGA package, a semiconductor chip 16 is mounted on a PCB substrate 10, and each bonding pad (not shown) of the upper surface of the semiconductor chip 16 and the upper surface of the substrate 10 are mounted. The formed land pads 12 are electrically connected by the metal wires 18, and the semiconductor chip 16 and the metal wires 18 are encapsulated by the molding resin (eg, epoxy resin) 20. The pins 22 are soldered to the metal pads 14 on the bottom surface of the substrate 10 which are integrally connected to the land pads on the upper surface of the substrate 10.
그러나, 상기 구조를 가지도록 PGA 패키지를 제조할 경우에는, 패키지 단품 내에 하나의 반도체 칩(16)만이 탑재되므로, PCB 상에서 패키지 단품이 차지하는 면적을 줄이는데 한계가 있어, 제품의 소형화를 이루기 어려울 뿐 아니라 이로 인해 고밀도 실장에 한계가 따르게 되는 단점이 발생하게 된다.However, when manufacturing the PGA package to have the above structure, since only one semiconductor chip 16 is mounted in the package unit, there is a limit in reducing the area occupied by the package unit on the PCB, making it difficult to miniaturize the product. This leads to the disadvantage that the limit is followed in high-density mounting.
이에 본 발명의 목적은, PCB 기판의 구조 변경을 통하여, 하나의 패키지 내에 복수개의 반도체 칩이 실장되도록 PGA 패키지를 형성해 주므로써, PCB 상에서 패키지 단품이 차지하는 면적을 줄일 수 있도록 하여, 제품의 소형화와 고밀도 실장이 가능하도록 한 반도체 패키지를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a PGA package in which a plurality of semiconductor chips are mounted in one package by changing the structure of the PCB substrate, thereby reducing the area occupied by the package unit on the PCB, thereby miniaturizing the product and The present invention provides a semiconductor package that enables high-density mounting.
도 1은 종래의 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional PGA package structure,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a PGA package structure according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a PGA package structure according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a PGA package structure according to a third embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 실시예에서는, 단차부를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판과, 상기 기판의 가이드 홈 내에 탑재된 제 1 반도체 칩과, 상기 제 1 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 가이드 홈 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 1 금속 와이어와, 상기 제 1 반도체 칩 상의 소정 부분에 탑재되며, 상기 제 1 반도체 칩 보다 작은 사이즈를 갖는 제 2 반도체 칩과, 상기 제 2 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 상기 가이드 홈 내에 형성된 단차부 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 2 금속 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 반도체 칩과 상기 제 1 및 제 2 금속 와이어를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 상기 기판의 가이드 홈 내부에 봉지된 성형 수지 및, 상기 기판 하면의 금속 패드에 부착된 금속 핀으로 이루어진 반도체 패키지가 제공된다.In order to achieve the above object, in the first embodiment of the present invention, a multi-layered substrate having a guide groove having a stepped portion, a first semiconductor chip mounted in the guide groove of the substrate, and an upper surface of the first semiconductor chip are provided. A first metal wire for electrically connecting a bonding pad and a land pad on the upper surface of the guide groove, a second semiconductor chip mounted on a predetermined portion on the first semiconductor chip and having a smaller size than the first semiconductor chip; 2 A second metal wire electrically connecting the bonding pads on the upper surface of the semiconductor chip and the land pads on the upper surface of the stepped portion formed in the guide groove, and the first and second semiconductor chips and the first and second metal wires. In order to protect against, a half made of a molding resin encapsulated in the guide groove of the substrate and a metal pin attached to the metal pad on the lower surface of the substrate Conductor packages are provided.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 실시예에서는, 단차부를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판과, 상기 기판의 가이드 홈 내에 탑재된 제 1 반도체 칩과, 상기 제 1 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 가이드 홈 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 1 금속 와이어와, 상기 제 1 반도체 칩 상의 소정 부분에 형성된 절연막과, 상기 절연막 상에 탑재된 제 2 반도체 칩과, 상기 제 2 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 상기 가이드 홈 내에 형성된 단차부 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 2 금속 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 반도체 칩과 상기 제 1 및 제 2 금속 와이어를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 상기 기판의 가이드 홈 내부에 봉지된 성형 수지 및, 상기 기판 하면의 금속 패드에 부착된 금속 핀으로 이루어진 반도체 패키지가 제공된다.In order to achieve the above object, in the second embodiment of the present invention, a multi-layered substrate having a guide groove having a stepped portion, a first semiconductor chip mounted in the guide groove of the substrate, and an upper surface of the first semiconductor chip are provided. A first metal wire electrically connecting a bonding pad and a land pad on an upper surface of the guide groove, an insulating film formed on a predetermined portion on the first semiconductor chip, a second semiconductor chip mounted on the insulating film, and the second semiconductor chip To protect the first and second semiconductor chips and the first and second metal wires from the external environment, the second metal wires electrically connecting the bonding pads on the upper surface and the land pads on the upper surface of the stepped portion formed in the guide groove. In order to achieve this, a semiconductor package is formed of a molding resin encapsulated in a guide groove of the substrate and a metal pin attached to a metal pad on a lower surface of the substrate. It is provided.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 3 실시예에서는, 단차부를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판과, 상기 기판의 가이드 홈 내에 탑재된 제 1 반도체 칩과, 상기 제 1 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 가이드 홈 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 1 금속 와이어와, 상기 제 1 반도체 칩과 상기 제 1 금속 와이어를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 상기 기판의 가이드 홈 내부 소정 부분에 봉지된 제 1 성형 수지와, 상기 제 1 성형 수지 상의 소정 부분에 탑재된 제 2 반도체 칩과, 상기 제 2 반도체 칩 상면의 본딩 패드와 상기 가이드 홈 내에 형성된 단차부 상면의 랜드 패드를 전기적으로 연결하는 제 2 금속 와이어와, 상기 제 2 반도체 칩과 제 2 금속 와이어를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 상기 기판의 가이드 홈 내부에 봉지된 제 2 성형 수지 및, 상기 기판 하면의 금속 패드에 부착된 금속 핀으로 이루어진 반도체 패키지가 제공된다.In order to achieve the above object, in a third embodiment of the present invention, a multi-layered substrate having a guide groove having a stepped portion, a first semiconductor chip mounted in a guide groove of the substrate, and an upper surface of the first semiconductor chip are provided. A first metal wire electrically connecting a bonding pad and a land pad on an upper surface of the guide groove, and a portion of the first semiconductor wire and the first metal wire to be sealed in a predetermined portion inside the guide groove of the substrate to protect the first semiconductor chip and the first metal wire from an external environment. An electrically connecting first molding resin, a second semiconductor chip mounted on a predetermined portion on the first molding resin, and a bonding pad on the upper surface of the second semiconductor chip and a land pad on the upper surface of the stepped portion formed in the guide groove. In order to protect the second metal wire and the second semiconductor chip and the second metal wire from the external environment, a rod is provided inside the guide groove of the substrate. There is provided a semiconductor package comprising a supported second molding resin and a metal pin attached to a metal pad on the lower surface of the substrate.
상기 구조를 가지도록 반도체 패키지를 제조한 결과, 하나의 패키지 내에 2개의 반도체 칩이 실장되므로, 기존의 경우에 비해 제품의 소형화를 이룰 수 있게 되어, 반도체 패키지의 고밀도 실장이 가능하게 된다.As a result of manufacturing the semiconductor package to have the above structure, since two semiconductor chips are mounted in one package, the product can be miniaturized as compared with the conventional case, and the high density mounting of the semiconductor package is possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 PCB 기판의 구조 변경을 통하여, 하나의 패키지 내에 복수개의 반도체 칩(예컨대, 2개)이 실장되도록 PGA 패키지를 제조해 주므로써, 고밀도 실장이 가능한 반도체 패키지를 구현할 수 있도록 하는데 주안점을 둔 기술로서, 이를 도 2 내지 도 4에 도시된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The present invention focuses on making a semiconductor package capable of high-density mounting by manufacturing a PGA package such that a plurality of semiconductor chips (for example, two) are mounted in one package through a structure change of a PCB substrate. As a technique, this will be described with reference to the drawings illustrated in FIGS. 2 to 4.
여기서, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도를 나타내며, 도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 PGA 패키지 구조를 도시한 단면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view illustrating a PGA package structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a PGA package structure according to a second embodiment of the present invention, and FIG. A cross-sectional view showing a PGA package structure according to a third embodiment of the invention is shown.
먼저, 도 2에 제시된 단면도를 참조하여 제 1 실시예를 살펴본다. 상기 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 서로 다른 기능을 보유한 서로 다른 사이즈의 반도체 칩이 PCB 기판 상에 복수개(예컨대, 2개) 적층된 경우로서, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 크게 다음과 같은 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.First, a first embodiment will be described with reference to the cross-sectional view shown in FIG. 2. The PGA package shown in the above embodiment is a case where a plurality of semiconductor chips of different sizes having different functions are stacked on a PCB substrate (for example, two). Referring to FIG. 2, in the first embodiment of the present invention, It can be seen that the proposed PGA package consists of the following structures.
중앙부에, 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대, PCB)(100)이 준비되어 있고, 상기 기판(100)의 가이드 홈 내에는 제 1 반도체 칩(106a)이 탑재되어 있으며, 제 1 반도체 칩(106a) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면의 각 랜드 패드(102)는 제 1 금속 와이어(108a)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 제 1 반도체 칩(106a) 상의 소정 부분(예컨대, 본딩 패드가 형성되어 있지 않은 칩의 중앙부)에는 제 1 반도체 칩(106a)에 비해 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 고집적화된 제 2 반도체 칩(106b)이 탑재되어 있으며, 제 2 반도체 칩(106b) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내에 형성된 단차부(Ⅰ) 상면의 각 랜드 패드(102)는 제 2 금속 와이어(108b)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 이들 제 1 및 제 2 반도체 칩(106a),(106b)과 제 1 및 제 2 금속 와이어(108a),(108b)는 가이드 홈 내에서 성형 수지(110)에 의해 봉지되어 있으며, 랜드 패드(102)와 일체로 연결된 기판(100) 하면의 금속 패드(104)에는 금속 핀(112)이 부착되어 있다.In the center portion, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 100 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and a first semiconductor chip 106a is formed in the guide groove of the substrate 100. Each of the bonding pads (not shown) on the upper surface of the first semiconductor chip 106a and the land pads 102 on the upper surface of the guide groove are electrically connected to each other by the first metal wire 108a. A predetermined portion of the semiconductor chip 106a (for example, a central portion of the chip on which the bonding pad is not formed) is mounted with a highly integrated second semiconductor chip 106b having a relatively smaller size than the first semiconductor chip 106a. Each of the bonding pads (not shown) on the upper surface of the second semiconductor chip 106b and the land pads 102 on the upper surface of the stepped portion I formed in the guide groove are electrically connected to each other by the second metal wire 108b. And the first and second semiconductor chips 106a and 106b and the first The first and second metal wires 108a and 108b are encapsulated by the molding resin 110 in the guide grooves, and the metal pads 104 on the lower surface of the substrate 100 connected integrally with the land pads 102. The metal pin 112 is attached.
따라서, 상기 구조의 PGA 패키지는 다음의 제 5 단계 공정을 거쳐 제조된다. 제 1 단계로서, 먼저 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대 PCB)(100)을 준비하고, 상기 기판(100)의 가이드 홈 내에 제 1 반도체 칩(106a)을 탑재시킨다.Therefore, the PGA package having the above structure is manufactured through the following fifth step process. As a first step, first, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 100 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and the first semiconductor chip 106a is placed in the guide groove of the substrate 100. Mount it.
제 2 단계로서, 제 1 금속 와이어(108a)를 이용하여 제 1 반도체 칩(106a)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(102)가 서로 일대일 대응하여 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a second step, each of the bonding pads (not shown) of the first semiconductor chip 106a and the land pads 102 formed on the upper surface of the guide groove using the first metal wire 108a correspond one-to-one to each other. Wire bonding is performed so as to be connected.
제 3 단계로서, 제 1 반도체 칩(106a) 상의 소정 부분(예컨대, 본딩 패드가 형성되어 있지 않은 칩의 중앙부)에, 제 1 반도체 칩(106a)과는 다른 기능을 수행하는 제 1 칩(106a)보다 작은 사이즈의 제 2 반도체 칩(106b)을 탑재시킨다.As a third step, the first chip 106a which performs a function different from the first semiconductor chip 106a to a predetermined portion (eg, a center portion of the chip on which the bonding pad is not formed) on the first semiconductor chip 106a. Is mounted on the second semiconductor chip 106b of a smaller size.
제 4 단계로서, 제 2 금속 와이어(108b) 이용하여 제 2 반도체 칩(106b)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내의 단차부(Ⅰ) 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(102)가 서로 일대일 대응하여 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a fourth step, each land pad 102 formed on each bonding pad (not shown) of the second semiconductor chip 106b and the stepped portion I in the guide groove using the second metal wire 108b is formed. Wire bonding is performed to be electrically connected to each other in a one-to-one correspondence.
제 5 단계로서, 제 1 및 제 2 반도체 칩(106a),(106b)과 제 1 및 제 2 금속 와이어(108a),(108b)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 이들이 형성되어 있는 가이드 홈 내부를 성형 수지(예컨대, 에폭시 수지)(110)로 봉지해 준 다음, 기판(100) 하면의 금속 패드(104)에 금속 핀(112)을 부착해 주므로써, PGA 패키지 제조를 완료한다.As a fifth step, in order to protect the first and second semiconductor chips 106a, 106b and the first and second metal wires 108a, 108b from the external environment, the inside of the guide groove in which they are formed is formed. After sealing with the molding resin (eg, epoxy resin) 110, the metal pins 112 are attached to the metal pads 104 on the lower surface of the substrate 100, thereby completing the manufacture of the PGA package.
이때, 상기 금속 패드(104)가 형성되어 있는 기판(100) 하면의 표면 노출 영역에는 절연 레지스트(미 도시)가 도포되어져 있는데, 이 절연 레지스트는 다층 구조의 기판 제조시 미리 도포되어진 상태로 제공된다.At this time, an insulating resist (not shown) is applied to the surface exposed area of the bottom surface of the substrate 100 on which the metal pad 104 is formed, which is provided in a state of being pre-coated in manufacturing a substrate having a multilayer structure. .
이러한 구조를 가지도록 PGA 패키지를 제조해 준 것은, 하나의 패키지 내에 서로 다른 기능을 수행하는 반도체 칩을 복수개 실장하여, PCB 상에서 패키지 단품이 차지하는 면적을 줄일 수 있도록 하므로써, 패키지의 고밀도 실장이 가능하도록 하기 위함이다.The manufacture of the PGA package to have such a structure allows to mount a plurality of semiconductor chips that perform different functions in one package, thereby reducing the area of the package unit on the PCB, thereby enabling high-density packaging of the package. To do this.
다음으로, 도 3에 제시된 단면도를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 살펴본다. 상기 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 서로 동일한 기능을 보유한 동일 사이즈의 반도체 칩이 PCB 기판 상에 복수개(예컨대, 2개) 적층된 경우로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 크게 다음과 같은 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the cross-sectional view shown in FIG. 3. The PGA package presented in the above embodiment is a case where a plurality of semiconductor chips of the same size having the same function are stacked (eg, two) on a PCB substrate. Referring to FIG. 3, the PGA package described in the second embodiment of the present invention is described. It can be seen that the PGA package is composed of the following structures.
중앙부에, 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대, PCB)(200)이 준비되어 있고, 상기 기판(200)의 가이드 홈 내에는 제 1 반도체 칩(206a)이 탑재되어 있으며, 제 1 반도체 칩(206a) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면의 각 랜드 패드(202)는 제 1 금속 와이어(210a)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 제 1 반도체 칩(206a) 상의 소정 부분(예컨대, 본딩 패드가 형성되어 있지 않은 칩의 중앙부)에는 소정 두께의 절연막(208)이 형성되어 있으며, 절연막(208) 상에는 제 1 반도체 칩(206a)과 동일한 사이즈의 제 2 반도체 칩(206b)이 탑재되어 있고, 제 2 반도체 칩(206b) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내에 형성된 단차부(Ⅰ) 상면의 각 랜드 패드(202)는 제 2 금속 와이어(210b)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 이들 제 1 및 제 2 반도체 칩(206a),(206b)과 제 1 및 제 2 금속 와이어(210a),(210b)는 가이드 홈 내에서 성형 수지(212)에 의해 봉지되어 있으며, 랜드 패드(202)와 일체로 연결된 기판(200) 하면의 금속 패드(204)에는 금속 핀(214)이 부착되어 있다.In the center portion, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 200 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and a first semiconductor chip 206a is formed in the guide groove of the substrate 200. Each of the bonding pads (not shown) on the upper surface of the first semiconductor chip 206a and the land pads 202 on the upper surface of the guide groove are electrically connected to each other by the first metal wire 210a. An insulating film 208 having a predetermined thickness is formed on a predetermined portion of the semiconductor chip 206a (for example, a center portion of the chip on which the bonding pad is not formed), and the same size as the first semiconductor chip 206a on the insulating film 208. Of the second semiconductor chip 206b, each of the bonding pads (not shown) on the upper surface of the second semiconductor chip 206b and each of the land pads 202 on the upper surface of the stepped portion I formed in the guide groove. Are electrically connected to each other by a metal wire 210b, and these first The second semiconductor chips 206a and 206b and the first and second metal wires 210a and 210b are encapsulated by the molding resin 212 in the guide groove and integrally with the land pad 202. The metal pin 214 is attached to the metal pad 204 on the bottom surface of the connected substrate 200.
이때, 상기 제 1 반도체 칩(206a)과 제 2 반도체 칩(206b) 사이에 형성된 절연막(208)은 제 1 반도체 칩(206a) 상면의 본딩 패드와 연결된 제 1 금속 와이어(210a)와 제 2 반도체 칩(206b) 하면의 에지면이 서로 접촉되지 않을 정도의 두께로 형성되는데, 이는 제 1 금속 와이어(210a)와 제 2 반도체 칩(206b)의 에지면이 접촉될 경우 야기되는 쇼트 현상을 방지하기 위함이다.In this case, the insulating film 208 formed between the first semiconductor chip 206a and the second semiconductor chip 206b may have a first metal wire 210a and a second semiconductor connected to the bonding pads on the upper surface of the first semiconductor chip 206a. The edge surfaces of the lower surface of the chip 206b are formed to have a thickness such that they are not in contact with each other. This prevents a short phenomenon caused when the edge surfaces of the first metal wire 210a and the second semiconductor chip 206b are in contact with each other. For sake.
따라서, 상기 구조의 PGA 패키지는 다음의 제 5 단계 공정을 거쳐 제조된다. 제 1 단계로서, 먼저 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대 PCB)(200)을 준비하고, 상기 기판(200)의 가이드 홈 내에 제 1 반도체 칩(206a)을 탑재시킨다.Therefore, the PGA package having the above structure is manufactured through the following fifth step process. As a first step, first, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 200 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and the first semiconductor chip 206a is placed in the guide groove of the substrate 200. Mount it.
제 2 단계로서, 제 1 금속 와이어(210a)를 이용하여 제 1 반도체 칩(206a)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(202)가 서로 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a second step, each of the bonding pads (not shown) of the first semiconductor chip 206a and the land pads 202 formed on the upper surface of the guide groove are electrically connected to each other using the first metal wire 210a. Wire bonding is performed.
제 3 단계로서, 제 1 반도체 칩(206a) 상의 소정 부분(예컨대, 본딩 패드가 형성되어 있지 않은 칩의 중앙부)에 절연막(208)을 형성하고, 그 위에 상기 제 1 반도체 칩(206a)과 동일한 기능을 수행하는 제 2 반도체 칩(206b)을 탑재시킨다.As a third step, an insulating film 208 is formed on a predetermined portion of the first semiconductor chip 206a (for example, the center portion of the chip on which the bonding pad is not formed), and the same as the first semiconductor chip 206a thereon. The second semiconductor chip 206b which performs a function is mounted.
이와 같이, 제 1 반도체 칩(206a)과 제 2 반도체 칩(206b) 사이에 소정 두께의 절연막(208)을 형성해 준 것은, 기 언급된 바와 같이 서로 동일한 사이즈의 반도체 칩 실장시 야기될 수 있는 제 1 금속 와이어(210a)와 제 2 반도체 칩(206b) 에지면 간의 접촉 현상을 방지하기 위함이다.As described above, the formation of the insulating film 208 having a predetermined thickness between the first semiconductor chip 206a and the second semiconductor chip 206b may be caused when mounting semiconductor chips of the same size as mentioned above. This is to prevent contact between the first metal wire 210a and the ground surface of the second semiconductor chip 206b.
제 4 단계로서, 제 2 금속 와이어(210b) 이용하여 제 2 반도체 칩(206b)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내의 단차부(Ⅰ) 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(202)가 서로 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a fourth step, each land pad 202 formed on each bonding pad (not shown) of the second semiconductor chip 206b and the stepped portion I in the guide groove using the second metal wire 210b is formed. Wire bonding is performed to electrically connect with each other.
제 5 단계로서, 제 1 및 제 2 반도체 칩(206a),(206b)과 제 1 및 제 2 금속 와이어(210a),(210b)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 이들이 형성되어져 있는 가이드 홈 내부를 성형 수지(예컨대, 에폭시 수지)(212)를 이용하여 봉지해 준 다음, 기판(200) 하면의 금속 패드(204)에 금속 핀(204)을 부착해 주므로써, PGA 패키지 제조를 완료한다.As a fifth step, in order to protect the first and second semiconductor chips 206a and 206b and the first and second metal wires 210a and 210b from the external environment, the inside of the guide grooves in which they are formed are formed. After sealing using the molding resin (for example, epoxy resin) 212, the metal pin 204 is attached to the metal pad 204 on the lower surface of the substrate 200, thereby completing the manufacture of the PGA package.
이 경우 역시, PCB 상에서 패키지 단품이 차지하는 면적을 줄일 수 있게 되므로 패키지의 고밀도 실장이 가능하게 된다.In this case, too, the area occupied by the package unit on the PCB can be reduced, thereby enabling high density mounting of the package.
계속해서, 도 4에 제시된 단면도를 참조하여 제 3 실시예를 살펴본다. 상기 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 서로 같은 기능을 갖는 동일 사이즈의 반도체 칩이 PCB 기판 상에 복수개(예컨대, 2개) 적층된 구조를 갖는다는 점에서는 제 2 실시예와 동일하나, 제 1 반도체 칩(306a)과 제 2 반도체 칩(306b)이 성형 수지에 의해 절연되는 구조를 갖는다는 점에서 제 2 실시예와 차별화되는 기술로서, 도 3를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에서 제시된 PGA 패키지는 크게 다음과 같은 구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.Subsequently, a third embodiment will be described with reference to the cross section shown in FIG. The PGA package presented in the above embodiment is the same as the second embodiment in that a plurality of semiconductor chips of the same size having the same function are stacked (eg, two) on a PCB substrate. As a technique different from the second embodiment in that the 306a and the second semiconductor chip 306b are insulated by the molding resin, referring to FIG. 3, the PGA presented in the third embodiment of the present invention. It can be seen that the package consists of the following structures.
중앙부에, 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대, PCB)(300)이 준비되어 있고, 상기 기판(300)의 가이드 홈 내에는 제 1 반도체 칩(306a)이 탑재되어 있으며, 제 1 반도체 칩(306a) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면의 각 랜드 패드(302)는 제 1 금속 와이어(308a)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 제 1 반도체 칩(306a)과 제 1 금속 와이어(308a)는 가이드 홈 내에서 제 1 성형 수지(310a)에 의해 봉지되어 있으며, 제 1 성형 수지(310a) 상의 소정 부분에는 제 1 반도체 칩(306a)과 동일한 사이즈의 제 2 반도체 칩(306b)이 탑재되어 있고, 제 2 반도체 칩(306b) 상면의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내에 형성된 단차부(Ⅰ) 상면의 각 랜드 패드(302)는 제 2 금속 와이어(308b)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 이들 제 2 반도체 칩(306b)과 제 2 금속 와이어(308b)는 가이드 홈 내에서 제 2 성형 수지(310b)에 의해 봉지되어 있고, 랜드 패드(302)와 일체로 연결된 기판(300) 하면의 금속 패드(304)에는 금속 핀(312)이 부착되어 있다.In the center portion, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 300 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and a first semiconductor chip 306a is provided in the guide groove of the substrate 300. Each of the bonding pads (not shown) on the upper surface of the first semiconductor chip 306a and the land pads 302 on the upper surface of the guide groove are electrically connected to each other by the first metal wire 308a. The semiconductor chip 306a and the first metal wire 308a are encapsulated by the first molding resin 310a in the guide groove, and a predetermined portion on the first molding resin 310a is formed with the first semiconductor chip 306a. The second semiconductor chip 306b of the same size is mounted, and each bonding pad (not shown) on the upper surface of the second semiconductor chip 306b and each land pad 302 on the upper surface of the stepped portion I formed in the guide groove are formed. And are electrically connected to each other by the second metal wire 308b. 306b and the second metal wire 308b are encapsulated by the second molding resin 310b in the guide groove, and the metal pad 304 on the bottom surface of the substrate 300 connected integrally with the land pad 302 is made of metal. The pin 312 is attached.
따라서, 상기 구조의 PGA 패키지는 다음의 제 5 단계 공정을 거쳐 제조된다. 제 1 단계로서, 단차부(Ⅰ)를 갖는 가이드 홈이 구비된 다층 구조의 기판(예컨대 PCB)(300)을 준비하고, 상기 기판(300)의 가이드 홈 내에 제 1 반도체 칩(306a)을 탑재시킨다.Therefore, the PGA package having the above structure is manufactured through the following fifth step process. As a first step, a multi-layered substrate (for example, a PCB) 300 having a guide groove having a stepped portion I is prepared, and the first semiconductor chip 306a is mounted in the guide groove of the substrate 300. Let's do it.
제 2 단계로서, 제 1 금속 와이어(308a)를 이용하여 제 1 반도체 칩(306a)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(302)가 서로 일대일 대응하여 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a second step, each of the bonding pads (not shown) of the first semiconductor chip 306a and the land pads 302 formed on the upper surface of the guide groove by using the first metal wire 308a correspond one-to-one to each other. Wire bonding is performed so as to be connected.
제 3 단계로서, 제 1 반도체 칩(306a)과 제 1 금속 와이어(308a)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 이들이 형성되어 있는 가이드 홈 내부 소정 부분을 제 1 성형 수지(예컨대, 에폭시 수지)(310a)로 봉지한 다음, 그 위의 소정 부분에 제 1 반도체 칩(306a)과 동일한 기능을 수행하는 제 2 반도체 칩(306b)을 탑재시킨다.As a third step, in order to protect the first semiconductor chip 306a and the first metal wire 308a from the external environment, predetermined portions inside the guide grooves in which they are formed are formed with the first molding resin (for example, epoxy resin) 310a. ), And a second semiconductor chip 306b which performs the same function as the first semiconductor chip 306a is mounted on a predetermined portion thereon.
제 4 단계로서, 제 2 금속 와이어(308b) 이용하여 제 2 반도체 칩(306b)의 각 본딩 패드(미 도시)와 가이드 홈 내의 단차부(Ⅰ) 상면에 형성되어 있는 각 랜드 패드(302)가 서로 일대일 대응하여 전기적으로 연결되도록 와이어 본딩을 실시한다.As a fourth step, each land pad 302 formed on each bonding pad (not shown) of the second semiconductor chip 306b and the stepped portion I in the guide groove using the second metal wire 308b is formed. Wire bonding is performed to be electrically connected to each other in a one-to-one correspondence.
제 5 단계로서, 제 2 반도체 칩(306b)과 제 2 금속 와이어(308b)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여, 이들이 형성되어 있는 가이드 홈 내부를 제 2 성형 수지(예컨대, 에폭시 수지)(310b)를 이용하여 이들을 봉지해 준 다음, 기판(300) 하면의 금속 패드(304)에 금속 핀(312)을 부착해 주므로써, PGA 패키지 제조를 완료한다.As a fifth step, in order to protect the second semiconductor chip 306b and the second metal wire 308b from the external environment, the second molding resin (for example, epoxy resin) 310b is formed inside the guide groove in which they are formed. After encapsulating them, the metal pins 312 are attached to the metal pads 304 on the lower surface of the substrate 300, thereby completing the manufacture of the PGA package.
이러한 구조를 가지도록 PGA 패키지를 제조할 경우, 공정 진행상의 어려움없이도 하나의 패키지 내에 반도체 칩을 복수개 실장할 수 있게 되므로, PCB 상에서 패키지 단품이 차지하는 면적을 줄일 수 있게 되어, 고밀도 실장이 가능하게 된다.When manufacturing a PGA package having such a structure, since a plurality of semiconductor chips can be mounted in one package without difficulty in the process, it is possible to reduce the area occupied by a single component package on the PCB, thereby enabling high density mounting. .
이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야의 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely through the Example, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible by the common knowledge of the art within the technical idea of this invention.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 패키지 내에 2개의 반도체 칩이 실장되므로, 기존의 경우에 비해 제품의 소형화를 이룰 수 있게 되어, 고밀도 실장이 가능한 고신뢰성의 반도체 패키지를 구현할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since two semiconductor chips are mounted in one package, it is possible to miniaturize a product as compared with the conventional case, and to implement a highly reliable semiconductor package capable of high density mounting. .
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019970081581A KR19990061323A (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Semiconductor package |
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ID=66181838
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000063735A (en) * | 2000-08-01 | 2000-11-06 | 홍영희 | Highly concentrated pad |
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1997
- 1997-12-31 KR KR1019970081581A patent/KR19990061323A/en not_active Application Discontinuation
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