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JP2003282787A - チップパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

チップパッケージ及びその製造方法

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JP2003282787A
JP2003282787A JP2003003806A JP2003003806A JP2003282787A JP 2003282787 A JP2003282787 A JP 2003282787A JP 2003003806 A JP2003003806 A JP 2003003806A JP 2003003806 A JP2003003806 A JP 2003003806A JP 2003282787 A JP2003282787 A JP 2003282787A
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conductive
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Yong Chil Choi
龍 七 崔
錫 洙 ▲斐▼
Suk Su Bae
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明によるチップパッケージでは、全体と
してのパッケージ寸法を画期的に小型化できるばかりで
なく、バイアホール形成工程やワイヤ工程などを省ける
ので、その製造工程が簡素でありながらもチップの信頼
性を保障できる新たな構造のパッケージを製造すること
ができる。 【解決手段】 本発明は、複数個の端子A〜Dが形成さ
れたチップ素子35の上面に絶縁層37を用いて複数個
の端子A〜Dに各々連結しながら所定の間隔で分離した
複数個の導電層31a〜31dを含み、前記複数個の導
電層31a〜31dはその上面に印刷回路基板の連結パ
ッドに連結するための電極面33a〜33dを各々形成
したチップパッケージを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチップパッケージに
関するもので、とりわけ集積回路素子のように一面に複
数個の端子を設けたチップ型電子素子を含んだ小型化さ
れたパッケージ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体素子はパッケージを成し
て印刷回路基板上に実装される。こうしたパッケージ
は、半導体素子の端子を印刷回路基板の信号パターンに
容易に連結させ得る構造から成っており、外部の影響か
ら素子を保護して信頼性を確保する役目を果たす。
【0003】こうした半導体素子パッケージは製品の小
型化の流れに伴い漸次小型化されつつある。かかる小型
化の代表的なパッケージ方式として、チップスケールパ
ッケージ(chip scale package)が挙げられる。図5は従
来のチップスケールパッケージの構造を示す概略断面図
である。図5に示すパッケージ構造はセラミック基板を
用いた方式として、三つの端子を設けたトランジスタパ
ッケージの一形態である。
【0004】図5によると、セラミック基板201には
二つのバイアホール202a、202bが形成される。
前記バイアホール202a、202bの内部は基板20
1の上下面が相互に電気的に連結されるよう所定の導電
性物質が充填され、前記二つのバイアホール202a、
202bの上部には第1及び第2上部導電性ランド20
3a、203bが形成され、その下部には各々第1及び
第2下部導電性ランド204a、204bが形成されて
いる。さらに、前記第2上部導電性ランド204bはチ
ップ205の実装面に形成された一側端子と連結され、
前記第1上部導電性ランド204aはチップの上部端子
と一端が連結されたワイヤ207に連結される。このよ
うにチップ205が実装されたセラミック基板201
は、その上面に外部の影響からチップを保護すべく通常
の樹脂でモールディング部209を形成したパッケージ
210に完成される。
【0005】こうして完成されたチップパッケージ21
0は図6のように、リフローはんだ付け方式により印刷
回路基板220に実装される。前記チップパッケージ2
10は、その下面に形成された第1及び第2下部導電性
ランド204a、204bを信号パターンの所望の位置
に配置してから各々はんだ付け215を形成する方法で
前記印刷回路基板220に実装される。
【0006】図5及び図6において説明したとおり、一
般にチップはウェーハ上面に端子が各々形成されるの
で、ワイヤによる連結を要する。しかし、かかるワイヤ
はチップの上部空間をかなり占める。したがって、全体
のパッケージ高が高くなってしまう問題がある。さら
に、セラミック基板にチップ端子連結のため少なくとも
三つのバイアホールを形成しなくてはならないので、該
バイアホールの直径に応じた基板面積を要するばかりで
なく、該バイアホールの上下面に形成される導電性ラン
ドが互いに短絡しないよう最小限の間隔を保たねばなら
ない。こうした条件を満たす程の充分な面積を有するよ
う基板を製造しなくてはならない。結局、かかる要件は
全体としてのパッケージ寸法を小型化するのに大きな制
約となる。
【0007】また、こうしたチップ素子は上下面に二つ
の端子が形成された例に過ぎないが、一面に複数個の端
子が形成されたICチップ素子の場合は、ワイヤボンデ
ィングにより各端子を連結する工程を付加するか、さも
なくばそれに適したリードフレームが必要となる。結
局、ICチップのような素子の場合には、パッケージの
小型化が端子の数だけ困難になるばかりか製造工程が複
雑になる問題がある。
【0008】さらに、パッケージに用いる基板は比較的
高価のLF、PCB、セラミック基板なので製造コスト
が高く、従来のパッケージ製造工程はチップを基板に付
着するダイボンディング(die bonding)工程ばかりでな
く、ワイヤボンディング及びモールディング工程を伴う
ので製造工程が複雑であるという問題を抱えていた。し
たがって、当技術分野においては、かかる制約を解消さ
せてより小型化が可能でありながらも製造工程が容易で
ある新たなパッケージ構造が要求されてきた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記諸問題
を解決するために案出されたもので、その目的は、一面
に複数個の端子が形成されたチップ素子をパッケージン
グするにあたって、端子領域を除くチップ素子の上面に
絶縁層と、前記絶縁層上に前記各端子に連結された導電
層とを形成し、印刷回路基板の連結パッドに連結するた
めの電極面を形成することにより、パッケージをより小
型化できるばかりでなく、その製造工程が簡素でありな
がらもチップの信頼性を保障できる新たな構造のパッケ
ージを提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、新たなチップパッケ
ージの構造に応じた新たな実装方式を有するチップパッ
ケージアセンブリーを提供することにある。本発明の更
に他の目的は、新たな構造から成るチップパッケージの
製造方法を提供することにもある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を成し遂げるべ
く本発明は、一面に複数個の端子が設けられたチップ素
子と、前記複数個の端子領域を除く前記一面に形成され
た絶縁層と、前記絶縁層上に形成されて前記複数個の端
子に各々連結され、所定の間隔で電気的に分離された複
数個の導電層と、前記複数個の導電層上面に形成された
電極面とを含んだチップパッケージを提供する。
【0012】また、本発明においては、一面に複数個の
端子が設けられたチップ素子と前記複数個の端子領域を
除く前記一面に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形
成されて前記複数個の端子に各々連結され、所定の間隔
で電気的に分離された複数個の導電層と、前記複数個の
導電層上面に形成された電極面とを含んだチップパッケ
ージ、及び前記複数個の電極面に各々連結されるための
複数個の連結パッドと前記連結パッドに各々連結された
所定の回路パターンが形成された印刷回路基板を含むチ
ップパッケージアセンブリーを提供する。
【0013】さらに、本発明は新たなチップパッケージ
の製造方法を提供する。前記方法は一面に複数個の端子
が設けられた複数個のチップ素子が形成されたウェーハ
を用意する段階と、前記複数個の端子が形成された領域
を除く前記ウェーハの一面に絶縁層を形成する段階と、
前記複数個の端子に連結されるよう前記絶縁層上に導電
層を形成する段階と、前記導電層上面に電極面を塗布す
る段階と、上面に前記電極面が形成された前記導電層を
各々一つの端子に連結されるよう複数個の導電層に分離
する段階と、前記ウェーハをチップパッケージ単位でダ
イシングする段階とを含む。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を好ま
しき実施の形態からより詳しく説明する。図1(A)及
び1(B)は本発明の好ましき実施の形態によるチップ
パッケージを示す斜視図及び断面図である。図1(A)
は、一面に四つの端子が設けられたチップ素子35のた
めのチップパッケージ30を示す。 前記チップパッケ
ージ30は、前記チップ素子35の上面に形成された絶
縁層37と、該絶縁層37の上面に形成されて各端子と
連結された導電層31a、31b、31c、31d、及
び前記導電層31a、31b、31c、31dの上面に
形成された電極面33a、33b、33c、33dを含
む。図1(A)には示していないが、前記チップ素子3
5は上面に四つの端子が形成された場合であり、本発明
は端子の数により限定されるものではない。かかるチッ
プ素子は、一面に多数個の端子が形成された通常の集積
回路素子であり得る。
【0015】本発明のチップパッケージの構造は図1
(B)の断面図に基づいた説明でより明らかに理解され
ることであろう。上記図1(B)は前記図1(A)のA
−A線による断面図であり、後述の端子A〜Dに導電層
が形成された個所の断面図である。図1(A)と共に図
1(B)によると、チップ素子35は上面に形成された
端子A、B、C、Dを含み、前記チップ素子35の上面
にその端子領域を除いて絶縁層37が形成される。一般
に前記端子領域は、図1(B)に示すように、保護膜か
ら成る窓層36を通してその開口部に金属物質を蒸着し
て形成されるので、前記絶縁層37の形成位置は窓層3
6の上面に限られることもあろう。
【0016】さらに、前記チップパッケージ30は前記
絶縁層37上に形成された導電層31a、31b、31
c31dを含む。前記導電層31a、31b、31c、
31dは、チップ素子35の上面に設けられた端子に各
々連結されて互いに所定の間隔で分離されている。かか
る導電層31a、31b。31c、31dは好ましくは
銅などの金属物質から成る。前記導電層31a、31
b、31c、31dは端子A、B、C、Dに連結される
よう形成すべくメッキ工程により絶縁層37の空間を充
填することが好ましいが、一定の層厚さに形成すべく、
電解メッキ法により薄いメッキ層を形成した後、該メッ
キ層上に、少なくとも一つの銅箔を積層する仕方がより
好ましい。
【0017】さらに、前記各導電層31a、31b、3
1c、31dの上面には電極面33a、33b、33
c、33dが形成される。前記電極面33a、33b、
33c、33dは所定の印刷回路基板の連結パッドと電
気的且つ機械的に連結すべく設けられたもので、はんだ
付け工程に適しながら伝導性に優れた金Auから形成す
ることが好ましい。
【0018】このように電極面33a、33b、33
c、33dが形成されたチップパッケージの上面は印刷
回路基板に接する実装面となり、前記チップパッケージ
30は該実装面が下方になるよう180°回転させた状
態で印刷回路基板上に搭載される。
【0019】さらに、導電層31a、31b、31c、
31dは露出された外部面、つまり側面(場合によって
は電極面の形成されていない導電層上面の一部)から起
きる自然酸化により酸化膜を形成することができる。か
かる酸化膜は導電層の信頼性を保障する保護膜の役目を
果たすことが期待されるが、チップパッケージの使用環
境によっては素子の信頼性に至大な影響を及ぼす深刻な
酸化現象を引き起こし兼ねないので、これを防ぎ安定的
な素子の信頼性を確保すべく、前記導電層31a、31
b、31c、31dには電極面33a、33b、33
c、33dが形成された面を除いて保護層39を形成す
ることができる。かかる保護層39は絶縁性樹脂を塗布
して形成された絶縁性被膜から形成することが好まし
く、必要に応じて外部に露出したチップ素子35の側面
にも形成することができる。
【0020】図2は、本発明によるチップパッケージ4
0と印刷回路基板51とを含んだチップパッケージアセ
ンブリー50の一形態である。図2によると、前記チッ
プパッケージアセンブリー50はチップパッケージ40
と該チップパッケージが実装された印刷回路基板51と
で成る。前記チップパッケージ40においては、図1
(A)及び1(B)に示す構造のように、チップ素子4
5は、その上面(図中下面)に絶縁層47と、該絶縁層
上に形成され各端子に連結された四つの導電層41a、
41b、41c、図示無き一つ(43d)とを形成し、
前記四つの導電層41a、41b、41c、図示無き一
つ(41d)の上面に電極面が設けられている。
【0021】前記チップパッケージ40は、四つの電極
面43a、43b、43c、図示無き一つ(43d)を
印刷回路基板51の四つの連結パッド53a、53b、
53c、図示無き一つ(53d)上に各々配置して、は
んだ付けを施すことによりチップパッケージアセンブリ
ー50を完成することができる。本発明のチップパッケ
ージアセンブリー50において、印刷回路基板に形成さ
れた所定の回路パターンは、各電極面43a、43b、
43cが形成された導電層41a、41b、41cを介
してチップ素子45の端子に各々電気的に連結される。
【0022】さらに、本発明は新たな構造のチップパッ
ケージを製造する方法も提供する。図3(A)ないし4
(C)は本発明の好ましき実施の形態によるチップパッ
ケージの製造方法を説明するための工程斜視図である。
【0023】先ず、図3(A)のように、上面に複数個
の端子を設けた複数個のチップ素子(各チップ素子単位
は点線により区分表示)が形成されたウェーハ101を
用意し、端子111が形成された領域を除くウェーハ上
面に絶縁層117を形成する。前記各チップ素子は上述
の実施の形態におけるように、上面に四つの端子が設け
られており、前記ウェーハ101はその行と列に沿って
複数個のチップ素子が配列された直方形の構造で示され
ているが、当業者であれば図3(A)に示すウェーハが
所定の口径から成る通常のウェーハであることを了解す
るであろう。
【0024】次いで、図3(B)のように、前記絶縁層
117の上面に各々導電層121を形成する。この際、
導電層121は絶縁層の形成されていない部分に露出さ
れた四つの端子に連結されるよう形成しなければならな
い。従って、メッキ法により導電層を形成することが好
ましいが、先に説明したとおり、先ず絶縁層117の形
成されていない部分がしっかり充填されるようメッキ層
を形成してから、少なくとも一つの銅箔を積層して形成
することが最も好ましい。かかる導電層121は銅から
成ることができる。
【0025】続いて、図3(C)のように、前記導電層
121の上面に電極面123を形成する。前記電極面1
23は比較的薄い層から形成し、金のようにはんだ付け
工程に適した金属から成ることができる。こうした電極
面123は電解メッキ方法により容易に形成することが
できる。電極面123を形成した後に、X1-X1'、X
2-X2'、Y1-Y1'及びY2-Y2'の線に沿って電極
面123の形成された導電層121を分離する。
【0026】その結果、図4(A)のように、前記電極
面123が形成された導電層121は各々一つの端子に
連結された導電層121'部分に分離される。このよう
に分離された導電層121'は各々一つの端子に対応す
る端子部の役目を果たす。かかる導電層121'の分離
工程は切削深さを調整したダイシング工程を用いて容易
に具現でき、切削深さは導電層の厚さ以上でありなが
ら、チップ素子に至らない深さに調節する。この際、導
電層121の下段の絶縁層117は前記分離工程におい
てチップ素子を保護する役目を果たす。
【0027】次いで、図4(A)のA-A'及びB-B'線
に沿って前記ウェーハ101をチップパッケージ単位で
ダイシングする工程を行う。図4(B)に示すチップパ
ッケージ130の構造が得られる。当業者には自明なよ
うに、チップパッケージ単位に分離するダイシング工程
は切削深さのみ調節することにより前記導電層を分離す
る工程と同時に行える。
【0028】一方、図4(C)のように、電極面12
3'の形成されていない導電層121'の外部面に保護層
139をさらに形成することもできる。かかる保護層1
39は前記導電層121'に絶縁性樹脂を塗布して形成
された絶縁性被膜から成り、前記導電層121'の酸化
を防ぎパッケージの信頼性をより安定的に保障すること
ができる。かかる保護層139はチップパッケージの使
用環境などにより省くこともできる。
【0029】このように、本発明の特徴は、複数個の端
子が形成された一面に対する工程により小型化した構造
から成るチップパッケージを提供することにある。多様
な形態への改造及び変形が可能である。つまり、本明細
書においては一面に四つの端子を設けたチップ素子を例
に挙げたが、端子が一面に設けられたチップ素子であれ
ば端子の数や配列構造が異なるとしても、当業者は本発
明の請求の範囲に記載された範囲において様々な形態に
変更し容易に実施できよう。
【0030】
【発明の効果】上述のとおり、本発明によるチップパッ
ケージでは、全体としてのパッケージ寸法を画期的に小
型化できるばかりでなく、バイアホール形成工程やワイ
ヤ工程などを省け、その製造工程が簡素でありながらも
チップの信頼性を保障することのできる新たな構造のチ
ップパッケージ及びこれを含んだチップパッケージアセ
ンブリーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)及び(B)は本発明の一実施の形態によ
るチップパッケージを示す斜視図及び断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態によるチップパッケージ
実装を示す斜視図である。
【図3】(A)ないし(C)は本発明の好ましき実施の
形態によるチップパッケージの製造方法を示す工程別断
面図である。
【図4】(A)ないし(C)は本発明の好ましき実施の
形態によるチップパッケージの製造方法を示す工程別断
面図である。
【図5】従来のチップパッケージを示す断面図である。
【図6】従来のチップパッケージ実装を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
30 チップパッケージ 31a、31b、31c、31d 導電層 33a、33b、33c、33d 電極面 35 チップ素子 37 絶縁層 51 印刷回路基板 53a、53b、53c、53d 連結パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲斐▼ 錫 洙 大韓民国慶尚南道昌原市新月洞新月住公ア パート105−305号

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一面に複数個の端子を設けたチップ素子
    と、 前記複数個の端子領域を除く前記一面に形成された絶縁
    層と、 前記絶縁層上に形成されて前記複数個の端子に各々連結
    され、所定の間隔で電気的に分離された複数個の導電層
    と、 前記複数個の導電層上面に形成された電極面と、 を備えたことを特徴とするチップパッケージ。
  2. 【請求項2】 前記複数個の導電層は、実質的に同じ厚
    さで形成され、平坦な上面を有することを特徴とする請
    求項1に記載のチップパッケージ。
  3. 【請求項3】 前記チップパッケージは、前記電極面が
    形成されていない導電層の外部面に形成された保護層を
    備えたことを特徴とする請求項1に記載のチップパッケ
    ージ。
  4. 【請求項4】 前記保護層は、絶縁性樹脂を塗布して形
    成された被膜から成ることを特徴とする請求項3に記載
    のチップパッケージ。
  5. 【請求項5】 前記導電層は銅を含んだ金属層であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のチップパッケージ。
  6. 【請求項6】 前記電極面は金を含んだ金属層であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のチップパッケージ。
  7. 【請求項7】 前記複数個の導電層は、メッキ層から成
    る第1層と、前記第1層上に積層された少なくとも一つ
    の銅箔から成る第2層とを備えたことを特徴とする請求
    項1に記載のチップパッケージ。
  8. 【請求項8】 前記チップ素子は一面に多数個の端子が
    設けられた集積回路素子であることを特徴とする請求項
    1に記載のチップパッケージ。
  9. 【請求項9】 一面に複数個の端子が設けられたチップ
    素子と、前記複数個の端子領域を除く前記一面に形成さ
    れた絶縁層と、前記絶縁層上に形成されて前記複数個の
    端子に各々連結され、所定の間隔で電気的に分離された
    複数個の導電層と、前記複数個の導電層上面に形成され
    た電極面とを含むチップパッケージと、前記複数個の電
    極面に各々連結するための複数個の連結パッドと、前記
    連結パッドに各々連結された所定の回路パターンが形成
    された印刷回路基板と、 を備えたことを特徴とするチップパッケージアセンブリ
    ー。
  10. 【請求項10】 前記複数個の導電層は、実質的に同じ
    厚さで形成され、平坦な上面を有することを特徴とする
    請求項9に記載のチップパッケージアセンブリー。
  11. 【請求項11】 前記チップパッケージは、前記印刷回
    路基板に実装される面を除く前記導電層の外郭面に形成
    された保護層をさらに備えたことを特徴とする請求項9
    に記載のチップパッケージアセンブリー。
  12. 【請求項12】 前記保護層は、絶縁性樹脂を塗布して
    形成された被膜から成ることを特徴とする請求項11に
    記載のチップパッケージアセンブリー。
  13. 【請求項13】 前記導電層は銅を含んだ金属層である
    ことを特徴とする請求項9に記載のチップパッケージア
    センブリー。
  14. 【請求項14】 前記電極面は金を含んだ金属層である
    ことを特徴とする請求項9に記載のチップパッケージア
    センブリー。
  15. 【請求項15】 前記導電層は、メッキ層から成る第1
    層と、前記第1層上に積層された少なくとも一つの銅箔
    から成る第2層とを備えたことを特徴とする請求項9に
    記載のチップパッケージアセンブリー。
  16. 【請求項16】 前記チップ素子は、一面に多数個の端
    子が設けられた集積回路素子であることを特徴とする請
    求項9に記載のチップパッケージアセンブリー。
  17. 【請求項17】 一面に複数個の端子を設けた複数個の
    チップ素子が形成されたウェーハを用意する段階と、 前記複数個の端子が形成された領域を除く前記ウェーハ
    の一面に絶縁層を形成する段階と、 前記複数個の端子に連結されるよう前記絶縁層上に導電
    層を形成する段階と、 前記導電層上面に電極面を塗布する段階と、 上面に前記電極面が形成された前記導電層を各々一つの
    端子に連結されるよう複数個の導電層に分離する段階
    と、 前記ウェーハをチップパッケージ単位にダイシングする
    段階と、 を有することを特徴とするチップパッケージの製造方
    法。
  18. 【請求項18】 前記ウェーハをチップパッケージ単位
    にダイシングする段階後に、前記電極面が形成されてい
    ない前記導電層の外部面に保護層を形成する段階をさら
    に有することを特徴とする請求項17に記載のチップパ
    ッケージの製造方法。
  19. 【請求項19】 前記保護層は、絶縁性樹脂を塗布して
    形成されることを特徴とする請求項18に記載のチップ
    パッケージの製造方法。
  20. 【請求項20】 前記導電層を複数個の導電層に分離す
    る段階は、切削深さを調節してチップパッケージ単位で
    分離すべくダイシングする段階と同時に行われることを
    特徴とする請求項17に記載のチップパッケージの製造
    方法。
  21. 【請求項21】 前記導電層はメッキ法により形成され
    ることを特徴とする請求項17に記載のチップパッケー
    ジの製造方法。
  22. 【請求項22】 前記導電層は銅を含んだ金属層である
    ことを特徴とする請求項17に記載のチップパッケー
    ジ。
  23. 【請求項23】 前記電極面は金を含んだ金属層である
    ことを特徴とする請求項17に記載のチップパッケー
    ジ。
  24. 【請求項24】 前記導電層は、メッキ法により金属層
    を形成した後に、少なくとも一つの銅箔を積層して形成
    されることを特徴とする請求項17に記載のチップパッ
    ケージの製造方法。
  25. 【請求項25】 前記電極面は、メッキ法により形成さ
    れることを特徴とする請求項17に記載のチップパッケ
    ージの製造方法。
  26. 【請求項26】 前記チップ素子は、一面に多数個の端
    子が形成された集積回路素子であることを特徴とする請
    求項17に記載のチップパッケージの製造方法。
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