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KR960001345B1 - 글래스 리드 탑재형 반도체 장치 - Google Patents

글래스 리드 탑재형 반도체 장치 Download PDF

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KR960001345B1 KR1019920015607A KR920015607A KR960001345B1 KR 960001345 B1 KR960001345 B1 KR 960001345B1 KR 1019920015607 A KR1019920015607 A KR 1019920015607A KR 920015607 A KR920015607 A KR 920015607A KR 960001345 B1 KR960001345 B1 KR 960001345B1
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Abstract

내용 없음.

Description

글래스 리드 탑재형 반도체 장치
제1도 및 제2도는 종래 일반적인 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 제1도는 종래 글래스 리드 탑재형 반도체 장치의 구조를 보인 종단면도.
제2도는 종래 글래스 리드 탑재형 반도체 장치의 제조공정도.
제3도 내지 제5도는 본 발명 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 제3도의 (a) 및 (b)는 본 발명 반도체 장치의 구조를 보인 분해 사시도 및 조립상태 종단면도.
제4도는 본 발명 반도체 장치의 실장상태 단면도.
제5도는 본 발명 반도체 장치의 제조공정도.
제6도는 본 발명 반도체 장치의 다른 실시예에 의한 실장상태 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 도전범프 12 : 반도체수광소자
13 : 메탈라인 14 : 글래스 리드
15 : 절연테이프 16 : 기판
17 : 밀봉수 18 : 아웃리드
본 발명은 반도체 장치, 예를들어 반도체소자의 상부에 글래스 리드(Glass lid)를 탑재하여 입사 빛을 전기적 신호로 바꾸어 주는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 구조 및 제조공정을 보다 간소화시킴으로써 구조 및 제조공정 간소화로 인한 제조원가절감 및 생산성 향상을 도모하고, 반도체 장치의 경, 박, 단, 소형화에 적합하도록 한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자, 예컨대 빛을 받아들여 전기적 신호로 바꾸어 주는 고체촬상소자(CCD : Charge Coupled Device)의 상부에 소정크기의 글래스 리드를 탑재하는 구조의 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 그 용도 특성상 세라믹을 이용하여 패키지를 구성하고 있는 바, 이를 첨부도면에 의거하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.
제1도는 종래 일반적으로 알려지고 있는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치의 구조를 보인 종단면도이고, 제2도는 제1도에 도시한 반도체 장치의 제조공정도로서, 이에 도시한 바와같이 일반적인 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 빛을 받아들여 전기적 신호로 변환시키는 반도체수광소자(1)와, 그 반도체수광소자(1)를 안착시키기 위한 캐비티(2a)가 형성됨과 아울러 양측에 다수개의 신호외부연결용 아웃리드(2b)가 일정 간격으로 배열 부착된 소정크기의 세라믹패키지(2)와, 상기 반도체수광소자(1)와 세라믹패키지(2)의 아웃리드(2b)를 전기적으로 접속연결시키기 위한 다수개의 금속와이어(3)와, 상기 세라믹패키지(2)의 상부에 탑재되어 빛을 집속시키는 글래스 리드(4)와, 상기 글래스 리드(4)를 밀봉시키기 위한 저융점 실런트(5)로 구성되어 있다.
도면중 미설명 부호 6은 반도체수광소자(1)를 세라믹패키지(2)의 키비티(2a) 저면에 부착고정하기 위한 접착제를 보인 것이다.
이와같이 구성된 일반적인 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 제조함에 있어서는, 먼저 별도의 제조공정을 통해 세라믹패키지(2)를 제조하게 되는데, 이는 세라믹을 이용하여 그린 테이프 포밍(Green Tape Forming)을 행하고, 텅스텐(W) 등의 금속으로 스크린 프린팅(Screen Printing)을 행하여 복수개의 메탈라인을 형성하며, 다층의 레이어(Layer)를 소성(Firing)한 다음 양측으로 노출된 메탈라인에 아웃리드(2b)를 브래이징(Brazing)재료로 접합하여 세라믹패키지(2)를 제조한다.
이후 상기와 같이 제작된 세라믹패키지(2)의 캐비티(2a)에 접착제(6)를 이용하여 반도체수광소자(1)를 부착고정하고, 상기 반도체수광소자(1)의 각 본드패드(도시되지 않음)와 세라믹패키지(2)의 메탈라인(도시되지 않음)을 금속와이어(3)로 연결하여 소자(1)의 전기적 신호가 메탈라인을 통해 아웃리드(2b)로 전달되도록 한다.
그런다음 세라믹패키지(2)의 상측에 글래스 리드(4)를 탑재하여 저융점 실런트 (5)로 실링함으로써 제1도와 같은 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 제조하게 되는 것이다.
그러나, 상기한 바와같은 종래의 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 고가의 세라믹을 이용, 고온고압의 복잡한 제조공정을 거쳐 별도의 세라믹패키지(2)를 제작하여야 하므로 제조원가가 상승하게 되고, 제조공정시간이 많이 소요되어 대량생산에 부적합한 것이었다.
또한, 빛을 받아들여 전기적 신호로 바꾸어 주는 반도체수강소자이기 때문에 제조공정시 크린니스컨트롤(Cleanness Control)에 각별히 신경을 써야 하는 등 반도체 장치의 조립에 많은 주의를 기울여야 하는 단점이 있었고, 반도체 장치의 경박단소화에 한계가 있는 것이었으며, 아웃리드(2b)의 리드피치(현재 50MIL까지 적용중에 있음)의 한계로 인하여 반도체 장치의 화인피치화(Fine Pitch)에 제한이 따르는 문제가 있었다.
이를 감안하여 창안한 본 발명의 목적은 반도체 장치의 구조 및 제조공정을 보다 간소화시킴으로써 구조 및 공정의 간소화로 인한 제조원가절감 및 생산성 향상을 도모하고, 반도체 장치의 경박단소헝화 및 패키지의 화인피치화에 적합하도록 한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 반도체수광소자의 상부에 빛을 집속시키기 위한 글래스 리드가 탑재되는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 구성함에 있어서, 상기 반도체수광소자의 각 본드 패드위에 도전범프를 형성함과 아울러 글래스 리드의 양측 하면에 일단은 상기 도전범프에 연결되고 타단은 기판에 연결되어 소자의 전기적인 신호를 외부로 전달하는 다수개의 메탈라인을 형성하고, 상기 반도체수광소자와 글래스 리드를 절연테이프를 개재하여 결합함으로 특징으로 하는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치가 제공된다.
이와같이 된 본 발명에 의해 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 도전범프가 구비된 반도체수광소자와 메탈라인이 형성된 글래스 리드로 구성되므로 종래에 비해 세라믹패키지 사용이 배제되는 등 구조가 간소화되고, 제조공정이 보다 간소화되며, 이에따라 구조 및 제조공정 간소화로 인한 제조원가절감 및 생산성 향상을 기할 수 있다는 효과가 있을 뿐만 아니라 종래 반도체 장치에 비해 그 크기가 보다 경박단소형화 되므로(특히 중량과 두께면에서는 대폭적인 축소가 가능하게 됨), 본 발명의 반도체 장치가 사용되는 전자 및 정보기기, 예컨대 카메라 일체형 브이씨알(캠코더 : Camcorder) 등과 같은 전자 및 정보기기를 경량화 및 소형화시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하, 상기 바와같은 본 발명에 의한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 첨부도면에 도시한 실시예를 따라서 보다 상세히 설명한다.
제3도의 (a)(b)는 본 발명에 의한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치의 구조를 보이는 분해 사시도 및 조립상태 종단면도이고, 제4도는 동상의 실장상태 단면도이며, 제5도는 본 발명 반도체 장치의 제조공정도로서 이에 도시한 바와같이, 본 발명에 의한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 다수의 도전범프(11)가 배열된 소정크기의 반도체수광소자(12)와, 그 반도체수광소자(12)의 상부에 탑재되며 양측에는 상기 도전범프 (11)와 전기적으로 접속연결되는 다수의 메탈라인(13)이 배열된 클라스리드(14)를 구비하고, 상기 반도체수광소자(12)와 글래스 리드(14)를 사각테 형상의 절연테이프 (15)를 매개로 결합하여 구성한 것이다.
상기 도전범프(11)는 반도체수광소자(12)의 각 본드패드(도시되지 않음)위에 일정한 높이로 형성되어 있고, 전지전도 특성이 우수한 골드(Gold)나 솔더(Solder)를 이용하여 형성함이 바람직하다.
또한, 상기 메탈라인(13)은 글라스 리드(14)의 양측 하면에 일정한 간격(도전범프의 간격과 동일하게)을 배열되는데, 여기서 상기 글라스 리드(14)는 그의 폭(W)을 소자(12)의 폭(W1)보다 크게 형성함으로써 메탈라인(13)의 타단부가 소자(12)의 양측으로 돌출되게 하여 이 메탈라인(13)을 이용 기판(16)에 실장하게 되어 있으며, 상기 글래스 리드(14)의 표면에는 빛의 반사를 방지하기 위하여 안티-리플렉션코팅(Anti-Reflection Coating) 또는 방사방지용 테이프가 부착되어 있다.
또한, 상기 절연테이프(15)는 반도체수광소자(12)와 글래스 리드(14) 사이의 간격을 밀폐시키기 위한 것으로, 소자(12)의 도전범프(11)와 글래스 리드(14)의 메탈라인(13)을 가리지 않는 크기의 사각테 형상으로 형성되어 있다.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서는 글래스 리드(14)에 본딩된 반도체수광소자 (12)의 양외측을 밀봉수지(17)로 인캡슐레이션(Encapsulation)함으로써 소자(12)와 글래스 리드(14)간의 밀봉성을 더욱 높여 제품의 품질 및 신뢰성 향상을 도모할 수도 있다.
이와같이 구성되는 본 발명에 의한 반도체 장치는 제4도에 도시한 바와같이, 글래스 리드(14)에 배열된 메탈라인(13)를 기판(16)에 형성된 도전패턴(도시되지 않음)에 일치시켜 솔더링하는 것에 의하여 실장되는 바, 이때 글래스 리드(14)에 형성된 메탈라인(13)의 일단은 도전범프(11)에 의하여 반도체수광소자(12)와 전기적으로 연결되어 있고, 메탈라인(13)의 타단은 종래 장치에서의 아웃리드역할로서 기판(16)에 솔더링도는 것에 의하여 소자(12)와 기판(16)간의 전기적인 접속이 이루어지는 것이다.
도면중 미설명 부호 16a는 본 발명 반도체 장치의 실장을 위한 삽입홈을 보인 것이다.
이와같은 본 발명 반도체 장치를 제조함에 있어서는 제5도에 도시한 제조공정도에서 보는 바와같이, 먼저, 웨이퍼 상태에서의 각 반도체수광소자(12)의 본드 패드위에 도전범프(11)를 형성하여 소오잉함과 아울러 소정크기의 글래스 리드(14)에 다수개의 메탈라인(13)을 형성한 후, 상기 반도체수광소자(12)의 상부에 글래스 리드(14)를 어라인(Align)하여 플립-칩본딩(Flip-Chip Bonding)을 실시한다.
이때, 상기 반도체수광소자(12)와 글래스 리드(14) 사이에 절연테이프(15)를 개재하여 본딩을 행한다.
여기서, 본딩방법은 핫에어(Hot air)에 의한 로컬히팅(Local Heating)방법 및 리플로워(Reflow)방법에 의할 수 있다.
상기와 같이 글래스 리드(14)에 반도체수광소자(12)를 본딩한 후에는 반도체 장치 자체의 품질 및 신뢰성확보를 위하여 본딩된 반도체수광소자(12)의 양외측을 밀봉수지(17)로 인캡슐레이션하여 밀폐시킴으로써 제3도의 (b)와 같은 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 제조하게 되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같은 본 발명에 의한 글래스 리드 탑재형 반도체 장치는 다수개의 도전범프가 구비된 반도체수광소자의 상부에 상기 도전범프와 동수의 메탈라인이 형성된 글래스 리드를 탑재하여 소자의 도전패드와 글래스 리드의 메탈라인을 전기적으로 연결시키고, 소자의 양외측을 밀봉수지로 밀폐하여 구성하는 것으로, 종래에 비해 세라믹패키지의 사용이 배제되는 등 구조가 보다 간소화되고, 제조공정이 보다 간소화됨으로써 구조 및 제조공정 간소화로 인한 제조원가절감 및 생산성 향상을 기할 수 있다는 효과가 있고, 종래 반도체 장치에 비해 그 크기가 더욱 경박단소형화되므로(특히 중량과 두께면에서는 대폭적인 축소가 가능하게 됨), 본 발명의 반도체 장치가 사용되는 전자 및 정보기기, 예컨대 카메라 일체형 브이씨알등과 같은 전자 및 정보기기를 경량화 및 소형화시킬 수 있다는 등의 효과가 있다.
한편, 제6도는 본 발명 반도체 장치의 다른 실시예에 의한 실장상태 단면도로서 이에 도시한 바와같이, 이러한 다른 실시예는 글래스 리드(14)에 형성된 다수의 메탈라인(13) 단부에 별도의 신호외부연결용 아웃리드(18)를 부착연결하여 이 아웃리드 (18)를 이용 기판(17)에 실장하도록 구성한 것으로, 상기 아웃리드(18)는 동(Copper )계열 또는 철-니켈(Fe-Ni)계열의 합금으로 형성되고, 도면에서는 J-포옴으로 절곡형성된 것을 나타내고 있으나, 여기에 한정하는 것은 아니고, 걸-폼(Gull-form) 및 기타 다른 형태로도 절곡가능하다.
그외 본 발명 반도체 장치를 구성하는 여타 구성 및 작용효과는 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

Claims (4)

  1. 반도체수광소자(12)의 상부에 빛을 집속시키기 위한 글래스 리드(14)가 탑재되는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치를 구성함에 있어서, 상기 반도체수광소자(12)의 각 본드 패드 위에 도전범프(11)를 형성함과 아울러 글래스 리드(14)의 양측 하면에 일단은 상기 도전범프(11)에 연결되고 타단은 기판(16)에 연결되어 소자의 전기적인 신호를 외부로 전달하는 다수개의 메탈라인(13)을 형성하고, 상기 반도체수광소자(12)와 글래스 리드(14)를 절연테이프(15)를 개재하여 결합함으로 특징으로 하는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 글래스 리드(14)의 메탈라인(13) 단부에 별도의 신호외부연결용 아웃리드(18)가 각각 연결된 것을 특징으로 하는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치.
  3. 제1항, 또는 제2항에 있어서, 상기 글래스 리드(14)에 본딩된 반도체수광소자 (12)의 양외측면이 밀봉수지(17)에 의해 밀폐된 것을 특징으로 하는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 글래스 리드(14)의 표면에 빛의 반사를 방지하기 위한 안티 리플렉션 코팅, 또는 빛반사방지용 테이프가 부착된 것을 특징으로 하는 글래스 리드 탑재형 반도체 장치.
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