JPH11354714A - マルチチップパッケ―ジ - Google Patents

マルチチップパッケ―ジ

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JPH11354714A JP8134999A JP8134999A JPH11354714A JP H11354714 A JPH11354714 A JP H11354714A JP 8134999 A JP8134999 A JP 8134999A JP 8134999 A JP8134999 A JP 8134999A JP H11354714 A JPH11354714 A JP H11354714A
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泰濟 趙
Shakuko Cho
錫弘 張
Shotetsu Ri
昌哲 李
Heiseki Ri
秉石 李
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージの厚さを減少させることができ、
且つ構造的な安定性を達成することができるマルチチッ
プパッケージを提供する。 【解決手段】 マルチチップパッケージ１０は、第１チ
ップ１１と、第１チップ１１が取り付けられる第２チッ
プ２１と、第２チップ２１が取り付けられ、第１チップ
１１及び第２チップ２１の電極パッド１２、２２が接続
される複数のリード３１を有するリードフレームと、第
１チップ１１、第２チップ２１及びリード３１の所定部
分を封止するパッケージ胴体４５とを含んでおる。第１
チップ１１の非活性面は、第２チップ２１の活性面に取
り付けられ、リードフレームのリード３１は、第１チッ
プ１１が占める領域を除いて第２チップ２１の活性面に
取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチチップパッ
ケージに関し、特に複数の半導体チップが構造的な安定
性をもって積層されているマルチチップパッケージに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器は、半導体産業の発展及
び使用者の要求に応じて、一層小型化及び軽量化されて
いる。このような傾向に対応するための技術の１つが、
複数の半導体チップをリードフレームに搭載して１つの
パッケージに構成したマルチチップパッケージング技術
である。このマルチチップパッケージング技術は、主に
小型化及び軽量化が要求される携帯用電話機等に適用さ
れている。メモリ機能を行うフラッシュメモリ（flashm
emory）とＳＲＡＭ（Synchronous RAM）等とをＴＳＯＰ
（Thin Small OutlinePackage）等の単一パッケージに
構成する場合、小型化及び軽量化に有利である。
【０００３】一般に、複数の半導体チップを１つのパッ
ケージ内に構成する方法には、複数の半導体チップを積
層する方法と、複数の半導体チップを並列に配列する方
法とがある。前者の場合、積層工程が複雑で微細厚さを
確保することが難しいという欠点がある。そして、後者
の場合、平面上に複数の半導体チップを配列する構造で
あるので、小型化されたパッケージを得がたい。パッケ
ージの小型化のため、積層方法が幅広く使用されている
が、このような積層方法を用いたマルチチップパッケー
ジの一例を図１に示す。
【０００４】図１は、従来のマルチチップパッケージを
示す断面図である。マルチチップパッケージ６０におい
て、第１チップ６１が第２チップ７１上に実装され、第
２チップ７１がリードフレームのダイパッド８２上に実
装される。第２チップ７１の電極パッド７２が設けられ
た活性面に、第１チップ６１の電極パッド６２が設けら
れていない非活性面が取り付けられ、第２チップ７１の
非活性面がリードフレームのダイパッド８２に取り付け
られている。ダイパッド８２の周辺には、リード８１が
配設されている。各々の半導体チップ６１、７１とリー
ド８１とがワイヤボンディング法により導電性金属線９
３、９４で電気的に接続されている。第１チップ６１と
第２チップ７１との間、及び第２チップ７１とダイパッ
ド８２との間は、液状の接着剤９１、９２により取り付
けられている。第１チップ６１、第２チップ７１及びリ
ード８１の所定の部分は、封止樹脂で形成されたパッケ
ージ胴体９５により外部環境から保護される。図１から
明らかなように、ダイパッド８２がリード８１の内側部
分のレベルから凹設されている。実際に、ダイパッド
は、それに半導体チップを安全に実装するため、リード
フレーム面から凹設されるが、これを「ダウンセット
（down set）」と呼ぶ。
【０００５】上記のようなマルチチップパッケージ６０
は、その製造工程が１つの半導体チップを内在する一般
的なパッケージの製造工程に類似しているので、既存の
工程設備をそのまま利用することができるという利点を
有しているため、製造コストの上昇を抑制することがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パッケ
ージ胴体の厚肉化及びパッケージ内部の構造的不均衡が
問題視されている。最近ウェーハの直径が８インチから
１２インチ等に増加するにつれて、ウェーハの反り又は
割れのような問題が生じやすく、ウェーハの裏面研磨が
限界に至っている。これにより、半導体チップ自体を薄
くするのは困難である。そして、チップを薄層化する困
難性は、小型化及び軽量化されたマルチチップパッケー
ジの製造に対する制約につながる。
【０００７】もし、小型化されたマルチチップパッケー
ジを得るためにパッケージ製造工程中のモルディング工
程で、樹脂の量を減少させパッケージを物理的に薄く形
成すると、半導体チップとリード間の電気的連結に使用
される導電性金属線がパッケージ胴体の外部に露出する
という不良が発生する。このような問題は、特に、第２
チップの活性面にそのチップよりサイズが小さいチップ
が取り付けられる形態のマルチチップパッケージにおい
て一層激しくなる。その理由は、上部チップの電極パッ
ドとリード間の距離が遠くなるため、両者を連結する導
電性金属線の長さが長くなり、これによりワイヤループ
の高さも増加するためである。
【０００８】一方、複数の半導体チップがリードフレー
ム上に積層される構造では、パッケージ内部の構造的不
均衡が発生する。ダイパッド上に２つの半導体チップが
積層しなければならないので、ダイパッドのダウンセッ
トが、１つの半導体チップを含むパッケージに比べて深
くなる。このため、封止樹脂の流れに差異が生じ、チッ
プ又はダイパッド上においてボイドが発生するという問
題がある。
【０００９】この問題を解決するため、リードフレーム
のダイパッドの上下面に第１チップと第２チップを各々
取り付けることにより、封止樹脂の流れにおいて均衡を
取る積層パッケージが開発されている。しかし、このパ
ッケージの場合、リードフレームの上下部においてワイ
ヤボンディングを行わなければならないので、工程が複
雑になる。また、同一の役割をする電極パッドが対向配
設されたミラーチップを準備することが必要である。
【００１０】従って、本発明の目的は、上記のような制
約を克服するためになされたものであって、パッケージ
の厚さを減少させることができ、且つ構造的な安定性を
達成することができるマルチチップパッケージを提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載のマルチチップパッケージに
よると、マルチチップパッケージは複数の半導体チップ
が積層されており、活性面及び非活性面を有する第１半
導体チップと、活性面及び非活性面を有し第１半導体チ
ップが搭載されている第２半導体チップと、第１半導体
チップの電極パッドと前記第２半導体チップの電極パッ
ドとを接続する複数のリードを有し第２半導体チップが
搭載されているリードフレームと、第１半導体チップ、
第２半導体チップ及びリードの所定部分を封止するパッ
ケージ胴体とを備えている。第１半導体チップの非活性
面は第２半導体チップの活性面に取り付けられ、リード
は第２半導体チップの活性面に取り付けられている。従
って、パッケージの厚さを減少させることができ、且つ
構造的な安定性を達成することができる。
【００１２】本発明の請求項２〜１３のいずれか記載の
マルチチップパッケージによると、第１、第２チップの
電極パッドとリード間との電気的連結は、ワイヤボンデ
ィングにより行われる。第２チップの活性面が第１チッ
プの非活性面より大きい。リードフレームは、第１チッ
プ及び第２チップに電気的に連結されることなく第２チ
ップの活性面に取り付けられる少なくとも１つの補助リ
ードを有する。補助リードは、第２チップの電極バッド
が設けられている位置より内側に取り付けられる。第１
チップは、補助リードより内側において第２チップの活
性面に取り付けられる。これにより、第１チップと第２
チップとを接着剤を用いて取り付ける際、接着剤が第２
チップの電極端子に流れ出すことを防止することができ
る。補助リードは、四角リング形状又はバー形状を有す
る。上記構造を効果的に利用するためには、電極パッド
がチップの活性面の端縁に配設されるエッジパッド型チ
ップを採用することが好ましい。
【００１３】本発明の請求項１４〜１８記載のマルチチ
ップパッケージによると、マルチチップパッケージは複
数の半導体チップが積層されており、活性面及び非活性
面を有する第１半導体チップと、活性面及び非活性面を
有し第１半導体チップが搭載されている第２半導体チッ
プと、第１半導体チップの非活性面と接続される第１補
助リード、第２半導体チップの非活性面と接続される第
２補助リード、ならびに第１半導体チップ及び第２半導
体チップの電極パッドと接続される複数のリードを有し
第２半導体チップが搭載されるリードフレームと、第１
半導体チップ、第２半導体チップ及びリードの所定部分
を封止するパッケージ胴体とを備えている。
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明によるマルチチップパッケージをより詳しく説明す
る。
【００１４】（第１実施例）図２は、本発明によるマル
チチップパッケージの第１実施例を示す断面図である。
図２に示すように、マルチチップパッケージ１０は、電
極パッド１２が端縁に沿って配設されている、いわゆる
エッジパッド型チップといわれる第１半導体チップとし
ての第１チップ１１が、同様のエッジパッド型第２半導
体チップとしての第２チップ２１上に実装されている。
第２チップ２１は、リードフレームのリード３１に取り
付けられている。半導体チップ１１、１２の各電極パッ
ド１２、２２が導電性金属線４３、４４によりリード３
１に各々電気的に連結されている。また、第１チップ１
１、第２チップ２１及びリード３１の内側部分がエポキ
シ成形樹脂のような封止樹脂４５で封止されている。
【００１５】、電極パッド２２が設けられた第２チップ
２１の活性面が、電極パッドが設けられていない第１チ
ップ１１の非活性面に銀エポキシのような接着剤４１に
より取り付けられている。そして、第１チップ１１は、
対向するリード３１の間に形成されている。リード３１
は、第２チップ２１の活性面上において第１チップ１１
が占めていない領域に、ポリイミドテープ４２で取り付
けられている。第１チップ１１の電極パッド１２及び第
２チップ２１の電極パッド２２は、各々導電性金属線４
３、４４により対応するリード３１に接続されている。
【００１６】図２に示すようにマルチチップパッケージ
は第２チップ２１がリードフレームのリード３１に直接
取り付けられるため、付加的なダイパッド又は第２チッ
プ実装用チップパッドを必要としない。従って、２つの
チップ１１、１２及び金属線４３を含むパッケージの厚
さが、非積層型パッケージに相当させることが可能とな
る。また、第１チップ及び第２チップがリードフレーム
を基準に均衡を取ることができる。これにより、モルデ
ィング工程の際、封止樹脂４５が第１チップの上部側及
び第２チップの下部側に沿って均一に注入することがで
きる。さらに、第１チップの位置が従来に比べて低くな
るため、第１チップ１１の電極パッド１２がリード３１
にもっと近くなり、導電性金属線の長さが減少する。一
般的なマルチチップパッケージの場合、第１チップのサ
イズが第２チップより小さいため、金属線の長さが増加
する傾向がある（図１参照）。一方、本発明によると、
リード３１と第１チップ１１の電極パッド１２間の距離
が近くなるので、金属線４３をより短くすることができ
る。
【００１７】第２チップ２１は、ポリイミドテープ４１
によりリード３１に取り付けられている。従来のように
銀エポキシ等の液状接着剤を使用する場合、各々のリー
ドに対する接着剤塗布工程が必要である。しかしなが
ら、液状接着剤の代わりに、ポリイミドテープを使用す
る場合、塗布工程を省略することができ、工程の進行が
容易である。ポリイミドテープは、パッケージ製造工程
の前にリードフレームを準備する際、予めリードに取り
付けておくことができる。
【００１８】本発明では、第２チップ２１が金属線４４
がボンディングされたリード３１に取り付けられてい
る。しかし、チップ実装用の別途の補助リードを形成
し、それに第２チップを取り付けることも可能である。
そして、補助リードは、必要によってバー形状、四角リ
ング形状等のいろいろの形態を有することができる。図
３図４及び図５は、第１実施例の変形例を示している。
【００１９】図３に示すように、リード３１が第１チッ
プ１１及び第２チップ２１の左右側に配設され、２つの
バー形状補助リード３２、３３がリード方向に垂直な方
向に形成されている。電極パッド１２、２２は、各々第
１、第２チップ１１、１２の活性面の端縁に沿って配設
される。これらのチップ１１、１２は、エッジパッド型
チップである。
【００２０】第１チップ１１は、第２チップ２１の活性
面に取り付けられている。第２チップ２１は、補助リー
ド３２、３３の下面にポリイミドテープ４２により取り
付けられている。補助リード３２、３３は、電極パッド
２２整列方向の内側に位置する。また、この補助リード
３２、３３は、ワイヤボンディングに用いられない。こ
の補助リード３２、３３は、ただチップ実装用のもので
ある。
【００２１】補助リード３２、３３の幅は、他のリード
３１に比べて大きいため、第２チップ２１は、補助リー
ド３２、３３に安定的に支持される。また、補助リード
３２、３３は、液状の接着剤を用いて第１チップ１１と
第２チップ２１とを取り付ける際、接着剤が第２チップ
２１の電極パッド２２までに流れ出すことを防止する役
目をもする。
【００２２】図４に示すように、四角リング形状の補助
リード３４が図示されている。この場合、補助リード３
４が第２チップ２１の活性面の外周部に取り付けられる
ため、第２チップ２１をより堅固に支持することができ
る。この四角リング形状の補助リード３４は、活性面の
２端縁に電極パッドが設けられているチップだけでな
く、活性面の４端縁に電極パッドが設けられている半導
体チップを用いてマルチチップパッケージを構成する
際、接着剤が第２チップの電極パッドに流れ出すことを
防止することができる。
【００２３】図５に示すように、リード３４の内側部分
が下向きに段差をもって第２チップ２１の活性面に取り
付けられてもよい。従って、金属線４３がボンディング
されたリード３４の部位と、金属線４４がボンディング
されたリード３４のボンディング部位とが、異なるレベ
ルに位置している。これにより、金属線４３、４４間の
距離が増加し、設計自由度が向上する。また、金属線４
３、４４間の短絡が防止される。もし、第１チップ１１
と第２チップ２１とを互いに異なるリードと接続する
と、金属線４３、４４間の距離は一層増加する。
【００２４】（第２実施例）図６は、本発明の第２実施
例を示している。図６に示すように、第１チップ１１及
び第２チップ１２は、いずれも電極パッドがチップの活
性面の対向２端縁に配設されるエッジパッド型チップで
ある。また、第１チップ１１のサイズは、第２チップ２
１より小さい。リード３１及び第１補助リード３６が第
１チップの長手方向に沿って配置され、第２補助リード
３５が第２チップ２１の短方向に沿って配置される。第
１補助リード３６、第２補助リード３５は、第１、第２
チップ１１、１２が第１、第２補助リード３６、３５に
容易に取り付けられるように、バー形状を有する。第１
チップ１１は、接着剤４１により第１補助リード３６の
上面に取り付けられる。第２チップ２１は、ポリイミド
テープ４２により第２補助リード３５の下面に取り付け
られる。
【００２５】この種のマルチチップパッケージでは、第
１補助リード３６が第１、第２チップ１１、２１の間に
挟持されるため、マルチチップパッケージ厚さの減少に
は大きな効果が得られないが、リードフレームを中心に
上下に半導体チップが位置するような内部構造を取るこ
とができる。また、各々のチップが個々の補助リードに
取り付けられ、第１チップが液状の接着剤により、第２
チップがポリイミドテープにより各補助リードに取り付
けられるため、製造工程が容易になり、第１、第２チッ
プ取付工程が互いに影響を受けない。例えば、液状の接
着剤を塗布して、第１チップを第１補助リード３６に取
り付ける場合、接着剤が第２チップ２１の電極パッド２
２までに流れ出すことを防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチチ
ップパッケージによると、次のような効果が得られる。
第一に、第１チップが実装された第２チップの活性面の
端縁にリードフレームが取り付けられるため、従来のダ
イパッドを有するパッケージと比較してパッケージの厚
さを減少させることができる。従って、従来のマルチチ
ップパッケージに比べて１つのパッケージ内にチップを
より多く組み込むことができる。
【００２７】第二に、第１チップ及び第２チップがリー
ドフレームを基準に上下に配置されるため、パッケージ
内部の構造的安定を図ることができる。従って、モルデ
ィング工程で、封止樹脂の流れが均一になり、パッケー
ジ胴体内のボイドやクラックが防止される。
【００２８】第三に、各チップの電極パッドとリード間
の距離が短くなる。これにより、金属線の長さが短くな
り、ワイヤループの高さも低くなる。また、ワイヤボン
ディングの信頼性が増加し、パッケージの厚さも減少す
る。さらに、モルディング工程において、隣接する金属
線間の不接続又は短絡を防止することができる。特に、
補助リードが接着剤に対するダムの役目をするので、接
着剤から電極パッドを保護することができ、パッケージ
の信頼性が一層向上する。もちろん、各々のチップが同
一方向に向くことができるので、ワイヤボンディングを
一層容易に進行することができる。
【００２９】第四に、補助リードと半導体チップとの取
付にポリイミドテープが使用されるので、チップ取付工
程が容易になる。以上のように、本発明によるマルチチ
ップパッケージは、厚さの減少、品質の向上、作業時間
の短縮、工程進行の容易さ等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマルチチップパッケージを示す断面図で
ある。
【図２】本発明の第１実施例によるマルチチップパッケ
ージを示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の変形例によるマルチチッ
プパッケージを図２のIII−III線と同様の位置で切断し
た状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の変形例によるマルチチッ
プパッケージを図２のIII−III線と同様の位置で切断し
た状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施例の変形例によるマルチチッ
プパッケージを示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施例によるマルチチップパッケ
ージを図２のIII−III線と同様の位置で切断した状態を
示す断面図である。
【符号の説明】
１０ マルチチップパッケージ １１ 第１チップ １２、２２ 電極パッド ２１ 第２チップ ３０ リードフレーム ３１ リード ３２、３３、３４ 補助リード ３５ 第２補助リード ３６ 第１補助リード ４１ 接着剤 ４２ ポリイミドテープ ４３、４４ 導電性金属線 ４５ パッケージ胴体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 趙 泰濟 大韓民国京畿道水原市八達区迎通洞住公ア パート133棟1101号 (72)発明者 張 錫弘 大韓民国京畿道龍仁市水枝邑豊徳川里663 −１水枝三星４次アパート101棟1203号 (72)発明者 李 昌哲 大韓民国忠清南道牙山市鹽峙邑松谷里172 −１韓一聯立404号 (72)発明者 李 秉石 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘４洞三星 １次アパート３棟603号 (72)発明者 崔 鍾煕 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘４洞三星 １次アパート２棟411号

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の半導体チップが積層されているマ
    ルチチップパッケージであって、 複数の電極パッドが設けられている活性面、ならびに電
    極パッドが設けられていない非活性面を有する第１半導
    体チップと、 複数の電極パッドが設けられている活性面、ならびに電
    極パッドが設けられていない非活性面を有し、前記第１
    半導体チップが搭載されている第２半導体チップと、 前記第１半導体チップの電極パッド及び前記第２半導体
    チップの電極パッドと接続される複数のリードを有し、
    前記第２半導体チップが搭載されているリードフレーム
    と、 前記第１半導体チップ、前記第２半導体チップ及び前記
    リードの所定部分を封止するパッケージ胴体とを備え、 前記第１半導体チップの非活性面は前記第２半導体チッ
    プの活性面に取り付けられ、前記リードは前記第２半導
    体チップの活性面に取り付けられていることを特徴とす
    るマルチチップパッケージ。
  2. 【請求項２】 前記第１半導体チップの電極パッド、及
    び前記第２半導体チップの電極パッドと前記リードとの
    間の電気的連結は、ワイヤボンディングであることを特
    徴とする請求項１に記載のマルチチップパッケージ。
  3. 【請求項３】 前記第２半導体チップの活性面の面積
    は、前記第１半導体チップの非活性面の面積よりも大き
    いことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップパッ
    ケージ。
  4. 【請求項４】 前記リードフレームは、前記第１半導体
    チップ及び第２半導体チップと電気的に連結されること
    なく前記第２半導体チップの活性面に取り付けられる補
    助リードを有することを特徴とする請求項１に記載のマ
    ルチチップパッケージ。
  5. 【請求項５】 前記補助リードは、前記第２半導体チッ
    プの外周に取り付けられる四角リング形状であることを
    特徴とする請求項４に記載のマルチチップパッケージ。
  6. 【請求項６】 前記補助リードは、バー形状であること
    を特徴とする請求項４に記載のマルチチップパッケー
    ジ。
  7. 【請求項７】 前記補助リードの数は、少なくとも１つ
    であることを特徴とする請求項６に記載のマルチチップ
    パッケージ。
  8. 【請求項８】 前記第２半導体チップと前記リードと
    は、ポリイミドテープにより取り付けられていることを
    特徴とする請求項１に記載のマルチチップパッケージ。
  9. 【請求項９】 前記第２半導体チップと前記リードと
    は、接着剤により取り付けられていることを特徴とする
    請求項１に記載のマルチチップパッケージ。
  10. 【請求項１０】 前記リードの内側部分は、下向きの段
    差を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチチ
    ップパッケージ。
  11. 【請求項１１】 前記第１半導体チップと前記リードと
    の接続部位は、前記第２半導体チップと前記リードとの
    接続部位と異なる高さの位置にあることを特徴とする請
    求項２記載のマルチチップパッケージ。
  12. 【請求項１２】 前記第１半導体チップ及び前記第２半
    導体チップは、各々異なるリードにワイヤボンディング
    されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチ
    ップパッケージ。
  13. 【請求項１３】 前記第１半導体チップは、電極パッド
    が前記第１チップの活性面の端縁部に配設されるエッジ
    パッド型であることを特徴とする請求項１に記載のマル
    チチップパッケージ。
  14. 【請求項１４】 複数の半導体チップが積層されている
    マルチチップパッケージであって、 複数の電極パッドが設けられている活性面、ならびに電
    極パッドが設けられていない非活性面を有する第１半導
    体チップと、 複数の電極パッドが設けられている活性面、ならびに電
    極パッドが設けられていない非活性面を有し、前記第１
    半導体チップが搭載されている第２半導体チップと、 前記第１半導体チップの非活性面と接続される第１補助
    リード、前記第２半導体チップの活性面と接続される第
    ２補助リード、ならびに前記第１半導体チップ及び前記
    第２半導体チップの電極パッドと接続される複数のリー
    ドを有し、前記第２半導体チップが搭載されるリードフ
    レームと、 前記第１半導体チップ、前記第２半導体チップ及び前記
    リードの所定部分を封止するパッケージ胴体と、 を備えることを特徴とするマルチチップパッケージ。
  15. 【請求項１５】 前記第１半導体チップ及び前記第２半
    導体チップの電極パッドは、各々前記第１半導体チップ
    及び第２半導体チップの各活性面の端縁部に沿って配設
    されることを特徴とする請求項１４に記載のマルチチッ
    プパッケージ。
  16. 【請求項１６】 前記第２補助リードは、前記第２半導
    体チップの一方の端縁部と他方の端縁部との間に位置す
    ることを特徴とする請求項１５に記載のマルチチップパ
    ッケージ。
  17. 【請求項１７】 前記第１補助リード及び前記第２補助
    リードは、バー形状であることを特徴とする請求項１４
    に記載のマルチチップパッケージ。
  18. 【請求項１８】 前記第１半導体チップは銀エポキシ接
    着剤により前記第１補助リードに取り付けられ、前記第
    ２半導体チップはポリイミドテープにより前記第２補助
    リードに取り付けられていることを特徴とする請求項１
    ４に記載のマルチチップパッケージ。
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