KR20000053603A - 비.지.에이.용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치 - Google Patents

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Abstract

중앙에 디바이스 홀(10)이 형성된 절연막(7) 상에 소정의 패턴으로 형성된 땜납 볼용 랜드(12)와, 반도체 칩에 접속될 리드(9)와, 절연막(7) 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 리드(9)에 접속된 도금용 전력 공급 리드(13)와, 전력 공급 리드의 중앙에 설치된 쉽게 절단되는 옴폭한 부분(19)을 구비하는 테이프 캐리어가 구성된다. 테이프 캐리어(2)가 절연막(7) 상에 형성된 도금용 전력 공급 리드(13)를 가지고 있고, 이 도금용 전력 공급 리드(13)의 하나의 단부가 절연막(7)의 외부로 인출되며, 그 다른 단부가 리드(9)에 접속되고, 반도체 칩(1)이 설치될 때 도금용 전력 공급 리드(13)가 리드로부터 단선되도록 한 반도체장치가 구성된다. 이와 같이 함으로써, 쉽게 제조될 수 있고, 배선 패턴의 배선 밀도를 높일 수 있으며, 또 내습성 및 신뢰도가 향상된 BGA용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치가 제조된다.

Description

비.지.에이.용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치{TAPE CARRIER FOR BGA AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 BGA(Ball Grid Array)용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치에 관한 것으로, 특히 배선 밀도 및 내습성이 향상된 BGA용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치에 관한 것이다.
최근에는, 패키지의 소형화 및 고밀도의 패키지 탑재의 요구에 응하여, 고밀도의 배선을 용이하게 하는 테이프 캐리어를 이용한 BGA구조를 갖는 CSP(chip size package)라고 칭하는 소형 패키지(반도체장치)가 제안되어 왔다. 특히, 반도체 칩과 동일한 크기의 여러 가지 종류의 패키지가 개발되어 왔다. 그들 중, TESSERA사에 의해 고안된 초소형 BGA 패키지는 매우 신뢰할 수 있는 반도체 패키지로 알려져 있다.
이들 대부분의 반도체장치의 구성은 센터 패드(center-pad)형의 반도체 칩이 탑재되어 있고, 개구부를 가진 테이프 캐리어의 하나의 표면 상에 설치된 실리콘 수지층 상에, 복수의 전극이 반도체 칩의 중앙선을 따라 배치되도록 형성되어 있는 형태를 취하고 있다. 반도체 칩의 전극부, 테이프 캐리어 상에 형성된 땜납 볼에 접속된 리드(lead), 및 테이프 캐리어의 개구부는 절연 밀봉 재료로 보호된다.
도 1 및 도 2는 리드(9) 및 랜드(12)를 포함하는 도전층(8)의 배선 패턴 상에 전기 금도금층(14)을 형성하도록 중앙에 형성된 디바이스 홀(device hole)(10) 및 비어 홀(via-hole)(11)을 가진 절연막(7)과, 도금용 전력 공급 리드(13)를 갖는 종래의 테이프 캐리어에 있어서의 배선 패턴의 구조를 나타낸다. 테이프 캐리어(2)의 아래에는, 반도체 칩을 실장하기 위해 엘라스토머(3)가 설치되어 있다. 도금용 전력 공급 리드(13)의 외부 단부(outer end)는, 전기 금도금층(14)을 형성한 후에 외부의 펀칭 툴(17) 등으로 절단 및 제거된다.
테이프 캐리어를 제조하기 위해, 폴리이미드 등으로 이루어진 절연막(7)은 디바이스 홀(10) 및 비어 홀(11)을 형성하도록 펀칭되고, 그 후에 리드(9), 랜드(12) 및 전력 공급 리드(13)의 도전층(8)의 배선 패턴은 포토 에칭(photo-etching)에 의해 절연막(7) 상에 형성된다. 전기 금도금층(14)은 그 배선 패턴 상에 설치되고, 외부에 노출된 전력 공급 리드(13)는 외부의 펀칭 툴(17)에 의해 절단 및 제거된다. 그 후에, 탄성의 본체(엘라스토머)(3)는 절연막(7)의 외주에서 외부쪽으로 돌출되지 않도록 도전층(8) 상에 설치된다.
도 3은 BGA형 종래의 반도체장치의 구조를 나타낸다. 도 4는 반도체장치(땜납 볼 측)의 평면도를 나타낸다. 도 5는 반도체장치(반도체 칩 측)의 저면도를 나타낸다.
이 반도체장치의 구조는 반도체 칩(1), 테이프 캐리어(2), 반도체 칩(1)과 테이프 캐리어를 고정시키는 엘라스토머(3), 반도체 칩(1)의 전극(4)을 보호하는 밀봉제(5), 및 반도체장치에서 전극으로서 역할을 하는 땜납 볼(6)을 구비하고 있다.
이 반도체장치의 구조로 인해, 반도체 칩(1)은 테이프 캐리어의 엘라스토머(3)의 측면 상에 탑재 및 고정되기 때문에, 반도체 칩(1)의 전극(4)과 테이프 캐리어의 리드(9)가 전기적으로 접속된다. 또, 이와 같이 접속된 반도체 칩(1)의 전극(4) 및 리드(9)와, 디바이스 홀(10)은 절연 밀봉제(5)에 의해 밀폐되게 밀봉된다. 그 다음에, 땜납 볼(6)은 테이프 캐리어의 랜드(12) 상에 배치되고, 최종적으로 단편 절단 라인(21)(도 2)을 따라 절단함으로써, 반도체장치가 완성된다.
그러나, 종래의 테이프 캐리어에 있어서는, 각 리드(9)에 대하여 전력 공급 리드(13)를 인출되기 때문에, 배선 패턴이 확장되어, 고밀도 배선을 형성하는 것은 쉽지 않다. 따라서, 소형화 및 핀 수 증가의 요구에 응하기는 어렵다. 또한, 종래의 테이프 캐리어를 이용한 반도체장치가 그 패키지의 완성 후에 내습성을 평가하기 위해 PCT(pressure cooker test)를 필요로 하면, 패키지(도 3)의 외부에 노출된 전력 공급 리드(13)의 말미부분의 표면으로부터 물이 스며들고, 이 물이 반도체 칩의 전극(4)에 접속된 리드(9)에 도달하여, 반도체 칩의 전극(4)에 부식이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 쉽게 제조될 수 있고, 또 배선 패턴의 밀도를 높일 수 있는 BGA용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 테이프 캐리어의 배선 패턴의 내습성과 패키지의 신뢰도가 향상된 BGA용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 소정 패턴의 땜납 볼용 랜드, 반도체 칩에 접속된 리드, 및 상기 리드와 절연막 상에 형성된 리드를 접속하는 배선을 포함하는 BGA용 테이프 캐리어는,
상기 절연막 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 상기 절연막의 외부로 연장되며, 그 다른 단부가 상기 리드 또는 상기 배선에 접속되어 있는 도금용 전력 공급 리드와, 용이하게 절단되는 부분이 형성되어 있는 상기 도금용 전력 공급 리드의 소정 부분을 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 복수의 전극을 가진 반도체 칩과, 소정 패턴의 땜납 볼용 랜드, 복수의 전극에 접속된 리드, 및 랜드와 절연막 상에 형성된 리드를 접속하는 배선을 포함하는 BGA용 테이프 캐리어를 포함하는 반도체장치는,
상기 절연막 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 상기 절연막의 외부로 연장되며, 그 다른 단부가 상기 리드 또는 상기 배선에 접속되어 있는 도금용 전력 공급 리드와, 용이하게 절단되는 부분이 형성되어 있는 도금용 전력 공급 리드의 소정 부분을 구비한다.
도 1은 종래의 테이프 캐리어를 나타낸 단면도,
도 2는 종래의 테이프 캐리어의 배선 패턴을 나타낸 평면도,
도 3은 종래의 반도체장치를 나타낸 도면,
도 4는 도 3에 나타낸 반도체장치(땜납 볼 측)의 평면도,
도 5는 도 3에 나타낸 반도체장치(반도체 칩 측)의 저면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 BGA용 테이프 캐리어의 배선 패턴을 나타낸 평면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체장치를 나타낸 도면,
도 8은 도 7에 나타낸 반도체장치에 사용된 노치 리드의 형상을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 노치 리드의 형상을 나타낸 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 반도체 칩 2: 테이프 캐리어
3: 엘라스토머 4: 반도체 칩의 전극부
5: 절연 밀봉제 6: 땜납 볼
7: 절연막 9: 리드
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 BGA용 테이프 캐리어의 구성을 나타낸다. 이 테이프 캐리어는, 중앙에 형성된 디바이스 홀(10) 및 비어 홀(11)과 땜납 볼용 랜드(12)를 가진 폴리이미드 등의 절연막(7)과, 반도체 칩의 전극(4)에 전기적으로 접속될 리드(9)와, 절연막(7) 상에 소정의 패턴으로 형성된 리드(9)에 접속된 도금용 전력 공급 리드(13)를 구비하고 있다. 쉽게 절단되는 부분(도 8 및 도 9에 도시)은 도금용 전력 공급 리드(13)의 중앙에 설치되어 있다.
도금용 전력 공급 리드(13)의 하나의 단부가 절연막(7)의 외부로 연장되고, 다른 단부는 리드(9)에 접속되기 때문에, 접속 리드(9)와 도금용 전력 공급 리드(13)에 의해 형성된 회로는, 전기 금도금층(14)이 형성될 때 전력회로로서 사용된다. 테이프 캐리어의 하부측 상에는, 반도체 칩을 실장하기 위해 엘라스토머(3)가 설치된다.
절연막(7)의 외부로 연장된 전력 공급 리드(13)의 외부 끝은, 전기 금도금층(14)이 형성된 후에는 필요없기 때문에, 그 부분은 툴을 이용하여 절단 및 제거된다. 이 점에 있어서, 연속해서 제조된 테이프 캐리어는, 최종적으로 엘라스토머(3)를 설치한 후에, 테이프 캐리어(2)의 단편 절단 라인(21)을 따라 절단되어, BGA용 테이프 캐리어로 완성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 BGA형 반도체장치의 구성을 나타낸다. 반도체장치는, 반도체 칩(1)과, 이 반도체 칩(1)의 복수의 전극(4)에 접속된 리드(9)와, 리드(9)를 외부회로에 접속하는 복수의 땜납 볼(6)을 절연막(7) 위에 갖는 테이프 캐리어(2)와, 절연막(7) 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 절연막(2)의 외부로 연장되며, 다른 단부가 복수의 리드(9)에 접속된 도금용 전력 공급 리드(9)를 구비하고 있다.
반도체 칩(1)은 테이프 캐리어(2) 상에 고정된 엘라스토머(3) 위에 탑재된다. 반도체 장치에서 전극으로서 역할을 하는 땜납 볼(6)은 절연막(7) 상에 형성된 비어 홀(11)을 통해서 랜드(12) 상에 탑재된다. 리드(9)와 반도체 칩(1)의 전극(4)은 절연막(7)의 중앙에 형성된 디바이스 홀(10)의 위치에서 접속되고, 절연 밀봉제(5)를 주입함으로써 보호된다.
본 실시예에 따른 도 7에 나타낸 반도체 장치의 구조에 있어서는, 반도체 칩(1)을 탑재할 때, 도금용 전력 공급 리드(13)를 리드(9)로부터 단선하여, 기계장치를 이용해서 리드의 끝부분에 앵커(anchoring)부(23)를 설치한다. 도금용 전력 공급 리드(13), 리드(9), 및 이 리드의 끝부분에 있는 앵커부(23)의 접속이, 패키지 조립 후에 도금용 급전 리드(13)의 한 부분에서 절단되어 따로 분리된다. 리드(9)와 도금용 전력 공급 리드(13)와의 접속은, 전기 금도금층(14)을 형성한 후에 반도체장치를 조립할 때 동시에 리드의 끝부분에서 절단되어 따로 분리되고, 따라서, 화살표로 표시한 바와 같이 도금용 전력 공급 리드(13)로부터 물이 스며들더라도, 리드(9)와 이 리드의 끝부분에 있는 앵커부(23)가 단선되는 위치에서는 물의 침투가 방지되기 때문에, 반도체 칩의 전극(4) 안으로 물이 침투되는 것이 방지된다. 또한, 이 패키지의 내습성은, 도금용 전력 공급 리드(13)가 단 하나이기 때문에 충분히 보장되고, 반도체 칩(1)은 그것의 엘라스토머(3)의 측면 위에 있는 테이프 캐리어에 탑재 및 고정되며, 리드(9)와 반도체 칩의 전극(4)의 접속부는 디바이스 홀(10)과 함께 절연 밀봉제(5)에 의해 밀폐되게 밀봉된다. 또, 도금용 전력 공급 리드(13)가 단 하나이기 때문에 고밀도의 배선 패턴이 달성된다.
도 8은 반도체장치(도 7)에 사용된 노치 리드(notched lead)의 형상을 나타낸다. 테이프 캐리어의 디바이스 홀(10) 안으로 돌출되어 서로 접속되어 있는 도금용 전력 공급 리드(13)는 디바이스 홀(10)에 교락(橋絡)하도록 배치된다. 도금용 전력 공급 리드(13)는 패키지의 조립시 쉽게 절단되도록 옴폭한 부분(노치부)(19)으로 이루어져 있는 쉽게 절단되는 부분을 가지고 있고, 그것에 의해 노치 리드(20)가 형성된다. 끝부분에 가장 가까운 리드(22)와 그것에 인접한 리드의 끝부분에 있는 앵커부(23)는 접속된 상태로 형성되어 있기 때문에, 전기를 리드(13)에 공급할 수 있도록 구성된다. 이 회로는 디바이스 홀(10)을 넘어서 배치된 리드(9)의 한쪽 끝부분에서 앵커부(23)와의 접속에 의해서만 형성되기 때문에, 도금용 전력 공급 리드(13)로부터의 전력은 한 개의 도금용 전력 공급 리드(13)에 의해서만 전기 도금시 공급될 수 있다.
서로 접속되어 있는 리드(9)의 각각은 패키지의 조립시 쉽게 절단되도록 옴폭한 부분(노치부)(19)으로 이루어져 있는 쉽게 절단되는 부분을 가지고 있고, 그것에 의해 노치 리드(20)가 형성된다. 이 노치부(19)는, 절연 밀봉제(5)가 주입되기 전에 반도체장치의 조립 후에 기계장치에 의해 절단되어 따로 분리되기 때문에, 노출되어 있는 도금용 전력 공급 리드(13)로부터 물이 스며들더라도, 노치부(19)의 절단위치에서는 물이 침투되는 것이 방지된다.
도 9는 또 다른 실시예에 있어서의 노치 리드의 형상을 나타낸다. 도금용 전력 공급 리드(13)와 접속되고 테이프 캐리어의 디바이스 홀(10) 안으로 돌출된 독립된 복수의 리드(9)는 디바이스 홀(10)에 교락하도록 형성된다. 도금용 전력 공급 리드(13)는 패키지의 조립시 쉽게 절단되도록 옴폭한 부분(노치부)(19)으로 이루어져 있는 쉽게 절단되는 부분을 가지고 있고, 그것에 의해 노치 리드(20)가 형성된다. 이 노치부(19)는, 절연 밀봉제(5)가 주입되기 전에 반도체장치의 조립 후에 기계장치에 의해 절단되어 따로 분리되기 때문에, 노출되어 있는 도금용 전력 공급 리드(13)로부터 물이 스며들더라도, 노치부(19)의 절단위치에서는 물의 침투가 방지된다.
패키지의 외부에 노출된 도금용 전력 공급 리드를 가진, 본 발명에 따른 BGA용 테이프 캐리어 및 반도체장치에 있어서는, 절단을 용이하게 하는 옴폭한 부분으로 이루어져 있는 쉽게 절단되는 부분을 가지고 있는 노치 리드가, 복수의 리드와 도금용 전력 공급 리드 사이에 사용되기 때문에, 옴폭한 부분은 반도체장치의 조립 후에 절단되어 따로 분리된다. 따라서, 패키지의 외부에 노출되어 있는 도금용 전력 공급 리드로부터 물이 스며들더라도, 옴폭한 부분의 위치에서는 물의 침투가 방지되기 때문에, 중간에 위치된 반도체장치의 전극부 안으로 물이 침입하지 않는다. 따라서, 물의 침투로 인한 전극부의 부식을 방지하는 효과가 얻어지고, 또 반도체장치의 내습성이 상당히 향상될 뿐만 아니라, 반도체장치의 신뢰도를 현저하게 향상시키는 BGA용 테이프 캐리어 및 그것을 이용한 반도체장치가 제조될 수 있다.
본 발명은 완전하고 분명한 개시를 위한 특정 실시예에 대하여 설명했지만, 첨부된 청구범위는 그것에 한정되는 것이 아니라 모든 변형을 구현하는 것으로 해석된다. 본원에서는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게서 발생할 수 있는 선택적인 구성에 대해서도 설명한다.

Claims (6)

  1. 소정 패턴의 땜납 볼용 랜드, 반도체 칩에 접속된 리드, 및 상기 리드와 절연 막 상에 형성된 상기 리드를 접속하는 배선을 포함하는 BGA용 테이프 캐리어에 있어서,
    상기 절연막 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 상기 절연막의 외부로 연장되며, 그 다른 단부가 상기 리드 또는 상기 배선에 접속되어 있는 도금용 전력 공급 리드와, 용이하게 절단되는 부분이 형성되어 있는 상기 도금용 전력 공급 리드의 소정 부분을 구비한 것을 특징으로 하는 BGA용 테이프 캐리어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드는 서로 접속된 복수의 리드로 이루어져 있고, 상기 도금용 전력 공급 리드는 상기 복수의 리드와 공통으로 접속된 단 하나의 도금용 전력 공급 리드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 BGA용 테이프 캐리어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드는 독립된 복수의 리드로 이루어져 있고, 상기 도금용 전력 공급 리드는 상기 복수의 리드에 각각 대응하는 복수의 도금용 전력 공급 리드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 BGA용 테이프 캐리어.
  4. 복수의 전극을 가진 반도체 칩과, 소정 패턴의 땜납 볼용 랜드, 상기 복수의 전극에 접속된 리드, 및 상기 랜드와 절연막 상에 형성된 상기 리드를 접속하는 배선을 포함하는 BGA용 테이프 캐리어를 포함하는 반도체장치에 있어서,
    상기 절연막 상에 형성되고, 그 하나의 단부가 상기 절연막의 외부로 연장되며, 그 다른 단부가 상기 리드 또는 상기 배선에 접속되어 있는 도금용 전력 공급 리드와, 용이하게 절단되는 부분이 형성되어 있는 상기 도금용 전력 공급 리드의 소정 부분을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드는 서로 접속된 복수의 리드로 이루어져 있고, 상기 도금용 전력 공급 리드는 상기 복수의 리드와 공통으로 접속된 단 하나의 도금용 전력 공급 리드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드는 독립된 복수의 리드로 이루어져 있고, 상기 도금용 전력 공급 리드는 상기 복수의 리드에 각각 대응하는 복수의 도금용 전력 공급 리드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
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