(57)【要約】      （修正有）【課題】チップ積層パッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】ベース基板１０２を貫通するベース貫通ビア電極１０８と連結されたベースチップパッド１１０、及びベース基板１０２の一面を保護するベース封止材１１６を有するベースチップ１２０を備え、ベース基板１０２の他面の上部には、接着層１２６を介して付着された複数の積層チップ１５０を備え、個別の積層チップ１５０は、基板１３２を貫通するチップ貫通ビア電極１３８、及びチップ貫通ビア電極１３８と連結されたチップパッド１４０を有し、チップ貫通ビア電極１３８及びチップパッド１４０は、ベースチップ１２０のベース貫通ビア電極１０８及びベースチップパッド１１０と連結され、ベース封止材１１６より突出して外部連結端子１４６が形成され、ベースチップ１２０及び積層チップ１５０の外部を取り囲んで保護する外部封止材１４２が形成されているチップ積層パッケージ２００。【選択図】図１
2010245534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板、前記ベース基板を貫通するベース貫通ビア電極、前記ベース貫通ビア電極と連結されたベースチップパッド、及び前記ベース基板の一面を保護するベース封止材を有するベースチップと、
前記ベース基板の他面の上部に接着層を介して付着された複数の積層チップであって、前記個別の積層チップは、基板を貫通するチップ貫通ビア電極、及び前記チップ貫通ビア電極と連結されたチップパッドを有し、前記チップ貫通ビア電極及びチップパッドは、前記ベースチップのベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結された前記複数の積層チップと、
前記ベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結されつつ、前記ベース封止材より突設された外部連結端子と、
前記ベースチップ及び積層チップの外部を取り囲んで保護する外部封止材と、を備えることを特徴とするチップ積層パッケージ。
【請求項２】
前記ベースチップの一面上に前記個別の積層チップと種類の異なる異種チップがさらに付着されており、前記ベース封止材は、前記異種チップを保護するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項３】
前記外部連結端子は、前記ベース封止材内に形成された第１外部連結端子と、前記第１外部連結端子と連結されて、前記ベース封止材より突出した第２外部連結端子とから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項４】
前記ベース基板及び基板は、集積回路が形成されたシリコン基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項５】
前記ベースチップパッドは、再配線チップパッドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項６】
前記ベースチップは、前記ベース基板の一面上に前記ベースチップパッドが形成され、前記ベース基板の他面上に突出して前記ベース貫通ビア電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項７】
前記個別の積層チップは、前記基板の一面にチップパッドを有し、前記基板の一面に形成された前記チップパッドは、前記ベース基板の他面上に突設された前記ベース貫通ビア電極と連結されることを特徴とする請求項６に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項８】
前記ベースチップは、前記ベース基板の他面上に前記ベースチップパッドが形成され、前記ベース基板の一面上に突出して前記ベース貫通ビア電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項９】
前記個別の積層チップは、前記基板の一面にチップパッドを有し、前記基板の一面上に突設されたチップ貫通ビア電極は、前記ベース基板の他面上に形成された前記ベースチップパッドと連結されることを特徴とする請求項８に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項１０】
前記ベース基板の一面上に形成された前記ベース貫通ビア電極と連結されるように再配線層が形成され、前記再配線層上に前記外部連結端子が連結されることを特徴とする請求項８または９に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項１１】
前記ベース封止材内に前記ベースチップパッドを露出するホールが形成されており、前記ホール内に前記外部連結端子が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項１２】
アクティブ面及び非アクティブ面を有するベース基板、前記アクティブ面上に形成されたベースチップパッド、前記ベース基板のアクティブ面を保護するベース封止材、及び前記ベース基板を貫通して前記ベースチップパッドと連結され、前記非アクティブ面から突出したベース貫通ビア電極を有するベースチップと、
前記ベースチップの非アクティブ面上に接着層を介して付着された複数の積層チップであって、前記個別の積層チップは、前記基板のアクティブ面上に形成されて、前記ベースチップの前記ベース貫通ビア電極と連結されたチップパッド、及び前記基板を貫通して前記チップパッドと連結されつつ、前記基板の非アクティブ面より突出したチップ貫通ビア電極を有する前記複数の積層チップと、
前記ベースチップパッドと連結され、前記ベース封止材より突設された外部連結端子と、
前記ベースチップ及び積層チップの外部を取り囲んで保護する外部封止材と、を備えることを特徴とするチップ積層パッケージ。
【請求項１３】
前記ベース基板の前記アクティブ面上に前記個別の積層チップと種類の異なる異種チップがさらに付着されており、前記ベース封止材は、前記異種チップを保護するように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のチップ積層パッケージ。
【請求項１４】
ウェーハレベルでベース基板を貫通するベース貫通ビア電極、前記ベース貫通ビア電極と連結されたベースチップパッド、及び前記ベース基板の一面を保護するベース封止材を有するベースチップを複数形成し、
ウェーハキャリア上に接着層を介して、前記ベース封止材を付着面として前記複数のベースチップを個別に付着して配置し、
前記ウェーハキャリア上に配置された前記ベースチップ上に、ウェーハレベルで接着層を介して前記ベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結されつつ、貫通ビア電極及びチップパッドを有する複数の積層チップを積層し、
前記ウェーハキャリア上に形成されたベースチップ及び積層チップを保護するように外部封止材を形成し、
前記ウェーハキャリアから前記外部封止材が形成された前記ベースチップ及び積層チップを分離し、
ウェーハレベルで前記ベースチップパッド及び前記貫通ビア電極と連結される外部連結端子を形成し、
ウェーハレベルで前記外部封止材を切断して個別のチップ積層パッケージを製造することを特徴とするチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項１５】
前記ウェーハレベルで前記ベースチップを複数形成することは、
ウェーハレベルで前記ベース基板内に前記ベース貫通ビア電極及びそれに連結される前記ベースチップパッドを形成し、
ウェーハレベルで前記ベースチップパッドを保護する前記ベース封止材を形成し、
ウェーハレベルで前記ベース基板の他面をエッチングして、前記ベース封止材から一部突出した前記ベース貫通ビア電極を形成し、
ウェーハレベルで前記ベース基板及びベース封止材を切断して個別の前記ベースチップを設けることを含むことを特徴とする請求項１４に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項１６】
前記ベース封止材を形成する前に、前記ベースチップパッド上に第１外部連結端子をさらに形成し、前記ベース封止材を形成した後、前記第１外部連結端子と前記ベース封止材とを研磨して平坦化することを特徴とする請求項１５に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項１７】
前記ウェーハキャリアから前記外部封止材が形成された前記ベースチップ及び積層チップを分離した後、前記第１外部連結端子上に第２外部連結端子を形成して、前記外部連結端子を構成することを特徴とする請求項１６に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項１８】
前記ベース封止材を形成する前に、ウェーハレベルで前記ベースチップパッド上に前記積層チップと種類の異なる異種チップを付着することを特徴とする請求項１５に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項１９】
前記ウェーハキャリア上に前記複数のベースチップを個別に配置するとき、前記ベース封止材の一面は付着面とし、前記ベース貫通ビア電極の一部は、前記ベース封止材の他面より突出させることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２０】
前記ウェーハキャリア上に前記複数のベースチップを個別に配置するとき、前記ベース封止材の一面は付着面とし、前記ベースチップパッドは、前記ベース封止材の他面より突出させることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２１】
前記外部連結端子は、ウェーハレベルで前記ベース封止材をエッチングして、前記ベースチップパッドを露出するホールを形成し、前記ホールにソルダボールを形成して完成することを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２２】
前記ウェーハレベルで前記ベースチップを複数形成することは、
ウェーハレベルで前記ベース基板内に前記ベース貫通ビア電極及びそれに連結される前記ベースチップパッドを形成し、
ウェーハレベルで前記ベース基板の他面をエッチングして、前記ベース基板の他面より一部が突出した前記ベース貫通ビア電極を形成し、
前記ベース基板をひっくり返して、前記ベース貫通ビア電極と連結される再配線層を形成し、
前記ウェーハレベルで前記ベース貫通ビア電極上に接着層を介して前記積層チップと種類の異なる異種チップを付着し、
ウェーハレベルで前記異種チップ及び再配線層を保護するベース封止材を形成し、
ウェーハレベルで前記ベース基板及びベース封止材を切断して個別の前記ベースチップを製造することを特徴とする請求項１４に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２３】
前記外部連結端子は、ウェーハレベルで前記ベース封止材をエッチングして、前記再配線層を露出するホールを形成し、前記ホールにソルダボールを形成して完成することを特徴とする請求項２２に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２４】
前記ベースチップパッドは、再配線層を通じて形成された再配線パッドであることを特徴とする請求項１４に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２５】
ウェーハレベルでベース基板を貫通して外部に突出したベース貫通ビア電極、前記ベース貫通ビア電極と連結され、前記ベース基板のアクティブ面に形成されたベースチップパッド、及び前記ベースチップパッドを保護するベース封止材を有するベースチップを複数形成し、
ウェーハキャリア上に接着層を介して、前記ベース封止材を付着面として複数のベースチップを個別に付着して配置し、
前記ウェーハキャリア上に配置された前記ベースチップ上に、ウェーハレベルで接着層を介して複数の積層チップを積層し、前記個別の積層チップは、基板に形成され、前記ベース貫通ビア電極と連結されたチップパッド、及び前記基板を貫通して前記チップパッドと連結されたチップ貫通ビア電極を有し、
前記ウェーハキャリア上に形成された前記ベースチップ及び積層チップの外部を保護するように外部封止材を形成し、
前記ウェーハキャリアから前記外部封止材が形成されたベースチップ及び積層チップを分離し、
ウェーハレベルで前記ベース封止材をエッチングして、前記ベースチップパッドと連結される外部連結端子を形成し、
ウェーハレベルで前記外部封止材を切断して個別のチップ積層パッケージを製造することを特徴とするチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２６】
前記積層チップは、前記ベース基板の非アクティブ面上に付着されることを特徴とする請求項２５に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【請求項２７】
前記ベースチップを形成するとき、前記ウェーハレベルで備えられる前記ベース基板のアクティブ面上に、接着層を介して前記個別の積層チップと種類の異なる異種チップをさらに付着することを特徴とする請求項２５または２６に記載のチップ積層パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ積層パッケージ及びその製造方法に係り、特にチップを積層して構成されるチップ積層パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体産業の勢いは、軽量化、小型化、高速化、多機能化、高性能化され、高い信頼性を有する製品を安価に製造することである。かかる製品設計の目標達成を可能にする重要な技術のうち一つがパッケージ技術である。
【０００３】
パッケージのうちチップ積層パッケージは、チップサイズのパッケージであって、必要に応じてチップが積層されて構成される。チップ積層パッケージは、チップを積層するため、チップ集積密度を高めることができる。また、チップ積層パッケージは、相異なる異種チップ、例えば、メモリチップ及び制御チップを積層するため、システムインパッケージとして利用される。
【０００４】
しかし、チップ積層パッケージは、一般的にＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔ  ＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）基板上でチップを積層して構成する。したがって、チップ積層パッケージの全体厚は、比較的厚いＰＣＢ基板の厚さによって薄くすることが困難である。チップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板の価格が含まれるため製造コストを低減しがたい。また、ＰＣＢ基板を利用するチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板が不良である場合には、たとえチップが不良でないとしても全体的に不良製品となる。
【０００５】
特に、技術的にＰＣＢ基板上にチップを積層して構成するチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板内の配線長が長くて性能が低下し、ＰＣＢ基板の高い吸湿率により性能が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、前述した問題点を解決して、厚さが薄く、製造コストが低く、かつ性能を向上させるチップ積層パッケージを提供するところにある。
【０００８】
本発明が解決しようとする他の課題は、前述したチップ積層パッケージを容易に製造する製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明の一例によるチップ積層パッケージは、ベース基板、ベース基板を貫通するベース貫通ビア電極、ベース貫通ビア電極と連結されたベースチップパッド、及びベース基板の一面を保護するベース封止材を有するベースチップを備える。ベース基板の他面の上部には、接着層を介して付着された複数の積層チップを備える。個別の積層チップは、基板を貫通するチップ貫通ビア電極、及びチップ貫通ビア電極と連結されたチップパッドを有し、チップ貫通ビア電極及びチップパッドは、ベースチップのベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結される。ベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結されつつ、ベース封止材より突出して外部連結端子が形成されている。ベースチップ及び積層チップの外部を取り囲んで保護する外部封止材が形成されている。
【００１０】
ベースチップの一面上に個別の積層チップと種類の異なる異種チップがさらに付着されており、ベース封止材は、異種チップを保護するように形成されている。外部連結端子は、ベース封止材内に形成された第１外部連結端子、及び第１外部連結端子と連結されてベース封止材より突出した第２外部連結端子から構成される。
【００１１】
ベース基板及び基板は、集積回路が形成されたシリコン基板でありうる。ベースチップパッドは、再配線チップパッドでありうる。ベースチップは、ベース基板の一面上にベースチップパッドが形成され、ベース基板の他面上に突出してベース貫通ビア電極が形成されている。個別の積層チップは、基板の一面にチップパッドを有し、基板の一面に形成されたチップパッドは、ベース基板の他面上に突設されたベース貫通ビア電極と連結される。
【００１２】
ベースチップは、ベース基板の他面上にベースチップパッドが形成され、ベース基板の一面上に突出してベース貫通ビア電極が形成されている。個別の積層チップは、基板の一面にチップパッドを有し、基板の一面上に突設されたチップ貫通ビア電極は、ベース基板の他面上に形成されたベースチップパッドと連結される。ベース基板の一面上に形成されたベース貫通ビア電極と連結されるように再配線層が形成され、再配線層上に外部連結端子が連結される。
【００１３】
ベース封止材内にベースチップパッドを露出するホールが形成されており、ホール内に外部連結端子が形成されている。
【００１４】
また、本発明の他の例によるチップ積層パッケージは、アクティブ面及び非アクティブ面を有するベース基板、アクティブ面上に形成されたベースチップパッド、ベース基板のアクティブ面を保護するベース封止材、及びベース基板を貫通してベースチップパッドと連結され、非アクティブ面から突出したベース貫通ビア電極を有するベースチップを備える。ベースチップの非アクティブ面上に、接着層を介して付着された複数の積層チップが形成されている。個別の積層チップは、基板のアクティブ面上に形成されて、ベースチップのベース貫通ビア電極と連結されたチップパッド、及び基板を貫通してチップパッドと連結されつつ、基板の非アクティブ面より突出したチップ貫通ビア電極を有する。ベースチップパッドと連結され、ベース封止材より突出して外部連結端子が形成されている。ベースチップ及び積層チップの外部を取り囲んで保護する外部封止材が形成されている。
【００１５】
ベース基板のアクティブ面上に、個別の積層チップと比較して種類の異なる異種チップがさらに付着されており、ベース封止材は、異種チップを保護するように形成されている。
【００１６】
前述した他の課題を解決するために、本発明の一例によるチップ積層パッケージの製造方法は、ウェーハレベルでベース基板を貫通するベース貫通ビア電極、ベース貫通ビア電極と連結されたベースチップパッド、及びベース基板の一面を保護するベース封止材を有するベースチップを複数形成することを含む。ウェーハキャリア上に接着層を介してベース封止材を付着面として、複数のベースチップを個別的に付着して配置する。
【００１７】
ウェーハキャリア上に配置されたベースチップ上に、ウェーハレベルで接着層を介してベース貫通ビア電極及びベースチップパッドと連結されつつ、基板を貫通する貫通ビア電極及びチップパッドを有する複数の積層チップを積層する。ウェーハキャリア上に形成されたベースチップ及び積層チップを保護するように、外部封止材を形成する。ウェーハキャリアから外部封止材が形成されたベースチップ及び積層チップを分離する。ウェーハレベルでベースチップパッド及び貫通ビア電極と連結される外部連結端子を形成する。ウェーハレベルで外部封止材を切断して、個別のチップ積層パッケージを製造する。
【００１８】
ウェーハレベルでベースチップを複数形成することは、ウェーハレベルでベース基板内にベース貫通ビア電極及びそれに連結されるベースチップパッドを形成し、ウェーハレベルでベースチップパッドを保護するベース封止材を形成し、ウェーハレベルでベース基板の他面をエッチングして、ベース封止材から一部突出したベース貫通ビア電極を形成し、ウェーハレベルでベース基板及びベース封止材を切断して個別のベースチップを設けることを含む。
【００１９】
ベース封止材を形成する前に、ベースチップパッド上に第１外部連結端子をさらに形成し、ベース封止材を形成した後、第１外部連結端子及びベース封止材を研磨して平坦化する。ウェーハキャリアから外部封止材が形成されたベースチップ及び積層チップを分離した後、第１外部連結端子上に第２外部連結端子を形成して外部連結端子を構成できる。
【００２０】
ベース封止材を形成する前に、ウェーハレベルでベースチップパッド上に積層チップと種類の異なる異種チップを付着する。ウェーハキャリア上に複数のベースチップを個別的に配置するとき、ベース封止材の一面は付着面とし、ベース貫通ビア電極の一部は、ベース封止材の他面より突出させる。
【００２１】
ウェーハキャリア上に複数のベースチップを個別的に配置するとき、ベース封止材の一面は付着面とし、ベースチップパッドは、ベース封止材の他面より突出させる。外部連結端子は、ウェーハレベルでベース封止材をエッチングしてベースチップパッドを露出するホールを形成し、ホールにソルダボールを形成して完成できる。
【００２２】
ウェーハレベルでベースチップを複数形成することは、ウェーハレベルでベース基板内にベース貫通ビア電極及びそれに連結されるベースチップパッドを形成し、ウェーハレベルでベース基板の他面をエッチングして、ベース基板の他面より一部が突出したベース貫通ビア電極を形成し、ベース基板をひっくり返してベース貫通ビア電極と連結される再配線層を形成し、ウェーハレベルでベース貫通ビア電極上に、接着層を介して積層チップと種類の異なる異種チップを付着し、ウェーハレベルで異種チップ及び再配線層を保護するベース封止材を形成し、ウェーハレベルでベース基板及びベース封止材を切断して個別のベースチップを製造することを含む。
【００２３】
外部連結端子は、ウェーハレベルでベース封止材をエッチングして再配線層を露出するホールを形成し、ホールにソルダボールを形成して完成できる。
【００２４】
また、本発明の他の例によるチップ積層パッケージの製造方法は、ウェーハレベルでベース基板を貫通して外部に突出したベース貫通ビア電極、ベース貫通ビア電極と連結され、ベース基板のアクティブ面に形成されたベースチップパッド、及びベースチップパッドを保護するベース封止材を有するベースチップを複数形成することを含む。ウェーハキャリア上に接着層を介して、ベース封止材を付着面として複数のベースチップを個別的に付着して配置する。
【００２５】
ウェーハキャリア上に配置されたベースチップ上に、ウェーハレベルで接着層を介して複数の積層チップを積層する。個別の積層チップは、基板に形成され、ベース貫通ビア電極と連結されたチップパッド、及び基板を貫通してチップパッドと連結されたチップ貫通ビア電極を有する。
【００２６】
ウェーハキャリア上に形成されたベースチップ及び積層チップの外部を保護するように、外部封止材を形成する。ウェーハキャリアから外部封止材が形成されたベースチップ及び積層チップを分離する。ウェーハレベルでベース封止材をエッチングして、ベースチップパッドと連結される外部連結端子を形成する。ウェーハレベルで外部封止材を切断して、個別のチップ積層パッケージを製造する。
【００２７】
積層チップは、ベース基板の非アクティブ面上に付着される。ベースチップを形成するとき、ウェーハレベルでベース基板のアクティブ面上に接着層を介して個別の積層チップより種類の異なる異種チップをさらに付着する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のチップ積層パッケージは、配線基板としてＰＣＢ基板を利用せずに薄くすることができ、製造コストを低減できる。
【００２９】
本発明のチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板上にチップを積層して構成しないため、ＰＣＢ基板内の配線長やＰＣＢ基板の吸湿率による性能低下を防止できる。
【００３０】
また、本発明のチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板上にチップを積層して構成しないため、ＰＣＢ基板の不良による製品自体の不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【図３】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図４】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図５】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図６】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図７】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図８】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図９】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１０】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１１】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１２】図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１３】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１４】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１５】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１６】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１７】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１８】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図１９】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２０】図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【図２２】本発明の第４実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【図２３】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２４】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２５】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２６】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２７】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２８】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図２９】図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３０】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３１】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３２】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３３】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３４】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３５】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３６】図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【図３７】本発明によるチップ積層パッケージを利用したパッケージモジュールの構成を示す概略図である。
【図３８】本発明によるチップ積層パッケージを利用したカードの構成を示す概略図である。
【図３９】本発明によるチップ積層パッケージを利用した電子システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板を採用せず、最下部に位置するベースチップを構成するベース基板を配線基板として採用する。このように構成する場合、約０．１ｍｍないし０．５ｍｍの厚さのＰＣＢ基板とチップとの間を連結する約２０μｍないし１００μｍの厚さの接着層をなくすことができて、チップ積層パッケージの厚さ（または、高さ）を約０．１５ｍｍないし０．４０ｍｍに薄くすることができる。特に、本発明のチップ積層パッケージは、製造コストのうち大きく占めるＰＣＢ基板のコスト及び接着層コストを低減できるので、製造コストを大きく低減できる。
【００３３】
本発明のチップ積層パッケージは、ＰＣＢ基板を採用せず、ＰＣＢ基板内の配線長による性能低下を防止でき、かつＰＣＢ基板の高い吸湿率による性能低下を防止できる。
【００３４】
本発明のチップ積層パッケージは、基板を貫通する貫通ビア電極を利用してチップを電気的に連結する。貫通ビア電極は、基板がシリコン基板である場合、貫通シリコンビアと命名されることもある。
【００３５】
本発明のチップ積層パッケージを構成するチップを貫通ビア電極で連結する場合、チップ積層パッケージの全製造工程をウェーハレベル状態で行える。本発明においてウェーハレベルで製造工程を行うことは、ウェーハ状態で製造工程を行うか、またはウェーハを個別のベースチップや個別チップに切断した後、個別のベースチップや個別チップをウェーハサイズの支持基板上に再配置した後で製造工程を行うことをいずれも含む。
【００３６】
かかる発明の思想を根拠として、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、後述する本発明の実施形態は、色々な他の形態に変形され、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではなく、相異なる多様な形態で具現される。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。
【００３７】
以下で実施形態を通じて本発明を説明するが、本実施形態に説明されていない事項は、当業者レベルでは通常的なものとして認識される。以下の図面で、同じ参照番号は同じ部材を表す。以下の実施形態は、いずれか一つの実施形態で具現されることもあり、実施形態を組み合わせて具現されることもある。
【００３８】
図１は、本発明の第１実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【００３９】
具体的に、本発明の第１実施形態によるチップ積層パッケージ２００は、ベースチップ１２０を備える。ベースチップ１２０は、ベース基板１０２、ベースチップパッド１１０、ベース貫通ビア電極１０８及びベース封止材１１６から構成される。ベース基板１０２は、集積回路が形成されるアクティブ面１０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面１０６とを有し、配線基板として利用される。ベース基板１０２は、シリコン基板で構成される。
【００４０】
ベース基板１０２内には、ベース基板１０２を貫通するベース貫通ビア電極１０８が形成されており、ベース貫通ビア電極１０８は、ベースチップパッド１１０と連結されている。ベースチップパッド１１０及びベース貫通ビア電極１０８は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで構成される。ベースチップパッド１１０は、ベース基板１０２上に形成された再配線層（図示せず）を利用した再配線パッドであることもある。本発明の第１実施形態によるベース封止材１１６は、ベース基板１０２の一面、例えばアクティブ面１０４を保護する。ベース封止材１１６は、ベース基板１０２のアクティブ面１０４に形成されたベースチップパッド１１０を保護する。
【００４１】
ベースチップ１２０は、ベース基板１０２の一面、例えばアクティブ面１０４が下方に向かい、ベース基板１０２を支持するベース封止材１１６が下側に形成されている。ベースチップ１２０は、ベース基板１０２の一面、例えばアクティブ面１０４上にベースチップパッド１１０が形成され、ベース基板１０２の他面、例えば非アクティブ面１０６上にベース貫通ビア電極１０８が突設されている。
【００４２】
ベース基板１０２の他面、すなわち非アクティブ面１０６の上部には、接着層１２６を介して複数の積層チップ１５０、例えば三つの積層チップ１５０が付着されている。個別の積層チップ１５０は、集積回路が形成されるアクティブ面１３４、及び集積回路が形成されていない非アクティブ面１３６を有する基板１３２を備える。基板１３２は、シリコン基板で構成される。個別の積層チップ１５０は、基板１３２を貫通するチップ貫通ビア電極１３８、及びチップ貫通ビア電極１３８と連結されたチップパッド１４０を有する。個別の積層チップ１５０は、アクティブ面１３４が下方に向かってチップパッド１４０がベースチップ１２０のベース貫通ビア電極１０８と直接的に連結される。
【００４３】
基板１３２の一面、例えばアクティブ面１３４に形成されたチップパッド１４０は、ベース基板１０２の他面上に突設されたベース貫通ビア電極１０８と連結される。とにかく、チップ貫通ビア電極１３８及びチップパッド１４０は、ベースチップ１２０のベース貫通ビア電極１０８及びベースチップパッド１１０と連結される。
【００４４】
ベース封止材１１６内には、ベースチップパッド１１０と連結される第１外部連結端子１１４、例えばソルダボールが形成されている。第１外部連結端子１１４には、第２外部連結端子１４４、例えばソルダボールが連結されて形成され、第２外部連結端子１４４は、ベース封止材１１６より突設されている。第１外部連結端子１１４及び第２外部連結端子１４４で外部連結端子１４６を構成する。外部連結端子１４６は、ベースチップパッド１１０と電気的に連結される。
【００４５】
ベースチップ１２０及び積層チップ１５０の外部を取り囲んで保護する外部封止材１４２が形成されている。外部封止材１４２は、ベース封止材１１６が形成された面を除いて外部の全体を取り囲むように形成される。
【００４６】
以上のような構造の本発明のチップ積層パッケージ２００は、前述したようにＰＣＢ基板を採用せず、最下部に位置するベースチップ１２０を構成するベース基板１０２が配線基板として採用される。そして、本発明のチップ積層パッケージ２００は、ベースチップ１２０の上部に積層チップ１５０を積層し、基板１３２を貫通するチップ貫通ビア電極１３８を利用して積層チップ１５０を電気的に連結する。したがって、本発明のチップ積層パッケージ２００は、ＰＣＢ基板を使用することに比べて製造コストを大きく低減でき、パッケージ自体性能も向上させる。
【００４７】
図２は、本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【００４８】
具体的に、本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージ２００ａは、第１実施形態のチップ積層パッケージ２００と比較して外部連結端子１５２の構造が異なる点を除いては同一であり、発明の効果も同一である。
【００４９】
本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージ２００ａは、ベース封止材１１６内にベースチップパッド１１０を露出するホール１４８が形成されており、ホール１４８内でベースチップパッド１１０と連結され、ベース封止材１１６より突出して外部連結端子１５２が形成されている。したがって、本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージ２００ａは、第１実施形態と比較して一つのソルダボールで外部連結端子１５２を構成する。本発明の第２実施形態によるチップ積層パッケージ２００ａは、後の製造過程でさらに詳細に説明する。
【００５０】
図３ないし図１２は、図１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【００５１】
図３を参照すれば、集積回路が形成されるアクティブ面１０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面１０６とを有するベース基板１０２を用意する。図３のベース基板１０２は、ウェーハレベル、すなわちウェーハ状態の基板を示したものである。ベース基板１０２は、シリコン基板、すなわちシリコンウェーハで形成される。ベース基板１０２内にベース貫通ビア電極１０８、及びベース貫通ビア電極１０８に連結されるベースチップパッド１１０を形成する。
【００５２】
図３のベース貫通ビア電極１０８は、ベース基板１０２の全体を貫通せずに一部の深さに形成され、後工程でベース基板１０２の全体を貫通する。ベース貫通ビア電極１０８は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。
【００５３】
ベースチップパッド１１０は、ベース貫通ビア電極１０８と同時に形成されることもあり、同時に形成されないこともある。ベースチップパッド１１０は、ベース貫通ビア電極１０８と同様に金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。ベースチップパッド１１０は、ベース基板１０２上に形成された再配線層（図示せず）を利用した再配線パッドでもありうる。
【００５４】
図４及び図５を参照すれば、図４に示したように、ベースチップパッド１１０上に第１外部連結端子１１４を形成する。第１外部連結端子１１４は、ソルダボールで形成できる。次いで、図５に示したように、ベース基板１０２のアクティブ面１０４、ベースチップパッド１１０及び第１外部連結端子１１４を保護するベース封止材１１６を形成する。ベース封止材１１６を形成する場合、耐熱性やハンドリング側面で強くなるために後続工程が容易である。
【００５５】
ベース封止材１１６は、多様なモールディング方法、例えば液状の樹脂を金型内に浸透させて固体化させる方法や、フィルム形態の樹脂をラミネーションした後で固体化させる方法や、スプレーで樹脂を噴射させて固体化する方法などを利用できる。
【００５６】
図６及び図７を参照すれば、図６に示したように、第１外部連結端子１１４及びベース封止材１１６を研磨して平坦化する。第１外部連結端子１１４及びベース封止材１１６を研磨して平坦化する理由は、後工程でベース基板１０２の背面、すなわち非アクティブ面１０６をエッチングして薄くするための工程の信頼性を確保するためである。
【００５７】
図７に示したように、ウェーハレベルでベース基板１０２の背面、すなわち非アクティブ面１０６をエッチングして、ベース基板１０２の厚さを薄くする。これにより、ベース基板１０２の背面より突出して露出したベース貫通ビア電極１０８が形成される。図１ないし図７において、両側を破断線で図示したものは、ウェーハレベル（状態）を意味する。
【００５８】
図８を参照すれば、ベース封止材１１６を下面にウェーハレベルのベース基板１０２及びベース封止材１１６を切断して、個別（または、単位）ベースチップ１２０を複数用意する。換言すれば、ウェーハ状態に形成されたベース基板１０２及びベース封止材１１６を切断して、個々のベースチップ１２０を形成する個別化工程を行う。図８のベースチップ１２０は、非アクティブ面１０６が上側に位置する。図８では、便宜のため一つのベースチップ１２０のみを示す。
【００５９】
図９を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に接着層１２４を介して、ベース封止材１１６を付着面として複数のベースチップ１２０を個別的に付着して再配置する。ウェーハサイズのウェーハキャリア１２２上に後工程の積層チップを容易に積層するために、ベースチップ１２０を再配置する。
【００６０】
図１０を参照すれば、ウェーハレベルでウェーハキャリア１２２に再配置されたベースチップ１２０上に、接着層１２６を介して複数の積層チップ１５０を積層して付着する。図１０では、便宜のため三つの積層チップ１５０のみを積層した例を示す。積層チップ１５０を付着する方法は、ベースチップ１２０上に積層チップ１５０を積層した後、レジンなどの接着層１２６を注入して行うか、またはあらかじめ接着層１２６を付着した後、積層チップ１５０を付着して行える。
【００６１】
個別の積層チップ１５０は、チップパッド１４０、及び基板１３２を貫通してチップパッド１４０と連結されたチップ貫通ビア電極１３８を備える。個別の積層チップ１５０を構成する基板１３２は、集積回路が形成されるアクティブ面１３４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面１３６とを有する。積層チップ１５０は、基板１３２のアクティブ面１３４にチップパッド１４０が形成され、非アクティブ面１３６から突出して貫通ビア電極１３８が形成される。
【００６２】
したがって、前述したように、ウェーハキャリア１２２上に積層チップ１５０を積層するとき、ベースチップ１２０のベース貫通ビア電極１０８と積層チップ１５０のチップパッド１４０とが連結されつつ積層される。換言すれば、個別の積層チップ１５０は、ベース貫通ビア電極１０８と連結されたチップパッド１４０を備え、チップパッド１４０と連結されたチップ貫通ビア電極１３８を備える。
【００６３】
図１１を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に形成されたベースチップ１２０及び積層チップ１５０を保護するように、外部封止材１４２を形成する。外部封止材１４２は、ベース封止材１１６の形成工程で前述したような多様なモールディング方法を利用して形成できる。
【００６４】
図１２を参照すれば、接着層１２４を除去して、ウェーハキャリア１２２から外部封止材１４２が形成されたベースチップ１２０及び積層チップ１５０を分離する。次いで、ウェーハレベルでベースチップパッド１１０と連結された第１外部連結端子１１４上にソルダボールを形成することによって、第２外部連結端子１４４を形成する。これにより、第１外部連結端子１１４と連結された第２外部連結端子１４４で構成される外部連結端子１４６が形成される。次いで、図１に示したように、ウェーハレベルで外部封止材１４２を切断して、チップ積層パッケージ２００を製造する。
【００６５】
図１３ないし図２０は、図２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【００６６】
図１３及び図１４を参照すれば、図３で前述したように、集積回路が形成されるアクティブ面１０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面１０６とを有するベース基板１０２に、ベース貫通ビア電極１０８及びベース貫通ビア電極１０８に連結されるベースチップパッド１１０を形成する。図１３のベース基板１０２は、図３のようにウェーハレベル、すなわちウェーハ状態の基板を示したものである。
【００６７】
次いで、ベース基板１０２のアクティブ面１０４、ベースチップパッド１１０を保護するベース封止材１１６を形成する。ベース封止材１１６を形成する場合、耐熱性やハンドリング側面で強くなるために後続工程が容易である。ベース封止材１１６は、前述したように多様なモールディング方法を利用して形成する。
【００６８】
次いで、図１４に示したように、ベース封止材１１６を研磨して平坦化し、ベース封止材１１６の厚さを薄める。ベース封止材１１６の研磨工程は、後工程でベース基板１０２の背面、すなわち非アクティブ面１０６をエッチングして薄くするための工程の信頼性を確保するためである。図１４のベース封止材１１６の研磨工程は省略することもある。
【００６９】
図１５を参照すれば、ウェーハレベルでベース基板１０２の背面、すなわち非アクティブ面１０６をエッチングして、ベース基板１０２の厚さを薄くする。これにより、ベース基板１０２の背面より突出して露出したベース貫通ビア電極１０８が形成される。図１３ないし図１５において、両側を破断線で図示したものは、ウェーハレベル（状態）を意味する。
【００７０】
図１６を参照すれば、ベース封止材１１６を下面にしてウェーハレベルのベース基板１０２及びベース封止材１１６を切断して、個別（または、単位）ベースチップ１２０を複数用意する。換言すれば、ウェーハ状態に形成されたベース基板１０２及びベース封止材１１６を切断して、個別ベースチップ１２０を形成する個別化工程を行う。図１６のベースチップ１２０は、非アクティブ面１０６が上側に位置する。図１６では、便宜のため一つのベースチップ１２０のみを示す。
【００７１】
図１７を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に接着層１２４を介して、ベース封止材１１６を付着面として複数のベースチップ１２０を個別的に付着して再配置する。ウェーハサイズのウェーハキャリア１２２上に後工程の積層チップを容易に積層するために、ベースチップ１２０を再配置する。
【００７２】
図１８を参照すれば、ウェーハレベルでウェーハキャリア１２２上に再配置されたベースチップ１２０上に、接着層１２６を介して複数の積層チップ１５０を積層する。図１８では、便宜のため三つの積層チップ１５０のみを積層した例を示す。個別の積層チップ１５０の構造、ベースチップ１２０間の連結関係及び積層方法は、図１０と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００７３】
図１９を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に形成されたベースチップ１２０及び積層チップ１５０を保護するように、外部封止材１４２を形成する。外部封止材１４２は、ベース封止材１１６の形成工程で前述したような多様なモールディング方法を利用して形成できる。
【００７４】
図２０を参照すれば、接着層１２４を除去して、ウェーハキャリア１２２から外部封止材１４２が形成されたベースチップ１２０及び積層チップ１５０を分離する。次いで、ベースチップパッド１１０を露出するようにベース封止材をエッチングして、ホール１４８を形成する。ベース封止材１１６のエッチングは、物理的または化学的方法で行う。
【００７５】
次いで、図２に示したように、ホール１４８内でベースチップパッド１１０と連結され、ベース封止材１１６より突出するようにソルダボールを形成して、外部連結端子１５２を完成する。次いで、ウェーハレベルで外部封止材１４２を切断して、図２に示したチップ積層パッケージ２００ａを製造する。
【００７６】
図２１は、本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【００７７】
具体的に、本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージ５００は、ベースチップ３３０を備える。ベースチップ３３０は、ベース基板３０２、ベースチップパッド３１０、ベース貫通ビア電極３０８及びベース封止材３２０から構成される。ベース基板３０２は、集積回路が形成されるアクティブ面３０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面３０６とを有し、配線基板として利用される。ベース基板３０２は、シリコン基板で構成される。
【００７８】
ベース基板３０２内には、ベース基板３０２を貫通するベース貫通ビア電極３０８が形成されており、ベース貫通ビア電極３０８は、ベースチップパッド３１０と連結されている。ベースチップパッド３１０及びベース貫通ビア電極３０８は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで構成される。ベースチップパッド３１０は、ベース基板３０２上に形成された再配線層（図示せず）を利用した再配線パッドであることもある。本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージ５００は、ベースチップ３３０に異種チップ３１６をさらに含んでいる。異種チップ３１６は、ベース基板３０２のアクティブ面３０４上に接着層３１４を介在して付着されている。異種チップ３１６は、積層チップ３５０と種類の異なるチップである。異種チップ３１６のチップパッド３１７は、ベースチップパッド３１０と電気的に連結される。
【００７９】
ベース封止材３２０は、ベース基板３０２の一面、例えばアクティブ面３０４と異種チップ３１６とを保護するように形成されている。ベースチップ３２０は、ベース基板３０２の一面、例えばアクティブ面３０４が下方に向かい、ベース基板３０２を支持するベース封止材３２０が下側に形成されている。ベースチップ３２０は、ベース基板３０２の一面、例えばアクティブ面３０４上にベースチップパッド３１０が形成され、ベース基板３０２の他面、例えば非アクティブ面３０６上にベース貫通ビア電極３０８が突設されている。
【００８０】
ベース基板３０２の他面、すなわち非アクティブ面３０６の上部には、接着層３４２を介して複数の積層チップ３５０、例えば三つの積層チップ３５０が付着されている。個別の積層チップ３５０は、集積回路が形成されるアクティブ面３３４、及び集積回路が形成されていない非アクティブ面３３６を有する基板３３２を備える。基板３３２は、シリコン基板で構成される。個別の積層チップ３５０は、基板３３２を貫通するチップ貫通ビア電極３３８、及びチップ貫通ビア電極３３８と連結されたチップパッド３４０を有する。
【００８１】
個別の積層チップ３５０は、アクティブ面３３４が下方に向かって、チップパッド３４０がベースチップ３３０のベース貫通ビア電極３０８と直接的に連結される。基板３３２の一面、例えばアクティブ面３３４に形成されたチップパッド３４０は、ベース基板３０２の他面上に突設されたベース貫通ビア電極３０８と連結される。とにかく、チップ貫通ビア電極３３８及びチップパッド３４０は、ベースチップ３３０のベース貫通ビア電極３０８及びベースチップパッド３１０と連結される。
【００８２】
ベース封止材３２０内には、ベースチップパッド３１０を露出するホール３４６が形成されている。ホール３４６には、ソルダボールが形成されて外部連結端子３４８を構成する。外部連結端子３４８は、ベース封止材３２０より突設されている。外部連結端子３４８は、ベースチップパッド３１０と電気的に連結される。ベースチップ３３０及び積層チップ３５０の外部を取り囲んで保護する外部封止材３４４が形成されている。外部封止材３４４は、ベース封止材３２０が形成された面を除いて外部の全体を取り囲むように形成される。
【００８３】
以上のような構造の本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージ５００は、前述した第１実施形態及び第２実施形態のチップ積層パッケージ２００，２００ａとその効果は同一である。ただし、本発明の第３実施形態によるチップ積層パッケージ５００は、ベースチップ３２０に異種チップ３１６を備えて多様な機能を具現できる。
【００８４】
図２２は、本発明の第４実施形態によるチップ積層パッケージを示す断面図である。
【００８５】
具体的に、本発明の第４実施形態によるチップ積層パッケージ５００ａは、第３実施形態のチップ積層パッケージ５００と比較するとき、ベースチップ４３０の構造、ベースチップ４３０と積層チップ３５０との配置及び連結関係が異なる点を除いては同一である。
【００８６】
本発明の第４実施形態によるチップ積層パッケージ５００ａは、ベースチップ４３０を備える。ベースチップ４３０は、第３実施形態とは異なって、配線基板として利用されるベース基板３０２のアクティブ面３０４が上側に配置されており、ベース基板３０２の非アクティブ面３０６が下側に配置されている。換言すれば、ベースチップ４３０は、ベース基板３０２の一面、例えば非アクティブ面３０６が下方に向かう。ベースチップ４３０は、ベース基板３０２の一面、例えばアクティブ面３０４上にベースチップパッド３１０が形成され、ベース基板３０２の他面、例えば非アクティブ面３０６上にベース貫通ビア電極３０８が突設されている。
【００８７】
チップ積層パッケージ５００ａは、ベースチップ４３０に異種チップ３１６がさらに付着されている。異種チップ３１６は、ベース基板３０２の非アクティブ面３０６の上部に接着層３１４を介在して付着されている。異種チップ３１６は、積層チップ４５０と種類の異なるチップである。異種チップ３１６は、ベース貫通ビア電極３０８と電気的に連結される。
【００８８】
ベース基板３０２の非アクティブ面３０６上には、絶縁層４０２及び再配線層４０４が形成されている。再配線層４０４は、突出したベース貫通ビア電極３０８と連結される。ベース封止材３２０は、ベース基板３０２の一面、例えば非アクティブ面３０６と異種チップ３１６とを保護するように形成されている。
【００８９】
ベース基板３０２の他面、すなわちアクティブ面３０４の上部には、接着層３４２を介して複数の積層チップ３５０、例えば三つの積層チップ３５０が付着されている。個別の積層チップ３５０は、アクティブ面３３４が上方に向かって、チップ貫通ビア電極３３８がベースチップ４３０のベースチップパッド３１０と直接的に連結される。換言すれば、基板３３２の一面、例えば非アクティブ面３３６に形成されたチップ貫通ビア電極３３８は、ベース基板３０２の他面上に形成されたベースチップパッド３１０と連結される。とにかく、チップ貫通ビア電極３３８及びチップパッド３４０は、ベースチップ４３０のベース貫通ビア電極３０８及びベースチップパッド３１０と連結される。
【００９０】
ベース封止材３２０内には、再配線層４０４を露出するホール４４６が形成されている。ホール４４６には、ソルダボールが形成されて、外部連結端子４４８を構成する。外部連結端子４４８は、ベース封止材３２０より突設されている。ベースチップ４３０及び積層チップ３５０の外部を取り囲んで保護する外部封止材４４２が形成されている。外部封止材４４２は、ベース封止材３２０が形成された面を除いて外部の全体を取り囲むように形成される。
【００９１】
以上のような構造の本発明の第４実施形態によるチップ積層パッケージ５００ａは、前述した第１実施形態ないし第３実施形態のチップ積層パッケージ２００，２００ａ，５００とその効果は同一である。
【００９２】
図２３ないし図２９は、図２１のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【００９３】
図２３を参照すれば、集積回路が形成されるアクティブ面３０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面３０６とを有するベース基板３０２を用意する。図２３のベース基板３０２は、ウェーハレベル、すなわちウェーハ状態の基板を示したものである。ベース基板３０２は、シリコン基板、すなわちシリコンウェーハで形成される。ベース基板３０２内に、ベース貫通ビア電極３０８及びベース貫通ビア電極３０８に連結されるベースチップパッド３１０を形成する。図２３のベース貫通ビア電極３０８は、ベース基板３０２の全体を貫通せずに一部の深さに形成され、後工程でベース基板３０２の全体を貫通する。ベース貫通ビア電極３０２は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。
【００９４】
ベースチップパッド３１０は、ベース貫通ビア電極３０８と同時に形成されることもあり、同時に形成されないこともある。ベースチップパッド３１０は、ベース貫通ビア電極３０８と同様に金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。ベースチップパッド３１０は、ベース基板３０２上に形成された再配線層（図示せず）を利用した再配線パッドであることもある。
【００９５】
ベース基板３０２のアクティブ面３０４上に、接着層３１４を利用して以後に積層される積層チップと種類の異なる異種チップ３１６を付着する。異種チップ３１６のチップパッド３１７は、ベースチップパッド３１０と連結される。異種チップ３１６は、積層チップより小さい。異種チップ３１６、ベース基板３０２及びベースチップパッド３１０が形成されたベース基板３０２のアクティブ面３０４上に、ウェーハ支持部材３１８を付着する。ウェーハ支持部材３１８は、後工程でベース基板３０２の背面、すなわち非アクティブ面３０６をエッチングして薄くする時に使用するために形成するものである。ウェーハ支持部材３１８は、ガラス板などで形成する。
【００９６】
図２４を参照すれば、ウェーハ支持部材３１８を支持体として、ウェーハレベルでベース基板３０２の背面、すなわち非アクティブ面３０６をエッチングしてベース基板３０２の厚さを薄くする。これにより、ベース基板３０２の背面、すなわち非アクティブ面３０６より突出して露出したベース貫通ビア電極３１０が形成される。
【００９７】
図２５を参照すれば、ウェーハ支持部材３１８を分離させ、異種チップ３１６、ベース基板３０２及びベースチップパッド３１０を保護するベース封止材３２０を形成する。ベース封止材３２０を形成する場合、耐熱性やハンドリング側面で強くなるために後続工程が容易である。ベース封止材３２０を形成するとき、露出した貫通ビア電極３０８が露出して形成されたベース基板３０２の背面、すなわち非アクティブ面３０６上には、耐熱テープ（図示せず）が形成されている。
【００９８】
ベース封止材３２０は、多様なモールディング方法、例えば液状の樹脂を金型内に浸透させて固体化させる方法や、フィルム形態の樹脂をラミネーションした後で固体化させる方法や、スプレーで樹脂を噴射させて固体化する方法などを利用できる。図２３ないし図２５において、両側を破断線で示したものは、ウェーハレベル（状態）を意味する。
【００９９】
図２６を参照すれば、ベース封止材３２０を下面にして、ウェーハレベルのベース基板３０２及びベース封止材３２０を切断して、個別（または、単位）ベースチップ３３０を複数用意する。換言すれば、ウェーハ状態で形成されたベース基板３０２及びベース封止材３２０を切断して、個々のベースチップ３３０を形成する個別化工程を行う。個別のベースチップ３３０は、前述した第１及び第２実施形態の個別ベースチップ１２０と比較するとき、異種チップ３１６をさらに備える。
【０１００】
次いで、ウェーハキャリア１２２上に接着層１２４を介して、ベース封止材３２０を付着面として複数のベースチップ３３０を個別的に付着して再配置する。ウェーハサイズのウェーハキャリア１２２上に後工程の積層チップを容易に積層するために、ベースチップ３３０を再配置する。
【０１０１】
図２７を参照すれば、ウェーハレベルでウェーハキャリア１２２に再配置されたベースチップ３３０上に、接着層３４２を介して複数の積層チップ３５０を積層する。図２７では、便宜のため三つの積層チップ３５０のみを積層した例を示す。
【０１０２】
個別の積層チップ３５０は、チップパッド３４０、及び基板３３２を貫通してチップパッド３４０と連結されたチップ貫通ビア電極３３８を備える。個別の積層チップ３５０を構成する基板３３２は、集積回路が形成されるアクティブ面３３４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面３３６とを有する。積層チップ３５０は、基板のアクティブ面３３４にチップパッド３４０が形成され、非アクティブ面３３６から突出して貫通ビア電極３３８が形成される。
【０１０３】
したがって、前述したように、ウェーハキャリア１２２上に積層チップ３５０を積層するとき、ベースチップ３３０のベース貫通ビア電極３０８と積層チップ３５０のチップパッド３４０とが連結されつつ積層される。換言すれば、個別の積層チップ３５０は、ベース貫通ビア電極３０８と連結されたチップパッド３４０を備え、チップパッド３４０と連結されたチップ貫通ビア電極３３８を備える。
【０１０４】
図２８を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に形成されたベースチップ３３０及び積層チップ３５０を保護するように、外部封止材３４４を形成する。外部封止材３４４は、ベース封止材３２０の形成工程で前述したような多様なモールディング方法を利用して形成できる。
【０１０５】
図２９を参照すれば、接着層１２４を除去して、ウェーハキャリア１２２から外部封止材３４４が形成されたベースチップ３３０及び積層チップ３５０を分離する。次いで、ウェーハレベルでベース封止材３２０をエッチングして、ベースチップパッド３１０を露出するホール３４６を形成する。ベース封止材３２０のエッチングは、化学的または物理的方法を利用して行う。
【０１０６】
ホール３４６にソルダボールを形成して、ベースチップパッド３１０に連結される外部連結端子３４８を形成する。次いで、図２１に示したように、ウェーハレベルで外部封止材３４４を切断してチップ積層パッケージ５００を製造する。
【０１０７】
図３０ないし図３６は、図２２のチップ積層パッケージの製造方法を示す断面図である。
【０１０８】
図３０を参照すれば、図２３で前述したように、集積回路が形成されるアクティブ面３０４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面３０６とを有するベース基板３０２を用意する。図３０のベース基板３０２は、ウェーハレベル、すなわちウェーハ状態の基板を示したものである。ベース基板３０２は、シリコン基板、すなわちシリコンウェーハで形成される。
【０１０９】
ベース基板３０２内に、ベース貫通ビア電極３０８及びベース貫通ビア電極３１０に連結されるベースチップパッド３１０が形成されている。図３０のベース貫通ビア電極３０８及びベースチップパッド３１０は、中央部分に二つのみ形成されている。ベースチップパッド３１０及びベース貫通ビア電極３０８は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。ベースチップパッド３１０は、ベース基板３０２上に形成された再配線層（図示せず）を利用した再配線パッドでもありうる。
【０１１０】
図３１を参照すれば、ウェーハレベルでベース基板３０２の背面、すなわち非アクティブ面３０６をエッチングして、ベース基板３０２の厚さを薄くする。これにより、ベース基板３０２の背面より突出して露出されたベース貫通ビア電極３０８が形成される。
【０１１１】
図３２を参照すれば、ベース基板３０２をひっくり返して、ベース基板３０２の非アクティブ面３０６上に絶縁層４０２及び再配線層４０４を形成する。再配線層４０４を形成するとき、露出されたベースチップパッド３１０が形成されたベース基板３０２の表面上には、耐熱テープ（図示せず）が形成されている。再配線層４０４は、金属層、例えばアルミニウム層、銅層などで形成する。ベース基板３０２の非アクティブ面３０６上に、接着層３１４を利用して後に積層される積層チップと種類の異なる異種チップ３１６を付着する。
【０１１２】
次いで、異種チップ３１６、ベース基板３０２及びベースチップパッド３１０を保護するベース封止材３２０を形成する。ベース封止材３２０は、多様なモールディング方法、例えば液状の樹脂を金型内に浸透させて固体化させる方法や、フィルム形態の樹脂をラミネーションした後で固体化させる方法や、スプレーで樹脂を噴射させて固体化する方法などを利用できる。図３０ないし図３２において、両側を破断線で示したものは、ウェーハレベル（状態）を意味する。
【０１１３】
図３３を参照すれば、ベース封止材３２０を下面にしつつ、ウェーハレベルのベース基板３０２及びベース封止材３２０を切断して、個別（または、単位）ベースチップ４３０を複数用意する。個別ベースチップ４３０は、前述した第１及び第２実施形態の個別ベースチップ１２０と比較するとき、異種チップ３１６をさらに備える。個別ベースチップ４３０は、ベース基板３０２のアクティブ面３０４が上側に位置する。
【０１１４】
次いで、ウェーハキャリア１２２上に接着層１２４を介して、ベース封止材３２０を付着面として複数のベースチップ４３０を個別的に付着して再配置する。ウェーハサイズのウェーハキャリア１２２上に後工程の積層チップを容易に積層するために、ベースチップ４３０を再配置する。
【０１１５】
図３４を参照すれば、ウェーハレベルでウェーハキャリア１２２上に再配置されたベースチップ３３０上に、接着層３４２を介して複数の積層チップ３５０を積層する。図３４では、便宜のため三つの積層チップ３５０のみを積層した例を示す。
【０１１６】
個別の積層チップ３５０は、前述したように、集積回路が形成されるアクティブ面３３４と、集積回路が形成されていない非アクティブ面３３６とを有する基板３３２、チップパッド３４０及びチップ貫通ビア電極３３８を備える。ウェーハキャリア１２２上に積層チップ３５０を積層するとき、非アクティブ面３３６が下方に向かうように積層される。したがって、ベースチップ４３０のベースチップパッド３１０と積層チップ３５０のチップ貫通ビア電極３３８とが連結されつつ積層される。換言すれば、個別の積層チップ３５０は、ベースチップパッド３１０と連結されたチップ貫通ビア電極３３８を備え、チップ貫通ビア電極３３８は、チップパッド４４０と連結される。
【０１１７】
図３５を参照すれば、ウェーハキャリア１２２上に形成されたベースチップ４３０及び積層チップ３５０を保護するように、外部封止材４４２を形成する。外部封止材４４２は、ベース封止材３２０の形成工程で前述したような多様なモールディング方法を利用して形成できる。
【０１１８】
図３６を参照すれば、接着層１２４を除去して、ウェーハキャリア１２２から外部封止材４４２が形成されたベースチップ４３０及び積層チップ３５０を分離する。次いで、ウェーハレベルでベース封止材３２０をエッチングして、再配線層４０４を露出するホール４４６を形成する。ホール４４６にソルダボールを形成して、外部連結端子４４８を形成する。外部連結端子４４８は、再配線層４０４を通じてベースチップ４３０のチップ貫通ビア電極３１０と連結される。次いで、図２２に示したように、ウェーハレベルで外部封止材４４２を切断して、チップ積層パッケージ５００ａを製造する。
【０１１９】
以下では、本発明によるチップ積層パッケージ２００，２００ａ，５００，５００ａを利用した多様な応用例を説明する。応用例は多様であるが、幾つかの例のみを説明する。図３７ないし図３９では、本発明によるチップ積層パッケージの参照番号を２００，５００でのみ表示する。
【０１２０】
図３７は、本発明によるチップ積層パッケージを利用したパッケージモジュールの構成を示す概略図である。
【０１２１】
具体的に、本発明によるチップ積層パッケージ２００，５００は、パッケージモジュール６００に応用される。パッケージモジュール６００は、モジュール基板６１０にチップ積層パッケージ２００，５００が複数付着されている。パッケージモジュール６００は、一側にパッケージ６２０が付着されており、他側には、外部接続端子６３０が位置する。本発明によるチップ積層パッケージ２００，５００は、図３７に限定されず、多様なパッケージモジュールに適用される。
【０１２２】
図３８は、本発明によるチップ積層パッケージを利用したカードの構成を示す概略図である。
【０１２３】
具体的に、本発明によるチップ積層パッケージ２００，５００は、カード７００に応用される。カード７００は、マルチメディアカード（ＭＭＣ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｃａｒｄ）、保安デジタル（ＳＤ：Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カードなどを含む。カード７００は、コントローラ７１０及びメモリ７２０を備える。メモリ７２０は、フラッシュメモリ、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）または他の形態の不揮発性メモリでありうる。コントローラ７１０からメモリ７２０に制御信号を送り、コントローラ７１０とメモリ７２０との間にはデータを送受信する。
【０１２４】
しかし、本発明のカード７００を構成するコントローラ７１０及びメモリ７２０を前述したような本発明のチップ積層パッケージ２００，５００に採用できる。かかる場合、カード７００は、メモリの容量を大きくすることができ、多様な機能を有するコントローラ７１０を備える。また、本発明のカード７００は、厚さを薄くすることができ、配線長も短くすることができるので、性能を向上させる。
【０１２５】
図３９は、本発明によるチップ積層パッケージを利用した電子システムの構成を示す概略図である。
【０１２６】
具体的に、本発明による電子システム８００は、コンピュータ、モバイルホン、ＭＰ３（ＭＰＥＧ  Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ−３）プレーヤ、ナビゲータなどを意味する。本発明による電子システム８００は、プロセッサ８１０、メモリ８２０及び入出力装置８３０を備える。プロセッサ８１０、メモリ８２０及び入出力装置８３０間には、通信チャンネル８４０を利用して制御信号やデータを送受信する。
【０１２７】
しかし、本発明による電子システム８００において、チップ積層パッケージ２００，５００をプロセッサ８１０及びメモリ８２０に採用される。かかる場合、本発明による電子システム８００は、多様な機能を具現でき、信頼性も向上させる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、チップ積層パッケージ関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０２  ベース基板、
１０４，１３４  アクティブ面、
１０６，１３６  非アクティブ面、
１０８  ベース貫通ビア電極、
１１０  ベースチップパッド、
１１４  第１外部連結端子、
１１６  ベース封止材、
１２０  ベースチップ、
１２６  接着層、
１３２  基板、
１３８  チップ貫通ビア電極、
１４０  チップパッド、
１４２  外部封止材、
１４４  第２外部連結端子、
１４６  外部連結端子、
１５０  積層チップ、
２００  チップ積層パッケージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010245534.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2010245534.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
2010245534.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
2010245534.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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