(57)【要約】    【課題】  エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ及びその作製方法を提供する。    【解決手段】  センターボンディング用パッドが一面に形成されたセンターボンディング型半導体チップ上に、上記パッドに電気的に接続されて半導体チップのエッジ方向に延長されるエッジボンディング用金属パターンを形成し、半導体チップを接着剤を用いて外部との電気的接続のための回路パターンが形成された基板上に接着し、半導体チップに形成された上記金属パターンと基板の回路パターンを半導体チップのエッジ領域で連結部材を介して相互電気的に導通させ、半導体チップを保護するために基板をモールディングしてパッケージ化した後、半導体チップと外部基板との電気的導通のために基板の回路パターンに半田ボールを取付けることでＢＧＡパッケージを製作する。【選択図】図７
2005086194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的接続のための回路パターンが形成された基板と、
前記基板上に取付けられ、一面にセンターボンディング用パッドが形成されたセンターボンディング型半導体チップと、
前記半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記センターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、
前記半導体チップのエッジ方向に延在する前記エッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを電気的に接続するための連結部材と、
前記半導体チップを保護するために前記基板をモールディングしてパッケージ化する密封部材と、
前記半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に接続される半田パッドに取付けられる半田ボールと、
から構成されていることを特徴とする、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項２】
電気的接続のための回路パターンが形成された基板と、
前記基板上に取付けられ、一面にセンターボンディング用パッドが形成された第１のセンターボンディング型半導体チップと、
前記第１半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記第１のセンターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、
積層(Stack)構造を形成するために前記第１半導体チップ上に塗布される接着部材と、
前記接着部材を介して前記第１半導体チップ上に積層され、一面にセンターボンディング用パッドが形成された第２のセンターボンディング型半導体チップと、
前記第２半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記第２のセンターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、
前記第１及び第２の半導体チップのエッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを電気的にそれぞれ接続するための連結部材と、
前記第１及び第２の半導体チップを保護するために前記基板をモールディングしてパッケージ化する密封部材と、
前記第１及び第２の半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に互いに接続される半田パッドに取付けられる半田ボールと、
から構成されていることを特徴とする、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項３】
前記第１半導体チップに塗布される接着部材は、前記第１及び第２の半導体チップのバランスを保たせ、前記第１半導体チップの連結部材と前記第２半導体チップとの間の短絡(shortage)を防止するスペーサ含有非導電性接着剤であることを特徴とする、請求項２に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項４】
前記金属パターンは、導電性金属をスパッタリングして形成されたものであることを特徴とする、請求項１または２に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項５】
前記連結部材は、導電性ワイヤであることを特徴とする、請求項１または２に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項６】
前記連結部材は、前記第１半導体チップのエッジ領域で前記エッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを接続することを特徴とする、請求項１に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項７】
前記連結部材は、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップのそれぞれのエッジ部分で前記エッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを電気的に接続することを特徴とする、請求項２に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項８】
前記密封部材は、合成樹脂であることを特徴とする、請求項１または２に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ。
【請求項９】
センターボンディング用パッドが形成された半導体チップを有するウエハにパシベーション処理を行うステップと、
前記半導体チップのダメージを最小化するために前記ウエハ上に応力緩衝層(ＳＢＬ)を形成するステップと、
前記半導体チップ上に形成された前記センターボンディング用パッドをウエハレベルでエッジボンディング用パッドにするためのエッジボンディング用金属パターンを形成するステップと、
前記エッジボンディング用メタルパッドが形成された前記ウエハを所定の半導体チップサイズに切断(sawing)するステップと、
接着材を使って前記半導体チップを基板上に取付けるステップと、
前記半導体チップに形成されたエッジボンディング用金属パターンと前記基板に形成された回路パターンとを、前記半導体チップのエッジ領域で連結部材を介して電気的に接続するステップと、
前記半導体チップを保護するために密封部材でモールディングするステップと、
前記半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に接続されるように構成された半田パッドに半田ボールを取付けるステップと、
前記半田ボールが取付けられた基板を切断(sawing)して単層構造のＢＧＡパッケージを完成するステップと、
を備えることを特徴とする、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージの作製方法。
【請求項１０】
センターボンディング用パッドが形成された半導体チップを有するウエハにパシベーション処理を行うステップと、
前記半導体チップのダメージを最小化するために前記ウエハ上に応力緩衝層(ＳＢＬ)を形成するステップと、
前記半導体チップ上に形成された前記センターボンディング用パッドをウエハレベルでエッジボンディング用パッドにするためのエッジボンディング用金属パターンを形成するステップと、
前記エッジボンディング用金属パターンが形成された前記ウエハを所定の半導体チップサイズに切断（sawing）するステップと、
接着剤を使って第１半導体チップを基板上に取付けるステップと、
前記第１半導体チップに形成されたエッジボンディング用金属パターンと、前記基板に形成された回路パターンとを、前記第１半導体チップのエッジ領域で連結部材を介して電気的に接続するステップと、
積層（Stack）構造を形成するために前記第１半導体チップ上に接着部材を塗布するステップと、
前記接着部材を介して前記第１半導体チップ上に第２半導体チップを積層するステップと、
前記第２半導体チップ上に形成されたエッジボンディング用金属パターンと前記基板に形成された回路パターンとを、前記第２半導体チップのエッジ領域で連結部材を介して電気的に接続するステップと、
前記第１及び第２の半導体チップを保護するために密封部材でモールディングするステップと、
前記第１及び第２の半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に接続されるように構成された半田パッドに半田ボールを取付けるステップと、
前記半田ボールが取付けられた基板を切断して多層構造のＢＧＡパッケージを完成するステップと、
を備えることを特徴とする、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージの作製方法。
【請求項１１】
前記半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するステップは、
前記ウエハ上の応力緩衝層(ＳＢＬ)上にフォトレジストをコーティングするステップと、
前記半導体チップのセンターボンディング用パッドをオープンにするためのマスクパターンが形成されたマスクを前記フォトレジスト上にコーティングするステップと、
前記マスクによりマスキング処理されなかった部分のフォトレジスト及び応力緩衝層を露光するステップと、
前記露光された部分を現像して前記フォトレジスト及び応力緩衝層を除去し、前記センターボンディング用パッド部分をオープンにするステップと、
前記マスクにより保護された前記フォトレジストを剥離した後、エッジボンディング用金属パターンを形成するための金属層を形成するステップと、
前記金属層上にフォトレジストをコーティングするステップと、
前記フォトレジスト上にエッジボンディング用金属パターンを形成するためのマスクパターンを有するマスクをコーティングするステップと、
前記マスクによりマスキング処理されなかった部分のフォトレジストに露光を行うステップと、
前記露光された部分のフォトレジストを除去した後、前記除去されたフォトレジスト領域の金属層をエッチングするステップと、
前記マスクにより保護された前記フォトレジストを剥離して前記半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するステップと、
を備えることを特徴とする、請求項９または１０に記載のボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ及びその作製方法に関する。本発明は、さらに詳細には、ウエハレベルでセンターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成した後、これを利用してエッジボンディング形態のワイヤボンディングを行って多数枚の半導体チップを積層構造にして、高密度メモリ（high  density  memory）性能を有するようにしたＢＧＡパッケージ及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に使用されているＢＧＡパッケージは、ＢＧＡ基板上に実装される半導体チップに形成されたボンディングパッドの位置によってセンターボンディングパッド型ＢＧＡパッケージとエッジボンディングパッド型ＢＧＡパッケージとに大別される。
【０００３】
とりわけ、図１に示すようにチップパッドが半導体チップの中心部に位置するセンターボンディングパッド型ＢＧＡパッケージは、半導体製品のチップ設計を容易にし、ウエハ状態で電気的特性を向上させる利点から主として使用されている。
【０００４】
次に図１を参照しながら、従来から使用されてきたセンターボンディングパッドを有するＢＧＡパッケージの構成について簡単に説明する。つまり、チップ１の活性面の中央付近にチップパッド３が形成され、非活性面には接着剤７が塗布されており、該接着剤７を介してチップ１と基板２が接着されている。基板２の上面には基板パッド９が形成され、下面には複数の半田パッド８が形成され、該半田パッド８を除く下面全体にかけてフォトレジストが塗布されており、対応する前記半田パッド８を介して複数の半田ボール５が基板２に取付けられている。
【０００５】
なお、チップパッド３と基板パッド９との間にはボンディングワイヤ４が接合されてチップ１と基板２間を電気的に接続しており、基板２上のチップ１とボンディングワイヤ４とを取り囲んで外部環境から保護するように成形樹脂６が形成されている。
【０００６】
このように作製されたセンターボンディングパッド型ＢＧＡパッケージ１００は、工程は容易であるものの、チップパッド３と基板パッド９との距離が遠すぎるため、長いボンディングワイヤ４が要求される。この結果、チップを前記成形樹脂でモールディングする場合、モールディング圧力によって前記ボンディングワイヤがモールディング方向に偏ってしまい、チップのエッジ部分で短絡されるスイーピング(sweeping)が発生し易くなるなど、ボンディングワイヤ４の安定性において問題があった。
【０００７】
そこで、上記の問題を解決するための一例として、“金属パターンを備えるチップを含むセンターパッド型ＢＧＡパッケージ”に対する技術的思想が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
前記“金属パターンを備えるチップを含むセンターパッド型ＢＧＡパッケージ”は、図２に示すように、活性面の中央付近に形成されるチップパッド３３及び、該チップパッド３３のまわりに複数の金属パターン４０が形成されたチップ３１と、該チップ３１の非活性面に塗布された接着剤３７を介して前記チップ３１が接着され、その上面には基板パッド３９が形成されて下面には複数の半田パッド３８が形成された基板３２と、前記チップパッド３３と前記複数の金属パターン４０との間を電気的に接続する第１ボンディングワイヤ３４１と、前記複数の金属パターン４０と前記基板パッド３９との間を電気的に接続する第２ボンディングワイヤ３４２と、前記対応する半田パッド３８を介して前記基板３２に取付けられる複数の半田ボール３５と、前記基板３２上の前記チップ３１と前記第１ボンディングワイヤ３４１と第２ボンディングワイヤ３４２とを取り囲むように形成される成形樹脂３６と、を備える。
【０００９】
このように構成された“金属パターンを備えるチップを含むセンターパッド型ＢＧＡパッケージ”では、図１に示したようなセンターボンディングパッド型ＢＧＡパッケージと比べて、ボンディングワイヤの長さが短くなるため、ボンディングワイヤのスイーピング発生の問題は解決できたが、チップパッドと金属パターンとの間を連結する第１ワイヤボンディングが必要となるので、作製工程が複雑になる他、断線し易くなるといった問題点があった。
【００１０】
しかも、前記チップパッドと金属パターンとの間を連結する第１ワイヤボンディングのために、チップの上に他のチップを積層する構造を形成することができず、結果として、高密度メモリ性能を持つＢＧＡパッケージの実現は不可能であった。
【００１１】
【特許文献１】大韓民国特許出願第２００１−００７８１３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明は、上記の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、ウエハレベルでセンターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成した後、これを用いてエッジボンディング形態のワイヤボンディングを行うことによって多数枚の半導体チップを積層し、高密度メモリ(high density memory)性能を持つＢＧＡパッケージ及びその作製方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ウエハレベルでセンターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成することによって、ワイヤボンディング時に発生する断線及び短絡(shortage)を防止し、高い信頼性のＢＧＡパッケージ及びその作製方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、ウエハレベルでセンターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成することによって、電気的接続のためのワイヤボンディングパッドを微細化(Fine)して、半導体チップの作製コストを節減できるＢＧＡパッケージ及びその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージは、電気的接続のための回路パターンが形成された基板と、前記基板上に取付けられ、一面にセンターボンディング用パッドが形成されたセンターボンディング型半導体チップと、前記半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記センターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、前記半導体チップのエッジ方向に延在する前記エッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを電気的に接続するための連結部材と、前記半導体チップを保護するために前記基板をモールディングしてパッケージ化する密封部材と、前記半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に接続される半田パッドに取付けられる半田ボールと、から構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成されたＢＧＡパッケージは、電気的接続のための回路パターンが形成された基板と、前記基板上に取付けられ、一面にセンターボンディング用パッドが形成された第１のセンターボンディング型半導体チップと、前記第１半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記第１のセンターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、積層(Stack)構造を形成するために前記第１半導体チップ上に塗布される接着部材と、前記接着部材を介して前記第１半導体チップ上に積層され、一面にセンターボンディング用パッドが形成された第２のセンターボンディング型半導体チップと、前記第２半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続され、前記第２のセンターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在するエッジボンディング用金属パターンと、前記第１及び第２の半導体チップのエッジボンディング用金属パターンと前記基板の回路パターンとを電気的にそれぞれ接続するための連結部材と、前記第１及び第２の半導体チップを保護するために前記基板をモールディングしてパッケージ化する密封部材と、前記第１及び第２の半導体チップの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板の回路パターンと電気的に互いに接続される半田パッドに取付けられる半田ボールと、から構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ及びその作製方法によれば、ウエハレベルでセンターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成した後、これを利用してエッジボンディング形態のワイヤボンディングを行うため、多数枚の半導体チップを積層構造にすることができ、その結果、アセンブリ工程におけるコストをダウンさせることができる他、高密度メモリ(high density memory)性能を実現することができる。
【００１８】
また、本発明は、センターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンをウエハレベルで形成するため、電気的接続のためのワイヤボンディングパッドの微細化(Fine)が可能となり、ウエハ上に実現される半導体チップの量産枚数を増加させて半導体チップの作製コストを節減できる効果を呈する。
【００１９】
また、本発明は、センターボンディング型半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンをウエハレベルで形成するため、ワイヤボンディング時に発生する断線及び短絡を防止し、製品の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る、ウエハレベルで形成されたエッジボンディング用金属パターンを持つ半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ及びその作製方法について詳細に説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージの構成を示す断面図である。図４ａ乃至図４ｉは、本発明に係る半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するステップを示す工程図である。図５は、本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージの作製方法を説明するためのフローチャートである。図６は、本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するステップを示すフローチャートである。
【００２２】
まず、図３を参照して、本発明の一実施例に係る、単層構造を持つエッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージの構成を詳細に説明する。
【００２３】
第１実施例
本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージは、図３に示すように、基板１０、半導体チップ２０、連結部材３０、密封部材４０、半田ボール５０及び接着剤６０を備える。
【００２４】
ここで、基板１０は、外部との電気的接続のための回路パターン１１が形成された剛性のある(rigid)または柔軟性のある(flexible)形態を持つＢＧＡ基板であり、接着部材６０を介して、後述するエッジボンディング用金属パターン２６が形成されたセンターボンディング型半導体チップ２０を上面に実装し、連結部材３０を介して前記エッジボンディング用金属パターン２６と前記回路パターン１１とが電気的に接続される構成となっている。
【００２５】
また、前記基板１０の下面には、前記回路パターン１１と電気的に接続され、且つ、所定の外部基板との電気接続のための半田ボール５０が取付けられる半田パッド(図示せず)が形成されている。前記半田パッドに取付けられた半田ボール５０を介して、後述する半導体チップ２０の電気信号を外部に伝達するように構成されている。
【００２６】
半導体チップ２０は、図４ｉに示すように、上面にセンターボンディング用パッド２１が形成されたセンターボンディング型半導体チップである。半導体チップ２０上には、ウエハレベルで所定の方式、例えばスパッタリングにより前記半導体チップのセンターボンディング用パッドに電気的に接続されるエッジボンディング用金属パターン２６が形成されている。エッジボンディング用金属パターン２６は、前記センターボンディング型半導体チップのエッジ方向に延在して、連結部材３０を介して基板１０の回路パターン１１と電気的に接続される。半導体チップは、接着剤６０を介して前記基板１０上に実装される。
【００２７】
その後、前記半導体チップ２０のエッジボンディング用金属パターン２６は、連結部材３０を介して前記基板１０に形成された回路パターン１１と電気的に接続される。
【００２８】
ここで、図４ａ乃至図４ｃを参照して、前記半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターン２６をウエハレベルで形成するプロセスを詳細に説明する。
【００２９】
まず、センターボンディングパッド２１が中央に形成されたセンターボンディング型半導体チップ２０をエッジボンディング型半導体チップにするために、図４ａに示したようなセンターボンディング型半導体チップ２０で構成された半導体ウエハにパシベーション処理を行い、半導体ウエハの表面を安定化させる。
【００３０】
つまり、上記のパシベーションは、半導体ウエハの表面安定化のための処理であって、ゲッターとしてのP2O6を半導体ウエハの酸化膜表面に付着させて、熱処理工程中にナトリウムイオンがウエハの酸化膜に侵入するのを防止する。したがって、ウエハ上に形成された半導体チップを保護する役割を果たしている。
【００３１】
上述のように半導体ウエハ上にパシベーション処理を行った後、図４ｂに示すように、応力緩衝層(ＳＢＬ)２２が半導体ウエハ上にコーティングされる。
【００３２】
ここで、前記応力緩衝層(ＳＢＬ)２２は、半導体チップ２０のヒューズボックスと金属層との間の絶縁を防止し、また、ワイヤボンディング時での半導体チップのダメージを最小化する役割を果たす。
【００３３】
上述したように、半導体ウエハ上に応力緩衝層(ＳＢＬ)２２をコーティング処理した後、図４ｃに示すように、半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１をオープンさせるために、前記応力緩衝層(ＳＢＬ)２２上に感光性部材であるフォトレジスト２３を塗布する。
【００３４】
その後、図４ｄに示すように、前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１が形成された部分をオープンさせるためのマスクパターンが形成されたマスク２４を前記フォトレジスト２３上にコーティングする。
【００３５】
上記のマスキング処理の後、図４ｅに示すように、マスキング処理されなかった部分、つまり前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１が形成された部分を露光する。前記マスク２４でマスキング処理されずに露光された部分を現像し、マスキング処理されなかった部分の応力緩衝層２２及びフォトレジスト２３を除去する。
【００３６】
このようにマスキング処理されなかった部分の応力緩衝層２２及びフォトレジスト２３を除去した後、図４ｆに示すように、マスク処理されて露光されなかった部分のフォトレジスト２３を剥離し、前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１をオープンさせる。
【００３７】
その後、図４ｇに示すように、前記半導体チップ２０上にエッジボンディング用金属パターンを形成するためにスパッタリング(sputtering)を施して金属層２５を形成する。
【００３８】
ここで、前記金属層２５は、スパッタリングにより前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１と電気的に接続されるように構成される。
【００３９】
このように半導体チップ２０上に金属層２５を形成した後、図４ｈに示すように、前記半導体チップ２０のセンターボンディングパッド２１と電気的に接続される所定形状を持つエッジボンデング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６を形成する。
【００４０】
つまり、前記金属層２５にフォトレジストを被覆し、エッジボンディング用金属パターン２６を形成するための回路パターンが形成されたマスクを前記フォトレジスト上にコーティングする。
【００４１】
その後、前記マスクによりマスキング処理されなかった部分のフォトレジストに対する露光を行って、前記露光された部分のフォトレジストを除去し、前記除去されたフォトレジスト下の金属層２５にエッチング処理を施す。
【００４２】
このように前記除去されたフォトレジスト領域の金属層２５にエッチングを行った後、前記マスクにより保護されて露光されなかった部分に残留するフォトレジストを剥離し、図４ｉに示すようなエッジボンディング用金属パターン２６を前記半導体チップ２０上に形成する。
【００４３】
ここで、図４ｉは、センターボンディング用パッド２１から半導体チップのエッジ領域に延在するエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップの上面図である。参照符号２７は、ウエハ上のエッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップを、独立した一枚の半導体チップに切断するための切断(sawing)線である。
【００４４】
連結部材３０は、前記基板１０に実装された半導体チップ２０と前記基板１０とを電気的に接続するものである。より具体的には、前記基板１０に形成された回路パターン１１と前記基板１０に実装された半導体チップ２０に形成されたエッジボンディング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６とを、連結部材３０により前記半導体チップ２０のエッジ部分で連結して電気的に接続する役割を果たす。
【００４５】
ここで、前記連結部材３０には導電性ワイヤが主に使用されるが、他の連結手段を使用しても本発明の技術思想を達成できるという点に留意されたい。
【００４６】
密封部材４０は、前記基板１０上に実装された半導体チップ２０と、前記基板１０及び前記半導体チップ２０の間を電気的に接続するための連結部材３０である導電性ワイヤとを保護する。
【００４７】
この前記基板１０上に実装された半導体チップ２０をモールディングする密封部材４０には、主に樹脂を使用しているが、これに限定されるものではない。
【００４８】
半田ボール５０は、前記基板１０の下面に形成された半田パッド(図示せず)に取付けられる。前記基板１０に実装された半導体チップ２０から出力される電気信号は、半田ボール５０により外部基板に伝えられる。
【００４９】
つまり、前記半導体チップ２０上に形成されたエッジボンディング用パッドとして使用されるエッジボンディング用金属パターン２６から所定の電気信号が出力される場合、電気信号は前記連結部材３０を介して前記基板１０に形成された回路パターン１１に入力される。
【００５０】
次いで、前記回路パターン１１に入力された前記電気信号は、前記回路パターン１１と電気的に接続された半田パッドに入力される。この半田パッドに入力された電気信号は、前記半田ボール５０を介して外部基板に伝えられる。
【００５１】
以下、本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージの作製方法について、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００５２】
まず、センターボンディング用パッド２１が形成された半導体チップ２０を有するウエハにパシベーション処理を行う(ステップ１００)。
【００５３】
つまり、半導体チップ２０を有するウエハの酸化膜表面にP206を付着させるパシベーション工程を行うことによって、熱処理工程中にナトリウムイオンがウエハの酸化膜に侵入することを防止し、半導体チップをダメージから保護する。
【００５４】
このようにウエハ表面に対してパシベーション処理を行った後、半導体チップ２０のヒューズボックスと金属層２５との間に絶縁処理を行う。また、ワイヤボンディング時に半導体チップ２０へのダメージを最小化するための応力緩衝層(ＳＢＬ)２２をウエハ上にコーティングする(ステップ２００)。
【００５５】
その後、前記応力緩衝層(ＳＢＬ)２２が形成されたウエハを所定のマスキング工程でパターニングすることによって、前記ウエハ上にエッジボンディング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップ２０を実現する(ステップ３００)。
【００５６】
次に図６を参照しながら、ウエハ上にエッジボンディング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップ２０を実現するステップ(ステップ３００)を具体的に説明する。
【００５７】
まず、前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１をオープンさせるために前記応力緩衝層(ＳＢＬ)２２上に感光性部材であるフォトレジスト２３を塗布する(ステップ３０１)。半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１が形成された部分をオープンさせるためのマスクパターンが形成されたマスク２４を前記フォトレジスト２３上にコーティングする(ステップ３０２)。
【００５８】
このように前記フォトレジスト２３をマスキング処理した後、前記マスクによりマスキング処理されなかった部分であるセンターボンディング用パッド２１が形成された部分に露光を行う(ステップ３０３)。
【００５９】
その後、露光された部分を現像して前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１が形成された部分からフォトレジスト２３及び応力緩衝層(ＳＢＬ)２２を除去する(ステップ３０４)。前記マスク２４によりマスキング処理されて露光されなかった部分のフォトレジストを剥離し、前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１をオープンさせる(ステップ３０５)。
【００６０】
前記半導体チップ２０のセンターボンディング用パッド２１をオープンさせた後、前記半導体チップ２０上にエッジボンディング用金属パターン２６を形成するために、スパッタリングのような所定の堆積方法により金属層２５を形成する(ステップ３０６)。
【００６１】
その後、前記金属層２５に感光部材のフォトレジストを塗布する(ステップ３０７)。エッジボンディング用金属パターン２６を形成するための回路パターンを有するマスクを前記フォトレジスト上にコーティングする(ステップ３０８)。
【００６２】
このようにマスクが前記フォトレジスト上にコーティングされた後、前記マスクによりマスキング処理されなかった部分すなわち金属パターンが形成されない部分のフォトレジストを除去する(ステップ３０９)。前記フォトレジストが除去された部分に形成された金属層２５をエッチングして金属層２５を除去する(ステップ３１０)。
【００６３】
その後、前記マスクにより保護された部分すなわち露光されなかった部分に残留するフォトレジストを剥離し、エッジボンディング用金属パターン２６を前記半導体チップ２０上に形成する(ステップ３１１)。
【００６４】
上述のようにウエハ上にエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップ２０を実現した後、前記金属パターンの形成されたウエハをブレードで所定の半導体チップサイズに切断(sawing)する(ステップ４００)。
【００６５】
その後、所定の大きさに切断(sawing)されたエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップ２０を、電気的接続のために所定形状の回路パターン１１が形成された基板１０上に接着剤６０で接着する(ステップ５００)。
【００６６】
前記半導体チップ２０を基板１０上に取付けた後、前記半導体チップ２０上のエッジボンディング用金属パターン２６と前記基板１０の回路パターン１１とを、前記半導体チップ２０のエッジ部分で電気的に接続するための連結部材３０、つまり導電性ワイヤを介して相互に接続する(ステップ６００)。
【００６７】
その後、前記基板１０上に形成された半導体チップ２０を保護するために密封部材４０である樹脂を使って前記基板１０をモールディングする(ステップ７００)。前記基板１０に実装された半導体チップ２０からの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板１０の下面に形成された導電性半田パッドに半田ボール５０を取付ける(ステップ８００)。
【００６８】
最後に、前記密封部材４０でモールディングされた前記パッケージ化された基板を所定の大きさに切断(sawing)し、ウエハレベルでエッジボンディング用金属パターン２６が形成されたＢＧＡパッケージを完成する(ステップ９００)。
【００６９】
以下、図７を参照しながら、本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの構成を詳細に説明する。
【００７０】
図７は、本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの断面図である。図８は、本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの作製方法を示すフローチャートである。
【００７１】
図７は、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された２枚の半導体チップ付きボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージに対する構成を示している。２枚以上の半導体チップを利用しても本発明の技術的思想を達成できるという点に留意されたい。
【００７２】
第２実施例
本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージは、図７に示すように、基板１０と、第１半導体チップ２０及び第２半導体チップ２０’と、第１連結部材３０及び第２連結部材３０’と、密封部材４０と、半田ボール５０と、接着剤６０と、接着部材７０とを備える。
【００７３】
ここで、基板１０は、外部との電気的接続のための回路パターン１１が形成された剛性のある(rigid)または柔軟性のある(flexible)形態を持つＢＧＡ基板である。基板１０の上面には、接着剤６０を介して第１半導体チップ２０及び第２半導体チップ２０’が実装されている。第１半導体チップ２０には、後述するエッジボンディング用金属パターン２６が形成されている。同様に、第２半導体チップ２０’には、後述するエッジボンディング用金属パターン２６が形成されている。第１半導体チップ２０上に形成されたエッジボンディング用金属パターン２６は、連結部材３０を介して回路パターン１１に電気的に接続されている。同様に、第２半導体チップ２０’上に形成されたエッジボンディング用金属パターン２６は、連結部材３０’を介して回路パターン１１に電気的に接続されている。
【００７４】
ここで、前記基板１０上に実装された前記第１半導体チップ２０と前記第２半導体チップ２０’との間には、スペーサ内在型の非導電性接着部材７０が配置されている。前記スペーサ内在型の非導電性接着部材７０は、前記半導体チップ２０，２０’間のバランスを保つ役割を果たしている。
【００７５】
また、スペーサ内在型の非導電性接着部材７０は、前記第１半導体チップ２０に使用される連結部材３０である導電性ワイヤと第２半導体チップ２０’との間の短絡(shortage)を防止する役割も果たす。
【００７６】
前記基板１０の下面には、基板１０の回路パターン１１と電気的に接続される半田パッドが形成されている。外部基板との電気接続のために設けられている半田ボール５０が、それぞれ半田パッドに取付けられている。半田パッドに取付けられる半田ボール５０を介して、第１半導体チップ２０及び第２半導体チップ２０’からの電気信号を外部に伝えるように構成されている。
【００７７】
第１及び第２の半導体チップ２０，２０’の上には、第１実施例の図４ｉに示したように、ウエハレベルで所定方法例えばスパッタリングにより、センターボンディング用パッド２１と電気的に接続されたエッジボンディング用金属パターン２６が形成されている。エッジボンディング用金属パターン２６は、半導体チップ２０，２０’のエッジ領域に延在している。
【００７８】
また、前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’は、接着剤６０を介して前記基板上に実装されている。前記エッジボンディング用金属パターン２６が、連結部材３０，３０’を介して、第１及び第２の半導体チップ２０，２０’のエッジ領域で、前記基板１０に形成された回路パターン１１と電気的に接続されている。
【００７９】
また、前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’上にエッジボンデング用金属パターン２６をウエハレベルで形成するプロセスは、本発明の第１実施例で詳細に説明した内容と同一なので、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
第１及び第２の連結部材３０，３０’は、それぞれ、前記基板１０に実装された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’と前記基板１０とを電気的に相互に接続している。より具体的には、第１及び第２の連結部材３０，３０’は、前記基板１０に形成された回路パターン１１と、前記基板１０に実装された前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’上に形成されたエッジボンディング用金属パターン２６とを相互に電気的に接続する役割を果たす。
【００８１】
ここで、前記連結部材には導電性ワイヤが主に使用されるが、他の連結手段を使用しても本発明の技術思想を達成できるという点に留意されたい。
【００８２】
密封部材４０は、前記基板１０上に実装された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’と、前記基板１０と前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’との間を電気的に接続する第１及び第２の連結部材３０，３０’である導電性ワイヤとを保護する。
【００８３】
ここで、前記基板１０上に実装された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’をモールディングする密封部材４０には、主に樹脂を使用しているが、これに限定されるのではない。
【００８４】
半田ボール５０は、前記基板１０の下面に形成された半田パッドに取付けられる。前記基板１０に実装された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’から出力される電気信号は、外部基板に伝えられる。
【００８５】
つまり、前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’に形成されたエッジボンディング金属パターン２６から所定の電気信号が出力される場合、前記電気信号は、前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’にそれぞれ連結された第１及び第２の連結部材３０，３０’を介して、前記基板１０に形成された回路パターン１１に入力される。
【００８６】
その後、前記回路パターン１１に入力された前記電気信号は、前記回路パターン１１と電気的に接続された半田パッドに入力される。前記半田パッドに入力された電気信号は、前記半田ボール５０を介して外部基板に伝えられる。
【００８７】
本発明の第２実施例では２層構造のＢＧＡパッケージ構造について説明したが、本発明の技術的思想はこれに限定されなく、２層以上の多層構造を持つＢＧＡパッケージにしてもいい。
【００８８】
以下、図８を参照しながら、本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンがウエハレベルで形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの作製方法を詳細に説明する。
【００８９】
まず、センターボンディング用パッド２１が形成された半導体チップ２０を有するウエハをパシベーション処理する(ステップ１００)。
【００９０】
つまり、半導体チップを有するウエハの酸化膜表面にP206を付着させるパシベーション工程を行うことによって、熱処理工程中にナトリウムイオンがウエハの酸化膜に侵入するのを防止し、半導体チップに対するダメージから保護する。
【００９１】
このように、ウエハ表面にパシベーション処理を行った後、半導体チップ２０のヒューズボックスと金属層２５とを絶縁させる。ワイヤボンディング時に半導体チップへのダメージを最小化するために、応力緩衝層(ＳＢＬ)２２をウエハ上にコーティングする(ステップ２００)。
【００９２】
その後、前記応力緩衝層(ＳＢＬ)２２が形成されたウエハを所定のマスキング工程によりパタニングすることによって、エッジボンディング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６を前記ウエハ上に有する半導体チップ２０を実現する(ステップ３００)。
【００９３】
エッジボンディング用パッドとして機能するエッジボンディング用金属パターン２６が前記半導体チップ２０上に形成されるステップは、上記第１実施例に詳細に説明されているので、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
上記のように、エッジボンディング用金属パターン２６をウエハ上に有する半導体チップ２０を実現した後、前記金属パターンの形成されたウエハをブレードで所定の半導体チップサイズに切断(sawing)する(ステップ４００)。
【００９５】
その後、所定の大きさに切断された、エッジボンディング用金属パターン２６の形成された第１半導体チップ２０を、電気的接続のために所定形状に形成された回路パターン１１を有する基板１０に接着剤６０を介して接着する(ステップ５００)。
【００９６】
このように、前記第１半導体チップ２０を基板１０に取付けた後、前記第１半導体チップ２０上のエッジボンディング用金属パターン２６と前記基板１０の回路パターン１１とを、前記第１半導体チップ２０のエッジ領域で所定の第１連結部材３０、つまり導電性ワイヤを介して互いに電気的に接続する(ステップ６００)。
【００９７】
その後、第１半導体チップ２０上にスペーサ内在型の非導電性接着部材７０を塗布して、多層のＢＧＡパッケージを実現する(ステップ７００)。前記非導電性接着部材７０を介して、前記第１半導体チップ２０に第２半導体チップ２０’を接着して、第２半導体チップ２０’が第１半導体チップ２０上に積層(Stack)される(ステップ８００)。
【００９８】
ここで、前記基板１０上に実装された前記第１半導体チップ２０と前記第２半導体チップ２０’との間に配置されたスペーサ内在型の非導電性接着部材７０は、前記第１及び第２の半導体チップ２０，２０’のバランスを保つとともに、前記第１半導体チップ２０に使用される前記第１連結部材３０である導電性ワイヤと第２半導体チップ２０’との間の短絡(shortage)を防止する役割も果たす。
【００９９】
このように、前記第１半導体チップ２０上にスペーサ内在型の非導電性接着部材７０を介して前記第２半導体チップ２０’を積層させた後、前記第２半導体チップ２０’上のエッジボンディング用金属パターン２６と前記基板１０の回路パターン１１とを、前記第２半導体チップ２０’のエッジ領域で第２連結部材３０’、つまり導電性ワイヤを介して互いに電気的に接続する(ステップ９００)。
【０１００】
その後、前記基板１０上に形成された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’を保護するために、密封部材４０である樹脂を使って前記基板１０をモールディングする(ステップ１０００)。前記基板１０に実装された第１及び第２の半導体チップ２０，２０’からの電気信号を外部基板に伝えるために、前記基板１０の下面に形成された導電性の半田パッドに半田ボール５０が取付けられる(ステップ１１００)。
【０１０１】
最後に、前記密封部材４０でモールディングされた前記パッケージ化された基板を所定の大きさに切断(sawing)して、ウエハレベルでエッジボンディング用金属パターン２６を有する半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージを完成する(ステップ１２００)。
【０１０２】
以上、本発明を好ましい実施例を開示して説明してきたが、当業者なら、特許請求の範囲に記載された本発明の技術思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】従来技術に係る、センターボンディングパッドを持つＢＧＡパッケージの構成を示す断面図である。
【図２】従来技術に係る、金属パターンを備えるチップを含むセンターパッド型ＢＧＡパッケージの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージの構成断面図である。
【図４ａ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｂ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｃ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｄ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｅ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｆ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｇ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｈ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図４ｉ】本発明に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するプロセスを説明する図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付き単層構造のＢＧＡパッケージの作製方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施例に係る、半導体チップ上にエッジボンディング用金属パターンを形成するステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る、エッジボンディング用金属パターンが形成された半導体チップ付き多層構造のＢＧＡパッケージの作製方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  基板
１１  回路パターン
２０，２０’  半導体チップ
２１  センターボンディング用パッド
２２  応力緩衝層(ＳＢＬ)
２３  フォトレジスト
２４  マスク
２５  金属層
２６  エッジボンディング用金属パターン
２７  切断線
３０，３０’  連結部材
４０  密封部材
５０  半田ボール
６０  接着剤
７０  スペーサ内在型接着部材
【図１】
2005086194.tif 000003
【図２】
2005086194.tif 000004
【図３】
2005086194.tif 000005
【図４ａ】
2005086194.tif 000006
【図４ｂ】
2005086194.tif 000007
【図４ｃ】
2005086194.tif 000008
【図４ｄ】
2005086194.tif 000009
【図４ｅ】
2005086194.tif 000010
【図４ｆ】
2005086194.tif 000011
【図４ｇ】
2005086194.tif 000012
【図４ｈ】
2005086194.tif 000013
【図４ｉ】
2005086194.tif 000014
【図５】
2005086194.tif 000015
【図６】
2005086194.tif 000016
【図７】
2005086194.tif 000017
【図８】
2005086194.tif 000018