JP2006524904A - インダクタンスが減少し、ダイ接着剤の流出が減少した半導体ダイパッケージ - Google Patents

インダクタンスが減少し、ダイ接着剤の流出が減少した半導体ダイパッケージ Download PDF

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Abstract

例示的な一実施例では、構造は、上面を有する基板（３０１）と、基板（３０１）の上面上に位置するダイ取付パッド（３０２）とを含む。ダイ取付パッド（３０２）は、ダイ取付領域（３１１）と、ダイ取付領域（３１１）に電気的に接続された少なくとも１つの基板接地パッド領域（３１３ａ）とを含む。ダイ取付パッド（３０２）はさらに、ダイ取付領域（３１１）と少なくとも１つの基板接地パッド領域（３１３ａ）との間に、ダイ接着剤止め（３３９）を含む。ダイ接着剤止め（３３９）は、パッケージング中、少なくとも１つの基板接地パッド領域（３１３ａ）へのダイ取付接着剤の流出（３１５）を調節および制限するよう作用し、そのため、少なくとも１つの基板接地パッド領域（３１３ａ）をダイ取付領域（３１１）により近づくよう動かすことができ、そのため、パッケージング中、少なくとも１つの基板接地パッド領域（３１３ａ）をダイワイヤボンドパッド（３１４ａ）に接続するために、より短いボンドワイヤ（３２６ａ）が使用され得る。

Description

発明の背景
１．発明の分野
この発明は一般に、半導体の分野に属する。より具体的には、この発明は半導体パッケージングの分野に属する。
２．関連技術
半導体パッケージングの最中、基板表面上に作製されたダイ取付パッド上に、ダイスが搭載される。ダイをダイ取付パッドに取付けるために、ダイ接着剤が通常使用される。たとえば、エポキシ樹脂は、この目的のために使用される一般的なタイプのダイ取付接着剤である。そのようなエポキシは「ダイ取付エポキシ」と呼ばれ得る。ダイを基板上に搭載した後で、ボンドワイヤを用いて、ダイ上に配置されたダイワイヤボンドパッドを、基板上に配置されたそれらの対応する基板接地パッドおよび基板信号パッドに電気的に接続する。
一般に、ダイワイヤボンドパッドを基板接地パッドおよび基板信号パッドに接続するために使用されるボンドワイヤの長さを短くすることが望ましい。著しい一利点は、たとえば、より短いボンドワイヤのインダクタンスの減少である。一方、ボンドワイヤにおけるインダクタンスは、ボンドワイヤの長さが長くなるにつれて増加する。電力増幅器デバイスを含むダイスは、ダイワイヤボンドパッドを基板接地パッドに接続するために使用されるボンドワイヤの長さに特に敏感であり、このため、短くなったボンドワイヤの長さから多大に利益を得ることができる。より短いボンドワイヤに関する他の利点は、パッケージサイズの減少および製造コストの削減を含み、それらは双方とも望ましい。
しかしながら、数々の要因により、ボンドワイヤの長さに対して行なうことができる減少の量は極めて限られている。たとえば、ダイ取付接着剤を用いてダイをダイ取付パッドに取付ける際、ダイ取付接着剤はダイの底面を越えて自然に流出し、一部が基板接地パッド区域に延びる。このダイ取付接着剤の「流出」は、ボンドワイヤを取付け得る基板パッド上の場所とダイとの間の距離を延長する。この距離の延長は、ダイワイヤボンドパッドを基板パッドに接続するためのボンドワイヤ長の増加に対応する。
より長いボンドワイヤ長は、ダイの設計によっても必要とされる場合がある。たとえば、ダイの厚さが増加するにつれ、より長いボンドワイヤが必要となる。さらに、ダイ上のワイヤボンドパッドの場所も、必要なボンドワイヤの長さを規定する場合がある。たとえば、ワイヤボンドパッドがダイの縁から遠ざかり、ダイの中央へ向かって動かされるにつれ、より長いボンドワイヤが必要となる。
したがって、半導体ダイパッケージングの最中にダイワイヤボンドパッドを基板接地パッドおよび／または基板信号パッドに接続するボンドワイヤの長さを短くする構造および手法に対する強い要望が、当該技術分野において存在する。さらに、半導体ダイパッケージングの最中にダイ取付接着剤の流出を調節するための構造および手法に対する要望が、当該技術分野において存在する。
発明の概要
この発明は、インダクタンスが減少し、ダイ取付接着剤の流出が減少した半導体ダイパッケージに向けられる。この発明は、半導体ダイパッケージングにおける、ボンドワイヤの長さを短くすることに対する当該技術分野における要望、およびダイ取付接着剤の流出を調節するための当該技術分野における要望を克服する。
例示的な一実施例では、構造は、上面を有する基板と、基板の上面上に位置するダイ取付パッドとを含む。ダイ取付パッドは、ダイ取付領域と、ダイ取付領域に電気的に接続された少なくとも１つの基板接地パッド領域とを含む。ダイ取付パッドはさらに、ダイ取付領域と少なくとも１つの基板接地パッド領域との間に、ダイ接着剤止めを含む。ダイ接着剤止めは、パッケージング中、少なくとも１つの基板接地パッド領域へのダイ取付接着剤の流出を調節および制限するよう作用し、そのため、少なくとも１つの基板接地パッド領域をダイ取付領域により近づくよう動かすことができ、そのため、パッケージング中、少なくとも１つの基板接地パッド領域をダイワイヤボンドパッドに接続するために、より短いボンドワイヤが使用され得る。
特定の一実施例によれば、ダイ接着剤止めは、ダイ取付パッドにおいてダイ取付領域と少なくとも１つの基板接地パッド領域との間に規定された開口部を含む。開口部の深さは、たとえば、ダイ取付パッドの高さとほぼ等しくてもよい。ヒートスプレッダ（放熱器）がさらに、基板の底面に位置していてもよい。基板内のビアが、少なくとも１つの基板接地パッド領域とヒートスプレッダとの間の接続を提供する。
別の特定の実施例によれば、ダイ接着剤止めは、少なくとも１つの基板接地パッド領域の上部に位置してそれと電気的に結合されているダムを含む。ダムは上面と壁とを含み、壁はダムの上面から少なくとも１つの基板接地パッド領域へ延びている。ヒートスプレッダがさらに、基板の底面に位置していてもよい。基板内のビアが、少なくとも１つの基板接地パッド領域とヒートスプレッダとの間の接続を提供する。
この発明のさまざまな実施例によれば、半導体パッケージングの最中のダイ取付接着剤の流出のより多大な調節が達成され、その結果、ボンドワイヤの長さを短くすることができ、それはインダクタンスの減少をもたらす。さらに、パッケージサイズを減少することができ、製造コストも削減される。この発明の他の特徴および利点は、当業者には、以下の詳細な説明および添付図面を検討後、より容易に明らかとなるであろう。
発明の詳細な説明
この発明は、インダクタンスが減少し、ダイ取付接着剤の流出が減少した半導体ダイパッケージに向けられる。以下の説明は、この発明の実現に関する特定の情報を含んでいる。当業者であれば、この発明が本出願に具体的に述べられているものとは異なるよう実現され得ることを認識するであろう。さらに、この発明を不明瞭にしないよう、この発明の特定の詳細は一部述べられていない。本出願で説明されていない特定の詳細は、当業者の知識の範囲内にある。
本出願における図面およびそれに伴う詳細な説明は、この発明の単に例示的な実施例に向けられる。簡潔性を維持するため、この発明の原理を用いるこの発明の他の実施例は、本出願では具体的に説明されてはおらず、図面によって具体的に例示されてはいない。なお、例示を簡潔にするため、図面に示すさまざまな要素および寸法は、一律の縮尺に従わずに描かれている。
この発明の特徴および利点を対比によって例示するために、図１の公知の半導体ダイパッケージング構造１００の簡単な説明を提供する。図１は、上面にダイ取付パッド１０２を有する基板１０１を含む公知の構造１００を示している。基板信号パッド１０６も、基板１０１の上面に位置している。電気的機能も有し得るランド１２０およびヒートスプレッダ１１８が、基板１０１の底面に位置している。図１に示す特定の実施例では、ダイ取付パッド１０２は、ビア１２２によってヒートスプレッダ（放熱器）１１８に電気的に接続されており、一方、各基板信号パッド１０６は、対応するビア１２４によって対応するランド１２０に電気的に接続されている。ビア１２２および１２４の側壁は導電性材料でめっきされて、めっきスルーホール（ＰＴＨ）を形成していてもよく、または、ビア１２２および１２４は導電性材料で完全に充填されてもよい。ランド１２０およびヒートスプレッダ１１８は、ある特定の用途に従った、たとえばプリント回路基板（ＰＣＢ）への接続のための適切な接点に接続され得る。
パッケージング中、ダイ１０８が基板１０１上に搭載される。より特定的には、ダイ取付接着剤１１０を用いて、ダイ１０８を、基板１０１上に位置する基板ダイ取付パッド１０２に取付ける。たとえば、ダイ取付接着剤１１０は、銀の薄片などの充填材を有する樹脂を含み得る。ダイ１０８のパッケージング中、ダイ取付接着剤１１０は液体として、基板ダイ取付パッド１０２の表面上に、一般に基板ダイ取付パッド１０２のダイ取付領域１１１内に塗布される。次に、ダイ１０８とダイ取付接着剤１１０とが適正に接触するように十分な圧力をかけて、ダイ１０８がダイ取付接着剤１１０上に配置される。このプロセスの最中、ダイ取付接着剤１１０は液体であるため、ダイ取付接着剤１１０は、ダイ取付領域１１１から基板ダイ取付パッド１０２の領域１１２内に流れる。
本出願では、ダイ１０８の下から領域１１２内に流出するダイ取付接着剤１１０は「ダイ取付接着剤の流出１１５」とも呼ばれる。ダイ取付接着剤の流出１１５は、基板ダイ取付パッド１０２の領域１１２を占領し、より特定的には汚染し、そのため、ワイヤ結合がたとえばランディング区域１０４で行なわれ得る、基板ダイ取付パッド１０２の各接地パッド領域１１３（本出願では、接地パッド領域１１３は「基板接地パッド１１３」とも呼ばれる）は、ダイ１０８から遠ざかって延長される。基板接地パッド１１３がダイ１０８から遠ざかって延長される結果として、対応するダイワイヤボンドパッド１１４をそのそれぞれの基板接地パッド１１３に接続する各ボンドワイヤ１２６の長さに対して行なわれ得る削減が、厳しく制限される。基板接地パッド１１３がダイ１０８から遠ざかって延長されるさらなる結果として、各基板信号パッド１０６も同様にダイ１０８から遠ざかって延長される。このため、対応するダイワイヤボンドパッド１１６をそのそれぞれの基板信号パッド１０６に接続する各ボンドワイヤ１２８の長さに対して行なわれ得る削減も、厳しく制限される。
ボンドワイヤ１２６および１２８の長さを短くする能力をさらに制限する、公知の構造１００に関連する他の要因は、ダイ１０８の高さと、ダイ１０８上のダイワイヤボンドパッド１１４および１１６の配置とを含む。たとえば、ダイ１０８の高さが増加するにつれ、ボンドワイヤ１２６および１２８の対応する長さの増加が必要となる。また、ダイワイヤボンドパッド１１４および１１６がダイ１０８の中央により近づき、ダイ１０８の縁から遠ざかって位置するにつれ、ボンドワイヤ１２６および１２８の対応する長さの増加が、同様に必要となる。全体的に、公知の構造１００は非常に長いボンドワイヤ１２６および１２８の使用を必要とし、ボンドワイヤ１２６および１２８を通るインダクタンスの増加をもたらす。さらに、公知の構造１００は、パッケージサイズの増加、および製造コストの増加をもたらす。
ここで図２Ａを参照すると、構造２００は、この発明の一実施例に従った例示的な一構造の断面図を示している。例示により、構造２００は、携帯電話などの無線装置での使用
に好適な動力増幅器ダイのパッケージングとともに用いられてもよい。以下に説明するように、構造２００の特定の構成により、半導体パッケージングの最中のダイ取付接着剤の流出のより多大な調節が達成され、その結果、ボンドワイヤの長さを短くすることができ、それはインダクタンスの減少をもたらす。さらに、パッケージサイズを減少することができ、したがって製造コストも削減される。
図２Ａに示すように、構造２００は基板２０１を含む。基板２０１は上面２０３と底面２０７とを有しており、一般に、非導電性の誘電体を含んでいる。基板ダイ取付パッド２０２と多数の基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂとが、基板２０１の上面２０３上に位置している。基板ダイ取付パッド２０２と基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂとは各々、金属、または銅箔の上に銅が覆ったような「金属積層物」を含む。実施例によっては、基板ダイ取付パッド２０２と基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂとの銅層が、金および／またはニッケルでさらにめっきされていてもよい。
基板ダイ取付パッド２０２は、ダイ取付領域２１１と、基板接地パッド領域２１３ａおよび２１３ｂとを含む（本出願では、基板接地パッド領域２１３ａおよび２１３ｂは「基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂ」とも呼ばれる）。図２Ａに示す特定の実施例によれば、基板ダイ取付パッド２０２に開口部２３２ａおよび２３２ｂが規定され、各基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂが、対応する開口部２３２ａおよび２３２ｂによってダイ取付領域２１１から分離されるようになっている。各開口部２３２ａおよび２３２ｂの幅２３８は、約２０〜２００ミクロン（μｍ）の範囲内にあってもよい。図２Ａに示す特定の実施例では、各開口部２３２ａおよび２３２ｂの深さ２３６は、基板ダイ取付パッド２０２の高さ２３７とほぼ同じであるが、他の実施例では、深さ２３６は高さ２３７より小さくてもよい。深さ２３６は、たとえば、１８〜５０μｍの範囲内にあってもよい。ランディング区域２０４ａおよび２０４ｂは、パッケージング中、ボンドワイヤが基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂにそれぞれ結合され得る例示的な場所を示している。
基板ダイ取付パッド２０２の開口部２３２ａおよび２３２ｂは「ダイ接着剤止め」として作用し、基板ダイ取付パッド２０２の表面の「濡れ」性を変えることによって、パッケージング中のダイ取付接着剤の流出を調節する。より特定的には、開口部２３２ａおよび２３２ｂは、パッケージング中のダイ取付接着剤の流出を引寄せて収集するための区域を提供する。開口部２３２ａおよび２３２ｂの構成により、ダイ取付領域２１１から基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂへのダイ取付接着剤の流出は多大に調節され、制限され得る。基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂ、対応するランディング区域２０４ａおよび２０４ｂ、ならびに基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂは、このため、ダイ取付領域２１１により近づくよう動かされることが可能になり、より短いボンドワイヤをもたらして、最終的には、ボンドワイヤを通るインダクタンスの減少、パッケージサイズの減少、および製造コストの削減を達成する。開口部２３２ａおよび２３２ｂは、たとえば、基板２０１上に基板ダイ取付パッド２０２と基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂとを形成するために使用されるものと同じまたは同様のマスキングおよびエッチングプロセスによって作製可能であり、このため、構造２００はコスト効率のよい態様で作製可能である。
引続き図２Ａを参照すると、ランド２２０ａおよび２２０ｂとヒートスプレッダ２１８とが、基板２０１の底面２０７に位置している。基板ダイ取付パッド２０２は、ビア２２２によってヒートスプレッダ２１８に電気的に接続されており、一方、各基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂは、それぞれビア２２４ａおよび２２４ｂによって、それぞれのランド２２０ａおよび２２０ｂに電気的に接続されている。たとえば、ビア２２２、２２４ａおよび２２４ｂの側壁は導電性材料でめっきされてＰＴＨを形成していてもよく、または、ビア２２２、２２４ａおよび２２４ｂは導電性材料で完全に充填されてもよい。ラ
ンド２２０ａおよび２２０ｂとヒートスプレッダ２１８とは、プリント回路基板（ＰＣＢ）に接続可能である。
図２Ｂは、例示的な構造２００の上面図を示しており、図中、図２Ａに示す例示的な構造２００の断面図は、図２Ｂの構造２００の線２４０を横切るものである。特に、基板２０１、基板ダイ取付パッド２０２、ダイ取付領域２１１、開口部２３２ａおよび２３２ｂ、基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂ、ビア２２２、基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂ、ならびにビア２２４ａおよび２２４ｂは、図２Ａおよび図２Ｂにおいて同じ要素に対応している。加えて、図２Ｂはさらに、開口部２３２ｃ、２３２ｄおよび２３２ｅ、基板接地パッド２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ｅおよび２１３ｆ、基板信号パッド２０６ｃ、２０６ｄ、２０６ｅ、２０６ｆおよび２０６ｇ、ならびにビア２２４ｃ、２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆおよび２２４ｇを示している。ビア２２２およびビア２２４ａ〜２２４ｇの各々は破線で示されており、それぞれ、基板ダイ取付パッド２０２および基板信号パッド２０６ａ〜２０６ｇに対する例示的な位置を示している。
図２Ｂは、開口部２３２ａおよび２３２ｂが、上述のようにそれぞれ基板信号パッド２１３ａおよび２１３ｂへのダイ取付接着剤の流出を調節し、制限するために、基板ダイ取付パッド２０２内にどのように規定されるかをより明らかに示している。開口部２３２ｃ、２３２ｄおよび２３２ｅが基板ダイ取付パッド２０２内に同様に規定され、それぞれ基板接地パッド２１３ｃ、２１３ｄおよび２１３ｅへのダイ取付接着剤の流出を調節し、制限するよう同様に作用する。また、図２Ｂの例示的な実施例に示すように、開口部２３２ａは、基板信号パッド２１３ａおよび２１３ｆ双方へのダイ取付接着剤の流出を調節し、制限するよう作用する。上述のように、開口部２３２ａ〜２３２ｅは、パッケージング中のダイ取付接着剤の流出を引寄せて収集するための区域を提供しており、ダイ取付領域２１１から基板接地パッド２１３ａ〜２１３ｆへのダイ取付接着剤の流出の多大な調節を達成する。基板接地パッド２１３ａ〜２１３ｆ、対応するランディング区域２０４ａ〜２０４ｆ（例示を簡単にするため、図２Ｂではランディング区域２０４ｃ〜２０４ｆは具体的に指定されていない）、および基板信号パッド２０６ａ〜２０６ｇはこのため、ダイ取付領域２１１により近づくように動かされることが可能になり、より短いボンドワイヤをもたらして、ボンドワイヤを通るインダクタンスの減少、パッケージサイズの減少、および製造コストの削減を達成する。
図２Ｂからわかるように、基板接地パッド２１３ａ〜２１３ｆは基板ダイ取付パッド２０２のダイ取付領域２１１と一体化しており、このため、各基板接地パッド２１３ａ〜２１３ｆはダイ取付領域２１１に電気的に接続されている。ランディング区域２０４ａ〜２０４ｆは、パッケージング中にボンドワイヤが基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｆにそれぞれ結合され得る例示的な場所を示している。電流ループ２４２ａ〜２４２ｆ（例示を簡単にするため、図２Ｂでは電流ループ２４２ｃ〜２４２ｆは具体的に指定されていない）は、ランディング区域２０４ａ〜２０４ｆが対応するボンドワイヤによってダイ上の接地接続部に接続される際の、各基板接地パッド２１３ａ〜２１３ｆに関連する接地電流経路を示す。接地電流経路は、ビア２２２を介して、基板２０１の底面２０７に位置するヒートスプレッダ２１８（ヒートスプレッダ２１８は図２Ａにのみ図示されている）に続く。適切な接地接続部がこうして、ヒートスプレッダ２１８に作られ得る。
図３は、この発明の一実施例に従った、基板３０１上に搭載されたダイ３０８を示す構造３００の断面図を示している。図３では、基板３０１、基板ダイ取付パッド３０２、ダイ取付領域３１１、開口部３３２ａおよび３３２ｂ、基板接地パッド３１３ａおよび３１３ｂ、基板信号パッド３０６ａおよび３０６ｂ、ヒートスプレッダ３１８、ランド３２０ａおよび３２０ｂ、ならびにビア３２２、３２４ａおよび３２４ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図２Ｂにおける基板２０１、基板ダイ取付パッド２０２、ダイ取付領域２１１、開
口部２３２ａおよび２３２ｂ、基板接地パッド２１３ａおよび２１３ｂ、基板信号パッド２０６ａおよび２０６ｂ、ヒートスプレッダ２１８、ランド２２０ａおよび２２０ｂ、ならびにビア２２２、２２４ａおよび２２４に対応している。図３に示す例示的な実施例では、開口部３３２ａとダイ３０８の縁との間の距離（および、開口部３３２ｂとダイ３０８の縁との間の距離）に対応する寸法３３９は、約１００〜２００μｍの範囲内にある。
引続き図３を参照すると、ダイ３０８は、携帯電話などの無線装置での使用に好適な動力増幅器ダイであってもよい。図３に示す特定の実施例では、ダイ３０８の高さ３４７は、約７５〜１２５μｍの範囲内にあってもよい。図３では、ダイ３０８は、ダイ取付接着剤３１０によって、基板ダイ取付パッド３０２のダイ取付領域３１１に取付けられる。ダイ取付接着剤３１０は通常、銀の薄片などの充填材を有する樹脂を含む。一般に、ダイ取付接着剤３１０は、ダイ３０８と基板ダイ取付パッド３０２のダイ取付領域３１１との間に熱および電気伝導性を提供する。
ダイ３０８のパッケージング中、ダイ取付接着剤３１０は液体として、基板ダイ取付パッド３０２の表面上に、一般に基板ダイ取付パッド３０２のダイ取付領域３１１内に塗付される。次に、ダイ３０８とダイ取付接着剤３１０とが適正に接触するように十分な圧力をかけて、ダイ３０８がダイ取付接着剤３１０上に配置される。このプロセスの最中、ダイ取付接着剤３１０は液体であるため、ダイ取付接着剤３１０は、ダイ３０８の下から、ダイ取付領域３１１から遠ざかるよう流出する。本出願では、ダイ３０８の下から流出するダイ取付接着剤３１０は「ダイ取付接着剤の流出３１５」とも呼ばれる。
また、パッケージング中には、ボンドワイヤ３２６ａの第１の端が、ダイ３０８上のダイワイヤボンドパッド３１４ａに結合される。ボンドワイヤ３２６ａの第２の端は、基板接地パッド３１３ａに、たとえばランディング区域３０４ａにおいて結合される。同様に、ボンドワイヤ３２６ｂは、ダイ３０８上のダイワイヤボンドパッド３１４ｂを、基板接地パッド３１３ｂに、ランディング区域３０４ｂにおいて電気的に接続する。ボンドワイヤ３２８ａの第１の端は、ダイ３０８上のダイワイヤボンドパッド３１６ａに結合される。ボンドワイヤ３２８ａの第２の端は、基板信号パッド３０６ａに結合される。同様に、ボンドワイヤ３２８ｂは、ダイ３０８上のダイワイヤボンドパッド３１６ｂを基板接地パッド３０６ｂに電気的に接続する。
図３に示すように、基板ダイ取付パッド３０２の表面特性により、ある量のダイ取付接着剤の流出３１５が、開口部３３２ａおよび３３２ｂ内に引寄せられて収集される。図３に示すように、基板３０１の上面は、開口部３３２ａおよび３３２ｂによって露出されている。ダイ取付接着剤３１０と基板３０１とは同様の材料、つまり樹脂を含むため、ダイ取付接着剤３１０は基板３０１に引寄せられて付着するようになり、このため、開口部３３２ａおよび３３２ｂ内に集まる傾向がある。加えて、開口部３３２ａおよび３３２ｂは基板ダイ取付パッド３０２内で窪んでいるため、開口部３３２ａおよび３３２ｂを規定する壁によって物理的な障壁が作り出され、ダイ取付接着剤の流出３１５の動きを調節し、制限する。その結果、ダイ３０８から遠ざかるダイ取付接着剤の流出３１５が、各開口部３３２ａおよび３３２ｂによって容易に調節され、規定される。その結果、基板接地パッド３１３ａおよび３１３ｂ、ならびにそれらのそれぞれ関連するランディング区域３０４ａおよび３０４ｂは、ダイ取付領域３１１およびダイ３０８により近づくように動かされ得る。基板接地パッド３１３ａおよび３１３ｂがダイ３０８により近くなるため、より短いボンドワイヤ３２６ａおよび３２６ｂを用いて、ダイワイヤボンドパッド３１４ａおよび３１４ｂをそれぞれの基板接地パッド３１３ａおよび３１３ｂに接続し得る。さらに、基板信号パッド３０６ａおよび３０６ｂもダイ取付領域３１１およびダイ３０８により近づくように動かされ得るため、それにより、より短いボンドワイヤ３２８ａおよび３２８ｂを用いて、ダイワイヤボンドパッド３１６ａおよび３１６ｂをそれぞれの基板信号パッ
ド３０６ａおよび３０６ｂに接続し得る。
構造３００の構成により、より短いボンドワイヤ３２６ａ、３２６ｂ、３２８ａおよび３２８ｂが使用されてもよく、ボンドワイヤ３２６ａ、３２６ｂ、３２８ａおよび３２８ｂを通るインダクタンスの減少をもたらす。上に指摘したように、接地経路を通る、たとえばボンドワイヤ３２６ａおよび３２６ｂを通るインダクタンスの減少は、動力増幅器を採用しているダイ３０８にとって特に有利である。基板接地パッド３１３ａおよび３１３ｂと基板信号パッド３０６ａおよび３０６ｂとがダイ３０８により近づくように動かされている、構造３００の特定の構成のさらなる特徴として、パッケージサイズの減少、および製造コストの対応する削減も達成される。
図４は、この発明の一実施例に従った、基板４０１上に搭載されたダイ４０８を示す構造４００の断面図を示している。図４では、基板４０１、ヒートスプレッダ４１８、ランド４２０ａおよび４２０ｂ、ならびにビア４２２、４２４ａおよび４２４ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図２Ｂにおける基板２０１、ヒートスプレッダ２１８、ランド２２０ａおよび２２０ｂ、ならびにビア２２２、２２４ａおよび２２４ｂに対応している。基板ダイ取付パッド４０２と基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂとが、基板４０１の上面４０３上に位置している。基板ダイ取付パッド４０２と基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂとは各々、金属、または銅箔の上に銅が覆ったような「金属積層物」を含む。実施例によっては、基板ダイ取付パッド４０２と基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂとの銅層が、さらに金および／またはニッケルでめっきされてもよい。
基板ダイ取付パッド４０２は、基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂと一体化してそれらに電気的に接続されているダイ取付領域４１１を含む。図２Ａおよび図２Ｂの構造２００、ならびに図３の構造３００とは異なり、構造４００は、基板ダイ取付パッド４０２内に開口部を含まない。代わりに、構造４００は、基板ダイ取付パッド４０２の基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂ上にそれぞれ作製され、それらにそれぞれ電気的に結合された「ダム」４５０ａおよび４５０ｂを含む。ダム４５０ａおよび４５０ｂは、たとえば銅などの金属を含む。以下に説明するように、ダム４５０ａおよび４５０ｂは「ダイ取付接着剤止め」として作用し、パッケージング中のダイ取付接着剤の流出を調節する。図４に示す特定の実施例では、ダム４５０ａとダイ４０８の縁との間の距離（および、ダム４５０ｂとダイ４０８の縁との間の距離）に対応する寸法４３９は、約７５〜２００μｍの範囲内にある。各ダム４５０ａおよび４５０ｂの高さ４３７は通常、約１０〜１００μｍの範囲内にある。各ダム４５０ａおよび４５０ｂの高さ４３７における高度の増加は、ダイ４０８とダム４５０ａおよび４５０ｂのそれぞれのランディング区域４０４ａおよび４０４ｂとの高さの差を最小限に抑えるのに望ましく、ボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂとダイ４０８の縁とがショートすることなく、より短いボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂの曲げを可能にする。ダイ４０８とダム４５０ａおよび４５０ｂのランディング区域４０４ａおよび４０４ｂとの高さの差の減少に関連する別の利点は、ボンドワイヤ間、たとえばダイ４０８上のダイワイヤボンドパッドをランディング区域４０４ａおよび４０４ｂに接続するボンドワイヤ４２６ａ、４２８ａおよび／または他のボンドワイヤ間の角度を増加させ得ることであり、それは相互インダクタンスおよびボンドワイヤ間の磁気結合を低減させ、したがって、デバイス性能の向上をもたらす。さらに、ダム４５０ａおよび４５０ｂはダイ配置リミッタとしても作用する。したがって、通常のダイ取付配置のばらつきの結果生じる、ダイ４０８の両側でのボンドワイヤ長の違い、たとえばボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂの長さの違いは最小限に保たれ、それはデバイス性能の向上をもたらす。
引続き図４を参照すると、ダイ４０８は、携帯電話などの無線装置における使用に好適な動力増幅器ダイであってもよい。図４では、ダイ４０８は、ダイ取付接着剤４１０によ
って、基板ダイ取付パッド４０２のダイ取付領域４１１に取付けられている。ダイ取付接着剤４１０は通常、銀の薄片などの充填材を有する樹脂を含む。一般に、ダイ取付接着剤４１０は、ダイ４０８と基板ダイ取付パッド４０２のダイ取付領域４１１との間に熱および電気伝導性を提供する。ダイ４０８のパッケージング中、ダイ取付接着剤４１０は液体として、基板ダイ取付パッド４０２の表面上に、一般に基板ダイ取付パッド４０２のダイ取付領域４１１内に塗付される。次に、ダイ４０８とダイ取付接着剤４１０とが適正に接触するように十分な圧力をかけて、ダイ４０８がダイ取付接着剤４１０上に配置される。このプロセスの最中、ダイ取付接着剤４１０は液体であるため、ダイ取付接着剤４１０は、ダイ４０８の下から、ダイ取付領域４１１から遠ざかるよう流出する。本出願では、ダイ４０８の下から流出するダイ取付接着剤４１０は「ダイ取付接着剤の流出４１５」とも呼ばれる。
ボンドワイヤ４２６ａの第１の端が、ダイ４０８上のダイワイヤボンドパッド４１４ａに結合される。ボンドワイヤ４２６ａの第２の端は、ダム４５０ａの上面に、たとえばランディング区域４０４ａにおいて結合される。同様に、ボンドワイヤ４２６ｂは、ダイ４０８上のダイワイヤボンドパッド４１４ｂを、ダム４５０ｂの上面に、ランディング区域４０４ｂにおいて電気的に接続する。上述のように、各ダム４５０ａおよび４５０ｂは、基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂにそれぞれ電気的に結合される。ボンドワイヤ４２８ａの第１の端は、ダイ４０８上のダイワイヤボンドパッド４１６ａに結合される。ボンドワイヤ４２８ａの第２の端は、基板信号パッド４０６ａに結合される。同様に、ボンドワイヤ４２８ｂは、ダイ４０８上のダイワイヤボンドパッド４１６ｂを基板信号パッド４０６ｂに電気的に接続する。
図４に示すように、構造４００の特定の構成により、ダイ４０８から遠ざかるダイ取付接着剤の流出４１５は、ダム４５０ａおよび４５０ｂの壁４５２ａおよび４５２ｂによって規定され、ダイ取付接着剤の流出４１５はこのため、寸法４３９に等しい距離に制限される。そのため、ダイ４０８から遠ざかるダイ取付接着剤の流出４１５は、ダイ４０８からの各ダム４５０ａおよび４５０ｂの距離４３９を規定することによって、容易に調節可能である。その結果、基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂは、ダイ取付領域４１１およびダイ４０８により近くなるよう動かされ得る。基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂがダイ４０８により近くなり、ダム４５０ａおよび４５０ｂが基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂの上部に作製されるため、より短いボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂを用いて、ダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂを基板ダム４５０ａおよび４５０ｂにそれぞれ接続し得る。さらに、基板接地パッド領域４１３ａおよび４１３ｂがダイ４０８により近くなるため、基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂもダイ取付領域４１１およびダイ４０８により近くなるよう動かされることが可能になり、したがって、より短いボンドワイヤ４２８ａおよび４２８ｂを用いて、ダイワイヤボンドパッド４１６ａおよび４１６ｂを基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂにそれぞれ接続し得る。上述のように、より短いボンドワイヤ４２６ａ、４２６ｂ、４２８ａおよび４２８ｂは、インダクタンスの減少をもたらす。接地経路ボンドワイヤ、たとえばボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂを通るインダクタンスの減少は、動力増幅器を採用しているダイ４０８にとって特に有利である。基板接地パッド４１３ａおよび４１３ｂと基板信号パッド４０６ａおよび４０６ｂとがダイ４０８により近づくよう動かされる構造４００のさらなる特徴として、パッケージサイズの減少および製造コストの削減も達成される。
構造４００の別の特徴によれば、ランディング区域４０４ａおよび４０４ｂは、それぞれ、ダム４５０ａおよび４５０ｂの高さ４３７の分だけ、基板ダイ取付パッド４０２の表面から上に上昇している。その結果、ボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂが結合されるランディング区域４０４ａおよび４０４ｂは、寸法４３９に直交する寸法においても、それぞれのダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂにより近くなる。したがって、
さらにより短いボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂを用いて、ダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂをダム４５０ａおよび４５０ｂにそれぞれ接続し得る。構造４００での上昇したランディング区域４０４ａおよび４０４ｂはさらに、通常より長いボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂを必要とするであろう、ダイ４０８の厚さの増加と、ダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂをダイ４０８の縁から遠ざけた配置とに関連する問題を補償する。しかしながら、ランディング区域４０４ａおよび４０４ｂがそれぞれのダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂに高さ４３７の分だけより近いため、ダイ４０８の厚さのいかなる増加、および／またはダイワイヤボンドパッド４１４ａおよび４１４ｂをダイ４０８の縁から遠ざけた配置にもかかわらず、より短いボンドワイヤ４２６ａおよび４２６ｂが使用され得る。構造４００のさらに別の特徴は、図２Ｂに示すような接地電流経路に関連する、接地ループ、たとえば図２Ｂの接地ループ２４２ａの排除である。構造４００では開口部は実現されていないため、接地電流経路は図４に示すような直接経路４４４ａおよび４４４ｂをたどり、それはより効率的で、このためより望ましい。
この発明の例示的な実施例の上述の説明から、この発明の概念を実現するために、その範囲から逸脱することなく、さまざまな手法が使用可能であることが明白である。さらに、ある実施例を特に参照してこの発明を説明してきたが、当業者であれば、この発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細において変更が行なわれ得ることを認識するであろう。たとえば、一実施例において、構造２００、３００および４００の特徴が組合せ可能であることは、明白である。この特定の実施例では、上述のような開口部およびダムの双方が単一の構造に設けられ、その場合、たとえば、ダムは基板接地パッド上部に作製可能であり、開口部は、ダイ取付パッドのダイ取付領域と基板接地パッドとの間に設けられ得る。説明された例示的な実施例は、すべての点において、限定的ではなく例示的なものとして考えられるべきである。この発明がここに説明された特定の例示的な実施例に制限されるものではなく、この発明の範囲から逸脱せずに多くの再構成、修正および置換が可能であることも、理解されるべきである。
こうして、インダクタンスが減少し、ダイ取付接着剤の流出が減少した半導体ダイパッケージを説明した。
公知の半導体ダイパッケージング構造の断面図である。 この発明の一実施例に従った例示的な構造の断面図である。 図２Ａの例示的な構造の上面図である。 この発明の一実施例に従った例示的な構造の断面図である。 この発明の一実施例に従った例示的な構造の断面図である。

Claims (20)

  1. 上面を有する基板と、
    前記基板の前記上面上に位置するダイ取付パッドとを含み、前記ダイ取付パッドは、ダイ取付領域と、前記ダイ取付領域に電気的に接続された少なくとも１つの基板接地パッド領域とを有し、前記ダイ取付パッドはさらに、前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間にダイ接着剤止めを含む、構造。
  2. 前記ダイ接着剤止めは、前記ダイ取付パッドにおいて前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間に規定された開口部を含む、請求項１に記載の構造。
  3. 前記開口部の深さは前記ダイ取付パッドの高さにほぼ等しい、請求項２に記載の構造。
  4. 前記基板の底面に位置するヒートスプレッダ（放熱器）をさらに含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項２に記載の構造。
  5. 前記ダイ接着剤止めは、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域の上方に位置し、それと電気的に結合されているダムを含む、請求項１に記載の構造。
  6. 前記ダムは上面と壁とを含み、前記壁は、前記ダムの前記上面から前記少なくとも１つの基板接地パッド領域へ延びており、前記ダイ接着剤止めは前記壁を含む、請求項５に記載の構造。
  7. 前記基板の底面に位置するヒートスプレッダをさらに含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項５に記載の構造。
  8. 上面を有する基板と、
    前記基板の前記上面上に位置するダイ取付パッドとを含み、前記ダイ取付パッドは、ダイ取付領域と、前記ダイ取付領域に電気的に接続された少なくとも１つの基板接地パッド領域とを有し、前記ダイ取付パッドはさらに、前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間にダイ接着剤止めを含み、さらに、
    ダイ取付接着剤によって前記ダイ取付領域に固定された半導体ダイを含む、構造。
  9. 前記ダイ接着剤止めは、前記ダイ取付パッドにおいて前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間に規定された開口部を含む、請求項８に記載の構造。
  10. 前記開口部の深さは前記ダイ取付パッドの高さにほぼ等しい、請求項９に記載の構造。
  11. 前記基板の底面に位置するヒートスプレッダをさらに含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項９に記載の構造。
  12. 前記ダイ接着剤止めは、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域の上部に位置し、それと電気的に結合されているダムを含む、請求項８に記載の構造。
  13. 前記ダムは上面と壁とを含み、前記壁は、前記ダムの前記上面から前記少なくとも１つの基板接地パッド領域へ延びており、前記ダイ接着剤止めは前記壁を含む、請求項１２に記載の構造。
  14. 前記基板の底面に位置するヒートスプレッダをさらに含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項１２に記載の構造。
  15. 前記半導体ダイ上の少なくとも１つのダイワイヤボンドパッドと、前記少なくとも１つのダイワイヤボンドパッドに結合されたボンドワイヤの第１の端と、前記ダム上のランディング区域に結合された前記ボンドワイヤの第２の端とをさらに含む、請求項１２に記載の構造。
  16. 前記基板の底面に位置するヒートスプレッダをさらに含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項１５に記載の構造。
  17. 半導体ダイを受取るための構造を作製するための方法であって、
    上面を有する基板を作製するステップを含み、前記基板は、前記基板の前記上面上に位置するダイ取付パッドを有し、前記ダイ取付パッドは、ダイ取付領域と、前記ダイ取付領域に電気的に接続された少なくとも１つの基板接地パッド領域とを有し、前記方法はさらに、
    前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間にダイ接着剤止めを形成するステップを含む、方法。
  18. 前記ダイ接着剤止めを形成する前記ステップは、前記ダイ取付パッドにおいて前記ダイ取付領域と前記少なくとも１つの基板接地パッド領域との間に開口部を形成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記基板はさらに、前記基板の底面に位置するヒートスプレッダを含み、前記基板は、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域と前記ヒートスプレッダとの接続を提供するための少なくとも１つのビアを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記ダイ接着剤止めを形成する前記ステップは、前記少なくとも１つの基板接地パッド領域の上部に位置し、それと電気的に結合されているダムを形成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
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