KR0179802B1 - 반도체 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체칩패드와 아웃단자인 솔더볼과의 전기적인 연결을 인터페이스수단을 사용하여 함으로써 하이스피드용 반도체패키지에 적합하도록 되고 이에 따라 패키지의 축소자 가능하도록 된 반도체 패키지를 제공함에 그 목적이 있는 것으로, 그 구성은 칩안착부(11a)를 가진 패키지케이스(11)와, 상기 칩안착부(11a)에 제1 접착수단(14)에 의해 부착되고, 그의 상면일정위치에는 다수개의 도전패드(17)가 형성된 반도체칩(15)과, 상기 반도체칩(15)의 도전패드(17)와 전기적으로 연결되는 인터페이스수단(20)과, 상기 반도체칩(15)과 인터페이스수단(20)의 일측면을 포함하여 상기 칩안착부(11a)를 채우도록 몰딩시키는 몰딩컴파운드(16)를 포함하여 구성된 것이다.

Description

반도체 패키지
제1도는 종래 볼그리드어레이형(Ball Grid Array Type) 반도체 패키지의 종단면도.
제2도는 본 발명에 따른 인터페이스수단의 종단면도.
제3도는 제2도의 A부분의 상세도.
제4도는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 종단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 패키지케이스 11a : 칩안착부
14,24,27 : 제1,2 및 접착수단 20 : 인터페이스수단
21 : 플렉시블프린트회로 22 : 솔더볼장착패드
23 : 금속배선 25 : 솔더볼
26 : 금속돌기 28 : 전도볼
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 특히 인터페이스수단을 장착하여 패키지를 경박단소화 시키고, 전기적 경로를 줄일 수 있도록 되어 인터페이스수단을 통한 액세스타임을 줄일 수 있도록 되고 다핀화구조의 패키지에 적용가능하도록 된 반도체 패키지에 관한 것이다.
제1도는 종래 볼그리드어레이(Ball Grid Array type) 반도체 패키지에 관한 것으로서, 금속배선(3)이 형성된 기판(1)이 있고, 상기 기판(1)상에 접착제(4)에 의해 반도체칩(5)이 다이본딩 되어있고, 상기 기판(1)상의 금속배선(3)과 상기 반도체칩(5)상의 도전패드(도시안됨)는 골드와이어(7)에 의해 본딩되어 서로 전기적으로 연결되고, 상기 기판(1)은 그의 상면에 위치한 상기 반도체칩(5)과 골드와이어(7)를 감싸도록 그의 일정영역이 에폭시몰딩컴파운드(6)에 의해 몰딩되고, 상기 기판(1)의 하면에는 솔더볼랜딩영역(2)이 금속패드로 형성되어있고, 상기 금속패드에는 다수개의 솔더볼(8)이 설치되어있다. 상기와 같이 구성된 볼그리드어레이의 반도체 패키지는 각종 셋트가 실장된 인쇄회로기판(도시안됨)상의 금속패턴에 상기 솔더볼(8)에 의해 전기적으로 연결되어 정보를 저장하거나 저장된 정보를 읽을 수 있도록 되어 있다.
그러나, 상기와 같은 구조의 볼그리드어레이의 반도체패키지는 아웃단자로 사용하는 솔더볼(solder ball)이 반도체칩의 액티브영역의 반대쪽에 위치하므로 전기적 경로가 길어 하이 스피드용 반도체로서는 부적합한 문제점이 있었고, 이에 따라 레이아웃 설계시 반도체 패키지의 크기를 축소(shrink)시키는데에도 한계가 있었다.
한편, 상기와는 다른 구조로서 일부 반도체 패키지는 아웃단자로 사용하는 솔더볼(solder ball)을 반도체칩 상면의 액티브영역상에 레이아웃(layout) 시킨 것도 있으나, 솔더볼과 반도체칩의 도전패드 상호간에 전기적인 연결을 위해 TAB의 인너리드본딩(inner lead bonding)과 유사한 공정을 진행하여야 하기 때문에, 제조공정이 어렵고, 수율이 떨어지며 또한 비용이 많이드는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래 볼그리드어레이형의 반도체 패키지에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 반도체칩패드와 아웃단자인 솔더볼과의 전기적인 연결을 인터페이스수단을 사용하여 함으로써 하이스피드용 반도체 패키지에 적합하도록 되고 이에따라 패키지의 축소가 가능하도록 된 반도체 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 칩안착부를 가진 패키지케이스와, 상기 칩안착부에 제1접착수단에 의해 부착되고, 그의 상면일정위치에는 다수개의 도전패드가 형성된 반도체칩과, 상기 반도체칩의 도전패드와 전기적으로 연결되는 인터페이스수단과, 상기 반도체칩과 인터페이스수단의 일측면을 포함하여 상기 칩안착부를 채우도록 몰딩시키는 몰딩컴파운드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지가 제공된다.
바람직하게는 상기 인터페이스수단은 금속배선이 그 내부에 형성된 플렉시블프린트회로와, 상기 금속배선과 전기적으로 연결되고, 상기 플렉시블프린트회로의 상면에 노출형성된 다수개의 솔더복장착패드와, 상기 솔더볼장착패드상에 형성된 솔더볼과, 상기 프린트회로의 하면양측에 돌출형성된 금속돌기와, 상기 프린트회로의 중앙부에 형성된 제2접착수단과, 상기 금속돌기의 하면에 형성된 다수개의 전도볼을 가진 제3접착수단을 포함하여 이루어진 것이다.
상기와 같이 제조된 반도체 패키지는 각종 셋트의 인쇄회로기판에 장착되어 정보를 저장하거나 저정된 정보를 읽을 수 있게 된다.
이하 본 발명에 따른 반도체 패키지를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 인터페이스수단을 나타낸 종단면도이고, 제3도는 제2도의 A부분의 상세도이고, 제4도는 제3도의 인터페이스수단을 적용한 본 발명의 반도체 패키지를 나타낸 종단면도로서, 이에 도시한 바와같이, 본 발명의 반도체 패키지는 칩안착부(11a)를 가진 패키지케이스(11)와, 상기 칩안착부(11a)에 제1 접착수단(14)에 의해 부착되고, 그의 상면일정위치에는 다수개의 도전패드(17)가 형성된 반도체칩(15)과, 상기 반도체칩(15)의 도전패드(17)과 전기적으로 연결되는 인터페이스수단(20)과, 상기 반도체칩(15과 인터페이스수단(20)의 일측면을 포함하여 상기 칩안착부(11a)를 채우도록 몰딩시키는 몰딩컴파운드(16)를 포함하여 구성된다.
바람직하게는 상기 패키지 케이스(11)의 재질은 플라스틱 또는 세라믹이다. 상기 제1접착수단(14)은 단면 혹은 양면접착 필름이다.
또한 상기 인터페이스수단(20)은 금속배선(23)이 그 내부에 형성된 플렉시블프린트회로(21)와, 상기 금속배선(23)과 전기적으로 연결되고, 상기 플렉시블프린트회로(21)의 상면에 노출형성된 다수개의 솔더볼장착패드(22)와, 상기 솔더볼장착패드(22)상에 형성된 솔더볼(25)과, 상기 프린트회로(21)의 하면양측에 돌출형성된 금속돌기(26)와, 상기 프린트회로(21)의 중앙부에 형성된 제2접착수단(24)과, 상기 금속돌기(26)의 하면에 형성된 다수개의 전도볼(28)을 가진 제3접착수단(27)을 포함하여 이루어진 것이다. 상기 전도볼(28)에 의하여 상기 반도체칩(15)의 도전패드(17)와 상기 인터페이스수단(20)은 전기적으로 연결된다.
상기 인터페이스수단(20)에 있어서, 바람직하게는, 상기 제3접착수단(27)의 두께는 2~500μm, 플렉시블프린트회로(21)의 두께는 5~400μm, 제2접착수단(24)의 두께는 10~400μm이다.
바람직하게는 상기 제2접착수단(24)은 단면 혹은 양면접착 필름이다. 또한 상기 제3접착수단(27)은 이방성 접착체(Anisotropic Conductive Adhesive) 또는 이방성 전도필름(Anistropic Conductive Film)이며, 아웃단자인 솔더볼(25)은 사전에 제작된 볼을 부착하여 구성하거나 솔더범프(solder bump)를 형성할 수도 있다.
상기 플렉시블 프린트회로(21)의 상면에 형성된 솔더볼장착패드(22)는 동박배선으로 형성된 것이고, 또한 금속돌기(26)는 스퍼터링(sputtering)방법등에 의해 증착(deposition)된 것으로 구리(cu)베이스를 사용하거나 전기적 전도도 향상을 위해 구리/금을 도금한 구조로 최대 1mm이하의 높이와 돌기 영역이 0.3mm이상되도록 형성된 것이다.
제4도는 본 발명에 따른 볼그리드어레이 반도체 패키지를 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와같이, 볼그리드어레이 반도체 패키지는 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound)의 트랜스퍼 몰딩제품이나 세라믹재질로 제작된 패키지케이스(11)내에, 웨이퍼(WAFER)의 소잉(SAWING)공정에 의해 분리된 반도체칩(15)을 제1접착수단(14)을 통해 다이본딩시키고, 이후 상기 반도체칩(15)의 상면에 인터페이스수단(20)을 본딩시키고, 에폭시몰딩컴파운드(16)을 통해 인캡슐레이션(ENCAPSULATION)시킨 후 일정온도에서 큐어링시키는 과정을 거쳐, 사전에 제작된 솔더볼(SOLDER BALL)을 설치하거나 또는 솔더범프(SOLDER BUMP)를 형성하고, 리플로우(REFLOW)시키고, 클리닝(cleaning)하여 이송(SHIPPING)시키는 과정을 거친다.
상기와 같이 제조된 반도체 패키지에 있어서, 상기 인터페이스수단(20)을 이용한 반도체칩(15)과의 연결된 상기 인터페이스수단(20)의 금속돌기(26)를 연결단자로 하여, 상기 금속돌기(26)에 부착된 제3접착수단(27)인 이방성접착제의 이방성전도특성을 이용하여 반도체칩(15)의 도전패드(17)와 전기적경로를 형성한다. 또한 상기 인터페이스수단(20)은 그의 하면에 위치한 제2접착수단(24)을 열압착시켜 고정시킨다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 패키지의 제조공정에 있어서, 1)먼저 상기 인터페이스수단(20)과 반도체칩(15)간의 전기적경로 구성을 하고, 이후 상기 인터페이스수단(20)을 상기 반도체칩(15)의 상면에 적층시키거나, 2)상기 인터페이스수단(20)을 상기 반도체칩(15)의 상면에 적층시키고, 이후에 상기 반도체칩(15)의 도전패드(17)와 상기 인터페이스수단(20)의 전기적경로를 구성하거나, 3)상기 인터페이스수단(20)을 상기 반도체칩(15)의 적층시킴과 동시에 상기 인터페이스수단(20)과 상기 반도체칩(15)의 전기적 경로를 구성할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 반도체 패키지는 각종 셋트의 인쇄회로기판(도시안됨)에 실장되어 정보를 저장하거나 저장된 정보를 읽을 수 있게된다.
상기한 바와같은 과정을 통해 제조된 반도체 패키지에 있어서, 인터페이스수단와 반도체칩패드를 이방성접착제를 사용하여 전기적으로 연결하므로, 전기적경로가 짧고, 이에 따라 하이스피드용 반도체 패키지에 적합하게 된 효과가 있다. 상기 이방성접착제를 사용하므로 반도체칩패드에는 솔더볼 또는 솔더범프를 형성할 필요가 없다. 또한 상기 반도체칩의 패드피치는 현재의 160μm설계수준에서 30-40μm수준까지 줄일 수 있는 효과가 있으므로, 200핀이상되는 다핀구조의 반도체패키지에서 패드경로에 의한 반도체칩크기의 증가를 막을 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 인터페이스수단과 반도체칩패드간의 연결을 이방성접착제를 이용하여 일괄본딩하므로 공수의 단축으로 생산성증가가 가능한 효과가 있다. 상기 인터페이스수단의 작성시 테이프마커로부터 아웃단자인 솔더볼 또는 솔더범프를 사전제작할 수 있으므로 공정의 단순화에 따른 비용절감의 효과가 있다. 또한 패키지크기의 축소가 용이하며, 박형의 볼그리드어레이의 구성이 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 칩안착부(11a)를 가진 패키지케이스(11)와, 상기 칩안착부(11a)에 제1접착수단(14)에 의해 부착되고, 그의 상면일정위치에는 다수개의 도전패드(17)가 형성된 반도체칩(15)과, 상기 반도체칩(15)의 도전패드(17)와 전기적으로 연결되는 인터페이스수단(20)과, 상기 반도체칩(15)과 인터페이스수단(20)의 일측면을 포함하여 상기 칩안착부(11a)를 채우도록 몰딩시키는 몰딩컴파운드(16)를 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 반도체 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패키지 케이스(11)의 재질은 플라스틱 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스수단(20)은 금속배선(23)이 그 내부에 형성된 플렉시블프린트회로(21)와, 상기 금속배선(23)과 전기적으로 연결되고, 상기 플렉시블프린트회로(21)의 상면에 노출형성된 다수개의 솔더볼장착패드(22)와, 상기 솔더볼장착패드(22)상에 형성된 솔더볼(25)과, 상기 프린트회로(21)의 하면양측에 돌출형성된 금속돌기(26)와, 상기 프린트회로(21)의 중앙부에 형성된 제2접착수단(24)과, 상기 금속돌기(26)의 하면에 형성된 다수개의 전도볼(28)을 가진 제3접착수단(27)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스수단(20)은 제3접착수단(27)의 두께는 2~500μm, 플렉시블프린트회로(21)의 두께는 5~400μm, 제2접착수단(24)의 두께는 10~400μm인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제3접착수단(27)은 이방성 접착제(Anisotropic Conductive Adhesive) 또는 이방성 전도필름(Anistropic Conductive Film)인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스수단(20)의 금속돌기(26)는 구리(cu)베이스를 사용하거나, 구리/금을 도금한 구조로 최대 1mm이하의 높이와 돌기 영역이 0.3mm이상인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
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