KR100253325B1 - 랜드그리드어레이패키지및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랜드 그리드 어레이 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래에는 패키지의 적층이 불가능하며 고온에서 견디는 능력이 요구되는 디바이스로 사용하기에는 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었던 바, 본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지 및 그 제조방법은 서브스트레이트의 상면과 하면을 전기적으로 연결시켜주는 비아홀을 형성하고, 이 비아홀을 외부단자로 사용함으로써, 적층이 가능한 경박단소의 구조이면서도 디바이스의 열방출과 본드패드의 배치가 용이하게 한 것이다.

Description

랜드 그리드 어레이 패키지 및 그 제조방법{LAND GRID ARRAY PACKAGE AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 특히 랜드 그리드 어레이(Land Grid Array) 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 랜드 어레이 형 패키지(Land Array Type Package)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 다층 배선(multi layer)을 형성한 기판(1)의 상면에 칩(2)을 부착하고, 칩(2)의 본드패드(bond pad)(3)와 기판(1)의 인너리드(inner lead)(4)에 금속와이어(5)를 이용하여 전기적 연결을 행한 후 일정 영역을 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound)를 이용하여 몰딩을 행하고, 기판(1)의 하면에 상기 인너리드(4)와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 외부로 전달하도록 솔더볼(solder ball)(6)을 부착하는 방법에 의해 제작되었다.

그러나, 상기와 같이 솔더볼(6)을 이용한 종래의 볼 그리드 어레이 패키지(Ball Grid Array Package)는 패키지의 적층이 불가능하며, 열방출이 용이한 구조가 아니기 때문에 고온에서 견디는 능력이 요구되는 디바이스로 사용하기에는 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었던 바, 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 적층이 가능한 경박단소의 랜드 어레이 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적으로는 디바이스의 열방출이 용이하고 본드패드의 배치가 용이한 랜드 어레이 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 패키지의 구조를 보인 종단면도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 서브스트레이트의 제조방법을 도시한 공정수순도.

도 3a는 본 발명의 유니트 서브스트레이트의 상면을 도시한 평면도.

도 3b는 본 발명의 유니트 서브스트레이트의 하면을 도시한 저면도.

도 4는 도 3a에서의 A-A선 단면도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 패키지의 제조방법을 도시한 공정수순도.

도 6은 본 발명의 패키지가 적층된 상태를 도시한 종단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

9; 유니트 서브스트레이트 9a; 서브스트레이트

10; 칩안착홈 11; 본드패드

12; 비아 랜드 13; 비아홀

17; 외부단자 20; 반도체 칩

21; 범프 30; 몰딩부

40; 솔더 크림

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상면에 칩안착홈이 형성되고, 이 칩안착홈의 상면에 본드패드가 부착된 서브스트레이트와;

상기 칩안착홈내에서 상기 본드패드에 전기적으로 접속되는 다수개의 범프가 구비된 반도체 칩과;

상기 서브스트레이트의 상,하면 양측 가장자리에 형성되어 상기 본드패드에 도전패턴들에 의해 전기적으로 연결되는 비아랜드와;

상기 비아랜드에 일체로 연결되어 서브스트레이트의 양측면에 수직으로 형성되는 다수개의 반원통형 비아홀과;

상기 비아홀에 일부가 매설되고 나머지가 외부로 돌출되는 수직부와 상기 서브스트레이트의 상면 가장자리에 위치하는 상면부와 서브스트레이트의 하면 가장자리에 위치하는 하면부를 가지는 외부단자와;

상기 범프와 상기 본드패드를 포함하는 일정면적을 덮는 몰딩부;로 구성됨을 특징으로 하는 랜드 어레이 반도체 패키지가 제공된다.

또한 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 서브스트레이트의 상면과 하면에 도전패턴에 의해 본드패드에 전기적으로 연결되는 비아 랜드를 부착하는 단계와, 상기 비아 랜드에 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 서브스트레이트의 상면과 하면을 전기적으로 연결하도록 상기 비아홀을 도금하는 단계와, 상기 비아홀의 일부분을 제거하여 상기 서브스트레이트를 유니트 서브스트레이트로 라우팅하는 단계와, 상기 유니트 서브스트레이트의 본드패드에 범프를 전기적으로 접속되도록 칩을 부착하는 단계와, 상기 칩의 부착부위를 포함하는 일정면적을 몰딩하는 단계로 진행되는 랜드 그리드 어레이 패키지 제조방법이 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지를 첨부한 도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지는, 첨부한 도 5c에 도시한 바와 같이, 상면에 칩안착홈(10)이 형성된 서브스트레이트(9)와, 이 칩안착홈(10)의 상면에 부착된 본드패드(11)와, 상기 본드패드(11)에 전기적으로 접속되는 다수개의 범프(21)가 구비된 반도체 칩(20)과, 상기 서브스트레이트(9)의 상,하면 양측 가장자리에 형성되어 상기 각 본드패드(11)에 도전패턴(8)들에 의해 전기적으로 연결되는 비아랜드(12)와, 상기 비아랜드(12)에 전기적으로 연결된 상태로 서브스트레이트(9)의 양측면에 수직으로 형성되는 다수개의 반원통형 비아홀(13)과, 상기 비아홀(13)에 일부가 매설되고 나머지가 외부로 돌출되는 수직부(17a)와 상기 서브스트레이트(9)의 상면 가장자리에 위치하는 상면부(17b)와 서브스트레이트(9)의 하면 가장자리에 위치하는 하면부(17c)를 가지는 외부단자(17)와, 상기 범프(21)와 상기 본드패드(11)를 포함하는 일정면적을 덮는 몰딩부(30)로 구성된다.

상기 본드패드(11)와 범프(21)는 솔더 크림(40)을 도팅(dotting)하여 전기적으로 연결시킨다.

상기 외부단자(17)는 상기 서브스트레이트(9)의 양측면에 상하방향으로 형성된 비아홀(13)에 일부(대략 절반)가 매설되고 나머지가 외부로 돌출되도록 설치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 서브스트레이트의 제조방법을 도시한 공정수순도로서, 본 발명에 따른 서브스트레이트(9a)는 그 상면과 하면에 비아 랜드(12)를 부착하는 단계(도 2a)와, 상기 비아 랜드(12)에 상기 서브스트레티(9a)의 양측면을 따라 비아홀(13)을 형성하는 단계(도 2b)와, 상기 서브스트레이트(9a)의 상면과 하면을 전기적으로 연결하도록 상기 비아홀(13)을 도금하여 수직부(17a)가 비아홀(13)의 내주면에 형성되고 서브스트레이트(9a)의 상면과 하면에 각각 상면부(17b)와 하면부(17c)가 형성되도록 하는 단계와, 상기 비아홀(13)의 일부분을 제거함으로써 반원통형 비아홀(13a)이 남도록 하여 상기 서브스트레이트(9a)를 유니트 서브스트레이트(unit substrate)(9)로 라우팅(routing)하는 단계(도 2c)의 순서로 제조되는 것이다.

첨부한 도 3a는 본 발명의 유니트 서브스트레이트의 상면을 도시한 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 유니트 서브스트레이트의 하면을 도시한 저면도이다.

상기와 같이 라우팅을 하여 유니트 서브스트레이트(9)로 분리하면 상기 비아홀(13)에 도금된 수직부(17a)와 상면부(17b) 및 하면부(17c)가 서브스트레이트(9)의 양측면과 상하면에서 노출되어 외부단자(17)를 구성하게 되는 것이다.

첨부한 도 4는 도 3a에서의 A-A선 단면도로서, 도금된 비아홀(13)이 서브스트레이트(9)의 상면과 하면을 전기적으로 연결하고 있는 것을 보여준다.

상기와 같은 공정에 의해 제조된 서브스트레이트(9)를 사용하여 본 발명에 따른 랜드 그리드 어레이 패키지의 제조방법을 도 5a 내지 도 5c를 참고하여 설명한다.

본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지는 상면에 칩안착홈(10)이 형성되고, 이 칩안착홈(10)의 상면에 본드패드(11)가 부착된 상기 유니트 서브스트레이트(9)에 칩(20)을 부착하는 단계(5b)와, 상기 칩(20)의 부착부위를 포함하는 일정면적을 몰딩하는 단계(5c)로 진행되어 제조된다.

첨부한 도 6은 본 발명의 패키지가 적층된 상태를 도시한 종단면도로서, 본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지는 반도체 칩(20)이 서브스트레이트(9)의 외부로 돌출되지 않고 전체적인 형상이 직육면체를 이루며, 외부 단자(17)가 서브스트레이트(9)의 양측면에 부착되어 서브스트레이트(9)의 상면과 하면을 전기적으로 연결시켜주므로 적층이 가능하게 된다.

본 발명의 랜드 그리드 어레이 패키지 및 그 제조방법에 의하면 적층이 가능하고, 다핀 구조의 패키지를 구현하면서 동시에 열방출을 향상시켜 고온의 작업이 요구되는 디바이스에 사용할 수 있는 효과가 있다. 또한 비아 랜드와 도금된 비아홀의 내벽이 외부 단자로 함께 이용되므로 솔더 필렛(solder filet)의 형성이 용이하고 솔더 조인트의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다. 또한 와이어 본딩 공정과 외부단자를 본드패드를 전기적으로 연결하는 공정을 배제할 수 있으므로 구조와 공정이 간단하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 상면에 칩안착홈이 형성되고, 이 칩안착홈의 상면에 본드패드가 부착된 서브스트레이트와;

   상기 칩안착홈내에서 상기 본드패드에 전기적으로 접속되는 다수개의 범프가 구비된 반도체 칩과;

   상기 서브스트레이트의 상,하면 양측 가장자리에 형성되어 상기 본드패드에 도전패턴들에 의해 전기적으로 연결되는 비아랜드와;

   상기 비아랜드(12)에 일체로 연결되어 서브스트레이트(9)의 양측면에 수직으로 형성되는 다수개의 반원통형 비아홀(13)과;

   상기 비아홀(13)에 일부가 매설되고 나머지가 외부로 돌출되는 수직부(17a)와 상기 서브스트레이트(9)의 상면 가장자리에 위치하는 상면부(17b)와 서브스트레이트(9)의 하면 가장자리에 위치하는 하면부(17c)를 가지는 외부단자(17)와;

   상기 범프(21)와 상기 본드패드(11)를 포함하는 일정면적을 덮는 몰딩부(30);로 구성됨을 특징으로 하는 랜드 어레이 반도체 패키지.
2. 서브스트레이트의 상면과 하면에 도전패턴에 의해 본드패드에 전기적으로 연결되는 비아 랜드를 부착하는 단계와, 상기 비아 랜드에 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 서브스트레이트의 상면과 하면을 전기적으로 연결하도록 상기 비아홀을 도금하는 단계와, 상기 비아홀의 일부분을 제거하여 상기 서브스트레이트를 유니트 서브스트레이트로 라우팅하는 단계와, 상기 유니트 서브스트레이트의 본드패드에 범프를 전기적으로 접속되도록 칩을 부착하는 단계와, 상기 칩의 부착부위를 포함하는 일정면적을 몰딩하는 단계로 진행되는 랜드 그리드 어레이 패키지 제조방법.

Images