KR19990050856A - 비지에이 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법은 반도체칩과 인쇄회로기판을 금속와이어에 의해 전기적으로 연결하고 이들을 탄성 접착제를 사이에 두고 상, 하로 접착시켜 BGA(ball grid array)패키지를 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명은 제조공정이 용이하고 제조원가가 절감되며 신뢰성 확보가 용이한 CSP(chip scale package)를 실현할 수 있다.

Description

비지에이패키지 및 그 제조방법

본 발명은 BGA패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판과 반도체칩을 와이어본딩하고 겹쳐 접착시켜 제조원가를 절감하고 신뢰성을 향상시키도록 한 BGA패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 전자기기와 정보기기의 메모리용량이 대용량화에 따라 DRAM과 SRAM과 같은 반도체 메모리칩의 고집적화가 가속화하고 칩사이즈도 대형화하고 있다. 그리고, 전자기기와 정보기기의 소형화 및 경량화에 따라 반도체칩 패키지의 경박단소화 및 고신뢰성 요구가 증가하는 추세에 있다.

이러한 추세에 맞추어 램버스(Rambus) DRAM과 같은 고속 디바이스 등이 개발되었는데 이러한 디바이스에 적용되는 반도체칩의 본딩패드가 일렬로 배열되어 있으므로 반도체칩의 전체 면적을 효율적으로 이용하는데 많은 애로사항이 있었다.

이러한 애로사항을 해소하기 위해 최근에는 반도체칩의 사이즈에 근접한 칩스케일패키지인 마이크로BGA(μBGA)가 개발, 상용화 단계에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 마이크로BGA를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로BGA는 절연성 폴리이미드테이프(11)의 상면에 소정 패턴의 빔리드(13)가 접착되고, 상기 빔리드(13)의 솔더볼어태칭영역을 노출시키기 위한 패턴의 절연막(15)이 상기 폴리이미드테이프(11)의 상면에 형성되고, 반도체칩(1)의 상면 중앙부가 탄성 접착제(3)에 의해 폴리이미드테이프(11)의 하면에 접착되고, 상기 빔리드(13)가 폴리이미드테이프(11)의 개방구(12)를 거쳐 상기 반도체칩(1)의 본딩패드(도시 안됨)에 빔리드본딩되고, 상기 빔리드(13)와 반도체칩(1)을 보호하기 위해 봉지체(5)에 의해 봉지되고, 상기 솔더볼어태칭영역의 빔리드(13)에 솔더볼(17)이 접합되는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 마이크로BGA의 빔리드본딩을 위해 폴리이미드테이프(11)의 개방구(12) 내의 빔리드(13)를 빔리드본딩장치(도시 안됨)에 의해 압력을 가하여 파단시키고 나서 상기 파단된 빔리드(13)를 반도체칩(1)의 해당 본딩패드(도시 안됨)에 접합시켜 왔다.

그런데, 이러한 방식으로 빔리드를 본딩하는 경우, 상기 빔리드(13)의 도장 부위가 변형하거나 빔리드 제작에 따른 빔리드의 형태가 양호하지 못하거나 기계적 가공에 따른 잔류응력이 빔리드 부위에 잔존한다. 특히, 빔리드(13)와 폴리이미드 테이프(11)의 경계면 또는 파단이 발생하는 빔리드(13)의 선단부위에 잔류응력과 파단에 의한 형상변형 등이 많이 존재하였다. 이는 BGA의 각종 신뢰성 시험에서 불량 발생의 주원인으로 작용하고 있다.

또한, 탄성 접착제(3)와 폴리이미드테이프(11)의 두께 합이 두꺼울수록 빔리드(13)의 절곡지점에서 급격한 절곡이 이루어지는 등 제조공정 조절이 매우 까다로웠다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조공정상의 어려움을 해소하고 제품의 신뢰성을 향상시키도록 한 BGA패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 마이크로BGA를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 BGA패키지를 나타낸 개략도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 공정도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1: 반도체칩 3: 접착제 5: 봉지체 11: 폴리이미드테이프 13: 빔리드 15: 절연막 17: 솔더볼 21: 인쇄회로기판 23: 솔더볼어태칭패드 30: 접착제 40: 금속와이어 50: 봉지체 60: 솔더볼

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA패키지는

일면 상에 본딩패드가 배열된 반도체칩;

일면 상에 접속패드가 배열되고 대향하는 타면에 솔더볼어태칭패드가 배열된 인쇄회로기판;

상기 본딩패드와 접속패드를 대향하도록 상기 반도체칩과 인쇄회로기판 사이에 접착되는 접착제;

상기 본딩패드와 접속패드를 각각 대응하여 전기적 연결하는 금속와이어;

상기 금속와이어를 보호하기 위해 봉지하는 봉지체; 그리고

상기 솔더볼어태칭패드에 접합되는 솔더볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법은

일면 상에 본딩패드가 배열된 반도체칩과 일면 상에 접속패드가 배열되고 대향하는 타면에 솔더볼어태칭패드가 배열된 인쇄회로기판을 준비하는 단계;

상기 인쇄회로기판의 일면 중앙부에 접착제를 접착시키는 단계;

상기 접착된 인쇄회로기판의 접속패드와 상기 본딩패드를 금속와이어에 의해 각각 대응하여 전기적 연결하는 단계;

상기 전기적 연결된 본딩패드 및 접속패드를 대향하도록 상기 반도체칩과 인쇄회로기판을 접착제를 개재하여 접착시키는 단계;

상기 접착된 반도체칩과 인쇄회로기판 사이의 노출된 상기 금속와이어를 보호하기 위해 봉지체에 의해 봉지하는 단계; 그리고

상기 봉지된 인쇄회로기판의 솔더볼어태칭패드에 솔더볼을 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 BGA패키지를 나타낸 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 BGA패키지는 반도체칩(1)의 일면 상의 본딩패드(도시 안됨)와 인쇄회로기판(21)의 일면 상의 접속패드(도시 안됨)가 대향하도록 반도체칩(1)과 인쇄회로기판(21)이 접착제(30)를 사이에 두고 접착되고, 상기 접속패드와 본딩패드가 금속와이어(40)에 의해 각각 대응하여 와이어본딩되고, 상기 금속와이어(40) 주위의 영역만이 봉지체(50)에 의해 봉지되고, 상기 인쇄회로기판(21)의 대향하는 타면 상의 솔더볼어태칭패드(23)에 솔더볼(60)이 접합되는 구조로 이루어져 있다. 여기서, 상기 본딩패드가 반도체칩(1)의 일면 가장자리를 따라 배열되고, 상기 접속패드가 인쇄회로기판(21)의 일면 가장자리를 따라 배열되어 있다. 상기 인쇄회로기판(21)의 내부에 전기적 연결통로인 비아홀(도시 안됨)이 형성되어 있음은 당연하다.

이와 같이 구성된 BGA패키지의 제조방법을 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 BGA패키지의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저, 상부면 가장자리를 따라 본딩패드(도시 안됨)가 배열된 반도체칩(1)을 준비한다. 또한, 상부면 가장자리를 따라 접속패드(도시 안됨)가 배열되고, 하부면에 솔더볼어태칭패드(23)가 배열된 인쇄회로기판(21)을 준비한다. 여기서, 상기 인쇄회로기판(21)의 내부에 전기적 연결통로인 비아홀(도시 안됨)이 형성되어 있음은 당연하다.

이어서, 상기 인쇄회로기판(21)의 상부면 중앙부에 접착제(30), 예를 들어 탄성 접착제 또는 일반적인 접착제를 도포, 경화한다. 상기 탄성 접착제는 외부 충격 및 열적 하중에 손상이 적고 반도체칩(1)과 접착이 용이한 것이다.

그런 다음, 상기 인쇄회로기판(21)의 접속패드와 반도체칩(1)의 본딩패드를 근접시킨 상태에서 이들을 금속와이어(40), 예를 들어 금(Au) 와이어에 의해 각각 대응하여 와이어본딩한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 이후, 상기 인쇄회로기판(21) 상의 접착제(30)에 반도체칩(1)의 상부면을 접촉시키고 나서 열압착방식에 의해 접착시킨다.

계속하여, 상기 금속와이어(40)를 외부환경으로부터 보호하기 위해 상기 와이어본딩 영역 주위에 액상 수지를 도포하고 경화시켜 봉지한다. 여기서, 반도체칩(1)의 하면과 측면 대부분이 노출되어 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 마지막으로 상기 인쇄회로기판(21)의 솔더볼어태칭패드(23)에 각각 솔더볼(60)을 접합시켜 BGA패키지를 완성한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 BGA패키지 및 그 제조방법은 반도체칩과 인쇄회로기판을 금속와이어에 의해 전기적으로 연결하고 이들을 탄성 접착제를 사이에 두고 상, 하로 접착시켜 BGA패키지를 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명은 제조공정이 용이하고 제조원가가 절감되며 신뢰성 확보가 용이한 CSP를 실현할 수 있다.

Claims (8)

1. 일면 상에 본딩패드가 배열된 반도체칩;

   일면 상에 접속패드가 배열되고 대향하는 타면에 솔더볼어태칭패드가 배열된 인쇄회로기판;

   상기 본딩패드와 접속패드를 대향하도록 상기 반도체칩과 인쇄회로기판 사이에 접착되는 접착제;

   상기 본딩패드와 상기 접속패드를 대응하여 전기적 연결하는 금속와이어;

   상기 금속와이어를 보호하기 위해 봉지하는 봉지체; 그리고

   상기 솔더볼어태칭패드에 접합되는 솔더볼을 포함하는 BGA패키지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제가 탄성 접착제인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지체가 상기 반도체칩의 하면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 BGA패키지.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 봉지체가 액상 수지의 경화체인 것을 특징으로 하는 BGA패키지.
5. 일면 상에 본딩패드가 배열된 반도체칩과 일면 상에 접속패드가 배열되고 대향하는 타면에 솔더볼어태칭패드가 배열된 인쇄회로기판을 준비하는 단계;

   상기 인쇄회로기판의 일면 중앙부에 접착제를 접착시키는 단계;

   상기 접착된 인쇄회로기판의 접속패드와 상기 본딩패드를 금속와이어에 의해 각각 대응하여 전기적 연결하는 단계;

   상기 전기적 연결된 본딩패드 및 접속패드를 대향하도록 상기 반도체칩과 인쇄회로기판을 접착제에 의해 접착시키는 단계;

   상기 접착된 반도체칩과 인쇄회로기판 사이의 상기 금속와이어를 보호하기 위해 봉지체에 의해 봉지하는 단계; 그리고

   상기 봉지된 인쇄회로기판의 솔더볼어태칭패드에 솔더볼을 접합시키는 단계를 포함하는 BGA패키지의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 접착제를 탄성 접착제에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 BGA패키지의 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 봉지체를 상기 반도체칩의 하면을 노출시키도록 형성한 것을 특징으로 하는 BGA패키지의 제조방법.
8. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 봉지체를 액상 수지를 도포, 경화하여 형성한 것을 특징으로 하는 BGA패키지의 제조방법.