KR20030029746A - 플립칩 본딩방식을 사용한 ２금속 패키지, ｔｆｔ-ｌｃｄ모듈 및 ２금속 패키지 모듈키트 - Google Patents

플립칩 본딩방식을 사용한 ２금속 패키지, ｔｆｔ-ｌｃｄ모듈 및 ２금속 패키지 모듈키트 Download PDF

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KR20030029746A
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조에 있어 플립칩 본딩방식을 사용하여 도체패턴에 칩을 본딩함으로써 패키지의 양면에 도체패턴을 형성하여 패키지의 양면 모두를 활용할 수 있는 2금속 패키지에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 2금속 패키지를 TFT-LCD 모듈에 적용하여 모듈에 사용되는 복수개의 구동회로부를 단일 구동회로부로 간소화하는 2금속 패키지를 사용한 TFT-LCD 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 2금속 패키지에 복수개의 기판을 실장하도록 하여 복합기능을 갖는 2금속 패키지 모듈키트에 관한 것이다. 상기 2금속 패키지 및 이를 사용하는 TFT-LCD 모듈과 2금속 패키지 모듈키트는 제조공정을 간소화하고 제조단가를 낮추면서 제품의 경박단소화를 이룰 수 있다.

Description

플립칩 본딩방식을 사용한 ２금속 패키지, ＴＦＴ-ＬＣＤ 모듈 및 ２금속 패키지 모듈키트{Two metal package using flip chip bonding method, ＴＦＴ-ＬＣＤ module and two metal package module kit}
본 발명은 2금속 패키지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플립칩 본딩을 사용하여 절연물질인 폴리이미드(polyimide) 필름을 사이에 두고 양면에 구리패턴을 형성하여 한쪽은 게이트 또는 메모리 중 어느하나가 실장되며 다른 한쪽은 소오스 또는 메모리 중 어느하나를 실장하여 실장구조를 하나의 적층패키지로 구성할 수 있는 2금속 패키지에 관한 것이다.
종래에는 리드온칩(lead on chip; 이하 "LOC"라 칭함) 본딩 방식을 사용하여 칩온필름(chip on film; 이하 "COF"이라 칭함)을 제조하였다. 이를 통틀어 "COF-LOC 방식"이라한다.
도 1을 참조로 COF-LOC 방식을 살펴보면, COF-LOC 방식은 일면에 범프(16)가 실장된 칩(12) 위의 양측에 범프(16)를 매개로 소정간격을 두고 두개의 구리패턴(13)을 실장하고 디바이스홀없이 두개의 구리패턴(13)의 상면 전체를 폴리이미드 필름(14)으로 덮은 후, 본딩툴(19)을 사용하여 폴리이미드 필름(14)과 구리패턴(13)을 동시에 눌러 구리패턴(13)을 칩(12)에 실장된 범프(16)와 본딩시켜 전기적으로 연결한 후 밀봉제(17)를 주입하여 이들 접합부분을 밀봉한 다음, 구리패턴(13)의 하면을 솔더레지스터(15)로 도포하는 것이었다.
상술한 COF-LOC 방식은 구리패턴(13)을 본딩툴(19)로 눌러 칩(12) 상의 범프(16)와 본딩되기 때문에 구리패턴(13)과 접착된 폴리이미드 필름(14)의 다른면에 다시 구리패턴(13)을 형성하는 것이 곤란하였다.
COF-LOC 방식으로 형성된 패키지가 적용되는 일실시예를 도 2를 참조로 설명한다. 도 2는 종래 COF-LOC 방식 형성된 패키지를 구비한 구동회로부를 포함하는 TFT-LCD 모듈의 개략도이다.
TFT-LCD 모듈(21)은 TFT 패널(27), TFT 패널(27)의 일측에 구비된 소오스 구동부(22) 및 TFT 패널(27)의 일측과 이웃하는 타측에 구비된 게이트 구동부(23)를 포함한다. 또한, 소오스 구동부(22)는 COF-LOC 방식으로 형성되며 일측이 TFT 패널(27)의 일측과 접합된 복수개의 패키지(11), 패키지(11)의 타측에 접합된 일개의 소오스 PCB 기판(24)을 포함한다. 게이트 구동부(23)는 COF-LOC 방식으로 형성되며 일측이 TFT 패널(27)의 일측과 접합된 복수개의 패키지(11), 패키지(11)의 타측에 접합된 일개의 게이트 PCB 기판(25)을 포함한다.
도 2에서 알 수 있듯이, 종래 COF-LOC 방식을 사용한 패키지(11)에는 단일기능을 하는 하나의 기판만을 접합시켜 사용할 수 있어 다기능을 실시하려면 복수개의 패키지에 복수개의 기판을 접합하여야 했다.
이는 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조단가가 비싸며 또한 제품의 크기를 경박단소화하기 곤란하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 COF-플립칩 본딩 방식을 사용하여 칩을 구피패턴 위에 접합함으로써 절연체인 폴리이미드의 양쪽면 모두에 구리패턴을 형성하여 양쪽면에 칩을 형성할수 있는 2금속 패키지를 제공함으로써, 단일패키지로 다기능을 실현하여 제조공정을 단순화시키고 제조단가를 줄이며 경박단소화된 제품을 제공하고자 한다.
도 1은 종래 리드온칩(lead on chip) 방식을 사용한 칩온필름(chip on film; COF)의 개략도;
도 2는 종래 COF-LOC 방식으로 형성된 패키지를 구비한 구동회로부를 포함하는 TFT-LCD 모듈의 개략도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2금속 패키지의 개략도;
도 4는 본 발명의 2금속 패키지를 사용한 TFT-LCD 모듈의 개략도;
도 5는 본 발명의 2금속 패키지에 복수개의 기판을 실장하여 모듈키트화한 개략도이다.
<도면 주요부분에 대한 간단한 설명>
11; COF 패키지 12; 칩
13, 33; 도체패턴 14, 34; 폴리이미드 필름
15, 35; 솔더레지스터 16, 36; 범프
17, 37; 밀봉제 19; 본딩툴
18, 38; 베이스 필름 21, 41; TFT-LCD 모듈
22; 소오스 구동부 23; 게이트 구동부
24; 소오스 인쇄 회로 기판 25; 게이트 인쇄 회로 기판
27; TFT 패널 31; 2금속 패키지
32a, 32b; 제 1, 2칩 42; 구동회로부
43, 52; 기판 44; TFT 패널
51; 2금속 패키지 모듈 키트
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연체인 폴리이미드 필름 (polyimide film)을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 접합된 도체패턴을 갖는 베이스 필름, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스 필름의 상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스 필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩, 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 도체패턴의 일부를 포함하도록 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제를 포함하며, 베이스 필름은 상기 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역을 제외한 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2금속 패키지를 제공한다.
본 발명은 또한, 2금속 패키지의 적용 일실시예로 TFT 패널, 및 TFT 패널의 일측에 장착되는 비디오 신호를 변환시켜 개개화소에 해당하는 전압레벨을 공급하기 위한 구동회로부를 포함하는 TFT-LCD 모듈에 있어서, 구동회로부는, 절연체인 폴리이미드 필름을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 접합되며 일측외곽의 일부는 TFT패널의 일측과 접합된 도체패턴을 갖는 베이스 필름, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스필름의 상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩, 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 도체패턴의 일부를 포함하도록 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제, 및 구리패턴의 타측외곽에 실장된 기판을 포함하며, 베이스 필름은 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역을 제외한 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 절연체인 폴리이미드 필름을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 접합된 도체패턴을 갖는 베이스필름, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스필름의 상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩, 일면에 실장된 범프를 매개로 베이스필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩, 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 도체패턴의 일부를 포함하도록 제 1칩 및 제 2칩이 플립칩 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제, 및 구리패턴의 양측외곽에 각각 일개씩 실장된 복수개의 인쇄 회로 기판을 포함하며, 베이스필름은 제 1칩 및 제 2칩이 플립칩 본딩된 영역 및 양측외곽을 제외한 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2금속 패키지 모듈 키트(kit)를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 2금속 패키지 및 이를 사용한 TFT-LCD 모듈 및 2금속 패키지 모듈 키트에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2금속 패키지 구조의 개략도, 도 4는 본 발명의 2금속 패키지를 사용한 TFT-LCD 모듈의 개략도 및 도 5는 본 발명의 2금속 패키지에 복수개의 기판이 실장된 2금속 패키지 모듈키트의 개략도이다.
본 발명의 2금속 패키지(31)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 필름(34)을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 도체패턴(33)이 접합되어 있고, 일면에 각각 범프(36)가 형성된 제 1, 2칩(32a, 32b)이 각각의 범프(36)를 매개로 상하부의 도체패턴(33)에 각각 플립칩 본딩되며, 제 1, 2칩(32a, 32b)이 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 제 1, 2칩(32a, 32b)의 일부와 도체패턴(33)의 일부를 포함하도록 밀봉제(37)가 주입되어 있다. 또한, 제 1, 2칩(32a, 32b)이 본딩된 영역을 제외한 도체패턴(33)에는 솔더레지스터(35)가 도포되어 있다.
본 발명의 2금속 패키지(31)의 두께가 너무 두꺼워지는 것을 방지하기 위하여 두께를 제한하고 있는데, 폴리이미드 필름(34)의 두께는 25㎛, 도체패턴(33)의 두께는 8㎛ 및 솔더레지스터(35)의 두께는 6㎛를 넘지 않도록 하여, 제 1, 2칩(32a, 32b)을 제외한 폴리이미드 필름(34), 도체패턴(33) 및 솔더레지스터(35)로 구성된 베이스 필름(38)의 두께가 54㎛를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 내용 중 도체패턴(33)을 폴리이미드 필름(34)의 상하면에 접합할 수 있는 이유는 제 1, 2칩(32a, 32b) 본딩이 플립칩 본딩방식으로 이루어져 편평한 상태로 본딩이 이루어짐으로써 포밍(forming)이 없어 폴리이미드 필름(34)의 양쪽면이 모두 활용 가능해졌기 때문이다.
상술한 제 1, 2칩(32a, 32b)은 게이트칩 또는 메모리칩 중의 어느 하나와 소오스칩 및 메모리칩 중의 어느 하나가 된다. 즉, 게이트칩과 소오스칩, 게이트칩과 메모리칩, 메로리칩과 소오스칩 및 메모리칩과 메모리칩의 구성이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 도체패턴(33)으로 구리패턴 등을 사용한다.
상술한 바와 같이 일개의 패키지에 다른 기능을 하는 두개의 칩이 실장되기 때문에 일개의 패키지로 두가지 이상의 기능을 할 수 있다.
따라서, 패키지의 제조공정이 간소화되고 제조단가가 절감됨과 동시에 제품의 경박단소화가 가능하게 된다.
다음, 도 4를 참조로 상술한 2금속 패키지에 소정기판을 결합하여 TFT-LCD 모듈의 구동회로에 적용하는 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 2금속 패키지(31)를 포함하는 구동회로부(42)가 일측에 구비된 액정 디스플레이의 일종인 TFT 패널(44)의 개략도이다.
본 실시예에 따르면, TFT-LCD 모듈(41)은 TFT 패널(44) 및 TFT 패널(44)의 일측에 장착되는 구동회로부(42)로 구성된다. 또한, 구동회로부(42)는 상술한 본 발명의 2금속 패키지(31)에 게이트 PCB 기판 및 소오스(source) PCB 기판을 모두 실장하는 대신에 둘 중 어느 하나의 기판(43)만을 실장하여 두가지 기능을 갖도록 형성한다. 이렇게 하면 현재 사용중인 TFT-LCD 모듈에서 게이트 PCB 기판으로 구성된 게이트 구동부와 소오스 PCB 기판으로 구성되는 소오스 구동부를 따로 제조하고 서로 전기적으로 연결하기 위해 다른 수단을 사용했거나, 게이트 구동부와 소오스구동부를 일체형으로 제조했던 것에 비해 제조공정을 줄일 수 있고, 제조단가를 절감할 수 있으며, TFT-LCD 모듈(41)의 크기를 줄일 수 있다.
다음, 본 발명의 2금속 패키지의 다른 적용실시예로 복수개의 기판이 실장가능한 2금속 패키지 모듈에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 2금속 패키지(31)의 상하 구리패턴(33) 각각에 기판(52)을 실장한 2금속 패키지 모듈 키트(51; kit)의 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 2금속 패키지(31) 중 각 구리패턴(33) 일면 전체를 도포한 솔더레지스터(35)의 외곽 일부를 제거하거나, 2금속 패키지(31) 제조 중 구리패턴(33)의 외곽 일부를 제외한 영역에만 솔더레지스터(35)를 도포한 후, 구리패턴(33)에서 솔더레지스터(35)가 도포되지 않은 양쪽 외곽영역에 범프(36)를 매개로 기판(52)을 각각 실장한다. 기판(52)은 최대 4개까지 실장 가능하며 기판(52)의 개수는 1개이상 4개 이하이면 한정되지 않으며, 필요에 따라 선택할 수 있다. 또한, 일면에 실장된 범프(36)를 매개로 구리패턴(33)에 플립칩 본딩된 제 1, 2칩(32a, 32b)은 게이트칩, 메모리칩, 소오스칩 중에서 임의로 각각 선택할 수 있다.
이렇게 해서 형성된 2금속 패키지 모듈 키트(51)는 TFT-LCD 등에 사용될 수 있으며, 사용되는 부분에 따라 구성을 달리하여 여러종류의 2금속 패키지 모듈 키트를 제조할 수 있다.
이상 본 발명의 2금속 패키지를 바람직한 실시예 및 변형실시예를 참조로 설명하였지만 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 내에서 다양한 변형실시예가 가능하다.
본 발명의 2금속 패키지에 따르면, 두개 이상의 패키지를 요구하는 경우 단일 2금속 패키지의 사용으로 이를 대체할 수 있으며, 본 발명의 2금속 패키지를 사용한 TFT-LCD 모듈은 단일 패키지로 둘이상의 구동회로부의 기능을 함으로서 제조공정이 간소화되고 제조단가를 줄일 수 있으며, 제품의 경박단소화가 가능해진다. 또한, 본 발명의 2금속 패키지에 복수개의 기판을 실장하여 하나의 모듈키트화함으로서 실장밀도를 높이면서 제품의 경박단소화를 이룰 수 있다.

Claims (6)

  1. 절연체인 폴리이미드(polyimide) 필름을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 접합된 도체패턴을 갖는 베이스 필름,
    일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스 필름의 상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩,
    일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스 필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩,
    상기 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 상기 도체패턴의 일부를 포함하도록 상기 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제를 포함하며,
    상기 베이스 필름은 상기 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 상기 영역을 제외한 상기 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2금속 패키지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도체패턴은 구리패턴인 것을 특징으로 하는 2금속 패키지.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1칩은 게이트칩 및 소오스칩 중의 어느 하나이고, 상기 제 2칩은 소오스칩 및 메모리칩 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 2금속 패키지.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리이미드 필름의 두께, 상기 도체패턴의 두께 및 상기 솔더레지스터를 포함하는 상기 베이스 필름의 두께는 54㎛를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 2금속 패키지.
  5. TFT(thin film transsister) 패널, 및
    상기 TFT 패널의 일측에 장착되는 비디오 신호를 변환시켜 개개화소에 해당하는 전압레벨을 공급하기 위한 구동회로부를 포함하는 TFT-LCD 모듈에 있어서,
    상기 구동회로부는, 절연체인 폴리이미드 필름을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고 접합되며 일측외곽의 일부는 상기 TFT패널의 상기 일측과 접합된 도체패턴을 갖는 베이스 필름, 일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스필름의상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩, 일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩, 상기 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 상기 도체패턴의 일부를 포함하도록 상기 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제, 및 상기 구리패턴의 타측외곽에 실장된 기판을 포함하며, 상기 베이스 필름은 상기 제 1칩 및 제 2칩이 본딩된 상기 영역을 제외한 상기 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 모듈.
  6. 절연체인 폴리이미드 필름을 사이에 두고 상하 양면에 소정의 간격을 두고접합된 도체패턴을 갖는 베이스필름,
    일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스필름의 상부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 1칩,
    일면에 실장된 범프를 매개로 상기 베이스필름의 하부 도체패턴에 플립칩 본딩된 제 2칩,
    상기 제 1칩 및 제 2칩의 일부와 상기 도체패턴의 일부를 포함하도록 상기 제 1칩 및 제 2칩이 플립칩 본딩된 영역의 주위를 외부환경으로부터 보호하기 위해 주입된 밀봉제, 및
    상기 구리패턴의 상기 양측외곽에 각각 일개씩 실장된 복수개의 인쇄 회로 기판을 포함하며,
    상기 베이스필름은 상기 제 1칩 및 제 2칩이 플립칩 본딩된 상기 영역 및 양측외곽을 제외한 상기 도체패턴에 도포된 솔더레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2금속 패키지 모듈 키트(kit).
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