JP2008010705A - Package structure of chip built-in substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップが基板に埋め込まれたパッケージ構造に関し、より詳しくは、半導体チップが統合されたパッケージ構造に関するものである。 The present invention relates to a package structure in which chips are embedded in a substrate, and more particularly to a package structure in which semiconductor chips are integrated.
近年、半導体パッケージ技術の進歩に伴って、半導体装置(Semiconductor device)としてはさまざまなパッケージ形態が開発されており、主にパッケージ基板(package substrate)またはリードフレームに半導体チップを設けておいて、半導体チップをパッケージ基板またはリードフレームに電気的に接続し、そして、コロイドによりパッケージを行う。この中では、ボールグリッドアレー(Ball Grid Array,BGA)と言われる極めて優れた半導体パッケージ技術が知られている。その特徴とししては、半導体チップがパッケージ基板に設けられ、セルフアラインメント(Self−alignment)技術により前記パッケージ基板の裏面に格子状に配列された半田ボール(solder ball)が複数配設されることにより、同じ単位面積である半導体チップキャリアに入力/出力接続端子(I/O connection)がより多く収納され、半導体チップの高度集積化(integration)が図られ、これらの半田ボールによりパッケージユニットの全体が半田付けされ、外部の装置に電気的に接続される。 In recent years, with the advancement of semiconductor package technology, various package forms have been developed as semiconductor devices, and a semiconductor chip is mainly provided on a package substrate or a lead frame. The chip is electrically connected to the package substrate or lead frame and packaged by colloid. Among these, an extremely excellent semiconductor packaging technique called a ball grid array (BGA) is known. As a feature thereof, a semiconductor chip is provided on a package substrate, and a plurality of solder balls arranged in a grid pattern are provided on the back surface of the package substrate by self-alignment technology. As a result, more input / output connection terminals (I / O connection) are accommodated in a semiconductor chip carrier having the same unit area, and high integration of the semiconductor chip is achieved. Are soldered and electrically connected to an external device.
しかしながら、従来の半導体パッケージ構造では、基板の上面に半導体チップが接着され、ワイヤボンディング(wire bonding)またはフリップチップ(flip chip)によりパッケージされ、基板の裏面に半田ボールが配設されることにより電気的接続が行われているため、多ピン化の目的を達成することはできるが、しかしながら、高周波数で使用されまたは高速に操作される場合、リードの接続ルートが長すぎることによって電気的特性の効果を高めることができないため、その使用に限界があり、また、従来のパッケージでは、複数の接続インタフェースを必要としているので、生産や製造コストがそれにしたがって増大している。 However, in the conventional semiconductor package structure, a semiconductor chip is bonded to the upper surface of the substrate, packaged by wire bonding or flip chip, and solder balls are disposed on the back surface of the substrate, thereby providing an electrical circuit. The purpose of multi-pinning can be achieved because the electrical connection is made, however, when used at high frequencies or operated at high speed, the lead connection route is too long and the electrical characteristics are Since the effect cannot be increased, its use is limited, and since the conventional package requires a plurality of connection interfaces, production and manufacturing costs increase accordingly.
上記のように、次世代の製品の応用に対応して電気的品質を効果的に向上させるために、業界では、チップをキャリアプレート(carrier plate)内に埋め込み、直接電気的に接続させることにより、電気伝送のルートを短縮し、信号のロス、信号のひずみを低減し、高速時の作動能力を向上させる技術を研究採用する趨勢にある。 As described above, in order to effectively improve the electrical quality corresponding to the application of next generation products, in the industry, the chip is embedded in a carrier plate and directly connected electrically. The trend is to research and adopt technologies that shorten the route of electrical transmission, reduce signal loss and signal distortion, and improve operating capability at high speeds.
図1はアメリカ特許第6,709,898号に開示されている半導体パッケージを示したものである。図1に示すように、この半導体パッケージは放熱板102を備える。前記放熱板102は、少なくとも1つの凹部104と、半導体チップ114と、備え、前記半導体チップ114の非能動面の表面は、熱伝導接着材料118により前記凹部104に接続される。ビルドアップ回路(built−up)構造122は、ビルドアップ技術により前記放熱板102および前記半導体チップ114に形成される。ここで、放熱板102の凹部104を、放熱板102の上表面から放熱板102の内部の所定の開口の深みまで延在させ、半導体チップ114を熱伝導接着材料118で凹部104の底部平面に接着させ、半導体チップ114および放熱板102において誘電材を従来の熱圧着の工程により凹部104に流し込んで半導体チップ114と放熱板102との間に充填させる。
FIG. 1 shows a semiconductor package disclosed in US Pat. No. 6,709,898. As shown in FIG. 1, the semiconductor package includes a
ただし、誘電材料が凹部104に流れ込む場合、凹部104のサイズの制限や誘電材料自体の表面張力によって誘電材料が完全には凹部104の空間に充填されず、空隙や気泡が生じやすくなり、その後の半導体パッケージの熱循環の工程において、前記空隙または気泡における気体が熱により膨張して、パッケージにおけるチップが押圧され、チップがひび割れして損傷してしまうことがある。また、誘電材料を完全に凹部104に充填することができず、前記誘電材料の層の表面平滑性が悪くなり、ハイレベルの集積回路の製品には応用することができない。
However, when the dielectric material flows into the
さらに、前記半導体パッケージにおいては回路を直接チップから延ばすことにより、電気伝導のルートが短縮され、高速時の作動能力の向上が図られるが、昨今電子製品への多機能化がますます要求される状況においては、前記半導体パッケージに埋め込まれた半導体チップのほとんどが、単一形式の素子であり、多機能のモジュール構造として形成されていないために、電子製品の発展に追い付かなくなっているのが現状である。 Furthermore, in the semiconductor package, by extending the circuit directly from the chip, the route of electrical conduction is shortened and the operating capability at high speed is improved, but recently, more and more functions are required for electronic products. In the current situation, most of the semiconductor chips embedded in the semiconductor package are single-type elements and are not formed as a multifunctional module structure, so it is difficult to keep up with the development of electronic products. It is.
そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、半導体チップを効果的にチップキャリアに位置決めするための、チップ埋め込み基板のパッケージ構造を提供することを課題とする。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a package structure of a chip embedded substrate for effectively positioning a semiconductor chip on a chip carrier.
また、本発明は、複数の半導体チップを統合し、電子装置の電気的機能を向上させるための、チップ埋め込み基板のパッケージ構造を提供することを課題とする。 Another object of the present invention is to provide a package structure of a chip embedded substrate for integrating a plurality of semiconductor chips and improving the electrical function of an electronic device.
また、本発明は、半導体素子のキャリアプレートの開口における平滑性および一致性を維持し、後続の微細回路製造工程の製造能力を向上させるための、チップ埋め込み基板のパッケージ構造を提供することを課題とする。 Another object of the present invention is to provide a package structure of a chip-embedded substrate for maintaining smoothness and consistency in the opening of a carrier plate of a semiconductor element and improving the manufacturing capability of a subsequent fine circuit manufacturing process. And
また、本発明は、半導体チップと基板との統合製造工程を統合することにより、クライアントの幅広い需要に応えることができ、半導体業者の製造工程、コストおよびインタフェース統合の問題を簡素化するための、チップ埋め込み基板のパッケージ構造を提供することを課題とする。 In addition, the present invention can meet a wide range of client demands by integrating the integrated manufacturing process of the semiconductor chip and the substrate, in order to simplify the manufacturing process, cost and interface integration problems of the semiconductor manufacturer, It is an object to provide a package structure of a chip embedded substrate.
上記の課題を解決するために、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造は、少なくとも1つの階段状開口を有するキャリアプレートと、複数の電極パッドを有し、前記キャリアプレートの階段状開口に収納される半導体チップと、前記半導体チップおよびキャリアプレートに形成され、前記半導体チップとキャリアプレートとの間隙に充填される誘電層と、前記誘電層に形成され、前記誘電層に形成された導電構造を介して前記半導体チップの電極パッドに電気的に接続される回路層と、を備えている。 In order to solve the above problems, a package structure of a chip-embedded substrate according to the present invention includes a carrier plate having at least one stepped opening and a plurality of electrode pads, and is accommodated in the stepped opening of the carrier plate. A semiconductor chip formed on the semiconductor chip and the carrier plate and filled in a gap between the semiconductor chip and the carrier plate; and a conductive structure formed on the dielectric layer and formed on the dielectric layer. And a circuit layer electrically connected to the electrode pad of the semiconductor chip.
本発明の一形態として、前記キャリアプレートは、一体構造であり、前記キャリアプレートにサイズの異なる開口が順次設けられることにより、階段状の開口が形成される。また、前記のような階段状開口を有するキャリアプレートは、開口サイズは異なるが、位置は互いに対応する複数のキャリア層が集積されてなるものであってもよい。 As an embodiment of the present invention, the carrier plate has an integral structure, and openings having different sizes are sequentially provided in the carrier plate, thereby forming stepped openings. Further, the carrier plate having the stepped openings as described above may be formed by integrating a plurality of carrier layers corresponding to each other in position, although the opening sizes are different.
本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、前記キャリアプレートに階段状開口が設けられ、且つ前記階段状開口を下から上へ次第に拡大する形状にすることにより、誘電材料が容易に半導体チップとキャリアプレートの開口との間隙に充填されるため、前記半導体チップが効果的に前記キャリアプレートに固定され、半導体チップが収納されているキャリアプレートの誘電層表面の平滑性および一致性が維持され、後続の工程において誘電層に形成される回路の製造工程の信頼性が向上するようになる。 In the package structure of the chip-embedded substrate according to the present invention, the carrier plate is provided with a stepped opening, and the stepped opening is gradually enlarged from the bottom to the top, so that the dielectric material can be easily combined with the semiconductor chip. Since the gap with the opening of the carrier plate is filled, the semiconductor chip is effectively fixed to the carrier plate, and the smoothness and consistency of the dielectric layer surface of the carrier plate in which the semiconductor chip is housed are maintained, The reliability of the manufacturing process of the circuit formed in the dielectric layer in the subsequent process is improved.
また、本発明ではもう一つの形態を提示する。その形態は、上記のパッケージ構造とほぼ同様であるが、その主要な相違点は、キャリアプレートの階段状開口に複数の半導体チップを有するチップセットが収納されている点である。それらの半導体チップは階段状開口における階段載置面に緊密に隣接され、それにより、後続の工程において前記半導体チップおよびキャリアプレートに誘電層および回路層が被覆形成される際に、同時に前記回路層によりそれらの半導体チップを電気的に接続することができ、キャリアプレートの開口に収納されたそれらの半導体チップの間の電気的接続ルートを短縮することが可能である。このようにして、それらのチップ間の電気的信号の伝送品質が向上し、信号のひずみが低減され、信号の高速伝送が図られることにより、マルチチップが統合されたモジュール化構造が形成され、電子製品のマルチ機能への要求に応えられるようになっている。 In the present invention, another form is presented. The form is almost the same as the above-described package structure, but the main difference is that a chip set having a plurality of semiconductor chips is accommodated in the stepped opening of the carrier plate. The semiconductor chips are closely adjacent to the stepped mounting surface in the stepped opening, so that the circuit layer is simultaneously formed when the semiconductor chip and the carrier plate are coated with the dielectric layer and the circuit layer in a subsequent process. Thus, the semiconductor chips can be electrically connected, and the electrical connection route between the semiconductor chips housed in the opening of the carrier plate can be shortened. In this way, the transmission quality of electrical signals between these chips is improved, signal distortion is reduced, and high-speed signal transmission is achieved, thereby forming a modular structure in which multi-chips are integrated, It is now possible to meet the demand for multi-functions of electronic products.
また、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、半導体素子のキャリアの製造およびパッケージプロセスが統合されているため、クライアントの幅広い需要に応えることができ、半導体業者の製造工程とインタフェースとの協調性の問題が簡素化されている。 Further, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, since the manufacturing of the semiconductor element carrier and the packaging process are integrated, it is possible to meet a wide range of client demands, and the cooperation between the manufacturing process and the interface of the semiconductor manufacturer. The sex issue has been simplified.
下記は特定の具体的実施例によって本発明の実施形態を説明するものである。この技芸に習熟した者は明細書に記載の内容によって簡単に本発明のその他の利点や効果を理解できる。本発明に係る実質的な技術内容は、広汎に特許請求の範囲内に定義される。また、本発明は図示の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内でさまざまな形態の変更が可能であることは言うまでもない。 The following describes embodiments of the present invention by way of specific specific examples. Those skilled in the art can easily understand other advantages and effects of the present invention according to the contents described in the specification. The substantial technical contents of the present invention are defined broadly in the claims. The present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
図2(a)は本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造の好ましい実施形態の断面図を模式的に示したものである。図2(a)に示すように、このパッケージ構造は、少なくとも1つの階段状開口20aを有し、少なくとも1つの半導体素子が収納されるためのキャリアプレート20と、前記キャリアプレート20の階段状開口20aに収納される少なくとも1つの半導体チップ21と、前記半導体チップ21およびキャリアプレート20上に形成される誘電層22と備え、前記誘電層の材料が前記半導体チップ21とキャリアプレートの階段状開口20aとの間隙に充填されることにより、前記半導体チップ21が前記キャリアプレート20に固定される。この誘電層22にはさらに回路層23を形成して、前記回路層23を前記半導体チップ21に電気的に接続させることが可能である。
FIG. 2 (a) schematically shows a cross-sectional view of a preferred embodiment of a package structure of a chip embedded substrate according to the present invention. As shown in FIG. 2A, this package structure has at least one stepped opening 20a, a
本発明の好ましい実施形態として、キャリアプレート20は、複数のキャリア層が積層されてなるものであり、最下層より上の各キャリア層のそれぞれにおいて少なくとも1つの貫通穴が設けられ、前記各貫通穴は下から上へ次第に拡大している。以下、三層式構造を例にして説明する。キャリアプレート20は、第1のキャリア層200と、第2のキャリア層202と、第3のキャリア層204とを備えている。第2のキャリア層202は、第1のキャリア層200に載置され、その表面を貫通する少なくとも1つの開口202aを有しており、第1のキャリア層200が前記開口202aの一側を閉鎖する。第3のキャリア層204は、第2のキャリア層202に載置され、その表面を貫通する少なくとも1つの開口204aを有し、前記開口204aは第2のキャリア層開口202aに対応しており、且つそのサイズが開口202aのサイズより大きいことにより、前記キャリアプレート20に下から上へ開口が次第に拡大する階段状開口20aが形成される。前記第1、第2および第3のキャリア層は、絶縁層、金属層、セラミックス層または内部に回路層が形成された基板のいずれか一つまたはそれらの組合せからなる。ここで注意すべきことは、キャリアプレート20の層数は、実際の需要に応じて決定することができる。(例えば前記キャリアプレートは4層、5層または更に多くの層を有するものであってもよい。)本発明の効果や利点がより分かりやすくなるように、3層構造のキャリアプレートを例にして説明するが、本発明はそれらに何ら限定されるものではない。
As a preferred embodiment of the present invention, the
また、キャリアプレート20は、一体に形成される構造(全体的構造)であってもよく、下から上へ開口サイズが次第に拡大する階段状開口20aは、キャリアプレート20において異なるサイズの開口を大きさに従って順次に対応形成させることで作成することができる。
Further, the
半導体チップ21は、能動面21aと前記能動面21aに対向する非能動面21bとを備える。この半導体チップ21は、非能動面21bが第1のキャリア層200に接続され、前記階段状開口20aに収納されており、能動面21aには複数の電極パッド210が設けられている。この半導体チップ21は、能動型または受動型のチップであり、例えば静電容量型シリコンチップ、メモリチップ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)チップまたはCPUチップ等のタイプの半導体チップのいずれか一つであってよい。
The
誘電層22は、エポキシ樹脂(Epoxy resin)、ポリイミド(Polyimide)、シアン酸エステル(Cyanate ester)、ガラス繊維(Glass fiber)、ビスマレイミドトリアジン(BT、Bismaleimide triazine)またはエポキシ樹脂とガラス繊維とが混合される材質からなる。
The
回路層23は、誘電層22に形成され、前記誘電層22における導電構造222(例えばバイアホール(via hole)またはバンプ)に形成されることにより前記半導体チップ21の電極パッド210に電気的に接続させることができる。ただし、回路層23の形成方法は、業界で従来よく知られている製造技術であるため、詳しい説明を省略する。
The
従来技術に比較して、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、半導体チップ21をキャリアプレート20の階段状開口20aに設け、前記階段状開口20aが次第に拡大する形で誘電層の材料を前記半導体チップ21とキャリアプレート20の階段状開口20aとの間の間隙に十分に充填することにより、半導体チップ21が効果的にキャリアプレート20に固定され、半導体チップのパッケージの品質や信頼性が向上する。
Compared with the prior art, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, the
また、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造において、実際の需要に応じて誘電層22と回路層23とにビルドアップ回路製造工程を行い、必要とする電気的設計の回路接続を構成することも可能である。図2(b)は、図2(a)に示す誘電層22と回路層23とにビルドアップ回路製造工程が行われて形成されたパッケージ構造の断面図を模式的に示したものである。その構造は、図2(a)に示す構造とほぼ同様であるが、誘電層22と回路層23とにビルドアップ回路構造24がさらに形成されている。
Further, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, the build-up circuit manufacturing process is performed on the
図2(b)に示すように、前記ビルドアップ回路構造24は、絶縁層240と、前記絶縁層240に積層された回路パターンが形成された回路層242と、前記絶縁層240を貫通し回路パターンが形成された回路層242に電気的に接続される複数の導電バイアホール242aと備え、それらの導電バイアホール242aは、前記回路層23に電気的に接続させることができる。ビルドアップ回路構造24の外表面における回路層には複数の電気的接続パッド244が形成され、前記最外層回路層にソルダーレジスト(solder resist)層25が被覆されている。前記ソルダーレジスト層25には複数の開口が設けられることで電気的接続パッド244が露出し、複数の導電素子260例えば半田ボール、導電柱または半田柱を配設するのに用いられ、それにより、キャリアプレート20に収納される半導体チップ21が、電極パッド210、回路層23、ビルドアップ回路構造24及び導電素子を介して外部の電子装置に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2B, the build-up
図3(a)は本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造の第2の実施形態の断面図を模式的に示したものである。第2の実施形態は、第1の実施形態とほぼ同様であるが、その主要な相違点は、キャリアプレートの階段状開口にチップセットが収納されている点にある。図に示すように、このパッケージ構造では、少なくとも1つの階段状開口30aを有するキャリアプレート30と、前記階段状開口30aに収納され、複数の電極パッド310a、310b、310cがそれぞれ設けられた半導体チップ31a、31b、31cを備えたチップセットと、前記半導体チップ31a、31b、31c及びキャリアプレート30に形成される誘電層32とを備え、前記誘電層32の材料が、前記キャリアプレート30の階段状開口30aとチップとの間隙に十分に充填されることにより、それらの半導体チップがキャリアプレート30に固定される。また、誘電層32にはさらに回路層33を形成して、前記回路層33をそれらの半導体チップ31a、31b、31cに電気的に接続することが可能である。
FIG. 3A schematically shows a cross-sectional view of a second embodiment of the package structure of the chip-embedded substrate according to the present invention. The second embodiment is substantially the same as the first embodiment, but the main difference is that the chip set is housed in the stepped opening of the carrier plate. As shown in the figure, in this package structure, a
キャリアプレート30は、複数のキャリア層が積層されてなるものであり、最底層より上の各キャリア層のそれぞれにおいて少なくとも1つの貫通穴が設けられ、前記各貫通穴が下から上へ次第に拡大している。以下、三層式構造を例にして説明する。キャリアプレート30は、第1のキャリア層300と、第2のキャリア層302と、第3のキャリア層304とを備えている。第2のキャリア層302は、第1のキャリア層300に載置され、その表面を貫通する少なくとも1つの開口302aを有しており、第1のキャリア層300が前記開口302aの一側を閉鎖する。第3のキャリア層304は、第2のキャリア層302に載置され、その表面を貫通する少なくとも1つの開口304aを有し、前記開口304aは第2のキャリア層の開口302aに対応しており、そのサイズが開口302aのサイズより大きいことにより、前記キャリアプレート30に下から上へ開口が次第に拡大する階段状開口30aが形成され、前記階段状開口30aは、前記第1のキャリア層300の載置面300bが露出する開口302aと、前記第2のキャリア層302の一部の表面に形成された載置面302bが露出する開口304aとを有している。前記第1、第2および第3のキャリア層300、302、304は、絶縁層、金属層、セラミックス層または内部に回路層が形成された基板のいずれか一つまたはそれらの組合せからなる。ここで注意すべきことは、キャリアプレート30の層数は、実際の需要に応じて決定することができる。(例えば前記キャリアプレートが4層、5層または更に多くの層を有するものであってもよい。)本発明の効果や利点がより分かりやすくなるように、3層構造のキャリアプレートを例にして説明するが、本発明はそれらに何ら限定されるものではない。
The
前記半導体チップ31a、31b、31cは、第1のキャリア層300の載置面300b及び第2のキャリア層302の載置面302bに緊密に載置され、前記階段状開口30aに収納されている。また、それらの半導体チップ31a、31b、31cは、能動型または受動型のチップであり、例えばキャパシタンス(capacitance)シリコンチップ、メモリチップ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)チップまたはCPUチップ等のタイプの半導体チップのいずれか一つであってよい。
The
誘電層32は、エポキシ樹脂(Epoxy resin)、ポリイミド(Polyimide)、シアン酸エステル(Cyanate ester)、ガラス繊維(Glass fiber)、ビスマレイミドトリアジン(BT、Bismaleimide triazine)またはエポキシ樹脂とガラス繊維とが混合される材質からなる。
The
回路層33は、誘電層32における複数の導電構造322(例えばバイアホール(via hole)またはバンプ)に形成されることにより半導体チップ31a、31b、31c上における電極パッド310a、310b、310cに電気的に接続されている。同時に、回路層33は、それらの半導体チップ31a、31b、31c間で直接電気的接続を行うのに用いられるため、それらの半導体チップ間の電気的接続のルートが短縮され、それらのチップ間の電気信号の伝送品質が確保され、受信信号のひずみが低減され、信号の高速伝送及び電気的機能の統合が図られることが可能となる。
The
また、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、実際の必要に応じて誘電層32と回路層33とにおいてビルドアップ回路製造工程を行い、必要とする電気的設計の回路接続を構成することも可能である。図3(b)は、図3(a)に示す誘電層32と回路層33とにビルドアップ回路製造工程が行われて形成されたパッケージ構造の断面図を模式的に示したものである。その構造は、図3(a)に示す構造とほぼ同様であるが、前記誘電層32と回路層33とにビルドアップ回路構造34がさらに形成されている。
Further, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, the build-up circuit manufacturing process is performed in the
図3(b)に示すように、前記ビルドアップ回路構造34は、絶縁層340と、前記絶縁層340に積層された回路層342と、前記絶縁層340を貫通し回路層33に電気的に接続される複数の導電バイアホール342aとを備え、それらの導電バイアホール342aは、前記回路層33に電気的に接続させることができる。ビルドアップ回路構造34の外表面における回路層には複数の電気的接続パッド344が形成され、前記最外層回路層にソルダーレジスト(solder resist)層35が被覆されている。前記ソルダーレジスト層35には複数の開口が設けられることで電気的接続パッド344が露出し、複数の導電素子360例えば半田ボール、導電柱または半田柱を配設するのに用いられ、それにより、キャリアプレート30に収納される半導体チップ31a、31b、31cが電極チップ310a、310b、310c、回路層33、ビルドアップ回路構造34及び導電素子を介して外部の電子装置に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3B, the build-up
したがって、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、主に、少なくとも1つの半導体チップ(またはチップセット)をキャリアプレートの階段状開口に収納し、前記階段状開口が次第に拡大する形状を利用して誘電材料を前記キャリアプレートの開口に十分に充填させることにより、半導体チップ(またはチップセット)を前記開口に固定すると同時に、半導体チップが収納されているキャリアプレートの誘電層表面の平滑性および一致性を維持することができ、後続の工程において誘電層に形成される回路の製造工程の信頼性が向上するようになる。また、本発明において、前記キャリアプレートの階段状開口に、機能が異なる(または同様若しくは一部が同様の)半導体チップが複数収納され、それらの半導体チップは、前記階段状開口における階段に緊密に載置されることで、後続の工程において、前記半導体チップ及びキャリアプレートに誘電層が圧着され回路層が形成される際に、同時に前記回路層によりそれらの半導体チップが電気的に接続される。それにより、キャリアプレートの開口に収納されたそれらの半導体チップ間の電気的接続ルートが短縮され、それらのチップ間の電気信号の伝送品質が向上し、受信信号のひずみが低減され、信号の高速伝送が図られるとともに、マルチチップが統合されたモジュール化構造が形成され、現在の電子製品の多機能に対する要求に応えられるようになっている。 Therefore, the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention mainly uses a shape in which at least one semiconductor chip (or chip set) is accommodated in the stepped opening of the carrier plate and the stepped opening gradually expands. By sufficiently filling the opening of the carrier plate with a dielectric material, the semiconductor chip (or chip set) is fixed to the opening, and at the same time, the smoothness and matching of the surface of the dielectric layer of the carrier plate in which the semiconductor chip is accommodated The reliability of the manufacturing process of the circuit formed in the dielectric layer in the subsequent process can be improved. In the present invention, a plurality of semiconductor chips having different functions (or similar or partly similar) are accommodated in the stepped opening of the carrier plate, and these semiconductor chips are closely connected to the steps in the stepped opening. By being placed, in a subsequent process, when a dielectric layer is pressure-bonded to the semiconductor chip and the carrier plate to form a circuit layer, the semiconductor layer is electrically connected by the circuit layer at the same time. As a result, the electrical connection route between the semiconductor chips housed in the opening of the carrier plate is shortened, the transmission quality of the electrical signal between the chips is improved, the distortion of the received signal is reduced, and the signal speed is increased. As a result of transmission, a modularized structure in which multichips are integrated is formed to meet the demands for the multi-functions of current electronic products.
また、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、誘電層と回路層においてビルドアップ回路製造工程をさらに行うことができ、それにより半導体チップが埋め込まれたキャリアプレートに高密度で細線化の多層回路構造が形成されるとともに、回路構造の外表面に複数の導電素子を設けることができ、それにより、キャリアプレートに埋め込まれた半導体チップを直接外部の装置に電気的に接続させることができる。したがって、本発明に係るチップ埋め込み基板のパッケージ構造では、半導体チップのキャリアの製造およびパッケージプロセスが統合されているため、クライアントの幅広い需要に応えることができ、半導体業者の製造工程とインタフェースとの協調性の問題が簡素化されている。 Further, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, the build-up circuit manufacturing process can be further performed in the dielectric layer and the circuit layer, whereby the carrier plate embedded with the semiconductor chip has a high density and thinning multilayer. In addition to forming the circuit structure, a plurality of conductive elements can be provided on the outer surface of the circuit structure, whereby the semiconductor chip embedded in the carrier plate can be directly electrically connected to an external device. Therefore, in the package structure of the chip embedded substrate according to the present invention, since the manufacturing of the semiconductor chip carrier and the packaging process are integrated, it is possible to meet the wide demand of the client, and the cooperation between the manufacturing process and the interface of the semiconductor manufacturer. The sex issue has been simplified.
以上、本発明の原理と効果を実施の形態をもとに説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の特許請求範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Although the principle and effect of the present invention have been described based on the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the above embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to the combinations of these components, and that such modifications are also within the scope of the claims of the present invention. is there.
102 放熱板
104 凹部
114 半導体チップ
118 熱伝導接着材料
122 ビルドアップ回路(built−up)構造
20、30 キャリアプレート
20a、30a 開口
200、300 第1のキャリア層
202、302 第2のキャリア層
204、304 第3のキャリア層
202a、302a 第2のキャリア層開口
204a、304a 第3のキャリア層開口
21、31a、31b、31c 半導体チップ
21a 能動面
21b 非能動面
210、310a、310b、310c 電極パッド
22、32 誘電層
222、322 導電構造
23、33 回路層
24、34 ビルドアップ回路構造
240、340 絶縁層
242、342 回路層
244、344 電気的接続パッド
242a、342a 導電バイアホール
25、35 ソルダーレジスト層
260、360 導電素子
301b、302b 載置面
102
Claims (12)
複数の電極パッドを有し、前記キャリアプレートの階段状開口に収納される半導体チップと、
前記半導体チップおよびキャリアプレートに形成され、前記半導体チップとキャリアプレートとの間隙に充填される誘電層と、
前記誘電層に形成され、前記誘電層に形成された導電構造を介して前記半導体チップの電極パッドに電気的に接続される回路層と、
を備えることを特徴とするチップ埋め込み基板のパッケージ構造。 A carrier plate having at least one stepped opening;
A semiconductor chip having a plurality of electrode pads and housed in a stepped opening of the carrier plate;
A dielectric layer formed on the semiconductor chip and the carrier plate and filled in a gap between the semiconductor chip and the carrier plate;
A circuit layer formed on the dielectric layer and electrically connected to an electrode pad of the semiconductor chip via a conductive structure formed on the dielectric layer;
A package structure of a chip-embedded substrate, comprising:
前記キャリアプレートの階段状開口における露出する第1、第2のキャリア層の載置面にそれぞれ載置され、複数の電極パッドが設けられている複数の半導体チップと、
前記複数の半導体チップおよびキャリアプレートに形成され、前記複数の半導体チップとキャリアプレートとの間隙に充填される誘電層と、
前記誘電層に形成され、誘電層に形成された導電構造を介して前記複数の半導体チップの電極パッドに電気的に接続される回路層と、
を備えることを特徴とするチップ埋め込み基板のパッケージ構造。 It consists of a first carrier layer, a second carrier layer, and a third carrier layer, and the second carrier layer is placed on the first carrier layer and has at least one through-opening The third carrier layer is placed on the second carrier layer, has at least one through-opening, and the opening corresponds to the opening of the second carrier layer, and the size of the opening Is larger than the size of the opening of the second carrier layer, a stepped opening in which the opening gradually expands from the bottom to the top is formed in the carrier plate, and a part of the first carrier layer is formed by the stepped opening. And a carrier plate from which a part of the second carrier layer is exposed,
A plurality of semiconductor chips mounted on the mounting surfaces of the first and second carrier layers exposed in the stepped openings of the carrier plate, respectively, and provided with a plurality of electrode pads;
A dielectric layer formed on the plurality of semiconductor chips and the carrier plate, and filled in a gap between the plurality of semiconductor chips and the carrier plate;
A circuit layer formed on the dielectric layer and electrically connected to electrode pads of the plurality of semiconductor chips via a conductive structure formed on the dielectric layer;
A package structure of a chip-embedded substrate.
The package structure of a chip embedded substrate according to claim 9, wherein the plurality of semiconductor chips are one of an active type and a passive type.
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